JP2007279714A - Toner for developing electrostatic image, manufacturing method, image forming method and apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】従来のトナーにおける、低温定着性、ホットオフセット性、帯電性、クリーニング性、解像度、製造の容易性等の問題点を解決することを目的とする。
【解決手段】少なくともトナー組成物及び/又はトナー組成物前駆体を含む油相を水系媒体に分散して造粒するトナーであって、該トナー粒子内部の離型剤が加熱冷却ユニットを用いた加熱テストにおいて、65℃〜90℃において離型剤がトナー粒子外面に溶け出し,着色粒子トナーと離型剤が海島構造をとる状態であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【選択図】図2An object of the present invention is to solve problems such as low-temperature fixing property, hot offset property, charging property, cleaning property, resolution, and ease of manufacture in conventional toners.
A toner in which an oil phase containing at least a toner composition and / or a toner composition precursor is dispersed in an aqueous medium and granulated, and a release agent inside the toner particles uses a heating and cooling unit. A toner for developing an electrostatic charge image, wherein, in a heating test, the release agent dissolves on the outer surface of the toner particles at 65 ° C. to 90 ° C., and the colored particle toner and the release agent have a sea-island structure.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、電子写真、静電記録、静電印刷等に於ける静電荷像を現像するための現像剤に使用されるトナー及び該トナーを使用する画像形成方法と装置に関する。更に詳しくは直接または間接電子写真現像方式を用いた複写機、レーザープリンタ、及び普通紙ファックス等に使用される電子写真用トナー、電子写真用現像剤及び電子写真現像方法と装置に関する。更に、直接または間接電子写真多色現像方式を用いたフルカラー複写機、フルカラーレーザープリンタ及び、フルカラー普通紙ファックス等に使用される電子写真用トナー、電子写真用現像剤及び電子写真現像方法と装置に関する。 The present invention relates to a toner used as a developer for developing an electrostatic image in electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, and the like, and an image forming method and apparatus using the toner. More particularly, the present invention relates to an electrophotographic toner, an electrophotographic developer, and an electrophotographic developing method and apparatus used for a copying machine, a laser printer, a plain paper fax machine, and the like using a direct or indirect electrophotographic developing system. Further, the present invention relates to an electrophotographic toner, an electrophotographic developer, and an electrophotographic developing method and apparatus used for a full color copying machine, a full color laser printer and a full color plain paper fax machine using a direct or indirect electrophotographic multicolor developing system. .
電子写真方式において加熱ローラによる圧着加熱方式は、トナーに対し離型性を有する加熱ローラの表面と被定着シートのトナー像面を加圧下で接触しながら被定着シートを通過せしめることによりトナー像の定着を行なうものである。この方法は熱ローラの表面と被定着シート上のトナー像とが加圧下で接触するため、トナー像を被定着シート上に融着する際の熱効率が極めて良好であり、迅速に定着を行なうことができる。 In the electrophotographic method, a heating method using a heating roller is a method in which a toner image is transferred by passing the fixing sheet while pressing the surface of the heating roller having releasability to the toner and the toner image surface of the fixing sheet under pressure. Fixing is performed. In this method, the surface of the heat roller and the toner image on the fixing sheet are in contact with each other under pressure, so that the thermal efficiency when fusing the toner image on the fixing sheet is extremely good, and the fixing is performed quickly. Can do.
しかし、一方このこの圧着加熱方式は熱ローラ表面とトナー像とが溶融状態、加圧下で接触するために、トナー像の一部が定着ローラ表面に付着し転移し、次の被定着シートにこれが再転移し、被定着シートを汚す、いわゆるオフセット現象を発生させる。定着及びホットオフセットは定着方式によって異なるが、通常定着速度に依存し高速定着装置ほどトナーに関わる課題が大きくなる。
高速定着では、一般的には、低速定着の場合より溶融粘度の低いトナーを用い、加熱ローラの表面温度を下げ定着圧力を下げることにより、高温オフセットや巻きつきオフセットを防止しつつ、トナー像を定着している。しかし、このような溶融粘度の低いトナーを低速定着に用いると、高温でオフセット現象が発生しやすい。
このように、定着においては、高速機のみならず低速から高速まで適用できる定着温度領域の広い、耐オフセット性にすぐれたトナーが待望されている。
However, in this pressure bonding heating method, since the surface of the heat roller and the toner image are in contact with each other under a molten state and pressure, a part of the toner image adheres to the surface of the fixing roller and is transferred to the next sheet to be fixed. A so-called offset phenomenon occurs that re-transfers and soils the fixing sheet. Fixing and hot offset differ depending on the fixing method, but depending on the normal fixing speed, the problem relating to toner increases as the high-speed fixing device.
In high-speed fixing, a toner having a lower melt viscosity is generally used than in low-speed fixing, and the surface temperature of the heating roller is lowered to lower the fixing pressure, thereby preventing a high-temperature offset and a winding offset while preventing a toner image. It has become established. However, when such a low melt viscosity toner is used for low-speed fixing, an offset phenomenon tends to occur at a high temperature.
Thus, for fixing, a toner having a wide fixing temperature range that can be applied not only from a high-speed machine but also from low speed to high speed and excellent in offset resistance is desired.
一方、高画質を得るためにトナーの小粒径化が進められ、画像の解像力や鮮映度が上がるが、その一方で、小粒径のトナーで形成したハーフトーン部の定着性が低下する。この現象は特に高速定着において、顕著である。これは、ハーフトーン部分のトナーの量が少なく、被定着シートの凹部に転写されたトナーは、加熱ローラから与えられる熱量が少なく、さらに定着圧力も、被定着シートの凸部によって凹部への圧力が抑制されるために悪くなるからである。ハーフトーン部分で被定着シートの凸部に転写されたトナーは、トナー層厚が薄いために、トナー粒子1個当りにかかるせん断力はトナー層厚の厚いベタ黒部分に比べ大きいものとなり、オフセット現象が発生しやすく、低画質の定着画像となりやすい。 On the other hand, in order to obtain high image quality, the toner particle size has been reduced, and the resolution and sharpness of the image are increased. On the other hand, the fixability of the halftone portion formed with the small particle size toner is lowered. . This phenomenon is particularly remarkable in high-speed fixing. This is because the amount of toner in the halftone portion is small, and the toner transferred to the concave portion of the fixing sheet has a small amount of heat applied from the heating roller, and the fixing pressure is also reduced by the convex portion of the fixing sheet. It is because it becomes worse because of being suppressed. Since the toner transferred to the convex portion of the fixing sheet in the halftone portion has a thin toner layer thickness, the shearing force applied to each toner particle is larger than that of the solid black portion where the toner layer thickness is thick. Phenomenon is likely to occur, and a low-quality fixed image tends to be obtained.
定着性能・耐ホットオフセット性能の両立及び高鮮明な画質を得るため使用するトナーは小粒径分布で且つ、狭分布な粒径が望まれる。さらに、転写性をあげるためトナー形状も不定形から球形トナーが望まれるがブレードクリーニングを前提に考えると形状は真球より異型化の方がマシーンの適用性が大きい。トナーに要求されるのは定着性能、画像性能、クリーニング性能ばかりでなく、保存性、帯電性能、など高いレベルで同時に性能を満足しなければならず今日までバインダー樹脂を中心にさまざまな研究がされてきている。 The toner used to achieve both the fixing performance and the hot offset resistance and to obtain a high-definition image quality is desired to have a small particle size distribution and a narrow particle size distribution. Further, in order to improve transferability, the toner shape is indefinite and spherical toner is desired. However, considering blade cleaning, the shape of the shape is more applicable to the machine than the true sphere. Toners are required not only for fixing performance, image performance, and cleaning performance, but also at high levels such as storability and charging performance. At the same time, various researches centering on binder resins have been conducted. It is coming.
また、上記性能を備えた乾式トナーを経済的に得る方法として、混練粉砕方式、重合方
式など盛んに実施され実用化されてきている。特に先述した鮮明な画質や定着スペードをあげ、さらにクリーニング性をあげるためにはトナーの粒径を小粒径、狭分布、形状を異型化、さらにはバインダー樹脂についても定着性能を考えた選択が必要となるが一方で性能を満足させながら生産の中で安価なトナーをえなければならない状況がある。性能、より経済的な生産方式の両立をめざしたトナーを得る方法として特許文献1及び2ではイソシアネート基含有プレポリマーを伸長反応および/または架橋反応させたトナーバインダー、および着色剤からなる乾式トナーにおいて、該乾式トナーが、該イソシアネート基含有ポリエステルプレポリマー(A)の水系媒体中でのアミン類(B)による伸長反応および/または架橋反応により形成された粒子からなることを内容とする乾式トナーおよびその製法を開示している。
Moreover, as a method for economically obtaining a dry toner having the above-mentioned performance, a kneading and pulverizing method, a polymerization method and the like have been actively implemented and put into practical use. In particular, in order to improve the clear image quality and fixing spade described above, and to further improve the cleaning properties, the toner particle size is small, narrow distribution, the shape is modified, and the binder resin is also selected considering the fixing performance. On the other hand, there is a situation where an inexpensive toner must be obtained in production while satisfying the performance. Patent Documents 1 and 2 disclose a dry toner comprising a toner binder obtained by subjecting an isocyanate group-containing prepolymer to an extension reaction and / or a crosslinking reaction, and a colorant. And the dry toner comprising particles formed by elongation reaction and / or crosslinking reaction with amines (B) in an aqueous medium of the isocyanate group-containing polyester prepolymer (A), and The manufacturing method is disclosed.
特許文献1及び2は水中造粒によるトナー製法に関するものであるが、水中で粒子化する場合、小滴状の油相中の顔料が水相界面で凝集し体積抵抗の低下や顔料の不均一化が起り基本的なトナー性能による問題を発生させる。また、オイルレスを達成させ、さらに小粒径、形状制御を同時に達成させマシーン上で使用するためには狙いの形状や狙いの特性がなければ効果が発揮できない。それぞれの公報には異型化手段の記載がされていないのでブレードクリーニングの課題は残る。特に水中造粒で粒子化したトナー粒子はトナー中から顔料が粒子表面に集まり易い一方、水相中の親油性成分も粒子表面に付着し易く、粒径が6μm位以下になるとトナー粒子の比表面積が大きく高分子設計の他、粒子表面設計が所望の帯電特性や定着特性を得る場合重要となるが定着性能を達成させる手段がない。
また特許文献3ではイソシアネート含有プレポリマーを使用したケミカルトナーが開示されているが定着性、ホットオフセット性の技術課題は改善されているが帯電性能を確保するため帯電制御剤をトナー粒子表面に固定化させるため定着阻害の発生は避けられない。加えて紡錘形状制御については粒子に攪拌のせん断力を与えることや、脱溶剤時の時間、せん断力などにより異型化形状制御を図っているが元々溶剤を含んだ油相から作製した粒子は真球になりやすくトナーとして異型化にすることは非常にむずかしい。
Patent Documents 1 and 2 relate to a toner production method by underwater granulation. When particles are formed in water, the pigment in the droplet-like oil phase aggregates at the interface of the aqueous phase, resulting in a decrease in volume resistance and uneven pigment. Causes problems with basic toner performance. In addition, in order to achieve oillessness, and simultaneously achieve small particle size and shape control and use on a machine, the effect cannot be exhibited unless there is a target shape and target characteristics. Each of the publications does not describe the means for changing the shape, so that the problem of blade cleaning remains. In particular, toner particles that have been granulated by underwater granulation tend to attract pigment from the toner to the particle surface, while lipophilic components in the aqueous phase also tend to adhere to the particle surface. In addition to polymer design with a large surface area, particle surface design is important in obtaining desired charging characteristics and fixing characteristics, but there is no means for achieving fixing performance.
Patent Document 3 discloses a chemical toner using an isocyanate-containing prepolymer, but the technical problems of fixing property and hot offset property are improved, but a charge control agent is fixed on the toner particle surface to ensure charging performance. Therefore, the inhibition of fixing is inevitable. In addition, for spindle shape control, atypical shape control is performed by applying shearing force to the particles, time for solvent removal, shearing force, etc., but particles made from an oil phase that originally contained a solvent are true. It tends to be a sphere and it is very difficult to make it atypical as a toner.
近年の傾向として特に、再現精度の高い高品位な画質が求められている。これは、モノクロ画像だけではなく、フルカラー画像でも、この要求が強くなっている。特に、フルカラー画像では、ハーフトーン部が多く、再現精度を高くすることで、粒状性が少なく、かつ、再現できる色を多くすることができる。そのために、小粒径化及び/又は球形化トナーが開発されている。 As a recent trend, in particular, a high-quality image with high reproduction accuracy is required. This is a strong demand not only for monochrome images but also for full-color images. In particular, in a full-color image, there are many halftone portions, and by increasing the reproduction accuracy, it is possible to increase the number of colors that can be reproduced with less graininess. Therefore, a toner having a reduced particle size and / or a spherical shape has been developed.
例えば、特許文献4〜6では、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有しているトナーの製造方法であって、分散剤を含有する水または水系溶媒においてトナー母粒子を分散し、分散系を形成する工程、分散系に、軟化剤と、水または水系溶媒に可溶性でかつ該軟化剤を溶解する有機性溶媒との混合液を投入することにより軟化剤をトナー母粒子に吸収せしめる工程、軟化剤をトナー母粒子から除去する工程を有するトナーの製造方法が開示されている。これにより、トナーに含有される樹脂成分の種類によって限定されることなく、またトナー母粒子の粒度分布を損なうことなくトナーの球形化が可能である。 For example, Patent Documents 4 to 6 disclose a method for producing a toner containing at least a binder resin and a colorant, in which toner base particles are dispersed in water or an aqueous solvent containing a dispersant to form a dispersion system. The step of absorbing the softener into the toner base particles by introducing a mixed solution of the softener and the organic solvent that is soluble in water or an aqueous solvent and dissolves the softener into the dispersion, the softener A method for producing a toner having a step of removing toner from toner base particles is disclosed. Thus, the toner can be made spherical without being limited by the type of resin component contained in the toner and without impairing the particle size distribution of the toner base particles.
しかしながら、特許文献4〜6に開示されている球形トナーでは、感光体上で転がりやすいために、ブレードクリニングのクリーニング方式採用では感光体とクリーニング部材との間に入り込みクリーニング不良となることが多く、また現像、転写の際にトナードットのまわりにチリが多いという問題点も発生しやすい。
また、これらケミカルトナーと言われる水系媒体中で粒子生成させる工法は、分散工程で生ずる液滴の界面張力により必然的に球形となる傾向があった。球形トナーは小粒子径であっても流動性が良く、ホッパーの設計や現像ロールを回転させるためのトルクが小さくなる等現像装置の設計に有利である反面、一部のクリーニング方式ではクリーニングされにくいという問題があった。すなわちトナー像を転写した後の感光体表面は、ブレード
、ファーブラシ、あるいは磁気ブラシ等の手段でクリーニングされる。なかでも構造が簡単でしかもクリーニング性が良いブレードクリーニング方式が一般的には多用されているが、この方式の場合、クリーニングブレードと感光体の間で球形トナーが回転し、その隙間に入り込むため、クリーニングされにくいという大きな問題を抱えている。
However, since the spherical toners disclosed in Patent Documents 4 to 6 tend to roll on the photoreceptor, the blade cleaning method often enters between the photoreceptor and the cleaning member, resulting in poor cleaning. In addition, there is a problem that there is a lot of dust around the toner dots during development and transfer.
In addition, the method of generating particles in an aqueous medium called chemical toner inevitably has a tendency to be spherical due to the interfacial tension of droplets generated in the dispersion process. Spherical toner has good fluidity even with a small particle size, and is advantageous for developing device design, such as hopper design and reduced torque for rotating the developing roll, but it is difficult to clean with some cleaning methods. There was a problem. That is, the surface of the photoreceptor after the toner image is transferred is cleaned by means such as a blade, a fur brush, or a magnetic brush. In particular, a blade cleaning method with a simple structure and good cleaning properties is generally used, but in this method, spherical toner rotates between the cleaning blade and the photoreceptor and enters the gap. It has a big problem that it is difficult to clean.
そこで、ケミカルトナーをブレードクリーニング方式に適応させるため、これまでいくつかの方法が提案されている。例えば、特許文献7では、ポリエステル樹脂及び有機溶剤からなる樹脂溶液を水性媒体中に乳化させ、その後、有機溶剤を除去することにより樹脂微粒子を形成させ、更に、前記樹脂微粒子を凝集させてトナー粒子を製造する静電荷像現像用トナーの製造方法を特徴としているが異型化するための手段がなく球形になりやすいトナー工法となっている。また、特許文献8では、懸濁重合によって粒子状態になされる重合トナーであって、基本的に、粒子径が10μm以下の微細な一次粒子を凝集状態にせしめて粒径が5〜25μmである不定形の会合体粒子からなり、該一次粒子はその内部に顔料を分散含有することを特徴とする重合トナーであるがスチレンアクリル材料であり定着性アップには限界がある。 In order to adapt the chemical toner to the blade cleaning method, several methods have been proposed so far. For example, in Patent Document 7, a resin solution composed of a polyester resin and an organic solvent is emulsified in an aqueous medium, and then the resin particles are formed by removing the organic solvent, and the resin particles are aggregated to form toner particles. Is characterized by a method for producing a toner for developing an electrostatic charge image, but there is no means for changing the shape of the toner, and the toner method tends to be spherical. Further, in Patent Document 8, it is a polymerized toner that is made into a particle state by suspension polymerization, and basically the fine primary particles having a particle diameter of 10 μm or less are aggregated to have a particle diameter of 5 to 25 μm. Although it is a polymerized toner composed of irregularly shaped aggregate particles, and the primary particles contain a pigment dispersed therein, it is a styrene acrylic material and has a limited improvement in fixability.
本発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであって、粒度分布が狭くかつ小粒径化が可能で、しかも流動性にすぐれるというケミカルトナーの利点はそのまま保持したまま、形状を異形化し、ブレードによるクリーニング不良を伴わずに、解像度の高い高画質な画像、低温定着性を兼ね備えた画像形成用トナーおよびその製造方法、現像剤、画像形成装置、プロセスカートリッジを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the shape of the toner is irregularly shaped while maintaining the advantages of the chemical toner that the particle size distribution is narrow and the particle size can be reduced and the fluidity is excellent. To provide an image forming toner having high resolution, high image quality, low temperature fixability, a method for producing the same, a developer, an image forming apparatus, and a process cartridge without causing defective cleaning by a blade. Yes.
従って、本発明の目的は、上述の如き問題点(低温定着性性能、ホットオフセット性能、帯電性能、クリーニング性能、解像度の高い高画質な画像、トナー製造性、を高い次元で同時に解決した静電荷像現像用トナーを提供することにある。また、本発明の他の目的は、電源投入直後から良好に定着し得、更に、低電力容量において良好に定着する静電荷像現像用トナーを提供することにある。また、本発明の他の目的は、低速から高速画像形成装置に至るまで、巾広い温度範囲で離型性を得、かつ耐オフセット性、耐ブロッキング性、流動性にすぐれた静電荷像現像用トナーを提供することにある。さらに、本発明の他の目的は、低速から高速画像形成装置に至るまで、カブリがなく、高濃度、且つ高精細の画像が得られる静電荷像現像用トナー、このトナーとキャリアとからなる二成分現像剤及び該トナー又は該二成分現像剤を収納した容器及び画像形成方法と装置を提供することにある。 Accordingly, the object of the present invention is to provide an electrostatic charge that simultaneously solves the above-mentioned problems (low-temperature fixability performance, hot offset performance, charging performance, cleaning performance, high-resolution high-quality images, toner productivity) at a high level. Another object of the present invention is to provide a toner for developing an electrostatic image that can be fixed satisfactorily immediately after the power is turned on and that can be well fixed at a low power capacity. Another object of the present invention is to obtain a release property in a wide temperature range from a low speed to a high speed image forming apparatus, and is excellent in anti-offset property, blocking resistance and fluidity. Another object of the present invention is to provide an electrostatic image capable of producing a high-density and high-definition image without fogging from low speed to high-speed image forming apparatuses. For development Toner is to provide a this toner and two-component developer and a container and an image forming method which accommodates the toner or the two-component developer comprising a carrier device.
上記課題は、下記本発明によって解決される。
(1)少なくともトナー組成物及び/又はトナー組成物前駆体を含む油相を水系媒体に分散して造粒するトナーであって、該トナー粒子内部の離型剤が加熱冷却ユニットを用いた加熱テストにおいて、65℃〜90℃において離型剤がトナー粒子外面に溶け出し,着色
粒子トナーと離型剤が海島構造をとる状態であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
(2)少なくとも有機溶媒中にバインダー樹脂、着色剤、離型剤及び層状無機鉱物が有するイオンの少なくとも一部を有機物イオンで変性した変性層状無機鉱物を含む油相を水系媒体中に分散及び/又は乳化して造粒し、得られた分散液/又は乳化液から溶媒を除去することにより得られたトナーであって、該トナー粒子内部の離型剤が加熱冷却ユニットを用いた加熱テストにおいて65℃〜90℃において離型剤がトナー粒子外側に溶け出し着色粒子トナーと離型剤が海島構造をとる状態であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
(3)上記(1)のトナーの体積平均粒径が3〜6μmであって、該トナーの平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比Dv/Dnが1.00〜1.30であり、バインダー樹脂のガラス転移点(Tg)が40〜55℃であって該バインダー樹脂の重量平均分子量(Mw)が3000〜6500であることを特徴とする請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナー。
The above problems are solved by the present invention described below.
(1) A toner in which an oil phase containing at least a toner composition and / or a toner composition precursor is dispersed in an aqueous medium and granulated, and the release agent inside the toner particles is heated using a heating and cooling unit. A toner for developing an electrostatic charge image, wherein in a test, the release agent melts on the outer surface of the toner particles at 65 ° C. to 90 ° C., and the colored particle toner and the release agent have a sea-island structure.
(2) An oil phase containing a modified layered inorganic mineral obtained by modifying at least part of the ions of the binder resin, colorant, release agent and layered inorganic mineral with organic ions in at least an organic solvent is dispersed in an aqueous medium and / or Or a toner obtained by emulsifying and granulating and removing the solvent from the resulting dispersion / or emulsion, wherein the release agent inside the toner particles is used in a heating test using a heating / cooling unit. A toner for developing an electrostatic charge image, wherein the release agent melts outside the toner particles at 65 ° C. to 90 ° C., and the color particle toner and the release agent have a sea-island structure.
(3) The volume average particle size of the toner of (1) is 3 to 6 μm, and the ratio Dv / Dn of the average particle size (Dv) to the number average particle size (Dn) of the toner is 1.00 to 1.00. The glass transition point (Tg) of the binder resin is 40 to 55 ° C, and the weight average molecular weight (Mw) of the binder resin is 3000 to 6500, according to claim 1 or 2, The toner for developing an electrostatic image according to the description.
(4)上記離型剤が融点65℃〜80℃であることを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
(5)トナーが有機溶媒中にイソシアネート基含有ポリエステル系プレポリマー、該プレポリマーと伸長または架橋する化合物、離型剤、変性層状無機鉱物およびトナー組成分を溶解又は分散させた油相、該溶解又は分散物を水系媒体中で架橋反応及び/又は伸長反応させ、得られた分散液から溶媒を除去することにより得られたトナーであって、該トナー粒子内部の離型剤が加熱冷却ユニットを用いた加熱テストにおいて65℃〜90℃において離型剤がトナー粒子外側に溶け出し着色粒子トナーと離型剤が海島構造をとる状態であることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
(4) The toner for developing an electrostatic charge image according to any one of (1) to (3), wherein the releasing agent has a melting point of 65 ° C to 80 ° C.
(5) An oil phase in which a toner dissolves or disperses an isocyanate group-containing polyester-based prepolymer, a compound that extends or crosslinks with the prepolymer, a release agent, a modified layered inorganic mineral, and a toner component in an organic solvent, the solution Alternatively, a toner obtained by subjecting the dispersion to a crosslinking reaction and / or elongation reaction in an aqueous medium and removing the solvent from the obtained dispersion, wherein the release agent inside the toner particles is used as a heating / cooling unit. (1) to (4) above, wherein the release agent melts outside the toner particles at 65 ° C. to 90 ° C. in the heating test used, and the colored particle toner and the release agent have a sea-island structure. The toner for developing an electrostatic image according to any one of the above.
(6)上記トナー粒子中に含有する離型剤の分散粒径が0.3〜1.0μmが70個数%以内であることを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
(7)上記トナーに使用される油相であって、該溶解液または分散液の25℃におけるCasson降伏値が、1〜10Paであり、該溶解液又は分散液の25℃における非ニュートン性指数tanθが0.75〜0.95であり、得られた分散液から溶媒を除去することにより得られたトナーであって、該トナーの形状係数SF−1が140〜200であることを特徴とする前記(1)〜(6)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
(8)上記(1)〜(7)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造に使用される油相が、該溶解液または分散液の25℃における非ニュートン性指数tanθが0.75〜0.95であり、得られた分散液から溶媒を除去することによりトナーを得て、該トナーの形状係数SF−1が140〜200であることを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。
(6) The dispersion particle diameter of the release agent contained in the toner particles is such that 0.3 to 1.0 μm is within 70% by number or less (1) to (5), Toner for developing electrostatic images.
(7) The oil phase used in the toner, wherein the solution or dispersion has a Casson yield value at 25 ° C. of 1 to 10 Pa, and the solution or dispersion has a non-Newtonian index at 25 ° C. A toner obtained by removing a solvent from the obtained dispersion liquid having a tan θ of 0.75 to 0.95, wherein the toner has a shape factor SF-1 of 140 to 200. The toner for developing an electrostatic image according to any one of (1) to (6).
(8) The oil phase used in the production of the electrostatic image developing toner according to any one of the above (1) to (7) has a non-Newtonian index tanθ at 25 ° C. of the solution or dispersion of 0. The toner is obtained by removing the solvent from the obtained dispersion, and the shape factor SF-1 of the toner is 140 to 200. Toner manufacturing method.
(9)前記トナーの製造に使用される油相が、該溶解液または分散液の25℃におけるCasson降伏値が、1〜10Paであり、得られた分散液から溶媒を除去することによりトナーを得て、該トナーの形状係数SF−1が140〜200であることを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。
(10)二成分系現像剤に使用されるトナーであることを特徴とする前記(8)又は(9)に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
(11)トナー像担持体上に担持されたトナー像を転写材に転写する転写工程と該転写後にトナー像担持体表面に残留したトナーをブレードを用いてクリーニングするクリーニング工程とを有する画像形成方法において、前記(1)〜(7)のいずれかに記載のトナーを使用することを特徴とする画像形成方法。
(12)前記(1)〜(7)のいずれかに記載の静電荷像用トナーを収納したトナー容器
。
(13)請求項1〜7のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーを現像に用いることを特徴とする画像形成装置。
(9) The oil phase used in the production of the toner has a Casson yield value at 25 ° C. of the solution or dispersion of 1 to 10 Pa, and the toner is removed by removing the solvent from the obtained dispersion. A method for producing a toner for developing an electrostatic charge image, wherein the toner has a shape factor SF-1 of 140 to 200.
(10) The method for producing a toner for developing an electrostatic charge image according to (8) or (9), wherein the toner is used for a two-component developer.
(11) An image forming method including a transfer step of transferring a toner image carried on a toner image carrier to a transfer material, and a cleaning step of cleaning toner remaining on the surface of the toner image carrier using a blade after the transfer. And a toner according to any one of the above (1) to (7).
(12) A toner container containing the electrostatic image toner according to any one of (1) to (7).
(13) An image forming apparatus using the toner for developing an electrostatic charge image according to any one of claims 1 to 7 for development.
本発明のトナーは少なくとも有機溶媒中にバインダー樹脂、着色剤、離型剤及び変性層状無機鉱物を含む油相を水系媒体中に分散及び/又は乳化して造粒し、得られた分散液/又は乳化液から溶媒を除去することにより得られたトナーであって、該トナー粒子内部には離型剤であるワックス、結着樹脂、顔料、変性層状無機鉱物の分散体が存在するがワックスは比較的トナー粒子表面近傍の分散している状態であり、その離型剤が加熱冷却ユニットを用いた加熱テストにおいて65℃〜90℃の温度の中でトナー粒子外側に溶け出し着色粒子と離型剤が海島構造をとる状態であることを特徴とする静電荷像現像用トナーである。 The toner of the present invention is granulated by dispersing and / or emulsifying in an aqueous medium an oil phase containing at least a binder resin, a colorant, a release agent and a modified layered inorganic mineral in an organic solvent. Alternatively, the toner obtained by removing the solvent from the emulsified liquid, wherein the toner particles include a wax as a release agent, a binder resin, a pigment, and a dispersion of a modified layered inorganic mineral. The toner particles are relatively dispersed in the vicinity of the surface of the toner particles, and the release agent melts to the outside of the toner particles at a temperature of 65 ° C. to 90 ° C. in a heating test using a heating / cooling unit. An electrostatic charge image developing toner characterized in that the agent has a sea-island structure.
本発明の乾式トナーは定着時ワックスの染み出しや樹脂の染み出しによる離型性、低温定着性に優れ且つ、異型化したトナー形状はブレードクリーニング性にすぐれ、且つ、転写残トナーが少なく高品位な画像を与える。また、変性層状無機鉱物がトナー中に分散しているのでトナー粒子は帯電性を付加し更には乳化時油相の凝集性を付加させトナー粒子の異形化を補助する。 The dry toner of the present invention is excellent in releasability due to wax exudation and resin exudation during fixing, and low-temperature fixability, and the atypical toner shape is excellent in blade cleaning properties, and has low residual toner and high quality. Give an image. Further, since the modified layered inorganic mineral is dispersed in the toner, the toner particles add chargeability and further add cohesiveness of the oil phase at the time of emulsification, thereby assisting in deforming the toner particles.
以下、本発明を図面に基づいて詳述する。
本発明のトナーは、少なくとも有機溶媒中にバインダー樹脂、着色剤、離型剤及び変性層状無機鉱物を含む油相を水系媒体中に分散及び/又は乳化して造粒し、得られた分散液/又は乳化液から溶媒を除去することにより得られたトナーであって、該トナーの粒子表面の最表面には離型剤とその最表面の外側には有機樹脂微粒子を被覆させ、該トナー粒子内部の離型剤が加熱冷却ユニットを用いた加熱テストにおいて65℃〜90℃において離型剤がトナー粒子外側に溶け出し着色粒子と離型剤が海島構造をとる状態であることを特徴とする静電荷像現像用トナーである。また本発明のトナーは体積平均粒径が4.0〜6.0μmの範囲の紡錘形状又はデンプル形状のトナーであり、該トナーの形状係数SF−1が140〜200である乾式トナーある。図1は、本発明のトナーにおけるトナー粒子の外形形状及びその投影像形状を説明する概念図であり、図2は、同トナーのトナー粒子内部の離型剤が加熱冷却ユニットを用いた加熱テストにおいて65℃〜90℃において、離型剤がトナー粒子外側に溶け出し着色粒子トナーと離型剤が海島構造をとる状態であることを示すトナー粒子の概念図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The toner of the present invention is obtained by dispersing and / or emulsifying in an aqueous medium an oil phase containing at least a binder resin, a colorant, a release agent and a modified layered inorganic mineral in an organic solvent, and granulating the resulting dispersion. / Or a toner obtained by removing the solvent from the emulsified liquid, wherein the toner particles are coated with a release agent on the outermost surface of the toner particles and organic resin fine particles on the outermost surface of the toner particles. The internal mold release agent is in a state where the mold release agent melts to the outside of the toner particles at 65 ° C. to 90 ° C. in a heating test using a heating / cooling unit, and the colored particles and the mold release agent have a sea-island structure. This is a toner for developing an electrostatic image. The toner of the present invention is a spindle-shaped or dimple-shaped toner having a volume average particle size in the range of 4.0 to 6.0 μm, and is a dry toner having a shape factor SF-1 of 140 to 200. FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating the outer shape of a toner particle and the projected image shape of the toner of the present invention. FIG. 2 is a heating test in which the release agent inside the toner particle of the toner uses a heating / cooling unit. 3 is a conceptual diagram of toner particles showing that the release agent melts to the outside of the toner particles at 65 ° C. to 90 ° C., and the colored particle toner and the release agent have a sea-island structure.
(トナー構造、トナー特性及びトナー品質)
本発明者らはトナーの定着性、ホットオフセット性、高画質、耐熱保存性、帯電性、クリーニング性について鋭意検討したところ、トナー粒子構造の中でそれぞれの機能を持たせた粒子構造を提案しそのトナーを発明した。トナーとは例えば特許文献1、2記載の乾式トナー(A)の水系媒体中でのアミン類(B)による伸長反応および/または架橋反応により形成された粒子からなることを特徴とし、水中で造粒されたトナー粒子中の内部には低ガラス転移点であり低分子量の未変性ポリエステル又は変性ポリエステルで分散された顔料成分及び変性層状無機鉱物を主成分としてトナー粒子表層付近には離型性を機能させる離型性ワックスを存在させ、その粒子表面を離型剤と有機微粒子で被覆することにより、トナーの現像、転写に必要な高帯電性を付加させ、さらに加熱ローラ方式による定着において粒子内部の熱特性の低い低軟化ポリマーがすみやかに染みだし定着に供することを発現させた。また、その表層近くの内部に分散させた高離型性のワックスがバインダーより先に染み出しローラーとの離型性を確保する。また保存性特に低軟化点のバインダーが熱によりブロッキングを防ぐため、有機微粒子をトナー粒子表面に薄い層を形成させることと帯電性の機能性材料の変性層状無機鉱物を粒子中に分散させることで保存性(とりわけ耐熱性)との両立を可能にした。
この粒子の機能を表す状態は顕微鏡冷却加熱ユニット(ジャパンハイテック株式会社製)でトナー粒子の加熱冷却状態を観察することによって顔料−バインダー―ワックス成分の溶解分散状態がより明らかにされる。
(Toner structure, toner characteristics and toner quality)
The present inventors have intensively studied the toner fixing property, hot offset property, high image quality, heat resistant storage stability, charging property, and cleaning property, and proposed a particle structure having each function in the toner particle structure. The toner was invented. The toner is, for example, composed of particles formed by elongation reaction and / or crosslinking reaction with amines (B) in an aqueous medium of the dry toner (A) described in Patent Documents 1 and 2, and is produced in water. The inside of the toner particles is a low glass transition point and has a releasability in the vicinity of the toner particle surface layer mainly composed of a pigment component and a modified layered inorganic mineral dispersed with a low molecular weight unmodified polyester or modified polyester. By having a functioning releasable wax, the particle surface is coated with a release agent and organic fine particles to add the high charge necessary for toner development and transfer. The low-softening polymer with low thermal properties oozes out immediately and is used for fixing. In addition, the highly releasable wax dispersed in the interior near the surface layer exudes before the binder and ensures releasability with the roller. In addition, preservability, especially the low softening point binder prevents blocking by heat, so that organic fine particles form a thin layer on the toner particle surface, and a modified layered inorganic mineral of a chargeable functional material is dispersed in the particles. It is possible to achieve both storage stability (especially heat resistance).
The state representing the function of the particles is further clarified by dissolving and dispersing the pigment-binder-wax component by observing the heating / cooling state of the toner particles with a microscope cooling / heating unit (manufactured by Japan High-Tech Co., Ltd.).
(顕微鏡用加熱冷却ユニット観察法)
光学顕微鏡又は各種顕微鏡:オリンパス製 倍率 レンズ×20倍、40倍
顕微鏡用加熱冷却ユニット:トナー昇温速度 5℃/分
(ジャパンハイテック株式会社製)
温度範囲 40℃ → 120℃
モニター:上記ユニットにモニターを装備しトナー粒子が軟化する状態を観察。
方法:顕微鏡に加熱冷却ユニットを備えトナーの溶融状態をモニターで観察できるようにセットする。
続いてガラスにトナーサンプルをのせカバーガラスを載せ規定の昇温条件で加熱しそのトナーの軟化を調べる。
観察:ワックスが溶け出した時の海島構造になった時の温度、トナー粒子が溶け出した温度を観察
(Heating / cooling unit observation method for microscope)
Optical microscope or various microscopes: Olympus magnification lens x 20x, 40x
Microscope heating / cooling unit: Toner heating rate 5 ° C / min
(Manufactured by Japan High-Tech Co., Ltd.)
Temperature range 40 ℃ → 120 ℃
Monitor: The above unit is equipped with a monitor and the toner particles are observed to soften.
Method: A microscope is provided with a heating / cooling unit so that the melting state of the toner can be observed on a monitor.
Subsequently, a toner sample is placed on the glass, a cover glass is placed on the glass, and heating is performed under a specified temperature rise condition to examine the softening of the toner.
Observation: Observe the temperature at which the sea-island structure when the wax is melted and the temperature at which the toner particles are melted.
(変性層状無機鉱物)
−レオロジー添加剤−
有機溶剤に溶解乃至分散可能でバインダー顔料分散溶液に変性層状無機鉱物を分散させたとき、油相レオロジー効果を与える物質がよく各種選択が可能。目的に応じて適宜選択することができ、モンモリロナイト、ベントナイト、ヘクトライト、アタパルジャイト、セピオライト、これらの混合物等があげられる。このなかで前記粘性を容易に達成でき、また添加量が少量ですむ点からモンモリロナイト、またはベントナイトであると好ましい。
レオロジー添加剤として、Bentone 3、Bentone 38 Bentone 38Vという名前でそれぞれレオックス社から販売されているもの、チクソゲルVPでUnited catalyst社から販売されているもの、クレイトン34、クレイトン40、クレイトンXLでそれぞれサザンクレイ社から販売されているものなどのクオタニウム18ベントナイト、Bentone 27という名前でレオックス社から販売されているもの、チクソゲルLGでUnited catalyst社から販売されているもの、クレイトンAF、クレイトンAPAでそれぞれサザンクレイ社から販売されているものなどのステアラルコニウムベントナイト、クレイトンHT、クレイトンPSという名前でそれぞれサザンクレイ社から販売されているものなどのクオタニウム-18/ベンザルコニウムベントナイトをあげることができる。
(Modified layered inorganic mineral)
-Rheological additive-
Substances that can be dissolved or dispersed in an organic solvent and give an oil phase rheological effect when a modified layered inorganic mineral is dispersed in a binder pigment dispersion solution can be variously selected. It can be appropriately selected according to the purpose, and examples thereof include montmorillonite, bentonite, hectorite, attapulgite, sepiolite, and mixtures thereof. Among these, montmorillonite or bentonite is preferable because the viscosity can be easily achieved and the addition amount is small.
Rheology additives, Bentone 3 and Bentone 38 Bentone 38V, sold by Leox, respectively, thixogel VP sold by United Catalyst, Clayton 34, Clayton 40 and Clayton XL Quartium 18 bentonite such as those sold by the company, those sold by Leox under the name Bentone 27, those sold by United Catalyst in Thixogel LG, Clayton AF, Clayton APA Southern Clay Stearalkonium bentonites such as those sold by Clayton HT, Quartium-18 / Benzalkonium bentonite such as those sold by Southern Clay under the name of Clayton HT.
本発明において、少なくとも一部を有機イオンで変性した層状無機鉱物を水系媒体中に分散して造粒するトナーに用いることにより容易にトナーの形状を異形化することが出来る。層状無機鉱物はその層状構造により親水性が高い。その為、層状無機鉱物を変性すること無しに水系媒体中に分散して造粒するトナーに用いると、水系媒体中に層状無機鉱物が移行し、トナーを異形化することが出来ない。層状無機鉱物を少なくとも一部を有機アニオンで変性することにより、適度な疎水性を持ち、トナー組成物及び/又はトナー組成物前駆体を含む油相が非ニュートニアン粘性を持ち、トナーを異形化することが出来る。このとき、トナー材料中の一部を有機アニオンで変性した層状無機鉱物の含有量は、0.05〜5重量%であることが好ましい。 In the present invention, the shape of the toner can be easily deformed by using a layered inorganic mineral modified at least partly with organic ions in an aqueous medium and granulating it. The layered inorganic mineral is highly hydrophilic due to its layered structure. For this reason, if the layered inorganic mineral is used in a toner that is dispersed and granulated in an aqueous medium without modifying the layered inorganic mineral, the layered inorganic mineral migrates into the aqueous medium and the toner cannot be deformed. By modifying at least part of the layered inorganic mineral with an organic anion, it has moderate hydrophobicity, the oil phase containing the toner composition and / or toner composition precursor has a non-Newtonian viscosity, and the toner is deformed I can do it. At this time, the content of the layered inorganic mineral obtained by modifying a part of the toner material with an organic anion is preferably 0.05 to 5% by weight.
一部を有機イオンで変性した層状無機鉱物は、適宜選択することができるが、モンモリロナイト、ベントナイト、ヘクトライト、アタパルジャイト、セピオライト及びこれらの混合物等が挙げられる。中でも、トナー特性に影響を与えず、容易に粘度調整ができ、添加量を少量とすることができることから有機変性モンモリロナイト又はベントナイトが好ましい。
一部を有機イオンで変性した層状無機鉱物の市販品としては、Bentone 3、Bentone 38、Bentone 38V(以上、レオックス社製)、チクソゲルVP(United catalyst社製)、クレイトン34、クレイトン40、クレイトンXL(以上、サザンクレイ社製)等のクオタニウム18ベントナイト;Bentone 27(レオックス社製)、チクソゲルLG(United catalyst社製)、クレイトンAF、クレイトンAPA(以上、サザンクレイ社製)等のステアラルコニウムベントナイト;クレイトンHT、クレイトンPS(以上、サザンクレイ社製)等のクオタニウム18/ベンザルコニウムベントナイトが挙げられる。特に好ましいのはクレイトンAF、クレイトンAPAがあげられる。
変性層状無機鉱物をトナー粒子表面に微分散させるにはトナーに使用するバインダー樹脂にあらかじめ微分散するとトナー中にも微分散し乳化中に微分散した変性層状無機鉱物がトナー粒子最表面付近に固定化する。これは変性層状無機鉱物が油相中では乳化中、親水性の水中で親和性をしめすためより水側に配向するためと考えられる。
バインダー中に微分散させるには顔料マスターバッチ法で分散させるとバインダーに微分散ができる。
The layered inorganic mineral partially modified with organic ions can be appropriately selected, and examples thereof include montmorillonite, bentonite, hectorite, attapulgite, sepiolite, and mixtures thereof. Among these, organically modified montmorillonite or bentonite is preferable because the viscosity can be easily adjusted without affecting the toner characteristics and the addition amount can be reduced.
Commercially available layered inorganic minerals partially modified with organic ions include Bentone 3, Bentone 38, Bentone 38V (above, manufactured by Leox), Thixogel VP (manufactured by United catalyst), Kraton 34, Kraton 40, Kraton XL Quartium 18 bentonite such as (made by Southern Clay), and stearalkonium bentonite such as Bentone 27 (made by Leox), Thixogel LG (made by United catalyst), Clayton AF, Clayton APA (made by Southern Clay) Quaternium 18 / benzalkonium bentonite, such as Clayton HT and Clayton PS (manufactured by Southern Clay). Particularly preferred are Clayton AF and Clayton APA.
In order to finely disperse the modified layered inorganic mineral on the surface of the toner particles, if finely dispersed in the binder resin used in the toner in advance, the modified layered inorganic mineral finely dispersed in the toner and finely dispersed during emulsification is fixed near the outermost surface of the toner particles. Turn into. This is presumably because the modified layered inorganic mineral is oriented to the water side during emulsification in the oil phase and to show affinity in hydrophilic water.
In order to finely disperse in the binder, fine dispersion can be achieved in the binder by dispersing by the pigment master batch method.
バインダー樹脂と着色剤はマスターバッチとしても使用できる。
マスターバッチの製造またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、変性、未変性ポリエステル樹脂の他にポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体;スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族叉は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、などが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。
The binder resin and the colorant can also be used as a master batch.
As the binder resin to be kneaded together with the production of the masterbatch or the masterbatch, in addition to modified and unmodified polyester resins, styrene such as polystyrene, poly p-chlorostyrene, polyvinyltoluene, and polymers of substituted products thereof; styrene-p- Chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer, styrene-vinylnaphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-acrylic Acid butyl copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene-α-chloromethyl methacrylate Copolymer, styrene Acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-maleic acid Styrenic copolymers such as ester copolymers; polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin, polyurethane, polyamide, polyvinyl butyral, polyacryl Examples include acid resins, rosins, modified rosins, terpene resins, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resins, and aromatic petroleum resins, which can be used alone or in combination.
マスターバッチはマスターバッチ用の樹脂と着色剤とを高せん断力をかけて混合、混練してマスターバッチを得る事ができる。この際着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶剤を用いる事ができる。またいわゆるフラッシング法と呼ばれる着色剤の水を含んだ水性ペーストを樹脂と有機溶剤とともに混合混練し、着色剤を樹脂側に移行させ、水分と有機溶剤成分を除去する方法も着色剤のウエットケーキをそのまま用いる事ができるため乾燥する必要がなく、好ましく用いられる。混合混練するには3本ロールミル等の高せん断分散装置が好ましく用いられる。 The master batch can be obtained by mixing and kneading the resin for the master batch and the colorant under high shearing force and kneading. At this time, an organic solvent can be used to enhance the interaction between the colorant and the resin. In addition, a so-called flushing method called watering paste containing water of a colorant is mixed and kneaded together with a resin and an organic solvent, and the colorant is transferred to the resin side to remove moisture and organic solvent components. Since it can be used as it is, it does not need to be dried and is preferably used. For mixing and kneading, a high shear dispersion device such as a three-roll mill is preferably used.
(トナー粒径分布)
トナーの体積平均粒径Dvは、小さい方が細線再現性を向上させることができるために、大きくとも6μm以下であることが好ましい。しかし、粒径が小さくなるとクリーニング性が低下するために、小さくとも3μm以上であることが好ましい。特に、3μm以下のトナー粒子が20%を超えると、磁性キャリア又は現像ローラの表面に現像されにくい微小粒径のトナーが多くなるために、その他のトナー粒子における磁性キャリアまたは現像ローラとの接触・摩擦が不十分となり逆帯電性トナーが多くなり、地肌汚れが生じ画像
品位が低下する。
また、体積平均粒径Dvと数平均粒径Dnとの比(Dv/Dn)で表される粒径分布は、1.00〜1.30の範囲であることが好ましい。粒径分布をシャープにすることで、トナー帯電量分布が均一になり、地肌かぶりを少なくすることができる。Dv/Dnが1.30を越えるとトナーの帯電量分布も広くなるために高品位な画像を得るのが困難になる。ここまでのトナーの粒径は、コールターカウンターマルチサイザー(コールター社製)を用いて、測定するトナーの粒径に対応させて測定用穴の大きさが50μmのアパーチャーを選択して用い、50,000個の粒子の粒径の平均を測定することによって行った。
(Toner particle size distribution)
The smaller the volume average particle diameter Dv of the toner, the better the fine line reproducibility can be improved. However, since the cleaning property decreases as the particle size decreases, it is preferably at least 3 μm or more. In particular, if the toner particle size of 3 μm or less exceeds 20%, the toner having a small particle diameter that is difficult to be developed on the surface of the magnetic carrier or the developing roller increases. Insufficient friction increases the amount of reversely chargeable toner, resulting in background staining and image quality degradation.
The particle size distribution represented by the ratio (Dv / Dn) of the volume average particle size Dv to the number average particle size Dn is preferably in the range of 1.00 to 1.30. By sharpening the particle size distribution, the toner charge amount distribution becomes uniform and background fogging can be reduced. When Dv / Dn exceeds 1.30, the toner charge amount distribution becomes wide, and it becomes difficult to obtain a high-quality image. The particle size of the toner up to this point is 50, using a Coulter counter multisizer (manufactured by Coulter Co.) and selecting and using an aperture having a measurement hole size of 50 μm corresponding to the particle size of the toner to be measured. This was done by measuring the average particle size of 000 particles.
本発明のトナーは、高精細な高画質画像を得る一方で消費電力を極力押さえるため低温定着性を下げさらにホットオフセット性を上げる、つまり離型性を広げる要求に対してトナーの形状を紡錘形状やディンプル形状などの異形形状にすることとトナー粒子表面近傍にWAXを存在させることで高精細な高画質と定着のそれぞれの機能を同時に達成させることができた。その表面近傍に存在するWAX量が全反射型赤外分光法で測定される該トナー中の全成分に対し2〜10wt%であり、該トナーの体積平均粒径(Dv)が3.0〜6.0μmであり、該トナーの形状係数SF−1が140〜200であることがクリーニング性を上げている。特に好ましいのはSF−1が140〜160である。SF−1が200を超えると粒子が割れやすくなり微粉による品質劣化につながりSF−1が140以下はクリーニング性が低下する。 The toner of the present invention has a spindle shape in response to a request to lower the low-temperature fixability and increase the hot offset property in order to obtain high-definition, high-quality images while minimizing power consumption. Each of the functions of high-definition image quality and fixing can be achieved simultaneously by forming an irregular shape such as a dimple shape or WAX in the vicinity of the toner particle surface. The amount of WAX present in the vicinity of the surface is 2 to 10 wt% with respect to all the components in the toner measured by total reflection infrared spectroscopy, and the volume average particle diameter (Dv) of the toner is 3.0 to The cleaning property is improved when the toner has a shape factor SF-1 of 6.0 to 200 μm and a shape factor SF-1 of the toner is 140 to 200. Particularly preferred is SF-1 of 140-160. When SF-1 exceeds 200, the particles are easily broken, leading to quality deterioration due to fine powder, and when SF-1 is 140 or less, the cleaning property is lowered.
(形状係数(SF−1)、その試験法)
トナーの形状係数SF−1は、次の(式1)で定義されるものであり及び参考として示す(式2)と共に、トナーの形状等の形態を表現する係数として使用され、光学顕微鏡等がとらえた画像の面積、長さ、形状等を高精度に定量解析することができる画像解析の統計的手法に基づくものであり、例えば日立製作所製高分解能走査型電子顕微鏡S−2700型を用いて倍率1000倍に拡大したトナー粒子の投影像を無作為にn個(n=100〜300個程度)サンプリングしその画像をインターフェイスを介してLUSEX IIIに導き統計的な処理を加えて算出することができる。
(Shape factor (SF-1), test method thereof)
The toner shape factor SF-1 is defined by the following (Equation 1) and is used as a coefficient expressing the shape of the toner and the like together with (Equation 2) shown for reference. This is based on a statistical method of image analysis that can quantitatively analyze the area, length, shape, etc. of the captured image with high accuracy. For example, using a high-resolution scanning electron microscope S-2700 manufactured by Hitachi, Ltd. It is possible to randomly sample n (n = 100 to 300) projected images of toner particles enlarged to a magnification of 1000 times, calculate the images by introducing them to LUSEX III via an interface and applying statistical processing. it can.
式(1)から明らかなように、形状係数SF−1は、トナー粒子の径の最大長を2乗した値を、トナー粒子の投影面積で割った値にπ/4を掛け、更に100倍して得られる数値であり、トナー粒子の形状が球に近いほど100に近い値となり、トナー粒子の形状が細長いほど100より大きな値となる。つまり形状係数SF−1はトナーの丸さの度合いを表し転写工程における転写効率を高めて、感光体上の転写残トナーの量を少なくする。 As apparent from the equation (1), the shape factor SF-1 is obtained by multiplying the value obtained by squaring the maximum length of the toner particle diameter by the projected area of the toner particle by π / 4, and further multiplying by 100 times. As the toner particle shape is closer to a sphere, the value is closer to 100, and as the toner particle shape is elongated, the value is larger than 100. That is, the shape factor SF-1 represents the degree of roundness of the toner, increases the transfer efficiency in the transfer process, and reduces the amount of toner remaining on the photoreceptor.
本発明において、表面近傍に存在するトナー中の全成分中のワックス量は、微粒子化されたワックスの平均分散径にも依存するが、通常2重量%〜10重量%が適当で2重量%を下回ると、所望するホットオフセット性が得られず、10重量%を超えると、現像性や転写性が低下したり、感光体や帯電付与部材へのフィルミングか顕著になるため、いずれも好ましくない。
ここで、「表面近傍」とは、トナー最表面より0.3μm程度の深さの範囲を云い、ATR−IRで2850cm−1の波長で測定できる範囲をいう。
In the present invention, the amount of wax in all components in the toner present near the surface depends on the average dispersion diameter of the finely divided wax, but usually 2 to 10% by weight is appropriate and 2% by weight is appropriate. If the ratio is less than 10% by weight, the desired hot offset property cannot be obtained, and if it exceeds 10% by weight, developability and transferability are deteriorated, and filming on the photoreceptor and the charge imparting member becomes remarkable. .
Here, “near the surface” means a range having a depth of about 0.3 μm from the outermost surface of the toner, and means a range that can be measured by ATR-IR at a wavelength of 2850 cm −1 .
(TEMでのWAX分散粒径測定)
本発明においては、ワックスの最大方向の粒径をもってワックス分散径とした。具体的には、トナーをエポキシ樹脂に包埋して約100nmに超薄切片化し、四酸化ルテニウムにより染色した後、透過型電子顕微鏡(TEM)により倍率10000〜50000倍で観察を行い、写真撮影し、この写真を画像評価することにより、ワックスの分散状態を観察し分散径を測定した。
(Measurement of WAX dispersion particle size by TEM)
In the present invention, the particle diameter in the maximum direction of the wax is defined as the wax dispersion diameter. Specifically, the toner is embedded in an epoxy resin, cut into an ultrathin section of about 100 nm, dyed with ruthenium tetroxide, and then observed with a transmission electron microscope (TEM) at a magnification of 10,000 to 50,000 times for photography. Then, this photograph was subjected to image evaluation to observe the dispersion state of the wax and measure the dispersion diameter.
本発明において、トナー表面に露出するワックスの存在割合は、FTATR−IR(全反射赤外分光分析)で測定することができる。
FTATR−IR(全反射赤外分光分析)法とは
・試料にATR結晶を密着させ赤外光をあて全反射成分を検出し;
・分析深さとして粒子表面の約0.2〜0.5μmのWAX量が検出でき;
・あらかじめトナー中のWAX量をFTIRで検量線作成し;
・相対する検量線をATR法で作成;
・WAXの吸収波長と樹脂の吸収波長の相対検量線からWAX量を算出する;ものである。
In the present invention, the ratio of the wax exposed on the toner surface can be measured by FTATR-IR (total reflection infrared spectroscopy).
What is FTATR-IR (total reflection infrared spectroscopic analysis) method? ・ ATR crystal is brought into close contact with a sample, and infrared light is applied to detect a total reflection component;
-An amount of WAX of about 0.2 to 0.5 µm on the particle surface can be detected as the analysis depth;
・ Preparation of the amount of WAX in the toner in advance using FTIR;
・ Create a standard calibration curve by ATR method;
The amount of WAX is calculated from the relative calibration curve of the absorption wavelength of WAX and the absorption wavelength of resin;
本発明のトナーに用いるワックスとしては、融点が65℃〜80℃の低融点のワックスが、より離型剤として効果的に本発明の機能的トナー粒子として機能する。該トナー中のワックスは加熱冷却装置(ジャパンハイテック株式会社製)で観察すると65℃付近からワックスが溶けはじめトナー粒子から染み出し顔料粒子を島とし溶け出したワックスを海とすると海島構造状態となる。この状態は定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型材を塗布することなく高温オフセットを防止することが可能であり従来のトナーに比べワックスの染み出しが早く一方で粒子外側に樹脂粒子、変性層状無機鉱物が固定化しているので夏場の温度ハザードに対し(約30〜50℃)粒子外側の保護物質(樹脂微粒子)が粒子内部の低融点バインダー、低軟化のワックスを保護しているためと推察する。 As the wax used in the toner of the present invention, a wax having a low melting point of 65 ° C. to 80 ° C. functions more effectively as the functional toner particles of the present invention as a release agent. When the wax in the toner is observed with a heating / cooling device (manufactured by Japan High-Tech Co., Ltd.), the wax begins to melt from around 65 ° C. When the wax that exudes from the toner particles and the pigment particles dissolve into the island is the sea, the sea-island structure is obtained . This state works between the fixing roller and the toner interface, thereby preventing high-temperature offset without applying a release material such as oil to the fixing roller, and the wax oozes out faster than conventional toner. On the other hand, since resin particles and modified layered inorganic minerals are immobilized on the outside of the particle, the protective substance (resin fine particles) outside the particle is a low-melting-point binder inside the particle and low softening against the summer temperature hazard (about 30-50 ° C) This is probably because the wax is protected.
加熱冷却装置でワックスが溶け出しワックスと樹脂分散粒子が海島構造となる観察点が65℃〜90℃がマシーンで低温定着を達成させホットオフセットを満足させる最適範囲である。65℃未満ではワックスの溶け出しが早すぎ定着性が逆に低下し95℃を超えると溶け出しが遅く、ホットオフセットの機能低下が発生する。
なお、本発明におけるワックスの融点は、示差走査熱量計(DSC)による最大吸熱ピークとした。
The observation point where the wax is melted by the heating / cooling device and the wax and the resin dispersed particles have a sea-island structure is an optimum range in which 65 ° C. to 90 ° C. achieves low temperature fixing on the machine and satisfies the hot offset. If the temperature is lower than 65 ° C., the wax melts out too quickly, and the fixing property is decreased. If the temperature exceeds 95 ° C., the melt starts slowly and the hot offset function is deteriorated.
The melting point of the wax in the present invention was the maximum endothermic peak measured by a differential scanning calorimeter (DSC).
本発明において使用できる離型剤として機能するワックス成分としては、融点が65℃〜80℃が上記加熱冷却装置でホットオフセット性が発現できる温度範囲である。
即ち、具体例としては、ロウ類及びワックス類としては、キャンデリラワックス(M.P78℃、ライスワックス(M.P80℃)等の植物系ワックス、オゾケライト(MP72℃)、等の鉱物系ワックス、及びおよびパラフィンワックス(65〜75℃)、マイクロクリスタリンワックス、等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、合成炭化水素ワックス、エステルワックス、ケトンワックス、エーテルワックス等の融点が65℃〜8
0℃の範囲で離型性の高い合成ワックス等が挙げられる。また、結晶性高分子材料等も用いることができる。これらのうち、より好ましいのはパラフィンワックス(65〜78℃)である。
As a wax component that functions as a release agent that can be used in the present invention, a melting point of 65 ° C. to 80 ° C. is a temperature range in which hot offset property can be expressed by the heating and cooling device.
Specifically, specific examples of waxes and waxes include plant waxes such as candelilla wax (M.P 78 ° C., rice wax (M.P 80 ° C.), mineral waxes such as ozokerite (MP 72 ° C.), And paraffin wax (65 to 75 ° C.), microcrystalline wax, etc. In addition to these natural waxes, the melting point of synthetic hydrocarbon wax, ester wax, ketone wax, ether wax and the like is 65 ° C. to 8 ° C.
Examples include synthetic waxes having high releasability within the range of 0 ° C. A crystalline polymer material or the like can also be used. Of these, paraffin wax (65 to 78 ° C.) is more preferable.
またトナー粒子表面近傍にワックスを存在させるためにはWAX分散剤で制御する。WAX分散剤としてはトナーの乳化時水に対し親和しにくく、重合反応生成物がWAXと非相溶性であるか又はWAXとの相溶性に乏しいトナー用バインダーのためのモノマーが用いられ、ワックスに対し20〜100%加えて分散、重合させることによりトナー粒子内部から粒子表面近傍に存在するように制御することができる。分散剤が20%未満であるとワックスがトナー粒子中に含有されない粒子が発生し、100%を超えるとワックス分散が小さくなりすぎたり、トナー粒子中の内部に存在しやすく定着時染み出しが遅くワックスの効果が低下してくる。 In order to make the wax exist in the vicinity of the toner particle surface, control is performed with a WAX dispersant. As the WAX dispersant, a monomer for a toner binder is used which is less compatible with water during emulsification of the toner and the polymerization reaction product is incompatible with WAX or poorly compatible with WAX. On the other hand, it can be controlled to be present in the vicinity of the particle surface from the inside of the toner particle by adding 20 to 100% and dispersing and polymerizing. If the dispersant is less than 20%, particles in which the wax is not contained in the toner particles are generated, and if it exceeds 100%, the wax dispersion becomes too small or the toner particles are likely to be present inside the toner particles, and the bleeding at the time of fixing is slow. The effect of wax will be reduced.
その親和しにくい結着樹脂には、一般的なトナー用バインダーのためのモノマーを用いることができる。
具体的には、スチレン系モノマー[スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−ヒドロキシスチレン、p−アセトキシスチレン、ビニルトルエン、エチルスチレン、フェニルスチレン、ベンジルスチレンなど]、不飽和カルボン酸のアルキル(炭素数1〜18)エステル[メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートなど]、ビニルエステル系モノマー[酢酸ビニルなど]、ビニルエーテル系モノマー[ビニルメチルエーテルなど]、ハロゲン元素含有ビニル系モノマー[塩化ビニルなど]、ジエン系モノマー(ブタジエン、イソブチレン等)、(メタ)アクリロニトリル、シアノスチレンなど不飽和ニトリル系モノマーおよびこれらの併用が挙げられる。
これらのうち好ましいものはスチレン系モノマー、不飽和カルボン酸アルキルエステル、(メタ)アクリロニトリルおよびその併用であり、特に好ましいのは、スチレンおよびスチレンと(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリロニトリルの併用である。
A monomer for a general binder for toner can be used for the binder resin which is not easily compatible.
Specifically, a styrene monomer [styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methoxystyrene, p-hydroxystyrene, p-acetoxystyrene, vinyltoluene, ethylstyrene, phenylstyrene, Benzyl styrene, etc.], alkyl (C1-C18) ester of unsaturated carboxylic acid [methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, etc.], vinyl ester Monomers (vinyl acetate, etc.), vinyl ether monomers (vinyl methyl ether, etc.), halogen-containing vinyl monomers (vinyl chloride, etc.), diene monomers (butadiene, isobutylene, etc.), (meth) acrylonitrile, cyanostyrene And unsaturated nitrile monomers and their combination thereof.
Of these, styrene monomers, unsaturated carboxylic acid alkyl esters, (meth) acrylonitrile and combinations thereof are preferable, and styrene and styrene, (meth) acrylic acid alkyl esters, and (meth) acrylonitrile are particularly preferable. It is.
ローラ定着やベルト定着における紙への定着は、トナーの定着実効温度が昨今の省エネルギー化された複写機、プリンタ、FAX等では70℃〜100℃付近で開始していると推定される。トナーの溶融を可能にするためにはこの温度付近でトナーが流動を開始しなければならないので少なくとも90〜110℃付近ではトナーが軟化し定着を開始しなければならないとされる。
しかし、90℃で軟化するためにはガラス転移は50℃以下にしなければならないがそのような高分子体のTg(ガラス転移点)はまた分子量にも関係がある。
通常、ガラス転移点は50℃以下になると定着性は良好となるが保存性を満足しない。
It is presumed that the fixing to the paper in the roller fixing or the belt fixing starts at around 70 ° C. to 100 ° C. in the copying machine, printer, FAX, etc., in which the toner fixing effective temperature is recent energy saving. In order to allow the toner to melt, the toner must start to flow near this temperature, so that the toner must soften and start fixing at least at around 90 to 110 ° C.
However, in order to soften at 90 ° C., the glass transition must be 50 ° C. or lower, but the Tg (glass transition point) of such a polymer is also related to the molecular weight.
Usually, when the glass transition point is 50 ° C. or lower, the fixability is good, but the storage stability is not satisfied.
本発明のトナーにおいては、トナーのTgを40〜55℃の極めて低温なバインダーで設計しその粒子表層には50〜110℃にガラス転移をもつ微粒子ポリマーを、トナー粒子に対し0.3〜2.5%存在させる。トナー粒子上に均一に被覆した粒子は図2に示すように、低軟化のバインダーに対し熱の保護をする擬似カプセル構成粒子となる。ホットオフセットや低温定着性、及び耐熱保存性に対し効果がある理由として、トナー表面の結着樹脂はプレポリマーとアミン類を反応させたウレア結合により高分子量化し、表面の一部は網目構造化し比較的ストレスに強い三次元化構造になっている。さらに粒子表層には従来のトナーの熱特性と同じものを用いる一方、内部はトナーバインダーとして低Tgのポリエステルレジンを使用することから均一に混練された粉砕トナーに比較し低温定着性に有利な機能的材料成分の粒子構造となる。表層に被覆したポリマー微粒子は定着時、加熱ローラの熱容量に対しすばやく反応しトナー粒子バインダーを表層外に染み出させなく
てはならない。耐熱保存とトナーの染み出しとのバランスは付着する微粒子ポリマー量でコントロールすることができる。トナーに残存する微粒子ポリマーは粒子径として10〜200nmであり付着している量としては0.3〜2wt%である。粒子径が10nm以下のものは微粒子ポリマーとしては得られにくく200nm以上では表層に厚く残存し定着性が低下する。トナーのTgについても低温定着が可能な範囲として40〜55℃が有効である。40℃以下では粒子化が困難で55℃以上では低温定着に効果がなくなる。
In the toner of the present invention, a Tg of the toner is designed with a very low temperature binder of 40 to 55 ° C., and a particle polymer having a glass transition at 50 to 110 ° C. is formed on the particle surface layer with respect to the toner particles of 0.3 to 2%. .5% present. As shown in FIG. 2, the particles uniformly coated on the toner particles become pseudo-capsule constituting particles that protect the heat against the low-softening binder. The reason for the effect on hot offset, low-temperature fixability, and heat-resistant storage is that the binder resin on the toner surface has a high molecular weight due to the urea bond obtained by reacting the prepolymer and amines, and part of the surface has a network structure. It has a three-dimensional structure that is relatively resistant to stress. In addition, the same surface thermal properties as conventional toner are used for the particle surface layer, while the inside uses a low-Tg polyester resin as a toner binder, which is advantageous for low-temperature fixability compared to uniformly kneaded pulverized toner. It becomes the particle structure of the target material component. The fine polymer particles coated on the surface layer must react quickly with the heat capacity of the heating roller at the time of fixing to allow the toner particle binder to ooze out of the surface layer. The balance between heat-resistant storage and toner exudation can be controlled by the amount of adhering fine particle polymer. The fine particle polymer remaining in the toner has a particle diameter of 10 to 200 nm and is attached in an amount of 0.3 to 2 wt%. When the particle diameter is 10 nm or less, it is difficult to obtain a fine particle polymer, and when it is 200 nm or more, it remains thick on the surface layer and the fixability is lowered. Regarding the Tg of the toner, 40 to 55 ° C. is effective as a range in which low temperature fixing is possible. Particle formation is difficult at 40 ° C or less, and the effect at low temperature fixing is lost at 55 ° C or more.
湿式重合法による真球形状のトナーはクリーニング性が低く、約10μmの平均粒径を有するトナーであってもブレードクリーニング方式ではクリーニング不良を生ずることが多かった。これは、トナー表面が滑らかなことから感光体上のトナーは転がりやすく、クリーニングブレードと感光体との間隙に潜り込んでしまうためである。真球形状のトナーはその表面に凸凹がないため、付着させている外添剤はその全てが感光体に接触することになる。これまで、真球形状のトナーにシリカ等の外添剤を多量に添加していたが、シリカ等の外添剤が感光体に埋め込まれ、これを起点としてトナーが融着し、画像上に筋状の異常画像が生ずるという不具合がある。一方、不定形のトナーは、凸凹も多く、クリーニングブレードの手前で感光体上を転がることがないために、クリーニングブレードで容易にクリーニングすることができる。この点で、紡錘形状のトナーにすることで、球形トナーに比べ、感光体上で転がりやすい回転軸が限定されているためクリーニングの容易なトナーを得ることができる。さらに扁平形状トナーの場合にはそのような回転さえも多少とも制限されるはずである。 The spherical toner formed by the wet polymerization method has poor cleaning properties, and even a toner having an average particle diameter of about 10 μm often causes poor cleaning in the blade cleaning method. This is because the toner surface is smooth and the toner on the photoconductor is likely to roll and sink into the gap between the cleaning blade and the photoconductor. Since the spherical toner has no irregularities on the surface, all of the attached external additive comes into contact with the photosensitive member. Up to now, a large amount of external additives such as silica has been added to the spherical toner, but the external additives such as silica are embedded in the photoreceptor, and the toner is fused from this as the starting point on the image. There is a problem that a streaky abnormal image is generated. On the other hand, the irregular toner has many irregularities and does not roll on the photoconductor before the cleaning blade, so that it can be easily cleaned with the cleaning blade. In this regard, by using a spindle-shaped toner, it is possible to obtain a toner that can be easily cleaned because the rotation axis that easily rolls on the photosensitive member is limited as compared with the spherical toner. In addition, in the case of a flat toner, even such rotation should be somewhat limited.
また、静電転写方式では、感光体上の真球形状のトナーは、その表面が滑らかで、粉体流動性がよく、かつトナー粒子同士、あるいはトナー粒子と感光体との付着力が小さいことから、電気力線の影響を受けやすく、また、電気力線に沿って忠実に転移しやすいために転写率が高くなる。しかし、記録部材が感光体から離れるときに、感光体と記録部材の間に高電界が生じ(バースト現象)、記録部材及び感光体上のトナーが乱されて、記録部材上にトナーのチリが発生する。電気力線の影響を受けやすい真球トナーは、チリの発生が多く発生し画像品位を低下させる。 In the electrostatic transfer system, the spherical toner on the photoreceptor has a smooth surface, good powder flowability, and low adhesion between toner particles or between toner particles and the photoreceptor. Therefore, the transfer rate is high because it is easily affected by the lines of electric force and is easily transferred faithfully along the lines of electric force. However, when the recording member moves away from the photosensitive member, a high electric field is generated between the photosensitive member and the recording member (burst phenomenon), and the toner on the recording member and the photosensitive member is disturbed, so that the dust on the recording member becomes dusty. appear. True toner that is easily affected by the lines of electric force often generates dust and lowers image quality.
しかし、不定形トナー及び扁平トナーでは、凸凹があってトナーの電気力線の影響を受けにくく、電気力線に沿って転移しにくいために転写率が低くなる。しかし、トナー粒子同士の付着力が大きく、記録部材に転移したトナードットは外力などによって壊れにくく、バースト現象によるチリの発生が抑えられる。
紡錘形状のトナーは、その表面は滑らかで適度な流動性をもつために電気力線の影響を受けやすく電気力線に沿って忠実に転移しやすいために転写率が高くなる。さらに、紡錘形状では、転がりやすい回転軸が限られているため、バースト現象によって記録部材上のトナードットからトナー粒子が飛び散りにくいため、高品位の画像を得ることができる。
However, the irregular toner and the flat toner have unevenness and are not easily affected by the electric lines of force of the toner, and are difficult to transfer along the lines of electric force, so the transfer rate is low. However, the adhesion between the toner particles is large, and the toner dots transferred to the recording member are not easily broken by an external force or the like, and the generation of dust due to the burst phenomenon is suppressed.
Since the spindle-shaped toner has a smooth surface and appropriate fluidity, the spindle-shaped toner is easily influenced by the electric force lines, and is easily transferred faithfully along the electric force lines, so that the transfer rate is increased. Further, in the spindle shape, since the rotation axis that is easy to roll is limited, the toner particles are not easily scattered from the toner dots on the recording member due to the burst phenomenon, so that a high-quality image can be obtained.
また、静電現像方式では、磁性キャリアあるいは現像ローラ上の真球形状のトナーでは、電気力線の影響を受けやすく、また、静電潜像の電気力線に沿って忠実に現像される。微小な潜像ドットを再現する際には緻密で均一なトナー配置をとりやすいために細線再現性が高くなるが、接触現像方式では、感光体上の現像されたトナーは磁気ブラシあるいは現像ローラで摺擦されて動いてしまうためにチリ等の画質劣化が発生しやすい。
磁性キャリアあるいは現像ローラ上の不定形トナーでは、粉体流動性が悪く、潜像の電気力線が個々のトナー粒子に対して、スムースに作用しないことから、現像時にトナードットを形成する際に整然と配置されないために忠実な現像が困難で細線再現性が低い。扁平トナーもややこの傾向にある。
In the electrostatic development system, the spherical toner on the magnetic carrier or the developing roller is easily affected by the lines of electric force and is faithfully developed along the lines of electric force of the electrostatic latent image. When reproducing minute latent image dots, fine line reproducibility is improved because it is easy to obtain a dense and uniform toner arrangement. However, in the contact development method, the developed toner on the photoconductor is transferred by a magnetic brush or a developing roller. Since it is rubbed and moved, image quality deterioration such as dust is likely to occur.
The irregular toner on the magnetic carrier or the developing roller has poor powder fluidity, and the electric lines of force of the latent image do not act smoothly on individual toner particles. Therefore, when forming toner dots during development, Since it is not neatly arranged, faithful development is difficult and fine line reproducibility is low. Flat toner also has this tendency.
紡錘形状トナーは、適度に調整された粉体流動性を持つことから、静電潜像の電気力線に沿って忠実に現像されるために細線再現性が高く、感光体上の現像されたトナーは磁気
ブラシあるいは現像ローラで摺擦されても動きにくいので、チリ等の画質劣化の少ない可視像を得ることができる。
Since the spindle-shaped toner has a moderately adjusted powder fluidity, it is developed faithfully along the electric lines of force of the electrostatic latent image, so that the fine line reproducibility is high, and the developed on the photoreceptor. Since the toner hardly moves even when rubbed with a magnetic brush or a developing roller, a visible image with little deterioration in image quality such as dust can be obtained.
本発明のトナーにおいて、帯電、クリーニング、定着、ホットオフセット性をバランスよく機能を発現させ異形化したトナー形状を得るには乳化するトナー油相の粘性流動を制限することにより機能が発現される。乳化する油相の粘性流動は、少なくとも有機溶媒中に結着樹脂、変性ポリエステル系樹脂から成るプレポリマー、該プレポリマーと伸長または架橋する化合物、着色剤、離型剤を溶解又は分散させた溶解液または分散液又は結着樹脂に未変性ポリエステルだけを用いた乳化分散液において、25℃におけるCasson降伏値を、1〜25Pa、tanθが0.75〜0.95にすることで狙いのトナー形状を達成することが出来る。
Casson降伏値が1Pa未満では、目標の形状が得にくく、25Paを超えると形状制御性が困難となる。
In the toner of the present invention, in order to obtain an irregularly shaped toner shape that exhibits a balanced function of charging, cleaning, fixing, and hot offset, the function is manifested by limiting the viscous flow of the emulsified toner oil phase. The viscous flow of the oil phase to be emulsified is obtained by dissolving or dispersing a binder resin, a prepolymer composed of a modified polyester resin, a compound that extends or crosslinks with the prepolymer, a colorant, and a release agent in at least an organic solvent. In an emulsified dispersion using only unmodified polyester as the liquid or dispersion or binder resin, the target toner shape is obtained by setting the Casson yield value at 25 ° C. to 1 to 25 Pa and tan θ to 0.75 to 0.95. Can be achieved.
If the Casson yield value is less than 1 Pa, it is difficult to obtain a target shape, and if it exceeds 25 Pa, shape controllability becomes difficult.
また、変性層状無機鉱物は、該溶解液または分散液中の固形分中に0.05〜5%含有されることが好ましい。0.05%未満では目標のCasson降伏値が得られず、10%を超えると、トナー粒子表面に固定化する量が多く定着性能が低下する。
降伏値、tanθの測定方法:
前記Casson降伏値は、ハイシェア粘度計などを用いて測定することができる。
測定条件は下記の通りである。
装置:AR2000(TAインスツルメンツ社製)
シア−ストレス120Pa/5分
ジオメトリー:40mmスチールプレート
ジオメトリーギャップ:1mm 解析ソフト:TA DATA ANALYSIS(TAインスツルメンツ社製)
降伏値(応力降伏値Pa):Casson流動方程式よりせん断速度s−=1とs−=2のs−=0の外挿点とする。測定上のせん断速度の範囲は0→300s-
tanθ:油相のフローカーブを測定する。条件は25℃でGAPは0.5mm
測定範囲せん断速度:0→1800s-→0s−とする。
tanθの求め方:せん断速度s-とせん断応力のLOG-LOGク゛ラフよりtanθを求める。
せん断速度の範囲は0→2000s-
Further, the modified layered inorganic mineral is preferably contained in an amount of 0.05 to 5% in the solid content in the solution or dispersion. If it is less than 0.05%, the target Cassson yield value cannot be obtained.
Measurement method of yield value, tanθ:
The Casson yield value can be measured using a high shear viscometer or the like.
The measurement conditions are as follows.
Device: AR2000 (TA Instruments)
Shear stress 120 Pa / 5 min Geometry: 40 mm steel plate Geometry gap: 1 mm Analysis software: TA DATA ANALYSIS (TA Instruments)
Yield value (stress yield value Pa): From the Casson flow equation, the extrapolation point of s− = 0 of the shear rates s− = 1 and s− = 2. The range of shear rate on measurement is 0 → 300s-
tanθ: The oil phase flow curve is measured. Conditions are 25 ° C and GAP is 0.5mm
Measurement range shear rate: 0 → 1800 s− → 0 s−.
How to find tanθ: Find tanθ from the LOG-LOG graph of shear rate s- and shear stress.
Shear rate range is 0 → 2000s-
本発明のトナーは、トナーの表面に固定化されてその表面を疎水性にする物質(以下、単に「固定化物質」と記す。)が設けられていることが必要である。固定化物質としてシリカと酸化チタンの併用が最も帯電性及び定着性に効果的である。これはトナーが小粒径であり流動性が劣る上に表面をポリマー微粒子が覆うので空気中の水分と結合しやすく帯電変動が大きい。従来、一般的には表面に流動化剤である無機物質が添加混合されるが表面を被覆する物質は定着性を低下させる。しかし、シリカと酸化チタンを表面に固定化することにより帯電性、流動性確保でき、定着性も大きく低下させない。これはシリカと酸化チタンの疎水化によるものであり、また酸化チタンを併用することで小粒径トナーによる帯電量アップがおさえられるためと推察される。酸化チタンのみでは所望の帯電量が得られない。 The toner of the present invention needs to be provided with a substance that is immobilized on the surface of the toner to make the surface hydrophobic (hereinafter simply referred to as “immobilized substance”). The combined use of silica and titanium oxide as the immobilizing substance is most effective for charging and fixing properties. This is because the toner has a small particle size and inferior fluidity and the surface is covered with polymer fine particles, so that it easily binds to moisture in the air and has a large charge fluctuation. Conventionally, an inorganic substance that is a fluidizing agent is generally added to and mixed with the surface, but a substance that covers the surface lowers the fixability. However, by fixing silica and titanium oxide on the surface, charging property and fluidity can be secured, and fixing property is not greatly reduced. This is due to the hydrophobization of silica and titanium oxide, and it is presumed that the combined use of titanium oxide suppresses the increase in charge amount due to the small particle size toner. A desired charge amount cannot be obtained only with titanium oxide.
これらのトナー表面保護物質は、トナー表面に固定することで、トナー表面保護物質がトナー表面から遊離して、キャリア、現像ローラ、感光体、接触帯電手段等に付着したり、それらを傷つけたることを防止する。そのためには、一般的な外添剤混合装置(条件)よりも強い外力を与えなければならない。 When these toner surface protective substances are fixed to the toner surface, the toner surface protective substances are released from the toner surface and adhere to or damage the carrier, developing roller, photoconductor, contact charging means, etc. To prevent. For this purpose, an external force stronger than that of a general external additive mixing apparatus (conditions) must be applied.
本発明では、トナー表面を保護する保護物質として、シリカ、酸化チタンを使用する前の工程として、帯電制御剤を固定化することができる。トナーの表面に積極的に摩擦帯電
機能を持たせて、摩擦帯電の安定化が図れるからである。
トナー表面に保護物質を固定化するために、大気中で機械的又は熱的処理を行うものであっても良い。また、湿式重合法の製造途中の溶媒中で電気化学的又は機械的処理を行うものであっても良い。例えば、トナーと保護物質とを容器中で回転体を用いて混合する方法が知られている。この方法において、容器内壁より突出した固定部材が存在しない容器中で、回転体を高速回転させて混合することで保護物質が固着したトナーが得られる。また、トナーと保護物質とを予め混合し、これを熱気流とともにアトマイザー等の容器中に噴霧して、トナー表面を溶融状態にした後急冷して、トナー表面に固着させることができる。また、溶媒中では、トナー表面に吸着させて、保護物質を固着させることができる。
本発明のトナー表面に固着させるシリカと酸化チタンの量はシリカ0.3〜1.5%で酸化チタン0.1〜1.0%が適当である。トータル量は1.5%を超えると定着性が急激に低下する。
In the present invention, the charge control agent can be immobilized as a step before using silica or titanium oxide as a protective substance for protecting the toner surface. This is because the triboelectric charging function can be positively imparted to the toner surface to stabilize the triboelectric charging.
In order to fix the protective substance on the toner surface, a mechanical or thermal treatment may be performed in the air. Moreover, you may perform an electrochemical or mechanical process in the solvent in the middle of manufacture of the wet polymerization method. For example, a method of mixing toner and a protective substance in a container using a rotating body is known. In this method, a toner having a protective substance adhered thereto can be obtained by mixing the rotating member rotating at a high speed in a container having no fixing member protruding from the inner wall of the container. In addition, the toner and the protective substance can be mixed in advance and sprayed together with a hot air current in a container such as an atomizer so that the toner surface is melted and then rapidly cooled to be fixed to the toner surface. Further, in the solvent, the protective substance can be fixed by adsorbing to the toner surface.
The amount of silica and titanium oxide fixed on the toner surface of the present invention is suitably 0.3 to 1.5% silica and 0.1 to 1.0% titanium oxide. When the total amount exceeds 1.5%, the fixing property is rapidly lowered.
結着樹脂としては、変性されたポリエステルまたは未変性ポリエステルを有利に用いることができる画、必ずしもこれに限らない。
変性ポリエステルとしてはポリステル樹脂中にエステル結合以外の結合基が存在したり、またポリエステル樹脂中に構成の異なる樹脂成分が共有結合、イオン結合などで結合した状態をさす。例えばポリエステル末端をエステル結合以外のもので反応させたものである。具体的には末端に酸基、水酸基と反応するイソシアネート基などの官能基を導入し活性水素化合物とさらに反応させ末端を変性したものをさす。
変性されたポリエステル(i)の具体例としては、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)とアミン類(B)との反応物などが挙げられる。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)としては、ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)の重縮合物でかつ活性水素基を有するポリエステルをさらにポリイソシアネート(3)と反応させたものなどが挙げられる。上記ポリエステルの有する活性水素基としては、水酸基(アルコール性水酸基およびフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられ、これらのうち好ましいものはアルコール性水酸基である。
The binder resin is not necessarily limited to an image in which modified polyester or unmodified polyester can be used advantageously.
The modified polyester refers to a state in which a bonding group other than an ester bond exists in the polyester resin, or resin components having different configurations are bonded to the polyester resin by a covalent bond, an ionic bond, or the like. For example, the polyester terminal is reacted with something other than an ester bond. Specifically, it refers to a product in which a functional group such as an isocyanate group that reacts with an acid group or a hydroxyl group is introduced at the terminal and further reacted with an active hydrogen compound to modify the terminal.
Specific examples of the modified polyester (i) include a reaction product of a polyester prepolymer (A) having an isocyanate group and amines (B). Examples of the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group include a polycondensate of a polyol (1) and a polycarboxylic acid (2) and a polyester having an active hydrogen group further reacted with a polyisocyanate (3). Can be mentioned. Examples of the active hydrogen group possessed by the polyester include hydroxyl groups (alcoholic hydroxyl groups and phenolic hydroxyl groups), amino groups, carboxyl groups, mercapto groups, and the like. Among these, alcoholic hydroxyl groups are preferred.
ポリオール(1)としては、ジオール(1−1)および3価以上のポリオール(1−2)が挙げられ、(1−1)単独、または(1−1)と少量の(1−2)の混合物が好ましい。ジオール(1−1)としては、アルキレングリコール(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、1,6−ヘキサンジオールなど);アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、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など);脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);上記脂環式ジオール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;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およ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、およびこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。3価以上のポリオール(1−2)としては、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール(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、ソルビトールなど);3価以上のフェノール類(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など);上記3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。 Examples of the polyol (1) include a diol (1-1) and a tri- or higher valent polyol (1-2). (1-1) alone or (1-1) and a small amount of (1-2) Mixtures are preferred. Diol (1-1) includes alkylene glycol (ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, etc.); alkylene ether glycol (diethylene glycol) , Triethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, etc.); alicyclic diols (1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, etc.); bisphenols (bisphenol A, bisphenol) F, bisphenol S, etc.); alkylene oxide (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.) adduct of the above alicyclic diol; Alkylene oxide phenol compound (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.), etc. adducts. Among them, preferred are alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms and alkylene oxide adducts of bisphenols, and particularly preferred are alkylene oxide adducts of bisphenols and alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms. It is a combined use. The trihydric or higher polyol (1-2) includes 3 to 8 or higher polyhydric aliphatic alcohols (glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, etc.); trihydric or higher phenols (Trisphenol PA, phenol novolak, cresol novolak, etc.); and alkylene oxide adducts of the above trivalent or higher polyphenols.
ポリカルボン酸(2)としては、ジカルボン酸(2−1)および3価以上のポリカルボン酸(2−2)が挙げられ、(2−1)単独、および(2−1)と少量の(2−2)の混合物が好ましい。ジカルボン酸(2−1)としては、アルキレンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など);アルケニレンジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸など);芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など)などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸および炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸である。3価以上のポリカルボン酸(2−2)としては、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)などが挙げられる。なお、ポリカルボン酸(2)としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)が挙げられ、これらを用いてポリオール(1)と反応させてもよい。 Examples of the polycarboxylic acid (2) include dicarboxylic acid (2-1) and trivalent or higher polycarboxylic acid (2-2). (2-1) alone and (2-1) with a small amount of ( The mixture of 2-2) is preferred. Dicarboxylic acid (2-1) includes alkylene dicarboxylic acid (succinic acid, adipic acid, sebacic acid, etc.); alkenylene dicarboxylic acid (maleic acid, fumaric acid, etc.); aromatic dicarboxylic acid (phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid) And naphthalenedicarboxylic acid). Of these, preferred are alkenylene dicarboxylic acids having 4 to 20 carbon atoms and aromatic dicarboxylic acids having 8 to 20 carbon atoms. Examples of the trivalent or higher polycarboxylic acid (2-2) include aromatic polycarboxylic acids having 9 to 20 carbon atoms (trimellitic acid, pyromellitic acid, and the like). Examples of the polycarboxylic acid (2) include acid anhydrides and lower alkyl esters (methyl ester, ethyl ester, isopropyl ester, etc.) described above, and these may be used to react with the polyol (1). .
ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)の比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、通常2/1〜1/1、好ましくは1.5/1〜1/1、さらに好ましくは1.3/1〜1.02/1である。
ポリイソシアネート(3)としては、脂肪族ポリイソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエートなど);脂環式ポリイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど);芳香族ジイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど);芳香脂肪族ジイソシアネート(α,α,α',α'−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど);イソシアヌレート類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの;およびこれら2種以上の併用が挙げられる。
The ratio of the polyol (1) to the polycarboxylic acid (2) is usually 2/1 to 1/1, preferably 1. 5/1 to 1/1, more preferably 1.3 / 1 to 1.02 / 1.
Examples of the polyisocyanate (3) include aliphatic polyisocyanates (tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethylcaproate, etc.); alicyclic polyisocyanates (isophorone diisocyanate, cyclohexylmethane diisocyanate, etc.); aromatic Diisocyanates (tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, etc.); araliphatic diisocyanates (α, α, α ′, α′-tetramethylxylylene diisocyanate, etc.); isocyanurates; polyisocyanates such as phenol derivatives, oximes, caprolactam And a combination of two or more of these.
ポリイソシアネート(3)の比率は、イソシアネート基[NCO]と、水酸基を有するポリエステルの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、通常5/1〜1/1、好ましくは4/1〜1.2/1、さらに好ましくは2.5/1〜1.5/1である。[NCO]/[OH]が5を超えると低温定着性が悪化する。[NCO]のモル比が1未満では、変性ポリエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。末端にイソシアネート基を有するプレポリマー(A)中のポリイソシアネート(3)構成成分の含有量は、通常0.5〜40wt%、好ましくは1〜30wt%、さらに好ましくは2〜20wt%である。0.5wt%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、40wt%を超えると低温定着性が悪化する。 The ratio of the polyisocyanate (3) is usually 5/1 to 1/1, preferably 4 /, as an equivalent ratio [NCO] / [OH] of the isocyanate group [NCO] and the hydroxyl group [OH] of the polyester having a hydroxyl group. 1 to 1.2 / 1, more preferably 2.5 / 1 to 1.5 / 1. When [NCO] / [OH] exceeds 5, low-temperature fixability deteriorates. If the molar ratio of [NCO] is less than 1, the urea content in the modified polyester will be low, and the hot offset resistance will deteriorate. The content of the polyisocyanate (3) component in the prepolymer (A) having an isocyanate group at the terminal is usually 0.5 to 40 wt%, preferably 1 to 30 wt%, more preferably 2 to 20 wt%. If it is less than 0.5 wt%, the hot offset resistance deteriorates, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. On the other hand, if it exceeds 40 wt%, the low-temperature fixability deteriorates.
イソシアネート基を有するプレポリマー(A)中の1分子当たりに含有するイソシアネート基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、さらに好ましくは、平均1.8〜2.5個である。1分子当たり1個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。 The number of isocyanate groups contained per molecule in the prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 1 or more, preferably 1.5 to 3 on average, more preferably 1.8 to 2.5 on average. It is. If it is less than 1 per molecule, the molecular weight of the urea-modified polyester will be low, and the hot offset resistance will deteriorate.
アミン類(B)としては、ジアミン(B1)、3価以上のポリアミン(B2)、アミノアルコール(B3)、アミノメルカプタン(B4)、アミノ酸(B5)、および(B1)〜(B5)のアミノ基をブロックしたもの(B6)などが挙げられる。ジアミン(B1)としては、芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’ジアミノジフェニルメタンなど);脂環式ジアミン(4,4’−ジアミノ−3,3’ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど);および脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)などが挙げられる。3価以上のポリアミン(B2)としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール(B3)としては
、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン(B4)としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。アミノ酸(B5)としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。(B1)〜(B5)のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、前記(B1)〜(B5)のアミン類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)から得られるケチミン化合物、オキサゾリン化合物などが挙げられる。これらアミン類(B)のうち好ましいものは、(B1)および(B1)と少量の(B2)の混合物である。
As amines (B), diamine (B1), triamine or higher polyamine (B2), amino alcohol (B3), amino mercaptan (B4), amino acid (B5), and amino groups of (B1) to (B5) (B6) etc. that are blocked. Examples of the diamine (B1) include aromatic diamines (phenylenediamine, diethyltoluenediamine, 4,4′diaminodiphenylmethane, etc.); alicyclic diamines (4,4′-diamino-3,3′dimethyldicyclohexylmethane, diaminecyclohexane, Isophorone diamine etc.); and aliphatic diamines (ethylene diamine, tetramethylene diamine, hexamethylene diamine etc.) and the like. Examples of the trivalent or higher polyamine (B2) include diethylenetriamine and triethylenetetramine. Examples of amino alcohol (B3) include ethanolamine and hydroxyethylaniline. Examples of amino mercaptan (B4) include aminoethyl mercaptan and aminopropyl mercaptan. Examples of the amino acid (B5) include aminopropionic acid and aminocaproic acid. As (B6) which blocked the amino group of (B1) to (B5), ketimine compounds obtained from the amines and ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.) of (B1) to (B5), Examples include oxazoline compounds. Among these amines (B), preferred are (B1) and a mixture of (B1) and a small amount of (B2).
さらに、必要により伸長停止剤を用いてウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。伸長停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど)、およびそれらをブロックしたもの(ケチミン化合物)などが挙げられる。 Furthermore, if necessary, the molecular weight of the urea-modified polyester can be adjusted using an elongation terminator. Examples of the elongation terminator include monoamines (diethylamine, dibutylamine, butylamine, laurylamine, etc.), and those obtained by blocking them (ketimine compounds).
アミン類(B)の比率は、イソシアネート基を有するプレポリマー(A)中のイソシアネート基[NCO]と、アミン類(B)中のアミノ基[NHx]の当量比[NCO]/[NHx]として、通常1/2〜2/1、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。[NCO]/[NHx]が2を超えたり1/2未満では、ウレア変性ポリエステル(i)の分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。本発明においては、ウレア結合で変性されたポリエステル(i)中に、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常100/0〜10/90であり、好ましくは80/20〜20/80、さらに好ましくは、60/40〜30/70である。ウレア結合のモル比が10%未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。 The ratio of amines (B) is the equivalent ratio [NCO] / [NHx] of isocyanate groups [NCO] in the prepolymer (A) having isocyanate groups and amino groups [NHx] in amines (B). The ratio is usually 1/2 to 2/1, preferably 1.5 / 1 to 1 / 1.5, more preferably 1.2 / 1 to 1 / 1.2. When [NCO] / [NHx] exceeds 2 or less than 1/2, the molecular weight of the urea-modified polyester (i) becomes low, and the hot offset resistance deteriorates. In the present invention, the polyester (i) modified with a urea bond may contain a urethane bond together with a urea bond. The molar ratio of the urea bond content to the urethane bond content is usually 100/0 to 10/90, preferably 80/20 to 20/80, and more preferably 60/40 to 30/70. When the molar ratio of the urea bond is less than 10%, the hot offset resistance is deteriorated.
本発明のウレア変性ポリエステル(i)は、ワンショット法、プレポリマー法により製造される。ウレア変性ポリエステル(i)の重量平均分子量は、通常10,000以上、好ましくは20,000〜10,000,000、さらに好ましくは30,000〜1,000,000である。このときのピーク分子量は1,000〜10,000で1,000未満では伸長反応しにくくトナーの弾性が少なくその結果耐ホットオフセット性が悪化する。また10,000を超えると定着性の低下や粒子化や粉砕において製造上の課題が高くなる。ウレア変性ポリエステルの数平均分子量は、後述の変性されていないポリエステル(ii)を用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステル(i)単独の場合は、数平均分子量は、通常20,000以下、好ましくは1,000〜10,000、さらに好ましくは2,000〜8,000である。20,000を超えると低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。 The urea-modified polyester (i) of the present invention is produced by a one-shot method or a prepolymer method. The weight average molecular weight of the urea-modified polyester (i) is usually 10,000 or more, preferably 20,000 to 10,000,000, more preferably 30,000 to 1,000,000. In this case, the peak molecular weight is 1,000 to 10,000, and if it is less than 1,000, the elongation reaction hardly occurs and the elasticity of the toner is small, and as a result, the hot offset resistance deteriorates. On the other hand, if it exceeds 10,000, the problem of production becomes high in terms of deterioration of fixability, particle formation and grinding. The number average molecular weight of the urea-modified polyester is not particularly limited when the unmodified polyester (ii) described later is used, and may be a number average molecular weight that can be easily obtained to obtain the weight average molecular weight. In the case of urea-modified polyester (i) alone, the number average molecular weight is usually 20,000 or less, preferably 1,000 to 10,000, more preferably 2,000 to 8,000. If it exceeds 20,000, the low-temperature fixability and the glossiness when used in a full-color device are deteriorated.
本発明のトナーは、ウレア結合で変性されたポリエステル(i)単独使用だけでなく、このポリエステル(i)と共に変性されていないポリエステル(ii)をトナーバインダー成分として含有させることもできる。ポリエステル(ii)を併用することで、低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が向上し、単独使用より好ましい。ポリエステル(ii)としては、ポリエステル(i)のポリエステル成分と同様なポリオール(1)とポリカルボン酸(2)との重縮合物などが挙げられ、好ましいものもポリエステル(i)と同様である。また、ポリエステル(ii)は無変性のポリエステルだけでなく、ウレア結合以外の化学結合で変性されているものでもよく、例えばウレタン結合で変性されていてもよい。ポリエステル(i)とポリエステル(ii)は少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、ポリエステル(i)のポリエステル成分とポリエステル(ii)は類似の組成が好ましい。ポリエステル(ii)を含有させる場合ポリエステル(i)とポリエステル(ii)の重量比は、
通常5/95〜80/20、好ましくは5/95〜30/70、さらに好ましくは5/95〜25/75、特に好ましくは7/93〜20/80である。ポリエステル(i)の重量比が5wt%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。ポリエステル(ii)のピーク分子量は、通常1,000〜10,000、好ましくは2,000〜8,000、さらに好ましくは2,000〜5,000である。1,000未満では耐熱保存性が悪化し、10,000を超えると低温定着性が悪化する。ポリエステル(ii)の水酸基価は5以上であることが好ましく、さらに好ましくは10〜120、特に好ましくは20〜80である。5未満では耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。ポリエステル(ii)の酸価は1〜5好ましくは2〜4である。
The toner of the present invention can contain not only the polyester (i) modified with a urea bond, but also the polyester (ii) not modified with the polyester (i) as a toner binder component. By using polyester (ii) in combination, the low-temperature fixability and the glossiness when used in a full-color apparatus are improved, which is preferable to single use. Examples of polyester (ii) include polycondensates of polyol (1) and polycarboxylic acid (2) similar to the polyester component of polyester (i), and preferred ones are also the same as polyester (i). The polyester (ii) is not limited to unmodified polyester, but may be modified with a chemical bond other than a urea bond, and may be modified with a urethane bond, for example. It is preferable that polyester (i) and polyester (ii) are at least partially compatible in terms of low-temperature fixability and hot offset resistance. Accordingly, the polyester component of polyester (i) and polyester (ii) preferably have similar compositions. When the polyester (ii) is contained, the weight ratio of the polyester (i) and the polyester (ii) is as follows:
Usually 5/95 to 80/20, preferably 5/95 to 30/70, more preferably 5/95 to 25/75, and particularly preferably 7/93 to 20/80. When the weight ratio of the polyester (i) is less than 5 wt%, the hot offset resistance is deteriorated, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. The peak molecular weight of the polyester (ii) is usually 1,000 to 10,000, preferably 2,000 to 8,000, and more preferably 2,000 to 5,000. If it is less than 1,000, heat-resistant storage stability will deteriorate, and if it exceeds 10,000, low-temperature fixability will deteriorate. The hydroxyl value of the polyester (ii) is preferably 5 or more, more preferably 10 to 120, and particularly preferably 20 to 80. If it is less than 5, it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. The acid value of polyester (ii) is 1-5, preferably 2-4.
本発明のトナーは、トナーバインダーのガラス転移点(Tg)は40〜55℃。ガラス転移点が40℃未満ではトナーの耐熱保存性が悪化し、ガラス転移点が55℃を超えると加熱冷却装置での観察においてワックスが染み出しにくくなりホットオフセット性が低下する。ウレア変性ポリエステル樹脂の共存により、本発明の乾式トナーにおいては、公知のポリエステル系トナーと比較して、材料機能をトナー粒子構造の中で効果的に配置させることによりガラス転移点が低くても耐熱保存性、やホットオフセット性が良好な傾向を示す。 In the toner of the present invention, the glass transition point (Tg) of the toner binder is 40 to 55 ° C. When the glass transition point is less than 40 ° C., the heat-resistant storage stability of the toner is deteriorated. Due to the coexistence of the urea-modified polyester resin, the dry toner of the present invention has heat resistance even when the glass transition point is low by effectively arranging the material function in the toner particle structure as compared with the known polyester toner. It shows a tendency of good storage stability and hot offset property.
また、本発明のトナーに使用する疎水性シリカおよび疎水性酸化チタンは一次粒子径は、5mμ〜2μmであることが好ましく、特に5mμ〜500mμであることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500m2/gであることが好ましい。 The primary particle size of the hydrophobic silica and hydrophobic titanium oxide used in the toner of the present invention is preferably 5 mμ to 2 μm, and particularly preferably 5 mμ to 500 mμ. Moreover, it is preferable that the specific surface area by BET method is 20-500 m < 2 > / g.
この他に本発明のトナーの着色剤としては、公知の染料及び顔料が使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ポグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常
1〜15wt%、好ましくは3〜10wt%である。
In addition, as the colorant of the toner of the present invention, known dyes and pigments can be used. For example, carbon black, nigrosine dye, iron black, naphthol yellow S, Hansa yellow (10G, 5G, G), cadmium Yellow, yellow iron oxide, ocher, yellow lead, titanium yellow, polyazo yellow, oil yellow, Hansa yellow (GR, A, RN, R), pigment yellow L, benzidine yellow (G, GR), permanent yellow (NCG) , Vulcan Fast Yellow (5G, R), Tartrazine Lake, Quinoline Yellow Lake, Anthrazan Yellow BGL, Isoindolinone Yellow, Bengala, Lead Red, Lead Zhu, Cadmium Red, Cadmium Mercury Red, Antimon Zhu, Permanent Red 4R, Para Red, Faisa Red, Lachlor Ortho Nitroaniline Red, Resol Fast Scarlet G, Brilliant Fast Scarlet, Brilliant Carnmin BS, Permanent Red (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), Fast Scarlet VD, Belkan Fast Rubin B, Brilliant Scarlet G, Resol Rubin GX , Permanent Red F5R, Brilliant Carmine 6B, Pigment Scarlet 3B, Bordeaux 5B, Tolujing Maroon, Permanent Bordeaux F2K, Helio Bordeaux BL, Bordeaux 10B, Bon Maroon Light, Bon Maroon Medium, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Rhodamine Lake Y , Alizarin lake, thioindigo red B, thioindigo maroon, oil red, quinacridone , Pyrazolone red, polyazo red, chrome vermilion, benzidine orange, perinone orange, oil orange, cobalt blue, cerulean blue, alkali blue rake, peacock blue rake, Victoria blue rake, metal-free phthalocyanine blue, phthalocyanine blue, fast sky blue, Indanthrene blue (RS, BC), indigo, ultramarine, bitumen, anthraquinone blue, fast violet B, methyl violet lake, cobalt violet, manganese purple, dioxane violet, anthraquinone violet, chrome green, zinc green, chromium oxide, pyridian, Emerald Green, Pigment Green B, Naphthol Green B, Green Gold, Acid Green Lake, Malachite Green lake, phthalocyanine green, anthraquinone green, titanium oxide, zinc white, litbon and mixtures thereof can be used. The content of the colorant is usually 1 to 15 wt%, preferably 3 to 10 wt%, based on the toner.
また、着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、先に挙げた変性、未変性ポリエステル樹脂の他にポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体;スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族叉は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。 The colorant can also be used as a master batch combined with a resin. As the binder resin to be kneaded together with the production of the master batch or the master batch, in addition to the above-mentioned modified and unmodified polyester resins, styrene such as polystyrene, poly p-chlorostyrene, and polyvinyl toluene, and polymers of substituted products thereof; Styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer, styrene-vinylnaphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer Styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene-α- Chloromethyl methacrylate copolymer, Tylene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-maleic acid Styrene copolymers such as acid ester copolymers; polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin, polyurethane, polyamide, polyvinyl butyral, poly Acrylic resin, rosin, modified rosin, terpene resin, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resin, aromatic petroleum resin, chlorinated paraffin, paraffin wax, etc. The
以下に、本発明のトナーの製造方法について説明する。
本発明で用いる水系媒体としては、水単独でもよいが、水と混和可能な溶剤を併用することもできる。混和可能な溶剤としては、アルコール(メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などが挙げられる。
The method for producing the toner of the present invention will be described below.
As the aqueous medium used in the present invention, water alone may be used, but a solvent miscible with water may be used in combination. Examples of miscible solvents include alcohols (methanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, etc.), dimethylformamide, tetrahydrofuran, cellosolves (eg, methyl cellosolve), lower ketones (acetone, methyl ethyl ketone, etc.), and the like.
本発明では、水系媒体中でイソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)をアミン(B)と反応させることにより、ウレア変性ポリエステル(UMPE)を得ることができる。水系媒体中でウレア変性ポリエステル等の変性ポリエステルやプレポリマー(A)からなる分散体を安定して形成させる方法としては、水系媒体中にウレア変性ポリエステル等の変性ポリエステルやプレポリマー(A)からなるトナー原料の組成分を加えて、せん断力により分散させる方法などが挙げられる。プレポリマー(A)と他のトナー組成物である(以下、トナー原料と呼ぶ)着色剤、着色剤マスターバッチ、離型剤、帯電制御剤、未変性ポリエステル樹脂などは、水系媒体中で分散体を形成させる際に混合してもよいが、あらかじめトナー原料を混合した後、水系媒体中にその混合物を加えて分散させたほうがより好ましい。また、本発明においては、着色剤、離型剤、帯電制御剤などの他のトナー原料は、必ずしも、水系媒体中で粒子を形成させる時に混合しておく必要はなく、粒子を形成せしめた後、添加してもよい。たとえば、着色剤を含まない粒子を形成させた後、公知の染着の方法で着色剤を添加することもできる。
また本発明は結着樹脂に未変性ポリエステルバインダーだけでも乳化用油相が作製できる。変性層状無機鉱物を使用した乳化用分散液からトナー化への展開できる。
In the present invention, a urea-modified polyester (UMPE) can be obtained by reacting a polyester prepolymer (A) having an isocyanate group with an amine (B) in an aqueous medium. As a method for stably forming a dispersion composed of a modified polyester such as urea-modified polyester or a prepolymer (A) in an aqueous medium, the dispersion is made of a modified polyester or prepolymer (A) such as a urea-modified polyester in an aqueous medium. Examples thereof include a method in which the composition of the toner raw material is added and dispersed by shearing force. Prepolymer (A) and other toner compositions (hereinafter referred to as toner raw materials), a colorant masterbatch, a release agent, a charge control agent, an unmodified polyester resin, etc. are dispersed in an aqueous medium. It is preferable to mix the toner raw materials in advance and then add and disperse the mixture in the aqueous medium. In the present invention, other toner materials such as a colorant, a release agent, and a charge control agent do not necessarily have to be mixed when forming particles in an aqueous medium, but after the particles are formed. , May be added. For example, after forming particles containing no colorant, the colorant can be added by a known dyeing method.
In the present invention, an oil phase for emulsification can be prepared using only the unmodified polyester binder in the binder resin. From emulsified dispersion using modified layered inorganic mineral, it can be developed into toner.
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。分散体の粒径を2〜20μmにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常1,000〜30,000rpm、好ましくは5,000〜20,000rpmである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常0.1〜5分である。分散時の温度としては、通常、0〜150℃(加圧下)、好ましくは4
0〜98℃である。高温なほうが、ウレア変性ポリエステルやプレポリマー(A)からなる分散体の粘度が低く、分散が容易な点で好ましい。
The dispersion method is not particularly limited, and known equipment such as a low-speed shear method, a high-speed shear method, a friction method, a high-pressure jet method, and an ultrasonic wave can be applied. In order to make the particle size of the dispersion 2 to 20 μm, a high-speed shearing type is preferable. When a high-speed shearing disperser is used, the number of rotations is not particularly limited, but is usually 1,000 to 30,000 rpm, preferably 5,000 to 20,000 rpm. The dispersion time is not particularly limited, but in the case of a batch method, it is usually 0.1 to 5 minutes. The temperature during dispersion is usually 0 to 150 ° C. (under pressure), preferably 4
0-98 ° C. Higher temperatures are preferred in that the dispersion of the urea-modified polyester or prepolymer (A) has a low viscosity and is easy to disperse.
ウレア変性ポリエステルやプレポリマー(A)等のポリエステルを含むトナー組成物100部に対する水系媒体の使用量は、通常50〜2,000重量部、好ましくは100〜1,000重量部である。50重量部未満ではトナー組成物の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。2,000重量部を超えると経済的でない。また、必要に応じて、分散剤を用いることもできる。分散剤を用いたほうが、粒度分布がシャープになるとともに分散が安定である点で好ましい。
油相中のトナー組成物の分散及び、水相への油相の乳化、には各種の界面活性剤が用いられる。このような分散剤には、界面活性剤、無機微粒子分散剤、ポリマー微粒子分散剤等が包含される。
The amount of the aqueous medium used is usually 50 to 2,000 parts by weight, preferably 100 to 1,000 parts by weight, based on 100 parts of the toner composition containing a polyester such as urea-modified polyester or prepolymer (A). If the amount is less than 50 parts by weight, the dispersion state of the toner composition is poor, and toner particles having a predetermined particle diameter cannot be obtained. If it exceeds 2,000 parts by weight, it is not economical. Moreover, a dispersing agent can also be used as needed. It is preferable to use a dispersant because the particle size distribution becomes sharp and the dispersion is stable.
Various surfactants are used for dispersing the toner composition in the oil phase and emulsifying the oil phase in the aqueous phase. Such a dispersant includes a surfactant, an inorganic fine particle dispersant, a polymer fine particle dispersant and the like.
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどの陰イオン界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシンやN−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。 As surfactants, anionic surfactants such as alkylbenzene sulfonates, α-olefin sulfonates, phosphate esters, alkylamine salts, amino alcohol fatty acid derivatives, polyamine fatty acid derivatives, amine salt types such as imidazoline, Quaternary ammonium salt type cationic surfactants such as alkyltrimethylammonium salt, dialkyldimethylammonium salt, alkyldimethylbenzylammonium salt, pyridinium salt, alkylisoquinolinium salt, benzethonium chloride, fatty acid amide derivative, polyhydric alcohol Nonionic surfactants such as derivatives, for example, amphoteric surfactants such as alanine, dodecyldi (aminoethyl) glycine, di (octylaminoethyl) glycine and N-alkyl-N, N-dimethylammonium betaine. It is.
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果を上げることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数2〜10のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、3−[オメガ−フルオロアルキル(C6〜C11)オキシ]−1−アルキル(C3〜C4)スルホン酸ナトリウム、3−[オメガ−フルオロアルカノイル(C6〜C8)−N−エチルアミノ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル(C11〜C20)カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸(C7〜C13)及びその金属塩、パーフルオロアルキル(C4〜C12)スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、N−プロピル−N−(2ヒドロキシエチル)パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル(C6〜C10)−N−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル(C6〜C16)エチルリン酸エステルなどが挙げられる。 Further, by using a surfactant having a fluoroalkyl group, the effect can be increased in a very small amount. Preferred anionic surfactants having a fluoroalkyl group include fluoroalkyl carboxylic acids having 2 to 10 carbon atoms and metal salts thereof, disodium perfluorooctanesulfonyl glutamate, 3- [omega-fluoroalkyl (C6-C11 ) Oxy] -1-alkyl (C3-C4) sodium sulfonate, 3- [omega-fluoroalkanoyl (C6-C8) -N-ethylamino] -1-propanesulfonic acid sodium, fluoroalkyl (C11-C20) carvone Acids and metal salts, perfluoroalkylcarboxylic acids (C7 to C13) and metal salts thereof, perfluoroalkyl (C4 to C12) sulfonic acids and metal salts thereof, perfluorooctanesulfonic acid diethanolamide, N-propyl-N- ( 2-hydroxyethyl) -Fluorooctanesulfonamide, perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt, perfluoroalkyl (C6-C10) -N-ethylsulfonylglycine salt, monoperfluoroalkyl (C6-C16) ethyl phosphate, etc. Is mentioned.
商品名としては、サーフロンS−111、S−112、S−113(旭硝子社製)、フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129(住友3M社製)、ユニダインDS−101、DS−102、(ダイキン工業社製)、メガファックF−110、F−120、F−113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ社製)、エクトップEF−102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204、(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−100、F150(ネオス社製)などが挙げられる。 Product names include Surflon S-111, S-112, S-113 (Asahi Glass Co., Ltd.), Florard FC-93, FC-95, FC-98, FC-129 (Sumitomo 3M Co., Ltd.), Unidyne DS-101. DS-102 (Daikin Kogyo Co., Ltd.), MegaFuck F-110, F-120, F-113, F-191, F-812, F-833 (Dainippon Ink Co., Ltd.), Xtop EF-102 , 103, 104, 105, 112, 123A, 123B, 306A, 501, 201, 204 (manufactured by Tochem Products), and Fgentent F-100, F150 (manufactured by Neos).
また、カチオン界面活性剤としては、フルオロアルキル基を有する脂肪族一級、二級もしくは三級アミン酸、パーフルオロアルキル(C6−C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族4級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンS−121(旭硝子社製)、フロラードFC−135(住友3M社製)、ユニダインDS−20
2(ダイキン工業杜製)、メガファックF−150、F−824(大日本インキ社製)、エクトップEF−132(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−300(ネオス社製)などが挙げられる。
Examples of cationic surfactants include aliphatic primary, secondary or tertiary amine acids having a fluoroalkyl group, aliphatic quaternary ammonium salts such as perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt, benza Luconium salt, benzethonium chloride, pyridinium salt, imidazolinium salt, trade names include Surflon S-121 (Asahi Glass), Florard FC-135 (Sumitomo 3M), Unidyne DS-20
2 (Daikin Kogyo Co., Ltd.), MegaFuck F-150, F-824 (Dainippon Ink Co., Ltd.), Xtop EF-132 (Tochem Products Co., Ltd.), Footgent F-300 (Neos Co., Ltd.), etc. Can be mentioned.
また、水に難溶の無機化合物分散剤としてリン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等も用いることができる。
また、微粒子ポリマーも無機分散剤と同様な効果が確認された。例えばMMAポリマー微粒子1μm、及び3μm、スチレン微粒子0.5μm及び2μm、スチレン−アクリロニトリル微粒子ポリマー1μm、(PB−200H(花王製)SGP(総研)、テクノポリマーSB(積水化成品工業)、SGP−3G(総研)、ミクロパール(積水ファインケミカル))等がある。
Further, tricalcium phosphate, calcium carbonate, titanium oxide, colloidal silica, hydroxyapatite and the like can be used as an inorganic compound dispersant that is hardly soluble in water.
Moreover, the same effect as the inorganic dispersant was confirmed for the fine particle polymer. For example, MMA polymer fine particles 1 μm and 3 μm, styrene fine particles 0.5 μm and 2 μm, styrene-acrylonitrile fine particle polymer 1 μm, (PB-200H (Kao) SGP (Soken), Technopolymer SB (Sekisui Plastics), SGP-3G (Soken) and Micropearl (Sekisui Fine Chemical).
また、上記の無機分散剤、微粒子ポリマーと併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体、例えばアクリル酸β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸β−ヒドロキシエチル、アクリル酸β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸γ−ヒドロキシロピル、メタクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ピニル、プロピオン酸ピニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ピニルビリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの窒素原子、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフエニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。 Further, as a dispersant that can be used in combination with the above inorganic dispersant and fine particle polymer, the dispersed droplets may be stabilized by a polymer protective colloid. For example, acrylic acid, methacrylic acid, α-cyanoacrylic acid, α-cyanomethacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, fumaric acid, maleic acid or maleic anhydride and other (meth) acrylic monomers containing hydroxyl groups Bodies such as β-hydroxyethyl acrylate, β-hydroxyethyl methacrylate, β-hydroxypropyl acrylate, β-hydroxypropyl methacrylate, γ-hydroxypropyl acrylate, γ-hydroxypropyl methacrylate, acrylic acid 3-chloro-2-hydroxypropyl, methacrylic acid-3-chloro-2-hydroxypropyl, diethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, glycerol monoacrylate, glycerol monomethacrylate , N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, etc., vinyl alcohol or ethers with vinyl alcohol, such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl propyl ether, or esters of compounds containing vinyl alcohol and a carboxyl group For example, pinyl acetate, pinyl propionate, vinyl butyrate, acrylamide, methacrylamide, diacetone acrylamide or their methylol compounds, acid chlorides such as acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, pinylviridine, vinylpyrrolidone, vinylimidazole, ethyleneimine Homopolymers or copolymers such as those having a nitrogen atom or its heterocyclic ring, polyoxyethylene, polyoxypropylene Polyoxyethylene alkylamine, polyoxypropylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, polyoxypropylene alkylamide, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene lauryl phenyl ether, polyoxyethylene stearyl phenyl ester, polyoxyethylene nonyl Polyoxyethylenes such as phenyl esters, celluloses such as methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose can be used.
得られた乳化分散体(反応物)から有機溶媒を除去するため系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで、紡錘形状のトナー粒子またはディンプル形状のトナーが作製できる。なお、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能なものを用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、微粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。分散剤を使用した場合には、分散剤がトナー粒子表面に残存したままとすることもできる。溶剤を使用した場合は、変性ポリエステル(プレポリマー)のアミンによる伸長および/または架橋反応後、得られた反応生成物から、溶媒(溶剤)を常圧または減圧下で除去する。 In order to remove the organic solvent from the obtained emulsified dispersion (reactant), the entire system is gradually heated in a laminar stirring state, and after strong stirring in a certain temperature range, desolvation is performed. Spindle-shaped toner particles or dimple-shaped toner can be produced. In addition, when an acid such as calcium phosphate salt or an alkali-soluble one is used as the dispersion stabilizer, the calcium phosphate salt is removed from the fine particles by a method such as washing with water after dissolving the calcium phosphate salt with an acid such as hydrochloric acid. To do. It can also be removed by operations such as enzymatic degradation. When a dispersant is used, the dispersant can remain on the toner particle surface. When a solvent is used, the solvent (solvent) is removed from the obtained reaction product under normal pressure or reduced pressure after the extension and / or crosslinking reaction of the modified polyester (prepolymer) with an amine.
さらに、トナー組成物を含む分散媒体の粘度を低くするために、ウレア変性ポリエステルやプレポリマー(A)等のポリエステルが可溶の溶剤を使用することもできる。溶剤を用いたほうが粒度分布がシャープになる点で好ましい。溶剤は沸点が100℃未満の揮発
性であることが除去が容易である点から好ましい。該溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチルなどの非水溶性のもの、あるいはさらにメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは2種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。プレポリマー(A)100部に対する溶剤の使用量は、通常0〜300部、好ましくは0〜100部、さらに好ましくは25〜70部である。
Furthermore, in order to reduce the viscosity of the dispersion medium containing the toner composition, a solvent in which a polyester such as urea-modified polyester or prepolymer (A) is soluble can be used. The use of a solvent is preferable in that the particle size distribution becomes sharp. The solvent is preferably volatile with a boiling point of less than 100 ° C. from the viewpoint of easy removal. Examples of the solvent include toluene, xylene, benzene, carbon tetrachloride, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, trichloroethylene, chloroform, monochlorobenzene, dichloroethylidene, methyl acetate, ethyl acetate and the like. These are water-insoluble, or methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and the like can be used alone or in combination of two or more. In particular, aromatic solvents such as toluene and xylene and halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, 1,2-dichloroethane, chloroform and carbon tetrachloride are preferred. The usage-amount of the solvent with respect to 100 parts of prepolymers (A) is 0-300 parts normally, Preferably it is 0-100 parts, More preferably, it is 25-70 parts.
得られた乳化分散体から有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に昇温し、液滴中の有機溶媒を完全に蒸発除去する方法を採用することができる。あるいはまた、乳化分散体を乾燥雰囲気中に噴霧して、液滴中の非水溶性有機溶媒を完全に除去してトナー微粒子を形成し、合せて水系分散剤を蒸発除去することも可能である。乳化分散体が噴霧される乾燥雰囲気としては、空気、窒素、炭酸ガス、燃焼ガス等を加熱した気体、特に使用される最高沸点溶媒の沸点以上の温度に加熱された各種気流が一般に用いられる。スプレイドライアー、ベルトドライアー、ロータリーキルンなどの短時間の処理で十分目的とする品質が得られる。これは造粒中に含有される酢酸エチル等が乳化液の粘度を下げると共に、さらに強い攪拌力により球形から紡錘形状に変化していったものと推察される。このように、トナーの体積平均粒径Dv、個数平均径Dn、その比Dv/Dn、紡錘形状の比率等は、例えば、水相粘度、油相粘度、樹脂微粒子の特性、添加量等を調整することによりコントロールすることができる。 In order to remove the organic solvent from the obtained emulsified dispersion, a method in which the temperature of the entire system is gradually raised to completely evaporate and remove the organic solvent in the droplets can be employed. Alternatively, the emulsified dispersion can be sprayed into a dry atmosphere to completely remove the water-insoluble organic solvent in the droplets to form toner fine particles, and the aqueous dispersant can be removed by evaporation together. . As a dry atmosphere in which the emulsified dispersion is sprayed, a gas obtained by heating air, nitrogen, carbon dioxide gas, combustion gas, or the like, in particular, various air currents heated to a temperature equal to or higher than the boiling point of the highest boiling solvent used is generally used. Sufficient quality can be obtained with a short treatment such as spray dryer, belt dryer or rotary kiln. This is presumably because ethyl acetate or the like contained in the granulation lowered the viscosity of the emulsion and changed from a spherical shape to a spindle shape by a stronger stirring force. As described above, the volume average particle diameter Dv, the number average particle diameter Dn, the ratio Dv / Dn, the spindle shape ratio, and the like of the toner adjust the water phase viscosity, oil phase viscosity, resin fine particle characteristics, addition amount, and the like. You can control it.
本発明のトナーは、2成分系現像剤として用いることができる。この場合には、磁性キャリアと混合して用いれば良く、現像剤中のキャリアとトナーの含有比は、キャリア100重量部に対してトナー1〜10重量部が好ましい。磁性キャリアとしては、粒子径20〜200μm程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂キャリアなど従来から公知のものが使用できる。また、被覆材料としては、アミノ系樹脂、例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。またポリビニルおよびポリビニリデン系樹脂、例えばアクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂およびスチレンアクリル共重合樹脂等のポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂およびポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ弗化ビニル樹脂、ポリ弗化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、弗化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、弗化ビニリデンと弗化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンと弗化ビニリデンと非弗化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、およびシリコーン樹脂等が使用できる。また必要に応じて、導電粉等を被覆樹脂中に含有させてもよい。導電粉としては、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等が使用できる。これらの導電粉は、平均粒子径1μm以下のものが好ましい。平均粒子径が1μmよりも大きくなると、電気抵抗の制御が困難になる。
また、本発明のトナーはキャリアを使用しない1成分系の磁性トナー又は非磁性トナーとしても用いることができる。
The toner of the present invention can be used as a two-component developer. In this case, it may be used by mixing with a magnetic carrier, and the content ratio of the carrier and the toner in the developer is preferably 1 to 10 parts by weight of the toner with respect to 100 parts by weight of the carrier. As the magnetic carrier, conventionally known ones such as iron powder, ferrite powder, magnetite powder, magnetic resin carrier having a particle diameter of about 20 to 200 μm can be used. Examples of the coating material include amino resins such as urea-formaldehyde resin, melamine resin, benzoguanamine resin, urea resin, polyamide resin, and epoxy resin. Polyvinyl and polyvinylidene resins such as acrylic resins, polymethyl methacrylate resins, polyacrylonitrile resins, polyvinyl acetate resins, polyvinyl alcohol resins, polyvinyl butyral resins, polystyrene resins and styrene acrylic copolymer resins, Halogenated olefin resins such as vinyl, polyester resins such as polyethylene terephthalate resin and polybutylene terephthalate resin, polycarbonate resins, polyethylene resins, polyvinyl fluoride resins, polyvinylidene fluoride resins, polytrifluoroethylene resins, polyhexafluoro Propylene resin, copolymer of vinylidene fluoride and acrylic monomer, copolymer of vinylidene fluoride and vinyl fluoride, tetrafluoroethylene and vinylidene fluoride And fluoro such as terpolymers of non-fluoride monomers including, and silicone resins. Moreover, you may contain electrically conductive powder etc. in coating resin as needed. As the conductive powder, metal powder, carbon black, titanium oxide, tin oxide, zinc oxide or the like can be used. These conductive powders preferably have an average particle diameter of 1 μm or less. When the average particle diameter is larger than 1 μm, it becomes difficult to control electric resistance.
The toner of the present invention can also be used as a one-component magnetic toner or non-magnetic toner that does not use a carrier.
本発明における範囲よりも体積平均粒子径が小さい場合、二成分現像剤では現像装置での長期の攪拌においてキャリアの表面にトナーが融着し、キャリアの帯電能力を低下させたり、一成分現像剤として用いた場合には、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化するためのブレード等の部材へのトナーの融着を発生させやすくなる。
また、これらの現象は微粉の含有率が大きく関係し特に3μm以下の粒子が10%を超えるとキャリアへの付着や高いレベルで帯電の安定性を図る場合支障となる。
When the volume average particle diameter is smaller than the range in the present invention, in the case of a two-component developer, the toner is fused to the surface of the carrier during a long period of stirring in the developing device, and the charging ability of the carrier is lowered, or the one-component developer When it is used, toner filming on the developing roller and toner fusion to a member such as a blade for thinning the toner are likely to occur.
In addition, these phenomena are greatly related to the content of fine powder. In particular, if the particle size of 3 μm or less exceeds 10%, it becomes an obstacle to adhesion to a carrier or high level charging stability.
逆に、トナーの粒子径が本発明で規定する範囲よりも大きい場合には、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、現像剤中のトナーの収支が行なわれた場合にトナーの粒子径の変動が大きくなる場合が多い。また、重量平均粒子径/個数平均粒子径が1.20よりも大きい場合も同様であることが明らかとなった。
トナーの平均粒径及び粒度分布はコールターカウンター法により測定することができ、トナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーIIe(いずれもコールター社製)が挙げられる。本発明においては、コールターカウンターTA−II型を用い個数分布、体積分布を出力するインターフェイス(日科技研)及びPC9801パーソナルコンピューター(NEC製)接続し測定した。
Conversely, when the toner particle size is larger than the range specified in the present invention, it becomes difficult to obtain a high-resolution and high-quality image, and the balance of the toner in the developer is performed. In many cases, the variation in the particle diameter of the toner becomes large. It was also clarified that the same was true when the weight average particle diameter / number average particle diameter was larger than 1.20.
The average particle size and particle size distribution of the toner can be measured by a Coulter counter method, and examples of the toner particle size distribution measuring device include Coulter Counter TA-II and Coulter Multisizer IIe (both manufactured by Coulter). . In the present invention, measurement was performed by using a Coulter Counter TA-II type and connecting an interface (Nichiken Giken) that outputs number distribution and volume distribution and a PC9801 personal computer (manufactured by NEC).
以下に測定方法について述べる。
まず、電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1〜5ml加える。ここで、電解液とは1級塩化ナトリウムを用いて約1%NaCl水溶液を調製したもので、例えばISOTON−II(コールター社製)が使用できる。ここで、更に測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。
The measurement method is described below.
First, 0.1 to 5 ml of a surfactant (preferably alkylbenzene sulfonate) is added as a dispersant to 100 to 150 ml of an aqueous electrolytic solution. Here, the electrolytic solution is a solution prepared by preparing a 1% NaCl aqueous solution using first grade sodium chloride. For example, ISOTON-II (manufactured by Coulter) can be used. Here, 2 to 20 mg of a measurement sample is further added. The electrolytic solution in which the sample is suspended is subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and the measuring device is used to measure the volume and number of toner particles or toner using a 100 μm aperture as an aperture. Volume distribution and number distribution are calculated.
チャンネルとしては、2.00〜2.52μm未満;2.52〜3.17μm未満;3.17〜4.00μm未満;4.00〜5.04μm未満;5.04〜6.35μm未満;6.35〜8.00μm未満;8.00〜10.08μm未満;10.08〜12.70μm未満;12.70〜16.00μm未満;16.00〜20.20μm未満;20.20〜25.40μm未満;25.40〜32.00μm未満;32.00〜40.30μm未満の13チャンネルを使用し、粒径2.00μm以上乃至40.30μm未満の粒子を対象とする。本発明に係わる体積分布から求めた体積基準の体積平均粒径(Dv)及び個数分布から求めた個数平均粒径(Dn)とその比Dv/Dnを求めた。 As channels, 2.00 to less than 2.52 μm; 2.52 to less than 3.17 μm; 3.17 to less than 4.00 μm; 4.00 to less than 5.04 μm; 5.04 to less than 6.35 μm; 6 Less than 35 to 8.00 μm; less than 8.00 to less than 10.08 μm; less than 10.08 to less than 12.70 μm; less than 12.70 to less than 16.00 μm; less than 16.00 to less than 20.20 μm; Uses 13 channels of less than 40 μm; 25.40 to less than 32.00 μm; 32.00 to less than 40.30 μm, and targets particles having a particle size of 2.00 μm to less than 40.30 μm. The volume-based volume average particle diameter (Dv) obtained from the volume distribution according to the present invention and the number average particle diameter (Dn) obtained from the number distribution and the ratio Dv / Dn were obtained.
(二成分用キャリア)
本発明のトナーを2成分系現像剤に用いる場合には、磁性キャリアと混合して用いれば良く、現像剤中のキャリアとトナーの含有比は、キャリア100重量部に対してトナー1〜10重量部が好ましい。磁性キャリアとしては、粒子径20〜200μm程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂キャリアなど従来から公知のものが使用できる。また、被覆材料としては、アミノ系樹脂、例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。また、ポリビニルおよびポリビニリデン系樹脂、例えばアクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂およびスチレンアクリル共重合樹脂等のポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂およびポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ弗化ビニル樹脂、ポリ弗化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、弗化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、弗化ビニリデンと弗化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンと弗化ビニリデンと非弗化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、およびシリコーン樹脂等が使用できる。また必要に応じて、導電粉等を被覆樹脂中に含有させてもよい。導電粉としては、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等が使用できる。これらの導電粉は、平均粒子径1μm以下のものが好
ましい。平均粒子径が1μmよりも大きくなると、電気抵抗の制御が困難になる。
(Carrier for two components)
When the toner of the present invention is used for a two-component developer, it may be used by mixing with a magnetic carrier. The carrier to toner content ratio in the developer is 1 to 10 weights of toner with respect to 100 parts by weight of carrier. Part is preferred. As the magnetic carrier, conventionally known ones such as iron powder, ferrite powder, magnetite powder, magnetic resin carrier having a particle diameter of about 20 to 200 μm can be used. Examples of the coating material include amino resins such as urea-formaldehyde resin, melamine resin, benzoguanamine resin, urea resin, polyamide resin, and epoxy resin. Polyvinyl and polyvinylidene resins such as acrylic resins, polymethyl methacrylate resins, polyacrylonitrile resins, polyvinyl acetate resins, polyvinyl alcohol resins, polyvinyl butyral resins, polystyrene resins and styrene acrylic copolymer resins, Halogenated olefin resin such as vinyl chloride, polyester resin such as polyethylene terephthalate resin and polybutylene terephthalate resin, polycarbonate resin, polyethylene resin, polyvinyl fluoride resin, polyvinylidene fluoride resin, polytrifluoroethylene resin, polyhexa Fluoropropylene resin, copolymer of vinylidene fluoride and acrylic monomer, copolymer of vinylidene fluoride and vinyl fluoride, tetrafluoroethylene and vinylidene fluoride Fluoro such as terpolymers of emission and non-fluoride monomers including, and silicone resins. Moreover, you may contain electrically conductive powder etc. in coating resin as needed. As the conductive powder, metal powder, carbon black, titanium oxide, tin oxide, zinc oxide or the like can be used. These conductive powders preferably have an average particle diameter of 1 μm or less. When the average particle diameter is larger than 1 μm, it becomes difficult to control electric resistance.
また、本発明のトナーはキャリアを使用しない1成分系の磁性トナー或いは、非磁性トナーとしても用いることができる。
前記のように、トナー粒子中に分散したWAX粒子は透過型電子顕微鏡(TEM)でトナー粒子の切片を観察することにより表面存在状態は観察される。このTEMで観察する限りでは表面近傍中心に0.2〜1.0μm径のWAX粒子がトナー中に分散している。表面近傍をさらに定量的に数値で規定した。ATR−IR(全反射赤外分光分析法)について追記すると、WAXの相対強度を測定する場合2850cm−1の波長を測定するとWAXのC−H振動を測定でき、その測定する深さはこの波長の場合0.3μmほどであるが吸収波長の精度的に0.2〜1.2μmとなる。
従来は、エスカなどX線照射分析でWAX量の定量化を行なってきたが、分析深さが2μm以上あるのでほぼWAXの投入量が計測値となっていた。
The toner of the present invention can also be used as a one-component magnetic toner that does not use a carrier or a non-magnetic toner.
As described above, the surface presence state of the WAX particles dispersed in the toner particles is observed by observing the section of the toner particles with a transmission electron microscope (TEM). As far as observed with this TEM, WAX particles having a diameter of 0.2 to 1.0 μm are dispersed in the toner near the center of the surface. The vicinity of the surface was further quantitatively defined. In addition to ATR-IR (total reflection infrared spectroscopy), when measuring the relative intensity of WAX, measuring the wavelength of 2850 cm -1 can measure the CH vibration of WAX, and the depth to be measured is this wavelength. In this case, the thickness is about 0.3 μm, but the absorption wavelength accuracy is 0.2 to 1.2 μm.
Conventionally, the amount of WAX has been quantified by X-ray irradiation analysis such as ESCA. However, since the analysis depth is 2 μm or more, the input amount of WAX is almost the measured value.
次いで、表面近傍にWAXを分散させる方法としてWAX分散剤が使用される。今回の工法の中では分散状態をWAX分散剤の量で制御できる。
本発明で用いられる分散剤は、典型的には例えばグラフト重合体(C)で、ポリオレフィン樹脂(A)の少なくとも一部がビニル系樹脂(B)でグラフトされた構造を有する。
本発明のトナーにおいて、その離型剤は、その少なくとも一部がグラフト重合体(C)中に内包されている。この場合の内包とは、「グラフト重合体(C)のポリオレフィン樹脂(A)部位と離型剤の相溶性が良好なため、選択的にグラフト重合体(C)のポリオレフィン樹脂(A)部位に離型剤が取り込まれること又は付着していること」を意味する。
Next, a WAX dispersant is used as a method for dispersing WAX near the surface. In this method, the dispersion state can be controlled by the amount of the WAX dispersant.
The dispersant used in the present invention is typically a graft polymer (C), for example, and has a structure in which at least a part of the polyolefin resin (A) is grafted with a vinyl resin (B).
In the toner of the present invention, at least a part of the release agent is encapsulated in the graft polymer (C). The inclusion in this case means that “the polyolefin resin (A) portion of the graft polymer (C) and the release agent have good compatibility, so that the polyolefin resin (A) portion of the graft polymer (C) is selectively used. It means that the release agent is taken in or adhered.
トナー組成物を有機溶剤中に溶解または分散させ、該溶解物または分散物を水系媒体中で無機分散剤又は微粒子ポリマーの存在下で分散せしめ、該溶解物または分散物を重付加反応させ、得られた乳化分散液の溶媒を除去することにより得られ、さらには水系媒体中にポリエステル樹脂からなるトナー組成物を分散させてトナー粒子を形成する乾式トナーの製法においては、トナーバインダーである変性されたポリエステルと極性の高い結合部分を有する離型剤が界面において負吸着を起こしトナー表面付近に選択的に移行したり、極性基の少ない結合部分を有する離型剤がトナー粒子中心に集まったりする離型剤の分散不良を、ポリオレフィン樹脂(A)の少なくとも一部がビニル系樹脂(B)で変性されたグラフト重合体(C)が、離型剤とトナーバインダーの間に入ることで、離型剤をトナー表面に露出するのを妨げるという効果と、定着装置を通過する際に速やかに離型効果を発揮するために安定してトナー粒子表面近傍に適度な分散径で分散できるトナーを得る効果がある。
本発明のトナーの場合、離型剤がトナー粒子の表面近傍に存在する場合でも、従来のトナー粒子の場合とは異なり、従来のトナー粒子表面に存在する場合に見られる各種の問題は起きにくいため、離型剤の分散径を比較的大きくすることができる。その結果、離型剤をトナー表面から容易にしみ出しやすくして離型効果を高くすることができる。
A toner composition is dissolved or dispersed in an organic solvent, the dissolved product or dispersion is dispersed in an aqueous medium in the presence of an inorganic dispersant or fine particle polymer, and the resulting dissolved product or dispersion is subjected to a polyaddition reaction. In a dry toner manufacturing method in which a toner composition comprising a polyester resin is dispersed in an aqueous medium to form toner particles obtained by removing the solvent of the obtained emulsified dispersion, the toner binder is modified. The polyester and the release agent having a highly polar bond part cause negative adsorption at the interface and selectively migrate to the vicinity of the toner surface, or the release agent having a bond part with few polar groups gathers at the center of the toner particle. The graft polymer (C) in which at least a part of the polyolefin resin (A) is modified with the vinyl resin (B) is released from the mold. Between the toner binder and the toner binder, preventing the release agent from being exposed to the surface of the toner, and in the vicinity of the surface of the toner particles stably in order to exhibit the release effect quickly when passing through the fixing device. In addition, there is an effect of obtaining a toner that can be dispersed with an appropriate dispersion diameter.
In the case of the toner of the present invention, even when the release agent is present in the vicinity of the surface of the toner particles, unlike the case of the conventional toner particles, various problems seen when existing on the surface of the conventional toner particles are unlikely to occur. Therefore, the dispersion diameter of the release agent can be made relatively large. As a result, it is possible to easily exude the release agent from the toner surface and enhance the release effect.
また、グラフト重合体(C)は、その樹脂中での分散径が大きいほど、離型剤を取り込み易く又は付着し易くトナー表面から離型剤を容易にしみ出し易く又は離脱し易くする。しかし、樹脂中のグラフト重合体(C)の分散径が余りにも大きくなると、それに内包されている離型剤の分散径も大きくなる傾向を示す。
グラフト重合体(C)に含まれる離型剤の量は、グラフト重合体(C)100重量部に対して33〜1,000重量部、好ましくは50〜300重量部の割合である。トナー中に含まれる全ワックスのうち、80重量%以上、好ましくは、90重量%以上がグラフト重合体(C)中に含有されることが好ましい。
In addition, the larger the dispersion diameter in the resin of the graft polymer (C), the easier it is to take in or adhere to the release agent, and it is easier for the release agent to ooze out from the toner surface or to be easily removed. However, when the dispersion diameter of the graft polymer (C) in the resin becomes too large, the dispersion diameter of the release agent contained therein tends to increase.
The amount of the release agent contained in the graft polymer (C) is 33 to 1,000 parts by weight, preferably 50 to 300 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the graft polymer (C). Of the total wax contained in the toner, 80% by weight or more, preferably 90% by weight or more is preferably contained in the graft polymer (C).
(プロセスカートリッジ)
本発明においては、プロセスカートリッジを、潜像担持体(たとえば感光体)及び現像手段を有し、さらに帯電手段、クリーニング手段、転写手段等の構成要素のうちから選ばれた少なくとも1つの手段を有していてもよい複数の手段をプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジを複写機やプリンター等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成する。
図3に本発明のトナーを有するプロセスカートリッジの1例の概念図を示す。
この例におけるプロセスカートリッジは、潜像担持体としてのドラム状感光体の周りに、近接非接触ローラ型の帯電手段、現像手段、クリーニング手段を有する。現像手段は、現像剤収納部とトナー収納部とがトナー補給路により繋合されており、現像剤収納部は、トナーと磁気キャリアからなる現像剤を磁気的に汲み上げ、かつ、現像剤攪拌手段と共働してこれを攪拌、帯電した後に、現像スリーブへ供給するマグネットローラ、現像スリーブへの現像剤供給量を規制するための現像剤供給規制手段、現像剤収納ケースを有する。トナー収納部はトナー攪拌手段を有する。クリーニング手段は、クリーニングブレードにより被現像面から掻き落されたトナーを収納するための回収トナー収納タンクを有する。
(Process cartridge)
In the present invention, the process cartridge includes a latent image carrier (for example, a photoreceptor) and a developing unit, and further includes at least one unit selected from components such as a charging unit, a cleaning unit, and a transfer unit. A plurality of means that may be configured is integrally coupled as a process cartridge, and the process cartridge is configured to be detachable from a main body of an image forming apparatus such as a copying machine or a printer.
FIG. 3 shows a conceptual diagram of an example of a process cartridge having the toner of the present invention.
The process cartridge in this example has a proximity non-contact roller type charging unit, a developing unit, and a cleaning unit around a drum-shaped photoconductor as a latent image carrier. In the developing unit, the developer storage unit and the toner storage unit are connected by a toner replenishment path. The developer storage unit magnetically pumps up the developer composed of toner and a magnetic carrier, and developer agitation unit. A magnetic roller that is stirred and charged in cooperation with the developer, a developer roller that supplies the developer sleeve, a developer supply restricting means for restricting the amount of developer supplied to the developer sleeve, and a developer storage case. The toner storage unit has a toner stirring means. The cleaning unit has a collected toner storage tank for storing the toner scraped off from the developing surface by the cleaning blade.
本発明は、トナーにおける低温定着性、ホットオフセット性能、帯電性能、クリーニング性能、高解像度、製造の容易性等を改善し、低速から高速画像形成まで幅広い温度範囲で離型性を確保し、優れた画像を形成することができる。 The present invention improves the low-temperature fixability, hot offset performance, charging performance, cleaning performance, high resolution, ease of production, etc. of the toner, and ensures releasability in a wide temperature range from low speed to high speed image formation. Images can be formed.
以下実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。(有機微粒子エマルションの合成)
製造例1 <微粒子分散液1>
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、水780部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30、三洋化成工業製)11部、スチレン90部、メタクリル酸90部、アクリル酸ブチル120部、過硫酸アンニウム1部を仕込み、400回転/分で15分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し5時間反応させた。さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75℃で5時間熟成してビニル系架橋樹脂(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチルの共重合体)の水性分散液[微粒子分散液1]を得た。[微粒子分散液1]をLA−920で測定した体積平均粒径は、50nmであった。
Hereinafter, the present invention will be further described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. (Synthesis of organic fine particle emulsion)
Production Example 1 <Fine Particle Dispersion 1>
In a reaction vessel equipped with a stirring bar and a thermometer, 780 parts of water, 11 parts of sodium salt of ethylene oxide methacrylate adduct sulfate (Eleminol RS-30, manufactured by Sanyo Chemical Industries), 90 parts of styrene, 90 parts of methacrylic acid, When 120 parts of butyl acrylate and 1 part of ammonium persulfate were charged and stirred for 15 minutes at 400 rpm, a white emulsion was obtained. The system was heated to raise the system temperature to 75 ° C. and reacted for 5 hours. Further, 30 parts of a 1% ammonium persulfate aqueous solution was added and aged at 75 ° C. for 5 hours to obtain an aqueous dispersion (fine particle dispersion 1) of a vinyl-based cross-linked resin (styrene-methacrylic acid-butyl acrylate copolymer). . The volume average particle diameter of [fine particle dispersion 1] measured by LA-920 was 50 nm.
製造例2 <変性層状無機鉱物分散体1>
結着樹脂:ポリエステル樹脂(三洋化成製ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物コハク酸誘導体からなるポリエステル樹脂) (酸価10、Tg52℃)90部をロ−ル表面温度110℃、ロールギップ2mmに設定した2本ロールにより15分間混練を行ない、続いて変性モンモリナイト(クレイトンHYウイルバー・エリス社 ):10部を練られたポリエステル樹脂の中に投入しそのまま30分間混練りを続け常温まで冷却する。これを、パルベライザーで2mmφの大きさに粉砕し、[変性層状無機鉱物分散体1]を得た。
Production Example 2 <Modified Layered Inorganic Mineral Dispersion 1>
Binder resin: polyester resin (polyester resin composed of sphenol acid derivative bisphenol A propylene oxide adduct manufactured by Sanyo Chemical) (acid value 10, Tg 52 ° C.) 2 parts set at a roll surface temperature of 110 ° C. and 2 mm roll nip Kneading is carried out for 15 minutes with a roll, and then modified montmorillonite (Clayton HY Wilber Ellis): 10 parts are put into the kneaded polyester resin, kneading is continued for 30 minutes and cooling to room temperature. This was pulverized to a size of 2 mmφ with a pulverizer to obtain [modified layered inorganic mineral dispersion 1].
製造例3 <変性層状無機鉱物分散体2>
結着樹脂:ポリエステル樹脂(三洋化成製ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物コハク酸誘導体からなるポリエステル樹脂) (酸価10、Tg52℃)85部をロ−ル表面温度110℃、ロールギップ2mmに設定した2本ロールにより15分間混練を行ない、続いて変性モンモリナイト(クレイトンAPAウイルバー・エリス社 ):15部を練られたポリエステル樹脂の中に投入しそのまま30分間混練りを続け常温まで冷却する。これを、パルベライザーで2mmφの大きさに粉砕し、[変性層状無機鉱物分散体2]を得た。
Production Example 3 <Modified Layered Inorganic Mineral Dispersion 2>
Binder resin: Polyester resin (polyester resin composed of succinic acid derivative, bisphenol A propylene oxide adduct manufactured by Sanyo Kasei) 2 parts set with 85 parts of roll surface temperature of 110 ° C. and 2 mm roll roll, acid value of 10, Tg 52 ° C. Kneading is carried out for 15 minutes with a roll, and then modified montmorillonite (Clayton APA Wilber Ellis): 15 parts are put into the kneaded polyester resin, kneading is continued for 30 minutes and cooling to room temperature. This was pulverized to a size of 2 mmφ with a pulverizer to obtain [Modified Layered Inorganic Mineral Dispersion 2].
(水相の調製)
製造例4 <水相1>
水990部、[微粒子分散液1]80部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液(エレミノールMON−7):三洋化成工業製)40部、酢酸エチル90部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを[水相1]とする。
製造例5 <水相2>
水990部、[微粒子分散液2]80部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液(エレミノールMON−7):三洋化成工業製)40部、酢酸エチル90部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを[水相2]とする。
(Preparation of aqueous phase)
Production Example 4 <Aqueous Phase 1>
990 parts of water, 80 parts of [fine particle dispersion 1], 40 parts of 48.5% aqueous solution of sodium dodecyl diphenyl ether disulfonate (Eleminol MON-7): Sanyo Kasei Kogyo Co., Ltd. and 90 parts of ethyl acetate were mixed and stirred. A liquid was obtained. This is designated as [Aqueous Phase 1].
Production Example 5 <Aqueous Phase 2>
990 parts of water, 80 parts of [fine particle dispersion 2], 40 parts of 48.5% aqueous solution of sodium dodecyl diphenyl ether disulfonate (Eleminol MON-7: manufactured by Sanyo Chemical Industries) and 90 parts of ethyl acetate were mixed and stirred. A liquid was obtained. This is designated as [Aqueous Phase 2].
<微粒子分散液2>
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキシサイド付加物硫酸エステルのナトリウム酸(エレミレールRS−30、三洋化成工業製)11部、スチレン90部、メタクリル酸100部、アクリル酸ブチル110部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で15分間攪拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し、5時間反応させた。さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液を30部加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレンーメタクリル酸―アクリル酸ブチルーメタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液〔微粒子分散液2〕を得た。〔微粒子分散液2〕をLA−920で測定した体積平均粒径は、20nmであった。
<Fine particle dispersion 2>
In a reaction vessel equipped with a stirrer and a thermometer, 683 parts of water, 11 parts of sodium acetate of ethylene methacrylate oxycide adduct sulfate (ELEMIRARS RS-30, manufactured by Sanyo Chemical Industries), 90 parts of styrene, 100 parts of methacrylic acid Then, 110 parts of butyl acrylate and 1 part of ammonium persulfate were charged and stirred at 400 rpm for 15 minutes, whereby a white emulsion was obtained. The system was heated to raise the system temperature to 75 ° C. and reacted for 5 hours. Further, 30 parts of a 1% ammonium persulfate aqueous solution was added, and the mixture was aged at 75 ° C. for 5 hours. An aqueous dispersion [fine particle dispersion 2] was obtained. The volume average particle diameter of [fine particle dispersion 2] measured by LA-920 was 20 nm.
製造例6 <水相3>
水990部、[微粒子分散液3]80部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液(エレミノールMON−7):三洋化成工業製)40部、酢酸エチル90部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを[水相3]とする。
(低分子ポリエステルの合成)
製造例7 <低分子ポリエステル1>
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物220部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物561部、イソフタル酸218部、アジピン酸48部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時聞反応した後、反応容器に無水トリメリット酸45部を入れ、180℃、常圧で2時間反応し、[低分子ポリエステル1]を得た。[低分子ポリエステル1]は、重量平均分子量(MW)4500、酸価28であった。
Production Example 6 <Aqueous Phase 3>
990 parts of water, 80 parts of [fine particle dispersion 3], 40 parts of 48.5% aqueous solution of sodium dodecyl diphenyl ether disulfonate (Eleminol MON-7): manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd. and 90 parts of ethyl acetate were mixed and stirred. A liquid was obtained. This is designated as [Aqueous Phase 3].
(Synthesis of low molecular weight polyester)
Production Example 7 <Low molecular polyester 1>
In a reaction vessel equipped with a condenser, stirrer and nitrogen inlet tube, 220 parts of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct, 561 parts of bisphenol A propylene oxide 3-mole adduct, 218 parts of isophthalic acid, 48 parts of adipic acid and dibutyl Add 2 parts of tin oxide, react for 8 hours at 230 ° C. under normal pressure, and further react for 5 hours under reduced pressure of 10-15 mmHg, then add 45 parts of trimellitic anhydride to the reaction vessel, and add 2 parts at 180 ° C. under normal pressure. The reaction was performed for a while to obtain [Low molecular weight polyester 1]. [Low molecular weight polyester 1] had a weight average molecular weight (MW) of 4500 and an acid value of 28.
<微粒子分散液3>
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30、三洋化成工業製)11部、スチレン90部、メタクリル酸100部、アクリル酸ブチル110部、1.6HDD<ヘキサンジオールアクリレイト 20部>、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で15分撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し5時間反応させた。さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレンーメタクリル酸―アクリル酸ブチルーメタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液〔微粒子分散液3〕を得た。〔微粒子分散液3〕をLAー920で測定した体積平均粒径は、100nmであった。
<Fine particle dispersion 3>
In a reaction vessel equipped with a stir bar and a thermometer, 683 parts of water, 11 parts of sodium salt of ethylene oxide methacrylate adduct sulfate (Eleminol RS-30, manufactured by Sanyo Chemical Industries), 90 parts of styrene, 100 parts of methacrylic acid, When 110 parts of butyl acrylate, 1.6 HDD <20 parts of hexanediol acrylate> and 1 part of ammonium persulfate were charged and stirred at 400 rpm for 15 minutes, a white emulsion was obtained. The system was heated to raise the system temperature to 75 ° C. and reacted for 5 hours. Further, 30 parts of a 1% ammonium persulfate aqueous solution was added, and the mixture was aged at 75 ° C. for 5 hours to obtain an aqueous vinyl resin (a copolymer of styrene-methacrylic acid-butyl acrylate-methacrylic acid ethylene oxide adduct sulfate sodium salt). A dispersion [fine particle dispersion 3] was obtained. The volume average particle size of [fine particle dispersion 3] measured with LA-920 was 100 nm.
(プレポリマーの合成)
製造例8 <プレポリマー1>
冷却管、撹拌機および窒索導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物712部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物84部、テレフタル酸292部、無水トリメリツト酸32部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応した[中間体ポリエステル1]を得た。[中間体ポリエステル1]は、数平均分子量2100、重量平均分子量10500、Tg55℃、酸価0.5、水酸基価49であった。
次に、冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、[中間体ポリエステル1]411部、イソホロンジイソシアネート89部、酢酸エチル500部を入れ100℃で5時間反応し、[プレポリマー1]を得た。[プレポリマー1]の遊離イソシアネート重量%は、1.48%であった。
(Prepolymer synthesis)
Production Example 8 <Prepolymer 1>
In a reaction vessel equipped with a condenser, a stirrer and a nitrogen introduction pipe, 712 parts of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct, 84 parts of bisphenol A propylene oxide 2-mole adduct, 292 parts of terephthalic acid, 32 parts of trimellitic anhydride And 2 parts of dibutyltin oxide were added, reacted at 230 ° C. under normal pressure for 8 hours, and further reacted for 5 hours at a reduced pressure of 10 to 15 mmHg to obtain [Intermediate Polyester 1]. [Intermediate Polyester 1] had a number average molecular weight of 2,100, a weight average molecular weight of 10,500, a Tg of 55 ° C., an acid value of 0.5, and a hydroxyl value of 49.
Next, 411 parts of [Intermediate polyester 1], 89 parts of isophorone diisocyanate and 500 parts of ethyl acetate are placed in a reaction vessel equipped with a cooling pipe, a stirrer and a nitrogen introduction pipe, and reacted at 100 ° C. for 5 hours. Polymer 1] was obtained. [Prepolymer 1] had a free isocyanate weight% of 1.48%.
(ケチミンの合成)
製造例9 <ケチミン1>
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、イソホロンジアミン60部とメチルエチルケトン140部を仕込み、50℃で5時間反応を行い、[ケチミン化合物1]を得た。[ケチミン化合物1]のアミン価は408であった。
(マスターバッチの合成)
製造例10 <マスターバッチ1>
カーボンブラック(三菱化学社 #44):40部、結着樹脂:ポリエステル樹脂(三洋化成製ポリエステル 酸価10、Mw7000、Tg52℃):60部、水:20部をヘンシェルミキサーにて混合し、顔料凝集体中に水が染み込んだ混合物を得た。これをロ−ル表面温度130℃に設定した2本ロールにより60分間混練を行ない、パルベライザーで1mmφの大きさに粉砕し、[マスターバッチ1]を得た。
(Synthesis of ketimine)
Production Example 9 <Ketimine 1>
In a reaction vessel equipped with a stirrer and a thermometer, 60 parts of isophoronediamine and 140 parts of methyl ethyl ketone were charged and reacted at 50 ° C. for 5 hours to obtain [ketimine compound 1]. The amine value of [ketimine compound 1] was 408.
(Synthesis of master batch)
Production Example 10 <Masterbatch 1>
Carbon black (Mitsubishi Chemical Corporation # 44): 40 parts, Binder resin: Polyester resin (Sanyo Kasei polyester acid value 10, Mw 7000, Tg 52 ° C.): 60 parts, water: 20 parts are mixed in a Henschel mixer and pigment A mixture with water soaked into the aggregate was obtained. This was kneaded for 60 minutes with two rolls set at a roll surface temperature of 130 ° C. and pulverized to a size of 1 mmφ with a pulverizer to obtain [Masterbatch 1].
(油相の作成)
製造例11 <顔料、ワックス分散液1>
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[低分子ポリエステル1]378部、パラフィンワックス110部(日本精鑞HNP−9、M.P75℃、酢酸エチル947部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却した。次いで容器に[マスターバッチ1]500部、酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液1]を得た。
[原料溶解液1]1324部、変性層状無機鉱物1を110部容器に移し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、変性層状無機鉱物、カーボンブラック、WAXの分散を行った。次いで、[低分子ポリエステル1]の65%酢酸エチル溶液1324部加え、上記条件のビーズミルで1パスし、[顔料・WAX分散液1]を得た。[顔料・WAX分散液1]の固形分濃度(130℃、30分)は50%であった。
(Create oil phase)
Production Example 11 <Pigment, Wax Dispersion 1>
In a container equipped with a stir bar and a thermometer, 378 parts of [Low molecular polyester 1], 110 parts of paraffin wax (Nippon Seiki HNP-9, M.P 75 ° C., 947 parts of ethyl acetate, and heated to 80 ° C. with stirring) Warm and hold at 80 ° C. for 5 hours, then cool to 30 ° C. in 1 hour, then charge 500 parts of [Masterbatch 1] and 500 parts of ethyl acetate into the container and mix for 1 hour [Raw material solution 1] Got.
[Raw material solution 1] 1324 parts, 110 parts of the modified layered inorganic mineral 1 are transferred to a container, and using a bead mill (Ultra Visco Mill, manufactured by Imex Co., Ltd.), the liquid feeding speed is 1 kg / hr, the disk peripheral speed is 6 m / second, 0 Filled with 80% by volume of 5 mm zirconia beads, dispersion of the modified layered inorganic mineral, carbon black, and WAX was performed under conditions of 3 passes. Next, 1324 parts of a 65% ethyl acetate solution of [low molecular weight polyester 1] was added, followed by one pass with a bead mill under the above conditions to obtain [Pigment / WAX Dispersion 1]. The solid content concentration of [Pigment / WAX Dispersion 1] (130 ° C., 30 minutes) was 50%.
実施例1
[顔料・WAX分散液1]618部、[プレポリマー1]を115部、[ケチミン化合物1]6.6部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmで1分間混合した後、容器に[水相1]1200部を加え、TKホモミキサーで、回転数13,000rpmで20分間混合し[乳化スラリー1]を得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、[乳化スラリー1]を投入し、30℃で8時間脱溶剤した後、45℃で4時間熟成を行い、[分散スラリー1]を得た。
(洗浄⇒乾燥)
[分散スラリー1]100部を減圧濾過した後、
(1):濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(2):(1)の濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100部を加え、超音波振動を付与してTKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。この超音波アルカリ洗浄を再度行った(超音波アルカリ洗浄2回)。
(3):(2)の濾過ケーキに10%塩酸100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(4):(3)の濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過する操作を2回行い[濾過ケーキ1]を得た。
[濾過ケーキ1]を循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、次に、トナー粒子100部に疎水性シリカ0.5部と疎水化酸化チタン0.5部をヘンシェルミキサーにて混合し、トナー(1)を得た。体積平均粒径5.85μm、個数平均粒径4.33μm(マルチサイザーIIで測定)であった。
Example 1
[Pigment / WAX Dispersion 1] 618 parts, [Prepolymer 1] 115 parts, [Ketimine Compound 1] 6.6 parts in a container, and TK homomixer (manufactured by Tokushu Kika) at 5,000 rpm for 1 minute After mixing, 1200 parts of [Aqueous phase 1] was added to the container, and mixed with a TK homomixer at 13,000 rpm for 20 minutes to obtain [Emulsion slurry 1].
[Emulsion slurry 1] was put into a container equipped with a stirrer and a thermometer, and after removing the solvent at 30 ° C. for 8 hours, aging was carried out at 45 ° C. for 4 hours to obtain [Dispersion slurry 1].
(Washing ⇒ drying)
[Dispersion Slurry 1] After filtering 100 parts under reduced pressure,
(1): 100 parts of ion-exchanged water was added to the filter cake, mixed with a TK homomixer (10 minutes at 12,000 rpm), and then filtered.
(2): 100 parts of 10% sodium hydroxide aqueous solution was added to the filter cake of (1), ultrasonic vibration was applied and mixed with a TK homomixer (30 minutes at 12,000 rpm), and then filtered under reduced pressure. . This ultrasonic alkali cleaning was performed again (two ultrasonic alkali cleanings).
(3): 100 parts of 10% hydrochloric acid was added to the filter cake of (2), mixed with a TK homomixer (rotation speed: 12,000 rpm for 10 minutes), and then filtered.
(4): Add 300 parts of ion-exchanged water to the filter cake of (3), mix with a TK homomixer (10 minutes at 12,000 rpm) and then filter twice to obtain [Filter cake 1]. It was.
[Filter cake 1] was dried at 45 ° C. for 48 hours in a circulating drier, sieved with a mesh of 75 μm, and then 100 parts of toner particles with 0.5 parts of hydrophobic silica and 0.5% of hydrophobic titanium oxide. Parts were mixed with a Henschel mixer to obtain toner (1). The volume average particle size was 5.85 μm, and the number average particle size was 4.33 μm (measured with Multisizer II).
実施例2
製造例2の変性層状無機鉱物分散体 1を製造例3の変性層状無機鉱物分散体 2に変更し、投入量を110部→220部に変更し、さらに水相1を水相2に変更し、それ以外は実施例1と同様にして体積平均粒径5.65、個数平均粒径5.09μm、DV/Dn1.11の(トナー2)を得た。
(低分子ポリエステルの合成)
製造例12 <低分子ポリエステル2>
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物262部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物202部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物236部、テレフタル酸266部、マレイン酸48部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時聞反応した後、180℃、常圧で2時間反応し、[低分子ポリエステル2]を得た。[低分子ポリエステル2]は、重量平均分子量3900、Tg58℃、酸価16.5であった。
Example 2
The modified layered inorganic mineral dispersion 1 of Production Example 2 was changed to the modified layered inorganic mineral dispersion 2 of Production Example 3, the input amount was changed from 110 parts to 220 parts, and the aqueous phase 1 was changed to the aqueous phase 2. Otherwise, the same procedure as in Example 1 was carried out to obtain (Toner 2) having a volume average particle size of 5.65, a number average particle size of 5.09 μm and DV / Dn of 1.11.
(Synthesis of low molecular weight polyester)
Production Example 12 <Low Molecular Polyester 2>
In a reaction vessel equipped with a condenser, a stirrer, and a nitrogen introduction tube, 262 parts of bisphenol A ethylene oxide 2 mol adduct, 202 parts of bisphenol A propylene oxide 2 mol adduct, 236 parts of bisphenol A propylene oxide 3 mol adduct, 266 parts of terephthalic acid, 48 parts of maleic acid and 2 parts of dibutyltin oxide were added, reacted at normal pressure 230 ° C. for 8 hours, further reacted at a reduced pressure of 10-15 mmHg for 5 hours, and then at 180 ° C. at normal pressure for 2 hours. The reaction yielded [low molecular weight polyester 2]. [Low molecular weight polyester 2] had a weight average molecular weight of 3900, Tg of 58 ° C, and an acid value of 16.5.
(油相の作成)
製造例13 <顔料・ワックス分散液3>
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[低分子ポリエステル2]288部、パラフィンワックスHNP−3(日本精鑞 M.P66 、220部、酢酸エチル947部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時問で30℃に冷却した。次いで容盤に[マスターバッチ1]500部、酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液2]を得た。
[原料溶解液2]1224部を容器に移し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、カーボンブラック、WAXの分散を行った。次いで、[低分子ポリエステル2]の65%酢酸エチル溶液1224部加え、上記条件のビーズミルで1パスし、[顔料・WAX分散液3]を得た。
(Create oil phase)
Production Example 13 <Pigment / Wax Dispersion 3>
288 parts of [Low molecular polyester 2], paraffin wax HNP-3 (Nihon Seiki M.P66, 220 parts, ethyl acetate 947 parts) are charged into a container equipped with a stirring bar and a thermometer, and the temperature is raised to 80 ° C. with stirring. The mixture was kept at 80 ° C. for 5 hours, and then cooled to 30 ° C. over 1 hour, and then 500 parts of [Masterbatch 1] and 500 parts of ethyl acetate were placed in the container and mixed for 1 hour. ] Was obtained.
[Raw material solution 2] 1224 parts are transferred to a container, and using a bead mill (Ultra Visco Mill, manufactured by Imex Co., Ltd.), liquid feeding speed is 1 kg / hr, disk peripheral speed is 6 m / sec, and 0.5 mm zirconia beads are 80% by volume. Carbon black and WAX were dispersed under conditions of filling and 3 passes. Subsequently, 1224 parts of a 65% ethyl acetate solution of [low molecular weight polyester 2] was added, followed by one pass with a bead mill under the above conditions to obtain [Pigment / WAX Dispersion 3].
実施例3
実施例2での[顔料・WAX分散液3]を使用する以外は実施例2と同様にして体積平均粒径Dv4.95μm、個数平均粒径Dn4.19μm、Dv/Dn1.18の[トナー3]を得た。
実施例4
実施例2でのプレポリマー1を115部→50部を使用する以外は実施例2と同様にして体積平均粒径Dv5.60μm、個数平均粒径Dn4.96μm、Dv/Dn1.13の[トナー4]を得た。
Example 3
[Toner 3] having a volume average particle diameter Dv of 4.95 μm, a number average particle diameter of Dn of 4.19 μm, and Dv / Dn of 1.18, except that [Pigment / WAX Dispersion 3] in Example 2 is used. ] Was obtained.
Example 4
[Toner with volume average particle diameter Dv 5.60 μm, number average particle diameter Dn 4.96 μm, and Dv / Dn 1.13 in the same manner as in Example 2 except that 115 parts → 50 parts of prepolymer 1 in Example 2 were used. 4] was obtained.
(マスターバッチの合成)
製造例14 <マスターバッチ2>
シアン顔料ECB−301(大日精化社製 ):40部、結着樹脂:ポリエステル樹脂(三洋化成製ポリエステル 酸価10、Mw7000、Tg52℃):60部、水:20部をヘンシェルミキサーにて混合し、顔料凝集体中に水が染み込んだ混合物を得た。これをロ−ル表面温度130℃に設定した2本ロールにより60分間混練を行ない、パルベライザーで1mmφの大きさに粉砕し、[マスターバッチ3]を得た。
(Synthesis of master batch)
Production Example 14 <Masterbatch 2>
Cyan pigment ECB-301 (manufactured by Dainichi Seika Co., Ltd.): 40 parts, binder resin: polyester resin (polyester manufactured by Sanyo Kasei, acid value 10, Mw 7000, Tg 52 ° C.): 60 parts, water: 20 parts are mixed in a Henschel mixer. Thus, a mixture in which water was soaked into the pigment aggregate was obtained. This was kneaded for 60 minutes with two rolls set at a roll surface temperature of 130 ° C., and pulverized to a size of 1 mmφ with a pulverizer to obtain [Masterbatch 3].
製造例15 <マスターバッチ3>
マゼンタ顔料PR−F6B(クラリアント社製):40部、結着樹脂:ポリエステル樹脂(三洋化成製ポリエステル 酸価10、Mw7000、Tg52℃):60部、水:20部をヘンシェルミキサーにて混合し、顔料凝集体中に水が染み込んだ混合物を得た。これをロ−ル表面温度130℃に設定した2本ロールにより60分間混練を行ない、パルベライザーで1mmφの大きさに粉砕し、[マスターバッチ3]を得た。
Production Example 15 <Masterbatch 3>
Magenta pigment PR-F6B (manufactured by Clariant): 40 parts, binder resin: polyester resin (polyester manufactured by Sanyo Kasei, acid value 10, Mw 7000, Tg 52 ° C.): 60 parts, water: 20 parts are mixed in a Henschel mixer, A mixture in which water was soaked into the pigment aggregate was obtained. This was kneaded for 60 minutes with two rolls set at a roll surface temperature of 130 ° C., and pulverized to a size of 1 mmφ with a pulverizer to obtain [Masterbatch 3].
製造例16 <マスターバッチ4>
イエロー顔料PY−HG(クラリアント社製):40部、結着樹脂:ポリエステル樹脂(三洋化成製ポリエステル 酸価10、Mw7000、Tg52℃):60部、水:20部をヘンシェルミキサーにて混合し、顔料凝集体中に水が染み込んだ混合物を得た。これをロ−ル表面温度130℃に設定した2本ロールにより60分間混練を行ない、パルベライザーで1mmφの大きさに粉砕し、[マスターバッチ4]を得た。
Production Example 16 <Masterbatch 4>
Yellow pigment PY-HG (manufactured by Clariant): 40 parts, binder resin: polyester resin (Sanyo Kasei polyester acid value 10, Mw 7000, Tg 52 ° C.): 60 parts, water: 20 parts are mixed in a Henschel mixer, A mixture in which water was soaked into the pigment aggregate was obtained. This was kneaded for 60 minutes with two rolls set at a roll surface temperature of 130 ° C. and pulverized to a size of 1 mmφ with a pulverizer to obtain [Masterbatch 4].
(油相の作成)
製造例17 <WAX・顔料分散液4>
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[低分子ポリエステル2]278部、パラフィンワックス145°N日本石油製110部、酢酸エチル947部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時問で30℃に冷却した。次いで容盤に[マスターバッチ2]500部、酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液3]を得た。
[原料溶解液3]1324部を容器に移し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、カーボンブラック、WAXの分散を行った。次いで、[低分子ポリエステル2]の65%酢酸エチル溶液1324部加え、上記条件のビーズミルで1パスし、[顔料・WAX分散液4]を得た。
(Create oil phase)
Production Example 17 <WAX / Pigment Dispersion 4>
In a container equipped with a stirrer and a thermometer, 278 parts of [Low molecular weight polyester 2], 110 parts of paraffin wax 145 ° N Nippon Oil Co., Ltd. and 947 parts of ethyl acetate were charged. After maintaining for 5 hours, it was cooled to 30 ° C. over 1 hour. Next, 500 parts of [Masterbatch 2] and 500 parts of ethyl acetate were charged in the container, and mixed for 1 hour to obtain [Raw material solution 3].
[Raw Material Solution 3] 1324 parts were transferred to a container, and using a bead mill (Ultra Visco Mill, manufactured by Imex Co., Ltd.), liquid feeding speed 1 kg / hr, disk peripheral speed 6 m / sec, 0.5 mm zirconia beads 80% by volume. Carbon black and WAX were dispersed under conditions of filling and 3 passes. Next, 1324 parts of a 65% ethyl acetate solution of [low molecular weight polyester 2] was added, followed by one pass with a bead mill under the above conditions to obtain [Pigment / WAX Dispersion 4].
実施例5
実施例1での[顔料・WAX分散液1]の代わりに[顔料・WAX分散液4]を使用し[顔料・WAX分散液4]618部、変性層状無機鉱物分散体2を220部、[プレポリマー1]を115部、[ケチミン化合物1]6.6部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmで1分間混合した後、容器に[水相3]1200部を加え、TKホモミキサーで、回転数13,000rpmで20分間混合し[乳化スラリー5]を得た。
ついで、この混合液を周速5m/s以上が可能な櫂型攪拌棒を備えた温度計付のコルベンにして移し、乳化スラリーに増粘剤としてセロゲンBS(第一工業製薬(株)製を40部加え乳化液30℃に設定して、周速6m/sで2時間早い攪拌を行い紡錘状の母体トナー粒子を得た。紡錘形が不足の場合は攪拌時間の延長を行う。その後減圧下50℃以下で1.0時間かけ溶剤を除去し、濾別、洗浄、乾燥した後、風力分級し、紡錘形の母体粒子を得た。次に、トナー粒子100部に疎水性シリカ0.5部と疎水化酸化チタン0.5部をヘンシェルミキサーにて混合し、トナー(5)を得た。
体積平均粒径5.32μm、個数平均粒径4.25μm、Dv/Dn1.25(マルチサ
イザーIIで測定)であった。
Example 5
Instead of [Pigment / WAX Dispersion 1] in Example 1, [Pigment / WAX Dispersion 4] is used, [Pigment / WAX Dispersion 4] is 618 parts, Modified Layered Inorganic Mineral Dispersion 2 is 220 parts, [ 115 parts of Prepolymer 1 and 6.6 parts of [Ketimine Compound 1] are put in a container and mixed with a TK homomixer (manufactured by Special Machine) for 1 minute at 5,000 rpm, and then [Water Phase 3] 1200 in the container. Part was added and mixed with a TK homomixer at 13,000 rpm for 20 minutes to obtain [Emulsified slurry 5].
Next, this mixed liquid was transferred to a colben with a thermometer equipped with a vertical stirring rod capable of a peripheral speed of 5 m / s or more, and Serogen BS (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) was used as a thickener in the emulsified slurry. 40 parts was added and the emulsion was set at 30 ° C. and stirred rapidly for 2 hours at a peripheral speed of 6 m / s to obtain spindle-shaped base toner particles.If the spindle shape is insufficient, the stirring time is extended. The solvent was removed at 50 ° C. or lower for 1.0 hour, filtered, washed and dried, followed by air classification to obtain spindle-shaped base particles, and then 0.5 parts of hydrophobic silica on 100 parts of toner particles. And 0.5 part of hydrophobized titanium oxide were mixed with a Henschel mixer to obtain toner (5).
The volume-average particle size was 5.32 μm, the number-average particle size was 4.25 μm, and Dv / Dn 1.25 (measured with Multisizer II).
実施例6 <Mトナー>
実施例5のマスターバッチを→マスターバッチ3に置き換え実施例5と同様にして乳化スラリー6を作製した。それ以外は実施例5と同様にして体積平均粒径5.95、個数平均粒径5.04μm、DV/Dn1.18の(トナー6)を得た。
実施例7 <Yトナー>
実施例6のマスターバッチを→マスターバッチ4に置き換え実施例5と同様にして乳化スラリー7を作製した。それ以外は実施例5と同様にして体積平均粒径4.85、個数平均粒径4.61μm、DV/Dn1.05の(トナー7)を得た。
実施例8 <BKの溶解懸濁トナー>
実施例1の材料から[プレポリマー1]と115部、[ケチミン化合物1]6.6部を除き他は実施例1と同様な操作でトナー8を作製した。体積平均粒径Dv3.65μm、個数平均粒径Dn3.11μm、Dv/Dn1.17の[トナー8]を得た。
Example 6 <M Toner>
An emulsified slurry 6 was produced in the same manner as in Example 5 except that the master batch in Example 5 was replaced with → masterbatch 3. Otherwise, in the same manner as in Example 5, a (toner 6) having a volume average particle size of 5.95, a number average particle size of 5.04 μm and DV / Dn of 1.18 was obtained.
Example 7 <Y Toner>
An emulsified slurry 7 was produced in the same manner as in Example 5 except that the master batch in Example 6 was replaced with → master batch 4. Otherwise, in the same manner as in Example 5, (Toner 7) having a volume average particle size of 4.85, a number average particle size of 4.61 μm, and DV / Dn 1.05 was obtained.
Example 8 <BK Dissolved Suspension Toner>
A toner 8 was produced in the same manner as in Example 1, except that [Prepolymer 1] and 115 parts and [Ketimine Compound 1] 6.6 parts were used from the material of Example 1. [Toner 8] having a volume average particle diameter Dv of 3.65 μm, a number average particle diameter Dn of 3.11 μm and Dv / Dn of 1.17 was obtained.
実施例9 <BKの溶解懸濁トナー>
実施例5の材料から[プレポリマー1]と115部、[ケチミン化合物1]6.6部を除き他は実施例1と同様な操作でトナー8を作製した。体積平均粒径Dv5.30μm、個数平均粒径Dn4.77μm、Dv/Dn1.11の[トナー9]を得た。
実施例10 <トナープロセス評価>
トナーはブラックトナーが実施例4で作製したトナー、シアントナーが実施例5で作製したトナー、マゼンタトナーが実施例6で作製したトナー、イエロートナーが実施例7で作製したトナーを使用した。
一方、キャリアとしては、2ヒドロキシエチルメタルリレ−ト/メチルメタクリレ−ト/スチレンの共重合体とビニリデンフルオロライド/テトラフルオロエチレンの共重合体を75/25の重量比の樹脂を平均粒径50μのフェライト芯材に0.75重量%(芯材基準)をコ−テイングして得られる被覆キャリアを用いた。
トナー濃度が5%になるように、また、前記トナーとキャリアの合計量が1000gになるように計量して現像剤を作製した。
Example 9 <BK Dissolving Suspension Toner>
A toner 8 was produced in the same manner as in Example 1, except that [Prepolymer 1] and 115 parts and [Ketimine Compound 1] 6.6 parts were used from the material of Example 5. [Toner 9] having a volume average particle diameter Dv of 5.30 μm, a number average particle diameter of Dn of 4.77 μm, and Dv / Dn of 1.11 was obtained.
Example 10 <Evaluation of Toner Process>
As the toner, a black toner was used in Example 4, a cyan toner was used in Example 5, a magenta toner was used in Example 6, and a yellow toner was used in Example 7.
On the other hand, as a carrier, a copolymer of 2-hydroxyethyl metal acrylate / methyl methacrylate / styrene and a copolymer of vinylidene fluoride / tetrafluoroethylene is a resin having an average particle diameter of 75/25 by weight. A coated carrier obtained by coating 0.75 wt% (based on the core material) on a 50 μ ferrite core material was used.
A developer was prepared by weighing so that the toner concentration was 5% and the total amount of the toner and the carrier was 1000 g.
この現像剤を装置の現像部にブラック現像剤、現像部にイエロー現像剤、現像部にマゼンタ現像剤、及び現像部にシアン現像剤をセットした。帯電工程はスコロトロン帯電器を配置し、クリーニング工程にはウレタン製のブレードクリーニング部を配置して、定着工程はローラ定着部を配置した。
そして、電源を投入後、定着部のローラ温度が一定温度になるまでの間で第一の画像形成部のみベタ画像の現像を行う。その際、トナーの転写は転写紙を供給しないで(通紙しないで)搬送ベルト上にベタ画像を転写する。このベルト上のトナー像を第二、三、四の画像形成部に通過させる。その後、搬送ベルトはクリーニング部でクリーニングするような工程を実施する動作を付加する。そして、定着部の温度が一定温度になってから1分間に28枚の複写をするスピードで連続テストしたところ100000枚後のクリーニング性は良好であった。
This developer was set with a black developer in the developing section of the apparatus, a yellow developer in the developing section, a magenta developer in the developing section, and a cyan developer in the developing section. A scorotron charger was arranged in the charging process, a blade cleaning unit made of urethane was arranged in the cleaning process, and a roller fixing unit was arranged in the fixing process.
Then, after the power is turned on, only the first image forming unit develops the solid image until the roller temperature of the fixing unit reaches a constant temperature. At that time, the toner is transferred without transferring the transfer paper (without passing the paper), and the solid image is transferred onto the conveyance belt. The toner image on the belt is passed through the second, third, and fourth image forming portions. Thereafter, the transport belt is added with an operation for performing a process of cleaning in the cleaning unit. A continuous test was performed at a speed of copying 28 sheets per minute after the temperature of the fixing portion reached a constant temperature, and the cleaning performance after 100,000 sheets was good.
比較例
(ワックス粒子水性分散液の調製)
製造例18
1000mlの攪拌装置、温度センサー、窒素導入管及び冷却管付き4頭コルベンに脱気した蒸留水500mlにニューコール565C(日本乳化剤社製)28.5g、キャンデリアワックスNo.1(野田ワックス社製)185.5gを添加し窒素気流下攪拌を行いつつ、温度を昇温した。内温85℃の時点で5N−水酸化ナトリウム水溶液を添加しそのまま75℃まで昇温した後、そのまま1時間加熱攪拌を続け、室温まで冷却し〔ワック
ス粒子水性分散液1〕を得た。
Comparative Example (Preparation of aqueous dispersion of wax particles)
Production Example 18
1000 ml of distilled water degassed into a 4-head Kolben with a stirring device, temperature sensor, nitrogen inlet tube and cooling tube, 28.5 g of New Coal 565C (manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.), 1 (manufactured by Noda Wax Co., Ltd.) 185.5 g was added and the temperature was raised while stirring under a nitrogen stream. When the internal temperature was 85 ° C., a 5N aqueous sodium hydroxide solution was added and the temperature was raised to 75 ° C. as it was, followed by continuing heating and stirring as it was for 1 hour and cooling to room temperature to obtain [Wax Particle Aqueous Dispersion 1].
(着色剤水性分散液の調製)
カーボンブラック(商品名:モーガルL、キャボット社製)100g、ドデシル硫酸ナトリウム25gを蒸留水540mlに添加し、十分攪拌を行った後、加圧型分散機(MINI−LAB:ラーニー社製)を用い、分散を行い〔着色剤分散液I〕を得た。
(バインダー微粒子水性分散液の合成)
製造例19
攪拌装置、冷却管、温度センサー及び窒素導入管を装着した1Lの4頭コルベンに蒸留水480ml、ドデシル硫酸ナトリウム0.6g、スチレン106.4g、n−ブチルアクリレート43.2g、メタクリル酸10.4gを添加し攪拌を行いながら窒素気流下70℃まで昇温した。ここで過硫酸カリウム2.1gを120mlの蒸留水に溶解した開始剤水溶液を添加し、窒素気流下70℃、3時間攪拌を行い、重合を完結させた後室温まで冷却し、〔高分子量バインダー微粒子分散液1〕を得た。
攪拌装置、冷却管、温度センサー及び窒素導入管を装着した5Lの4頭コルベンに蒸留水2400ml、ドデシル硫酸ナトリウム2.8g、スチレン620g、n−ブチルアクリレート128g、メタクリル酸52g及びtert−ドデシルメルカプタン27.4gを添加し攪拌を行いながら窒素気流下70℃まで昇温した。ここで過硫酸カリウム11.2gを600mlの蒸留水に溶解した開始剤水溶液を添加し、窒素気流下70℃、3時間攪拌を行い、重合を完結させた後室温まで冷却し、〔低分子量バインダー微粒子分散液2〕を得た。
(Preparation of aqueous colorant dispersion)
After adding 100 g of carbon black (trade name: Mogal L, manufactured by Cabot Corporation) and 25 g of sodium dodecyl sulfate to 540 ml of distilled water and sufficiently stirring, a pressure disperser (MINI-LAB: manufactured by Lani Corporation) was used. Dispersion was performed to obtain [Colorant Dispersion Liquid I].
(Synthesis of aqueous binder fine particle dispersion)
Production Example 19
A 1 L 4-head Kolben equipped with a stirrer, cooling tube, temperature sensor and nitrogen inlet tube is 480 ml of distilled water, 0.6 g of sodium dodecyl sulfate, 106.4 g of styrene, 43.2 g of n-butyl acrylate, 10.4 g of methacrylic acid. The mixture was heated to 70 ° C. under a nitrogen stream while stirring. Here, an initiator aqueous solution in which 2.1 g of potassium persulfate was dissolved in 120 ml of distilled water was added, and the mixture was stirred at 70 ° C. for 3 hours under a nitrogen stream to complete the polymerization, and then cooled to room temperature. A fine particle dispersion 1] was obtained.
A 5 L 4-head Kolben equipped with a stirrer, a condenser, a temperature sensor, and a nitrogen inlet tube was subjected to 2400 ml of distilled water, 2.8 g of sodium dodecyl sulfate, 620 g of styrene, 128 g of n-butyl acrylate, 52 g of methacrylic acid, and tert-dodecyl mercaptan 27 The temperature was raised to 70 ° C. under a nitrogen stream while adding 4 g and stirring. Here, an initiator aqueous solution in which 11.2 g of potassium persulfate was dissolved in 600 ml of distilled water was added, and the mixture was stirred at 70 ° C. for 3 hours in a nitrogen stream to complete the polymerization, and then cooled to room temperature. A fine particle dispersion 2] was obtained.
比較例1
(トナーの合成)
攪拌装置、冷却管、温度センサーを備えた1Lセパラブルフラスコに、〔高分子量バインダー微粒子分散液1〕47.6g、〔低分子量バインダー微粒子分散液2〕190.5g、〔ワックス粒子水性分散液1〕を7.7g、〔着色剤分散液I〕を26.7g及び蒸留水252.5mlを加え混合攪拌した後、5N−水酸化ナトリウム水溶液を用いpH=9.5に調節を行った。更に攪拌下、塩化ナトリウム50gを蒸留水600mlに溶解した塩化ナトリウム水溶液、イソプロパノール77ml及びフルオラードFC−170C(住友3M社製:フッ素系ノニオン界面活性剤)10mgを10mlの蒸留水に溶解した界面活性剤水溶液を順次添加し、内温を85℃まで上昇させ6時間反応を行った後、室温まで冷却した。この反応液を5N−水酸化ナトリウム水溶液を用いpH=13に調整した後、濾過を行い、更に蒸留水に再懸濁を行い濾過、再懸濁を繰り返し、洗浄を行った後乾燥し、体積平均粒径Dv6.52μm、個数平均粒径Dn5.31μm、Dv/Dn1.23の〔トナー比較1〕を得た。
Comparative Example 1
(Toner synthesis)
In a 1 L separable flask equipped with a stirrer, a condenser, and a temperature sensor, 47.6 g of [High molecular weight binder fine particle dispersion 1], 190.5 g of [Low molecular weight binder fine particle dispersion 2], [Wax particle aqueous dispersion 1] 7.7 g, [Colorant Dispersion I] 26.7 g and 252.5 ml of distilled water were added and mixed and stirred, and then adjusted to pH = 9.5 using a 5N aqueous sodium hydroxide solution. Further, with stirring, a surfactant in which 50 g of sodium chloride was dissolved in 600 ml of distilled water, 77 ml of isopropanol, and Fluorard FC-170C (manufactured by Sumitomo 3M: Fluoro-based nonionic surfactant) 10 mg in 10 ml of distilled water. Aqueous solutions were sequentially added, the internal temperature was raised to 85 ° C., the reaction was performed for 6 hours, and then cooled to room temperature. The reaction solution was adjusted to pH = 13 using 5N aqueous sodium hydroxide solution, filtered, resuspended in distilled water, filtered and resuspended repeatedly, washed, dried and [Toner Comparison 1] having an average particle diameter Dv of 6.52 μm, a number average particle diameter Dn of 5.31 μm, and Dv / Dn of 1.23 was obtained.
比較例2
実施例1に使用した変性層状無機鉱物を加えず他は実施例1の材料、方法でトナー作製を行った。
体積平均粒径Dv5.60μm、個数平均粒径Dn4.14μm、Dv/Dn1.35の〔トナー比較2〕を得た。
比較例3
実施例3に使用したパラフィンワックスの代わりにエチレンワックス(三洋化成製 MP110℃)を使用し他は実施例3の材料、方法でトナー作製を行った。
体積平均粒径Dv5.65μm、個数平均粒径Dn4.51μm、Dv/Dn1.25の〔トナー比較3〕を得た。
Comparative Example 2
A toner was prepared using the materials and methods of Example 1 except that the modified layered inorganic mineral used in Example 1 was not added.
[Toner Comparison 2] having a volume average particle diameter Dv of 5.60 μm, a number average particle diameter of Dn of 4.14 μm, and Dv / Dn of 1.35 was obtained.
Comparative Example 3
A toner was prepared using the material and method of Example 3 except that ethylene wax (MP110 ° C., manufactured by Sanyo Chemical Industries) was used instead of the paraffin wax used in Example 3.
[Toner Comparison 3] having a volume average particle diameter Dv of 5.65 μm, a number average particle diameter of Dn 4.51 μm, and Dv / Dn1.25 was obtained.
前記のようにして得られた各トナー100部に疎水性シリカ0.7部と、疎水化酸化チタン0.3部をヘンシェルミキサーにて混合した。得られたトナー物性値については表1
に示した。
外添剤処理を施したトナー5重量%とシリコーン樹脂を被覆した平均粒子径が40μmの銅−亜鉛フェライトキャリア95重量%からなる現像剤を調製し、各試験方法に基づき試験した。表1に示した。
To 100 parts of each toner obtained as described above, 0.7 part of hydrophobic silica and 0.3 part of hydrophobic titanium oxide were mixed with a Henschel mixer. Table 1 shows the obtained toner physical property values.
It was shown to.
A developer composed of 5% by weight of a toner subjected to external additive treatment and 95% by weight of a copper-zinc ferrite carrier having an average particle diameter of 40 μm coated with a silicone resin was prepared and tested based on each test method. It is shown in Table 1.
(評価項目)
(a)APA添加量部
層状無機鉱物の商品でのクレイトンAPA(サザンクレイ社製)の添加量のことで部単位で示してある。
(b)S.C.
固形分濃度%を表す。
(c)帯電量
現像剤6gを計量し、密閉できる金属円柱に仕込みブローして帯電量を求める。トナー濃度は4.5〜5.5wt%に調整する。
(d)定着性
リコー製imagio Neo 450を用いて単体トナーのテストを、普通紙及び厚紙の転写紙(リコー製 タイプ6200及びNBSリコー製複写印刷用紙<135>)にベタ画像で、1.0±0.1mg/cm2のトナーが現像される様に調整を行ない、定着ベルトの温度が可変となる様に調整を行なって、普通紙でオフセットの発生しない温度を、厚紙で定着下限温度を測定した。定着下限温度は、得られた定着画像をパットで擦った後の画像濃度の残存率が70%以上となる定着ロール温度をもって定着下限温度とした。
トナー10.6gを50mlのサンプルびんに採取しタッピングを35秒実施し50℃の恒温槽で24h保管し針進入度計で測定。N=3でその針進入度の値で以下の判定をする。
判定:10mm以下 ×
10mmを超えて15mm未満が △
15mm以上 ○
(Evaluation item)
(A) APA addition amount part The amount of addition of Kraton APA (manufactured by Southern Clay Co., Ltd.) as a layered inorganic mineral product is shown in parts.
(B) S.M. C.
Represents solid content concentration%.
(C) Charge amount 6 g of developer is weighed, charged into a metal cylinder that can be sealed, and blown to obtain the charge amount. The toner concentration is adjusted to 4.5 to 5.5 wt%.
(D) Fixability Using a Ricoh imagio Neo 450, a single toner test was conducted on a plain paper and a cardboard transfer paper (Ricoh type 6200 and NBS Ricoh copy printing paper <135>) with a solid image of 1.0. Adjust so that the toner of ± 0.1 mg / cm 2 is developed, and adjust the temperature of the fixing belt to be variable so that the temperature at which offset does not occur on plain paper and the lower limit of fixing temperature on thick paper It was measured. The lower limit fixing temperature was determined as the fixing lower limit temperature at the fixing roll temperature at which the residual ratio of the image density after rubbing the obtained fixed image with a pad was 70% or more.
10.6 g of toner was collected in a 50 ml sample bottle, tapped for 35 seconds, stored in a constant temperature bath at 50 ° C. for 24 hours, and measured with a needle penetration meter. The following judgment is made based on the value of the needle entry degree when N = 3.
Judgment: 10mm or less ×
More than 10mm and less than 15mm △
15mm or more ○
(e)フローテスター
フローテスターとしては、例えば島津製作所製の高架式フローテスターCFT500D型がある。このフローテスターの昇温法によるフローカーブは図に示されるデータになり、そこから各々の温度を読み取ることができる。図中、Tsは軟化温度、Tfbは流出開始温度であり、1/2法おける溶融温度とあるのはT1/2温度のことである。
《測定条件》
荷重:10kg/cm2、昇温速度:3.0℃/min、
ダイ口径:0.5mm、ダイ長さ:1.0mm、開始温度50℃、
到達温度250.0℃、予熱時間200s、
《サンプル作製条件》
サンプル重量1.00gをフローテスター用成型器により径10.0mmに成型する。
(E) Flow tester As a flow tester, for example, there is an elevated flow tester CFT500D manufactured by Shimadzu Corporation. The flow curve obtained by the temperature raising method of the flow tester is the data shown in the figure, and each temperature can be read therefrom. In the figure, Ts is the softening temperature, Tfb is the outflow start temperature, and the melting temperature in the 1/2 method is the T1 / 2 temperature.
"Measurement condition"
Load: 10 kg / cm 2 , heating rate: 3.0 ° C./min,
Die diameter: 0.5 mm, die length: 1.0 mm, starting temperature 50 ° C.,
Achieving temperature 250.0 ° C, preheating time 200s,
<Sample preparation conditions>
A sample weight of 1.00 g is molded to a diameter of 10.0 mm using a flow tester molding machine.
昇温法は、試験時間の経過と共に一定の割合で昇温しながら試験する方法である。この試験では試料が固体域から遷移域、ゴム状弾性域を経て流動域に至るまでの過程を連続的に測定することができる。
本装置では、流動域における各温度のせん断速度、粘土が測定できる。また、固体域から遷移域に移るときの軟化温度Ts、試料が流れ出す流出開始温度Tfbを測定することができる。
昇温法における流動曲線は、図4のような挙動を示す。
The temperature raising method is a method of testing while raising the temperature at a constant rate as the test time elapses. In this test, it is possible to continuously measure the process from the solid region to the transition region, the rubbery elastic region, and the flow region.
With this device, the shear rate and clay at each temperature in the flow zone can be measured. Moreover, the softening temperature Ts when moving from the solid region to the transition region, and the outflow start temperature Tfb from which the sample flows can be measured.
The flow curve in the temperature raising method shows the behavior as shown in FIG.
(f)Tg測定法
本発明における離型剤の融点(℃)及び樹脂のガラス転移点(Tg)は、示差走査型熱量測定(DSC)において、計測する。ワックスの融点(℃)はそのDSC曲線の最大吸熱量を示したヒ゜ークトップで決定される。また測定は島津製作所製TA-60WS、及びDSC-60を用い、次に示す測定条件で測定した。
測定条件
サンプル容器:アルミニウム製サンプルパン(フタあり)
サンプル量:5mg
リファレンス:アルミニウム製サンプルパン(アルミナ10mg)
雰囲気:窒素(流量50ml/min)
温度条件
開始温度:20℃
昇温速度:10℃/min
終了温度:150℃
保持時間:なし
降温温度:10℃/min
終了温度:20℃
保持時間:なし
昇温速度:10℃/min
終了温度:150℃
(F) Tg Measurement Method The melting point (° C.) of the release agent and the glass transition point (Tg) of the resin in the present invention are measured by differential scanning calorimetry (DSC). The melting point (° C.) of the wax is determined by the peak top showing the maximum endotherm of the DSC curve. Moreover, the measurement was performed under the following measurement conditions using TA-60WS and DSC-60 manufactured by Shimadzu Corporation.
Measurement conditions Sample container: Aluminum sample pan (with lid)
Sample amount: 5mg
Reference: Aluminum sample pan (alumina 10mg)
Atmosphere: Nitrogen (flow rate 50ml / min)
Temperature conditions Starting temperature: 20 ° C
Temperature increase rate: 10 ° C / min
End temperature: 150 ° C
Holding time: None Temperature drop: 10 ° C / min
End temperature: 20 ° C
Holding time: None Temperature increase rate: 10 ° C / min
End temperature: 150 ° C
測定した結果は前記島津製作所製データ解析ソフト(TA-60、バージョン1.52)を用いて解析を行った。解析方法は2度目の昇温のDSC微分曲線であるDrDSC曲線の最大ヒ゜ークを示す点を中心として±5℃の範囲を指定し、解析ソフトのピーク解析機能を用いてピーク温度を求める。次にDSC曲線で前記ピーク温度+5℃、及び−5℃の範囲で解析ソフトのピーク解析機能をもちいてDSC曲線の最大吸熱温度を求める。ここで示された温度が融点に相当する。
樹脂のTgは下記の方法で測定。
まず試料約10mgをアルミ製試料容器に入れ、それをホルダユニットにのせ、電気炉中にセットする。まず、室温から昇温速度10℃/minで150℃まで加熱した後、150℃で10min間放置、室温まで試料を冷却して10min放置、窒素雰囲気下で再度150℃まで昇温速度10℃/minで加熱してDSC測定を行った。Tgは、(TA-60、バージョン1.52)を用いて解析を行った。解析システムを用いて、Tg近傍の吸熱カーブの接線とベースラインとの接点から算出した。
The measurement results were analyzed using the data analysis software (TA-60, version 1.52) manufactured by Shimadzu Corporation. The analysis method specifies a range of ± 5 ° C around the point showing the maximum peak of the DrDSC curve which is the DSC differential curve of the second temperature rise, and obtains the peak temperature using the peak analysis function of the analysis software. Next, the maximum endothermic temperature of the DSC curve is obtained by using the peak analysis function of the analysis software in the range of the peak temperature + 5 ° C. and −5 ° C. in the DSC curve. The temperature shown here corresponds to the melting point.
The Tg of the resin is measured by the following method.
First, about 10 mg of a sample is placed in an aluminum sample container, which is placed on a holder unit and set in an electric furnace. First, after heating from room temperature to 150 ° C. at a temperature rising rate of 10 ° C./min, the sample was allowed to stand at 150 ° C. for 10 min, the sample was cooled to room temperature and left for 10 min, and the temperature rising rate was again increased to 150 ° C. under a nitrogen atmosphere. DSC measurement was performed by heating at min. Tg was analyzed using (TA-60, version 1.52). Using an analysis system, calculation was performed from the contact point between the tangent line of the endothermic curve near the Tg and the base line.
(g)低分子pes
低分子ポリエステルのことである。
(h)耐熱保存性
トナー10.6gを50mlのサンプルびんに採取しタッピングを35秒実施し50℃の恒温槽で24h保管し、針進入度計で測定する。N=3でその針進入度の値で以下の判定をする。
判定:10mm以下 ×
10mmを超えて15mm未満が △
15mm以上 ○
(G) Low molecular weight pes
It is a low molecular weight polyester.
(H) 10.6 g of heat-resistant storage toner is collected in a 50 ml sample bottle, tapped for 35 seconds, stored in a constant temperature bath at 50 ° C. for 24 hours, and measured with a needle penetration meter. The following determination is made based on the value of the needle approach degree when N = 3.
Judgment: 10mm or less ×
More than 10mm and less than 15mm △
15mm or more ○
(i)画像濃度
リコー製imagio Neo 450を用いて単体トナーのテストを、普通紙及び厚紙の転写紙(リコー製 タイプ6200及びNBSリコー製複写印刷用紙<135>)にベタ画像を出力する。ベタ画像出力後、画像濃度をX−Rite(X−Rite社製)により測定。これを各色単独に5点測定し各色ごとに平均を求めた。
(j)地肌汚れ
白紙画像を現像中に停止させ、現像後の感光体上の現像剤をテープ転写し、未転写のテープの画像濃度との差を938スペクトロデンシトメーター(X−Rite社製)により測定。
判定:0.05以下が合格基準
(I) Image Density A solid toner test is output to a plain paper and a cardboard transfer paper (Ricoh Type 6200 and NBS Ricoh Copied Printing Paper <135>) using a Ricoh imageio Neo 450. After outputting a solid image, the image density was measured by X-Rite (manufactured by X-Rite). This was measured at five points for each color alone, and the average was obtained for each color.
(J) Background stain The blank image is stopped during development, the developer on the photoconductor after development is transferred to tape, and the difference from the image density of the untransferred tape is measured by 938 Spectrodensitometer (manufactured by X-Rite) )
Judgment: Acceptance criteria is 0.05 or less
(k)クリーニング性
清掃工程を通過した感光体上の転写残トナーをスコッチテープ(住友スリーエム(株)製)で白紙に移し、それをマクベス反射濃度計RD514型で測定し、ブランクとの差が0.01以下のものを○(良好)、それを越えるものを×(不良)として評価した。
(l)ドット再現性
リコー製imagio Neo 450(光学系レーザー 600d p i)を用いて印刷し600dpi画像を光学顕微鏡(×20)により下記3段階で段階見本での評価
○:優れる △:劣る ×:非常に劣る
(K) Cleaning property The transfer residual toner on the photosensitive member that has passed the cleaning process is transferred to a white paper with a scotch tape (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), measured with a Macbeth reflection densitometer RD514, and the difference from the blank is Those with 0.01 or less were evaluated as ◯ (good), and those exceeding it were evaluated as x (defect).
(L) Dot reproducibility Evaluation using a Ricoh imago Neo Neo 450 (optical system laser 600 dpi) and a 600 dpi image by an optical microscope (× 20) in the following three stages.
○: Excellent △: Inferior ×: Very inferior
(m)分子量分布試験法
MW分布測定
ここでGPCによる測定方法を説明する。すなわち40℃のヒートチャンバー中でカラムを安定させ、この温度におけるカラムに溶媒としてTHFを毎分1mlの流速で流し、試料濃度として0.05〜0.6重量%に調製した樹脂のTHF試料溶液を50〜200μl注入して測定する。試料の分子量測定に当たっては、試料の有する分子量分布を数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント数との関係から算出する。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、例えばPressureChemicalCo.あるいは東洋ソーダ工業社製の分子量が6×102、2.1×102、4×102、1.75×104、5.1×104、1.1×105、3.9×105、8.6×105、2×106、4.48×106のものを用い、少なくとも10点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。また検出器にはRI(屈折率)検出器を用いる。
求めた値から重量平均分子量(MW)、個数平均分子量(MN)、MW/MNを自動的に算出する。
(M) Molecular weight distribution test method MW distribution measurement Here, the measurement method by GPC will be described. That is, the column was stabilized in a heat chamber at 40 ° C., THF was flowed through the column at this temperature as a solvent at a flow rate of 1 ml / min, and the sample was prepared in a THF sample solution of 0.05 to 0.6% by weight. Is measured by injecting 50 to 200 μl. In measuring the molecular weight of the sample, the molecular weight distribution of the sample is calculated from the relationship between the logarithmic value of a calibration curve prepared from several monodisperse polystyrene standard samples and the number of counts. As a standard polystyrene sample for preparing a calibration curve, for example, Pressure Chemical Co. Alternatively, the molecular weights of Toyo Soda Kogyo Co., Ltd. are 6 × 10 2 , 2.1 × 10 2 , 4 × 10 2 , 1.75 × 10 4 , 5.1 × 10 4 , 1.1 × 10 5 , 3.9. It is appropriate to use x10 5 , 8.6 × 10 5 , 2 × 10 6 , 4.48 × 10 6 , and use at least about 10 standard polystyrene samples. An RI (refractive index) detector is used as the detector.
The weight average molecular weight (MW), number average molecular weight (MN), and MW / MN are automatically calculated from the obtained values.
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