JP2014164274A - 静電荷像現像用トナー - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも結着樹脂と、離型剤とを含む静電荷像現像用トナーについて、ナノインデンテーション法を用いて測定される、(1)変位量が10nmでのトナー粒子表面の硬度を、1GPa以上3GPa以下とし、(2)変位量が100nmでのトナー粒子表面の硬度を、1GPa以下とする。
【選択図】なし
Description
ナノインデンテーション法を用いて測定される、
(1)変位量が10nmでのトナー粒子表面の硬度が、1GPa以上3GPa以下であり、
(2)変位量が100nmでのトナー粒子表面の硬度が、1GPa以下である、静電荷像現像用トナーに関する。
H10はトナー粒子の表面の硬さを示す。H10を1GPa以上3GPa以下の範囲内とすることで、保存安定性に優れ、形成画像でのかぶりの発生と、現像スリーブや感光体ドラムへのトナーの付着に起因する形成画像の品質の悪化と、を抑制できるトナーを得やすい。H100はトナーの内部の硬さを示す。H100を1GPa以下の範囲内とすることで、低温定着性に優れ、高温でのオフセットの発生を抑制できるトナーを得やすい。
(圧子変位10nmでの荷重(W10)の決定)
(1−1)最大荷重100μNとなるようにトナー粒子に荷重を印加して、稜間角115°である円錐形状のBerkovich圧子をトナー粒子に押し込み、トナー粒子にかかる荷重が0μNから100μNまで変化する間のBerkovich圧子の変位量を記録する。
(1−2)得られる、荷重と、Berkovich圧子の変位量のデータとを、横軸をBerkovich圧子の変位量(nm)とし、縦軸を荷重(μN)とする平面上にプロットして、圧子変異量−荷重曲線を得る。
(1−3)圧子変異量−荷重曲線から、Berkovich圧子の変位量が10nmの時の荷重W10(μN)読み取る。
(1−4)1−1〜1−3の工程に従って、トナー粒子1個につき1箇所のW10の測定を、トナー粒子10個について行う。得られる計10のW10のデータの平均値を荷重(W10)の値とする。
(2−1)最大荷重W10(μN)となるようにトナー粒子に荷重を印加して、Berkovich圧子を押し込み、トナー粒子にかかる荷重が0μNからW10まで変化する間のBerkovich圧子の変位量を記録する。
(2−2)トナー粒子にかかる荷重がW10に達した後、トナー粒子への荷重の印加を解除し、トナー粒子にかかる荷重がW10から0μNまで変化する間のBerkovich圧子の変位量を記録する。
(2−3)得られる、荷重と、Berkovich圧子の変位量のデータとを、横軸をBerkovich圧子の変位量(nm)とし、縦軸を荷重(μN)とする平面上にプロットして、荷重印加時の圧子変異量−荷重曲線であるローディング曲線と、荷重解除時の圧子変異量−荷重曲線であるアンローディング曲線とを得る。
ローディング曲線と、アンローディング曲線との模式図を、図1に示す。
(2−4)式(1):W=A(h−hf)m
(式(1)中、A及びmは、式(1)を、最小自乗法を用いてアンローディング曲線に近似させて得られる定数。Wはトナーに加わる荷重である。hは、Berkovich圧子の変位量である。hfは、アンローディング曲線と、Berkovich圧子の変位量に関する横軸との交点での、Berkovich圧子の変位量(残留深さ)である。)
を、最小自乗法を用いてアンローディング曲線に近似させ、A及びmの値を決定する。
(2−5)式(2):S=dW/dh=mA(hmax−hf)m−1
(式(2)中、hmaxは、最大荷重W10でのBerkovich圧子の変位量である。)
に従って、S(剛性値)を、アンローディング曲線の初期部分の接線の傾きから算出する。
(2−6)式(3):hc=hmax−εW10/S
(式(3)中、hcは接触深さである。εは圧子の形状に関する定数であり、Berkovich圧子の場合0.75である。)
に従って、hc(接触深さ)を求める。
(2−7)式(4):Ac=24.5hc2+f(hc)
(式(4)中、f(hc)は圧子の曲率から求められる補正項である。ナノインデンター(ENT−2100)に付属の稜間各115°のBerkovich圧子では、Oliver−Pharrの解析法を用いて求めることができる。)
に従って、Ac(投影接触面積)を求める。
(2−8)式(5):H10=Fmax/Ac
に従ってH10を求める。
(式(5)中、Fmaxは、最大荷重であり、H10の測定ではW10である。)
(2−9)2−1〜2−8の工程に従って、トナー粒子1個につき5箇所のH10の測定を、トナー粒子100個について行う。得られる計500のH10のデータの平均値をトナーのH10の値とする。
(圧子変位100nmでの荷重(W100)の決定)
工程(1−3)で、Berkovich圧子の変位量が100nmの時の荷重を読み取ることの他は、H10の測定と同様にして、Berkovich圧子の変位量が100nmの時の荷重W100(μN)読み取る。次いで、ローディング曲線とアンローディング曲線とを得る際の最大荷重を、W10からW100に変えることの他は、H10と同様にして、H100を求める。
本発明のトナーは、結着樹脂と、離型剤とを含む。本発明のトナーは、必要に応じて、着色剤、電荷制御剤、磁性粉のような成分を含んでいてもよい。本発明のトナーの構造は、前述のH10と、H100とが、それぞれ所定の範囲内の値である限り特に限定されない。本発明のトナーは、保存安定性に優れる点で、結着樹脂と、離型剤とを含むトナーコア粒子と、トナーコア粒子中の結着樹脂のガラス転移点(Tg)よりも高いTgを有する樹脂からなり、トナーコア粒子を被覆するシェル層とからなる、コア−シェル構造のトナーであるのが好ましい。トナーの調製に用いる、結着樹脂、離型剤、着色剤、電荷制御剤、磁性粉のような成分は、コアーシェル構造のトナーと、トナー粒子の表面にシェル層を持たない非コアーシェル構造のトナーとで同様である。
トナーコア粒子は、結着樹脂と、離型剤とを含む。トナーコア粒子は結着樹脂に加え、必要に応じて、着色剤、電荷制御剤、及び磁性粉のような成分を含有してもよい。以下、トナーコア粒子について、必須、又は任意の成分である、結着樹脂、離型剤、着色剤、電荷制御剤、及び磁性粉と、トナーコア粒子の製造方法について順に説明する。
本発明のトナーを構成するトナーコア粒子に含まれる結着樹脂は、H10と、H100とが前述の所定の範囲内の値である限り、特に制限されない。
トナーコア粒子は、トナーの定着性や耐オフセット性を向上させる目的で、離型剤を含む。離型剤の種類は、従来からトナー用の離型剤として使用されているものであれば特に限定されない。
トナーコア粒子は、必要に応じて着色剤を含んでいてもよい。着色剤は、トナー粒子の色に合わせて、公知の顔料や染料を用いることができる。トナーに添加することができる好適な着色剤の具体例としては以下のような着色剤が挙げられる。
トナーコア粒子は、必要に応じ、電荷制御剤を含んでいてもよい。電荷制御剤は、トナーの帯電レベルの安定性や、所定の帯電レベルに短時間でトナーを帯電可能か否かの指標となる帯電立ち上がり特性を向上させ、耐久性や安定性に優れたトナーを得る目的で使用される。トナーを正帯電させて現像を行う場合、正帯電性の電荷制御剤が使用され、トナーを負帯電させて現像を行う場合、負帯電性の電荷制御剤が使用される。
本発明のトナーのトナーコア粒子には、必要に応じて、磁性粉を配合することができる。磁性粉の種類は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。好適な磁性粉の例としては、フェライト、マグネタイトのような鉄;コバルト、ニッケルのような強磁性金属;鉄、及び/又は強磁性金属を含む合金;鉄、及び/又は強磁性金属を含む化合物;熱処理のような強磁性化処理を施された強磁性合金;二酸化クロムが挙げられる。
トナーコア粒子の製造法穂は、前述のH10と、H100とが所定の範囲内の値であるトナーを製造し得る限り特に限定されない。好適なトナーコア粒子の製造方法としては、前述の粉砕法と、凝集法とが挙げられる。
円盤状の二枚のディスクであって、トナーコア粒子を製造する際に、二枚のディスクの円形面の間に空隙が形成されるように配置される、固定ディスクA及び回転ディスクBと、
空隙の端部から、空隙に第一原液(A液)を供給する第一原液供給部と、
固定ディスクの円形面の中心を基準として、第一原液供給部とは反対側に、固定ディスクの上面と下面とを連通して形成された、固定ディスクの上面側から空隙に第二原液(B液)を供給する、1以上の第二原液供給部と、
を備える。
図2は、トナーコア粒子の製造に用いられるマイクロリアクターの断面の模式図である。図2に示すように、マイクロリアクターは、円盤状の二枚のディスクである固定ディスクA及び回転ディスクBを有し、固定ディスクAと、回転ディスクBとは、その間に、薄層が形成可能なように空隙を有して配置される。
以下、トナーコア粒子の製造方法に用いられる、トナーコア粒子を構成する成分を含む微粒子を含む分散液であるA液と、凝集剤を含むB液とについて説明する。
A液は、トナーコア粒子を構成する成分を含む微粒子を含む分散液である。A液は、結着樹脂微粒子と、離型剤微粒子とを含有する微粒子分散液であるか、結着樹脂と離型剤とを含む微粒子を含有する微粒子分散液である。A液は、必要に応じて、さらに、着色剤の微粒子を含んでいてもよい。また、A液に含まれる、結着樹脂微粒子、離型剤微粒子、又は結着樹脂と離型剤とを含む微粒子は、必要に応じて、着色剤、電荷制御剤のような成分を含んでいてもよい。以下、結着樹脂を含む微粒子分散液の調製方法、離型剤を含む微粒子分散液の調製方法、及び着色剤を含む微粒子分散液の調製方法について説明する。結着樹脂を含む微粒子分散液の調製方法、離型剤を含む微粒子分散液の調製方法、及び着色剤を含む微粒子分散液の調製方法は、以下に説明する方法に限定されない。
まず、結着樹脂、又は結着樹脂とトナーコア粒子が含んでいてもよい任意成分とを含む樹脂組成物を、ターボミルのような粉砕装置を用いて、粗粉砕する。粗粉砕物を、イオン交換水のような水性媒体に分散させた状態で、フローテスターで測定される結着樹脂の軟化点より10℃以上高い温度(最高でも200℃程度までの温度)に加熱する。加熱された結着樹脂の分散液に、クレアミックス(エム・テクニック株式会社製)のような高速剪断乳化装置を用いて強い剪断力を与えることで、結着樹脂を含む微粒子分散液が得られる。
まず、離型剤を予め100μm以下程度に粉砕し、離型剤の粉体を得る。離型剤の粉体を、界面活性剤を含む水性媒体中に添加してスラリーを調製する。次いで、得られるスラリーを離型剤の融点以上の温度に加熱する。加熱されたスラリーに、ホモジナイザーや圧力吐出型分散機を用いて強い剪断力を付与し、離型剤微粒子を含む水性分散液を調製する。
界面活性剤を含む水性媒体中で、着色剤と、必要に応じて着色剤の分散剤のような成分とを、公知の分散機を用いて分散処理することで、着色剤を含む微粒子が得られる。分散剤の種類は特に限定されず、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、及びノニオン系界面活性剤の何れも使用できる。界面活性剤の使用量は特に限定されないが、臨界ミセル濃度(CMC)以上であるのが好ましい。
B液は、凝集剤を含む。B液に含まれる凝集剤は、A液に含まれる、トナーコア粒子を構成する成分を含む微粒子を良好に凝集できれば特に限定されない。B液に含まれる凝集剤の例としては、無機金属塩、無機アンモニウム塩が挙げられる。無機金属塩としては、硫酸ナトリウム、塩化ナトリウム、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、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウムのような金属塩、及びポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウムのような無機金属塩重合体が挙げられる。無機アンモニウム塩としては、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウムが挙げられる。また、4級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤や、ポリエチレンイミンも凝集剤として使用できる。また、凝集剤を溶解させる溶媒は、凝集剤を良好に溶解させることができれば特に限定されない。
シェル層の材質は、前述のH10と、H100とが、それぞれ所定の範囲内の値となるトナーを製造し得る限り特に限定されない。シェル層の材質としては通常、樹脂材料が使用される。シェル層の材質として好適な樹脂材料としては、(メタ)アクリル系樹脂、及びスチレン−(メタ)アクリル系樹脂が挙げられる。以下、シェル層の好適な材料である、(メタ)アクリル系樹脂、及びスチレン−(メタ)アクリル系樹脂と、シェル層の形成方法とについて説明する。
シェル層を構成する樹脂として、(メタ)アクリル系樹脂を用いる場合、(メタ)アクリル系樹脂は、少なくとも(メタ)アクリル系モノマーを含むモノマーを重合して得られる樹脂である。(メタ)アクリル系樹脂の調製に使用される(メタ)アクリル系モノマーとしては、(メタ)アクリル酸;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、及びプロピル(メタ)アクリレートのようなアルキル(メタ)アクリレート;(メタ)アクリルアミド、N−アルキル(メタ)アクリルアミド、N−アリール(メタ)アクリルアミド、N,N−ジアルキル(メタ)アクリルアミド、及びN,N−ジアリール(メタ)アクリルアミドのような(メタ)アクリルアミド化合物が挙げられる。
シェル層を構成する樹脂として、スチレン−(メタ)アクリル系樹脂を用いる場合、スチレン−(メタ)アクリル系樹脂は、少なくとも、スチレン系モノマーと、(メタ)アクリル系モノマーとを含むモノマーを共重合して得られる樹脂である。
シェル層の形成方法は、H10と、H100とが、それぞれ所定の範囲内であるトナーを製造できる限り特に限定されない。シェル層の形成方法は、乾式法であっても湿式法であってもよい。シェル層の形成方法としては、トナーコア粒子表面に均一な厚さのシェル層を形成しやすいこととから湿式法が好ましい。以下、シェル層の形成方法について、乾式法と、湿式法とについて説明する。
乾式法では、撹拌された乾燥状態のトナーコア粒子に対して、シェル層を構成する樹脂の微粒子(以下、単に樹脂微粒子ともいう)を供給し、トナーコア粒子の表面に樹脂微粒子を付着させて、トナーコア粒子の表面にシェル層を形成させる方法が挙げられる。この場合、乾燥状態のトナーコア粒子は、気相中に分散しているのが好ましい。また、樹脂微粒子は、水性媒体中の懸濁液のような状態で供給されるのが好ましい。
湿式法では、トナーコア粒子が水性媒体中に分散した懸濁液に対して、シェル層を構成する樹脂の微粒子を加え、トナーコア粒子と樹脂微粒子とを含む懸濁液を撹拌して、トナーコア粒子の表面に樹脂微粒子を付着させる方法である。トナーコア粒子と樹脂微粒子とを含む懸濁液を撹拌する際には、加熱するのが好ましい。
本発明のトナーは、必要に応じて、その表面を、外添剤を用いて処理されていてもよい。本出願の明細書では、外添剤を用いて処理される粒子を、「トナー母粒子」と称する。外添剤の種類は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、従来からトナー用に使用されている外添剤から適宜選択できる。好適な外添剤の具体例としては、シリカや、アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウムのような金属酸化物が挙げられる。これらの外添剤は、2種以上を組み合わせて使用できる。また、これらの外添剤は、アミノシランカップリング剤やシリコーンオイルのような疎水化剤を用いて疎水化して使用することもできる。疎水化された外添剤を用いる場合、高温高湿下でのトナーの帯電量の低下を抑制しやすく、また、流動性に優れるトナーを得やすい。
本発明のトナーは、所望のキャリアと混合して2成分現像剤として使用することもできる。2成分現像剤を調製する場合、磁性キャリアを用いるのが好ましい。
(ポリエステル樹脂微粒子分散液の調製)
後述するポリエステル樹脂r−1〜r−3を用いて、表1に記載のポリエステル樹脂微粒子を含む水性媒体分散液R−1〜R−3を調製した。
ポリエステル樹脂r−1として、以下の非晶質ポリエステル樹脂を用いた。
数平均分子量(Mn1):2,000
質量平均分子量(Mw1):6,000
分子量分布(Mw1/Mn1):3.0
融点(Tm1):70.8℃
ガラス転移点(Tg1):38.4℃
酸価:11.6mgKOH/g
ポリエステル樹脂r−2として、以下の非晶質ポリエステル樹脂を用いた。
数平均分子量(Mn1):2,200
質量平均分子量(Mw1):6,300
分子量分布(Mw1/Mn1):2.9
融点(Tm1):80.4℃
ガラス転移点(Tg1):46.0℃
酸価:10.9mgKOH/g
ポリエステル樹脂r−3として、以下の非晶質ポリエステル樹脂を用いた。
数平均分子量(Mn1):2,500
質量平均分子量(Mw1):6,600
分子量分布(Mw1/Mn1):2.6
融点(Tm1):107.3℃
ガラス転移点(Tg1):65.2℃
酸価:10.7mgKOH/g
(離型剤微粒子分散液の調製)
離型剤(WEP−5、ペンタエリスリトールベヘン酸エステルワックス、溶融温度84℃、(日本油脂株式会社製))200g、アニオン界面活性剤(エマールE27C(花王株式会社製))2g、及びイオン交換水800gを混合した。混合液を100℃に加熱し離型剤を融解させた後、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50(IKA社製))を用いて5分間混合液を乳化させた。次いで、ゴーリンホモジナイザー(マントンゴーリン社製)を用いて、100℃で、乳化処理を行った。このようにして、平均粒子径が250nm、融点が83℃、固形分濃度が20質量%の離型剤微粒子分散液を得た。
(着色剤微粒子分散液の調製)
シアン着色剤(C.I.ピグメントブルー15:3(銅フタロシアニン))90g、アニオン界面活性剤(ドデシル硫酸ナトリウム)10g、及びイオン交換水400gを混合した。混合液を、高圧衝撃式分散機アルティマイザー(HJP30006(株式会社スギノマシン製))を用いて、1時間乳化・分散させて、固形分濃度が15質量%の着色剤微粒子分散液を得た。
(アクリル系樹脂微粒子分散液の調製)
ポリエステル樹脂r−1〜r−3の代わりに、後述するアクリル系樹脂s−1〜s−5を用いる他は、ポリエステル樹脂微粒子分散液の調製方法と同様にして、シェル層を形成させるためのアクリル系樹脂微粒子を含む水性媒体分散液を調製した。水性媒体分散液に含まれるシェル層の形成に用いられるアクリル系樹脂微粒子の粒子径と、アクリル樹脂微粒子分散液の固形分濃度とを表2に記す。なお、アクリル系樹脂微粒子の粒子径は、粒子径測定装置(LA−950(株式会社堀場製作所製))を用いて測定した。
アクリル系樹脂s−1として、以下のアクリル系樹脂の粉末を用いた。
数平均分子量(Mn2):100,000
質量平均分子量(Mw2):500,000
分子量分布(Mw2/Mn2):5.0
融点(Tm2):147.9℃
ガラス転移点(Tg2):62.9℃
アクリル系樹脂s−2として、以下のアクリル系樹脂の粉末を用いた。
数平均分子量(Mn2):30,000
質量平均分子量(Mw2):100,000
分子量分布(Mw2/Mn2):3.3
融点(Tm2):123.4℃
ガラス転移点(Tg2):63.0℃
アクリル系樹脂s−3として、以下のアクリル系樹脂の粉末を用いた。
数平均分子量(Mn2):200,000
質量平均分子量(Mw2):500,000
分子量分布(Mw2/Mn2):2.5
融点(Tm2):147.9℃
ガラス転移点(Tg2):62.9℃
アクリル系樹脂s−4として、以下のアクリル系樹脂の粉末を用いた。
数平均分子量(Mn2):7,000
質量平均分子量(Mw2):20,000
分子量分布(Mw2/Mn2):2.9
融点(Tm2):115.5℃
ガラス転移点(Tg2):60.0℃
アクリル系樹脂s−5として、以下のアクリル系樹脂の粉末を用いた。
数平均分子量(Mn2):250,000
質量平均分子量(Mw2):800,000
分子量分布(Mw2/Mn2):3.2
融点(Tm2):155.5℃
ガラス転移点(Tg2):63.0℃
〔シリカの調製〕
ジメチルポリシロキサン(信越化学工業株式会社製)100g、及び3−アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業株式会社製)100gをトルエン200gに溶解させた後、10倍に希釈した。次いで、ヒュームドシリカアエロジル#90(日本アエロジル株式会社製)200gを撹拌しながら、ジメチルポリシロキサンと3−アミノプロピルトリメトキシランとの希釈溶液を徐々に滴下した後、30分間超音波照射・撹拌して混合した。得られた混合物を150℃の恒温槽で加熱した後、トルエンをロータリーエヴァポレーターで留去して固形物を得た。得られた固形物を、減圧乾燥機を用いて設定温度50℃で減量しなくなるまで乾燥した。さらに、電気炉を用いて、窒素気流下、200℃で3時間処理を行いシリカの粗粉体を得た。シリカの粗粉体を、ジェットミル(IDS型ジェットミル(日本ニューマチック工業株式会社製))を用いて解砕してバグフィルターで捕集し、シリカを得た。
〔トナーコア粒子の調製工程:マイクロリアクターを用いる凝集法〕
実施例1〜3、5、及び比較例4、5では、マイクロリアクター(ULREA SS−11(エム・テクニック株式会社製))を用いた凝集法を用いて、トナーコア粒子の分散液を調製した。
マイクロリアクターの装置条件を以下のように設定し、以下の条件で第一原液供給部xから第一原液を供給し、以下の条件で第二原液供給部yから微粒子凝集剤として5質量%濃度の塩化マグネシウム(MgCl2)水溶液を供給した。その後、冷却ジャケットを有する液排出部zで、トナーコア粒子を含む分散液を得た。なお、第一原液のpH値は、トリエタノールアミンを加えることで、予め9に調整した。
背圧力:0.08MPa(G)
プロセス供給圧力:0.3MPa(G)
ディスク回転速度:1,000rpm
<第一原液供給部条件>
液温度:70℃
流量:50ml/分
<第二原液供給部条件>
液温度:60℃
流量:20ml/分
得られたトナーコア粒子を含む分散液800g(固形分濃度20質量%)と、表3、及び4に記載の種類の樹脂微粒子分散液38gとを容量1000mlのステンレス製ビーカーに投入した。
ブフナーロートを用いて、トナー母粒子を含む分散液からトナー母粒子のウエットケーキをろ取した。トナー母粒子のウエットケーキを再度イオン交換水に分散させてトナー母粒子を洗浄した。トナー母粒子のイオン交換水を用いる同様の洗浄を5回繰り返した。
トナー母粒子のウエットケーキを、濃度50質量%のエタノール水溶液に分散させてスラリーを調製した。得られたスラリーを連続式表面改質装置(コートマイザー(フロイント産業株式会社製))を用いて、熱風温度40℃、72時間、ブロアー風量2m3/分の乾燥条件で乾燥させて、表3、及び4に記載の体積平均径、及び平均円形度のトナー母粒子を得た。
得られたトナー母粒子100gと、調製例5で得たシリカ2gとを、ヘンシェルミキサー(三井三池工業株式会社製,容量5L)を用いて5分間混合し、その後、混合物を、篩(#300メッシュ、目開き48μm)を用いて篩別し、実施例1〜3、5、及び比較例4、5のトナーを得た。
〔トナーコア粒子の調製工程:マイクロリアクターを用いた凝集法〕
実施例1のトナーと同様にトナーコア粒子の調製工程を行い、トナーコア粒子を含む分散液を得た。
〔洗浄工程・乾燥工程〕
得られたトナーコア粒子を含む分散液について、実施例1のトナーの洗浄工程、及び乾燥工程と同様にして、洗浄工程、及び乾燥工程を行い、トナーコア粒子を得た。
シェル層の形成には表面改質装置(微粒子コーティング装置 SFP−01型(株式会社パウレック製))を用いた。トナーコア粒子100gを、表面改質装置の流動層中に、給気温度80℃で循環させた。25nL/分の圧縮空気をスプレーノズルに送り、表3に記載の種類の樹脂微粒子分散液40mlを、スプレー速度5ml/分で、表面改質装置の流動層中に噴霧した。第1撹拌羽根の周速を0.75m/sで回転させ、第1撹拌羽根とメッシュスクリーンとの間隙を0.5mmなるように設定した。メッシュスクリーンは、厚みが1mm、開口率50%、孔の直径が1mmのものを使用した。8分後、スプレー液の供給が終了した微粒子コーティング装置の中から、表3に記載の体積平均径、及び平均円形度のトナー母粒子を取り出した。
得られたトナー母粒子を、実施例1のトナーと同様に外添工程を行い、実施例4のトナーを得た。
〔トナーコア粒子の調製工程:撹拌羽根を用いた凝集法〕
撹拌装置として撹拌羽根を備えるステンレス製の容量2Lの丸底フラスコ容器に、表4に記載の種類のポリエステル樹脂微粒子分散液500gと、調製例2で得た離型剤微粒子分散液68gと、調製例3で得た着色剤微粒子分散液33gとを入れ、これらを25℃で混合した。次いで、フラスコの内容物を、撹拌羽根(R1345撹拌羽根(IKA社製)、プロペラ型4枚羽根)を用いて速度100rpmで撹拌した状態で、1N−水酸化ナトリウム水溶液をフラスコ内に加えて、混合液のpHを11に調整した。その後、フラスコの内容物を25℃、120rpmで10分間撹拌した後、凝集剤(濃度50質量%の塩化マグネシウム水溶液)17gを5分間かけて、フラスコの内容物を撹拌しながら、フラスコ内に添加した。凝集剤添加後、フラスコの内容物を撹拌しながら、フラスコ内温を0.2℃/分の昇温速度で50℃まで上げた。50℃まで昇温させた後、同温度、120rpmで、30分間、フラスコの内容物を撹拌した。次いで、撹拌羽根の速度を200rpmに変えた後、フラスコ内温を、0.2℃/分の昇温速度で55℃まで上げて、同温度で60分間、フラスコの内容物を撹拌して、微粒子を凝集させて、微粒子凝集体であるトナーコア粒子を含む分散液を得た。
得られたトナーコア粒子を含む分散液を、実施例1のトナーと同様にシェル層形成工程、洗浄工程、及び乾燥工程を行い、表4に記載の体積平均径、及び平均円形度のトナー母粒子を得た。
得られたトナー母粒子を、実施例1のトナーと同様に外添工程を行い、比較例1のトナーを得た。
〔トナーコア粒子の調製工程:マイクロリアクターを用いた凝集法〕
実施例1のトナーと同様にトナーコア粒子の調製工程を行い、トナーコア粒子を含む分散液を得た。
得られたトナーコア粒子を含む分散液を、トナー母粒子を含む分散液として、実施例1のトナーと同様に洗浄工程、及び乾燥工程を行い、表4に記載の体積平均径、及び平均円形度のトナー母粒子を得た。
得られたトナー母粒子を、実施例1のトナーと同様に外添工程を行い、比較例2のトナーを得た。
実施例1〜5、及び比較例1〜4のトナーについて、H10とH100とを、測定装置として、超微小押し込み硬さ試験機(ナノインデンター、ENT−2100(株式会社エリオニクス製))を用いて、前述の方法に従って測定した。測定結果を表5、及び6記す。
実施例1〜5、及び比較例1〜4で得られたトナーを用いて、以下の方法に従って、耐熱保存性を評価した。実施例1〜5、及び比較例1〜4のトナーの耐熱保存性の評価結果を表5、及び6記す。
20gのポリ容器にトナー3gを秤量し、オーブンを用いて60℃で3時間及び48時間加温後に取り出した。25℃65%での環境下で30分間静置した後、目開き105μm、63μm、45μmの篩いを重ねて保存後のトナーを載せ、パウダーテスター(ホソカワミクロン株式会社製)を用いて5メモリ、30秒間振動させて下式から耐熱保存後の凝集度を算出した。
(105μm篩上の重量)/3×100・・・(a)
(63μm篩上の重量)/3×100×3/5・・・(b)
(45μm篩上の重量)/3×100×1/5・・・(c)
凝集度(%)=(a)+(b)+(c)
耐熱保存性は、下記の基準に従って評価した。
○:凝集度2%未満。
△:凝集度2%以上、15%未満。
×:凝集度15%以上。
実施例1〜5、及び比較例1〜4で得られたトナーを用いて、以下の方法に従って、定着性、部材付着、及び画像かぶりを評価した。なお、定着性、部材付着、及び画像かぶりの評価は、以下の方法に従って調製した2成分現像剤を用いて行った。実施例1〜5、及び比較例1〜4のトナーの評価結果を、表5、及び6に記す。
(2成分現像剤の調製)
キャリア300gと、トナー30gと、を容量500mlのポリボトルに秤量し、ターブラー・ミキサー(T2F型(シンマルエンタープライザス社製))で30分間混合して2成分現像剤を調製した。
定着性の評価として、以下の方法に従って、低温定着性、耐高温オフセット性、及び離型性についての試験を行った。定着試験機として、定着装置を取り外し、外部駆動装置、及び定着温度制御装置を設置したカラー複合機(TASKalfa 550ci(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製))の定着装置改造機を用いた。評価機として定着装置を取り外したカラー複合機(TASKalfa 550ci(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製))の改造機を用いた。被記録媒体には、普通紙(C2(富士ゼロックス株式会社製))を用いた。
評価機を用いて、サイズ2cm×3cm、トナー載り量1.8g/cm2の未定着ベタ画像を被記録媒体に形成した。得られた未定着画像を、所定の温度に設定された定着試験機を用いて、線速275mm/秒の条件で定着させた。定着後の画像を、画像部が内側となるように半分に折り曲げ、底面を布帛で被覆された1kgの重りを用いて、折り目上を5往復摩擦した。次いで、紙を広げ、画像部を、重りを用いて5往復摩擦した。折り曲げ部のトナーの剥がれが1mm以内を合格と判定し、1mm超を不合格と判定した。定着温度を90℃から5℃刻みで上げて評価を行い、トナーの剥がれが合格と判定される最低の定着温度を、最低定着温度として、以下の評価基準に従って低温定着性を評価した。○、及び△を合格とし、×を不合格とした。
○:最低定着温度が100℃未満。
△:最低定着温度が100℃以上、115℃未満。
×:最低定着温度が115℃以上。
線速を49mm/秒とする他は、低温定着性の評価と同様の条件で形成した評価用画像(ベタ画像)を評価した。
定着温度を110℃から5℃刻みで上げていき、オフセットが発生しなかった最高温度を高温オフセット未発生温度として、以下の評価基準に従って耐高温オフセット性を評価した。○、及び△を合格とし、×を不合格とした。
○:高温オフセット未発生温度が160℃以上。
△:高温オフセット未発生温度が145℃以上、160℃未満。
×:高温オフセット未発生温度が145℃未満。
評価機を用いて、被記録媒体上に先端マージン3mmのベタの未定着画像を形成した。得られた被記録媒体を、定着温度180℃、線速97mm/秒の条件で、定着試験機に通した。トナー載り量を、0.5mg/cm2から2.0mg/cm2まで、0.1mg/cm2刻みで変化させ、被記録媒体が定着ローラーに巻きつかないトナー載り量(mg/cm2)を分離可能トナー載り量とした。下記の基準に従って着分離性を評価した。○、及び△を合格とし、×を不合格とした。
○:トナー載り量が1.5mg/cm2以上。
△:トナー載り量が1.0mg/cm2以上、1.5mg/cm2未満。
×:トナー載り量が1.0mg/cm2未満。
カラー複合機(TASKalfa 550ci(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製))を用いて、32.5℃、80%RH環境下で、印字率20%の縦帯パターンを連続10,000枚出力した。その際、現像スリーブ・感光体ドラムへのトナーの付着に起因する画像品質の悪化が見られないかどうかという観点から、部材付着を、以下の基準に従って評価した。「なし」を合格とし、「あり」を不合格とした。
「なし」:画像上の変化が目視で認められない。
「あり」:画像上の変化が目視で認められる。
部材付着を評価したものと同じカラー複合機を用いて、32.5℃、80%RH環境下で、印字率2%の文字パターンを連続5,000枚出力した後、印字率50%のパッチパターンを連続1,000枚出力した後、かぶり濃度測定用の、パッチパターンを形成した被記録媒体を出力した。かぶり濃度測定用の被記録媒体を用いて、パッチパターン出力時の白地部の最大画像濃度を測定し、パッチパターンの白紙部の最大画像濃度から、画像出力前の白紙の画像濃度を差し引いた値をかぶり濃度とした。画像濃度は、反射濃度計(RD−918(グレタグマクベス社製))を用いて測定した。画像かぶりは、以下の基準に従って評価した。○、及び△を合格とし、×を不合格とした。
○:かぶり濃度0.004未満
△:かぶり濃度0.004以上、0.010未満
×:かぶり濃度0.010以上
Claims (3)
- 結着樹脂と、離型剤とを含み、
ナノインデンテーション法を用いて測定される、
(1)変位量が10nmでのトナー粒子表面の硬度が、1GPa以上3GPa以下であり、
(2)変位量が100nmでのトナー粒子表面の硬度が、1GPa以下である、静電荷像現像用トナー。 - 前記結着樹脂と、前記離型剤とを含むトナーコア粒子と、トナーコア粒子を被覆するシェル層とからなり、
前記結着樹脂が、ポリエステル樹脂を含み、
前記シェル層が、(メタ)アクリル系樹脂、及びスチレン−(メタ)アクリル系樹脂からなる群から選択される1種類以上の樹脂を含む、請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。 - 円盤状の二枚のディスクであって、二枚のディスクの円形面の間に樹脂粒子の製造時に空隙を有するように配置される、固定ディスクA及び回転ディスクBと、
前記空隙の端部から、前記空隙に、結着樹脂微粒子と、離型剤微粒子とを含有する第一原液、又は結着樹脂と離型剤とを含む微粒子を含有する第一原液を供給する、第一原液供給部と、
前記固定ディスクの円形面の中心を基準として、前記第一原液供給部とは反対側に、前記固定ディスクの上面と下面とを連通して形成された、前記固定ディスクの上面側から前記空隙に凝集剤を含む第二原液を供給する、1以上の第二原液供給部と、
を備えるマイクロリアクターを用いて、前記第一原液と、前記第二原液とを混合して前記(A)結着樹脂微粒子と前記(B)離型剤微粒子とを凝集させて、前記結着樹脂と、前記離型剤とを含む樹脂粒子を得る工程、
を含む方法を用いて製造される樹脂粒子を、前記トナーコア粒子として用いる、請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
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