JP2007334110A - Full-color toner for electrostatic image development and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
電子写真に用いる静電荷像現像用フルカラー用トナーの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a full-color toner for developing electrostatic images used in electrophotography.
複写機のカラー化・高速化が進む中で、電子写真業界では、消費電力を低減するため低温定着化と高解像度の画像を得るため長期にわたった安定した現像性が要求されている。
従来、低温定着化の技術としてコア・シェル構造のトナーの検討が成されている。(例えば、特許文献1を参照)上記コア・シェル構造トナーでは、低温定着性能および耐熱保管性は確保できるものの長期にわたって安定なフルカラー画像を得るにはいまだ不十分であった。
As color copying machines become faster and faster, the electrophotographic industry demands stable development over a long period of time to achieve low-temperature fixing and high-resolution images in order to reduce power consumption.
Conventionally, a toner having a core / shell structure has been studied as a low-temperature fixing technique. (For example, refer to Patent Document 1) Although the core-shell structure toner can secure low-temperature fixing performance and heat-resistant storage stability, it is still insufficient for obtaining a stable full-color image over a long period of time.
この要因としては、一般に、連続して長期にわたり写真画像のようなカラートナーの現像量の多いカラー画像を出力すると、カラートナーの消費量は多くなるため、現像器内への一回における補給量も多くなり現像器でのキャリアとの混合によるトナー帯電性の立ち上がり性が悪化してしまう。トナーの帯電の立ち上がりが悪くなることにより、トナーの帯電量が落ちてしまい、現像性が悪化し、画像濃度が薄くなるなどの画像欠陥を連続プリント中にもたらしてしまうのである。 As a factor of this, generally, when a color image with a large amount of development of color toner such as a photographic image is output continuously over a long period of time, the amount of consumption of color toner increases. The toner chargeability rises due to mixing with the carrier in the developing device. When the toner charge rises worse, the toner charge amount drops, developability deteriorates, and image defects such as a decrease in image density are caused during continuous printing.
一方、写真画像出力時の黒色トナーは、消費量がカラートナーよりも少ないために、現像器内への一回における補給量は少なく帯電立ち上がりの問題は重視されないものの、初期の過度な帯電による現像性の低下が逆に発生してしまい、画像濃度に変動をもたらしてしまうのである。 On the other hand, black toner at the time of photographic image output is less consumed than color toner, so the amount of replenishment in the developing unit at one time is small, and the problem of charge rise is not considered important, but development by initial excessive charging is performed. On the contrary, the deterioration of the property occurs, resulting in a fluctuation in the image density.
従来のトナーでは、フルカラー画像を長期にわたって出力した場合において、低温定着性と長期にわたる現像濃度の安定した画像を得ることは困難だったのである。
そこで、本発明の目的は、カラートナー、ブラックトナーの帯電特性を制御することで長期にわたって安定なフルカラー画像が得られ、かつ低温定着性・耐熱保管性を確保した静電荷像現像用フルカラー用トナーの製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a full-color toner for developing an electrostatic charge image that can obtain a stable full-color image over a long period of time by controlling the charging characteristics of the color toner and the black toner, and also ensures low-temperature fixability and heat-resistant storage stability. It is in providing the manufacturing method of.
本発明の上記目的は以下の構成により達成される。 The above object of the present invention is achieved by the following configurations.
1.少なくとも疎水性樹脂とイエロー、マゼンタ、シアンから選択される一種以上の着色剤を含むコア粒子の表面に、親水性樹脂が被覆されたカラートナーと、少なくとも親水性樹脂粒子と黒色着色剤を含むコア粒子の表面に、親水性樹脂粒子が被覆された黒色トナーからなることを特徴とする静電荷像現像用フルカラー用トナー。 1. A color toner in which the surface of a core particle containing at least a hydrophobic resin and one or more colorants selected from yellow, magenta, and cyan is coated with a hydrophilic resin, and a core containing at least hydrophilic resin particles and a black colorant A full-color toner for developing an electrostatic charge image, comprising a black toner in which hydrophilic resin particles are coated on the surface of the particles.
2.少なくとも疎水性樹脂と親水性樹脂とイエロー、マゼンタ、シアンから選択される一種以上の着色剤とを凝集・融着させてなる凝集粒子表面に、親水性樹脂が配向したカラートナーと、少なくとも親水性樹脂粒子と黒色着色剤とを凝集・融着させてなるコア粒子の表面に親水性樹脂粒子を付着融着させてなる黒トナーからなることを特徴とする静電荷像現像用フルカラー用トナーの製造方法。 2. A color toner in which a hydrophilic resin is oriented on the surface of aggregated particles obtained by aggregating and fusing at least a hydrophobic resin, a hydrophilic resin, and one or more colorants selected from yellow, magenta, and cyan; and at least hydrophilic Production of a full-color toner for developing electrostatic images, comprising a black toner obtained by adhering and fusing hydrophilic resin particles on the surface of core particles obtained by agglomerating and fusing resin particles and a black colorant Method.
本発明による静電荷像現像用フルカラー用トナーの製造方法は、カラートナー、ブラックトナーの帯電特性を制御することで長期にわたって安定なフルカラー画像が得られ、かつ低温定着性・耐熱保管性を確保でき優れた効果を有する。 The method for producing a full-color toner for developing electrostatic images according to the present invention can provide a stable full-color image over a long period of time by controlling the charging characteristics of the color toner and black toner, and can ensure low-temperature fixability and heat-resistant storage stability. Has an excellent effect.
本発明者らは、低温定着性・保管安定性を確保し、且つ現像性に優れたトナーを作製する方法について検討を行った。 The present inventors have studied a method for producing a toner that ensures low-temperature fixability and storage stability and has excellent developability.
まず、イエロー、マゼンタ、シアンから選択される一種以上の着色剤を含むカラートナーにおいて、カラートナーの消費量が多い場合にも、帯電量の立ち上がりを良好にする検討を行い、トナーの内部(コア部)を電荷リーク作用を有する疎水性樹脂にすることで、トナー内部への電荷の拡散抑制し、帯電の立ち上がりのよいカラートナーを得ることができたのである。 First, in a color toner containing one or more colorants selected from yellow, magenta, and cyan, even when the amount of color toner consumption is large, a study is made to improve the rise of the charge amount, and the inside of the toner (core Part) is made of a hydrophobic resin having a charge leakage action, so that it is possible to obtain a color toner that suppresses the diffusion of charges into the toner and has a good rise in charge.
一方、黒着色剤を含む黒色トナーにおいては、消費量が少ない場合にも、初期の過度な帯電による現像性の低下の対策として検討したところ、カラートナーとは逆に、トナー内部(コア部)を電荷リーク作用のある親水性樹脂にすることで、電荷をトナー内部へ拡散させ帯電量の過度な上昇を抑制した黒色トナーを得ることができたのである。
ここで、親水性樹脂とは、樹脂を構成する樹脂成分中に酸モノマー(重合性単量体)を含む樹脂であり、疎水性樹脂とは、樹脂を構成する樹脂成分中に酸モノマー(重合性単量体)を含まない樹脂である。
On the other hand, in the case of black toner containing a black colorant, even when the amount of consumption is small, as a countermeasure against deterioration in developability due to excessive initial charging, the inside of the toner (core part) is contrary to color toner. By using a hydrophilic resin having a charge leakage action, it was possible to obtain a black toner in which charges are diffused into the toner and an excessive increase in charge amount is suppressed.
Here, the hydrophilic resin is a resin containing an acid monomer (polymerizable monomer) in the resin component constituting the resin, and the hydrophobic resin is an acid monomer (polymerized in the resin component constituting the resin). It is a resin that does not contain a functional monomer).
酸モノマーとは、例えば、カルボキシル基、スルフォン酸基、リン酸基等の置換基を単量体の構成基として有するもので、具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、フマール酸、マレイン酸モノアルキルエステル、イタコン酸モノアルキルエステル、スチレンスルフォン酸、アリルスルフォコハク酸、2−アクリルアミド−2−アクリルアシッドホスホオキシプロピルメタクリレート等が挙げられる。 The acid monomer has, for example, a substituent such as a carboxyl group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group as a constituent group of the monomer. Specifically, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid, Cinnamic acid, fumaric acid, maleic acid monoalkyl ester, itaconic acid monoalkyl ester, styrene sulfonic acid, allyl sulfosuccinic acid, 2-acrylamido-2-acrylic acid phosphooxypropyl methacrylate and the like.
酸モノマー以外の樹脂を構成するモノマーとしては、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−クロロスチレン、3,4−ジクロロスチレン、p−フェニルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレンの様なスチレン或いはスチレン誘導体、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸イソブチル、メタクリルt−ブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル等のメタクリル酸エステル誘導体、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸フェニル等の、アクリル酸エステル誘導体、エチレン、プロピレン、イソブチレン等のオレフィン類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等のハロゲン系ビニル類、プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等のビニルエステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルヘキシルケトン等のビニルケトン類、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドン等のN−ビニル化合物、ビニルナフタレン、ビニルピリジン等のビニル化合物類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸或いはメタクリル酸誘導体が挙げられる。 As monomers constituting the resin other than the acid monomer, styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, p-chlorostyrene, 3,4-dichlorostyrene, p-phenylstyrene , P-ethylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, p-tert-butylstyrene, pn-hexylstyrene, pn-octylstyrene, pn-nonylstyrene, pn-decylstyrene, p- Styrene or styrene derivatives such as n-dodecylstyrene, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isopropyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate, n-octyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate , Stearyl methacrylate, methacrylate Methacrylic acid ester derivatives such as lauryl phosphate, phenyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, t-butyl acrylate, acrylic Acrylates such as isobutyl acid, n-octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, stearyl acrylate, lauryl acrylate, phenyl acrylate, olefins such as ethylene, propylene, isobutylene, vinyl chloride, vinylidene chloride, Halogenated vinyls such as vinyl bromide, vinyl fluoride, vinylidene fluoride, vinyl esters such as vinyl propionate, vinyl acetate, vinyl benzoate, vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, etc. Vinyl ethers, vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone and vinyl hexyl ketone, N-vinyl compounds such as N-vinyl carbazole, N-vinyl indole and N-vinyl pyrrolidone, vinyl compounds such as vinyl naphthalene and vinyl pyridine And acrylic acid or methacrylic acid derivatives such as acrylonitrile, methacrylonitrile and acrylamide.
親水性樹脂中の酸モノマーの添加量(組成比)としては、0.5〜10.0質量%が好ましく、より好ましくは1.0〜6.0質量%である。また、親水性樹脂としては、酸モノマーの組成比率の異なる2種以上の樹脂を組み合わせて用いることが好ましい。酸モノマー比率が異なる親水性樹脂によって、低ガラス転移温度の疎水性樹脂を2種以上の親水性樹脂で被覆する形となるため、耐熱性の低い疎水性樹脂を8割以上に被覆することができるためである。 As addition amount (composition ratio) of the acid monomer in hydrophilic resin, 0.5-10.0 mass% is preferable, More preferably, it is 1.0-6.0 mass%. Moreover, as hydrophilic resin, it is preferable to use combining 2 or more types of resin from which the composition ratio of an acid monomer differs. Since hydrophilic resins with different acid monomer ratios are used to coat a hydrophobic resin with a low glass transition temperature with two or more hydrophilic resins, it is possible to coat a hydrophobic resin with low heat resistance to 80% or more. This is because it can.
トナー粒子中に占める親水性樹脂の割合は、3〜80質量%が好ましい。 The ratio of the hydrophilic resin in the toner particles is preferably 3 to 80% by mass.
本発明に用いられる親水性樹脂のTgは、疎水性樹脂のTgより高いことが好ましく、具体的には、親水性樹脂のTgは、疎水性樹脂のTgより3〜25℃高いものが好ましい。 The Tg of the hydrophilic resin used in the present invention is preferably higher than the Tg of the hydrophobic resin. Specifically, the Tg of the hydrophilic resin is preferably 3 to 25 ° C. higher than the Tg of the hydrophobic resin.
疎水性樹脂とは、樹脂を構成する組成成分中に酸モノマー(重合性単量体)を含まない樹脂である。具体的には、親水性樹脂の構成成分中より、酸モノマーを含まない重合性単量体で形成される樹脂全てが該当する。親水性樹脂と疎水性樹脂の組み合わせとしては、各樹脂を構成する重合性単量体として特に限定されるものではではない。 The hydrophobic resin is a resin that does not contain an acid monomer (polymerizable monomer) in the composition component constituting the resin. Specifically, all the resins formed from polymerizable monomers not containing an acid monomer among the constituent components of the hydrophilic resin are applicable. The combination of the hydrophilic resin and the hydrophobic resin is not particularly limited as a polymerizable monomer constituting each resin.
(トナー製法)
トナー粒子の作製法として具体的には、コア粒子の製法として粉砕法、懸濁重合法、乳化重合法、乳化重合・凝集法、ミニエマルジョン重合・凝集法、分散重合法、溶解懸濁法等を挙げることができ、シェル化方法としてシード重合法、樹脂粒子付着・融着熟成法等を挙げることができる。
(Toner manufacturing method)
Specifically, toner particle production methods include core particle production methods such as grinding method, suspension polymerization method, emulsion polymerization method, emulsion polymerization / aggregation method, miniemulsion polymerization / aggregation method, dispersion polymerization method, dissolution suspension method, etc. Examples of the shelling method include a seed polymerization method, a resin particle adhesion / fusion ripening method, and the like.
カラートナーとしては、中でもミニエマルジョン重合法により作製した少なくとも親水性樹脂と疎水性樹脂とを有する樹脂粒子を、凝集させて凝集粒子を作製し、該凝集粒子を融着・熟成する工程を含む製法が好ましい。(1段凝集コア・シェル法と呼ぶこととする)
黒色トナーとしては、ミニエマルジョン重合法により作製した親水性樹脂粒子と黒着色剤を凝集・融着させてなるコア粒子表面に、親水性樹脂粒子を付着・融着させシェル化する工程を含む製法が好ましい。(2段凝集コア・シェル法と呼ぶこととする)
カラートナーの製造方法の一例について詳細に説明する。
(1)離型剤をラジカル重合性単量体に溶解或いは分散する溶解/分散工程
(2)親水性樹脂と疎水性樹脂とを有する樹脂粒子の分散液を調製するための重合工程
(3)水系媒体中で樹脂粒子と着色剤粒子を凝集させて凝集粒子を得る凝集工程
(4)凝集した凝集粒子を熱エネルギーにより融着させるとともに熟成して、親水性樹脂をトナー母体の表面に、疎水性樹脂を内部に配向させてコア・シェル構造のトナー母体を作製する融着・熟成工程
(5)トナー母体の分散液を冷却する冷却工程
(6)冷却されたトナー母体の分散液から当該トナー母体を固液分離し、当該トナー母体から界面活性剤などを除去する洗浄工程
(7)洗浄処理されたトナー母体を乾燥する乾燥工程
必要に応じ
(8)乾燥処理されたトナー母体に外添剤を添加する工程が含まれていてもよい。
As a color toner, in particular, a production method including a step of aggregating resin particles having at least a hydrophilic resin and a hydrophobic resin produced by a miniemulsion polymerization method to produce agglomerated particles, and fusing and aging the agglomerated particles Is preferred. (This will be referred to as the one-stage aggregation core-shell method)
As a black toner, a manufacturing method including a step of attaching a hydrophilic resin particle to the surface of a core particle obtained by aggregating and fusing a hydrophilic resin particle and a black colorant produced by a mini-emulsion polymerization method to form a shell. Is preferred. (This will be referred to as the two-stage agglomerated core-shell method)
An example of a color toner manufacturing method will be described in detail.
(1) Dissolution / dispersion step of dissolving or dispersing the release agent in the radically polymerizable monomer (2) Polymerization step (3) for preparing a dispersion of resin particles having a hydrophilic resin and a hydrophobic resin Aggregation step of aggregating resin particles and colorant particles in an aqueous medium to obtain aggregated particles (4) The aggregated aggregated particles are fused and aged by thermal energy, and the hydrophilic resin is hydrophobically applied to the surface of the toner base. (5) Cooling step for cooling the toner base dispersion liquid (6) Cooling step for cooling the toner base dispersion liquid (7) Drying step for drying the washed toner base (8) External additive to the dried toner base To add It may be included.
以下、各工程について説明する。 Hereinafter, each step will be described.
〔溶解/分散工程〕
この工程は、ラジカル重合性単量体に離型剤を溶解或いは分散させて、当該離型剤のラジカル重合性単量体溶液を調製する工程である。
[Dissolution / dispersion process]
This step is a step of preparing a radical polymerizable monomer solution of the release agent by dissolving or dispersing the release agent in the radical polymerizable monomer.
〔重合工程〕
この重合工程の好適な一例においては、界面活性剤を含有した水系媒体中に、前記離型剤を溶解或いは分散含有したラジカル重合性単量体溶液を添加し、機械的エネルギーを加えて液滴を形成させ、次いで水溶性のラジカル重合開始剤からのラジカルにより当該液滴中において重合反応を進行させる。尚、前記水系媒体中に、核粒子として樹脂粒子を添加しておいても良い。
[Polymerization process]
In a preferred example of this polymerization step, a radical polymerizable monomer solution in which the release agent is dissolved or dispersed is added to an aqueous medium containing a surfactant, and mechanical energy is applied to form droplets. Then, the polymerization reaction is allowed to proceed in the droplets by radicals from the water-soluble radical polymerization initiator. In addition, you may add the resin particle as a core particle in the said aqueous medium.
この重合工程により、離型剤と親水性樹脂と疎水性樹脂とを有する樹脂粒子が得られる。かかる樹脂粒子は、着色された粒子であってもよく、着色されていない粒子であってもよい。着色された樹脂粒子は、着色剤を含有する単量体組成物を重合処理することにより得られる。また、着色されていない樹脂粒子を使用する場合には、後述する融着・熟成工程において、樹脂粒子の分散液に、着色剤粒子の分散液を添加し、樹脂粒子と着色剤粒子とを融着させることでトナー母体とすることができる。 By this polymerization step, resin particles having a release agent, a hydrophilic resin, and a hydrophobic resin are obtained. Such resin particles may be colored particles or non-colored particles. The colored resin particles can be obtained by polymerizing a monomer composition containing a colorant. In addition, when using uncolored resin particles, the dispersion of the colorant particles is added to the dispersion of the resin particles in the fusion and aging process described later, and the resin particles and the colorant particles are melted. By attaching it, it can be made a toner base.
〔凝集工程〕
樹脂粒子と、必要に応じ着色剤粒子とが存在している水中に、アルカリ金属塩やアルカり土類金属塩等からなる塩析剤を臨界凝集濃度以上の凝集剤として添加し凝集粒子を形成。また、当該凝集工程においては、樹脂粒子や着色剤粒子とともに、離型剤粒子や荷
電制御剤などの内添剤粒子なども凝集させることができる。樹脂粒子、着色剤粒子、離型剤粒子や荷電制御剤などの内添剤粒子の添加時期としては、凝集粒子径が最終粒径の約半分になる時点までに全ての粒子が添加されることが好ましい。
[Aggregation process]
Add salting-out agent made of alkali metal salt or alkaline earth metal salt as a coagulant with a critical coagulation concentration or higher to form coagulated particles in water containing resin particles and, if necessary, colorant particles. . In the aggregation step, resin particles and colorant particles can be aggregated together with release agent particles, internal additive particles such as charge control agents, and the like. As for the addition timing of internal additive particles such as resin particles, colorant particles, release agent particles and charge control agents, all particles should be added by the time when the aggregate particle size becomes about half of the final particle size. Is preferred.
〔融着・熟成工程〕
融着・熟成は、熱エネルギー(加熱)により行う方法が好ましい。
[Fusion and aging process]
The fusion / aging is preferably performed by thermal energy (heating).
具体的には、前記凝集工程において凝集した粒子を、加熱撹拌することにより、粒子中で樹脂分子レベルで流動化させて、媒体である水となじみやすい親水性樹脂を粒子表面に移動させ、水と反発しあう疎水性樹脂を粒子内部へ移動させ、疎水性樹脂コア/親水性樹脂シェルに配向させ、コア・シェル構造を有するトナー母体を形成させる。 Specifically, the particles agglomerated in the aggregating step are heated and stirred to fluidize at the resin molecule level in the particles, and the hydrophilic resin that is easily compatible with water as the medium is moved to the particle surface, and water is added. The hydrophobic resin that repels and moves to the inside of the particles and is oriented to the hydrophobic resin core / hydrophilic resin shell to form a toner base having a core-shell structure.
疎水性樹脂コア/親水性樹脂シェルの構成とするための条件としては、樹脂を分子量レベルで流動化させる必要があるため、加熱温度は樹脂の最も高いガラス転移温度(maxTg)より30℃以上高い温度であることが好ましく、より好ましくは(maxTg)+40℃以上である。ただし、水を含む水系媒体を使用する場合は、水の沸点より、上限は100℃未満とする。また、加熱時間は加熱温度に反比例する形で、30分〜5時間程度必要であるが、2時間以上十分に流動化させることが好ましい。更に、撹拌条件としては、凝集粒子同士の合一が生じにくい層流状態であり、且つ、温度分布が均一であることが好ましいため、撹拌翼形状としてはマックスブレンド翼またはフルゾーン翼を用いることが好ましい。 As a condition for forming a hydrophobic resin core / hydrophilic resin shell, it is necessary to fluidize the resin at a molecular weight level, so that the heating temperature is 30 ° C. or more higher than the highest glass transition temperature (maxTg) of the resin. The temperature is preferable, and (maxTg) + 40 ° C. or more is more preferable. However, when an aqueous medium containing water is used, the upper limit is made less than 100 ° C. from the boiling point of water. The heating time is inversely proportional to the heating temperature and needs about 30 minutes to 5 hours, but it is preferable that the heating time be sufficiently fluidized for 2 hours or more. Furthermore, as the stirring conditions, it is preferable that the agglomerated particles are not easily united with each other and the temperature distribution is uniform, and therefore, the shape of the stirring blade is a Max Blend blade or a full zone blade. preferable.
〔冷却工程〕
この工程は、前記トナー母体の分散液を冷却処理する工程である。冷却処理条件としては、1〜20℃/minの冷却速度で冷却する。冷却処理方法としては特に限定されるものではなく、反応容器の外部より冷媒を導入して冷却する方法や、冷水を直接反応系に投入して冷却する方法を例示することができる。
[Cooling process]
This step is a step of cooling the toner base dispersion. As a cooling treatment condition, cooling is performed at a cooling rate of 1 to 20 ° C./min. The cooling treatment method is not particularly limited, and examples thereof include a method of cooling by introducing a refrigerant from the outside of the reaction vessel, and a method of cooling by directly introducing cold water into the reaction system.
〔洗浄工程〕
この洗浄工程では、上記の工程で所定温度まで冷却されたトナー母体の分散液から当該トナー母体を固液分離し、固液分離されたトナーケーキ(ウェット状態にあるトナー母体をケーキ状に凝集させた集合物)から界面活性剤や塩析剤などの付着物を除去する洗浄処理とが施される。ここに、洗浄処理方法としては、遠心分離法、ヌッチェ等を使用して行う減圧濾過法、フィルタープレス等を使用して行う洗浄法など特に限定されるものではない。
[Washing process]
In this washing step, the toner base is solid-liquid separated from the dispersion of the toner base that has been cooled to a predetermined temperature in the above-described step, and the solid-liquid separated toner cake (the toner base in a wet state is aggregated into a cake form). And a cleaning treatment for removing deposits such as surfactants and salting-out agents. Here, the washing treatment method is not particularly limited, such as a centrifugal separation method, a vacuum filtration method using Nutsche or the like, a washing method using a filter press or the like.
〔乾燥工程〕
この工程は、洗浄処理されたトナーケーキを乾燥処理し、乾燥されたトナー母体を得る工程である。この工程で使用される乾燥機としては、スプレードライヤー、真空凍結乾燥機、減圧乾燥機などを挙げることができ、静置棚乾燥機、移動式棚乾燥機、流動層乾燥機、回転式乾燥機、撹拌式乾燥機などを使用することが好ましい。乾燥されたトナー母体の水分は、5質量%以下であることが好ましく、更に好ましくは2質量%以下とされる。
[Drying process]
In this step, the washed toner cake is dried to obtain a dried toner base. Examples of dryers used in this process include spray dryers, vacuum freeze dryers, vacuum dryers, etc., stationary shelf dryers, mobile shelf dryers, fluidized bed dryers, rotary dryers It is preferable to use a stirring dryer or the like. The water content of the dried toner base is preferably 5% by mass or less, more preferably 2% by mass or less.
尚、乾燥処理されたトナー母体同士が、弱い粒子間引力で凝集している場合には、当該凝集体を解砕処理してもよい。ここに、解砕処理装置としては、ジェットミル、ヘンシェルミキサー、コーヒーミル、フードプロセッサー等の機械式の解砕装置を使用することができる。 In addition, when the toner bases subjected to the drying treatment are aggregated due to weak interparticle attraction, the aggregate may be crushed. Here, as the crushing treatment apparatus, a mechanical crushing apparatus such as a jet mill, a Henschel mixer, a coffee mill, or a food processor can be used.
〔外添処理工程〕
この工程は、乾燥されたトナー母体に必要に応じ外添剤を混合し、トナーを作製する工程である。
[External process]
This step is a step in which an external additive is mixed with the dried toner base as necessary to produce a toner.
外添剤の混合装置としては、ヘンシェルミキサー、コーヒーミル等の機械式の混合装置を使用することができる。 As an external additive mixing device, a mechanical mixing device such as a Henschel mixer or a coffee mill can be used.
次に、黒色トナーの製造方法の一例について詳細に説明する。 Next, an example of a black toner manufacturing method will be described in detail.
本発明に係るトナーは、たとえば、以下のような工程を経て作製されるものである。
(1)離型剤をラジカル重合性単量体に溶解或いは分散する溶解/分散工程
(2)親水性樹脂を有する樹脂微粒子の分散液を調製するための重合工程
(3)水系媒体中で樹脂微粒子と着色剤粒子を凝集、融着させてコア粒子(会合粒子)を得る凝集・融着工程
(4)会合粒子を熱エネルギーにより熟成して形状を調整する第1の熟成工程
(5)コア粒子(会合粒子)分散液中に、シェル用の樹脂粒子を添加してコア粒子表面にシェル用粒子を凝集、融着させてコア・シェル構造の着色粒子を形成するシェル化工程
(6)コア・シェル構造の着色粒子を熱エネルギーにより熟成して、コア・シェル構造の着色粒子の形状を調整する第2の熟成工程
(7)冷却された着色粒子分散液から着色粒子を固液分離し、当該着色粒子から界面活性剤などを除去する洗浄工程
(8)洗浄処理された着色粒子を乾燥する乾燥工程
また、必要に応じて乾燥工程の後に、
(9)乾燥処理された着色粒子に外添剤を添加する工程
を有する場合もある。上記工程については、後で詳述する。
The toner according to the present invention is produced, for example, through the following steps.
(1) Dissolution / dispersion step for dissolving or dispersing a release agent in a radical polymerizable monomer (2) Polymerization step for preparing a dispersion of fine resin particles having a hydrophilic resin (3) Resin in an aqueous medium Aggregation and fusion step for aggregating and fusing fine particles and colorant particles to obtain core particles (association particles) (4) First aging step for adjusting the shape by aging associated particles with thermal energy (5) Core Shelling step in which resin particles for shell are added to a particle (associate particle) dispersion to aggregate and fuse the shell particles on the surface of the core particles to form colored particles having a core / shell structure (6) Core A second aging step for adjusting the shape of the core-shell structured colored particles by aging the colored particles having a shell structure with thermal energy (7) Solid-liquid separation of the colored particles from the cooled colored particle dispersion, Surfactant etc. from the colored particles Drying process for drying the washing step (8) washing the treated colored particles removed by hand, after the drying process if necessary,
(9) There may be a step of adding an external additive to the dried colored particles. The above process will be described in detail later.
本発明に係る黒色トナーを製造する場合、先ず、樹脂粒子と着色剤粒子とを会合融着させてコアとなる着色粒子(以下コア粒子という)を作製する。次に、コア粒子分散液中に樹脂粒子を添加して、コア粒子表面にこの樹脂粒子を凝集、融着させることによりコア粒子表面を被覆してコア・シェル構造を有する着色粒子を作製する。このように、本発明に係るトナーは、各種製法で作製されたコア粒子の分散液中に、樹脂粒子を添加してコア粒子に融着させてコア・シェル構造のトナーを作製するものである。 When producing the black toner according to the present invention, first, resin particles and colorant particles are associated and fused to produce colored particles (hereinafter referred to as core particles) that become cores. Next, resin particles are added to the core particle dispersion, and the resin particles are aggregated and fused on the surface of the core particles to coat the surface of the core particles to produce colored particles having a core / shell structure. As described above, the toner according to the present invention is a toner having a core-shell structure in which resin particles are added to a dispersion of core particles prepared by various manufacturing methods and fused to the core particles. .
「溶解/分散工程」
前述したカラートナーの製法と同一である。
"Dissolution / dispersion process"
This is the same as the color toner manufacturing method described above.
〔重合工程〕
前述したカラートナーの製法の説明において、樹脂粒子の原材料として酸モノマーを必ず含むことを変更する以外は同様にする。
[Polymerization process]
In the description of the color toner manufacturing method described above, the procedure is the same except that the acid monomer is always included as a raw material for the resin particles.
〔凝集・融着工程〕(含第1の熟成工程)
前記融着工程における凝集、融着の方法としては、重合工程により得られた樹脂微粒子(着色又は非着色の樹脂微粒子)を用いた塩析/融着法が好ましい。また、当該凝集・融着工程においては、樹脂微粒子や着色剤微粒子とともに、離型剤微粒子や荷電制御剤などの内添剤微粒子を凝集、融着させることができる。
[Aggregation / fusion process] (including the first aging process)
As the aggregation and fusion method in the fusion step, a salting out / fusion method using resin fine particles (colored or non-colored resin fine particles) obtained in the polymerization step is preferable. In the agglomeration / fusion step, the internal additive fine particles such as the release agent fine particles and the charge control agent can be agglomerated and fused together with the resin fine particles and the colorant fine particles.
前記凝集・融着工程における「水系媒体」とは、主成分(50質量%以上)が水からなるものをいう。ここに、水以外の成分としては、水に溶解する有機溶媒を挙げることができ、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフランなどが挙げられる。 The “aqueous medium” in the agglomeration / fusion step is one in which the main component (50% by mass or more) is made of water. Examples of components other than water include organic solvents that dissolve in water, such as methanol, ethanol, isopropanol, butanol, acetone, methyl ethyl ketone, and tetrahydrofuran.
着色剤微粒子は、着色剤を水系媒体中に分散することにより調製することができる。着色剤の分散処理は、水中で界面活性剤濃度を臨界ミセル濃度(CMC)以上にした状態で行われる。着色剤の分散処理に使用する分散機は特に限定されないが、好ましくは超音波分散機、機械的ホモジナイザー、マントンゴーリンや圧力式ホモジナイザー等の加圧分散機、サンドグラインダー、ゲッツマンミルやダイヤモンドファインミル等の媒体型分散機が挙げられる。又、使用される界面活性剤としては、前述の界面活性剤と同様のものを挙げることができる。尚、着色剤(微粒子)は表面改質されていてもよい。着色剤の表面改質法は、溶媒中に着色剤を分散させ、その分子量液中に表面改質剤を添加し、この系を昇温することにより反応させる。反応終了後、着色剤を濾別し、同一の溶媒で洗浄濾過を繰り返した後、乾燥することにより、表面改質剤で処理された着色剤(顔料)が得られる。 The colorant fine particles can be prepared by dispersing the colorant in an aqueous medium. The dispersion treatment of the colorant is performed in a state where the surfactant concentration is set to a critical micelle concentration (CMC) or more in water. The disperser used for the dispersion treatment of the colorant is not particularly limited, but preferably an ultrasonic disperser, a mechanical homogenizer, a pressure disperser such as a manton gorin or a pressure homogenizer, a sand grinder, a Getzmann mill, a diamond fine mill, or the like. Examples thereof include a medium type disperser. Examples of the surfactant used include the same surfactants as those described above. The colorant (fine particles) may be surface-modified. In the surface modification method of the colorant, the colorant is dispersed in a solvent, the surface modifier is added to the molecular weight solution, and the system is reacted by raising the temperature. After completion of the reaction, the colorant is separated by filtration, washed and filtered with the same solvent, and dried to obtain a colorant (pigment) treated with the surface modifier.
好ましい凝集、融着方法である塩析/融着法は、樹脂微粒子と着色剤微粒子とが存在している水中に、アルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩及び3価の塩等からなる塩析剤を臨界凝集濃度以上の凝集剤として添加し、次いで、前記樹脂微粒子のガラス転移点以上であって、且つ前記混合物の融解ピーク温度(℃)以上の温度に加熱することで塩析を進行させると同時に融着を行う工程である。ここで、塩析剤であるアルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩は、アルカリ金属として、リチウム、カリウム、ナトリウム等が挙げられ、アルカリ土類金属として、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムなどが挙げられ、好ましくはカリウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウムが挙げられる。 The salting out / fusing method, which is a preferred agglomeration and fusing method, is a salting out method comprising an alkali metal salt, an alkaline earth metal salt, a trivalent salt, or the like in water in which resin fine particles and colorant fine particles are present. An agent is added as a coagulant having a critical coagulation concentration or higher, and then salting-out proceeds by heating to a temperature above the glass transition point of the resin fine particles and above the melting peak temperature (° C.) of the mixture. At the same time, it is a process of fusing. Here, the alkali metal salt and alkaline earth metal salt which are salting-out agents include lithium, potassium, sodium and the like as the alkali metal, and examples of the alkaline earth metal include magnesium, calcium, strontium and barium. Preferably, potassium, sodium, magnesium, calcium, and barium are used.
凝集、融着を塩析/融着で行う場合、塩析剤を添加した後に放置する時間をできるだけ短くすることが好ましい。 When agglomeration and fusion are performed by salting out / fusion, it is preferable to make the time allowed to stand after adding the salting-out agent as short as possible.
この理由として明確では無いが、塩析した後の放置時間によって、粒子の凝集状態が変動し、粒径分布が不安定になったり、融着させたトナーの表面性が変動したりする問題が発生する。また、塩析剤を添加する温度としては少なくとも樹脂微粒子のガラス転移温度以下であることが必要である。この理由としては、塩析剤を添加する温度が樹脂微粒子のガラス転移温度以上であると樹脂微粒子の塩析/融着は速やかに進行するものの、粒径の制御を行うことができず、大粒径の粒子が発生したりする問題が発生する。この添加温度の範囲としては樹脂のガラス転移温度以下であればよいが、一般的には5〜55℃、好ましくは10〜45℃である。 The reason for this is not clear, but there are problems that the aggregation state of the particles fluctuates depending on the standing time after salting out, the particle size distribution becomes unstable, and the surface property of the fused toner fluctuates. appear. The temperature for adding the salting-out agent needs to be at least the glass transition temperature of the resin fine particles. The reason for this is that if the temperature at which the salting-out agent is added is equal to or higher than the glass transition temperature of the resin fine particles, the salting out / fusion of the resin fine particles proceeds rapidly, but the particle size cannot be controlled. There arises a problem that particles having a particle size are generated. Although the range of this addition temperature should just be below the glass transition temperature of resin, generally it is 5-55 degreeC, Preferably it is 10-45 degreeC.
また、塩析剤を樹脂微粒子のガラス転移温度以下で加え、その後にできるだけ速やかに昇温し、樹脂微粒子のガラス転移温度以上であって、かつ、前記混合物の融解ピーク温度(℃)以上の温度に加熱する。この昇温までの時間としては1時間未満が好ましい。更に、昇温を速やかに行う必要があるが、昇温速度としては、0.25℃/分以上が好ましい。上限としては特に明確では無いが、瞬時に温度を上げると塩析が急激に進行するため、粒径制御がやりにくいという問題があり、5℃/分以下が好ましい。この融着工程により、樹脂微粒子及び任意の微粒子が塩析/融着されてなる会合粒子(コア粒子)の分散液が得られる。 Further, the salting-out agent is added at a temperature not higher than the glass transition temperature of the resin fine particles, and then the temperature is raised as quickly as possible to a temperature not lower than the glass transition temperature of the resin fine particles and not lower than the melting peak temperature (° C.) of the mixture. Heat to. The time until this temperature rise is preferably less than 1 hour. Further, although it is necessary to quickly raise the temperature, the rate of temperature rise is preferably 0.25 ° C./min or more. The upper limit is not particularly clear, but if the temperature is increased instantaneously, salting out proceeds rapidly, so there is a problem that particle size control is difficult, and 5 ° C./min or less is preferable. By this fusing step, a dispersion of associated particles (core particles) formed by salting out / fusing resin fine particles and arbitrary fine particles is obtained.
そして、本発明では、凝集・融着工程の加熱温度や第1の熟成工程の加熱温度と時間の制御することにより、形成したコア粒子が凹凸形状を有するものになるように制御する。
具体的には、凝集・融着工程で加熱温度を低めにして樹脂粒子同士の融着の進行を抑制させて異形化を促進させたり、第1の熟成工程で加熱温度を低めに、かつ、時間を短くしてコア粒子を凹凸形状のものに制御する。
And in this invention, it controls so that the formed core particle may have an uneven | corrugated shape by controlling the heating temperature of the aggregation / fusion process and the heating temperature and time of the first aging process.
Specifically, the heating temperature is lowered in the agglomeration / fusion process to suppress the progress of fusion between the resin particles to promote deforming, the heating temperature is lowered in the first aging process, and Shorten the time to control the core particles to be uneven.
〔シェル化工程〕(含む第2の熟成工程)
シェル化工程では、コア粒子分散液中にシェル用の樹脂粒子分散液を添加してコア粒子表面にシェル用の樹脂粒子を凝集、融着させ、コア粒子表面にシェル用の樹脂粒子を被覆させて着色粒子を形成する。
[Shelling process] (Including second aging process)
In the shelling step, the resin particle dispersion for the shell is added to the core particle dispersion to agglomerate and fuse the resin particles for the shell onto the surface of the core particles, and the resin particles for the shell are coated on the surface of the core particles. To form colored particles.
具体的には、コア粒子分散液は上記凝集・融着工程及び第1の熟成工程での温度を維持した状態でシェル用樹脂粒子の分散液を添加し、加熱撹拌を継続しながら数時間かけてゆっくりとシェル用樹脂粒子をコア粒子表面に被覆させて着色粒子を形成する。加熱撹拌時間は、1時間〜7時間が好ましく、3時間〜5時間が特に好ましい。そして、シェル化により着色粒子が所定の粒径になった段階で塩化ナトリウムなどの停止剤を添加して粒子成長を停止させ、その後もコア粒子に付着させたシェル用樹脂粒子を融着させるために数時間加熱撹拌を継続する。そして、シェル化工程ではコア粒子表面に厚さが10〜500nmのシェルを形成する。このようにして、コア粒子表面に樹脂粒子を固着させてシェルを形成し、まるみを帯び、しかも形状の揃った着色粒子が形成される。 Specifically, the core particle dispersion is added with a dispersion of resin particles for shells while maintaining the temperature in the above-described aggregation / fusion process and the first aging process, and it takes several hours while continuing heating and stirring. Then, the resin particles for shell are slowly coated on the surface of the core particles to form colored particles. The heating and stirring time is preferably 1 hour to 7 hours, particularly preferably 3 hours to 5 hours. Then, when the colored particles have reached a predetermined particle size by shelling, a terminator such as sodium chloride is added to stop particle growth, and then the resin particles for the shell adhered to the core particles are fused. Continue to stir for several hours. In the shelling step, a shell having a thickness of 10 to 500 nm is formed on the core particle surface. In this way, resin particles are fixed to the surface of the core particles to form a shell, and colored particles having a uniform shape are formed.
本発明では、上述の工程を経ることにより、まるみを帯び、しかも形状のそろったトナーを作製することが可能である。また、第2の熟成工程の時間を長めに設定したり、熟成温度を高めに設定することで着色粒子の形状を真球方向に制御することが可能である。 In the present invention, it is possible to produce a rounded toner having a uniform shape through the above-described steps. Moreover, it is possible to control the shape of the colored particles in the true sphere direction by setting the time of the second aging step longer or by setting the aging temperature higher.
〔冷却工程〕以降は、前述したカラートナーの製法と同一である。 [Cooling step] The subsequent steps are the same as the color toner manufacturing method described above.
以下、本発明に係るトナーを構成する材料について説明する。ただし、樹脂に関する説明は前述したため除く。 Hereinafter, the material constituting the toner according to the present invention will be described. However, the explanation regarding the resin is omitted because it has been described above.
(開始剤)
重合性単量体はラジカル重合開始剤を用いて重合することができる。懸濁重合法では油溶性重合開始剤を用いることができる。この油溶性重合開始剤としては、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系又はジアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンペルオキサイド、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒドロペルオキサイド、t−ブチルヒドロペルオキサイド、ジ−t−ブチルペルオキサイド、ジクミルペルオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキサイド、ラウロイルペルオキサイド、2,2−ビス−(4,4−t−ブチルペルオキシシクロヘキシル)プロパン、トリス−(t−ブチルペルオキシ)トリアジンなどの過酸化物系重合開始剤や過酸化物を側鎖に有する高分子開始剤などを挙げることができる。
(Initiator)
The polymerizable monomer can be polymerized using a radical polymerization initiator. In the suspension polymerization method, an oil-soluble polymerization initiator can be used. Examples of the oil-soluble polymerization initiator include 2,2′-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobisisobutyronitrile, 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carboxyl). Nitrile), 2,2′-azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile, azo- or diazo-based polymerization initiators such as azobisisobutyronitrile, benzoyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, diisopropyl peroxycarbonate , Cumene hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, lauroyl peroxide, 2,2-bis- (4,4- t-butylperoxycyclohexyl) propane, tris- (t- Examples thereof include peroxide polymerization initiators such as butylperoxy) triazine and polymer initiators having a peroxide in the side chain.
また、乳化重合・凝集法を用いる場合には水溶性ラジカル重合開始剤を使用することができる。水溶性重合開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、アゾビスアミノジプロパン酢酸塩、アゾビスシアノ吉草酸及びその塩、過酸化水素等を使用することができる。 In the case of using an emulsion polymerization / aggregation method, a water-soluble radical polymerization initiator can be used. As the water-soluble polymerization initiator, persulfates such as potassium persulfate and ammonium persulfate, azobisaminodipropane acetate, azobiscyanovaleric acid and its salts, hydrogen peroxide and the like can be used.
(連鎖移動剤)
樹脂の分子量を調整する為には、一般的に用いられる連鎖移動剤を用いることが可能である。用いられる連鎖移動剤としては、特に限定されるものではなく例えばn−オクチルメルカプタン、n−デシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタン等のメルカプタン、n−オクチル−3−メルカプトプロピオン酸エステル等のメルカプトプロピオン酸エステル、ターピノーレン、四臭化炭素及びα−メチルスチレンダイマー等が使用される。
(Chain transfer agent)
In order to adjust the molecular weight of the resin, a commonly used chain transfer agent can be used. The chain transfer agent used is not particularly limited. For example, mercaptans such as n-octyl mercaptan, n-decyl mercaptan, tert-dodecyl mercaptan, and mercaptopropionate esters such as n-octyl-3-mercaptopropionate. , Terpinolene, carbon tetrabromide and α-methylstyrene dimer are used.
(着色剤)
本発明に用いられる着色剤は、公知の無機又は有機着色剤を使用することができる。具体的な着色剤を以下に示す。
(Coloring agent)
As the colorant used in the present invention, a known inorganic or organic colorant can be used. Specific colorants are shown below.
黒色の着色剤としては、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラック等のカーボンブラック、更にマグネタイト、フェライト等の磁性粉も用いられる。 Examples of the black colorant include carbon black such as furnace black, channel black, acetylene black, thermal black, and lamp black, and magnetic powder such as magnetite and ferrite.
また、マゼンタもしくはレッド用の着色剤としては、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48;1、C.I.ピグメントレッド53;1、C.I.ピグメントレッド57;1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド222等が挙げられる。 Examples of the colorant for magenta or red include C.I. I. Pigment red 2, C.I. I. Pigment red 3, C.I. I. Pigment red 5, C.I. I. Pigment red 6, C.I. I. Pigment red 7, C.I. I. Pigment red 15, C.I. I. Pigment red 16, C.I. I. Pigment red 48; 1, C.I. I. Pigment red 53: 1, C.I. I. Pigment red 57: 1, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 123, C.I. I. Pigment red 139, C.I. I. Pigment red 144, C.I. I. Pigment red 149, C.I. I. Pigment red 166, C.I. I. Pigment red 177, C.I. I. Pigment red 178, C.I. I. And CI Pigment Red 222.
また、オレンジもしくはイエロー用の着色剤としては、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー138等が挙げられる。 Examples of the colorant for orange or yellow include C.I. I. Pigment orange 31, C.I. I. Pigment orange 43, C.I. I. Pigment yellow 12, C.I. I. Pigment yellow 13, C.I. I. Pigment yellow 14, C.I. I. Pigment yellow 15, C.I. I. Pigment yellow 74, C.I. I. Pigment yellow 93, C.I. I. Pigment yellow 94, C.I. I. And CI Pigment Yellow 138.
また、グリーンもしくはシアン用の着色剤としては、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15;2、C.I.ピグメントブルー15;3、C.I.ピグメントブルー15;4、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントブルー62、C.I.ピグメントブルー66、C.I.ピグメントグリーン7等が挙げられる。 Examples of the colorant for green or cyan include C.I. I. Pigment blue 15, C.I. I. Pigment blue 15; 2, C.I. I. Pigment blue 15; 3, C.I. I. Pigment blue 15; 4, C.I. I. Pigment blue 16, C.I. I. Pigment blue 60, C.I. I. Pigment blue 62, C.I. I. Pigment blue 66, C.I. I. And CI Pigment Green 7.
尚、これらの着色剤は必要に応じて単独もしくは2つ以上を選択併用しても良い。また、着色剤の添加量はトナー全体に対して1〜30質量%、好ましくは2〜20質量%の範囲に設定するのが良い。 These colorants may be used alone or in combination of two or more as required. The addition amount of the colorant is set in the range of 1 to 30% by mass, preferably 2 to 20% by mass with respect to the whole toner.
(離型剤)
本発明に用いられる離型剤は、公知の化合物を用いることができる。
(Release agent)
A known compound can be used as the release agent used in the present invention.
このようなものとしては、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどのポリオレフィンワックス、パラフィンワックス、サゾールワックスなどの長鎖炭化水素系ワックス、ジステアリルケトンなどのジアルキルケトン系ワックス、カルナバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレート、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなどのエステル系ワックス、エチレンジアミンベヘニルアミド、トリメリット酸トリステアリルアミドなどのアミド系ワックスなどが挙げられる。 As such, for example, polyolefin wax such as polyethylene wax and polypropylene wax, long chain hydrocarbon wax such as paraffin wax and sazol wax, dialkyl ketone wax such as distearyl ketone, carnauba wax, montan wax, Trimethylolpropane tribehenate, pentaerythritol tetrabehenate, pentaerythritol diacetate dibehenate, glycerin tribehenate, 1,18-octadecanediol distearate, tristearyl trimellitic acid, distearyl maleate, etc. And amide waxes such as ethylenediamine behenyl amide and trimellitic acid tristearyl amide.
トナーに含有される離型剤の量は、トナー全体に対し1〜20質量%が好ましく、3〜15質量%がより好ましい。 The amount of the release agent contained in the toner is preferably 1 to 20% by mass and more preferably 3 to 15% by mass with respect to the whole toner.
(荷電制御剤)
本発明に係るトナーには、必要に応じて荷電制御剤を添加することができる。荷電制御剤としては、公知の化合物を用いることができる。
(Charge control agent)
A charge control agent can be added to the toner according to the present invention as necessary. A known compound can be used as the charge control agent.
(外部添加剤)
外部添加剤として使用できる無機粒子としては、従来公知のものを挙げることができる。具体的には、シリカ微粒子、チタニア微粒子、アルミナ微粒子及びこれらの複合酸化物等を好ましく用いることができる。これら無機粒子は疎水性であることが好ましい。
(External additive)
Examples of inorganic particles that can be used as an external additive include conventionally known particles. Specifically, silica fine particles, titania fine particles, alumina fine particles, and complex oxides thereof can be preferably used. These inorganic particles are preferably hydrophobic.
外部添加剤として使用できる有機微粒子としては、個数平均一次粒子径が10〜2000nm程度の球形の微粒子を挙げることができる。かかる有機微粒子の構成材料としては、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、スチレン−メチルメタクリレート共重合体などを挙げることができる。 Examples of organic fine particles that can be used as an external additive include spherical fine particles having a number average primary particle size of about 10 to 2000 nm. Examples of the constituent material of the organic fine particles include polystyrene, polymethyl methacrylate, styrene-methyl methacrylate copolymer, and the like.
《現像剤》
本発明に係るトナーは、一成分現像剤、二成分現像剤として用いることができる。
<Developer>
The toner according to the present invention can be used as a one-component developer or a two-component developer.
一成分現像剤として用いる場合は、非磁性一成分現像剤、或いはトナー中に0.1μm〜0.5μm程度の磁性粒子を含有させ磁性一成分現像剤としたものが挙げられ、いずれも使用することができる。 When used as a one-component developer, a non-magnetic one-component developer, or a magnetic one-component developer containing about 0.1 μm to 0.5 μm of magnetic particles in the toner can be used. be able to.
また、キャリアと混合して二成分現像剤として用いることができる。キャリアとしては、鉄、フェライト、マグネタイト等の金属、それらの金属とアルミニウム、鉛等の金属との合金等の従来から公知の磁性粒子を用いることができる。特にフェライト粒子が好ましい。上記キャリアの粒子径は、20〜100μmが好ましく、25〜80μmがより好ましい。 Further, it can be mixed with a carrier and used as a two-component developer. As the carrier, conventionally known magnetic particles such as metals such as iron, ferrite, and magnetite, and alloys of these metals with metals such as aluminum and lead can be used. Ferrite particles are particularly preferable. The particle diameter of the carrier is preferably 20 to 100 μm, and more preferably 25 to 80 μm.
キャリアの粒子径の測定は、代表的には湿式分散機を備えたレーザ回折式粒度分布測定装置「ヘロス(HELOS)」(シンパティック(SYMPATEC)社製)により測定することができる。 The particle diameter of the carrier can be typically measured by a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus “HELOS” (manufactured by SYMPATEC) equipped with a wet disperser.
キャリアは、磁性粒子が更に樹脂によりコートされているもの、或いは樹脂中に磁性粒子を分散させたいわゆる樹脂分散型キャリアが好ましい。コート用の樹脂としては、特に限定は無いが、例えば、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、シリコン系樹脂、エステル系樹脂或いはフッ素含有重合体系樹脂等が用いられる。また、樹脂分散型キャリアを構成するための樹脂としては、特に限定されず公知のものを使用することができ、例えば、スチレン−アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、フェノール樹脂等を使用することができる。これらの中では、スチレン−アクリル樹脂でコートしたコートキャリアが外部添加剤の離脱防止や耐久性を確保できより好ましい。 The carrier is preferably a carrier in which magnetic particles are further coated with a resin, or a so-called resin dispersion type carrier in which magnetic particles are dispersed in a resin. The coating resin is not particularly limited, and for example, an olefin resin, a styrene resin, a styrene-acrylic resin, a silicon resin, an ester resin, a fluorine-containing polymer resin, or the like is used. In addition, the resin for constituting the resin-dispersed carrier is not particularly limited, and a known resin can be used. For example, a styrene-acrylic resin, a polyester resin, a fluorine resin, a phenol resin, or the like is used. be able to. Among these, a coat carrier coated with a styrene-acrylic resin is more preferable because it can prevent the external additive from being detached and ensure durability.
《画像形成》
本発明のトナーは、特に、トナー像が形成された転写材を、接触加熱方式の定着装置において定着させる画像形成装置に好適に使用することができる。
<Image formation>
The toner of the present invention can be suitably used particularly for an image forming apparatus for fixing a transfer material on which a toner image is formed in a contact heating type fixing apparatus.
接触加熱方式としては、例えば、熱圧定着方式、熱ロール定着方式および固定配置された加熱体を内包した回動する加圧部材により定着する圧接加熱定着方式を好適に挙げることができる。 Preferred examples of the contact heating method include a heat pressure fixing method, a heat roll fixing method, and a pressure heating fixing method in which fixing is performed by a rotating pressure member including a fixedly arranged heating body.
《転写材》
本発明に用いる転写材は、トナー画像を保持する支持体で、通常画像支持体、記録材或いは転写紙と通常よばれるものである。具体的には薄紙から厚紙までの普通紙や上質紙、アート紙やコート紙等の塗工された印刷用紙、市販されている和紙やはがき用紙、OHP用のプラスチックフィルム、布等の各種転写材を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
<Transfer material>
The transfer material used in the present invention is a support for holding a toner image, and is usually called an image support, a recording material, or transfer paper. Specifically, various transfer materials such as plain paper and fine paper from thin paper to thick paper, coated printing paper such as art paper and coated paper, commercially available Japanese paper and postcard paper, plastic film for OHP, cloth, etc. However, it is not limited to these.
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated concretely, the embodiment of this invention is not limited to these.
カラートナー母体の作製(1段凝集コア・シェル法)
(樹脂粒子Aの作製)2層構造樹脂粒子の作製
第1段重合
スチレン 248g
n−ブチルアクリレート 117g
n−オクチルメルカプタン 1.5g
ポリエチレンワックス(融点80℃) 190.0g
からなる混合液を、撹拌装置を取り付けたステンレス釜に入れ、70℃に加温し溶解して単量体混合溶液を調製した。
Fabrication of color toner matrix (one-stage aggregation core-shell method)
(Preparation of Resin Particle A) Preparation of Two-layered Resin Particle First Stage Polymerization Styrene 248 g
117 g of n-butyl acrylate
n-Octyl mercaptan 1.5g
Polyethylene wax (melting point 80 ° C) 190.0g
The mixed solution consisting of was put in a stainless steel kettle equipped with a stirrer, heated to 70 ° C. and dissolved to prepare a monomer mixed solution.
一方、ポリオキシエチレン(2)ドデシルエーテル硫酸ナトリウム2gをイオン交換水1350gに溶解した界面活性剤溶液を70℃に加熱し、前記単量体混合溶液に添加混合した後、循環径路を有する機械式分散機「クリアミックス」(エム・テクニック社製)により70℃で30分間分散を行い、乳化分散液を調製した。 On the other hand, a surfactant solution in which 2 g of polyoxyethylene (2) sodium dodecyl ether sulfate is dissolved in 1350 g of ion-exchanged water is heated to 70 ° C., added to and mixed with the monomer mixed solution, and then a mechanical type having a circulation path. Dispersion was performed at 70 ° C. for 30 minutes using a disperser “Clearmix” (manufactured by M Technique) to prepare an emulsified dispersion.
次いで、この分散液に、過硫酸カリウム7.5gをイオン交換水150gに溶解させた開始剤溶液を添加し、この系を78℃にて1.5時間にわたり加熱撹拌して重合を行い、樹脂粒子を得た。 Next, an initiator solution in which 7.5 g of potassium persulfate was dissolved in 150 g of ion-exchanged water was added to this dispersion, and this system was heated and stirred at 78 ° C. for 1.5 hours to perform polymerization. Particles were obtained.
第2段重合
上記で得られた樹脂粒子に、過硫酸カリウム12gをイオン交換水220gに溶解した開始剤溶液を添加し、80℃の温度条件下に、
スチレン 435g
n−ブチルアクリレート 132g
メタクリル酸 33g
n−オクチルメルカプタン 8.0g
からなる単量体混合液を1時間かけて滴下した。滴下終了後、2時間にわたり加熱撹拌することにより重合を行った後、28℃まで冷却して「樹脂粒子A」を得た。
Second-stage polymerization To the resin particles obtained above, an initiator solution in which 12 g of potassium persulfate is dissolved in 220 g of ion-exchanged water is added, and under a temperature condition of 80 ° C.,
Styrene 435g
n-Butyl acrylate 132g
Methacrylic acid 33g
n-octyl mercaptan 8.0 g
A monomer mixture consisting of was added dropwise over 1 hour. After completion of the dropping, polymerization was carried out by heating and stirring for 2 hours, and then cooled to 28 ° C. to obtain “resin particles A”.
(樹脂粒子B〜Eの作製)2層構造樹脂粒子の作製
「樹脂粒子A」の作製において用いた重合性単量体の組成比を、表1のように変更して「樹脂粒子B」〜「樹脂粒子E」を作製した。
(Production of Resin Particles B to E) Production of Two-layer Structure Resin Particles The composition ratio of the polymerizable monomer used in the production of “resin particle A” was changed as shown in Table 1, and “resin particles B” to “Resin particles E” were produced.
〈Y着色剤分散液の作製〉
ドデシル硫酸ナトリウム90gをイオン交換水1600gに撹拌溶解した。この溶液を撹拌しながら、Y着色剤(C.I.Pig.Y74)420gを徐々に添加し、次いで、撹拌装置「クレアミックス」(エム・テクニック社製)を用いて分散処理することにより、着色剤粒子の分散液を調整した。これを、「着色剤分散液」とする。この着色剤分散液における着色剤粒子の粒子径を、電気泳動光散乱光度計「ELS−800」(大塚電子社製)を用いて測定したところ、110nmであった。
<Preparation of Y colorant dispersion>
90 g of sodium dodecyl sulfate was dissolved in 1600 g of ion-exchanged water with stirring. While stirring this solution, 420 g of Y colorant (CI Pig. Y74) was gradually added, and then dispersed using a stirrer “CLEAMIX” (manufactured by M Technique). A dispersion of colorant particles was prepared. This is referred to as a “colorant dispersion”. The particle diameter of the colorant particles in this colorant dispersion was measured using an electrophoretic light scattering photometer “ELS-800” (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) and found to be 110 nm.
〈トナー母体Y−1の作製〉
(凝集工程)
撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、「樹脂粒子A」を固形分換算で300gと、イオン交換水1400gと、「着色剤分散液」120gと、ポリオキシエチレン(2)ドデシルエーテル硫酸ナトリウム3gをイオン交換水120gに溶解させた溶液を仕込み、液温を30℃に調整した後、5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを10に調整した。次いで、塩化マグネシウム35gをイオン交換水35gに溶解した水溶液を、撹拌下、30℃にて10分間かけて添加した。3分間保持した後に昇温を開始し、この系を60分間かけて90℃まで昇温し、90℃を保持したまま粒子成長反応を継続した。
<Preparation of Toner Base Y-1>
(Aggregation process)
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a temperature sensor, a cooling tube, and a nitrogen introducing device, 300 g of “resin particles A”, 1400 g of ion-exchanged water, 120 g of “colorant dispersion”, polyoxyethylene (2) A solution prepared by dissolving 3 g of sodium dodecyl ether sulfate in 120 g of ion-exchanged water was added and the liquid temperature was adjusted to 30 ° C., and then a 5 mol / L sodium hydroxide aqueous solution was added to adjust the pH to 10. Next, an aqueous solution in which 35 g of magnesium chloride was dissolved in 35 g of ion-exchanged water was added over 10 minutes at 30 ° C. with stirring. After holding for 3 minutes, the temperature was raised and the system was heated to 90 ° C. over 60 minutes, and the particle growth reaction was continued while maintaining 90 ° C.
体積基準におけるメディアン径(D50)が6.0μmになった時点で、塩化ナトリウム150gをイオン交換水600gに溶解した水溶液を添加して粒子成長を停止させた。 When the median diameter (D 50 ) on the volume basis reached 6.0 μm, an aqueous solution in which 150 g of sodium chloride was dissolved in 600 g of ion-exchanged water was added to stop particle growth.
(融着・熟成工程)
粒子成長を停止させた後、融着・熟成工程として、液温度98℃にて2時間加熱撹拌することにより、粒子間の融着を進行させると同時に熟成して親水性樹脂を粒子の表面に、疎水性樹脂を内部への局在化を行い、コア・シェル構造の粒子を作製した。撹拌はフルゾン翼を有する攪拌機を用いて、層流状態となるように行った。
(Fusion and aging process)
After stopping the particle growth, as a fusing and aging process, the mixture is heated and stirred at a liquid temperature of 98 ° C. for 2 hours, so that the fusing between the particles proceeds at the same time and the hydrophilic resin is applied to the particle surface. Then, the hydrophobic resin was localized in the interior to produce core / shell structured particles. Stirring was performed using a stirrer having a Fluson blade so that a laminar flow state was obtained.
その後、液温30℃まで冷却し、塩酸を添加してpHを4.0に調整し、撹拌を停止した。 Thereafter, the solution was cooled to 30 ° C., hydrochloric acid was added to adjust the pH to 4.0, and stirring was stopped.
(洗浄、乾燥工程)
熟成工程にて作製した粒子をバスケット型遠心分離機「MARKIII型式番号60×40」(松本機械社製)で固液分離し、トナー母体のウェットケーキを形成した。該ウェットケーキを、前記バスケット型遠心分離機で濾液の電気伝導度が5μS/cmになるまで水洗浄し、その後「フラッシュジェットドライヤー」(セイシン企業社製)に移し、水分量が0.5質量%となるまで乾燥して「トナー母体Y−1」を作製した。
(Washing and drying process)
The particles produced in the aging step were subjected to solid-liquid separation with a basket-type centrifuge “MARK III model number 60 × 40” (manufactured by Matsumoto Kikai Co., Ltd.) to form a toner base wet cake. The wet cake was washed with water using the basket-type centrifuge until the electric conductivity of the filtrate reached 5 μS / cm, and then transferred to a “flash jet dryer” (manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.). % Of the toner was dried to prepare “toner base Y-1”.
〈トナー母体Y−2〜Y〜5の作製〉
トナー母体Y−1の作製方法における凝集工程において用いた樹脂粒子Aを表2に示した樹脂に変更するほかは同様にしてトナー母体Y−2〜Y〜5の作製を行った。
<Preparation of Toner Bases Y-2 to Y-5>
Toner bases Y-2 to Y to 5 were prepared in the same manner except that the resin particles A used in the aggregation step in the preparation method of toner base Y-1 were changed to the resins shown in Table 2.
〈トナー母体M−1〜5、C−1〜5の作製〉
トナー母体Y−1〜Y〜5の作製において、凝集工程において用いる着色剤分散液をM着色剤(C.I.ピグメントレッド122)に変更するほかは同様にしてトナー母体M−1〜5、C着色剤(C.I.ピグメントブルー15;3)に変更するほかは同様にしてトナー母体C−1〜5の作製を行った。
<Preparation of Toner Base M-1 to 5 and C-1 to 5>
In the production of the toner bases Y-1 to Y-5, the toner bases M-1 to M-5 are similarly prepared except that the colorant dispersion used in the aggregation process is changed to the M colorant (CI Pigment Red 122). Toner bases C-1 to 5 were prepared in the same manner except that the colorant was changed to C colorant (CI Pigment Blue 15; 3).
黒色トナー母体の作製(2段凝集コア・シェル法)
コア用樹脂粒子の作製
(樹脂粒子Fの作製)1層構造樹脂粒子の作製
スチレン 248g
n−ブチルアクリレート 117g
n−オクチルメルカプタン 1.5g
ポリエチレンワックス(融点80℃) 190.0g
からなる混合液を、撹拌装置を取り付けたステンレス釜に入れ、70℃に加温し溶解して単量体溶液を調製した。
Preparation of black toner base (two-stage aggregation core / shell method)
Production of resin particles for core (Production of resin particles F) Production of single-layer resin particles Styrene 248 g
117 g of n-butyl acrylate
n-Octyl mercaptan 1.5g
Polyethylene wax (melting point 80 ° C) 190.0g
The mixed solution consisting of was put in a stainless steel kettle equipped with a stirrer, heated to 70 ° C. and dissolved to prepare a monomer solution.
一方、ポリオキシエチレン(2)ドデシルエーテル硫酸ナトリウム2gをイオン交換水1350gに溶解した界面活性剤溶液を70℃に加熱し、前記単量体溶液に添加混合した後、循環径路を有する機械式分散機「クリアミックス」(エム・テクニック社製)により70℃で30分間分散を行い、乳化分散液を調製した。 On the other hand, a surfactant solution obtained by dissolving 2 g of polyoxyethylene (2) sodium dodecyl ether sulfate in 1350 g of ion-exchanged water is heated to 70 ° C., added to and mixed with the monomer solution, and then mechanically dispersed having a circulation path. Dispersion was carried out at 70 ° C. for 30 minutes using a machine “Clearmix” (manufactured by M Technique) to prepare an emulsified dispersion.
次いで、この分散液に、過硫酸カリウム7.5gをイオン交換水150gに溶解させた開始剤溶液を添加し、この系を78℃にて1.5時間にわたり加熱撹拌して重合を行い、「樹脂粒子F」を得た。 Next, an initiator solution in which 7.5 g of potassium persulfate was dissolved in 150 g of ion-exchanged water was added to this dispersion, and this system was heated and stirred at 78 ° C. for 1.5 hours to perform polymerization. Resin particles F "were obtained.
(樹脂粒子G〜Hの作製)1層構造樹脂粒子の作製
「樹脂粒子F」の作製において用いた重合性単量体の組成比を、表1のように変更して「樹脂粒子G」〜「樹脂粒子H」を作製した。
(Preparation of Resin Particles G to H) Preparation of Single Layer Structure Resin Particles The composition ratio of the polymerizable monomers used in the preparation of “resin particles F” was changed as shown in Table 1, and “resin particles G” to “Resin particles H” were produced.
シェル用樹脂粒子の作製
(樹脂粒子Iの作製)1層構造樹脂粒子の作製
撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、ドデシル硫酸ナトリウム8gをイオン交換水3000gを仕込み、窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、内温を80℃に昇温させた。昇温後、過硫酸カリウム10gをイオン交換水200gに溶解させたものを添加し、再度液温80℃とし、下記単量体混合液を1時間かけて滴下後、80℃にて2時間加熱、撹拌することにより重合を行い、樹脂粒子を調製した。これを「樹脂粒子G」とする。
Preparation of Resin Particles for Shell (Preparation of Resin Particles I) Preparation of Single-Layered Resin Particles A reaction vessel equipped with a stirrer, temperature sensor, cooling tube, and nitrogen introducing device is charged with 8 g of sodium dodecyl sulfate and 3000 g of ion exchange water The internal temperature was raised to 80 ° C. while stirring at a stirring speed of 230 rpm under a nitrogen stream. After heating, 10 g of potassium persulfate dissolved in 200 g of ion-exchanged water was added, the liquid temperature was again 80 ° C., the following monomer mixture was added dropwise over 1 hour, and then heated at 80 ° C. for 2 hours. Polymerization was carried out by stirring to prepare resin particles. This is referred to as “resin particle G”.
スチレン 544g
n−ブチルアクリレート 176g
メタクリル酸 80g
n−オクチルメルカプタン 5.5g
(樹脂粒子Jの作製)1層構造樹脂粒子の作製
「樹脂粒I」の作製において用いた重合性単量体の組成比を、表1のように変更して「樹脂粒子J」を作製した。
544 g of styrene
176 g of n-butyl acrylate
Methacrylic acid 80g
n-octyl mercaptan 5.5 g
(Preparation of Resin Particle J) Preparation of Single-Layer Structure Resin Particles “Resin Particle J” was prepared by changing the composition ratio of the polymerizable monomers used in the preparation of “Resin Particle I” as shown in Table 1. .
〈着色剤分散液の作製〉
ドデシル硫酸ナトリウム90gをイオン交換水1600gに撹拌溶解した。この溶液を撹拌しながら、カーボンブラック「リーガル330R」(キャボット社製)420gを徐々に添加し、次いで、撹拌装置「クレアミックス」(エム・テクニック社製)を用いて分散処理することにより、着色剤粒子の分散液を調整した。これを、「着色剤分散液」とする。この着色剤分散液における着色剤粒子の粒子径を、電気泳動光散乱光度計「ELS−800」(大塚電子社製)を用いて測定したところ、110nmであった。
<Preparation of colorant dispersion>
90 g of sodium dodecyl sulfate was dissolved in 1600 g of ion-exchanged water with stirring. While stirring this solution, 420 g of carbon black “Regal 330R” (manufactured by Cabot Corp.) is gradually added, and then dispersed by using a stirrer “Claremix” (manufactured by M Technique Co., Ltd.). A dispersion of agent particles was prepared. This is referred to as a “colorant dispersion”. The particle diameter of the colorant particles in this colorant dispersion was measured using an electrophoretic light scattering photometer “ELS-800” (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) and found to be 110 nm.
(トナー母体Bk−1の作製)
(1回目の凝集、融着(コア部形成)工程)
撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、「樹脂粒子G」を固形分換算で300gと、イオン交換水1400gと、「着色剤分散液1」120gと、ポリオキシエチレン(2)ドデシルエーテル硫酸ナトリウム3gをイオン交換水120gに溶解させた溶液を仕込み、液温を30℃に調整した後、5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを10に調整した。次いで、塩化マグネシウム35gをイオン交換水35gに溶解した水溶液を、撹拌下、30℃にて10分間かけて添加した。3分間保持した後に昇温を開始し、この系を60分間かけて90℃まで昇温し、90℃を保持したまま粒子成長反応を継続した。
(Preparation of toner base Bk-1)
(First aggregation and fusion (core part formation) process)
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a temperature sensor, a cooling pipe, and a nitrogen introduction device, 300 g of “resin particles G”, 1400 g of ion-exchanged water, 120 g of “colorant dispersion 1”, polyoxygen, A solution prepared by dissolving 3 g of ethylene (2) sodium dodecyl ether sulfate in 120 g of ion-exchanged water was added, the liquid temperature was adjusted to 30 ° C., and then the pH was adjusted to 10 by adding a 5 mol / L aqueous sodium hydroxide solution. Next, an aqueous solution in which 35 g of magnesium chloride was dissolved in 35 g of ion-exchanged water was added over 10 minutes at 30 ° C. with stirring. After holding for 3 minutes, the temperature was raised and the system was heated to 90 ° C. over 60 minutes, and the particle growth reaction was continued while maintaining 90 ° C.
この状態で、「コールターマルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて凝集粒子の粒径を測定し、体積基準におけるメディアン径(D50)が5.0μmになった時点で、塩化ナトリウム40.2gをイオン交換水1000gに溶解した水溶液を添加して粒子の成長を停止させ、更に融着処理として液温度を98℃にて6時間にわたり加熱撹拌して融着を継続させて、体積基準におけるメディアン径(D50)が5.0μmのコア部を作製した。尚、撹拌はフルゾン翼を有する攪拌機を用いた。 In this state, the particle size of the aggregated particles was measured with “Coulter Multisizer 3” (manufactured by Beckman Coulter), and when the median diameter (D 50 ) on the volume basis became 5.0 μm, sodium chloride 40 An aqueous solution in which 2 g is dissolved in 1000 g of ion-exchanged water is added to stop the growth of the particles. Further, as a fusing treatment, the fusing is continued by heating and stirring at a liquid temperature of 98 ° C. for 6 hours. A core part having a median diameter (D 50 ) of 5.0 μm was prepared. For stirring, a stirrer having a Fluson blade was used.
(2回目の凝集、融着(シェル層形成)工程)
上記コア部が形成された溶液に、「樹脂粒子I」を100g添加し、3時間にわたり加熱撹拌を継続し、コア部粒子表面に「樹脂粒子I」を凝集、融着させた。ここで、塩化ナトリウム40.2gをイオン交換水1000gに溶解した水溶液を加え、8℃/分の条件で冷却し、塩酸を添加してpHを4.0に調整し、撹拌を停止した。
(Second aggregation and fusion (shell layer formation) process)
100 g of “resin particle I” was added to the solution in which the core part was formed, and heating and stirring were continued for 3 hours to aggregate and fuse the “resin particle I” on the surface of the core part particle. Here, an aqueous solution in which 40.2 g of sodium chloride was dissolved in 1000 g of ion-exchanged water was added, the mixture was cooled at 8 ° C./min, hydrochloric acid was added to adjust the pH to 4.0, and stirring was stopped.
(洗浄、乾燥工程)
上記工程にて作製した粒子をバスケット型遠心分離機「MARKIII型式番号60×40」(松本機械社製)で固液分離し、トナー母体のウェットケーキを形成した。該ウェットケーキを、前記バスケット型遠心分離機で濾液の電気伝導度が5μS/cmになるまで水洗浄し、その後「フラッシュジェットドライヤー」(セイシン企業社製)に移し、水分量が0.5質量%となるまで乾燥して「トナー母体Bk−1」を作製した。
(Washing and drying process)
The particles produced in the above process were subjected to solid-liquid separation with a basket-type centrifuge “MARK III model number 60 × 40” (manufactured by Matsumoto Kikai Co., Ltd.) to form a toner base wet cake. The wet cake was washed with water using the basket-type centrifuge until the electric conductivity of the filtrate reached 5 μS / cm, and then transferred to a “flash jet dryer” (manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.). % To dryness to produce “toner base Bk-1”.
(トナー母体Bk−2〜3の作製)
トナー母体Bk−1の作製方法における凝集工程において用いた1回目および2回目の凝集・融着工程にて用いた樹脂粒子を表2に示した樹脂粒子に変更するほかは同様にしてトナー母体Bk−2〜Bk〜3の作製を行った。
(Preparation of toner base Bk-2 to 3)
The toner base Bk is similarly used except that the resin particles used in the first and second aggregation / fusion processes used in the aggregation step in the method for preparing the toner base Bk-1 are changed to the resin particles shown in Table 2. Preparation of −2 to Bk to 3 was performed.
(トナー母体へ外添剤混合)
上記で得られた「トナー母体Y−1〜Y−5」「トナー母体M−1〜M−5」「トナー母体C−1〜C−5」「トナー母体Bk−1〜Bk−3」に、疎水性シリカ(数平均一次粒子径=12nm、疎水化度=68)を1質量%及び疎水性チタニア(数平均一次粒子径=20nm、疎水化度=63)を0.3質量%添加し、「ヘンシェルミキサー」(三井三池化工社製)により混合して、「トナーY−1〜Y−5」「トナーM−1〜M−5」「トナーC−1〜C−5」「トナーBk−1〜Bk−3」を作製した。
(External additives mixed in toner base)
The “toner bases Y-1 to Y-5”, “toner bases M-1 to M-5”, “toner bases C-1 to C-5” and “toner bases Bk-1 to Bk-3” obtained above. 1% by mass of hydrophobic silica (number average primary particle size = 12 nm, degree of hydrophobicity = 68) and 0.3% by mass of hydrophobic titania (number average primary particle size = 20 nm, degree of hydrophobicity = 63) , "Henschel mixer" (manufactured by Mitsui Miike Chemical Co., Ltd.) and mixed with "Toner Y-1 to Y-5", "Toner M-1 to M-5", "Toner C-1 to C-5" and "Toner Bk". -1 to Bk-3 ".
《現像剤の調製》
上記で得られた各トナーにシリコン樹脂を被覆した体積メディアン径(D50)50μmのフェライトキャリアを混合し、トナー濃度が6質量%の各現像剤を調製した。
<< Preparation of developer >>
Each toner obtained above was mixed with a ferrite carrier having a volume median diameter (D 50 ) of 50 μm coated with a silicone resin to prepare each developer having a toner concentration of 6 mass%.
《評価》
上記で作製したトナーについて、下記の項目を評価した。プリント画像は、電子写真方式を採用する市販の複合機「bizhub PRO C500」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)を用いて行った。尚、低温定着性の評価の際には、定着器の定着温度を変更できるように改造し行った。
<Evaluation>
The following items were evaluated for the toner prepared above. The print image was obtained using a commercially available multifunction machine “bizhub PRO C500” (manufactured by Konica Minolta Business Technologies, Inc.) adopting an electrophotographic system. In the evaluation of the low-temperature fixability, the fuser was modified so that the fixing temperature could be changed.
評価は、上記評価装置に表3に示した各色トナーを順番に装填し(実施例1〜5、比較例1〜3)、20℃、55%RHの環境で、以下の項目について行った。 The evaluation was carried out for the following items in an environment of 20 ° C. and 55% RH in which the respective color toners shown in Table 3 were sequentially loaded into the evaluation apparatus (Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3).
プリントは、画素率が10%の画像(文字画像が7%、人物顔写真、ベタ白画像、5mm角の各色トナーのべた画像のある画像がそれぞれ1/4等分にあるオリジナル画像)をA4版上質紙(64g/m2)に10万枚行った。 The print is an A4 image with a pixel rate of 10% (a character image is 7%, a human face photo, a solid white image, an original image with a solid image of each color toner of 5 mm square is divided into ¼ equal parts) 100,000 sheets of fine paper (64 g / m 2 ) were used.
尚、評価において、◎〜○は問題が無く合格、×は問題が有り不合格とした。 In the evaluation, ◎ to ○ were acceptable with no problems, and x were unacceptable with problems.
(目視評価)
〈耐熱保管性〉
耐熱保管性の評価として、Y、M、C、Bkのトナーについて、それぞれ行った。
ただし、Y、M、Cトナーに関しての評価結果は同様であったため、表4にはカラーの評価項目として、その結果を記載した。
(Visual evaluation)
<Heat resistant storage>
As the evaluation of heat-resistant storage property, Y, M, C, and Bk toners were respectively evaluated.
However, since the evaluation results for the Y, M, and C toners were the same, Table 4 shows the results as color evaluation items.
測定方法は、トナー0.5gを内径21mmの10mlガラス瓶に取り蓋を閉めて、タップデンサーKYT−2000(セイシン企業製)で室温にて600回振とうした後、蓋を取った状態で55℃、35%RHの環境下に2時間放置した。次いで、トナーを48メッシュ(目開き350μm)の篩上に、トナーの凝集物を解砕しないように注意しながらのせて、パウダーテスター(ホソカワミクロン社製)にセットし、押さえバー、ノブナットで固定し、送り幅1mmの振動強度に調整し、10秒間振動を加えた後、篩上の残存したトナー量の比率(質量%)を測定した。 The measurement method is as follows: 0.5 g of toner is placed in a 10 ml glass bottle with an inner diameter of 21 mm, the lid is closed, shaken 600 times at room temperature with a tap denser KYT-2000 (manufactured by Seishin Enterprise), and the lid is removed at 55 ° C. And left in an environment of 35% RH for 2 hours. Next, the toner is placed on a 48 mesh (aperture 350 μm) sieve, taking care not to break up the toner aggregates, set in a powder tester (manufactured by Hosokawa Micron), and fixed with a press bar and knob nut. After adjusting the vibration strength to a feed width of 1 mm and applying vibration for 10 seconds, the ratio (mass%) of the amount of toner remaining on the sieve was measured.
トナー凝集率は下記式により算出される値である。 The toner aggregation rate is a value calculated by the following formula.
(トナー凝集率(%))=(篩上の残存トナー質量(g))/0.5(g)×100
下記に記載の基準によりトナーの耐熱保管性の評価を行った。
(Toner aggregation rate (%)) = (Mass of residual toner on sieve (g)) / 0.5 (g) × 100
The heat resistant storage stability of the toner was evaluated according to the criteria described below.
◎:トナー凝集率が15質量%未満(トナーの耐熱保管性が極めて良好)
○:トナー凝集率が20質量%以下(トナーの耐熱保管性が良好)
×:トナー凝集率が20%を超える(トナーの耐熱保管性が悪く、使用不可)
(低温定着性)
定着可能温度の評価は、常温常湿(20℃、50%RH)の環境で、画像評価装置の加熱ローラ(ローラの中心部で測定)の表面温度を100℃〜200℃まで5℃刻みで変更し、定着画像を作製した。尚、転写材としてはA4版の上質紙(65g/m2)を使用した。
A: The toner aggregation rate is less than 15% by mass (the toner has excellent heat-resistant storage stability)
○: Toner aggregation rate of 20% by mass or less (good heat storage stability of toner)
X: Toner aggregation rate exceeds 20% (toner has poor heat storage stability and cannot be used)
(Low temperature fixability)
The fixing temperature can be evaluated in an environment of normal temperature and normal humidity (20 ° C., 50% RH), and the surface temperature of the heating roller (measured at the center of the roller) of the image evaluation device in increments of 5 ° C. from 100 ° C. to 200 ° C. Changed to produce a fixed image. As the transfer material, A4 quality paper (65 g / m 2 ) was used.
評価方法は、プリントスタート時に定着温度を変更した画像を取り、各色べた画像について下記の評価を行った。 As an evaluation method, an image in which the fixing temperature was changed at the start of printing was taken, and the following evaluation was performed for each solid image.
ただし、Y、M、Cトナーに関しての評価結果は同様であったため、表4にはカラーの評価項目として、その結果を記載した。 However, since the evaluation results for the Y, M, and C toners were the same, Table 4 shows the results as color evaluation items.
定着可能温度は、得られた定着画像の定着強度を、「電子写真技術の基礎と応用:電子写真学会編」第9章1.4項に記載のメンディングテープ剥離法に準じた方法を用いて求めた。具体的には、転写材表面温度を変更し、全色でトナー付着量が0.6mg/cm2である5mm角のべた定着画像を作製した後、「スコッチメンディングテープ」(住友3M社製)で剥離する前後の画像濃度を測定し、画像濃度の残存率を定着率として求めた。 For fixing temperature, the fixing strength of the obtained fixed image is determined using a method according to the mending tape peeling method described in Chapter 9 Section 1.4 of “Basics and Applications of Electrophotographic Technology: Electrophotographic Society”. Asked. Specifically, after changing the surface temperature of the transfer material to produce a solid fixed image of 5 mm square with a toner adhesion amount of 0.6 mg / cm 2 for all colors, “Scotch Mending Tape” (manufactured by Sumitomo 3M) ) Was measured before and after peeling, and the residual ratio of the image density was determined as the fixing rate.
テープ剥離法
1)5mm角のべた画像部の絶対反射濃度D0を測定する
2)「メンディングテープ」(住友3M社製:No.810−3−12相当)を軽く張り付ける
3)1kPaの圧力でテープを3.5回往復擦り付ける
4)180°の角度、200gの力でテープを剥がす
5)剥離後の絶対反射濃度D1を測定する
6)定着率=100×D1/D0(%)
定着率が90%以上得られた定着温度を定着可能温度として評価した。尚、画像濃度の測定には反射濃度計「RD−918」(マクベス社製)を使用した。
Tape peeling method 1) Measure absolute reflection density D 0 of 5 mm square solid image part 2) Lightly stick “Mending tape” (Sumitomo 3M Co., Ltd. No.810-3-12 equivalent) 3) 1 kPa The tape is rubbed back and forth 3.5 times with pressure. 4) The tape is peeled off with an angle of 180 ° and a force of 200 g. 5) The absolute reflection density D 1 after peeling is measured. 6) Fixing rate = 100 × D 1 / D 0 ( %)
A fixing temperature at which a fixing rate of 90% or more was obtained was evaluated as a fixing possible temperature. For the measurement of the image density, a reflection densitometer “RD-918” (manufactured by Macbeth) was used.
評価基準
◎:最低定着温度が140℃以下
○:最低定着温度が140℃を超える温度〜160℃未満
×:最低定着温度が160℃以上
(画像安定性)
画像の安定性は、スタート時、5万枚目、10万枚目の各色トナーのべた画像部の画像濃度により評価した。画像濃度の測定は、マクベス社製反射濃度計RD−918にて測定した。尚、画像濃度は絶対濃度である。
Evaluation criteria A: Minimum fixing temperature of 140 ° C. or lower ○: Minimum fixing temperature of 140 ° C. to lower than 160 ° C. ×: Minimum fixing temperature of 160 ° C. or higher (image stability)
The stability of the image was evaluated by the image density of the solid image portion of each color toner on the 50,000th and 100,000th sheets at the start. The image density was measured with a reflection densitometer RD-918 manufactured by Macbeth. The image density is an absolute density.
◎:Bk、及びY、M、Cのべた画像部の各濃度が1.2以上(良好)
○:Bk、及びY、M、Cのべた画像部の各濃度が0.8以上(実用上問題なし)
×:Bk、及びY、M、Cのべた画像部の各濃度が0.8未満
ただし、Y、M、Cトナーに関しての評価結果は同様であったため、表4にカラーの評価項目として、その結果を記載した。
A: Each density of the solid image portion of Bk and Y, M, C is 1.2 or more (good)
○: Each density of Bk and solid image portions of Y, M, and C is 0.8 or more (no problem in practical use)
×: Each density of Bk and solid image portions of Y, M, and C is less than 0.8. However, since the evaluation results for Y, M, and C toners were the same, Table 4 shows the color evaluation items. The results are listed.
本発明の実施例が比較例に比して優れていることが分かる。 It turns out that the Example of this invention is excellent compared with a comparative example.
Claims (2)
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