JP2012181241A - Toner and manufacturing method of toner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トナーおよびトナーの製造方法に関する。 The present invention relates to a toner and a method for producing the toner.
潜像を顕像化するトナーは、種々の画像形成プロセスに用いられており、例えば電子写真方式の画像形成プロセスに用いられる。 The toner that visualizes the latent image is used in various image forming processes, for example, an electrophotographic image forming process.
電子写真方式の画像形成プロセスを利用する画像形成装置においては、一般的に、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、定着工程およびクリーニング工程を実行して記録媒体上に所望の画像を形成する。 In an image forming apparatus using an electrophotographic image forming process, generally, a charging process, an exposure process, a developing process, a transfer process, a fixing process, and a cleaning process are performed to form a desired image on a recording medium. To do.
帯電工程では、潜像担持体である感光体ドラム表面の感光層を均一に帯電させる。露光工程では、帯電状態にある感光体ドラム表面に原稿像の信号光を投射して静電潜像を形成する。現像工程では、トナーを撹拌して帯電させ、帯電させたトナーを感光体ドラム表面に供給して静電潜像を顕像化する。転写工程では、感光体ドラム表面のトナー像を紙やOHPシートなどの記録媒体に転写する。定着工程では、トナー像を加熱、加圧などにより記録媒体上に定着させる。クリーニング工程では、トナー像転写後の感光体ドラム表面に残留するトナーなどをクリーニングブレードにより除去して清浄化する。記録媒体へのトナー像の転写は、中間転写媒体を介して行われることもある。 In the charging step, the photosensitive layer on the surface of the photosensitive drum, which is a latent image carrier, is uniformly charged. In the exposure step, the electrostatic latent image is formed by projecting the signal light of the original image onto the surface of the charged photosensitive drum. In the developing step, the toner is agitated and charged, and the charged toner is supplied to the surface of the photosensitive drum to visualize the electrostatic latent image. In the transfer step, the toner image on the surface of the photosensitive drum is transferred to a recording medium such as paper or an OHP sheet. In the fixing step, the toner image is fixed on the recording medium by heating, pressing, or the like. In the cleaning step, the toner remaining on the surface of the photosensitive drum after the toner image is transferred is removed by a cleaning blade and cleaned. The transfer of the toner image to the recording medium may be performed via an intermediate transfer medium.
このような画像形成に使用される電子写真用トナーは、たとえば混練粉砕法、懸濁重合法および乳化重合凝集法などに代表される重合法などによって製造される。
このうち混練粉砕法では、結着樹脂および着色剤を主成分とし、必要に応じて離型剤、電荷制御剤などを添加して混合したトナー原料を溶融混練し、冷却して固化させた後、粉砕分級することでトナーが製造される。
The electrophotographic toner used for such image formation is produced by a polymerization method represented by, for example, a kneading and pulverizing method, a suspension polymerization method, and an emulsion polymerization aggregation method.
Among these, in the kneading and pulverization method, the toner raw material, which is mainly composed of a binder resin and a colorant and is added with a release agent and a charge control agent as necessary, is melt-kneaded, cooled and solidified. The toner is produced by pulverization and classification.
近年、地球環境保全の観点から、様々な技術分野において多くの取り組みがなされている。現在、多くの製品の材料が石油から製造されているが、これらの材料の製造時や焼却時には、エネルギーが必要であり、また、二酸化炭素が発生する。このようなエネルギーや二酸化炭素などを削減する取り組みは、地球温暖化対策として非常に重要である。 In recent years, many efforts have been made in various technical fields from the viewpoint of global environmental conservation. At present, many product materials are produced from petroleum, but energy is required and carbon dioxide is generated when these materials are produced or incinerated. Such efforts to reduce energy and carbon dioxide are very important as a countermeasure against global warming.
地球温暖化対策としての二酸化炭素削減の新たな取り組みとして、バイオマスとよばれる植物由来の資源の利用が大いに注目されている。バイオマスを燃焼させる際に発生する二酸化炭素は、もともと植物が光合成により取り込んだ大気中の二酸化炭素であるため、大気中の二酸化炭素の収支はゼロであるものと考えられている。 As a new approach to reducing carbon dioxide as a measure against global warming, the use of plant-derived resources called biomass has attracted much attention. Since carbon dioxide generated when burning biomass is originally atmospheric carbon dioxide taken by plants by photosynthesis, it is thought that the balance of atmospheric carbon dioxide is zero.
このように、大気中の二酸化炭素の増減に影響を与えない性質はカーボンニュートラルと呼ばれており、カーボンニュートラルであるバイオマスの利用は、大気中の二酸化炭素量を増加させないと考えられている。
このようなバイオマスから製造されるバイオマス材料は、バイオマスポリマー、バイオマスプラスチック、非石油系高分子材料などの名称でよばれており、このようなバイオマス材料は、バイオマスモノマーとよばれるモノマーを原料とする。
Thus, the property that does not affect the increase or decrease of carbon dioxide in the atmosphere is called carbon neutral, and the use of biomass that is carbon neutral is considered not to increase the amount of carbon dioxide in the atmosphere.
Biomass materials produced from such biomass are called biomass polymers, biomass plastics, non-petroleum polymer materials, etc., and such biomass materials are made from monomers called biomass monomers. .
電子写真の分野においても、環境安全性に優れ、二酸化炭素の増加の抑制に有効な資源であるバイオマスを利用する取り組みがなされている。
たとえば、特許文献1には、ロジンを必須成分として得られる軟化点80〜120℃のポリエステル樹脂と、多価エポキシ化合物を必須成分として得られる軟化点160℃以上のポリエステル樹脂とを含有し、低温定着性、耐ホットオフセット性、現像耐久性を兼ね備えるトナーを得ることができる、電子写真トナー用樹脂組成物が開示されている。
In the field of electrophotography, efforts are being made to use biomass, which is an excellent resource for environmental safety and is an effective resource for suppressing an increase in carbon dioxide.
For example,
しかしながら、特許文献1に記載の方法による着色剤としてカーボンブラックを用いる溶融混練法トナーには、バインダー樹脂中のロジンの含有量を多くすると、カブリが発生する問題があった。
そこで、本発明は、バイオマス由来のロジンを含有し、カーボンブラックを着色材として含有してもトナーの帯電量が一定で、カブリやトナーの飛散性が低減されたトナー、およびその製造方法を提供することを課題とする。
However, the melt-kneading method toner using carbon black as a colorant according to the method described in
Accordingly, the present invention provides a toner containing a biomass-derived rosin and having a constant charge amount of toner even when carbon black is contained as a colorant and having reduced fog and toner scattering, and a method for producing the same. The task is to do.
本発明の発明者は、鋭意努力研究を重ねた結果、トナーが、不均化ロジン60〜75重量%を含むバインダー樹脂、カーボンブラックおよび不均化ロジンと多価アルコールとの反応生成物を含むことにより、カブリやトナー飛散の発生を抑えることができることを見出し、本発明の完成に至った。 The inventors of the present invention have intensively studied, and as a result, the toner contains a binder resin containing 60 to 75% by weight of disproportionated rosin, carbon black, and a reaction product of disproportionated rosin and polyhydric alcohol. As a result, it has been found that the occurrence of fog and toner scattering can be suppressed, and the present invention has been completed.
かくして、本発明によれば、モノマー成分として不均化ロジン60〜75重量%を含むバインダー樹脂;カーボンブラック;および不均化ロジンと多価アルコールとの反応生成物;
を含むことを特徴とするトナーが提供される。
Thus, according to the present invention, a binder resin containing 60-75% by weight of disproportionated rosin as a monomer component; carbon black; and a reaction product of disproportionated rosin and a polyhydric alcohol;
A toner characterized in that it is included is provided.
また、本発明によれば、前記バインダー樹脂が、芳香族ジカルボン酸、不均化ロジンおよび多価アルコールを重縮合して得られるポリエステル樹脂Aと、芳香族ジカルボン酸および多価アルコールを重縮合して得られるポリエステル樹脂Bとの混合物であるトナーが提供される。 Further, according to the present invention, the binder resin is obtained by polycondensing a polyester resin A obtained by polycondensation of an aromatic dicarboxylic acid, a disproportionated rosin and a polyhydric alcohol with an aromatic dicarboxylic acid and a polyhydric alcohol. A toner that is a mixture with the polyester resin B thus obtained is provided.
また、本発明によれば、前記バインダー樹脂が、トナー100重量部に対して20〜60重量部のポリエステル樹脂Aおよび該ポリエステル樹脂の軟化温度において103〜105Pa・Sの粘度を有するポリエステル樹脂Bとを含むトナーが提供される。 Further, according to the present invention, the binder resin comprises 20 to 60 parts by weight of the polyester resin A with respect to 100 parts by weight of the toner and a polyester having a viscosity of 10 3 to 10 5 Pa · S at the softening temperature of the polyester resin. A toner comprising resin B is provided.
また、本発明によれば、前記反応生成物が、前期バインダー樹脂に対して0.1〜5.0重量部の割合で含まれ、カーボンブラックの分散剤であるトナーが提供される。 In addition, according to the present invention, there is provided a toner that contains the reaction product in a proportion of 0.1 to 5.0 parts by weight with respect to the binder resin, and is a carbon black dispersant.
また、本発明によれば、前記反応生成物が、1000〜8000の分子量を有し、前記カーボンブラックに対して0.4〜15重量%の割合で含有されているトナーが提供される。 In addition, according to the present invention, there is provided a toner in which the reaction product has a molecular weight of 1000 to 8000 and is contained in a proportion of 0.4 to 15% by weight with respect to the carbon black.
さらに、本発明によれば、少なくともバインダー樹脂とカーボンブラックと離型剤を含むトナーにおいて、前記バインダー樹脂が、芳香族ジカルボン酸、不均化ロジンおよび多価アルコールから製造されるポリエステル樹脂Aと、芳香族ジカルボン酸および多価アルコールから製造されるポリエステル樹脂Bとの混合して得られるバインダー樹脂と、カーボンブラックと、離型剤とを混合して混合物を作製する混合工程;
前記混合物に、不均化ロジンと多価アルコールとの反応物を混入し、溶融混練して混合物を作製する溶融混練工程;
前記混練物を冷却固化し、粉砕して粉砕物を作製する冷却粉砕工程;
前記粉砕物を分級する分級工程;および外添工程
とを含むことを特徴とするトナーの製造方法が提供される。
Furthermore, according to the present invention, in a toner containing at least a binder resin, carbon black, and a release agent, the binder resin is a polyester resin A produced from an aromatic dicarboxylic acid, a disproportionated rosin, and a polyhydric alcohol; A mixing step of preparing a mixture by mixing a binder resin obtained by mixing with a polyester resin B produced from an aromatic dicarboxylic acid and a polyhydric alcohol, carbon black, and a release agent;
A melt-kneading step in which a reaction product of disproportionated rosin and polyhydric alcohol is mixed in the mixture, and melt-kneaded to produce a mixture;
A cooling and pulverizing step in which the kneaded product is cooled and solidified and pulverized to produce a pulverized product;
There is provided a method for producing a toner, comprising: a classification step of classifying the pulverized product; and an external addition step.
本発明によれば、モノマー成分として不均化ロジンを60〜75重量%含むバインダー樹脂と、カーボンブラックを含む溶融混練法トナーにおいて、不均化ロジンと多価アルコールとの反応生成物が添加されることから、カブリやトナー飛散の発生が抑えられる。
この効果が得られるメカニズムとしては、以下のように推定される。すなわち、樹脂中のロジン成分とカーボンブラックとの相溶性が低いため、ロジン成分の含有量を多くするとカーボンブラックが樹脂中に均一に混ざり込みにくくなると考えられる。
このため、バインダー樹脂とカーボンブラックとの混合物に対して、高いせん断力を与えて分散させるようなマスターバッチ処理を行わずに、オープンロールや二軸混練機を用いてトナー材料を混練するだけでは、カーボンブラックを樹脂中に均一に分散させることが困難であった。
According to the present invention, a reaction product of a disproportionated rosin and a polyhydric alcohol is added to a melt-kneaded toner containing 60 to 75% by weight of a disproportionated rosin as a monomer component and carbon black. Therefore, occurrence of fog and toner scattering can be suppressed.
The mechanism for obtaining this effect is estimated as follows. That is, since the compatibility between the rosin component and the carbon black in the resin is low, it is considered that the carbon black is less likely to be uniformly mixed into the resin when the content of the rosin component is increased.
Therefore, just kneading the toner material using an open roll or a biaxial kneader, without performing a master batch process that imparts a high shearing force to the mixture of the binder resin and carbon black. It was difficult to uniformly disperse carbon black in the resin.
それに対して、モノマー成分として不均化ロジンを60〜75重量%含むバインダー樹脂と、カーボンブラックを含む溶融混練法トナーにおいて、不均化ロジンと多価アルコールとの反応生成物を添加すると、カーボンブラックと樹脂中のロジン成分と親和性が高まり、バインダー樹脂中にカーボンブラックが均一に分散されやすくなると考えられる。その結果、トナーの帯電量が安定し、カブリの発生を防止できたと推定される。 On the other hand, when a reaction product of disproportionated rosin and polyhydric alcohol is added to a melt-kneaded toner containing carbon black and a binder resin containing 60 to 75% by weight of disproportionated rosin as a monomer component, carbon It is considered that the affinity between black and the rosin component in the resin is increased, and the carbon black is easily dispersed uniformly in the binder resin. As a result, it is presumed that the charge amount of the toner was stabilized and fogging could be prevented.
本発明によるトナーは、芳香族ジカルボン酸、ロジンおよび多価アルコールの重縮合により得られるポエリエステルAと、多塩基酸および多価アルコールを重縮合して得られるポリエステルBとをバインダー樹脂として含有する。
上記のポリエステルAの製造に用いられるロジンには、松材をクラフト法によってパルプ化する製造工程で、副生する粗トール油を水蒸気蒸留して得られるトールロジン;松の樹幹に傷をつけ、採集した生松ヤニを水蒸気蒸留して得られるガムロジン;および伐採した松の根株をチップ状にして有機溶剤で抽出し、さらに蒸留して得られるウッドロジンがある。これらのロジンは、従来知られた製法によって得られる。
ロジンは、その約90%が樹脂酸であり、アビエチン酸、パラストリン酸、ネオアビエチン酸、ピマル酸、デヒドロアビエチン酸、イソピマル酸およびサンダラコピマル酸等の樹脂酸の混合物を主成分としている。
The toner according to the present invention contains, as a binder resin, Poeriester A obtained by polycondensation of aromatic dicarboxylic acid, rosin and polyhydric alcohol, and Polyester B obtained by polycondensation of polybasic acid and polyhydric alcohol.
The rosin used in the production of the above polyester A is a tall rosin obtained by steam distillation of raw tall oil produced as a by-product in the production process of pulping pine wood by the kraft method; There is a gum rosin obtained by steam-distilling the raw pine sprout; and a wood rosin obtained by distilling the harvested pine root stock into a chip and extracting it with an organic solvent, followed by further distillation. These rosins are obtained by a conventionally known production method.
About 90% of the rosin is a resin acid, and is mainly composed of a mixture of resin acids such as abietic acid, parastrinic acid, neoabietic acid, pimaric acid, dehydroabietic acid, isopimaric acid and sandaracopimalic acid.
ロジンの不均化反応は、通常、パラジウム活性炭触媒(米国特許第2177530号公報)、硫黄系触媒(特公昭49−5360号公報)またはヨウ素系触媒(特開昭51−34896号公報)等を用いて行われる。
上記の不均化反応により2分子のロジンが反応し、1分子は2重結合が3つに増え、芳香族化合物となり、もう1分子は、共役2重結合の1つの2重結合が水素化され単独の2重結合を有する化合物となり、これらの不均化ロジンは、不安定な共役二重結合を有するロジンに比べて変質しにくいという特徴がある。
したがって、本発明におけるポリエステル樹脂Aに用いられるロジンとしては、安定性の観点から不均化ロジンが好ましい。
The disproportionation reaction of rosin is usually performed by using a palladium activated carbon catalyst (US Pat. No. 2,177,530), a sulfur catalyst (Japanese Patent Publication No. 49-5360) or an iodine catalyst (Japanese Patent Laid-Open No. 51-34896). Done with.
By the above disproportionation reaction, two molecules of rosin react, one molecule increases to 3 double bonds and becomes an aromatic compound, and the other molecule hydrogenates one double bond of a conjugated double bond. Thus, these disproportionated rosins are characterized by being less susceptible to alteration than rosins having unstable conjugated double bonds.
Therefore, the rosin used for the polyester resin A in the present invention is preferably a disproportionated rosin from the viewpoint of stability.
不均化ロジンの主成分は、デヒドロアビエチン酸およびジヒドロアビエチン酸の混合物である。不均化ロジンは、ヒドロフェナンスレン環の嵩高で剛直な骨格を含むので、不均化ロジンをポリエステルの構成成分として導入することによって、不均化ロジン以外のロジンを用いる場合よりも見掛けのガラス転移温度の上昇を促進させ、保存性の良好なトナーを得ることができる。
したがって、本発明において用いられている用語「ロジン」とは、上記のトールロジン、ガムロジンおよびウッドロジンに加えて、これらロジンの不均化反応により得られる不均化ロジンを含むものである。
The main component of disproportionated rosin is a mixture of dehydroabietic acid and dihydroabietic acid. Since the disproportionated rosin contains a bulky and rigid skeleton of the hydrophenanthrene ring, by introducing the disproportionated rosin as a component of the polyester, it appears more apparent than when using a rosin other than the disproportionated rosin. An increase in glass transition temperature can be promoted, and a toner having good storage stability can be obtained.
Therefore, the term “rosin” used in the present invention includes disproportionated rosin obtained by disproportionation of these rosins in addition to the above-mentioned tall rosin, gum rosin and wood rosin.
1.トナーの製造方法
図1は、本発明のトナーの製造方法の手順の一例を示す工程図である。本発明のトナーは、結着樹脂および着色剤を主成分とし、本発明に係るトナーの製造方法によって製造される。本発明に係るトナーの製造方法は、乾式法による粒子形成方法であり、混合工程S1と、溶融混練工程S2と、冷却粉砕工程S3と、分級工程S4と、外添工程S5とを含む。
1. Toner Manufacturing Method FIG. 1 is a process diagram showing an example of the procedure of a toner manufacturing method of the present invention. The toner of the present invention contains a binder resin and a colorant as main components and is manufactured by the toner manufacturing method according to the present invention. The toner manufacturing method according to the present invention is a dry particle forming method, and includes a mixing step S1, a melt-kneading step S2, a cooling and pulverizing step S3, a classification step S4, and an external addition step S5.
(1)混合工程S1
混合工程S1では、結着樹脂、着色剤を混合機によって乾式混合して混合物を作製する。この際、必要に応じて添加剤を加える。添加剤としては、磁性粉、離型剤、電荷制御剤などが挙げられる。
(1) Mixing step S1
In the mixing step S1, the binder resin and the colorant are dry-mixed by a mixer to produce a mixture. At this time, additives are added as necessary. Examples of the additive include magnetic powder, release agent, charge control agent and the like.
バインダー樹脂(結着樹脂)
本発明のトナーは、結着樹脂として、ポリエステル樹脂Aおよびポリエステル樹脂Bを含有する。
ポリエステル樹脂は、透明性に優れ、トナー粒子に良好な粉体流動性、低温定着性および二次色再現性などを付与できるので、カラートナー用の原料として好適である。
ポリエステル樹脂Aおよびポリエステル樹脂Bは、出発物質として多塩基酸などの酸成分と多価アルコールとを重縮合して得られる。
Binder resin (binder resin)
The toner of the present invention contains polyester resin A and polyester resin B as binder resins.
A polyester resin is suitable as a raw material for a color toner because it is excellent in transparency and can impart good powder fluidity, low-temperature fixability and secondary color reproducibility to toner particles.
Polyester resin A and polyester resin B are obtained by polycondensing an acid component such as a polybasic acid and a polyhydric alcohol as a starting material.
ポリエステル樹脂Aおよびポリエステル樹脂Bは、公知の重縮合の反応方法によって製造される。
反応方法としては、エステル交換反応または直接エステル化反応が適用できる。また、加圧により反応温度を上昇させること、減圧または常圧下で不活性ガスを流すこと、などによって重縮合を促進することもできる。上記反応においては、アンチモン、チタン、スズ、亜鉛、アルミニウム、およびマンガンのうち、少なくとも1種の金属化合物等、公知慣用の反応触媒を用い、反応を促進してもよい。これら反応触媒の添加量は、酸成分および多価アルコールの総量100重量部に対して、0.01〜1.0重量部が好ましい。
Polyester resin A and polyester resin B are produced by a known polycondensation reaction method.
As the reaction method, transesterification or direct esterification can be applied. Also, polycondensation can be promoted by increasing the reaction temperature by pressurization, or by flowing an inert gas under reduced pressure or normal pressure. In the above reaction, the reaction may be promoted using a known and commonly used reaction catalyst such as at least one metal compound among antimony, titanium, tin, zinc, aluminum, and manganese. The addition amount of these reaction catalysts is preferably 0.01 to 1.0 part by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the acid component and the polyhydric alcohol.
ポリエステル樹脂Aの作製においては、出発物質の酸成分として、芳香族ジカルボン酸およびロジンを用い、出発物質の多価アルコールとして、3価以上のアルコールを用いる。芳香族ジカルボン酸と3価以上のアルコールとの反応によって、適度な分岐を有するポリオール構造が形成される。ポリエステル樹脂が適度な分岐構造を含むことにより、樹脂の軟化温度を極端に大きくすることなくトナーの低温定着性を維持するとともに、樹脂の分子量分布を広くすることができ、高分子量側に分布の広い樹脂を得ることができるので、トナーの耐オフセット性が良好になる。 In the production of the polyester resin A, aromatic dicarboxylic acid and rosin are used as the acid component of the starting material, and trivalent or higher alcohol is used as the polyhydric alcohol of the starting material. A polyol structure having an appropriate branch is formed by the reaction of the aromatic dicarboxylic acid and the trivalent or higher alcohol. By including an appropriate branched structure in the polyester resin, the low temperature fixability of the toner can be maintained without extremely increasing the softening temperature of the resin, and the molecular weight distribution of the resin can be broadened. Since a wide resin can be obtained, the offset resistance of the toner is improved.
ポリエステル樹脂Aに用いられる芳香族ジカルボン酸としては、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ビフェニルジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸、5−tert−ブチル−1,3−ベンゼンジカルボン酸などが挙げられる。また、ポリエステル樹脂Aの酸成分として、上記の芳香族ジカルボン酸の代わりに、芳香族ジカルボン酸無水物、または低級アルキルエステルなどのような芳香族ジカルボン酸誘導体を用いてもよい。上記の芳香族ジカルボン酸化合物のうち、テレフタル酸、イソフタル酸、および、それらの低級アルキルエステルの少なくとも1種を用いることが好ましい。 Examples of the aromatic dicarboxylic acid used in the polyester resin A include phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, biphenyldicarboxylic acid, naphthalenedicarboxylic acid, 5-tert-butyl-1,3-benzenedicarboxylic acid and the like. Further, as the acid component of the polyester resin A, an aromatic dicarboxylic acid derivative such as an aromatic dicarboxylic acid anhydride or a lower alkyl ester may be used instead of the aromatic dicarboxylic acid. Of the above aromatic dicarboxylic acid compounds, it is preferable to use at least one of terephthalic acid, isophthalic acid, and lower alkyl esters thereof.
テレフタル酸およびイソフタル酸は、芳香環骨格による電子の共鳴安定化効果が高く、帯電安定性に優れ、適度な強度を有する樹脂を得ることができる。テレフタル酸およびイソフタル酸の低級アルキルエステルとしては、テレフタル酸ジメチル、イソフタル酸ジメチル、テレフタル酸ジエチル、イソフタル酸ジエチル、テレフタル酸ジブチル、イソフタル酸ジブチル等が挙げられる。このうち、コストおよび取り扱いの観点から、テレフタル酸ジメチルまたはイソフタル酸ジメチルを用いることが好ましい。 Terephthalic acid and isophthalic acid have a high electron resonance stabilization effect due to the aromatic ring skeleton, and are excellent in charging stability and can provide a resin having an appropriate strength. Examples of lower alkyl esters of terephthalic acid and isophthalic acid include dimethyl terephthalate, dimethyl isophthalate, diethyl terephthalate, diethyl isophthalate, dibutyl terephthalate, and dibutyl isophthalate. Of these, dimethyl terephthalate or dimethyl isophthalate is preferably used from the viewpoint of cost and handling.
これらの芳香族ジカルボン酸化合物は、1種を単独で使用でき、または2種以上を併用できる。 These aromatic dicarboxylic acid compounds can be used individually by 1 type, or can use 2 or more types together.
ポリエステル樹脂Aに用いられる多価アルコールとしては、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン、およびペンタエリスリトールなどが挙げられ、これらの多価アルコールのうち、少なくとも1種を使用できる。このうち、グリセリンは、植物由来の原料から製造する手法が工業的に確立されており、入手も容易であり、バイオマスの利用を促進する効果が得られるのでより好ましい。 Examples of the polyhydric alcohol used in the polyester resin A include trimethylolethane, trimethylolpropane, glycerin, and pentaerythritol. At least one of these polyhydric alcohols can be used. Among these, glycerin is more preferable because a technique for producing from plant-derived raw materials has been established industrially, is easily available, and an effect of promoting utilization of biomass is obtained.
ポリエステル樹脂Aにおいて、芳香族ジカルボン酸化合物に対する多価アルコールのモル比は、1.05〜1.65であることが好ましい。
芳香族ジカルボン酸化合物に対する多価アルコールのモル比が1.05未満の場合、樹脂の高分子量側の分子量分布が広くなり、Tmが高くなることによってトナーの低温定着性が低下し、また、分子量分布の広がりを制御できなくなる結果、トナーのゲル化が起こる。
多価アルコールのモル比が1.65を超える場合、ポリエステル樹脂が含む分岐構造が少ないので、軟化温度およびガラス転移温度が低下し、その結果、トナーの保存性が低下する。
In the polyester resin A, the molar ratio of the polyhydric alcohol to the aromatic dicarboxylic acid compound is preferably 1.05 to 1.65.
When the molar ratio of the polyhydric alcohol to the aromatic dicarboxylic acid compound is less than 1.05, the molecular weight distribution on the high molecular weight side of the resin is broadened, and the Tm is increased to lower the low-temperature fixability of the toner. As a result of the inability to control the spread of the distribution, toner gelation occurs.
When the molar ratio of the polyhydric alcohol exceeds 1.65, since the polyester resin contains few branched structures, the softening temperature and the glass transition temperature are lowered, and as a result, the storage stability of the toner is lowered.
上記のように、ポリエステル樹脂Aは、出発物質として芳香族ジカルボン酸と、ロジンと、多価アルコールとを重縮合して得られる。本発明は、環境安全性に優れたトナーを得るために、ポリエステル樹脂Aの前提となる構成として、出発物質全量におけるロジンの含有量を60重量%以上としている。 As described above, the polyester resin A is obtained by polycondensation of aromatic dicarboxylic acid, rosin, and polyhydric alcohol as starting materials. In the present invention, in order to obtain a toner excellent in environmental safety, the content of the rosin in the total amount of the starting material is set to 60% by weight or more as a precondition of the polyester resin A.
ロジンの含有量は、ポリエステル樹脂A100重量部に対して60〜75重量部が好ましい。
ロジンの含有量が60重量部未満であると、バイオマスを利用することによる地球環境保全の効果が低く、ロジンの含有量が75重量部を超えると、トナーの機械的強度の低下や粉体流動性の低下が生じる。
The content of rosin is preferably 60 to 75 parts by weight with respect to 100 parts by weight of polyester resin A.
When the content of rosin is less than 60 parts by weight, the effect of protecting the global environment by using biomass is low, and when the content of rosin exceeds 75 parts by weight, the mechanical strength of the toner decreases and the powder flow Sexual deterioration occurs.
ポリエステル樹脂Aは、酸成分として、上記の芳香族ジカルボン酸化合物およびロジン以外に、脂肪族ポリカルボン酸または3塩基酸以上のカルボキシ基を有する芳香族ポリカルボン酸をさらに用いることができる。 Polyester resin A can further use an aliphatic polycarboxylic acid or an aromatic polycarboxylic acid having a carboxy group of three or more basic acids as the acid component, in addition to the above-mentioned aromatic dicarboxylic acid compound and rosin.
脂肪族ポリカルボン酸としては、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸等のアルキルジカルボン酸類、炭素数16〜18のアルキル基で置換されたコハク酸、フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸等の不飽和ジカルボン酸類、ダイマー酸等が挙げられる。 Examples of the aliphatic polycarboxylic acid include alkyl dicarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid and azelaic acid, succinic acid substituted with an alkyl group having 16 to 18 carbon atoms, fumaric acid, maleic acid, citraconic acid, and itaconic acid. Examples thereof include unsaturated dicarboxylic acids such as acid and glutaconic acid, and dimer acid.
ポリエステル樹脂A中の脂肪族ポリカルボン酸の含有量は、芳香族ジカルボン酸化合物100モルに対し、0.5〜15モルであることが好ましく、1〜13モルであることがより好ましい。ポリエステル樹脂A中の脂肪族ポリカルボン酸の含有量が上記の範囲であることで、トナーの低温定着性が向上する。 The content of the aliphatic polycarboxylic acid in the polyester resin A is preferably 0.5 to 15 mol, and more preferably 1 to 13 mol, per 100 mol of the aromatic dicarboxylic acid compound. When the content of the aliphatic polycarboxylic acid in the polyester resin A is in the above range, the low-temperature fixability of the toner is improved.
3塩基酸以上のカルボキシ基を有する芳香族ポリカルボン酸としては、トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレントリカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ビフェニルテトラカルボン酸やその無水物等が挙げられる。これらの芳香族ポリカルボン酸は1種を単独で使用でき、または2種以上を併用してもよい。これらの芳香族ポリカルボン酸のうち、反応性の観点から、無水トリメリット酸を用いることが好ましい。 Examples of the aromatic polycarboxylic acid having a carboxy group having three or more basic acids include trimellitic acid, pyromellitic acid, naphthalenetricarboxylic acid, benzophenonetetracarboxylic acid, biphenyltetracarboxylic acid, and anhydrides thereof. These aromatic polycarboxylic acids can be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together. Of these aromatic polycarboxylic acids, trimellitic anhydride is preferably used from the viewpoint of reactivity.
ポリエステル樹脂A中の3塩基酸以上のカルボキシ基を有する芳香族ポリカルボン酸の含有量は、芳香族ジカルボン酸化合物100モルに対し、0.1〜5モルであることが好ましく、0.5〜3モルであることがより好ましい。ポリエステル樹脂A中の3価以上の芳香族ポリカルボン酸の含有量が0.1モル未満であると、ポリエステル樹脂Aの分岐構造が充分でなく、高分子量側に分布の広いポリエステル樹脂Aを得ることができないので、トナーの耐オフセット性が低下するおそれがある。また、5モルを超えると、ポリエステル樹脂Aの軟化温度が高くなるので、トナーの低温定着性が低下するおそれがある。 The content of the aromatic polycarboxylic acid having a carboxy group having three or more basic acids in the polyester resin A is preferably 0.1 to 5 mol with respect to 100 mol of the aromatic dicarboxylic acid compound, and is preferably 0.5 to 0.5 mol. More preferably, it is 3 moles. If the content of the trivalent or higher valent aromatic polycarboxylic acid in the polyester resin A is less than 0.1 mol, the branched structure of the polyester resin A is not sufficient, and a polyester resin A having a broad distribution on the high molecular weight side is obtained. Therefore, the offset resistance of the toner may be reduced. On the other hand, when it exceeds 5 mol, the softening temperature of the polyester resin A becomes high, so that the low-temperature fixability of the toner may be lowered.
またポリエステル樹脂Aは、多価アルコールとして、3価以上のアルコール以外に、脂肪族ジオールおよびエーテル化ジフェノールの少なくとも1種をさらに用いることができる。 Polyester resin A can further use at least one of an aliphatic diol and an etherified diphenol as a polyhydric alcohol, in addition to trihydric or higher alcohols.
脂肪族ジオールとしては、たとえば、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,4−ブテンジオール、2−メチルー1,3−プロパンジオール、1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチルー2−メチルプロパンー1,3−ジオール、2−ブチルー2−エチルプロパンー1,3−ジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチルー1,5−ペンタンジオール、2−エチルー1,3−ヘキサンジオール、2,4−ジメチルー1,5−ペンタンジオール、2,2,4−トリメチルー1,3−ペンタンジオール、1,7−へプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、3−ヒドロキシー2,2−ジメチルプロピルー3−ヒドロキシー2,2−ジメチルプロパノエート、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール等が挙げられる。これらの脂肪族ジオールのうち、酸との反応性および樹脂のガラス転移温度の観点から、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、またはネオペンチルグリコールを用いることが好ましい。これら脂肪族ジオールは1種を単独で使用でき、または2種以上を併用してもよい。 Examples of the aliphatic diol include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, and 2,3- Butanediol, 1,4-butenediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 2-ethyl-2-methylpropane-1,3-diol, 2-butyl-2- Ethylpropane-1,3-diol, 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 2,4-dimethyl-1,5-pentanediol, 2, 2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-de Njioru, 3-hydroxy-2,2-dimethylpropyl over 3-hydroxy-2,2-dimethyl propanoate, diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, and the like. Of these aliphatic diols, ethylene glycol, 1,3-propanediol, or neopentyl glycol is preferably used from the viewpoint of reactivity with acids and the glass transition temperature of the resin. These aliphatic diols can be used alone or in combination of two or more.
ポリエステル樹脂A中の脂肪族ジオールの含有量は、芳香族ジカルボン酸化合物100モルに対し、5〜20モルであることが好ましい。 It is preferable that content of the aliphatic diol in the polyester resin A is 5-20 mol with respect to 100 mol of aromatic dicarboxylic acid compounds.
エーテル化ジフェノールは、ビスフェノールAとアルキレンオキサイドを付加反応させて得られるジオールである。アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイドやプロピレンオキサイドが挙げられ、ビスフェノールA1モルに対して、平均付加モル数が2〜16モルとなるよう付加されることが好ましい。 Etherified diphenol is a diol obtained by addition reaction of bisphenol A and alkylene oxide. Examples of the alkylene oxide include ethylene oxide and propylene oxide. The alkylene oxide is preferably added so that the average number of added moles is 2 to 16 moles with respect to 1 mole of bisphenol A.
ポリエステル樹脂A中のエーテル化ジフェノールの含有量は、芳香族ジカルボン酸化合物100モルに対し、5〜35モルであることが好ましい。 The content of etherified diphenol in the polyester resin A is preferably 5 to 35 mol with respect to 100 mol of the aromatic dicarboxylic acid compound.
ポリエステル樹脂Aの含有量は、トナー100重量部に対して20〜60重量部であることが好ましい。
ポリエステル樹脂Aの含有量が20重量部未満であると、トナーの粘度が高くなり、トナーの低温定着性が損なわれる。また、ポリエステル樹脂Aの含有量が60重量部を超えると、ロジンの含有量が高くなるため、トナーの機械的強度の低下や粉体流動性の低下が生じる。
The content of the polyester resin A is preferably 20 to 60 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner.
When the content of the polyester resin A is less than 20 parts by weight, the viscosity of the toner increases and the low-temperature fixability of the toner is impaired. On the other hand, when the content of the polyester resin A exceeds 60 parts by weight, the content of rosin is increased, so that the mechanical strength of the toner and the powder fluidity are decreased.
ポリエステル樹脂Bは、実質的にロジンを含まないポリエステル樹脂であり、トナーに高温オフセット耐性を付与するため、高分子量かつ高粘度を有することが好ましい。 The polyester resin B is a polyester resin substantially free of rosin and preferably has a high molecular weight and a high viscosity in order to impart high temperature offset resistance to the toner.
ポリエステル樹脂Bの酸成分としては、ポリエステル樹脂Aと同様の芳香族ジカルボン酸化合物を用いることができる。ポリエステル樹脂Aおよびポリエステル樹脂Bが含む芳香族ジカルボン酸化合物は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。またポリエステル樹脂Bは、出発物質の酸成分として、上記の芳香族ジカルボン酸化合物以外に、ポリエステル樹脂Aと同様の脂肪族ポリカルボン酸または3塩基酸以上のカルボキシ基を有する芳香族ポリカルボン酸をさらに用いることができる。これらの酸成分は、ポリエステル樹脂AおよびBで同一のものを用いてもよいし、異なるものを用いてもよい。 As an acid component of the polyester resin B, the same aromatic dicarboxylic acid compound as that of the polyester resin A can be used. The aromatic dicarboxylic acid compound contained in the polyester resin A and the polyester resin B may be the same or different. In addition to the above aromatic dicarboxylic acid compound, the polyester resin B contains an aliphatic polycarboxylic acid similar to the polyester resin A or an aromatic polycarboxylic acid having a carboxy group of three or more basic acids as an acid component of the starting material. Further, it can be used. These acid components may be the same or different in polyester resins A and B.
また、ポリエステル樹脂Bの酸成分として、飽和多塩基酸および不飽和多塩基酸等の多塩基酸、その酸無水物、およびこれらの低級アルキルエステルを用いることができる。 Further, as the acid component of the polyester resin B, polybasic acids such as saturated polybasic acids and unsaturated polybasic acids, acid anhydrides thereof, and lower alkyl esters thereof can be used.
飽和多塩基酸、飽和多塩基酸、および飽和多塩基酸の低級アルキルエステルとしては、例えばアジピン酸、セバシン酸、オルソフタル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、無水コハク酸、炭素数8〜18個のアルキルコハク酸、アルキル無水コハク酸、アルケニルコハク酸、アルケニル無水コハク酸等の二塩基酸類;トリメリット酸、無水トリメリット酸、シアヌール酸、ピロメリット酸、無水ピロメリット酸等が挙げられる。 Saturated polybasic acids, saturated polybasic acids, and lower alkyl esters of saturated polybasic acids include, for example, adipic acid, sebacic acid, orthophthalic acid, phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, succinic acid, succinic anhydride, carbon Dibasic acids such as alkyl succinic acid, alkyl succinic anhydride, alkenyl succinic acid, alkenyl succinic anhydride; trimellitic acid, trimellitic anhydride, cyanuric acid, pyromellitic acid, pyromellitic anhydride, etc. Is mentioned.
不飽和多塩基酸としては、例えばマレイン酸、無水マレイン酸、フマール酸等が挙げられる。 Examples of the unsaturated polybasic acid include maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid and the like.
飽和多塩基酸および不飽和多塩基酸は1種を単独で使用でき、または2種以上を併用してもよい。また、必要に応じ、安息香酸、p−tert−ブチル安息香酸等の一塩基酸を用いてもよい。 A saturated polybasic acid and an unsaturated polybasic acid can be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together. Moreover, you may use monobasic acids, such as benzoic acid and p-tert- butyl benzoic acid, as needed.
ポリエステル樹脂Bの多価アルコールとしては、ポリエステル樹脂Aと同様に、3価以上のアルコール、脂肪族ジオールおよびエーテル化ジフェノールを用いることができ、ポリエステル樹脂Aと同一のものを用いてもよいし、異なるものを用いてもよい。また、シクロヘキサンジメタノール等の脂環族ジオール類を用いてもよい。多価アルコールは単独で用いても良いし、2種以上を併用してもよい。さらに、必要に応じてステアリルアルコール等のモノアルコール類を、本発明の効果を損なわない範囲内で用いてもよい。 As the polyhydric alcohol of the polyester resin B, trivalent or higher alcohols, aliphatic diols and etherified diphenols can be used in the same manner as the polyester resin A, and the same one as the polyester resin A may be used. Different ones may be used. In addition, alicyclic diols such as cyclohexanedimethanol may be used. A polyhydric alcohol may be used independently and may use 2 or more types together. Furthermore, you may use monoalcohols, such as a stearyl alcohol, in the range which does not impair the effect of this invention as needed.
ポリエステル樹脂Bの粘度は、ポリエステル樹脂Aの軟化温度において103〜105Pa・sが好ましい。
ポリエステル樹脂Aの軟化温度におけるポリエステル樹脂Bの粘度が103Pa・s未満であると、トナーの耐ホットオフセット性が得られない。
また、ポリエステル樹脂Aの軟化温度におけるポリエステル樹脂Bの粘度Bが105Pa・sを超えると、混練時におけるポリエステル樹脂Aとポリエステル樹脂Bとの溶融粘度差が大きく、樹脂の混合性が悪くなり、トナー中のポリエステル樹脂Aおよびポリエステル樹脂Bの分散性が不均一となる。その結果トナー粒子においてポリエステル樹脂Aの比率が高い部分は破壊され易く、破壊によって粒子径の小さな微粉が発生する。このような微粉により、粒度分布および帯電分布が広くなり、画像かぶりなどの不具合が生じる。
The viscosity of the polyester resin B is preferably 10 3 to 10 5 Pa · s at the softening temperature of the polyester resin A.
When the viscosity of the polyester resin B at the softening temperature of the polyester resin A is less than 10 3 Pa · s, the hot offset resistance of the toner cannot be obtained.
In addition, when the viscosity B of the polyester resin B at the softening temperature of the polyester resin A exceeds 10 5 Pa · s, the difference in melt viscosity between the polyester resin A and the polyester resin B during kneading is large, and the resin mixing property becomes poor. Further, the dispersibility of the polyester resin A and the polyester resin B in the toner becomes non-uniform. As a result, in the toner particles, the portion where the ratio of the polyester resin A is high is easily destroyed, and fine particles having a small particle diameter are generated by the destruction. Such fine powder widens the particle size distribution and charge distribution, and causes problems such as image fogging.
ポリエステル樹脂Aおよびポリエステル樹脂Bのガラス転移温度は、特に制限されず広い範囲から適宜選択できるが、得られるトナーの保存性および低温定着性などを考慮すると、45〜80℃が好ましく、50〜65℃であることがより好ましい。ポリエステル樹脂Aおよびポリエステル樹脂Bのガラス転移温度が45℃未満であると、トナーの保存性が不充分になるため画像形成装置内部でトナーが熱凝集しやすくなり、現像不良が発生する。またホットオフセットが発生し始める温度(以後、「ホットオフセット開始温度」と記す)が低下する。 The glass transition temperatures of the polyester resin A and the polyester resin B are not particularly limited and can be appropriately selected from a wide range. However, considering the storage stability and low-temperature fixability of the obtained toner, 45 to 80 ° C. is preferable, and 50 to 65 is preferable. More preferably, it is ° C. When the glass transition temperatures of the polyester resin A and the polyester resin B are less than 45 ° C., the storage stability of the toner becomes insufficient, so that the toner is likely to thermally aggregate inside the image forming apparatus, resulting in development failure. In addition, the temperature at which hot offset begins to occur (hereinafter referred to as “hot offset start temperature”) decreases.
「ホットオフセット」とは、定着部材によりトナーを加熱および加圧して記録媒体に定着させる際に、加熱されたトナー粒子の凝集力が、トナーと定着部材との接着力を下回ることによってトナー層が分断され、トナーの一部が定着部材に付着して取去られる現象のことである。またポリエステル樹脂A、Bのガラス転移温度が80℃を超えると、トナーの低温定着性が低下し、定着不良が発生する。 “Hot offset” means that when a toner is heated and pressed by a fixing member and fixed on a recording medium, the cohesive force of the heated toner particles is less than the adhesive force between the toner and the fixing member, so that the toner layer This is a phenomenon in which the toner is divided and a part of the toner adheres to the fixing member and is removed. On the other hand, when the glass transition temperatures of the polyester resins A and B exceed 80 ° C., the low-temperature fixability of the toner is lowered and fixing failure occurs.
結着樹脂には、本発明の目的を達成することができる範囲で、ポリスチレン系重合体、スチレン−アクリル系樹脂等のポリスチレン系共重合体、上記ポリエステル樹脂以外のポリエステル樹脂等、従来トナー用結着樹脂として使用されている樹脂が上記ポリエステル樹脂とともに用いられてもよい。 As long as the object of the present invention can be achieved, the binder resin includes a polystyrene polymer, a polystyrene copolymer such as a styrene-acrylic resin, a polyester resin other than the polyester resin, and the like. A resin used as a landing resin may be used together with the polyester resin.
着色剤
本発明のトナーに含まれる着色剤としては、電子写真分野で常用される有機系染料、有機系顔料、無機系染料、無機系顔料などを使用してもよい。染料および顔料のうち、顔料を用いることが好ましい。顔料は染料に比べて耐光性および発色性に優れるので、耐光性および発色性に優れるトナーを得ることができる。
Colorant As the colorant contained in the toner of the present invention, organic dyes, organic pigments, inorganic dyes, inorganic pigments and the like commonly used in the electrophotographic field may be used. Of the dyes and pigments, it is preferable to use a pigment. Since the pigment is superior in light resistance and color developability compared to the dye, a toner excellent in light resistance and color developability can be obtained.
着色材はポリエステル樹脂中に均一に分散させるために、モノマー成分として不均化ロジンを60〜75重量%含むバインダー樹脂と、カーボンブラックを含む溶融混練法トナーにおいて、不均化ロジンと多価アルコールとの反応生成物が添加する方法を取った。カーボンブラックと樹脂中のロジン成分と親和性が高まり、バインダー樹脂中にカーボンブラックが均一に分散されやすくなると考えられる。 In order to uniformly disperse the colorant in the polyester resin, the disproportionated rosin and the polyhydric alcohol are used in a melt-kneading toner containing a binder resin containing 60 to 75% by weight of disproportionated rosin as a monomer component and carbon black. And the reaction product was added. It is considered that the affinity between the carbon black and the rosin component in the resin is increased, and the carbon black is easily dispersed uniformly in the binder resin.
混練機としても公知のものを使用でき、たとえば、ニーダ、二軸押出機、二本ロールミル、三本ロールミル、ラボブラストミルなどの一般的な混練機を使用できる。さらに具体的には、たとえば、TEM−100B(商品名、東芝機械株式会社製)、PCM−65/87、PCM−30(以上いずれも商品名、株式会社池貝製)などの1軸または2軸のエクストルーダ、ニーデックス(商品名、三井鉱山株式会社製)などのオープンロール方式の混練機が挙げられる。溶融混練は、複数の混練機を用いて行っても構わない。 As the kneading machine, a known kneading machine can be used. For example, a general kneading machine such as a kneader, a twin-screw extruder, a two-roll mill, a three-roll mill, or a lab blast mill can be used. More specifically, for example, TEM-100B (trade name, manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.), PCM-65 / 87, PCM-30 (all of which are trade names, manufactured by Ikegai Co., Ltd.), etc. Extruder, Needex (trade name, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.) and other open roll type kneaders. The melt kneading may be performed using a plurality of kneaders.
トナー中の着色剤濃度は、カーボンブラックなどの黒色の着色剤の場合、5〜12重量%が好ましく、6〜8重量%がより好ましい。
黒色以外の着色剤濃度は、3〜8重量%が好ましく、4〜6重量%がより好ましい。マスターバッチを用いる場合には、トナー中の着色剤濃度が上記範囲内になるように、マスターバッチの使用量を調整することが好ましい。着色剤濃度が上記範囲内であることにより、着色剤の添加によるフィラー効果を抑え、かつ、高い着色力を有するトナーを得ることができ、また、充分な画像濃度を有し、発色性が高く、画像品位に優れる良好な画像を形成することができる。
In the case of a black colorant such as carbon black, the concentration of the colorant in the toner is preferably 5 to 12% by weight, and more preferably 6 to 8% by weight.
The colorant concentration other than black is preferably 3 to 8% by weight, and more preferably 4 to 6% by weight. When using a masterbatch, it is preferable to adjust the amount of the masterbatch so that the colorant concentration in the toner falls within the above range. When the colorant concentration is within the above range, it is possible to obtain a toner that suppresses the filler effect due to the addition of the colorant and has high coloring power, and has a sufficient image density and high color developability. A good image with excellent image quality can be formed.
磁性粉
本発明のトナーに含まれる磁性粉としては、マグネタイト、γ−ヘマタイト、および各種フェライトなどが挙げられる。
Magnetic powder Examples of the magnetic powder contained in the toner of the present invention include magnetite, γ-hematite, and various ferrites.
離型剤
本発明のトナーに含まれる離型剤としては、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、ワックスなどが挙げられる。ワックスとしては、パラフィンワックス、カルナウバワックス(カルナバワックス)、およびライスワックスなどの天然ワックス、ポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックス、およびフィッシャートロプッシュワックスなどの合成ワックス、モンタンワックスなどの石炭系ワックスなどの石油系ワックス、アルコール系ワックス、ならびにエステル系ワックスなどが挙げられる。
Release Agent As the release agent contained in the toner of the present invention, those commonly used in this field can be used, and examples thereof include wax. As waxes, petroleum waxes such as paraffin wax, carnauba wax (carnauba wax), natural wax such as rice wax, synthetic wax such as polypropylene wax, polyethylene wax, and Fischer-Tropsch wax, and coal-based wax such as montan wax Examples thereof include waxes, alcohol waxes, and ester waxes.
本発明のトナーに含まれる離型剤は、1種を単独で使用してもよく、また2種以上を併用してもよい。離型剤の添加量は特に制限されず、結着樹脂、着色剤などの他の成分の種類および含有量、作製しようとするトナーに要求される特性などの各種条件に応じて広い範囲から適宜選択することができるが、好ましくは、結着樹脂100重量部に対して、3重量部〜10重量部である。離型剤の添加量が3重量部未満であると、低温定着性および耐ホットオフセット性が充分に向上しない。離型剤の添加量が10重量部を超えると、混練物中における離型剤の分散性が低下し、一定の性能を有するトナーを安定して得ることができない。またトナーが感光体などの像担持体の表面に皮膜(フィルム)状に融着するフィルミングと呼ばれる現象が発生する。 The release agent contained in the toner of the present invention may be used alone or in combination of two or more. The addition amount of the release agent is not particularly limited, and is appropriately selected from a wide range according to various conditions such as the type and content of other components such as a binder resin and a colorant and the characteristics required for the toner to be produced. Although it can be selected, it is preferably 3 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. When the addition amount of the release agent is less than 3 parts by weight, the low-temperature fixability and the hot offset resistance are not sufficiently improved. When the addition amount of the release agent exceeds 10 parts by weight, the dispersibility of the release agent in the kneaded product is lowered, and a toner having a certain performance cannot be obtained stably. In addition, a phenomenon called filming occurs in which the toner is fused in the form of a film (film) on the surface of an image carrier such as a photoreceptor.
離型剤の融点(Tm)は、50〜180℃であることが好ましい。
融点が50℃未満であると、現像装置内において離型剤が溶融し、トナー粒子同士が凝集したり、感光体表面へのフィルミングなどが発生する。
また、融点が180℃を超えると、トナーを記録媒体に定着する際に離型剤が充分に溶出することができず、耐ホットオフセット性が充分に向上しない。
The melting point (Tm) of the release agent is preferably 50 to 180 ° C.
When the melting point is less than 50 ° C., the release agent melts in the developing device, the toner particles aggregate, and filming on the surface of the photoreceptor occurs.
On the other hand, if the melting point exceeds 180 ° C., the release agent cannot be sufficiently eluted when the toner is fixed on the recording medium, and the hot offset resistance is not sufficiently improved.
電荷制御剤
本発明のトナーに含まれる電荷制御剤としては、この分野で常用される正電荷制御用および負電荷制御用の電荷制御剤を使用できる。
Charge Control Agent As the charge control agent contained in the toner of the present invention, a charge control agent for positive charge control and negative charge control commonly used in this field can be used.
正電荷制御用の電荷制御剤としては、たとえば、ニグロシン染料、塩基性染料、四級アンモニウム塩、四級ホスホニウム塩、アミノピリン、ピリミジン化合物、多核ポリアミノ化合物、アミノシラン、ニグロシン染料およびその誘導体、トリフェニルメタン誘導体、グアニジン塩、アミジン塩などが挙げられる。 Examples of charge control agents for positive charge control include nigrosine dyes, basic dyes, quaternary ammonium salts, quaternary phosphonium salts, aminopyrines, pyrimidine compounds, polynuclear polyamino compounds, aminosilanes, nigrosine dyes and derivatives thereof, triphenylmethane Derivatives, guanidine salts, amidine salts and the like can be mentioned.
負電荷制御用の帯電制御剤としては、クロムアゾ錯体染料、鉄アゾ錯体染料、コバルトアゾ錯体染料、サリチル酸ならびにサリチル酸誘導体のクロム錯体、亜鉛錯体、アルミニウム錯体およびホウ素錯体、サリチル酸塩化合物、ナフトール酸ならびにナフトール酸誘導体のクロム錯体、亜鉛錯体、アルミニウム錯体およびホウ素錯体、ナフトール酸塩化合物、ベンジル酸塩化合物、長鎖アルキルカルボン酸塩、長鎖アルキルスルホン酸塩などの界面活性剤を挙げることができる。 The charge control agents for controlling negative charges include chromium azo complex dyes, iron azo complex dyes, cobalt azo complex dyes, chromium complexes of salicylic acid and salicylic acid derivatives, zinc complexes, aluminum complexes and boron complexes, salicylate compounds, naphtholic acid and naphtholic acid. Surfactants such as chromium complexes, zinc complexes, aluminum complexes and boron complexes of derivatives, naphtholate compounds, benzylate compounds, long chain alkylcarboxylates, and long chain alkylsulfonates can be mentioned.
電荷制御剤の添加量は、結着樹脂100重量部に対して、0.01〜5重量部が好ましい。 The addition amount of the charge control agent is preferably 0.01 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
混合工程S1で用いられる混合機としては、公知のものを使用でき、たとえば、ヘンシェルミキサ(商品名、三井鉱山株式会社製)、スーパーミキサ(商品名、株式会社カワタ製)、メカノミル(商品名、岡田精工株式会社製)などのヘンシェルタイプの混合装置や、オングミル(商品名、ホソカワミクロン株式会社製)、ハイブリダイゼーションシステム(商品名、株式会社奈良機械製作所製)、コスモシステム(商品名、川崎重工業株式会社製)などが挙げられる。 A known mixer can be used in the mixing step S1, for example, a Henschel mixer (trade name, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.), a super mixer (trade name, manufactured by Kawata Co., Ltd.), a mechano mill (trade name, Henschel type mixing devices such as Okada Seiko Co., Ltd., Ongmill (trade name, manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.), Hybridization system (trade name, manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), Cosmo System (trade name, Kawasaki Heavy Industries Ltd.) Company-made).
(2)溶融混練工程S2
溶融混練工程S2では、前記混合工程で作製された混合物を、混練機によって溶融混練して、結着樹脂中に着色剤を必要に応じて添加された添加剤が分散した溶融混練物を作製する。
(2) Melt-kneading step S2
In the melt-kneading step S2, the mixture produced in the mixing step is melt-kneaded by a kneader to produce a melt-kneaded product in which an additive having a colorant added as necessary is dispersed in a binder resin. .
溶融混練工程で用いられる混練機としては、公知のものを使用でき、マスターバッチの作製で用いられる上記の混練機と同様のものを使用できる。複数の混練機を用いて溶融混練を行ってもよい。 As a kneader used in the melt-kneading step, a known one can be used, and the same one as the above-mentioned kneader used for preparing a masterbatch can be used. Melt kneading may be performed using a plurality of kneaders.
溶融混練の温度は、使用する混練機によるが、80〜200℃であることが好ましい。このような範囲の温度下で溶融混練を行うことで、結着樹脂中に、着色剤を必要に応じて添加された添加剤を均一に分散させることができる。 The temperature of the melt kneading depends on the kneader used, but is preferably 80 to 200 ° C. By performing melt-kneading at a temperature in such a range, an additive to which a colorant is added as necessary can be uniformly dispersed in the binder resin.
(3)冷却粉砕工程S3
冷却粉砕工程S3では、前記溶融混練工程で得られた溶融混練物を冷却固化し、粉砕して、粉砕物を得る。
(3) Cooling and grinding step S3
In the cooling and pulverizing step S3, the melt-kneaded product obtained in the melt-kneading step is cooled and solidified and pulverized to obtain a pulverized product.
冷却固化された溶融混練物は、ハンマーミルまたはカッティングミルなどによって、体積平均粒径100μm〜5mm程度の粗粉砕物に粗粉砕され、得られた粗粉砕物は、たとえば、体積平均粒径15μm以下にまで、さらに微粉砕される。粗粉砕物の微粉砕には、たとえば、超音速ジェット気流を利用するジェット式粉砕機、高速で回転する回転子(ロータ)と固定子(ライナ)との間に形成される空間に粗粉砕物を導入して粉砕する衝撃式粉砕機などを用いることができる。 The cooled and solidified melt-kneaded product is coarsely pulverized into a coarsely pulverized product having a volume average particle size of about 100 μm to 5 mm by a hammer mill or a cutting mill, and the obtained coarsely pulverized product has, for example, a volume average particle size of 15 μm or less. Until further pulverization. For finely pulverizing the coarsely pulverized product, for example, a jet pulverizer using a supersonic jet stream, or a coarsely pulverized product in a space formed between a rotor (rotor) rotating at high speed and a stator (liner) An impact type pulverizer that introduces and pulverizes can be used.
(4)分級工程S4
分級工程S4では、前記冷却粉砕工程S3で得られた粉砕物を分級機によって分級し、過粉砕トナー粒子および粗大トナー粒子を除去し、未外添トナーを得る。過粉砕トナー粒子および粗大トナー粒子は、回収して他のトナーの製造に再利用することができる。
(4) Classification process S4
In the classification step S4, the pulverized product obtained in the cooling and pulverization step S3 is classified by a classifier to remove excessively pulverized toner particles and coarse toner particles, thereby obtaining an unexternally added toner. The excessively pulverized toner particles and coarse toner particles can be collected and reused for the production of other toners.
分級には、遠心力および風力による分級により過粉砕トナー粒子を除去できる公知の分級機を使用でき、たとえば、旋回式風力分級機(ロータリー式風力分級機)などを使用することができる。 For the classification, a known classifier capable of removing excessively pulverized toner particles by classification using centrifugal force and wind force can be used. For example, a swirl type wind classifier (rotary wind classifier) or the like can be used.
分級後に得られる未外添トナーの体積平均粒径は、3〜15μmであることが好ましい。高画質画像を得るためには、未外添トナーの体積平均粒径が3〜9μmであることが好ましく、5〜8μmであることがより好ましい。
未外添トナーの体積平均粒径が3μm未満であると、トナーの粒径が小さいため、高帯電化および低流動化が起こる。トナーの高帯電化および低流動化によって、トナーが感光体に安定して供給されず、地肌かぶりおよび画像濃度の低下などが発生する。未外添トナーの体積平均粒径が15μmを超えると、トナーの粒径が大きいため、高精細な画像を得られない。また、粒径が大きくなることでトナーの比表面積が減少し、トナーの帯電量が小さくなる。その結果、トナーが感光体に安定して供給されず、トナー飛散による機内汚染が発生する。
The volume average particle diameter of the non-externally added toner obtained after classification is preferably 3 to 15 μm. In order to obtain a high-quality image, the volume average particle diameter of the non-externally added toner is preferably 3 to 9 μm, and more preferably 5 to 8 μm.
When the volume average particle size of the non-externally added toner is less than 3 μm, the toner has a small particle size, so that high charging and low fluidization occur. Due to the high charging and low fluidization of the toner, the toner is not stably supplied to the photoreceptor, and background fogging and a decrease in image density occur. When the volume average particle size of the non-externally added toner exceeds 15 μm, the particle size of the toner is large and a high-definition image cannot be obtained. In addition, as the particle size increases, the specific surface area of the toner decreases and the charge amount of the toner decreases. As a result, the toner is not stably supplied to the photoreceptor, and internal contamination due to toner scattering occurs.
(5)外添工程S5
外添工程S5では、前記分級工程S4で得られた未外添トナーと外添剤とを混合してトナーを得る。外添剤の添加によって、トナーの流動性および感光体表面における残留トナーのクリーニング性が向上し、感光体へのフィルミングが防止できる。外添剤が外添されていない未外添トナーを、トナーとして用いることもできる。
(5) External addition process S5
In the external addition step S5, the toner is obtained by mixing the non-external addition toner obtained in the classification step S4 and the external additive. By adding the external additive, the fluidity of the toner and the cleaning property of the residual toner on the surface of the photoreceptor are improved, and filming on the photoreceptor can be prevented. Non-externally added toner to which no external additive is added can also be used as the toner.
外添剤としては、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、および酸化亜鉛などの無機酸化物、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、およびスチレンなどの化合物、またはこれら化合物の共重合体樹脂微粒子、フッ素樹脂微粒子、シリコーン樹脂微粒子、およびステアリン酸などの高級脂肪酸、またはこれらの高級脂肪酸の金属塩、カーボンブラック、フッ化黒鉛、炭化珪素、窒化ホウ素などが挙げられる。 External additives include inorganic oxides such as silica, alumina, titania, zirconia, tin oxide, and zinc oxide, compounds such as acrylates, methacrylates, and styrene, or copolymer resins of these compounds Examples thereof include fine particles, fluororesin fine particles, silicone resin fine particles, and higher fatty acids such as stearic acid, or metal salts of these higher fatty acids, carbon black, graphite fluoride, silicon carbide, boron nitride, and the like.
外添剤は、シリコーン樹脂、シランカップリング剤などによって表面処理されていることが好ましい。また、外添剤の添加量は、結着樹脂100重量部に対して、0.5〜5重量部であることが好ましい。 The external additive is preferably surface-treated with a silicone resin, a silane coupling agent or the like. Moreover, it is preferable that the addition amount of an external additive is 0.5-5 weight part with respect to 100 weight part of binder resin.
外添剤の1次粒子の個数平均粒径は、10〜500nmであることが好ましい。
外添剤の1次粒子の個数平均粒径がこのような範囲であることによって、トナーの流動性がより向上する。
The number average particle diameter of primary particles of the external additive is preferably 10 to 500 nm.
When the number average particle diameter of the primary particles of the external additive is within such a range, the fluidity of the toner is further improved.
外添剤のBET比表面積は、20〜200m2/gであることが好ましい。
外添剤のBET比表面積がこのような範囲であることによって、トナーに適度な流動性および帯電性が付与できる。
The BET specific surface area of the external additive is preferably 20 to 200 m 2 / g.
When the BET specific surface area of the external additive is in such a range, appropriate fluidity and chargeability can be imparted to the toner.
2.トナー
本発明のトナーは、上記の実施形態であるトナーの製造方法で製造される。上記のトナーの製造方法によって得られるトナーは、機械的強度が充分で、耐ホットオフセット性および帯電安定性に優れる。
2. Toner The toner of the present invention is manufactured by the toner manufacturing method according to the above embodiment. The toner obtained by the above toner production method has sufficient mechanical strength and is excellent in hot offset resistance and charging stability.
3.現像剤
本発明に係るトナーは、トナーのみからなる1成分現像剤として用いることができ、また、キャリアと混合して2成分現像剤として用いることもできる。
3. Developer The toner according to the present invention can be used as a one-component developer composed only of toner, or can be mixed with a carrier and used as a two-component developer.
キャリアとしては、公知のものを使用でき、たとえば、鉄、銅、亜鉛、ニッケル、コバルト、マンガン、クロムなどからなる単独または複合フェライトおよびキャリアコア粒子を被覆物質で表面被覆した樹脂被覆キャリア、または樹脂に磁性を有する粒子を分散させた樹脂分散型キャリアなどが挙げられる。 As the carrier, a known carrier can be used. For example, a resin-coated carrier or a resin in which iron or copper, zinc, nickel, cobalt, manganese, chromium or the like alone or a composite ferrite and carrier core particles are coated with a coating material. And a resin-dispersed carrier in which magnetic particles are dispersed.
被覆物質としては公知のものを使用でき、たとえば、ポリテトラフルオロエチレン、モノクロロトリフルオロエチレン重合体、ポリフッ化ビニリデン、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ジターシャーリーブチルサリチル酸の金属化合物、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ニグロシン、アミノアクリレート樹脂、塩基性染料、塩基性染料のレーキ物、シリカ微粉末、アルミナ微粉末などが挙げられる。 Known coating materials can be used, such as polytetrafluoroethylene, monochlorotrifluoroethylene polymer, polyvinylidene fluoride, silicone resin, polyester resin, metal compound of ditertiary butylsalicylic acid, styrene resin, acrylic resin , Polyamide, polyvinyl butyral, nigrosine, amino acrylate resin, basic dye, basic dye lake, silica fine powder, alumina fine powder, and the like.
また樹脂分散型キャリアに用いられる樹脂としては特に制限されないが、たとえば、スチレンアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、およびフェノール樹脂などが挙げられる。いずれも、トナー成分に応じて選択するのが好ましく、1種を単独で使用でき、または2種以上を併用できる。 The resin used for the resin-dispersed carrier is not particularly limited, and examples thereof include styrene acrylic resin, polyester resin, fluorine resin, and phenol resin. Either of them is preferably selected according to the toner component, and one kind can be used alone, or two or more kinds can be used in combination.
キャリアの形状は、球形または扁平形状が好ましい。またキャリアの粒子径は特に制限されないが、高画質化を考慮すると、好ましくは10〜100μm、さらに好ましくは20〜50μmである。
キャリアの粒子径が100μm以下であることにより、トナーとキャリアの接触機会が増え、個々のトナー粒子を適正に帯電制御でき、非画像部カブリが発生せず、かつ高画質な画像を形成することができる。
The shape of the carrier is preferably a spherical shape or a flat shape. The particle diameter of the carrier is not particularly limited, but is preferably 10 to 100 μm, and more preferably 20 to 50 μm, in consideration of high image quality.
When the carrier particle size is 100 μm or less, the chance of contact between the toner and the carrier is increased, each toner particle can be appropriately charged, non-image area fog is not generated, and a high-quality image is formed. Can do.
さらにキャリアの体積抵抗率は、好ましくは108Ω・cm以上、より好ましくは1012Ω・cm以上である。
キャリアの体積抵抗率は、キャリア粒子を断面積0.50cm2の容器に入れてタッピングした後、容器内に詰められた粒子に1kg/cm2の荷重を掛け、荷重と底面電極との間に1000V/cmの電界が生ずる電圧を印加したときの電流値から得られる値である。抵抗率が低いと、現像スリーブにバイアス電圧を印加した場合にキャリアが帯電し、感光体にキャリア粒子が付着し易くなる。またバイアス電圧のブレークダウンが起こり易くなる。
Furthermore, the volume resistivity of the carrier is preferably 10 8 Ω · cm or more, more preferably 10 12 Ω · cm or more.
The volume resistivity of the carrier is determined by putting carrier particles in a container having a cross-sectional area of 0.50 cm 2 and tapping, then applying a load of 1 kg / cm 2 to the particles packed in the container and placing the load between the load and the bottom electrode. It is a value obtained from a current value when a voltage generating an electric field of 1000 V / cm is applied. When the resistivity is low, the carrier is charged when a bias voltage is applied to the developing sleeve, and the carrier particles easily adhere to the photoreceptor. Further, breakdown of the bias voltage is likely to occur.
キャリアの磁化強さ(最大磁化)は、好ましくは10〜60emu/g、より好ましくは15〜40emu/gである。
一般的な現像ローラの磁束密度条件下では、10emu/g未満であると磁気的な束縛力が働かず、キャリア飛散の原因となる。
また磁化強さが60emu/gを超えると、非接触現像ではキャリアの穂立ちが高くなり過ぎ、像担持体とトナーの非接触状態を保つことが困難になる。また接触現像ではトナー像に掃き目が現れやすくなる。
The magnetization strength (maximum magnetization) of the carrier is preferably 10 to 60 emu / g, more preferably 15 to 40 emu / g.
Under a general developing roller magnetic flux density condition, if it is less than 10 emu / g, the magnetic binding force does not work, which causes carrier scattering.
On the other hand, if the magnetization strength exceeds 60 emu / g, the carrier spikes become too high in the non-contact development, and it becomes difficult to maintain the non-contact state between the image carrier and the toner. Further, in the contact development, a sweep is likely to appear in the toner image.
2成分現像剤におけるトナーとキャリアとの使用割合は特に制限されず、トナーおよびキャリアの種類に応じて適宜選択できる。また、トナーによるキャリアの被覆率は、40〜80%であることが好ましい。 The use ratio of the toner and the carrier in the two-component developer is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the kind of the toner and the carrier. Further, the coverage of the carrier with the toner is preferably 40 to 80%.
実施例1
[ポリエステル樹脂Aの作製]
撹拌装置、加熱装置、温度計、冷却管、分留装置、および窒素導入管を備えた反応容器中に、酸成分として、テレフタル酸305g、イソフタル酸55g、無水トリメリット酸30gおよび不均化ロジン((商品名ロンヂスR、荒川化学工業社製:酸価157.2mgKOH/g)1400g、アルコール成分として、グリセリン300g、および1,3−プロパンジオール150g、反応触媒としてテトラーn−ブチルチタネート1.79g(酸成分およびアルコール成分の総量100重量部に対し、0.080重量部相当)を投入した。これらの原料を、窒素雰囲気下で撹拌し、生成する水を留去しながら、250℃で10時間重縮合反応させ、フローテスターにより所定の軟化温度に達したことを確認して、反応を終了し、ポリエステル樹脂A(ガラス転移温度60℃、軟化温度112℃、重量平均分子量2800、Mw/Mn=2.3、酸価24mgKOH/g)2000gを得た。
Example 1
[Preparation of polyester resin A]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a heating device, a thermometer, a condenser, a fractionator, and a nitrogen introduction tube, 305 g of terephthalic acid, 55 g of isophthalic acid, 30 g of trimellitic anhydride and disproportionated rosin as acid components (Product name Longis R, manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd .: acid value 157.2 mg KOH / g) 1400 g, 300 g of glycerin and 150 g of 1,3-propanediol as alcohol components, 1.79 g of tetra-n-butyl titanate as a reaction catalyst (Equivalent to 0.080 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the acid component and the alcohol component) The raw materials were stirred under a nitrogen atmosphere, and the water produced was distilled off at 250 ° C. while distilling off the generated water. After the polycondensation reaction for a period of time, confirming that the predetermined softening temperature has been reached with a flow tester, the reaction is terminated, and the polyester resin 2000 g of A (glass transition temperature 60 ° C., softening temperature 112 ° C., weight average molecular weight 2800, Mw / Mn = 2.3, acid value 24 mgKOH / g) was obtained.
[ポリエステル樹脂Bの作製]
撹拌装置、加熱装置、温度計、冷却管、分留装置、および窒素導入管の付いた反応容器中に、酸成分として、テレフタル酸350g、イソフタル酸400g、および無水トリメリット酸50g、アルコール成分として、グリセリン125g、ビスフェノールAのPO2モル付加物((商品名ニューポールBP−2P、三洋化成工業社製)350g、およびビスフェノールAのPO3モル付加物(商品名ニューポールBP−3P、三洋化成工業社製)450g、反応触媒として、テトラーn−ブチルチタネート1.38gを投入した。これらの原料を、窒素雰囲気下で撹拌し、生成する水を留去しながら、220℃で10時間重縮合反応させ、次いで、5〜20mmHgの減圧下で反応させ、フローテスターにより所定の軟化温度に達したことを確認して、反応を終了し、ポリエステル樹脂B(ガラス転移温度61℃、軟化温度147℃、重量平均分子量29500、Mw/Mn=10.8、酸価22mmHg、THF不溶分40%)1500gを得た。
[Preparation of polyester resin B]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a heating device, a thermometer, a cooling tube, a fractionation device, and a nitrogen introduction tube, 350 g of terephthalic acid, 400 g of isophthalic acid, and 50 g of trimellitic anhydride as an alcohol component as an alcohol component , 125 g of glycerin, PO2 molar adduct of bisphenol A (trade name Newpol BP-2P, Sanyo Chemical Industries) 350 g, and PO3 molar adduct of bisphenol A (trade name Newpol BP-3P, Sanyo Chemical Industries) 450 g, and 1.38 g of tetra-n-butyl titanate were added as a reaction catalyst These materials were agitated in a nitrogen atmosphere and subjected to a polycondensation reaction at 220 ° C. for 10 hours while distilling off the generated water. Next, the reaction was carried out under a reduced pressure of 5 to 20 mmHg, and a predetermined softening temperature was reached by a flow tester. Then, the reaction was completed to obtain 1500 g of polyester resin B (glass transition temperature 61 ° C., softening temperature 147 ° C., weight average molecular weight 29500, Mw / Mn = 10.8, acid value 22 mmHg, THF insoluble content 40%). It was.
[反応生成物Cの作製]
撹拌装置、加熱装置、温度計、冷却管、分留装置、および窒素導入管を備えた反応容器中に、酸成分として、テレフタル酸305g、イソフタル酸55g、無水トリメリット酸30gおよび不均化ロジン((商品名ロンヂスR、荒川化学工業社製:酸価157.2mgKOH/g)1400g、アルコール成分として、グリセリン400g、および1,3−プロパンジオール200g、反応触媒としてテトラーn−ブチルチタネート1.79g(酸成分およびアルコール成分の総量100重量部に対し、0.080重量部相当)を投入した。これらの原料を、窒素雰囲気下で撹拌し、生成する水を留去しながら、250℃で6時間重縮合反応させ、フローテスターにより所定の軟化温度に達したことを確認して、反応を終了し、ポリエステル樹脂C(ガラス転移温度55℃、軟化温度111℃、重量平均分子量2520、Mw/Mn=1.9、酸価11mgKOH/g)2050gを得た。
[Preparation of reaction product C]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a heating device, a thermometer, a condenser, a fractionator, and a nitrogen introduction tube, 305 g of terephthalic acid, 55 g of isophthalic acid, 30 g of trimellitic anhydride and disproportionated rosin as acid components (Product name Longis R, manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd .: acid value 157.2 mg KOH / g) 1400 g, 400 g of glycerol and 200 g of 1,3-propanediol as alcohol components, 1.79 g of tetra-n-butyl titanate as a reaction catalyst (Corresponding to 0.080 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the acid component and the alcohol component) These raw materials were stirred under a nitrogen atmosphere and distilled off at 250 ° C. while distilling off the generated water. After the polycondensation reaction for a time, it was confirmed that the predetermined softening temperature was reached by a flow tester, the reaction was terminated, and polyester resin C 2050 g (glass transition temperature 55 ° C., softening temperature 111 ° C., weight average molecular weight 2520, Mw / Mn = 1.9, acid value 11 mgKOH / g) was obtained.
<混合工程S1>
ポリエステル樹脂A1と、ポリエステル樹脂Bと、カーボンブラック(商品名:MA−77、三菱化学社製)と、反応生成物Cと、電荷制御剤(商品名:LR−147、日本カーリット株式会社製)と、シランカップリング剤(商品名:Z−6040、東レダウコーニング株式会社製)と離型剤(ポリエチレンワックス、商品名:Licowax PE−130 Powder、クラリアント社製、融点:127℃)を、以下:
ポリエステル樹脂A: 35.4部
ポリエステル樹脂B; 53.2部
カーボンブラック: 7.1部
反応生成物C: 2.0部
電荷制御剤: 1.4部
離型剤: 0.9部
の割合でヘンシェルミキサ(商品名:FM20C、三井鉱山株式会社製)を用いて10分間混合し、混合物4900gを作成した。
<Mixing step S1>
Polyester resin A1, polyester resin B, carbon black (trade name: MA-77, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), reaction product C, and charge control agent (trade name: LR-147, manufactured by Nippon Carlit Co., Ltd.) And a silane coupling agent (trade name: Z-6040, manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) and a release agent (polyethylene wax, trade name: Licowax PE-130 Powder, manufactured by Clariant, melting point: 127 ° C.) :
Polyester resin A: 35.4 parts Polyester resin B; 53.2 parts Carbon black: 7.1 parts Reaction product C: 2.0 parts Charge control agent: 1.4 parts Release agent: 0.9 parts Were mixed for 10 minutes using a Henschel mixer (trade name: FM20C, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.) to prepare 4900 g of a mixture.
<溶融混練工程S2>
前記混合工程S1で得た混合物4900gを、混練機(商品名:ニ軸混練機PCM−60、株式会社池貝製)にて、シリンダ設定温度80℃〜120℃(最高温度120℃)、回転数250rpm、供給量5kg/hで溶融混練し、溶融混練物4000gを得た。
<Melt-kneading step S2>
4900 g of the mixture obtained in the mixing step S1 was mixed with a kneader (trade name: biaxial kneader PCM-60, manufactured by Ikegai Co., Ltd.) at a cylinder set temperature of 80 ° C. to 120 ° C. (maximum temperature 120 ° C.), and the number of revolutions. The mixture was melt-kneaded at 250 rpm and a supply rate of 5 kg / h to obtain 4000 g of a melt-kneaded product.
<冷却粉砕工程S3>
前記溶融混練工程S2で得た溶融混練物4000gを、室温まで冷却して固化した後、カッターミル(商品名:VM−16、オリエント株式会社製)で粗粉砕した。次いで、得られた粗粉砕物を、カウンタージェットミル(商品名:AFG、ホソカワミクロン株式会社製)で微粉砕した。
<Cooling and grinding step S3>
After 4000 g of the melt-kneaded product obtained in the melt-kneading step S2 was cooled to room temperature and solidified, it was coarsely pulverized with a cutter mill (trade name: VM-16, manufactured by Orient Corporation). Subsequently, the obtained coarsely pulverized product was finely pulverized by a counter jet mill (trade name: AFG, manufactured by Hosokawa Micron Corporation).
<分級工程S4>
前記冷却粉砕工程S3で得た粉砕物3500gを、ロータリー式分級機(商品名:TSPセパレータ、ホソカワミクロン株式会社製)で分級して、未外添トナー3000gを得た。
<Classification step S4>
3500 g of the pulverized product obtained in the cooling and pulverizing step S3 was classified with a rotary classifier (trade name: TSP separator, manufactured by Hosokawa Micron Corporation) to obtain 3000 g of non-externally added toner.
<外添工程S5>
前記分級工程S4で得た未外添トナー100重量部(500g)に対して、シランカップリング剤とジメチルシリコーンオイルとで表面処理された疎水性シリカ微粉子A(商品名R974、日本アエロジル社製)(BET比表面積170m2/g)および酸化チタン(商品名T805、日本アエロジル社製)(BET比表面積50m2/g)0.5重量部(2.5g)を添加し、ヘンシェルミキサ(商品名:FMミキサ、三井鉱山株式会社製)で混合し、実施例1のトナー(体積平均粒径6.7μm、CV値25%)2000gを得た。
<External addition process S5>
Hydrophobic silica fine powder A (trade name R974, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) surface-treated with a silane coupling agent and dimethyl silicone oil with respect to 100 parts by weight (500 g) of the non-externally added toner obtained in the classification step S4. ) (BET specific surface area 170m 2 / g) and titanium oxide (trade name T805, manufactured by Nippon Aerosil Co.) (BET specific surface area 50m 2 /g)0.5 parts (2.5 g) was added, Henschel mixer (trade Name: FM mixer, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd., to obtain 2000 g of the toner of Example 1 (volume average particle size 6.7 μm, CV value 25%).
実施例2
多価アルコールとポリマーの反応生成物の添加部数を0.05部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2のトナー(体積平均粒径6.7μm、CV値25%)2000gを得た。
Example 2
The toner of Example 2 (volume average particle diameter of 6.7 μm, CV value of 25%) is the same as Example 1 except that the number of additions of the reaction product of polyhydric alcohol and polymer is changed to 0.05 parts. ) 2000 g was obtained.
実施例3
多価アルコールとポリマーの反応生成物の添加部数を8.0部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例3のトナー(体積平均粒径6.7μm、CV値25%)2000gを得た。
Example 3
The toner of Example 3 (volume average particle diameter of 6.7 μm, CV value of 25%) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the addition part of the reaction product of polyhydric alcohol and polymer was changed to 8.0 parts. ) 2000 g was obtained.
比較例1
モノマー成分として不均化ロジンを10重量%に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、比較例1のトナー(体積平均粒径6.7μm、CV値25%)2000gを得た。
Comparative Example 1
Except that the disproportionated rosin was changed to 10% by weight as the monomer component, 2000 g of the toner of Comparative Example 1 (volume average particle diameter 6.7 μm, CV value 25%) was obtained in the same manner as in Example 1.
比較例2
モノマー成分として不均化ロジンを10重量%に変更したこと以外は、実施例2と同様にして、比較例2のトナー(体積平均粒径6.7μm、CV値25%)(2000g)を得た。
Comparative Example 2
The toner of Comparative Example 2 (volume average particle size 6.7 μm, CV value 25%) (2000 g) was obtained in the same manner as in Example 2 except that the disproportionated rosin was changed to 10% by weight as the monomer component. It was.
比較例3
モノマー成分として不均化ロジンを10重量%に変更したこと以外は、実施例3と同様にして、比較例3のトナー(体積平均粒径6.7μm、CV値25%)2000gを得た。
Comparative Example 3
Except that the disproportionated rosin was changed to 10% by weight as the monomer component, 2000 g of the toner of Comparative Example 3 (volume average particle size 6.7 μm, CV value 25%) was obtained in the same manner as Example 3.
[かぶり濃度]
白度計(商品名:Z−Σ90 COLOR MEASURING SYSTEM、日本電色工業社製)を用いて、非画像部(0%濃度)の白色度を測定し、予め測定しておいた印字前の白色度との差を求め、その差をかぶり濃度とし、下記の基準で評価した。
[Fog density]
Using a whiteness meter (trade name: Z-Σ90 COLOR MEASURING SYSTEM, manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.), the whiteness of the non-image area (0% density) is measured and measured in advance. The difference from the degree was determined, and the difference was defined as the fog density, and the evaluation was performed according to the following criteria.
かぶり濃度の評価基準は次のとおりである。
「G」:good(良好):かぶり濃度が0.5未満である。肉眼でかぶりをほとんど確認できない。
「NB」:not bad(悪くない):実使用上問題なし。かぶり濃度が0.5〜1.0未満である。肉眼でかぶりを少し確認できる。
「B」:bad(不良):かぶり濃度が1.0以上である。肉眼でかぶりを明確に確認できる。
The evaluation standards for fog density are as follows.
“G”: good: The fog density is less than 0.5. There is almost no fogging with the naked eye.
“NB”: not bad (not bad): no problem in actual use. The fog density is 0.5 to less than 1.0. A little bit can be seen with the naked eye.
“B”: bad (bad): The fog density is 1.0 or more. The fog can be clearly confirmed with the naked eye.
帯電量比、画像濃度およびかぶり濃度の評価結果を用いて、以下の基準で帯電安定性を評価した。
「G」:good(良好):帯電量比、画像濃度およびかぶり濃度の評価結果が○である。
「NB」:not bad(悪くない):帯電量比、画像濃度およびかぶり濃度の評価結果のうち、少なくとも1つが△であり、×がない。
「B」:bad(不良):帯電量比、画像濃度およびかぶり濃度の評価結果のうち、少なくとも1つが×である
Using the evaluation results of the charge amount ratio, image density, and fog density, charging stability was evaluated according to the following criteria.
“G”: good (good): evaluation results of charge amount ratio, image density, and fog density are “good”.
“NB”: not bad (not bad): Among the evaluation results of the charge amount ratio, the image density, and the fog density, at least one is Δ and there is no x.
“B”: bad (bad): At least one of the evaluation results of the charge amount ratio, the image density, and the fog density is “x”.
[保存性]
保存性は、メッシュアップ率を用いて評価した。トナー100gをポリエチレン製の容器に入れて密封し、50℃の恒温槽にて48時間放置した。200メッシュ網を搭載した振動式ふるい機にて、放置した後のトナーを60Hzで1分間振動させ、メッシュ網上に残留するトナーの重量を測定した。メッシュ網上に残留するトナーの割合をメッシュアップ率とし、下記式(1):
メッシュアップ率(%)
={メッシュ網上に残留するトナーの重量(g)/100(g)}×100 (1)
に基づいて、メッシュアップ率を算出した。メッシュアップ率が低いほど、高温環境下でのトナーの保存性が良好であることを示す。
[Preservation]
Preservability was evaluated using the mesh-up rate. 100 g of toner was put in a polyethylene container and sealed, and left in a constant temperature bath at 50 ° C. for 48 hours. The left-to-stand toner was vibrated at 60 Hz for 1 minute using a vibration sieve equipped with a 200-mesh screen, and the weight of the toner remaining on the mesh screen was measured. The ratio of the toner remaining on the mesh screen is defined as a mesh-up rate, and the following formula (1):
Mesh up rate (%)
= {Weight of toner remaining on mesh screen (g) / 100 (g)} × 100 (1)
Based on the above, the mesh-up rate was calculated. The lower the mesh-up rate, the better the storage stability of the toner in a high temperature environment.
[トナー飛散]
トナー飛散は、実機におけるエージングにて評価を行った。
飛散の評価は以下の基準で行った。
「G」:good(良好):肉眼でかぶりをほとんど確認できない。
「NB」:not bad(悪くない):実使用上問題なし。肉眼で少し確認できる。
「B」:bad(不良):肉眼で明確に確認できる。
[Toner scattering]
Toner scattering was evaluated by aging in an actual machine.
The scattering was evaluated according to the following criteria.
"G": good (good): The fog is hardly confirmed with the naked eye.
“NB”: not bad (not bad): no problem in actual use. A little can be confirmed with the naked eye.
“B”: bad (defective): Visible to the naked eye.
「G」:good(良好):全評価項目が「G」である。
「B」:bad(不良):全評価項目に1つでも「B」がある。
「NB」:No bad:上記以外
“G”: good: all evaluation items are “G”.
“B”: bad (bad): There is at least one “B” in all evaluation items.
“NB”: No bad: Other than the above
実施例1は、グリセリンの添加量が適度なので、カブリ濃度及び保存性の良好な結果が得られた。しかしながら、実施例3では、水和性の高いグリセリン濃度が高くなったため、保存性が悪化したと考えられる。 In Example 1, since the amount of glycerin added was moderate, results with good fog density and storage stability were obtained. However, in Example 3, the glycerin concentration with high hydration property was increased, so that the storage stability was considered to be deteriorated.
これらの結果から、モノマー成分として不均化ロジンを65〜70重量%含むバインダー樹脂と、カーボンブラックを含む溶融混練法トナーにおいて、不均化ロジンと多価アルコールとの反応生成物が添加すると、カーボンブラックと樹脂中のロジン成分と親和性が高まり、バインダー樹脂中にカーボンブラックが均一に分散されやすくなると考えられる。その結果、トナーの帯電量が安定し、カブリの発生を防止できたと推定される。 From these results, when a reaction product of a disproportionated rosin and a polyhydric alcohol is added in a melt-kneaded toner containing 65 to 70 wt% of a disproportionated rosin as a monomer component and carbon black, It is considered that the affinity between the carbon black and the rosin component in the resin is increased, and the carbon black is easily dispersed uniformly in the binder resin. As a result, it is presumed that the charge amount of the toner was stabilized and fogging could be prevented.
これらの結果から、モノマー成分として不均化ロジンを65〜70重量%含むバインダー樹脂と、カーボンブラックを含む溶融混練法トナーにおいて、不均化ロジンと多価アルコールとの反応生成物が添加すると、カーボンブラックと樹脂中のロジン成分と親和性が高まり、バインダー樹脂中にカーボンブラックが均一に分散されやすくなると考えられる。その結果、トナーの帯電量が安定し、カブリの発生を防止できたと推定される。 From these results, when a reaction product of a disproportionated rosin and a polyhydric alcohol is added in a melt-kneaded toner containing 65 to 70 wt% of a disproportionated rosin as a monomer component and carbon black, It is considered that the affinity between the carbon black and the rosin component in the resin is increased, and the carbon black is easily dispersed uniformly in the binder resin. As a result, it is presumed that the charge amount of the toner was stabilized and fogging could be prevented.
本発明によれば、モノマー成分として不均化ロジンを65〜70重量%含むバインダー樹脂と、カーボンブラックを含む溶融混練法トナーにおいて、不均化ロジンと多価アルコールとの反応生成物が添加されることから、カブリやトナー飛散の発生が抑えられたトナーが提供される。 According to the present invention, a reaction product of a disproportionated rosin and a polyhydric alcohol is added to a melt-kneaded toner containing 65 to 70% by weight of a disproportionated rosin as a monomer component and carbon black. Thus, a toner in which the occurrence of fogging and toner scattering is suppressed is provided.
Claims (9)
を含むことを特徴とするトナー。 Binder resin containing 60 to 75% by weight of disproportionated rosin as a monomer component, carbon black, and reaction product of disproportionated rosin and polyhydric alcohol.
A toner comprising:
前記混合物に、不均化ロジンと多価アルコールとの反応物を混入し、溶融混練して混合物を作製する溶融混練工程;
前記混練物を冷却固化し、粉砕して粉砕物を作製する冷却粉砕工程;
前記粉砕物を分級する分級工程;および外添工程
とを含むことを特徴とするトナーの製造方法。 In a toner containing at least a binder resin, carbon black, and a release agent, the binder resin is a polyester resin A produced from an aromatic dicarboxylic acid, a disproportionated rosin and a polyhydric alcohol, and an aromatic dicarboxylic acid and a polyhydric alcohol. A mixing step of preparing a mixture by mixing a binder resin obtained by mixing with polyester resin B produced from the above, carbon black, and a release agent;
A melt-kneading step in which a reaction product of disproportionated rosin and polyhydric alcohol is mixed in the mixture, and melt-kneaded to produce a mixture;
A cooling and pulverizing step in which the kneaded product is cooled and solidified and pulverized to produce a pulverized product;
A method for producing a toner, comprising: a classification step of classifying the pulverized product; and an external addition step.
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