WO2018159671A1 - 静電荷像現像用正帯電性トナー及びその製造方法 - Google Patents

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WO2018159671A1
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toner
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colored resin
resin particles
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左京 柳生
尊 千葉
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日本ゼオン株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to a positively chargeable toner for developing an electrostatic charge image (hereinafter, simply referred to as “positively chargeable toner”) used for developing an electrostatic latent image in electrophotography, electrostatic recording method, electrostatic printing method and the like. Or may be referred to as “toner”).
  • positively chargeable toner used for developing an electrostatic latent image in electrophotography, electrostatic recording method, electrostatic printing method and the like. Or may be referred to as “toner”).
  • a toner used in a general electrophotographic method desired chargeability and fluidity are obtained by attaching an external additive to the surface of the colored resin particles.
  • an external additive fine particles containing an inorganic substance or an organic substance are widely used in general.
  • metal oxide particles and resin particles, and those obtained by surface treatment of these have been widely used.
  • particles of metal oxides such as silica, titania, alumina, and zinc oxide, particles of fatty acid metal salts, and products obtained by hydrophobizing these particles are used.
  • Patent Document 1 discloses that the number average primary particle diameter is 30 to 80 nm and the triboelectric charge amount is ⁇ 50 to +300 ⁇ C / min for the purpose of maintaining toner characteristics such as chargeability and fluidity even when toner is replenished. g, and a positively chargeable toner for developing an electrostatic image containing spherical colloidal silica fine particles surface-treated with cyclic silazane and the like.
  • Dv50 / Dv10 is 1.8 or more and the volume average particle diameter is 0.1 to 1.0 ⁇ m for the purpose of providing a toner with less fog and excellent cleaning properties.
  • a method for producing a toner using silica fine particles (A) having a sphericity of 1 to 1.3 is disclosed.
  • An object of the present disclosure is to provide a positively chargeable toner for developing an electrostatic charge image that is excellent in both charging stability and conveyance amount stability in addition to printing durability.
  • the present inventors have found that the above problem can be solved by using spherical silica particles having a relatively large number average particle diameter and increasing the proportion of particles having a large particle diameter even in the entire external additive.
  • the positively chargeable toner for developing an electrostatic charge image of the present disclosure is the positively chargeable toner for developing an electrostatic charge image containing a colored resin particle containing a binder resin and a colorant and an external additive.
  • a positively chargeable toner for developing an electrostatic image characterized in that the ratio of the number of particles is 75% or more.
  • the content of the external additive is preferably 0.5 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the colored resin particles.
  • the external additive preferably contains inorganic oxide particles having a number average particle diameter of 5 to 25 nm.
  • the content of the inorganic oxide particles is preferably 0.01 to 0.4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the colored resin particles.
  • the method for producing a positively chargeable toner for developing an electrostatic charge image includes a step of producing colored resin particles containing a binder resin and a colorant, and mixing and stirring the colored resin particles and an external additive.
  • the manufacturing method including an external addition step of attaching the external additive to the surface of the colored resin particles,
  • the external additive includes spherical silica particles having a number average particle diameter of 70 to 200 nm, and the particle size distribution of the external additive calculated based on the SEM image of the external additive. It is characterized in that the ratio of the number of particles having a particle size of 50 nm or more is 75% or more.
  • the external additive includes inorganic oxide particles having a number average particle diameter of 5 to 25 nm, and the inorganic oxide particles are attached to the colored resin particles, and the inorganic oxide It is preferable that the spherical silica particles are further adhered to the colored resin particles to which the particles are adhered.
  • spherical silica particles having a larger number average particle diameter than before and increasing the proportion of the external additive having a larger particle diameter than before printing durability and charging stability are improved.
  • a positively chargeable toner for developing an electrostatic charge image which is excellent in both the conveyance amount stability, is provided.
  • the positively chargeable toner for developing an electrostatic charge image of the present disclosure is a positively chargeable toner for developing an electrostatic charge image containing a colored resin particle containing a binder resin and a colorant, and an external additive.
  • the spherical silica particles have a number average particle size of 70 to 200 nm, and the particle size distribution of the external additive calculated based on the SEM image of the external additive has a particle size of 50 nm or more.
  • the ratio of the number of particles is 75% or more.
  • the toner of the present disclosure contains colored resin particles containing a binder resin and a colorant, and an external additive.
  • the manufacturing method of the colored resin particles of the present disclosure the colored resin particles obtained by the manufacturing method, the manufacturing method of the toner of the present disclosure using the colored resin particles, and the toner of the present disclosure will be described in order.
  • the production method of colored resin particles is roughly classified into dry methods such as a pulverization method, and wet methods such as an emulsion polymerization aggregation method, a suspension polymerization method, and a dissolution suspension method.
  • the wet method is preferable because it is easy to obtain a toner excellent in printing characteristics such as the property.
  • a polymerization method such as an emulsion polymerization aggregation method and a suspension polymerization method is preferable because a toner having a relatively small particle size distribution on the order of microns is preferable.
  • a suspension polymerization method is more preferable among polymerization methods. preferable.
  • an emulsified polymerizable monomer is polymerized to obtain a resin fine particle emulsion, which is aggregated with a colorant dispersion or the like to produce colored resin particles.
  • the dissolution suspension method produces droplets of a solution in which toner components such as a binder resin and a colorant are dissolved or dispersed in an organic solvent in an aqueous medium, and the organic solvent is removed to produce colored resin particles.
  • toner components such as a binder resin and a colorant are dissolved or dispersed in an organic solvent in an aqueous medium, and the organic solvent is removed to produce colored resin particles.
  • the colored resin particles of the present disclosure can be manufactured by employing a wet method or a dry method.
  • a wet method a preferred suspension polymerization method is adopted, and the following process is performed.
  • A) Suspension polymerization method (A-1) Preparation step of polymerizable monomer composition First, other additions such as a polymerizable monomer, a colorant, and a charge control agent added as necessary The product is mixed to prepare a polymerizable monomer composition. For mixing at the time of preparing the polymerizable monomer composition, for example, a media type disperser is used.
  • the polymerizable monomer refers to a monomer having a polymerizable functional group, and the polymerizable monomer is polymerized to become a binder resin. It is preferable to use a monovinyl monomer as the main component of the polymerizable monomer.
  • the monovinyl monomer examples include styrene; styrene derivatives such as vinyl toluene and ⁇ -methylstyrene; acrylic acid and methacrylic acid; methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, acrylic acid 2
  • Acrylic esters such as ethylhexyl and dimethylaminoethyl acrylate
  • methacrylic esters such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate and dimethylaminoethyl methacrylate
  • acrylonitrile And nitrile compounds such as methacrylonitrile
  • amide compounds such as acrylamide and methacrylamide
  • olefins such as ethylene, propylene, and butylene.
  • a crosslinkable polymerizable monomer means a monomer having two or more polymerizable functional groups.
  • the crosslinkable polymerizable monomer include aromatic divinyl compounds such as divinylbenzene, divinylnaphthalene, and derivatives thereof; alcohols having two or more hydroxyl groups such as ethylene glycol dimethacrylate and diethylene glycol dimethacrylate; Ester compounds in which two or more carboxylic acids having carbon-carbon double bonds are ester-bonded; other divinyl compounds such as N, N-divinylaniline and divinyl ether; compounds having three or more vinyl groups; Can be mentioned.
  • crosslinkable polymerizable monomers can be used alone or in combination of two or more.
  • the crosslinkable polymerizable monomer is usually used in a proportion of 0.1 to 5 parts by mass, preferably 0.3 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the monovinyl monomer. desirable.
  • a macromonomer as a part of the polymerizable monomer because the balance between the storage stability of the obtained toner and the fixing property at low temperature is improved.
  • the macromonomer has a polymerizable carbon-carbon unsaturated double bond at the end of the molecular chain, and is a reactive oligomer or polymer having a number average molecular weight of usually 1,000 to 30,000.
  • the macromonomer is preferably one that gives a polymer having a higher Tg than the glass transition temperature of the polymer obtained by polymerizing the monovinyl monomer (hereinafter sometimes referred to as “Tg”).
  • the macromonomer is preferably used in an amount of 0.03 to 5 parts by mass, more preferably 0.05 to 1 part by mass, with respect to 100 parts by mass of the monovinyl monomer.
  • the macromonomer include polyacrylic acid ester macromonomer, polymethacrylic acid ester macromonomer, polystyrene macromonomer, polyacrylonitrile macromonomer, silicone macromonomer, and copolymers of these macromonomers. Among these, it is preferable to use a polyacrylic acid ester macromonomer and a polymethacrylic acid ester macromonomer.
  • a colorant is used.
  • black, cyan, yellow, and magenta colorants can be used.
  • the black colorant for example, carbon black, titanium black, magnetic powder such as zinc zinc oxide and nickel iron oxide can be used.
  • cyan colorant for example, dyes and pigments such as a copper phthalocyanine compound, a derivative thereof, and an anthraquinone compound can be used. Specifically, C.I. I. Pigment blue 2, 3, 6, 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 16, 17: 1, 60, and the like.
  • azo pigments such as monoazo pigments and disazo pigments, compounds such as condensed polycyclic pigments and dyes are used.
  • Pigment yellow 3 12, 13, 14, 15, 17, 62, 65, 73, 74, 83, 93, 97, 120, 138, 155, 180, 181, 185, 186, 213, 214, etc. .
  • magenta colorant examples include compounds such as azo pigments such as monoazo pigments and disazo pigments, condensed polycyclic pigments, and dyes.
  • azo pigments such as monoazo pigments and disazo pigments, condensed polycyclic pigments, and dyes.
  • each colorant can be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the colorant is preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the monovinyl monomer.
  • a release agent to the polymerizable monomer composition.
  • Any releasing agent can be used without particular limitation as long as it is generally used as a releasing agent for toner.
  • the release agent preferably contains at least one of ester wax and hydrocarbon wax.
  • ester wax suitably used as a release agent in the present disclosure includes, for example, monoester compounds such as stearyl stearate, behenyl behenate, behenyl stearate, stearyl behenate; pentaerythritol tetrapalmitate, pentaerythritol tetrabe Pentaerythritol ester compounds such as henate and pentaerythritol tetrastearate; hexaglycerin tetrabehenate tetrapalmitate, hexaglycerin octabehenate, pentaglycerin heptabehenate, tetraglycerin hexabehenate, triglycerin pentabe Glycerin este
  • the number average molecular weight of the hydrocarbon wax is preferably 300 to 800, more preferably 400 to 600. Further, the penetration of the hydrocarbon wax measured by JIS K2235 5.4 is preferably 1 to 10, and more preferably 2 to 7.
  • the release agent is preferably used in combination of one or more waxes as described above.
  • the release agent is preferably used in an amount of 0.1 to 30 parts by weight, more preferably 1 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the monovinyl monomer.
  • a positively or negatively chargeable charge control agent can be used to improve the chargeability of the toner.
  • the charge control agent is not particularly limited as long as it is generally used as a charge control agent for toner, but among charge control agents, the compatibility with the polymerizable monomer is high, and stable chargeability. (Charge stability) can be imparted to the toner particles, and therefore a positively or negatively chargeable charge control resin is preferred. From the viewpoint of obtaining a positively chargeable toner, a positively chargeable charge control resin is more preferred. Used.
  • positively chargeable charge control agents include nigrosine dyes, quaternary ammonium salts, triaminotriphenylmethane compounds and imidazole compounds, polyamine resins as charge control resins that are preferably used, and quaternary ammonium-containing copolymers, And quaternary ammonium salt-containing copolymers.
  • Negatively chargeable charge control agents include azo dyes containing metals such as Cr, Co, Al, and Fe, salicylic acid metal compounds and alkylsalicylic acid metal compounds, and sulfonic acid-containing copolymers as charge control resins that are preferably used.
  • Examples thereof include a polymer, a sulfonate-containing copolymer, a carboxylic acid-containing copolymer, and a carboxylate-containing copolymer.
  • the charge control agent in a proportion of usually 0.01 to 10 parts by weight, preferably 0.03 to 8 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the monovinyl monomer. If the addition amount of the charge control agent is 0.01 parts by mass or more, there is little possibility of fogging. Further, if the addition amount of the charge control agent is 10 parts by mass or less, there is little risk of occurrence of printing smears.
  • a molecular weight modifier when polymerizing a polymerizable monomer that is polymerized to become a binder resin.
  • the molecular weight modifier is not particularly limited as long as it is generally used as a molecular weight modifier for toners.
  • t-dodecyl mercaptan t-dodecyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, n-octyl mercaptan, and 2,2, Mercaptans such as 4,6,6-pentamethylheptane-4-thiol; tetramethylthiuram disulfide, tetraethylthiuram disulfide, tetrabutylthiuram disulfide, N, N′-dimethyl-N, N′-diphenylthiuram disulfide, N, And thiuram disulfides such as N′-dioctadecyl-N, N′-diisopropylthiuram disulfide;
  • molecular weight modifiers may be used alone or in combination of two or more. In the present disclosure, it is desirable to use the molecular weight modifier in a proportion of usually 0.01 to 10 parts by mass, preferably
  • A-2 Suspension step for obtaining a suspension (droplet formation step)
  • a polymerizable monomer composition containing at least a polymerizable monomer and a colorant is dispersed in an aqueous medium containing a dispersion stabilizer, and after adding a polymerization initiator, the polymerizable monomer is added.
  • a droplet of the composition is formed.
  • the method for forming droplets is not particularly limited.
  • (in-line type) emulsifying disperser (trade name: Milder, manufactured by Taiheiyo Kiko Co., Ltd.), high-speed emulsifying disperser (manufactured by PRIMIX, trade name: TK Homomixer MARK Using a device capable of strong stirring, such as type II).
  • persulfates such as potassium persulfate and ammonium persulfate: 4,4′-azobis (4-cyanovaleric acid), 2,2′-azobis (2-methyl-N- (2- Hydroxyethyl) propionamide), 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), and 2,2′-azobisisobutyronitrile Azo compounds such as: di-t-butyl peroxide, benzoyl peroxide, t-butyl peroxy-2-ethylhexanoate, t-butyl peroxydiethyl acetate, t-hexylperoxy-2-ethylbutanoate Diisopropyl peroxydicarbonate, di-t-butyl peroxyisophthalate, and t-butyl peroxy Organic peroxides such as butyrate and the like.
  • peroxyesters are preferable because non-aromatic peroxyesters, that is, peroxyesters having no aromatic ring, are preferable because initiator efficiency is good and the amount of remaining polymerizable monomers can be reduced. More preferred.
  • the polymerization initiator may be added before the droplet formation after the polymerizable monomer composition is dispersed in the aqueous medium. However, the polymerization initiator is not dispersed in the aqueous medium. It may be added to the monomer composition.
  • the addition amount of the polymerization initiator used for the polymerization of the polymerizable monomer composition is preferably 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 0.3 to 100 parts by mass of the monovinyl monomer. Is 15 parts by mass, and particularly preferably 1 to 10 parts by mass.
  • the aqueous medium refers to a medium containing water as a main component.
  • the aqueous medium preferably contains a dispersion stabilizer.
  • the dispersion stabilizer include sulfates such as barium sulfate and calcium sulfate; carbonates such as barium carbonate, calcium carbonate and magnesium carbonate; phosphates such as calcium phosphate; metals such as aluminum oxide and titanium oxide. Oxides; metal hydroxides such as aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, and ferric hydroxide; inorganic compounds such as; water-soluble polymers such as polyvinyl alcohol, methylcellulose, and gelatin; anionic surfactants; Organic compounds such as nonionic surfactants; amphoteric surfactants;
  • the said dispersion stabilizer can be used 1 type or in combination of 2 or more types.
  • inorganic compounds particularly colloids of poorly water-soluble metal hydroxides are preferred.
  • a colloid of an inorganic compound, particularly a poorly water-soluble metal hydroxide the particle size distribution of the colored resin particles can be narrowed, and the residual amount of the dispersion stabilizer after washing can be reduced.
  • the toner can reproduce the image clearly and has excellent environmental stability.
  • the polymerization temperature of the polymerizable monomer composition is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 60 to 95 ° C.
  • the polymerization reaction time is preferably 1 to 20 hours, and more preferably 2 to 15 hours.
  • the colored resin particles may be used as a polymerized toner by adding an external additive as it is, but the so-called core-shell type obtained by using the colored resin particles as a core layer and forming a shell layer different from the core layer on the outside thereof. It is preferable to use colored resin particles (also referred to as “capsule type”).
  • the core-shell type colored resin particles balance the reduction of the fixing temperature and the prevention of aggregation during storage by coating the core layer made of a material having a low softening point with a material having a higher softening point. be able to.
  • the method for producing core-shell type colored resin particles using the colored resin particles described above is not particularly limited, and can be produced by a conventionally known method.
  • An in situ polymerization method and a phase separation method are preferable from the viewpoint of production efficiency.
  • a method for producing core-shell type colored resin particles by in situ polymerization will be described below. Addition of a polymerizable monomer (polymerizable monomer for shell) and a polymerization initiator to form a shell layer into an aqueous medium in which colored resin particles are dispersed, and then polymerize to form a core-shell type color. Resin particles can be obtained.
  • the same monomers as the aforementioned polymerizable monomers can be used.
  • monomers such as styrene, acrylonitrile, and methyl methacrylate, which can obtain a polymer having a Tg exceeding 80 ° C., alone or in combination of two or more.
  • polymerization initiator used for polymerization of the polymerizable monomer for shell examples include persulfate metal salts such as potassium persulfate and ammonium persulfate; 2,2′-azobis (2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) Water-soluble such as azo initiators such as) propionamide) and 2,2′-azobis- (2-methyl-N- (1,1-bis (hydroxymethyl) 2-hydroxyethyl) propionamide); A polymerization initiator can be mentioned. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the polymerization initiator is preferably 0.1 to 30 parts by mass, more preferably 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer for shell.
  • the polymerization temperature of the shell layer is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 60 to 95 ° C.
  • the polymerization reaction time is preferably 1 to 20 hours, and more preferably 2 to 15 hours.
  • the dispersion stabilizer when an inorganic compound is used as the dispersion stabilizer, the dispersion stabilizer can be dissolved in water and removed by adding an acid or alkali to the aqueous dispersion of colored resin particles. preferable.
  • a colloid of a poorly water-soluble inorganic hydroxide is used as the dispersion stabilizer, it is preferable to adjust the pH of the colored resin particle aqueous dispersion to 6.5 or less by adding an acid.
  • the acid to be added inorganic acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, and nitric acid, and organic acids such as formic acid and acetic acid can be used. Particularly, since the removal efficiency is large and the burden on the manufacturing equipment is small, Sulfuric acid is preferred.
  • dehydration and filtration methods there are no particular limitations on the dehydration and filtration methods, and various known methods can be used. Examples thereof include a centrifugal filtration method, a vacuum filtration method, and a pressure filtration method. Also, the drying method is not particularly limited, and various methods can be used.
  • (B) Pulverization method When the pulverization method is used to produce colored resin particles, the following process is performed. First, a binder resin, a colorant, and other additives such as a charge control agent added as necessary are mixed in a mixer, such as a ball mill, a V-type mixer, a Henschel mixer (trade name), a high-speed dissolver, Mix using an internal mixer. Next, the mixture obtained as described above is kneaded while being heated using a pressure kneader, a twin-screw extrusion kneader, a roller or the like.
  • a mixer such as a ball mill, a V-type mixer, a Henschel mixer (trade name), a high-speed dissolver, Mix using an internal mixer.
  • a mixer such as a ball mill, a V-type mixer, a Henschel mixer (trade name), a high-speed dissolver, Mix using an internal mixer.
  • a mixer such as a ball mill,
  • the obtained kneaded material is coarsely pulverized using a pulverizer such as a hammer mill, a cutter mill, or a roller mill. Furthermore, after finely pulverizing using a pulverizer such as a jet mill or a high-speed rotary pulverizer, it is classified into a desired particle size by a classifier such as an air classifier or an airflow classifier, and colored resin particles obtained by a pulverization method. Get.
  • the colored resin particles obtained by the pulverization method can be made into core-shell type colored resin particles by a method such as an in situ polymerization method, similarly to the colored resin particles obtained by the suspension polymerization method (A) described above.
  • binder resin other resins that have been widely used for toners can be used.
  • specific examples of the binder resin used in the pulverization method include polystyrene, styrene-butyl acrylate copolymer, polyester resin, and epoxy resin.
  • Colored resin particles are obtained by a production method such as the above-described (A) suspension polymerization method or (B) pulverization method.
  • A) suspension polymerization method or (B) pulverization method the colored resin particles constituting the toner will be described.
  • the colored resin particles described below include both core-shell type and non-core type.
  • the volume average particle diameter (Dv) of the colored resin particles is preferably 4 to 12 ⁇ m, more preferably 5 to 10 ⁇ m, still more preferably 6 to 9 ⁇ m, and particularly preferably 6.5 to 8.0 ⁇ m. is there. If Dv is 4 ⁇ m or more, the fluidity of the toner is high, excellent transferability can be maintained, and high image density can be maintained. If Dv is 12 ⁇ m or less, the resolution of the image can be maintained high.
  • the ratio (Dv / Dn) of the volume average particle diameter (Dv) to the number average particle diameter (Dn) of the colored resin particles is preferably 1.0 to 1.3, and more preferably 1. 0 to 1.2. If Dv / Dn is 1.3 or less, transferability, image density, and resolution can all be maintained high.
  • the volume average particle size and the number average particle size of the colored resin particles can be measured using, for example, a particle size analyzer (Beckman Coulter, trade name: Multisizer).
  • the average circularity of the colored resin particles of the present disclosure is preferably 0.96 to 1.00, more preferably 0.97 to 1.00, and more preferably 0.98 to 1.00 from the viewpoint of image reproducibility. More preferably, it is 1.00. If the average circularity of the colored resin particles is 0.96 or more, the fine line reproducibility of printing is less likely to deteriorate.
  • the circularity is defined as a value obtained by dividing the circumference of a circle having the same projected area as the particle image by the circumference of the projected image of the particle.
  • the average circularity in the present disclosure is used as a simple method for quantitatively expressing the shape of the particles, and is an index indicating the degree of unevenness of the colored resin particles. 1 is shown in the case of a perfect sphere, and the value becomes smaller as the surface shape of the colored resin particles becomes more complicated.
  • the colored resin particles are mixed and stirred together with the external additive and subjected to an external addition treatment to attach the external additive to the surface of the colored resin particles, thereby developing a one-component toner (development). Agent).
  • the one-component toner may be further mixed and stirred together with carrier particles to form a two-component developer.
  • the number average particle diameter of the spherical silica particles used as the external additive is 70 to 200 nm, preferably 75 to 150 nm, and more preferably 80 to 120 nm.
  • the number average particle diameter of the spherical silica particles is 70 nm or more, there are few problems such as aggregation of the spherical silica particles and embedding of the spherical silica particles in the colored resin particles, and there is little possibility of adversely affecting the toner printing performance.
  • the spherical silica particles are not easily released (detached) from the colored resin particles, and function as desired external additives (charging stability and fluidity). Etc.) can be sufficiently imparted to the toner particles, and there is little possibility of adversely affecting the toner printing performance.
  • the sphericity of the spherical silica particles is usually 1 to 1.3, preferably 1 to 1.25, more preferably 1 to 1.20, and even more preferably 1 to 1.18. is there. If the sphericity of the spherical silica particles is 1.3 or less, the charge rising property is good, the charge amount distribution can be kept narrow, the initial fog can be suppressed, the initial printing performance is excellent, and it is stable over time. Chargeability and fluidity can be sufficiently imparted to the toner particles, and in continuous printing of a large number of sheets, fine line reproducibility can be maintained, image quality deterioration due to fog or the like is small, and durability printing performance is excellent. These tendencies are the same even in severe environments such as low temperature and low humidity and high temperature and high humidity.
  • sphericity is defined as a value obtained by dividing the area (Sc) of a circle whose diameter is the absolute maximum length of the particle by the actual projected area (Sr) of the particle.
  • the sphericity of the spherical silica particles (Sc / Sr) is obtained by analyzing a photograph of the spherical silica particles taken with an electron microscope using an image processing analyzer to analyze Sc and Sr, and calculating the sphericity (Sc / Sr). It is a value obtained by arithmetic averaging.
  • the method for producing spherical silica particles is not particularly limited as long as silica particles having high sphericity are generally obtained.
  • a method such as a sol-gel method, a deflagration method, a wet method, and a melting method should be adopted. Can do.
  • the melting method and the wet method are preferable, and the wet method is more preferable.
  • the spherical silica particles are preferably colloidal silica particles obtained by a wet method.
  • spherical silica particles that have been hydrophobized with a hydrophobizing agent from the viewpoint of enhancing the effect of suitably adding (external addition) to the surface of the colored resin particles.
  • a hydrophobizing agent for example, a silane coupling agent, silicone oil, or the like can be used.
  • silane coupling agents include disilazane such as hexamethyldisilazane; cyclic silazane; trimethylsilane, trimethylchlorosilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, allyldimethylchlorosilane, benzyldimethylchlorosilane, methyltrimethoxysilane.
  • Methyltriethoxysilane isobutyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, trimethylmethoxysilane, hydroxypropyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, n-hexadecyltrimethoxysilane, n-octadecyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, ⁇ -methacryloxypropyltrimethoxysilane, Alkylsilane compounds such as vinyltriacetoxysilane; ⁇ -aminopropyltriethoxysilane, ⁇ - (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, ⁇ - (2-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, N-
  • silicone oil examples include dimethylpolysiloxane, methylhydrogenpolysiloxane, methylphenylpolysiloxane, and amino-modified silicone oil.
  • hydrophobizing agents may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the hydrophobizing agent used is preferably 1 to 50 parts by mass, more preferably 5 to 40 parts by mass, and still more preferably 10 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the spherical silica particles.
  • the method for hydrophobizing the spherical silica particles is not particularly limited as long as it is generally a method for hydrophobizing silica particles, and for example, methods such as a dry method and a wet method can be employed.
  • a dry method is a method in which spherical silica particles are stirred at a high speed while dropping or spraying a hydrophobizing agent
  • a wet method is a method in which a hydrophobizing agent is dissolved in an organic solvent.
  • a method of adding spherical silica particles while stirring is not particularly limited as long as it is generally a method for hydrophobizing silica particles, and for example, methods such as a dry method and a wet method can be employed.
  • a dry method is a method in which spherical silica particles are stirred at a high speed while dropping or spraying a hydrophobizing agent
  • a wet method is a method in which a hydrophobizing agent is
  • the content of the spherical silica particles is preferably 0.5 to 4.5 parts by mass, more preferably 1.0 to 4.0 parts by mass, further preferably 100 parts by mass of the colored resin particles. Is 1.5 to 3.5 parts by mass.
  • functions as a desired external additive functions such as charging stability and fluidity
  • the toner printing performance is excellent.
  • the content of the spherical silica particles is 4.5 parts by mass or less, the charging start-up property is good, and further, the spherical silica particles are less likely to be released (detached) from the colored resin particles, and thus stable over time. Therefore, the toner particles can be imparted with the electrification property and fluidity, and the printing performance of the toner is less likely to be adversely affected.
  • spherical silica particles those prepared in advance may be used, or commercially available products may be adopted.
  • Various commercially available products can be used as the spherical silica particles.
  • UFP-30H manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd. trade name, number average particle size: 110 nm, sphericity: 1.13
  • Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. X-24-9163A trade name, number average particle size: 140 nm, sphericity: 1.12
  • KMPX100 trade name, number average particle size: 100 nm, sphericity: 1.12
  • Etc Etc.
  • the external additive preferably further contains inorganic oxide particles having a number average particle diameter of 5 to 25 nm. If the number average particle diameter of the inorganic oxide particles is 5 nm or more, there are few problems such as aggregation of the inorganic oxide particles and embedding of the inorganic oxide particles in the colored resin particles, which may adversely affect the printing performance of the toner. There are few. On the other hand, when the number average particle diameter of the inorganic oxide particles is 25 nm or less, the inorganic oxide particles are not easily released (desorbed) from the colored resin particles, and function as a desired external additive (charging stability and fluidity). Functions such as property) can be sufficiently imparted to the toner particles, and there is little possibility of adversely affecting the toner printing performance.
  • the number average particle diameter of the inorganic oxide particles is more preferably 7 to 20 nm.
  • inorganic oxide particles that have been hydrophobized with a hydrophobizing agent from the viewpoint of increasing the effect of suitably adding and adding (external addition) to the surface of the colored resin particles.
  • a hydrophobizing agent the same hydrophobizing agent as in the case of spherical silica particles can be used.
  • the content of the inorganic oxide particles is preferably 0.01 to 0.6 parts by mass and more preferably 0.05 to 0.4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the colored resin particles. Part, more preferably 0.1 to 0.2 part by weight.
  • functions as a desired external additive functions such as charging stability and fluidity
  • toner printing performance can be obtained. There is little risk of adverse effects on the product.
  • the content of the inorganic oxide particles is 0.6 parts by mass or less, the charge rising property is good, and furthermore, the toner particles can be provided with stable chargeability and fluidity over time, There is little risk of adversely affecting toner printing performance.
  • inorganic oxide particles include silica, titanium oxide, aluminum oxide, zinc oxide, tin oxide, and cerium oxide.
  • the inorganic oxide particles preferably contain at least one of silica and titanium oxide, and more preferably contain silica.
  • the inorganic oxide particles are more preferably fumed silica particles obtained by a dry method.
  • the inorganic oxide particles those prepared in advance may be used, or commercially available products may be adopted.
  • various commercially available silica particles can be used.
  • HDK2150 trade name, number average particle size: 12 nm
  • R504 trade name, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.
  • RA200HS trade name, number average particle size: 12 nm
  • MSP-013 trade name, number average particle size: 12 nm
  • TG-820F cabot company
  • Trade name number average particle diameter: 7 nm
  • TG-7120F trade name, number average particle diameter: 22 nm
  • the ratio of the number of particles having a particle size of 50 nm or more is 75% or more, preferably 80% or more. Yes, more preferably 85% or more. If the ratio of the number of particles having a particle size of 50 nm or more in the particle size distribution is 75% or more, the fluidity of the toner can be maintained, and excellent conveyance amount stability and charging stability can be obtained.
  • the upper limit of the ratio of the number of particles having a particle size of 50 nm or more is not particularly limited, and may be, for example, 100% or less.
  • the method for calculating the particle size distribution of the external additive and the method for calculating the ratio of the number of particles having a particle size of 50 nm or more are as follows. First, the surface of the toner particles after external addition is observed with an SEM, and 10 or more SEM images are taken. By performing image processing and image analysis on the SEM image and calculating the size (particle size) of the external additive present on the toner particle surface and the number frequency of each size, the particle size distribution of the external additive can be obtained. . From this particle size distribution, the ratio of the number of particles having a particle size of 50 nm or more is calculated.
  • the content of the external additive is preferably 0.5 to 5.0 parts by weight, more preferably 0.6 to 4.5 parts by weight, and even more preferably with respect to 100 parts by weight of the colored resin particles. Is 0.8 to 4.0 parts by mass. If the content of the external additive is 0.5 parts by mass or more, functions as a desired external additive (functions such as charging stability and fluidity) can be obtained, and the toner printing performance is excellent. On the other hand, if the content of the external additive is 5.0 parts by mass or less, the charge rising property is good, and further, the external additive is not easily released (desorbed) from the colored resin particles, so that it is stable over time. Therefore, the toner particles can be imparted with the electrification property and fluidity, and the printing performance of the toner is less likely to be adversely affected.
  • the stirrer that performs the external addition treatment is not particularly limited as long as the stirrer can attach the external additive to the surface of the colored resin particles.
  • Henschel mixer (trade name, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.), FM mixer (: Trade name, manufactured by Nippon Coke Industries Co., Ltd.), super mixer (: product name, manufactured by Kawada Seisakusho Co., Ltd.), Q mixer (: product name, manufactured by Nihon Coke Industries Co., Ltd.), mechano-fusion system (: trade name, Hosokawa Micron Corporation) And a mechano mill (trade name, manufactured by Okada Seiko Co., Ltd.) and the like, and a stirrer capable of mixing and stirring can be used for external addition treatment.
  • the number average particle diameter of the external additive particles used in the present disclosure can be measured as follows, for example. First, the particle size of each particle of the external additive is measured with a transmission electron microscope (TEM) or the like. Thus, the particle diameter of 200 or more external additive particles is measured, and the average value is defined as the number average particle diameter of the particles.
  • TEM transmission electron microscope
  • the order of the external additives added to the colored resin particles is not particularly limited.
  • the spherical silica particles and the inorganic oxide particles are used in combination, all the external additives may be added to the colored resin particles at once, or the inorganic oxide particles are adhered to the colored resin particles.
  • Spherical silica particles may be added later, or inorganic oxide particles may be added after the spherical silica particles are adhered to the colored resin particles.
  • the external additives are preferably added in order from the smallest number average particle diameter.
  • the inorganic oxide particles are attached to the colored resin particles, and the spherical silica particles are further attached to the colored resin particles to which the inorganic oxide particles are attached. It is preferable to make it. This is because if inorganic oxide particles and spherical silica particles are not externally added at the same time, there is little risk of inorganic oxide particles being externally added to the surface of spherical silica particles, and the effect of using these two types of external additives in combination. This is because the above can be fully exhibited. In order to uniformly add the external additive to the toner surface, it is preferable to externally add the inorganic oxide particles and the spherical silica particles in this order.
  • Toner of the Present Disclosure The toner of the present disclosure is embedded in the surface of the toner particle by using spherical silica particles having a larger number average particle diameter than before and using fewer external additive particles having a smaller particle diameter than before. As a result of the reduction of the ratio of the external additive, the charging stability and the conveyance amount stability are excellent.
  • “conveyance amount stability” refers to a toner characteristic in which the toner amount (conveyance amount) conveyed from the developing device is stable over time. Normally, when a large number of sheets are printed, the toner is subjected to physical stress in the developing machine and the external additive is buried, thereby increasing the adhesion between the toner particles and decreasing the fluidity. The transport amount tends to be unstable. Normally, the toner conveyance amount increases as the toner characteristics change with time.
  • the example of the measuring method of conveyance amount is as follows.
  • the toner suction amount of the toner on the developing roll is measured by a suction-type actual charge amount measuring device.
  • This toner suction amount is regarded as the toner conveyance amount, and is used for the calculation of the conveyance amount stability as follows.
  • the transport amount stability is represented by a value obtained by dividing the transport amount after durable printing by the reference transport amount as shown in the following calculation formula 1.
  • the reference transport amount (M1) is a transport amount serving as a stability reference, and mainly refers to a transport amount at the start of continuous printing.
  • the transport amount after durable printing (M2) refers to the transport amount after a large number of sheets have been printed.
  • Conveyance amount stability conveyance amount after durable printing (M2) / reference conveyance amount (M1) It can be said that the closer the value of the transport amount stability is to 1, the more the transport amount does not change even after printing a large number of sheets, and the more stable toner characteristics with time.
  • the conveyance amount stability value is one of the indices of the change in toner characteristics with time.
  • aqueous suspension While stirring the obtained aqueous suspension of spherical silica particles, dropwise addition of 11.6 g of methyltrimethoxysilane was started at room temperature and added dropwise over 0.5 hours. Even after the completion of the dropwise addition, the aqueous suspension was further stirred for 12 hours for hydrophobization treatment. 1440 g of methyl isobutyl ketone is added to the hydrophobized aqueous suspension, and then heated until the temperature of the aqueous suspension reaches 80 to 110 ° C., and the azeotrope is distilled off over 10 hours ( Then, the aqueous suspension was cooled to room temperature.
  • spherical silica particles To 100 g of the dried spherical silica particles, 10 g of hexamethyldisilazane and 10 g of the compound of the following formula 1, which is a cyclic silazane, are added as a hydrophobizing agent at room temperature, and then heated to 110 ° C. for 3 hours.
  • the spherical silica particle was hydrophobized. Subsequently, the mixture is heated under reduced pressure (6650 Pa) until reaching 80 ° C., and the solvent is completely distilled off (distilled off) to obtain spherical silica particles (silica a, number average particle size: 90 nm, sphericity: 1.12). Produced.
  • Production Example 2 to Production Example 6 were conducted in the same manner as Production Example 1, except that the amount and time of addition of the mixture of tetramethoxysilane and tetrabutoxysilane were changed as shown in Table 1 below. Spherical silica particles (silica b to silica f) were prepared and used for the test.
  • a charge control resin (quaternary ammonium group-containing styrene acrylic resin) as a charge control agent
  • fatty acid ester wax behenyl behenate
  • macro Polymethacrylic acid ester macromonomer manufactured by Toa Gosei Chemical Co., Ltd., trade name: AA6
  • crosslinkable polymerizable monomer 0.6 part of divinylbenzene, and t-dodecyl
  • t-dodecyl molecular weight regulator 1.6 parts of mercaptan was added, mixed and dissolved to prepare a polymerizable monomer composition.
  • magnesium hydroxide colloid lightly water-soluble metal hydroxide colloid
  • the above polymerizable monomer composition was charged into the magnesium hydroxide colloid dispersion at room temperature and stirred. Then, 4.4 parts of t-butylperoxydiethylacetate was added as a polymerization initiator, and then, using an in-line type emulsifying disperser (trade name: Milder, manufactured by Taihei Koki Co., Ltd.) at a rotation speed of 15,000 rpm Dispersion was performed by high-speed shearing stirring for 10 minutes to form droplets of the polymerizable monomer composition.
  • an in-line type emulsifying disperser trade name: Milder, manufactured by Taihei Koki Co., Ltd.
  • a suspension (polymerizable monomer composition dispersion) in which droplets of the polymerizable monomer composition are dispersed is placed in a reactor equipped with a stirring blade, heated to 90 ° C., and polymerized.
  • the reaction was started.
  • 2,2′-azobis shell polymerization initiator dissolved in 1 part of methyl methacrylate and 10 parts of ion-exchanged water as a shell polymerizable monomer
  • 2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) -propionamide) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., trade name: VA-086, water-soluble
  • the resulting colored resin particles have a volume average particle size (Dv) of 7.5 ⁇ m, a number average particle size (Dn) of 6.6 ⁇ m, a particle size distribution (Dv / Dn) of 1.14, and an average circularity of It was 0.987.
  • a positively chargeable silica particle having a number average particle diameter of 7 nm whose surface is hydrophobized with hexamethyldisilazane and cyclic silazane as a hydrophobizing agent (manufactured by Cabot Corporation, 0.1 part of product name: TG820F) was added, and external addition treatment was performed by mixing and stirring at a peripheral speed of 40 m / s for 10 minutes using a high-speed stirrer (manufactured by Nippon Coke, trade name: FM mixer). .
  • silica a (number average particle diameter: 90 nm, sphericity: 1.12) is added as spherical silica particles to the resulting mixture, and the peripheral speed is 40 m for 10 minutes using the high-speed stirrer.
  • the toner of Example 1 was obtained by mixing and stirring at / s. The test results are shown in Table 1.
  • Examples 2 to 9, Comparative Examples 1 to 4 In the external addition treatment of Example 1, the example and content of spherical silica particles and the content of inorganic oxide particles were changed as shown in Table 2 below, and the same procedure as in Example 1 was conducted. Toners of 2 to Example 9 and Comparative Examples 1 to 4 were prepared and subjected to the test.
  • the sphericity of silicas a to f was measured by the following method. First, a scanning electron micrograph of each spherical silica particle was taken. The photograph shows the area (Sc) of the circle whose diameter is the absolute maximum length of the particle and the actual projected area (Sr) of the particle under the same image processing analysis apparatus and analysis conditions as in the measurement of the number average particle diameter. Analyzed. The sphericity (Sc / Sr) was calculated from these analysis values, and the arithmetic average value was defined as the sphericity of the spherical silica particles.
  • Printing durability test For this test, a commercially available non-magnetic one-component developing type printer (printing speed: A4 size 40 sheets / min) was used, and the toner cartridge of the developing device was filled with toner before printing. Loaded paper. After standing for 24 hours in a normal temperature and normal humidity (N / N) environment (temperature: 23 ° C., humidity: 50%), continuous printing was performed up to 20,000 sheets at 5% print density in the same environment. . Black solid printing (printing density 100%) was performed every 500 sheets, and the printing density of the black solid image was measured using a reflective image densitometer (trade name: RD918, manufactured by Macbeth).
  • white solid printing (printing density 0%) is performed, the printer is stopped in the middle of white solid printing, and the toner in the non-image area on the developed photosensitive member is adhesive tape (manufactured by Sumitomo 3M Ltd., product) Name: Scotch mending tape 810-3-18) and then peeled off and affixed to printing paper.
  • the whiteness (B) of the printing paper to which the adhesive tape was applied was measured with a whiteness meter (Nippon Denshoku Co., Ltd., trade name: ND-1).
  • the whiteness (A) was measured and the difference in whiteness (BA) was defined as the fog value (%). Smaller values indicate better fog and better.
  • the toner suction amount was regarded as the toner transport amount.
  • a value (M2 / M1) obtained by dividing the toner conveyance amount (M2) at the time of printing 20,000 by the toner conveyance amount (M1) at the start of measurement was used as an index of the conveyance amount stability. The closer this index (M2 / M1) is to 1, the smaller the variation in the toner conveyance amount, and the better the toner conveyance amount stability.
  • the toner evaluation results will be examined with reference to Table 2.
  • the toner of Comparative Example 1 is a toner containing silica d having a number average particle diameter of 30 nm.
  • the ratio of the number of particles having a particle diameter of 50 nm or more in the external additive is 1%.
  • the number of print durability evaluated in Comparative Example 1 is as small as 7,000, and the charging stability (Q2 / Q1) is as low as 0.34. In particular, the number of print durability evaluated is the smallest among the toners evaluated this time. Further, the value of charging stability (Q2 / Q1) is the lowest among the toners evaluated this time.
  • the toner of Comparative Example 2 is a toner containing silica e having a number average particle diameter of 50 nm.
  • the ratio of the number of particles having a particle diameter of 50 nm or more in the external additive is 48%.
  • the number of print durability evaluated in Comparative Example 2 is as low as 10,000, the charging stability (Q2 / Q1) is as low as 0.48, and the transport amount stability (M2 / M1) is 2.04. And high.
  • the conveyance amount stability (M2 / M1) value is the highest among the toners evaluated this time.
  • the toner of Comparative Example 2 containing spherical silica particles having a number average particle diameter of less than 70 nm and the ratio of the number of particles having a particle diameter of 50 nm or more in the external additive is less than 75% is high in printing durability and charge. It turns out that both stability and conveyance amount stability are inferior.
  • the toner of Comparative Example 3 is a toner containing silica f having a number average particle diameter of 70 nm.
  • the ratio of the number of particles having a particle diameter of 50 nm or more in the external additive is 52%.
  • the number of print durability evaluated in Comparative Example 3 is as small as 12,000, the charging stability (Q2 / Q1) is as low as 0.51, and the transport amount stability (M2 / M1) is 1.61. And high. Therefore, it can be seen that the toner of Comparative Example 3 in which the ratio of the number of particles having a particle diameter of 50 nm or more in the external additive is less than 75% is inferior in printing durability, charging stability, and conveyance amount stability.
  • the toner of Comparative Example 4 is a toner containing silica f having a number average particle diameter of 70 nm.
  • the ratio of the number of particles having a particle diameter of 50 nm or more in the external additive is 68%.
  • the number of print durability evaluated in Comparative Example 4 is as low as 14,000, and the charging stability (Q2 / Q1) is as low as 0.64. Therefore, it can be seen that the toner of Comparative Example 4 in which the ratio of the number of particles having a particle diameter of 50 nm or more in the external additive is less than 75% is inferior in both printing durability and charging stability.
  • the toners of Examples 1 to 9 are toners containing any one of silica a to silica c having a number average particle diameter of 80 to 90 nm.
  • the ratio of the number of particles having a particle diameter of 50 nm or more in the external additive is 80 to 92%.
  • the number of print durability evaluated in Examples 1 to 9 is 20,000 or more, and the charging stability (Q2 / Q1) is within the range of 0.72 to 0.99.
  • the quantity stability (M2 / M1) falls within the range of 0.95 to 1.58.
  • the toners of Examples 1 to 9 in which the number average particle diameter of the spherical silica particles is 70 to 200 nm and the ratio of the number of particles having a particle diameter of 50 nm or more in the external additive is 75% or more. It can be seen that the toner is excellent in printing durability, charging stability, and transport amount stability.

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Abstract

印字耐久性、帯電安定性及び搬送量安定性にいずれも優れる静電荷像現像用正帯電性トナーを提供する。結着樹脂及び着色剤を含む着色樹脂粒子と、外添剤とを含有する静電荷像現像用正帯電性トナーにおいて、前記外添剤が球形シリカ粒子を含み、前記球形シリカ粒子の個数平均粒径が70~200nmであり、かつ、前記外添剤のSEM画像に基づき算出される当該外添剤の粒度分布において、粒径が50nm以上の粒子の個数の割合が75%以上であることを特徴とする静電荷像現像用正帯電性トナー。

Description

静電荷像現像用正帯電性トナー及びその製造方法
 本開示は、電子写真法、静電記録法、及び静電印刷法等において静電潜像を現像するために用いられる静電荷像現像用正帯電性トナー(以下、単に「正帯電性トナー」又は「トナー」と称することがある。)に関する。
 従来、一般的な電子写真法に用いられるトナーにおいては、着色樹脂粒子表面に外添剤を付着させることにより、所望の帯電性や流動性が得られている。外添剤としては、無機物、又は有機物を含む微粒子が広く一般的に使用されている。このような外添剤としては、従来から金属酸化物粒子や樹脂粒子、及びこれらを表面処理した物等が広く利用されてきた。中でもシリカ、チタニア、アルミナ、酸化亜鉛等の金属酸化物の粒子や脂肪酸金属塩の粒子、及びこれらを疎水化処理した物が用いられている。
 例えば、特許文献1には、トナー補給時にも帯電性や流動性等のトナー特性を維持することを目的として、個数平均一次粒径が30~80nmであり、摩擦帯電量が-50~+300μC/gであり、さらに環状シラザンで表面処理された球形コロイダルシリカ微粒子等を含む静電荷像現像用正帯電性トナーが開示されている。
 特許文献2には、カブリの発生が少なく、かつクリーニング性に優れるトナーの提供を目的として、Dv50/Dv10が1.8以上であり、体積平均粒径が0.1~1.0μmであり、球形度が1~1.3であるシリカ微粒子(A)等を用いるトナーの製造方法が開示されている。
国際公開第2009/044689号 特開2010-217919号公報
 しかし、特許文献1に記載のトナーは、併用するフュームドシリカ微粒子の添加量が比較的多いため、印字耐久性に未だ課題を抱えている。また、特許文献2に記載のトナーは、外添剤中に比較的小さな粒径の粒子が多いため、印字耐久性に問題がある。
 本開示の課題は、印字耐久性と併せて、帯電安定性及び搬送量安定性にいずれも優れる静電荷像現像用正帯電性トナーを提供することにある。
 本研究者らは、個数平均粒径の比較的大きな球形シリカ粒子を用い、かつ外添剤全体でも粒径の大きな粒子の割合を増やすことにより、上述の問題を解決出来ることを見出した。
 すなわち本開示の静電荷像現像用正帯電性トナーは、結着樹脂及び着色剤を含む着色樹脂粒子と、外添剤とを含有する静電荷像現像用正帯電性トナーにおいて、前記外添剤が球形シリカ粒子を含み、前記球形シリカ粒子の個数平均粒径が70~200nmであり、かつ、前記外添剤のSEM画像に基づき算出される当該外添剤の粒度分布において、粒径が50nm以上の粒子の個数の割合が75%以上であることを特徴とする静電荷像現像用正帯電性トナーである。
 本開示においては、前記外添剤の含有量が、前記着色樹脂粒子100質量部に対し、0.5~5.0質量部であることが好ましい。
 本開示においては、前記外添剤として、個数平均粒径が5~25nmの無機酸化物粒子を含むことが好ましい。
 本開示においては、前記無機酸化物粒子の含有量が、前記着色樹脂粒子100質量部に対し、0.01~0.4質量部であることが好ましい。
 本開示の静電荷像現像用正帯電性トナーの製造方法は、結着樹脂及び着色剤を含む着色樹脂粒子を製造する工程、及び前記着色樹脂粒子と外添剤とを混合して攪拌することにより、当該着色樹脂粒子の表面に当該外添剤を付着させる外添工程を含む製造方法であって、
 前記外添工程において、前記外添剤として、個数平均粒径が70~200nmである球形シリカ粒子を含み、かつ、当該外添剤のSEM画像に基づき算出される当該外添剤の粒度分布において粒径が50nm以上の粒子の個数の割合が75%以上であるものを用いることを特徴とする。
 本開示の製造方法においては、前記外添剤は、個数平均粒径が5~25nmの無機酸化物粒子を含み、かつ、前記無機酸化物粒子を前記着色樹脂粒子に付着させ、当該無機酸化物粒子の付着した着色樹脂粒子に対しさらに前記球形シリカ粒子を付着させることが好ましい。
 上記の如き本開示によれば、従来よりも個数平均粒径の大きい球形シリカ粒子を使用し、かつ粒径の大きい外添剤の割合を従来よりも増やすことにより、印字耐久性、帯電安定性及び搬送量安定性にいずれも優れる静電荷像現像用正帯電性トナーが提供される。
 本開示の静電荷像現像用正帯電性トナーは、結着樹脂及び着色剤を含む着色樹脂粒子と、外添剤とを含有する静電荷像現像用正帯電性トナーにおいて、前記外添剤が球形シリカ粒子を含み、前記球形シリカ粒子の個数平均粒径が70~200nmであり、かつ、前記外添剤のSEM画像に基づき算出される当該外添剤の粒度分布において、粒径が50nm以上の粒子の個数の割合が75%以上であることを特徴とする。
 以下、本開示のトナーについて説明する。本開示のトナーは、結着樹脂及び着色剤を含有する着色樹脂粒子、並びに外添剤を含有する。
 以下、本開示の着色樹脂粒子の製造方法、当該製造方法により得られる着色樹脂粒子、当該着色樹脂粒子を用いた本開示のトナーの製造方法及び本開示のトナーについて、順に説明する。
 1.着色樹脂粒子の製造方法
 一般に、着色樹脂粒子の製造方法は、粉砕法等の乾式法、並びに乳化重合凝集法、懸濁重合法、及び溶解懸濁法等の湿式法に大別され、画像再現性等の印字特性に優れたトナーが得られ易いことから湿式法が好ましい。湿式法の中でも、ミクロンオーダーで比較的小さい粒径分布を持つトナーを得やすいことから、乳化重合凝集法、及び懸濁重合法等の重合法が好ましく、重合法の中でも懸濁重合法がより好ましい。
 上記乳化重合凝集法は、乳化させた重合性単量体を重合し、樹脂微粒子エマルションを得て、着色剤分散液等と凝集させ、着色樹脂粒子を製造する。また、上記溶解懸濁法は、結着樹脂や着色剤等のトナー成分を有機溶媒に溶解又は分散した溶液を水系媒体中で液滴形成し、当該有機溶媒を除去して着色樹脂粒子を製造する方法であり、それぞれ公知の方法を用いることができる。
 本開示の着色樹脂粒子は、湿式法、または乾式法を採用して製造することが出来る。湿式法の中でも好ましい懸濁重合法を採用し、以下のようなプロセスにより行われる。
 (A)懸濁重合法
 (A-1)重合性単量体組成物の調製工程
 まず、重合性単量体、及び着色剤、さらに必要に応じて添加される帯電制御剤等のその他の添加物を混合し、重合性単量体組成物の調製を行う。重合性単量体組成物を調製する際の混合には、例えば、メディア式分散機を用いる。
 本開示で重合性単量体は、重合可能な官能基を有するモノマーのことをいい、重合性単量体が重合して結着樹脂となる。重合性単量体の主成分として、モノビニル単量体を使用することが好ましい。
 モノビニル単量体としては、例えば、スチレン;ビニルトルエン、及びα-メチルスチレン等のスチレン誘導体;アクリル酸、及びメタクリル酸;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、及びアクリル酸ジメチルアミノエチル等のアクリル酸エステル;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸2-エチルヘキシル、及びメタクリル酸ジメチルアミノエチル等のメタクリル酸エステル;アクリロニトリル、及びメタクリロニトリル等のニトリル化合物;アクリルアミド、及びメタクリルアミド等のアミド化合物;エチレン、プロピレン、及びブチレン等のオレフィン;が挙げられる。これらのモノビニル単量体は、それぞれ単独で、あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。
 これらのうち、モノビニル単量体として、スチレン、スチレン誘導体、及びアクリル酸エステル若しくはメタクリル酸エステルが、好適に用いられる。
 ホットオフセット改善及び保存性改善のために、モノビニル単量体とともに、任意の架橋性の重合性単量体を用いることが好ましい。架橋性の重合性単量体とは、2つ以上の重合可能な官能基を持つモノマーのことをいう。
 架橋性の重合性単量体としては、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、及びこれらの誘導体等の芳香族ジビニル化合物;エチレングリコールジメタクリレート、及びジエチレングリコールジメタクリレート等の2個以上の水酸基を持つアルコールに炭素-炭素二重結合を有するカルボン酸が2つ以上エステル結合したエステル化合物;N,N-ジビニルアニリン、及びジビニルエーテル等の、その他のジビニル化合物;3個以上のビニル基を有する化合物;等を挙げることができる。これらの架橋性の重合性単量体は、それぞれ単独で、あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。
 本開示では、架橋性の重合性単量体を、モノビニル単量体100質量部に対して、通常、0.1~5質量部、好ましくは0.3~2質量部の割合で用いることが望ましい。
 さらに、重合性単量体の一部として、マクロモノマーを用いると、得られるトナーの保存性と低温での定着性とのバランスが良好になるので好ましい。マクロモノマーは、分子鎖の末端に重合可能な炭素-炭素不飽和二重結合を有するもので、数平均分子量が、通常、1,000~30,000の反応性の、オリゴマー又はポリマーである。マクロモノマーは、モノビニル単量体を重合して得られる重合体のガラス転移温度(以下、「Tg」と称することがある。)よりも、高いTgを有する重合体を与えるものが好ましい。マクロモノマーは、モノビニル単量体100質量部に対して、好ましくは0.03~5質量部、さらに好ましくは0.05~1質量部用いることが望ましい。
 マクロモノマーとしては、例えば、ポリアクリル酸エステルマクロモノマー、ポリメタクリル酸エステルマクロモノマー、ポリスチレンマクロモノマー、ポリアクリロニトリルマクロモノマー、及びシリコーンマクロモノマー、並びにこれらマクロモノマーの共重合体等が挙げられる。これらの中でも、ポリアクリル酸エステルマクロモノマー及びポリメタクリル酸エステルマクロモノマーを用いることが好ましい。
 本開示では、着色剤を用いるが、カラートナーを作製する場合、ブラック、シアン、イエロー、マゼンタの着色剤を用いることができる。
 ブラック着色剤としては、例えば、カーボンブラック、チタンブラック、並びに酸化鉄亜鉛、及び酸化鉄ニッケル等の磁性粉等を用いることができる。
 シアン着色剤としては、例えば、銅フタロシアニン化合物、その誘導体、及びアントラキノン化合物等の染料及び顔料が利用できる。具体的には、C.I.ピグメントブルー2、3、6、15、15:1、15:2、15:3、15:4、16、17:1、及び60等が挙げられる。
 イエロー着色剤としては、例えば、モノアゾ顔料、及びジスアゾ顔料等のアゾ系顔料、縮合多環系顔料、染料等の化合物が用いられ、C.I.ピグメントイエロー3、12、13、14、15、17、62、65、73、74、83、93、97、120、138、155、180、181、185、186、213、及び214等が挙げられる。
 マゼンタ着色剤としては、例えば、モノアゾ顔料、及びジスアゾ顔料等のアゾ系顔料、縮合多環系顔料、染料等の化合物が用いられ、C.I.ピグメントレッド31、48、57:1、58、60、63、64、68、81、83、87、88、89、90、112、114、122、123、144、146、149、150、163、170、184、185、187、202、206、207、209、237、238、251、254、255、269及びC.I.ピグメントバイオレット19等が挙げられる。
 本開示では、各着色剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。着色剤の量は、モノビニル単量体100質量部に対して、好ましくは1~10質量部である。
 定着時におけるトナーの定着ロールからの離型性を改善する観点から、重合性単量体組成物には、離型剤を添加することが好ましい。離型剤としては、一般にトナーの離型剤として用いられるものであれば、特に制限無く用いることができる。
 上記離型剤は、エステルワックス及び炭化水素系ワックスの少なくともいずれか1つを含有することが好ましい。これらのワックスを離型剤として使用することにより、低温定着性と保存性とのバランスを好適にすることができる。
 本開示において離型剤として好適に用いられるエステルワックスは、例えば、ステアリルステアレート、ベヘニルベヘネート、ベヘニルステアレート、ステアリルベヘネート等のモノエステル化合物;ペンタエリスリトールテトラパルミテート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールテトラステアレート等のペンタエリスリトールエステル化合物;ヘキサグリセリンテトラベヘネートテトラパルミテート、ヘキサグリセリンオクタベヘネート、ペンタグリセリンヘプタベヘネート、テトラグリセリンヘキサベヘネート、トリグリセリンペンタベヘネート、ジグリセリンテトラベヘネート、グリセリントリベヘネート等のグリセリンエステル化合物;ジペンタエリスリトールヘキサミリステート、ジペンタエリスリトールヘキサパルミテート等のジペンタエリスリトールエステル化合物;等が挙げられ、中でもモノエステル化合物が好ましい。
 本開示において離型剤として好適に用いられる炭化水素系ワックスは、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、フィッシャートロプシュワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、石油系ワックス等が挙げられ、中でも、フィッシャートロプシュワックス、石油系ワックスが好ましく、石油系ワックスがより好ましい。
 炭化水素系ワックスの数平均分子量は、300~800であることが好ましく、400~600であることがより好ましい。また、JIS K2235 5.4で測定される炭化水素系ワックスの針入度は、1~10であることが好ましく、2~7であることがより好ましい。
 上記離型剤の他にも、例えば、ホホバ等の天然ワックス;オゾケライト等の鉱物系ワックス;等を用いることができる。
 離型剤は、上述した1種又は2種以上のワックスを組み合わせて用いることが好ましい。
 上記離型剤は、モノビニル単量体100質量部に対して、好ましくは0.1~30質量部用いられ、更に好ましくは1~20質量部用いられる。
 その他の添加物として、トナーの帯電性を向上させるために、正帯電性又は負帯電性の帯電制御剤を用いることができる。
 帯電制御剤としては、一般にトナー用の帯電制御剤として用いられているものであれば、特に限定されないが、帯電制御剤の中でも、重合性単量体との相溶性が高く、安定した帯電性(帯電安定性)をトナー粒子に付与させることができることから、正帯電性又は負帯電性の帯電制御樹脂が好ましく、正帯電性トナーを得る観点からは、正帯電性の帯電制御樹脂がより好ましく用いられる。
 正帯電性の帯電制御剤としては、ニグロシン染料、4級アンモニウム塩、トリアミノトリフェニルメタン化合物及びイミダゾール化合物、並びに、好ましく用いられる帯電制御樹脂としてのポリアミン樹脂、並びに4級アンモニウム含有共重合体、及び4級アンモニウム塩含有共重合体等が挙げられる。
 負帯電性の帯電制御剤としては、Cr、Co、Al、及びFe等の金属を含有するアゾ染料、サリチル酸金属化合物及びアルキルサリチル酸金属化合物、並びに、好ましく用いられる帯電制御樹脂としてのスルホン酸含有共重合体、スルホン酸塩含有共重合体、カルボン酸含有共重合体及びカルボン酸塩含有共重合体等が挙げられる。
 本開示では、帯電制御剤を、モノビニル単量体100質量部に対して、通常、0.01~10質量部、好ましくは0.03~8質量部の割合で用いることが望ましい。帯電制御剤の添加量が0.01質量部以上であれば、カブリ発生のおそれが少ない。また、帯電制御剤の添加量が10質量部以下であれば、印字汚れ発生のおそれが少ない。
 その他の添加物として、重合して結着樹脂となる重合性単量体を重合する際に、分子量調整剤を用いることが好ましい。
 分子量調整剤としては、一般にトナー用の分子量調整剤として用いられているものであれば、特に限定されず、例えば、t-ドデシルメルカプタン、n-ドデシルメルカプタン、n-オクチルメルカプタン、及び2,2,4,6,6-ペンタメチルヘプタン-4-チオール等のメルカプタン類;テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、N,N’-ジメチル-N,N’-ジフェニルチウラムジスルフィド、N,N’-ジオクタデシル-N,N’-ジイソプロピルチウラムジスルフィド等のチウラムジスルフィド類;等が挙げられる。これらの分子量調整剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 本開示では、分子量調整剤を、モノビニル単量体100質量部に対して、通常0.01~10質量部、好ましくは0.1~5質量部の割合で用いることが望ましい。
 (A-2)懸濁液を得る懸濁工程(液滴形成工程)
 本開示では、少なくとも重合性単量体及び着色剤を含む重合性単量体組成物を、分散安定化剤を含む水系媒体中に分散させ、重合開始剤を添加した後、重合性単量体組成物の液滴形成を行う。液滴形成の方法は特に限定されないが、例えば、(インライン型)乳化分散機(太平洋機工社製、商品名:マイルダー)、高速乳化分散機(プライミクス社製、商品名:T.K.ホモミクサー MARK II型)等の強攪拌が可能な装置を用いて行う。
 重合開始剤としては、過硫酸カリウム、及び過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩:4,4’-アゾビス(4-シアノバレリック酸)、2,2’-アゾビス(2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)プロピオンアミド)、2,2’-アゾビス(2-アミジノプロパン)ジヒドロクロライド、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、及び2,2’-アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物;ジ-t-ブチルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシジエチルアセテート、t-ヘキシルパーオキシ-2-エチルブタノエート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ-t-ブチルパーオキシイソフタレート、及びt-ブチルパーオキシイソブチレート等の有機過酸化物等が挙げられる。これらは、それぞれ単独で、あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。これらの中で、残留重合性単量体を少なくすることができ、印字耐久性も優れることから、有機過酸化物を用いるのが好ましい。
 有機過酸化物の中でも、開始剤効率がよく、残留する重合性単量体も少なくすることができることから、パーオキシエステルが好ましく、非芳香族パーオキシエステルすなわち芳香環を有しないパーオキシエステルがより好ましい。
 重合開始剤は、前記のように、重合性単量体組成物が水系媒体中へ分散された後、液滴形成前に添加されても良いが、水系媒体中へ分散される前の重合性単量体組成物へ添加されても良い。
 重合性単量体組成物の重合に用いられる、重合開始剤の添加量は、モノビニル単量体100質量部に対して、好ましくは0.1~20質量部であり、さらに好ましくは0.3~15質量部であり、特に好ましくは1~10質量部である。
 本開示において、水系媒体とは、水を主成分とする媒体のことを言う。
 本開示において、水系媒体には、分散安定化剤を含有させることが好ましい。分散安定化剤としては、例えば、硫酸バリウム、及び硫酸カルシウム等の硫酸塩;炭酸バリウム、炭酸カルシウム、及び炭酸マグネシウム等の炭酸塩;リン酸カルシウム等のリン酸塩;酸化アルミニウム、及び酸化チタン等の金属酸化物;水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、及び水酸化第二鉄等の金属水酸化物;等の無機化合物や、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、及びゼラチン等の水溶性高分子;アニオン性界面活性剤;ノニオン性界面活性剤;両性界面活性剤;等の有機化合物が挙げられる。上記分散安定化剤は1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
 上記分散安定化剤の中でも、無機化合物、特に難水溶性の金属水酸化物のコロイドが好ましい。無機化合物、特に難水溶性の金属水酸化物のコロイドを用いることにより、着色樹脂粒子の粒径分布を狭くすることができ、また、洗浄後の分散安定化剤残存量を少なくできるため、得られるトナーが画像を鮮明に再現することができ、且つ環境安定性が優れたものとなる。
 (A-3)重合工程
 上記(A-2)のようにして、液滴形成を行い、得られた水系分散媒体を加熱し、重合を開始し、着色樹脂粒子の水分散液を形成する。
 重合性単量体組成物の重合温度は、好ましくは50℃以上であり、更に好ましくは60~95℃である。また、重合の反応時間は好ましくは1~20時間であり、更に好ましくは2~15時間である。
 着色樹脂粒子は、そのまま外添剤を添加して重合トナーとして用いてもよいが、この着色樹脂粒子をコア層とし、その外側にコア層と異なるシェル層を作ることで得られる、所謂コアシェル型(又は、「カプセル型」ともいう)の着色樹脂粒子とすることが好ましい。コアシェル型の着色樹脂粒子は、低軟化点を有する物質よりなるコア層を、それより高い軟化点を有する物質で被覆することにより、定着温度の低温化と保存時の凝集防止とのバランスを取ることができる。
 上述した、上記着色樹脂粒子を用いて、コアシェル型の着色樹脂粒子を製造する方法としては特に制限はなく、従来公知の方法によって製造することができる。in situ重合法や相分離法が、製造効率の点から好ましい。
 in situ重合法によるコアシェル型の着色樹脂粒子の製造法を以下に説明する。
 着色樹脂粒子が分散している水系媒体中に、シェル層を形成するための重合性単量体(シェル用重合性単量体)と重合開始剤を添加し、重合することでコアシェル型の着色樹脂粒子を得ることができる。
 シェル用重合性単量体としては、前述の重合性単量体と同様なものが使用できる。その中でも、スチレン、アクリロニトリル、及びメチルメタクリレート等の、Tgが80℃を超える重合体が得られる単量体を、単独であるいは2種以上組み合わせて使用することが好ましい。
 シェル用重合性単量体の重合に用いる重合開始剤としては、過硫酸カリウム、及び過硫酸アンモニウム等の、過硫酸金属塩;2,2’-アゾビス(2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)プロピオンアミド)、及び2,2’-アゾビス-(2-メチル-N-(1,1-ビス(ヒドロキシメチル)2-ヒドロキシエチル)プロピオンアミド)等の、アゾ系開始剤;等の水溶性重合開始剤を挙げることができる。これらは、それぞれ単独で、あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。重合開始剤の量は、シェル用重合性単量体100質量部に対して、好ましくは、0.1~30質量部、より好ましくは1~20質量部である。
 シェル層の重合温度は、好ましくは50℃以上であり、更に好ましくは60~95℃である。また、重合の反応時間は好ましくは1~20時間であり、更に好ましくは2~15時間である。
 (A-4)洗浄、ろ過、脱水、及び乾燥工程
 重合により得られた着色樹脂粒子の水分散液は、重合終了後に、常法に従い、ろ過、分散安定化剤の除去を行う洗浄、脱水、及び乾燥の操作が、必要に応じて数回繰り返されることが好ましい。
 上記の洗浄の方法としては、分散安定化剤として無機化合物を使用した場合、着色樹脂粒子の水分散液への酸、又はアルカリの添加により、分散安定化剤を水に溶解し除去することが好ましい。分散安定化剤として、難水溶性の無機水酸化物のコロイドを使用した場合、酸を添加して、着色樹脂粒子水分散液のpHを6.5以下に調整することが好ましい。添加する酸としては、硫酸、塩酸、及び硝酸等の無機酸、並びに蟻酸、及び酢酸等の有機酸を用いることができるが、除去効率の大きいことや製造設備への負担が小さいことから、特に硫酸が好適である。
 脱水、ろ過の方法は、種々の公知の方法等を用いることができ、特に限定されない。例えば、遠心ろ過法、真空ろ過法、加圧ろ過法等を挙げることができる。また、乾燥の方法も、特に限定されず、種々の方法が使用できる。
 (B)粉砕法
 粉砕法を採用して着色樹脂粒子を製造する場合、以下のようなプロセスにより行われる。
 まず、結着樹脂及び着色剤、さらに必要に応じて添加される帯電制御剤等のその他の添加物を混合機、例えば、ボールミル、V型混合機、ヘンシェルミキサー(:商品名)、高速ディゾルバ、インターナルミキサー等を用いて混合する。次に、上記により得られた混合物を、加圧ニーダー、二軸押出混練機、ローラ等を用いて加熱しながら混練する。得られた混練物を、ハンマーミル、カッターミル、ローラミル等の粉砕機を用いて、粗粉砕する。更に、ジェットミル、高速回転式粉砕機等の粉砕機を用いて微粉砕した後、風力分級機、気流式分級機等の分級機により、所望の粒径に分級して粉砕法による着色樹脂粒子を得る。
 なお、粉砕法で用いる結着樹脂及び着色剤、さらに必要に応じて添加される帯電制御剤等のその他の添加物は、前述の(A)懸濁重合法で挙げたものを用いることができる。また、粉砕法により得られる着色樹脂粒子は、前述の(A)懸濁重合法により得られる着色樹脂粒子と同じく、in situ重合法等の方法によりコアシェル型の着色樹脂粒子とすることもできる。
 結着樹脂としては、他にも、従来からトナーに広く用いられている樹脂を使用することができる。粉砕法で用いられる結着樹脂としては、具体的には、ポリスチレン、スチレン-アクリル酸ブチル共重合体、ポリエステル樹脂、及びエポキシ樹脂等を例示することができる。
 2.着色樹脂粒子
 上述の(A)懸濁重合法、又は(B)粉砕法等の製造方法により、着色樹脂粒子が得られる。
 以下、トナーを構成する着色樹脂粒子について述べる。なお、以下で述べる着色樹脂粒子は、コアシェル型のものとそうでないもの両方を含む。
 着色樹脂粒子の体積平均粒径(Dv)は、好ましくは4~12μmであり、より好ましくは5~10μmであり、さらに好ましくは6~9μmであり、特に好ましくは6.5~8.0μmである。Dvが4μm以上であれば、トナーの流動性が高く、優れた転写性を維持でき、高い画像濃度を保つことができる。Dvが12μm以下であれば、画像の解像度を高く維持できる。
 また、着色樹脂粒子は、その体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が、好ましくは1.0~1.3であり、更に好ましくは1.0~1.2である。Dv/Dnが1.3以下であれば、転写性、画像濃度及び解像度をいずれも高く維持できる。着色樹脂粒子の体積平均粒径、及び個数平均粒径は、例えば、粒度分析計(ベックマン・コールター社製、商品名:マルチサイザー)等を用いて測定することができる。
 本開示の着色樹脂粒子の平均円形度は、画像再現性の観点から、0.96~1.00であることが好ましく、0.97~1.00であることがより好ましく、0.98~1.00であることがさらに好ましい。
 上記着色樹脂粒子の平均円形度が0.96以上であれば、印字の細線再現性が悪化するおそれが少ない。
 本開示において、円形度は、粒子像と同じ投影面積を有する円の周囲長を、粒子の投影像の周囲長で除した値として定義される。また、本開示における平均円形度は、粒子の形状を定量的に表現する簡便な方法として用いたものであり、着色樹脂粒子の凹凸の度合いを示す指標であり、平均円形度は着色樹脂粒子が完全な球形の場合に1を示し、着色樹脂粒子の表面形状が複雑になるほど小さな値となる。
 3.トナーの製造方法
 本開示においては、上記着色樹脂粒子を、外添剤と共に混合攪拌して外添処理を行うことにより、着色樹脂粒子の表面に、外添剤を付着させて1成分トナー(現像剤)とする。なお、1成分トナーは、さらにキャリア粒子と共に混合攪拌して2成分現像剤としてもよい。
 外添剤として用いる球形シリカ粒子の個数平均粒径は70~200nmであり、好適には75~150nmであり、さらに好適には80~120nmである。
 球形シリカ粒子の個数平均粒径が70nm以上であれば、球形シリカ粒子同士の凝集や、着色樹脂粒子に対する球形シリカ粒子の埋没等の不具合も少なく、トナーの印字性能に悪影響が及ぶおそれも少ない。一方、球形シリカ粒子の個数平均粒径が、200nm以下であれば、球形シリカ粒子が着色樹脂粒子から遊離(脱離)しにくく、所望の外添剤としての機能(帯電安定性、及び流動性等の機能)をトナー粒子に十分に付与させることができ、トナーの印字性能に悪影響が及ぶおそれも少ない。
 球形シリカ粒子の球形度は、通常1~1.3であり、好適には1~1.25であり、より好適には1~1.20であり、さらに好適には1~1.18である。
 球形シリカ粒子の球形度が1.3以下であれば、帯電立ち上がり性が良好であり、また、帯電量分布を狭く維持でき、初期カブリを抑制でき、初期印字性能に優れ、経時的に安定した帯電性及び流動性をトナー粒子に十分に付与させることができ、多枚数の連続印刷では、細線再現性を維持でき、カブリ等による画質の劣化も少なく、耐久印刷性能に優れる。これらの傾向は、低温低湿や高温高湿などの厳しい環境下においても同様である。
 ここで、「球形度」とは、粒子の絶対最大長を直径とした円の面積(Sc)を、粒子の実質投影面積(Sr)で除した値として定義される。
 球形シリカ粒子の球形度(Sc/Sr)は、電子顕微鏡で撮影された球形シリカ粒子の写真を、画像処理解析装置により、Sc及びSrを解析し、球形度(Sc/Sr)を算出し、算術平均して求められる値である。
 球形シリカ粒子の製造方法としては、一般に球形度の高いシリカ粒子が得られる方法であれば、特に限定されず、例えば、ゾルゲル法、爆燃法、湿式法、及び溶融法等の方法を採用することができる。これらの方法の中でも、上記外添剤の要件に合致する球形シリカ粒子が得られ易いことから、溶融法、及び湿式法が好ましく、湿式法がより好ましい。また、球形シリカ粒子は、湿式法により得られるコロイダルシリカ粒子であることが好ましい。
 球形シリカ粒子は、着色樹脂粒子の表面に好適に付着添加(外添)させる効果を高める観点から、疎水化処理剤によって疎水化処理されたものを用いることが好ましい。疎水化処理剤としては、例えば、シランカップリング剤、及びシリコーンオイル等を使用することができる。
 シランカップリング剤としては、例えば、ヘキサメチルジシラザン等のジシラザン;環状シラザン;トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、ジメチルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、n-ブチルトリメトキシシラン、n-ヘキサデシルトリメトキシシラン、n-オクタデシルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ-メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、及びビニルトリアセトキシシラン等のアルキルシラン化合物;γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-(2-アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)3-アミノプロピルトリメトキシシラン、及びN-β-(N-ビニルベンジルアミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン化合物;等が挙げられる。
 シリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルポリシロキサン、メチルハイドロジェンポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン、及びアミノ変性シリコーンオイル等が挙げられる。
 これらの疎水化処理剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、疎水化処理剤の使用量は、球形シリカ粒子100質量部に対して、1~50質量部が好ましく、5~40質量部がより好ましく、10~30質量部が更に好ましい。
 球形シリカ粒子を疎水化処理する方法としては、一般的にシリカ粒子を疎水化処理する方法であれば、特に限定されず、例えば、乾式法、及び湿式法等の方法を採用することができる。
 具体的には、乾式法としては球形シリカ粒子を高速で攪拌しながら、疎水化処理剤を滴下または噴霧する方法や、湿式法としては疎水化処理剤を有機溶媒中に溶解させ、当該有機溶媒を攪拌しながら球形シリカ粒子を添加する方法等が挙げられる。
 球形シリカ粒子の含有量は、着色樹脂粒子100質量部に対して好適には0.5~4.5質量部であり、より好適には1.0~4.0質量部であり、さらに好適には1.5~3.5質量部である。
 球形シリカ粒子の含有量が0.5質量部以上であれば、所望の外添剤としての機能(帯電安定性、及び流動性等の機能)が得られ、トナーの印字性能に優れる。一方、球形シリカ粒子の含有量が4.5質量部以下であれば、帯電立ち上がり性が良好であり、さらに、球形シリカ粒子が着色樹脂粒子から遊離(脱離)しにくいため、経時的に安定した帯電性及び流動性をトナー粒子に付与させることができ、トナーの印字性能に悪影響が及ぶおそれも少ない。
 球形シリカ粒子は、予め調製したものを用いてもよいし、市販品を採用してもよい。
 球形シリカ粒子としては、種々の市販品を用いることができ、例えば、電気化学工業社製のUFP-30H(:商品名、個数平均粒径:110nm、球形度:1.13);信越化学工業社製のX-24-9163A(:商品名、個数平均粒径:140nm、球形度:1.12)、及びKMPX100(:商品名、個数平均粒径:100nm、球形度:1.12);等が挙げられる。
 外添剤として、個数平均粒径が5~25nmの無機酸化物粒子をさらに含むことが好ましい。
 無機酸化物粒子の個数平均粒径が5nm以上であれば、無機酸化物粒子同士の凝集や、着色樹脂粒子に対する無機酸化物粒子の埋没等の不具合も少なく、トナーの印字性能に悪影響が及ぶおそれも少ない。一方、無機酸化物粒子の個数平均粒径が25nm以下であれば、無機酸化物粒子が着色樹脂粒子から遊離(脱離)しにくく、所望の外添剤としての機能(帯電安定性、及び流動性等の機能)をトナー粒子に十分に付与させることができ、トナーの印字性能に悪影響が及ぶおそれも少ない。
 無機酸化物粒子の個数平均粒径は、7~20nmであることがより好ましい。
 無機酸化物粒子は、着色樹脂粒子の表面に好適に付着添加(外添)させる効果を高める観点から、疎水化処理剤によって疎水化処理されたものを用いることが好ましい。疎水化処理剤としては、球形シリカ粒子の場合と同様の疎水化処理剤を用いることができる。
 本開示では、無機酸化物粒子の含有量は、着色樹脂粒子100質量部に対して、好適には0.01~0.6質量部であり、より好適には0.05~0.4質量部であり、さらに好適には0.1~0.2質量部である。
 本開示において、無機酸化物粒子の含有量が0.01質量部以上であれば、所望の外添剤としての機能(帯電安定性、及び流動性等の機能)が得られ、トナーの印字性能に悪影響が及ぶおそれも少ない。一方、無機酸化物粒子の含有量が0.6質量部以下であれば、帯電立ち上がり性が良好であり、さらに、経時的に安定した帯電性及び流動性をトナー粒子に付与させることができ、トナーの印字性能に悪影響が及ぶおそれも少ない。
 無機酸化物粒子の例としては、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化錫、及び酸化セリウム等が挙げられる。無機酸化物粒子は、シリカ及び酸化チタンの少なくともいずれか一方を含むことが好ましく、シリカを含むことがより好ましい。無機酸化物粒子は、乾式法により得られるヒュームドシリカ粒子であることがさらに好ましい。
 無機酸化物粒子は、予め調製したものを用いてもよいし、市販品を採用してもよい。
 無機酸化物粒子としては、種々の市販のシリカ粒子を用いることができ、例えば、クラリアント社製のHDK2150(:商品名、個数平均粒径:12nm);日本アエロジル社製のR504(:商品名、個数平均粒径:12nm)、RA200HS(:商品名、個数平均粒径:12nm);テイカ社製のMSP-013(:商品名、個数平均粒径:12nm);キャボット社製のTG-820F(:商品名、個数平均粒径:7nm)、TG-7120F(:商品名、個数平均粒径:22nm)等が挙げられる。
 本開示においては、外添剤のSEM画像に基づき算出される当該外添剤の粒度分布において、粒径が50nm以上の粒子の個数の割合が75%以上であり、好適には80%以上であり、より好適には85%以上である。粒度分布において粒径が50nm以上の粒子の個数の割合が75%以上であれば、トナーの流動性を維持でき、優れた搬送量安定性及び帯電安定性を有する。
 当該粒度分布において粒径が50nm以上の粒子の個数の割合の上限は特に限定されず、例えば、100%以下であってもよい。
 外添剤の粒度分布の算出方法、及び粒径が50nm以上の粒子の個数の割合の算出方法は、以下の通りである。まず、外添後のトナー粒子の表面をSEMにて観察し、SEM画像を10枚以上撮影する。そのSEM画像について画像処理及び画像解析を行い、トナー粒子表面に存在する外添剤の大きさ(粒径)と各大きさの個数頻度を算出することにより、外添剤の粒度分布が得られる。この粒度分布より、粒径が50nm以上の粒子の個数の割合を算出する。
 外添剤の含有量は、着色樹脂粒子100質量部に対し、好適には0.5~5.0質量部であり、より好適には0.6~4.5質量部であり、さらに好適には0.8~4.0質量部である。
 外添剤の含有量が0.5質量部以上であれば、所望の外添剤としての機能(帯電安定性、及び流動性等の機能)が得られ、トナーの印字性能に優れる。一方、外添剤の含有量が5.0質量部以下であれば、帯電立ち上がり性が良好であり、さらに、外添剤が着色樹脂粒子から遊離(脱離)しにくいため、経時的に安定した帯電性及び流動性をトナー粒子に付与させることができ、トナーの印字性能に悪影響が及ぶおそれも少ない。
 外添処理を行う攪拌機は、着色樹脂粒子の表面に外添剤を付着させることができる攪拌装置であれば特に限定されず、例えば、ヘンシェルミキサー(:商品名、三井鉱山社製)、FMミキサー(:商品名、日本コークス工業社製)、スーパーミキサー(:商品名、川田製作所社製)、Qミキサー(:商品名、日本コークス工業社製)、メカノフュージョンシステム(:商品名、細川ミクロン社製)、及びメカノミル(:商品名、岡田精工社製)等の混合攪拌が可能な攪拌機を用いて外添処理を行うことができる。
 なお、本開示に使用される外添剤粒子の個数平均粒径は、例えば、以下のように測定できる。まず、外添剤の個々の粒子について、透過型電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope;TEM)等により粒径を測定する。このように200個以上の外添剤粒子の粒径を計測し、その平均値を、その粒子の個数平均粒径とする。
 外添工程において2種類以上の外添剤を併用する場合には、着色樹脂粒子に添加する外添剤の順序は特に限定されない。例えば、上記球形シリカ粒子及び無機酸化物粒子を併用する場合には、全外添剤を着色樹脂粒子に対して一度に添加してもよいし、無機酸化物粒子を着色樹脂粒子に付着させた後に球形シリカ粒子を添加してもよいし、球形シリカ粒子を着色樹脂粒子に付着させた後に無機酸化物粒子を添加してもよい。
 2種類以上の外添剤を併用する場合には、個数平均粒径の小さい外添剤から順に外添するのが好ましい。上記球形シリカ粒子及び無機酸化物粒子を併用する場合を例にとると、無機酸化物粒子を着色樹脂粒子に付着させ、当該無機酸化物粒子の付着した着色樹脂粒子に対しさらに球形シリカ粒子を付着させることが好ましい。なぜなら、無機酸化物粒子と球形シリカ粒子を同時に外添することがなければ、球形シリカ粒子の表面に無機酸化物粒子が外添されるおそれも少なく、これら2種類の外添剤を併用する効果を十分に発揮することができるためである。トナー表面に均一に外添剤を外添するには、無機酸化物粒子、球形シリカ粒子の順番で外添するのが好ましい。
 4.本開示のトナー
 本開示のトナーは、従来よりも個数平均粒径の大きい球形シリカ粒子を使用し、かつ粒径の小さい外添剤粒子を従来よりも少なく用いることにより、トナー粒子表面に埋没する外添剤の割合が減少する結果、帯電安定性及び搬送量安定性に優れる。
 ここでいう「搬送量安定性」とは、現像器から搬送されるトナー量(搬送量)が経時的に安定であるトナー特性を指す。通常、多数枚の印字を行っていくと、現像機内でトナーが物理的ストレスを受け、外添剤が埋没することにより、トナー粒子間の付着力が上昇し、流動性が低下したり、トナー搬送量が不安定となる傾向にある。トナー搬送量はトナー特性の経時変化につれて増加するのが通常である。
 搬送量の測定方法の例は以下の通りである。まず、常温常湿(N/N)環境下(例えば、温度:23℃、湿度:50%)で、24時間放置した後、同環境下にて、5%印字濃度で20,000枚まで連続印刷を行う。この際、500枚毎に、現像ロールに載っているトナーについて、吸引式実機帯電量測定器によりトナー吸引量を測定する。このトナー吸引量をそのトナーの搬送量とみなして、以下の通り搬送量安定性の算出に供する。
 搬送量安定性は、下記計算式1に示す通り、耐久印刷後搬送量を基準搬送量で除した値で表される。ここで、基準搬送量(M1)とは、安定性の基準となる搬送量のことであり、主に連続印刷開始時の搬送量を指す。また、耐久印刷後搬送量(M2)とは、多枚数の印刷が終了した後の搬送量を指す。
  計算式1:搬送量安定性=耐久印刷後搬送量(M2)/基準搬送量(M1)
 搬送量安定性の値が1に近いほど、多枚数印刷後にも搬送量が変動せず、経時的に安定したトナー特性を示すものといえる。一方、搬送量安定性の値が大きいほど、多枚数印刷後にトナー搬送量が増えすぎることを示し、トナー特性が経時的に不安定であることを示す。このように、搬送量安定性はトナー特性の経時変化の指標の1つとなる。
 以下に、実施例及び比較例を挙げて、本開示を更に具体的に説明するが、本開示は、これらの実施例のみに限定されるものではない。なお、部及び%は、特に断りのない限り質量基準である。
 本実施例及び比較例において行った試験方法は以下のとおりである。
 1.球形シリカ粒子の作製
 [製造例1]
 攪拌機、滴下ロート、及び温度計を備えた3Lのガラス製反応器に、メタノール623.7g、水41.4g、及び28%アンモニア水49.8gを加えて混合し、混合溶液の温度が35℃となるように調整した。
 温度調整した混合溶液を攪拌しながら、テトラメトキシシランとテトラブトキシシランの混合物1250gの滴下、及び5.4%アンモニア水418.1gの滴下を同時に開始した。テトラメトキシシランとテトラブトキシシランの混合物1250gを8.5時間かけて滴下し、5.4%アンモニア水を5時間かけて滴下した。
 それぞれの滴下が終了した後も、さらに0.5時間混合溶液の攪拌を継続し、加水分解を行うことにより、球形シリカ粒子の懸濁液を得た。
 次いで、上記3Lのガラス製反応器に、エステルアダプター及び冷却管を取り付け、得られた球形シリカ粒子の懸濁液の温度が60~70℃となるまで加熱し、メタノールを留去(蒸留除去)した後、水を添加し、この懸濁液の温度が70~90℃となるまで加熱し、メタノールを完全に留去(蒸留除去)し、球形シリカ粒子の水性懸濁液を得た。
 得られた球形シリカ粒子の水性懸濁液を攪拌しながら、室温下で、メチルトリメトキシシラン11.6gの滴下を開始し、0.5時間かけて滴下した。滴下が終了した後も、さらに12時間水性懸濁液攪拌を継続して疎水化処理を行った。
 疎水化処理された水性懸濁液に、メチルイソブチルケトン1440gを添加し、その後、水性懸濁液の温度が80~110℃となるまで加熱し、共沸混合物を、10時間かけて留去(蒸留除去)し、その後、水性懸濁液の温度が室温となるまで冷却した。
 冷却した水性懸濁液に、メタノール1000gを加え、10分間攪拌した後、遠心分離機にて3000Gで10分間処理し、上澄液を分離した。残留液から溶媒のメチルイソブチルケトンとメタノールを留去した後、乾燥して球形シリカ粒子を得た。
 乾燥した球形シリカ粒子100gに対して、室温で、疎水化処理剤としてヘキサメチルジシラザン10g及び環状シラザンである下記式1の化合物10gを添加し、その後、110℃となるまで加熱し、3時間反応させることにより、球形シリカ粒子を疎水化処理した。
 次いで、80℃となるまで減圧下(6650Pa)で加熱し、溶媒を完全に留去(蒸留除去)し、球形シリカ粒子(シリカa、個数平均粒径:90nm、球形度:1.12)を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001

 [製造例2~製造例6]
 製造例1において、テトラメトキシシランとテトラブトキシシランの混合物の滴下量及び滴下時間を下記表1に示すように変更したこと以外は、製造例1と同様にして、製造例2~製造例6の球形シリカ粒子(シリカb~シリカf)を作製し、試験に供した。
 上記製造例1~6におけるシリカの調製条件、及び製造した各シリカの物性を、下記表1に示す。下記表1中「滴下量」及び「滴下時間」とはテトラメトキシシランとテトラブトキシシランの混合物の滴下量及び滴下時間を意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 2.静電荷像現像用正帯電性トナーの製造
 [実施例1]
 重合性単量体としてスチレン78部及びn-ブチルアクリレート22部、ブラック着色剤としてカーボンブラック(三菱化学社製、商品名:#25BS)5部を、インライン型乳化分散機(大平洋機工社製、商品名:マイルダー)を用いて分散させて、重合性単量体混合物を得た。
 上記重合性単量体混合物に、帯電制御剤として帯電制御樹脂(4級アンモニウム基含有スチレンアクリル樹脂)1.0部、離型剤として脂肪酸エステルワックス(ベヘニルベヘネート)5.0部、マクロモノマーとしてポリメタクリル酸エステルマクロモノマー(東亜合成化学工業社製、商品名:AA6)0.3部、架橋性の重合性単量体としてジビニルベンゼン0.6部、及び分子量調整剤としてt-ドデシルメルカプタン1.6部を添加し、混合、溶解して、重合性単量体組成物を調製した。
 他方、室温下で、イオン交換水250部に塩化マグネシウム(水溶性多価金属塩)12.2部を溶解した水溶液に、イオン交換水50部に水酸化ナトリウム(水酸化アルカリ金属)7.2部を溶解した水溶液を攪拌下で徐々に添加して、水酸化マグネシウムコロイド(難水溶性の金属水酸化物コロイド)分散液を調製した。
 上記水酸化マグネシウムコロイド分散液に、室温下で、上記重合性単量体組成物を投入し、攪拌した。そこへ重合開始剤としてt-ブチルパーオキシジエチルアセテート4.4部を投入した後、インライン型乳化分散機(大平洋機工社製、商品名:マイルダー)を用いて、15,000rpmの回転数で10分間高速剪断攪拌して分散を行い、重合性単量体組成物の液滴形成を行った。
 上記重合性単量体組成物の液滴が分散した懸濁液(重合性単量体組成物分散液)を、攪拌翼を装着した反応器内に投入し、90℃に昇温し、重合反応を開始させた。重合転化率が、ほぼ100%に達したときに、シェル用重合性単量体としてメチルメタクリレート1部、及びイオン交換水10部に溶解したシェル用重合開始剤である2,2’-アゾビス(2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)-プロピオンアミド)(和光純薬社製、商品名:VA-086、水溶性)0.3部を添加し、90℃で4時間反応を継続した後、水冷して反応を停止し、コアシェル型構造を有する着色樹脂粒子の水分散液を得た。
 上記着色樹脂粒子の水分散液に、室温下で攪拌しながら、硫酸を滴下し、pHが6.5以下となるまで酸洗浄を行った。次いで、濾過分離を行い、得られた固形分にイオン交換水500部を加えて再スラリー化させて、水洗浄処理(洗浄、濾過、及び脱水)を数回繰り返し行った。次いで、濾過分離を行い、得られた固形分を乾燥機の容器内に入れ、45℃で48時間乾燥を行い、乾燥した着色樹脂粒子を得た。得られた着色樹脂粒子の体積平均粒径(Dv)は7.5μm、個数平均粒径(Dn)は6.6μm、粒径分布(Dv/Dn)は1.14であり、平均円形度は0.987であった。
 上記により得られた着色樹脂粒子100部に対し、疎水化処理剤であるヘキサメチルジシラザン及び環状シラザンにより表面が疎水化処理された個数平均粒径7nmの正帯電性シリカ粒子(キャボット社製、商品名:TG820F)を0.1部添加し、高速攪拌機(日本コークス社製、商品名:FMミキサー)を用いて、10分間、周速40m/sで混合攪拌して外添処理を行った。その後、得られた混合物に対して、球形シリカ粒子としてシリカa(個数平均粒径:90nm、球形度:1.12)3.6部を添加し、上記高速攪拌機により、10分間、周速40m/sで混合攪拌して外添処理を行い、実施例1のトナーを得た。試験結果を表1に示す。
 [実施例2~実施例9、比較例1~比較例4]
 実施例1の外添処理において、球形シリカ粒子の種類及び含有量、並びに無機酸化物粒子の含有量を下記表2に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2~実施例9及び比較例1~比較例4のトナーを作製し、試験に供した。
 3.球形シリカ粒子の評価
 (1)個数平均粒径の測定
 上記シリカa~シリカfについて、以下の方法により個数平均粒径を測定した。
 まず、各球形シリカ粒子の走査型電子顕微鏡写真を撮影し、その写真を画像処理解析装置(ニレコ社製、商品名:ルーゼックスIID)により、フレーム面積に対する粒子の面積率:最大2%、トータル処理粒子数:100個の条件下で、粒子の投影面積に対応する円相当径を算出した。その算術平均の値を、その球形シリカ粒子の個数平均粒径とした。
 (2)球形度の測定
 上記シリカa~シリカfについて、以下の方法により球形度を測定した。
 まず、各球形シリカ粒子の走査型電子顕微鏡写真を撮影した。その写真を、上記個数平均粒径の測定と同様の画像処理解析装置及び解析条件下で、粒子の絶対最大長を直径とした円の面積(Sc)、及び粒子の実質投影面積(Sr)を解析した。これら解析値から球形度(Sc/Sr)を算出し、その算術平均の値を、その球形シリカ粒子の球形度とした。
 4.外添剤の粒度分布の算出
 上記実施例1~実施例9及び比較例1~比較例4の各トナーについて、使用した外添剤の粒度分布を以下の方法により算出した。
 まず、外添後のトナー粒子の表面を走査型電子顕微鏡(SEM)(日本電子社製、型番:JSM-7610F)を用いて観察し、倍率45,000倍でSEM画像を20枚撮影した。そのSEM画像について画像処理及び画像解析を行い、トナー粒子表面に存在する外添剤の大きさ(粒径)と各大きさの個数頻度を算出することにより、外添剤の粒度分布を得た。この粒度分布より、粒径が50nm以上の粒子の個数の割合を算出した。
 5.静電荷像現像用正帯電性トナーの評価
 上記実施例1~実施例9及び比較例1~比較例4の各トナーについて、トナー評価を行った。詳細は以下の通りである。
 (1)印字耐久性試験
 本試験には、市販の非磁性一成分現像方式のプリンター(印刷スピード:A4サイズ40枚/分)を用い、現像装置のトナーカートリッジに、トナーを充填した後、印字用紙をセットした。
 常温常湿(N/N)環境下(温度:23℃、湿度:50%)で、24時間放置した後、同環境下にて、5%印字濃度で20,000枚まで連続印刷を行った。
 500枚毎に、黒ベタ印字(印字濃度100%)を行い、反射式画像濃度計(マクベス社製、商品名:RD918)を用いて黒ベタ画像の印字濃度を測定した。さらに、その後、白ベタ印字(印字濃度0%)を行い、白ベタ印字の途中でプリンターを停止させ、現像後の感光体上における非画像部のトナーを、粘着テープ(住友スリーエム社製、商品名:スコッチメンディングテープ810-3-18)に付着させた後、剥ぎ取り、それを印字用紙に貼り付けた。
 次に、その粘着テープを貼り付けた印字用紙の白色度(B)を、白色度計(日本電色社製、商品名:ND-1)で測定し、同様にして、未使用の粘着テープだけを印字用紙に貼り付け、その白色度(A)を測定し、この白色度の差(B-A)をカブリ値(%)とした。この値が小さいほど、カブリが少なく良好であることを示す。
 印字濃度が1.3%以上で、且つカブリ値が3%以下の画質を維持できる連続印刷枚数を調べた。
 なお、下記表2中、「>20000」とあるのは、20,000枚の時点においても、印字濃度が1.3%以上で、且つカブリ値が3%以下の画質を維持できたことを示す。
 (2)帯電安定性及び搬送量安定性試験
 上記印字耐久性試験と同様のプリンターを用いて、トナーを充填し、印字用紙をセットした。
 常温常湿(N/N)環境下(温度:23℃、湿度:50%)で、24時間放置した後、同環境下にて、5%印字濃度で20,000枚まで連続印刷を行った。
 500枚毎に、現像ロールに載っているトナーについて、吸引式実機帯電量測定器により帯電量及びトナー吸引量を測定した。
 20,000枚印刷時のトナー帯電量(Q2)を連続印刷開始時のトナー帯電量(Q1)により除した値(Q2/Q1)を、帯電安定性の指標とした。この指標(Q2/Q1)が1に近いほど、トナー帯電量の変動が少ないことを意味し、トナーの帯電安定性が優れていることを意味する。
 トナー吸引量をそのトナーの搬送量とみなした。20,000枚印刷時のトナー搬送量(M2)を測定開始時のトナー搬送量(M1)により除した値(M2/M1)を、搬送量安定性の指標とした。この指標(M2/M1)が1に近いほど、トナー搬送量の変動が少ないことを意味し、トナーの搬送量安定性が優れていることを意味する。
 実施例1~実施例9及び比較例1~比較例4のトナーの測定及び評価結果を、外添剤の情報と併せて下記表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 6.考察
 以下、表2を参照しながら、トナー評価結果について検討する。
 表2より、比較例1のトナーは、個数平均粒径30nmのシリカdを含むトナーである。比較例1のトナーにおいては、外添剤における粒径が50nm以上の粒子の個数の割合が1%である。
 表2より、比較例1の印字耐久性の評価枚数は7,000枚と少なく、帯電安定性(Q2/Q1)は0.34と低い。特に、印字耐久性の評価枚数は、今回評価したトナー中最も少ない。また、帯電安定性(Q2/Q1)の値は、今回評価したトナー中最も低い。したがって、個数平均粒径が70nm未満の球形シリカ粒子を含み、かつ外添剤中の粒径が50nm以上の粒子の個数の割合が75%を大きく下回る比較例1のトナーは、印字耐久性及び帯電安定性に劣ることが分かる。
 表2より、比較例2のトナーは、個数平均粒径50nmのシリカeを含むトナーである。比較例2のトナーにおいては、外添剤における粒径が50nm以上の粒子の個数の割合が48%である。
 表2より、比較例2の印字耐久性の評価枚数は10,000枚と少なく、帯電安定性(Q2/Q1)は0.48と低く、搬送量安定性(M2/M1)は2.04と高い。特に、搬送量安定性(M2/M1)の値は、今回評価したトナー中最も高い。したがって、個数平均粒径が70nm未満の球形シリカ粒子を含み、かつ外添剤中の粒径が50nm以上の粒子の個数の割合が75%未満の比較例2のトナーは、印字耐久性、帯電安定性及び搬送量安定性にいずれも劣ることが分かる。
 表2より、比較例3のトナーは、個数平均粒径70nmのシリカfを含むトナーである。比較例3のトナーにおいては、外添剤における粒径が50nm以上の粒子の個数の割合が52%である。
 表2より、比較例3の印字耐久性の評価枚数は12,000枚と少なく、帯電安定性(Q2/Q1)は0.51と低く、搬送量安定性(M2/M1)は1.61と高い。したがって、外添剤中の粒径が50nm以上の粒子の個数の割合が75%未満の比較例3のトナーは、印字耐久性、帯電安定性及び搬送量安定性にいずれも劣ることが分かる。
 表2より、比較例4のトナーは、個数平均粒径70nmのシリカfを含むトナーである。比較例4のトナーにおいては、外添剤における粒径が50nm以上の粒子の個数の割合が68%である。
 表2より、比較例4の印字耐久性の評価枚数は14,000枚と少なく、帯電安定性(Q2/Q1)は0.64と低い。したがって、外添剤中の粒径が50nm以上の粒子の個数の割合が75%未満の比較例4のトナーは、印字耐久性及び帯電安定性にいずれも劣ることが分かる。
 一方、表2より、実施例1~実施例9のトナーは、個数平均粒径80~90nmのシリカa~シリカcのいずれか1つを含むトナーである。実施例1~実施例9のトナーにおいては、外添剤における粒径が50nm以上の粒子の個数の割合が80~92%である。
 表2より、実施例1~実施例9の印字耐久性の評価枚数は20,000枚以上であり、帯電安定性(Q2/Q1)は0.72~0.99の範囲内に収まり、搬送量安定性(M2/M1)は0.95~1.58の範囲内に収まる。
 したがって、球形シリカ粒子の個数平均粒径が70~200nmであり、かつ、外添剤中の粒径が50nm以上の粒子の個数の割合が75%以上である実施例1~実施例9のトナーは、印字耐久性、帯電安定性及び搬送量安定性にいずれも優れるトナーであることが分かる。

Claims (6)

  1.  結着樹脂及び着色剤を含む着色樹脂粒子と、外添剤とを含有する静電荷像現像用正帯電性トナーにおいて、
     前記外添剤が球形シリカ粒子を含み、
     前記球形シリカ粒子の個数平均粒径が70~200nmであり、かつ、
     前記外添剤のSEM画像に基づき算出される当該外添剤の粒度分布において、粒径が50nm以上の粒子の個数の割合が75%以上であることを特徴とする静電荷像現像用正帯電性トナー。
  2.  前記外添剤の含有量が、前記着色樹脂粒子100質量部に対し、0.5~5.0質量部であることを特徴とする請求項1に記載の静電荷像現像用正帯電性トナー。
  3.  前記外添剤として、個数平均粒径が5~25nmの無機酸化物粒子を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の静電荷像現像用正帯電性トナー。
  4.  前記無機酸化物粒子の含有量が、前記着色樹脂粒子100質量部に対し、0.01~0.4質量部であることを特徴とする請求項3に記載の静電荷像現像用正帯電性トナー。
  5.  結着樹脂及び着色剤を含む着色樹脂粒子を製造する工程、及び
     前記着色樹脂粒子と外添剤とを混合して攪拌することにより、当該着色樹脂粒子の表面に当該外添剤を付着させる外添工程を含む静電荷像現像用正帯電性トナーの製造方法であって、
     前記外添工程において、
     前記外添剤として、個数平均粒径が70~200nmである球形シリカ粒子を含み、かつ、当該外添剤のSEM画像に基づき算出される当該外添剤の粒度分布において粒径が50nm以上の粒子の個数の割合が75%以上であるものを用いることを特徴とする静電荷像現像用正帯電性トナーの製造方法。
  6.  前記外添剤は、個数平均粒径が5~25nmの無機酸化物粒子を含み、かつ、
     前記無機酸化物粒子を前記着色樹脂粒子に付着させ、当該無機酸化物粒子の付着した着色樹脂粒子に対しさらに前記球形シリカ粒子を付着させることを特徴とする請求項5に記載の製造方法。
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