JP2008304724A - Magnetic toner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真法、静電記録法、磁気記録法、トナージェット法などを利用した記録方法に用いられる磁性トナーに関する。 The present invention relates to a magnetic toner used in a recording method using an electrophotographic method, an electrostatic recording method, a magnetic recording method, a toner jet method, or the like.
電子写真法としては多数の方法が知られている。一般には光導電性物質を利用し、種々の手段により静電荷像担持体(以下、「感光体」ともいう)上に静電潜像を形成する。次いで該潜像をトナーにより現像を行って可視像とし、必要に応じて紙などの記録媒体にトナー像を転写した後、熱或いは圧力等により記録媒体上にトナー画像を定着して複写物を得るものである。このような画像形成装置としては、複写機やプリンター等がある。 Many methods are known as electrophotographic methods. In general, an electrostatic latent image is formed on an electrostatic charge image carrier (hereinafter also referred to as “photoconductor”) by using a photoconductive substance by various means. Next, the latent image is developed with toner to form a visible image, and if necessary, the toner image is transferred to a recording medium such as paper, and then the toner image is fixed on the recording medium by heat or pressure, etc. Is what you get. Examples of such an image forming apparatus include a copying machine and a printer.
これらプリンターや複写機は近年アナログからデジタルへの移行が進み、潜像の再現性に優れ高解像度であると同時に、環境によらず安定した画像が得られる事が強く求められている。 These printers and copiers have recently moved from analog to digital, and there is a strong demand for stable images regardless of the environment as well as excellent reproducibility of latent images and high resolution.
環境安定性に関してはトナーを水中に添加・撹拌して得られた水溶液の電気伝導度が1以上100μS/cm以下であるトナーが提案されており、高温高湿環境下で長期保管しても良好な帯電性を得られると報告されている(特許文献1参照)。 Regarding the environmental stability, a toner has been proposed in which the electrical conductivity of an aqueous solution obtained by adding and stirring the toner in water is from 1 to 100 μS / cm, and can be stored for a long time in a high-temperature and high-humidity environment. It has been reported that excellent chargeability can be obtained (see Patent Document 1).
さらに、水で抽出した抽出液の電気伝導度を規定した提案も多数されており(特許文献2から6参照)、環境差が少なく、良好な帯電性・転写性を得ることができる。 Furthermore, many proposals have been made that define the electrical conductivity of the extract extracted with water (see Patent Documents 2 to 6), and there are few environmental differences and good chargeability and transferability can be obtained.
しかしながら、これらトナーは環境よるトナー帯電量の差は良化するものの、スリーブゴーストと呼ばれる濃淡ムラが生じる現象は充分には解消できない。スリーブゴーストとは、ベタ黒画像の黒部とベタ白画像の白地部との縞模様の画像部の後にハーフトーン画像部が形成されているような画像を形成した時に、ハーフトーン画像部にこの白地部の残像が画像濃度薄、または画像濃度増となって出現してしまう現象である。これは、ベタ黒現像後に供給されたトナーの帯電量が非現像部(ベタ白部)のトナーの帯電量と異なっていたり、ベタ黒現像後の現像スリーブ上のトナー搬送量がベタ白部のトナー搬送量と異なる場合に生じてしまう。 However, although these toners improve the difference in toner charge amount depending on the environment, the phenomenon of uneven density called sleeve ghost cannot be solved sufficiently. A sleeve ghost is an image in which a halftone image portion is formed after a striped image portion of a black portion of a solid black image and a white portion of a solid white image. This is a phenomenon in which an afterimage of a portion appears with a low image density or an increased image density. This is because the charge amount of the toner supplied after the solid black development is different from the charge amount of the toner in the non-development portion (solid white portion), or the toner conveyance amount on the developing sleeve after the solid black development is the solid white portion. This occurs when the toner transport amount is different.
さらに、近年は近年複写機やプリンターの高速化や小型化が強く求められており、定着器においてはクリーニング部材を用いない構成が必要となってきた。しかし、電荷を持ったトナーが定着器のローラ対向に入った時、例えば加圧ローラの摩擦によるチャージアップ等によって、トナーの転写材方向への保持力とは逆向きの電界を受け、それによってトナー像が定着フィルム(ローラー)側に転移する。それがフィルム(ローラー)上にのって1周した後再び転写材上に定着されてしまう静電オフセットと言う問題が生じてしまう。この静電オフセットに関しても改善の余地はあった。 Furthermore, in recent years, there has been a strong demand for speeding up and downsizing of copiers and printers, and a fixing unit that does not use a cleaning member has become necessary. However, when charged toner enters the roller of the fixing unit, it receives an electric field opposite to the toner holding force in the direction of the transfer material due to, for example, charge-up due to friction of the pressure roller, thereby The toner image is transferred to the fixing film (roller) side. There arises a problem of electrostatic offset, in which it is fixed on the transfer material again after one turn on the film (roller). There was room for improvement with respect to this electrostatic offset.
本発明は、上記従来技術の問題に鑑みなされたものであり、環境安定性に優れ、高濃度でゴーストのない鮮明な画像を得ることができるトナーを提供することを課題とする。本発明の別の課題は、静電オフセットを生じにくいトナーを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a toner that is excellent in environmental stability and can obtain a clear image having a high density and no ghost. Another object of the present invention is to provide a toner that hardly causes electrostatic offset.
上記課題を解決するために鋭意検討した結果、トナーをメタノールに分散させ、30分撹拌した後の上澄み液の電気伝導度が2.0μS/cm以上15.0μS/cm以下とすることで環境安定性に優れ、ゴーストや飛び散りの無い高精彩な画像が得られることを見出し、本発明に至った。 As a result of diligent studies to solve the above problems, it is possible to stabilize the environment by dispersing the toner in methanol and stirring for 30 minutes so that the electrical conductivity of the supernatant liquid is 2.0 μS / cm or more and 15.0 μS / cm or less. The present inventors have found that a high-definition image that is excellent in properties and free from ghosting and scattering can be obtained.
即ち、本発明は、少なくとも結着樹脂、磁性粉体を有する磁性トナーにおいて、前記磁性トナーをメタノールに分散させ、分散後の上澄み液の電気伝導度が2.0μS/cm以上15.0μS/cm以下であることを特徴とする磁性トナーである。 That is, according to the present invention, in a magnetic toner having at least a binder resin and magnetic powder, the magnetic toner is dispersed in methanol, and the electric conductivity of the supernatant after dispersion is 2.0 μS / cm or more and 15.0 μS / cm. The magnetic toner is characterized by the following.
本発明によれば静電オフセットを生じず、環境安定性に優れ、高濃度でゴーストのない鮮明な画像を得ることができるトナーを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a toner that does not cause electrostatic offset, has excellent environmental stability, and can obtain a clear image having a high density and no ghost.
本発明者らが検討した結果、磁性トナーをメタノールに分散させ、分散後の上澄み液の電気伝導度を2.0μS/cm以上15.0μS/cm以下、より好ましくは2.0μS/cm以上10.0μS/cm以下とすることでスリーブゴーストの抑制が可能となることが判明した。この理由であるが、本発明者らは以下のように考えている。 As a result of the study by the present inventors, the magnetic toner is dispersed in methanol, and the electric conductivity of the supernatant after dispersion is 2.0 μS / cm or more and 15.0 μS / cm or less, more preferably 2.0 μS / cm or more and 10 or more. It was found that the sleeve ghost can be suppressed by setting the value to 0.0 μS / cm or less. For this reason, the present inventors consider as follows.
まず、磁性トナーをメタノールに分散させた後の上澄み液の電気伝導度を2.0μS/cm以上15.0μS/cm以下とすることでトナーの帯電の立ち上がりが非常に早くなり、ベタ黒現像後に供給されたトナーであってもベタ白部のトナーと同等の帯電性を有することが可能となる。 First, by setting the electric conductivity of the supernatant after dispersing the magnetic toner in methanol to 2.0 μS / cm or more and 15.0 μS / cm or less, the toner charge rises very quickly, and after solid black development Even the supplied toner can have the same chargeability as the solid white toner.
トナーの帯電性の向上には上記特許文献1から6にあるように、トナー表面のイオン性物質の量を押さえることが重要で、これら文献に記載の手法では帯電量の環境差を縮めることは可能であるが、帯電の立ち上がりを良化させることは困難であった。これは、水にて抽出した抽出液では水に溶解する成分のみ測定可能であり、トナー表面に存在する極性を有する低分子量化合物の存在量をモニターできなかったからである。 In order to improve the chargeability of the toner, as described in Patent Documents 1 to 6, it is important to suppress the amount of an ionic substance on the surface of the toner. Although possible, it has been difficult to improve the rising of the charge. This is because in the extract extracted with water, only the component dissolved in water can be measured, and the abundance of the low molecular weight compound having polarity present on the toner surface could not be monitored.
そこで、本発明者らは磁性トナーをメタノール中にて30分分散させ、分散後の抽出液(以後、メタノール抽出液と略)の電気伝導度とトナーの帯電の立ち上がりの関係を調べたところ、メタノール抽出液の電気伝導度が低いトナーほど帯電の立ち上がりが早く均一になることが分かった。よって、メタノール抽出液の電気伝導度は15.0μS/cm以下であることが重要である。 Therefore, the present inventors dispersed the magnetic toner in methanol for 30 minutes, and examined the relationship between the electrical conductivity of the dispersed liquid after extraction (hereinafter abbreviated as methanol liquid) and the rising of the toner charge. It was found that the toner having a lower electrical conductivity of the methanol extract has a faster charge rise and becomes uniform. Therefore, it is important that the electrical conductivity of the methanol extract is 15.0 μS / cm or less.
一方、メタノール抽出液の電気伝導度が2.0μS/cmより低い場合、高温高湿環境下では素早い立ち上がりになるものの、低温低湿環境下にてチャージアップし易くなってしまう。このため、ベタ白部とベタ黒部との帯電量差が生じてしまい、この場合もゴーストを生じてしまう。 On the other hand, when the electric conductivity of the methanol extract is lower than 2.0 μS / cm, it quickly rises up in a high temperature and high humidity environment, but is easily charged up in a low temperature and low humidity environment. For this reason, a charge amount difference is generated between the solid white portion and the solid black portion, and a ghost is also generated in this case.
また、メタノール抽出液の電気伝導度が2.0μS/cm以上15.0μS/cm以下であると言うことは、トナー表面に帯電を妨げる極性を有する低分子量化合物がほぼ存在しないことを意味する。そして、トナーの帯電量分布がシャープになると共に、トナーとは逆の極性を持つ粒子(反転成分)が生じ難くなり、トナー同士が静電凝集しにくくなる。このため、現像器中、特に現像スリーブがトナーを取り込む部位において良好な流動性を得ることが出来き、現像中においても現像スリーブ上のトナーの搬送量が安定することが可能となる。 Further, the fact that the electric conductivity of the methanol extract is 2.0 μS / cm or more and 15.0 μS / cm or less means that there is almost no low molecular weight compound having a polarity that prevents charging on the toner surface. In addition, the toner charge amount distribution becomes sharp, particles having a polarity opposite to that of the toner (reversal component) are less likely to be generated, and the toner is less likely to electrostatically aggregate. For this reason, good fluidity can be obtained in the developing device, particularly at the site where the developing sleeve takes in the toner, and the amount of toner transported on the developing sleeve can be stabilized even during development.
以上、トナーの帯電の立ち上がりが早く均一なことと、トナーが静電凝集し難く現像スリーブ上のトナー搬送量が安定することの効果により、高温高湿環境下や低温低湿環境下においていもゴーストが生じない。 As described above, ghosts are generated even in a high-temperature and high-humidity environment or a low-temperature and low-humidity environment due to the effect that the toner charge rises quickly and uniformly, and the toner is less likely to electrostatically aggregate and the toner conveyance amount on the developing sleeve is stable. Does not occur.
なお、本発明においてメタノール抽出液の電気伝導度は、トナーの構成成分やトナー表面に存在させるイオン等により調整可能である。 In the present invention, the electrical conductivity of the methanol extract can be adjusted by the constituent components of the toner, ions present on the toner surface, and the like.
また、本発明におけるメタノール抽出液の電気伝導度とは、メタノール抽出液の電気伝導度からメタノールの電気伝導度を差し引いた値と定義する。 Moreover, the electrical conductivity of the methanol extract in the present invention is defined as a value obtained by subtracting the electrical conductivity of methanol from the electrical conductivity of the methanol extract.
本発明のトナーは、高画質化を達成すべくより微小な潜像ドットを忠実に現像するために、トナーの重量平均粒径(D4)は3μm以上12μm以下であることが好ましく、より好ましくは4μm以上9μm以下である。重量平均粒径(D4)が3μm未満の場合、粉体としての流動性及び撹拌性が低下し、個々のトナー粒子を均一に帯電させることが困難となる。一方、重量平均粒径(D4)が12μmよりも大きいとカブリ抑制は良化する反面、ドット再現性が低下するので好ましくない。 The toner of the present invention preferably has a weight average particle diameter (D4) of 3 μm or more and 12 μm or less in order to faithfully develop finer latent image dots in order to achieve high image quality. 4 μm or more and 9 μm or less. When the weight average particle diameter (D4) is less than 3 μm, fluidity and agitation as a powder are lowered, and it becomes difficult to uniformly charge individual toner particles. On the other hand, when the weight average particle diameter (D4) is larger than 12 μm, the fog suppression is improved, but the dot reproducibility is lowered, which is not preferable.
本発明の磁性トナーは平均円形度が0.950以上であることが好ましい。トナーの平均円形度が0.950以上ではトナーの形状は球形又はこれに近い形になり、流動性に優れ均一な摩擦帯電性を得られやすく、ゴースト及び静電オフセット抑制がさらに良化する。また、トナーの円形度分布において、モード円形度が0.98以上であると上記作用がより一層顕著になり、より好ましい。 The magnetic toner of the present invention preferably has an average circularity of 0.950 or more. When the average circularity of the toner is 0.950 or more, the shape of the toner is spherical or close to it, and it is easy to obtain a uniform triboelectric chargeability with excellent fluidity, further improving ghost and electrostatic offset suppression. In the circularity distribution of the toner, when the mode circularity is 0.98 or more, the above action becomes more remarkable, which is more preferable.
本発明の磁性トナーは樹脂成分のテトラヒドロフラン(THF)不溶分を有し、樹脂成分100質量部に対しテトラヒドロフラン不溶分は5.0質量部以上50.0質量部以下(5.0質量%以上50.0質量%以下)であることが好ましい。磁性トナー中にテトラヒドロフラン不溶分が存在することにより、磁性トナーの強度が増し、高温環境下での長期使用においてトナー劣化が生じ難く、長期使用においてもゴーストの無い高精彩な画像を得ることができる。 The magnetic toner of the present invention has a tetrahydrofuran (THF) insoluble content of a resin component, and the tetrahydrofuran insoluble content is 5.0 to 50.0 parts by mass (5.0 to 50% by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component). 0.0 mass% or less). Due to the presence of tetrahydrofuran-insoluble matter in the magnetic toner, the strength of the magnetic toner is increased, toner deterioration is unlikely to occur during long-term use in a high-temperature environment, and a high-definition image without ghosting can be obtained even during long-term use. .
また、定着時にトナーは定着器から受けた熱により溶融するが、テトラヒドロフラン不溶分を5.0質量%以上50.0質量%以下有することで溶融時でも適度な粘弾性を有することが可能となる。このため、定着時においても定着部材(例えばフィルム)へのトナー付着が生じにくくなり好ましい。 In addition, the toner melts due to the heat received from the fixing device at the time of fixing. However, having a tetrahydrofuran insoluble content of 5.0% by mass or more and 50.0% by mass or less makes it possible to have appropriate viscoelasticity even at the time of melting. . For this reason, toner adhesion to a fixing member (for example, a film) hardly occurs even during fixing, which is preferable.
さらに、本発明のトナーは前述の如き均一で高い帯電量を有していることから、定着フィルム(あるいはローラー)へは静電反発作用によりさらに付着し難くなる。このように、溶融時に適度な粘弾性を有していることと、均一で高い帯電量を有することの相乗効果により静電オフセットが大幅に改善される。 Furthermore, since the toner of the present invention has a uniform and high charge amount as described above, it is more difficult to adhere to the fixing film (or roller) due to electrostatic repulsion. Thus, electrostatic offset is greatly improved by the synergistic effect of having an appropriate viscoelasticity at the time of melting and having a uniform and high charge amount.
なお、磁性トナーの樹脂成分のTHF不溶分の測定は以下のようにして行うことが可能である。 The THF-insoluble matter in the resin component of the magnetic toner can be measured as follows.
磁性トナー1gを精秤して円筒ろ紙に仕込み、THF200mlにて20時間ソックスレー抽出する。その後円筒ろ紙を取り出し、40℃で20時間真空乾燥して残渣質量を測定し、下式より算出する。なお、磁性トナーの樹脂成分とは、磁性トナーから磁性粉体、荷電制御剤、離型剤成分、外添剤、顔料を除いた成分である。THF不溶分の測定時には、これらの含有物がTHFに可溶か不溶かを考慮して、樹脂成分を基準としたTHF不溶分を算出する。
THF不溶分(%)=(W2−W3)/(W1−W3−W4)×100
1 g of magnetic toner is precisely weighed and charged on a cylindrical filter paper, and Soxhlet extracted with 200 ml of THF for 20 hours. Thereafter, the cylindrical filter paper is taken out, vacuum-dried at 40 ° C. for 20 hours, the residue mass is measured, and calculated from the following formula. The resin component of the magnetic toner is a component obtained by removing the magnetic powder, the charge control agent, the release agent component, the external additive, and the pigment from the magnetic toner. At the time of measuring the THF-insoluble content, the THF-insoluble content based on the resin component is calculated in consideration of whether these contents are soluble or insoluble in THF.
THF insoluble content (%) = (W2-W3) / (W1-W3-W4) × 100
ここで、W1は磁性トナーの質量、W2は残渣質量、W3は磁性トナーの樹脂成分以外のTHFに不溶な成分の質量、W4は磁性トナーの樹脂成分以外のTHFに可溶な成分の質量である。 Here, W1 is the mass of the magnetic toner, W2 is the mass of the residue, W3 is the mass of a component insoluble in THF other than the resin component of the magnetic toner, and W4 is the mass of a component soluble in THF other than the resin component of the magnetic toner. is there.
磁性トナーの樹脂成分のTHF不溶分は、用いる開始剤、架橋剤の種類、量等の組み合わせにより、任意に変えることが可能である。また、連鎖移動剤等を使用しても調整可能である。 The THF-insoluble content of the resin component of the magnetic toner can be arbitrarily changed depending on the combination of the initiator used, the type and amount of the crosslinking agent, and the like. It can also be adjusted by using a chain transfer agent or the like.
本発明の磁性トナーは磁場79.6kA/m(1000エルステッド)にて着磁した時の残留磁化が2.0Am2/kg(emu/g)以下であることが好ましく、より好ましくは1.7Am2/kg(emu/g)以下である。磁性トナーは現像器中で現像スリーブへの取り込みと吐き出しを繰り返し、トナー容器内で循環している。ここで、トナーの残留磁化が低い場合、トナー容器内で循環するトナーは磁気凝集しずらく良好な流動性を保つことができる。また、本発明の磁性トナーは先述の如き静電凝集も生じ難いことから、非常に良好な流動性を得ることが出来、現像スリーブ上でのトナー搬送量がより安定し、長期使用においてもゴーストが良化する。よって、本発明では磁性トナーの残留磁化を2.0Am2/kg(emu/g)以下であることが好ましく、より好ましくは1.7Am2/kg(emu/g)である。なお、本発明の磁性トナーの残留磁化は含有する磁性体の量、磁性体の残留磁化により任意に変えることが可能である。 The magnetic toner of the present invention preferably has a residual magnetization of 2.0 Am 2 / kg (emu / g) or less when magnetized with a magnetic field of 79.6 kA / m (1000 oersted), more preferably 1.7 Am. 2 / kg (emu / g) or less. The magnetic toner is repeatedly taken into and discharged from the developing sleeve in the developing device, and circulates in the toner container. Here, when the residual magnetization of the toner is low, the toner circulating in the toner container is hard to be magnetically aggregated and can maintain good fluidity. In addition, since the magnetic toner of the present invention does not easily cause electrostatic aggregation as described above, it is possible to obtain very good fluidity, the toner conveyance amount on the developing sleeve is more stable, and the ghost is used even for long-term use. Improves. Therefore, in the present invention, the residual magnetization of the magnetic toner is preferably 2.0 Am 2 / kg (emu / g) or less, and more preferably 1.7 Am 2 / kg (emu / g). The residual magnetization of the magnetic toner of the present invention can be arbitrarily changed depending on the amount of magnetic substance contained and the residual magnetization of the magnetic substance.
本発明において、磁場79.6kA/m(1000エルステッド)におけるトナーの磁化の強さは26.0Am2/kg以上31.0Am2/kg(emu/g)以下であることが好ましい。トナーの磁化の強さが26.0Am2/kg未満であると、現像スリーブ上でのトナーの穂立ちが不安定となり、トナーへの帯電付与が均一に行えないことによるカブリの増大や画像濃度ムラを生じると共に、ゴーストも生じやすくなり好ましくない。一方、トナーの磁化の強さが31.0Am2/kgよりも大きいと、カブリは良化するものの現像性が低下し、長期使用においてトナー劣化が著しくなり好ましくない。トナーの磁化の強さは含有する磁性体の量、磁性体の磁化の強さにより任意に変えることが可能である。 In the present invention, the magnetization strength of the toner in a magnetic field of 79.6 kA / m (1000 oersted) is preferably 26.0 Am 2 / kg or more and 31.0 Am 2 / kg (emu / g) or less. When the magnetization strength of the toner is less than 26.0 Am 2 / kg, the rising of the toner on the developing sleeve becomes unstable, and an increase in fog and image density due to the fact that the toner cannot be uniformly charged. Unevenness is caused and ghost is easily generated, which is not preferable. On the other hand, if the magnetization strength of the toner is greater than 31.0 Am 2 / kg, the fog is improved, but the developing property is lowered, and the toner deteriorates significantly in long-term use. The magnetization intensity of the toner can be arbitrarily changed according to the amount of the magnetic substance contained and the magnetization intensity of the magnetic substance.
なお、本発明において磁性トナーの残留磁化及び磁化の強さは、振動型磁力計VSM P−1−10(東英工業社製)を用いて、25℃の室温にて外部磁場79.6kA/mで測定する。磁場79.6kA/m(1000エルステッド)にて測定する理由であるが、これは現像スリーブ上の最大磁力が700から1000エルステッドだからである。 In the present invention, the residual magnetization and the strength of magnetization of the magnetic toner are measured using an oscillating magnetometer VSM P-1-10 (manufactured by Toei Kogyo Co., Ltd.) at an external magnetic field of 79.6 kA / Measure in m. This is because the measurement is performed at a magnetic field of 79.6 kA / m (1000 oersted) because the maximum magnetic force on the developing sleeve is 700 to 1000 oersted.
本発明のトナーに用いられる磁性粉体は、四三酸化鉄やγ−酸化鉄などの磁性酸化鉄を主成分とするものであり、リン、コバルト、ニッケル、銅、マグネシウム、マンガン、アルミニウム、珪素などの元素を含んでもよい。これら磁性粉体は、窒素吸着法によるBET比表面積が2以上30m2/g以下であることが好ましく、3以上28m2/g以下であることがより好ましい。また、モース硬度が5以上7以下のものが好ましい。磁性粉体の形状としては、多面体、8面体、6面体、球形、針状、鱗片状などがあるが、多面体、8面体、6面体、球形等の異方性の少ないものが、画像濃度を高める上で好ましい。 The magnetic powder used in the toner of the present invention is mainly composed of magnetic iron oxide such as triiron tetroxide and γ-iron oxide, and is composed of phosphorus, cobalt, nickel, copper, magnesium, manganese, aluminum, silicon, and the like. An element such as may be included. These magnetic powders preferably have a BET specific surface area of 2 or more and 30 m 2 / g or less, more preferably 3 or more and 28 m 2 / g or less by a nitrogen adsorption method. Further, those having a Mohs hardness of 5 or more and 7 or less are preferable. The shape of the magnetic powder includes polyhedron, octahedron, hexahedron, spherical shape, needle shape, scale shape, etc., but those having low anisotropy such as polyhedron, octahedron, hexahedron, spherical shape, etc. It is preferable in terms of enhancement.
磁性粉体は、体積平均粒径が0.10μm以上0.40μm以下であることが好ましい。一般に磁性粉体の粒径は小さい方が着色力は上がるものの磁性粉体が凝集しやすくなり、トナー中での磁性粉体の均一分散性が劣るものとなり好ましくない。また、体積平均粒径が0.10μm未満では磁性粉体自身が赤味を帯びた黒となるために、特にハーフトーン画像において赤味の目立つ画像となり、高品位な画像とは言えず好ましくない。一方、体積平均粒径が0.40μm超ではトナーの着色力が不足すると共に、本発明の好適なトナーの製造方法である懸濁重合法(後述)においては均一分散が難しくなり好ましくない。 The magnetic powder preferably has a volume average particle size of 0.10 μm or more and 0.40 μm or less. In general, the smaller the particle size of the magnetic powder, the higher the coloring power, but the magnetic powder tends to aggregate, and the uniform dispersibility of the magnetic powder in the toner is inferior. In addition, when the volume average particle size is less than 0.10 μm, the magnetic powder itself becomes reddish black, so that it becomes a reddish conspicuous image particularly in a halftone image, which is not preferable because it is not a high-quality image. . On the other hand, when the volume average particle diameter exceeds 0.40 μm, the coloring power of the toner is insufficient, and in the suspension polymerization method (described later), which is a preferable method for producing the toner of the present invention, uniform dispersion becomes difficult.
なお、磁性粉体の体積平均粒径は、透過型電子顕微鏡を用いて測定できる。具体的には、エポキシ樹脂中へ観察すべきトナー粒子を十分に分散させた後、温度40℃の雰囲気中で2日間硬化させ得られた硬化物を、ミクロトームにより薄片状のサンプルとして、透過型電子顕微鏡(TEM)において1万倍ないしは4万倍の拡大倍率の写真で視野中の100個の磁性粉体粒子径を測定する。そして、磁性粉体の投影面積に等しい円の相当径を基に、体積平均粒径の算出を行う。また、画像解析装置により粒径を測定することも可能である。 The volume average particle size of the magnetic powder can be measured using a transmission electron microscope. Specifically, after sufficiently dispersing toner particles to be observed in an epoxy resin, a cured product obtained by curing for 2 days in an atmosphere at a temperature of 40 ° C. is used as a flaky sample by a microtome. In an electron microscope (TEM), 100 magnetic powder particle diameters in the field of view are measured with a photograph with an enlargement magnification of 10,000 to 40,000 times. Then, the volume average particle diameter is calculated based on the equivalent diameter of a circle equal to the projected area of the magnetic powder. It is also possible to measure the particle size with an image analyzer.
本発明のトナーに用いられる磁性粉体は、例えば下記の方法で製造することができる。第一鉄塩水溶液に、鉄成分に対して当量又は当量以上の水酸化ナトリウム等のアルカリを加え、水酸化第一鉄を含む水溶液を調製する。調製した水溶液のpHを7以上に維持しながら空気を吹き込み、水溶液を70℃以上に加温しながら水酸化第一鉄の酸化反応を行い、磁性酸化鉄粉体の芯となる種晶をまず生成する。 The magnetic powder used for the toner of the present invention can be produced, for example, by the following method. An aqueous solution containing ferrous hydroxide is prepared by adding an alkali such as sodium hydroxide in an amount equivalent to or greater than the iron component to the ferrous salt aqueous solution. Air was blown in while maintaining the pH of the prepared aqueous solution at 7 or higher, and ferrous hydroxide was oxidized while the aqueous solution was heated to 70 ° C. or higher. First, seed crystals serving as the core of the magnetic iron oxide powder were formed. Generate.
次に、種晶を含むスラリー状の液に前に加えたアルカリの添加量を基準として約1当量の硫酸第一鉄を含む水溶液を加える。液のpHを5以上10以下に維持しながら空気を吹き込み水酸化第一鉄の反応を進め、種晶を芯にして磁性酸化鉄粉体を成長させる。この時、任意のpH及び反応温度、撹拌条件を選択することにより、磁性粉体の形状及び磁気特性をコントロールすることが可能である。酸化反応が進むにつれて液のpHは酸性側に移行していくが、液のpHは5未満にしない方が好ましい。このようにして得られた磁性体を定法によりろ過、洗浄、乾燥することにより磁性粉体を得ることができる。 Next, an aqueous solution containing about 1 equivalent of ferrous sulfate is added to the slurry-like liquid containing seed crystals based on the amount of alkali added previously. While maintaining the pH of the solution at 5 or more and 10 or less, air is blown to promote the reaction of ferrous hydroxide, and the magnetic iron oxide powder is grown with the seed crystal as the core. At this time, it is possible to control the shape and magnetic properties of the magnetic powder by selecting an arbitrary pH, reaction temperature, and stirring conditions. As the oxidation reaction proceeds, the pH of the liquid shifts to the acidic side, but the pH of the liquid is preferably not less than 5. A magnetic powder can be obtained by filtering, washing, and drying the magnetic material thus obtained by a conventional method.
本発明において水系媒体中にてトナーを製造する場合、磁性粉体表面を疎水化処理することが非常に好ましい。乾式にて疎水化処理をする場合、洗浄・ろ過・乾燥した磁性粉体に疎水化処理を行う。湿式にて疎水化処理を行う場合、酸化反応終了後、乾燥させたものを再分散させる、又は酸化反応終了後、洗浄、濾過して得られた酸化鉄体を乾燥せずに別の水系媒体中に再分散させ、再分散液を十分撹拌しながら疎水化処理を行う。この中でも、均一な表面処理を行うという観点から、酸化反応終了後、ろ過、洗浄後に乾燥させずそのままリスラリー化し、疎水化処理を行うことが好ましい。 In the present invention, when the toner is produced in an aqueous medium, it is very preferable to hydrophobize the surface of the magnetic powder. When hydrophobizing by dry process, the washed, filtered and dried magnetic powder is hydrophobized. When the hydrophobization treatment is performed in a wet manner, after the oxidation reaction is completed, the dried material is redispersed, or after the oxidation reaction is completed, the iron oxide body obtained by washing and filtering is not dried and another aqueous medium is used. It is re-dispersed in it, and the re-dispersed liquid is hydrophobized while stirring sufficiently. Among these, from the viewpoint of performing a uniform surface treatment, it is preferable to perform a hydrophobization treatment after completion of the oxidation reaction, by reslurry as it is without drying after filtration and washing.
磁性粉体の表面処理を湿式で、すなわち水系媒体中において磁性粉体を疎水化処理するには、まず水系媒体中で磁性粉体を一次粒径となるよう十分に分散させ、沈降、凝集しないように撹拌羽根等で撹拌する。次いで上記分散液に任意量の処理剤を投入し、加水分解しながら表面処理するが、この時も撹拌を行いつつピンミル、ラインミルなどの装置を使いながら凝集しないように十分に分散させつつ表面処理を行うことがより好ましい。 To wet the surface treatment of the magnetic powder, that is, to hydrophobize the magnetic powder in an aqueous medium, first, sufficiently disperse the magnetic powder in the aqueous medium so as to have a primary particle size, and do not settle or agglomerate. Stir with a stirring blade or the like. Next, an arbitrary amount of the treatment agent is added to the above dispersion, and the surface treatment is performed while hydrolysis. At this time, the surface treatment is performed while sufficiently dispersing so as not to aggregate while using a device such as a pin mill or a line mill while stirring. It is more preferable to carry out.
ここで、水系媒体とは、水を主要成分としている媒体である。具体的には、水そのもの、水に少量の界面活性剤を添加したもの、水にpH調整剤を添加したもの、水に有機溶剤を添加したものが挙げられる。界面活性剤としては、ポリビニルアルコールなどのノンイオン系界面活性剤が好ましい。界面活性剤は、水に対して0.1以上5.0質量%以下添加することが好ましい。pH調整剤としては、塩酸等の無機酸が挙げられる。有機溶剤としてはアルコール類等が挙げられる。 Here, the aqueous medium is a medium containing water as a main component. Specific examples include water itself, water added with a small amount of surfactant, water added with a pH adjuster, and water added with an organic solvent. As the surfactant, nonionic surfactants such as polyvinyl alcohol are preferable. The surfactant is preferably added in an amount of 0.1 to 5.0 mass% with respect to water. Examples of the pH adjuster include inorganic acids such as hydrochloric acid. Examples of the organic solvent include alcohols.
本発明における磁性粉体の表面処理において使用できる処理剤としては、例えば、シランカップリング剤、チタンカップリング剤等が挙げられる。より好ましく用いられるのはシランカップリング剤であり、一般式(I)で示されるものである。
RmSiYn (I)
[式中、Rはアルコキシ基を示し、mは1以上3以下の整数を示し、Yはアルキル基、ビニル基、エポキシ基、(メタ)アクリル基などの官能基を示し、nは1以上3以下の整数を示す。但し、m+n=4である。]
Examples of the treating agent that can be used in the surface treatment of the magnetic powder in the present invention include a silane coupling agent and a titanium coupling agent. More preferably used is a silane coupling agent, which is represented by the general formula (I).
R m SiY n (I)
[Wherein, R represents an alkoxy group, m represents an integer of 1 to 3, Y represents a functional group such as an alkyl group, a vinyl group, an epoxy group, or a (meth) acryl group, and n represents 1 to 3 The following integers are shown. However, m + n = 4. ]
一般式(I)で示されるシラン化合物としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、β−(3、4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−オクチルトリメトキシシラン、n−オクチルトリエトキシシラン、n−デシルトリメトキシシラン、ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、n−ヘキサデシルトリメトキシシラン、n−オクタデシルトリメトキシシラン等を挙げることができる。 Examples of the silane compound represented by the general formula (I) include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, β- (3,4 epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ- Glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, vinyltri Acetoxysilane, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenyltriethoxysilane, diphenyldiet Sisilane, n-butyltrimethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, trimethylmethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-octyltrimethoxysilane, n-octyltriethoxysilane, n-decyltrimethoxysilane, hydroxypropyltrimethoxy Examples thereof include silane, n-hexadecyltrimethoxysilane, and n-octadecyltrimethoxysilane.
この中で、高い疎水性を磁性粉体に付与するという観点では、下記一般式(II)で示されるアルキルトリアルコキシシランを用いることが好ましい。
CpH2p+1−Si−(OCqH2q+1)3 (II)
[式中、pは2以上20以下の整数を示し、qは1以上3以下の整数を示す。]
Among these, from the viewpoint of imparting high hydrophobicity to the magnetic powder, it is preferable to use an alkyltrialkoxysilane represented by the following general formula (II).
C p H 2p + 1 -Si- ( OC q H 2q + 1) 3 (II)
[Wherein, p represents an integer of 2 or more and 20 or less, and q represents an integer of 1 or more and 3 or less. ]
上記式におけるpが2より小さいと、磁性粉体に疎水性を十分に付与することが困難であり、またpが20より大きいと疎水性は十分になるが、磁性粉体同士の合一が多くなり好ましくない。更に、qが3より大きいとシランの反応性が低下して疎水化が十分に行われにくくなるため、式中のpが2以上20以下の整数(より好ましくは、3以上15以下の整数)を示し、qが1以上3以下の整数(より好ましくは、1又は2の整数)を示すアルキルトリアルコキシシランを使用することが好ましい。 When p in the above formula is smaller than 2, it is difficult to sufficiently impart hydrophobicity to the magnetic powder, and when p is larger than 20, hydrophobicity is sufficient. It is unfavorable because it increases. Furthermore, when q is larger than 3, the reactivity of silane is lowered and hydrophobicity is not sufficiently performed. Therefore, p in the formula is an integer of 2 or more and 20 or less (more preferably, an integer of 3 or more and 15 or less). It is preferable to use an alkyltrialkoxysilane in which q represents an integer of 1 or more and 3 or less (more preferably, an integer of 1 or 2).
上記シラン化合物を用いる場合、単独で処理する、或いは複数の種類を併用して処理することが可能である。複数の種類を併用する場合、それぞれのシラン化合物で個別に処理してもよいし、同時に処理してもよい。 When the silane compound is used, it can be treated alone or in combination of a plurality of types. When using several types together, you may process separately with each silane compound, and may process simultaneously.
用いる処理剤の総処理量は磁性粉体100質量部に対して0.9以上3.0質量部以下であることが好ましく、磁性粉体の表面積、処理剤の反応性等に応じて処理剤の量を調整することが重要である。 The total amount of the treatment agent used is preferably 0.9 to 3.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the magnetic powder, and the treatment agent depends on the surface area of the magnetic powder, the reactivity of the treatment agent, and the like. It is important to adjust the amount.
本発明の磁性トナーに用いられる磁性粉体は処理剤で疎水化処理されており、下式(1)にて求められる処理剤の脱離率が3%以上30%以下であることが好ましく、より好ましくは3%以上20%以下である。
脱離率={1−(トルエン中にて60分間分散させた後の磁性粉体が含有する処理剤量)/(磁性粉体が含有する処理剤量)}×100・・・式(1)
The magnetic powder used in the magnetic toner of the present invention is hydrophobized with a treatment agent, and the treatment agent desorption rate obtained by the following formula (1) is preferably 3% or more and 30% or less, More preferably, it is 3% or more and 20% or less.
Desorption rate = {1- (Amount of treatment agent contained in magnetic powder after being dispersed in toluene for 60 minutes) / (Amount of treatment agent contained in magnetic powder)} × 100 (1) )
脱離率とは磁性粉体から溶出する処理剤の割合を示しており、この値が大きいものは遊離の処理剤(磁性粉体と化学結合していない処理剤)が多いことを意味する。遊離の処理剤はトナー製造時、例えば本発明に好適な懸濁重合法にてトナーを製造した場合、他のトナー材料よりも親水性が強いためにトナー表面に偏在しやすい。このため、磁性トナーのメタノール抽出液の電気伝導度が上がる傾向にあり、遊離の処理剤は少ない方が好ましい。 The desorption rate indicates the ratio of the treatment agent eluted from the magnetic powder. A large value means that there is a large amount of free treatment agent (treatment agent not chemically bonded to the magnetic powder). When the toner is produced, for example, when the toner is produced by a suspension polymerization method suitable for the present invention, the free processing agent is more likely to be unevenly distributed on the toner surface because it is more hydrophilic than other toner materials. For this reason, the electric conductivity of the methanol extract of the magnetic toner tends to increase, and it is preferable that the amount of free treatment agent is small.
一方、磁性粉体から溶出する処理剤の量がない、もしくは極めて少ない場合、磁性粉体の疎水化処理が不十分なことが多く、磁性粉体の疎水化度が低下し、トナー帯電量の低下を招き好ましくない。また、このような磁性粉体を用いた場合、磁性粉体の分散性も悪くなり、カブリの増大を生じてしまう。 On the other hand, when the amount of the treatment agent eluted from the magnetic powder is small or extremely small, the hydrophobic treatment of the magnetic powder is often insufficient, the degree of hydrophobicity of the magnetic powder is lowered, and the toner charge amount is reduced. Decreasing is not preferable. In addition, when such a magnetic powder is used, the dispersibility of the magnetic powder also deteriorates, resulting in an increase in fog.
よって、本発明において、磁性粉体の処理剤の脱離率は3.0%以上30.0%以下であることが好ましく、より好ましくは3.0%以上20.0%以下である。 Therefore, in this invention, it is preferable that the removal rate of the processing agent of a magnetic powder is 3.0% or more and 30.0% or less, More preferably, it is 3.0% or more and 20.0% or less.
なお、本発明において処理剤の脱離率は、磁性粉体製造時の処理剤処理の条件(量、温度、pH)、処理時間、表面処理した磁性粉体の洗浄方法、乾燥方法により任意に変えることが可能である。 In the present invention, the desorption rate of the treatment agent can be arbitrarily determined depending on the treatment agent treatment conditions (amount, temperature, pH) at the time of magnetic powder production, treatment time, cleaning method of the surface-treated magnetic powder, and drying method. It is possible to change.
本発明では、磁性粉体以外に他の着色剤を併用しても良い。併用し得る着色剤としては、磁性あるいは非磁性無機化合物、公知の染料及び顔料が挙げられる。具体的には、例えば、コバルト、ニッケルなどの強磁性金属粒子、またはこれらにクロム、マンガン、銅、亜鉛、アルミニウム、希土類元素などを加えた合金、ヘマタイトなどの粒子、チタンブラック、ニグロシン染料/顔料、カーボンブラック、フタロシアニン等が挙げられる。これらもまた、表面を処理して用いることが好ましい。 In the present invention, other colorants may be used in combination with the magnetic powder. Examples of the colorant that can be used in combination include magnetic or nonmagnetic inorganic compounds and known dyes and pigments. Specifically, for example, ferromagnetic metal particles such as cobalt and nickel, or alloys obtained by adding chromium, manganese, copper, zinc, aluminum and rare earth elements to these, particles such as hematite, titanium black, nigrosine dye / pigment , Carbon black, phthalocyanine and the like. These are also preferably used by treating the surface.
本発明のトナーのガラス転移温度(Tg)は40℃以上70℃以下であることが好ましい。ガラス転移温度が40℃未満では保存安定性が低下すると共に、長期使用においてトナー劣化しやすく、70℃よりも高いと定着性が悪化する。よって、定着性と保存安定性、そして現像性のバランスを考えるとトナーのガラス転移温度は40℃以上70℃以下であることが好ましい。トナーのガラス転移点の測定には例えば、示差走査熱量計で測定を行い、測定方法はASTM D 3418−99に準じて行う。なお、測定に際しては試料を1回昇温させ履歴をとった後、急冷し、再度昇温速度10℃/min、温度30から200℃の範囲で昇温させた時に測定されるDSC曲線を用いる。 The glass transition temperature (Tg) of the toner of the present invention is preferably 40 ° C. or higher and 70 ° C. or lower. When the glass transition temperature is less than 40 ° C., the storage stability is lowered, and the toner is liable to deteriorate during long-term use. Therefore, considering the balance between fixability, storage stability, and developability, the glass transition temperature of the toner is preferably 40 ° C. or higher and 70 ° C. or lower. For example, the glass transition point of the toner is measured with a differential scanning calorimeter, and the measurement method is performed according to ASTM D 3418-99. In the measurement, the DSC curve is measured when the sample is heated once and the history is taken, then rapidly cooled, and again heated at a rate of temperature increase of 10 ° C./min and a temperature of 30 to 200 ° C.
本発明の磁性トナーは帯電量分布をより均一なものとし、ゴースト及び静電オフセットが生じないためにコア−シェル構造を有していることが好ましい。シェルを形成させる具体的手法としては、コア粒子にシェル用の微粒子を埋め込んだり、本発明に好適な製造方法である水系媒体中でトナーを製造する場合はコア粒子にシェル用の超微粒子を付着させ、乾燥させることによりシェル層を形成させることが可能である。また、溶解懸濁法、懸濁重合法においてはシェル用の高分子量体の酸価、親水性を利用し水との界面、即ち、トナー表面近傍にこれら高分子量体を偏在せしめ、シェルを形成することが可能である。さらには、所謂シード重合法によりコア粒子表面にモノマーを膨潤させ、重合することによりシェルを形成することができる。 The magnetic toner of the present invention preferably has a core-shell structure in order to make the charge amount distribution more uniform and to prevent ghost and electrostatic offset. Specific methods for forming the shell include embedding the fine particles for the shell in the core particles, or attaching the ultra fine particles for the shell to the core particles when the toner is produced in an aqueous medium which is a preferred production method of the present invention. The shell layer can be formed by drying and drying. In addition, in the suspension suspension method and suspension polymerization method, the acid value and hydrophilicity of the high molecular weight polymer for the shell are utilized to make the shell unevenly distributed at the interface with water, that is, near the toner surface. Is possible. Furthermore, a shell can be formed by swelling a monomer on the surface of the core particle by a so-called seed polymerization method and polymerizing the monomer.
シェル層用の高分子量体としては例えば、ポリスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体;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−アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、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−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、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルブチラール、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン−ポリエステル共重合体、ポリ(メタ)アクリレート−ポリエステル共重合体、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリル酸樹脂、テルペン樹脂、フェノール樹脂等があり、これらを単独で、又は2種以上を混合して使用することができる。また、これらポリマー中にアミノ基、カルボキシル基、水酸基、スルフォン酸基、グリシジル基、ニトリル基等の官能基を導入しても良い。 Examples of the high molecular weight material for the shell layer include styrene such as polystyrene and polyvinyltoluene, and homopolymers of substituted styrene; 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-dimethylaminoethyl acrylate copolymer, styrene-meta Methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene-dimethylaminoethyl methacrylate copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer, styrene-vinyl Ethyl ether copolymer, styrene Styrene copolymers such as vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-maleic acid ester copolymer; polymethyl methacrylate, poly Butyl methacrylate, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyvinyl butyral, silicone resin, polyester resin, styrene-polyester copolymer, poly (meth) acrylate-polyester copolymer, polyamide resin, epoxy resin, polyacrylic acid resin, terpene There exist resin, a phenol resin, etc., These can be used individually or in mixture of 2 or more types. Moreover, you may introduce | transduce functional groups, such as an amino group, a carboxyl group, a hydroxyl group, a sulfonic acid group, a glycidyl group, a nitrile group, in these polymers.
これら樹脂の添加量としては、コア粒子100質量部に対して0.5以上20.0質量部以下、本発明に好適な製造方法である懸濁重合法においては重合性単量体100質量部に対し1.0以上20.0質量部以下が好ましい。ポリエステル樹脂の添加量が上記より少ないと充分な添加効果が得られず、添加量が上記よりも多いとトナーの種々の物性設計が難しくなる。 The amount of these resins added is 0.5 to 20.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the core particles, and 100 parts by mass of the polymerizable monomer in the suspension polymerization method which is a production method suitable for the present invention. 1.0 to 20.0 parts by mass is preferable. If the addition amount of the polyester resin is less than the above, a sufficient addition effect cannot be obtained, and if the addition amount is more than the above, it becomes difficult to design various physical properties of the toner.
これらの樹脂の中でも特にポリエステルが上記効果が大きく発現され好ましい。本発明に使用されるポリエステル樹脂は、飽和ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、あるいはその両者を適宜選択して使用することが可能である。 Among these resins, polyester is particularly preferable because the above effect is greatly expressed. As the polyester resin used in the present invention, a saturated polyester resin, an unsaturated polyester resin, or both can be appropriately selected and used.
本発明に使用されるポリエステル樹脂は、アルコール成分と酸成分から構成される通常のものが使用でき、両成分については以下に例示する。 As the polyester resin used in the present invention, a normal resin composed of an alcohol component and an acid component can be used, and both components are exemplified below.
アルコール成分としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ブテンジオール、オクテンジオール、シクロヘキセンジメタノール、水素化ビスフェノールA、また式(I)で表されるビスフェノール誘導体; As alcohol components, ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexane Diol, neopentyl glycol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, cyclohexanedimethanol, butenediol, octenediol, cyclohexenedimethanol, hydrogenated bisphenol A, and bisphenol derivatives represented by formula (I);
あるいは式(I)の化合物の水添物、また、式(II)で示されるジオール; Or hydrogenated compound of formula (I), or diol of formula (II);
2価のカルボン酸としてはフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸の如きベンゼンジカルボン酸またはその無水物;コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸の如きアルキルジカルボン酸またはその無水物、またさらに炭素数6以上18以下のアルキルまたはアルケニル基で置換されたコハク酸もしくはその無水物;フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸の如き不飽和ジカルボン酸またはその無水物などが挙げられる。 As the divalent carboxylic acid, benzene dicarboxylic acid such as phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic anhydride or the anhydride thereof; alkyl dicarboxylic acid such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid or the anhydride, Furthermore, succinic acid substituted with an alkyl or alkenyl group having 6 to 18 carbon atoms or an anhydride thereof; unsaturated dicarboxylic acid such as fumaric acid, maleic acid, citraconic acid, itaconic acid, or an anhydride thereof.
さらに、アルコール成分としてグリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビット、ソルビタン、ノボラック型フェノール樹脂のオキシアルキレンエーテルの如き多価アルコールが挙げられ、酸成分としてトリメリット酸、ピロメリット酸、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸やその無水物等の多価カルボン酸が挙げられる。 In addition, polyhydric alcohols such as glycerin, pentaerythritol, sorbit, sorbitan, and oxyalkylene ethers of novolac type phenol resins can be cited as the alcohol component, and trimellitic acid, pyromellitic acid, 1,2,3,4- Examples thereof include polyvalent carboxylic acids such as butanetetracarboxylic acid, benzophenonetetracarboxylic acid and anhydrides thereof.
上記ポリエステル樹脂の中では、帯電特性、環境安定性が優れておりその他の電子写真特性においてバランスのとれた前記のビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物が好ましく使用される。この化合物の場合には、定着性やトナーの耐久性の点においてアルキレンオキサイドの平均付加モル数は2以上10以下が好ましい。 Among the polyester resins, the alkylene oxide adduct of bisphenol A, which is excellent in charging characteristics and environmental stability and balanced in other electrophotographic characteristics, is preferably used. In the case of this compound, the average number of added moles of alkylene oxide is preferably 2 or more and 10 or less in terms of fixability and toner durability.
上記ポリエステル樹脂は全成分中45モル%以上55モル%以下がアルコール成分であり、55モル%以上45モル%以下が酸成分であることが好ましい。 It is preferable that 45 mol% or more and 55 mol% or less of the above-mentioned polyester resin is an alcohol component, and 55 mol% or more and 45 mol% or less is an acid component.
本発明の磁性トナーにおいて上記ポリエステル樹脂の酸価は4.0mgKOH/g以上8.0mgKOH/g以下である事が好ましい。ポリエステル樹脂の酸価が4.0mgKOH/gより小さいとトナー表面のポリエステルの偏在が生じ難く、ポリエステルを添加した効果が得られ難い。 In the magnetic toner of the present invention, the acid value of the polyester resin is preferably 4.0 mgKOH / g or more and 8.0 mgKOH / g or less. If the acid value of the polyester resin is less than 4.0 mgKOH / g, the polyester on the toner surface is less likely to be unevenly distributed, and the effect of adding the polyester is difficult to obtain.
一方、ポリエステル樹脂の酸価が8.0mgKOH/gより大きい場合、トナー帯電量の環境差が大きくなりやすく、ゴーストが生じやすくなり好ましくない。さらに、ポリエステル樹脂の酸価が高いと、トナーをメタノール中にて分散した後のメタメール抽出液の電気伝導度があがる傾向にあり好ましくない。 On the other hand, when the acid value of the polyester resin is greater than 8.0 mgKOH / g, the environmental difference in the toner charge amount tends to be large, and ghost is likely to occur, which is not preferable. Furthermore, if the acid value of the polyester resin is high, the electric conductivity of the Metamail extract after the toner is dispersed in methanol tends to increase, such being undesirable.
本発明においては、得られるトナー粒子の物性に悪影響を及ぼさない限り2種以上のポリエステル樹脂を併用したり、例えば、シリコーンやフルオロアルキル基含有化合物により変性したりして物性を調整しても良い。 In the present invention, two or more polyester resins may be used in combination as long as the physical properties of the obtained toner particles are not adversely affected, or the physical properties may be adjusted by modification with, for example, silicone or a fluoroalkyl group-containing compound. .
本発明の磁性トナーにおいて、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィー(GPC)にて測定した上記ポリエステル樹脂の数平均分子量は2500以上5000以下であり、数平均分子量が1000未満の割合が15%以下であることが好ましい。数平均分子量が2500未満では耐久性が悪化する傾向にあり、一方、数平均分子量が5000を超えると現像性、耐久性は良化するものの低温定着性を阻害するので好ましくない。また、分子量分布において、数平均分子量が1000未満の割合が15%よりも多い場合、トナー表面にこれら低分子量のポリエステルが多く偏在することになり、トナーの帯電特性が悪化する。また、本発明の必須事項であるトナーをメタノール抽出した際の電気伝導度があがる傾向にあるので好ましくない。 In the magnetic toner of the present invention, the number average molecular weight of the polyester resin measured by gel permeation chromatography (GPC) is 2500 or more and 5000 or less, and the ratio of the number average molecular weight of less than 1000 is 15% or less. Is preferred. If the number average molecular weight is less than 2500, the durability tends to deteriorate. On the other hand, if the number average molecular weight exceeds 5000, the developability and durability are improved, but the low temperature fixability is hindered. Further, in the molecular weight distribution, when the ratio of the number average molecular weight less than 1000 is more than 15%, a large amount of these low molecular weight polyesters are unevenly distributed on the toner surface, and the charging characteristics of the toner are deteriorated. Further, the toner, which is an essential matter of the present invention, tends to increase the electrical conductivity when extracted with methanol.
本発明の磁性トナーにおいて、上記ポリエステル樹脂は下記一般式(I)または(II)で表される少なくとも1種のチタン含有触媒の存在下にて重合される事が好ましい。
Ti(−X)m(−OH)n (I)
O=Ti(−X)p(−OR)q (II)
[式中、Xは炭素数2以上12以下のモノもしくはポリアルカノールアミンから1個のOH基のHを除いた残基であり、ポリアルカノールアミンの他のOH基が同一のTi原子に直接結合したOH基と分子内で重縮合し環構造を形成していても良く、他のTi原子に直接結合したOH基と分子間で重縮合し繰り返し構造を形成していても良い。繰り返し構造を形成する場合の重合度は2以上5以下である。RはH、または1以上3個以下のエーテル結合を含んでいても良い炭素数1以上8以下のアルキル基である。mは1以上4以下の整数、nは0以上3以下の整数、mとnの和は4である。pは1以上2以下の整数、qは0以上1以下の整数、pとqの和は2である。mまたはpが2以上の場合、それぞれのXは同一であっても異なっていても良い。]
In the magnetic toner of the present invention, the polyester resin is preferably polymerized in the presence of at least one titanium-containing catalyst represented by the following general formula (I) or (II).
Ti (-X) m (-OH) n (I)
O = Ti (-X) p (-OR) q (II)
[Wherein X is a residue obtained by removing H of one OH group from mono- or polyalkanolamine having 2 to 12 carbon atoms, and other OH groups of polyalkanolamine are directly bonded to the same Ti atom. The OH group may be polycondensed in the molecule to form a ring structure, or the OH group directly bonded to another Ti atom may be polycondensed between the molecules to form a repeating structure. The degree of polymerization in the case of forming a repeating structure is 2 or more and 5 or less. R is H or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms which may contain 1 to 3 ether bonds. m is an integer from 1 to 4, n is an integer from 0 to 3, and the sum of m and n is 4. p is an integer from 1 to 2, q is an integer from 0 to 1, and the sum of p and q is 2. When m or p is 2 or more, each X may be the same or different. ]
上記一般式(I)または(II)で表される少なくとも1種のチタン含有触媒の存在下で形成されるポリエステルは分子量分布がシャープになり、数平均分子量が1000未満の成分が、ポリエステル樹脂の15%未満となりやすく非常に好ましい。また、このようなポリエステルはトナー表面をより均一に覆うことができるため、ゴースト、静電オフセットが良化するので好ましい。 The polyester formed in the presence of at least one titanium-containing catalyst represented by the general formula (I) or (II) has a sharp molecular weight distribution, and a component having a number average molecular weight of less than 1000 is It tends to be less than 15% and is very preferable. Further, such a polyester is preferable because it can more uniformly cover the toner surface, and ghost and electrostatic offset are improved.
本発明の磁性トナーには帯電特性向上のために荷電制御剤を配合することが好ましい。荷電制御剤としては、公知のものが利用でき、特に帯電スピードが速く、かつ、一定の帯電量を安定して維持できる荷電制御剤が好ましい。さらに、トナーを直接重合法を用いて製造する場合には、重合阻害性が低く、水系分散媒体への可溶化物が実質的にない荷電制御剤が特に好ましい。具体的な化合物としては、ネガ系荷電制御剤としてサリチル酸、アルキルサリチル酸、ジアルキルサリチル酸、ナフトエ酸、ダイカルボン酸の如き芳香族カルボン酸の金属化合物、アゾ染料あるいはアゾ顔料の金属塩または金属錯体、スルホン酸基、スルホン酸塩基、スルホン酸エステル基、又はカルボン酸基を側鎖に持つ重合体、ホウ素化合物、尿素化合物、ケイ素化合物、カリックスアレーン等が挙げられる。ポジ系荷電制御剤として四級アンモニウム塩、該四級アンモニウム塩を側鎖に有する重合体、グアニジン化合物、ニグロシン系化合物、イミダゾール化合物等が挙げられる。 The magnetic toner of the present invention preferably contains a charge control agent for improving charging characteristics. As the charge control agent, a known one can be used, and a charge control agent that has a high charging speed and can stably maintain a constant charge amount is particularly preferable. Further, when the toner is produced using a direct polymerization method, a charge control agent having a low polymerization inhibitory property and substantially free from a solubilized product in an aqueous dispersion medium is particularly preferable. Specific compounds include, as negative charge control agents, metal compounds of aromatic carboxylic acids such as salicylic acid, alkylsalicylic acid, dialkylsalicylic acid, naphthoic acid, dicarboxylic acid, metal salts or metal complexes of azo dyes or azo pigments, sulfones Examples thereof include a polymer having an acid group, a sulfonate group, a sulfonate group, or a carboxylic acid group in the side chain, a boron compound, a urea compound, a silicon compound, and a calixarene. Examples of the positive charge control agent include a quaternary ammonium salt, a polymer having the quaternary ammonium salt in the side chain, a guanidine compound, a nigrosine compound, and an imidazole compound.
この中でも、スルホン酸基、スルホン酸塩基、スルホン酸エステル基のいずれかを有する重合体(以後、スルホン酸系重合体と略)を用いると均一な帯電性を得られやすく、ゴーストが良化するので好ましい。特に本発明の磁性トナーを好適に製造できる懸濁重合法においてこれら重合体を用いた場合、その親水性、極性からスルホン酸系重合体はトナー表面に局在化するようになる。このため、トナーは帯電の立ち上がりが早く、且つ、十分な帯電量を有することが可能となる。 Among these, use of a polymer having any one of a sulfonic acid group, a sulfonic acid group, and a sulfonic acid ester group (hereinafter, abbreviated as a sulfonic acid polymer) makes it easy to obtain uniform chargeability and improves ghosting. Therefore, it is preferable. In particular, when these polymers are used in a suspension polymerization method capable of suitably producing the magnetic toner of the present invention, the sulfonic acid polymer is localized on the toner surface due to its hydrophilicity and polarity. For this reason, the toner has a quick rise in charge and can have a sufficient charge amount.
本発明に用いられるスルホン酸系重合体に用いられる硫黄元素有する単量体は、スチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−メタクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸、メタクリルスルホン酸等がある。本発明のスルホン酸系重合体は、上記単量体の単重合体であってもよく、上記単量体と他の単量体との共重合体であっても構わない。 The monomer having sulfur element used in the sulfonic acid polymer used in the present invention is styrene sulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, 2-methacrylamide-2-methylpropane sulfonic acid, vinyl sulfone. Acid, methacrylsulfonic acid, and the like. The sulfonic acid polymer of the present invention may be a homopolymer of the above monomer or a copolymer of the above monomer and another monomer.
しかし、その中でもスルホン酸基含有(メタ)アクリルアミド系単量体とスチレン及び/又はスチレン−(メタ)アクリル酸共重合体であると、トナーの帯電性が非常に良好なものとなり好ましい。また、この場合、共重合体100質量部中のスルホン酸基含有(メタ)アクリルアミド系単量体の質量は1.0以上10.0質量部以下であることが好ましい。 However, among them, a sulfonic acid group-containing (meth) acrylamide monomer and styrene and / or styrene- (meth) acrylic acid copolymer are preferable because the chargeability of the toner becomes very good. In this case, the mass of the sulfonic acid group-containing (meth) acrylamide monomer in 100 parts by mass of the copolymer is preferably 1.0 or more and 10.0 parts by mass or less.
硫黄元素を有する単量体と共重合体をなす単量体としては、ビニル系重合性単量体があり、単官能性重合性単量体或いは多官能性重合性単量体を使用することが出来る。 As a monomer that forms a copolymer with a monomer having a sulfur element, there is a vinyl-based polymerizable monomer, and a monofunctional polymerizable monomer or a polyfunctional polymerizable monomer should be used. I can do it.
単官能性重合性単量体としては、スチレン;α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレンの如きスチレン誘導体;メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、iso−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、iso−ブチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、n−アミルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、n−オクチルアクリレート、n−ノニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ジメチルフォスフェートエチルアクリレート、ジエチルフォスフェートエチルアクリレート、ジブチルフォスフェートエチルアクリレート、2−ベンゾイルオキシエチルアクリレートの如きアクリル系重合性単量体;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、iso−プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、iso−ブチルメタクリレート、tert−ブチルメタクリレート、n−アミルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、n−オクチルメタクリレート、n−ノニルメタクリレート、ジエチルフォスフェートエチルメタクリレート、ジブチルフォスフェートエチルメタクリレートの如きメタクリル系重合性単量体;メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル、ギ酸ビニルの如きビニルエステル;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルの如きビニルエーテル;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロピルケトンの如きビニルケトンが挙げられる。 Monofunctional polymerizable monomers include styrene; α-methylstyrene, β-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, pn-butyl. Styrene, p-tert-butyl styrene, pn-hexyl styrene, pn-octyl styrene, pn-nonyl styrene, pn-decyl styrene, pn-dodecyl styrene, p-methoxy styrene, p -Styrene derivatives such as phenylstyrene; methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, iso-propyl acrylate, n-butyl acrylate, iso-butyl acrylate, tert-butyl acrylate, n-amyl acrylate, n-hexyl acrylate, 2 -Ethylhexyl acrylate , N-octyl acrylate, n-nonyl acrylate, cyclohexyl acrylate, benzyl acrylate, dimethyl phosphate ethyl acrylate, diethyl phosphate ethyl acrylate, dibutyl phosphate ethyl acrylate, 2-benzoyloxyethyl acrylate Methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, iso-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, iso-butyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, n-amyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, n-octyl Methacrylate, n-nonyl methacrylate, diethyl phosphate ethyl methacrylate Methacrylic polymerizable monomers such as dibutyl phosphate ethyl methacrylate; methylene aliphatic monocarboxylic acid esters; vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl benzoate, vinyl formate; vinyl methyl ether Vinyl ether such as vinyl ethyl ether and vinyl isobutyl ether; vinyl ketone such as vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone and vinyl isopropyl ketone.
多官能性重合性単量体としては、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、2,2’−ビス(4−(アクリロキシ・ジエトキシ)フェニル)プロパン、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、2,2’−ビス(4−(メタクリロキシ・ジエトキシ)フェニル)プロパン、2,2’−ビス(4−メタクリロキシ・ポリエトキシ)フェニル)プロパン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、テトラメチロールメタンテトラメタクリレート、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタリン、ジビニルエーテル等が挙げられる。 As polyfunctional polymerizable monomers, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, tripropylene glycol Diacrylate, polypropylene glycol diacrylate, 2,2′-bis (4- (acryloxydiethoxy) phenyl) propane, trimethylolpropane triacrylate, tetramethylolmethane tetraacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol Dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol Dimethacrylate, 1,3-butylene glycol dimethacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, polypropylene glycol dimethacrylate, 2,2'-bis (4- (methacryloxy-diethoxy) phenyl) propane, 2,2′-bis (4-methacryloxy / polyethoxy) phenyl) propane, trimethylolpropane trimethacrylate, tetramethylolmethane tetramethacrylate, divinylbenzene, divinylnaphthalene, divinyl ether, and the like.
含硫黄重合体の製造方法は、塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合、イオン重合等があるが、操作性などの面から溶液重合が好ましい。 The method for producing the sulfur-containing polymer includes bulk polymerization, solution polymerization, emulsion polymerization, suspension polymerization, ionic polymerization and the like, but solution polymerization is preferable from the viewpoint of operability.
スルホン酸基を有する重合体は、
X(SO3 -)n・mYk+
(X:前記重合性単量体に由来する重合体部位を表し、Y+:カウンターイオンを表し、kはカウンターイオンの価数であり、m及びnは整数であり、n=k×mである。)
の如き構造を有する。カウンターイオンとしては、水素イオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、アンモニウムイオンなどであることが良く、より好ましくは水素イオンであることが望まれる。
The polymer having a sulfonic acid group is
X (SO 3 − ) n · mY k +
(X represents a polymer site derived from the polymerizable monomer, Y + represents a counter ion, k is a valence of the counter ion, m and n are integers, and n = k × m. .)
It has the following structure. The counter ions are preferably hydrogen ions, sodium ions, potassium ions, calcium ions, ammonium ions, and more preferably hydrogen ions.
上記の如き荷電制御剤をトナーに含有させる方法としては、トナー粒子内部に添加する方法と、懸濁重合を行う場合には、造粒前に重合性単量体組成物荷電制御剤を添加する方法が一般的である。水中で油液滴を形成し重合を行っている最中、または、重合後に荷電制御剤を溶解、懸濁させた重合性単量体を加えることによりシード重合を行い、トナー表面を均一に覆うことも可能である。また、荷電制御剤として有機金属化合物を用いる場合は、トナー粒子にこれら化合物を添加し、シェアをかけ混合・撹拌することにより導入することも可能である。 As a method of incorporating the charge control agent into the toner as described above, a method of adding the charge control agent to the inside of the toner particles, or a suspension polymerization, a polymerizable monomer composition charge control agent is added before granulation. The method is common. During the polymerization by forming oil droplets in water, or after polymerization, seed polymerization is performed by adding a polymerizable monomer in which a charge control agent is dissolved and suspended to cover the toner surface uniformly. It is also possible. In the case where an organometallic compound is used as the charge control agent, it is also possible to introduce the compound by adding these compounds to the toner particles, and applying a shear and mixing and stirring.
これらの電荷制御剤の使用量としては、結着樹脂の種類、他の添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので一義的に限定されるものではない。内部添加する場合は好ましくは結着樹脂100質量部に対して0.1質量部以上10質量部以下、より好ましくは0.1質量部以上5質量部以下の範囲で用いられる。また、外部添加する場合、トナー100質量部に対し好ましくは0.005質量部以上1.0質量部以下、より好ましくは0.01質量部以上0.3質量部以下である。 The amount of these charge control agents used is determined by the toner production method including the type of the binder resin, the presence or absence of other additives, and the dispersion method, and is not uniquely limited. When added internally, it is preferably used in the range of 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin. In addition, when externally added, the amount is preferably 0.005 parts by mass or more and 1.0 parts by mass or less, more preferably 0.01 parts by mass or more and 0.3 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the toner.
本発明の磁性トナーは定着性向上のために、離型剤を有することが好ましく、その量は結着樹脂に対し1以上30質量%以下を含有することが好ましい。より好ましくは、3質量%以上25質量%以下である。離型剤の含有量が1質量%未満では離型剤の添加効果が十分ではなく、さらに、オフセット抑制効果も不十分である。一方、30質量%を超えてしまうと長期間の保存性が悪化すると共に、離型剤、磁性粉体等のトナー材料の分散性が悪くなり、磁性トナーの流動性の悪化や画像特性の低下につながる。また、離型剤成分のしみ出しも起るようになり、高温高湿下での耐久性が劣るものとなる。さらに、多量のワックスを内包するために、トナー形状がいびつになりやすくなる。 The magnetic toner of the present invention preferably has a release agent in order to improve fixability, and the amount thereof preferably contains 1 to 30% by mass with respect to the binder resin. More preferably, it is 3 mass% or more and 25 mass% or less. When the content of the release agent is less than 1% by mass, the effect of adding the release agent is not sufficient, and further, the offset suppressing effect is also insufficient. On the other hand, if it exceeds 30% by mass, the long-term storage stability is deteriorated and the dispersibility of the toner material such as the release agent and the magnetic powder is deteriorated, and the fluidity of the magnetic toner is deteriorated and the image characteristics are deteriorated. Leads to. In addition, the release agent component oozes out and the durability under high temperature and high humidity is poor. Further, since a large amount of wax is included, the toner shape tends to become distorted.
一般に、記録媒体上に転写されたトナー像はその後、熱・圧力等のエネルギーにより転写材上に定着され、半永久的画像が得られる。この際、熱ロール式定着が一般に良く用いられる。先述したように、重量平均粒径が10μm以下のトナーを用いれば非常に高精細な画像を得ることができるが、粒径の細かいトナー粒子は紙等の記録媒体を使用した場合に紙の繊維の隙間に入り込み、熱定着用ローラからの熱の受け取りが不十分となり、低温オフセットが発生しやすい。しかしながら、本発明に係わるトナーにおいて、適正量の離型剤を含有せしめることにより、高画質と定着性を両立させることが可能となる。 In general, a toner image transferred onto a recording medium is then fixed on a transfer material by energy such as heat and pressure, and a semi-permanent image is obtained. At this time, heat roll type fixing is generally used. As described above, a very high-definition image can be obtained by using a toner having a weight average particle diameter of 10 μm or less. However, when a recording medium such as paper is used, the toner particles having a small particle diameter , The heat receiving from the heat fixing roller becomes insufficient, and low temperature offset is likely to occur. However, it is possible to achieve both high image quality and fixability by incorporating an appropriate amount of a release agent in the toner according to the present invention.
本発明に係わる磁性トナーに使用可能な離型剤としては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラクタム等の石油系ワックス及びその誘導体、モンタンワックス及びその誘導体、フィッシャートロプシュ法による炭化水素ワックス及びその誘導体、ポリエチレンに代表されるポリオレフィンワックス及びその誘導体、カルナバワックス、キャンデリラワックス等天然ワックス及びその誘導体などで、誘導体には酸化物や、ビニル系モノマーとのブロック共重合物、グラフト変性物を含む。さらには、高級脂肪族アルコール、ステアリン酸、パルミチン酸等の脂肪酸、あるいはその化合物、酸アミドワックス、エステルワックス、ケトン、硬化ヒマシ油及びその誘導体、植物系ワックス、動物性ワックスなども使用できる。 Examples of the release agent usable in the magnetic toner according to the present invention include petroleum waxes such as paraffin wax, microcrystalline wax, petrolactam and derivatives thereof, montan wax and derivatives thereof, hydrocarbon waxes and derivatives thereof by Fischer-Tropsch method. Polyolefin waxes and their derivatives typified by polyethylene, natural waxes and their derivatives such as carnauba wax and candelilla wax, and the derivatives include oxides, block copolymers with vinyl monomers, and graft modified products. Furthermore, fatty acids such as higher aliphatic alcohols, stearic acid and palmitic acid, or compounds thereof, acid amide waxes, ester waxes, ketones, hydrogenated castor oil and derivatives thereof, plant waxes, animal waxes and the like can also be used.
このような離型剤の吸熱ピークのピークトップ温度の測定は、「ASTM D 3417−99」に準じて行う。 The measurement of the peak top temperature of the endothermic peak of such a release agent is performed according to “ASTM D 3417-99”.
本発明のトナーは、公知のいずれの方法によっても製造することが可能である。まず、粉砕法により製造する場合は、例えば、結着樹脂、着色剤、結晶性ポリエステル、離型剤、荷電制御剤等のトナーとして必要な成分及びその他の添加剤等をヘンシェルミキサー、ボールミル等の混合器により十分混合してから、加熱ロール、ニーダー、エクストルーダーの如き熱混練機を用いて溶融混練してトナー材料を分散又は溶解させ、冷却固化、粉砕後、分級、必要に応じて表面処理を行ってトナー粒子を得ることができる。分級及び表面処理の順序はどちらが先でもよい。分級工程においては生産効率上、多分割分級機を用いることが好ましい。 The toner of the present invention can be produced by any known method. First, when producing by a pulverization method, for example, a binder resin, a colorant, a crystalline polyester, a release agent, a charge control agent and other necessary components and other additives are added to a Henschel mixer, a ball mill, etc. Mix thoroughly with a mixer, then melt and knead using a heat kneader such as a heated roll, kneader, or extruder to disperse or dissolve the toner material, cool and solidify, grind, classify, and surface treatment as necessary To obtain toner particles. Either the classification or the surface treatment may be performed first. In the classification step, it is preferable to use a multi-division classifier in terms of production efficiency.
粉砕工程は、機械衝撃式、ジェット式等の公知の粉砕装置を用いた方法により行うことができる。また、本発明の好ましい円形度(0.950以上)を有するトナーを得るためには、更に熱をかけて粉砕したり、補助的に機械的衝撃を加える処理を行ったりすることが好ましい。また、微粉砕(必要に応じて分級)されたトナー粒子を熱水中に分散させる湯浴法、熱気流中を通過させる方法などを用いても良い。 The pulverization step can be performed by a method using a known pulverizer such as a mechanical impact type or a jet type. Further, in order to obtain a toner having a preferable circularity (0.950 or more) of the present invention, it is preferable to further pulverize by applying heat or to add a mechanical impact in an auxiliary manner. Further, a hot water bath method in which finely pulverized (classified as necessary) toner particles are dispersed in hot water, a method of passing in a hot air stream, or the like may be used.
機械的衝撃力を加える手段としては、例えば川崎重工社製のクリプトロンシステムやターボ工業社製のターボミル等の機械衝撃式粉砕機を用いる方法、また、ホソカワミクロン社製のメカノフージョンシステムや奈良機械製作所製のハイブリダイゼーションシステム等の装置のように、高速回転する羽根によりトナーをケーシングの内側に遠心力により押しつけ、圧縮力、摩擦力等の力によりトナーに機械的衝撃力を加える方法が挙げられる。 Examples of means for applying mechanical impact force include a method using a mechanical impact type pulverizer such as a kryptron system manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd. and a turbo mill manufactured by Turbo Industry Co. There is a method of applying a mechanical impact force to the toner by a force such as a compressive force or a frictional force by pressing the toner against the inside of the casing by a centrifugal force with a blade rotating at high speed, as in a device such as a hybridization system manufactured by the manufacturer.
本発明のトナーは、上述のように粉砕法によって製造することも可能であるが、この粉砕法で得られるトナー粒子は一般に不定形のものであり、本発明に好適に用いられる平均円形度が0.950以上という物性を得る為には、機械的・熱的或いは何らかの特殊な処理を行うことが必要となり、生産性が劣るものとなる。そこで、本発明のトナーは分散重合法、会合凝集法、溶解懸濁法、懸濁重合法等、水系媒体中でトナーを製造することが好ましく、特に懸濁重合法は本発明の好適な物性を満たしやすく非常に好ましい。 The toner of the present invention can also be produced by the pulverization method as described above, but the toner particles obtained by this pulverization method are generally irregular in shape, and have an average circularity suitably used in the present invention. In order to obtain a physical property of 0.950 or more, it is necessary to perform mechanical / thermal or some special treatment, resulting in poor productivity. Therefore, the toner of the present invention is preferably produced in an aqueous medium such as a dispersion polymerization method, an association aggregation method, a dissolution suspension method, or a suspension polymerization method. In particular, the suspension polymerization method is a suitable physical property of the present invention. It is easy to satisfy and is very preferable.
懸濁重合法とは、重合性単量体及び着色剤(更に必要に応じて重合開始剤、架橋剤、荷電制御剤、その他の添加剤)を均一に溶解又は分散させて重合性単量体組成物とした後、この重合性単量体組成物を分散安定剤を含有する連続層(例えば水相)中に適当な撹拌器を用いて分散し同時に重合反応を行なわせ、所望の粒径を有するトナーを得るものである。この懸濁重合法で得られるトナー(以後「重合トナー」ともいう)は、個々のトナー粒子形状がほぼ球形に揃っているため、平均円形度が0.950以上という本発明に好適な物性要件を満たすトナーが得られやすい。更にこういったトナーは帯電量の分布も比較的均一となるために画質の向上が期待できる。 In the suspension polymerization method, a polymerizable monomer and a colorant (in addition, a polymerization initiator, a crosslinking agent, a charge control agent, and other additives as necessary) are uniformly dissolved or dispersed to form a polymerizable monomer. After preparing the composition, the polymerizable monomer composition is dispersed in a continuous layer containing a dispersion stabilizer (for example, an aqueous phase) using an appropriate stirrer, and simultaneously subjected to a polymerization reaction to obtain a desired particle size. A toner having the above is obtained. Since the toner obtained by this suspension polymerization method (hereinafter also referred to as “polymerized toner”) has individual toner particle shapes that are substantially spherical, the physical property requirement suitable for the present invention that the average circularity is 0.950 or more. It is easy to obtain a toner that satisfies the requirements. Furthermore, since the toner has a relatively uniform charge amount distribution, an improvement in image quality can be expected.
懸濁重合法によるトナーの製造方法を以下に説明する。懸濁重合トナーは、一般にトナー組成物、すなわち結着樹脂を構成する重合性単量体中に、着色剤、結晶性ポリエステル、離型剤、荷電制御剤、架橋剤等のトナーとして必要な成分及びその他の添加剤、例えば、高分子重合体、分散剤等を適宜加えて、分散機等によって均一に溶解又は分散させてなる重合性単量体組成物を、分散安定剤を含有する水系媒体中に懸濁して、重合させることにより製造できる。 A method for producing toner by suspension polymerization will be described below. Suspension polymerization toner is generally a component necessary as a toner such as a colorant, a crystalline polyester, a release agent, a charge control agent, and a crosslinking agent in a polymerizable monomer constituting a toner composition, that is, a binder resin. And other additives such as a polymer, a dispersant and the like, and an aqueous medium containing a dispersion stabilizer containing a polymerizable monomer composition that is uniformly dissolved or dispersed by a disperser or the like It can be produced by suspending in it and polymerizing it.
本発明に関わる重合トナーの製造において、重合性単量体組成物を構成する重合性単量体としては以下のものが挙げられる。 In the production of the polymerized toner according to the present invention, examples of the polymerizable monomer constituting the polymerizable monomer composition include the following.
重合性単量体としては、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−エチルスチレン等のスチレン系単量体;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−クロルエチル、アクリル酸フェニル等のアクリル酸エステル類、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等のメタクリル酸エステル類;その他のアクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等の単量体が挙げられる。これらの単量体は単独で、又は混合して使用し得る。上述の単量体の中でも、スチレン又はスチレン誘導体を単独で、或いは他の単量体と混合して使用することがトナーの現像特性及び耐久性の点から好ましい。 Examples of the polymerizable monomer include styrene monomers such as styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, p-methoxystyrene, and p-ethylstyrene; methyl acrylate, ethyl acrylate, Acrylate esters such as n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, n-propyl acrylate, n-octyl acrylate, dodecyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, stearyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate, and phenyl acrylate , Methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-octyl methacrylate, dodecyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, stearyl methacrylate, phenyl methacrylate, Methacrylic acid dimethyl aminoethyl, methacrylic acid esters such as diethylaminoethyl methacrylate; and other acrylonitrile, methacrylonitrile, and the like monomers acrylamide. These monomers can be used alone or in combination. Among the above-mentioned monomers, styrene or a styrene derivative is preferably used alone or mixed with other monomers from the viewpoint of developing characteristics and durability of the toner.
本発明のトナーの重合法による製造において使用される重合開始剤としては、重合反応時における半減期が0.5時間以上30時間以下であるものを用いる事が好ましい。また、重合開始剤の添加量としては重合性単量体に対して0.5以上20質量部以下であると分子量5,000以上50,000以下の間に極大を有する重合体を得る事が出来、トナーに望ましい強度と適当な溶融特性を与えることができる。 As the polymerization initiator used in the production of the toner according to the present invention by polymerization, it is preferable to use one having a half-life of 0.5 to 30 hours during the polymerization reaction. In addition, when the polymerization initiator is added in an amount of 0.5 to 20 parts by mass with respect to the polymerizable monomer, a polymer having a maximum between 5,000 and 50,000 can be obtained. And can provide the toner with the desired strength and suitable melting characteristics.
具体的な重合開始剤例としては、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系又はジアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、クメンヒドロパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシピバレート等の過酸化物系重合開始剤が挙げられる。 Specific examples of the polymerization initiator include 2,2′-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobisisobutyronitrile, 1,1′-azobis (cyclohexane-1- Carbonitrile), 2,2′-azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile, azo or isoazo polymerization initiators such as azobisisobutyronitrile, benzoyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, diisopropyl peroxide Peroxide polymerization initiators such as oxycarbonate, cumene hydroperoxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, lauroyl peroxide, t-butylperoxy 2-ethylhexanoate, t-butylperoxypivalate, etc. Can be mentioned.
本発明のトナーを重合法により製造する際は、架橋剤を添加しても良く、好ましい添加量としては、重合性単量体100質量部に対して0.001以上15質量部以下である。 When the toner of the present invention is produced by a polymerization method, a crosslinking agent may be added, and a preferable addition amount is 0.001 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer.
ここで架橋剤としては、主として2個以上の重合可能な二重結合を有する化合物が用いられ、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等のような芳香族ジビニル化合物;例えばエチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブタンジオールジメタクリレート等のような二重結合を2個有するカルボン酸エステル;ジビニルアニリン、ジビニルエーテル、ジビニルスルフィド、ジビニルスルホン等のジビニル化合物;及び3個以上のビニル基を有する化合物;が単独で、又は2種以上の混合物として用いられる。 Here, as the crosslinking agent, a compound having two or more polymerizable double bonds is mainly used, for example, an aromatic divinyl compound such as divinylbenzene, divinylnaphthalene, etc .; for example, ethylene glycol diacrylate, ethylene glycol diester Carboxylic acid ester having two double bonds such as methacrylate, 1,3-butanediol dimethacrylate, etc .; Divinyl compounds such as divinylaniline, divinyl ether, divinyl sulfide, divinyl sulfone, etc .; and having three or more vinyl groups Are used alone or as a mixture of two or more.
本発明のトナーを重合法で製造する方法では、一般に上述のトナー組成物等を適宜加えて、ホモジナイザー、ボールミル、コロイドミル、超音波分散機等の分散機に依って均一に溶解又は分散させた重合性単量体組成物を、分散安定剤を含有する水系媒体中に懸濁する。この時、高速撹拌機もしくは超音波分散機のような高速分散機を使用して一気に所望のトナー粒子のサイズとするほうが、得られるトナー粒子の粒径がシャープになる。重合開始剤添加の時期としては、重合性単量体中に他の添加剤を添加する時同時に加えても良いし、水系媒体中に懸濁する直前に混合しても良い。また、造粒直後、重合反応を開始する前に重合性単量体又は溶媒に溶解した重合開始剤を加えることもできる。 In the method for producing the toner of the present invention by a polymerization method, generally, the above-described toner composition or the like is appropriately added, and uniformly dissolved or dispersed by a dispersing machine such as a homogenizer, a ball mill, a colloid mill, or an ultrasonic dispersing machine. The polymerizable monomer composition is suspended in an aqueous medium containing a dispersion stabilizer. At this time, the particle size of the obtained toner particles becomes sharper by using a high-speed disperser such as a high-speed stirrer or an ultrasonic disperser to obtain a desired toner particle size at a stretch. The polymerization initiator may be added at the same time when other additives are added to the polymerizable monomer, or may be mixed immediately before being suspended in the aqueous medium. Also, a polymerization initiator dissolved in a polymerizable monomer or solvent can be added immediately after granulation and before starting the polymerization reaction.
造粒後は、通常の撹拌機を用いて、粒子状態が維持され且つ粒子の浮遊・沈降が防止される程度の撹拌を行なえば良い。 After granulation, stirring may be performed using a normal stirrer to such an extent that the particle state is maintained and particle floating and sedimentation are prevented.
本発明のトナーを製造する場合には、分散安定剤として公知の界面活性剤や有機分散剤・無機分散剤が使用できる。中でも無機分散剤は、有害な超微粉を生じ難く、その立体障害性により分散安定性を得ているので反応温度を変化させても安定性が崩れ難く、洗浄も容易でトナーに悪影響を与え難いため、好ましく使用できる。こうした無機分散剤の例としては、燐酸三カルシウム、燐酸マグネシウム、燐酸アルミニウム、燐酸亜鉛、ヒドロキシアパタイト等の燐酸多価金属塩、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩、メタ硅酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム等の無機塩、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の無機化合物が挙げられる。 When the toner of the present invention is produced, known surfactants, organic dispersants and inorganic dispersants can be used as the dispersion stabilizer. In particular, inorganic dispersants are less likely to produce harmful ultrafine powders, and because of their steric hindrance, dispersion stability is obtained, so even if the reaction temperature is changed, stability is not easily lost, and washing is easy and does not adversely affect the toner. Therefore, it can be preferably used. Examples of such inorganic dispersants include tricalcium phosphate, magnesium phosphate, aluminum phosphate, zinc phosphate, phosphate polyvalent metal salts such as hydroxyapatite, carbonates such as calcium carbonate and magnesium carbonate, calcium metasuccinate, calcium sulfate, Examples thereof include inorganic salts such as barium sulfate and inorganic compounds such as calcium hydroxide, magnesium hydroxide, and aluminum hydroxide.
これらの無機分散剤は、重合性単量体100質量部に対して0.2以上20質量部以下を使用することが望ましい。また、上記分散安定剤は単独で用いても良いし、複数種を併用してもよい。更に、0.001以上0.1質量部以下の界面活性剤を併用しても良い。 As for these inorganic dispersing agents, it is desirable to use 0.2-20 mass parts with respect to 100 mass parts of polymerizable monomers. Moreover, the said dispersion stabilizer may be used independently and may use multiple types together. Furthermore, you may use 0.001 or more and 0.1 mass part or less of surfactant together.
これら無機分散剤を用いる場合には、そのまま使用しても良いが、より細かい粒子を得るため、水系媒体中にて該無機分散剤粒子を生成させて用いることができる。例えば、燐酸三カルシウムの場合、高速撹拌下、燐酸ナトリウム水溶液と塩化カルシウム水溶液とを混合して、水不溶性の燐酸カルシウムを生成させることができ、より均一で細かな分散が可能となる。この時、同時に水溶性の塩化ナトリウム塩が副生するが、水系媒体中に水溶性塩が存在すると、重合性単量体の水への溶解が抑制されて、乳化重合による超微粒トナーが発生し難くなるので、より好都合である。 When these inorganic dispersants are used, they may be used as they are, but in order to obtain finer particles, the inorganic dispersant particles can be generated and used in an aqueous medium. For example, in the case of tricalcium phosphate, a sodium phosphate aqueous solution and a calcium chloride aqueous solution can be mixed under high-speed stirring to produce water-insoluble calcium phosphate, which enables more uniform and fine dispersion. At the same time, water-soluble sodium chloride salt is produced as a by-product. However, if water-soluble salt is present in the aqueous medium, dissolution of the polymerizable monomer in water is suppressed, and ultrafine toner is generated by emulsion polymerization. This is more convenient.
界面活性剤としては、例えばドデシルベンゼン硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム等が挙げられる。 Examples of the surfactant include sodium dodecylbenzene sulfate, sodium tetradecyl sulfate, sodium pentadecyl sulfate, sodium octyl sulfate, sodium oleate, sodium laurate, sodium stearate, potassium stearate and the like.
本発明ではトナー表面にマグネシウム、カルシウム、バリウム、アルミニウムからなるグループより選ばれる少なくとも一種以上の元素を5以上1000ppm以下、より好ましくは10以上500ppm以下存在させることが好ましい。これら元素のトナー表面の総存在量をトナー粒子質量基準で5以上1000ppm以下とする事でトナーの帯電量を高くする事ができると共に、メタノールに分散させ、分散後の上澄み液の電気伝導度を2.0以上15.0μS/cm以下とする事との相乗効果で画像濃度が高く、ゴーストのない鮮明な画像を得る事ができる。 In the present invention, it is preferable that at least one element selected from the group consisting of magnesium, calcium, barium, and aluminum is present on the toner surface in an amount of 5 to 1000 ppm, more preferably 10 to 500 ppm. By making the total abundance of these elements on the toner surface 5 or more and 1000 ppm or less on the basis of the toner particle mass, the charge amount of the toner can be increased and dispersed in methanol, and the electric conductivity of the supernatant liquid after dispersion is increased. The image density is high due to a synergistic effect with 2.0 to 15.0 μS / cm, and a clear image with no ghost can be obtained.
このため、本発明ではトナー表面にマグネシウム、カルシウム、バリウム、アルミニウムから選ばれる少なくとも一種以上の元素を5以上1000ppm以下存在させる事が好ましい。 Therefore, in the present invention, it is preferable that at least one element selected from magnesium, calcium, barium, and aluminum is present on the toner surface in an amount of 5 to 1000 ppm.
これら元素の存在量が1000ppmより多いと、トナーの帯電量が不足しカブリの増大を招き好ましくない。一方、これら元素が5ppm未満であるとチャージアップ気味になり、カブリが増大しやすいので好ましくない。 If the amount of these elements is more than 1000 ppm, the charge amount of the toner is insufficient, resulting in an increase in fog. On the other hand, if these elements are less than 5 ppm, it tends to charge up and fog is likely to increase, such being undesirable.
トナー表面に存在するマグネシウム、カルシウム、バリウム、アルミニウムのうち複数の元素が存在する場合、それらの総量が5以上1000ppm以下であることが必要である。 When a plurality of elements among magnesium, calcium, barium, and aluminum existing on the toner surface are present, the total amount thereof needs to be 5 or more and 1000 ppm or less.
なお、このような元素はトナー表面に存在することが好ましく、その量は該元素を含有する化合物を外部添加する方法、もしくは、上述の如き分散剤の洗浄方法、条件により任意に調整することが可能である。 Such an element is preferably present on the toner surface, and the amount thereof can be arbitrarily adjusted by a method of externally adding a compound containing the element or a method for washing the dispersant as described above and conditions. Is possible.
本発明において、トナー表面に存在するマグネシウム、カルシウム、バリウム、アルミニウムとは、イソプロパノールの如きトナーを溶かさない溶媒中にトナーを入れ、超音波洗浄機にて10分間処理し、外添剤を除いた状態で存在する元素のことを意味する。 In the present invention, magnesium, calcium, barium, and aluminum present on the toner surface are placed in a solvent that does not dissolve the toner, such as isopropanol, and treated with an ultrasonic cleaner for 10 minutes to remove external additives. It means an element that exists in the state.
また、それら元素の存在量については、外添剤を取り除いた後、トナー粒子に対して蛍光X線分析やプラズマ発光分析(ICP)などの公知の分析方法を用いて上記元素の定量を行うことが出来る。 As for the abundance of these elements, after removing external additives, the above elements are quantified using a known analysis method such as fluorescent X-ray analysis or plasma emission analysis (ICP) on the toner particles. I can do it.
後述の実施例において、各元素の測定は、蛍光X線分析を用いて行い、その詳細はJIS−KO119に準ずる。 In the examples described later, the measurement of each element is performed using fluorescent X-ray analysis, and the details are in accordance with JIS-KO119.
(1)使用装置について
蛍光X線分析装置3080(理学電気(株))
試料プレス成型機MAEKAWA Testing Machine(MFG Co,LTD製)
(1) Equipment used X-ray fluorescence analyzer 3080 (Rigaku Corporation)
Sample press molding machine MAEKAWA Testing Machine (manufactured by MFG Co, LTD)
(2)検量線の作成について
定量目的の複合化合物を、コーヒーミルを用いて5水準外添することによりサンプルを作成する。上記サンプルを試料プレス成型機を用いてプレス成形する。2θテーブルより複合化合物中〔M〕Kαピーク角度(a)を決定する。蛍光X線分析装置中へ検量線サンプルを入れ、資料室を減圧し真空にする。以下の条件にて各々のサンプルのX線強度を求め検量線(重量比:ppm表示)を作成する。
(2) Preparation of calibration curve A sample is prepared by externally adding five levels of a complex compound for quantitative determination using a coffee mill. The sample is press molded using a sample press molding machine. [M] Kα peak angle (a) in the composite compound is determined from the 2θ table. Place the calibration curve sample in the X-ray fluorescence analyzer and depressurize and vacuum the data chamber. The X-ray intensity of each sample is obtained under the following conditions, and a calibration curve (weight ratio: expressed in ppm) is created.
(3)測定条件について
測定電位、電圧 50kV、50から70mA
2θ角度 a
結晶板 LiF
測定時間 60秒
(3) Measurement conditions Measurement potential, voltage 50 kV, 50 to 70 mA
2θ angle a
Crystal plate LiF
Measurement time 60 seconds
(4)トナー粒子中の上記元素の定量について
上記検量線と同様の方法でサンプル成形した後、同じ測定条件にてX線強をもとめ、検量線より含有量を算出する。
(4) Quantification of the above-mentioned elements in the toner particles After forming a sample by the same method as the calibration curve, the X-ray intensity is obtained under the same measurement conditions, and the content is calculated from the calibration curve.
なお、トナー表面以外にマグネシウム、カルシウム、バリウム、アルミニウムの各元素を有する化合物が存在しない場合は上記方法にて各元素の存在量を求めるものの、トナー表面以外にこれら元素のいずれかを有する場合は、次の様にしてトナー表面の存在量を求める。 When there is no compound having each element of magnesium, calcium, barium, and aluminum other than the toner surface, the amount of each element is obtained by the above method, but when any of these elements is present other than the toner surface Then, the abundance of the toner surface is obtained as follows.
まず、上記方法にて各元素の存在量を求める:これを存在量Aとする。次に、外添剤を除いたトナー粒子を濃硝酸中にて1時間撹拌し、純水にて十分に洗浄した後、乾燥し、上記方法にて各元素の存在量を求める:これを存在量Bとする。 First, the abundance of each element is determined by the above method: this is abundance A. Next, the toner particles excluding the external additives are stirred in concentrated nitric acid for 1 hour, thoroughly washed with pure water, dried, and the abundance of each element is determined by the above method: The amount is B.
トナー表面の各元素の存在量はAとBの差、即ち(A−B)にて求めることが出来る。 The abundance of each element on the toner surface can be determined by the difference between A and B, that is, (A−B).
なお、マグネタイト等に上記元素が含まれる場合でも、マグネタイトは濃硝酸と不動体を形成し、溶出することはないので、トナー粒子表面のみの存在量の測定が可能となる。 Even when the above elements are contained in magnetite or the like, magnetite forms a non-moving substance with concentrated nitric acid and does not elute, so the abundance only on the surface of the toner particles can be measured.
上記重合性単量体を重合する工程において、重合温度は40℃以上、一般には50℃以上90℃以下の温度に設定される。この温度範囲で重合を行なうと、内部に封じられるべき離型剤が相分離により析出して内包化がより完全となる。 In the step of polymerizing the polymerizable monomer, the polymerization temperature is set to 40 ° C or higher, and generally 50 ° C to 90 ° C. When the polymerization is carried out in this temperature range, the release agent to be sealed inside precipitates by phase separation, and the encapsulation becomes more complete.
上記重合性単量体の重合終了後、得られた重合体粒子を公知の方法によって濾過、洗浄、乾燥することによりトナー粒子が得られる。 After the polymerization of the polymerizable monomer is completed, the obtained polymer particles are filtered, washed and dried by a known method to obtain toner particles.
また、このようにして得られたトナー粒子に、後述するような無機微粉体を必要に応じて混合して該トナー粒子の表面に付着させることで、本発明の磁性トナーを得ることができる。また、製造工程(無機微粉体の混合前)に分級工程を入れ、トナー粒子中に含まれる粗粉や微粉をカットすることも可能である。 In addition, the magnetic toner of the present invention can be obtained by mixing the toner particles obtained as described above with inorganic fine powder as will be described later, if necessary, and adhering them to the surface of the toner particles. It is also possible to insert a classification step in the manufacturing process (before mixing the inorganic fine powder) to cut coarse powder and fine powder contained in the toner particles.
本発明においてトナーは、流動化剤として個数平均粒径が4以上80nm以下、より好ましくは6以上40nm以下の無機微粉体がトナー粒子に添加されることも好ましい形態である。無機微粉体は、トナーの流動性改良及びトナー粒子の帯電均一化のために添加されるが、無機微粉体を疎水化処理するなどの処理によってトナーの帯電量の調整、環境安定性の向上等の機能を付与することも好ましい形態である。 In the present invention, it is also a preferred form that the toner has an inorganic fine powder having a number average particle diameter of 4 to 80 nm, more preferably 6 to 40 nm as a fluidizing agent. The inorganic fine powder is added to improve the fluidity of the toner and to make the charge of the toner particles uniform. However, adjustment of the charge amount of the toner, improvement of environmental stability, etc. by treatment such as hydrophobizing the inorganic fine powder. It is also a preferable form to provide the function.
無機微粉体の個数平均粒径が80nmよりも大きい場合、又は80nm以下の無機微粉体が添加されていない場合には良好なトナーの流動性が得られない。そして、トナー粒子への帯電付与が不均一になり易く、カブリの増大、画像濃度の低下、消費量の増大等の問題を避けられない。一方、無機微粉体の個数平均粒径が4nmよりも小さい場合には、無機微粉体の凝集性が強まり、1次粒子ではなく解砕処理によっても解れ難い強固な凝集性を持つ粒度分布の広い凝集体として挙動し易い。そして、凝集体が現像されてしまったり、凝集体により像担持体又はトナー担持体等を傷つけたりすることにより画像欠陥を生じ易くなり好ましくない。 When the number average particle size of the inorganic fine powder is larger than 80 nm, or when the inorganic fine powder of 80 nm or less is not added, good toner fluidity cannot be obtained. In addition, charging to toner particles is likely to be uneven, and problems such as an increase in fog, a decrease in image density, and an increase in consumption are unavoidable. On the other hand, when the number average particle size of the inorganic fine powder is smaller than 4 nm, the agglomeration property of the inorganic fine powder is increased, and the particle size distribution having a strong agglomeration property that is difficult to be solved by the crushing treatment instead of the primary particles is wide. It tends to behave as an aggregate. Then, it is not preferable because the aggregate is developed or the image carrier or the toner carrier is damaged by the aggregate, so that an image defect is easily generated.
本発明において、無機微粉体の個数平均粒径の測定法は、走査型電子顕微鏡により拡大撮影したトナーの写真を用いる。更に走査型電子顕微鏡に付属させたXMA等の元素分析手段によって無機微粉体の含有する元素でマッピングされたトナーの写真を対照しつつ、トナー表面に付着する、又はトナー粒子表面から遊離して存在している無機微粉体の1次粒子を100個以上測定し、個数基準の平均1次粒径、即ち個数平均粒径を求めることで測定できる。 In the present invention, the number average particle diameter of the inorganic fine powder is measured using a photograph of the toner magnified by a scanning electron microscope. Furthermore, it adheres to the toner surface or is free from the toner particle surface while contrasting the photograph of the toner mapped with the element contained in the inorganic fine powder by the elemental analysis means such as XMA attached to the scanning electron microscope. It can be measured by measuring 100 or more primary particles of the inorganic fine powder, and obtaining the average primary particle size based on the number, that is, the number average particle size.
本発明で用いられる無機微粉体としては、シリカ、酸化チタン、アルミナなどが使用できる。シリカ微粉体としては、例えば、ケイ素ハロゲン化物の蒸気相酸化により生成されたいわゆる乾式法又はヒュームドシリカと称される乾式シリカ、及び水ガラス等から製造されるいわゆる湿式シリカの両者が使用可能である。表面及びシリカ微粉体の内部にあるシラノール基が少なく、またNa2O、SO3 2-等の製造残滓の少ない乾式シリカの方が好ましい。また乾式シリカにおいては、製造工程において例えば、塩化アルミニウム、塩化チタン等他の金属ハロゲン化合物をケイ素ハロゲン化合物と共に用いることによって、シリカと他の金属酸化物の複合微粉体を得ることも可能であり、それらも包含する。 Silica, titanium oxide, alumina, etc. can be used as the inorganic fine powder used in the present invention. As the fine silica powder, for example, both a so-called dry method produced by vapor phase oxidation of silicon halide or dry silica called fumed silica, and so-called wet silica produced from water glass or the like can be used. is there. Dry silica is preferred because it has few silanol groups on the surface and in the silica fine powder, and few production residues such as Na 2 O and SO 3 2- . In dry silica, it is also possible to obtain a composite fine powder of silica and other metal oxides by using other metal halogen compounds such as aluminum chloride and titanium chloride together with silicon halogen compounds in the production process, They are also included.
個数平均粒径が4以上80nm以下の無機微粉体の添加量は、トナー粒子に対して0.1以上3.0質量%以下であることが好ましく、添加量が0.1質量%未満ではその効果が十分ではなく、3.0質量%以上では定着性が悪くなる。無機微粉体の含有量は、蛍光X線分析を用い、標準試料から作成した検量線を用いて定量できる。 The addition amount of the inorganic fine powder having a number average particle size of 4 to 80 nm is preferably 0.1 to 3.0% by mass with respect to the toner particles. The effect is not sufficient, and if it is 3.0% by mass or more, the fixing property is deteriorated. The content of the inorganic fine powder can be quantified using a calibration curve prepared from a standard sample using fluorescent X-ray analysis.
本発明において無機微粉体は疎水化処理されたものであることが、トナーの環境安定性を向上させることができるため好ましい。トナーに添加された無機微粉体が吸湿すると、トナー粒子の帯電量が著しく低下し、帯電量が不均一になり易く、トナー飛散が起こり易くなる。無機微粉体の疎水化処理に用いる処理剤としては、シリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、シリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シラン化合物、シランカップリング剤、その他有機硅素化合物、有機チタン化合物等の処理剤を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 In the present invention, it is preferable that the inorganic fine powder has been subjected to a hydrophobization treatment because the environmental stability of the toner can be improved. When the inorganic fine powder added to the toner absorbs moisture, the charge amount of the toner particles is remarkably reduced, the charge amount is likely to be non-uniform, and toner scattering is likely to occur. Treatment agents used for hydrophobizing inorganic fine powders include silicone varnishes, various modified silicone varnishes, silicone oils, various modified silicone oils, silane compounds, silane coupling agents, other organic silicon compounds, and organic titanium compounds. May be used alone or in combination of two or more.
上記処理剤の中でも、シリコーンオイルにより処理したものが好ましい。より好ましくは、無機微粉体をシラン化合物で疎水化処理すると同時に又は処理した後に、シリコーンオイルにより処理したものが高湿環境下でもトナー粒子の帯電量を高く維持し、トナー飛散を防止する上でよい。このような無機微粉体の処理方法としては、例えば第一段反応として、シラン化合物でシリル化反応を行いシラノール基を化学結合により消失させた後、第二段反応としてシリコーンオイルにより表面に疎水性の薄膜を形成することができる。 Among the above treatment agents, those treated with silicone oil are preferable. More preferably, the inorganic fine powder treated with the silicone oil at the same time as or after the hydrophobizing treatment with the silane compound maintains a high charge amount of toner particles even in a high humidity environment, and prevents toner scattering. Good. As a method for treating such inorganic fine powder, for example, as a first-stage reaction, a silanization reaction is performed with a silane compound and silanol groups are eliminated by chemical bonds, and then a hydrophobic reaction is performed on the surface with silicone oil as a second-stage reaction. The thin film can be formed.
上記シリコーンオイルは、25℃における粘度が10以上200,000mm2/s以下のものが、更には3,000以上80,000mm2/s以下のものが好ましい。10mm2/s未満では、無機微粉体に安定性が無く、熱及び機械的な応力により、画質が劣化する傾向がある。またシリコーンオイルの粘度が200,000mm2/sを超える場合は、無機微粉体を均一に処理することが困難になる傾向がある。 The silicone oil may have a viscosity is less than 10 200,000 mm 2 / s at 25 ° C., and more preferably the following 3,000 80,000mm 2 / s. If it is less than 10 mm 2 / s, the inorganic fine powder is not stable, and the image quality tends to deteriorate due to heat and mechanical stress. When the viscosity of the silicone oil exceeds 200,000 mm 2 / s, it tends to be difficult to uniformly treat the inorganic fine powder.
使用されるシリコーンオイルとしては、例えばジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、α−メチルスチレン変性シリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル等が特に好ましい。 As the silicone oil used, for example, dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, α-methylstyrene modified silicone oil, chlorophenyl silicone oil, fluorine modified silicone oil and the like are particularly preferable.
無機微粉体をシリコーンオイルで処理する方法としては、例えば、シラン化合物で処理された無機微粉体とシリコーンオイルとをヘンシェルミキサー等の混合機を用いて直接混合する方法や、無機微粉体にシリコーンオイルを噴霧する方法が挙げられる。或いは、適当な溶剤にシリコーンオイルを溶解又は分散させた後、無機微粉体を加えて混合し、溶剤を除去する方法でもよい。無機微粉体の凝集体の生成が比較的少ない点で噴霧する方法がより好ましい。 Examples of the method for treating the inorganic fine powder with silicone oil include a method of directly mixing the inorganic fine powder treated with the silane compound and the silicone oil using a mixer such as a Henschel mixer, or a method of treating the inorganic fine powder with the silicone oil. The method of spraying is mentioned. Alternatively, after dissolving or dispersing silicone oil in an appropriate solvent, an inorganic fine powder may be added and mixed to remove the solvent. A spraying method is more preferred because it produces relatively few aggregates of inorganic fine powder.
シリコーンオイルの処理量は、無機微粉体100質量部に対し1以上40質量部以下、好ましくは3以上35質量部以下が良い。シリコーンオイルの量が少なすぎると良好な疎水性が得られず、多すぎるとカブリ発生等の不具合が生ずる傾向がある。 The treatment amount of the silicone oil is 1 to 40 parts by mass, preferably 3 to 35 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the inorganic fine powder. If the amount of silicone oil is too small, good hydrophobicity cannot be obtained, and if it is too large, problems such as fogging tend to occur.
本発明で用いられる無機微粉体は、トナーに良好な流動性を付与させる為に、窒素吸着によるBET法で測定した比表面積が20以上350m2/g以下である事が好ましく、25以上300m2/g以下のものがより好ましい。比表面積は、BET法に従って、比表面積測定装置オートソーブ1(湯浅アイオニクス社製)を用いて試料表面に窒素ガスを吸着させ、BET多点法を用いて算出される。 The inorganic fine powder used in the present invention preferably has a specific surface area of 20 or more and 350 m 2 / g or less, measured by the BET method by nitrogen adsorption, in order to impart good fluidity to the toner, and 25 or more and 300 m 2. / G or less is more preferable. The specific surface area is calculated using the BET multipoint method by adsorbing nitrogen gas to the sample surface using a specific surface area measuring device Autosorb 1 (manufactured by Yuasa Ionics) according to the BET method.
本発明のトナーは、クリーニング性向上等の目的で、一次粒径が30nmを超える(好ましくは比表面積が50m2/g未満)、より好ましくは一次粒径が50nm以上(好ましくは比表面積が30m2/g未満)の無機又は有機の球状に近い微粒子を、更にトナー粒子に添加することも好ましい形態のひとつである。例えば球状シリカ粒子、球状ポリメチルシルセスキオキサン粒子、球状樹脂粒子等が好ましく用いられる。 The toner of the present invention has a primary particle size of more than 30 nm (preferably a specific surface area of less than 50 m 2 / g), more preferably a primary particle size of 50 nm or more (preferably a specific surface area of 30 m) for the purpose of improving cleaning properties. It is also one of preferable modes to add inorganic or organic fine particles close to spherical shape (less than 2 / g) to the toner particles. For example, spherical silica particles, spherical polymethylsilsesquioxane particles, spherical resin particles and the like are preferably used.
本発明のトナーには、実質的な悪影響を与えない範囲内で更に他の添加剤、例えばポリフッ化エチレン粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末;酸化セリウム粉末、炭化硅素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末などの研磨剤;例えば酸化チタン粉末、酸化アルミニウム粉末などの流動性付与剤;ケーキング防止剤;または逆極性の有機微粒子及び無機微粒子を現像性向上剤として少量用いることもできる。これらの添加剤の表面を疎水化処理して用いることも可能である。 In the toner of the present invention, other additives such as a lubricant powder such as a polyfluorinated ethylene powder, a zinc stearate powder, and a polyvinylidene fluoride powder; a cerium oxide powder, a silicon carbide powder within a range that does not substantially adversely affect the toner. An abrasive such as strontium titanate powder; a fluidity-imparting agent such as titanium oxide powder or aluminum oxide powder; an anti-caking agent; or organic fine particles and inorganic fine particles of opposite polarity can be used in small amounts as a developability improver. It is also possible to use the surface of these additives after hydrophobizing them.
次に、本発明のトナーに係る各物性の測定方法に関して記載する。 Next, a method for measuring each physical property related to the toner of the present invention will be described.
(1)磁性トナーの電気伝導度
メタノール(キシダ化学社製、特級)100gに磁性トナー5.0gを分散させ、室温(23.0℃)にて30分間分散・撹拌する。その後、マグネットによりトナーを沈殿させ、上澄み液を得る。得られた上澄み液を導電率計(堀場製作所社製、ES−12)にて測定を行った。
(1) Electric conductivity of magnetic toner Disperse and stir at room temperature (23.0 ° C.) for 30 minutes by dispersing 5.0 g of magnetic toner in 100 g of methanol (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd., special grade). Thereafter, the toner is precipitated by a magnet to obtain a supernatant. The obtained supernatant was measured with a conductivity meter (manufactured by Horiba, Ltd., ES-12).
(2)磁性粉体の処理剤の脱離率
500℃で焼成した磁性粉体1gを10mlの濃塩酸中で加熱溶解した後、純水を加えて全量を100mlとした(母液)。母液から20mlを分取し、純水を加えて全量を100mlとした溶液(測定用)を作製した。さらに母液から20mlを分取し、原子吸光分析用のシリカ標準液を所定量添加した後、純水を加えて全量を100mlとした溶液(標準化用)を作製した。
(2) Desorption rate of magnetic powder treatment agent 1 g of magnetic powder fired at 500 ° C. was dissolved by heating in 10 ml of concentrated hydrochloric acid, and then pure water was added to make the total volume 100 ml (mother liquor). 20 ml was taken from the mother liquor, and pure water was added to make a total solution of 100 ml (for measurement). Further, 20 ml was taken from the mother liquor, a predetermined amount of a silica standard solution for atomic absorption analysis was added, and then a pure water was added to make a total amount of 100 ml (for standardization).
次にICP発光分析装置(セイコーインスツルメンツ社製 Vista−PRO(商品名))を用いて標準添加法にて測定溶液中のSi量(mg)を求め、磁性粉体のSi量(%)を算出した。 Next, using an ICP emission spectrometer (Vista-PRO (trade name) manufactured by Seiko Instruments Inc.), the Si amount (mg) in the measurement solution is obtained by the standard addition method, and the Si amount (%) of the magnetic powder is calculated. did.
ここで、疎水化処理した磁性粉体が有するSi量をSi−1、疎水化処理していない磁性粉体が有するSi量をSi−2とする。 Here, the Si amount of the magnetic powder subjected to the hydrophobization treatment is Si-1, and the Si amount of the magnetic powder not subjected to the hydrophobization treatment is Si-2.
一方、50mlのスクリュー管瓶に疎水化処理した磁性粉体20.0g、トルエン13.0gを入れ、振とうした後に超音波分散器にて60分間超音波を照射した。その後、遠心分離器を用いて2000rpmで15分間遠心分離を行った後、上澄み液を取り除き沈殿物を得た。得られた沈殿物を90℃にて1時間乾燥させた後、上記の方法により磁性粉体が有するSi量(Si−3)を測定した。 On the other hand, 20.0 g of hydrophobized magnetic powder and 13.0 g of toluene were placed in a 50 ml screw tube bottle, shaken, and then irradiated with ultrasonic waves for 60 minutes with an ultrasonic disperser. Then, after centrifuging at 2000 rpm for 15 minutes using a centrifuge, the supernatant was removed to obtain a precipitate. The obtained precipitate was dried at 90 ° C. for 1 hour, and then the Si amount (Si-3) of the magnetic powder was measured by the above method.
ここで、Si−1からSi−2を引いた値が磁性粉体が含有する処理剤量であり、Si−3からSi−2を引いた値がトルエン中にて60分間分散させた後の磁性粉体が含有する処理剤量となる。これらを用い、下式により処理剤の脱離率を求める。
脱離率={1−(トルエン中にて60分間分散させた後の磁性粉体が含有する処理剤量)/(磁性粉体が含有する処理剤量)}×100
Here, the value obtained by subtracting Si-2 from Si-1 is the amount of the processing agent contained in the magnetic powder, and the value obtained by subtracting Si-2 from Si-3 is dispersed in toluene for 60 minutes. It becomes the amount of the processing agent contained in the magnetic powder. Using these, the desorption rate of the treatment agent is obtained by the following equation.
Desorption rate = {1- (Amount of treatment agent contained in magnetic powder after being dispersed in toluene for 60 minutes) / (Amount of treatment agent contained in magnetic powder)} × 100
(3)トナーの平均粒径及び粒度分布
本発明のトナーの重量平均粒径及び粒度分布は、コールターカウンターTA−II型又はコールターマルチサイザー(コールター社製)等を用いた種々の方法で測定可能である。本発明においてはコールターマルチサイザー(コールター社製)を用い、これに個数分布、体積分布を出力するインターフェイス(日科機製)及びPC9801パーソナルコンピューター(NEC製)を接続する。電解液としては1級塩化ナトリウムを用いて調製した1%NaCl水溶液を用いる。このような電解液として、例えばISOTON R−II(コールターサイエンティフィックジャパン社製)が使用できる。
(3) Average particle size and particle size distribution of toner The weight average particle size and particle size distribution of the toner of the present invention can be measured by various methods using a Coulter Counter TA-II type or Coulter Multisizer (manufactured by Coulter). It is. In the present invention, a Coulter Multisizer (manufactured by Coulter Inc.) is used, and an interface (manufactured by Nikkiki) and a PC9801 personal computer (manufactured by NEC) for outputting the number distribution and volume distribution are connected thereto. As the electrolytic solution, a 1% NaCl aqueous solution prepared using primary sodium chloride is used. As such an electrolytic solution, for example, ISOTON R-II (manufactured by Coulter Scientific Japan) can be used.
測定手順は以下の通りである。上記電解液100ml中に分散剤として界面活性剤(アルキルベンゼンスルフォン酸塩)を5mlを加え、更に測定試料を10mg加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、前記コールターマルチサイザーによりアパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、2μm以上のトナー粒子の個数を測定して個数分布を算出する。それを基に重量平均粒径を求める。 The measurement procedure is as follows. 5 ml of a surfactant (alkylbenzene sulfonate) is added as a dispersant to 100 ml of the electrolytic solution, and 10 mg of a measurement sample is further added. The electrolytic solution in which the sample is suspended is subjected to a dispersion treatment for 1 minute by an ultrasonic disperser, and the number distribution is calculated by measuring the number of toner particles having a size of 2 μm or more using the 100 μm aperture as an aperture by the Coulter multisizer. Based on this, the weight average particle diameter is determined.
(4)トナーの平均円形度及びモード円形度
トナーの平均円形度及びモード円形度は、フロー式粒子像測定装置「FPIA−2100型」(シスメックス社製)を用いて測定を行い、下式を用いて算出する。
(4) Average circularity and mode circularity of the toner The average circularity and the mode circularity of the toner are measured using a flow type particle image measuring device “FPIA-2100 type” (manufactured by Sysmex Corporation). Use to calculate.
ここで、「粒子投影面積」とは二値化されたトナー粒子像の面積であり、「粒子投影像の周囲長」とは該トナー粒子像のエッジ点を結んで得られる輪郭線の長さと定義する。測定は、512×512の画像処理解像度(0.3μm×0.3μmの画素)で画像処理した時の粒子像の周囲長を用いる。 Here, the “particle projected area” is the area of the binarized toner particle image, and the “peripheral length of the particle projected image” is the length of the contour line obtained by connecting the edge points of the toner particle image. Define. The measurement uses the perimeter of the particle image when image processing is performed at an image processing resolution of 512 × 512 (pixels of 0.3 μm × 0.3 μm).
本発明における円形度はトナー粒子の凹凸の度合いを示す指標であり、トナー粒子が完全な球形の場合に1.000を示し、表面形状が複雑になる程、円形度は小さな値となる。また、円形度頻度分布の平均値を意味する平均円形度Cは、粒度分布の分割点iでの円形度(中心値)をci、測定粒子数をmとすると、下記式から算出される。 In the present invention, the circularity is an index indicating the degree of unevenness of the toner particles, and is 1.000 when the toner particles are completely spherical. The more complicated the surface shape, the smaller the circularity. The average circularity C, which means the average value of the circularity frequency distribution, is calculated from the following equation, where ci is the circularity (center value) at the dividing point i of the particle size distribution and m is the number of measured particles.
また、モード円形度は円形度頻度分布において、もっとも頻度が高い円形度の値である。 The mode circularity is a circularity value having the highest frequency in the circularity frequency distribution.
なお、本発明で用いている測定装置である「FPIA−2100」は、各粒子の円形度を算出後、平均円形度及び円形度標準偏差の算出に当たって、得られた円形度によって粒子を円形度0.4から1.0を0.01毎に等分割したクラスに分け、その分割点の中心値と測定粒子数を用いて平均円形度及び円形度標準偏差の算出を行う。 In addition, “FPIA-2100”, which is a measuring apparatus used in the present invention, calculates the circularity of each particle and then calculates the average circularity and the circularity standard deviation. 0.4 to 1.0 are divided into equally divided classes every 0.01, and the average circularity and circularity standard deviation are calculated using the center value of the dividing points and the number of measured particles.
測定手順は以下の通りである。界面活性剤0.1mgを溶解している水10mlにトナー5mgを分散させて分散液を調製し、超音波(20kHz、50W)を分散液に5分間照射し、分散液濃度を5000以上2万個/μl以下として、前記装置により測定を行い、3μm以上の円相当径の粒子群の平均円形度を求める。 The measurement procedure is as follows. A dispersion is prepared by dispersing 5 mg of toner in 10 ml of water in which 0.1 mg of a surfactant is dissolved, and the dispersion is irradiated with ultrasonic waves (20 kHz, 50 W) for 5 minutes. The concentration of the dispersion is 5000 or more and 20,000. The number of particles / μl or less is measured by the above apparatus, and the average circularity of a particle group having an equivalent circle diameter of 3 μm or more is obtained.
なお、本測定において3μm以上の円相当径の粒子群についてのみ円形度を測定する理由は以下の通りである。3μm未満の円相当径の粒子群にはトナー粒子とは独立して存在する外部添加剤の粒子群が含まれており、これら外部添加剤による影響を排除して、より正確にトナー粒子の円形度を求めるためである。また、円形度のバラツキを抑えるため、フロー式粒子像分析装置FPIA−2100の機内温度が26から27℃になるよう装置の設置環境を23℃±0.5℃にコントロールし、一定時間おきに、好ましくは2時間おきに2μmラテックス粒子を用いて自動焦点調整を行う。 In this measurement, the reason for measuring the circularity only for the particle group having an equivalent circle diameter of 3 μm or more is as follows. The group of particles having an equivalent circle diameter of less than 3 μm includes a group of external additives that exist independently from the toner particles. The influence of these external additives is eliminated, and the toner particles are more accurately circular. This is to obtain the degree. In order to suppress variation in circularity, the installation environment of the apparatus is controlled at 23 ° C. ± 0.5 ° C. so that the temperature inside the flow type particle image analyzer FPIA-2100 is 26 to 27 ° C. Preferably, autofocus is performed using 2 μm latex particles every 2 hours.
更に本発明で用いている測定装置である「FPIA−2100」は、従来よりトナーの形状を算出するために用いられていた「FPIA−1000」と比較して、処理粒子画像の倍率の向上、更に取り込んだ画像の処理解像度の向上(256×256→512×512)によりトナーの形状測定の精度が上がっており、それにより微粒子のより確実な補足を達成している装置である。従って、本発明のように、より正確に形状を測定する必要がある場合には、より正確に形状に関する情報が得られるFPIA−2100の方が有用である。 Furthermore, “FPIA-2100”, which is a measuring apparatus used in the present invention, improves the magnification of the processed particle image as compared with “FPIA-1000” conventionally used for calculating the shape of the toner. Furthermore, the accuracy of toner shape measurement has been improved by improving the processing resolution of the captured image (256 × 256 → 512 × 512), thereby achieving more reliable capture of fine particles. Therefore, when it is necessary to measure the shape more accurately as in the present invention, the FPIA-2100 that can obtain information on the shape more accurately is more useful.
(5)ポリエステル樹脂の分子量測定
ポリエステル樹脂の分子量の測定は以下の様にして行う。ポリエステル樹脂をTHF中に室温で24時間静置して溶解した溶液を、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブランフィルターで濾過してサンプル溶液とし、以下の条件で測定する。尚、サンプル溶液の調製に際しては、THFに可溶な成分の濃度が0.4以上0.6質量%以下になるようにTHFの量を調整する。
装置:高速GPC HLC8120 GPC(東ソー社製)
カラム:Shodex KF−801、802、803、804、805、806、807の7連(昭和電工社製)
溶離液:THF
流速:1.0ml/min
オーブン温度:40.0℃
試料注入量:0.10ml
(5) Molecular weight measurement of polyester resin The molecular weight of the polyester resin is measured as follows. A solution in which a polyester resin is allowed to stand in THF for 24 hours at room temperature and dissolved is filtered through a solvent-resistant membrane filter having a pore diameter of 0.2 μm to obtain a sample solution, which is measured under the following conditions. In preparing the sample solution, the amount of THF is adjusted so that the concentration of the component soluble in THF is 0.4 or more and 0.6% by mass or less.
Equipment: High-speed GPC HLC8120 GPC (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: Seven series of Shodex KF-801, 802, 803, 804, 805, 806, 807 (manufactured by Showa Denko KK)
Eluent: THF
Flow rate: 1.0 ml / min
Oven temperature: 40.0 ° C
Sample injection volume: 0.10 ml
また、試料の分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂(東ソー社製TSK スタンダード ポリスチレン F−850、F−450、F−288、F−128、F−80、F−40、F−20、F−10、F−4、F−2、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、A−500)により作成した分子量校正曲線を使用する。 In calculating the molecular weight of the sample, standard polystyrene resin (TSO standard polystyrene F-850, F-450, F-288, F-128, F-80, F-40, F-20, F- manufactured by Tosoh Corporation) was used. 10, F-4, F-2, F-1, A-5000, A-2500, A-1000, A-500).
(7)ポリエステル樹脂の酸価の測定方法
ポリエステル樹脂の酸価はJIS K1557−1970に準じ、測定される。具体的な測定方法を以下に示す。試料の粉砕品を2.0gを精秤する(W(g))。200mlの三角フラスコに試料を入れ、トルエン/エタノール(2:1)の混合溶液100mlを加え、5時間溶解する。指示薬としてフェノールフタレイン溶液を加える。0.1規定のKOHもアルコール溶液を用いて上記溶液をビュレットを用いて滴定する。この時のKOH溶液の量をS(ml)とする。ブランクテストをし、この時のKOH溶液の量をB(ml)とする。
(7) Method for Measuring Acid Value of Polyester Resin The acid value of the polyester resin is measured according to JIS K1557-1970. A specific measurement method is shown below. 2.0 g of the pulverized sample is precisely weighed (W (g)). A sample is put into a 200 ml Erlenmeyer flask, 100 ml of a mixed solution of toluene / ethanol (2: 1) is added and dissolved for 5 hours. Add phenolphthalein solution as indicator. 0.1N KOH is also titrated with a burette using an alcohol solution. The amount of the KOH solution at this time is S (ml). A blank test is performed, and the amount of the KOH solution at this time is defined as B (ml).
次式により酸価を計算する。
酸価=〔(S−B)×f×5.61〕/W
(f:KOH溶液のファクター)
The acid value is calculated by the following formula.
Acid value = [(SB) × f × 5.61] / W
(F: Factor of KOH solution)
(8)コア−シェル構造の確認
本発明において、トナーのコア−シェル構造の確認は以下の如きに行なう。具体的には、紫外線硬化型のアクリル樹脂中にトナーを充分に分散させた後、該アクリル樹脂に紫外線を照射して硬化させる。ウルトラミクロトームを用いて得られた硬化物の面出しを行い、それを四酸化ルテニウム(RuO4)、又は必要に応じて四酸化オスミウム(OsO4)を併用して電子染色を施した後、ダイヤモンドナイフを備えたウルトラミクロトームを用いて薄片状のサンプルを切り出す。得られたサンプルを透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて観察することにより、トナーの断面層形態を観察し、顕微鏡写真を得る。こうして得られたトナーの断面写真(例えば4万倍に拡大した断面写真)よりコア−シェル構造の確認を行なう。
(8) Confirmation of Core-Shell Structure In the present invention, confirmation of the core-shell structure of the toner is performed as follows. Specifically, after the toner is sufficiently dispersed in the ultraviolet curable acrylic resin, the acrylic resin is irradiated with ultraviolet rays and cured. After the surface of the cured product obtained using an ultramicrotome is subjected to electron staining using ruthenium tetroxide (RuO 4 ) or, if necessary, osmium tetroxide (OsO 4 ), diamond A flaky sample is cut out using an ultramicrotome equipped with a knife. By observing the obtained sample using a transmission electron microscope (TEM), the cross-sectional layer form of the toner is observed, and a micrograph is obtained. The core-shell structure is confirmed from the sectional photograph of the toner thus obtained (for example, a sectional photograph magnified 40,000 times).
次に、本発明のトナーを好適に用いることのできる画像形成装置の一例を図1に沿って具体的に説明する。 Next, an example of an image forming apparatus that can suitably use the toner of the present invention will be specifically described with reference to FIG.
図1において、100は感光ドラムであり、その周囲に一次帯電ローラー117、現像スリーブ102を有する現像器140、転写帯電ローラー114、クリーナー116、レジスタローラー124等が設けられている。感光ドラム100は一次帯電ローラー117によって例えば−600Vに帯電される(印加電圧は例えば交流電圧1.85kVpp、直流電圧−620Vdc)。そして、レーザー発生装置121によりレーザー光123を感光体100に照射することによって露光が行われ、目的の画像に対応した静電潜像が形成される。感光ドラム100上の静電潜像は現像器140によって一成分磁性トナーで現像されてトナー画像を得、トナー画像は転写材を介して感光体に当接された転写ローラー114により転写材上へ転写される。トナー画像を載せた転写材は搬送ベルト125等により定着器126へ運ばれ転写材上に定着される。また、一部感光体上に残されたトナーはクリーナー116によりクリーニングされる。
In FIG. 1, reference numeral 100 denotes a photosensitive drum, which is provided with a primary charging roller 117, a developing
なお、ここでは磁性一成分ジャンピング現像の画像形成装置を示したが、本発明のトナーは磁性トナーであっても非磁性トナーであってもよく、一成分現像方式又は二成分現像現像方式のいずれに用いられるトナーであってもよい。更には、ジャンピング現像又は接触現像のいずれの方法に用いられるものであってもよい。 Although an image forming apparatus for magnetic one-component jumping development is shown here, the toner of the present invention may be a magnetic toner or a non-magnetic toner, and either a one-component development method or a two-component development development method is used. The toner used in the toner may be used. Furthermore, it may be used for any method of jumping development or contact development.
以下、本発明を製造例及び実施例により更に具体的に説明するが、これらは本発明をなんら限定するものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to production examples and examples, but these do not limit the present invention in any way.
<磁性粉体の製造例>
硫酸第一鉄水溶液中に、鉄元素に対してl.0以上1.1以下当量の苛性ソーダ溶液、鉄元素に対しリン元素換算で0.15質量%となる量のP2O5、鉄元素に対して珪素元素換算で0.50質量%となる量のSiO2を混合し、水酸化第一鉄を含む水溶液を調製した。水溶液のpHを8.0とし、空気を吹き込みながら85℃で酸化反応を行い、種晶を有するスラリー液を調製した。
<Examples of magnetic powder production>
In ferrous sulfate aqueous solution, l. 0 to 1.1 equivalent of caustic soda solution, P 2 O 5 in an amount of 0.15% by mass in terms of phosphorus with respect to iron element, and 0.50% by mass in terms of silicon with respect to iron element Of SiO 2 were mixed to prepare an aqueous solution containing ferrous hydroxide. The pH of the aqueous solution was 8.0, and an oxidation reaction was performed at 85 ° C. while blowing air to prepare a slurry liquid having seed crystals.
次いで、このスラリー液に当初のアルカリ量(苛性ソーダのナトリウム成分)に対し0.9以上1.2当量以下となるよう硫酸第一鉄水溶液を加えた後、スラリー液をpH7.6に維持して、空気を吹込みながら酸化反応をすすめ、磁性酸化鉄を含むスラリー液を得た。濾過、洗浄した後、この含水スラリー液を一旦取り出した。この時、含水サンプルを少量採取し、含水量を計っておいた。次に、この含水サンプルを乾燥せずに別の水系媒体中に投入し、撹拌すると共にスラリーを循環させながらピンミルにて再分散させ、再分散液のpHを約4.8に調整し、撹拌しながらn−ヘキシルトリメトキシシランを磁性酸化鉄100質量部に対し1.6質量部(磁性酸化鉄の量は含水サンプルから含水量を引いた値として計算した)添加し、加水分解を行った。その後、撹拌を十分行うと共にスラリーを循環させながらピンミルにて分散を行い、分散液のpHを8.6にしてカップリング処理を行った。生成した疎水性磁性粉体をフィルタープレスにてろ過し、多量の水で洗浄した後に風乾した。その後、100℃で15分、90℃で30分乾燥し、得られた粒子を解砕処理して体積平均粒径が0.23μmの磁性粉体を得た。得られた磁性粉体1の物性を表1に示す。 Next, after adding ferrous sulfate aqueous solution to this slurry liquid so that it becomes 0.9 or more and 1.2 equivalent or less with respect to the initial alkali amount (sodium component of caustic soda), the slurry liquid is maintained at pH 7.6. Then, an oxidation reaction was promoted while blowing air to obtain a slurry liquid containing magnetic iron oxide. After filtration and washing, the water-containing slurry was once taken out. At this time, a small amount of water-containing sample was collected and the water content was measured. Next, the water-containing sample is put into another aqueous medium without being dried, stirred and redispersed with a pin mill while circulating the slurry, and the pH of the redispersed liquid is adjusted to about 4.8 and stirred. While adding 1.6 parts by mass of n-hexyltrimethoxysilane to 100 parts by mass of magnetic iron oxide (the amount of magnetic iron oxide was calculated by subtracting the water content from the water-containing sample), hydrolysis was performed. . Thereafter, the mixture was sufficiently stirred and dispersed with a pin mill while circulating the slurry, and the pH of the dispersion was set to 8.6 to perform a coupling treatment. The produced hydrophobic magnetic powder was filtered with a filter press, washed with a large amount of water, and then air-dried. Thereafter, drying was performed at 100 ° C. for 15 minutes and 90 ° C. for 30 minutes, and the obtained particles were crushed to obtain a magnetic powder having a volume average particle diameter of 0.23 μm. Table 1 shows the physical properties of the magnetic powder 1 obtained.
<磁性粉体2の製造>
磁性粉体1の製造において、n−ヘキシルトリメトキシシランの量を磁性酸化鉄100質量部に対し1.0質量部とし、乾燥条件を100℃で30分、150℃で60分に変えたこと以外は磁性粉体1の製造と同様にして磁性粉体1を得た。得られた磁性粉体1の物性を表1に示す。
<Manufacture of magnetic powder 2>
In the production of magnetic powder 1, the amount of n-hexyltrimethoxysilane was changed to 1.0 part by mass with respect to 100 parts by mass of magnetic iron oxide, and the drying conditions were changed to 30 minutes at 100 ° C. and 60 minutes at 150 ° C. Except for this, the magnetic powder 1 was obtained in the same manner as in the production of the magnetic powder 1. Table 1 shows the physical properties of the magnetic powder 1 obtained.
<磁性粉体3の製造>
磁性粉体1の製造において、、n−ヘキシルトリメトキシシランの量を磁性酸化鉄100質量部に対し2.8質量部とし乾燥条件を60℃4時間に変えたこと以外は磁性粉体1の製造と同様にして磁性粉体3を得た。得られた磁性粉体3の物性を表1に示す。
<Manufacture of magnetic powder 3>
In the production of magnetic powder 1, the amount of n-hexyltrimethoxysilane was 2.8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of magnetic iron oxide, and the drying conditions were changed to 60 ° C. for 4 hours. Magnetic powder 3 was obtained in the same manner as in the production. Table 1 shows the physical properties of the magnetic powder 3 obtained.
<磁性粉体4の製造>
磁性粉体1の製造において、添加するSiO2を珪素元素換算で0.30質量%となる量のSiO2に変え、P2O5を添加しなかったこと以外は磁性粉体1の製造と同様にして磁性粉体4を得た。得られた磁性粉体4の物性を表1に示す。
<Manufacture of magnetic powder 4>
In the production of the magnetic powder 1, the SiO 2 to be added is changed to SiO 2 in an amount of 0.30% by mass in terms of silicon element, and the P 2 O 5 is not added. Similarly, magnetic powder 4 was obtained. Table 1 shows the physical properties of the magnetic powder 4 thus obtained.
なお、表中の残留磁化は磁場磁場79.6kA/m(1000エルステッド)にて着磁した際の値であり、磁化の強さは磁場79.6kA/m(1000エルステッド)中の磁化の強さである。 The residual magnetization in the table is a value when magnetized with a magnetic field of 79.6 kA / m (1000 oersted), and the strength of magnetization is the strength of magnetization in the magnetic field of 79.6 kA / m (1000 oersted). That's it.
<チタン含有触媒Aの合成>
冷却管、撹拌機及び液中バブリング可能な窒素導入管の付いた反応槽中に、チタニウムジイソプロポキシビス(トリエタノールアミネート)1617質量部とイオン交換水126質量部を入れ、窒素にて液中バブリング下、90℃まで徐々に昇温し、90℃で4時間反応(加水分解)させることで、チタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)[触媒A]を得た。
<Synthesis of titanium-containing catalyst A>
Into a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer and a nitrogen introducing tube capable of bubbling in the liquid, 1617 parts by mass of titanium diisopropoxybis (triethanolaminate) and 126 parts by mass of ion-exchanged water are added, and the solution is liquid with nitrogen. Under moderate bubbling, the temperature was gradually raised to 90 ° C. and reacted (hydrolyzed) at 90 ° C. for 4 hours to obtain titanium dihydroxybis (triethanolaminate) [catalyst A].
なお、一般式(I)中の−Xは−OCH2CH2N(CH2CH2OH)2であり、m=2、n=2である。 Incidentally, -X in formula (I) is a -OCH 2 CH 2 N (CH 2 CH 2 OH) 2, is m = 2, n = 2.
<チタン含有触媒Bの合成>
冷却管、撹拌機及び液中バブリング可能な窒素導入管の付いた反応槽中に、チタニウムジイソプロポキシビス(トリエタノールアミネート)1617質量部とイオン交換水126質量部を入れ、窒素にて液中バブリング下、90℃まで徐々に昇温し、90℃で4時間反応(加水分解)させることで、チタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)を得た。得たれた化合物を窒素雰囲気下で昇温し、ヒドロキシル基を脱水することでチタニル構造を持つチタン含有触媒を得た[触媒B]。
<Synthesis of titanium-containing catalyst B>
In a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer and a nitrogen introducing tube capable of bubbling in the liquid, 1617 parts by mass of titanium diisopropoxybis (triethanolaminate) and 126 parts by mass of ion-exchanged water are placed, and the solution is liquid with nitrogen. Under moderate bubbling, the temperature was gradually raised to 90 ° C. and reacted (hydrolyzed) at 90 ° C. for 4 hours to obtain titanium dihydroxybis (triethanolaminate). The obtained compound was heated in a nitrogen atmosphere to dehydrate the hydroxyl group to obtain a titanium-containing catalyst having a titanyl structure [Catalyst B].
なお、一般式(II)中の−Xは−OCH2CH2N(CH2CH2OH)2であり、p=2、q=0である。 Note that -X in formula (II) is a -OCH 2 CH 2 N (CH 2 CH 2 OH) 2, is p = 2, q = 0.
<ポリエステル樹脂1の合成>
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、下記成分を入れ、230℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させた。
ビスフェノールA EO 2モル付加物 350質量部
ビスフェノールA PO 2モル付加物 326質量部
テレフタル酸 278質量部
チタン含有触媒A 2質量部
次いで5から20mmHgの減圧下に反応させ、酸価が2以下になった時点で180℃に冷却し、無水トリメリット酸62質量部を加え、常圧密閉下2時間反応後取り出し、室温まで冷却後、粉砕してポリエステル樹脂1を得た。得られた樹脂の物性を表2に示す。
<Synthesis of polyester resin 1>
The following components were placed in a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer, and a nitrogen introduction tube, and reacted for 10 hours while distilling off the water produced at 230 ° C. under a nitrogen stream.
Bisphenol A EO 2 mol adduct 350 parts by mass Bisphenol A PO 2 mol adduct 326 parts by mass Terephthalic acid 278 parts by mass Titanium-containing catalyst A 2 parts by mass Then, the reaction is performed under reduced pressure of 5 to 20 mmHg, and the acid value becomes 2 or less. At that time, it was cooled to 180 ° C., 62 parts by mass of trimellitic anhydride was added, taken out after reaction for 2 hours under sealed at normal pressure, cooled to room temperature, pulverized, and polyester resin 1 was obtained. Table 2 shows the physical properties of the obtained resin.
<ポリエステル樹脂2の合成>
ポリエステル樹脂1の製造において、チタン含有触媒Aをチタン含有触媒Bに変えたこと以外はポリエステル樹脂1の製造と同様にしてポリエステル樹脂2を得た。得られた樹脂の物性を表2に示す。
<Synthesis of polyester resin 2>
In the production of the polyester resin 1, a polyester resin 2 was obtained in the same manner as the production of the polyester resin 1 except that the titanium-containing catalyst A was changed to the titanium-containing catalyst B. Table 2 shows the physical properties of the obtained resin.
<ポリエステル樹脂3の合成>
ポリエステル樹脂1の製造において、無水トリメリット酸を添加しなかったこと以外はポリエステル樹脂1の製造と同様にしてポリエステル樹脂3を得た。得られた樹脂の物性を表2に示す。
<Synthesis of polyester resin 3>
In the production of polyester resin 1, polyester resin 3 was obtained in the same manner as in the production of polyester resin 1 except that trimellitic anhydride was not added. Table 2 shows the physical properties of the obtained resin.
<ポリエステル樹脂4の合成>
ポリエステル樹脂1の製造において、無水トリメリット酸62質量部を118質量部に変更したこと以外はポリエステル樹脂1の製造と同様にしてポリエステル樹脂4を得た。得られた樹脂の物性を表2に示す。
<Synthesis of polyester resin 4>
In the production of polyester resin 1, polyester resin 4 was obtained in the same manner as in the production of polyester resin 1 except that 62 parts by mass of trimellitic anhydride was changed to 118 parts by mass. Table 2 shows the physical properties of the obtained resin.
<ポリエステル樹脂5の合成>
ポリエステル樹脂1の製造において、チタン含有触媒A 2質量部を3.5質量部に変えたこと以外はポリエステル樹脂1の製造と同様にしてポリエステル樹脂5を得た。得られた樹脂の物性を表2に示す。
<Synthesis of polyester resin 5>
In the production of the polyester resin 1, a polyester resin 5 was obtained in the same manner as in the production of the polyester resin 1 except that 2 parts by mass of the titanium-containing catalyst A was changed to 3.5 parts by mass. Table 2 shows the physical properties of the obtained resin.
<ポリエステル樹脂6の合成>
ポリエステル樹脂1の製造において、チタン含有触媒A 2質量部を1.4質量部に変えたこと以外はポリエステル樹脂1の製造と同様にしてポリエステル樹脂6を得た。得られた樹脂の物性を表2に示す。
<Synthesis of polyester resin 6>
In the production of the polyester resin 1, a polyester resin 6 was obtained in the same manner as in the production of the polyester resin 1 except that 2 parts by mass of the titanium-containing catalyst A was changed to 1.4 parts by mass. Table 2 shows the physical properties of the obtained resin.
<ポリエステル樹脂7の合成>
ポリエステル樹脂1の製造において、チタン含有触媒Aをアンチモンに変えたこと以外はポリエステル樹脂1の製造と同様にしてポリエステル樹脂7を得た。得られた樹脂の物性を表2に示す。
<Synthesis of polyester resin 7>
In the production of the polyester resin 1, a polyester resin 7 was obtained in the same manner as in the production of the polyester resin 1 except that the titanium-containing catalyst A was changed to antimony. Table 2 shows the physical properties of the obtained resin.
<ポリエステル樹脂8の合成>
ポリエステル樹脂1の製造において、チタン含有触媒Aをアンチモンに変えたこと以外はポリエステル樹脂1の製造と同様にしてポリエステル樹脂7を得た。得られたポリエステル樹脂7 100質量部をメタノール2000質量部中に投入し、室温にて10時間撹拌した後にろ過、乾燥しポリエステル樹脂8を得た。得られた樹脂の物性を表2に示す。
<Synthesis of polyester resin 8>
In the production of the polyester resin 1, a polyester resin 7 was obtained in the same manner as in the production of the polyester resin 1 except that the titanium-containing catalyst A was changed to antimony. 100 parts by mass of the obtained polyester resin 7 was put into 2000 parts by mass of methanol, stirred at room temperature for 10 hours, filtered and dried to obtain polyester resin 8. Table 2 shows the physical properties of the obtained resin.
<スルホン酸基含有重合体の製造>
還流管,撹拌機,温度計,窒素導入管,滴下装置及び減圧装置を備えた加圧可能な反応容器に、溶媒としてメタノール250質量部、2−ブタノン150質量部及び2−プロパノール100質量部、モノマーとしてスチレン83質量部、アクリル酸ブチル12質量部、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(以下AMPSと略)4質量部を添加して撹拌しながら還流温度まで加熱した。重合開始剤であるt−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート0.45質量部を2−ブタノン20質量部で希釈した溶液を30分かけて滴下して5時間撹拌を継続し、更にt−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート0.28質量部を2−ブタノン20質量部で希釈した溶液を30分かけて滴下して、更に5時間撹拌して重合した。
<Production of sulfonic acid group-containing polymer>
In a pressurizable reaction vessel equipped with a reflux tube, a stirrer, a thermometer, a nitrogen introduction tube, a dropping device and a decompression device, 250 parts by mass of methanol as a solvent, 150 parts by mass of 2-butanone and 100 parts by mass of 2-propanol, As a monomer, 83 parts by mass of styrene, 12 parts by mass of butyl acrylate, and 4 parts by mass of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (hereinafter abbreviated as AMPS) were added and heated to reflux temperature while stirring. A solution prepared by diluting 0.45 parts by mass of t-butylperoxy-2-ethylhexanoate as a polymerization initiator with 20 parts by mass of 2-butanone was added dropwise over 30 minutes, and stirring was continued for 5 hours. A solution prepared by diluting 0.28 parts by mass of butylperoxy-2-ethylhexanoate with 20 parts by mass of 2-butanone was added dropwise over 30 minutes, and the mixture was further stirred for 5 hours for polymerization.
その後反応液をメタール中に投入し、重合体を析出させた。得られた重合体を乾燥させ、スルホン酸基含有重合体を得た。 Thereafter, the reaction solution was put into methanol to precipitate a polymer. The obtained polymer was dried to obtain a sulfonic acid group-containing polymer.
<磁性トナー1の製造>
イオン交換水720質量部に0.1M−Na3PO4水溶液450質量部を投入して60℃に加温した後、1.0M−CaCl2水溶液67.7質量部を添加して、分散安定剤を含む水系媒体を得た。
<Manufacture of magnetic toner 1>
After adding 450 parts by mass of 0.1M Na 3 PO 4 aqueous solution to 720 parts by mass of ion-exchanged water and heating to 60 ° C., 67.7 parts by mass of 1.0 M CaCl 2 aqueous solution was added to stabilize the dispersion. An aqueous medium containing the agent was obtained.
・スチレン 76.0質量部
・n−ブチルアクリレート 24.0質量部
・ジビニルベンゼン 0.53質量部
・スルホン酸基含有重合体 1.0質量部
・ポリエステル樹脂1 5.0質量部
・磁性粉体1 90.0質量部
上記処方をアトライター(三井三池化工機(株))を用いて均一に分散混合して単量体組成物を得た。この単量体組成物を60℃に加温し、そこにパラフィンワックス(融点:78℃)15質量部を添加混合溶解した後、重合開始剤2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)4.5質量部を溶解した。
Styrene 76.0 parts by mass n-butyl acrylate 24.0 parts by mass divinylbenzene 0.53 parts by mass sulfonic acid group-containing polymer 1.0 part by mass polyester resin 1 5.0 parts by mass magnetic powder 1 90.0 mass parts The said prescription was uniformly disperse-mixed using the attritor (Mitsui Miike Kako Co., Ltd.), and the monomer composition was obtained. The monomer composition was heated to 60 ° C., and 15 parts by mass of paraffin wax (melting point: 78 ° C.) was added and dissolved therein, followed by polymerization initiator 2,2′-azobis (2,4-dimethylvalero). Nitrile) 4.5 parts by mass was dissolved.
上記水系媒体中に上記単量体組成物を投入し、60℃,N2雰囲気下においてTK式ホモミキサー(特殊機化工業(株))にて12000rpmで10分間撹拌し、造粒した。その後パドル撹拌翼で撹拌しつつ70℃で5時間反応させた後、80℃に昇温し、そのまま2時間撹拌した。反応終了後、懸濁液を冷却し、塩酸を加えてpH=0.8にして2時間撹拌した後、濾過した。さらに2000質量部以上のイオン交換水で3回洗浄し、十分通気した後、乾燥してトナー粒子1を得た。 The monomer composition was put into the aqueous medium, and granulated by stirring at 12,000 rpm for 10 minutes in a TK homomixer (Special Machine Industries Co., Ltd.) in an N 2 atmosphere at 60 ° C. Thereafter, the reaction was carried out at 70 ° C. for 5 hours while stirring with a paddle stirring blade, and then the temperature was raised to 80 ° C. and the mixture was stirred for 2 hours. After completion of the reaction, the suspension was cooled, hydrochloric acid was added to adjust the pH to 0.8, and the mixture was stirred for 2 hours, followed by filtration. Further, the toner particles 1 were obtained by washing three times with 2000 parts by mass or more of ion-exchanged water, sufficiently ventilating, and drying.
このトナー粒子1を100質量部と、個数平均粒径12nmのシリカをヘキサメチルジシラザンで処理後にシリコーンオイルで処理し、処理後のBET値が120m2/gの疎水性シリカ微粉体1.0質量部をヘンシェルミキサー(三井三池化工機(株))で混合し、重量平均粒径が7.2μmの磁性トナー1を得た。得られたトナーを透過型電子顕微鏡TEM)にて確認したところ、ポリエステル樹脂1が表層を形成し、パラフィンワックスが内包化されたコア−シェル構造を有している事が確認された。磁性トナー1の物性を表3に示す。 100 parts by mass of this toner particle 1 and silica having a number average particle diameter of 12 nm are treated with hexamethyldisilazane and then with silicone oil, and a hydrophobic silica fine powder 1.0 having a BET value of 120 m 2 / g after the treatment is obtained. Mass parts were mixed with a Henschel mixer (Mitsui Miike Chemical Co., Ltd.) to obtain a magnetic toner 1 having a weight average particle diameter of 7.2 μm. When the obtained toner was confirmed with a transmission electron microscope (TEM), it was confirmed that the polyester resin 1 formed a surface layer and had a core-shell structure in which paraffin wax was encapsulated. Table 3 shows the physical properties of the magnetic toner 1.
<磁性トナー2の製造例>
磁性トナー1の製造例において、重合反応終了後、塩酸を加えてpH=1.5として2時間撹拌し、ろ過した。その後、2000質量部以上のイオン交換水で2回洗浄したこと以外は磁性トナー1の製造と同様にし、磁性トナー2を得た。磁性トナー2の物性を表3に示す。
<Production Example of Magnetic Toner 2>
In the production example of magnetic toner 1, after completion of the polymerization reaction, hydrochloric acid was added to adjust the pH to 1.5, and the mixture was stirred for 2 hours and filtered. Thereafter, the magnetic toner 2 was obtained in the same manner as in the production of the magnetic toner 1 except that it was washed twice with 2000 parts by mass or more of ion exchange water. Table 3 shows the physical properties of the magnetic toner 2.
<磁性トナー3の製造例>
磁性トナー1の製造例において、重合反応終了後、塩酸を加えてpH=3.0として2時間撹拌し、ろ過した。その後、500質量部以上のイオン交換水で2回洗浄したこと以外は磁性トナー1の製造と同様にし、磁性トナー3を得た。磁性トナー3の物性を表3に示す。
<Production Example of Magnetic Toner 3>
In the production example of magnetic toner 1, after completion of the polymerization reaction, hydrochloric acid was added to adjust pH = 3.0, and the mixture was stirred for 2 hours and filtered. Thereafter, a magnetic toner 3 was obtained in the same manner as in the production of the magnetic toner 1 except that it was washed twice with 500 parts by mass or more of ion exchange water. Table 3 shows the physical properties of the magnetic toner 3.
<磁性トナー4の製造例>
磁性トナー1の製造において、重合反応終了後、塩酸を加えてpH=0.8として2時間撹拌し、ろ過した。その後、2000質量部以上のイオン交換水で2回洗浄し、ろ過した。ろ物100質量部を水/メタノール=1:1の混合溶液2000質量部に投入し、撹拌・分散した後にろ過した。その後、2000質量部以上のイオン交換水で3回洗浄したこと以外は磁性トナー1の製造と同様にし、磁性トナー4を得た。磁性トナー4の物性を表3に示す。
<Production Example of Magnetic Toner 4>
In the production of the magnetic toner 1, after completion of the polymerization reaction, hydrochloric acid was added to adjust the pH to 0.8, and the mixture was stirred for 2 hours and filtered. Thereafter, it was washed twice with 2000 parts by mass or more of ion-exchanged water and filtered. 100 parts by mass of the filtrate was put into 2000 parts by mass of a mixed solution of water / methanol = 1: 1, stirred and dispersed, and then filtered. Thereafter, a magnetic toner 4 was obtained in the same manner as in the production of the magnetic toner 1 except that it was washed three times with 2000 parts by mass or more of ion exchange water. Table 3 shows the physical properties of the magnetic toner 4.
<磁性トナー5の製造例>
磁性トナー1の製造例において、スルホン酸基含有重合体の代わりにモノアゾ錯体のクロム化合物(S−34:保土ヶ谷化学社製)を用いたこと以外はトナー1の製造と同様にし、磁性トナー5を得た。磁性トナー5の物性を表3に示す。
<Production Example of Magnetic Toner 5>
In the production example of the magnetic toner 1, the magnetic toner 5 was prepared in the same manner as in the production of the toner 1 except that a chromium compound of a monoazo complex (S-34: manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) was used instead of the sulfonic acid group-containing polymer. Obtained. Table 3 shows the physical properties of the magnetic toner 5.
<磁性トナー6の製造例>
磁性トナー1の製造例において、磁性粉体1の代わりに磁性粉体2を用いたこと以外はトナー1の製造と同様にし、磁性トナー6を得た。磁性トナー6の物性を表3に示す。
<Production Example of Magnetic Toner 6>
In the production example of the magnetic toner 1, the magnetic toner 6 was obtained in the same manner as the production of the toner 1 except that the magnetic powder 2 was used instead of the magnetic powder 1. Table 3 shows the physical properties of the magnetic toner 6.
<磁性トナー7の製造例>
磁性トナー1の製造例において、磁性粉体1の代わりに磁性粉体3を用いたこと以外はトナー1の製造と同様にし、磁性トナー7を得た。磁性トナー7の物性を表3に示す。
<Example of manufacturing magnetic toner 7>
In the production example of the magnetic toner 1, a magnetic toner 7 was obtained in the same manner as in the production of the toner 1 except that the magnetic powder 3 was used instead of the magnetic powder 1. Table 3 shows the physical properties of the magnetic toner 7.
<磁性トナー8の製造例>
磁性トナー1の製造例において、磁性粉体1の代わりに磁性粉体4を用いたこと以外はトナー1の製造と同様にし、磁性トナー8を得た。磁性トナー8の物性を表3に示す。
<Production Example of Magnetic Toner 8>
In the production example of the magnetic toner 1, the magnetic toner 8 was obtained in the same manner as in the production of the toner 1 except that the magnetic powder 4 was used instead of the magnetic powder 1. Table 3 shows the physical properties of the magnetic toner 8.
<磁性トナー9の製造例>
磁性トナー1の製造例において、ポリエステル樹脂1の代わりにポリエステル樹脂2を用いたこと以外は上記製造例と同様にして磁性トナー9を得た。磁性トナー9の物性を表3に示す。
<Production Example of Magnetic Toner 9>
Magnetic toner 9 was obtained in the same manner as in the above production example except that polyester resin 2 was used instead of polyester resin 1 in the production example of magnetic toner 1. Table 3 shows the physical properties of the magnetic toner 9.
<磁性トナー10の製造例>
磁性トナー1の製造例において、ポリエステル樹脂1の代わりにポリエステル樹脂3を用いたこと以外は上記製造例と同様にして磁性トナー10を得た。磁性トナー10の物性を表3に示す。
<Production Example of Magnetic Toner 10>
A magnetic toner 10 was obtained in the same manner as in the above production example except that the polyester resin 3 was used instead of the polyester resin 1 in the production example of the magnetic toner 1. Table 3 shows the physical properties of the magnetic toner 10.
<磁性トナー11の製造例>
磁性トナー1の製造例において、ポリエステル樹脂1の代わりにポリエステル樹脂4を用いたこと以外は上記製造例と同様にして磁性トナー11を得た。磁性トナー11の物性を表3に示す。
<Production Example of Magnetic Toner 11>
Magnetic toner 11 was obtained in the same manner as in the above production example except that polyester resin 4 was used instead of polyester resin 1 in the production example of magnetic toner 1. Table 3 shows the physical properties of the magnetic toner 11.
<磁性トナー12の製造例>
磁性トナー1の製造例において、ポリエステル樹脂1の代わりにポリエステル樹脂5を用いたこと以外は上記製造例と同様にして磁性トナー12を得た。磁性トナー12の物性を表3に示す。
<Production Example of Magnetic Toner 12>
Magnetic toner 12 was obtained in the same manner as in the above production example except that polyester resin 5 was used in place of polyester resin 1 in the production example of magnetic toner 1. Table 3 shows the physical properties of the magnetic toner 12.
<磁性トナー13の製造例>
磁性トナー1の製造例において、ポリエステル樹脂1の代わりにポリエステル樹脂6を用いたこと以外は上記製造例と同様にして磁性トナー13を得た。磁性トナー13物性を表3に示す。
<Production Example of Magnetic Toner 13>
A magnetic toner 13 was obtained in the same manner as in the above production example except that the polyester resin 6 was used instead of the polyester resin 1 in the production example of the magnetic toner 1. Table 3 shows the physical properties of the magnetic toner 13.
<磁性トナー14の製造例>
磁性トナー1の製造例において、ポリエステル樹脂1の代わりにポリエステル樹脂7を用いたこと以外は上記製造例と同様にして磁性トナー14を得た。磁性トナー14の物性を表3に示す。
<Example of production of magnetic toner 14>
A magnetic toner 14 was obtained in the same manner as in the above production example except that the polyester resin 7 was used in place of the polyester resin 1 in the production example of the magnetic toner 1. Table 3 shows the physical properties of the magnetic toner 14.
<磁性トナー15の製造例>
磁性トナー1の製造例において、ポリエステル樹脂1の代わりにポリエステル樹脂8を用いたこと以外は上記製造例と同様にして磁性トナー15を得た。磁性トナー15の物性を表3に示す。
<Example of manufacturing magnetic toner 15>
In the production example of the magnetic toner 1, a magnetic toner 15 was obtained in the same manner as in the production example described above except that the polyester resin 8 was used instead of the polyester resin 1. Table 3 shows the physical properties of the magnetic toner 15.
<磁性トナー16の製造例>
磁性トナー1の製造例において、磁性粉体1の代わりに磁性粉体2を用い、ポリエステル樹脂1の代わりにポリエステル樹脂8を用いたこと以外は上記製造例と同様にして磁性トナー16を得た。磁性トナー16の物性を表2に示す。
<Example of Production of Magnetic Toner 16>
Magnetic toner 16 was obtained in the same manner as in the above production example except that magnetic powder 2 was used instead of magnetic powder 1 and polyester resin 8 was used instead of polyester resin 1 in the production example of magnetic toner 1. . Table 2 shows the physical properties of the magnetic toner 16.
<磁性トナー17の製造例>
磁性トナー1の製造例において、磁性粉体1の代わりに磁性粉体3を用い、ポリエステル樹脂1の代わりにポリエステル樹脂7を用いたこと以外は上記製造例と同様にして磁性トナー17を得た。磁性トナー17の物性を表2に示す。
<Example of manufacturing magnetic toner 17>
Magnetic toner 17 was obtained in the same manner as in the above production example except that magnetic powder 3 was used in place of magnetic powder 1 and polyester resin 7 was used in place of polyester resin 1 in the production example of magnetic toner 1. . Table 2 shows the physical properties of the magnetic toner 17.
<磁性トナー18の製造例>
磁性トナー1の製造例において、ジビニルベンゼンの量を0.53質量部から0.10質量部に代えたこと以外は、上記製造例と同様にして磁性トナー18を得た。磁性トナー18の物性を表2に示す。
<Example of Production of Magnetic Toner 18>
Magnetic toner 18 was obtained in the same manner as in the above production example, except that in the production example of magnetic toner 1, the amount of divinylbenzene was changed from 0.53 parts by mass to 0.10 parts by mass. Table 2 shows the physical properties of the magnetic toner 18.
<磁性トナー19の製造例>
磁性トナー1の製造例において、ジビニルベンゼンの量を0.53質量部から1.20質量部に代えたこと以外は、上記製造例と同様にして磁性トナー19を得た。磁性トナー19の物性を表2に示す。
<Example of manufacturing magnetic toner 19>
A magnetic toner 19 was obtained in the same manner as in the above production example, except that in the production example of the magnetic toner 1, the amount of divinylbenzene was changed from 0.53 parts by mass to 1.20 parts by mass. Table 2 shows the physical properties of the magnetic toner 19.
※1:水分散液の電気伝導度はイオン交換水100gに磁性トナー5.0gを加え、30分間煮沸。その後、マグネットによりトナーを沈殿させ、上澄み液を得る。得られた上澄み液を導電率計(堀場製作所社製、ES−12)にて測定を行った値である。
* 1: The electrical conductivity of the aqueous dispersion is obtained by adding 5.0 g of magnetic toner to 100 g of ion-exchanged water and boiling for 30 minutes. Thereafter, the toner is precipitated by a magnet to obtain a supernatant. It is the value which measured the obtained supernatant liquid with the conductivity meter (Horiba Ltd. make, ES-12).
表から明らかなように、水分散液の電気伝導度とメタノール分散液の電気伝導度に相関関係は認められない。 As is apparent from the table, there is no correlation between the electrical conductivity of the aqueous dispersion and the electrical conductivity of the methanol dispersion.
<実施例1>
(画像形成装置)
画像形成装置として、LBP3410(キヤノン製)改造機を用いた。ここで、現像バイアスとして−430Vの直流電圧Vdcに1.5kVpp、周波数2200Hzの交番電界を重畳したものを用いた。この条件において、磁性トナー1を使用し、低温低湿環境下(15℃,10%RH)及び高温高湿環境下(32.5℃,80%RH)において8ポイントのA文字を用い印字率を4%とした画像にて連続モードで3000枚の画出し耐久試験を行った。なお、記録媒体としてはA4の75g/m2の紙を使用した。
<Example 1>
(Image forming device)
As the image forming apparatus, a modified LBP3410 (manufactured by Canon) was used. Here, a development bias in which an alternating electric field of 1.5 kVpp and a frequency of 2200 Hz is superimposed on a DC voltage Vdc of −430 V was used. Under this condition, the magnetic toner 1 is used, and the printing rate is set using 8-point A characters in a low temperature and low humidity environment (15 ° C., 10% RH) and in a high temperature and high humidity environment (32.5 ° C., 80% RH). An image endurance test of 3000 sheets was performed in a continuous mode with an image of 4%. As the recording medium, A4 75 g / m 2 paper was used.
その結果、耐久試験前後でゴースト、非画像部へのカブリはなく、高濃度の画像を得ることができた。また、低温環境下においては静電オフセットも発生していなかった。評価結果を表3に示す。 As a result, there was no ghost and fog on the non-image area before and after the durability test, and a high density image could be obtained. Also, no electrostatic offset occurred in a low temperature environment. The evaluation results are shown in Table 3.
本発明の実施例及び比較例で行った各評価の評価方法とその判断基準について以下に述べる。 The evaluation methods for each evaluation performed in the examples and comparative examples of the present invention and the judgment criteria thereof will be described below.
1)画像濃度
画像濃度はベタ画像部を形成し、このベタ画像の濃度をマクベス反射濃度計(マクベス社製)にて測定した。
1) Image density The image density formed a solid image portion, and the density of the solid image was measured with a Macbeth reflection densitometer (manufactured by Macbeth).
2)カブリ
白画像を出力して、その反射率を東京電色社製のREFLECTMETER MODEL TC−6DSを使用して測定した。一方、白画像形成前の転写紙(標準紙)についても同様に反射率を測定した。フィルターは、黒及びマゼンタトナーはグリーンフィルターを、シアントナーはアンバーフィルターを、イエロートナーはブルーフィルター用いた。白画像出力前後の反射率から、下記式を用いてカブリを算出した。
カブリ(反射率)(%)=標準紙の反射率(%)−白画像サンプルの反射率(%)
2) Fog A white image was output, and the reflectance was measured using a REFECTMETER MODEL TC-6DS manufactured by Tokyo Denshoku. On the other hand, the reflectance of the transfer paper (standard paper) before white image formation was measured in the same manner. For the filters, black and magenta toners used green filters, cyan toners used amber filters, and yellow toners used blue filters. The fog was calculated from the reflectance before and after the white image output using the following formula.
Fog (reflectance) (%) = reflectance of standard paper (%)-reflectance of white image sample (%)
なお、カブリの判断基準は以下の通りである。
A:非常に良好(1.5%未満)
B:良好(1.5%以上2.5%未満以下)
C:普通(2.5%以上4.0%未満以下)
D:悪い(4%以上)
The determination criteria for fogging are as follows.
A: Very good (less than 1.5%)
B: Good (1.5% or more and less than 2.5% or less)
C: Normal (2.5% or more and less than 4.0% or less)
D: Poor (4% or more)
3)ゴースト
10mm×10mmのベタ画像複数個を画像の前半に出し、後半は2ドット3スペースのハーフトーン画像をだし、ハーフトーン画像上に前記ベタ画像の痕跡がどの程度出るかを目視で判断する。
A:非常に良好(ゴースト未発生)。
B:良好。
C:実用的には問題の無い画像。
D:ゴーストのレベルがひどく、実用上好ましくない画像。
3) Ghost 10mm x 10mm solid images are placed in the first half of the image, the second half is a 2-dot 3-space halftone image, and it is judged visually how much trace of the solid image appears on the halftone image. To do.
A: Very good (ghost is not generated).
B: Good.
C: An image having no problem in practical use.
D: An image with a bad ghost level and unpreferable for practical use.
4)静電オフセット
低温低湿環境下にて、10mm×10mmのベタ画像複数個を画像の前半に出し、後半はベタ白画像をだし、後半のベタ白画像が汚れているか否かを目視で以下の基準で判断した。
A:良好(汚れは未発生)。
B:実用的には問題のない画像。
C:ベタ白部に汚れが生じており、実用上好ましくない画像。
4) Electrostatic offset In a low-temperature and low-humidity environment, a plurality of solid images of 10 mm × 10 mm are put out in the first half of the image, the second half is a solid white image, and whether the latter half of the solid white image is dirty is visually checked below. Judged by the criteria of.
A: Good (no stain is generated).
B: An image having no problem in practical use.
C: An image in which a solid white portion is soiled and is not practically preferable.
<実施例2から16>
磁性トナー2から8、12から19を用いたこと以外は実施例1と同様に画出し耐久試験及び定着試験を行った。その結果、いずれのトナーも耐久試験前後で実用上問題ないレベル以上の画像が得られ、良好な定着性を示した。評価結果を表3、4に示す。
<Examples 2 to 16>
The image endurance test and the fixing test were conducted in the same manner as in Example 1 except that magnetic toners 2 to 8 and 12 to 19 were used. As a result, each toner obtained an image of a level higher than the practical level before and after the durability test, and showed good fixability. The evaluation results are shown in Tables 3 and 4.
<比較例1から5>
磁性トナー9から11、20、21を用いたこと以外は、実施例1と同様に画出し試験及び定着試験を行った。その結果、磁性トナー9、10は高温高湿環境下にて濃度低下を生じ、加圧ローラー汚れも悪かった。磁性トナー11は低温定着性は良好なものの、高温高湿環境下での耐久中にトナー融着を生じてしまった。磁性トナー20、21は耐久を通じ良好な画像が得られたが、低温定着性が悪かった。評価結果を表3、4に示す。
<Comparative Examples 1 to 5>
An image forming test and a fixing test were performed in the same manner as in Example 1 except that the magnetic toners 9 to 11, 20, and 21 were used. As a result, the density of the magnetic toners 9 and 10 decreased in a high temperature and high humidity environment, and the pressure roller was dirty. Although the magnetic toner 11 has good low-temperature fixability, toner fusion occurred during durability in a high-temperature and high-humidity environment. The magnetic toners 20 and 21 obtained good images through durability, but the low-temperature fixability was poor. The evaluation results are shown in Tables 3 and 4.
100 感光ドラム(像担持体、被帯電体)
102 現像スリーブ(磁性トナー担持体)
114 転写帯電ローラー(転写部材)
116 クリーナー
117 一次帯電ローラー(接触帯電部材)
121 レーザー発生装置(潜像形成手段、露光装置)
123 レーザー光
124 レジスタローラー
125 搬送ベルト
126 定着器
140 現像器
141 撹拌部材
100 Photosensitive drum (image carrier, charged body)
102 Developing sleeve (magnetic toner carrier)
114 Transfer charging roller (transfer member)
116 Cleaner 117 Primary charging roller (contact charging member)
121 Laser generator (latent image forming means, exposure device)
123 Laser light 124 Register roller 125 Conveying belt 126
Claims (11)
脱離率={1−(トルエン中にて60分間分散させた後の磁性粉体が含有する処理剤量)/(磁性粉体が含有する処理剤量)}×100・・・式(1) The magnetic powder is hydrophobized with a treatment agent, and the removal rate of the treatment agent obtained by the following formula (1) is 3% or more and 30% or less. The magnetic toner according to any one of the above.
Desorption rate = {1- (Amount of treatment agent contained in magnetic powder after being dispersed in toluene for 60 minutes) / (Amount of treatment agent contained in magnetic powder)} × 100 (1) )
Ti(−X)m(−OH)n (I)
O=Ti(−X)p(−OR)q (II)
[式中、Xは炭素数2以上12以下のモノもしくはポリアルカノールアミンから1個のOH基のHを除いた残基であり、ポリアルカノールアミンの他のOH基が同一のTi原子に直接結合したOH基と分子内で重縮合し環構造を形成していても良く、他のTi原子に直接結合したOH基と分子間で重縮合し繰り返し構造を形成していても良い。繰り返し構造を形成する場合の重合度は2以上5以下である。RはH、または1以上3個以下のエーテル結合を含んでいても良い炭素数1以上8以下のアルキル基である。mは1以上4以下の整数、nは0以上3以下の整数、mとnの和は4である。pは1以上2以下の整数、qは0以上1以下の整数、pとqの和は2である。mまたはpが2以上の場合、それぞれのXは同一であっても異なっていても良い。] 11. The polyester resin according to claim 9, wherein the polyester resin is a resin polymerized in the presence of at least one titanium-containing catalyst represented by the following general formula (I) or (II): Magnetic toner.
Ti (-X) m (-OH) n (I)
O = Ti (-X) p (-OR) q (II)
[Wherein X is a residue obtained by removing H of one OH group from mono- or polyalkanolamine having 2 to 12 carbon atoms, and other OH groups of polyalkanolamine are directly bonded to the same Ti atom. The OH group may be polycondensed in the molecule to form a ring structure, or the OH group directly bonded to another Ti atom may be polycondensed between the molecules to form a repeating structure. The degree of polymerization in the case of forming a repeating structure is 2 or more and 5 or less. R is H or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms which may contain 1 to 3 ether bonds. m is an integer from 1 to 4, n is an integer from 0 to 3, and the sum of m and n is 4. p is an integer from 1 to 2, q is an integer from 0 to 1, and the sum of p and q is 2. When m or p is 2 or more, each X may be the same or different. ]
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