JP2004272221A - Electrophotographic toner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電子写真用トナー(以下、単に「トナー」と記すことがある)に関し、より詳細には結着樹脂中にワックスが分散混合されたトナーに関するものである。 The present invention relates to an electrophotographic toner (hereinafter, may be simply referred to as “toner”), and more particularly to a toner in which wax is dispersed and mixed in a binder resin.
電子写真法を用いた、複写機などの画像形成装置に使用されるトナーには、加熱定着時にオフセット現象による画像汚染が生じないこと、即ち耐オフセット性に優れていることが要求される。特に、社会の省エネルギー化に呼応してトナーの低温定着性の向上が最近強く要求されている状況下においては、トナーの低温定着性を向上させながらオフセットの発生を同時に防止することが求められる。このためワックス等の離型剤をトナーに含有させることが従来から行われている。しかし、単にワックスをトナーに含有させるだけでは結着樹脂中でのワックスの所望の分散が得られず、十分な耐オフセット性が奏されない。一方、多量のワックスをトナーに含有させればオフセットは防止できるが、ワックスがトナーから脱離して感光体表面などに固着する、いわゆるフィルミング現象が生じる。 A toner used in an image forming apparatus such as a copying machine using an electrophotographic method is required to be free from image contamination due to an offset phenomenon at the time of heat fixing, that is, to have excellent offset resistance. In particular, in a situation where improvement of low-temperature fixing property of toner is strongly demanded recently in response to energy saving of society, it is required to prevent occurrence of offset at the same time while improving low-temperature fixing property of toner. For this reason, a release agent such as a wax is conventionally contained in the toner. However, simply adding wax to the toner does not provide the desired dispersion of the wax in the binder resin, and does not provide sufficient offset resistance. On the other hand, if a large amount of wax is contained in the toner, offset can be prevented, but a so-called filming phenomenon occurs in which the wax detaches from the toner and adheres to the surface of the photoreceptor.
そこで、例えば特許文献1では、低融点結晶性化合物と、この化合物と凝集構造を取り得る側鎖を含有するビニル系共重合体とを主成分とする樹脂組成物を、結着樹脂として用いることが提案され、これにより低融点結晶性化合物の脱離が防止でき、良好な保存安定性や低温定着性、耐オフセット性が得られる旨開示されている。 Therefore, for example, in Patent Document 1, a resin composition mainly composed of a low-melting crystalline compound and a vinyl-based copolymer containing a side chain capable of forming an aggregate structure with this compound is used as a binder resin. It is disclosed that this can prevent the elimination of the crystalline compound having a low melting point, and provide good storage stability, low-temperature fixability, and offset resistance.
また特許文献2では、特定の炭化水素系ワックスをトナーに含有させて、特定の粘弾性特性およびDSC曲線特性を持たせることが提案され、これにより優れた定着性や耐オフセット性、耐ブロッキング性が得られる旨開示されている。
しかしながら、特許文献1の提案技術では、結着樹脂中におけるワックスの分散性を細かいところまでは制御できず、ワックス粒径が小さくなりすぎて所期の耐オフセット性が得られないことがある。また特許文献2の提案技術では、DSC曲線から諸熱特性値を測定しているものの、DSC曲線の形状とワックスの分散性との関連性についてはまったく意識されておらず、前記と同様に結着樹脂中におけるワックスの分散性を細かいところまでは制御できず、所期の耐オフセット性が得られなかったり、フィルミング現象が生じることがある。 However, according to the technique disclosed in Patent Document 1, the dispersibility of the wax in the binder resin cannot be controlled to a small extent, and the wax particle size becomes too small to obtain the desired offset resistance in some cases. Further, in the proposed technique of Patent Document 2, although various thermal characteristic values are measured from the DSC curve, there is no awareness of the relationship between the shape of the DSC curve and the dispersibility of the wax, and the results are similar to the above. It is not possible to control the dispersibility of the wax in the resin to a very small degree, and the desired offset resistance may not be obtained or a filming phenomenon may occur.
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、耐オフセットに優れ、且つフィルミング現象が生じることがないトナーを提供することをその目的とするものである。 The present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a toner which has excellent offset resistance and does not cause a filming phenomenon.
本発明者等は前記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、DSC曲線の微分曲線の形状と結着樹脂中でのワックスの分散との間に密接な関係のあることを見出し、本発明をなすに至った。すなわち本発明のトナーは、少なくとも結着樹脂とワックスとを有する電子写真用トナーであって、示差走査熱量計によって測定される降温時のDSC曲線において、75〜100℃の範囲に発熱ピークを有し、且つこのDSC曲線の微分曲線において、前記発熱ピークより高温側に少なくとも1つのゼロ以下の極大値を有することを特徴とするものである。 The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, have found that there is a close relationship between the shape of the differential curve of the DSC curve and the dispersion of the wax in the binder resin. It came to do. That is, the toner of the present invention is an electrophotographic toner having at least a binder resin and wax, and has an exothermic peak in the range of 75 to 100 ° C. in a DSC curve at the time of temperature decrease measured by a differential scanning calorimeter. In the differential curve of the DSC curve, the DSC curve has at least one maximum value equal to or lower than zero on the higher temperature side than the exothermic peak.
なお、本発明におけるDSC曲線はASTM D3418−82に準じて測定したものであって、室温から測定を開始し、10℃/minの昇温速度で180℃まで昇温した後、降温速度10℃/minで降温させて測定したものである。 The DSC curve in the present invention was measured according to ASTM D3418-82. The measurement was started from room temperature, and after the temperature was raised to 180 ° C. at a rate of 10 ° C./min, the temperature was lowered at a rate of 10 ° C. The temperature was measured at a temperature of / min.
前記DSC曲線の微分曲線の形状を得るためには、後述のように種々の方法が考えられるが、ワックスを結着樹脂中に分散させるための相溶化剤をトナーに含有させるのが好ましい。このような相溶化剤としてはポリオレフィンとビニルポリマーとのグラフト共重合体が好ましい。 In order to obtain the shape of the differential curve of the DSC curve, various methods can be considered as described below, but it is preferable to include a compatibilizer for dispersing the wax in the binder resin in the toner. As such a compatibilizer, a graft copolymer of a polyolefin and a vinyl polymer is preferable.
DSC曲線の形状にはトナーの熱による状態変化が表れる。そこで本発明者等は後述する実験等によって、耐オフセット性や感光体フィルミングの発生とDSC曲線及びその微分曲線の形状について種々検討した。その結果、降温時のDSC曲線において75〜100℃範囲に発熱ピークを有し、且つこのDSC曲線の微分曲線において、前記発熱ピークより高温側に少なくとも1つのゼロ以下の極大値を有するトナーについては、優れた耐オフセット性を有すると同時にトナーからのワックスの脱離によるフィルミング現象が生じないという知見を得た。 The shape of the DSC curve shows a state change due to the heat of the toner. Accordingly, the present inventors have conducted various studies on the offset resistance, occurrence of photoreceptor filming, and the shape of the DSC curve and its differential curve through experiments described below. As a result, the toner having an exothermic peak in the range of 75 to 100 ° C. in the DSC curve at the time of temperature decrease and having at least one maximum value of zero or less on the higher temperature side than the exothermic peak in the differential curve of the DSC curve is It has been found that the film has excellent offset resistance and at the same time does not cause filming due to detachment of wax from the toner.
かかるDSC曲線の微分曲線形状の場合に、どうして耐オフセット性の向上やフィルミングの防止といった効果が得られるのか、今のところその答えについては明らかにはなっていないが、これまで指摘されていたワックスの分散粒径ではなく、結着樹脂中におけるワックスの界面状態が前記特性に効いているものと推測している。なお、降温時のDSC曲線における発熱ピークのより好ましい発生範囲は80〜95℃範囲である。 The answer to this question has not yet been clarified why such a differential curve shape of the DSC curve can provide an effect of improving the anti-offset property or preventing filming, but has been pointed out so far. It is presumed that the interface state of the wax in the binder resin, not the dispersed particle size of the wax, is effective in the above-mentioned properties. In addition, a more preferable generation range of the exothermic peak in the DSC curve at the time of temperature fall is in the range of 80 to 95 ° C.
前記のような降温時のDSC曲線の微分曲線形状を得るには、例えば結着樹脂中にワックスを分散させるための相溶化剤を添加する、あるいはトナー製造工程中、特に溶融混練工程での加工条件を調整すればよいことを見出した。これは、結着樹脂中でのワックスの分散状態を所定の範囲とすることで耐オフセット性の向上やフィルミングの防止といった効果が得られると考えられる。結着樹脂中でのワックスの分散状態はあまり良過ぎても、また悪過ぎても、耐オフセット性が低下したりフィルミングが発生し易くなる知見を得ているが、詳細な理由については不明である。 In order to obtain the differential curve shape of the DSC curve at the time of temperature decrease as described above, for example, a compatibilizer for dispersing wax in a binder resin is added, or processing is performed during a toner manufacturing process, particularly in a melt kneading process. We have found that the conditions need to be adjusted. It is considered that the effect of improving the anti-offset property and preventing the filming can be obtained by setting the dispersion state of the wax in the binder resin within a predetermined range. Even if the dispersion state of the wax in the binder resin is too good or too bad, it has been found that the offset resistance decreases and filming easily occurs, but the detailed reason is unknown. It is.
ここで使用できる相溶化剤としては、ポリオレフィンとビニルポリマーとのグラフト共重合体やアルキルスチレン系共重合体などが挙げられ、この中でもポリオレフィンとビニルポリマーとのグラフト共重合体が好適である。ポリオレフィンとしては例えばポリエチレンやポリプロピレン、エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート−無水マレイン酸共重合体などが挙げられる。またビニルポリマーとしては例えばポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、アクリロニトリル−スチレン共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体などが挙げられる。これらの中でも、ポリスチレン−ポリエチレングラフト共重合体が好ましい。 Examples of the compatibilizer that can be used here include a graft copolymer of a polyolefin and a vinyl polymer, an alkylstyrene-based copolymer, and the like. Among them, a graft copolymer of a polyolefin and a vinyl polymer is preferable. Examples of the polyolefin include polyethylene, polypropylene, ethylene-glycidyl methacrylate copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-ethyl acrylate-maleic anhydride copolymer, and the like. Examples of the vinyl polymer include polystyrene, polymethyl methacrylate, acrylonitrile-styrene copolymer, and styrene-acrylic acid copolymer. Among these, a polystyrene-polyethylene graft copolymer is preferable.
また使用する場合の相溶化剤の含有量は、ワックスや結着樹脂の種類や量などから適宜決定すればよいが、通常は結着樹脂100重量部に対して0.5〜5重量部の範囲が特に好ましい。相溶化剤の含有量が0.5重量部より少ないと、ワックスと結着樹脂との混合が不十分となりワックスがトナー表面に露出し脱離するおそれがある。一方、含有量が5重量部より多いと、ワックスが結着樹脂中に過剰に分散し、DSC曲線の微分曲線において、DSC曲線の発熱ピークより高温側に少なくとも1つのゼロ以下の極大値が現れないおそれがあるからである。 The content of the compatibilizer when used may be appropriately determined based on the type and amount of the wax and the binder resin, but is usually 0.5 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder resin. A range is particularly preferred. If the content of the compatibilizer is less than 0.5 part by weight, the mixing of the wax and the binder resin becomes insufficient, and the wax may be exposed on the toner surface and detached. On the other hand, if the content is more than 5 parts by weight, the wax is excessively dispersed in the binder resin, and at least one local maximum value less than zero appears on the higher temperature side than the exothermic peak of the DSC curve in the differential curve of the DSC curve. This is because there is a possibility that there is not.
トナー製造工程における溶融混練工程での加工条件を調整することによって、前記のような降温時DSC曲線の微分曲線形状を得る場合には、例えば次のようにすればよい。結着樹脂の軟化点より数℃〜数十℃高い温度まで混練機を加熱し、溶融状態となったトナー組成物に適度な剪断・撹拌力を加えることによりワックスの分散性を調整する。 In order to obtain the above-mentioned differential curve shape of the DSC curve at the time of cooling by adjusting the processing conditions in the melt-kneading step in the toner production step, for example, the following may be performed. The dispersibility of the wax is adjusted by heating the kneader to a temperature several to several tens of degrees higher than the softening point of the binder resin and applying an appropriate shearing / stirring force to the molten toner composition.
混練温度が高い、あるいは押し出し軸の回転数が高い場合などには、結着樹脂中のワックスの分散性が高くなりすぎ、DSC曲線の微分曲線において、DSC曲線の発熱ピークより高温側に少なくとも1つのゼロ以下の極大値が現れない。反対に混練温度が低い、押し出し軸の回転数が低い場合においても同様に、結着樹脂中のワックス分散性が低くなり、DSC曲線の微分曲線において少なくとも1つのゼロ以下の極大値が現れない。したがって、適正な混練温度、押し出し軸の回転数で溶融混練する必要がある。ここで、結着樹脂中のワックスの分散を一層促進させるために、前記相溶化剤を結着樹脂にさらに混合してもよい。 When the kneading temperature is high or the rotation speed of the extrusion shaft is high, the dispersibility of the wax in the binder resin becomes too high, and in the differential curve of the DSC curve, at least 1 No two maxima below zero. Conversely, when the kneading temperature is low and the rotation speed of the extrusion shaft is low, the wax dispersibility in the binder resin is also low, and at least one local maximum value of zero or less does not appear in the differential curve of the DSC curve. Therefore, it is necessary to perform melt-kneading at an appropriate kneading temperature and the rotation speed of the extrusion shaft. Here, in order to further promote the dispersion of the wax in the binder resin, the compatibilizer may be further mixed with the binder resin.
本発明で使用できるワックスとしては従来公知のものが使用でき、例えば脂肪酸の多価アルコールエステル、脂肪酸の高級アルコールエステル、アルキレンビス脂肪酸アミド化合物、天然ワックスや、数平均分子量が1,000〜10,000、特に2,000〜6,000の範囲にあるポリプロピレン、ポリエチレン、プロピレン−エチレン共重合体など挙げられる。これらの中から1種又は2種類以上のワックスを適宜選択使用すればよい。ワックスの添加量は結着樹脂100重量部に対して0.1〜10重量部の範囲が好ましい。 As the wax that can be used in the present invention, conventionally known waxes can be used. For example, polyhydric alcohol esters of fatty acids, higher alcohol esters of fatty acids, alkylenebisfatty acid amide compounds, natural waxes, and number average molecular weights of 1,000 to 10, 000, especially 2,000 to 6,000. One or more waxes may be appropriately selected and used from these. The amount of the wax is preferably in the range of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder resin.
本発明で使用する結着樹脂としては特に限定はなく、例えばスチレン−アクリル樹脂やポリエステル樹脂を挙げることができる。もちろん必要によりこれらの樹脂にその他の樹脂を併用してもよい。 The binder resin used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a styrene-acrylic resin and a polyester resin. Of course, if necessary, other resins may be used in combination with these resins.
スチレン−アクリル樹脂の基体となる単量体としては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、p−クロルスチレン、ヒドロキシスチレン等のスチレン誘導体;メタクリル酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、プロポキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステルを挙げることができる。 Examples of the monomer serving as the base of the styrene-acrylic resin include styrene derivatives such as styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, pt-butylstyrene, p-chlorostyrene, and hydroxystyrene; methacrylic acid, methyl (Meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, methoxyethyl (meth) acrylate, propoxyethyl (meth) acrylate, methoxydiethylene glycol (meth) acrylate, Ethoxydiethylene glycol (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, (meth) acrylonitrile, (meth) Acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, ethylene glycol di (meth) acrylate, 1,3-butylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, trimethylolethane tri (meth) acrylate And the like.
上記各種単量体の混合物は、溶液重合、塊状重合、乳化重合、懸濁重合等任意の方法で重合し、本発明で使用する結着樹脂とすることができる。かかる重合に際し、使用できる重合開始剤としては過酸化アセチル、過酸化デカノイル、過酸化ラウロイル、過酸化ベンゾイル、アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル、2,2’−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル等の公知の重合開始剤を使用することができる。これら重合開始剤は単量体総重量に対して0.1〜15重量%の範囲で使用するのが好ましい。 The mixture of the above various monomers can be polymerized by any method such as solution polymerization, bulk polymerization, emulsion polymerization, suspension polymerization, and the like, and can be used as the binder resin used in the present invention. In such a polymerization, usable polymerization initiators include acetyl peroxide, decanoyl peroxide, lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile, A known polymerization initiator such as 2,2'-azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile can be used. These polymerization initiators are preferably used in the range of 0.1 to 15% by weight based on the total weight of the monomers.
またポリエステル樹脂は、主として多価カルボン酸類と多価アルコール類との縮重合により得られるものであって、多価カルボン酸類としては、例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、ピロメリット酸等の芳香族多価カルボン酸;マレイン酸、フマール酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、アゼライン酸、メサコン酸、シトラコン酸、グルタコン酸等の脂肪族ジカルボン酸;シクロヘキサンジカルボン酸、シクロヘキセンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸;これらカルボン酸の無水物や低級アルキルエステルが挙げられ、これらの1種又は2種以上が使用される。 The polyester resin is obtained mainly by polycondensation of a polycarboxylic acid and a polyhydric alcohol. Examples of the polycarboxylic acid include phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, succinic acid, 1,2 Polycarboxylic acids such as 2,4-benzenetricarboxylic acid, 2,5,7-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-naphthalenetricarboxylic acid, and pyromellitic acid; maleic acid, fumaric acid, succinic acid, and adipic acid Aliphatic dicarboxylic acids such as sebacic acid, malonic acid, azelaic acid, mesaconic acid, citraconic acid, glutaconic acid; alicyclic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid and cyclohexene dicarboxylic acid; anhydrides and lower alkyl esters of these carboxylic acids And one or more of these are used.
ここで3価以上の成分の含有量は架橋度に依存し、所望の架橋度とするためにはその添加量を調整すればよい。一般的には、3価以上の成分の含有量は15mol%以下が好ましい。 Here, the content of the trivalent or higher-valent component depends on the degree of crosslinking, and the amount of addition may be adjusted to obtain a desired degree of crosslinking. Generally, the content of the trivalent or higher valent component is preferably 15 mol% or less.
一方、ポリエステル樹脂に用いられる多価アルコール類としては、例えば、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、1,4−ブテンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタングリコール、1,6−ヘキサングリコール等のアルキレングリコール類;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グリコール等のアルキレンエーテルグリコール類;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等の脂環族多価アルコール類;ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS等のビスフェノール類及びビスフェノール類のアルキレンオキサイドを挙げることができ、これらの1種又は2種以上を組み合わせて使用できる。 On the other hand, as polyhydric alcohols used for polyester resins, for example, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,4-butenediol, neopentyl glycol Alkylene glycols such as 1,1,5-pentane glycol and 1,6-hexane glycol; alkylene ether glycols such as diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol; Alicyclic polyhydric alcohols such as cyclohexane dimethanol and hydrogenated bisphenol A; bisphenols and bisphenols such as bisphenol A, bisphenol F and bisphenol S Can be mentioned alkylene oxide, it can be used in combination of two or more thereof.
なお、分子量の調整や反応の制御を目的として、モノカルボン酸、モノアルコールを必要により使用してもよい。モノカルボン酸としては、例えば安息香酸、パラヒドロキシ安息香酸、トルエンカルボン酸、サリチル酸、酢酸、プロピオン酸及びステアリン酸等が挙げられる。モノアルコールとしては、ベンジルアルコール、トルエン−4−メタノール、シクロヘキサンメタノールなどのモノアルコールが挙げられる。 For the purpose of adjusting the molecular weight and controlling the reaction, a monocarboxylic acid or a monoalcohol may be used if necessary. Examples of the monocarboxylic acid include benzoic acid, parahydroxybenzoic acid, toluenecarboxylic acid, salicylic acid, acetic acid, propionic acid, and stearic acid. Examples of the monoalcohol include monoalcohols such as benzyl alcohol, toluene-4-methanol, and cyclohexanemethanol.
本発明で使用するポリエステル樹脂は、これら原料を使用して通常の方法で製造される。例えば、アルコール成分と酸成分を所定の割合で反応容器に仕込み、窒素等の不活性ガスを吹き込みながら、触媒の存在下150〜190℃の温度で反応を開始する。副生する低分子化合物は連続的に反応系外へ除去する。その後、更に反応温度を210〜250℃に上げて反応を促進し、目的とするポリエステル樹脂を得る。反応は、常圧、減圧、加圧のいずれの条件下でも行うことができるが、反応率が50〜90%に達した後は、200mmHg以下に減圧して反応させるのが好ましい。 The polyester resin used in the present invention is produced by a usual method using these raw materials. For example, an alcohol component and an acid component are charged into a reaction vessel at a predetermined ratio, and the reaction is started at a temperature of 150 to 190 ° C. in the presence of a catalyst while blowing an inert gas such as nitrogen. The by-product low-molecular compound is continuously removed to the outside of the reaction system. Thereafter, the reaction temperature is further raised to 210 to 250 ° C. to accelerate the reaction, and the desired polyester resin is obtained. The reaction can be performed under any of normal pressure, reduced pressure, and increased pressure. However, after the reaction rate reaches 50 to 90%, the reaction is preferably performed under reduced pressure of 200 mmHg or less.
上記触媒としては、例えばスズ、チタン、アンチモン、マンガン、ニッケル、亜鉛、鉛、鉄、マグネシウム、カルシウム、ゲルマニウム等の金属;及びこれらの金属含有化合物が挙げられる。 Examples of the catalyst include metals such as tin, titanium, antimony, manganese, nickel, zinc, lead, iron, magnesium, calcium, and germanium; and compounds containing these metals.
本発明で使用する結着樹脂はガラス転移温度が45〜90℃の範囲にあることが好ましい。ガラス転移温度が45℃未満の場合、トナーカートリッジや現像装置内で固まるおそれがあり、他方90℃を超えると場合、紙などの被転写物にトナーが十分に定着しないことがあるからである。 The binder resin used in the present invention preferably has a glass transition temperature in the range of 45 to 90 ° C. If the glass transition temperature is lower than 45 ° C., the toner may harden in the toner cartridge or the developing device. If the glass transition temperature is higher than 90 ° C., the toner may not be sufficiently fixed on an object to be transferred such as paper.
本発明で使用できる着色剤としては、例えば、黒色顔料として、アセチレンブラック、ランプブラック、アニリンブラック等のカーボンブラック;黄色顔料として、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマンネントイエローNCG、タートラジンレーキ;橙色顔料として、赤口黄鉛、モリブテンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジG、インダスレンブリリアントオレンジGK;赤色顔料として、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀カドミウム、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3B;紫色顔料として、マンガン紫、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ;青色顔料として、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーBC;緑色顔料として、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキ、ファナルイエローグリーンG;白色顔料として、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛、バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等を使用できる。これら着色剤の1種又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。 Examples of the colorant that can be used in the present invention include, as black pigments, acetylene black, lamp black, carbon black such as aniline black; and as yellow pigments, graphite, zinc yellow, cadmium yellow, yellow iron oxide, mineral fast yellow, Nickel-titanium yellow, naphthol yellow S, Hansa yellow G, Hansa yellow 10G, benzidine yellow G, benzidine yellow GR, quinoline yellow lake, permanent yellow NCG, tartrazine lake; Red pigment, molybdenum orange, permanent orange as orange pigment GTR, pyrazolone orange, Vulcan orange, induslen brilliant orange RK, benzidine orange G, induslen brilliant orange GK; red pigments such as bengara and cad Um red, lead red, mercury cadmium sulfide, permanent red 4R, lithol red, pyrazolone red, watching red calcium salt, lake red D, brilliant carmine 6B, eosin lake, rhodamine lake B, alizarin lake, brilliant carmine 3B; as purple pigment , Manganese Purple, Fast Violet B, Methyl Violet Lake; Blue pigments include navy blue, cobalt blue, alkali blue lake, Victoria blue lake, phthalocyanine blue, metal-free phthalocyanine blue, partially chlorinated phthalocyanine blue, fast sky blue, indaslen blue BC; as green pigments, chrome green, chromium oxide, pigment green B, malachite green lake, fanal yellow green G; As color pigments, zinc oxide, titanium oxide, antimony white, zinc sulfide, barite powder, barium carbonate, clay, silica, white carbon, talc, alumina white can be used. One or more of these colorants may be used in combination.
着色剤の総含有量は結着樹脂100重量部当り0.1〜20重量部、特に1〜15重量部の範囲が好ましい。 The total content of the colorant is preferably 0.1 to 20 parts by weight, particularly preferably 1 to 15 parts by weight per 100 parts by weight of the binder resin.
本発明のトナーは、粉砕分級法、溶融造粒法、スプレー造粒法、懸濁・乳化重合法等のそれ自体公知の方法で製造し得るが、製造設備や生産性などの点から粉砕分級法が好適に使用できる。かかる粉砕分級法について以下説明する。まず結着樹脂、着色剤、ワックスおよび必要により電荷制御剤や磁性粉などのトナー組成物をヘンシェルミキサーやV型混合機などで前混合した後、二軸押出機などの融混練装置を用いて溶融混練する。この溶融混練物を冷却した後、粗粉砕・微粉砕し、必要によりその後分級して、所定の粒度分布を有するトナー粒子とする。そして必要によりこのトナー粒子の表面を表面処理剤で処理し本発明のトナーとする。 The toner of the present invention can be produced by a method known per se such as a pulverization classification method, a melt granulation method, a spray granulation method, a suspension / emulsion polymerization method, and the like. The method can be suitably used. The pulverization and classification method will be described below. First, a toner composition such as a binder resin, a colorant, a wax, and, if necessary, a charge control agent and a magnetic powder is premixed with a Henschel mixer or a V-type mixer, and then, using a melt-kneading device such as a twin-screw extruder. Melt and knead. After cooling the melt-kneaded product, it is roughly pulverized and finely pulverized, and if necessary, classified to obtain toner particles having a predetermined particle size distribution. If necessary, the surface of the toner particles is treated with a surface treating agent to obtain the toner of the present invention.
ここで前記電荷制御剤としては、これまで公知の電荷制御剤を使用でき、例えば正帯電性電荷制御剤としては、ニグロシン染料、脂肪酸変性ニグロシン染料、カルボキシル基含有脂肪酸変性ニグロシン染料、四級アンモニウム塩、アミン系化合物、有機金属化合物等を使用でき、負帯電性電荷制御剤としては、ヒドロキシカルボン酸の金属錯体、アゾ化合物の金属錯体、金属錯塩染料やサリチル酸誘導体等を使用できる。電荷制御剤の添加量としては、結着樹脂100重量部に対して0.1〜10重量部の範囲が好ましい。 Here, as the charge control agent, known charge control agents can be used. Examples of the positive charge control agent include a nigrosine dye, a fatty acid-modified nigrosine dye, a carboxyl group-containing fatty acid-modified nigrosine dye, and a quaternary ammonium salt. , An amine compound, an organometallic compound and the like, and as the negatively chargeable charge control agent, a metal complex of a hydroxycarboxylic acid, a metal complex of an azo compound, a metal complex salt dye, a salicylic acid derivative and the like can be used. The addition amount of the charge control agent is preferably in the range of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder resin.
また帯電量不足によるトナー飛散などを抑制するために磁性粉を添加してもよい。磁性粉としては、例えば、四三酸化鉄(Fe3O4)、三二酸化鉄(γ−Fe2O3)、酸化鉄亜鉛(ZnFe3O4)、酸化鉄イットリウム(Y3Fe5O12)、酸化鉄カドミウム(CdFe2O4)、酸化鉄ガドリウム(Gd3Fe5O12)、酸化鉄銅(CuFe2O4)、酸化鉄鉛(PbFe12O19)、酸化鉄ニッケル(NiFe2O4)、酸化鉄ネオジウム(NdFeO3)、酸化鉄バリウム(BaFe12O19)、酸化鉄マグネシウム(MgFe2 O4)、酸化鉄マンガン(MnFe2O4)、酸化鉄ランタン(LaFeO3)、鉄粉(Fe)、コバルト粉(Co)、ニッケル粉(Ni)等が挙げられる。特に好適な磁性粉は微粒子状四三酸化鉄(マグネタイト)である。好適なマグネタイトは正8面体状で、粒子径が0.05乃至1.0μmのものである。このマグネタイト粒子は、シランカップリング剤、チタン系カップリング剤等で表面処理されていてもよい。磁性粉の含有量は、結着樹脂100重量部当り0.1〜5重量部、特に0.5〜3.0重量部のような少量の内添でよい。 Magnetic powder may be added to suppress toner scattering due to insufficient charge. Examples of the magnetic powder include iron trioxide (Fe 3 O 4 ), iron sesquioxide (γ-Fe 2 O 3 ), zinc iron oxide (ZnFe 3 O 4 ), and yttrium iron oxide (Y 3 Fe 5 O 12). ), Cadmium iron oxide (CdFe 2 O 4 ), gadolinium iron oxide (Gd 3 Fe 5 O 12 ), copper iron oxide (CuFe 2 O 4 ), lead iron oxide (PbFe 12 O 19 ), nickel iron oxide (NiFe 2) O 4 ), iron neodymium oxide (NdFeO 3 ), barium iron oxide (BaFe 12 O 19 ), iron oxide magnesium (MgFe 2 O 4 ), iron manganese oxide (MnFe 2 O 4 ), lanthanum iron oxide (LaFeO 3 ), Iron powder (Fe), cobalt powder (Co), nickel powder (Ni) and the like are listed. A particularly preferred magnetic powder is particulate iron tetroxide (magnetite). The preferred magnetite is octahedral and has a particle size of 0.05 to 1.0 μm. The magnetite particles may be surface-treated with a silane coupling agent, a titanium-based coupling agent, or the like. The content of the magnetic powder may be as small as 0.1 to 5 parts by weight, particularly 0.5 to 3.0 parts by weight, per 100 parts by weight of the binder resin.
本発明のトナーは一成分系現像剤又は二成分系現像剤として用いることができる。二成分系現像剤として用いる場合に使用するキャリアに限定はなく、例えば、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性体金属及びそれらの合金、あるいは希土類を含有する合金類、ヘマタイト、マグネタイト、マンガン−亜鉛系フェライト、ニッケル−亜鉛系フェライト、マンガン−マグネシウム系フェライト、リチウム系フェライトなどのソフトフェライト、銅−亜鉛系フェライト等の鉄系酸化物及びそれらの混合物等の磁性体材料を焼結及びアトマイズ等を行うことによって製造した磁性体粒子、及び当該磁性体粒子の表面を樹脂被覆したものを使用することができる。また、上記キャリアとして磁性体分散型樹脂を使用することもできる。この場合、用いる磁性体としては上記磁性体材料が使用でき、結着樹脂としては、例えばビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂あるいはこれらの混合物を挙げることができる。 The toner of the present invention can be used as a one-component developer or a two-component developer. The carrier used when used as a two-component developer is not limited. For example, magnetic metals such as iron, nickel, and cobalt and alloys thereof, or alloys containing rare earth elements, hematite, magnetite, manganese-zinc based Sintering and atomizing magnetic materials such as soft ferrites such as ferrite, nickel-zinc ferrite, manganese-magnesium ferrite, and lithium ferrite, and iron-based oxides such as copper-zinc ferrite and mixtures thereof. The magnetic particles produced as described above, and those obtained by coating the surfaces of the magnetic particles with a resin can be used. Further, a magnetic material-dispersed resin can be used as the carrier. In this case, the above magnetic material can be used as the magnetic material to be used, and as the binder resin, for example, vinyl resin, polyester resin, epoxy resin, phenol resin, urea resin, polyurethane resin, polyimide resin, cellulose resin, poly Ether resins or mixtures thereof can be mentioned.
キャリアの粒子径は、一般に電子顕微鏡法による粒径で表して30〜200μm、特に50〜150μmのものが好ましい。またキャリアの見掛け密度は、磁性材料を主体とする場合は磁性体の組成や表面構造等によっても相違するが、一般に2.4〜3.0g/cm3の範囲が好ましい。 The carrier preferably has a particle diameter of 30 to 200 μm, particularly preferably 50 to 150 μm, as represented by a particle diameter determined by electron microscopy. The apparent density of the carrier, when mainly composed of a magnetic material, varies depending on the composition and surface structure of the magnetic material, but is generally preferably in the range of 2.4 to 3.0 g / cm 3 .
前記トナーとキャリアからなる二成分系現像剤中の、トナー濃度は1〜10重量%、好ましくは1〜7重量%である。トナー濃度が1重量%未満の場合、画像濃度が薄くなりすぎ、他方トナー濃度が10重量%を超える場合、現像装置内でトナー飛散が発生し機内汚れや転写紙などの背景部分にトナーが付着する不具合が生じるおそれがあるからである。 The toner concentration in the two-component developer comprising the toner and the carrier is 1 to 10% by weight, preferably 1 to 7% by weight. When the toner concentration is less than 1% by weight, the image density becomes too low. On the other hand, when the toner concentration exceeds 10% by weight, the toner scatters in the developing device, and the toner adheres to the inside of the apparatus and the background portion such as transfer paper. This is because there is a possibility that a malfunction may occur.
本発明のトナーと共に使用する感光体としては特に限定はなく、セレン系感光体、有機系感光体、アモルファスシリコン系感光体など従来公知のものが使用できる。 The photoreceptor used with the toner of the present invention is not particularly limited, and conventionally known photoreceptors such as a selenium-based photoreceptor, an organic-based photoreceptor, and an amorphous silicon-based photoreceptor can be used.
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
<実施例1>
Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to only the following Examples.
<Example 1>
結着樹脂としてスチレン−ブチルアクリレート共重合体(モル共重合比8:2、重量平均分子量Mw:202,000,数平均分子量Mn:6,000,Mw/Mn:33.7)を100重量部、着色剤としてカーボンブラック(三菱化学社製MA−100)を7重量部、ワックスとしてポリエチレン(ヘキスト社製PE130)を5重量部、相溶化剤としてポリスチレン−ポリエチレングラフト共重合体(モル共重合比7:3)を2重量部、電荷制御剤としてスチレン−ジメチルアミノエチルメタクリレート共重合体を5重量部をそれぞれヘンシェルミキサーに投入し10分間混合した。 100 parts by weight of a styrene-butyl acrylate copolymer (molar copolymerization ratio 8: 2, weight average molecular weight Mw: 202,000, number average molecular weight Mn: 6,000, Mw / Mn: 33.7) as a binder resin, and carbon black as a colorant 7 parts by weight (MA-100 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), 5 parts by weight of polyethylene (PE130 manufactured by Hoechst) as a wax, and 2 parts of a polystyrene-polyethylene graft copolymer (molar copolymerization ratio 7: 3) as a compatibilizer. 5 parts by weight of a styrene-dimethylaminoethyl methacrylate copolymer as a charge control agent and 5 parts by weight of each were charged into a Henschel mixer and mixed for 10 minutes.
そして、混合材料の投入量を100g/分に設定し、混練部の温度を120℃、押出し軸の回転数を180rpmとした二軸押し出し機(池貝製作所製PCM−30)で溶融混練してドラムフレーカーで冷却した。次にハンマーミルで粗粉砕した後、ジェットミルで微粉砕し、風力分級機を用いて分級してトナー粒子(体積中心粒径:9μm)を作製した。 The input amount of the mixed material was set to 100 g / min, the temperature of the kneading section was 120 ° C., and the number of rotations of the extrusion shaft was 180 rpm. Cooled on a breaker. Next, after coarsely pulverized by a hammer mill, finely pulverized by a jet mill and classified using an air classifier, toner particles (volume center particle size: 9 μm) were produced.
このトナー粒子の降温時のDSC曲線を示差走査熱量計(TAInstruments社製「Q1000」)を用いて、降温速度10℃/minで測定した。また測定した各温度でのHeat Flow値のデータ(測定温度間隔:0.1℃)の差を求めることにより、前記DSC曲線の微分曲線を算出した(下記式(1)参照)。DSC曲線とその微分曲線を図1に合わせて示す。 The DSC curve of the toner particles when the temperature was lowered was measured at a temperature lowering rate of 10 ° C./min using a differential scanning calorimeter (“Q1000” manufactured by TA Instruments). The differential curve of the DSC curve was calculated by calculating the difference between the measured Heat Flow value data (measurement temperature interval: 0.1 ° C.) at each temperature (see the following equation (1)). The DSC curve and its derivative curve are shown in FIG.
本発明において、DSC曲線関数:f(t)と前記DSC曲線関数の微分曲線関数:f’(t)の関係は以下のように定義される(t:温度)。 In the present invention, the relationship between the DSC curve function f (t) and the differential curve function f ′ (t) of the DSC curve function is defined as follows (t: temperature).
f’(t)={f(t+Δt)-f(t)}/Δt (Δt=0.1℃)
={f(t+0.1)-f(t)}/0.1・・・・・・(1)
図1によれば、実施例1のトナー粒子は、DSC曲線において86℃に発熱ピークを有し、またDSC曲線の微分曲線において90℃に負の極大値を有するものであった。
f ′ (t) = {f (t + Δt) −f (t)} / Δt (Δt = 0.1 ° C.)
= {F (t + 0.1) -f (t)} / 0.1 (1)
According to FIG. 1, the toner particles of Example 1 had an exothermic peak at 86 ° C. in the DSC curve and a negative maximum value at 90 ° C. in the differential curve of the DSC curve.
次に、前記トナー粒子100重量部に対して表面処理剤としての疎水性シリカ(日本アエロジル社製R−972)0.5重量部を添加し、ヘンシェルミキサーで高撹拌混合してトナーとした。このトナーを、シリコーン樹脂で表面被覆した平均粒径80μmのフェライトキャリヤにトナー濃度が5重量%となるように配合し、均一に攪拌混合して二成分系現像剤とした。そして京セラミタ(株)製の電子写真複写機(商品名「KM−2030」)に作製した現像剤を搭載し、過酷試験である下記方法でフィルミング、オフセット発生の有無を観察した。結果を表1に合わせて示す。 Next, 0.5 parts by weight of hydrophobic silica (R-972, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) as a surface treating agent was added to 100 parts by weight of the toner particles, and the mixture was mixed with high stirring using a Henschel mixer to obtain a toner. This toner was blended with a ferrite carrier having an average particle size of 80 μm, the surface of which was coated with a silicone resin, so that the toner concentration was 5% by weight, and uniformly stirred and mixed to obtain a two-component developer. The prepared developer was mounted on an electrophotographic copying machine (trade name "KM-2030") manufactured by Kyocera Mita Co., Ltd., and the occurrence of filming and offset was observed by the following severe test. The results are shown in Table 1.
<フィルミング>
前記複写機でクリーニングブレードの線厚を0.4g/mm弱める改造を行い、10万枚耐刷を行った後、感光体ドラム表面及び画像を目視により観察し、フィルミングが発生していなかった場合を「○」、若干発生した場合を「△」、多量に発生していた場合を「×」とした。
<Filming>
The cleaning machine was modified to reduce the line thickness of the cleaning blade to 0.4 g / mm, and after printing for 100,000 sheets, the surface of the photosensitive drum and the image were visually observed, and no filming occurred. The case was indicated by “○”, the case where slight occurrence occurred was indicated by “△”, and the case where a large amount occurred was indicated by “×”.
<オフセット>
前記複写機の定着温度を200℃にする制御改造を行い、5枚連続して通紙させる。そして通紙した画像を目視により観察した。オフセットが発生しなかった場合を「○」、若干発生した場合を「△」、多量に発生した場合を「×」とした。
<Offset>
Control remodeling is performed so that the fixing temperature of the copying machine is 200 ° C., and five sheets are continuously passed. Then, the passed image was visually observed. The case where no offset occurred was indicated by “○”, the case where slight occurrence occurred was indicated by “△”, and the case where a large amount occurred was indicated by “×”.
<総合評価>
フィルミング及びオフセット発生状況から総合判断して、良の場合を「◎」、可の場合を「○」、不可の場合を「×」とした。
<実施例2>
<Comprehensive evaluation>
Judging comprehensively from the filming and the occurrence of the offset, "good" was given as "◎", "good" as "○", and "bad" as "x".
<Example 2>
相溶化剤としてのポリスチレン−ポリエチレングラフト共重合体を、2重量部から1重量部に変更した以外は実施例1と同様にしてトナーを作製した。またトナー粒子の降温時のDSC曲線を示差走査熱量計を用いて測定した。そして測定した発熱データから前記DSC曲線の微分曲線を算出した。DSC曲線とその微分曲線を図2に合わせて示す。 A toner was produced in the same manner as in Example 1, except that the polystyrene-polyethylene graft copolymer as a compatibilizer was changed from 2 parts by weight to 1 part by weight. The DSC curve of the toner particles at the time of temperature decrease was measured using a differential scanning calorimeter. Then, a differential curve of the DSC curve was calculated from the measured heat generation data. The DSC curve and its derivative curve are shown in FIG.
図2によれば、実施例2のトナー粒子は、DSC曲線において86℃に発熱ピークを有し、またDSC曲線の微分曲線において91℃に負の極大値を有するものであった。また前記と同様にフィルミング、オフセットの有無を観察した。結果を表1に合わせて示す。
<実施例3>
According to FIG. 2, the toner particles of Example 2 had an exothermic peak at 86 ° C. in the DSC curve and a negative maximum at 91 ° C. in the differential curve of the DSC curve. The presence or absence of filming and offset was observed in the same manner as described above. The results are shown in Table 1.
<Example 3>
相溶化剤としてのポリスチレン−ポリエチレングラフト共重合体を、2重量部から5重量部に変更した以外は実施例1と同様にしてトナーを作製した。またトナー粒子の降温時のDSC曲線を示差走査熱量計を用いて測定した。そして測定した発熱データから前記DSC曲線の微分曲線を算出した。 A toner was produced in the same manner as in Example 1, except that the polystyrene-polyethylene graft copolymer as a compatibilizer was changed from 2 parts by weight to 5 parts by weight. The DSC curve of the toner particles at the time of temperature decrease was measured using a differential scanning calorimeter. Then, a differential curve of the DSC curve was calculated from the measured heat generation data.
実施例3のトナー粒子は、DSC曲線において86℃に発熱ピークを有し、またDSC曲線の微分曲線において88℃に負の極大値を有するものであった。前記と同様にフィルミング、オフセットの有無を観察した。結果を表1に合わせて示す。
<実施例4>
The toner particles of Example 3 had an exothermic peak at 86 ° C. in the DSC curve and a negative maximum at 88 ° C. in the differential curve of the DSC curve. The presence or absence of filming and offset was observed in the same manner as described above. The results are shown in Table 1.
<Example 4>
相溶化剤としてのポリスチレン−ポリエチレングラフト共重合体を、2重量部から6重量部に変更した以外は実施例1と同様にしてトナーを作製した。またトナー粒子の降温時のDSC曲線を示差走査熱量計を用いて測定した。そして測定した発熱データから前記DSC曲線の微分曲線を算出した。 A toner was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of the polystyrene-polyethylene graft copolymer as the compatibilizer was changed from 2 parts by weight to 6 parts by weight. The DSC curve of the toner particles at the time of temperature decrease was measured using a differential scanning calorimeter. Then, a differential curve of the DSC curve was calculated from the measured heat generation data.
実施例4のトナー粒子は、DSC曲線において86℃に発熱ピークを有し、またDSC曲線の微分曲線において87℃に負の極大値を有するものであった。前記と同様にフィルミング、オフセットの有無を観察した。結果を表1に合わせて示す。
<実施例5>
The toner particles of Example 4 had an exothermic peak at 86 ° C. in the DSC curve and a negative maximum at 87 ° C. in the differential curve of the DSC curve. The presence or absence of filming and offset was observed in the same manner as described above. The results are shown in Table 1.
<Example 5>
相溶化剤の種類を、ポリスチレン−ポリエチレングラフト共重合体からポリスチレン−ポリプロピレングラフト共重合体(モル共重合比7:3)に変更した以外は実施例1と同様にしてトナーを作製した。またトナー粒子の降温時のDSC曲線を示差走査熱量計を用いて測定した。そして測定した発熱データから前記DSC曲線の微分曲線を算出した。 A toner was produced in the same manner as in Example 1, except that the type of the compatibilizer was changed from a polystyrene-polyethylene graft copolymer to a polystyrene-polypropylene graft copolymer (molar copolymerization ratio: 7: 3). The DSC curve of the toner particles at the time of temperature decrease was measured using a differential scanning calorimeter. Then, a differential curve of the DSC curve was calculated from the measured heat generation data.
実施例5のトナー粒子は、DSC曲線において86℃に発熱ピークを有し、またDSC曲線の微分曲線において92℃に負の極大値を有するものであった。前記と同様にフィルミング、オフセットの有無を観察した。結果を表1に合わせて示す。
<比較例1>
The toner particles of Example 5 had an exothermic peak at 86 ° C. in the DSC curve and a negative maximum at 92 ° C. in the differential curve of the DSC curve. The presence or absence of filming and offset was observed in the same manner as described above. The results are shown in Table 1.
<Comparative Example 1>
二軸押し出し機の溶融混練温度を実施例1の場合より20℃高めて140℃とした以外は実施例1と同様にしてトナーを作製した。またトナー粒子の降温時のDSC曲線を示差走査熱量計を用いて測定した。そして測定した発熱データから前記DSC曲線の微分曲線を算出した。DSC曲線とその微分曲線を図3に合わせて示す。 A toner was produced in the same manner as in Example 1 except that the melt-kneading temperature of the twin-screw extruder was set to 140 ° C., which was 20 ° C. higher than that in Example 1. The DSC curve of the toner particles at the time of temperature decrease was measured using a differential scanning calorimeter. Then, a differential curve of the DSC curve was calculated from the measured heat generation data. The DSC curve and its derivative curve are shown in FIG.
図3によれば、比較例1のトナー粒子は、DSC曲線において86℃に発熱ピークを有するのみで、DSC曲線の微分曲線において負の極大値は有しないものであった。また前記と同様にフィルミング、オフセットの有無を観察した。結果を表1に合わせて示す。
<比較例2>
According to FIG. 3, the toner particles of Comparative Example 1 only had an exothermic peak at 86 ° C. in the DSC curve, and did not have a negative maximum value in the differential curve of the DSC curve. The presence or absence of filming and offset was observed in the same manner as described above. The results are shown in Table 1.
<Comparative Example 2>
相溶化剤としてのポリスチレン−ポリエチレングラフト共重合体を含有しない以外は実施例1と同様にしてトナーを作製した。またトナー粒子の降温時のDSC曲線を示差走査熱量計を用いて測定した。そして測定した発熱データから前記DSC曲線の微分曲線を算出した。DSC曲線とその微分曲線を図4に合わせて示す。 A toner was prepared in the same manner as in Example 1, except that the composition did not contain a polystyrene-polyethylene graft copolymer as a compatibilizer. The DSC curve of the toner particles at the time of temperature decrease was measured using a differential scanning calorimeter. Then, a differential curve of the DSC curve was calculated from the measured heat generation data. The DSC curve and its derivative curve are shown in FIG.
図4によれば、比較例2のトナー粒子は、DSC曲線の微分曲線において83℃付近と86℃付近とに正の極大値を有するものの、ゼロ以下の極大値は有さず、またDSC曲線において88℃に発熱ピークを有するものであった。また前記と同様にフィルミング、オフセットの有無を観察した。結果を表1に合わせて示す。
<比較例3>
According to FIG. 4, although the toner particles of Comparative Example 2 have positive maximum values at around 83 ° C. and around 86 ° C. in the differential curve of the DSC curve, they do not have local maximum values below zero, and the DSC curve Had an exothermic peak at 88 ° C. The presence or absence of filming and offset was observed in the same manner as described above. The results are shown in Table 1.
<Comparative Example 3>
二軸押し出し機の溶融混練温度を実施例1の場合より20℃低めて100℃とした以外は実施例1と同様にしてトナーを作製した。またトナー粒子の降温時のDSC曲線を示差走査熱量計を用いて測定した。そして測定した発熱データから前記DSC曲線の微分曲線を算出した。 A toner was produced in the same manner as in Example 1 except that the melt-kneading temperature of the twin-screw extruder was lowered by 20 ° C. from that in Example 1 to 100 ° C. The DSC curve of the toner particles at the time of temperature decrease was measured using a differential scanning calorimeter. Then, a differential curve of the DSC curve was calculated from the measured heat generation data.
比較例3のトナー粒子は、DSC曲線において89℃に発熱ピークを有し、DSC曲線の微分曲線において負の極大値を有さなかった。前記と同様にフィルミング、オフセットの有無を観察した。結果を表1に合わせて示す。
<比較例4>
The toner particles of Comparative Example 3 had an exothermic peak at 89 ° C. in the DSC curve, and did not have a negative maximum value in the differential curve of the DSC curve. The presence or absence of filming and offset was observed in the same manner as described above. The results are shown in Table 1.
<Comparative Example 4>
二軸押し出し機の押出し軸の回転数を実施例1の場合より70rpm低めて110rpmとした以外は実施例1と同様にしてトナーを作製した。またトナー粒子の降温時のDSC曲線を示差走査熱量計を用いて測定した。そして測定した発熱データから前記DSC曲線の微分曲線を算出した。 A toner was produced in the same manner as in Example 1 except that the number of revolutions of the extrusion shaft of the twin-screw extruder was reduced by 70 rpm from that in Example 1 to 110 rpm. The DSC curve of the toner particles at the time of temperature decrease was measured using a differential scanning calorimeter. Then, a differential curve of the DSC curve was calculated from the measured heat generation data.
比較例4のトナー粒子は、DSC曲線において90℃に発熱ピークを有し、DSC曲線の微分曲線において負の極大値を有さなかった。前記と同様にフィルミング、オフセットの有無を観察した。結果を表1に合わせて示す。 The toner particles of Comparative Example 4 had an exothermic peak at 90 ° C. in the DSC curve, and did not have a negative maximum value in the differential curve of the DSC curve. The presence or absence of filming and offset was observed in the same manner as described above. The results are shown in Table 1.
ただし、実施例4については、本評価方法では若干のホットオフセットが発生した(定着温度が200℃という過酷試験であり実使用においては問題が無い)。これは、実施例4では相溶化剤の添加量が6重量部と多く、ワックスが結着樹脂中で分散良好となり過ぎる傾向にあったためと考えられる。 However, in Example 4, a slight hot offset occurred in this evaluation method (a severe test in which the fixing temperature was 200 ° C., and there was no problem in actual use). This is considered to be because the amount of the compatibilizer added in Example 4 was as large as 6 parts by weight, and the wax tended to be too well dispersed in the binder resin.
また、実施例5については、本評価方法では若干のフィルミングが発生した(クリーニングブレードの線圧を弱めるという過酷試験であり実使用においては問題が無い)。これについては詳細な理由は不明であるが、実施例5では相溶化剤の種類をポリスチレン−ポリプロピレングラフト共重合体に変更することにより、結着樹脂中でのポリエチレンワックスの分散性が若干悪化したためと推測される。従って、相溶化剤のグラフト部分であるポリプロピレンとポリエチレンワックスとの相互作用が、グラフト部分がポリエチレンである場合に比較して低下し、ポリエチレンワックスの分散性が悪化する傾向にあったためではないかと推察される。 In Example 5, slight filming occurred in this evaluation method (a severe test in which the linear pressure of the cleaning blade was reduced, and there was no problem in actual use). Although the detailed reason for this is unknown, in Example 5, the dispersibility of polyethylene wax in the binder resin was slightly deteriorated by changing the type of the compatibilizer to a polystyrene-polypropylene graft copolymer. It is presumed. Therefore, it is speculated that the interaction between polypropylene and polyethylene wax, which are graft portions of the compatibilizer, was reduced as compared with the case where the graft portion was polyethylene, and the dispersibility of the polyethylene wax tended to deteriorate. Is done.
比較例1ではホットオフセットが多量に発生した。これは、溶融混練温度を高くしたためにワックスが結着樹脂中において、明かに分散し過ぎたためと考えられる。 In Comparative Example 1, a large amount of hot offset occurred. This is considered to be because the wax was clearly excessively dispersed in the binder resin due to an increase in the melt-kneading temperature.
比較例2、3、4ではフィルミングが発生した。これは、比較例2では相溶化剤が添加されていないために、比較例3では溶融混練温度を低くしたために、比較例4で溶融混練時のニ軸回転数を低くしたために、結着樹脂中でのワックスの分散が極めて悪化し、トナーから脱離したワックスが感光体ドラムに付着してフィルミングが生じたものと考えられる。 In Comparative Examples 2, 3, and 4, filming occurred. This is because the compatibilizer was not added in Comparative Example 2, the melt-kneading temperature was lowered in Comparative Example 3, and the biaxial rotation speed during melt-kneading was reduced in Comparative Example 4. It is considered that the dispersion of the wax inside deteriorated extremely, and the wax detached from the toner adhered to the photosensitive drum to cause filming.
以上のことより、結着樹脂中でのワックスの分散性を所定の範囲とすることで、DSC曲線の微分曲線において、DSC曲線の発熱ピークより高温側に少なくとも1つのゼロ以下の極大値を有するようになり、オフセットの発生やフィルミングの発生が防止されることが明かとなった。そして、このようなDSC曲線の微分曲線形状を示すトナーは、例えば、上記実施例または比較例に示したように、トナー中にワックスの相溶化剤を添加し、溶融混練によるトナー製造時に使用するニ軸押出し機の溶融混練温度や押出し軸の回転数を適性に設定することにより得ることができる。また、相溶化剤の添加量は結着樹脂100重量部に対して5重量部までが特に好ましいことが確認された。 As described above, by setting the dispersibility of the wax in the binder resin to a predetermined range, the differential curve of the DSC curve has at least one maximum value of zero or less on the higher temperature side than the exothermic peak of the DSC curve. It became clear that the occurrence of offset and the occurrence of filming were prevented. The toner having such a differential curve shape of the DSC curve is used, for example, by adding a wax compatibilizer to the toner and producing the toner by melt-kneading, as shown in the above Examples and Comparative Examples. It can be obtained by appropriately setting the melt-kneading temperature of the twin-screw extruder and the rotation speed of the extrusion shaft. It was also confirmed that the amount of the compatibilizer added was particularly preferably up to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder resin.
そして、結着樹脂中でのワックスの分散性が良くなり過ぎても悪くなり過ぎても、どちらの場合においてもDSC曲線の微分曲線においてゼロ以下の極大値を有さず、ワックスの分散性が良くなり過ぎるとホットオフセットが発生し、ワックスの分散性が悪くなり過ぎるとフィルミングが発生することが確認された。 Then, even if the dispersibility of the wax in the binder resin is too good or too bad, in any case, the differential curve of the DSC curve does not have a maximum value of zero or less in the differential curve, and the dispersibility of the wax is low. It was confirmed that when the temperature was too good, hot offset occurred, and when the dispersibility of the wax was too bad, filming occurred.
更には、本発明によりトナーの材料設計の評価が極めて簡便なものとなる。すなわち、実際に10万枚もの紙を使用して耐刷試験を行わなくとも、トナーのDSC曲線の微分曲線形状が、DSC曲線の発熱ピークより高い温度で少なくとも1つのゼロ以下の極大値を有するかどうかを調査するだけで、トナーの耐オフセット性や耐フィルミング性を推測することが可能である。 Further, the present invention makes it very easy to evaluate the material design of the toner. That is, even if a printing test is not actually performed using as many as 100,000 sheets of paper, the differential curve shape of the DSC curve of the toner has at least one maximum value of zero or less at a temperature higher than the heat generation peak of the DSC curve. It is possible to estimate the offset resistance and the filming resistance of the toner only by examining whether or not the toner is offset.
Claims (3)
The electrophotographic toner according to claim 2, wherein the content of the compatibilizer is in the range of 0.5 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder resin.
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