[go: up one dir, main page]

JP2020013119A - トナー - Google Patents

トナー Download PDF

Info

Publication number
JP2020013119A
JP2020013119A JP2019123638A JP2019123638A JP2020013119A JP 2020013119 A JP2020013119 A JP 2020013119A JP 2019123638 A JP2019123638 A JP 2019123638A JP 2019123638 A JP2019123638 A JP 2019123638A JP 2020013119 A JP2020013119 A JP 2020013119A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
particles
toner
mass
parts
inorganic infrared
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2019123638A
Other languages
English (en)
Inventor
橋本 昭
Akira Hashimoto
昭 橋本
山本 毅
Takeshi Yamamoto
毅 山本
隆之 豊田
Takayuki Toyoda
隆之 豊田
麻紀 岡島
Maki Okajima
麻紀 岡島
暁子 北尾
Akiko Kitao
暁子 北尾
鈴木 幸一
Koichi Suzuki
幸一 鈴木
東 隆司
Takashi Azuma
隆司 東
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Publication of JP2020013119A publication Critical patent/JP2020013119A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/0802Preparation methods
    • G03G9/0812Pretreatment of components
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/0819Developers with toner particles characterised by the dimensions of the particles
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/0821Developers with toner particles characterised by physical parameters
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/0825Developers with toner particles characterised by their structure; characterised by non-homogenuous distribution of components
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/087Binders for toner particles
    • G03G9/08702Binders for toner particles comprising macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • G03G9/08706Polymers of alkenyl-aromatic compounds
    • G03G9/08708Copolymers of styrene
    • G03G9/08711Copolymers of styrene with esters of acrylic or methacrylic acid
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/087Binders for toner particles
    • G03G9/08742Binders for toner particles comprising macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • G03G9/08755Polyesters
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/09Colouring agents for toner particles
    • G03G9/0902Inorganic compounds
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/09Colouring agents for toner particles
    • G03G9/0926Colouring agents for toner particles characterised by physical or chemical properties
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/093Encapsulated toner particles
    • G03G9/09307Encapsulated toner particles specified by the shell material
    • G03G9/09314Macromolecular compounds
    • G03G9/09321Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/093Encapsulated toner particles
    • G03G9/09307Encapsulated toner particles specified by the shell material
    • G03G9/09342Inorganic compounds
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/093Encapsulated toner particles
    • G03G9/0935Encapsulated toner particles specified by the core material
    • G03G9/09385Inorganic compounds
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/093Encapsulated toner particles
    • G03G9/09392Preparation thereof

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Abstract

【課題】可視光下では不可視であり、赤外線を照射したときに認識可能な高精細な画像を形成できるトナーを提供する。【解決手段】結着樹脂および無機系赤外線吸収剤粒子を含有するトナー粒子を有するトナーであって、(1)該トナーを用いて記録材の上に形成される載り量0.30mg/cm2の未定着画像を定着させて得られる定着画像の分光分析において、波長400nm以上800nm以下の範囲における光の吸収率の最大値が10%以下であり、(2)透過型電子顕微鏡を用いた該トナー粒子の断面観察において、トナー粒子の断面像の重心を中心とする半径2.0μmの円を描き、該円を4分割して4つの四分円を形成したとき、各四分円において観察される該無機系赤外線吸収剤粒子の個数の変動係数が0.50以下である、トナー。【選択図】なし

Description

本発明は、電子写真及び静電印刷のような画像形成方法に用いられる静電荷像を現像するためのトナーに関する。
付加情報を不可視画像として可視画像中に埋め込む技術が近年注目を集めている。不可視画像は、可視画像と重畳しても見た目を劣化させない、つまり通常の印刷物としての品質を保ちつつ、埋め込まれた情報も合せて利用できるため、セキュリティー分野をはじめとして多方面の分野での応用が期待されている。
特許文献8には、酸化インジウムスズ(ITO)を用いたインクが記載されている。
不可視画像を形成するための不可視トナーとして、様々なトナーが提案されている。
特許文献1には、赤外線吸収剤と酸化防止剤とを含有する不可視トナーが開示されており、赤外線吸収剤としてジイモニウムを用いることが記載されている。
特許文献9には、いわゆるフラッシュ定着用のトナーとしてITOなどを含む近赤外線吸収顔料内包トナーが記載されている。
特許文献2には、有機系赤外線吸収剤と無機系赤外線吸収剤とを含有する不可視トナーが開示されている。特許文献2には実施例として、有機系赤外線吸収剤としてフッ素化フタロシアニンやイモニウム系化合物を含有し、無機系赤外線吸収剤として酸化イッテルビウムやスズドープ酸化インジウムを含有する不可視トナーが記載されている。また、特許文献2には比較例として、赤外線吸収剤としてスズドープ酸化インジウムのみを含有する不可視トナーが記載されている。
特許文献3には、定着補助粒子を用いる画像形成方法が開示され、定着補助粒子としてスズドープ酸化インジウムを含有し、かつ粒径がサブミクロンサイズの樹脂微粒子が記載されている。
特許文献4には、トナー中の無機系赤外線吸収剤の分散粒径を規定した不可視トナーが開示されており、赤外線吸収剤として銅燐酸結晶化ガラスを用いることが記載されている。
特許文献5には、赤外線吸収剤としてゲーサイトを含有する不可視トナーが開示されている。
特許文献6には、赤外線吸収剤としてガリウムドープ酸化亜鉛を含有する不可視トナーが開示されている。
特許文献7には、赤外線吸収剤として酸化タングステンおよび/またはタングステン酸塩を含有するインクトナーを定着工程で使用することが開示されている。
特開2006−078888号公報 特開2005−233990号公報 特開2009−251414号公報 特開2003−186238号公報 特開2006−079020号公報 特開2010−102325号公報 特表2011−503274号公報 特開2000−309736号公報 特開平10−039535号公報
特許文献1に記載の不可視トナーは、可視光(波長:400nm〜700nm)下において若干緑色を呈しており、その画像が肉眼で認識できてしまう。したがって、セキュリティー用途への使用は限定的となる。また、有機系赤外線吸収剤は劣化しやすく、酸化防止剤を含有させたとしても、長期間画像を保管した場合には赤外線吸収の能力が低下してしまう場合がある。
特許文献2に実施例として記載の有機系赤外線吸収剤を含有する不可視トナーも可視光下において若干着色しており、その画像が肉眼で認識できてしまう。したがって、セキュリティー用途への使用は限定的となる。また、特許文献2に比較例2として記載されたスズドープ酸化インジウムを多量に含有する不可視トナーは、特許文献2に記載されているとおり、赤外線吸収の能力が不十分である。さらに、特許文献2に比較例2として記載された不可視トナーは、粉砕法により製造されたトナーであり、粉砕界面、すなわちトナー表面に平均分散径1.0μmのスズドープ酸化インジウム粒子が露出したトナーである。スズドープ酸化インジウムは体積抵抗率がとても低い物質である。この様な体積抵抗率がとても低いスズドープ酸化インジウム粒子がトナー表面に広範囲に露出していると、トナーの良好な帯電保持が困難となり、現像性や転写性が低下し、精細な画像形成が困難となるという課題がある。
特許文献3に記載のスズドープ酸化インジウム粒子を含有する定着補助粒子も、赤外線吸収の能力が不十分である。本発明者らの検討によると、この原因は、定着補助粒子中のスズドープ酸化インジウム粒子の分散性が劣るためである。また、特許文献3に記載の定着補助粒子は、その表面に広範囲にスズドープ酸化インジウム粒子が露出した粒子である。この定着補助粒子をトナーとして用いた場合には、良好な帯電保持が困難であり、現像性や転写性が低下し、精細な画像形成が困難となるという課題がある。
特許文献4や特許文献5に記載の不可視トナーは、可視光下において着色しており、その画像が肉眼で認識できてしまう。したがって、セキュリティー用途への使用は限定的となる。また、これらの文献には、トナー中の無機系赤外線吸収剤粒子の個数の変動係数と、そのトナーを用いて形成した画像の画質との関係に関して、何ら言及されていない。
特許文献6に記載のガリウムドープ酸化亜鉛を含有する不可視トナーも、赤外線吸収の能力が不十分である。また、トナー中の無機系赤外線吸収剤粒子の個数の変動係数と、そのトナーを用いて形成した画像の画質との関係に関して、何ら言及されていない。
特許文献7の特許請求の範囲には、タングステン系赤外線吸収剤を含有するインクトナーが記載されているが、実施例に具体的な記載は無く詳細は不明である。したがって、このインクトナーが、不可視であるか否かについても不明である。さらに、インクトナー中のタングステン系赤外線吸収剤の個数の変動係数についても不明である。
したがって本発明の目的は、可視光下では不可視であり、赤外線を照射したときに認識可能な高精細な画像を形成できるトナーを提供することである。
本発明は、結着樹脂および無機系赤外線吸収剤粒子を含有するトナー粒子を有するトナーであって、
(1)該トナーを用いて形成される載り量0.30mg/cmの画像の分光分析において、波長400nm以上800nm以下の範囲における光の吸収率の最大値が10%以下であり、
(2)透過型電子顕微鏡を用いた該トナー粒子の断面観察において、トナー粒子の断面像の重心を中心とする半径2.0μmの円を描き、該円を4分割して4つの四分円を形成したとき、各四分円において観察される該無機系赤外線吸収剤粒子の個数の変動係数が0.50以下である、
ことを特徴とするトナーである。
本発明によれば、可視光下では不可視であり、赤外線を照射したときに認識可能な高精細な画像を形成できるトナーを提供することができる。
本発明における変動係数の算出方法を説明するためのトナー粒子の断面像を 示す概略図である。 本発明に係るトナーの製造に用いた熱球形化処理装置の概略断面図である。 評価例1における画像観察の状況を示す概略図である。
以下、本発明に係るトナーについて詳細に説明する。
本発明に係るトナーは、結着樹脂および無機系赤外線吸収剤粒子を含有する。
本発明に係るトナーに含有される結着樹脂は特に限定されず、結着樹脂としてトナーに通常使用される樹脂であれば使用することができる。具体的には、スチレンアクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等が例示でき、これらは単独で、あるいは混合して使用できる。また、本発明で用いる結着樹脂は、分子構造が線状の樹脂、分岐状の樹脂、架橋された樹脂の何れでも良く、これらの混合物でも良い。
無機系赤外線吸収剤粒子は、経時の劣化が極めて小さい安定な材料である。また、無機系赤外線吸収剤粒子は有機系赤外線吸収剤と比較して可視光の透過率が高く、セキュリティー用途に適した材料である。
本発明に係わるトナーに含有される無機系赤外線吸収剤粒子は特に限定されないが、例えば以下のものが挙げられる。酸化インジウム粒子、スズドープ酸化インジウム粒子等のインジウム系酸化物粒子、酸化スズ粒子、インジウムドープ酸化スズ粒子、アルミニウムドープ酸化スズ粒子、アンチモンドープ酸化スズ粒子等のスズ系酸化物粒子、酸化タングステン粒子、セシウムドープ酸化タングステン粒子、ルビジウムドープ酸化タングステン粒子、バリウムドープ酸化タングステン粒子等のタングステン系酸化物粒子、酸化亜鉛粒子、スズドープ酸化亜鉛粒子、インジウムドープ酸化亜鉛粒子、アルミニウムドープ酸化亜鉛粒子、ガリウムドープ酸化亜鉛粒子、ケイ素ドープ酸化亜鉛粒子等の亜鉛系酸化物粒子、酸化アンチモン粒子、スズドープ酸化アンチモン粒子等のアンチモン系酸化物粒子、ニオブドープ酸化チタン粒子等のチタン系酸化物粒子、酸化ハフニウム粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化モリブデン粒子、酸化イッテルビウム粒子、酸化セリウム粒子、酸化ジスプロシウム粒子、酸化ガドリニウム粒子、酸化ニオブ粒子、リン酸イッテルビウム粒子、酸化ランタン粒子、酸化サマリウム粒子、六ホウ化ランタン粒子等。これらの無機系赤外線吸収剤粒子は、単独で、あるいは混合して使用できる。
例示した無機系赤外線吸収剤粒子のうち、インジウム系酸化物粒子、スズ系酸化物粒子、およびタングステン系酸化物粒子からなる群より選択される一種以上の粒子が、可視光の透過性と赤外線吸収の能力のバランスに優れるため、好ましく用いられる。
インジウム系酸化物粒子として、スズドープ酸化インジウム粒子(ITO)が特に好ましく用いられる。スズ系酸化物粒子として、アンチモンドープ酸化スズ粒子(ATO)が特に好ましく用いられる。タングステン系酸化物粒子として、セシウムドープ酸化タングステン粒子が特に好ましく用いられる。
スズドープ酸化インジウムは、酸化インジウムと酸化スズとの混合物であり、可視光の透過率が高く、経時の劣化が極めて小さい安定な無機材料である。本発明で用いるスズドープ酸化インジウム粒子に含まれるインジウムとスズとのモル比は、95:5〜70:30の範囲が好ましく、この範囲内であると透明性と赤外線吸収の能力が特に良好である。
アンチモンドープ酸化スズは、酸化スズと酸化アンチモンとの混合物であり、可視光の透過率が高く、経時の劣化が極めて小さい安定な無機材料である。本発明で用いるアンチモンドープ酸化スズ粒子に含まれるスズとアンチモンとのモル比は、95:5〜70:30の範囲が好ましく、この範囲内であると透明性と赤外線吸収の能力が特に良好である。
セシウムドープ酸化タングステンは、酸化セシウムと酸化タングステンとの混合物であり、若干の青みがあり、経時の劣化が極めて小さい安定な無機材料である。本発明で用いるセシウムドープ酸化タングステン粒子に含まれるタングステンとセシウムとのモル比は、90:10〜60:40の範囲が好ましく、この範囲内であると透明性と赤外線吸収の能力が特に良好である。
無機系赤外線吸収剤粒子は、表面処理されていることが好ましい。表面処理剤としては、下記式1で表される繰り返し単位と、下記式2で表される繰り返し単位もしくは下記式3で表される繰り返し単位とを有する共重合体が好ましく用いられる。共重合体は、下記の式1〜3以外の繰り返し単位を有していてもよい。
R1〜R3は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜4の脂肪族直鎖炭化水素を示す。反応性の観点から、メチル基が好ましい。
R4、R5は、それぞれ独立して、水素原子またはメチル基を示す。
R6は、炭素数1〜4の脂肪族直鎖炭化水素基を示す。
R7は、炭素数1〜4の脂肪族直鎖炭化水素基を示す。
A1は、下記式4または式5の構造を示す(*は結合部位を示す)。
A1が式4の構造の場合、主鎖構造の安定性を高めるという観点から、R4は水素原子であることが好ましい。
共重合体の構成比(モル比)は、式1の繰り返し単位:式2あるいは式3の繰り返し単位=0.1:10.0〜10.0:10.0が好ましく、2.0:10.0〜4.0:10.0がさらに好ましい。上記の範囲内である場合、無機系赤外線吸収剤粒子の分散性や親水性が適度となる。
共重合体に含まれる繰り返し単位の組み合わせの具体例を以下に提示する。尚、2つの繰り返し単位をつなげて記載しているが、簡易的に記載しているだけであり、つながった状態で常に繰り返されていることを意味しない。
上記の共重合体で表面処理された無機系赤外線吸収剤粒子は、下記の各工程(ステップS11〜S13)を有する方法で製造することができる。
ステップS11:下記式6で示される構造の化合物と、無機系赤外線吸収剤粒子とのカップリング反応により、ビニル基を有する赤外線吸収剤粒子を得る工程。
ステップS12:前記ビニル基を有する赤外線吸収剤粒子と、スチレンモノマーもしくは下記式7で示される構造のモノマーを混合し、混合物を得る混合工程。
ステップS13:前記混合物を重合する重合工程。
R1〜R3は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜4の脂肪族直鎖炭化水素を示す。反応性の観点から、メチル基が好ましい。
R4、R5は、それぞれ独立して、水素原子またはメチル基を示す。
R6は、炭素数1〜4の脂肪族直鎖炭化水素基を示す。
R7は、炭素数1〜4の脂肪族直鎖炭化水素基を示す。
A1は、下記式4または式5の構造を示す(*は結合部位を示す)。
A1が式4の構造の場合、主鎖構造の安定性を高めるという観点から、R4は水素原子であることが好ましい。
ステップS11におけるカップリング反応とは、無機系赤外線吸収剤粒子の表面にある酸素原子とシランカップリング剤とが結合するカップリング反応のことを意味する。結合は共有結合であっても水素結合、配位結合、イオン結合等のいわゆる超分子結合であっても構わない。使用可能なシランカップリング剤の具体例を以下に示す。
シランカップリング剤としては、主にアクリル系、メタクリル系、スチリル系があるが、粗粒の発生回避等を考慮しスチリル系のシランカップリング剤が好ましく使用できる。
シランカップリング剤の使用量は、樹脂への吸着と親水性の観点から、無機系赤外線吸収剤粒子に対して5〜40質量%が好ましく、10〜30質量%がさらに好ましい。
ステップS12におけるシランカップリング剤とモノマーとのモル比は、樹脂への吸着と親水性の観点から、0.1:10.0〜10.0:10.0が好ましく、2.0:10.0〜4.0:10.0がより好ましい。
カップリング処理は、上記シランカップリング剤と赤外線吸収顔料との混合を基本とする。一般的にシランカップリング反応では、基材とシランカップリング剤との混合後に一定時間、100℃以上で高温処理することが推奨されている。しかし、高温処理を行うことで赤外線吸収顔料粒子が再凝集を起こし、目的とする粒径以上の粒子、いわゆる粗粒ができてしまう場合がある。したがって本発明においては、カップリング剤を混合して混合物を得た(図1のステップS12)後、速やかに重合処理する(ステップS13)ことが好ましい。
ステップS12における混合では、磁気式スタラー、撹拌羽根とメカニカルスタラーの組み合わせや、シェーカー、または、高速せん断式の分散機、多軸式のローラー式混練機や、ビーズミル分散機、リングミル分散機、高圧分散機等を任意で用いることができる。次工程である重合工程への速やかな進行を考えた場合、好ましい混合方法は撹拌羽根とメカニカルスタラーの組み合わせを用いる方法である。また、再凝集を抑制し小粒径化するためにはビーズミル分散機を使用することが好ましい。
ステップS13における重合反応とは、主にラジカル重合を意味する。重合開始反応に関しては、光、熱、電子線等、重合開始剤はアゾ系または過酸化物系ラジカル発生剤を用いることや、重合開始剤を用いない高温重合または電子線を任意に選択できる。
重合反応には溶剤を使用することができるが、被覆赤外線吸収顔料の凝集による粒径増大の観点から無溶剤反応である塊状重合が好ましい。溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、クロロホルム、NN−ジメチルホルムアミド、NN−ジメチルスルホキシド等があげられる。塊状重合により分散安定性が向上するメカニズムの詳細は不明である。塊状重合の場合、重合の進行に伴う反応系の粘度上昇、それに伴うせん断力の連続的な上昇による機械的な理由と、重合が進むにつれて分散性が向上するという化学的な理由とにより、赤外線吸収顔料の再凝集が制御されるためと考えている。
本発明に用いる無機系赤外線吸収剤粒子の一次粒子の個数平均粒径(D1)は、0.5μm以下が好ましく、0.1μm以下がさらに好ましい。この範囲内の個数平均粒径であると、トナー中に微分散された際に赤外線吸収の能力が十分に発揮されやすい。尚、下限値としては0.01μm程度であり、0.02μm程度がより好ましい。
本発明に係るトナーに含有される無機系赤外線吸収剤粒子の分散径の個数平均粒径は、0.5μm以下が好ましく、0.3μm以下がさらに好ましく、0.2μm以下が特に好ましい。分散径の個数平均粒径が0.5μm以下であると、赤外線吸収の能力が十分に発揮されやすい。「無機系赤外線吸収剤粒子の分散径」とはトナー中に分散している無機系赤外線吸収剤粒子の最長径を意味する。なお、無機系赤外線吸収剤粒子がトナー中で凝集して凝集体を形成している場合は、凝集体の最長径を分散径とする。尚、下限値としては0.02μm程度であり、0.04μm程度がより好ましい。
無機系赤外線吸収剤粒子の分散径の個数平均粒径を0.5μm以下とする手段は特に限定されないが、例えば下記の手段(1)、(2)が例示できる。尚、一次粒子の粒径が小さい無機系赤外線吸収剤粒子を用いると、分散径が小さくなる傾向にあるため、下記の手段と合わせて、一次粒子の径が小さい無機系赤外線吸収剤粒子を用いることが好ましい。
(1)一連のトナー製造工程の中に無機系赤外線吸収剤粒子を結着樹脂中に分散する工程を設ける方法。
(2)トナー製造中に無機系赤外線吸収剤粒子の凝集を抑制する方法。これらの手段は単独でも組み合わせても良い。
本発明に係るトナーを用いて形成される載り量0.30mg/cmの画像の分光分析において、波長400nm以上800nm以下の範囲における光の吸収率の最大値は10%以下である。この波長範囲は可視領域に対応する波長領域であり、光の吸収率が10%以下であれば、実質的に肉眼で認識することが難しくなり、セキュリティー上、あるいは美観上、好ましい。この範囲の光の吸収率が5%以下であれば、セキュリティー上、あるいは美観上、さらに好ましい。
透過型電子顕微鏡を用いた本発明に係るトナー粒子の断面観察において、トナー粒子の断面像の重心を中心とする半径2.0μmの円を描き、この円を4分割して4つの四分円を形成する。このとき、各四分円において観察される無機系赤外線吸収剤粒子の個数の変動係数は0.50以下であり、好ましくは0.40以下である。変動係数を0.50以下に制御することで、トナーの赤外線吸収の能力を十分に発揮することができる。なお、変動係数は後述する方法に従って算出する。
変動係数を0.50以下のトナーとする手段は特に限定されないが、変更係数を小さくする方法としては、例えば、下記の手段(1)、(2)が例示できる。尚、一次粒子の粒径が小さい無機系赤外線吸収剤粒子を用いると、変動係数が小さくなる傾向にあるため、下記の手段と合わせて、無機系赤外線吸収剤粒子の粒径を調整することが好ましい。
(1)一連のトナー製造工程の中に無機系赤外線吸収剤粒子を結着樹脂中に分散する工程を設ける。
(2)トナー製造中に無機系赤外線吸収剤粒子の凝集を抑制する方法。これらの手段は単独でも組み合わせても良い。
無機系赤外線吸収剤粒子を結着樹脂中に分散する方法としては、例えば、トナー製造工程中においてマスターバッチを用いる方法が例示できる。すなわち、無機系赤外線吸収剤粒子が高濃度となるように結着樹脂の一部と混合し、高いシェアをかけながら溶融混練して無機系赤外線吸収剤粒子が微分散したマスターバッチを製造する。そして、その後、マスターバッチを残りの結着樹脂で希釈しながら溶融混練する方法である。マスターバッチを製造する際に好適に用いられる溶融混練装置としては、ニーダー、バンバリーミキサー、2本ロール、3本ロールミル等が例示でき、これらは単独、あるいは組み合わせて使用できる。希釈混練する際に用いる溶融混練装置としては、二軸混練機等が例示できる。
また、無機系赤外線吸収剤粒子が結着樹脂に分散しやすいように、無機系赤外線吸収剤粒子の表面処理を行うことも有効な方法である。懸濁重合法により本発明に係るトナーを製造する場合には、スチレン中で分散しやすくするために、無機系赤外線吸収剤粒子の表面を疎水化処理することが有効である。
トナー製造中に無機系赤外線吸収剤粒子の凝集を抑制する方法としては、例えば、溶融混練工程の後の冷却を急速に行う方法が例示できる。例えば、水冷した金属ベルト上に溶融混練物をシート状に展延することで、溶融混練物を一瞬で冷却することが可能である。この様に急速に冷却することで、冷却中に生じる無機系赤外線吸収剤粒子の凝集を大幅に抑制することができる。急速冷却するために好適に用いられる冷却装置としては、「高粘度用NRダブル・ベルトクーラー」(日本ベルティング(株)製)、「冷却固化機ベルトドラムフレーカ」(日本コークス工業(株)製)、冷却固化装置ドラムフレーカ(カツラギ工業(株)製)等が例示できる。
透過型電子顕微鏡を用いたトナー粒子の断面観察において、トナー粒子の表面から50nmの深さまでの領域に無機系赤外線吸収剤粒子が存在しないトナー粒子がトナー粒子全体の60個数%以上であることが好ましい。そして、80個数%以上であることがさらに好ましい。無機系赤外線吸収剤は一般にとても体積抵抗率が低い物質であり、トナー粒子の表面近傍に存在するとトナー粒子の抵抗を下げてしまう。
したがって、トナー粒子の表面近傍に無機系赤外線吸収剤粒子が存在するトナー粒子の割合が多くなると、トナーの良好な帯電保持が困難となり、現像性や転写性が低下し、高精細な画像形成が困難となる。本発明者らの検討により、トナー粒子の表面から50nmの深さまでの領域に無機系赤外線吸収剤粒子が存在しないトナー粒子をトナー粒子全体の60個数%以上とすれば、トナー粒子の抵抗の低下による弊害を抑制できることがわかった。
トナー粒子の表面から50nmの深さまでの領域に無機系赤外線吸収剤粒子が存在しないトナー粒子の割合をトナー粒子全体の60個数%以上とするためのトナーの製造方法は特に限定されないが、例えば下記のトナーの製法(1)〜(5)が例示できる。
(1)原料の無機系赤外線吸収剤粒子の表面を予め十分に疎水化処理し、この疎水化処理された無機系赤外線吸収剤とスチレン等の重合性単量体とを混合分散し、水系媒体中で造粒した後に重合してトナー粒子を製造する方法(懸濁重合法)。この製造方法を採用した場合には、疎水化処理された無機系赤外線吸収剤粒子がトナー内部に内包されやすくなり、トナー粒子の表面から50nmの深さまでの領域に無機系赤外線吸収剤粒子が存在しにくくなる。
(2)無機系赤外線吸収剤粒子と結着樹脂とを溶融混練し、冷却後にトナーサイズに微粉砕する。この微粉砕物に個数平均粒径が30〜300nm程度の熱可塑性樹脂微粒子を外添し、表面に熱可塑性樹脂が付着したトナー粒子前駆体を得る。このトナー粒子前駆体に機械的なシェア(せん断力)をかけて表面に付着した熱可塑性樹脂の平滑化を行い、表面が熱可塑性樹脂で覆われたトナー粒子を製造する(粉砕法/メカノケミカル処理)。なお、必要に応じて、機械的なシェアをかける際に温風等を用いて加熱し、平滑化を促進してもよい。
機械的なシェアをかける装置としては、「ハイブリダイゼーションシステム(NHS)」((株)奈良機械製作所製)、「循環型メカノフュージョン(R)システムAMS」(ホソカワミクロン(株)製)、「ファカルティ(R)Sシリーズ F−S」(ホソカワミクロン(株)製)等が例示できる。この製造方法を採用した場合には、トナー粒子の表面が平滑化された熱可塑性樹脂で覆われるため、トナー粒子の表面から50nmの深さまでの領域に無機系赤外線吸収剤粒子が存在しにくくなる。
(3)無機系赤外線吸収剤粒子と結着樹脂とを溶融混練し、冷却後にトナーサイズに微粉砕する。この微粉砕物に個数平均粒径が30〜300nm程度の熱可塑性樹脂微粒子を外添してトナー粒子前駆体を得る。このトナー粒子前駆体を熱球形化装置により熱風処理する。熱風処理により、外添された熱可塑性樹脂が溶融し、表面が熱可塑性樹脂で覆われたトナー粒子が製造される(粉砕法/熱球形化処理)。熱球形化処理装置としては、「表面改質機メテオレインボー MR Type」(日本ニューマチック工業(株)製)等が例示できる。この製造方法を採用した場合には、トナー粒子の表面が溶融した熱可塑性樹脂で覆われるため、トナー粒子の表面から50nmの深さまでの領域に無機系赤外線吸収剤粒子が存在しにくくなる。
なお、熱球形化処理を行う場合は、熱可塑性樹脂微粒子の外添工程は必須ではなく、微粉砕物そのものを熱球形化処理しただけでも、ある程度は表面に露出した無機系赤外線吸収剤粒子を遮蔽することが可能である。それは、熱風処理により、微粉砕物に含有される結着樹脂やワックスが溶融し、微粉砕物の表面にマイグレーションして無機系赤外線吸収剤粒子を被覆するからである。
(4)無機系赤外線吸収剤粒子と結着樹脂とを溶融混練し、冷却後にトナーサイズに微粉砕する。この微粉砕物を、界面活性剤を用いて水系媒体中に分散させる。ここに個数平均粒径が30〜300nm程度の熱可塑性樹脂微粒子の水系分散体を添加して微粉砕物の表面に熱可塑性樹脂微粒子を付着させる。その後、熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上に水系媒体を加熱し、表面が熱可塑性樹脂で覆われたトナー粒子を製造する(粉砕法/湿式コート処理)。この製造方法を採用した場合には、トナー粒子の表面が溶融した熱可塑性樹脂で覆われるため、トナー粒子の表面から50nmの深さまでの領域に無機系赤外線吸収剤粒子が存在しにくくなる。
(5)無機系赤外線吸収剤粒子の水系分散体と個数平均粒径が30〜300nm程度の熱可塑性樹脂微粒子の水系分散体とを混合し、無機系赤外線吸収剤粒子と樹脂微粒子とを凝集させる。その後、熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上に水系媒体を加熱して凝集体を融合させ、コア粒子の水系分散体を得る。このコア粒子の水系分散体に個数平均粒径が30〜150nm程度の熱可塑性樹脂微粒子の水系分散体を加えて、コア粒子の表面に熱可塑性樹脂微粒子が付着した凝集体を形成させる。その後、熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上に水系媒体を加熱することで、表面が熱可塑性樹脂で覆われたトナー粒子を製造する(凝集法)。なお、コア粒子の作製に用いる熱可塑性樹脂微粒子と、コア粒子の表面に付着させる熱可塑性樹脂微粒子とは、同じ樹脂であっても良いし、異なる樹脂であっても良い。この製造方法を採用した場合には、トナー粒子の表面が熱可塑性樹脂の層で覆われるため、トナー粒子の表面から50nmの深さまでの領域に無機系赤外線吸収剤粒子が存在しにくくなる。
尚、トナーの製造方法としては、上記の製造方法だけでなく、例えば、懸濁重合法や乳化凝集法であってもよい。
懸濁重合法は、下記の各工程を含む。
ステップS21:少なくとも結着樹脂を構成する重合性単量体と、無機系赤外線吸収剤粒子とを混合して重合性単量体組成物を調製する工程。
ステップS22:重合性単量体組成物を水系媒体中に分散して重合性単量体組成物の粒子を造粒する工程。
ステップS23:重合性単量体組成物の粒子中の重合性単量体を重合させてトナー粒子を得る工程。
乳化凝集法は、下記の各工程を含む。
ステップS31:樹脂粒子分散液、ワックス分散液、及び無機系赤外線吸収剤粒子分散液、並びに必要に応じてその他のトナー成分を含む分散液を調製し、これら分散液を混合し混合液を調製する工程(混合工程)。
ステップS32:混合液を調製した後、pH調整剤、凝集剤、安定剤等を該混合液中に添加・混合して、各粒子が凝集した凝集体粒子を形成させる工程(凝集工程)。
ステップS33:凝集体粒子を加熱し融合させる工程(融合工程)。
その後、ろ過洗浄工程、乾燥工程を経て、トナー粒子を得る。
トナーに含有される無機系赤外線吸収剤の含有量は、トナー質量を基準として0.3質量%以上1.0質量%以下であることが好ましく、より好ましくは0.5質量%以上1.0質量%以下である。0.3質量%以上であれば、赤外線や紫外線を照射した際に不可視画像の可視化が容易となるので、好ましい。また、1.0質量%以下であれば、トナー粒子の表面から50nmの深さまでの領域に無機系赤外線吸収剤粒子が存在しないトナー粒子の割合が大きくなり、結果として高精細な画像形成が可能となるため、好ましい。
本発明者らの検討により、以下のことが判明した。すなわち、トナー中の無機系赤外線吸収剤粒子の含有量をトナー質量に対して1.0質量%以下とすれば、トナー粒子の表面から50nmの深さまでの領域に無機系赤外線吸収剤粒子が存在しないトナー粒子の割合を60個数%以上としやすい。通常、粉砕法によりトナーを製造すると、粉砕界面、すなわちトナー粒子表面に無機系赤外線吸収剤粒子が多量に存在しやすい。しかし、無機系赤外線吸収剤粒子の含有量を1.0質量%以下とすることで、粉砕法によりトナーを製造した場合でも無機系赤外線吸収剤粒子のトナー粒子表面への露出がある程度抑制される。
したがって、無機系赤外線吸収剤粒子の含有量が1質量%以下の場合には、粉砕法によりトナーを製造した場合であっても、上記(3)で例示した熱球形化処理も必須ではなくなる。ただし、無機系赤外線吸収剤粒子の含有量を1.0質量%以下とすると、トナーの赤外線の吸収率は相対的に低くなる。本発明に係るトナーにおいては、無機系赤外線吸収剤粒子の個数の変動係数(トナー中での分散状態)を制御してトナーの赤外線の吸収率を高めることで、低含有量による赤外線の吸収率の低下という弊害を抑制している。
トナーの載り量を0.30mg/cmとして形成した定着画像の分光分析において、波長900nm以上1800nm以下の範囲における光の吸収率の最大値は25%以上であることが好ましい。この波長範囲は赤外(近赤外〜短波長赤外)領域に対応する波長領域であり、光の吸収率が25%以上であれば、不可視画像に赤外線を照射した際に不可視画像を明瞭に可視化することが可能となる。
波長900nm以上1800nm以下の範囲における光の吸収率の最大値が25%以上のトナーとする手段は特に限定されないが、例えば下記の手段(1)〜(3)が例示できる。(1)一次粒子の個数平均粒径が0.5μm以下の無機系赤外線吸収剤粒子を原料として用いる方法。(2)一連のトナー製造工程の中に無機系赤外線吸収剤粒子を結着樹脂中に分散する工程を設ける方法。(3)トナー製造中に無機系赤外線吸収剤粒子の凝集を抑制する方法。これらの手段は単独でも組み合わせても良い。
トナーを用いて形成される載り量0.30mg/cmの画像の分光分析において、波長200nm以上350nm以下の範囲における光の吸収率の最大値は25%以上であることが好ましい。この波長範囲は紫外領域に対応する波長領域であり、光の吸収率が25%以上であれば、不可視画像に紫外線を照射した際に不可視画像を明瞭に可視化することが可能となる。
波長200nm以上350nm以下の範囲における光の吸収率の最大値が25%以上のトナーとする手段は特に限定されないが、例えば下記の手段(1)〜(3)が例示できる。(1)一次粒子の個数平均粒径が0.5μm以下の無機系赤外線吸収剤粒子を原料として用いる方法。(2)一連のトナー製造工程の中に無機系赤外線吸収剤粒子を結着樹脂中に分散する工程を設ける方法。(3)トナー製造中に無機系赤外線吸収剤粒子の凝集を抑制する方法。これらの手段は単独でも組み合わせても良い。
トナーの体積抵抗率は1.0×1012Ω・cm以上1.0×1017Ω・cm以下であることが好ましい。トナーの体積抵抗率がこの範囲内であれば、帯電保持が特に良好となり、現像性や転写性も良好で、高精細な画像形成が可能となる。
トナーは、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じてワックスを含有することができる。ワックスとしては特に限定されないが、無色あるいは淡色のワックスが好ましい。ワックスとして、炭化水素ワックス、エステルワックス、アミドワックス、高級脂肪族アルコール、高級脂肪酸等、公知のワックスを用いることができる。これらは単独又は混合して使用できる。
トナーは、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて荷電制御剤を含有することができる。荷電制御剤としては特に限定されないが、無色あるいは淡色の荷電制御剤が好ましい。荷電制御剤としては、例えば以下のものを用いることができる。芳香族オキシカルボン酸、芳香族オキシカルボン酸の金属化合物、ホウ素化合物、4級アンモニウム塩、カリックスアレーン、スルホン酸(塩)基を有する樹脂、スルホン酸エステル基を有する樹脂等、公知の荷電制御剤。
必要に応じて、トナー粒子に各種有機又は無機微粉体を外添してもよい。外添する有機又は無機微粉体は、トナー粒子の重量平均粒径の1/10以下の粒径であることが好ましい。有機又は無機微粉体としては特に限定されず、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、窒化ケイ素、ポリテトラフルオロエチレン、ステアリン酸亜鉛等、公知のものを用いることができる。また、有機又は無機微粉体は、表面を疎水化処理されていてもよい。
トナーの重量平均粒径(D4)は、4.0μm以上9.0μm以下であることが好ましく、5.0μm以上7.0μm以下であることがさらに好ましい。この範囲であると、高精細な画像形成に有利である。
トナーのガラス転移温度は、40℃以上80℃以下であることが好ましく、45℃以上65℃以下であることがさらに好ましい。この範囲であると、トナーの保存安定性と定着性とのバランスが良好となる。
トナーは、一成分現像剤として使用することもできるが、キャリアと混合して二成分現像剤として使用してもよい。
キャリアとしては、例えば鉄、フェライト、マグネタイトなどの金属、それらの金属とアルミニウム、鉛などの金属との合金など、公知の材料からなる磁性粒子を用いることができる。また、キャリアの表面を樹脂などの被覆剤で被覆したコートキャリアや、バインダー樹脂中に磁性粒子を分散した樹脂分散型キャリアを用いてもよい。キャリアの体積平均粒径は、15μm以上100μm以下が好ましく、25μm以上80μm以下がより好ましい。
各種物性測定は、以下のようにして行う。
<波長400nm以上800nm以下の範囲における光の吸収率の測定方法>
A4用紙「高白色用紙GF−C081」(キヤノン(株)製)を記録材として用い、この紙上に、トナーの載り量が0.30mg/cmとなるように1cm×10cmの長方形の未定着画像を形成する。この未定着画像を110℃に設定した自然対流式定温乾燥器内に3分間静置してトナーを紙に定着し、サンプル画像(定着画像)を得る。
上記のサンプル画像について、下記の光度計を用いて波長400nm以上800nm以下の範囲の分光分析測定を行う。
積分球付属装置「ISR−240A」((株)島津製作所製)を取り付けた紫外可視近赤外分光光度計「UV−3600」((株)島津製作所製)。
ブランクとして紙単体(画像が形成されていない紙)の分光分析測定も行う。
サンプル画像の測定値(光の吸収率(%))から、紙単体の測定値(光の吸収率(%))を差し引いた値を、本発明においてトナーを評価するための光の吸収率(%)とする。
なお、紙上に形成される未定着画像のトナーの載り量が正確に0.30mg/cmとならない場合は、以下の様にして吸収率を算出する。
トナーの載り量が0.27〜0.30mg/cmの範囲の未定着画像を形成し、上記の方法によって紙に定着させて第1のサンプル画像を得る。また、トナーの載り量が0.30〜0.33mg/cmの範囲の未定着画像を形成し、上記の方法によって紙に定着させて第2のサンプル画像を作製する。そして、第1のサンプル画像及び第2のサンプル画像のそれぞれについて分光分析測定を行う。
第1のサンプル画像の測定値(光の吸収率(%))から、紙単体の測定値(光の吸収率(%))を差し引いた値を、第1の光の吸収率(%)とする。
同様に、第2のサンプル画像の測定値(光の吸収率(%))から、紙単体の測定値(光の吸収率(%))を差し引いた値を、第2の光の吸収率(%)とする。
トナーの載り量を横軸とし、光の吸収率を縦軸とするx−y平面上に第1の光の吸収率(%)及び第2の光の吸収率(%)をプロットする。そして、それら2点を直線で結び、0.30mg/cmに相当する値をトナーの載り量が0.30mg/cmの画像の光の吸収率とする。
<無機系赤外線吸収剤粒子の個数の変動係数の算出方法>
光硬化型接着剤「アロニックスLCRシリーズD−800(可視光・紫外線硬化タイプ)」(東亞合成(株)製)中にトナーを十分に分散させた後、短波長の紫外線を照射し硬化させる。得られた硬化物を、ダイヤモンドナイフを備えたウルトラミクロトームで切り出し、250nmの薄片状サンプルを作製する。
次いで、薄片状サンプルについて、エネルギー分散形X線分析装置(EDX)を備えた透過型電子顕微鏡「JEM−2800」(日本電子(株)製)を用いて4万倍の倍率で拡大し、トナー粒子の断面を撮影する。また、EDXを用いて元素マッピングを行い、無機系赤外線吸収剤粒子を特定する。
なお、観察するトナー粒子の断面像は以下のように選択する。まずトナー粒子の断面像から、トナー粒子の断面積を求め、その断面積と等しい面積を持つ円の直径(円相当径)を求める。この円相当径とトナーの重量平均粒径(D4)との差の絶対値が1.0μm以内のトナー粒子の断面像についてのみ観察する。
対象とするトナー粒子の断面像について、図1に示すようにしてトナー粒子の断面像を4分割して四分円とする。すなわち、対象としたトナー粒子の断面像の重心をまず求め、この重心を中心とする半径2.0μmの円を描く。次に、この円を互いに垂直な直径によって四等分に4分割することで四分円とする。
そして、各四分円内において観察される無機系赤外線吸収剤粒子の個数をカウントし、各四分円における平均値(算術平均値)を算出する。さらに、無機系赤外線吸収剤粒子の個数の標準偏差を算出し、標準偏差を平均値で割って変動係数を算出する。なお、無機系赤外線吸収剤粒子が凝集している場合は、凝集粒子を1粒子としてカウントする。
この操作を100個のトナー粒子に対して行って100個の変動係数を算出し、その変動係数の平均値を本発明における無機系赤外線吸収剤粒子の個数の変動係数とする。
<トナー粒子の表面から50nmの深さまでの領域に無機系赤外線吸収剤粒子が存在しないトナー粒子のトナー粒子全体に対する割合の測定方法>
上記の変動係数の算出に用いたトナー粒子の断面像について、トナー粒子の表面から50nmの深さまでの領域に無機系赤外線吸収剤粒子が存在するか、しないかを全周に渡って観察する。この操作を100個のトナー粒子に対して行い、トナー粒子の表面から50nmの深さまでの領域に無機系赤外線吸収剤粒子が存在しないトナー粒子の割合(個数%)を算出する。尚、50nmの境界線を跨いで、無機系赤外線吸収剤粒子が存在する場合には、面積割合において半分以上が存在している領域側に、当該粒子が存在するものとして扱う。
<トナー粒子の重量平均粒径(D4)の測定方法>
トナー粒子の重量平均粒径(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約1質量%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)を用いることができる。
なお、測定、解析を行う前に、以下のように前記専用ソフトの設定を行う。
前記専用ソフトの「標準測定方法(SOM)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50,000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。
前記専用ソフトの「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から60μmまでに設定する。
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丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mLを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。そして、専用ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100mL平底ビーカーに前記電解水溶液約30mLを入れる。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(株)製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.3mL加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を、位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispersion System Tetora150」(日科機バイオス(株)製)を準備する。超音波分散器の水槽内に約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を約2mL添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー粒子約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。なお、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナー粒子を分散した前記(5)の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50,000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行い、重量平均粒径(D4)を算出する。なお、前記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。
<波長900nm以上1800nm以下の範囲における光の吸収率の測定方法>
上記の波長400nm以上800nm以下の範囲における光の吸収率の測定方法で用いたサンプル画像について、紫外可視近赤外分光光度計「MV−3300」(日本分光(株)製)を用い、波長900nm以上1800nm以下の範囲の分光分析測定を行う。ブランクとして紙単体の分光分析測定も行い、サンプル画像の測定値から紙単体の測定値を差し引き、反射率(%)を算出する。そして、100から反射率を差し引いた値を吸収率(%)とする。
<波長200nm以上350nm以下の範囲における光の吸収率の測定方法>
上記の波長400nm以上800nm以下の範囲における光の吸収率の測定方法で用いたサンプル画像について、ISR−240Aを取り付けたUV−3600を用い、波長200nm以上350nm以下の範囲の分光分析測定を行う。ブランクとして紙単体の分光分析測定も行い、サンプル画像の測定値から紙単体の測定値を差し引いた値を吸収率(%)とする。
<無機系赤外線吸収剤粒子の分散径の個数平均粒径の測定方法>
上記の変動係数の算出に用いたトナー粒子の断面像について、トナー中の全ての無機系赤外線吸収剤粒子の最長径を測定する。この操作を100個のトナー粒子に対して行い、個数平均粒径を算出する。なお、無機系赤外線吸収剤粒子が凝集している場合は、凝集粒子の最長径を測定し、分散径とする。
<トナーの体積抵抗率の測定方法>
抵抗測定セルにトナーを充填し、該トナーに接するように下部電極及び上部電極を配し、これらの電極間に電圧を印加し、そのときに流れる電流を測定することによって体積抵抗率(Ω・cm)を求める。測定条件は、以下のとおりである。
充填トナーと電極との接触面積:約2.3cm
厚さ :約0.5mm
上部電極の荷重 :180g
印加電圧 :500V
<トナーに含有される無機系赤外線吸収剤粒子の含有量の測定方法>
トナーに含有される無機系赤外線吸収剤粒子の含有量(質量%)は、蛍光X線分析により定量する。測定は、JIS K 0119−1969に準ずるが、具体的には以下のとおりである。
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秒とする。また、軽元素を測定する場合にはプロポーショナルカウンタ(PC)、重元素を測定する場合にはシンチレーションカウンタ(SC)で検出する。
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4gを入れて平らにならし、錠剤成型圧縮機「BRE−32」((株)前川試験機製作所製)を用いて、20MPaで、60秒間加圧し、厚さ2mm、直径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:kcps)を測定する。
そして、別途に作成した検量線を用いて、トナーに含有される無機系赤外線吸収剤粒子の含有量を算出する。なお、検量線の作成に際しては、スチレン系樹脂の微粉砕物と所定量の無機系赤外線吸収剤粒子とを均一になるようにコーヒーミルを用いて混合し、上記と同様にして作製したペレットを測定サンプルとして用いる。
以下、具体的な製造例、実施例、比較例をもって本発明をさらに詳細に説明するが、これは本発明の技術的な範囲を何ら限定するものではない。
[表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の製造例1]
20.0質量部のスチレン、10.0質量部のスズドープ酸化インジウム粒子(インジウムとスズのモル比In:Sn=80:20、一次粒子の個数平均粒子径40nm)を撹拌混合し、スズドープ酸化インジウム粒子のスチレン分散体を得た。この分散体を撹拌しながら、2.0質量部のp−スチリルトリメトキシシランを添加し、窒素雰囲気下、室温で12時間撹拌した。次いで、0.1質量部の2,2’−アゾビスイソブチロニトリルを添加し、窒素雰囲気下、90℃で8時間重合することで、表面処理スズドープ酸化インジウム粒子を含有する塊状物Aを得た。得られた塊状物Aを、卓上型超音波洗浄機「W−113サンパ」(本多電子(株)製)を用い、6時間かけてスチレンに溶解、分散し、粒度分析計「UPA−150EX」(日機装(株)製)を用いてD50を測定したところ312nmであった。なお、D50(体積基準のメジアン径)の測定条件は、SetZeroを30s、測定回数を3回、測定時間を120s、屈折率を1.85とした。
[表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の製造例2]
インジウムとスズのモル比がIn:Sn=90:10のスズドープ酸化インジウム粒子を用いた以外は製造例1と同様にして、表面処理スズドープ酸化インジウム粒子を含有する塊状物Bを得た。製造例1と同様に処理後のD50(体積基準のメジアン径)を測定したところ、303nmであった。なお、本製造例で用いた処理前のスズドープ酸化インジウムの一次粒子の個数平均粒径は40nmである。
[表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の製造例3]
インジウムとスズのモル比がIn:Sn=70:30のスズドープ酸化インジウム粒子を用いた以外は製造例1と同様にして、表面処理スズドープ酸化インジウム粒子を含有する塊状物Cを得た。製造例1と同様に処理後のD50を測定したところ、314nmであった。なお、本製造例で用いた処理前のスズドープ酸化インジウムの一次粒子の個数平均粒径は40nmである。
[実施例1]
[懸濁重合法による本発明に係るトナーの製造例]
<水系媒体の調製工程>
反応容器にイオン交換水1000.0質量部、リン酸ナトリウム・12水和物14.0質量部を投入し、窒素パージしながら65℃で1時間保温した。
高速撹拌機「T.K.ホモミクサー」(特殊機化工業(株)製)を用いて、12000rpmにて攪拌した。そこにイオン交換水20.0質量部に9.2質量部の塩化カルシウム・2水和物を溶解した塩化カルシウム水溶液を一括投入し、微細な分散安定剤を含む水系媒体を調製した。
<重合性単量体組成物の調製工程>
表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の製造例1で製造した塊状物A7.0質量部とスチレン123.0質量部との混合物をメディア撹拌型湿式分散機「アトライタ」(三井三池化工機(株)製)に投入した。次に、直径2mmのジルコニアビーズを用いて、220rpmで5時間分散させて分散液を得た。
上記のスズドープ酸化インジウム粒子のスチレン分散液に、下記材料を加え混合物を得た。
・スチレン 46.0質量部
・n−ブチルアクリレート 34.0質量部
・サリチル酸アルミニウム化合物 1.0質量部
(オリエント化学工業(株)製 ボントロンE−88)
・飽和ポリエステル 5.0質量部
(プロピレンオキサイド変性ビスフェノールAとイソフタル酸との重縮合物、ガラス転移温度65℃、重量平均分子量10000、数平均分子量6000)
・エステルワックス 10.0質量部
(融点73℃)
・ジビニルベンゼン 0.1質量部
この混合物を65℃に保温し、T.K.ホモミクサーを用いて、500rpmにて均一に溶解、分散し、重合性単量体組成物を調製した。
<造粒工程>
上記の分散安定剤を含む水系媒体の温度を70℃とし、T.K.ホモミクサーの回転数を12000rpmに保ちながら、水系媒体中に上記の重合性単量体組成物を投入し、重合開始剤であるt−ブチルパーオキシピバレート10.0質量部を添加した。その後、回転数12000rpmを維持しつつ、10分間造粒した。
<重合工程>
造粒工程の後、攪拌機をプロペラ撹拌羽根に換え150rpmで攪拌しながら70℃を保持して5時間重合を行い、85℃に昇温して2時間加熱することで重合反応を完結させた。
<洗浄、乾燥工程>
重合工程終了後、液温を室温まで冷却し、希塩酸を加えてpH1.5に調整した後、3時間撹拌した。その後、濾過、洗浄を繰り返し、トナーケーキを得た。
得られたトナーケーキを解砕後、気流乾燥機にて乾燥を行い、さらにコアンダ効果を利用した多分割分級機を用いて微粗粉をカットして、重量平均粒径(D4)が6.3μmのトナー粒子1を得た。
<外添工程>
得られたトナー粒子1 100.0質量部と、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体(一次粒子の個数平均粒径7nm)1.0質量部とを高速混合機「FMミキサ」(日本コークス工業(株)製)を用いて混合し、トナー1を得た。
トナー1の分析結果を表1に示す。
[実施例2]
表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の製造例1で製造した塊状物Aの添加量を3.5質量部とした以外は実施例1と同様にして、トナー2を得た。
[実施例3]
表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の製造例1で製造した塊状物Aの添加量を21.0質量部とした以外は実施例1と同様にして、トナー3を得た。
[実施例4]
表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の製造例1で製造した塊状物Aの代わりに、表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の製造例2で製造した塊状物Bを用いた以外は実施例1と同様にして、トナー4を得た。
[実施例5]
表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の製造例1で製造した塊状物Aの代わりに、表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の製造例3で製造した塊状物Cを用いた以外は実施例1と同様にして、トナー5を得た。
[実施例6]
[粉砕法/熱球形化処理による本発明に係るトナーの製造例]
<マスターバッチの製造工程>
・スズドープ酸化インジウム粒子(未処理品) 25.0質量部
(インジウムとスズのモル比In:Sn=80:20、一次粒子の個数平均粒子径40nm)
・飽和ポリエステル 75.0質量部
(エチレンオキサイド変性ビスフェノールAとテレフタル酸との重縮合物、ガラス転移温度60℃、重量平均分子量29000、数平均分子量6000)
上記の材料をニーダーに入れ、混合しながら120℃に昇温し、20分間混合を継続した。その後、110℃に加熱した2本ロールミルで30分間混練し、溶融混練物を水冷した金属ベルト上にシート状に展延して急冷後、ハンマーミルで1mm以下に粗粉砕してマスターバッチを得た。
<トナー粒子前駆体の製造工程>
・上記のマスターバッチ 12.0質量部
・上記の飽和ポリエステル 83.0質量部
・エステルワックス 5.0質量部
(融点73℃)
FMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて上記の材料を十分に混合した後、温度130℃に設定した二軸混練機「PCM−30型」((株)池貝製)を用いて溶融混練し、混練物を得た。得られた混練物を水冷した金属ベルト上にシート状に展延して急冷後、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。得られた粗砕物を、機械式粉砕機「T−250」(フロイント・ターボ(株)製)にて微粉砕した。さらに回転型分級機「200TSP」(ホソカワミクロン(株)製)を用いて分級を行い、重量平均粒径が6.5μmのトナー粒子前駆体6を得た。
<熱球形化処理工程>
得られたトナー粒子前駆体6 100.0質量部に、スチレンアクリル樹脂微粒子(ガラス転移温度60℃、一次粒子の個数平均粒径70nm)3.0質量部を添加し、FMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて十分に混合した。その後、図2に示す熱球形化処理装置を用いて熱風温度220℃で熱処理を行い、重量平均粒径が6.7μmのトナー粒子6を得た。
<外添工程>
得られたトナー粒子6 100.0質量部と、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体(一次粒子の個数平均粒径7nm)1.0質量部とをFMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて混合し、トナー6を得た。
[実施例7]
スチレンアクリル樹脂微粒子の添加量を1.0質量部とした以外は実施例6と同様にして、トナー7を得た。
[実施例8]
スチレンアクリル樹脂微粒子を添加しない以外は実施例6と同様にして、トナー8を得た。
[実施例9]
[熱球形化処理を行わない粉砕法による本発明に係るトナーの製造例]
<マスターバッチの製造工程>
・スズドープ酸化インジウム粒子(未処理品) 25.0質量部
(インジウムとスズのモル比In:Sn=80:20、一次粒子の個数平均粒子径40nm)
・飽和ポリエステル 75.0質量部
(エチレンオキサイド変性ビスフェノールAとテレフタル酸との重縮合物、ガラス転移温度60℃、重量平均分子量29000、数平均分子量6000)
上記の材料をニーダーに入れ、混合しながら120℃に昇温し、20分間混合を継続した。その後、110℃に加熱した2本ロールミルで30分間混練し、溶融混練物を水冷した金属ベルト上にシート状に展延して急冷後、ハンマーミルで1mm以下に粗粉砕してマスターバッチを得た。
<トナー粒子の製造工程>
・上記のマスターバッチ 4.0質量部
・上記の飽和ポリエステル 91.0質量部
・エステルワックス 5.0質量部
(融点73℃)
FMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて上記の材料を十分に混合した後、温度130℃に設定したPCM−30型((株)池貝製)を用いて溶融混練し、混練物を得た。得られた混練物を水冷した金属ベルト上にシート状に展延して急冷後、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。得られた粗砕物を、T−250(フロイント・ターボ(株)製)にて微粉砕した。さらに200TSP(ホソカワミクロン(株)製)を用いて分級を行い、重量平均粒径が6.3μmのトナー粒子9を得た。
<外添工程>
得られたトナー粒子9 100.0質量部と、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体(一次粒子の個数平均粒径7nm)1.0質量部とをFMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて混合し、トナー9を得た。
[実施例10]
トナー粒子の製造工程におけるマスターバッチの添加量を8.0質量部、飽和ポリエステルの添加量を87.0質量部とした以外は実施例9と同様にして、トナー10を得た。
[比較例1]
・スズドープ酸化インジウム粒子(未処理品) 40.0質量部
(インジウムとスズのモル比In:Sn=80:20、一次粒子の個数平均粒子径1.2μm)
・飽和ポリエステル 55.0質量部
(エチレンオキサイド変性ビスフェノールAとテレフタル酸との重縮合物、ガラス転移温度60℃、重量平均分子量29000、数平均分子量6000)
・エステルワックス 5.0質量部
(融点73℃)
FMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて上記の原材料を十分に混合した後、温度130℃に設定したPCM−30型((株)池貝製)を用いて溶融混練し、混練物を得た。得られた混練物を室温に静置して冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。得られた粗砕物を、衝突式気流粉砕機にて微粉砕した。さらに200TSP(ホソカワミクロン(株)製)を用いて分級を行い、重量平均粒径が6.5μmの比較用トナー粒子1を得た。
得られた比較用トナー粒子1 100.0質量部と、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体(一次粒子の個数平均粒径7nm)1.0質量部とをFMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて混合し、比較用トナー1を得た。
[比較例2]
下記の原材料を用いた以外は比較例1と同様にして、比較用トナー2を得た。
・スズドープ酸化インジウム粒子(未処理品) 3.0質量部
(インジウムとスズのモル比In:Sn=80:20、一次粒子の個数平均粒子径40nm)
・飽和ポリエステル 92.0質量部
(エチレンオキサイド変性ビスフェノールAとテレフタル酸との重縮合物、ガラス転移温度60℃、重量平均分子量29000、数平均分子量6000)
・エステルワックス 5.0質量部
(融点73℃)
トナー1〜10、および比較用トナー1、2の各種物性を表1に示す。
[本発明に係るトナー1〜10および比較用トナー1、2の評価]
[評価例1]
画像形成装置として、現像コントラストを自由に変更できるように改造したカラープリンター「LBP652C」(キヤノン(株)製)を使用した。LBP652Cのブラック現像器内のトナーを、トナー1と入れ替えてトナーの評価を行った。出力用紙としてA4用紙「高白色用紙GF−C081」(キヤノン(株)製)を使用し、温度25℃、相対湿度60%の環境下で画像を出力した。
ブラック現像器を用いて、A4用紙の中央部に細線画像(ライン数20本、ライン幅100μm、間隔500μm、ライン長さ20mm)を形成した。次に、細線画像を形成したA4用紙とイエロー現像器を用いて、上記の細線画像を遮蔽するようにイエローのベタ画像を形成し、評価画像1を得た。
得られた評価画像1の中央部について、拡大率15倍のルーペを使って観察した。その結果、トナー1を用いて形成した細線画像の存在を認識することはできなかった。
次に、図3に示すように光源202とカメラ203を設置し、評価画像1(図3の201)の観察を行った。すなわち、机上に評価画像1を静置し、評価画像1に対して15°の角度で約1m離れたところからハロゲンランプ(光源202)を用いて赤外線を照射した。ハロゲンランプとしては、可視光カットフィルターユニットを取り付けたハロゲンランプ光源「PCS−UHX−150」(日本ピー・アイ(株)製)を使用した。
評価画像1の真上15cmのところに、近赤外カメラを設置し、撮影した。近赤外カメラとしては、800nm以下の波長成分をカットするフィルタをレンズ部に装着した近赤外カメラ「NVU3VD」(アイアールスペック(株)製)を使用した。NVU3VDの分光感度波長域は、970〜1650nmである。撮影した画像をディスプレーに表示し、以下の評価基準で評価したところ、評価画像1の画質はAランクであった。
トナー2〜10および比較用トナー1、2についても、評価例1と同様にして評価を行った。評価結果を表2に示す。
<評価基準>
評価画像1の中心部に形成した20本の細線について、全長に渡って途切れることなく、かつ、明確に視認できる細線の本数をカウントし、以下の基準で評価した。
A:20本(極めて高精細な画像であり、セキュリティー用途に十分に対応できる)
B:16〜19本(高精細な画像であり、セキュリティー用途に対応できる)
C:13〜15本(高画質だが、セキュリティー用途に対応できない場合がある)
D:12本以下(セキュリティー用途には不向きである)
[評価例2]
評価例1で用いた画像形成装置とブラック現像器を用いて、A4用紙「高白色用紙GF−C081」(キヤノン(株)製)に、文字サイズが10ポイントのテキスト画像(平仮名の約100文字からなる文章)を形成し、評価画像2を得た。
得られた評価画像2について目視で観察した。その結果、トナー1を用いて形成したテキスト画像の存在を認識することはできなかった。
次に、評価画像2に紫外線ランプを用いて紫外線を照射したところ、テキスト画像を明瞭に認識することができ、文章を解読できた。なお、紫外線ランプとしては、波長254nmの紫外線を照射できる紫外線ランプ「ハンディUVランプSUV−4」(アズワン(株)製)を使用した。
トナー2〜10および比較用トナー1、2についても、評価例2と同様にして評価を行った。評価結果を表3に示す。
なお、表3中の「文字を認識できない」とは「文字を構成する線が全く見えない」ということであり、「文字を明瞭に認識できる」とは「100文字中100文字ともなんという文字か容易に理解できる」ということである。また、表3中の「文字が判別できない」とは「100文字中1文字もなんという文字か理解できない」ということである。さらに、「部分的に文字が判別できない」とは「100文字中何文字かはなんという文字か理解できるが、それ以外の残り何文字かはなんという文字か理解できない」ということである。
[評価例3]
評価画像1および2を日光の当たる窓際に一カ月間静置した。その後、評価例1および2と同様にして、画像の評価を行った。その結果、トナー1〜10および比較用トナー1、2のいずれについても、一カ月前と比較して、画像の視認性等、何ら変化は見られなかった。
[実施例11]
[粉砕法/熱球形化処理による本発明に係るトナーの製造例]
<マスターバッチの製造工程>
・アンチモンドープ酸化スズ粒子(未処理品) 30.0質量部
(スズとアンチモンのモル比Sn:Sb=90:10、一次粒子の個数平均粒子径50nm)
・飽和ポリエステル 70.0質量部
(エチレンオキサイド変性ビスフェノールAとテレフタル酸との重縮合物、ガラス転移温度60℃、重量平均分子量29000、数平均分子量6000)
上記の材料をニーダーに入れ、混合しながら110℃に昇温し、20分間混合を継続した。その後、110℃に加熱した2本ロールミルで30分間混練し、溶融混練物を水冷した金属ベルト上にシート状に展延して急冷後、ハンマーミルで1mm以下に粗粉砕してマスターバッチを得た。
<トナー粒子前駆体の製造工程>
・上記のマスターバッチ 3.0質量部
・上記の飽和ポリエステル 92.0質量部
・エステルワックス 5.0質量部
(融点73℃)
FMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて上記の材料を十分に混合した後、温度130℃に設定したPCM−30型((株)池貝製)を用いて溶融混練し、混練物を得た。得られた混練物を水冷した金属ベルト上にシート状に展延して急冷後、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。得られた粗砕物をT−250(フロイント・ターボ(株)製)にて微粉砕した。さらに200TSP(ホソカワミクロン(株)製)を用いて分級を行い、重量平均粒径が5.8μmのトナー粒子前駆体11を得た。
<熱球形化処理工程>
得られたトナー粒子前駆体11 100.0質量部に、スチレンアクリル樹脂微粒子(ガラス転移温度60℃、一次粒子の個数平均粒径70nm)3.0質量部を添加し、FMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて十分に混合した。その後、図2に示す熱球形化処理装置を用いて熱風温度220℃で熱処理を行い、重量平均粒径が5.9μmのトナー粒子11を得た。
<外添工程>
得られたトナー粒子11 100.0質量部と、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体(一次粒子の個数平均粒径7nm)1.0質量部とをFMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて混合し、トナー11を得た。
[実施例12]
トナー粒子前駆体の製造工程におけるマスターバッチの添加量を1.5質量部、飽和ポリエステルの添加量を93.5質量部とした以外は実施例11と同様にして、トナー12を得た。
[実施例13]
トナー粒子前駆体の製造工程におけるマスターバッチの添加量を9.0質量部、飽和ポリエステルの添加量を86.0質量部とした以外は実施例11と同様にして、トナー13を得た。
[実施例14]
スチレンアクリル樹脂微粒子の添加量を1.0質量部とした以外は実施例11と同様にして、トナー14を得た。
[実施例15]
スチレンアクリル樹脂微粒子を添加しない以外は実施例11と同様にして、トナー15を得た。
[実施例16]
[熱球形化処理を行わない粉砕法による本発明に係るトナーの製造例]
<マスターバッチの製造工程>
・アンチモンドープ酸化スズ粒子(未処理品) 30.0質量部
(スズとアンチモンのモル比Sn:Sb=90:10、一次粒子の個数平均粒子径50nm)
・飽和ポリエステル 70.0質量部
(エチレンオキサイド変性ビスフェノールAとテレフタル酸との重縮合物、ガラス転移温度60℃、重量平均分子量29000、数平均分子量6000)
上記の材料をニーダーに入れ、混合しながら110℃に昇温し、20分間混合を継続した。その後、110℃に加熱した2本ロールミルで30分間混練し、溶融混練物を水冷した金属ベルト上にシート状に展延して急冷後、ハンマーミルで1mm以下に粗粉砕してマスターバッチを得た。
<トナー粒子の製造工程>
・上記のマスターバッチ 3.0質量部
・上記の飽和ポリエステル 92.0質量部
・エステルワックス 5.0質量部
(融点73℃)
FMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて上記の材料を十分に混合した後、温度130℃に設定したPCM−30型((株)池貝製)を用いて溶融混練し、混練物を得た。得られた混練物を水冷した金属ベルト上にシート状に展延して急冷後、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。得られた粗砕物をT−250(フロイント・ターボ(株)製)にて微粉砕した。さらに200TSP(ホソカワミクロン(株)製)を用いて分級を行い、重量平均粒径が5.9μmのトナー粒子16を得た。
<外添工程>
得られたトナー粒子16 100.0質量部と、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体(一次粒子の個数平均粒径7nm)1.0質量部とをFMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて混合し、トナー16を得た。
[実施例17]
トナー粒子の製造工程におけるマスターバッチの添加量を6.0質量部、飽和ポリエステルの添加量を89.0質量部とした以外は実施例16と同様にして、トナー17を得た。
[実施例18]
マスターバッチの製造工程における2本ロールミルによる混練時間を3分間とした以外は実施例16と同様にして、トナー18を得た。
[比較例3]
・アンチモンドープ酸化スズ粒子(未処理品) 3.0質量部
(スズとアンチモンのモル比Sn:Sb=90:10、一次粒子の個数平均粒子径50nm)
・飽和ポリエステル 92.0質量部
(エチレンオキサイド変性ビスフェノールAとテレフタル酸との重縮合物、ガラス転移温度60℃、重量平均分子量29000、数平均分子量6000)
・エステルワックス 5.0質量部
(融点73℃)
FMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて上記の原材料を十分に混合した後、温度130℃に設定したPCM−30型((株)池貝製)を用いて溶融混練し、混練物を得た。得られた混練物を室温に静置して冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。得られた粗砕物を、衝突式気流粉砕機にて微粉砕した。さらに200TSP(ホソカワミクロン(株)製)を用いて分級を行い、重量平均粒径が6.0μmの比較用トナー粒子3を得た。
得られた比較用トナー粒子3 100.0質量部と、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体(一次粒子の個数平均粒径7nm)1.0質量部とをFMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて混合し、比較用トナー3を得た。
[本発明に係るトナー11〜18および比較用トナー3の評価]
[評価例4]
評価例1と同様にして、トナー11〜18および比較用トナー3の評価を行った。評価結果を表5に示す。
[評価例5]
評価例2と同様にして、トナー11〜18および比較用トナー3の評価を行った。評価結果を表6に示す。
[評価例6]
評価例3と同様にして、トナー11〜18および比較用トナー3の評価を行った。その結果、トナー11〜18および比較用トナー3のいずれについても、一カ月前と比較して、画像の視認性等、何ら変化は見られなかった。
[実施例19]
[粉砕法/熱球形化処理による本発明に係るトナーの製造例]
<マスターバッチの製造工程>
・セシウムドープ酸化タングステン粒子(未処理品) 20.0質量部
(タングステンとセシウムのモル比W:Cs=75:25、一次粒子の個数平均粒子径50nm)
・飽和ポリエステル 80.0質量部
(エチレンオキサイド変性ビスフェノールAとテレフタル酸との重縮合物、ガラス転移温度60℃、重量平均分子量29000、数平均分子量6000)
上記の材料をニーダーに入れ、混合しながら110℃に昇温し、20分間混合を継続した。その後、110℃に加熱した2本ロールミルで30分間混練し、溶融混練物を水冷した金属ベルト上にシート状に展延して急冷後、ハンマーミルで1mm以下に粗粉砕してマスターバッチを得た。
<トナー粒子前駆体の製造工程>
・上記のマスターバッチ 3.0質量部
・上記の飽和ポリエステル 92.0質量部
・エステルワックス 5.0質量部
(融点73℃)
FMミキサを用いて上記の材料を十分に混合した後、温度130℃に設定したPCM−30型((株)池貝製)を用いて溶融混練し、混練物を得た。得られた混練物を水冷した金属ベルト上にシート状に展延して急冷後、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。得られた粗砕物をT−250(フロイント・ターボ(株)製)にて微粉砕した。さらに200TSP(ホソカワミクロン(株)製)を用いて分級を行い、重量平均粒径が6.2μmのトナー粒子前駆体19を得た。
<熱球形化処理工程>
得られたトナー粒子前駆体19 100.0質量部に、スチレンアクリル樹脂微粒子(ガラス転移温度60℃、一次粒子の個数平均粒径70nm)3.0質量部を添加し、FMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて十分に混合した。その後、図2に示す熱球形化処理装置を用いて熱風温度220℃で熱処理を行い、重量平均粒径が6.2μmのトナー粒子19を得た。
<外添工程>
得られたトナー粒子19 100.0質量部と、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体(一次粒子の個数平均粒径7nm)1.0質量部とをFMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて混合し、トナー19を得た。
[実施例20]
トナー粒子前駆体の製造工程におけるマスターバッチの添加量を1.5質量部、飽和ポリエステルの添加量を93.5質量部とした以外は実施例19と同様にして、トナー20を得た。
[実施例21]
トナー粒子前駆体の製造工程におけるマスターバッチの添加量を6.0質量部、飽和ポリエステルの添加量を89.0質量部とした以外は実施例19と同様にして、トナー21を得た。
[実施例22]
スチレンアクリル樹脂微粒子の添加量を1.0質量部とした以外は実施例19と同様にして、トナー22を得た。
[実施例23]
スチレンアクリル樹脂微粒子を添加しない以外は実施例19と同様にして、トナー23を得た。
[実施例24]
[熱球形化処理を行わない粉砕法による本発明に係るトナーの製造例]
<マスターバッチの製造工程>
・セシウムドープ酸化タングステン粒子(未処理品) 20.0質量部
(タングステンとセシウムのモル比W:Cs=75:25、一次粒子の個数平均粒子径50nm)
・飽和ポリエステル 80.0質量部
(エチレンオキサイド変性ビスフェノールAとテレフタル酸との重縮合物、ガラス転移温度60℃、重量平均分子量29000、数平均分子量6000)
上記の材料をニーダーに入れ、混合しながら110℃に昇温し、20分間混合を継続した。その後、110℃に加熱した2本ロールミルで30分間混練し、溶融混練物を水冷した金属ベルト上にシート状に展延して急冷後、ハンマーミルで1mm以下に粗粉砕してマスターバッチを得た。
<トナー粒子の製造工程>
・上記のマスターバッチ 3.0質量部
・上記の飽和ポリエステル 92.0質量部
・エステルワックス 5.0質量部
(融点73℃)
FMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて上記の材料を十分に混合した後、温度130℃に設定したPCM−30型((株)池貝製)を用いて溶融混練し、混練物を得た。得られた混練物を水冷した金属ベルト上にシート状に展延して急冷後、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。得られた粗砕物をT−250(フロイント・ターボ(株)製)にて微粉砕した。さらに200TSP(ホソカワミクロン(株)製)を用いて分級を行い、重量平均粒径が5.9μmのトナー粒子24を得た。
<外添工程>
得られたトナー粒子24 100.0質量部と、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体(一次粒子の個数平均粒径7nm)1.0質量部とをFMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて混合し、トナー24を得た。
[実施例25]
マスターバッチの製造工程における2本ロールミルによる混練時間を3分間とした以外は実施例19と同様にして、トナー25を得た。
[比較例4]
トナー粒子前駆体の製造工程におけるマスターバッチの添加量を12.0質量部、飽和ポリエステルの添加量を83.0質量部とした以外は実施例19と同様にして、比較用トナー4を得た。
[比較例5]
・セシウムドープ酸化タングステン粒子(未処理品) 1.0質量部
(タングステンとセシウムのモル比W:Cs=75:25、一次粒子の個数平均粒子径50nm)
・飽和ポリエステル 94.0質量部
(エチレンオキサイド変性ビスフェノールAとテレフタル酸との重縮合物、ガラス転移温度60℃、重量平均分子量29000、数平均分子量6000)
・エステルワックス 5.0質量部
(融点73℃)
FMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて上記の原材料を十分に混合した後、温度130℃に設定したPCM−30型((株)池貝製)を用いて溶融混練し、混練物を得た。得られた混練物を室温に静置して冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。得られた粗砕物を、衝突式気流粉砕機にて微粉砕した。さらに200TSP(ホソカワミクロン(株)製)を用いて分級を行い、重量平均粒径が6.0μmの比較用トナー粒子5を得た。
得られた比較用トナー粒子5 100.0質量部と、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体(一次粒子の個数平均粒径7nm)1.0質量部とをFMミキサ(日本コークス工業(株)製)を用いて混合し、比較用トナー5を得た。
[本発明に係るトナー19〜25および比較用トナー4、5の評価]
[評価例7]
評価例1と同様にして、トナー19〜25および比較用トナー4、5の評価を行った。評価結果を表8に示す。
[評価例8]
評価例2と同様にして、トナー19〜25および比較用トナー4、5の評価を行った。評価結果を表9に示す。
[評価例9]
評価例3と同様にして、トナー19〜25および比較用トナー4、5の評価を行った。その結果、トナー19〜25および比較用トナー4、5のいずれについても、一カ月前と比較して、画像の視認性等、何ら変化は見られなかった。
[表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の製造例4]
下記の材料を窒素雰囲気下、室温で12時間撹拌した。
・ITO(In:Sn=9:1、シーアイ化成(株)製) 10質量部
・式2−6として記載の構造を有するシランカップリング剤(信越化学工業(株)製)
2質量部
・スチレンモノマー 20質量部
次いで、0.1質量部の2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)(東京化成工業(株)製)を投入し、温度90℃で8時間撹拌を行うことで表面処理スズドープ酸化インジウム粒子を得た。
超音波洗浄機(W−133サンパ(本多電子(株)製))を用いて、得られたサンプルをスチレンモノマー中に分散させ、D50を測定したところ、303nmであった。
なお、本発明で用いられる粒径(D50)とは、UPA−150EX(日機装(株)製)を使用して、以下の条件で測定した体積基準のメジアン径(D50)を意味する。
SetZero:30s、測定回数:3回、測定時間:120s、屈折率:1.85
[表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の製造例5〜12]
製造例5〜12の各製造例が、製造例4と異なる点(変更点)を表10に示した。表10に示すように、製造例5〜6はITOの種類が異なり、製造例7〜8はシランカップリング剤の種類が異なり、製造例9〜12はシランカップリング剤の量が異なる。表10に示した変更点以外は製造例4と同様な方法で、表10に示す粒径の表面処理赤外線吸収顔料を得た。
表10中、ITOの種類の欄において、1〜3は以下の粒子のことである。
1:ITO粒子(In:Sn=9:1、シーアイ化成(株)製)
2:ITO粒子(In:Sn=8:2、シーアイ化成(株)製)
3:ITO粒子(In:Sn=7:3、シーアイ化成(株)製)
[表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の製造例13]
・式2−6として記載の構造を有するシランカップリング剤(信越化学工業(株)製)
2質量部
・スチレンモノマー 20質量部
・2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル) 0.1質量部
上記の材料を、100質量部のトルエン中で、窒素雰囲気下、温度90℃で8時間撹拌を行うことで式1−269として記載の構造を有する共重合体を重合した。
次いで10質量部のITO(In:Sn=9:1、シーアイ化成(株)製)を投入し10時間室温で撹拌したのち、トルエンを蒸留除去した。超音波洗浄機(W−133サンパ(本多電子(株)製))を用いて、得られたサンプルをスチレンモノマー中に分散させ、粒径を測定したところ、527nmであった。
[表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の製造例14〜17]
スチレンモノマーの量を下記のように変更した以外は、製造例13と同様の方法で、下記の粒径の表面処理スズドープ酸化インジウム粒子を得た。
[表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の製造例18]
・ITO(In:Sn=9:1、シーアイ化成(株)製) 10質量部
・式2−6として記載の構造を有するシランカップリング剤(信越化学工業(株)製)
2質量部
上記の材料を窒素雰囲気下、100質量部のトルエン中で10時間加熱還流した。
トルエンを蒸留除去した後、下記の材料を投入し、窒素雰囲気下、温度90℃で8時間撹拌を行うことで表面処理スズドープ酸化インジウム粒子を得た。
・スチレンモノマー 20質量部
・2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル) 0.1質量部
超音波洗浄機(W−133サンパ(本多電子(株)製))を用いて、得られたサンプルをスチレンモノマー中に分散させて、粒径を測定したところ、532nmであった。
[表面処理赤外線吸収剤粒子の製造例19、20]
ITOを下記の表12に示すように変更した以外は、製造例1と同様な方法で、表12に示す粒径の表面処理赤外線吸収剤粒子を得た。
[表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の製造例21]
・ITO(In:Sn=9:1、シーアイ化成(株)製) 10質量部
・2−6として記載の構造を有するシランカップリング剤(信越化学工業(株)製)
2質量部
・スチレンモノマー 20質量部
上記の材料を窒素雰囲気下、32質量部のトルエンに投入し、室温で12時間撹拌した。撹拌終了後、窒素雰囲気下で0.1質量部の2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)を投入し、温度90℃で8時間撹拌を行うことで表面処理スズドープ酸化インジウム粒子を得た。超音波洗浄機(W−133サンパ(本多電子(株)製))を用いて、得られたサンプルをスチレンモノマー中に分散させて、粒径を測定したところ、表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の粒径は362nmであった。
[表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の製造例22]
・ITO(In:Sn=9:1、シーアイ化成(株)製) 10質量部
式2−6として記載の構造を有するシランカップリング剤(信越化学工業(株)製)
2質量部
・スチレンモノマー 20質量部
上記の材料を窒素雰囲気下、6.4質量部のトルエンに投入し、室温で12時間撹拌した。撹拌終了後、窒素雰囲気下で0.1質量部の2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)(東京化成工業(株)製)を投入し、温度90℃で8時間撹拌を行うことで表面処理スズドープ酸化インジウム粒子を得た。超音波洗浄機(W−133サンパ(本多電子(株)製))を用いて、得られたサンプルをスチレンモノマー中に分散させて、粒径を測定したところ、表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の粒径は387nmであった。
[表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の製造例23]
イオン交換水50質量部に、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1質量部を溶解することで、界面活性剤水溶液を得た。
製造例4で得られた表面処理スズドープ酸化インジウム粒子10質量部を、100質量部のテトラヒドロフランに投入し、超音波洗浄機(W−133サンパ(本多電子(株)製))で2時間分散処理を行った。分散処理後、界面活性剤水溶液に滴下し、再度分散処理を超音波洗浄機(W−133サンパ(本多電子(株)製))で2時間行った。次いで、テトラヒドロフランを蒸留除去し、表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の水分散液を得た。表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の粒径は、302nmであった。
[表面処理赤外線吸収剤粒子を含有する懸濁重合トナーの製造方法]
[実施例26]
高速撹拌装置T.K.ホモミクサ(プライミクス(株)製)を備えた2L用四つ口フラスコ中にイオン交換水710部と0.1mol/Lリン酸三ナトリウム水溶液450部を添加し回転数を12000rpmに調整し、60℃に加温した。ここに1.0mol/L塩化カルシウム水溶液68部を徐々に添加し、微小なリン酸カルシウムを含む水系媒体を調製した。
製造例4で製造した表面処理スズドープ酸化インジウム粒子10部と、スチレン120部との混合物をアトライタ(三井鉱山(株)製)により3時間分散させて顔料分散体1を得た。
下記の材料を混合し、60℃に加温し、T.K.ホモミキサーを用いて5000rpmにて均一に溶解・分散した。
・顔料分散体1 130.0部
・スチレン 46.0部
・n−ブチルアクリレート 34.0部
・サリチル酸アルミニウム化合物 2.0部
(オリエント化学工業(株)製 ボントロンE−88)
・極性樹脂 10.0部
(プロピレンオキサイド変性ビスフェノールAとイソフタル酸との重縮合物、ガラス転移温度(Tg)=65℃、重量平均分子量(Mw)=10000、数平均分子量(Mn)=6000)
・エステルワックス 25.0部
(DSC測定における最大吸熱ピークのピーク温度=70℃、Mn=704)
・ジビニルベンゼン 0.10部
得られた分散液に、重合開始剤である2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)10部を溶解し、重合性単量体組成物を調製した。
上記水系媒体中に上記重合性単量体組成物を投入し、回転数12000rpmを維持しつつ15分間造粒した。その後に高速撹拌器からプロペラ撹拌羽根に撹拌器を変え、液温を60℃に維持して重合を5時間継続させた後、液温を80℃に昇温させ、80℃に維持しながら8時間重合を継続させた。重合反応終了後、80℃、減圧下で残存単量体を留去した後、液温を30℃まで冷却し、重合体微粒子分散体を得た。
次に、重合体微粒子分散体を洗浄容器に移し、撹拌しながら、希塩酸を添加してpH1.5に調整し、2時間撹拌させた。濾過器で固液分離を行い、重合体微粒子を得た。重合体微粒子の水への再分散と固液分離とを、リン酸カルシウム化合物が十分に除去されるまで、繰り返し行った。その後に、最終的に固液分離した重合体微粒子を、乾燥機で十分に乾燥してトナー粒子を得た。
得られたトナー粒子100部に対し、下記の材料をFMミキサ(日本コークス工業(株)製)で5分間乾式混合して、トナー26を得た。
・ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体(一次粒子の数平均粒径7nm) 1.00部
・ルチル型酸化チタン微粉体(一次粒子の数平均粒径45nm) 0.15部
・ルチル型酸化チタン微粉体(一次粒子の数平均粒径200nm) 0.50部
[実施例27、28]
顔料分散体1の調製において、スチレンと表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の量を表13に記載のように変更する以外は、実施例26と同様にしてトナー27、28を得た。
[実施例29〜46]
製造例4で製造した表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の代わりに、製造例5〜22で製造した表面処理赤外線吸収剤粒子を用いたこと以外は、実施例28と同様にして、トナー29〜46を製造した。
[表面処理赤外線吸収剤粒子を含有する乳化凝集トナーの製造方法]
[実施例47]
・スチレン 82.6部
・アクリル酸n−ブチル 9.2部
・アクリル酸 1.3部
・ヘキサンジオールアクリレート 0.4部
・n−ラウリルメルカプタン 3.2部
上記の材料を混合し溶解させて溶液を得た。得られた溶液にネオゲンRK(第一工業製薬(株)製)1.5部を含むイオン交換水150部の水溶液を添加して、分散させた。さらに10分間ゆっくりと撹拌しながら、過硫酸カリウム0.15部を含むイオン交換水10部の水溶液を添加した。窒素置換をした後、70℃で6時間乳化重合を行った。重合終了後、反応液を室温まで冷却し、イオン交換水を添加することで固形分濃度が12.5質量%、体積基準のメジアン径が0.2μmの樹脂粒子分散液を得た。
・エステルワックス(DSC測定における最大吸熱ピークのピーク温度=70℃、Mn=704) 100部
・ネオゲンRK(第一工業製薬(株)製) 15部
上記の材料をイオン交換水385部に混合させ、湿式ジェットミル JN100((株)常光製)を用いて約1時間分散して、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質量%であった。
・樹脂粒子分散液 160部
・ワックス粒子分散液 10部
・製造例23で作製した表面処理スズドープ酸化インジウム粒子の水分散液 10部
・硫酸マグネシウム 0.2部
上記材料をホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて分散させた後、撹拌させながら、65℃まで加温した。65℃で1時間撹拌した後、光学顕微鏡にて観察すると、平均粒径が約5.5μmである凝集体粒子が形成されていることが確認された。ネオゲンRK(第一工業製薬(株)製)2.2部を加えた後、80℃まで昇温して120分間撹拌して、融合した球形トナー粒子を得た。冷却後、ろ過し、ろ別した固体を720部のイオン交換水で、60分間攪拌洗浄した。洗浄後、溶液をろ過し、ろ液の電気伝導度が150μS/cm以下となるまで同様な洗浄を繰り返した。真空乾燥機を用いて乾燥させ、トナー粒子を得た。
得られたトナー粒子100部に、BET法で測定した比表面積が200m/gである疎水化処理されたシリカ微粉体1.8部をFMミキサ(日本コークス工業(株)製)で乾式混合し、トナー47を得た。
[トナーを用いた画像サンプル評価]
上述のトナー26〜47を用いてベタ画像を出力し、後述する画像特性を比較評価した。なお、画像特性の比較に際し、画像形成装置としてLBP−5300(キヤノン(株)製)の改造機を使用した。改造内容としてはプロセスカートリッジ内の現像ブレードを厚さ8μmのSUSブレードに交換した。その上でトナー担持体である現像ローラーに印加する現像バイアスに対して−200[V]のブレードバイアスを印加できるようにした。
また、得られた不可視画像に対して、15°の角度で、100cm離れた位置に設置した、可視光カットフィルターユニットを装備したハロゲン光源(PCS−UHX 150W ハロゲン光源装置 日本ピーアイ(株)製)から、照射を行った。
この状態で、画像形成面のほぼ真上15cmの位置に設置した、1500nmの波長に受光感度を有するカメラ(NVU3VD アイアールスペック(株)製)によって、前記画像形成面を読み取った。カメラのレンズ部には、800nm以下の波長成分をカットするフィルタを装着した。
[トナーの光学濃度評価]
読み取った画像に関して、反射濃度計SpectroLino(Gretag Macbeth社製)にて、光学濃度(OD(M))を測定した。得られた光学濃度を表14に記載する。
100:トナー粒子供給口、101:熱風供給口、102:気流噴射部材、
103:冷風供給口、104:第二の冷風供給口、106:冷却ジャケット、
114:トナー粒子、115:高圧エア供給ノズル、116:移送配管、
201:評価画像1、202:ハロゲンランプ光源、203:近赤外カメラ

Claims (13)

  1. 結着樹脂および無機系赤外線吸収剤粒子を含有するトナー粒子を有するトナーであって、
    (1)該トナーを用いて記録材の上に形成される載り量0.30mg/cmの未定着画像を定着させて得られる定着画像の分光分析において、波長400nm以上800nm以下の範囲における光の吸収率の最大値が10%以下であり、
    (2)透過型電子顕微鏡を用いた該トナー粒子の断面観察において、トナー粒子の断面像の重心を中心とする半径2.0μmの円を描き、該円を4分割して4つの四分円を形成したとき、各四分円において観察される該無機系赤外線吸収剤粒子の個数の変動係数が0.50以下である、
    ことを特徴とするトナー。
  2. 該無機系赤外線吸収剤粒子が、インジウム系酸化物粒子、スズ系酸化物粒子、およびタングステン系酸化物粒子からなる群より選択される一種以上の粒子である請求項1に記載のトナー。
  3. 該無機系赤外線吸収剤粒子が、スズドープ酸化インジウム粒子、アンチモンドープ酸化スズ粒子、およびセシウムドープ酸化タングステン粒子からなる群より選択される一種以上の粒子である請求項1に記載のトナー。
  4. 透過型電子顕微鏡を用いた該トナー粒子の断面観察において、トナー粒子の表面から50nmの深さまでの領域に該無機系赤外線吸収剤粒子が存在しないトナー粒子がトナー粒子全体の60個数%以上である請求項1〜3のいずれか一項に記載のトナー。
  5. 該トナーを用いて記録材の上に形成される載り量0.30mg/cmの未定着画像を定着させて得られる定着画像の分光分析において、波長900nm以上1800nm以下の範囲における光の吸収率の最大値が25%以上である請求項1〜4のいずれか一項に記載のトナー。
  6. 該トナーを用いて記録材の上に形成される載り量0.30mg/cmの未定着画像を定着させて得られる定着画像の分光分析において、波長200nm以上350nm以下の範囲における光の吸収率の最大値が25%以上である請求項1〜5のいずれか一項に記載のトナー。
  7. 透過型電子顕微鏡を用いた該トナー粒子の断面観察において測定される該無機系赤外線吸収剤粒子の分散径の個数平均粒径(D1)が0.5μm以下である請求項1〜6のいずれか一項に記載のトナー。
  8. 該トナーの体積抵抗率が1.0×1012Ω・cm以上1.0×1017Ω・cm以下である請求項1〜7のいずれか一項に記載のトナー。
  9. 該トナーに含有される該無機系赤外線吸収剤粒子の含有量が、トナー質量を基準として0.3質量%以上1.0質量%以下である請求項1〜8のいずれか一項に記載のトナー。
  10. 無機系赤外線吸収剤粒子の表面を表面処理剤で処理した表面処理無機系赤外線吸収剤粒子であって、
    該無機系赤外線吸収剤粒子が、インジウムドープ酸化スズ、アンチモンドープ酸化スズ、セシウムドープ酸化タングステン及び酸化タングステン塩からなる群より選択される粒子であり、
    該表面処理剤が、下記式1で表される繰り返し構造単位と、下記式2で表される繰り返し構造単位もしくは下記式3で表される繰り返し構造単位とを有する共重合体である、ことを特徴とする表面処理無機系赤外線吸収剤粒子。
    (式中、R1〜R3は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜4の脂肪族直鎖炭化水素を表し、
    R4、R5は、それぞれ独立して、水素原子またはメチル基を表し、
    R6は、炭素数1〜4の脂肪族直鎖炭化水素基を表し、
    R7は、炭素数1〜4の脂肪族直鎖炭化水素基を表し、
    A1は、下記式4または式5の構造を表す(*は結合部位を示す)。
  11. 表面処理赤外線吸収剤粒子の製造方法であって、
    下記式6で表される構造の化合物と、インジウムドープ酸化スズ、アンチモンドープ酸化スズ、セシウムドープ酸化タングステンおよび酸化タングステン塩からなる群より選択される少なくとも1つの無機系赤外線吸収剤粒子とのカップリング反応により、ビニル基を有する赤外線吸収剤粒子を得る工程、
    前記ビニル基を有する赤外線吸収剤粒子と、スチレンモノマーまたは下記式7で表される構造のモノマーとを混合し、混合物を得る混合工程、及び
    前記混合物に含有される前記ビニル基を有する赤外線吸収剤粒子と、スチレンモノマーまたは下記式7で表される構造のモノマーとを重合する重合工程、
    を少なくとも含むことを特徴とする表面処理赤外線吸収剤粒子の製造方法。
    (式中、R1〜R3は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜4の脂肪族直鎖炭化水素を表し、
    R4、R5は、それぞれ独立して、水素原子またはメチル基を表し、
    R6は、炭素数1〜4の脂肪族直鎖炭化水素基を表し、
    R7は、炭素数1〜4の脂肪族直鎖炭化水素基を表し、
    A1は、下記式4または式5の構造を表す(*は結合部位を示す)。
  12. 前記重合工程が塊状重合である請求項11に記載の表面処理赤外線吸収剤粒子の製造方法。
  13. 結着樹脂、及び表面処理赤外線吸収剤粒子を含有するトナー粒子を有するトナーであって、
    前記表面処理赤外線吸収剤粒子が、無機系赤外線吸収剤粒子の表面を表面処理剤で処理した粒子であって、
    該無機系赤外線吸収剤粒子が、インジウムドープ酸化スズ、アンチモンドープ酸化スズ、セシウムドープ酸化タングステン及び酸化タングステン塩からなる群より選択される粒子であり、
    該表面処理剤が、下記式1で表される繰り返し構造単位と、下記式2で表される繰り返し構造単位もしくは下記式3で表される繰り返し構造単位とを有する共重合体である、ことを特徴とするトナー。
    (式中、R1〜R3は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜4の脂肪族直鎖炭化水素を表し、
    R4、R5は、それぞれ独立して、水素原子またはメチル基を表し、
    R6は、炭素数1〜4の脂肪族直鎖炭化水素基を表し、
    R7は、炭素数1〜4の脂肪族直鎖炭化水素基を表し、
    A1は、下記式4または式5の構造を表す(*は結合部位を示す)。


JP2019123638A 2018-07-10 2019-07-02 トナー Pending JP2020013119A (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018131063 2018-07-10
JP2018131062 2018-07-10
JP2018131062 2018-07-10
JP2018131063 2018-07-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020013119A true JP2020013119A (ja) 2020-01-23

Family

ID=69142424

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019123638A Pending JP2020013119A (ja) 2018-07-10 2019-07-02 トナー

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20210132519A1 (ja)
EP (1) EP3822704A4 (ja)
JP (1) JP2020013119A (ja)
CN (1) CN112384864A (ja)
WO (1) WO2020013166A1 (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7374745B2 (ja) 2019-12-12 2023-11-07 キヤノン株式会社 トナー
JP7458915B2 (ja) 2020-06-25 2024-04-01 キヤノン株式会社 トナー
JP7551449B2 (ja) 2020-10-23 2024-09-17 キヤノン株式会社 トナー及びトナーの製造方法
JP7621769B2 (ja) 2020-10-23 2025-01-27 キヤノン株式会社 トナー
JP7665311B2 (ja) 2020-10-23 2025-04-21 キヤノン株式会社 トナー
JP7694093B2 (ja) * 2021-03-25 2025-06-18 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 樹脂粒子分散液の製造方法、静電荷像現像用トナーの製造方法、及び静電荷像現像用トナー
JP2022170704A (ja) 2021-04-28 2022-11-10 キヤノン株式会社 トナー
JP7618496B2 (ja) 2021-04-28 2025-01-21 キヤノン株式会社 トナー
JP7699968B2 (ja) 2021-06-08 2025-06-30 キヤノン株式会社 トナー
JP7646465B2 (ja) 2021-06-08 2025-03-17 キヤノン株式会社 トナー
JP7699969B2 (ja) 2021-06-08 2025-06-30 キヤノン株式会社 トナー
JP7791006B2 (ja) 2022-02-28 2025-12-23 キヤノン株式会社 トナー

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004002055A (ja) * 2002-05-29 2004-01-08 Shijo Sozo Kk 中間接着剤に塗装した熱線吸収合わせガラス
JP2005233990A (ja) * 2004-02-17 2005-09-02 Fuji Xerox Co Ltd 電子写真用トナー、電子写真用現像剤および画像形成方法
JP2006079017A (ja) * 2004-09-13 2006-03-23 Fuji Xerox Co Ltd 電子写真用トナー及びこれを用いた電子写真用現像剤、並びに画像形成方法
JP2006079020A (ja) * 2004-09-13 2006-03-23 Fuji Xerox Co Ltd 光定着カラートナー、不可視トナー及び画像形成方法
JP2007033681A (ja) * 2005-07-25 2007-02-08 Fuji Xerox Co Ltd 静電荷像現像用トナー及びその製造方法、トナーセット、静電荷像現像剤ならびに画像形成方法
JP2010195967A (ja) * 2009-02-26 2010-09-09 Dic Corp 無機酸化物分散液、その製造方法及び該分散液を用いた複合体
JP2013092748A (ja) * 2011-10-26 2013-05-16 Cabot Corp 複合体粒子を含むトナー添加剤
JP2016142811A (ja) * 2015-01-30 2016-08-08 サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド 複合粒子、トナー用外添剤および複合粒子の製造方法
CN106497255A (zh) * 2016-09-23 2017-03-15 安徽吉思特智能装备有限公司 一种玻璃纤维增强的氟碳隔热辐射型涂料及其制备方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2879870B2 (ja) * 1992-07-17 1999-04-05 日立金属株式会社 画像形成方法
KR0171165B1 (ko) * 1994-10-31 1999-03-30 미따라이 후지오 화상 형성 방법, 화상 형성 장치 및 프로세스 카트리지
JPH1039535A (ja) 1996-07-19 1998-02-13 Nippon Shokubai Co Ltd 電子写真用トナー用樹脂組成物、電子写真用トナーおよびその製造方法
JP2000309736A (ja) 1999-04-26 2000-11-07 Toppan Printing Co Ltd 赤外線吸収インキ組成物およびそれを用いた印刷物
JP3882609B2 (ja) 2001-12-20 2007-02-21 富士ゼロックス株式会社 電子写真用トナー、電子写真用現像剤、及びそれらを用いた画像形成方法
JP2006078888A (ja) 2004-09-10 2006-03-23 Fuji Xerox Co Ltd 静電荷像現像用トナー、光定着用トナー、不可視トナー
WO2009059901A2 (en) 2007-11-05 2009-05-14 Basf Se Heat shielding additives
JP2009251414A (ja) 2008-04-09 2009-10-29 Ricoh Co Ltd 画像形成方法及び画像形成装置
JP2010102325A (ja) 2008-09-25 2010-05-06 Oki Data Corp 画像形成装置
TWI502292B (zh) * 2011-06-10 2015-10-01 Canon Kk 調色劑、二成份顯影劑、及形成影像之方法
JP2014228763A (ja) * 2013-05-24 2014-12-08 コニカミノルタ株式会社 静電潜像現像用トナー、静電潜像現像用トナーの製造方法及び電子写真画像形成方法
JP6225670B2 (ja) * 2013-11-29 2017-11-08 住友大阪セメント株式会社 透明樹脂組成物及び塗膜並びに熱線遮蔽フィルム
JP6217353B2 (ja) * 2013-11-29 2017-10-25 住友大阪セメント株式会社 透明樹脂組成物及び塗膜並びに熱線遮蔽フィルム
JP2018131063A (ja) 2017-02-15 2018-08-23 株式会社デンソー ワイパ装置
JP6829811B2 (ja) 2017-02-15 2021-02-17 スズキ株式会社 ガーニッシュ取付構造

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004002055A (ja) * 2002-05-29 2004-01-08 Shijo Sozo Kk 中間接着剤に塗装した熱線吸収合わせガラス
JP2005233990A (ja) * 2004-02-17 2005-09-02 Fuji Xerox Co Ltd 電子写真用トナー、電子写真用現像剤および画像形成方法
JP2006079017A (ja) * 2004-09-13 2006-03-23 Fuji Xerox Co Ltd 電子写真用トナー及びこれを用いた電子写真用現像剤、並びに画像形成方法
JP2006079020A (ja) * 2004-09-13 2006-03-23 Fuji Xerox Co Ltd 光定着カラートナー、不可視トナー及び画像形成方法
JP2007033681A (ja) * 2005-07-25 2007-02-08 Fuji Xerox Co Ltd 静電荷像現像用トナー及びその製造方法、トナーセット、静電荷像現像剤ならびに画像形成方法
JP2010195967A (ja) * 2009-02-26 2010-09-09 Dic Corp 無機酸化物分散液、その製造方法及び該分散液を用いた複合体
JP2013092748A (ja) * 2011-10-26 2013-05-16 Cabot Corp 複合体粒子を含むトナー添加剤
JP2016142811A (ja) * 2015-01-30 2016-08-08 サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド 複合粒子、トナー用外添剤および複合粒子の製造方法
CN106497255A (zh) * 2016-09-23 2017-03-15 安徽吉思特智能装备有限公司 一种玻璃纤维增强的氟碳隔热辐射型涂料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3822704A4 (en) 2022-04-06
CN112384864A (zh) 2021-02-19
EP3822704A1 (en) 2021-05-19
US20210132519A1 (en) 2021-05-06
WO2020013166A1 (ja) 2020-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2020013119A (ja) トナー
CN111381469B (zh) 调色剂
CN112286019B (zh) 调色剂
US10156800B2 (en) Toner, developing device, and image forming apparatus
CN111694231B (zh) 调色剂
JP5669541B2 (ja) トナー
CN101960392B (zh) 调色剂
JP7301637B2 (ja) トナー
JP2023021021A (ja) トナー及びトナーの製造方法
US12405545B2 (en) Toner and method for producing toner
JP4929416B2 (ja) トナー
JP5627378B2 (ja) トナー
JP2012203180A (ja) 静電潜像現像用トナー
JP4378210B2 (ja) 磁性微粒子分散型樹脂キャリア及び二成分系現像剤
JP5253046B2 (ja) 画像形成方法
JPH06337541A (ja) 静電荷像現像用トナー及びその製造方法
JP5645579B2 (ja) トナー
JPH06337540A (ja) 静電荷像現像用トナー及びその製造方法
JP2012220883A (ja) 負帯電性消色型電子写真トナーおよびその製造方法
JP2006243107A (ja) 静電潜像現像用トナー
JP2018059972A (ja) トナー粒子の製造方法
JP2018004894A (ja) トナー、現像装置
JP2018060009A (ja) トナー粒子の製造方法
JP2024160756A (ja) トナー
JP2022122678A (ja) トナー、トナーの製造方法、及び画像の読み取り方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220622

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230105

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230302

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230404

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20231003

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20231101

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20231113