JP2004219488A - Electrostatic charge image developing toner - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrostatic charge image developing toner having a sharp charge amount distribution, excellent fine dot reproducibility, anti-offset properties, filming resistance and cleanability over a prolonged period of time and adaptable to a low temperature fixing system, and to provide a developer using the toner, a developing method, a toner vessel and a developing device. <P>SOLUTION: The electrostatic charge image developing toner is a dry toner containing at least a modified polyester resin, a colorant and a release agent. The toner is obtained as follows: an emulsified dispersion is obtained by reacting a solution or dispersion formed by dissolving or dispersing, in an organic solvent, a toner composition which contains a toner binder component comprising a modified polyester resin capable of reacting with a compound having an active hydrogen group with a compound having an active hydrogen group in an aqueous medium containing fine resin particles; the resultant emulsified dispersion is mixed with an aqueous solution containing at least a thickener; the organic solvent concentration of the resulting mixed solution is adjusted to 3 to 15 wt.%; the mixed solution is passed through a unit which applies shearing force to the mixed solution to make a prepared toner aspherical; the solvent is removed; and the fine resin particles sticking to the toner surface are washed/released. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真や静電記録などにおいて、感光体表面に形成された静電荷像を顕像化する静電荷像現像用トナー、現像剤、現像方法、及びトナー容器、並びに現像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、電子写真装置や静電記録装置等において、電気的または磁気的潜像は、トナーによって顕像化されている。例えば、電子写真法では、感光体上に静電荷像(潜像)を形成し、次いで、該潜像をトナーを用いて現像して、トナー画像を形成している。トナー画像は、通常、紙等の転写材上に転写され、次いで、加熱等の方法で定着させている。静電荷像現像に使用されるトナーは、一般に、結着樹脂中に、着色剤、帯電制御剤、その他の添加剤を含有させた着色粒子であり、その製造方法には、大別して粉砕法と懸濁重合法がある。粉砕法では、熱可塑性樹脂中に、着色剤、帯電制御剤、オフセット防止剤などを溶融混合して均一に分散させ、得られた組成物を粉砕、分級することによりトナーを製造している。粉砕法によれば、ある程度優れた特性を有するトナーを製造することができるが、トナー用材料の選択に制限がある。例えば、溶融混合により得られる組成物は、経済的に使用可能な装置により粉砕し、分級できるものでなければならない。この要請から、溶融混合した組成物は、充分に脆くせざるを得ない。このため、実際に上記組成物を粉砕して粒子にする際に、広範囲の粒径分布が形成され易く、良好な解像度と階調性のある複写画像を得ようとすると、例えば、粒径5μm以下の微粉と20μm以上の粗粉を分級により除去しなければならず、収率が非常に低くなるという欠点がある。また、粉砕法では、着色剤や帯電制御剤などを熱可塑性樹脂中に均一に分散することが困難である。配合剤の不均一な分散は、トナーの流動性、現像性、耐久性、画像品質などに悪影響を及ぼす。
【0003】
近年、これらの粉砕法における問題点を克服するために、懸濁重合法によるトナーの製造方法が提案され、実施されている。静電潜像現像用のトナーを重合法によって製造する技術は公知であり、例えば懸濁重合法によってトナー粒子を得ることが行われている。しかしながら、懸濁重合法で得られるトナー粒子は球形であり、クリーニング性に劣るという欠点がある。最も重要な問題としては、像担持体表面の転写残トナーのクリーニング手段による完全除去が困難で、クリーニング不良が発生することである。特に、ブレードクリーニング方式においては、クリーニング時にトナーが像担持体とクリーニングブレードの接触部間で最密充填状態に近くなり、像担持体に対して強い付着力を持っている1層目トナーと次の2層目トナーとの間でトナーが滑り、一層目トナーがクリーニング不良として像担持体上に残ってしまう。
【0004】
このような問題を解決するために、以下のような案が提案されている。
<特開平5−265360号公報(特許文献1)>
クリーニングブレードを像担持体表面に圧接し、像担持体表面の残留トナーを除去する画像形成装置のクリーニング方法において、クリーニングブレードに導電性部材を用いて、これに交流バイアス電圧および現像時のトナーの帯電電荷と同極性の直流バイアス電圧を印加して像担持体表面の残留トナーを除去することを特徴とするクリーニング方法。
<特開平7−210053号公報(特許文献2)>
転写後の感光体上の残留トナーをクリーニングブレードで掻き落して感光体表面を清掃する電子写真装置のクリーニング装置において、クリーニングブレードを導電性材料でつくり、それをアースする。あるいは、残留トナーと逆極性の直流電圧を印加する。あるいは、残留トナーと同極性の直流電圧を印加する。あるいは、それに交流電圧を印加するなどが提案されている。
【0005】
しかしながら、いずれの公報に記載された方法も、クリーニングブレードを像担持体に当接し、トナーをかき取ることによってクリーニングする作用があるため、従来トナーより低溶融粘度であるシャープメルト性のポリエステル系のトナーバインダーを用いたトナーの場合、トナー樹脂内部の表面近傍に存在するワックスが、その圧力によって表面に滲み出て像担持体にこすりつけられることによって付着する、いわゆるワックスフィルミングが起こってしまう。また、感光体を接触帯電させる帯電ローラ等を汚染してしまい、本来の帯電能力を発揮できなくなってしまう。また、トナーの外添加剤の工夫により改良することが考えられるが、十分なクリーニング性を得ることができなかった。
【0006】
また、乳化重合法によって得られる樹脂微粒子を会合させて不定形のトナー粒子を得る方法も提案されているが、この方法では、下記のような問題を生じる。耐オフセット性を向上させるために、離型剤微粒子を会合させる場合において、当該離型剤微粒子がトナー粒子の内部に取り込まれてしまい、この結果、耐オフセット性の向上を十分に図ることができない。樹脂微粒子、離型剤微粒子、着色剤微粒子などがランダムに融着してトナー粒子が構成されるので、得られるトナー粒子間において組成(構成成分の含有割合)および構成樹脂の分子量等にバラツキが発生し、この結果、トナー粒子間で表面特性が異なり、長期にわたり安定した画像を形成することができない。さらに低温定着が求められる低温定着システムにおいては、トナー表面に偏在する樹脂微粒子による定着阻害が発生し、定着温度幅を確保できない。
【0007】
【特許文献1】
特開平5−265360号公報
【特許文献2】
特開平7−210053号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上のような事情に基づいてなされたものである。
本発明の第1の目的は、長期にわたって優れたクリーニング性を維持しつつ、低温定着システムに対応し、耐フィルミング性に優れた静電荷像現像用トナーを提供することにある。
本発明の第2の目的は、該トナーを用いる現像剤、現像方法、及びトナー容器並びに現像装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
一般的に高解像で高画質の画像を得る為には、トナーの小粒径化、もしくは、形状を球形化することが有利であることは明らかではある。小粒径化は転写性が悪くなり静電像担持体に残留するトナーが多くなりクリーニング工程に負荷が掛かり、長期にわたって優れたクリーニング性を維持できない。一方、トナーが球形の場合、静電荷担持体上に残った未転写トナーを当接することによりクリーニングする手段を有する工程においては、トナーのすり抜けが起こり長期にわたって優れたクリーニング性を維持できない。
【0010】
そこで、本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、上記課題を解決するためには、少なくとも、変性ポリエステル系樹脂、着色剤、離型剤を含有する乾式トナーにおいて、該トナーを、有機溶媒中に活性水素基を有する化合物と反応可能な変性ポリエステル系樹脂からなるトナーバインダー成分を含むトナー組成分を溶解又は分散させて形成した溶解又は分散物を、樹脂微粒子を含む水系媒体中で活性水素基を有する化合物と反応させえられた乳化分散液と、少なくとも増粘剤を含有する水溶液とを混合した混合溶液を、せん断力を与える装置に通すことによって、トナーの形状を非球形した後、溶媒を除去し、かつ表面に付着した該樹脂微粒子を洗浄・脱離してトナー粒子を得る際に、乳化分散液の粘度と有機溶媒濃度が非球形の粒子を得るために深く関係することを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【0011】
これは、乳化分散液中のトナー組成分が分散された粒子を変形させるためには、界面張力により粒子が復元しようとする内部抵抗エネルギーより、粒子を変形させるせん断エネルギーを大きくすることによって、紡錘状(ラグビーボール形状)に変形することができる。逆に、内部抵抗エネルギーが大きいと、球形が保持されクリーニング性に支障をきたす。また、せん断エネルギーが大きすぎた場合、分裂が起こってしまい微粉が発生し、フィルミングなどの不具合を発生させてしまう。せん断エネルギーは乳化分散液と増粘剤を含有する水溶液の混合溶液の粘度とせん断力を与える装置が、内部抵抗エネルギーは混合溶液中の有機溶媒濃度が深く関係することを見出した。
【0012】
即ち、本発明によれば、下記(1)〜(8)が提供される。
(1)少なくとも、変性ポリエステル系樹脂、着色剤、離型剤を含有する乾式トナーであって、該トナーが、有機溶媒中に活性水素基を有する化合物と反応可能な変性ポリエステル系樹脂からなるトナーバインダー成分を含むトナー組成分を溶解又は分散させて形成した溶解又は分散物を樹脂微粒子を含む水系媒体中で活性水素基を有する化合物と反応させて得られた乳化分散液と、少なくとも増粘剤を含有する水溶液とを混合し、得られた混合溶液の前記有機溶媒濃度を3〜15重量%に調整した混合溶液を、該混合溶液にせん断力を与える装置に通すことによって、トナーの形状を非球形化した後、溶媒を除去し、かつ表面に付着した該樹脂微粒子を洗浄・脱離して得られることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
(2)前記混合溶液の粘度Pが2500〜25000mPa・sであることを特徴とする前記(1)に記載の静電荷像現像用トナー。
(3)前記トナーが紡錘形状であることを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の静電荷像現像用トナー。
(4)前記トナーの紡錘形状が、短軸rと長軸rとの比(r/r)が0.5〜0.8で、厚さrと短軸rとの比(r/r)が0.7〜1.0であることを特徴とする前記(3)に記載の静電荷像現像用トナー。
(5)前記(1)〜(4)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーを含有することを特徴とする現像剤。
(6)トナーリサイクル機構を有する現像装置において、前記(1)〜(4)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーを用いることを特徴とする現像方法。
(7)前記(1)〜(4)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーを収納したことを特徴とするトナー容器。
(8)トナーリサイクル機構を有し、かつトナーとして前記(1)〜(4)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーを装填したことを特徴とする現像装置。
【0013】
【発明の実施の形態】
(樹脂微粒子)
本発明で使用される樹脂微粒子は、ガラス転移点(Tg)が50〜90℃であることが好ましく、ガラス転移点(Tg)が50℃未満の場合、トナー保存性が悪化してしまい、保管時および現像機内でブロッキングを発生してしまう場合がある。ガラス転移点(Tg)が90℃超の場合、樹脂微粒子が定着紙との接着性を阻害してしまい、定着下限温度が上がってしまう場合がある。更に好ましい範囲としては50〜70℃の範囲があげられる。
また、その重量平均分子量は10万以下であることが望ましい。好ましくは5万以下である。その下限値は、通常、4000である。重量平均分子量が10万を超えるの場合、樹脂微粒子が定着紙との接着性を阻害してしまい、定着下限温度が上がってしまう場合がある。
【0014】
樹脂微粒子は水性分散体を形成しうる樹脂であればいかなる樹脂も使用でき、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよいが、例えばビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。樹脂微粒子としては、上記の樹脂を2種以上併用しても差し支えない。このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂又はそれらの併用樹脂からなるものが好ましい。
【0015】
ビニル系樹脂としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーで、例えば、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体等が挙げられる。
樹脂微粒子において、その平均粒径は5〜200nm、好ましくは20〜300nmである。
【0016】
(活性水素基を有する化合物と反応可能な変性ポリエステル系樹脂)
活性水素基を有する化合物と反応可能な反応性変性ポリエステル系樹脂(RMPE)(以下、ポリエステル系樹脂は単にポリエステルとも言う)には、例えば、インシアネート基等の活性水素基と反応する官能基を有するポリエステルプレポリマー等が包含される。本発明で好ましく使用されるポリエステルプレポリマーは、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)である。このイソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)は、ポリオール(PO)とポリカルボン酸(PC)の重縮合物でかつ活性水素基を有するポリエステルにポリイソシアネート(PIC)と反応させることによって製造される。上記ポリエステルの有する活性水素基としては、水酸基(アルコール性水酸基およびフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられ、これらのうち好ましいものはアルコール性水酸基である。
【0017】
ポリオールとしては、ジオール(DIO)および3価以上のポリオール(TO)が挙げられ、DIO単独、またはDIOと少量のTOとの混合物が好ましい。
【0018】
ジオールとしては、アルキレングリコール(エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなど);アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物;上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。
【0019】
3価以上のポリオールとしては、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール(グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど);3価以上のフェノール類(トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);上記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
【0020】
ポリカルボン酸(PC)としては、ジカルボン酸(DIC)および3価以上のポリカルボン酸(TC)が挙げられ、DIC単独、およびDICと少量のTCとの混合物が好ましい。
【0021】
ジカルボン酸としては、アルキレンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など);アルケニレンジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸など);芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など)などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸および炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸である。
【0022】
3価以上のポリカルボン酸としては、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)などが挙げられる。なお、ポリカルボン酸としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いてポリオールと反応させてもよい。
【0023】
ポリオールとポリカルボン酸の比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、通常2/1〜1/1、好ましくは1.5/1〜1/1、さらに好ましくは1.3/1〜1.02/1である。
【0024】
ポリイソシアネート(PIC)としては、脂肪族ポリイソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエートなど);脂環式ポリイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど);芳香族ジイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど);芳香脂肪族ジイソシアネート(α,α,α′,α′−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど);イソシアヌレート類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの;およびこれら2種以上の併用が挙げられる。
【0025】
ポリイソシアネートの比率は、イソシアネート基[NCO]と、水酸基を有するポリエステルの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、通常5/1〜1/1、好ましくは4/1〜1.2/1、さらに好ましくは2.5/1〜1.5/1である。[NCO]/[OH]が5を超えると低温定着性が悪化する。[NCO]のモル比が1未満では、変性ポリエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
【0026】
末端にイソシアネート基を有するプレポリマー(A)中のポリイソシアネート(PIC)構成成分の含有量は、通常0.5〜40重量%、好ましくは1〜30重量%、さらに好ましくは2〜20重量%である。0.5重量%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、40重量%を超えると低温定着性が悪化する。
【0027】
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の1分子当たりに含有するイソシアネート基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、さらに好ましくは、平均1.8〜2.5個である。1分子当たり1個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
【0028】
前記イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)からは、これにアミン類(B)を反応させることにより、ウレア変性ポリエステル系樹脂(UMPE)を得ることができる。このものは、トナーバインダーとしてすぐれた効果を示す。
【0029】
アミン類(B)としては、ジアミン(B1)、3価以上のポリアミン(B2)、アミノアルコール(B3)、アミノメルカプタン(B4)、アミノ酸(B5)、およびB1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)などが挙げられる。ジアミン(B1)としては、芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4′−ジアミノジフェニルメタンなど);脂環式ジアミン(4,4′−ジアミノ−3,3′−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど);および脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)などが挙げられる。
【0030】
3価以上のポリアミン(B2)としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール(B3)としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン(B4)としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。アミノ酸(B5)としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。
【0031】
B1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、前記B1〜B5のアミン類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。これらアミン類(B)のうち好ましいものは、B1およびB1と少量のB2の混合物である。
【0032】
さらに、必要により伸長停止剤を用いてウレア変性ポリエステル等の変性ポリエステルの分子量を調整することができる。伸長停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど)、およびそれらをブロックしたもの(ケチミン化合物)などが挙げられる。
【0033】
アミン類(B)の比率は、イソシアネート基を有するプレポリマー(A)中のイソシアネート基[NCO]と、アミン類(B)中のアミノ基[NHx]の当量比[NCO]/[NHx]として、通常1/2〜2/1、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。[NCO]/[NHx]が2を超えたり1/2未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
【0034】
本発明においては、ウレア結合で変性されたポリエステル中に、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常100/0〜10/90であり、好ましくは80/20〜20/80、さらに好ましくは、60/40〜30/70である。ウレア結合のモル比が10%未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。
前記アミン類(B)は、活性水素基を有する化合物と反応可能な変性ポリエステルに対する架橋剤や伸長剤として作用する。
【0035】
本発明で用いるウレア変性ポリエステルは、ワンショット法、プレポリマー法により製造される。ウレア変性ポリエステル等の変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常1万以上、好ましくは2万〜1000万、さらに好ましくは3万〜100万である。1万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル等の変性ポリエステルの数平均分子量は、後述の変性されていないポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステル等の変性ポリエステル単独の場合は、数平均分子量は、通常20000以下、好ましくは1000〜10000、さらに好ましくは2000〜8000である。20000を超えると低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
【0036】
(未変性ポリエステル系樹脂)
本発明においては、前記ウレア結合で変性されたポリエステル等の変性ポリエステル(MPE)単独使用だけでなく、このものと共に、変性されていないポリエステル(PE)をトナーバインダー成分として含有させることもできる。PEを併用することで、低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が向上し、単独使用より好ましい。PEとしては、前記MPEのポリエステル成分と同様なポリオールとポリカルボン酸との重縮合物などが挙げられ、好ましいものもMPEと同様である。また、PEは無変性のポリエステルだけでなく、ウレア結合以外の化学結合で変性されているものでもよく、例えばウレタン結合で変性されていてもよい。MPEとPEは少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、MPEのポリエステル成分とPEは類似の組成が好ましい。
【0037】
PEを含有させる場合のMPEとPEの重量比は、通常5/95〜80/20、好ましくは5/95〜30/70、さらに好ましくは5/95〜25/75、特に好ましくは7/93〜20/80である。MPEの重量比が5%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。
【0038】
PEのピーク分子量は、通常1000〜30000、好ましくは1500〜10000、さらに好ましくは2000〜8000である。1000未満では耐熱保存性が悪化し、10000を超えると低温定着性が悪化する。PEの水酸基価は5以上であることが好ましく、さらに好ましくは10〜120、特に好ましくは20〜80である。5未満では耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。PEの酸価は通常1〜30、好ましくは5〜20である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすい傾向がある。
【0039】
本発明において、トナー中のバインダー(トナーバインダー)のガラス転移点(Tg)は、通常50〜70℃、好ましくは55〜65℃である。50℃未満ではトナーの耐熱保存性が悪化し、70℃を超えると低温定着性が不十分となる。ウレア変性ポリエステル系樹脂等の変性ポリエステルの共存により、本発明の乾式トナーにおいては、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。トナーバインダーの貯蔵弾性率としては、測定周波数20Hzにおいて10000dyne/cmとなる温度(TG′)が、通常100℃以上、好ましくは110〜200℃である。100℃未満では耐ホットオフセット性が悪化する。トナーバインダーの粘性としては、測定周波数20Hzにおいて1000ポイズとなる温度(Tη)が、通常180℃以下、好ましくは90〜160℃である。180℃を超えると低温定着性が悪化する。すなわち、低温定着性と耐ホットオフセット性の両立の観点から、TG′はTηより高いことが好ましい。言い換えるとTG′とTηの差(TG′−Tη)は0℃以上が好ましい。さらに好ましくは10℃以上であり、特に好ましくは20℃以上である。差の上限は特に限定されない。また、耐熱保存性と低温定着性の両立の観点から、TηとTgの差は0〜100℃が好ましい。さらに好ましくは10〜90℃であり、特に好ましくは20〜80℃である。
【0040】
(結着樹脂)
変性ポリエステル樹脂以外に結着樹脂(トナーバインダー)として、従来の一般的な材料を混合して使用することができる。従来、トナー製造に用いられる結着樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等があるが、通常のトナーにおいては、これらの中でもスチレンとアクリル酸エステルの共重合体からなる樹脂が最も一般的に使われている。これに対して、低温定着トナーにおいては、上述したような熱特性を満たしやすい樹脂であるポリエステル樹脂は結着樹脂の軟化温度が低くガラス転移点が高いことにより、低温定着性と保存安定性に優れている。更にポリエステル樹脂のエステル結合と紙との親和性が良好であるため、耐オフセット性にも優れたトナーになる。
【0041】
本発明の静電荷像現像用トナーの結着樹脂の主成分に用いられるポリエステル樹脂は、酸成分とアルコール成分の縮合反応、或いは環状エステルの開環反応により合成されるか、或いは、ハロゲン化合物とアルコール成分及び一酸化炭素により合成される。本発明の静電荷像現像用トナーの製造方法においては、上記した樹脂微粒子溶液中で、ポリエステル樹脂の合成材料となる上記したモノマーを組み合わせて重合させることによって、先に述べた優れた物性を有する本発明の静電荷像現像用トナーが容易に得られる。以下、ポリエステル樹脂の合成材料として用いられる各種モノマーについて説明する。
【0042】
先ず、アルコール成分及び酸成分としては、2価以上のものが好適に用いられる。例えば、2価のアルコールとしては、エチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等のジオール類;ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、α,α′−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,4−ジイソプロピルベンゼン、ポリオキシエチレン化ビスフェノールA、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールA等のビスフェノールAアルキレンオキシド付加物等が挙げられる。
【0043】
又、3価以上のアルコールとしては、例えば、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、蔗糖、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタトリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタンジトリオール、トリメチロールメタン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等が挙げられる。
【0044】
2価の酸としては、例えば、マレイン酸、フマール酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、マロン酸、及びその他の2価の有機酸が挙げられる。又、3価の酸としては、例えば、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,5−ナフタレントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−カルボキシメチルプロパン、テトラ(カルボキシメチル)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸等が挙げられる。これら有機酸の酸無水物及び酸ハロゲン化物も合成上好ましい酸成分である。
【0045】
これ以外の酸成分に相当する化合物としては、ハロゲン化合物を用いることができる。ハロゲン化物としては多ハロゲン化合物を使用するが、例えば、cis−1,2−ジクロロエテン、trans−1,2−ジクロロエテン、1,2−ジクロロプロペン、2,3−ジクロロプロペン、1,3−ジクロロプロペン、o−ジクロロベンゼン、m−ジクロロベンゼン、p−ジクロロベンゼン、o−ジブロモベンゼン、m−ジブロモベンゼン、p−ジブロモベンゼン、o−クロロブロモベンゼン、ジクロロシクロヘキサン、ジクロロエタン、1,4−ジクロロブタン、1,8−ジクロロオクタン、1,7−ジクロロオクタン、ジクロロメタン、4,4′−ジブロモビニルフェノール、1,2,4−トリブロモベンゼン等が挙げられる。
【0046】
本発明においては、ポリエステル樹脂の合成成分として、上記に挙げた酸成分とアルコール成分のどちらか一方に、少なくとも芳香環を有するものを使用することが好ましい。又、本発明においては、ポリエステル樹脂の合成成分である酸成分とアルコール成分の合計量が、先に述べた樹脂微粒子1重量部に対して1〜30重量部、好ましくは1.5〜10重量部の範囲となる様にして用いることが好ましい。
【0047】
又、酸成分とアルコール成分の使用比は、カルボキシル基1モル当量に対して、アルコール基0.9〜1.5モル当量、好ましくは1.0〜1.3モル当量の範囲であることが好ましい。尚、ここでいうカルボキシル基としては、上記に挙げた酸成分に相当する化合物であるハロゲン化物も含まれる。その他の添加剤としては、アミン成分を用いてもよい。具体的には例えば、トリエチルアミン、トリメチルアミン、N,N−ジメチルアニリン等が挙げられる。又、他の縮合剤、例えば、ジシクロヘキシルカルボジイミド等を用いて反応を行ってもよい。
【0048】
(着色剤)
本発明で用いる着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ポグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。
着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15重量%、好ましくは3〜10重量%である。
【0049】
本発明で用いる着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、先にあげた変性、未変性ポリエステル系樹脂の他にポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体;スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。
【0050】
本マスターバッチはマスターバッチ用の樹脂と着色剤とを高せん断力をかけて混合、混練してマスターバッチを得ることができる。この際着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶剤を用いることができる。またいわゆるフラッシング法と呼ばれる着色剤の水を含んだ水性ペーストを樹脂と有機溶剤とともに混合混練し、着色剤を樹脂側に移行させ、水分と有機溶剤成分を除去する方法も着色剤のウエットケーキをそのまま用いることができるため乾燥する必要がなく、好ましく用いられる。混合混練するには3本ロールミル等の高せん断分散装置が好ましく用いられる。
【0051】
(離型剤)
本発明で用いる離型剤としては、公知のものが使用できる。例えばポリオレフィンワックス(ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなど);長鎖炭化水素(パラフィンワックス、サゾールワックスなど);カルボニル基含有ワックスなどが挙げられる。これらのうち好ましいものは、カルボニル基含有ワックスである。カルボニル基含有ワックスとしては、ポリアルカン酸エステル(カルナバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレートなど);ポリアルカノールエステル(トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなど);ポリアルカン酸アミド(エチレンジアミンジベヘニルアミドなど);ポリアルキルアミド(トリメリット酸トリステアリルアミドなど);およびジアルキルケトン(ジステアリルケトンなど)などが挙げられる。これらカルボニル基含有ワックスのうち好ましいものは、ポリアルカン酸エステルである。本発明のワックスの融点は、通常40〜160℃であり、好ましくは50〜120℃、さらに好ましくは60〜90℃である。融点が40℃未満のワックスは耐熱保存性に悪影響を与え、160℃を超えるワックスは低温での定着時にコールドオフセットを起こしやすい。また、ワックスの溶融粘度は、融点より20℃高い温度での測定値として、5〜1000cpsが好ましく、さらに好ましくは10〜100cpsである。1000cpsを超えるワックスは、耐ホットオフセット性、低温定着性への向上効果に乏しい。
トナー中のワックスの含有量は通常0〜40重量%であり、好ましくは3〜30重量%である。
【0052】
(増粘剤)
増粘剤としては、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリアクリル酸塩(アルカリ金属塩、有機アミン塩、第四級アンモニウム塩など;重量平均分子量3000〜3000000)、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレングリコール(重量平均分子量2000〜200000)およびグアーガムなどが挙げられる。
混合溶液の粘度の測定は、25℃の恒温層で30分間温調したのち、B型粘度計を用いて測定する。
【0053】
(帯電制御剤)
本発明のトナーは、必要に応じて帯電制御剤を含有してもよい。帯電制御剤としては公知のものが全て使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩、及びサリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン03、第四級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、第四級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、第四級アンモニウム塩のコピーチャージNEG VP2036、コピーチャージNX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。
【0054】
本発明において帯電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、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が、好ましくはバインダー樹脂100重量部に対して、0.1〜10重量部の範囲で用いられる。好ましくは、0.2〜5重量部の範囲がよい。10重量部を越える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、主帯電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。これらの帯電制御剤はマスターバッチ、樹脂とともに溶融混練した後溶解分散させることもできるし、もちろん有機溶剤に直接溶解、分散する際に加えても良いし、トナー表面にトナー粒子作成後固定化させてもよい。
【0055】
(外添剤)
本発明で得られた着色樹脂粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤としては、無機微粒子を好ましく用いることができる。この無機微粒子の一次粒子径は、5mμ〜2μmであることが好ましく、特に5mμ〜500mμであることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500m/gであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01〜5重量%であることが好ましく、特に0.01〜2.0重量%であることが好ましい.無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。
【0056】
この他高分子系微粒子たとえばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。
【0057】
このような外添剤は表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止することができる。例えばシランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが好ましい表面処理剤として挙げられる。
【0058】
感光体や一次転写媒体に残存する転写後の現像剤を除去するためのクリーニング性向上剤を配合することが好ましく、該クリーニング性向上剤としては、例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸など脂肪酸金属塩、例えばポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子などのソープフリー乳化重合などによって製造された、ポリマー微粒子などを挙げることかできる。ポリマー微粒子は比較的粒度分布が狭く、体積平均粒径が0.01〜1μmのものが好ましい。
【0059】
(製造方法)
トナーバインダーは以下の方法などで製造することができる。
ポリオールとポリカルボン酸を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、150〜280℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで40〜140℃にて、これにポリイソシアネートを反応させ、イソシアネート基を有するプレポリマー(A)を得る。さらにこのAにアミン類(B)を0〜140℃にて反応させ、ウレア結合で変性されたポリエステルを得る。ポリイソシアネートを反応させる際およびAとBを反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤(トルエン、キシレンなど);ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど);エステル類(酢酸エチルなど);アミド類(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど)およびエーテル類(テトラヒドロフランなど)などのポリイソシアネート(PIC)に対して不活性なものが挙げられる。ウレア結合で変性されていないポリエステル(PE)を併用する場合は、水酸基を有するポリエステルの場合と同様な方法でこのPEを製造し、これを前記ウレア変性ポリエステルの反応完了後の溶液に溶解し、混合する。
【0060】
(トナーの製造)
本発明の乾式トナーは以下の方法で製造することができるが、勿論これらに限定されることはない。
【0061】
(水系媒体中でのトナー製造法)
水系媒体としては、水単独でもよいが、水と混和可能な溶剤を併用することもできる。混和可能な溶剤としては、アルコール(メタノール、イソプロパノール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などが挙げられる。
【0062】
トナー粒子は、水系媒体中でイソシアネート基を有するプレポリマー(A)からなる分散体を、アミン類(B)と反応させて形成することができる。水系媒体中でウレア変性ポリエステルやプレポリマー(A)からなる分散体を安定して形成させる方法としては、水系媒体中にウレア変性ポリエステル系樹脂やプレポリマー(A)からなるトナー原料の組成分を加えて、せん断力により分散させる方法などが挙げられる。プレポリマー(A)と他のトナー組成分(以下トナー原料と呼ぶ)である着色剤、着色剤マスターバッチ、離型剤、帯電制御剤、未変性ポリエステル系樹脂などは、水系媒体中で分散体を形成させる際に混合してもよいが、あらかじめトナー原料を混合した後、水系媒体中にその混合物を加えて分散させたほうがより好ましい。また、本発明においては、着色剤、離型剤、帯電制御剤などの他のトナー原料は、必ずしも、水系媒体中で粒子を形成させる時に混合しておく必要はなく、粒子を形成せしめた後、添加してもよい。たとえば、着色剤を含まない粒子を形成させた後、公知の染着の方法で着色剤を添加することもできる。
【0063】
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。分散体の粒径を2〜20μmにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常1000〜30000rpm、好ましくは5000〜20000rpmである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常0.1〜5分である。分散時の温度としては、通常、0〜150℃(加圧下)、好ましくは40〜98℃である。高温なほうが、ウレア変性ポリエステルやプレポリマー(A)からなる分散体の粘度が低く、分散が容易な点で好ましい。
【0064】
ウレア変性ポリエステルやプレポリマー(A)を含むトナー組成分(組成物)100重量部に対する水系媒体の使用量は、通常50〜2000重量部、好ましくは100〜1000重量部である。50重量部未満ではトナー組成分の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。20000重量部を超えると経済的でない。また、必要に応じて、分散剤を用いることもできる。分散剤を用いたほうが、粒度分布がシャープになるとともに分散が安定である点で好ましい。
プレポリマー(A)からウレア変性ポリエステルを合成する工程は水系媒体中でトナー組成分を分散する前にアミン類(B)を加えて反応させても良いし、水系媒体中に分散した後にアミン類(B)を加えて粒子界面から反応を起こしても良い。この場合、製造されるトナー表面に優先的にウレア変性ポリエステルが生成し、粒子内部で濃度勾配を設けることもできる。
【0065】
トナー組成分が分散された油性相を、水が含まれる液体に乳化、分散するための分散剤として、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどの陰イオン界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシンやN−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
【0066】
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数2〜10のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、3−[オメガ−フルオロアルキル(C6〜C11)オキシ〕−1−アルキル(C3〜C4)スルホン酸ナトリウム、3−[オメガ−フルオロアルカノイル(C6〜C8)−N−エチルアミノ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル(C11〜C20)カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸(C7〜C13)及びその金属塩、パーフルオロアルキル(C4〜C12)スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、N−プロピル−N−(2−ヒドロキシエチル)パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル(C6〜C10)−N−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル(C6〜C16)エチルリン酸エステルなどが挙げられる,
【0067】
商品名としては、サーフロンS−111、S−112、S−113(旭硝子社製)、フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−l29(住友3M社製)、ユニダインDS−101、DS−l02、(ダイキン工業社製)、メガファックF−ll0、F−l20、F−113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ社製)、エクトップEF−102、l03、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204、(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−100、F150(ネオス社製)などが挙げられる。
【0068】
また、カチオン界面活性剤としては、フルオロアルキル基を右する脂肪族一級、二級もしくは二級アミン酸、パーフルオロアルキル(C6−C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族4級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンS−l21(旭硝子社製)、フロラードFC−135(住友3M社製)、ユニダインDS−202(ダイキン工業社製)、メガファックF−150、F−824(大日本インキ社製)、エクトップEF−l32(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−300(ネオス社製)などが挙げられる。
【0069】
また、水に難溶の無機化合物分散剤としてリン酸カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイトなども用いることが出来る。
【0070】
また高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体、例えばアクリル酸β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸β−ヒドロキシエチル、アクリル酸β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸3−クロロ2−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルビリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの窒素原子、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。
【0071】
なお、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、微粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。
【0072】
分散剤を使用した場合には、該分散剤がトナー粒子表面に残存したままとすることもできるが、反応後、洗浄除去するほうがトナーの帯電面から好ましい。
【0073】
さらに、トナー組成分を含む液体の粘度を低くするために、ウレア変性ポリエステルやプレポリマー(A)が可溶の溶剤を使用することもできる。溶剤を用いたほうが粒度分布がシャープになる点で好ましい。該溶剤は沸点が100℃未満の揮発性であることが除去が容易である点から好ましい。該溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは2種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。
プレポリマー(A)100重量部に対する溶剤の使用量は、通常0〜300重量部、好ましくは0〜100重量部、さらに好ましくは25〜70重量部である。溶剤を使用した場合は、反応後、常圧または減圧下にて加温し除去する。
【0074】
活性水素基を有する化合物と反応可能な変性ポリエステルに活性水素基を有する化合物としてのアミン類(B)を反応させる場合、その反応時間は、プレポリマー(A)の有するイソシアネート基構造とアミン類(B)との組み合わせによる反応性により選択されるが、通常10分〜40時間、好ましくは2〜24時間である。反応温度は、通常0〜150℃、好ましくは40〜98℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。
【0075】
(非球形化工程)
本発明において、非球形の形状を得るためには、乳化分散液に、増粘剤を加えた高粘度の水溶液を混合し、この混合溶液をホモミキサー、エバラマイルダーなどによってせん断力を与える装置に通すことによって、混合溶液中の油相と水相の粘度差を利用して乳化粒子を変形(異形化)させることができ、その後該分散液から溶媒をバインダー樹脂のTg以下で除去する工程を設けることにより粒子を固定化させて、所望の形状トナーの作製が可能となる。
形状を変形させる条件としては、有機溶媒の濃度、温度、水相内の増粘剤、活性剤、温度を調整することにより、油相・水相間の粘度差を調整する方法によって調整することが出来る。有機溶媒としては、従来公知のもの全て使用可能であるが、酢酸エチルが特に好ましい。
【0076】
有機溶媒濃度の測定は、ガスクロマトグラフィーを用いて下記条件下に測定する。

Figure 2004219488
標準物質に、n−ヘキサンを用いて検量線を作成し、有機溶媒濃度を求めた。
【0077】
また、せん断力を調整する方法は、装置の処理時間や処理回数、分散液の温度、粘度、粒子中の有機溶媒の濃度等が挙げられる。また、粒子自身も、粒子表面の有機微粒子の被覆率、伸長及び/又は架橋反応度等の違いにより、せん断力による変形の度合いも異なり得られる形状に差が出る。
本発明において、前記混合溶液にせん断力を与える時の前記有機溶媒の濃度は、3〜15重量%であることが重要であり、特に4〜12重量%が好ましい。さらに、混合溶液の粘度は2500〜25000mPa・sが好ましく、特に4000〜20000mPa・sが好ましい。さらに処理温度は20〜35℃が好ましい。
【0078】
得られた乳化分散体から有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に昇温し、液滴中の有機溶媒を完全に蒸発除去する方法を採用することができる。あるいはまた、乳化分散体を乾燥雰囲気中に噴霧して、液滴中の非水溶性有機溶媒を完全に除去してトナー微粒子を形成し、合せて水系分散剤を蒸発除去することも可能である。乳化分散体が噴霧される乾燥雰囲気としては、空気、窒素、炭酸ガス、燃焼ガス等を加熱した気体、特に使用される最高沸点溶媒の沸点以上の温度に加熱された各種気流が一般に用いられる。スプレイドライアー、ベルトドライアー、ロータリーキルンなどの短時間の処理で十分目的とする品質が得られる。
【0079】
乳化分散時の粒度分布が広く、その粒度分布を保って洗浄、乾燥処理が行われた場合、所望の粒度分布に分級して粒度分布を整えることができる。
分級操作は液中でサイクロン、デカンター、遠心分離等により、微粒子部分を取り除くことができる。もちろん乾燥後に粉体として取得した後に分級操作を行っても良いが、液体中で行うことが効率の面で好ましい。得られた不要の微粒子、または粗粒子は再び混練工程に戻して粒子の形成に用いることができる。その際微粒子、または粗粒子はウェットの状態でも構わない。
【0080】
用いた分散剤は得られた分散液からできるだけ取り除くことが好ましいが、先に述べた分級操作と同時に行うのが好ましい。
得られた乾燥後のトナーの粉体と離型剤微粒子、帯電制御性微粒子、流動化剤微粒子、着色剤微粒子などの異種粒子とともに混合したり、混合粉体に機械的衝撃力を与えることによって表面で固定化、融合化させ、得られる複合体粒子の表面からの異種粒子の脱離を防止することができる。
【0081】
具体的手段としては、高速で回転する羽根によって混合物に衝撃力を加える方法、高速気流中に混合物を投入し、加速させ、粒子同士または複合化した粒子を適当な衝突板に衝突させる方法などがある。装置としては、オングミル(ホソカワミクロン社製)、I式ミル(日本ニューマチック社製)を改造して、粉砕エアー圧力を下げた装置、ハイブリダイゼイションシステム(奈良機械製作所社製)、クリプトロンシステム(川崎重工業社製)、自動乳鉢などがあげられる。
【0082】
本発明のトナーの非球形の形状は、紡錘状が好ましく、特に均一な紡錘状が好ましい。
トナー形状が一定しない不定形、又は扁平形状では粉体流動性が悪いことから、次のような課題を持つ。摩擦帯電が円滑に行えないことから地肌汚れ等の問題が発生しやすい。微小な潜像ドットを現像する際には、緻密で均一なトナー配置をとりにくいことから、ドット再現性に劣る。静電転写方式では、電気力線の影響を受けにくく、転写効率が劣る。
トナーが真球に近い場合、粉体流動性が良すぎて、外力に対して過度に作用してしまうことから、現像及び転写の際に、ドットの外側にトナー粒子が飛び散りやすいといった問題がある。また、球形トナーでは、感光体上で転がりやすいために、感光体とクリーニング部材との間に潜り込みクリーニング不良となることが多いという問題点がある。
【0083】
本発明の紡錘形状のトナーは、粉体流動性が適度に調節されているために、摩擦帯電が円滑に行われて地肌汚れを発生させることがなく、微小な潜像ドットに対して整然と現像され、その後、効率よく転写されてドット再現性に優れる。更に、その際の飛び散りに対しては、粉体流動性が適度にブレーキをかけて飛び散りを防いでいる。紡錘形状のトナーは球形トナーに比べて、転がる軸が限られていることから、クリーニング部材の下に潜り込むようなクリーニング不良が発生しにくい。
【0084】
トナー形状を図1(a)及び(b)に基づいて説明する。
本発明の紡錘形状のトナーは、短軸と長軸との比(r/r)が0.5〜0.8で、厚さと短軸との比(r/r)が0.7〜1.0で表される紡錘形状であることが好ましい。
短軸と長軸との比(r/r)が0.5未満では、真球形状から離れるためにクリーニング性が高いが、ドット再現性及び転写効率が劣るために高品位な画質が得られなくなる。一方短軸と長軸との比(r/r)が0.8を越えると、球形に近づくために、低温低湿の環境下では特にクリーニング不良が発生することがある。
また、厚さと短軸との比(r/r)が0.7未満では、扁平形状に近く、不定形トナーのように飛び散りは少ないが、球形トナーのような高転写率は得られない。特に、厚さと短軸との比(r/r)が1.0では、長軸を回転軸とする回転体となる。これに近い紡錘形状にすることで不定形・扁平形状でもなく真球状でもない形状であって、双方の形状が有する摩擦帯電性、ドット再現性、転写効率、飛び散りの防止性、クリーニング性の全てを満足させる形状となる。なお、r、r、rは、走査型電子顕微鏡(SEM)で、視野の角度を変えて写真を撮り、観察しながら測定した。
【0085】
本発明においてトナーの形状の測定は、フロー式粒子像分析装置FPIA−2100(シスメックス(株)製)により行うことができる。
トナー形状(円形度)の計測方法としては、粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、CCDカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。この手法では粒子の投影面積が得られるが、円形度は、この投影面積と面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値である。この値はフロー式粒子像分析装置FPIA−2100により平均円形度として計測した値である。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を0.1〜0.5ml加え、更に測定試料を0.1〜0.5g程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、分散液濃度を3000〜1万個/μlとして前記装置によりトナーの形状及びトナーの形状分布を測定する。
【0086】
(二成分用キャリア)
本発明のトナーを二成分系現像剤に用いる場合には、磁性キャリアと混合して用いれば良く、現像剤中のキャリアとトナーの含有比は、キャリア100重量部に対してトナー1〜10重量部が好ましい。磁性キャリアとしては、粒子径20〜200μm程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂キャリアなど従来から公知のものが使用できる。
【0087】
また、キャリアは裏面を被覆してもよく、被覆材料としては、アミノ系樹脂、例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等があげられる。またポリビニルおよびポリビニリデン系樹脂、例えばアクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂およびスチレンアクリル共重合樹脂等のポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂およびポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ弗化ビニル樹脂、ポリ弗化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、弗化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、弗化ビニリデンと弗化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンと弗化ビニリデンと非弗化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、およびシリコーン樹脂等が使用できる。
【0088】
また必要に応じて、導電粉等を被覆樹脂中に含有させてもよい。導電粉としては、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等が使用できる。これらの導電粉は、平均粒子径1μm以下のものが好ましい。平均粒子径が1μmよりも大きくなると、電気抵抗の制御が困難になる。
【0089】
また、本発明のトナーはキャリアを使用しない一成分系の磁性トナー、或いは非磁性トナーとしても用いることができる。
【0090】
【実施例】
以下実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。尚、部は重量部を示す。
【0091】
実施例1
(有機微粒子エマルションの合成)
製造例1
攪拌棒および温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30、三洋化成工業製)11部、スチレン83部、メタクリル酸83部、アクリル酸ブチル110部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で15分間攪拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し5時間反応させた。さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液[微粒子分散液1]を得た。[微粒子分散液1]をLA−920で測定した体積平均粒径は、0.10μmであった。[微粒子分散液1]の一部を乾燥して樹脂分を単離した。該樹脂分のTgは57℃であった。
【0092】
(水相の調製)
製造例2
水990部、[微粒子分散液1]80部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液(エレミノールMON−7):三洋化成工業製)40部、酢酸エチル90部を混合攪拌し、乳白色の液体を得た。これを[水相1]とする。
【0093】
(低分子ポリエステルの合成)
製造例3
冷却管、攪拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物220部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物561部、テレフタル酸218部、アジピン酸48部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時聞反応した後、反応容器に無水トリメリット酸45部を入れ、180℃、常圧で2時間反応し、[低分子ポリエステル1]を得た。[低分子ポリエステル1〕は、数平均分子量2500、重量平均分子量6700、Tg43℃、酸価25であった。
【0094】
(プレポリマーの合成)
製造例4
冷却管、攪拌機および窒索導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81部、テレフタル酸283部、無水トリメリット酸22部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応した[中間体ポリエステル1]を得た。[中間体ポリエステル1]は、数平均分子量2100、重量平均分子量9500、Tg55℃、酸価0.5、水酸基価49であった。
次に、冷却管、攪拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、[中間体ポリエステル1]411部、イソホロンジイソシアネート89部、酢酸エチル500部を入れ100℃で5時間反応し、[プレポリマー1]を得た。[プレポリマー1]の遊離イソシアネート重量%は、1.53%であった。
【0095】
(ケチミンの合成)
製造例5
攪拌棒および温度計をセットした反応容器に、イソホロンジアミン170部とメチルエチルケトン75部を仕込み、50℃で5時間反応を行い、[ケチミン化合物1]を得た。[ケチミン化合物1]のアミン価は418であった。
【0096】
(マスターバッチの合成)
製造例6
カーボンブラック(キャボット社製 リーガル400R):40部、結着樹脂:ポリエステル樹脂(三洋化成RS−801 酸価10、Mw20000、Tg64℃):60部、水:30部をヘンシェルミキサーにて混合し、顔料凝集体中に水が染み込んだ混合物を得た。これをロ−ル表面温度130℃に設定した2本ロールにより45分間混練を行ない、パルベライザーで1mmφの大きさに粉砕し、[マスターバッチ1]を得た。
【0097】
(油相の作成)
製造例7
攪拌棒および温度計をセットした容器に、[低分子ポリエステル1]378部、カルナバWAX110部、CCA(サリチル酸金属錯体E−84:オリエント化学工業製)22部、酢酸エチル947部を仕込み、攪拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却した。次いで容器に[マスターバッチ1]500部、酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液1]を得た。
[原料溶解液1]1324部を容器に移し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、カーボンブラック、WAXの分散を行った。次いで、[低分子ポリエステル1]の65%酢酸エチル溶液1324部加え、上記条件のビーズミルで1パスし、[顔料・WAX分散液1]を得た。[顔料・WAX分散液1]の固形分濃度(130℃、30分)は50%であった。
【0098】
(乳化)
製造例8
[顔料・WAX分散液1]648部、[プレポリマー1]を154部、[ケチミン化合物1]6.6部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmで1分間混合した後、容器に[水相1]1200部を加え、TKホモミキサーで、回転数13,000rpmで20分間混合し[乳化スラリー1]を得た。
【0099】
(異形化)
製造例9
イオン交換水1365部、カルボキシメチルセルロース(CMCダイセル−1280:ダイセル化学工業(株)製)35部容器に入れて攪拌した水溶液に、[乳化スラリー1]1000部を混合し、T.K.パイプラインホモミキサー型式:PL−2V(特殊機化製)で2,000rpmで流量1000g/minで流し、[異形化スラリー1]を得た。このときの異形化スラリー1の粘度は4000mPa・sであった。
【0100】
(脱溶剤)
製造例10
攪拌機および温度計をセットした容器に、[異形化スラリー1]を投入し、30℃で8時間脱溶剤した後、45℃で4時間熟成を行い、[分散スラリー1]を得た。
【0101】
(洗浄⇒乾燥)
[分散スラリー1]100部を減圧濾過した後、
▲1▼:濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
▲2▼:▲1▼の濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100部を加え、超音波振動を付与してTKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。この超音波アルカリ洗浄を再度行った(超音波アルカリ洗浄2回)。
▲3▼:▲2▼の濾過ケーキに10%塩酸100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
▲4▼:▲3▼の濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過する操作を2回行い[濾過ケーキ1]を得た。
[濾過ケーキ1]を循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、[トナー母体1]を得た。
【0102】
比較例1
実施例1のT.K.パイプラインホモミキサー型式:PL−2V(特殊機化製)で2,000rpmで流量1000g/minで流したことを実施しなかった以外は実施例1と同様に[トナー母体5]を得た。
【0103】
実施例2〜4、比較例2〜4
実施例1(製造例9)の粘度Pと有機溶媒濃度を表1に示すように増粘剤とイオン交換水の濃度を変更し、異形化スラリーの粘度を表1に示すように調整した以外は実施例1と同様に[トナー母体2〜4及び6〜8]を得た。
【0104】
(形状の測定)
非球形の判定は、光学顕微鏡を用いて、図6の写真のように真球状のものをランク1とし、図5の写真のようにほぼ球状のものをランク2、図4の写真のように紡錘状(ラグビーボール)と球状が半分ぐらいあるものをランク3、図3の写真のように紡錘状だが不揃いのものをランク4、図2の写真のようにすべて紡錘状で均一なものをランク5とし、形状をランク分けして判断した。本発明において、非球形化されたものとは、ランク3以上のものを云う。
また、長期にわたってクリーニング性を保持するには形状ランク4以上で、フロー式粒子像分析装置によって測定される個数基準の円相当径で2.0μm未満の粒子が25個数%以下が有効である。円相当径で2.0μm未満の粒子の測定は(株)SYSMEX製フロー式粒子像分析装置FPIA−1000を用いて測定することができる。装置および測定の概略は特開平8−136439号公報に記載されている。測定は、1級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl水溶液に調整した後0.45μmのフィルターを通した液50〜100mlに分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を0.1〜5ml加え、試料を1〜10mg加える。これを、超音波分散機で1分間の分散処理を行ない、粒子濃度を5000〜15000個/μlに調整した分散液を用いて測定を行なった。粒子個数の測定は、CCDカメラで撮像した2次元の画像面積と、同一の面積を有する円の直径を円相当径として算出を行なう。CCDの画素の精度から、円相当径で0.6μm以上を有効とし粒子の測定データを得た。
各トナー母体の形状のランクを表1に示す。
【0105】
【表1】
Figure 2004219488
【0106】
前記のようにして得られたトナー母体1〜8各々100部に疎水性シリカ0.7部と、疎水化酸化チタン0.3部をヘンシェルミキサーにて混合した。
【0107】
外添剤処理を施した各トナー5重量%とシリコーン樹脂を被覆した平均粒子径が40μmの銅−亜鉛フェライトキャリア95重量%からなる現像剤を調製し、毎分A4サイズの用紙を45枚印刷できるリコー製imagio Neo 450を用いて、連続印刷して下記の方法及び基準で評価し、表2に示した。
【0108】
[評価方法及び評価基準]
(クリーニング性)
清掃工程を通過した感光体上の転写残トナーをスコッチテープ(住友スリーエム(株)製)で白紙に移し、それをマクベス反射濃度計RD514型で測定し、ブランクとの差が0.01以下のものを○(良好)、それを越えるものを×(不良)として評価した。
【0109】
(耐フィルミング性)
現像ローラまたは感光体上のトナーフィルミング発生状況の有無を観察した。○はフィルミングがなく、△はスジ上のフィルミングが見られ、×は全体的にフィルミングがあるとして評価した。
【0110】
【表2】
Figure 2004219488
【0111】
【発明の効果】
本発明により、長期にわたって、耐フィルミング性、クリーニング性に優れた、低温定着システムに対応する静電荷像現像用トナーを提供することができる。また本発明により、上記トナーを用いる現像剤、現像方法、及び該トナーを充填したトナー容器、現像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】トナー形状を説明するための図である。
【図2】トナー母体形状のランク5(均一な紡錘状)のものを示すためのトナーの光学顕微鏡を用いた写真である。
【図3】トナー母体形状のランク4(不揃いの紡錘状)のものを示すためのトナーの光学顕微鏡を用いた写真である。
【図4】トナー母体形状のランク3(紡錘状と球状が半々程度)のものを示すためのトナーの光学顕微鏡を用いた写真である。
【図5】トナーの母体形状のランク2(ほぼ球状)のものを示すためのトナーの光学顕微鏡を用いた写真である。
【図6】トナーの母体形状のランク1(真球状)のものを示すためのトナーの光学顕微鏡を用いた写真である。
【符号の説明】
トナーの長軸
トナーの短軸
トナーの厚さ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a toner for developing an electrostatic image, a developer, a developing method, a toner container, and a developing device for visualizing an electrostatic image formed on the surface of a photoconductor in electrophotography, electrostatic recording, and the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an electrophotographic apparatus, an electrostatic recording apparatus, or the like, an electric or magnetic latent image is visualized by toner. For example, in electrophotography, a toner image is formed by forming an electrostatic charge image (latent image) on a photoreceptor, and then developing the latent image using toner. The toner image is usually transferred onto a transfer material such as paper, and then fixed by a method such as heating. The toner used for electrostatic image development is generally a colored particle containing a colorant, a charge control agent, and other additives in a binder resin.The production method is roughly classified into a pulverization method and a pulverization method. There is a suspension polymerization method. In the pulverization method, a colorant, a charge controlling agent, an anti-offset agent, and the like are melt-mixed and uniformly dispersed in a thermoplastic resin, and the resulting composition is pulverized and classified to produce a toner. According to the pulverization method, it is possible to produce a toner having excellent properties to some extent, but there is a limitation in selecting a toner material. For example, compositions obtained by melt mixing must be able to be ground and classified by equipment that can be used economically. Due to this requirement, the melt-mixed composition must be made sufficiently brittle. For this reason, when actually pulverizing the composition into particles, a wide range of particle size distribution is likely to be formed, and in order to obtain a copied image with good resolution and gradation, for example, a particle size of 5 μm The following fine powder and coarse powder having a size of 20 μm or more must be removed by classification, resulting in a disadvantage that the yield is extremely low. Further, in the pulverization method, it is difficult to uniformly disperse a colorant, a charge control agent, and the like in a thermoplastic resin. Non-uniform dispersion of the compounding agent adversely affects the fluidity, developability, durability and image quality of the toner.
[0003]
In recent years, in order to overcome the problems in these pulverization methods, a method for producing a toner by a suspension polymerization method has been proposed and implemented. A technique for producing a toner for developing an electrostatic latent image by a polymerization method is known. For example, toner particles are obtained by a suspension polymerization method. However, the toner particles obtained by the suspension polymerization method are spherical and have a disadvantage that cleaning properties are poor. The most important problem is that it is difficult to completely remove the transfer residual toner on the surface of the image carrier by the cleaning means, and cleaning failure occurs. In particular, in the blade cleaning method, at the time of cleaning, the toner becomes close to the close-packed state between the contact portion of the image carrier and the cleaning blade, and the toner of the first layer having a strong adhesive force to the image carrier and The toner slips between the second-layer toner and the first-layer toner, and remains on the image carrier as cleaning failure.
[0004]
In order to solve such a problem, the following plans have been proposed.
<JP-A-5-265360 (Patent Document 1)>
In a cleaning method of an image forming apparatus in which a cleaning blade is pressed against a surface of an image carrier to remove residual toner on the surface of the image carrier, a conductive member is used for the cleaning blade, and an AC bias voltage and a toner A cleaning method comprising applying a DC bias voltage having the same polarity as a charged charge to remove residual toner on the surface of an image carrier.
<JP-A-7-210053 (Patent Document 2)>
In a cleaning device of an electrophotographic apparatus for cleaning the surface of a photoreceptor by scraping residual toner on the photoreceptor after transfer with a cleaning blade, the cleaning blade is made of a conductive material and grounded. Alternatively, a DC voltage having a polarity opposite to that of the residual toner is applied. Alternatively, a DC voltage having the same polarity as that of the residual toner is applied. Alternatively, it has been proposed to apply an AC voltage thereto.
[0005]
However, the method described in any of the publications has an effect of cleaning by bringing a cleaning blade into contact with an image carrier and scraping off the toner. In the case of a toner using a toner binder, so-called wax filming occurs in which wax existing near the surface inside the toner resin exudes to the surface due to the pressure and is rubbed against the image carrier and adheres. In addition, the charging roller and the like that contactly charge the photoconductor are contaminated, and the original charging ability cannot be exhibited. Further, it is conceivable to improve the toner by devising an external additive, but it was not possible to obtain a sufficient cleaning property.
[0006]
In addition, a method has been proposed in which irregular resin particles are obtained by associating resin fine particles obtained by an emulsion polymerization method, but this method causes the following problems. When releasing agent fine particles are associated to improve offset resistance, the releasing agent fine particles are taken into the toner particles, and as a result, the offset resistance cannot be sufficiently improved. . Since toner particles are formed by randomly fusing resin fine particles, release agent fine particles, colorant fine particles, and the like, the composition (content ratio of the constituent components) and the molecular weight of the constituent resin vary among the obtained toner particles. As a result, toner particles have different surface characteristics, and a long-term stable image cannot be formed. Further, in a low-temperature fixing system that requires low-temperature fixing, fixing hindrance occurs due to resin fine particles unevenly distributed on the toner surface, and a fixing temperature range cannot be secured.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-5-265360
[Patent Document 2]
JP-A-7-210053
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made based on the above circumstances.
A first object of the present invention is to provide a toner for developing an electrostatic image that is compatible with a low-temperature fixing system and has excellent filming resistance while maintaining excellent cleaning properties for a long period of time.
A second object of the present invention is to provide a developer using the toner, a developing method, a toner container, and a developing device.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
Generally, in order to obtain a high-resolution and high-quality image, it is apparent that it is advantageous to reduce the particle diameter of the toner or to make the shape of the toner spherical. When the particle size is reduced, the transferability deteriorates, the amount of toner remaining on the electrostatic image carrier increases, and a load is applied to the cleaning process, so that excellent cleaning performance cannot be maintained for a long period of time. On the other hand, when the toner is spherical, in a process having a means for cleaning by contacting the untransferred toner remaining on the electrostatic charge carrier, the toner slips through, and excellent cleaning properties cannot be maintained for a long period of time.
[0010]
Therefore, the present inventors have conducted intensive studies and as a result, in order to solve the above-mentioned problems, at least in a dry toner containing a modified polyester resin, a colorant, and a release agent, the toner is converted into an organic solvent. A dissolved or dispersed product formed by dissolving or dispersing a toner component containing a toner binder component composed of a modified polyester resin capable of reacting with a compound having an active hydrogen group in an aqueous medium containing resin fine particles. An emulsified dispersion obtained by reacting with a compound having a group, and a mixed solution obtained by mixing at least an aqueous solution containing a thickener, by passing through a device for applying a shear force, after the shape of the toner non-spherical, When removing the solvent and washing / desorbing the resin fine particles adhered to the surface to obtain toner particles, the viscosity of the emulsified dispersion and the concentration of the organic solvent are non-spherical particles. It found to be deeply involved in the order, which has led to the completion of the present invention.
[0011]
This is because, in order to deform the particles in which the toner component in the emulsified dispersion is dispersed, the shear energy for deforming the particles is made larger than the internal resistance energy for the particles to recover due to the interfacial tension. (Rugby ball shape). Conversely, if the internal resistance energy is large, the spherical shape is maintained and the cleaning performance is impaired. In addition, if the shear energy is too large, division occurs and fine powder is generated, which causes problems such as filming. It was found that the shear energy was determined by a device that gives the viscosity and shear force of the mixed solution of the emulsified dispersion and the aqueous solution containing the thickener, and that the internal resistance energy was closely related to the concentration of the organic solvent in the mixed solution.
[0012]
That is, according to the present invention, the following (1) to (8) are provided.
(1) A dry toner containing at least a modified polyester resin, a colorant, and a release agent, wherein the toner is a modified polyester resin capable of reacting with a compound having an active hydrogen group in an organic solvent. An emulsified dispersion obtained by reacting a dissolved or dispersed product formed by dissolving or dispersing a toner component containing a binder component with a compound having an active hydrogen group in an aqueous medium containing fine resin particles, and at least a thickener Is mixed with an aqueous solution containing the above, and the mixed solution obtained by adjusting the concentration of the organic solvent in the obtained mixed solution to 3 to 15% by weight is passed through a device for applying a shearing force to the mixed solution, whereby the shape of the toner is reduced. A toner for developing an electrostatic image, wherein the toner is obtained by removing the solvent after desphericalization, and washing and desorbing the resin fine particles adhered to the surface.
(2) The electrostatic image developing toner according to (1), wherein the viscosity P of the mixed solution is 2500 to 25000 mPa · s.
(3) The electrostatic image developing toner according to (1) or (2), wherein the toner has a spindle shape.
(4) The spindle shape of the toner has a short axis r 2 And the major axis r 1 And the ratio (r 2 / R 1 ) Is 0.5 to 0.8 and the thickness r 3 And the minor axis r 2 And the ratio (r 3 / R 2 ) Is 0.7 to 1.0, the toner for developing an electrostatic image according to the item (3).
(5) A developer containing the toner for developing an electrostatic image according to any one of (1) to (4).
(6) A developing method having a toner recycling mechanism, wherein the toner for developing an electrostatic image according to any one of (1) to (4) is used.
(7) A toner container containing the electrostatic image developing toner according to any one of (1) to (4).
(8) A developing device having a toner recycling mechanism, wherein the electrostatic image developing toner according to any one of (1) to (4) is loaded as a toner.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Resin fine particles)
The resin fine particles used in the present invention preferably have a glass transition point (Tg) of 50 to 90 ° C. If the glass transition point (Tg) is less than 50 ° C, the toner storability deteriorates, and In some cases, blocking may occur in the developing machine. When the glass transition point (Tg) exceeds 90 ° C., the resin fine particles may hinder the adhesiveness to the fixing paper, and the fixing lower limit temperature may increase. A more preferred range is 50 to 70 ° C.
The weight average molecular weight is desirably 100,000 or less. Preferably it is 50,000 or less. The lower limit is usually 4000. When the weight average molecular weight exceeds 100,000, the resin fine particles may hinder the adhesiveness to the fixing paper, and the fixing lower limit temperature may be increased.
[0014]
As the resin fine particles, any resin can be used as long as it can form an aqueous dispersion, and a thermoplastic resin or a thermosetting resin may be used.For example, a vinyl resin, a polyurethane resin, an epoxy resin, a polyester resin, a polyamide resin, and a polyimide Resins, silicon-based resins, phenol resins, melamine resins, urea resins, aniline resins, ionomer resins, polycarbonate resins, and the like. As the resin fine particles, two or more of the above resins may be used in combination. Among these, those comprising a vinyl-based resin, a polyurethane resin, an epoxy resin, a polyester resin or a resin used in combination thereof are preferable because an aqueous dispersion of fine spherical resin particles is easily obtained.
[0015]
The vinyl resin is a polymer obtained by homopolymerizing or copolymerizing a vinyl monomer, for example, a styrene- (meth) acrylate copolymer, a styrene-butadiene copolymer, and a (meth) acrylate-acrylate copolymer. Examples thereof include a polymer, a styrene-acrylonitrile copolymer, a styrene-maleic anhydride copolymer, and a styrene- (meth) acrylic acid copolymer.
The average particle size of the resin fine particles is 5 to 200 nm, preferably 20 to 300 nm.
[0016]
(Modified polyester resin capable of reacting with a compound having an active hydrogen group)
A reactive modified polyester resin (RMPE) capable of reacting with a compound having an active hydrogen group (hereinafter, the polyester resin is also simply referred to as polyester) includes, for example, a functional group that reacts with an active hydrogen group such as an incyanate group. Polyester prepolymers and the like. The polyester prepolymer preferably used in the present invention is a polyester prepolymer (A) having an isocyanate group. The isocyanate group-containing polyester prepolymer (A) is produced by reacting a polyester having an active hydrogen group, which is a polycondensate of a polyol (PO) and a polycarboxylic acid (PC), with a polyisocyanate (PIC). . Examples of the active hydrogen group contained in the polyester include a hydroxyl group (alcoholic hydroxyl group and phenolic hydroxyl group), an amino group, a carboxyl group, a mercapto group, and the like. Of these, an alcoholic hydroxyl group is preferable.
[0017]
Examples of the polyol include diol (DIO) and tri- or higher valent polyol (TO). DIO alone or a mixture of DIO and a small amount of TO is preferable.
[0018]
Examples of the diol include alkylene glycols (ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, etc.); alkylene ether glycols (diethylene glycol, triethylene glycol, Dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, etc.); alicyclic diols (1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, etc.); bisphenols (bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, etc.) An alkylene oxide (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.) adduct of the alicyclic diol; Alkylene oxide (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.), etc. adducts. Of these, preferred are alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms and alkylene oxide adducts of bisphenols, and particularly preferred are alkylene oxide adducts of bisphenols, and alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms. Is a combination of
[0019]
Examples of the trivalent or higher polyol include trihydric or higher polyhydric aliphatic alcohols (glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, etc.); trihydric or higher phenols (trisphenol PA, Phenol novolak, cresol novolak, etc.); and alkylene oxide adducts of the above trivalent or higher polyphenols.
[0020]
Examples of the polycarboxylic acid (PC) include dicarboxylic acid (DIC) and tricarboxylic or higher polycarboxylic acid (TC), and DIC alone or a mixture of DIC and a small amount of TC is preferable.
[0021]
Dicarboxylic acids include alkylenedicarboxylic acids (succinic acid, adipic acid, sebacic acid, etc.); alkenylene dicarboxylic acids (maleic acid, fumaric acid, etc.); aromatic dicarboxylic acids (phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, etc.) ). Of these, preferred are alkenylene dicarboxylic acids having 4 to 20 carbon atoms and aromatic dicarboxylic acids having 8 to 20 carbon atoms.
[0022]
Examples of the trivalent or higher polycarboxylic acid include aromatic polycarboxylic acids having 9 to 20 carbon atoms (such as trimellitic acid and pyromellitic acid). As the polycarboxylic acid, the above-mentioned acid anhydride or lower alkyl ester (eg, methyl ester, ethyl ester, isopropyl ester) may be used to react with the polyol.
[0023]
The ratio between the polyol and the polycarboxylic acid is usually 2/1 to 1/1, preferably 1.5 / 1 to 1/1, as the equivalent ratio [OH] / [COOH] of the hydroxyl group [OH] and the carboxyl group [COOH]. 1, more preferably 1.3 / 1 to 1.02 / 1.
[0024]
Examples of the polyisocyanate (PIC) include aliphatic polyisocyanates (such as tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and 2,6-diisocyanatomethylcaproate); alicyclic polyisocyanates (such as isophorone diisocyanate and cyclohexylmethane diisocyanate); Aromatic diisocyanates (such as tolylene diisocyanate and diphenylmethane diisocyanate); araliphatic diisocyanates (such as α, α, α ′, α′-tetramethylxylylene diisocyanate); isocyanurates; and the above polyisocyanates as phenol derivatives, oximes, caprolactam, etc. And a combination of two or more of these.
[0025]
The ratio of the polyisocyanate is usually 5/1 to 1/1, preferably 4/1 to 1 as the equivalent ratio [NCO] / [OH] of the isocyanate group [NCO] and the hydroxyl group [OH] of the hydroxyl group-containing polyester. .2 / 1, more preferably 2.5 / 1 to 1.5 / 1. If [NCO] / [OH] exceeds 5, the low-temperature fixability deteriorates. If the molar ratio of [NCO] is less than 1, the urea content in the modified polyester becomes low, and the hot offset resistance deteriorates.
[0026]
The content of the polyisocyanate (PIC) component in the prepolymer (A) having an isocyanate group at the terminal is usually 0.5 to 40% by weight, preferably 1 to 30% by weight, more preferably 2 to 20% by weight. It is. If the content is less than 0.5% by weight, the hot offset resistance is deteriorated and the heat storage stability and the low-temperature fixability are both disadvantageous. On the other hand, if it exceeds 40% by weight, the low-temperature fixability deteriorates.
[0027]
The isocyanate group contained per molecule in the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group is usually at least 1, preferably 1.5 to 3 on average, and more preferably 1.8 to 2.5 on average. Individual. If the number is less than one per molecule, the molecular weight of the urea-modified polyester becomes low, and the hot offset resistance deteriorates.
[0028]
The urea-modified polyester-based resin (UMPE) can be obtained from the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group by reacting it with the amines (B). This shows an excellent effect as a toner binder.
[0029]
Examples of the amines (B) include diamines (B1), trivalent or higher valent polyamines (B2), amino alcohols (B3), aminomercaptans (B4), amino acids (B5), and those obtained by blocking amino groups of B1 to B5. (B6) and the like. Examples of the diamine (B1) include aromatic diamines (phenylenediamine, diethyltoluenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, etc.); alicyclic diamines (4,4'-diamino-3,3'-dimethyldicyclohexylmethane, diamine Cyclohexane, isophoronediamine, etc.); and aliphatic diamines (ethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, etc.).
[0030]
Examples of the trivalent or higher polyamine (B2) include diethylenetriamine and triethylenetetramine. Examples of the amino alcohol (B3) include ethanolamine and hydroxyethylaniline. Examples of the aminomercaptan (B4) include aminoethylmercaptan and aminopropylmercaptan. Examples of the amino acid (B5) include aminopropionic acid and aminocaproic acid.
[0031]
Examples of the compound (B6) in which the amino group of B1 to B5 is blocked include ketimine compounds and oxazolidine compounds obtained from the amines and ketones (such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone) of B1 to B5. Preferred of these amines (B) are B1 and a mixture of B1 and a small amount of B2.
[0032]
Further, the molecular weight of a modified polyester such as a urea-modified polyester can be adjusted by using an elongation terminator, if necessary. Examples of the elongation terminator include monoamines (diethylamine, dibutylamine, butylamine, laurylamine and the like), and those obtained by blocking them (ketimine compounds).
[0033]
The ratio of the amines (B) is defined as the equivalent ratio [NCO] / [NHx] of the isocyanate groups [NCO] in the prepolymer (A) having isocyanate groups and the amino groups [NHx] in the amines (B). , Usually 1/2 to 2/1, preferably 1.5 / 1 to 1 / 1.5, and more preferably 1.2 / 1 to 1 / 1.2. When [NCO] / [NHx] is more than 2 or less than 1/2, the molecular weight of the urea-modified polyester becomes low, and the hot offset resistance deteriorates.
[0034]
In the present invention, the polyester modified with a urea bond may contain a urethane bond together with the urea bond. The molar ratio of the urea bond content to the urethane bond content is usually from 100/0 to 10/90, preferably from 80/20 to 20/80, and more preferably from 60/40 to 30/70. When the molar ratio of the urea bond is less than 10%, the hot offset resistance deteriorates.
The amines (B) act as a crosslinking agent or an elongation agent for the modified polyester that can react with the compound having an active hydrogen group.
[0035]
The urea-modified polyester used in the present invention is produced by a one-shot method or a prepolymer method. The weight average molecular weight of the modified polyester such as the urea modified polyester is usually 10,000 or more, preferably 20,000 to 10,000,000, and more preferably 30,000 to 1,000,000. If it is less than 10,000, the hot offset resistance deteriorates. The number average molecular weight of a modified polyester such as a urea modified polyester is not particularly limited when an unmodified polyester described later is used, and may be a number average molecular weight that is easily obtained to obtain the weight average molecular weight. In the case of a modified polyester alone such as a urea-modified polyester, the number average molecular weight is usually 20,000 or less, preferably 1,000 to 10,000, and more preferably 2,000 to 8,000. If it exceeds 20,000, the low-temperature fixability and the gloss when used in a full-color device deteriorate.
[0036]
(Unmodified polyester resin)
In the present invention, not only the modified polyester (MPE) such as the polyester modified by the urea bond may be used alone, but also an unmodified polyester (PE) may be contained as a toner binder component. The combined use of PE improves low-temperature fixability and glossiness when used in a full-color device, and is more preferable than single use. Examples of the PE include polycondensates of a polyol and a polycarboxylic acid, which are the same as the polyester component of the MPE. The PE may be modified not only with unmodified polyester but also with a chemical bond other than a urea bond. For example, the PE may be modified with a urethane bond. It is preferable that at least a part of MPE and PE be compatible with each other in view of low-temperature fixability and hot offset resistance. Therefore, it is preferable that the polyester component of the MPE and the PE have similar compositions.
[0037]
When PE is contained, the weight ratio of MPE to PE is usually 5/95 to 80/20, preferably 5/95 to 30/70, more preferably 5/95 to 25/75, and particularly preferably 7/93. 2020/80. When the weight ratio of the MPE is less than 5%, the hot offset resistance is deteriorated, and the heat storage stability and the low-temperature fixability are disadvantageous.
[0038]
The peak molecular weight of PE is generally from 1,000 to 30,000, preferably from 1500 to 10,000, and more preferably from 2,000 to 8,000. If it is less than 1,000, the heat-resistant preservability deteriorates, and if it exceeds 10,000, the low-temperature fixability deteriorates. The hydroxyl value of PE is preferably 5 or more, more preferably 10 to 120, and particularly preferably 20 to 80. If it is less than 5, it is disadvantageous in terms of compatibility between heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. The acid value of PE is usually 1 to 30, preferably 5 to 20. By having an acid value, it tends to be negatively chargeable.
[0039]
In the present invention, the glass transition point (Tg) of the binder (toner binder) in the toner is usually 50 to 70 ° C, preferably 55 to 65 ° C. If the temperature is lower than 50 ° C., the heat-resistant storage stability of the toner deteriorates, and if it exceeds 70 ° C., the low-temperature fixability becomes insufficient. Due to the coexistence of a modified polyester such as a urea-modified polyester-based resin, the dry toner of the present invention tends to have good heat-resistant storage stability even at a low glass transition point, as compared with known polyester-based toners. The storage elastic modulus of the toner binder was 10,000 dyne / cm at a measurement frequency of 20 Hz. 2 (TG ') is usually 100 ° C. or higher, preferably 110 to 200 ° C. If the temperature is lower than 100 ° C., the hot offset resistance deteriorates. As for the viscosity of the toner binder, the temperature (Tη) at which the viscosity becomes 1000 poise at a measurement frequency of 20 Hz is usually 180 ° C. or less, preferably 90 to 160 ° C. If it exceeds 180 ° C., the low-temperature fixability deteriorates. That is, TG ′ is preferably higher than Tη from the viewpoint of achieving both low-temperature fixability and hot offset resistance. In other words, the difference between TG ′ and Tη (TG′−Tη) is preferably 0 ° C. or more. It is more preferably at least 10 ° C, particularly preferably at least 20 ° C. The upper limit of the difference is not particularly limited. The difference between Tη and Tg is preferably from 0 to 100 ° C. from the viewpoint of achieving both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. The temperature is more preferably from 10 to 90 ° C, particularly preferably from 20 to 80 ° C.
[0040]
(Binder resin)
As a binder resin (toner binder) other than the modified polyester resin, a conventional general material can be mixed and used. Conventionally, as a binder resin used in the production of toner, for example, polyester resin, styrene resin, acrylic resin, epoxy resin, and the like, in a normal toner, among these, from the copolymer of styrene and acrylate Resin is most commonly used. On the other hand, in the low-temperature fixing toner, the polyester resin, which is a resin that easily satisfies the above-described thermal characteristics, has a low softening temperature of the binder resin and a high glass transition point, and thus has a low-temperature fixing property and storage stability. Are better. Further, since the affinity between the polyester resin and the ester bond and the paper is good, a toner having excellent offset resistance can be obtained.
[0041]
The polyester resin used as a main component of the binder resin of the toner for developing an electrostatic image of the present invention is synthesized by a condensation reaction of an acid component and an alcohol component, or a ring opening reaction of a cyclic ester, or a halogen compound. Synthesized by alcohol component and carbon monoxide. In the method for producing a toner for developing an electrostatic charge image of the present invention, in the above-mentioned resin fine particle solution, by polymerizing in combination with the above-mentioned monomer which is a synthetic material of the polyester resin, the above-mentioned excellent physical properties are obtained. The electrostatic image developing toner of the present invention can be easily obtained. Hereinafter, various monomers used as a synthetic material of the polyester resin will be described.
[0042]
First, as the alcohol component and the acid component, those having a valency of 2 or more are suitably used. For example, as the dihydric alcohol, ethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,4-butenediol, 1, Diols such as 5-pentanediol and 1,6-hexanediol; bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, α, α'-bis (4-hydroxyphenyl) -1,4-diisopropylbenzene, polyoxyethylenated bisphenol A And bisphenol A alkylene oxide adducts, such as polyoxypropylene bisphenol A.
[0043]
Examples of the trihydric or higher alcohol include sorbitol, 1,2,3,6-hexanetetrol, 1,4-sorbitan, pentaerythritol, sucrose, 1,2,4-butanetriol, 1,2,2 5-pentatriol, glycerol, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butaneditriol, trimethylolmethane, trimethylolethane, trimethylolpropane, 1,3,5-trihydroxymethylbenzene, etc. Is mentioned.
[0044]
Examples of the divalent acid include maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, itaconic acid, glutaconic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, malon Acids, and other divalent organic acids. Examples of the trivalent acid include 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,2,5-benzenetricarboxylic acid, 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid, and 2,5,7-naphthalenetricarboxylic acid. 1,2,5-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,5-hexanetricarboxylic acid, 1,3-dicarboxyl-2-methyl-2-carboxymethylpropane, tetra (carboxymethyl) methane, 1,2,7 , 8-octanetetracarboxylic acid and the like. Acid anhydrides and acid halides of these organic acids are also preferred acid components in terms of synthesis.
[0045]
As the compound corresponding to the other acid component, a halogen compound can be used. As the halide, a polyhalogen compound is used. For example, cis-1,2-dichloroethene, trans-1,2-dichloroethene, 1,2-dichloropropene, 2,3-dichloropropene, 1,3- Dichloropropene, o-dichlorobenzene, m-dichlorobenzene, p-dichlorobenzene, o-dibromobenzene, m-dibromobenzene, p-dibromobenzene, o-chlorobromobenzene, dichlorocyclohexane, dichloroethane, 1,4-dichlorobutane , 1,8-dichlorooctane, 1,7-dichlorooctane, dichloromethane, 4,4'-dibromovinylphenol, 1,2,4-tribromobenzene and the like.
[0046]
In the present invention, it is preferable to use, as a synthetic component of the polyester resin, one having at least an aromatic ring in one of the above-mentioned acid component and alcohol component. Further, in the present invention, the total amount of the acid component and the alcohol component, which are synthetic components of the polyester resin, is 1 to 30 parts by weight, preferably 1.5 to 10 parts by weight based on 1 part by weight of the resin fine particles described above. It is preferable to use it so that it is within the range of parts.
[0047]
The use ratio of the acid component to the alcohol component is in the range of 0.9 to 1.5 molar equivalents, preferably 1.0 to 1.3 molar equivalents, for 1 molar equivalent of the carboxyl group. preferable. Here, the carboxyl group includes a halide which is a compound corresponding to the above-mentioned acid component. As another additive, an amine component may be used. Specific examples include triethylamine, trimethylamine, N, N-dimethylaniline and the like. The reaction may be carried out using another condensing agent, for example, dicyclohexylcarbodiimide.
[0048]
(Colorant)
As the colorant used in the present invention, all known dyes and pigments can be used. For example, carbon black, nigrosine dye, iron black, naphthol yellow S, Hansa yellow (10G, 5G, G), cadmium yellow, yellow Iron oxide, loess, graphite, titanium yellow, polyazo yellow, oil yellow, Hansa yellow (GR, A, RN, R), Pigment yellow L, benzidine yellow (G, GR), permanent yellow (NCG), Vulcan fast Yellow (5G, R), Tartrazine lake, Quinoline yellow lake, Anthrazan yellow BGL, Isoindolinone yellow, Bengala, Lead red, Lead red, Cadmium red, Cadmium mercury red, Antimony red, Permanent red 4R , Para-red, phi-sa-red, parac Luoruto Nitroaniline Red, Risor Fast Scarlet G, Brilliant Fast Scarlet, Brilliant Carmine Min BS, Permanent Red (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), Fast Scarlet VD, Belkan Fast Rubin B, Brilliant Scarlet G, Lisor Rubin GX, Permanent Red F5R, Brilliant Carmine 6B, Pigment Scarlett 3B, Bordeaux 5B, Toluidine Maroon, Permanent Bordeaux F2K, Helio Bordeaux BL, Bordeaux 10B, Bon Maroon Light, Bon Maroon Media, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Rhodamine Lake Y, Alizarin Lake, Thioindigo Red B, Thioindigo Maroon, Oil Red, Quinacridone Red, Pi Zolone Red, Polyazo Red, Chrome Vermillion, Benzidine Orange, Perinone Orange, Oil Orange, Cobalt Blue, Cerulean Blue, Alkaline Blue Lake, Peacock Blue Lake, Victoria Blue Lake, Metal-Free Phthalocyanine Blue, Phthalocyanine Blue, Fast Sky Blue, Indance Renblue (RS, BC), indigo, ultramarine, navy blue, anthraquinone blue, fast violet B, methyl violet lake, cobalt purple, manganese purple, dioxane violet, anthraquinone violet, chrome green, zinc green, chromium oxide, pyridian, emerald green , Pigment Green B, Naphthol Green B, Green Gold, Acid Green Lake, Malachite Green Lake, phthalocyanine green, anthraquinone green, titanium oxide, zinc white, lithobon and mixtures thereof can be used.
The content of the colorant is usually 1 to 15% by weight, preferably 3 to 10% by weight, based on the toner.
[0049]
The colorant used in the present invention can be used as a masterbatch combined with a resin. Examples of the binder resin to be manufactured or kneaded with the master batch include, in addition to the above-mentioned modified and unmodified polyester resins, styrene such as polystyrene, poly p-chlorostyrene, and polyvinyl toluene, and polymers of substituted polymers thereof. Styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer, styrene-vinylnaphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer Copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene-α -Methyl chloromethacrylate copolymer Styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-maleic Styrene copolymers such as acid ester copolymers; polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin, polyurethane, polyamide, polyvinyl butyral, poly Acrylic resin, rosin, modified rosin, terpene resin, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resin, aromatic petroleum resin, chlorinated paraffin, paraffin wax, etc. can be used alone or in combination. Wear.
[0050]
This masterbatch can be obtained by mixing and kneading the resin for the masterbatch and the colorant with high shearing force to obtain a masterbatch. At this time, an organic solvent can be used to enhance the interaction between the colorant and the resin. The so-called flushing method is also known as a method of mixing and kneading an aqueous paste containing water of a coloring agent together with a resin and an organic solvent, transferring the coloring agent to the resin side, and removing water and organic solvent components. Since it can be used as it is, it does not need to be dried and is preferably used. For mixing and kneading, a high-shear dispersion device such as a three-roll mill is preferably used.
[0051]
(Release agent)
Known release agents can be used as the release agent used in the present invention. For example, polyolefin wax (polyethylene wax, polypropylene wax, etc.); long-chain hydrocarbon (paraffin wax, sasol wax, etc.); carbonyl group-containing wax, and the like. Preferred among these are carbonyl group-containing waxes. Examples of the carbonyl group-containing wax include polyalkanoic acid esters (carnauba wax, montan wax, trimethylolpropane tribehenate, pentaerythritol tetrabehenate, pentaerythritol diacetate dibehenate, glycerin tribehenate, 1,18 Polyalkanol esters (such as tristearyl trimellitate and distearyl maleate); polyalkanoic acid amides (such as ethylenediamine dibehenylamide); and polyalkylamides (such as trimellitic acid tristearyl amide). And dialkyl ketones (such as distearyl ketone). Preferred among these carbonyl group-containing waxes are polyalkanoic esters. The melting point of the wax of the present invention is usually 40 to 160 ° C, preferably 50 to 120 ° C, more preferably 60 to 90 ° C. A wax having a melting point of less than 40 ° C. has an adverse effect on heat-resistant storage stability, and a wax having a melting point of more than 160 ° C. tends to cause cold offset at the time of fixing at a low temperature. The melt viscosity of the wax is preferably 5 to 1000 cps, more preferably 10 to 100 cps, as a value measured at a temperature 20 ° C. higher than the melting point. Waxes exceeding 1000 cps have poor improvement effects on hot offset resistance and low-temperature fixability.
The content of the wax in the toner is usually 0 to 40% by weight, preferably 3 to 30% by weight.
[0052]
(Thickener)
Examples of the thickener include polyvinyl alcohol, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, polyacrylates (alkali metal salts, organic amine salts, quaternary ammonium salts, etc .; weight average molecular weight 3000 to 3,000,000), carboxymethyl cellulose, polyethylene glycol ( Weight average molecular weight of 2,000 to 200,000) and guar gum.
The viscosity of the mixed solution is measured using a B-type viscometer after controlling the temperature in a thermostat at 25 ° C. for 30 minutes.
[0053]
(Charge control agent)
The toner of the present invention may optionally contain a charge control agent. As the charge control agent, any known charge control agents can be used. For example, nigrosine dyes, triphenylmethane dyes, chromium-containing metal complex dyes, molybdate chelate pigments, rhodamine dyes, alkoxy amines, quaternary ammonium salts (fluorine-modified) Quaternary ammonium salts), alkyl amides, simple substances or compounds of phosphorus, tungsten simple substances or compounds, fluorine-based activators, metal salts of salicylic acid, and metal salts of salicylic acid derivatives. Specifically, bontron 03 of a nigrosine dye, bontron P-51 of a quaternary ammonium salt, bontron S-34 of a metal-containing azo dye, E-82 of an oxynaphthoic acid metal complex, and E-82 of a salicylic acid metal complex 84, phenolic condensate E-89 (all manufactured by Orient Chemical Industries), quaternary ammonium salt molybdenum complex TP-302, TP-415 (all manufactured by Hodogaya Chemical Industry), quaternary ammonium Salt copy charge PSY VP2038, triphenylmethane derivative copy blue PR, quaternary ammonium salt copy charge NEG VP2036, copy charge NX VP434 (all from Hoechst), LRA-901, LR-147 which is a boron complex (Manufactured by Nippon Carlit), copper phthalocyanine, perylene, quinacridone, Zone-based pigment, a sulfonic acid group, a carboxyl group, and polymer compounds having a functional group such as a quaternary ammonium salt.
[0054]
In the present invention, the amount of the charge control agent used is determined by the type of the binder resin, the presence or absence of additives used as necessary, and the toner production method including the dispersion method, and is uniquely limited. However, it is preferably used in the range of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder resin. Preferably, the range is 0.2 to 5 parts by weight. If the amount exceeds 10 parts by weight, the chargeability of the toner is too large, the effect of the main charge control agent is reduced, the electrostatic attraction with the developing roller increases, the fluidity of the developer decreases, and the image density decreases. Causes a decline. These charge control agents can be dissolved and dispersed after being melt-kneaded with the masterbatch and the resin, or may be added when directly dissolving and dispersing in an organic solvent, or may be fixed after toner particles are formed on the toner surface. You may.
[0055]
(External additives)
As the external additive for assisting the fluidity, developability and chargeability of the colored resin particles obtained in the present invention, inorganic fine particles can be preferably used. The primary particle size of the inorganic fine particles is preferably from 5 μm to 2 μm, and particularly preferably from 5 μm to 500 μm. The specific surface area by the BET method is 20 to 500 m. 2 / G. The use ratio of the inorganic fine particles is preferably 0.01 to 5% by weight of the toner, and particularly preferably 0.01 to 2.0% by weight. Specific examples of the inorganic fine particles include, for example, silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, tin oxide, silica sand, clay, mica, wollastonite, and diatomaceous Examples include earth, chromium oxide, cerium oxide, red iron oxide, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, and silicon nitride.
[0056]
In addition, polymer-based fine particles such as polystyrene obtained by soap-free emulsion polymerization, suspension polymerization, and dispersion polymerization, polycondensation systems such as silicone, benzoguanamine, and nylon, and methacrylic acid ester and acrylic acid ester copolymers, and thermosetting resins Polymer particles.
[0057]
Such an external additive can be subjected to a surface treatment to increase hydrophobicity and prevent deterioration of flow characteristics and charging characteristics even under high humidity. For example, silane coupling agents, silylating agents, silane coupling agents having a fluorinated alkyl group, organic titanate-based coupling agents, aluminum-based coupling agents, silicone oil, modified silicone oil, and the like are preferable surface treatment agents. .
[0058]
It is preferable to add a cleaning property improving agent for removing the developer after transfer remaining on the photoreceptor or the primary transfer medium. Examples of the cleaning property improving agent include fatty acids such as zinc stearate, calcium stearate, and stearic acid. Metal salts, for example, polymer fine particles produced by soap-free emulsion polymerization of polymethyl methacrylate fine particles, polystyrene fine particles and the like can be mentioned. The polymer fine particles preferably have a relatively narrow particle size distribution and a volume average particle size of 0.01 to 1 μm.
[0059]
(Production method)
The toner binder can be manufactured by the following method.
Polyol having a hydroxyl group is obtained by heating a polyol and a polycarboxylic acid to 150 to 280 ° C. in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxytitanate and dibutyltin oxide and, if necessary, reducing the generated water while reducing the pressure. Get. Next, at 40 to 140 ° C., a polyisocyanate is reacted therewith to obtain a prepolymer (A) having an isocyanate group. Further, this A is reacted with an amine (B) at 0 to 140 ° C. to obtain a polyester modified with a urea bond. When reacting the polyisocyanate and when reacting A and B, a solvent can be used if necessary. Solvents that can be used include aromatic solvents (toluene, xylene, etc.); ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.); esters (ethyl acetate, etc.); amides (dimethyl formamide, dimethyl acetamide, etc.) and ethers And the like (e.g., tetrahydrofuran). When a polyester (PE) not modified with a urea bond is used in combination, this PE is produced in the same manner as in the case of the polyester having a hydroxyl group, and this PE is dissolved in a solution after the reaction of the urea-modified polyester, Mix.
[0060]
(Manufacture of toner)
The dry toner of the present invention can be produced by the following method, but is not limited thereto.
[0061]
(Method of manufacturing toner in aqueous medium)
As the aqueous medium, water alone may be used, or a water-miscible solvent may be used in combination. Examples of miscible solvents include alcohols (eg, methanol, isopropanol, ethylene glycol), dimethylformamide, tetrahydrofuran, cellosolves (eg, methylcellosolve), lower ketones (eg, acetone, methylethylketone), and the like.
[0062]
The toner particles can be formed by reacting a dispersion composed of a prepolymer (A) having an isocyanate group with an amine (B) in an aqueous medium. As a method for stably forming a dispersion comprising a urea-modified polyester or prepolymer (A) in an aqueous medium, a composition of a toner raw material comprising a urea-modified polyester resin or prepolymer (A) in an aqueous medium is used. In addition, a method of dispersing by a shear force and the like can be mentioned. A colorant, a colorant masterbatch, a release agent, a charge control agent, an unmodified polyester resin, and the like, which are the prepolymer (A) and other toner components (hereinafter, referred to as toner raw materials), are dispersed in an aqueous medium. May be mixed at the time of formation, but it is more preferable to mix the toner raw materials in advance and then add and disperse the mixture in an aqueous medium. Further, in the present invention, other toner raw materials such as a colorant, a release agent, and a charge control agent do not necessarily need to be mixed when forming particles in an aqueous medium, and after forming the particles. May be added. For example, after forming particles containing no coloring agent, a coloring agent can be added by a known dyeing method.
[0063]
The dispersing method is not particularly limited, but known equipment such as a low-speed shearing type, a high-speed shearing type, a friction type, a high-pressure jet type, and an ultrasonic wave can be applied. In order to make the particle size of the dispersion 2 to 20 μm, a high-speed shearing type is preferred. When a high-speed shearing disperser is used, the number of rotations is not particularly limited, but is generally 1,000 to 30,000 rpm, preferably 5,000 to 20,000 rpm. The dispersion time is not particularly limited, but is usually 0.1 to 5 minutes in the case of a batch system. The temperature at the time of dispersion is usually 0 to 150 ° C (under pressure), preferably 40 to 98 ° C. Higher temperatures are preferred in that the dispersion of the urea-modified polyester or prepolymer (A) has a lower viscosity and is easier to disperse.
[0064]
The amount of the aqueous medium to be used is generally 50 to 2,000 parts by weight, preferably 100 to 1,000 parts by weight, based on 100 parts by weight of the toner component (composition) containing the urea-modified polyester or the prepolymer (A). If the amount is less than 50 parts by weight, the dispersion state of the toner composition is poor, and toner particles having a predetermined particle size cannot be obtained. If it exceeds 20,000 parts by weight, it is not economical. In addition, a dispersant can be used if necessary. The use of a dispersant is preferred because the particle size distribution becomes sharp and the dispersion is stable.
In the step of synthesizing the urea-modified polyester from the prepolymer (A), the amines (B) may be added and reacted before dispersing the toner components in the aqueous medium, or the amines may be dispersed after dispersing in the aqueous medium. The reaction may be caused from the particle interface by adding (B). In this case, urea-modified polyester is preferentially generated on the surface of the toner to be produced, and a concentration gradient can be provided inside the particles.
[0065]
An oily phase in which the toner component is dispersed is emulsified and dispersed in a liquid containing water, as a dispersant for alkylbenzene sulfonate, α-olefin sulfonate, anionic surfactant such as phosphate ester, Amine salt types such as alkylamine salts, amino alcohol fatty acid derivatives, polyamine fatty acid derivatives, imidazoline, alkyltrimethylammonium salts, dialkyldimethylammonium salts, alkyldimethylbenzylammonium salts, pyridinium salts, alkylisoquinolinium salts, benzethonium chloride Nonionic surfactants such as quaternary ammonium salt-type cationic surfactants such as fatty acid amide derivatives and polyhydric alcohol derivatives such as alanine, dodecyldi (aminoethyl) glycine, di (octylaminoethyl) glycine and N- Al Le -N, amphoteric surfactants such as N- dimethyl ammonium betaine and the like.
[0066]
Further, by using a surfactant having a fluoroalkyl group, the effect can be improved with a very small amount. Preferred examples of the anionic surfactant having a fluoroalkyl group include fluoroalkyl carboxylic acids having 2 to 10 carbon atoms and metal salts thereof, disodium perfluorooctanesulfonylglutamate, and 3- [omega-fluoroalkyl (C6 to C11). ) Oxy] -1-alkyl (C3-C4) sulfonic acid sodium salt, 3- [omega-fluoroalkanoyl (C6-C8) -N-ethylamino] -1-propanesulfonic acid sodium salt, fluoroalkyl (C11-C20) carboxylic acid Acid and metal salt, perfluoroalkylcarboxylic acid (C7-C13) and its metal salt, perfluoroalkyl (C4-C12) sulfonic acid and its metal salt, perfluorooctanesulfonic acid diethanolamide, N-propyl-N- ( 2-hydroxyethyl Perfluorooctanesulfonamide, perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt, perfluoroalkyl (C6-C10) -N-ethylsulfonylglycine salt, monoperfluoroalkyl (C6-C16) ethyl phosphate, etc. Include,
[0067]
As trade names, Surflon S-111, S-112, S-113 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Florard FC-93, FC-95, FC-98, FC-129 (manufactured by Sumitomo 3M), Unidyne DS-101 , DS-102, (manufactured by Daikin Industries, Ltd.), Megafac F-110, F-120, F-113, F-191, F-812, F-833 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals), Ektop EF-102 , 103, 104, 105, 112, 123A, 123B, 306A, 501, 201, 204, (manufactured by Tochem Products), Futagent F-100, F150 (manufactured by Neos), and the like.
[0068]
Examples of the cationic surfactant include an aliphatic quaternary ammonium salt such as an aliphatic primary, secondary or secondary amine acid which pertains to a fluoroalkyl group, and a perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt. Benzalkonium salt, benzethonium chloride, pyridinium salt, imidazolinium salt, trade names are Surflon S-121 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Florard FC-135 (manufactured by Sumitomo 3M), Unidine DS-202 (manufactured by Daikin Industries, Ltd.) ), Megafac F-150, F-824 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals), Ectop EF-132 (manufactured by Tochem Products), Futagent F-300 (manufactured by Neos) and the like.
[0069]
Calcium phosphate, calcium carbonate, titanium oxide, colloidal silica, hydroxyapatite, and the like can also be used as inorganic compound dispersants that are hardly soluble in water.
[0070]
Further, the dispersed droplets may be stabilized by a polymer-based protective colloid. For example, an acid such as acrylic acid, methacrylic acid, α-cyanoacrylic acid, α-cyanomethacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, fumaric acid, maleic acid or maleic anhydride, or a (meth) acrylic monomer containing a hydroxyl group Such as β-hydroxyethyl acrylate, β-hydroxyethyl methacrylate, β-hydroxypropyl acrylate, β-hydroxypropyl methacrylate, γ-hydroxypropyl acrylate, γ-hydroxypropyl methacrylate, 3-acrylic acid Chloro-2-hydroxypropyl, 3-chloro-2-hydroxypropyl methacrylate, diethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, glycerin monoacrylate, glycerin monomethacrylate, N -Methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, etc., vinyl alcohol or ethers with vinyl alcohol, such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl propyl ether, or esters of vinyl alcohol and compounds containing a carboxyl group, for example, Vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, etc., acrylamide, methacrylamide, diacetone acrylamide or their methylol compounds, acid chlorides such as acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, vinyl pyridine, vinyl pyrrolidone, vinyl imidazole, ethylene imine, etc. Homopolymers or copolymers such as those having a nitrogen atom or a heterocycle thereof, polyoxyethylene, polyoxypropylene, Oxyethylene alkylamine, polyoxypropylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, polyoxypropylene alkylamide, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene lauryl phenyl ether, polyoxyethylene stearyl phenyl ester, polyoxyethylene nonyl phenyl ester And celluloses such as polyoxyethylene, methylcellulose, hydroxyethylcellulose and hydroxypropylcellulose.
[0071]
In addition, when an acid such as calcium phosphate salt or an alkali-soluble substance is used as the dispersion stabilizer, the calcium phosphate salt is removed from the fine particles by a method such as dissolving the calcium phosphate salt with an acid such as hydrochloric acid and washing with water. I do. In addition, it can be removed by an operation such as decomposition with an enzyme.
[0072]
When a dispersant is used, the dispersant may remain on the surface of the toner particles. However, it is preferable to remove the dispersant by washing after the reaction from the viewpoint of charging the toner.
[0073]
Further, in order to lower the viscosity of the liquid containing the toner component, a solvent in which the urea-modified polyester or the prepolymer (A) is soluble can be used. The use of a solvent is preferred in that the particle size distribution becomes sharp. It is preferable that the solvent is volatile having a boiling point of less than 100 ° C. from the viewpoint of easy removal. Examples of the solvent include toluene, xylene, benzene, carbon tetrachloride, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, trichloroethylene, chloroform, monochlorobenzene, dichloroethylidene, methyl acetate, ethyl acetate, Methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and the like can be used alone or in combination of two or more. In particular, aromatic solvents such as toluene and xylene and halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, 1,2-dichloroethane, chloroform and carbon tetrachloride are preferred.
The amount of the solvent to be used relative to 100 parts by weight of the prepolymer (A) is usually 0 to 300 parts by weight, preferably 0 to 100 parts by weight, more preferably 25 to 70 parts by weight. When a solvent is used, it is removed by heating under normal pressure or reduced pressure after the reaction.
[0074]
When an amine (B) as a compound having an active hydrogen group is reacted with a modified polyester capable of reacting with a compound having an active hydrogen group, the reaction time depends on the isocyanate group structure of the prepolymer (A) and the amine ( It is selected depending on the reactivity in combination with B), but is usually from 10 minutes to 40 hours, preferably from 2 to 24 hours. The reaction temperature is generally 0-150 ° C, preferably 40-98 ° C. In addition, a known catalyst can be used as needed. Specific examples include dibutyltin laurate and dioctyltin laurate.
[0075]
(Desphering process)
In the present invention, in order to obtain a non-spherical shape, an emulsified dispersion is mixed with a high-viscosity aqueous solution to which a thickener is added, and the mixed solution is subjected to a shearing force by a homomixer, an Ebara milder, or the like. Through which the emulsified particles can be deformed (deformed) by utilizing the difference in viscosity between the oil phase and the aqueous phase in the mixed solution, and thereafter, a step of removing the solvent from the dispersion below the Tg of the binder resin Is provided, the particles are fixed, and a toner having a desired shape can be produced.
As the conditions for deforming the shape, the concentration of the organic solvent, the temperature, the thickener in the aqueous phase, the activator, by adjusting the temperature, by adjusting the viscosity difference between the oil phase and the aqueous phase can be adjusted. I can do it. As the organic solvent, any known organic solvent can be used, but ethyl acetate is particularly preferred.
[0076]
The concentration of the organic solvent is measured by using gas chromatography under the following conditions.
Figure 2004219488
A calibration curve was prepared using n-hexane as a standard substance, and the organic solvent concentration was determined.
[0077]
Examples of the method for adjusting the shearing force include the processing time and the number of times of processing in the apparatus, the temperature and viscosity of the dispersion, and the concentration of the organic solvent in the particles. In addition, the shape of the particles themselves varies depending on the degree of deformation due to shearing force due to differences in the coverage of the organic fine particles on the surface of the particles, elongation and / or degree of crosslinking reaction, and the like, resulting in a difference in the obtained shape.
In the present invention, it is important that the concentration of the organic solvent when applying a shearing force to the mixed solution is 3 to 15% by weight, and particularly preferably 4 to 12% by weight. Further, the viscosity of the mixed solution is preferably 2500 to 25000 mPa · s, particularly preferably 4000 to 20000 mPa · s. Further, the processing temperature is preferably from 20 to 35C.
[0078]
In order to remove the organic solvent from the obtained emulsified dispersion, a method of gradually raising the temperature of the entire system and completely evaporating and removing the organic solvent in the droplets can be adopted. Alternatively, it is also possible to spray the emulsified dispersion in a dry atmosphere, completely remove the water-insoluble organic solvent in the droplets to form toner fine particles, and collectively evaporate and remove the aqueous dispersant. . As a drying atmosphere in which the emulsified dispersion is sprayed, a gas obtained by heating air, nitrogen, carbon dioxide, combustion gas, or the like, particularly various air streams heated to a temperature equal to or higher than the boiling point of the highest boiling solvent used is generally used. Satisfactory target quality can be obtained by short-time treatment such as spray dryer, belt dryer and rotary kiln.
[0079]
The particle size distribution at the time of emulsification dispersion is wide, and when washing and drying are performed while maintaining the particle size distribution, the particle size distribution can be adjusted by classifying into a desired particle size distribution.
In the classification operation, the fine particle portion can be removed in the liquid by cyclone, decanter, centrifugation, or the like. Of course, the classification operation may be performed after obtaining the powder after drying, but it is preferable to perform the classification operation in a liquid in terms of efficiency. The obtained unnecessary fine particles or coarse particles can be returned to the kneading step again and used for forming particles. At this time, the fine particles or coarse particles may be in a wet state.
[0080]
The dispersant used is preferably removed from the obtained dispersion as much as possible, but is preferably carried out simultaneously with the classification operation described above.
By mixing the resulting dried toner powder with different kinds of particles such as release agent fine particles, charge control fine particles, fluidizing agent fine particles, and colorant fine particles, or by applying a mechanical impact force to the mixed powder. Immobilization and fusion at the surface can prevent the dissociation of foreign particles from the surface of the resulting composite particles.
[0081]
As specific means, there are a method of applying an impact force to the mixture by a blade rotating at a high speed, a method of throwing the mixture into a high-speed air flow, accelerating, and colliding particles or composite particles with an appropriate collision plate. is there. As the equipment, Angmill (manufactured by Hosokawa Micron), I-type mill (manufactured by Nippon Pneumatic) was modified to reduce the pulverizing air pressure, hybridization system (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), Kryptron system (Manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.) and automatic mortars.
[0082]
The non-spherical shape of the toner of the present invention is preferably a spindle shape, and particularly preferably a uniform spindle shape.
An irregular shape or a flat shape in which the toner shape is not constant has poor powder fluidity, and thus has the following problem. Since triboelectric charging cannot be carried out smoothly, problems such as background contamination are likely to occur. When developing minute latent image dots, it is difficult to obtain a dense and uniform toner arrangement, so that dot reproducibility is poor. The electrostatic transfer method is hardly affected by the lines of electric force and the transfer efficiency is poor.
When the toner is close to a true sphere, the powder fluidity is too good and excessively acts on an external force, so that during development and transfer, there is a problem that the toner particles are easily scattered outside the dots. . Further, the spherical toner easily rolls on the photoreceptor, so that there is a problem in that the toner often slips between the photoreceptor and the cleaning member, resulting in poor cleaning.
[0083]
Since the powdery fluidity of the spindle-shaped toner of the present invention is appropriately adjusted, the triboelectric charging is performed smoothly, and the background stain is not generated. Thereafter, the transfer is performed efficiently, and the dot reproducibility is excellent. Further, with respect to the scattering at that time, the powder fluidity applies an appropriate brake to prevent the scattering. The spindle-shaped toner has a limited number of rolling axes as compared with the spherical toner, so that cleaning defects such as sunk under the cleaning member are less likely to occur.
[0084]
The shape of the toner will be described with reference to FIGS.
The spindle-shaped toner of the present invention has a ratio of the short axis to the long axis (r 2 / R 1 ) Is 0.5 to 0.8, and the ratio of the thickness to the minor axis (r 3 / R 2 ) Is preferably a spindle shape represented by 0.7 to 1.0.
The ratio of the short axis to the long axis (r 2 / R 1 If the value of ()) is less than 0.5, the cleaning property is high due to separation from a true spherical shape, but high-quality image cannot be obtained due to poor dot reproducibility and transfer efficiency. On the other hand, the ratio of the short axis to the long axis (r 2 / R 1 If) exceeds 0.8, the shape becomes close to a sphere, and in particular, poor cleaning may occur in a low-temperature and low-humidity environment.
Also, the ratio of the thickness to the minor axis (r 3 / R 2 ) Is less than 0.7, the shape is close to a flat shape and scattering is small like an irregular toner, but a high transfer rate like a spherical toner cannot be obtained. In particular, the ratio of the thickness to the minor axis (r 3 / R 2 ) Is 1.0, the rotating body has a long axis as a rotation axis. By adopting a spindle shape similar to this, the shape is neither irregular nor flat, nor true spherical, all of which have triboelectric charging, dot reproducibility, transfer efficiency, scattering prevention, and cleaning Is satisfied. Note that r 1 , R 2 , R 3 Was measured with a scanning electron microscope (SEM) while changing the angle of the field of view and observing.
[0085]
In the invention, the shape of the toner can be measured by a flow type particle image analyzer FPIA-2100 (manufactured by Sysmex Corporation).
As a method of measuring toner shape (circularity), an optical detection band method is used in which a suspension containing particles is passed through a detection band on an imaging unit on a flat plate, and a particle image is optically detected and analyzed by a CCD camera. Is appropriate. With this method, the projected area of the particle is obtained. The circularity is a value obtained by dividing the perimeter of an equivalent circle having the same area as the projected area by the perimeter of the actual particle. This value is a value measured as an average circularity by the flow type particle image analyzer FPIA-2100. As a specific measuring method, 0.1 to 0.5 ml of a surfactant, preferably an alkylbenzene sulfonic acid salt, is added as a dispersing agent to 100 to 150 ml of water from which an impure solid substance has been removed in a container, and further measured. Add about 0.1-0.5 g of sample. The suspension in which the sample is dispersed is subjected to a dispersion treatment using an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and the shape of the toner and the shape distribution of the toner are measured by the above-mentioned apparatus with the concentration of the dispersion liquid being 3000 to 10,000 / μl.
[0086]
(Carrier for two components)
When the toner of the present invention is used in a two-component developer, the toner may be used as a mixture with a magnetic carrier. Parts are preferred. As the magnetic carrier, conventionally known ones such as iron powder, ferrite powder, magnetite powder, and magnetic resin carrier having a particle diameter of about 20 to 200 μm can be used.
[0087]
The carrier may be coated on the back surface, and examples of the coating material include amino resins such as urea-formaldehyde resin, melamine resin, benzoguanamine resin, urea resin, polyamide resin, and epoxy resin. Further, polyvinyl and polyvinylidene resins, for example, acrylic resins, polymethyl methacrylate resins, polyacrylonitrile resins, polyvinyl acetate resins, polyvinyl alcohol resins, polyvinyl butyral resins, polystyrene resins such as polystyrene resins and styrene acrylic copolymer resins, polychlorinated resins Halogenated olefin resin such as vinyl, polyester resin such as polyethylene terephthalate resin and polybutylene terephthalate resin, polycarbonate resin, polyethylene resin, polyvinyl fluoride resin, polyvinylidene fluoride resin, polytrifluoroethylene resin, polyhexafluoro Propylene resin, copolymer of vinylidene fluoride and acrylic monomer, copolymer of vinylidene fluoride and vinyl fluoride, tetrafluoroethylene and vinylidene fluoride And fluoro such as terpolymers of non-fluoride monomers including, and silicone resins.
[0088]
If necessary, a conductive powder or the like may be contained in the coating resin. As the conductive powder, metal powder, carbon black, titanium oxide, tin oxide, zinc oxide and the like can be used. These conductive powders preferably have an average particle size of 1 μm or less. When the average particle diameter is larger than 1 μm, it becomes difficult to control the electric resistance.
[0089]
Further, the toner of the present invention can be used as a one-component magnetic toner without using a carrier or a non-magnetic toner.
[0090]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be further described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. Parts indicate parts by weight.
[0091]
Example 1
(Synthesis of organic fine particle emulsion)
Production Example 1
683 parts of water, 11 parts of sodium salt of methacrylic acid ethylene oxide adduct sulfate (Eleminor RS-30, manufactured by Sanyo Chemical Industries), 83 parts of styrene, 83 parts of methacrylic acid were placed in a reaction vessel equipped with a stir bar and a thermometer. 110 parts of butyl acrylate and 1 part of ammonium persulfate were charged and stirred at 400 rpm for 15 minutes to obtain a white emulsion. The mixture was heated to a temperature in the system of 75 ° C. and reacted for 5 hours. Further, 30 parts of a 1% aqueous solution of ammonium persulfate was added, and the mixture was aged at 75 ° C. for 5 hours to give an aqueous solution of a vinyl resin (copolymer of sodium salt of styrene-methacrylic acid-butyl acrylate-ethylene methacrylate ethylene oxide adduct). A dispersion liquid [fine particle dispersion liquid 1] was obtained. The volume average particle diameter of [fine particle dispersion 1] measured with LA-920 was 0.10 μm. A part of [fine particle dispersion 1] was dried to isolate a resin component. The Tg of the resin component was 57 ° C.
[0092]
(Preparation of aqueous phase)
Production Example 2
990 parts of water, 80 parts of [Particle Dispersion 1], 40 parts of a 48.5% aqueous solution of sodium dodecyldiphenyletherdisulfonate (Eleminol MON-7) (manufactured by Sanyo Chemical Industries), and 90 parts of ethyl acetate are mixed and stirred, and milky white is stirred. A liquid was obtained. This is designated as [aqueous phase 1].
[0093]
(Synthesis of low molecular polyester)
Production Example 3
In a reaction vessel equipped with a cooling pipe, a stirrer and a nitrogen inlet pipe, 220 parts of bisphenol A ethylene oxide 2 mol adduct, 561 parts of bisphenol A propylene oxide 3 mol adduct, 218 parts of terephthalic acid, 48 parts of adipic acid and dibutyltin After adding 2 parts of oxide and reacting at 230 ° C. for 8 hours at normal pressure, and further reacting for 5 hours at a reduced pressure of 10 to 15 mmHg, 45 parts of trimellitic anhydride is added to the reaction vessel, and 2 hours at 180 ° C. and normal pressure. The reaction was performed to obtain [Low molecular polyester 1]. [Low-molecular polyester 1] had a number average molecular weight of 2500, a weight average molecular weight of 6,700, a Tg of 43 ° C, and an acid value of 25.
[0094]
(Synthesis of prepolymer)
Production Example 4
In a reaction vessel equipped with a cooling pipe, a stirrer, and a nitrite introduction pipe, 682 parts of bisphenol A ethylene oxide 2 mol adduct, 81 parts of bisphenol A propylene oxide 2 mol adduct, 283 parts of terephthalic acid, 22 parts of trimellitic anhydride Then, 2 parts of dibutyltin oxide was added, reacted at normal pressure of 230 ° C. for 8 hours, and further reacted at a reduced pressure of 10 to 15 mmHg for 5 hours to obtain [intermediate polyester 1]. [Intermediate polyester 1] had a number average molecular weight of 2,100, a weight average molecular weight of 9,500, a Tg of 55 ° C., an acid value of 0.5, and a hydroxyl value of 49.
Next, 411 parts of [intermediate polyester 1], 89 parts of isophorone diisocyanate, and 500 parts of ethyl acetate were placed in a reaction vessel equipped with a cooling pipe, a stirrer, and a nitrogen introduction pipe, and reacted at 100 ° C. for 5 hours. 1]. The free isocyanate weight% of [Prepolymer 1] was 1.53%.
[0095]
(Synthesis of ketimine)
Production Example 5
170 parts of isophoronediamine and 75 parts of methyl ethyl ketone were charged into a reaction vessel equipped with a stir bar and a thermometer, and reacted at 50 ° C. for 5 hours to obtain [ketimine compound 1]. The amine value of [ketimine compound 1] was 418.
[0096]
(Synthesis of master batch)
Production Example 6
Carbon black (Regal 400R, manufactured by Cabot Corporation): 40 parts, binder resin: polyester resin (Sanyo Chemical RS-801, acid value 10, Mw 20,000, Tg 64 ° C): 60 parts, water: 30 parts were mixed with a Henschel mixer, A mixture in which water was soaked in the pigment aggregate was obtained. This was kneaded with two rolls set at a roll surface temperature of 130 ° C. for 45 minutes and pulverized to a size of 1 mmφ with a pulverizer to obtain [Master Batch 1].
[0097]
(Creation of oil phase)
Production Example 7
378 parts of [low-molecular polyester 1], 110 parts of carnauba WAX, 22 parts of CCA (salicylic acid metal complex E-84: manufactured by Orient Chemical Industries), and 947 parts of ethyl acetate are charged into a container in which a stirring bar and a thermometer are set, and stirred. The temperature was raised to 80 ° C., kept at 80 ° C. for 5 hours, and then cooled to 30 ° C. in 1 hour. Next, 500 parts of [Masterbatch 1] and 500 parts of ethyl acetate were charged into the container and mixed for 1 hour to obtain [raw material solution 1].
[Material Dissolution 1] 1324 parts was transferred to a container, and a bead mill (Ultra Visco Mill, manufactured by Imex Co., Ltd.) was used to feed the liquid at a rate of 1 kg / hr, a disk peripheral speed of 6 m / sec, and 0.5 mm zirconia beads at 80% by volume. Under the conditions of filling and three passes, carbon black and WAX were dispersed. Next, 1324 parts of a 65% ethyl acetate solution of [low-molecular polyester 1] was added, and the mixture was passed once with a bead mill under the above conditions to obtain [pigment / WAX dispersion liquid 1]. The solid content concentration (130 ° C., 30 minutes) of [Pigment / WAX dispersion liquid 1] was 50%.
[0098]
(Emulsification)
Production Example 8
[Pigment / WAX Dispersion 1] 648 parts, [Prepolymer 1] 154 parts, [Ketimine Compound 1] 6.6 parts are placed in a container, and are mixed with a TK homomixer (manufactured by Tokushu Kika) at 5,000 rpm for 1 minute. After mixing, 1200 parts of [aqueous phase 1] was added to the container, and the mixture was mixed with a TK homomixer at 13,000 rpm for 20 minutes to obtain [emulsified slurry 1].
[0099]
(Deformed)
Production Example 9
1365 parts of ion-exchanged water and 35 parts of carboxymethylcellulose (CMC Daicel-1280: manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) were mixed in a container and stirred with 1000 parts of [Emulsified Slurry 1] in an aqueous solution. K. Pipeline homomixer model: PL-2V (manufactured by Tokushu Kika) was passed at 2,000 rpm at a flow rate of 1000 g / min to obtain [deformed slurry 1]. At this time, the viscosity of the deformed slurry 1 was 4000 mPa · s.
[0100]
(Desolvation)
Production Example 10
[Deformed slurry 1] was charged into a container equipped with a stirrer and a thermometer, and the solvent was removed at 30 ° C. for 8 hours, followed by aging at 45 ° C. for 4 hours to obtain [dispersed slurry 1].
[0101]
(Washing → drying)
[Dispersion Slurry 1] After 100 parts of filtered under reduced pressure,
{Circle around (1)} 100 parts of ion-exchanged water were added to the filter cake, mixed with a TK homomixer (at 12,000 rpm for 10 minutes), and then filtered.
{Circle around (2)}: 100 parts of a 10% aqueous sodium hydroxide solution was added to the filter cake of <1>, and the mixture was subjected to ultrasonic vibration, mixed with a TK homomixer (at 12,000 rpm for 30 minutes), and then filtered under reduced pressure. . This ultrasonic alkali cleaning was performed again (ultrasonic alkali cleaning twice).
(3): 100 parts of 10% hydrochloric acid was added to the filter cake of (2), mixed with a TK homomixer (at 12,000 rpm for 10 minutes), and then filtered.
(4): 300 parts of ion-exchanged water was added to the filter cake of (3), mixed with a TK homomixer (at 12,000 rpm for 10 minutes), and then filtered twice to obtain [Filter cake 1]. Was.
[Filter cake 1] was dried at 45 ° C. for 48 hours using a circulating drier, and sieved with a mesh having a mesh size of 75 μm to obtain [Toner matrix 1].
[0102]
Comparative Example 1
T. of Example 1 K. [Toner matrix 5] was obtained in the same manner as in Example 1 except that the flow was not performed at 2,000 rpm and at a flow rate of 1000 g / min using a pipeline homomixer model: PL-2V (manufactured by Tokushu Kika).
[0103]
Examples 2 to 4, Comparative Examples 2 to 4
Except that the viscosity P and the concentration of the organic solvent in Example 1 (Production Example 9) were changed as shown in Table 1 by changing the concentrations of the thickener and the ion-exchanged water, and the viscosity of the deformed slurry was adjusted as shown in Table 1. In the same manner as in Example 1, [Toner bases 2 to 4 and 6 to 8] were obtained.
[0104]
(Measurement of shape)
The non-spherical shape was determined by using an optical microscope with a true spherical shape as rank 1 as shown in the photograph of FIG. 6, a substantially spherical shape as rank 2 as in the photo of FIG. 5, and a rank 2 as in the photo of FIG. Spindle-shaped (rugby ball) and half-spherical balls are ranked as Rank 3, Spindle-shaped but irregular as shown in the photo of Fig. 3, Rank 4, and Spindle-shaped and uniform as in the photo of Fig. 2. 5 and the shape was ranked and judged. In the present invention, non-spherical ones are those having a rank of 3 or more.
In order to maintain the cleaning property over a long period, it is effective that the number of particles having a shape rank of 4 or more and a circle-equivalent diameter of less than 2.0 μm on a number basis measured by a flow type particle image analyzer is less than 25% by number. Particles having an equivalent circle diameter of less than 2.0 μm can be measured using a flow type particle image analyzer FPIA-1000 manufactured by SYSMEX CORPORATION. The outline of the apparatus and the measurement is described in JP-A-8-136439. The measurement is performed by adjusting a 1% NaCl aqueous solution using primary sodium chloride and then adding 0.1 to 5 ml of a surfactant, preferably an alkylbenzene sulfonate, as a dispersant to 50 to 100 ml of a 0.45 μm-filtered liquid. In addition, add 1-10 mg of sample. This was subjected to a dispersion treatment for 1 minute by an ultrasonic disperser, and the measurement was performed using a dispersion liquid in which the particle concentration was adjusted to 5000 to 15000 particles / μl. The number of particles is measured by calculating the diameter of a circle having the same area as a two-dimensional image area picked up by a CCD camera as a circle equivalent diameter. Based on the accuracy of the CCD pixels, measurement data of particles was obtained with a circle equivalent diameter of 0.6 μm or more effective.
Table 1 shows the rank of the shape of each toner base.
[0105]
[Table 1]
Figure 2004219488
[0106]
To 100 parts of each of the toner bases 1 to 8 obtained as described above, 0.7 parts of hydrophobic silica and 0.3 parts of hydrophobic titanium oxide were mixed with a Henschel mixer.
[0107]
A developer comprising 5% by weight of each toner treated with an external additive and 95% by weight of a copper-zinc ferrite carrier coated with a silicone resin and having an average particle diameter of 40 μm is prepared, and 45 sheets of A4 size paper are printed per minute. Using imagio Neo 450 manufactured by Ricoh, continuous printing was performed and evaluated by the following methods and criteria. The results are shown in Table 2.
[0108]
[Evaluation method and evaluation criteria]
(Cleanability)
The transfer residual toner on the photoreceptor that has passed through the cleaning process is transferred to a blank sheet of paper using a scotch tape (manufactured by Sumitomo 3M Limited) and measured with a Macbeth reflection densitometer RD514, and the difference from the blank is 0.01 or less. The samples were evaluated as ○ (good), and those exceeding them were evaluated as × (poor).
[0109]
(Filming resistance)
The occurrence of toner filming on the developing roller or the photosensitive member was observed. ○ indicates no filming, △ indicates filming on the streaks, and × indicates that filming is present as a whole.
[0110]
[Table 2]
Figure 2004219488
[0111]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a toner for developing an electrostatic image that is excellent in filming resistance and cleaning properties for a long time and is compatible with a low-temperature fixing system. Further, according to the present invention, a developer using the toner, a developing method, a toner container filled with the toner, and a developing device can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining a toner shape.
FIG. 2 is a photograph using an optical microscope of a toner to show a toner base shape having rank 5 (uniform spindle shape).
FIG. 3 is a photograph using an optical microscope of a toner to show a toner base shape having rank 4 (irregular spindle shape).
FIG. 4 is a photograph using an optical microscope of a toner to show a toner base shape having a rank of 3 (a spindle shape and a spherical shape are about half).
FIG. 5 is a photograph using an optical microscope of the toner to show a toner having a rank 2 (substantially spherical) in the base form of the toner.
FIG. 6 is a photograph using an optical microscope of a toner to show a toner having a rank 1 (true sphere) in a base form of the toner.
[Explanation of symbols]
r 1 Long axis of toner
r 2 Short axis of toner
r 3 Toner thickness

Claims (8)

少なくとも、変性ポリエステル系樹脂、着色剤、離型剤を含有する乾式トナーであって、該トナーが、有機溶媒中に活性水素基を有する化合物と反応可能な変性ポリエステル系樹脂からなるトナーバインダー成分を含むトナー組成分を溶解又は分散させて形成した溶解又は分散物を樹脂微粒子を含む水系媒体中で活性水素基を有する化合物と反応させて得られた乳化分散液と、少なくとも増粘剤を含有する水溶液とを混合し、得られた混合溶液の前記有機溶媒濃度を3〜15重量%に調整した混合溶液を、該混合溶液にせん断力を与える装置に通すことによって、トナーの形状を非球形化した後、溶媒を除去し、かつ表面に付着した該樹脂微粒子を洗浄・脱離して得られることを特徴とする静電荷像現像用トナー。A dry toner containing at least a modified polyester resin, a colorant, and a release agent, wherein the toner comprises a toner binder component comprising a modified polyester resin capable of reacting with a compound having an active hydrogen group in an organic solvent. Containing an emulsified dispersion obtained by reacting a dissolved or dispersed product formed by dissolving or dispersing a toner composition containing a compound having an active hydrogen group in an aqueous medium containing resin fine particles, and at least a thickener An aqueous solution is mixed, and the mixed solution obtained by adjusting the concentration of the organic solvent in the obtained mixed solution to 3 to 15% by weight is passed through a device for applying a shear force to the mixed solution to make the shape of the toner non-spherical. And then removing the solvent, and washing and desorbing the resin fine particles adhering to the surface. 前記混合溶液の粘度Pが2500〜25000mPa・sであることを特徴とする請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。The toner according to claim 1, wherein the viscosity P of the mixed solution is 2500 to 25000 mPa · s. 前記トナーが紡錘形状であることを特徴とする請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナー。The toner according to claim 1, wherein the toner has a spindle shape. 前記トナーの紡錘形状が、短軸rと長軸rとの比(r/r)が0.5〜0.8で、厚さrと短軸rとの比(r/r)が0.7〜1.0であることを特徴とする請求項3に記載の静電荷像現像用トナー。The toner of the spindle shape, the ratio of the minor axis r 2 and the major axis r 1 (r 2 / r 1 ) is 0.5 to 0.8, the ratio between the thickness r 3 and the minor axis r 2 (r 3 / r 2 ) is 0.7 to 1.0, and the electrostatic image developing toner according to claim 3, wherein 請求項1〜4のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーを含有することを特徴とする現像剤。A developer comprising the electrostatic image developing toner according to claim 1. トナーリサイクル機構を有する現像装置において、請求項1〜4のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーを用いることを特徴とする現像方法。A developing method having a toner recycling mechanism, wherein the electrostatic image developing toner according to claim 1 is used. 請求項1〜4のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーを収納したことを特徴とするトナー容器。A toner container containing the toner for developing an electrostatic image according to claim 1. トナーリサイクル機構を有し、かつトナーとして請求項1〜4のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーを装填したことを特徴とする現像装置。5. A developing device comprising a toner recycling mechanism and loaded with the toner for developing an electrostatic image according to claim 1.
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