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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024160831
(43)【公開日】2024-11-15
(54)【発明の名称】トナー
(51)【国際特許分類】
   G03G 9/097 20060101AFI20241108BHJP
   G03G 9/08 20060101ALI20241108BHJP
【FI】
G03G9/097 365
G03G9/097 374
G03G9/08
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023076244
(22)【出願日】2023-05-02
(71)【出願人】
【識別番号】000001007
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002860
【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】石井 亨
(72)【発明者】
【氏名】津田 祥平
(72)【発明者】
【氏名】上倉 健太
【テーマコード(参考)】
2H500
【Fターム(参考)】
2H500AA03
2H500AA09
2H500AA11
2H500CA40
2H500CA41
2H500CB04
2H500EA42C
2H500EA42D
2H500EA46C
2H500EA49A
2H500EA57A
(57)【要約】
【課題】高温高湿環境下において長時間使用された場合における帯電性と、低温低湿環境下において長時間使用された場合における帯電部材の汚染の抑制と、を両立できるトナーを提供する。
【解決手段】結着樹脂を含有するトナー粒子と、外添剤とを有するトナーであって、該外添剤が、チタン酸ストロンチウム粒子を含み、該チタン酸ストロンチウム粒子が、該チタン酸ストロンチウム粒子の表面に脂肪酸を有し、該トナーが、フマル酸を含有し、該トナー中の該フマル酸の含有割合をf0(質量%)としたとき、該f0が、0.010~0.120質量%であり、該トナー中の、該トナーからメタノールによって抽出されるフマル酸の含有割合をf1(質量%)としたとき、該f1が、0.0010~0.0100質量%であることを特徴とするトナー。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
結着樹脂を含有するトナー粒子と、外添剤とを有するトナーであって、
該外添剤が、チタン酸ストロンチウム粒子を含み、
該チタン酸ストロンチウム粒子が、該チタン酸ストロンチウム粒子の表面に脂肪酸を有し、
該トナーが、フマル酸を含有し、
該トナー中の該フマル酸の含有割合をf0(質量%)としたとき、該f0が、0.010~0.120質量%であり、
該トナー中の、該トナーからメタノールによって抽出されるフマル酸の含有割合をf1(質量%)としたとき、該f1が、0.0010~0.0100質量%であることを特徴とするトナー。
【請求項2】
前記トナー中の前記チタン酸ストロンチウム粒子の含有割合をa0(質量%)としたとき、該a0が、0.010~5.000質量%である、請求項1に記載のトナー。
【請求項3】
前記脂肪酸が、炭素数10~30の脂肪酸である、請求項1又は2に記載のトナー。
【請求項4】
前記脂肪酸が、ステアリン酸である、請求項1又は2に記載のトナー。
【請求項5】
前記トナー中の前記チタン酸ストロンチウム粒子の含有割合をa0(質量%)としたとき、f0/a0が、0.002~12.000である、請求項1又は2に記載のトナー。
【請求項6】
前記トナーの平均円形度が、0.950~0.980である、請求項1又は2に記載のトナー。
【請求項7】
前記トナーが、ドデシルベンゼンスルホン酸及びドデシルベンゼンスルホン酸塩からなる群から選択される少なくとも一を含有する、請求項1又は2に記載のトナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、電子写真法、静電記録法及びトナージェット方式記録法を利用した記録方法に用いられるトナーに関する。
【背景技術】
【0002】
電子写真画像形成装置においては、より高速化、長寿命化が求められている。また、使用される環境も多様化していることから、高温高湿環境から低温低湿環境までの幅広い使用環境においても高速化、長寿命化を達成可能とすることが求められている。そのために、様々な性能のより一層の向上が、トナーに対しても求められている。
具体的には、トナーの帯電性が挙げられる。トナーの帯電性を向上させることにより、より高速な現像プロセスにおいてもトナーが十分に帯電されることができるため、電子写真画像形成装置の高速化に貢献できる。また、長期耐久使用後においてトナーの帯電性を維持しやすくなることから、長寿命化にも貢献できる。
【0003】
トナーの帯電性を高める手段としては、チタン酸ストロンチウム粒子をトナー粒子に外添する方法が提案されている(特許文献1)。
一方で、特許文献2にはトナーの低温定着性、耐熱保存性、帯電安定性(帯電立ち上がり性)、耐汚染性を改良し、機内へのトナー飛散や地汚れの発生を抑制することを目的として、トナー中のカルボン酸基を有するモノマーの含有量を規定したトナーが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2019-045578号公報
【特許文献2】特開2016ー173396号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明者らが検討した結果、特許文献1に記載のトナーは、外添されたチタン酸ストロンチウム粒子を外添することにより、一定の帯電性の向上効果が確認された。具体的には、高温高湿環境における連続使用後に数日放置した後の再起動時におけるカブリの発生を抑制する効果がみられた。しかしながら、長期耐久性については課題があることに本発明者らは想到した。特に低温低湿環境下において耐久使用すると、帯電ローラのような帯電部材がチタン酸ストロンチウム粒子で汚染されてしまい、ハーフトーン画像を出力した場合にスジ状の画像弊害が発生する場合があった。
また、特許文献2に記載のトナーは、チタン酸ストロンチウム粒子を含まないために、帯電性が不十分であった。そのため、高温高湿環境での連続使用後における画像濃度が低下するという課題や、高温高湿環境での連続使用後に数日放置した後の再起動時にカブリが生じるという課題があることが分かった。
【0006】
本開示は、上記課題を解消したトナーを提供する。具体的には、トナーの帯電性と、帯電部材の耐汚染性とを向上させ、高温高湿環境下において長時間使用された場合における帯電性と、低温低湿環境下において長時間使用された場合における帯電部材の汚染の抑制と、を両立できるトナーを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らは、上記課題を解消するために、トナーの帯電性と、帯電部材の耐汚染性に
ついて鋭意検討を行った。その結果、トナーがフマル酸を含有し、かつ、表面に脂肪酸を有するチタン酸ストロンチウム粒子をトナーが含有することにより、高温高湿環境下において長時間使用された場合における帯電性と、低温低湿環境下において長時間使用された場合における帯電部材の汚染の抑制と、を両立できることを見出した。
【0008】
すなわち本開示は、
結着樹脂を含有するトナー粒子と、外添剤とを有するトナーであって、
該外添剤が、チタン酸ストロンチウム粒子を含み、
該チタン酸ストロンチウム粒子が、該チタン酸ストロンチウム粒子の表面に脂肪酸を有し、
該トナーが、フマル酸を含有し、
該トナー中の該フマル酸の含有割合をf0(質量%)としたとき、該f0が、0.010~0.120質量%であり、
該トナー中の、該トナーからメタノールによって抽出されるフマル酸の含有割合をf1(質量%)としたとき、該f1が、0.0010~0.0100質量%であるトナーに関する。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、高温高湿環境下において長時間使用された場合における帯電性と、低温低湿環境下において長時間使用された場合における帯電部材の汚染の抑制と、を両立できるトナーを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本開示において、数値範囲を表す「XX以上YY以下」や「XX~YY」の記載は、特に断りのない限り、端点である下限及び上限を含む数値範囲を意味する。数値範囲が段階的に記載されている場合、各数値範囲の上限及び下限は任意に組み合わせることができる。
「モノマーユニット」とは、ポリマー中のモノマー物質の反応した形態をいう。例えば、ポリマー中の重合性単量体が重合した主鎖中の、炭素-炭素結合1区間を1ユニットとする。重合性単量体とは下記式(C)で表すことができる。
【化1】
【0011】
式(C)中、Rは水素原子、又はアルキル基(好ましくは炭素数1~3のアルキル基であり、より好ましくはメチル基)を表し、Rは任意の置換基を表す。
【0012】
本開示は、結着樹脂を含有するトナー粒子と、外添剤とを有するトナーであって、
該外添剤が、チタン酸ストロンチウム粒子を含み、
該チタン酸ストロンチウム粒子が、該チタン酸ストロンチウム粒子の表面に脂肪酸を有し、
該トナーが、フマル酸を含有し、
該トナー中の該フマル酸の含有割合をf0(質量%)としたとき、該f0が、0.010~0.120質量%であり、
該トナー中の、該トナーからメタノールによって抽出されるフマル酸の含有割合をf1(質量%)としたとき、該f1が、0.0010~0.0100質量%であるトナーに関
する。
【0013】
前述したように、トナーの帯電性を向上させる手段としては、トナー粒子にチタン酸ストロンチウム粒子を外添することが効果的である。しかし、低温低湿環境下において長時間使用された場合においては、チタン酸ストロンチウム粒子が帯電部材を汚染してしまった。
本発明者らは、なぜチタン酸ストロンチウム粒子が帯電部材を汚染しやすいのか、詳細に検討を行った。その結果、以下のことが判明した。すなわち、低温低湿環境下で長時間使用すると、チタン酸ストロンチウム粒子の一部が過度に帯電した粒子となってしまい、感光体との静電付着力が高くなりすぎてしまう。その結果、クリーニング工程においてチタン酸ストロンチウム粒子をクリーニングすることができず、帯電部材を汚染させてしまう。
【0014】
チタン酸ストロンチウム粒子によりトナーが帯電するのは、トナー表面との剥離帯電により、トナー粒子側には負電荷が与えられるためであると考えられる。この際、チタン酸ストロンチウム粒子側に正電荷が与えられることになる。剥離帯電は、剥離面の組成や接触状態により帯電量にばらつきが生じるため、剥離後のチタン酸ストロンチウム粒子の帯電量は、粒子ごとに一定のばらつきを生じる。このため、非常に帯電量の大きいチタン酸ストロンチウム粒子が一定数生じることとなる。
さらに、特に低温低湿環境下においては、空気中の水分量が少ないため、トナー粒子との剥離帯電によってチタン酸ストロンチウム粒子に生じた帯電電荷が保持されやすい。従って、低温低湿環境下において長時間使用すると、トナーが現像器内で攪拌されたり、現像ブレード、現像ローラ、感光体などと摺擦されたりすることにより、チタン酸ストロンチウム粒子に電荷が過度に蓄積される。このようにして発生した、過度に帯電されたチタン酸ストロンチウム粒子が原因となって、帯電部材の汚染が生じると考えられる。
【0015】
本開示のトナーが、高温高湿環境下において長時間使用された場合における帯電性と、低温低湿環境下において長時間使用された場合における帯電部材の汚染の抑制とを両立させることができた理由については、必ずしも明確ではないが、本発明者らは以下のように推察している。
【0016】
本開示のトナーは、外添剤を有し、外添剤がチタン酸ストロンチウム粒子を含むため、帯電性が向上している。さらに、本開示のトナーにおいては、チタン酸ストロンチウム粒子が、チタン酸ストロンチウム粒子の表面に脂肪酸を有する。加えて、トナー中のフマル酸の含有割合が所定の範囲である。また、トナー中の、トナーからメタノールによって抽出されるフマル酸の含有割合が所定の範囲である。これらにより、チタン酸ストロンチウム粒子の過度な帯電が抑えられ、感光体とチタン酸ストロンチウム粒子との静電付着力が抑制される。このため、クリーニング工程でのクリーニング性が向上し、帯電部材の汚染が抑制されるものと考えられる。
【0017】
チタン酸ストロンチウム粒子の過度な帯電が抑えられる理由は、脂肪酸とフマル酸とを介してチタン酸ストロンチウム粒子間で電荷の均一化が起こるためであると推測している。フマル酸は不飽和結合を有し、共役系が広がっている化合物であるため、共役系のπ電子を介して他の化合物と電子の授受を生じやすいと考えられる。また、過度に帯電しているチタン酸ストロンチウム粒子と、帯電量の小さいチタン酸ストロンチウム粒子とが共存すると、チタン酸ストロンチウム粒子間の電位差が生じる。この場合において、これらのチタン酸ストロンチウム粒子の間にフマル酸が介在することで、フマル酸のπ電子による電荷の授受が生じ、チタン酸ストロンチウム粒子間で電荷の均一化が起こるものと考えられる。このような電荷の均一化は、トナー中の、トナーからメタノールによって抽出されるフマル酸の含有割合が所定の範囲であること、すなわちトナーの表面近傍にフマル酸が
存在することにより、起こりやすくなる。
また、チタン酸ストロンチウム粒子の表面に存在する脂肪酸は、フマル酸と同じくカルボキシ基を有するカルボン酸化合物である。このため、脂肪酸とフマル酸とは、水素結合による相互作用をする。その結果、脂肪酸とフマル酸は親和性が高く、互いに接近しやすい化合物であると考えられる。また、前述の通り、トナーの表面近傍にフマル酸が存在する。従って、フマル酸を介して、表面に脂肪酸を有するチタン酸ストロンチウム粒子同士が近接した状態になり、チタン酸ストロンチウム粒子と、脂肪酸と、フマル酸とのネットワークが形成される。その結果、前述した、チタン酸ストロンチウム粒子間の電荷の授受が促され、帯電部材の汚染が抑制されるものと考えられる。
【0018】
以下に、本開示を詳細に説明する。
トナーは、結着樹脂を含有するトナー粒子と、外添剤とを有する。外添剤が、チタン酸ストロンチウム粒子を含む。チタン酸ストロンチウム粒子が、チタン酸ストロンチウム粒子の表面に脂肪酸を有する。トナーが、フマル酸を含有する。トナー中のフマル酸の含有割合をf0(質量%)としたとき、該f0が、0.010~0.120質量%である。トナー中の、トナーからメタノールによって抽出されるフマル酸の含有割合をf1(質量%)としたとき、f1が、0.0010~0.0100質量%である。
【0019】
上記の通り、トナー中のフマル酸の含有割合f0は、0.010~0.120質量%である。f0は、トナー全体のフマル酸の含有割合を示す。f0が上記範囲にあることにより、トナー内部のフマル酸が徐放的にトナーの表面に滲出するため、長時間の使用を通じてチタン酸ストロンチウム粒子の過度な帯電を抑えることができる。f0が0.010質量%未満の場合、トナー全体のフマル酸の量が不十分であるために、トナー表面へのフマル酸の徐放的な滲出が足りず、過度な帯電をしたチタン酸ストロンチウム粒子が発生する場合がある。その結果、低温低湿環境下における帯電部材の汚染が十分に抑制されず、ハーフトーン画像の面内均一性が低下する場合がある。また、f0が0.120質量%を超える場合、トナー全体のフマル酸の量が多すぎるために、トナーの抵抗が低下して電荷の保持性が低下する。そのため、高温高湿環境下における帯電性が足りず、画像濃度の低下や、カブリの抑制が不十分になる場合がある。
f0は、0.050~0.110質量%であることが好ましく、0.050~0.100質量%であることがより好ましい。上記範囲であると、トナー表面へのフマル酸の徐放的な滲出がより好適となり、低温低湿環境下における帯電部材の汚染がより抑制されやすくなる。また、トナーの抵抗がより好適となり、高温高湿環境下の帯電性がより向上する。
トナー中のフマル酸の含有割合f0の測定方法は後述する。後述の方法によってf0が測定されることは、トナー中のフマル酸が遊離状態で存在することを示している。また、トナー中のフマル酸の含有割合f0の値は、トナー製造時のフマル酸の添加量を変更することによって、調整することができる。
【0020】
上記の通り、トナー中の、トナーからメタノールによって抽出されるフマル酸の含有割合f1は、0.0010~0.0100質量%である。メタノールはトナー粒子中の結着樹脂をほとんど溶解しないが、トナーの表面近傍に含まれるフマル酸を溶解することはできる。したがって、f1は、トナーの表面近傍に含まれるフマル酸の含有量の指標である。f1が上記の範囲にあることにより、トナーの表面近傍のフマル酸の量が十分となり、チタン酸ストロンチウム粒子の過度な帯電を抑えることができる。f1が0.0010質量%未満の場合、トナーの表面近傍のフマル酸の量が不十分であるため、過度な帯電をしたチタン酸ストロンチウム粒子が発生する。その結果、帯電部材の汚染が十分に抑制されない場合がある。また、f1が0.0100質量%を超える場合、トナー表面近傍のフマル酸の量が多すぎるために、トナー表面の抵抗が低下して電荷の保持性が低下する。そのため、高温高湿環境下における帯電性が足りず、画像濃度が低下する場合や、カブリの抑
制が不十分になる場合がある。
f1は、0.0030~0.0080質量%であることが好ましく、0.0040~0.0070質量%であることがより好ましい。
トナー中の、トナーからメタノールによって抽出されるフマル酸の含有割合f1の測定方法は後述する。また、f1の値は、トナー製造時のフマル酸の添加量を変更することや、トナー粒子の製造工程において、表面洗浄工程を設けることによって調整することができる。
【0021】
トナーにフマル酸を含有させる手段は特に問わず、公知の手段を用いることができる。例えば、トナーに含まれるトナー粒子に、フマル酸を含有させることが挙げられる。すなわち、トナー粒子は、フマル酸を含有することが好ましい。
具体的には、粉砕法によりトナー粒子を製造する場合には、原料の樹脂に予めフマル酸を含有させておく手段や、原料を溶融混練する際にフマル酸を添加してトナー粒子に含有させる手段を用いることができる。
懸濁重合法や乳化凝集法などの湿式製造法でトナー粒子を製造する場合には、原料にフマル酸を含有させる手段や、製造過程において水系媒体を介してフマル酸を添加する手段などを用いることができる。
また、トナー粒子に対して、公知の外添手段を用いて、フマル酸を外添する手段を用いることもできる。
【0022】
トナー中のチタン酸ストロンチウム粒子の含有割合をa0(質量%)としたとき、該a0が、0.010~8.000質量%であってよい。また、a0が0.010~5.000質量%であることが好ましく、0.020~4.000質量%であることがより好ましい。a0が上記範囲であることで、トナー中のチタン酸ストロンチウム粒子の含有割合がより適切となり、トナーの高温高湿環境下における帯電性と、低温低湿環境下における帯電部材の汚染の抑制とを高い水準で両立することができる。
a0は、トナー製造時のチタン酸ストロンチウム粒子の添加量を変更することによって調整することができる。
【0023】
トナー中の前記チタン酸ストロンチウム粒子の含有割合をa0(質量%)としたとき、f0/a0が、0.002~12.000であることが好ましい。f0/a0がこの範囲にあることで、チタン酸ストロンチウム、脂肪酸、及びフマル酸のネットワークが良好な状態で形成され、トナーの高温高湿環境下の帯電性と、低温低湿環境下における帯電部材の汚染の抑制とを高い水準で両立することができる。f0/a0は、0.050~9.000であることがより好ましく、0.100~5.000であることがさらに好ましい。この範囲であると、チタン酸ストロンチウム、脂肪酸、及びフマル酸のネットワークがより良好な状態で形成され、トナーの高温高湿環境下の帯電性と、低温低湿環境下における帯電部材の汚染の抑制とをより高い水準で両立することができる。
f0/a0は、後述の方法によってf0及びa0を測定し、得られた値から算出する。
【0024】
続いて、以下に本開示のトナーに用いることができる材料について詳細に述べる。
【0025】
<チタン酸ストロンチウム粒子>
トナーは、外添剤を有する。また、外添剤は、チタン酸ストロンチウム粒子を含む。さらに、チタン酸ストロンチウム粒子は、チタン酸ストロンチウム粒子の表面に脂肪酸を有する。表面に脂肪酸を有するチタン酸ストロンチウム粒子を含むことにより、トナーの帯電性に関してより厳しい条件である高温高湿環境下において、長時間使用した場合であっても画像濃度が安定し、また、長時間使用後に数日間放置した後の再起動後のカブリも抑制される。
また、前述の通り、チタン酸ストロンチウム粒子が、チタン酸ストロンチウム粒子の表
面に脂肪酸を有することにより、チタン酸ストロンチウム、脂肪酸、及びフマル酸のネットワークを形成することができる。その結果、チタン酸ストロンチウム粒子の帯電状態を均一にし、チタン酸ストロンチウム粒子の過度な帯電を抑制する作用がある。当該作用により、感光体とチタン酸ストロンチウム粒子との静電付着力を抑制し、低温低湿環境下における帯電部材の汚染を抑制することができる。
チタン酸ストロンチウム粒子の表面に脂肪酸を有させる方法としては、例えば脂肪酸を溶媒中に溶解、分散させ、その中にチタン酸ストロンチウム粒子を添加し、撹拌しながら溶媒を除去して処理する湿式方法や、脂肪酸とチタン酸ストロンチウム粒子を直接混合して撹拌しながら処理を行う乾式方法などが挙げられる。
【0026】
チタン酸ストロンチウムが表面に有する脂肪酸の構造は、炭化水素基(R-)とカルボキシ基(-COOH)が結合した構造を有すれば特に制限されず、飽和脂肪酸であってもよく、不飽和脂肪酸であってもよいが、飽和脂肪酸であることが好ましい。また、脂肪酸は、直鎖であってもよく、分岐を有していてもよい。
脂肪酸の疎水性と立体障害を制御する観点から、脂肪酸の炭素数は、10~30であることが好ましい。
脂肪酸としては、例えばカプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、及びモンタン酸からなる群から選択される少なくとも一が挙げられ、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、及びベヘン酸からなる群から選択される少なくとも一であることが好ましく、ステアリン酸であることがさらに好ましい。
【0027】
脂肪酸の炭素数が10以上であることにより、脂肪酸の疎水性が十分高いものとなる。そのため、絶対的な水分量の多い高温高湿環境下において、トナーを多く消費する高印字の画像を連続的に出力する場合においても、トナーの帯電性をより良好にできるため好ましい。
一方で、脂肪酸の炭素数が30以下であることにより、脂肪酸分子の立体障害が大きくなりすぎない。この場合、脂肪酸が、フマル酸と十分な距離に接近することができる。このため、チタン酸ストロンチウム、脂肪酸、及びフマル酸のネットワークを効果的に形成することができる。この結果、チタン酸ストロンチウム粒子の過度な帯電を抑えることができ、低温低湿環境下における帯電部材の汚染を抑制することができるため好ましい。
脂肪酸の炭素数は、12~28であることがより好ましく、14~22であることがさらに好ましい。この範囲であると、脂肪酸の疎水性と立体障害のバランスが良く、トナーの高温高湿環境下の帯電性と、低温低湿環境下における帯電部材の汚染の抑制とをより高い水準で両立できる。
チタン酸ストロンチウム粒子が表面に有する脂肪酸の炭素数は、前述のチタン酸ストロンチウム粒子の表面に脂肪酸を有させる方法において、使用する脂肪酸の種類を変更することによって調整することができる。また、チタン酸ストロンチウム粒子が表面に有する脂肪酸の種類は、後述の方法によって測定することができる。後述の方法によって脂肪酸が測定されることは、脂肪酸が遊離状態で存在することを示している。
【0028】
チタン酸ストロンチウム粒子が表面に有する脂肪酸の含有量は、チタン酸ストロンチウム粒子100質量部に対して、0.1~20.0質量部であることが好ましく、0.5~10.0質量部であることがより好ましく、0.5~5.0質量部であることがさらに好ましく、0.5~2.0質量部であることが特に好ましい。
【0029】
チタン酸ストロンチウム粒子の一次粒子の個数平均粒径は特に限定されないが、一次粒子の個数平均粒径が300nm以下であると、比表面積が大きくなることにより、トナーとの剥離帯電の機会が増大する。そのため、トナーの帯電量を向上させやすいため好ましい。また、一次粒径の平均粒径が30nm以上であると、クリーニング工程でクリーニン
グされやすくなる。そのため、低温低湿環境下における帯電部材の汚染を抑制でき、好ましい。すなわち、チタン酸ストロンチウム粒子の一次粒子の個数平均粒径は、30~300nmであることが好ましい。また、50~200nmであることがより好ましい。
チタン酸ストロンチウム粒子の形状は特に限定されないが、例えば直方体状、立方体状、球状であってよい。中でも、直方体状、又は立方体状であると、球状のものと比べてトナーとの接触面積を大きくすることができ、トナーの高温高湿環境下の帯電性を向上させやすいため好ましい。
【0030】
<結着樹脂>
トナーは、トナー粒子を有する。また、トナー粒子は、結着樹脂を含有する。
結着樹脂としては、特段の制限なく公知の結着樹脂を用いることができる。具体的には、ポリエステル樹脂、ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂などが挙げられる。結着樹脂はポリエステル樹脂を含むことが好ましく、フマル酸をトナー中に保持しやすくなることから、フマル酸に対応するモノマーユニットを有するポリエステル樹脂を含むことがより好ましい。
ポリエステル樹脂としては、非晶性ポリエステル樹脂、及び結晶性ポリエステル樹脂からなる群から選択される少なくとも一を用いることが好ましい。
【0031】
上記ポリエステル樹脂は、多価カルボン酸、ポリオール、ヒドロキシカルボン酸などの中から好適なものを選択して組み合わせ、例えば、エステル交換法又は重縮合法など、公知の方法を用いて合成することで得られる。
多価カルボン酸は、1分子中にカルボキシ基を2個以上含有する化合物である。このうち、ジカルボン酸は1分子中にカルボキシ基を2個含有する化合物であって、好ましく使用される。
【0032】
ジカルボン酸としては、例えば、フマル酸、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、マレイン酸、アジピン酸、β-メチルアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ノナンジカルボン酸、デカンジカルボン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、シトラコン酸、ジグリコール酸、シクロヘキサン-3,5-ジエン-1,2-カルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、マロン酸、ピメリン酸、スペリン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラクロロフタル酸、クロロフタル酸、ニトロフタル酸、p-カルボキシフェニル酢酸、p-フェニレン二酢酸、m-フェニレン二酢酸、o-フェニレン二酢酸、ジフェニル酢酸、ジフェニル-p,p’-ジカルボン酸、ナフタレン-1,4-ジカルボン酸、ナフタレン-1,5-ジカルボン酸、ナフタレン-2,6-ジカルボン酸、アントラセンジカルボン酸、及びシクロヘキサンジカルボン酸などを挙げることができる。
上述の通り、ジカルボン酸としてフマル酸を含むことが好ましく、フマル酸と芳香族ジカルボン酸を併用することがより好ましい。
【0033】
ジカルボン酸以外の多価カルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、ナフタレントリカルボン酸、ナフタレンテトラカルボン酸、ピレントリカルボン酸、ピレンテトラカルボン酸、イタコン酸、グルタコン酸、n-ドデシルコハク酸、n-ドデセニルコハク酸、イソドデシルコハク酸、イソドデセニルコハク酸、n-オクチルコハク酸、及びn-オクテニルコハク酸などが挙げられる。
多価カルボン酸は1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0034】
ポリオールは、1分子中に水酸基を2個以上含有する化合物である。このうち、ジオールは1分子中に水酸基を2個含有する化合物であり、好ましく使用される。
具体的には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール
、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,13-トリデカンジオール、1,14-テトラデカンジオール、1,18-オクタデカンジオール、1,14-エイコサンジオール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、1,4-ブテンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4-シクロヘキサンジオール、ポリテトラメチレングリコール、水素添加ビスフェノールA、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、及び上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物などが挙げられる。
これらのうち好ましいものは、炭素数2~12のアルキレングリコール及びビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物である。
【0035】
三価以上のポリオールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ヘキサメチロールメラミン、ヘキサエチロールメラミン、テトラメチロールベンゾグアナミン、テトラエチロールベンゾグアナミン、ソルビトール、トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、及び上記三価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
ポリオールは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
結着樹脂の種類は、NMRなど公知の方法によって測定することができる。
【0036】
トナー粒子100質量部に対する結着樹脂の含有量は特に限定されないが、50.0~98.0質量部であってよく、60.0~95.0質量部であってよい。
【0037】
<ワックス>
トナーは、公知のワックスを用いることができる。
具体的には、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタムに代表される石油系ワックス及びその誘導体;モンタンワックス及びその誘導体;フィッシャートロプシュ法による炭化水素ワックス及びその誘導体;ポリエチレンに代表されるポリオレフィンワックス及びその誘導体;カルナバワックス、キャンデリラワックスに代表される天然ワックス及びそれらの誘導体が挙げられ、誘導体には酸化物や、ビニルモノマーとのブロック共重合物、グラフト変性物も含まれる。
また、高級脂肪族アルコールなどのアルコール;ステアリン酸、パルミチン酸などの脂肪酸又はその酸アミド、エステル、ケトン;硬化ヒマシ油及びその誘導体、植物ワックス、動物ワックスが挙げられる。これらは単独又は2種以上を併用して用いることができる。
【0038】
これらの中でも、ポリオレフィン、フィッシャートロプシュ法による炭化水素ワックス、又は石油系ワックスを好適に用いることができるが、現像性や転写性が向上する傾向があるため、特にフィッシャートロプシュ法による炭化水素ワックスが好ましい。
また、結着樹脂に対する相分離性、又は、結晶化温度の観点からは、ベヘン酸ベヘニル、セバシン酸ジベヘニルなどの高級脂肪酸エステルなどが好適に例示できる。
これらのワックスには、トナーの効果に影響を与えない範囲で酸化防止剤が添加されていてもよい。
また、ワックスの含有量は、結着樹脂100.0質量部に対して、1.0~30.0質量部であることが好ましい。
ワックスの融点は、30~120℃であることが好ましく、より好ましくは60~100℃である。上記のような熱特性を呈するワックスを用いることにより、離型効果が効率良く発現され、より広い定着領域が確保される。
【0039】
<可塑剤>
トナー粒子は、シャープメルト性を向上させるために結晶性の可塑剤を含有してもよい。可塑剤としては、特に限定されることなく、下記のようなトナーに用いられる公知のものを用いることができる。
具体的には、ベヘン酸ベヘニル、ステアリン酸ステアリル、パルミチン酸パルミチルのような1価のアルコールと脂肪族カルボン酸のエステル、又は1価のカルボン酸と脂肪族アルコールのエステル;エチレングリコールジステアレート、セバシン酸ジベヘニル、ヘキサンジオールジベヘネートのような2価のアルコールと脂肪族カルボン酸のエステル、又は2価のカルボン酸と脂肪族アルコールのエステル;グリセリントリベヘネートのような3価のアルコールと脂肪族カルボン酸のエステル、又は3価のカルボン酸と脂肪族アルコールのエステル;ペンタエリスリトールテトラステアレート、ペンタエリスリトールテトラパルミテートのような4価のアルコールと脂肪族カルボン酸のエステル、又は4価のカルボン酸と脂肪族アルコールのエステル;ジペンタエリスリトールヘキサステアレート、ジペンタエリスリトールヘキサパルミテートのような6価のアルコールと脂肪族カルボン酸のエステル、又は6価のカルボン酸と脂肪族アルコールのエステル;ポリグリセリンベヘネートのような多価アルコールと脂肪族カルボン酸のエステル、又は多価カルボン酸と脂肪族アルコールのエステル;カルナバワックス、ライスワックスのような天然エステルワックスが挙げられる。これらは単独又は2種以上を併用して用いることができる。
【0040】
<着色剤>
トナー粒子は、着色剤を含有してもよい。上記着色剤としては、特段の制限なく公知のブラック、イエロー、マゼンタ、及びシアンの各色及び他の色の顔料及び染料、磁性体などを用いることができる。
ブラック着色剤としては、カーボンブラックなどのブラック顔料が挙げられる。
【0041】
イエロー着色剤としては、モノアゾ化合物;ジスアゾ化合物;縮合アゾ化合物;イソインドリノン化合物;ベンズイミダゾロン化合物;アントラキノン化合物;アゾ金属錯体;メチン化合物;アリルアミド化合物などのイエロー顔料及びイエロー染料が挙げられる。
具体的には、C.I.ピグメントイエロー74、93、95、109、111、128、155、174、180、185、C.I.ソルベントイエロー162などが挙げられる。
【0042】
マゼンタ着色剤としては、モノアゾ化合物;縮合アゾ化合物;ジケトピロロピロール化合物;アントラキノン化合物;キナクリドン化合物;塩基染料レーキ化合物;ナフトール化合物:ベンズイミダゾロン化合物;チオインジゴ化合物;ペリレン化合物などのマゼンタ顔料及びマゼンタ染料などが挙げられる。
具体的には、C.I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、23、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、144、146、150、166、169、177、184、185、202、206、220、221、238、254、269、C.I.ピグメントバイオレット19などが挙げられる。
【0043】
シアン着色剤としては、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アントラキノン化合物;塩基染料レーキ化合物などのシアン顔料及びシアン染料などが挙げられる。
具体的には、C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、66などが挙げられる。
【0044】
着色剤の含有量は、結着樹脂100.0質量部に対して、1.0~20.0質量部であることが好ましい。
【0045】
また、トナー粒子に磁性体を含有させて、トナーを磁性トナーとすることも可能である。
この場合、磁性体は着色剤の役割をかねることもできる。
磁性体としては、マグネタイト、ヘマタイト、フェライトなどに代表される酸化鉄;鉄、コバルト、ニッケルなどに代表される金属又はこれらの金属とアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムなどの金属との合金及びその混合物などが挙げられる。
着色剤として磁性体を用いる場合の磁性体の含有量は、結着樹脂100.0質量部に対して、20.0~120.0質量部であることが好ましい。
【0046】
<荷電制御剤>
トナーは、荷電制御剤を含有してもよい。上記荷電制御剤としては、特段の制限なく公知の荷電制御剤を用いることができる。
具体的には、負帯電制御剤として、サリチル酸、アルキルサリチル酸、ジアルキルサリチル酸、ナフトエ酸、ダイカルボン酸などの芳香族カルボン酸の金属化合物又は該芳香族カルボン酸の金属化合物を有する重合体又は共重合体;スルホン酸基、スルホン酸塩基又はスルホン酸エステル基を有する重合体又は共重合体;アゾ染料若しくはアゾ顔料の金属塩又は金属錯体;ホウ素化合物、ケイ素化合物、カリックスアレーンなどが挙げられる。
一方、正帯電制御剤として、四級アンモニウム塩、四級アンモニウム塩を側鎖に有する高分子型化合物;グアニジン化合物;ニグロシン系化合物;イミダゾール化合物などが挙げられる。
なお、スルホン酸塩基又はスルホン酸エステル基を有する重合体又は共重合体としては、スチレンスルホン酸、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、2-メタクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸、メタクリルスルホン酸などのスルホン酸基含有ビニル系モノマーの単重合体又はその他公知のビニル系単量体と上記スルホン酸基含有ビニル系モノマーの共重合体などを用いることができる。
荷電制御剤の含有量は、結着樹脂100.0質量部に対して、0.01~5.0質量部であることが好ましい。
【0047】
<外添剤>
トナーは、外添剤を有する。外添剤は、チタン酸ストロンチウム粒子を含む。外添剤は、チタン酸ストロンチウム粒子に加えて、チタン酸ストロンチウム粒子以外の外添剤を含有してもよい。
上記外添剤としては、特段の制限なく公知の外添剤を用いることができる。
具体的には、湿式製法シリカ、乾式製法シリカなどの原体シリカ微粒子又はそれら原体シリカ微粒子にシランカップリング剤、チタンカップリング剤、シリコーンオイルなどの処理剤により表面処理を施した表面処理シリカ微粒子;フッ化ビニリデン微粒子、ポリテトラフルオロエチレン微粒子などの樹脂微粒子などが挙げられる。
外添剤の含有量は、トナー粒子100.0質量部に対して、0.1~5.0質量部であることが好ましい。
【0048】
<ドデシルベンゼンスルホン酸及びドデシルベンゼンスルホン酸塩>
トナーは、ドデシルベンゼンスルホン酸及びドデシルベンゼンスルホン酸塩からなる群から選択される少なくとも一を含有することが好ましい。トナーがドデシルベンゼンスルホン酸及びドデシルベンゼンスルホン酸塩からなる群から選択される少なくとも一を含有すると、ドデシルベンゼンスルホン酸やドデシルベンゼンスルホン酸塩がトナー表面の過剰に負に帯電した部位から電荷を受け取るとともに、過剰に正に帯電した部位に吸着することでトナー表面の電荷分布を均一化することができる。そのため、感光体表面への付着力が低減する。よって、トナーのクリーニング性が向上する。同様に、チタン酸ストロン
チウム粒子が過剰に正帯電した場合にも、過帯電を抑制することが可能となる。そのため、チタン酸ストロンチウム粒子と感光体の付着力も低減し、クリーニング部材によるクリーニング性が良化する。このため帯電部材の汚染がより抑制される。
ドデシルベンゼンスルホン酸及びドデシルベンゼンスルホン酸塩の添加方法は特に制限されず、下記に示すトナー粒子の製造方法、またはトナーの製造方法のいずれかの工程において添加することができる。
ドデシルベンゼンスルホン酸塩としては特に限定されないが、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸カリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸リチウムなどが挙げられ、中でもドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい。
【0049】
トナー中のドデシルベンゼンスルホン酸及びドデシルベンゼンスルホン酸塩からなる群から選択される少なくとも一の含有割合は特に限定されないが、トナーに対して10~1000質量ppmであることが好ましく、20~800質量ppmであることがより好ましい。該含有割合は、トナー製造時のドデシルベンゼンスルホン酸及びドデシルベンゼンスルホン酸塩からなる群から選択される少なくとも一の添加量を変更することによって、調整することができる。
【0050】
続いて、以下に本開示のトナーを得る方法について詳細に述べる。
【0051】
<トナー粒子の製造方法>
トナー粒子の製造方法は、特に限定されることはなく、乳化凝集法、懸濁重合法、溶解懸濁法、粉砕法などを用いることができる。その中でも、乳化凝集法を用いることが好ましい。すなわち、トナー粒子は乳化凝集トナー粒子であることが好ましい。
乳化凝集法は、まず結着樹脂の微粒子の分散液を調製し、必要に応じて着色剤や離型剤などの各材料の分散液を調製する。得られた各材料の分散液を、必要に応じて分散安定剤を添加して、分散混合させる。その後、凝集剤を添加することによって所望のトナー粒子の粒径となるまで凝集させ、その後又は凝集と同時に、樹脂微粒子間の融着を行う。さらに必要に応じて、熱による形状制御を行うことにより、トナー粒子を形成する。
【0052】
トナーの製造方法は下記工程を有することが好ましい。
(1)結着樹脂及びフマル酸を含む結着樹脂微粒子分散液(必要に応じて着色剤微粒子分散液など)を調製し、混合して混合分散液を得る分散混合工程、
(2)得られた混合分散液に含まれる結着樹脂微粒子(必要に応じて着色剤微粒子など)を凝集して凝集体を形成する凝集工程、及び
(3)前記凝集体を加熱して融合させ、融合粒子を形成する融合工程
を有することが好ましい。得られた融合粒子を冷却し、トナー粒子を得ることができる。
【0053】
そして、上記(3)の工程中、又は上記(1)~(3)の工程の後に、下記(4)の工程を有することが好ましい。
(4)前記凝集体を、さらに温度を上げて加熱する球形化工程
さらに、上記(4)の工程の後に、下記(5)及び(6)の工程をこの順で有することがより好ましい。
(5)前記凝集体を、0.1℃/min以上の冷却速度で冷却する冷却工程
(6)前記冷却工程後に、前記結着樹脂の結晶化温度以上又はガラス転移温度以上の温度に加熱保持するアニール工程
【0054】
また、上記(3)、(4)又は(6)の工程の後に、下記(7)の工程を有することがさらに好ましい。
(7)トナー粒子の表面を洗浄する、表面洗浄工程
工程(7)において、トナー粒子の表面の洗浄にはイオン交換水などの水、フマル酸水
溶液、メタノールなどを用いることができる。水を用いた場合、トナー粒子に含まれる不純物を除去することができる。また、フマル酸水溶液を用いた場合、トナー粒子に含まれる不純物を除去しつつ、トナー粒子表面のフマル酸量を増やすことができる。さらに、メタノールを用いた場合、トナー粒子に含まれる不純物を除去しつつ、トナー粒子表面のフマル酸量を減らすことができる。すなわち、フマル酸水溶液やメタノールを用いてトナー粒子の表面を洗浄することによって、f1の値を調整することができる。
フマル酸水溶液の濃度は特に限定されず、例えばイオン交換水100質量部に対して、フマル酸0.2~0.8質量部を溶解させたフマル酸水溶液を用いることができる。
【0055】
ここで、結着樹脂の微粒子は、組成の異なる樹脂よりなる2層以上の構成とする複数層で形成された複合粒子とすることもできる。例えば、乳化重合法、ミニエマルション重合法、転相乳化法からなる群から選択される少なくとも一の製法により製造することができる。
【0056】
トナー粒子中に内添剤を含有させる場合は、樹脂微粒子に内添剤を含有したものとしてもよく、また、別途内添剤を含む内添剤微粒子の分散液を調製し、内添剤微粒子を樹脂微粒子と凝集させる際に共に凝集させてもよい。
また、凝集時に組成の異なる樹脂微粒子を時間差で添加して凝集させることにより組成の異なる層構成のトナー粒子を製造することもできる。すなわち、コアシェル構造を有するトナー粒子を製造することもできる。結着樹脂を含む樹脂微粒子を凝集させコア部を形成したのち、シェル用の樹脂を含む樹脂微粒子を時間差で添加して凝集させることでシェル部を形成することができる。
シェル用の樹脂は、結着樹脂と同じ樹脂であってもよいし、異なる樹脂であってもよい。例えばシェル用の樹脂にフマル酸を含有させることができる。シェル用の樹脂を含む樹脂微粒子がフマル酸を含むことが好ましい。シェル用の樹脂の添加量(シェルの含有量)は、コア粒子に含まれる結着樹脂100質量部に対して、好ましくは1.0~10.0質量部であり、より好ましくは2.0~7.0質量部である。
【0057】
コアシェル構造を有するトナー粒子を製造する場合、トナーの製造方法は下記工程を有することが好ましい。また、下記工程を下記の順で有することが好ましい。
(1)結着樹脂及びフマル酸を含む結着樹脂微粒子の分散液(必要に応じて着色剤微粒子分散液など)を調整し、混合して混合分散液を得る分散混合工程、
(2)得られた混合分散液に含まれる結着樹脂微粒子(必要に応じて着色剤微粒子など)を凝集して、凝集体を形成する凝集工程、
(3)凝集体を含む分散液にシェル用の樹脂を含む樹脂微粒子をさらに添加し、樹脂微粒子を凝集させてシェルを有する凝集体を形成するシェル形成工程、及び
(4)前記凝集体を加熱して融合させ、融合粒子を形成する融合工程
【0058】
また、上記(4)の工程中、又は上記(1)~(4)の工程の後に、下記(5)の工程を有することが好ましい。
(5)前記凝集体を、さらに温度を上げて加熱する球形化工程
そして、上記(5)の工程の後に、下記(6)及び(7)の工程をこの順で有することがより好ましい。
(6)前記凝集体を、0.1℃/sec以上の冷却速度で冷却する冷却工程
(7)前記冷却工程後に、前記結着樹脂の結晶化温度以上又はガラス転移温度以上の温度に加熱保持するアニール工程
【0059】
また、上記(4)、(5)又は(7)の工程の後に、下記(8)の工程を有することがさらに好ましい。
(8)トナー粒子の表面を洗浄する、表面洗浄工程
表面洗浄工程は、上述の(7)の工程と同様に行うことができる。
【0060】
フマル酸の添加量は特に限定されないが、結着樹脂100質量部に対して、0.006~0.500質量部であることが好ましく、0.006~0.400質量部であることがより好ましく、0.006~0.200質量部であることがさらに好ましい。上記範囲であることにより、トナー中のフマル酸の含有割合f0を好適に調整しやすくなる。
また、チタン酸ストロンチウム粒子の添加量は特に限定されないが、トナー粒子100質量部に対して、0.003~10.000質量部であることが好ましく、0.005~8.000質量部であることがより好ましく、0.010~5.000質量部であることがさらに好ましく、0.020~4.000質量部であることが特に好ましい。上記範囲であることにより、トナー中のチタン酸ストロンチウム粒子の含有割合a0を好適に調整しやすくなる。
【0061】
分散安定剤としては以下のものを使用することができる。
分散安定剤としては、界面活性剤を使用することができる。界面活性剤としては、公知のカチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤を使用することができる。
無機分散安定剤としては、リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸亜鉛、リン酸アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタ珪酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ベントナイト、シリカ、アルミナが挙げられる。
また、有機系分散安定剤としては、ポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、デンプンが挙げられる。
これらは単独又は2種以上を併用して用いることができる。
【0062】
分散安定剤として、アニオン性界面活性剤であるドデシルベンゼンスルホン酸及びドデシルベンゼンスルホン酸塩からからなる群より選択される少なくとも一を用いることが好ましい。トナーに効果的にドデシルベンゼンスルホン酸及びドデシルベンゼンスルホン酸塩からなる群より選択される少なくとも一を保持させることができる。すなわち、トナーにドデシルベンゼンスルホン酸及びドデシルベンゼンスルホン酸塩からなる群から選択される少なくとも一を含有させることができ、クリーニング部材によるクリーニング性が良化するため好ましい。
【0063】
凝集剤としては、上述した分散安定剤に使用する界面活性剤と逆極性の界面活性剤のほか、無機塩、2価以上の無機金属塩を好適に用いることができる。特に無機金属塩は、多価金属元素を水系媒体中でイオン化することで、凝集性制御及びトナー帯電性制御がしやすいため好ましい。
好ましい無機金属塩を具体的に挙げると、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、塩化鉄、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウムの金属塩、及び、ポリ塩化鉄、ポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム、多硫化カルシウムの無機金属塩重合体である。その中でも特に、アルミニウム塩及びその重合体が好適である。これらは単独又は2種以上を併用して用いることができる。
一般的に、よりシャープな粒度分布を得るためには、無機金属塩の価数が1価より2価、2価より3価以上であることが好ましく、また、同じ価数であっても無機金属塩重合体の方がより適している。
【0064】
<トナーの平均円形度>
トナーは、トナーの平均円形度が、0.930~0.990であってよく、0.950~0.980であることが好ましい。
トナーの平均円形度が0.950以上であることにより、感光体との接触面積が小さくなる。その結果、トナーと感光体の付着力が低減するため、感光体からの転写性が良好となる。これにより、高温高湿環境での連続使用後においても画像濃度の低下が抑制されるため好ましい。
また、トナーの円形度が0.980以下であることにより、転写工程で感光体上に残った転写残トナーが、クリーニング工程でクリーニングされやすくなるため、帯電部材の汚染を低減できるため好ましい。
トナーの円形度を上記範囲に調整するためには、トナーの製造方法として、乳化凝集法や、懸濁重合法、懸濁造粒法といった製造方法を採用することが好ましい。当該製造方法は、ケミカルトナーの製造方法でもある。
乳化凝集法を用いる場合には、所望のトナーの表面形状を得るために、球形化工程を設けてトナーの円形度を調整することが好ましい。
粉砕法を用いる場合には、熱球形化処理によって熱風による表面処理を施して、トナーの円形度を調整することもできる。
【0065】
<トナーの製造方法>
上記で得られたトナー粒子に、チタン酸ストロンチウム粒子を混合しトナー粒子の表面に付着させることで、トナーとすることができる。すなわち、トナーの製造方法は、トナー粒子にチタン酸ストロンチウム粒子を含む外添剤を外添する外添工程を有する。このとき、必要に応じて、上述のチタン酸ストロンチウム粒子以外の外添剤を添加してもよい。
トナー粒子に外添剤を外添する混合機としては、特に制限されず、乾式湿式問わず公知の混合機を用いることができる。例えば、FMミキサー(日本コークス工業株式会社製)、スーパーミキサー(カワタ社製)、ノビルタ(ホソカワミクロン社製)、ハイブリダイザー(奈良機械社製)などが挙げられる。外添剤の被覆状態を制御するために、上記の外添装置の回転数、処理時間、ジャケットの水温・水量を調整してトナーを調製することができる。
また、外添後に粗粒子をふるい分けるために用いられる篩い装置としては、ウルトラソニック(晃栄産業社製);レゾナシーブ、ジャイロシフター(徳寿工作所社);バイブラソニックシステム(ダルトン社製);ソニクリーン(新東工業社製);ターボスクリーナー(ターボ工業社製);ミクロシフター(槙野産業社製)などが挙げられる。
【0066】
以下、トナー及び各材料の物性の測定方法を説明する。
【0067】
<トナー中のフマル酸の含有割合f0(質量%)の測定方法>
クロロホルム1mlにトナー0.1gを溶解する。得られた試料溶液にメタノール20mlを滴下し、溶液中の樹脂分を沈殿させたのち、遠心分離(機種HITACHI himac CR22G、条件12000rpm、10分間)によって固体分を除去する。得られた溶液から、溶媒を減圧留去し、さらに60℃雰囲気中、減圧下で4時間乾燥する。得られたサンプルに、BSTFA(N,O-ビス(トリメチルシリル)トリフルオロアセトアミド) 0.5mL及びアセトニトリル 0.5mLを添加し、
80℃ 1時間加熱することでシリル化処理を行う。得られたサンプルをGC-MS(ガスクロマトグラフィ質量分析)により分析する。
【0068】
測定条件は、具体的には下記の通りである。
GCMS装置: Trace1310(Thermo Fisher Scientific製)、ISQ(Thermo Fisher Scientific製)
カラム:HP-5ms 30m
注入口温度:250℃
注入量:1μL
カラムオーブン温度:40℃→300℃ (15℃/min)
MS イオン化モード:EI
イオン源温度:250℃
マスレンジ:35-800 m/z
【0069】
分析によって得られたプロファイルを解析し、測定サンプルの各ピーク位置と、フマル酸標品から得られたプロファイルのピーク位置とを比較し、さらにマススペクトルの確認を行うことで、フマル酸含有の有無を特定する。
一方、フマル酸標品のみを精秤したものを数点(例えば100ng、200ng、300ng)準備し、トナーから得られたサンプルの測定を行う前に、上記分析条件にてそれぞれ測定を行った後、フマル酸の仕込み量とフマル酸ピーク面積値から検量線を作成する。
トナー中のフマル酸の含有割合f0(質量%)は、この検量線をもとにトナーのフマル酸成分の面積値をフマル酸の質量に換算し、更にトナー質量を基準とした量に換算することによって得られる。
【0070】
<トナー中の、トナーからメタノールによって抽出されるフマル酸の含有割合f1(質量%)の測定方法>
メタノール20ml中にトナー0.5gを入れて30分間分散させる。その後、遠心分離(機種HITACHI himac CR22G、条件12000rpm、10分間)によって固体分を除去する。得られた溶液から、溶媒を減圧留去し、さらに60℃雰囲気中、減圧下で4時間乾燥する。得られたサンプルに、BSTFA(N,O-ビス(トリメチルシリル)トリフルオロアセトアミド) 0.5mL及びアセトニトリル 0.5mLを添加し、80℃、1時間加熱することでシリル化処理を行う。得られたサンプルをGC-MS(ガスクロマトグラフィ質量分析)により分析する。
【0071】
測定条件は、具体的には下記の通りである。
GCMS装置: Trace1310(Thermo Fisher Scientific製)、ISQ(Thermo Fisher Scientific製)
カラム:HP-5ms 30m
注入口温度:250℃
注入量:1μL
カラムオーブン温度:40℃→300℃ (15℃/min)
MS イオン化モード:EI
イオン源温度:250℃
マスレンジ:35-800 m/z
【0072】
分析によって得られたプロファイルを解析し、測定サンプルの各ピーク位置と、フマル酸標品から得られたプロファイルのピーク位置とを比較し、さらにマススペクトルの確認を行うことで、フマル酸含有の有無を特定する。
一方、フマル酸標品のみを精秤したものを数点(例えば100ng、200ng、300ng)準備し、トナーから得られたサンプルの測定を行う前に、上記分析条件にてそれぞれ測定を行った後、フマル酸の仕込み量とフマル酸ピーク面積値から検量線を作成する。
トナー中のトナーからメタノールによって抽出されるフマル酸の含有割合f1(質量%)は、この検量線をもとにトナーのフマル酸成分の面積値をフマル酸の質量に換算し、更にトナー質量を基準とした量に換算することによって得られる。
【0073】
<トナー中のチタン酸ストロンチウム粒子の含有割合a0(質量%)の測定方法>
チタン酸ストロンチウム粒子は、第2族元素であるストロンチウム粒子を有するチタン酸塩といえる。第2族元素を有するチタン酸ストロンチウムの粒子の定量は、標準添加法
により行う。具体的には以下の手順で定量する。
測定装置としては、波長分散型蛍光X線分析装置「Axios」(PANalytical社製)と、測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフト「SuperQ ver.4.0F」(PANalytical社製)を用いる。なお、X線管球のアノードとしてはRhを用い、測定雰囲気は真空、測定径(コリメーターマスク径)は27mm、測定時間10秒とし、シンチレーションカウンタ(SC)で検出する。該条件で測定を行い、得られたX線のピーク位置をもとに元素を同定し、単位時間あたりのX線光子の数である計数率(単位:cps)からその濃度を算出する。
測定サンプルとしては、専用のプレス用アルミリングの中にトナー約4gを入れて平らにならし、錠剤成型圧縮機「BRE-32」(前川試験機製作所社製)を用いて、20MPaで、60秒間加圧し、厚さ約2mm、直径約39mmに成型したペレットを用いる。
上記条件で測定を行い、得られたX線のピーク位置をもとに元素を同定し、単位時間あたりのX線光子の数である計数率(単位:cps)からその濃度を算出する
トナー粒子に対して、一次粒子径が100nmチタン酸ストロンチウム微粉末を1.00質量部となるように添加し、コーヒーミルを用いて充分混合する。同様にして、チタン酸ストロンチウム微粉末を2.00質量%、3.00質量%となるようにトナー粒子とそれぞれ混合し、これらを検量線用の試料とする。
それぞれの試料について、錠剤成型圧縮機を用いて上記のようにして検量線用の試料のペレットを作製し、LiF220を分光結晶に用いた際に回折角(2θ)=35.8°に観測されるSr-Kα線の計数率(単位:cps)を測定する。この際、X線発生装置の加速電圧、電流値はそれぞれ、60kV、40mAとする。得られたX線の計数率を縦軸に、各検量線用試料中のチタン酸ストロンチウム添加量を横軸として、一次関数の検量線を得る。
次に、分析対象のトナーを錠剤成型圧縮機を用いて上記のようにしてペレットとし、そのSr-Kα線の計数率を測定する。そして、上記の検量線からトナー中のチタン酸ストロンチウム粒子の含有割合a0(質量%)を求める。
【0074】
<チタン酸ストロンチウムが有する脂肪酸の同定方法>
(1)チタン酸ストロンチウム粒子のトナー表面からの分離方法
イオン交換水1Lにスクロース(キシダ化学製)1.6kgを加え、湯せんをしながら溶解させて、ショ糖濃厚液を調製する。遠心分離用チューブにショ糖濃厚液31gと、6mLのコンタミノンN(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)を入れ、分散液を作製する。この分散液にトナー10gを添加し、スパチュラなどでトナーのかたまりをほぐす。
遠心分離用チューブを、いわき産業社製「KM Shaker」(model: V.SX)にセットし、1分間当たり350往復の条件で20分間振とうする。振とう後、溶液をスイングローター用ガラスチューブ(50mL)に入れ替えて、遠心分離機にて、3500rpm、30分間の条件で遠心分離を行う。
遠心分離後のガラスチューブ内においては、最上層にはトナー粒子が存在し、下層の水溶液側にはチタン酸ストロンチウム粒子を含む無機微粒子混合物が存在する。下層の水溶液を分離し、その後乾燥することで、無機微粒子混合物を得る。得られた無機微粒子混合物量が合計で10g以上になるよう、上記遠心分離工程を繰り返し行う。
続いて、イオン交換水100mLと6mLのコンタミノンNを入れた分散液に、得られた無機微粒子混合物10gを入れ分散する。得られた分散液をスイングローター用ガラスチューブ(50mL)に入れ替えて、遠心分離機にて、3500rpm、30分間の条件で遠心分離を行う。
遠心分離後のガラスチューブ内においては、最下層にはチタン酸ストロンチウム粒子が存在し、上層の水溶液側にはその他の無機微粒子が存在する。
最下層のチタン酸ストロンチウム粒子を含む無機微粒子の混合物を採取し、必要に応じ
て遠心分離操作を繰り返し行い、分離を十分に行った後、チタン酸ストロンチウム粒子を分離し、乾燥して、チタン酸ストロンチウム粒子を捕集する。必要量のチタン酸ストロンチウム粒子を捕集できるまで繰り返す。
【0075】
(2)脂肪酸の同定方法
得られたチタン酸ストロンチウム粒子0.05gに対して、クロロホルム1mLを加える。得られた試料溶液を超音波分散器にて10分間処理し、脂肪酸をクロロホルム溶液に抽出する。
さらに、遠心分離(機種HITACHI himac CR22G、条件12000rpm、30分間)を行い、フィルターろ過を行って固体分を除去する。得られた溶液をGC-MS(ガスクロマトグラフィ質量分析)により分析する。
【0076】
測定条件は、具体的には下記の通りである。
GCMS装置: Trace1310(Thermo Fisher Scientific製)、ISQ(Thermo Fisher Scientific製)
カラム:HP-5ms 30m
注入口温度:250℃
注入量:1μL
カラムオーブン温度:40℃→300℃ (15℃/min)
MS イオン化モード:EI
イオン源温度:250℃
マスレンジ:35-800 m/z
【0077】
分析によって得られたプロファイルを解析し、測定サンプルの各ピーク位置と、ステアリン酸などの脂肪酸の標品から得られたプロファイルのピーク位置を比較し、さらにマススペクトルの確認を行うことで、脂肪酸を同定する。また、このような操作で脂肪酸が検出されることは、チタン酸ストロンチウム粒子が、チタン酸ストロンチウム粒子の表面に脂肪酸を有することを示している。
【0078】
<トナー中のドデシルベンゼンスルホン酸またはドデシルベンゼンスルホン酸塩の定量>
メタノール20ml中にトナー0.5gを入れて30分間分散させる。その後、遠心分離(機種HITACHI himac CR22G、条件12000rpm、10分間)によって固体分を除去する。得られた溶液から、溶媒を減圧留去し、さらに60℃雰囲気中、減圧下で4時間乾燥する。得られたサンプルをLC/MS測定に掛け、ドデシルベンゼンスルホン酸またはドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム量の定量を行う。LC/MS分析の条件は以下の通りとする。ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを標品として、検量線を作成の上、定量する。定量の結果10質量ppm以上の存在量が検出された場合、ドデシルベンゼンスルホン酸またはドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムが含まれると判断する。
【0079】
(LC/MS分析条件)
機種:Agilent 6130Quadropole LC/MS(Agilent Technologies社製)
溶離液;メタノール
カラム:ZORBAX Eclipse Plus C18(1.8μm、100×4.6mmI.D)(Agilent Technologies社製)流量:1.0mL/min
カラム温度:30℃
【0080】
<平均円形度の測定方法>
トナー及びトナー粒子の平均円形度は、フロー式粒子像分析装置「FPIA-3000」(シスメックス社製)によって、以下の条件で測定及び解析を行う。
具体的な測定方法は、以下の通りである。まず、ガラス製の容器中に予め固形物などの不純物を除去したイオン交換水20mLを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で3質量倍に希釈した希釈液を0.2mL加える。さらに測定試料を0.02g加え、超音波分散器を用いて2分間分散処理を行い、測定用の分散液とする。その際、分散液の温度が10~40℃となるように適宜冷却する。
超音波分散器としては、発振周波数50kHz、電気的出力150Wの卓上型の超音波洗浄器分散器(「VS-150」(ヴェルヴォクリーア社製))を用い、水槽内には所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に前記コンタミノンNを約2mL添加する。
測定には、対物レンズとして「UPlanApro」(倍率10倍、開口数0.40)を搭載した前記フロー式粒子像分析装置を用い、シース液にはパーティクルシース「PSE-900A」(シスメックス社製)を使用する。
【0081】
前記手順に従い調製した分散液を上記フロー式粒子像分析装置に導入し、HPF測定モードで、トータルカウントモードにて3000個のトナー粒子を計測する。そして、粒子解析時の2値化閾値を85%とし、解析粒子径を円相当径1.985μm以上、39.69μm未満に限定し、トナー粒子の平均円形度を求める。
測定にあたっては、測定開始前に標準ラテックス粒子(Duke Scientific社製の「RESEARCH AND TEST PARTICLES Latex Microsphere Suspensions 5200A」をイオン交換水で希釈)を用いて自動焦点調整を行う。
【0082】
<重量平均粒径(D4)の測定方法>
トナー、又はトナー粒子(以下、トナーなど、ともいう)の重量平均粒径(D4)は、以下のようにして算出する。
測定装置としては、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター(株)製)を用いる。
測定条件の設定及び測定データの解析には、付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター(株)製)を用いる。なお、測定は実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで行う。
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が1.0%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター(株)製)が使用できる。
なお、測定、解析を行う前に、以下のように専用ソフトの設定を行う。
専用ソフトの「標準測定方法(SOMME)を変更」画面において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター(株)製)を用いて得られた値を設定する。「閾値/ノイズレベルの測定ボタン」を押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、「測定後のアパーチャーチューブのフラッシュ」にチェックを入れる。
専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定」画面において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μm以上60μm以下に設定する。
【0083】
具体的な測定法は以下のとおりである。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250mL丸底ビーカーに電解水溶液200.0mLを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回
りで24回転/秒にて行う。そして、専用ソフトの「アパーチャーチューブのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100mL平底ビーカーに電解水溶液30.0mLを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10%水溶液、和光純薬工業(株)製)をイオン交換水で3質量倍に希釈した希釈液を0.3mL加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を、位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispersion System Tetra150」(日科機バイオス(株)製)を準備する。超音波分散器の水槽内に3.3Lのイオン交換水を入れ、この水槽中にコンタミノンNを2.0mL添加する。
(4)上記(2)のビーカーを上記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)上記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナーなど10mgを少量ずつ上記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。なお、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した上記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーなどを分散した上記(5)の電解水溶液を滴下し、測定濃度が5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の専用ソフトにて解析を行い、重量平均粒径(D4)を算出する。なお、専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、「分析/体積統計値(算術平均)」画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)である。
【0084】
<チタン酸ストロンチウム粒子の一次粒子の個数平均粒径の算出方法>
チタン酸ストロンチウム粒子の一次粒子の個数平均粒径の算出は、S-4800の反射電子像観察により得られた画像を用いて行う。反射電子像は二次電子像と比べてチタン酸ストロンチウム粒子のチャージアップが少ないため、粒径を精度良く測定することができる。
(1)測定準備
S-4800の筺体に取り付けられているアンチコンタミネーショントラップに液体窒素を溢れるまで注入し、30分間放置する。S-4800の「PC-SEM」を起動し、フラッシング(電子源であるFEチップの清浄化)を行う。画面上のコントロールパネルの加速電圧表示部分をクリックし、[フラッシング]ボタンを押し、フラッシング実行ダイアログを開く。フラッシング強度が2であることを確認し、実行する。フラッシングによるエミッション電流が20~40μAであることを確認する。試料ホルダをS-4800筺体の試料室に挿入する。コントロールパネル上の[原点]を押し試料ホルダを観察位置に移動させる。
加速電圧表示部をクリックしてHV設定ダイアログを開き、加速電圧を[0.8kV]、エミッション電流を[20μA]に設定する。オペレーションパネルの[基本]のタブ内にて、信号選択を[SE]に設置し、SE検出器を[上(U)]及び[+BSE]を選択し、[+BSE]の右の選択ボックスで[L.A.100]を選択し、反射電子像で観察するモードにする。同じくオペレーションパネルの[基本]のタブ内にて、電子光学系条件ブロックのプローブ電流を[Normal]に、焦点モードを[UHR]に、WDを[3.0mm]に設定する。コントロールパネルの加速電圧表示部の[ON]ボタンを押し、加速電圧を印加する。
【0085】
(2)焦点調整
コントロールパネルの倍率表示部内をドラッグして、倍率を100000(100k)
倍に設定する。操作パネルのフォーカスつまみ[COARSE]を回転させ、ある程度焦点が合ったところでアパーチャアライメントの調整を行う。コントロールパネルの[Align]をクリックし、アライメントダイアログを表示し、[ビーム]を選択する。操作パネルのSTIGMA/ALIGNMENTつまみ(X,Y)を回転し、表示されるビームを同心円の中心に移動させる。次に[アパーチャ]を選択し、STIGMA/ALIGNMENTつまみ(X,Y)を一つずつ回し、像の動きを止める又は最小の動きになるように合わせる。アパーチャダイアログを閉じ、オートフォーカスで、ピントを合わせる。この操作を更に2度繰り返し、ピントを合わせる。
【0086】
(3)画像保存
ABCモードで明るさ合わせを行い、サイズ640×480ピクセルで写真撮影して保存する。この画像ファイルを用いて下記の解析を行う。チタン酸ストロンチウム粒子1つに対して写真を1枚撮影し、チタン酸ストロンチウム粒子300個について画像を得る。ここで、チタン酸ストロンチウム粒子300個について画像を得る際には、それぞれ異なるトナーから画像を得た。
【0087】
(4)チタン酸ストロンチウム粒子の一次粒子の個数平均粒径の算出
300個のチタン酸ストロンチウム粒子について一次粒子の粒径を測定して、個数平均粒径を求める。ここで、チタン酸ストロンチウム粒子の一次粒子の最大径を測定し、得られた最大径を算術平均することによって、チタン酸ストロンチウム粒子の一次粒子の個数平均粒径を得る。また、この時の観察結果から、チタン酸ストロンチウム粒子の形状を判断することができる。
更に、エネルギー分散型X線分析(EDS)による元素分析を組み合わせることでチタン酸ストロンチウム粒子かどうか判定することができる。具体的には、走査型電子顕微鏡「S-4800」(商品名;日立製作所製)を用いて、最大10万倍に拡大した視野において、トナーを観察する。トナー粒子表面にピントを合わせて、判別対象の外添剤を観察する。判別対象の外添剤のEDS分析を行い、元素ピークからチタン酸ストロンチウム粒子かどうかを判定することができる。具体的には、チタン及びストロンチウムが検出される場合に、チタン酸ストロンチウム粒子であると判定できる。
【実施例0088】
本開示を以下に示す実施例により具体的に説明する。しかし、これは本開示をなんら限定するものではない。「部」及び「%」は特に断りがない場合、全て質量基準である。
【0089】
[ポリエステル樹脂の製造例]
<ポリエステル樹脂A>
・フマル酸: 10.6部(23mol%)・テレフタル酸: 8.5部(13mol%)・トリメリット酸: 3.3部(4mol%)
・ビスフェノールA-エチレンオキサイド2モル付加物: 47.6部(38mol%)・ビスフェノールA-プロピレンオキサイド2モル付加物:30.0部(22mol%)・酸化ジブチル錫: 0.5部
・ハイドロキノン: 0.05部
上記材料を減圧装置、水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置、及び撹拌装置を備えたオートクレーブ中に仕込み、230℃で反応率が90%に達するまで反応させた後、さらに60~70mmHgの減圧下で1時間反応させ、非晶性のポリエステル樹脂Aを得た。なお、本明細書において、反応率とは、生成反応水量(mol)/理論生成水量(mol)×100の値をいう。
【0090】
[樹脂粒子分散液の製造例]
<樹脂粒子分散液1>
・ポリエステル樹脂A 200部
・イオン交換水 500部
・フマル酸 0.250部
上記材料をステンレス製の容器に入れ、温浴下95℃まで加熱溶融し、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて7800rpmで十分撹拌しながら、0.1mol/L炭酸水素ナトリウムを加えpHを7.0よりも大きくした。その後、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム3部及びイオン交換水297部の混合溶液を徐々に滴下し、7800rpmで撹拌しながら乳化分散することで樹脂粒子分散液1を得た。樹脂粒子分散液1の固形分濃度は20%であった。
樹脂粒子分散液1に含まれるポリエステル樹脂Aの粒子の粒度分布を、粒度測定装置(堀場製作所製、LA-960V2)を用いて測定したところ、ポリエステル樹脂Aの粒子の個数平均粒径は、0.25μmであり、1μmを超える粗大粒子は観察されなかった。
【0091】
<樹脂粒子分散液2~7>
樹脂粒子分散液1の製造例において、使用する樹脂及びフマル酸添加量を表1に記載のものに変更する以外は、樹脂粒子分散液1の製造例と同様にして、樹脂粒子分散液2~7を製造した。いずれの場合にも、1μmを超える粗大粒子は観察されなかった。樹脂粒子分散液2~7におけるポリエステル樹脂の粒子の個数平均粒径を表1に示す。
【表1】
【0092】
<ワックス粒子分散液の製造例>
・イオン交換水 500部
・ワックス(FNP0090(日本精蝋社製):フィッシャートロプシュ法による炭化水素ワックス、融点90℃、分子量771) 200部
上記材料をステンレス製の容器に入れ、温浴下95℃まで加熱溶融し、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて7800rpmで十分撹拌しながら、0.1mol/L炭酸水素ナトリウムを加えpHを7.0よりも大きくした。その後、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム5部及びイオン交換水295部の混合溶液を徐々に滴下し、7800rpmで撹拌しながら乳化分散することで、ワックス粒子分散液を得た。ワックス粒子分散液の固形分濃度は20%であった。
ワックス粒子分散液に含まれるワックス粒子の粒度分布を、粒度測定装置(堀場製作所製、LA-960V2)を用いて測定したところ、ワックス粒子の個数平均粒径は、0.35μmであった。
【0093】
<着色剤粒子分散液の製造例>
・カーボンブラック(Nipex35:Orion Engineered Carbo
ns社製) 100部
・ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム 5部
・イオン交換水 400部
上記材料を混合し、サンドグラインダーミルを用いて分散して着色剤粒子分散液を得た。着色剤粒子分散液の固形分濃度は20%であった。この着色剤粒子分散液に含まれる着色剤粒子の粒度分布を、粒度測定装置(堀場製作所製、LA-960V2)を用いて測定したところ、含まれる着色剤粒子の個数平均粒径は、0.2μmであり、1μmを超える粗大粒子は観察されなかった。
【0094】
[トナー粒子の製造例]
<トナー粒子1>
・樹脂粒子分散液1 500部
・着色剤粒子分散液 50部
・ワックス粒子分散液 50部
・ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム 5部
反応器(容積1リットルフラスコ、バッフル付きアンカー翼)に樹脂粒子分散液1、ワックス粒子分散液1及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを仕込み、均一に混合した。一方、500mLビーカーに着色剤粒子分散液を均一に混合しておき、これを撹拌しながら反応器に徐々に添加し、混合分散液を得た。得られた混合分散液を撹拌しながら硫酸アルミニウム水溶液を固形分として0.5部滴下し、凝集粒子を形成させた。
滴下終了後、窒素を用いて系内を置換し、50℃にて1時間保持し、さらに55℃にて1時間保持した。その後昇温して、90℃にて30分保持した。その後、63℃まで降温したのち3時間保持し、融合粒子を形成した。
融合粒子を形成した後、毎分0.5℃の降温速度にて室温になるまで冷却を行った。
冷却後、反応生成物を10L容量の加圧濾過器にて、0.4MPaの圧力下で固液分離を行い、トナーケーキを得た。その後、加圧濾過器が満水になるまでイオン交換水を加え、0.4MPaの圧力で洗浄した。さらに同様に2回洗浄して、計3回洗浄した。その後0.4MPaの圧力下で固液分離をしたのち、45℃で流動層乾燥を行い、重量平均粒径(D4)が6.9μm、平均円形度が0.960のトナー粒子1を得た。
【0095】
<トナー粒子2~7>
トナー粒子1の製造例において、使用する樹脂粒子分散液を表2に記載のものに変更する以外はトナー粒子1の製造例と同様にして、トナー粒子2~7を製造した。トナー粒子2~7の重量平均粒径(D4)は、いずれも6.9μmであった。
【0096】
<トナー粒子8>
・樹脂粒子分散液2 500部
・着色剤粒子分散液 50部
・ワックス粒子分散液 50部
・ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム 5部
反応器(容積1リットルフラスコ、バッフル付きアンカー翼)に樹脂粒子分散液1、ワックス粒子分散液1及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを仕込み、均一に混合した。一方、500mLビーカーに着色剤粒子分散液を均一に混合しておき、これを撹拌しながら反応器に徐々に添加し、混合分散液を得た。得られた混合分散液を撹拌しながら硫酸アルミニウム水溶液を固形分として0.5部滴下し、凝集粒子を形成させた。
滴下終了後、窒素を用いて系内を置換し、50℃にて1時間保持し、さらに55℃にて1時間保持した。その後昇温して、90℃にて30分保持した。その後、63℃まで降温したのち3時間保持し、融合粒子を形成した。
融合粒子を形成した後、毎分0.5℃の降温速度にて室温になるまで冷却を行った。
冷却後、反応生成物を10L容量の加圧濾過器にて、0.4MPaの圧力下で固液分離
を行い、トナーケーキを得た。その後、加圧濾過器が満たされるまでメタノールを加え、0.4MPaの圧力で洗浄した。この操作により、トナー粒子表面のフマル酸の一部を除去した。次に、加圧濾過器が満水になるまでイオン交換水を加え、0.4MPaの圧力で洗浄した。さらに同様に2回イオン交換水で洗浄して、計3回洗浄した。その後0.4MPaの圧力下で固液分離をしたのち、45℃で流動層乾燥を行い、重量平均粒径(D4)が6.9μm、平均円形度が0.960のトナー粒子8を得た。
【0097】
<トナー粒子9>
・樹脂粒子分散液3 500部
・着色剤粒子分散液 50部
・ワックス粒子分散液 50部
・ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム 5部
反応器(容積1リットルフラスコ、バッフル付きアンカー翼)に樹脂粒子分散液3、ワックス粒子分散液及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを仕込み、均一に混合した。一方、500mLビーカーに着色剤粒子分散液を均一に混合しておき、これを撹拌しながら反応器に徐々に添加し、混合分散液を得た。得られた混合分散液を撹拌しながら硫酸アルミニウム水溶液を固形分として0.5部滴下し、凝集粒子を形成させた。
滴下終了後、窒素を用いて系内を置換し、50℃にて1時間保持し、さらに55℃にて1時間保持した。その後昇温して、90℃にて30分保持した。その後、63℃まで降温したのち3時間保持し、融合粒子を形成した。
融合粒子を形成した後、毎分0.5℃の降温速度にて室温になるまで冷却を行った。
冷却後、反応生成物を10L容量の加圧濾過器にて、0.4MPaの圧力下で固液分離を行い、トナーケーキを得た。その後、イオン交換水100質量部に対して、フマル酸0.5質量部を溶解させたフマル酸水溶液を加圧濾過器に満水になるまで加え、0.4MPaの圧力で洗浄した。さらに同様に、フマル酸水溶液で2回洗浄して、計3回洗浄した。その後0.4MPaの圧力下で固液分離をしたのち、45℃で流動層乾燥を行い、重量平均粒径(D4)が6.9μm、平均円形度が0.960のトナー粒子9を得た。
【0098】
<トナー粒子10>
・樹脂粒子分散液1 500部
・着色剤粒子分散液 50部
・ワックス粒子分散液 50部
・ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム 5部
反応器(容積1リットルフラスコ、バッフル付きアンカー翼)に樹脂粒子分散液1、ワックス粒子分散液1及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを仕込み、均一に混合した。一方、500mLビーカーに着色剤粒子分散液を均一に混合しておき、これを撹拌しながら反応器に徐々に添加し、混合分散液を得た。得られた混合分散液を撹拌しながら硫酸アルミニウム水溶液を固形分として0.5部滴下し、凝集粒子を形成させた。
滴下終了後、窒素を用いて系内を置換し、50℃にて1時間保持し、さらに55℃にて1時間保持した。その後昇温して、90℃にて30分保持した。その後、63℃まで降温したのち3時間保持し、融合粒子を形成させた。
融合粒子を形成した後、毎分0.5℃の降温速度にて室温になるまで冷却を行った。
冷却後、反応生成物を10L容量の加圧濾過器にて、0.4MPaの圧力下で固液分離を行い、トナーケーキを得た。その後、イオン交換水100質量部に対して、フマル酸0.5質量部を溶解させたフマル酸水溶液を加圧濾過器に満水になるまで加え、0.4MPaの圧力で洗浄した。さらに同様に、フマル酸水溶液で2回洗浄して、計3回洗浄した。その後0.4MPaの圧力下で固液分離をしたのち、45℃で流動層乾燥を行い、重量平均粒径(D4)が6.9μm、平均円形度が0.960のトナー粒子10を得た。
【0099】
<トナー粒子11>
・樹脂粒子分散液1 500部
・着色剤粒子分散液 50部
・ワックス粒子分散液 50部
・ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム 5部
反応器(容積1リットルフラスコ、バッフル付きアンカー翼)に樹脂粒子分散液1、ワックス粒子分散液及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを仕込み、均一に混合した。一方、500mLビーカーに着色剤粒子分散液を均一に混合しておき、これを撹拌しながら反応器に徐々に添加し、混合分散液を得た。得られた混合分散液を撹拌しながら硫酸アルミニウム水溶液を固形分として0.5部滴下し、凝集粒子を形成させた。
滴下終了後、窒素を用いて系内を置換し、50℃にて1時間保持し、さらに55℃にて1時間保持した。その後昇温して、90℃にて30分保持した。その後、63℃まで降温したのち3時間保持し、融合粒子を形成した。
融合粒子を形成した後、毎分0.5℃の降温速度にて室温になるまで冷却を行った。
冷却後、反応生成物を10L容量の加圧濾過器にて、0.4MPaの圧力下で固液分離を行い、トナーケーキを得た。その後、加圧濾過器が満たされるまでメタノールを加え、0.4MPaの圧力で洗浄した。この操作により、トナー粒子表面のフマル酸の一部を除去した。次に、加圧濾過器が満水になるまでイオン交換水を加え、0.4MPaの圧力で洗浄した。さらに同様に2回イオン交換水で洗浄して、計3回洗浄した。その後0.4MPaの圧力下で固液分離をしたのち、45℃で流動層乾燥を行い、重量平均粒径(D4)が6.9μm、平均円形度が0.960のトナー粒子11を得た。
【0100】
<トナー粒子12>
・樹脂粒子分散液1 500部
・着色剤粒子分散液 50部
・ワックス粒子分散液 50部
・ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム 5部
反応器(容積1リットルフラスコ、バッフル付きアンカー翼)に樹脂粒子分散液1、ワックス粒子分散液及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを仕込み、均一に混合した。一方、500mLビーカーに着色剤粒子分散液を均一に混合しておき、これを撹拌しながら反応器に徐々に添加し、混合分散液を得た。得られた混合分散液を撹拌しながら硫酸アルミニウム水溶液を固形分として0.5部滴下し、凝集粒子を形成させた。
滴下終了後、窒素を用いて系内を置換し、50℃にて1時間保持し、さらに55℃にて1時間保持した。その後昇温して、90℃にて60分保持した。その後、63℃まで降温したのち3時間保持し、融合粒子を形成した。
融合粒子を形成した後、毎分0.5℃の降温速度にて室温になるまで冷却を行った。
冷却後、反応生成物を10L容量の加圧濾過器にて、0.4MPaの圧力下で固液分離を行い、トナーケーキを得た。その後、加圧濾過器が満水になるまでイオン交換水を加え、0.4MPaの圧力で洗浄した。さらに同様に2回洗浄して、計3回洗浄した。その後0.4MPaの圧力下で固液分離をしたのち、45℃で流動層乾燥を行い、重量平均粒径(D4)が6.9μm、平均円形度が0.980のトナー粒子12を得た。
【0101】
<トナー粒子13>
・樹脂粒子分散液1 500部
・着色剤粒子分散液 50部
・ワックス粒子分散液 50部
・ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム 5部
反応器(容積1リットルフラスコ、バッフル付きアンカー翼)に樹脂粒子分散液1、ワックス粒子分散液及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを仕込み、均一に混合した。一方、500mLビーカーに着色剤粒子分散液を均一に混合しておき、これを撹拌しながら反応器に徐々に添加し、混合分散液を得た。得られた混合分散液を撹拌しながら硫酸
アルミニウム水溶液を固形分として0.5部滴下し、凝集粒子を形成させた。
滴下終了後、窒素を用いて系内を置換し、50℃にて1時間保持し、さらに55℃にて1時間保持した。その後昇温して、90℃にて15分保持した。その後、63℃まで降温したのち3時間保持し、融合粒子を形成した。
融合粒子を形成した後、毎分0.5℃の降温速度にて室温になるまで冷却を行った。
冷却後、反応生成物を10L容量の加圧濾過器にて、0.4MPaの圧力下で固液分離を行い、トナーケーキを得た。その後、加圧濾過器が満水になるまでイオン交換水を加え、0.4MPaの圧力で洗浄した。さらに同様に2回洗浄して、計3回洗浄した。その後0.4MPaの圧力下で固液分離をしたのち、45℃で流動層乾燥を行い、重量平均粒径(D4)が6.9μm、平均円形度が0.950のトナー粒子13を得た。
【0102】
<トナー粒子14>
・樹脂粒子分散液1 500部
・着色剤粒子分散液 50部
・ワックス粒子分散液 50部
・ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム 5部
反応器(容積1リットルフラスコ、バッフル付きアンカー翼)に樹脂粒子分散液1、ワックス粒子分散液及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを仕込み、均一に混合した。一方、500mLビーカーに着色剤粒子分散液を均一に混合しておき、これを撹拌しながら反応器に徐々に添加し、混合分散液を得た。得られた混合分散液を撹拌しながら硫酸アルミニウム水溶液を固形分として0.5部滴下し、凝集粒子を形成させた。
滴下終了後、窒素を用いて系内を置換し、50℃にて1時間保持し、さらに55℃にて1時間保持した。その後昇温して、90℃にて90分保持した。その後、63℃まで降温したのち3時間保持し、融合粒子を形成した。
融合粒子を形成した後、毎分0.5℃の降温速度にて室温になるまで冷却を行った。
冷却後、反応生成物を10L容量の加圧濾過器にて、0.4MPaの圧力下で固液分離を行い、トナーケーキを得た。その後、加圧濾過器が満水になるまでイオン交換水を加え、0.4MPaの圧力で洗浄した。さらに同様に2回洗浄して、計3回洗浄した。その後0.4MPaの圧力下で固液分離をしたのち、45℃で流動層乾燥を行い、重量平均粒径(D4)が6.9μm、平均円形度が0.990のトナー粒子14を得た。
【0103】
<トナー粒子15>
・樹脂粒子分散液1 500部
・着色剤粒子分散液 50部
・ワックス粒子分散液 50部
・ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム 5部
反応器(容積1リットルフラスコ、バッフル付きアンカー翼)に樹脂粒子分散液1、ワックス粒子分散液及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを仕込み、均一に混合した。一方、500mLビーカーに着色剤粒子分散液を均一に混合しておき、これを撹拌しながら反応器に徐々に添加し、混合分散液を得た。得られた混合分散液を撹拌しながら硫酸アルミニウム水溶液を固形分として0.5部滴下し、凝集粒子を形成させた。
滴下終了後、窒素を用いて系内を置換し、50℃にて1時間保持し、さらに55℃にて1時間保持した。その後昇温して、63℃にて3時間保持し、融合粒子を形成した。
融合粒子を形成した後、毎分0.5℃の降温速度にて室温になるまで冷却を行った。
冷却後、反応生成物を10L容量の加圧濾過器にて、0.4MPaの圧力下で固液分離を行い、トナーケーキを得た。その後、加圧濾過器が満水になるまでイオン交換水を加え、0.4MPaの圧力で洗浄した。さらに同様に2回洗浄して、計3回洗浄した。その後0.4MPaの圧力下で固液分離をしたのち、45℃で流動層乾燥を行い、重量平均粒径(D4)が6.9μm、平均円形度が0.930のトナー粒子15を得た。
【0104】
<トナー粒子16>
・ポリエステル樹脂A 100部
・フマル酸 0.125部
・カーボンブラック(Nipex35:Orion Engineered Carbons社製) 10部
・ワックス(FNP0090(日本精蝋社製):フィッシャートロプシュ法による炭化水素ワックス、融点90℃、分子量771) 1部
上記材料をFMミキサー(日本コークス工業(株)製)で前混合した後、二軸混練押し出し機(池貝鉄工(株)製、PCM-30型)によって、溶融混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルで粗粉砕した後、機械式粉砕機(ターボ工業(株)製、T-250)で粉砕した。得られた微粉砕粉末を、コアンダ効果を利用した多分割分級機を用いて分級し、重量平均粒径(D4)が6.9μm、平均円形度が0.930のトナー粒子16を得た。
【表2】
【0105】
[チタン酸ストロンチウム粒子の製造例]
<チタン酸ストロンチウム粒子1(T-1)>
硫酸チタニル水溶液を加水分解して得られた含水酸化チタンスラリーを、アルカリ水溶液で洗浄した。次に、含水酸化チタンスラリーに塩酸を添加して、pHを0.65に調整し、チタニアゾル分散液を得た。チタニアゾル分散液にNaOHを添加し、分散液のpHを4.5に調整し、上澄み液の電気伝導度が70μS/cmになるまでイオン交換水で洗浄を繰り返した。
含水酸化チタンに対し、0.97倍モル量のSr(OH)・8HOを加えてSU
S製反応容器に入れ、窒素ガス置換した。さらにSrTiO換算で0.5mol/Lになるように蒸留水を加えてスラリーとした。
得られたスラリーを窒素雰囲気中で83℃まで6.5℃/時間で昇温し、83℃に到達
してから6時間反応を行った。反応後室温まで冷却し、上澄み液を除去した後、イオン交換水で洗浄をくり返した。
得られた沈殿を含むスラリーを40℃に調整し、塩酸を加えてpH2.5に調整した。その後、固形分100質量部に対して、1.2質量部のステアリン酸を添加し、10時間撹拌保持を続けた。5mol/L水酸化ナトリウム溶液を加えてpH6.5に調整し、1時間撹拌を続けた。その後、ろ過・洗浄を行い、120℃の大気中で8時間乾燥し、チタン酸ストロンチウム粒子1(T-1)を得た。得られたチタン酸ストロンチウム粒子1(T-1)の一次粒子の個数平均粒径は100nmであり、粒子の形状は、直方体状又は立方体状であった。
【0106】
<チタン酸ストロンチウム粒子2(T-2)>
硫酸チタニル水溶液を加水分解して得られた含水酸化チタンスラリーを、アルカリ水溶液で洗浄した。次に、含水酸化チタンスラリーに塩酸を添加して、pHを0.5に調整し、チタニアゾル分散液を得た。チタニアゾル分散液にNaOHを添加し、分散液のpHを4.0に調整し、上澄み液の電気伝導度が70μS/cmになるまでイオン交換水で洗浄を繰り返した。
含水酸化チタンに対し、0.93倍モル量のSr(OH)・8HOを加えてSUS製反応容器に入れ、窒素ガス置換した。さらにSrTiO換算で0.7mol/Lになるように蒸留水を加えてスラリーとした。
得られたスラリーを窒素雰囲気中で70℃まで8.5℃/時間で昇温し、70℃に到達してから5時間反応を行った。反応後室温まで冷却し、上澄み液を除去した後、イオン交換水で洗浄を繰り返した。
得られた沈殿を含むスラリーを40℃に調整し、塩酸を加えてpH2.5に調整した。その後、固形分100質量部に対して、1.2質量部のステアリン酸を添加し、10時間撹拌保持を続けた。5mol/L水酸化ナトリウム溶液を加えてpH6.5に調整し、1時間撹拌を続けた。その後、ろ過・洗浄を行い、120℃の大気中で8時間乾燥し、チタン酸ストロンチウム粒子2(T-2)を得た。得られたチタン酸ストロンチウム粒子2(T-2)の一次粒子の個数平均粒径は30nmであり、粒子の形状は、直方体状又は立方体状であった。
【0107】
<チタン酸ストロンチウム粒子3(T-3)>
硫酸チタニル水溶液を加水分解して得られた含水酸化チタンスラリーを、アルカリ水溶液で洗浄した。次に、含水酸化チタンスラリーに塩酸を添加して、pHを0.7に調整し、チタニアゾル分散液を得た。チタニアゾル分散液にNaOHを添加し、分散液のpHを5.3に調整し、上澄み液の電気伝導度が70μS/cmになるまでイオン交換水で洗浄を繰り返した。
含水酸化チタンに対し、0.93倍モル量のSr(OH)・8HOを加えてSUS製反応容器に入れ、窒素ガス置換した。さらにSrTiO換算で0.7mol/Lになるように蒸留水を加えてスラリーとした。
得られたスラリーを窒素雰囲気中で70℃まで8.5℃/時間で昇温し、70℃に到達してから5時間反応を行った。反応後室温まで冷却し、上澄み液を除去した後、イオン交換水で洗浄を繰り返した。
得られた沈殿を含むスラリーを40℃に調整し、塩酸を加えてpH2.5に調整した。その後、固形分100質量部に対して、1.2質量部のステアリン酸を添加し、10時間撹拌保持を続けた。5mol/L水酸化ナトリウム溶液を加えてpH6.5に調整し、1時間撹拌を続けた。その後、ろ過・洗浄を行い、120℃の大気中で8時間乾燥し、チタン酸ストロンチウム粒子3(T-3)を得た。得られたチタン酸ストロンチウム粒子3(T-3)の一次粒子の個数平均粒径は190nmであり、粒子の形状は、直方体状又は立方体状であった。
【0108】
<チタン酸ストロンチウム粒子4(T-4)>
硫酸チタニル水溶液を加水分解して得られた含水酸化チタンスラリーを、アルカリ水溶液で洗浄した。次に、含水酸化チタンのスラリーに塩酸を添加して、pHを1.4に調整し、チタニアゾル分散液を得た。チタニアゾル分散液にNaOHを添加し、分散液のpHを5.3に調整し、上澄み液の電気伝導度が100μS/cmになるまでイオン交換水で洗浄を繰り返した。
含水酸化チタンに対し、1.07倍モル量のSr(OH)・8HOを加えてSUS製反応容器に入れ、窒素ガス置換した。さらにSrTiO換算で0.3mol/Lになるように蒸留水を加えてスラリーとした。
得られたスラリーを窒素雰囲気中で87℃まで70℃/時間で昇温し、87℃に到達してから5時間反応を行った。反応後室温まで冷却し、上澄み液を除去した後、イオン交換水で洗浄を繰り返した。
得られた沈殿を含むスラリーを40℃に調整し、塩酸を加えてpH2.5に調整した。その後、固形分100質量部に対して、1.2質量部のステアリン酸を添加し、10時間撹拌保持を続けた。5mol/L水酸化ナトリウム溶液を加えてpH6.5に調整し、1時間撹拌を続けた。その後、ろ過・洗浄を行い、120℃の大気中で8時間乾燥し、チタン酸ストロンチウム粒子4(T-4)を得た。得られたチタン酸ストロンチウム粒子4(T-4)の一次粒子の個数平均粒径は300nmであり、粒子の形状は、直方体状又は立方体状であった。
【0109】
<チタン酸ストロンチウム粒子5~8(T-5~T-8)>
チタン酸ストロンチウム粒子1の製造例において、ステアリン酸の代わりに表3に記載の脂肪酸を用いた以外は、チタン酸ストロンチウム粒子1の製造例と同様にしてチタン酸ストロンチウム粒子5~8(T-5~T-8)を製造した。
【0110】
<チタン酸ストロンチウム粒子9(T-9)>
塩化チタン100g/L(TiCl)水溶液300mLに、Tiと同当量の炭酸ストロンチウム(SrCO)を溶解した。さらに、溶液中の塩素イオンと同等量の水酸化カリウム(KOH)を窒素雰囲気下で加えた。その後、オートクレーブ中で150℃、3時間撹拌加熱した。反応後、生成物を室温まで冷却し、上澄み液を除去した後イオン交換水で洗浄を繰り返した。
得られた沈殿を含むスラリーを40℃に調整し、塩酸を加えてpH2.5に調整した。その後、固形分100質量部に対して、1.2質量部のステアリン酸を添加し、10時間撹拌保持を続けた。5mol/L水酸化ナトリウム溶液を加えてpH6.5に調整し、1時間撹拌を続けた。その後、ろ過・洗浄を行い、120℃の大気中で8時間乾燥し、チタン酸ストロンチウム粒子9(T-9)を得た。得られたチタン酸ストロンチウム粒子9(T-9)の一次粒子の個数平均粒径は300nmであり、粒子の形状は、球状であった。
【0111】
<チタン酸ストロンチウム粒子10(T-10)>
塩化チタン100g/l(TiCl)水溶液300mLに、Tiと同当量の炭酸ストロンチウム(SrCO)を溶解した。さらに、溶液中の塩素イオンと同等量の水酸化カリウム(KOH)を窒素雰囲気下で加えた。その後、オートクレーブ中で150℃、3時間撹拌加熱した。反応後、生成物を室温まで冷却し、上澄み液を除去した後イオン交換水で洗浄を繰り返した。
得られた沈殿を含むスラリーを40℃に調整し、塩酸を加えてpH2.5に調整した。その後、固形分100質量部に対して4.0質量部のn-オクチルトリエトキシシランを添加し、10時間撹拌保持を続けた。5mol/L水酸化ナトリウム溶液を加えてpH6.5に調整し、1時間撹拌を続けた。その後、ろ過・洗浄を行い、120℃の大気中で8時間乾燥し、チタン酸ストロンチウム粒子10(T-10)を得た。得られたチタン酸ストロンチウム粒子10(T-10)の一次粒子の個数平均粒径は300nmであり、粒子
の形状は、球状であった。
【表3】
表中、個数平均粒径は、一次粒子の個数平均粒径を示し、脂肪酸の含有量は、チタン酸ストロンチウム粒子100質量部に対する、チタン酸ストロンチウム粒子が表面に有する脂肪酸の含有量(質量部)を示す。
【0112】
<トナーの製造例>
<トナー1>
トナー粒子1 100.0部
チタン酸ストロンチウム粒子1(T-1) 0.3部
シリカ粒子 (RX200:一次平均粒子径12nm、HMDS処理、日本アエロジル社製) 1.5部
上記材料を、FM10C(日本コークス工業株式会社製)によって外添混合した。外添条件は、下羽根をA0羽根とし、デフレクターの壁との間隔を20mmにセットし、トナー粒子の仕込み量:2.0kg、回転数:66.6s-1、外添時間:10分、冷却水を温度20℃・流量10L/min、で行った。
その後、目開き37μmのメッシュで篩い、トナー1を得た。得られたトナー1の物性を表5に示す。
【0113】
<トナー2~36>
トナー1の製造例において、トナー粒子、チタン酸ストロンチウム粒子を表4に記載のものに変更し、チタン酸ストロンチウム粒子の添加量を表4に記載の量に変更する以外はトナー1の製造例と同様にして、トナー2~36を製造した。得られたトナー2~36の物性を表5に示す。
【0114】
<トナー37>
トナー1の製造例において、チタン酸ストロンチウム粒子を添加しないように変更した以外はトナー1の製造例と同様にして、トナー37を製造した。得られたトナー37の物性を表5に示す。
【表4】
【表5】
表中、f0はトナー中のフマル酸の含有割合(質量%)を示し、f1はトナー中の、トナーからメタノールによって抽出されるフマル酸の含有割合(質量%)を示し、a0はトナー中のチタン酸ストロンチウム粒子の含有割合を示し、※1はドデシルベンゼンスルホン酸及びドデシルベンゼンスルホン酸塩からなる群から選択される少なくとも一の有無を示し、※2はトナー中のドデシルベンゼンスルホン酸及びドデシルベンゼンスルホン酸塩からなる群から選択される少なくとも一の含有割合(質量ppm)を示す。
【0115】
[実施例1~32、比較例1~5]
上記トナー1~37を用いて、下記の評価を行った。評価結果を表6に示す。
【0116】
以下に、本開示の評価方法及び評価基準について説明する。
画像形成装置としては市販のレーザープリンターであるLBP-712Ci(キヤノン製)のプロセススピードを200mm/secとした改造機、及び、市販のプロセスカー
トリッジであるトナーカートリッジ040H(ブラック)(キヤノン製)を用いた。カートリッジ内部からは製品トナーを抜き取り、エアブローによって清掃した後、評価対象のトナーを165g充填した。なお、イエロー、マゼンタ、シアンの各ステーションにはそれぞれ製品トナーを抜き取り、トナー残量検知機構を無効としたイエローカートリッジ、マゼンタカートリッジ及びシアンカートリッジを挿入して評価を行った。
【0117】
〈低温低湿環境での帯電部材汚染評価〉
画像形成装置を低温低湿環境(15℃/10%RH)に24時間静置した。その後、低温低湿環境にて、キヤノンカラーレーザーコピア用紙(A4:81.4g/m)に、印字率1%の横線画像を5000枚連続で出力した。続いて、トナー載り量0.20g/cmのハーフトーン画像をキヤノンカラーレーザーコピア用紙(A4:81.4g/m)に1枚出力した。その後、カートリッジを分解し、帯電部材の表面を観察した。
[評価基準]
A:帯電部材上及び画像上にスジが見られない
B:帯電部材上にはわずかにスジが見られるが、画像上にはスジが見られない
C:帯電部材上にスジが見られ、画像上にもわずかにスジが見られる
D:画像上のスジが顕著に見られる
【0118】
〈高温高湿環境での画像濃度評価〉
上記の画像形成装置を高温高湿環境(30℃/80%RH)に24時間静置した。その後、高温高湿環境にて、キヤノンカラーレーザーコピア用紙(A4:81.4g/m)に、トナー載り量0.50g/cmのベタ黒画像を1枚出力し、初期の画像サンプルとした。その後、印字率1%の横線画像を5000枚連続で出力した。続いて、5000枚連続出力直後、及び5000枚連続出力してから72時間静置後に、トナー載り量0.50g/cmのベタ黒画像をキヤノンカラーレーザーコピア用紙(A4:81.4g/m)にそれぞれ1枚ずつ出力した。得られた画像の濃度を測定し、初期の画像サンプルに対する濃度の変化率をそれぞれ確認した。5000枚連続出力直後のサンプルと、5000枚連続出力してから72時間静置後のサンプルのうち、変化率が大きいものをサンプルの画像濃度変化率として、以下の基準で評価した。
[評価基準]
A:画像濃度の変化が3%未満
B:画像濃度の変化が3%以上5%未満
C:画像濃度の変化が5%以上10%未満
D:画像濃度の変化が10%以上
【0119】
〈高温高湿環境での長時間使用後、数日間放置した後の再起動後のカブリの評価〉
カブリの評価は以下のように行った。上述の高温高湿環境での画像濃度評価と同様に、印字率1%の横線画像を5000枚連続で出力した。その後、本体の電源を停止し、高温高湿環境下に72時間放置した。放置後、本体を再起動させ、キヤノンカラーレーザーコピア用紙(A4:81.4g/m)の印刷面の中央部に、5cm×5cmの付箋を貼り付けた紙をセットして、ベタ白画像を出力した。貼り付けられた付箋を剥がしたのち、白色光度計TC-6DX(東京電色社製)を用いて、付箋が貼り付けられていた部分の反射率(%)と、付箋が貼り付けられていなかった部分の反射率(%)を測定し、両者の差を算出した。これをかぶり(%)とし、以下の基準で評価を行った。数値が小さいほどカブリの発生を抑制できていることを示す。評価基準は以下の通りである。
[評価基準]
A:0.5%未満
B:0.5%以上1.5%未満
C:1.5%以上3.0%未満
D:3.0%以上
【表6】
【0120】
本開示は、以下の構成に関する。
(構成1)
結着樹脂を含有するトナー粒子と、外添剤とを有するトナーであって、
該外添剤が、チタン酸ストロンチウム粒子を含み、
該チタン酸ストロンチウム粒子が、該チタン酸ストロンチウム粒子の表面に脂肪酸を有し、
該トナーが、フマル酸を含有し、
該トナー中の該フマル酸の含有割合をf0(質量%)としたとき、該f0が、0.010~0.120質量%であり、
該トナー中の、該トナーからメタノールによって抽出されるフマル酸の含有割合をf1(質量%)としたとき、該f1が、0.0010~0.0100質量%であることを特徴とするトナー。
(構成2)
前記トナー中の前記チタン酸ストロンチウム粒子の含有割合をa0(質量%)としたとき、該a0が、0.010~5.000質量%である、構成1に記載のトナー。
(構成3)
前記脂肪酸が、炭素数10~30の脂肪酸である、構成1又は2に記載のトナー。
(構成4)
前記脂肪酸が、ステアリン酸である、構成1~3のいずれかに記載のトナー。
(構成5)
前記トナー中の前記チタン酸ストロンチウム粒子の含有割合をa0(質量%)としたとき、f0/a0が、0.002~12.000である、構成1~4のいずれかに記載のトナー。
(構成6)
前記トナーの平均円形度が、0.950~0.980である、構成1~5のいずれかに記載のトナー。
(構成7)
前記トナーが、ドデシルベンゼンスルホン酸及びドデシルベンゼンスルホン酸塩からなる群から選択される少なくとも一を含有する、構成1~6のいずれかに記載のトナー。