JP2004334041A - Toner, masterbatch for toner and method for evaluating masterbatch for toner - Google Patents

Toner, masterbatch for toner and method for evaluating masterbatch for toner Download PDF

Info

Publication number
JP2004334041A
JP2004334041A JP2003132047A JP2003132047A JP2004334041A JP 2004334041 A JP2004334041 A JP 2004334041A JP 2003132047 A JP2003132047 A JP 2003132047A JP 2003132047 A JP2003132047 A JP 2003132047A JP 2004334041 A JP2004334041 A JP 2004334041A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
masterbatch
carbon black
binder resin
master batch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2003132047A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4068007B2 (en
Inventor
Sayaka Fujita
さやか 藤田
Katsuru Matsumoto
香鶴 松本
Masahiro Sakai
正博 酒井
Toshihiko Murakami
登司彦 村上
Takeshi Kato
武 加藤
Eiji Tenjiku
英司 天竺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2003132047A priority Critical patent/JP4068007B2/en
Publication of JP2004334041A publication Critical patent/JP2004334041A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4068007B2 publication Critical patent/JP4068007B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for evaluating whether a masterbatch for a toner is good or not, and to provide a good masterbatch for a toner obtained by the evaluation method and a toner. <P>SOLUTION: In the method for evaluating a masterbatch for a toner consisting essentially of a binder resin and a colorant, whether relation satisfying -6≤logRm-logRr is established or not between the volume resistivity Rr (Ωcm) of the binder resin and the volume resistivity Rm (Ωcm) of the masterbatch is ascertained. The masterbatch for a toner establishes relation satisfying -6≤logRm-logRr according to the evaluation method. The toner comprises the masterbatch for a toner and has a volume average particle diameter of ≤7 μm. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法等に使用されるトナー用カーボンブラックのマスターバッチの評価方法と、その評価方法を経て得られるマスターバッチならびにそれを用いた静電荷像現像用のトナーに関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真法としては、特許文献1に記載されている如く多数の方法が知られているが、一般には、光導電性物質を利用して種々の手段で感光体上に電気的潜像を形成し、該潜像をトナーを用いて現像し、必要に応じて紙等の被記録材上にトナー画像を静電的に転写した後、加熱、圧力あるいは溶剤蒸気等によりトナー画像を定着して複写物を得ている。また、トナーを用いて現像する方法あるいはトナー画像を定着させる方法としては、従来より各種の方法が提案されており、夫々の画像形成プロセスに適した方法が採用されている。さらに近年では、上記した電子写真法に対し、高速複写化、高画質化および高安定性等の、より高度の技術が要求されてきている。
【0003】
一方、上記電子写真法に用いられるトナーは、結着樹脂、着色剤である染顔料、荷電制御剤およびワックス等が含有された原材料を、混合、溶融混練した後、粉砕、分級して得られる。この際の重要な点は、染顔料や荷電制御剤等の添加剤を結着樹脂中に均一な状態にまで分散させることにある。即ち、これらの添加剤の分散不良が生じると、帯電特性が悪化し、画像特性の変動や、カブリやトナー飛散等の画像劣化の発生の原因となる。
【0004】
ここで、トナーの代表的な製法としては、例えば、スチレン系樹脂、スチレン−(メタ)アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂またはエポキシ樹脂等の結着樹脂中に、着色剤、オフセット防止剤および荷電制御剤等の原料を溶融混練により分散させた後、混練物を微粉砕装置で粉砕して、粉砕物を分級機で分級することにより、所望の粒径を有するトナーを得る方法が用いられている。この際、黒色トナー用着色剤としては、カーボンブラックが汎用されている。
【0005】
しかしながら、このようにして製造されたトナー中に、カーボンブラックが充分に分散されていない場合には、入射光に対して乱反射が起こりにくく、結果としてトナー自体が黒く見えないことがわかっている。その結果ある一定の濃度の画像を得る場合、多量のトナーを消費しなければならない。また、トナー表面にカーボンブラックが露出し易く、このカーボンブラックは一般に導体であるため、トナーの抵抗が部分的に低下することがあり、トナーの帯電量に変動を生じる。その結果、画像特性の変動、カブリまたはトナー飛散等が発生し易くなって、記録安定性に乏しいものとなる。
【0006】
こういった分散不良の問題に対して、いくつかの方法が提案されている。例えば、トナー中の染顔料濃度よりも高い濃度の染顔料をバインダ樹脂中に含有させた所謂マスターバッチを予め作製しておき、該マスターバッチを着色剤として使用する方法がある。
【0007】
従来より、このマスターバッチは、バインダ樹脂と染顔料とを前混合し、それを更に二本ロール等で混練する製造方法を主として作製されていた。
【0008】
その他のマスターバッチの製造方法としては、例えば、特許文献2に示すように、溶剤中に原材料を溶解して混合した後に、溶剤を蒸発させてマスターバッチを作製する方法が記載されている。
【0009】
また、これらのマスターバッチからトナーを製造する方法としては、例えば、特許文献3に示すように、上記のような方法で作製したマスターバッチを微粉砕した後に、残りの樹脂を配合し、溶融混練を行う方法が記載されている。
【0010】
さらに、特許文献4では、高い濃度の染顔料をバインダ樹脂中に含有させるマスターバッチの作製時に、強い剪断力をかける一方、希釈練り工程においては弱い剪断力をかけてトナーを製造する方法が記載されている。
【0011】
【特許文献1】米国特許第2297691号
【特許文献2】特開昭61−156054号
【特許文献3】特開昭62−30259号
【特許文献4】特開昭63−205664号
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
高着色力を持つトナー(より黒いトナー)を得るためには、着色用顔料であるカーボンブラックの分散性が重要になるが、カーボンブラックは、一次粒子径が小さければ小さい程その黒さが増す一方、粒子同士の凝集力も大きくなる。すなわち、高着色力を持つトナーを製造することと、十分な分散性を持つトナーを製造することは、相反する関係を両立させることである。
【0013】
したがって、上記従来の製造方法のように、良好なトナー用マスターバッチやトナーの製造方法であっても、製造方法による効果が発揮されて良好な製品が製造されているか否かは、実際にその都度確認しない限り、十分な性能が発揮できる製品であるとは断言できない。
【0014】
本発明は、係る実情に鑑みてなされたものであって、良好なトナー用マスターバッチであるか否かを評価する方法と、この評価方法によって得られる良好なトナー用マスターバッチならびにトナーを提供することを目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、下記の本発明によって達成される。
【0016】
少なくとも結着樹脂と着色剤とからなるマスターバッチの評価方法であって、結着樹脂の体積抵抗R r(Ω・cm)とマスターバッチの積体積抵抗Rm(Ω・cm)との間に、−6 ≦logRm −logRr を満足する関係が成立するか否かを確認するものである。
【0017】
本発明者らは、上記関係を満たすカーボンブラックマスターバッチをトナー製造時に用いることにより、トナー中に分散させた状態におけるカーボンブラックを均一な状態で分散させることが可能となることを見出し、このトナーを使用すれば、トナー自体の黒さを向上させることが出来、その結果今までのトナーよりも少ない付着量(消費量)で所望の画像濃度を得ることが出来る。また、良好な分散性であるためトナー飛散や画像カブリを生じることのない良好な画像特性が安定に維持され得ることを見出した。
【0018】
トナー用カーボンブラックマスターバッチとは、基本的には、バインダ樹脂と高配合のカーボンブラックを主体とする配合物を予備混合した後、溶融混練して製造されるものである。このカーボンブラックのマスターバッチの製造においては、先ず、製造の際に使用されるバインダ樹脂は、トナー用結着樹脂を基本として選択されるため、組成的にかなりの制限を受ける。また、上記の製造工程においては、個々の1次粒子が凝集した状態にあるカーボンブラックを、再凝集を防ぎながら、できうる限り細かく、且つ均一な状態でバインダ樹脂中に分散させる必要があるので、分散した状態のカーボンブラックの凝集力に打ち勝つように、バインダ樹脂とカーボンブラックとの相互作用を強くする等の工夫が必要となる。このような工夫としては、例えば、カーボンブラックのpHと樹脂の酸価の組み合わせを最適化する、または、カーボンブラックの表面処理により、表面に存在する官能基と化学的に結合しやすい官能基を多く持つ結着樹脂を選択するなどの方法が挙げられる。
【0019】
一般に、カーボンブラックのような導電体を結着樹脂のような絶縁体に分散させた場合、得られた分散体自身の体積抵抗値は、導電体の絶縁体への分散の程度によって決まることが知られている。つまり導電体の分散が良好であればあるほど、分散体の体積抵抗値は結着樹脂単体の体積抵抗値に近づいていく。これは、結着樹脂中に導電体が均一に分散されることによって、分散体中に導電経路が形成されにくくなるためである。一方、導電体の分散が悪ければ、導電経路が形成されやすく、したがって分散体の体積抵抗は低くなっていく。
【0020】
よって分散体の体積抵抗値を測定することで、結着樹脂中の導電体の分散状態を評価できることになる。
【0021】
本願発明のマスターバッチの評価方法は、その結着樹脂の体積抵抗R rとマスターバッチの体積抵抗Rmとの間に、−6 ≦logRm −logRr の関係を満足させるか否かを確認するものである。
【0022】
すなわち、分散性の目安として、マスターバッチの体積抵抗R とが結着樹脂Rrとが上記の関係を満たしている場合はマスターバッチ中のカーボンブラックの分散状態は良好でありことを示しており、このようなカーボンブラックマスターバッチから製造されたトナーを使用して画像を形成した場合には、より黒いトナーを得ることが出来、結果としてある一定の画像濃度を得るのに必要なトナー量が少なくてすむ。
【0023】
以上のように、本発明のトナー用カーボンブラックマスターバッチにおいては、カーボンブラックがマスターバッチ中に、分散粒径が小さく且つ均一な状態で分散されているため、これを利用することによって、画像特性に優れた本発明の静電荷像現像用トナーを得ることができる。以下、これについて説明する。
【0024】
結着樹脂としては、スチレン‐アクリル系共重合体、アクリル系重合体、ポリエステル樹脂等が公知の材料である。
【0025】
アクリル樹脂は、アクリル系樹脂と称されるものが使用されるが、通常はメチルアクリレート、エチルアクリレート、n −ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、ラウリルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリルレート、n −ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート等のアクリル酸エステルまたは、メタクリル酸エステルの単重合体から選択される。また、スチレン−アクリル樹脂は、上記アクリル樹脂を構成する単量体とスチレンとの共重合体が使用される。これらの樹脂のうち、n −ブチルメタクリレート樹脂、メチルメタクリレート樹脂、スチレン−メチルメタクリレート共重合体が好ましく、特にn −ブチルメタクリレート樹脂が好ましい。
【0026】
ポリエステル樹脂は、次に例示するような多価アルコールと多価カルボン酸とから合成することができるが、これらに限定されるものではない。
【0027】
多価アルコールとしては、1,2−エタンジオール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、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、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ならびにポリオキシエチレン化ビスフェノールAおよびポリオキシプロピレン化ビスフェノールA(ビスフェノールAプロピレンオキサイド)などのビスフェノールAアルキレンオキサイド付加物などの2価アルコールが挙げられる。
【0028】
また、ポリマーをテトラヒドロフラン不溶分が発生しない程度に非線状化するために3価以上の多価アルコールを用いることもできる。3価以上の多価アルコールとしては、グリセリン、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトラオール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパンおよび1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼンなどが挙げられる。
【0029】
一方、多価カルボン酸としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、メサコン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、グルタル酸およびアルキルコハク酸(例えば、n−オクチルコハク酸およびn−ドデセニルコハク酸)などの2塩基性カルボン酸、トリメリト酸ならびにそれらの酸無水物およびアルキルエステルが挙げられる。上記の多価アルコールと多価カルボン酸との組み合わせとしては、例えば、ビスフェノールAプロピレンオキサイドと、テレフタル酸、フマル酸もしくは無水トリメリト酸またはこれらの混合物との組み合わせが挙げられる。
【0030】
本発明に使用できるカーボンブラックの市販品として、例えば米国キャボット社製リーガル(REGAL)400R,500R,660R;コロンビヤン・カーボン日本(株)製ラベン(RAVEN)H20,ラベン16,ラベン14,ラベン430,ラベン450,ラベン500;西独デグサ社製プリンテクス(Printex)200,プリンテクスA,スペシャルブラック4,プリンテクスG;等が挙げられるがこれらに限られるものではない。また、これらのカーボンブラックは単独であるいは二種以上を種々の組成に組み合わせて用いることができる。
【0031】
カーボンブラックの一次粒径が10nmより小さいと、カーボンブラックの比表面積が大きく、凝集力が強くなるため、結着樹脂中に分散させるのが非常に困難である。また、一方、カーボンブラックの一次粒径が100nmより大きいとカーボンブラック自体の黒味が低くなり、このようなカーボンブラックを用いてマスターバッチを作製し、トナーを作製しても十分な画像濃度を得ることは出来ない。以上のことからカーボンブラックの一次粒径としては10nmから100nmが好ましく、さらに好ましくは10nmから60nmの範囲である。
【0032】
本発明においては、このようなカーボンブラックがマスターバッチ中のカーボンブラック濃度として5〜60重量%となる量で配合されたものであるが、カーボンブラックの濃度が30重量%よりも低い場合には、カーボンブラックを結着樹脂に均一に分散させることが困難である。そういった場合、一旦30%以上の濃度のマスターバッチを調製し、これ希釈して所望の濃度のマスターバッチを得る。またマスターバッチ中のカーボンブラックの濃度が60%を越えると、マスターバッチ自体の粘度が高くなり結着樹脂への均一な拡散性が低くなり、分散性が低下する。そのためマスターバッチ中のカーボンブラックの濃度があまりに高濃度であるものは好ましくなく、マスターバッチ中のカーボンブラック濃度は30〜60重量%となる量であることが好ましい。
【0033】
本発明のマスターバッチは種々の混合方法により得ることができる。一般的には例えば、マスターバッチの結着樹脂の粉末またはペレットと着色用顔料カーボンブラックをタンブラーまたはスーパーミキサー等で混合したのち、押出機やバンバリーミキサーのような混練機により、加熱溶融混練してペレット化または粗粒子化する方法である。
【0034】
また別の方法として、ポリカーボネートオリゴマーの合成時に混合する方法もある。例えば、反応後の溶液状態のポリカーボネートオリゴマーに、カーボンブラックを添加混合後、溶媒を除き押出機やバンバリーミキサーのような混練機により、混練してマスターバッチとすることもできる。
【0035】
本発明のマスターバッチ中には、所望に応じて、樹脂組成物に添加される公知の種々の添加剤類、補強剤、充填剤、安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、滑剤、離型剤、染料、顔料、その他の難燃剤や、耐衝撃性改良用のエラストマ−などを配合することも可能である。これらのうち特に滑剤、離型剤または耐衝撃性改良用のエラストマ−等の添加はマスターバッチの粘度を低下させるのに好適である。
【0036】
これらの添加剤の配合は、添加剤の種類、量により異なるが予めカーボンブラックまたはポリカーボネートオリゴマーと混合することもできるし、またカーボンブラックをベース樹脂のポリカーボネートオリゴマーと溶融混練する時にまたは溶融混練後混合することもできる。滑剤、離型剤等の添加はカーボンブラックをベース樹脂のポリカーボネートオリゴマーと溶融混練する時にまたは溶融混練後混合することが好ましい。
【0037】
また、このようにマスターバッチに種々の添加剤を配合する場合、その添加量は、カーボンブラックの量に比べ、かなり少量となる。したがって、カーボンブラックと同様に導電性のある添加剤を配合したとしても、マスターバッチの体積抵抗値には影響を与えないものとして考えることができる。仮にマスターバッチの体積抵抗値に影響を与える程の特定の添加剤を配合するような場合には、その添加剤の種類や配合量に応じて、測定されたマスターバッチの体積抵抗値を補正してもよい。
【0038】
上記のようにして得られたカーボンブラックマスターバッチは、適当な粒径にまで粉砕された後、トナーに要求される現像性、転写性及び定着性等といった種々の特性が満たされるように選択された、結着樹脂、荷電制御剤、その他の添加剤と共に予備混合された後、常法におけるトナーの製造手段に準じて、溶融混練、冷却、粗・微粉砕、分級、外添処理等の工程を経てトナー化される。
【0039】
本発明のトナーにおいては、場合により、離型剤を含有させても良い。離型剤としては、それ自体公知の任意の離型剤、例えば脂肪族系樹脂、脂肪族系金属塩、高級脂肪酸類、脂肪酸エステル類もしくはその部分ケン化物類等の脂肪族系化合物が挙げられる。具体的には、例えば低分子量ポリプロピレン、高分子量ポリエチレン、パラフィンワックス、炭素数4以上のオレフィン単体からなる低分子量オレフィン重合体、シリコーンオイル、各種ワックス等を使用することもできる。
【0040】
本発明のトナーには、更に流動性向上のために、外添処理が施されていてもよい。外添剤としては、トナー粒子に添加することにより、添加後の流動性を向上させ得るものであれば特に限定されるものではない。例えば、シリカ微粉体、酸化チタン微分体、アルミナ微分体、それらの表面を疎水化処理したもの等を、単体あるいは2種以上併用して用いることが出来る。
【0041】
本発明のトナーには、必要に応じて帯電制御剤を加えることが出来る。例えば、ニグロシン染料、オイルブラック、スピロンブラック等の油溶性染料;ナフテン酸、オクチル酸、脂肪酸、樹脂酸のマンガン、鉄、コバルト、ニッケル、鉛、亜鉛、セリウム、カルシウム等の金属塩である金属石ケン;含金属アゾ染料、ピリミジン化合物;サリチル酸或いはその誘導体のクロム、アルミニウム、鉄等の金属化合物等が挙げられる。通常これらの添加剤は、現像剤に対して0.1〜10重量部の範囲で使用される。
【0042】
トナー粒子としては、平均粒径が7μm以下 の粒子を使用する。トナー平均粒径が小さくなれば成る程、トナー粒子が紙(メディア)をより隙間無く埋めることが出来るようになり、紙(メディア)が透けて見えなくなるので、隠蔽性が向上する。すなわち、同じ付着量でもトナー粒子径が小さければ、画像濃度を上げることが出来る。一方、トナー粒子径が4μm より小さいと、取り扱いが非常に困難になり、人体に悪影響を及ぼす。以上よりトナー粒子径は7μm 以下が好ましい。
【0043】
一般にトナー自体の黒さが黒いほど、そのようなトナーで形成された画像の画像濃度は高くなり、ひいてはある一定の画像濃度を得るためのトナー量は少なくなる。トナー自体の黒さを高くするには、トナーを高顔料、高分散に設計する必要がある。
【0044】
トナー中に多くのカーボンブラックを含有させると、入射光の散乱が多くなり、トナーの黒さを向上させることが可能となる。しかし、カーボンブラックは導電性物質であるため、あまり多量に含有させると、トナーとしての帯電能が低くなり、カブリやトナー飛散などの問題が生じてしまう。またカーボンブラックの分散性も悪くなる。
【0045】
また、トナー中のカーボンブラックの分散性を向上させるという方法でも、入射光の散乱が多くなり、トナー自体の黒さは向上する。高分散を達成するためには、トナー化時に高せん断をかけて顔料を分散させる方法もとり得るが、この方法であると結着樹脂の分子切断が生じやすく、トナーとしての他の特性(定着性)などを損なう可能性がある。そこで予め高分散を達成したマスターバッチを用いることにより、上記の問題を解決することができる。
【0046】
二成分現像用として用いる場合においては、このトナーを、ガラスビーズや酸化または未酸化の鉄粉、フェライト等の未被覆キャリア、または鉄、ニッケル、コバルト、フェライト等の磁性体をアクリル系重合体、フッ素樹脂系重合体、ポリエステル、変性シリコーン樹脂等の重合体で被覆した被覆キャリアと混合して現像剤とする。上記キャリアは一般に30〜500μmの平均粒径を有しており、トナー濃度(T/D)は、1〜15%であるのが望ましい。
【0047】
得られたトナーは、公知の静電荷像現像法の全てに適用できる。例えば、カスケード法、磁気ブラシ法、マイクロトーニング法などの二成分現像法;導電性一成分現像法、絶縁性一成分現像法、ジャンピング現像法などの磁性トナーを使用する一成分現像法;粉末雲法およびファーブラシ法;トナー担持体上に静電気的力によって保持されることによって現像部へ搬送され、現像される非磁性一成分現像法;電界カーテンにより現像部へ搬送され現像される電界カーテン現像法などに用いられる。また、トナージェット方式の画像形成方法にも用いることができる。
【0048】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施例を挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
−体積抵抗値測定方法−
マスターバッチ70gを粉砕機(IKA社製 A10 )にて60秒粉砕し、300メッシュのふるいを通す。次にふるいを通ったものを、1.0g秤量し、プレス成型機でプレスして円形のディスクを作成する。このディスクの体積抵抗値を測定機(三菱化学株式会社製 ロレスターGP)で測定する。
−トナーの摩擦帯電量の測定方法−
図1 は摩擦帯電量を測定する装置1の説明図である。底に500メッシュのスクリーン13のある金属製の測定容器12に、複写機又はプリンターの現像スリーブ上から採取した二成分系現像剤を約0.5〜1.5g入れ金属製のフタ14をする。この時の測定容器12全体の重量を秤りW1 (g)とする。次に吸引機11(測定容器12と接する部分は少なくとも絶縁体)において、吸引口17から吸引し風量調節弁16を調整して真空計15の圧力を250mmAqとする。この状態で充分、好ましくは2分間吸引を行いトナーを吸引除去する。この時の電位計19の電位をV(ボルト)とする。ここで18はコンデンサーであり容量をC(mF)とする。また、吸引後の測定容器全体の重量を秤りW2 (g)とする。この試料の摩擦帯電量(mC/kg)は下式の如く算出される。
試料の摩擦帯電量(mC/kg)=C×V/(W1 −W2 )
(但し、測定条件は23℃,60%RHとする。)
測定に用いるキャリアは、250メッシュパス・350メッシュオンのキャリア粒子が70〜90質量%有するコートフェライトキャリアを使用する。
−カーボンブラックの面積率の測定方法−
トナー混練後の混練物をミクトロームのようなカッターで0.2μm程度の厚さに切り、透過型電子顕微鏡で5000倍の写真を撮り、40μm×80μmの視野を有する画像解析装置で20cm×40cmの範囲の着色剤の凝集体の面積率を測定した。ここで、凝集体は0.05μm以上の粒径のものをカウントした。凝集体が少なく、1次分散径近傍まで分散が進んでいるものは面積率が小さくなる。なお、面積率の値が2.5%以下のものを1次分散径近傍まで分散されていると判断した。測定結果は表1 に記載した。
−マスターバッチの製造例−
結着樹脂とカーボンブラックをスーパーミキサーで均一に混合した後、MS式加圧ニーダー(モリヤマ製)を用い100℃で30分間溶融混練した。次いで該混練物を冷却後、粗粉砕機で1mm以下に粉砕し、マスターバッチを得た。
溶融混練において、混練温度を高い状態で混練を行うと、樹脂の粘度が下がるため、シェアがかかりにくく、分散性は悪くなる。逆に低い混練温度で混練を行うと、分散性は良好になる。
【0049】
また、混練時間を長くすると、樹脂とカーボンブラックにかかるせん断力が大きくなるため、分散性は良好となる。逆に混練時間が短いと分散性は悪くなる。
【0050】
【実施例1】
結着樹脂として三洋化学社製 ポリエステル樹脂 50重量部(体積抵抗値 2×109Ω・cm)にカーボンブラックとして三菱化学社製 #970 50重量部を、前記製造例に従いマスターバッチ1を得た。得られたマスターバッチの体積抵抗値とTEM 観察により、カーボンブラックの面積率を測定した。結果を表1に示す。
【0051】
【実施例2】
カーボンブラックとして三菱化学社製 #25を用いる以外は作成例1と同様にして、マスターバッチ2を得、実施例1と同様の測定を行った。結果を表1に示す。
【0052】
【実施例3】
溶融混練の条件を変える以外は実施例1と同様にして、マスターバッチ3を得、実施例1と同様の測定を行った。結果を表1に示す。
【0053】
【実施例4】
溶融混練の条件を変える以外は実施例1と同様にして、マスターバッチ4を得、実施例1と同様の測定を行った。結果を表1に示す。
【0054】
【実施例5】
溶融混練の条件を変える以外は実施例1と同様にして、マスターバッチ5を得、実施例1と同様の測定を行った。結果を表1に示す。
【0055】
【実施例6】
溶融混練の条件を変える以外は実施例1と同様にして、マスターバッチ6を得、実施例1と同様の測定を行った。結果を表1に示す。
【0056】
【実施例7】
結着樹脂として三井化学社製スチレン−アクリル樹脂(体積抵抗値 1.5×108Ω・cm)を用いること以外は実施例1と同様にして、マスターバッチ7を得、実施例1と同様の測定を行った。結果を表1に示す。
【0057】
【実施例8】
溶融混練の条件を変える以外は実施例7と同様にして、マスターバッチ8を得、実施例1と同様の測定を行った。結果を表1に示す。
【0058】
【比較例1】
溶融混練の条件を変える以外は実施例7と同様にして、マスターバッチ9を得、実施例1と同様の測定を行った。結果を表1に示す。
【0059】
【表1】

Figure 2004334041
−トナーの製造例−
【0060】
【実施例9】
結着樹脂(三洋化学社製 ポリエステル樹脂) 80部
マスターバッチ1 20部
帯電制御剤 保土谷化学社製 スピロンブラックTRH 2部
ポリプロピレンワックス 三井化学社製NP505 4部
上記材料をスーパーミキサーで均一混合したあと、内温150℃の二軸押出機で混練、冷却物をジェットミルで微粉砕し、ディスパージョンセパレータで分級し平均粒径6.5μmの着色剤含有粒子を得た。このこの着色剤含有粒子に市販シリカ(一次平均粒子径が0.1μm 、疎水化度 50%)を1部混合分散し、トナー1を得た。
【0061】
【実施例10】
マスターバッチ2を用いること以外、実施例9と同様にしてトナー2を得た。
【0062】
【実施例11】
マスターバッチ3を用いること以外、実施例9と同様にしてトナー3を得た。
【0063】
【実施例12】
マスターバッチ4を用いること以外、実施例9と同様にしてトナー4を得た。
【0064】
【実施例13】
結着樹脂(三井化学社製 スチレン−アクリル系樹脂) 80部
マスターバッチ7 20部
帯電制御剤 保土谷化学社製 スピロンブラックTRH 2部
ポリプロピレンワックス 三井化学社製NP505 4部
上記材料をスーパーミキサーで均一混合したあと、内温150℃の二軸押出機で混練、冷却物をジェットミルで微粉砕し、ディスパージョンセパレータで分級し平均粒径6.5μmの着色剤含有粒子を得た。このこの着色剤含有粒子に市販シリカ(一次平均粒子径が0.1μm 、疎水化度 50%)を1部混合分散し、トナー5を得た。
【0065】
【実施例14】
マスターバッチ8 を用いること以外、実施例13と同様にしてトナー6を得た。
【0066】
【比較例2】
マスターバッチ5を用いること以外、実施例9と同様にしてトナー7を得た。
【0067】
【比較例3】
マスターバッチ6を用いること以外、実施例9と同様にしてトナー8を得た。
【0068】
【比較例4】
マスターバッチ9を用いること以外、実施例13と同様にしてトナー9を得た。
【0069】
【比較例5】
平均粒径を7.5μm にすること以外は、実施例9と同様にしてトナー10を得た。
−トナーの評価−
(1) 黒色度
トナー1〜10にフェライトキャリア(パウダーテック(株)製F−150)を均一混合し、市販複写機(シャープ(株)AR−505)に、得られた現像剤を実装し、下記に示す評価を行った。
【0070】
複写機AR−505(シャープ社製)に現像剤を実装し、現像剤中のトナー濃度を変化させながら、全面黒の画像をとり、その画像濃度を光学反射密度を反射濃度計 RD−915(マクベス社製)で測定し、画像濃度1.40を越えるトナー濃度を求め、以下の基準で判定した。
【0071】
◎ : 3.5%未満
○ : 3.5%以上 4%未満
△ : 4%以上 5%未満
× : 5%以上
結果を表2に示す。
【0072】
(2)帯電性
トナー1〜10の各々4部にフェライトキャリア(パウダーテック(株)製F−150)96部を均一混合し、複写機AR−505(シャープ社製)に現像剤を実装し、温度25℃/湿度50%の環境での帯電量を測定し、その後、温度35℃/湿度80%の環境での帯電量を測定した。その変化率
{(25℃/50%での帯電量)−(35℃/80%での帯電量)} / (25℃/50%での帯電量)を以下の基準で判定した。
【0073】
◎ : 5 %未満
○ : 5 %以上 10%未満
△ : 10%以上 20%未満
× : 20%以上
結果を表2に示す。
【0074】
【表2】
Figure 2004334041
【0075】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によると、良好なトナー用マスターバッチであるか否かを評価することができ、少ないトナー量でも高い画像濃度を達成できる良好なトナー用マスターバッチや、それを用いた電子写真用トナーを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】摩擦帯電量測定装置の全体構成の概略を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 摩擦帯電量測定装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for evaluating a carbon black masterbatch used for electrophotography and the like, a masterbatch obtained through the evaluation method, and a toner for developing an electrostatic image using the masterbatch.
[0002]
[Prior art]
As the electrophotographic method, various methods are known as described in Patent Document 1. In general, an electric latent image is formed on a photoreceptor by various means using a photoconductive substance. Then, the latent image is developed using toner, and if necessary, the toner image is electrostatically transferred onto a recording material such as paper, and then the toner image is fixed by heating, pressure, solvent vapor, or the like. I have a copy. Also, various methods have been conventionally proposed as a method of developing using toner or a method of fixing a toner image, and a method suitable for each image forming process is adopted. In recent years, more advanced techniques such as high-speed copying, high image quality, and high stability have been required for the above-described electrophotographic method.
[0003]
On the other hand, the toner used in the electrophotographic method is obtained by mixing, melt-kneading raw materials containing a binder resin, a dye / pigment as a colorant, a charge control agent, a wax, and the like, and then pulverizing and classifying. . The important point in this case is to disperse additives such as dyes and pigments and charge control agents in the binder resin to a uniform state. That is, when the dispersion of these additives is poor, the charging characteristics are deteriorated, which causes fluctuations in image characteristics and image deterioration such as fogging and toner scattering.
[0004]
Here, as a typical method for producing the toner, for example, a coloring agent, an anti-offset agent and a charge control agent are contained in a binder resin such as a styrene resin, a styrene- (meth) acrylic resin, a polyester resin or an epoxy resin. Such a method is used in which a raw material having a desired particle size is obtained by dispersing raw materials such as by melting and kneading, pulverizing the kneaded material with a fine pulverizer, and classifying the pulverized material with a classifier. At this time, carbon black is widely used as a colorant for a black toner.
[0005]
However, it has been found that when carbon black is not sufficiently dispersed in the toner thus manufactured, irregular reflection of incident light hardly occurs, and as a result, the toner itself does not look black. As a result, a large amount of toner must be consumed in order to obtain an image having a certain density. Further, carbon black is easily exposed on the surface of the toner, and since the carbon black is generally a conductor, the resistance of the toner may be partially reduced, and the charge amount of the toner varies. As a result, fluctuations in image characteristics, fogging, toner scattering and the like are likely to occur, resulting in poor recording stability.
[0006]
Several methods have been proposed to address the problem of poor dispersion. For example, there is a method in which a so-called masterbatch in which a binder resin contains a dye / pigment having a concentration higher than the dye / pigment concentration in the toner is prepared in advance, and the masterbatch is used as a colorant.
[0007]
Heretofore, this masterbatch has mainly been produced mainly by a method of premixing a binder resin and a dye and then kneading the mixture with a two-roll mill or the like.
[0008]
As another method of manufacturing a master batch, for example, as described in Patent Document 2, a method is described in which raw materials are dissolved and mixed in a solvent, and then the solvent is evaporated to produce a master batch.
[0009]
As a method for producing a toner from these master batches, for example, as shown in Patent Document 3, after the master batch produced by the above method is finely pulverized, the remaining resin is blended, and the mixture is melt-kneaded. Is described.
[0010]
Further, Patent Document 4 describes a method of producing a toner by applying a strong shearing force during the preparation of a masterbatch containing a high concentration of a dye / pigment in a binder resin, while applying a weak shearing force in a dilution kneading step. Have been.
[0011]
[Patent Document 1] U.S. Pat. No. 2,297,691
[Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-156054
[Patent Document 3] JP-A-62-30259
[Patent Document 4] JP-A-63-205664
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
In order to obtain a toner having a high coloring power (a darker toner), the dispersibility of carbon black, which is a coloring pigment, is important, but the blackness of carbon black increases as the primary particle diameter decreases. On the other hand, the cohesion between the particles also increases. That is, producing a toner having a high coloring power and producing a toner having a sufficient dispersibility are to balance the conflicting relationship.
[0013]
Therefore, even in the case of a good toner masterbatch or toner manufacturing method as in the above-described conventional manufacturing method, it is actually determined whether or not a good product is produced by exhibiting the effect of the manufacturing method. Unless it is confirmed every time, it cannot be guaranteed that the product can exhibit sufficient performance.
[0014]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a method for evaluating whether or not a toner masterbatch is good, and a good toner masterbatch and toner obtained by this evaluation method. It is aimed at.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the present invention described below.
[0016]
A method for evaluating a master batch comprising at least a binder resin and a colorant, wherein a volume resistivity R r (Ω · cm) of the binder resin and a product volume resistance Rm (Ω · cm) of the master batch are: It is to confirm whether or not a relationship that satisfies −6 ≦ logRm−logRr holds.
[0017]
The present inventors have found that by using a carbon black masterbatch satisfying the above relationship at the time of toner production, it becomes possible to disperse carbon black in a state of being dispersed in a toner in a uniform state. Is used, the blackness of the toner itself can be improved, and as a result, a desired image density can be obtained with a smaller amount of adhesion (consumption) than conventional toners. In addition, it has been found that good image characteristics can be stably maintained without toner scattering and image fogging because of good dispersibility.
[0018]
The carbon black masterbatch for toner is basically manufactured by preliminarily mixing a binder resin and a compound mainly composed of highly mixed carbon black, followed by melt-kneading. In the production of this carbon black masterbatch, first, the binder resin used in the production is selected on the basis of a binder resin for a toner, so that there is a considerable limitation in composition. Further, in the above-described manufacturing process, it is necessary to disperse the carbon black in a state where the individual primary particles are aggregated in the binder resin as finely and uniformly as possible while preventing reaggregation. In order to overcome the cohesive force of the dispersed carbon black, it is necessary to take measures such as strengthening the interaction between the binder resin and the carbon black. As such a device, for example, the combination of the pH of carbon black and the acid value of the resin is optimized, or a functional group that is chemically bonded to the functional group present on the surface by the surface treatment of carbon black is used. There is a method of selecting a binder resin having a large amount.
[0019]
Generally, when a conductor such as carbon black is dispersed in an insulator such as a binder resin, the volume resistance value of the obtained dispersion itself may be determined by the degree of dispersion of the conductor in the insulator. Are known. In other words, the better the dispersion of the conductor, the closer the volume resistance of the dispersion to the volume resistance of the binder resin alone. This is because a conductive path is hardly formed in the dispersion by uniformly dispersing the conductor in the binder resin. On the other hand, if the dispersion of the conductor is poor, a conductive path is likely to be formed, and thus the volume resistance of the dispersion decreases.
[0020]
Therefore, the dispersion state of the conductor in the binder resin can be evaluated by measuring the volume resistance value of the dispersion.
[0021]
The masterbatch evaluation method of the present invention checks whether or not the relationship of −6 ≦ logRm−logRr is satisfied between the volume resistance Rr of the binder resin and the volume resistance Rm of the masterbatch. is there.
[0022]
That is, as a measure of dispersibility, when the volume resistance R 1 of the masterbatch satisfies the above relationship with the binder resin Rr, it indicates that the dispersion state of carbon black in the masterbatch is good, When an image is formed using a toner manufactured from such a carbon black master batch, a darker toner can be obtained, and as a result, the amount of toner required to obtain a certain image density is small. Help me.
[0023]
As described above, in the carbon black masterbatch for toner of the present invention, carbon black is dispersed in the masterbatch in a small and uniform particle size. The toner for developing an electrostatic charge image of the present invention, which is excellent in image quality, can be obtained. Hereinafter, this will be described.
[0024]
As the binder resin, a styrene-acrylic copolymer, an acrylic polymer, a polyester resin and the like are known materials.
[0025]
As the acrylic resin, what is called an acrylic resin is used. Usually, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, lauryl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, and n-butyl methacrylate are used. And acrylates such as 2-ethylhexyl methacrylate or methacrylate homopolymers. As the styrene-acrylic resin, a copolymer of styrene and a monomer constituting the acrylic resin is used. Among these resins, n-butyl methacrylate resin, methyl methacrylate resin, and styrene-methyl methacrylate copolymer are preferable, and n-butyl methacrylate resin is particularly preferable.
[0026]
The polyester resin can be synthesized from a polyhydric alcohol and a polyhydric carboxylic acid as exemplified below, but is not limited thereto.
[0027]
Examples of the polyhydric alcohol include 1,2-ethanediol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,5 -Pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, and polyoxyethylenated bisphenol A and poly And dihydric alcohols such as bisphenol A alkylene oxide adducts such as oxypropylene-modified bisphenol A (bisphenol A propylene oxide).
[0028]
Further, a polyhydric alcohol having a valency of 3 or more can be used in order to make the polymer non-linear so as not to generate a tetrahydrofuran insoluble component. Glycerin, sorbitol, 1,2,3,6-hexanetetraol, 1,4-sorbitan, pentaerythritol, 1,2,4-butanetriol, 1,2,5- Examples include pentanetriol, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butanetriol, trimethylolethane, trimethylolpropane, and 1,3,5-trihydroxymethylbenzene.
[0029]
On the other hand, polycarboxylic acids include, for example, maleic acid, fumaric acid, mesaconic acid, citraconic acid, itaconic acid, glutaconic acid, phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, malonic acid, succinic acid, adipic acid And dibasic carboxylic acids, such as sebacic acid, glutaric acid, and alkyl succinic acids (eg, n-octyl succinic acid and n-dodecenyl succinic acid), trimellitic acid, and anhydrides and alkyl esters thereof. Examples of the combination of the above-mentioned polyhydric alcohol and polycarboxylic acid include a combination of bisphenol A propylene oxide with terephthalic acid, fumaric acid, trimellitic anhydride or a mixture thereof.
[0030]
Commercially available carbon blacks that can be used in the present invention include, for example, Regal 400R, 500R, 660R manufactured by Cabot Corporation of the United States; Raven H20, Raven 16, Raven 14, and Raven 430 manufactured by Colombian Carbon Japan Co., Ltd. Raven 450, Raven 500; Printex 200, Printex A, Special Black 4, Printex G, manufactured by Degussa West Germany; and the like, but not limited thereto. These carbon blacks can be used alone or in combination of two or more in various compositions.
[0031]
If the primary particle size of the carbon black is smaller than 10 nm, the specific surface area of the carbon black is large, and the cohesive strength is increased. Therefore, it is very difficult to disperse the carbon black in the binder resin. On the other hand, if the primary particle size of the carbon black is larger than 100 nm, the blackness of the carbon black itself becomes low. Even if a master batch is prepared using such a carbon black and a toner is prepared, a sufficient image density can be obtained. You can't get it. From the above, the primary particle size of carbon black is preferably from 10 nm to 100 nm, and more preferably from 10 nm to 60 nm.
[0032]
In the present invention, such carbon black is blended in such an amount that the carbon black concentration in the masterbatch is 5 to 60% by weight. However, when the carbon black concentration is lower than 30% by weight, It is difficult to uniformly disperse carbon black in a binder resin. In such a case, a master batch having a concentration of 30% or more is once prepared and diluted to obtain a master batch having a desired concentration. If the concentration of carbon black in the masterbatch exceeds 60%, the viscosity of the masterbatch itself increases, the uniform diffusibility into the binder resin decreases, and the dispersibility decreases. Therefore, it is not preferable that the concentration of carbon black in the master batch is too high, and it is preferable that the concentration of carbon black in the master batch be 30 to 60% by weight.
[0033]
The masterbatch of the present invention can be obtained by various mixing methods. In general, for example, after mixing the binder resin powder or pellets of the master batch and the coloring pigment carbon black with a tumbler or a super mixer, the mixture is heated and melt-kneaded by a kneading machine such as an extruder or a Banbury mixer. It is a method of pelletizing or coarsening.
[0034]
As another method, there is also a method of mixing at the time of synthesizing the polycarbonate oligomer. For example, a master batch can be prepared by adding and mixing carbon black to a polycarbonate oligomer in a solution state after the reaction, removing the solvent, and kneading with a kneading machine such as an extruder or a Banbury mixer.
[0035]
In the masterbatch of the present invention, if necessary, various known additives, reinforcing agents, fillers, stabilizers, ultraviolet absorbers, antistatic agents, lubricants, mold release added to the resin composition It is also possible to incorporate agents, dyes, pigments, other flame retardants, and elastomers for improving impact resistance. Of these, the addition of a lubricant, a release agent or an elastomer for improving impact resistance is particularly suitable for lowering the viscosity of the masterbatch.
[0036]
The blending of these additives varies depending on the type and amount of the additives, but may be preliminarily mixed with carbon black or a polycarbonate oligomer, or when carbon black is melt-kneaded with a base resin polycarbonate oligomer or after melt-kneading. You can also. It is preferable to add a lubricant, a release agent, and the like when melt-kneading the carbon black with the polycarbonate oligomer of the base resin or after melt-kneading.
[0037]
Further, when various additives are blended in the master batch as described above, the amount of the additives is considerably smaller than the amount of carbon black. Therefore, it can be considered that even if a conductive additive is blended similarly to carbon black, it does not affect the volume resistivity of the master batch. If a specific additive that affects the volume resistance of the master batch is mixed, the measured volume resistance of the master batch should be corrected according to the type and amount of the additive. You may.
[0038]
The carbon black masterbatch obtained as described above is pulverized to an appropriate particle size and then selected so as to satisfy various characteristics such as developing property, transfer property and fixing property required for the toner. After being pre-mixed with a binder resin, a charge control agent, and other additives, steps such as melt-kneading, cooling, coarse / fine pulverization, classification, and external addition are performed in accordance with a conventional toner production method. Through toner.
[0039]
The toner of the present invention may optionally contain a release agent. Examples of the release agent include any release agents known per se, for example, aliphatic compounds such as aliphatic resins, aliphatic metal salts, higher fatty acids, fatty acid esters and partially saponified products thereof. . Specifically, for example, low-molecular-weight polypropylene, high-molecular-weight polyethylene, paraffin wax, low-molecular-weight olefin polymer composed of olefin alone having 4 or more carbon atoms, silicone oil, various waxes, and the like can be used.
[0040]
The toner of the present invention may be subjected to an external addition treatment for further improving the fluidity. The external additive is not particularly limited as long as it can be added to the toner particles to improve the fluidity after the addition. For example, a silica fine powder, a titanium oxide derivative, an alumina derivative, a material obtained by hydrophobizing the surface thereof, or the like can be used alone or in combination of two or more.
[0041]
A charge control agent can be added to the toner of the present invention as needed. For example, oil-soluble dyes such as nigrosine dyes, oil blacks and spiron blacks; metals which are metal salts such as manganese, iron, cobalt, nickel, lead, zinc, cerium and calcium of naphthenic acid, octylic acid, fatty acids and resin acids Soaps; metal-containing azo dyes, pyrimidine compounds; metal compounds of salicylic acid or its derivatives, such as chromium, aluminum and iron. Usually, these additives are used in the range of 0.1 to 10 parts by weight based on the developer.
[0042]
As the toner particles, particles having an average particle size of 7 μm or less are used. The smaller the average particle diameter of the toner, the more the toner particles can fill the paper (media) with no gap, and the more the paper (media) cannot be seen through, so that the concealment property is improved. That is, if the toner particle diameter is small even with the same amount of adhesion, the image density can be increased. On the other hand, when the toner particle diameter is smaller than 4 μm, handling becomes extremely difficult, which has a bad effect on the human body. From the above, the toner particle diameter is preferably 7 μm or less.
[0043]
Generally, the darker the black of the toner itself, the higher the image density of an image formed with such a toner, and thus the smaller the amount of toner for obtaining a certain image density. In order to increase the blackness of the toner itself, it is necessary to design the toner with a high pigment and a high dispersion.
[0044]
When a large amount of carbon black is contained in the toner, scattering of incident light increases, and the blackness of the toner can be improved. However, since carbon black is a conductive substance, if it is contained in an excessively large amount, the charging ability of the toner is lowered, and problems such as fogging and toner scattering occur. In addition, the dispersibility of carbon black also deteriorates.
[0045]
Also, the method of improving the dispersibility of carbon black in the toner also increases the scattering of incident light and improves the blackness of the toner itself. In order to achieve high dispersion, a method of dispersing the pigment by applying a high shear at the time of forming the toner may be used. However, in this method, molecular cutting of the binder resin is likely to occur, and other properties as a toner (fixing property) ) May be impaired. Therefore, the above-mentioned problem can be solved by using a master batch that has already achieved high dispersion.
[0046]
When used for two-component development, this toner, glass beads or oxidized or unoxidized iron powder, uncoated carrier such as ferrite, or iron, nickel, cobalt, ferrite and other magnetic materials, acrylic polymer, A developer is mixed with a coated carrier coated with a polymer such as a fluororesin-based polymer, polyester, or modified silicone resin. The carrier generally has an average particle size of 30 to 500 μm, and the toner concentration (T / D) is preferably 1 to 15%.
[0047]
The obtained toner can be applied to all known electrostatic image developing methods. For example, a two-component developing method such as a cascade method, a magnetic brush method, or a microtoning method; a one-component developing method using a magnetic toner such as a conductive one-component developing method, an insulating one-component developing method, or a jumping developing method; Method and fur brush method; non-magnetic one-component developing method in which the toner is conveyed to a developing unit by being held on a toner carrier by electrostatic force, and is developed; Used for law. Further, it can also be used in a toner jet type image forming method.
[0048]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
−Volume resistance measurement method−
70 g of the master batch is pulverized by a pulverizer (A10 manufactured by IKA) for 60 seconds and passed through a 300-mesh sieve. Next, 1.0 g of the material passed through the sieve is weighed and pressed by a press molding machine to form a circular disk. The volume resistance of the disk is measured with a measuring device (Lorester GP manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation).
-Measuring method of toner triboelectric charge-
FIG. 1 is an explanatory view of an apparatus 1 for measuring a triboelectric charge amount. About 0.5 to 1.5 g of a two-component developer collected from a developing sleeve of a copying machine or a printer is placed in a metal measuring container 12 having a 500-mesh screen 13 at the bottom, and a metal lid 14 is provided. . At this time, the weight of the entire measurement container 12 is weighed and set as W1 (g). Next, in the suction device 11 (at least the portion in contact with the measurement container 12 is at least an insulator), the air is suctioned from the suction port 17 and the air volume control valve 16 is adjusted to adjust the pressure of the vacuum gauge 15 to 250 mmAq. In this state, suction is sufficiently performed, preferably for 2 minutes, to remove the toner by suction. The potential of the electrometer 19 at this time is set to V (volt). Here, reference numeral 18 denotes a capacitor having a capacity of C (mF). Further, the weight of the entire measurement container after suction is weighed to be W2 (g). The triboelectric charge (mC / kg) of this sample is calculated as in the following equation.
Amount of triboelectric charge of sample (mC / kg) = C × V / (W1−W2)
(However, the measurement conditions are 23 ° C. and 60% RH.)
As a carrier used for the measurement, a coated ferrite carrier having carrier particles of 250 to 250 mesh pass and having a mesh size of 350 to 70 mass% is used.
-Measurement method of area ratio of carbon black-
The kneaded product after kneading the toner is cut into a thickness of about 0.2 μm with a cutter such as a microtrome, and a 5000 × photograph is taken with a transmission electron microscope, and a 20 cm × 40 cm image is taken with an image analyzer having a visual field of 40 μm × 80 μm. The area ratio of the aggregate of the colorant in the range was measured. Here, the aggregates having a particle size of 0.05 μm or more were counted. In the case where the amount of aggregate is small and the dispersion is advanced to near the primary dispersion diameter, the area ratio is small. Those having an area ratio of 2.5% or less were determined to be dispersed to near the primary dispersion diameter. The measurement results are shown in Table 1.
−Example of master batch production−
After the binder resin and carbon black were uniformly mixed with a super mixer, the mixture was melt-kneaded at 100 ° C. for 30 minutes using an MS type pressure kneader (manufactured by Moriyama). Next, after cooling the kneaded material, it was pulverized to 1 mm or less by a coarse pulverizer to obtain a master batch.
In the melt-kneading, if kneading is performed at a high kneading temperature, the viscosity of the resin decreases, so that it is difficult to obtain a shear and the dispersibility deteriorates. Conversely, when kneading is performed at a low kneading temperature, the dispersibility becomes good.
[0049]
In addition, when the kneading time is increased, the shearing force applied to the resin and the carbon black increases, so that the dispersibility is improved. Conversely, if the kneading time is short, the dispersibility becomes poor.
[0050]
Embodiment 1
Masterbatch 1 was obtained according to the above production example by using 50 parts by weight of polyester resin manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd. (volume resistance value: 2 × 109 Ω · cm) and 50 parts by weight of # 970 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation as carbon black. The area ratio of carbon black was measured by the volume resistance value and TEM observation of the obtained masterbatch. Table 1 shows the results.
[0051]
Embodiment 2
A masterbatch 2 was obtained in the same manner as in Preparation Example 1 except that # 25 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation was used as carbon black, and the same measurement as in Example 1 was performed. Table 1 shows the results.
[0052]
Embodiment 3
A master batch 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the conditions for melt-kneading were changed, and the same measurement as in Example 1 was performed. Table 1 shows the results.
[0053]
Embodiment 4
A masterbatch 4 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the conditions for melt-kneading were changed, and the same measurement as in Example 1 was performed. Table 1 shows the results.
[0054]
Embodiment 5
A masterbatch 5 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the conditions for melt-kneading were changed, and the same measurement as in Example 1 was performed. Table 1 shows the results.
[0055]
Embodiment 6
A masterbatch 6 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the conditions for melt-kneading were changed, and the same measurement as in Example 1 was performed. Table 1 shows the results.
[0056]
Embodiment 7
A masterbatch 7 was obtained in the same manner as in Example 1 except that a styrene-acrylic resin (volume resistance value: 1.5 × 10 8 Ω · cm) manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. was used as the binder resin, and the same measurement as in Example 1 was performed. Was done. Table 1 shows the results.
[0057]
Embodiment 8
A master batch 8 was obtained in the same manner as in Example 7 except that the conditions for melt-kneading were changed, and the same measurement as in Example 1 was performed. Table 1 shows the results.
[0058]
[Comparative Example 1]
A masterbatch 9 was obtained in the same manner as in Example 7 except that the conditions for melt-kneading were changed, and the same measurement as in Example 1 was performed. Table 1 shows the results.
[0059]
[Table 1]
Figure 2004334041
-Example of toner production-
[0060]
Embodiment 9
80 parts of binder resin (polyester resin manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.)
Master batch 1 20 copies
2 parts of Spillon Black TRH made by Hodogaya Chemical Co., Ltd.
Polypropylene wax NP505 manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. 4 parts
After uniformly mixing the above materials with a supermixer, kneading with a twin-screw extruder at an internal temperature of 150 ° C, finely pulverizing the cooled product with a jet mill, classifying with a dispersion separator, and coloring agent-containing particles having an average particle size of 6.5 μm. Got. One part of commercially available silica (primary average particle size: 0.1 μm, hydrophobicity: 50%) was mixed and dispersed in the colorant-containing particles to obtain Toner 1.
[0061]
Embodiment 10
A toner 2 was obtained in the same manner as in Example 9, except that the master batch 2 was used.
[0062]
Embodiment 11
A toner 3 was obtained in the same manner as in Example 9 except that the master batch 3 was used.
[0063]
Embodiment 12
A toner 4 was obtained in the same manner as in Example 9, except that the master batch 4 was used.
[0064]
Embodiment 13
80 parts of binder resin (styrene-acrylic resin manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.)
Master batch 7 20 copies
2 parts of Spillon Black TRH made by Hodogaya Chemical Co., Ltd.
Polypropylene wax NP505 manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. 4 parts
After uniformly mixing the above materials with a supermixer, kneading with a twin-screw extruder at an internal temperature of 150 ° C, finely pulverizing the cooled product with a jet mill, classifying with a dispersion separator, and coloring agent-containing particles having an average particle size of 6.5 μm. Got. One part of commercially available silica (primary average particle diameter: 0.1 μm, hydrophobicity: 50%) was mixed and dispersed in the colorant-containing particles to obtain toner 5.
[0065]
Embodiment 14
A toner 6 was obtained in the same manner as in Example 13, except that the master batch 8 was used.
[0066]
[Comparative Example 2]
A toner 7 was obtained in the same manner as in Example 9 except that the master batch 5 was used.
[0067]
[Comparative Example 3]
A toner 8 was obtained in the same manner as in Example 9 except that the master batch 6 was used.
[0068]
[Comparative Example 4]
A toner 9 was obtained in the same manner as in Example 13, except that the master batch 9 was used.
[0069]
[Comparative Example 5]
A toner 10 was obtained in the same manner as in Example 9, except that the average particle size was changed to 7.5 μm.
-Evaluation of toner-
(1) Blackness
Ferrite carrier (F-150, manufactured by Powdertech Co., Ltd.) was uniformly mixed with toners 1 to 10, and the obtained developer was mounted on a commercial copying machine (AR-505, Sharp Corp.). Was done.
[0070]
A developer is mounted on a copying machine AR-505 (manufactured by Sharp Corporation), a black image is taken over the entire surface while changing the toner density in the developer, and the image density is measured using an optical reflection density RD-915 (reflection densitometer). (Macbeth Co., Ltd.), and a toner density exceeding 1.40 was determined.
[0071]
◎: less than 3.5%
○: 3.5% or more and less than 4%
△: 4% or more and less than 5%
×: 5% or more
Table 2 shows the results.
[0072]
(2) Charging properties
To 4 parts of each of toners 1 to 10, 96 parts of a ferrite carrier (F-150, manufactured by Powdertech Co., Ltd.) is uniformly mixed, and a developer is mounted on a copying machine AR-505 (manufactured by Sharp Corporation). The amount of charge in an environment with a humidity of 50% was measured, and then the amount of charge in an environment with a temperature of 35 ° C. and a humidity of 80% was measured. The rate of change
{(Charge amount at 25 ° C./50%)−(charge amount at 35 ° C./80%)}/(charge amount at 25 ° C./50%) was determined based on the following criteria.
[0073]
◎: less than 5%
:: 5% or more and less than 10%
△: 10% or more and less than 20%
×: 20% or more
Table 2 shows the results.
[0074]
[Table 2]
Figure 2004334041
[0075]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to evaluate whether or not a good toner masterbatch is used, and a good toner masterbatch that can achieve a high image density even with a small amount of toner, and a method using the same. Thus, the obtained electrophotographic toner can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an overall configuration of a triboelectric charge amount measuring device.
[Explanation of symbols]
1 Friction charge measurement device

Claims (4)

少なくとも結着樹脂と着色剤とからなるマスターバッチの評価方法であって、
結着樹脂の体積抵抗R r(Ω・cm)とマスターバッチの積体積抵抗Rm(Ω・cm)との間に、−6 ≦logRm −logRr を満足する関係が成立するか否かを確認することを特徴とするトナー用マスターバッチの評価方法。
An evaluation method of a master batch comprising at least a binder resin and a coloring agent,
It is determined whether or not a relationship that satisfies −6 ≦ logRm−logRr holds between the volume resistance Rr (Ω · cm) of the binder resin and the product volume resistance Rm (Ω · cm) of the master batch. A method for evaluating a masterbatch for toner, comprising:
少なくとも結着樹脂と着色剤とからなるマスターバッチであって、
一次粒径が10nmから100nmであるカーボンブラックが着色剤としてマスターバッチ中に30〜60重量部の割合で含有されるとともに、結着樹脂の体積抵抗R r(Ω・cm)とマスターバッチの積体積抵抗Rm(Ω・cm)との間には、−6 ≦logRm −logRr を満足する関係が成立するようになされたことを特徴とするトナー用マスターバッチ。
A master batch comprising at least a binder resin and a coloring agent,
Carbon black having a primary particle size of 10 nm to 100 nm is contained as a colorant in the masterbatch at a ratio of 30 to 60 parts by weight, and the volume resistance Rr (Ω · cm) of the binder resin and the product of the masterbatch A masterbatch for toner, wherein a relationship satisfying -6 ≦ logRm−logRr is established between the masterbatch and the volume resistance Rm (Ω · cm).
請求項2記載のトナー用マスターバッチを含有するトナー。A toner comprising the toner master batch according to claim 2. 体積平均粒子径が7μm以下である請求項3記載のトナー。4. The toner according to claim 3, wherein the volume average particle diameter is 7 μm or less.
JP2003132047A 2003-05-09 2003-05-09 Evaluation method of toner master batch Expired - Fee Related JP4068007B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003132047A JP4068007B2 (en) 2003-05-09 2003-05-09 Evaluation method of toner master batch

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003132047A JP4068007B2 (en) 2003-05-09 2003-05-09 Evaluation method of toner master batch

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004334041A true JP2004334041A (en) 2004-11-25
JP4068007B2 JP4068007B2 (en) 2008-03-26

Family

ID=33507063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003132047A Expired - Fee Related JP4068007B2 (en) 2003-05-09 2003-05-09 Evaluation method of toner master batch

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4068007B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007000818A1 (en) * 2005-06-29 2007-01-04 Konica Minolta Business Technologies, Inc. Toner for electrostatic charge image development
JP2014222344A (en) * 2007-06-08 2014-11-27 キャボット コーポレイションCabot Corporation Carbon black, toner, and compound material, and manufacturing method of the same
WO2016148183A1 (en) * 2015-03-17 2016-09-22 三菱化学株式会社 Black toner for electrostatic-image development

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007000818A1 (en) * 2005-06-29 2007-01-04 Konica Minolta Business Technologies, Inc. Toner for electrostatic charge image development
JP2014222344A (en) * 2007-06-08 2014-11-27 キャボット コーポレイションCabot Corporation Carbon black, toner, and compound material, and manufacturing method of the same
WO2016148183A1 (en) * 2015-03-17 2016-09-22 三菱化学株式会社 Black toner for electrostatic-image development
JP2016173568A (en) * 2015-03-17 2016-09-29 三菱化学株式会社 Black toner for developing electrostatic charge image

Also Published As

Publication number Publication date
JP4068007B2 (en) 2008-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4068007B2 (en) Evaluation method of toner master batch
JP2004157272A (en) Masterbatch and electrophotographic toner
JP3227627B2 (en) Electrostatic image developing toner and method of manufacturing the same
JPH058430B2 (en)
JP3217936B2 (en) Non-magnetic one-component toner
JP4091468B2 (en) Toner, developer using the same, developing method, developing apparatus, image forming method, and image forming apparatus
JP2687378B2 (en) toner
JP3449001B2 (en) Toner for developing electrostatic images
JP4071890B2 (en) Method for producing magnetic toner
JPS62209542A (en) Electrophotographic toner
JP2590962B2 (en) Carrier for developing electrostatic images
JP4198890B2 (en) Toner for electrophotography and method for producing the same
JPH09204074A (en) Toner for developing electrostatic charge image
JPH09204073A (en) Electrophotographic toner
JP3862499B2 (en) Toner for electrophotography
JPH02161469A (en) Manufacture of electrostatic charge image developing toner
JPH08123093A (en) Toner for electrostatic latent image developer and its production
JP3262892B2 (en) Charge control agent composition and electrophotographic toner
JP3459750B2 (en) Electrostatic image developing toner and method of manufacturing the same
JP4198326B2 (en) Toner manufacturing method
JP2004354842A (en) Electrostatic charge image developing yellow toner
JPH09204063A (en) Electrophotographic toner
JP2004144804A (en) Master batch and electrophotographic toner
JPS63305368A (en) Electrophotographic toner
JPH067271B2 (en) Negative charging color toner

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050810

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20071004

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071016

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071217

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080108

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080109

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110118

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120118

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130118

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees