JP2020095098A - toner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式、静電記録方式、静電印刷方式、トナージェット方式に用いられるトナーに関する。 The present invention relates to toner used in electrophotographic systems, electrostatic recording systems, electrostatic printing systems, and toner jet systems.
複写機およびプリンターが広く普及するに従い、トナーに要求される性能もより高度になっている。近年では、プリントオンデマンド(POD)と呼ばれる、製版工程を経ずに直接印刷するデジタル印刷技術が注目されている。このプリントオンデマンド(POD)は、小ロット印刷、1枚毎に内容を変えた印刷(バリアブル印刷)、分散印刷にも対応していけることから、従来のオフセット印刷に対してアドバンテージがある。トナーを用いた画像形成方法のPOD市場への適用を考えた場合、長期間にわたり高速で且つ、多量に出力する場合であっても高品質な画質のプリント成果物を安定的に得ることが求められる。
そこでこれまで、長期的に安定した性能を維持することを目的に、比較的粒径が大きい粒子をトナーに添加し、耐ブロッキング性、貯蔵安定性、帯電性、流動性、凝集性などに優れた提案が多数なされてきた。
特許文献1では、ゾルゲル法により形成された異型状のシリカ粒子をトナー粒子本体に添加することで、樹脂粒子本体の流動性を維持させる提案がなされ、トナー粒子に比表面積が10.0m2/g以上50.0m2/g以下のシリカ粒子を添加し、熱により表面処理を施すことで非画像部へのカブリを抑制したトナーが提案されている。また、特許文献2には、非球形のシリカ粒子をトナー粒子に添加し、転写性の向上や画像欠陥を抑制したトナーの提案がなされている。特許文献3には、ケイ素化合物微粒子をトナー粒子に添加し、流動性、クリーニング性の向上や帯電性の安定した現像剤の提案がなされている。さらに、チタン酸ストロンチウムを添加し、上記補助効果に加えて装置内部品の堆積物を研磨し、除去する効果が得られている。
As copiers and printers have become widespread, the performance required for toner has become higher. In recent years, a digital printing technique called print on demand (POD) that directly prints without a plate-making process has been receiving attention. This print-on-demand (POD) has an advantage over the conventional offset printing because it can support small lot printing, printing with variable contents for each sheet (variable printing), and distributed printing. Considering the application of the image forming method using toner to the POD market, it is required to stably obtain a print product with high image quality even when outputting a large amount at high speed for a long period of time. Be done.
So far, particles with a relatively large particle size have been added to the toner for the purpose of maintaining stable performance over a long period of time, resulting in excellent blocking resistance, storage stability, chargeability, fluidity, cohesion, etc. Many suggestions have been made.
しかしながら、トナーにスペーサー効果を与えうる比較的粒径の大きいケイ素化合物微粒子は、表面を高粘度シロキサンで表面処理して分散させているが、凝集が発生してトナー母体の樹脂より脱離が発生するため、使用状況によっては帯電安定性や流動性に関しては改善の余地があり、更なるトナーの改良が要求される。
また、チタン酸ストロンチウムは、形状が立方体で、先のケイ素化合物より粒径が大きい場合には、トナー最外殻として、流路、トナーと接触してより脱離しやすい。
よって、帯電性の低下、局在化が生じてしまう。これら粒子の脱離を防ぐためにトナー樹脂母体に埋め込む試みがなされてきたが、残念ながら帯電性が低下し、スペーサーとしての機能が下がり、流動性への効果が半減してしまい、期待した性能を発揮できていない。
本発明の目的は、トナー流動性、研磨効果と部品保護を維持しつつ、外添剤をこれまでより均一にかつ強くトナー表面に付着させ、またシリカ同士の凝集塊発生やトナー表面からの外添剤脱離を少なくすることで、耐ブロッキング性、貯蔵安定性、帯電性、流動性、非凝集性に優れたトナーを提供することにある。
However, silicon compound fine particles having a relatively large particle size, which can give a spacer effect to the toner, are surface-treated with a high-viscosity siloxane to be dispersed, but agglomeration occurs and detachment from the resin of the toner base occurs. Therefore, there is room for improvement in charging stability and fluidity depending on the usage conditions, and further improvement of the toner is required.
When the strontium titanate has a cubic shape and a particle size larger than that of the silicon compound, the strontium titanate is more likely to be released as a toner outermost shell by coming into contact with the flow path and the toner.
Therefore, the chargeability is lowered and localization occurs. Attempts have been made to embed these particles in the toner resin matrix in order to prevent them from being detached, but unfortunately the chargeability is reduced, the function as a spacer is reduced, and the effect on fluidity is halved. I have not been able to show it.
The object of the present invention is to make the external additive adhere more uniformly and strongly to the toner surface while maintaining the toner fluidity, the polishing effect and the protection of parts, and also to generate the agglomerates of silica particles and the external surface from the toner surface. It is to provide a toner excellent in blocking resistance, storage stability, charging property, fluidity and non-aggregating property by reducing the detachment of the additive.
上記の課題は、下記の構成のトナーにより解決することができる。
。 即ち、本発明は、トナー粒子および外添剤を含むトナーであって、
前記外添剤は、(i)一次粒子の個数平均粒径が40nm以上200nm以下であるシリカ粒子と、(ii)一次粒子の個数平均粒径10nm以上90nm以下であり、直方体または立方体を有する無機粒子と、
を含有し、前記シリカ粒子の個数平均粒径をDAとし、前記無機粒子の個数平均粒径をDBとしたとき、
DA−DB>0
の関係を満たすことを特徴とするトナーに関する。
The above problems can be solved by a toner having the following configuration.
.. That is, the present invention is a toner containing toner particles and an external additive,
The external additives include (i) silica particles having a number average particle size of primary particles of 40 nm or more and 200 nm or less, and (ii) a number average particle size of primary particles of 10 nm or more and 90 nm or less, and an inorganic material having a rectangular parallelepiped or a cube. Particles and
When the number average particle diameter of the silica particles is DA and the number average particle diameter of the inorganic particles is DB,
DA-DB>0
The present invention relates to a toner that satisfies the relationship of
トナー流動性、研磨効果と部品保護を維持しつつ、外添剤がこれまでより均一にかつ強くトナー表面に付着する。またシリカ同士の凝集塊発生が減少し、トナー表面からの外添剤脱離が少なくなる。以上からこれまでより耐ブロッキング性、貯蔵安定性、帯電性、流動性、非凝集性に優れたトナーを提供できる。 The external additive adheres to the toner surface more uniformly and strongly than before, while maintaining the toner fluidity, the polishing effect and the protection of parts. Further, the generation of aggregates of silica particles is reduced, and the detachment of the external additive from the toner surface is reduced. From the above, it is possible to provide a toner excellent in blocking resistance, storage stability, chargeability, fluidity, and non-aggregating property.
以下、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described in detail.
本発明は、トナー粒子および外添剤を含むトナーであって、
前記外添剤は、(i)一次粒子の個数平均粒径が、40nm以上200nm以下であるシリカ粒子と、(ii)一次粒子の個数平均粒径10nm以上90nm以下であり、直方体または立方体を有する無機粒子と、を含有し、前記シリカ粒子の個数平均粒径をDAとし、前記無機粒子の個数平均粒径をDBとしたとき、DA−DB>0の関係を満たすことを特徴とする。
The present invention provides a toner containing toner particles and an external additive,
The external additive has (i) silica particles having a number average particle size of primary particles of 40 nm or more and 200 nm or less, and (ii) a number average particle size of primary particles of 10 nm or more and 90 nm or less, and has a rectangular parallelepiped or a cube. When the number average particle diameter of the silica particles is DA and the number average particle diameter of the inorganic particles is DB, the relationship of DA-DB>0 is satisfied.
このような本発明のトナーを用いることにより、前記課題である外添剤の脱離が低減されるため、帯電性や流動性をより安定させることができる。 By using the toner of the present invention as described above, the detachment of the external additive, which is the above-mentioned problem, is reduced, so that the chargeability and fluidity can be more stabilized.
本発明のトナーを用いることによるこの作用効果のメカニズムについて、本発明者らは以下のように推定している。 The present inventors presume the mechanism of this action and effect by using the toner of the present invention as follows.
粒径の大きい酸化ケイ素(シリカ)粒子は耐久での埋めこみに有利で、常にトナー最外殻となるため高いスペーサー効果を有し、帯電の維持性が高い一方、その粒径の大きさゆえに装置内循環によって脱離しやすい。このため、初期と経時でトナーを比較した場合、外添剤の脱離による帯電性の低下、局在化が顕在化し、出力画像の品位が低下する。この問題に対して、シリカとシリカより粒径の小さい直方体または立方体を有する無機粒子を使用することで、シリカ−直方体または立方体を有する無機粒子二次元構造体を形成し、1つの構造体が複数点でトナー母体樹脂と接触する外添剤になるため、単族1点接触の外添剤と比較し、トナー母体からの脱離がしにくくなる。これにより、外添剤脱離によって生じる帯電性の低下、局在化を防ぐことで画像品位を保持できる。さらにスペーサー効果が持続し、流動性も保持されるため、長期使用に耐えることができる。
Silicon oxide (silica) particles with a large particle size are advantageous for embedding in durability, have a high spacer effect because they always form the outermost shell of the toner, and have a high charge retention property. Easily desorbed by internal circulation. For this reason, when the toners are compared with each other in the initial stage and the passage of time, deterioration of chargeability and localization due to desorption of the external additive become apparent and the quality of the output image deteriorates. To solve this problem, by using silica and inorganic particles having a rectangular parallelepiped or a cube having a particle size smaller than that of silica, a two-dimensional structure of silica-cuboids or inorganic particles having a cubic is formed. Since it becomes an external additive that comes into contact with the toner base resin at points, it is less likely to be detached from the toner base as compared with an external additive that contacts the
本発明においてその目的を達成するにための構成を以下に詳述する。 A configuration for achieving the object in the present invention will be described in detail below.
[酸化ケイ素(シリカ)粒子]
本発明のトナーには、個数平均径が40nm以上200nm以下の酸化ケイ素(シリカ)粒子をトナー表面に有することを特徴とする。ケイ素化合物微粒子の粒径が前記範囲にあることで現像装置内での機械的負荷を受けた際にもトナー表面で凸部を維持でき、トナー帯電量が低下しにくく、反射濃度のバラツキと非画像部カブリの低減に寄与する。
[Silicon oxide (silica) particles]
The toner of the present invention is characterized by having silicon oxide (silica) particles having a number average diameter of 40 nm or more and 200 nm or less on the toner surface. When the particle size of the silicon compound fine particles is within the above range, the convex portions can be maintained on the toner surface even when a mechanical load is applied in the developing device, the toner charge amount is less likely to decrease, and variations in reflection density and non-uniformity occur. Contributes to the reduction of image area fog.
酸化ケイ素粒子の製造方法は、燃焼法や水熱合成等の公知の製造方法で製造してもよいが、燃焼法によるアモルファスシリカ粒子が空気中の水分の影響を受けにくくなるため好ましい。 The silicon oxide particles may be produced by a known production method such as a combustion method or hydrothermal synthesis, but it is preferable because amorphous silica particles produced by the combustion method are less likely to be affected by moisture in the air.
さらに、前記シリカ粒子は、その表面をシリコーンオイルで表面処理されていることが好ましい。中でも、粘度が300mm2/s以上50000mm2/s以下のジメチルシリコーンオイルが好ましく、粘度が3000mm2/s以上20000mm2/s以下であるとより好ましい。この処理で二次元構造体を形成しやすくなる。また、シリコーンオイルは、シリカ粒子に0.01質量%以上5.00質量%以下含むことが、本発明による効果を得るために好ましく、より好ましくは0.1質量%以上5.00質量%以下である。 Further, the silica particles are preferably surface-treated with silicone oil. Among them, preferred viscosity of 300 mm 2 / s or more 50,000 mm 2 / s or less of dimethyl silicone oil, more preferably the viscosity is less than 3000 mm 2 / s or more 20000 mm 2 / s. This process facilitates the formation of a two-dimensional structure. Further, the silicone oil is preferably contained in the silica particles in an amount of 0.01% by mass or more and 5.00% by mass or less in order to obtain the effect of the present invention, and more preferably 0.1% by mass or more and 5.00% by mass or less. Is.
さらに、粒径の大きいシリカは、粒子のトナー表面からの脱離、他部材へ移行、あるいはトナー表面での移動による偏在、などを抑制するために、後述する直方体または立方体を有する無機粒子と二次元構造体を形成し、トナー粒子表面の樹脂に複数点で接触していることが好ましい。二次元構造体のシリカ−直方体または立方体を有する無機粒子をトナー表面に存在させるには、酸化ケイ素粒子と直方体または立方体を有する無機粒子を、トナー粒子と混合することで可能である。トナー粒子との混合は、ヘンシェルミキサー、メカノハイブリッド(日本コークス社製)、スーパーミキサー、ノビルタ(ホソカワミクロン社製)等の公知の混合機を用いることができ、特に装置は限定されるものではない。 Further, silica having a large particle size is used in combination with inorganic particles having a rectangular parallelepiped or a cube, which will be described later, in order to suppress desorption of the particles from the toner surface, transfer to another member, or uneven distribution due to movement on the toner surface. It is preferable that the three-dimensional structure is formed and is in contact with the resin on the surface of the toner particles at a plurality of points. In order to allow the inorganic particles having a two-dimensional structure silica-cuboid or cube to be present on the toner surface, it is possible to mix the silicon oxide particles and the inorganic particles having the cube or cube with the toner particles. For the mixing with the toner particles, a known mixer such as a Henschel mixer, a mechano hybrid (manufactured by Nippon Coke Co., Ltd.), a super mixer, and Nobilta (manufactured by Hosokawa Micron) can be used, and the device is not particularly limited.
本発明における前記シリカ粒子の添加量は、トナー粒子100質量部に対して0.5質量部以上15質量部以下である。 The addition amount of the silica particles in the present invention is 0.5 parts by mass or more and 15 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the toner particles.
[直方体または立方体を有する無機粒子]
本発明内容の個数平均径が10nm以上90nm以下の直方体または立方体を有する無機粒子について、粒子径がこの範囲にあることで、40nm以上200nm以下のシリカとの二次元構造体を形成し、1つの構造体が複数点でトナー表面に接触するため、トナー表面より脱離しにくく、スペーサー効果、帯電補助性能を有した外添剤となる。この二次元構造体の具体的なモデルを図1に、電子顕微鏡での観察画像を図2に示す。図1において、1個の無機粒子102に対し、1個のシリカ101とで形成されたモデルがM1、2個のシリカ101とで形成されたモデルがM2−1とM2−2、3個のシリカ101とで形成されたモデルがM3である。また、図2において、観察画像P1は図1のM1に、観察画像P2−1は図1のM2−1に、観察画像P3は図1のM3に、それぞれ対応しており、これらの観察画像は、後述の実施例におけるトナー表面の観察によって得られたものである。
[Inorganic particles having a rectangular parallelepiped or a cube]
Regarding the inorganic particles having a rectangular parallelepiped or a cube with a number average diameter of 10 nm or more and 90 nm or less according to the present invention, the particle diameter is within this range to form a two-dimensional structure with silica of 40 nm or more and 200 nm or less. Since the structure comes into contact with the toner surface at a plurality of points, it is difficult to be detached from the toner surface, and it becomes an external additive having a spacer effect and a charge assisting property. A specific model of this two-dimensional structure is shown in FIG. 1, and an image observed with an electron microscope is shown in FIG. In FIG. 1, for one
また、上述した通り、前記シリカ粒子に対し、前記直方体または立方体を有する無機粒子は粒径が小さいことが必要で、シリカ粒子の個数平均粒径をDA、直方体または立方体を有する無機粒子の平均粒径をDBとしたとき、
DA−DB>0
の関係を満たし、好ましくは
DA−DB>5nm
である。
In addition, as described above, with respect to the silica particles, the inorganic particles having the rectangular parallelepiped or the cube are required to have a small particle size, and the number average particle diameter of the silica particles is DA, and the average particle of the inorganic particles having the rectangular parallelepiped or the cube. When the diameter is DB,
DA-DB>0
And preferably satisfies DA-DB>5 nm
Is.
本発明で用いられる直方体または立方体を有する無機粒子は、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、酸化セリウム等があるが、チタン酸ストロンチウム粒子が好ましい。この直方体または立方体の表面は脂肪酸又はその金属塩、シリコーンオイル、シランカップリング剤、チタンカップリング剤などにより表面処理されていてもよい。帯電性の環境安定性や、高温高湿環境における耐久安定性を向上できる点で好ましい。 Examples of the inorganic particles having a rectangular parallelepiped or a cube used in the present invention include strontium titanate, barium titanate, and cerium oxide, and strontium titanate particles are preferable. The surface of the rectangular parallelepiped or cube may be surface-treated with a fatty acid or a metal salt thereof, silicone oil, a silane coupling agent, a titanium coupling agent, or the like. It is preferable in that the environmental stability of the charging property and the durability stability in a high temperature and high humidity environment can be improved.
トナー中の該直方体または立方体を有する無機粒子の含有量は、粒径の大きいシリカ粒子の帯電補助させる上で、シリカのトナー中の含有量に対し、0.02倍以上5.00倍以下が好ましい。5倍よりも多すぎると、粒径の大きいシリカの帯電維持性が発現しにくくなる。 The content of the inorganic particles having the rectangular parallelepiped or the cube in the toner is 0.02 times or more and 5.00 times or less the content of silica in the toner in order to assist the charging of silica particles having a large particle size. preferable. If it is more than 5 times, the charge maintainability of silica having a large particle size becomes difficult to be exhibited.
本発明の直方体または立方体を有する無機粒子として使用するチタン酸ストロンチウム粒子の製造について説明する。製造方法の1つに常圧加熱反応法がある。このとき、酸化チタン源としてチタン化合物の加水分解物の鉱酸解膠品を用い、また酸化ストロンチウム源としては水溶性酸性ストロンチウム化合物を用いる。それらの混合液に60℃以上でアルカリ水溶液を添加しながら反応させ、次いで酸処理する方法で製造することができる。 The production of strontium titanate particles used as the inorganic particles having a rectangular parallelepiped or a cube according to the present invention will be described. One of the manufacturing methods is an atmospheric heating reaction method. At this time, a mineral acid peptized product of a hydrolyzed titanium compound is used as the titanium oxide source, and a water-soluble acidic strontium compound is used as the strontium oxide source. It can be produced by a method in which an alkaline aqueous solution is added to these mixed solutions at 60° C. or higher to cause a reaction, and then an acid treatment is performed.
(常圧加熱反応法)
前記酸化チタン源としてはチタン化合物の加水分解物の鉱酸解膠品を用いる。好ましくは、硫酸法で得られたSO3含有量が1.0質量%以下、好ましくは0.5質量%以下のメタチタン酸を、塩酸でpHを0.8以上1.5以下に調整して解膠したものを用いることができる。メタチタン酸中SO3含有量が1.0質量%を超えるものは、解膠が進まないので好ましくない。
(Atmospheric pressure heating reaction method)
As the titanium oxide source, a mineral acid peptized product of a hydrolyzed titanium compound is used. Preferably, metatitanic acid having an SO 3 content of 1.0% by mass or less, preferably 0.5% by mass or less obtained by a sulfuric acid method is adjusted to pH 0.8 or more and 1.5 or less with hydrochloric acid. A peptized product can be used. A metatitanic acid having an SO 3 content of more than 1.0% by mass is not preferable because the peptization does not proceed.
前記酸化ストロンチウム源としては、金属の硝酸塩、塩酸塩などを使用することができ、例えば、硝酸ストロンチウム、塩化ストロンチウムを使用することができる。 As the strontium oxide source, metal nitrates, hydrochlorides and the like can be used, and for example, strontium nitrate and strontium chloride can be used.
アルカリ水溶液としては、苛性アルカリを使用することができるが、中でも水酸化ナトリウム水溶液が好ましい。 A caustic alkali can be used as the aqueous alkali solution, but an aqueous sodium hydroxide solution is preferable.
前記製造方法において、得られるチタン酸ストロンチウム粒子の粒子径に影響を及ぼす因子としては、反応時における酸化チタン源と酸化ストロンチウム源の混合割合、反応初期の酸化チタン源濃度、アルカリ水溶液を添加するときの温度及び添加速度などが挙げられ、目的の粒子径および粒度分布のものを得るため適宜調整することができる。なお、反応過程に於ける炭酸塩の生成を防ぐために窒素ガス雰囲気下で反応させる等、炭酸ガスの混入を防ぐことが好ましい。 In the above-mentioned production method, as a factor that affects the particle size of the obtained strontium titanate particles, the mixing ratio of the titanium oxide source and the strontium oxide source during the reaction, the titanium oxide source concentration in the initial stage of the reaction, and the addition of the alkaline aqueous solution The temperature and the addition rate of the above are listed, and can be appropriately adjusted in order to obtain a desired particle size and particle size distribution. In addition, it is preferable to prevent the mixture of carbon dioxide gas, for example, by performing the reaction in a nitrogen gas atmosphere in order to prevent the formation of carbonate in the reaction process.
前記製造方法において、得られるチタン酸ストロンチウム粒子の誘電率に影響を及ぼす因子としては、粒子結晶性を崩す条件/操作が挙げられる。特に本発明のようなチタン酸ストロンチウムであっても低誘電率の粒子を得るためには、反応液の濃度を大きくした状態で結晶成長を乱すエネルギーを与える操作を行うのが好ましく、具体的な方法としては例えば結晶成長工程に窒素によるマイクロバブリングを加えることが挙げられる。 In the above-mentioned production method, factors affecting the dielectric constant of the obtained strontium titanate particles include conditions/operations that disrupt the crystallinity of the particles. In particular, even in the case of strontium titanate as in the present invention, in order to obtain particles having a low dielectric constant, it is preferable to carry out an operation of giving energy that disturbs crystal growth in a state where the concentration of the reaction solution is increased. The method includes, for example, adding micro bubbling with nitrogen in the crystal growth step.
反応時における酸化チタン源と酸化ストロンチウム源の混合割合は、SrO/TiO2のモル比で、0.9以上1.4以下が好ましく、1.05以上1.20以下であるとさらに好ましい。SrO/TiO2モル比が1.0以下の場合、反応生成物はチタン酸金属だけでなく未反応の酸化チタンが残存し易くなる。相対的に酸化ストロンチウム源は水への溶解度が高いのに対し酸化チタン源は水への溶解度が低いため、SrO/TiO2モル比が1.0以下の場合、反応生成物はチタン酸金属だけでなく未反応の酸化チタンが残存し易くなる。反応初期の酸化チタン源の濃度としては、TiO2として0.05mol/L以上1.3mol/L以下、好ましくは0.08mol/L以上1.0mol/L以下が適切である。 The mixing ratio of the titanium oxide source and the strontium oxide source during the reaction is preferably 0.9 or more and 1.4 or less, and more preferably 1.05 or more and 1.20 or less in terms of the molar ratio of SrO/TiO 2 . When the SrO/TiO 2 molar ratio is 1.0 or less, not only the metal titanate but also unreacted titanium oxide tends to remain in the reaction product. The strontium oxide source has a relatively high solubility in water, whereas the titanium oxide source has a low solubility in water. Therefore, when the SrO/TiO 2 molar ratio is 1.0 or less, the reaction product is only metal titanate. However, unreacted titanium oxide is likely to remain. As the concentration of the titanium oxide source at the initial stage of the reaction, TiO 2 is suitably 0.05 mol/L or more and 1.3 mol/L or less, preferably 0.08 mol/L or more and 1.0 mol/L or less.
アルカリ水溶液を添加するときの温度は、100℃以上ではオートクレーブ等の圧力容器が必要であり、実用的には60℃以上100℃以下の範囲が適切である。また、アルカリ水溶液の添加速度は、添加速度が遅いほど大きな粒子径のチタン酸金属粒子が得られ、添加速度が速いほど小さな粒子径のチタン酸金属粒子が得られる。アルカリ水溶液の添加速度は、仕込み原料に対し0.001当量/h以上1.2当量/h以下、好ましくは0.002当量/h以上1.1当量/h以下が適切であり、得ようとする粒子径に応じて適宜調整することができる。 When the temperature at which the aqueous alkaline solution is added is 100° C. or higher, a pressure vessel such as an autoclave is required, and a range of 60° C. or higher and 100° C. or lower is suitable for practical use. Regarding the addition rate of the alkaline aqueous solution, the slower the addition rate, the larger the particle size of the metal titanate particles, and the faster the addition rate, the smaller the particle size of the metal titanate particles. The addition rate of the alkaline aqueous solution is 0.001 equivalents/h or more and 1.2 equivalents/h or less, preferably 0.002 equivalents/h or more and 1.1 equivalents/h or less with respect to the charged raw materials. It can be appropriately adjusted according to the particle size to be used.
(酸処理)
本発明の製造方法においては、常圧加熱反応によってえたチタン酸金属粒子をさらに酸処理することが好ましい。常圧加熱反応を行って、チタン酸金属粒子を合成する際に、酸化チタン源と酸化ストロンチウム源の混合割合がSrO/TiO2のモル比で、1.0を超える場合、反応終了後に残存した未反応のチタン以外の金属源が空気中の炭酸ガスと反応して、金属炭酸塩などの不純物を生成してしまう。また、表面に金属炭酸塩などの不純物が残存すると、疎水性を付与するための有機表面処理をする際に、不純物の影響で有機表面処理剤を均一に被覆することができない。したがって、アルカリ水溶液を添加した後、未反応の金属源を取り除くため酸処理を行うことが好ましい。
(Acid treatment)
In the production method of the present invention, it is preferable to further subject the metal titanate particles obtained by the atmospheric pressure heating reaction to an acid treatment. When the metal titanate particles were synthesized by performing the atmospheric pressure heating reaction, when the mixing ratio of the titanium oxide source and the strontium oxide source was more than 1.0 in terms of the molar ratio of SrO/TiO 2 , it remained after the reaction. Unreacted metal sources other than titanium react with carbon dioxide gas in the air to produce impurities such as metal carbonate. Further, if impurities such as metal carbonate remain on the surface, the organic surface treatment agent cannot be uniformly coated due to the impurities when the organic surface treatment for imparting hydrophobicity is performed. Therefore, it is preferable to carry out acid treatment after adding the alkaline aqueous solution in order to remove the unreacted metal source.
酸処理では、塩酸を用いてpH2.5以上7.0以下、より好ましくはpH4.5以上6.0以下に調整することが好ましい。酸としては、塩酸の他に硝酸、酢酸等を酸処理に用いることができる。硫酸を用いると、水への溶解度が低い金属硫酸塩が発生するので好ましくない。 In the acid treatment, it is preferable to adjust the pH to 2.5 or more and 7.0 or less, more preferably pH 4.5 or more and 6.0 or less using hydrochloric acid. As the acid, nitric acid, acetic acid or the like can be used for the acid treatment in addition to hydrochloric acid. The use of sulfuric acid is not preferable because it produces a metal sulfate having a low solubility in water.
以上チタン酸ストロンチウムの製造方法についてである。 The above is the method for producing strontium titanate.
[その他外添剤]
本発明のトナーには、前述したシリカ粒子と直方体または立方体を有する無機粒子として使用するチタン酸ストロンチウム粒子のほかに、帯電量や流動性を調整するために必要に応じて他の無機微粉末を含有させることもできる。無機微粉末は、トナー粒子に内添しても良いし外添剤としてトナー粒子と混合してもよい。外添剤としては、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウムのような無機微粉末が好ましい。無機微粉末は、シラン化合物、シリコーンオイル又はそれらの混合物のような疎水化剤で疎水化されていてもよい。
[Other external additives]
In the toner of the present invention, in addition to the above-mentioned silica particles and strontium titanate particles used as inorganic particles having a rectangular parallelepiped or a cube, other inorganic fine powder may be added as necessary in order to adjust the charge amount and the fluidity. It can also be contained. The inorganic fine powder may be internally added to the toner particles or may be mixed with the toner particles as an external additive. As the external additive, inorganic fine powder such as silica, titanium oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, calcium carbonate is preferable. The inorganic fine powder may be hydrophobized with a hydrophobizing agent such as a silane compound, silicone oil, or a mixture thereof.
外添剤は、トナー粒子100質量部に対して0.1質量部以上10.0質量部以下使用されることが好ましい。トナー粒子と外添剤との混合は、ヘンシェルミキサーのような公知の混合機を用いることができる。 The external additive is preferably used in an amount of 0.1 part by mass or more and 10.0 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the toner particles. For mixing the toner particles and the external additive, a known mixer such as a Henschel mixer can be used.
[結着樹脂]
本発明のトナーに使用される結着樹脂としては、特に限定されず、下記の重合体又は樹脂を用いることが可能である。
[Binder resin]
The binder resin used in the toner of the present invention is not particularly limited, and the following polymers or resins can be used.
例えば、ポリスチレン、ポリ−p−クロルスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン−p−クロルスチレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体などのスチレン系共重合体;ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、天然変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロン−インデン樹脂、石油系樹脂などが使用できる。 For example, polystyrene, homopolymers of styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, polyvinyltoluene and the like, and their substitution products; styrene-p-chlorostyrene copolymers, styrene-vinyltoluene copolymers, styrene-vinylnaphthalene copolymers. , Styrene-acrylic acid ester copolymer, styrene-methacrylic acid ester copolymer, styrene-α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer, styrene-vinyl Styrene-based copolymers such as ethyl ether copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer; polyvinyl chloride, phenol resin, natural modified phenol resin, natural resin modified maleic acid resin, Acrylic resin, methacrylic resin, polyvinyl acetate, silicone resin, polyester resin, polyurethane, polyamide resin, furan resin, epoxy resin, xylene resin, polyvinyl butyral, terpene resin, coumarone-indene resin, petroleum-based resin and the like can be used.
これらの中で、低温定着性、帯電性制御の観点で、ポリエステル樹脂を用いることが好ましい。 Among these, it is preferable to use a polyester resin from the viewpoint of low-temperature fixability and chargeability control.
本発明で好ましく用いられるポリエステル樹脂としては、「ポリエステルユニット」を結着樹脂鎖中に有している樹脂である。該ポリエステルユニットを構成する成分としては、具体的には、2価以上のアルコールモノマー成分と、2価以上のカルボン酸、2価以上のカルボン酸無水物及び2価以上のカルボン酸エステル等の酸モノマー成分とが挙げられる。 The polyester resin preferably used in the present invention is a resin having a “polyester unit” in the binder resin chain. Specific examples of the component constituting the polyester unit include a divalent or higher valent alcohol monomer component, a divalent or higher carboxylic acid, a divalent or higher carboxylic acid anhydride, and a divalent or higher carboxylic acid ester. And a monomer component.
例えば、該2価以上のアルコールモノマー成分として、以下のものが挙げられる。ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(3.3)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2.0)−ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(6)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等のビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ソルビット、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセリン、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等。 Examples of the divalent or higher alcohol component include the following. Polyoxypropylene(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane, polyoxypropylene(3.3)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane, polyoxyethylene(2. 0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane, polyoxypropylene(2.0)-polyoxyethylene(2.0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane, polyoxypropylene (6) Alkylene oxide adduct of bisphenol A such as 2,2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1 ,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,4-butenediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, poly Tetramethylene glycol, sorbit, 1,2,3,6-hexanetetrol, 1,4-sorbitan, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, 1,2,4-butanetriol, 1,2,5- Pentanetriol, glycerin, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butanetriol, trimethylolethane, trimethylolpropane, 1,3,5-trihydroxymethylbenzene and the like.
これらの中で好ましく用いられるアルコールモノマー成分としては、芳香族ジオールであり、ポリエステル樹脂を構成するアルコールモノマー成分において、芳香族ジオールは、80モル%以上の割合で含有することが好ましい。 The alcohol monomer component preferably used among these is an aromatic diol, and in the alcohol monomer component constituting the polyester resin, the aromatic diol is preferably contained in a proportion of 80 mol% or more.
一方、該2価以上のカルボン酸、2価以上のカルボン酸無水物及び2価以上のカルボン酸エステル等の酸モノマー成分としては、以下のものが挙げられる。フタル酸、イソフタル酸及びテレフタル酸などの芳香族ジカルボン酸類又はその無水物;コハク酸、アジピン酸、セバシン酸及びアゼライン酸などのアルキルジカルボン酸類又はその無水物;炭素数6〜18のアルキル基又はアルケニル基で置換されたコハク酸もしくはその無水物;フマル酸、マレイン酸及びシトラコン酸などの不飽和ジカルボン酸類又はその無水物。 On the other hand, examples of the acid monomer component such as the divalent or higher carboxylic acid, the divalent or higher carboxylic acid anhydride, and the divalent or higher carboxylic acid ester include the following. Aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid and terephthalic acid or their anhydrides; alkyldicarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid and azelaic acid or their anhydrides; alkyl groups or alkenyls having 6 to 18 carbon atoms Succinic acid substituted with a group or an anhydride thereof; unsaturated dicarboxylic acids such as fumaric acid, maleic acid and citraconic acid or an anhydride thereof.
これらの中で好ましく用いられる酸モノマー成分としては、テレフタル酸、コハク酸、アジピン酸、フマル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸やその無水物等の多価カルボン酸である。 Among these, the acid monomer components preferably used are polyvalent carboxylic acids such as terephthalic acid, succinic acid, adipic acid, fumaric acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, benzophenonetetracarboxylic acid and their anhydrides.
また、該ポリエステル樹脂の酸価は、20mgKOH/g以下であることが、顔料の分散性及び摩擦帯電量の安定性の観点で好ましい。 The acid value of the polyester resin is preferably 20 mgKOH/g or less from the viewpoint of the dispersibility of the pigment and the stability of the triboelectric charge amount.
なお、該酸価は、樹脂に用いるモノマーの種類や配合量を調整することにより、上記範囲とすることができる。具体的には、樹脂製造時のアルコールモノマー成分比/酸モノマー成分比、分子量を調整することにより制御できる。また、エステル縮重合後、末端アルコールを多価酸モノマー(例えば、トリメリット酸)で反応させることに制御できる。 The acid value can be set within the above range by adjusting the type and blending amount of the monomer used in the resin. Specifically, it can be controlled by adjusting the alcohol monomer component ratio/acid monomer component ratio and the molecular weight during resin production. Further, it is possible to control the reaction of the terminal alcohol with a polyvalent acid monomer (for example, trimellitic acid) after the condensation polymerization of the ester.
[着色剤]
本発明のトナーに含有できる着色剤としては、以下のものが挙げられる。
[Colorant]
Examples of the colorant that can be contained in the toner of the present invention include the following.
黒色着色剤としては、カーボンブラック;イエロー着色剤とマゼンタ着色剤及びシアン着色剤とを用いて黒色に調色したものが挙げられる。着色剤には、顔料を単独で使用してもかまわないが、染料と顔料とを併用してその鮮明度を向上させた方がフルカラー画像の画質の点からより好ましい。 Examples of the black colorant include carbon black; those obtained by toning black with a yellow colorant, a magenta colorant and a cyan colorant. As the colorant, a pigment may be used alone, but it is more preferable to use a dye and a pigment together to improve the sharpness from the viewpoint of the image quality of a full-color image.
マゼンタ着色顔料としては、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、48:2、48:3,48:4、49、50、51、52、53、54、55、57:1、58、60、63、64、68、81:1、83、87、88、89、90、112、114、122、123、146、147、150、163、184、202、206、207、209、238、269、282;C.I.ピグメントバイオレット19;C.I.バットレッド1、2、10、13、15、23、29、35。
Examples of magenta coloring pigments include the following. C. I.
マゼンタ着色染料としては、以下のものが挙げられる。C.I.ソルベントレッド1、3、8、23、24、25、27、30、49、81、82、83、84、100、109、121;C.I.ディスパースレッド9;C.I.ソルベントバイオレット8、13、14、21、27;C.I.ディスパーバイオレット1などの油溶染料、C.I.ベーシックレッド1、2、9、12、13、14、15、17、18、22、23、24、27、29、32、34、35、36、37、38、39、40;C.I.ベーシックバイオレット1、3、7、10、14、15、21、25、26、27、28などの塩基性染料。
Examples of magenta coloring dyes include the following. C. I.
シアン着色顔料としては、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントブルー2、3、15:2、15:3、15:4、16、17;C.I.バットブルー6;C.I.アシッドブルー45、フタロシアニン骨格にフタルイミドメチル基を1〜5個置換した銅フタロシアニン顔料。
Examples of cyan color pigments include the following. C. I.
シアン着色染料としては、C.I.ソルベントブルー70がある。 Examples of cyan coloring dyes include C.I. I. There is Solvent Blue 70.
イエロー着色顔料としては、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、62、65、73、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、127、128、129、147、151、154、155、168、174、175、176、180、181、185;C.I.バットイエロー1、3、20。
Examples of the yellow coloring pigment include the following. C. I.
イエロー着色染料としては、C.I.ソルベントイエロー162がある。 Examples of yellow coloring dyes include C.I. I. There is Solvent Yellow 162.
上記着色剤の使用量は、結着樹脂100質量部に対して、0.1質量部以上30質量部以下で使用されることが好ましい。 The amount of the colorant used is preferably 0.1 part by mass or more and 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
[ワックス]
本発明のトナーに用いられるワックスとしては、例えば以下のものが挙げられる。
[wax]
Examples of the wax used in the toner of the present invention include the following.
低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキレン共重合体、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスなどの炭化水素系ワックス;酸化ポリエチレンワックスなどの炭化水素系ワックスの酸化物又はそれらのブロック共重合物;カルナバワックスなどの脂肪酸エステルを主成分とするワックス類;脱酸カルナバワックスなどの脂肪酸エステル類を一部又は全部を脱酸化したもの。 Hydrocarbon wax such as low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, alkylene copolymer, microcrystalline wax, paraffin wax, Fischer-Tropsch wax; oxide of hydrocarbon wax such as oxidized polyethylene wax or block copolymer thereof; Waxes containing fatty acid ester such as carnauba wax as a main component; deoxidized fatty acid ester such as carnauba wax, which is partially or entirely deoxidized.
さらに、以下のものが挙げられる。パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸などの飽和直鎖脂肪酸類;ブラシジン酸、エレオステアリン酸、パリナリン酸などの不飽和脂肪酸類;ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコールなどの飽和アルコール類;ソルビトールなどの多価アルコール類;パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、モンタン酸などの脂肪酸類と、ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコールなどのアルコール類とのエステル類;リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドなどの脂肪酸アミド類;メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミドなどの飽和脂肪酸ビスアミド類;エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’ジオレイルセバシン酸アミドなどの不飽和脂肪酸アミド類;m−キシレンビスステアリン酸アミド、N,N’ジステアリルイソフタル酸アミドなどの芳香族系ビスアミド類;ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなどの脂肪族金属塩(一般的に金属石けんといわれているもの);脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸などのビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス類;ベヘニン酸モノグリセリドなどの脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物;植物性油脂の水素添加によって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物。 Further, the following may be mentioned. Saturated straight chain fatty acids such as palmitic acid, stearic acid and montanic acid; unsaturated fatty acids such as brassic acid, eleostearic acid and parinaric acid; stearyl alcohol, aralkyl alcohol, behenyl alcohol, carnaubayl alcohol, ceryl alcohol, melyl alcohol Saturated alcohols such as sil alcohol; polyhydric alcohols such as sorbitol; fatty acids such as palmitic acid, stearic acid, behenic acid, montanic acid, and stearyl alcohol, aralkyl alcohol, behenyl alcohol, carnaubayl alcohol, ceryl alcohol, melyl alcohol Esters with alcohols such as sil alcohol; fatty acid amides such as linoleic acid amide, oleic acid amide, and lauric acid amide; methylenebisstearic acid amide, ethylenebiscapric acid amide, ethylenebislauric acid amide, hexamethylenebisstearin Saturated fatty acid amides such as acid amides; unsaturated fatty acid amides such as ethylene bisoleic acid amide, hexamethylene bisoleic acid amide, N,N'-dioleyl adipamide, N,N'dioleyl sebacic acid amide; m -Aromatic bisamides such as xylene bisstearic acid amide and N,N' distearyl isophthalic acid amide; Aliphatic metal salts such as calcium stearate, calcium laurate, zinc stearate, magnesium stearate (generally with metallic soap Waxes obtained by grafting aliphatic hydrocarbon waxes with vinyl monomers such as styrene and acrylic acid; partial esterification products of fatty acids such as behenic acid monoglyceride and polyhydric alcohols; vegetable oils and fats A methyl ester compound having a hydroxyl group obtained by hydrogenation of.
これらのワックスの中でも、低温定着性、耐ホットオフセット性を向上させるという観点で、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスなどの炭化水素系ワックス、もしくはカルナバワックスなどの脂肪酸エステル系ワックスが好ましい。 Among these waxes, hydrocarbon waxes such as paraffin wax and Fischer-Tropsch wax, and fatty acid ester waxes such as carnauba wax are preferable from the viewpoint of improving low temperature fixability and hot offset resistance.
該ワックスの含有量は、結着樹脂100質量部に対して、1.0質量部以上15質量部以下で使用されることが好ましい。該ワックスの含有量がこの範囲にあるとき、高温での耐ホットオフセット性を効率的に発揮することが可能となりやすい。 The content of the wax is preferably 1.0 part by mass or more and 15 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the binder resin. When the content of the wax is within this range, hot offset resistance at high temperature can be efficiently exhibited.
また、トナーの保存性と耐高温オフセット性の両立の観点から、示差走査熱量分析装置(DSC)で測定される昇温時の吸熱曲線において、温度30℃以上200℃以下の範囲に存在する最大吸熱ピークのピーク温度が50℃以上110℃以下であることが好ましい。 In addition, from the viewpoint of both the storage stability of the toner and the high temperature offset resistance at the same time, in the endothermic curve at the time of temperature increase measured by a differential scanning calorimeter (DSC), the maximum existing in the temperature range of 30°C to 200°C The peak temperature of the endothermic peak is preferably 50° C. or higher and 110° C. or lower.
[ワックス分散剤]
ワックスの結着樹脂への分散性を向上させるために、ワックス成分に近い極性部位と樹脂極性に近い部位を併せ持つ樹脂をワックス分散剤として添加してもよい。具体的には、炭化水素化合物でグラフト変性されたスチレンアクリル系樹脂が好ましい。
[Wax dispersant]
In order to improve the dispersibility of the wax in the binder resin, a resin having both a polar part close to the wax component and a part close to the resin polarity may be added as a wax dispersant. Specifically, a styrene acrylic resin graft-modified with a hydrocarbon compound is preferable.
ワックス分散剤はその樹脂部分に、環式炭化水素基または芳香環を導入すると、トナーの帯電維持性が向上する。これによりトナー粒子による本発明のチタン酸ストロンチウム粒子の帯電補助特性を減じることが抑制されるので好ましい。 Introducing a cyclic hydrocarbon group or an aromatic ring into the resin portion of the wax dispersant improves the charge retention of the toner. This is preferable because it prevents the toner particles from deteriorating the charging assisting property of the strontium titanate particles of the present invention.
[荷電制御剤]
トナーには、必要に応じて荷電制御剤を含有させることもできる。トナーに含有される荷電制御剤としては、公知のものが利用できるが、特に、無色でトナーの帯電スピードが速くかつ一定の帯電量を安定して保持できる芳香族カルボン酸の金属化合物が好ましい。
[Charge control agent]
The toner may contain a charge control agent, if necessary. As the charge control agent contained in the toner, known charge control agents can be used, but in particular, a metal compound of an aromatic carboxylic acid which is colorless and has a high charging speed of the toner and which can stably maintain a constant charge amount is preferable.
ネガ系荷電制御剤としては、以下のものが挙げられる。サリチル酸金属化合物、ナフトエ酸金属化合物、ジカルボン酸金属化合物、スルホン酸又はカルボン酸を側鎖に持つ高分子型化合物、スルホン酸塩或いはスルホン酸エステル化物を側鎖に持つ高分子型化合物、カルボン酸塩或いはカルボン酸エステル化物を側鎖に持つ高分子型化合物、ホウ素化合物、尿素化合物、ケイ素化合物、カリックスアレーン。ポジ系荷電制御剤としては、四級アンモニウム塩、前記四級アンモニウム塩を側鎖に有する高分子型化合物、グアニジン化合物、イミダゾール化合物。荷電制御剤はトナー粒子に対して内添しても良いし外添しても良い。荷電制御剤の添加量は、結着樹脂100質量部に対し0.2質量部以上10質量部以下が好ましい。 Examples of the negative charge control agent include the following. Salicylic acid metal compound, naphthoic acid metal compound, dicarboxylic acid metal compound, polymeric compound having sulfonic acid or carboxylic acid in the side chain, polymeric compound having sulfonic acid salt or sulfonic acid ester compound in the side chain, carboxylate Alternatively, polymer type compounds having a carboxylic acid ester compound in the side chain, boron compounds, urea compounds, silicon compounds, calixarene. Examples of the positive charge control agent include quaternary ammonium salts, polymer type compounds having the quaternary ammonium salt in the side chain, guanidine compounds, and imidazole compounds. The charge control agent may be added internally or externally to the toner particles. The addition amount of the charge control agent is preferably 0.2 parts by mass or more and 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
[現像剤]
本発明のトナーは、一成分系現像剤としても使用できるが、ドット再現性をより向上させるために、磁性キャリアと混合して、二成分系現像剤として用いることが好ましい。また、長期にわたり安定した画像が得られるという点でも好ましい。
[Developer]
Although the toner of the present invention can be used as a one-component developer, it is preferably mixed with a magnetic carrier and used as a two-component developer in order to further improve dot reproducibility. It is also preferable in that a stable image can be obtained for a long period of time.
磁性キャリアとしては、下記のような公知のものを使用できる。表面を酸化した鉄粉、或いは、未酸化の鉄粉や、鉄、リチウム、カルシウム、マグネシウム、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属粒子、それらの合金粒子、酸化物粒子、フェライト等の磁性体や、磁性体と、この磁性体を分散した状態で保持する結着樹脂とを含有する磁性体分散樹脂キャリア(いわゆる樹脂キャリア)。 The following known magnetic carriers can be used as the magnetic carrier. Iron powder whose surface is oxidized, or unoxidized iron powder, metal particles such as iron, lithium, calcium, magnesium, nickel, copper, zinc, cobalt, manganese, chromium and rare earth, alloy particles thereof, oxide particles A magnetic substance-dispersed resin carrier (so-called resin carrier) containing a magnetic substance such as ferrite, or a magnetic substance and a binder resin that holds the magnetic substance in a dispersed state.
本発明のトナーを磁性キャリアと混合して二成分系現像剤として使用する場合、その際のキャリア混合比率は、二成分系現像剤中のトナー濃度として、2質量%以上15質量%以下、好ましくは4質量%以上13質量%以下にすると通常良好な結果が得られる。 When the toner of the present invention is mixed with a magnetic carrier to be used as a two-component developer, the carrier mixing ratio at that time is 2% by mass or more and 15% by mass or less, as the toner concentration in the two-component developer. When 4% by mass or more and 13% by mass or less, good results are usually obtained.
[製造方法]
本発明のトナーの製造方法は、乳化凝集法、溶融混練法、溶解懸濁法など従来公知のトナー製造方法であれば特に限定されないが、原材料の分散性を高めるという観点から溶融混練法が好ましい。
[Production method]
The method for producing the toner of the present invention is not particularly limited as long as it is a conventionally known toner production method such as an emulsion aggregation method, a melt kneading method, and a dissolution suspension method, but the melt kneading method is preferable from the viewpoint of enhancing the dispersibility of raw materials. ..
溶融混練法は、トナー粒子の原材料であるトナー組成物を溶融混練し、得られた混練物を粉砕することを特徴とする。製造方法の例を挙げて説明する。 The melt-kneading method is characterized in that a toner composition, which is a raw material of toner particles, is melt-kneaded and the obtained kneaded product is pulverized. An example of the manufacturing method will be described.
原料混合工程で、トナー粒子を構成する材料として、非晶性ポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂及び上記式(1)で表される化合物を含む着色剤、並びに必要に応じてワックス、荷電制御剤等の他の成分を所定量秤量して配合し、混合する。混合装置の一例としては、ダブルコン・ミキサー、V型ミキサー、ドラム型ミキサー、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウタミキサ、メカノハイブリッド(日本コークス工業(株)製)などが挙げられる。 In the raw material mixing step, a colorant containing an amorphous polyester resin, a crystalline polyester resin and a compound represented by the above formula (1) as a material constituting the toner particles, and if necessary, a wax, a charge control agent, etc. The other components are weighed in predetermined amounts, blended, and mixed. Examples of the mixing device include a double-con mixer, a V-type mixer, a drum-type mixer, a super mixer, a Henschel mixer, a Nauta mixer, and a mechano hybrid (manufactured by Nippon Coke Industry Co., Ltd.).
次に、混合した材料を溶融混練して、結着樹脂中に他原材料等を分散させる。溶融混練工程では、加圧ニーダー、バンバリィミキサーなどのバッチ式練り機や、連続式の練り機を用いることができ、連続生産できる優位性から、1軸又は2軸押出機が主流となっている。例えば、KTK型2軸押出機((株)神戸製鋼所製)、TEM型2軸押出機(東芝機械(株)製)、PCM混練機((株)池貝製)、2軸押出機(ケイ・シー・ケイ社製)、コ・ニーダー(ブス社製)、ニーデックス(日本コークス工業(株)製)などが挙げられる。更に、溶融混練することによって得られる樹脂組成物は、2本ロール等で圧延され、冷却工程で水などによって冷却してもよい。 Next, the mixed materials are melt-kneaded to disperse other raw materials in the binder resin. In the melt-kneading process, a batch kneader such as a pressure kneader or a Banbury mixer, or a continuous kneader can be used, and a single-screw or twin-screw extruder is mainly used because of its superiority in continuous production. There is. For example, a KTK twin screw extruder (manufactured by Kobe Steel, Ltd.), a TEM twin screw extruder (manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.), a PCM kneader (manufactured by Ikegai Corp.), a twin screw extruder (Kai).・C-K company), Co-kneader (Bus company), Needex (Nippon Coke Industry Co., Ltd.) and the like. Furthermore, the resin composition obtained by melt-kneading may be rolled with a two-roll mill or the like and cooled with water or the like in the cooling step.
ついで、樹脂組成物の冷却物は、粉砕工程で所望の粒径にまで粉砕される。粉砕工程では、例えば、クラッシャー、ハンマーミル、フェザーミルなどの粉砕機で粗粉砕した後、更に、微粉砕機で微粉砕する。微粉砕機としては、クリプトロンシステム(川崎重工業(株)製)、スーパーローター(日清エンジニアリング(株)製)、ターボ・ミル(フロイント・ターボ(株)製)やエアージェット方式による微粉砕機などが挙げられる。 Next, the cooled product of the resin composition is crushed to a desired particle size in a crushing step. In the crushing step, for example, after roughly crushing with a crusher such as a crusher, hammer mill, or feather mill, further fine crushing with a fine crusher. As a fine crusher, a Kryptron system (made by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.), a super rotor (made by Nisshin Engineering Co., Ltd.), a turbo mill (made by Freund Turbo Co., Ltd.) and an air jet type fine crusher And so on.
その後、必要に応じて慣性分級方式のエルボージェット(日鉄鉱業(株)製)、遠心力分級方式のターボプレックス(ホソカワミクロン(株)製)、TSPセパレータ(ホソカワミクロン(株)製)、ファカルティ(ホソカワミクロン(株)製)などの分級機や篩分機を用いて分級し、トナー粒子を得る。 Then, if necessary, an inertia classification type elbow jet (manufactured by Nittetsu Mining Co., Ltd.), a centrifugal classification type turboplex (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.), a TSP separator (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.), and a faculty (Hosokawa Micron Co., Ltd.) The toner particles are obtained by classification using a classifier such as the one manufactured by Co., Ltd. or a sieving machine.
トナー粒子の重量平均径は4.0μm以上8.0μm以下が本発明の外添剤による効果を十分に得ることができ、好ましい。さらに粒子に機械的衝撃力を与える、または熱風などによる加熱処理を行うことにより、トナー粒子の円形度を高めてもよい。トナー粒子同士の電荷授受機会と摩擦摺擦力を多くし、帯電立ち上がり速度を高めるために、平均円形度としては0.962以上0.972以下が好ましい。 The weight average diameter of the toner particles is preferably 4.0 μm or more and 8.0 μm or less because the effect of the external additive of the present invention can be sufficiently obtained. Further, the circularity of the toner particles may be increased by applying mechanical impact force to the particles or performing heat treatment with hot air or the like. The average circularity is preferably 0.962 or more and 0.972 or less in order to increase the opportunity of charge transfer between the toner particles and the frictional rubbing force, and to increase the charging rising speed.
上記のごとき製造方法で製造されたトナー粒子に必要に応じ選択された外部添加剤を加えて混合(外添)する。混合装置の一例としては、ダブルコン・ミキサー、V型ミキサー、ドラム型ミキサー、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウタミキサ、メカノハイブリッド(日本コークス工業株式会社製)などが挙げられる。 External additives selected as necessary are added to the toner particles manufactured by the manufacturing method as described above and mixed (externally added). Examples of the mixing device include a double mixer, a V-type mixer, a drum-type mixer, a super mixer, a Henschel mixer, a Nauta mixer, and a mechano hybrid (manufactured by Nippon Coke Industry Co., Ltd.).
トナー及び原材料の各種物性の測定法について以下に説明する。 The methods for measuring various physical properties of toner and raw materials will be described below.
[無機微粒子の個数平均粒径の算出]
シリカ粒子および直方体または立方体を有する無機粒子の個数平均粒径は、日立超高分解能電界放出形走査電子顕微鏡S−4800((株)日立ハイテクノロジーズ)にて撮影されたトナー表面の画像から算出される。S−4800の画像撮影条件は以下のとおりである。
[Calculation of number average particle size of inorganic fine particles]
The number average particle diameter of the silica particles and the inorganic particles having a rectangular parallelepiped or a cube is calculated from an image of the toner surface taken by Hitachi Ultra High Resolution Field Emission Scanning Electron Microscope S-4800 (Hitachi High Technologies Co., Ltd.). It The image capturing conditions of S-4800 are as follows.
(1)試料作製
試料台(アルミニウム試料台15mm×6mm)に導電性ペーストを薄く塗り、その上にトナーを吹きつける。さらにエアブローして、余分なトナーを試料台から除去し十分乾燥させる。試料台を試料ホルダにセットし、試料高さゲージにより試料台高さを36mmに調節する。
(1) Preparation of sample A sample table (aluminum sample table 15 mm x 6 mm) is thinly coated with a conductive paste, and toner is sprayed on it. Further, air blow is performed to remove excess toner from the sample table and dry it sufficiently. The sample table is set on the sample holder, and the sample table height is adjusted to 36 mm by the sample height gauge.
(2)S−4800観察条件設定
個数平均径の算出は、S−4800の反射電子像観察により得られた画像を用いて行う。被覆率を測定する際には、予めエネルギー分散型X線分析装置(EDAX)による元素分析を行い、トナー表面におけるケイ素化合物微粒子以外の粒子を除外した上で測定を行う。S−4800の鏡体に取り付けられているアンチコンタミネーショントラップに液体窒素を溢れるまで注入し、30分間置く。S−4800の「PC−SEM」を起動し、フラッシング(電子源であるFEチップの清浄化)を行う。画面上のコントロールパネルの加速電圧表示部分をクリックし、[フラッシング]ボタンを押し、フラッシング実行ダイアログを開く。フラッシング強度が2であることを確認し、実行する。フラッシングによるエミッション電流が20〜40μAであることを確認する。試料ホルダをS−4800鏡体の試料室に挿入する。コントロールパネル上の[原点]を押し試料ホルダを観察位置に移動させる。
(2) S-4800 Observation Condition Setting The number average diameter is calculated using the image obtained by the backscattered electron image observation of S-4800. When measuring the coverage, elemental analysis is performed in advance by an energy dispersive X-ray analyzer (EDAX) to exclude particles other than silicon compound particles on the toner surface, and then the measurement is performed. Inject liquid nitrogen into the anti-contamination trap attached to the mirror body of S-4800 until it overflows, and leave it for 30 minutes. The "PC-SEM" of S-4800 is started and flushing (cleaning of the FE chip which is the electron source) is performed. Click the accelerating voltage display area on the control panel on the screen and press the [Flushing] button to open the flushing execution dialog. Execute after confirming that the flushing strength is 2. Confirm that the emission current due to flashing is 20 to 40 μA. Insert the sample holder into the sample chamber of the S-4800 body. Press [Origin] on the control panel and move the sample holder to the observation position.
加速電圧表示部をクリックしてHV設定ダイアログを開き、加速電圧を[1.1kV]、エミッション電流を[20μA]に設定する。オペレーションパネルの[基本]のタブ内にて、信号選択を[SE]に設置し、SE検出器を[上(U)]および[+BSE]を選択し、[+BSE]の右の選択ボックスで[L.A.100]を選択し、反射電子像で観察するモードにする。同じくオペレーションパネルの[基本]のタブ内にて、電子光学系条件ブロックのプローブ電流を[Normal]に、焦点モードを[UHR]に、WDを[4.5mm]に設定する。コントロールパネルの加速電圧表示部の[ON]ボタンを押し、加速電圧を印加する。 Click the acceleration voltage display to open the HV setting dialog and set the acceleration voltage to [1.1 kV] and the emission current to [20 μA]. In the [Basic] tab of the operation panel, set the signal selection to [SE], select SE detectors [Up (U)] and [+BSE], and select [+BSE] in the selection box to the right. L. A. 100] is selected and the mode is set to observe with a backscattered electron image. Similarly, in the [Basic] tab of the operation panel, set the probe current of the electron optical system condition block to [Normal], the focus mode to [UHR], and the WD to [4.5 mm]. Press the [ON] button on the acceleration voltage display of the control panel to apply the acceleration voltage.
(3)焦点調整
操作パネルのフォーカスつまみ[COARSE]を回転させ、ある程度焦点が合ったところでアパーチャアライメントの調整を行う。コントロールパネルの[Align]をクリックし、アライメントダイアログを表示し、[ビーム]を選択する。操作パネルのSTIGMA/ALIGNMENTつまみ(X,Y)を回転し、表示されるビームを同心円の中心に移動させる。次に[アパーチャ]を選択し、STIGMA/ALIGNMENTつまみ(X,Y)を一つずつ回し、像の動きを止める又は最小の動きになるように合わせる。アパーチャダイアログを閉じ、オートフォーカスで、ピントを合わせる。その後、倍率を80,000(80k)倍に設定し、上記と同様にフォーカスつまみ、STIGMA/ALIGNMENTつまみを使用して焦点調整を行い、再度オートフォーカスでピントを合わせる。この操作を再度繰り返し、ピントを合わせる。ここで、観察面の傾斜角度が大きいと被覆率の測定精度が低くなりやすいので、ピント調整の際に観察面全体のピントが同時に合うものを選ぶことで、表面の傾斜が極力無いものを選択して解析する。
(3) Focus adjustment Rotate the focus knob [COARSE] on the operation panel to adjust the aperture alignment when the focus is adjusted to some extent. Click [Align] on the control panel to display the alignment dialog and select [Beam]. Rotate the STIGMA/ALIGNMENT knobs (X, Y) on the operation panel to move the displayed beam to the center of the concentric circles. Next, select [Aperture] and turn the STIGMA/ALIGNMENT knobs (X, Y) one by one to stop the movement of the image or adjust the movement so as to minimize the movement. Close the aperture dialog and use auto focus to focus. After that, the magnification is set to 80,000 (80k) times, the focus knob is adjusted in the same manner as described above, the focus is adjusted using the STIGMA/ALIGNMENT knob, and the focus is adjusted again by the autofocus. Repeat this operation again to focus. Here, if the angle of inclination of the observation surface is large, the measurement accuracy of the coverage rate tends to be low, so by selecting one that simultaneously focuses on the entire observation surface when adjusting the focus, select one that has the smallest possible surface inclination. And analyze.
(4)画像保存
ABCモードで明るさ合わせを行い、サイズ640×480ピクセルで写真撮影して保存する。この画像ファイルを用いて下記の解析を行う。トナー一つに対して写真を1枚撮影し、少なくともトナー25粒子以上について画像を得る。
(4) Image storage Brightness matching is performed in the ABC mode, and a picture is taken with a size of 640×480 pixels and stored. The following analysis is performed using this image file. One photograph is taken for each toner, and an image is obtained for at least 25 particles of toner.
(5)画像解析
トナー表面上の少なくとも500個の無機微粒子について粒径を測定して、個数平均粒径を求める。本発明では画像解析ソフトImage−Pro Plus ver.5.0を用いて、上述した手法で得た画像を2値化処理することで個数平均径を算出する。
(5) Image analysis The particle size of at least 500 inorganic fine particles on the toner surface is measured to determine the number average particle size. In the present invention, image analysis software Image-Pro Plus ver. The number average diameter is calculated by binarizing the image obtained by the above-described method using 5.0.
[チタン酸ストロンチウム微粒子の直方体または立方体含有率]
前述した電子顕微鏡画像より、10nm以上90nm以下のチタン酸ストロンチウム微粒子の内、直方体または立方体形状をしている粒子個数をカウントし、10nm以上90nm以下のチタン酸ストロンチウム全体の個数に対する個数%を算出する。
[Rectangular or cubic content of strontium titanate particles]
From the aforementioned electron microscope image, the number of particles having a rectangular parallelepiped or cubic shape among the strontium titanate fine particles of 10 nm or more and 90 nm or less is counted, and the number% with respect to the total number of strontium titanate of 10 nm or more and 90 nm or less is calculated. ..
[トナー粒子の重量平均粒径(D4)の測定方法]
トナー粒子の重量平均粒径(D4)は、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター(株)製)と、測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター(株)製)を用いて、実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで測定し、測定データの解析を行い、算出する。
[Measurement method of weight average particle diameter (D4) of toner particles]
The weight average particle diameter (D4) of the toner particles is the same as that of a precise particle size distribution measuring apparatus “
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター(株)製)が使用できる。 The electrolytic aqueous solution used for the measurement may be prepared by dissolving special grade sodium chloride in ion-exchanged water so that the concentration becomes about 1% by mass, for example, “ISOTON II” (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) can be used. ..
なお、測定、解析を行う前に、以下のように前記専用ソフトの設定を行う。 Before the measurement and analysis, the dedicated software is set as follows.
前記専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更画面」において、コントロールモードの総カウント数を50,000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター(株)製)を用いて得られた値を設定する。閾値/ノイズレベルの測定ボタンを押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1,600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、測定後のアパーチャーチューブのフラッシュにチェックを入れる。 On the "Standard measurement method (SOM) change screen" of the dedicated software, the total count number in the control mode is set to 50,000 particles, the measurement number is once, and the Kd value is "standard particle 10.0 μm" (Beckman -Set the value obtained using Coulter Co., Ltd. The threshold and noise level are automatically set by pressing the threshold/noise level measurement button. Further, the current is set to 1,600 μA, the gain is set to 2, and the electrolytic solution is set to ISOTON II, and the check is made to the flash of the aperture tube after the measurement.
専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定画面」において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μm以上60μm以下に設定する。 On the "pulse-to-particle size conversion setting screen" of the dedicated software, the bin interval is set to logarithmic particle size, the particle size bin is set to 256 particle size bin, and the particle size range is set to 2 μm or more and 60 μm or less.
具体的な測定法は以下のとおりである。 The specific measuring method is as follows.
(1)Multisizer 3専用のガラス製250mL丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mLを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。そして、解析ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(1) Approximately 200 mL of the electrolytic aqueous solution was placed in a glass 250 mL round-bottom beaker for exclusive use with
(2)ガラス製の100mL平底ビーカーに前記電解水溶液約30mLを入れ、この中に分散剤として下記の希釈液を約0.3mL加える。
・希釈液:「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業(株)製)をイオン交換水で3質量倍に希釈した希釈液
(2) About 30 mL of the electrolytic aqueous solution is placed in a 100 mL flat-bottom beaker made of glass, and about 0.3 mL of the following diluent as a dispersant is added to this.
Diluting liquid: "Contaminone N" (10% by mass aqueous solution of non-ionic surfactant, anionic surfactant, organic builder, pH 7 precision measuring instrument neutral detergent for cleaning, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. ) Was diluted 3 times by mass with ion-exchanged water
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を、位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力が120Wである下記の超音波分散器の水槽内に所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に前記コンタミノンNを約2mL添加する。
・超音波分散器:「Ultrasonic Dispension System Tetora150」(日科機バイオス(株)製)
(3) Two oscillators with an oscillation frequency of 50 kHz are installed with their phases shifted by 180 degrees, and a predetermined amount of ion-exchanged water is put into the water tank of the following ultrasonic disperser whose electrical output is 120 W. About 2 mL of the Contaminone N is added to the water tank.
-Ultrasonic disperser: "Ultrasonic Dispersion System Tetra 150" (manufactured by Nikkaki Bios Co., Ltd.)
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。 (4) The beaker of (2) is set in the beaker fixing hole of the ultrasonic disperser, and the ultrasonic disperser is operated. Then, the height position of the beaker is adjusted so that the resonance state of the liquid level of the electrolytic aqueous solution in the beaker becomes maximum.
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。なお、超音波分散にあたっては、水槽の水温が15℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。 (5) About 10 mg of toner is added little by little to the electrolytic aqueous solution in a state where the electrolytic aqueous solution in the beaker of (4) is irradiated with ultrasonic waves and dispersed. Then, the ultrasonic dispersion treatment is continued for another 60 seconds. In the ultrasonic dispersion, the water temperature in the water tank is appropriately adjusted so as to be 15°C or higher and 40°C or lower.
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50,000個になるまで測定を行う。 (6) To the round-bottom beaker (1) installed in the sample stand, drop the toner-dispersed aqueous electrolyte solution (5) with a pipette, and adjust so that the measured concentration is about 5%. .. Then, the measurement is performed until the number of measured particles reaches 50,000.
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行い、重量平均粒径(D4)を算出する。なお、専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、分析/体積統計値(算術平均)画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)である。 (7) The measurement data is analyzed by the dedicated software attached to the apparatus to calculate the weight average particle diameter (D4). The “average diameter” on the analysis/volume statistical value (arithmetic mean) screen when the graph/volume% is set with the dedicated software is the weight average particle diameter (D4).
[平均円形度の測定方法]
トナー粒子の平均円形度は、フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000」(シスメックス(株)製)によって、校正作業時の測定及び解析条件で測定する。
[Measuring method of average circularity]
The average circularity of the toner particles is measured by a flow type particle image analyzer "FPIA-3000" (manufactured by Sysmex Corporation) under the measurement and analysis conditions during the calibration work.
具体的な測定方法は、以下のとおりである。まず、ガラス製の容器中に予め不純固形物などを除去したイオン交換水約20mLを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業(株)製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.2mL加える。更に測定試料を約0.02g加え、超音波分散器を用いて2分間分散処理を行い、測定用の分散液とする。その際、分散液の温度が10℃以上40℃以下となる様に適宜冷却する。超音波分散器としては、発振周波数50kHz、電気的出力150Wの卓上型の超音波洗浄器分散器(「VS−150」((株)ヴェルヴォクリーア製))を用い、水槽内には所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に前記コンタミノンNを約2mL添加する。 The specific measuring method is as follows. First, about 20 mL of ion-exchanged water from which impure solids and the like have been removed beforehand is placed in a glass container. In this, as a dispersant, "Contaminone N" (a nonionic surfactant, an anionic surfactant, a 10 mass% aqueous solution of a neutral detergent for washing precision measuring instruments of pH 7 comprising an organic builder, Wako Pure Chemical Industries, Ltd. )) was diluted about 3 times by mass with ion-exchanged water, and about 0.2 mL of a diluted solution was added. Further, about 0.02 g of a measurement sample is added, and a dispersion treatment is performed for 2 minutes using an ultrasonic disperser to obtain a dispersion liquid for measurement. At that time, the dispersion is appropriately cooled so that the temperature of the dispersion becomes 10° C. or higher and 40° C. or lower. As the ultrasonic disperser, a tabletop type ultrasonic cleaner disperser having an oscillation frequency of 50 kHz and an electric output of 150 W (“VS-150” (manufactured by Vervo Crea Co., Ltd.)) was used, and a predetermined amount in the water tank. Ion-exchanged water is added, and about 2 mL of the Contaminone N is added to the water tank.
測定には、標準対物レンズ(10倍)を搭載した前記フロー式粒子像分析装置を用い、シース液にはパーティクルシース「PSE−900A」(シスメックス(株)製)を使用した。前記手順に従い調製した分散液を前記フロー式粒子像分析装置に導入し、HPF測定モードで、トータルカウントモードにて3,000個のトナー粒子を計測する。そして、粒子解析時の2値化閾値を85%とし、解析粒子径を円相当径1.985μm以上、39.69μm未満に限定し、トナー粒子の平均円形度を求める。 The flow-type particle image analyzer equipped with a standard objective lens (10 times) was used for the measurement, and the particle sheath “PSE-900A” (manufactured by Sysmex Corporation) was used as the sheath liquid. The dispersion prepared according to the above procedure is introduced into the flow-type particle image analyzer, and 3,000 toner particles are measured in the HPF measurement mode and the total count mode. Then, the binarization threshold at the time of particle analysis is set to 85%, the analyzed particle diameter is limited to the circle equivalent diameter of 1.985 μm or more and less than 39.69 μm, and the average circularity of the toner particles is obtained.
測定にあたっては、測定開始前に標準ラテックス粒子(Duke Scientific社製の「RESEARCH AND TEST PARTICLES Latex Microsphere Suspensions 5200A」をイオン交換水で希釈)を用いて自動焦点調整を行う。その後、測定開始から2時間毎に焦点調整を実施することが好ましい。 Prior to the measurement, standard latex particles (“SEARCH AND TEST PARTICLES Latex Microsphere Suspensions 5200A” manufactured by Duke Scientific Co., Ltd. were diluted with ion-exchanged water) for automatic focus adjustment. After that, it is preferable to perform focus adjustment every two hours from the start of measurement.
なお、本願実施例では、シスメックス(株)による校正作業が行われた、シスメックス(株)が発行する校正証明書の発行を受けたフロー式粒子像分析装置を使用した。解析粒子径を円相当径1.985μm以上39.69μm未満に限定した以外は、校正証明を受けたときと同じ測定及び解析条件で測定を行った。 In the examples of the present application, a flow-type particle image analyzer which has been calibrated by Sysmex Corporation and has been issued a calibration certificate issued by Sysmex Corporation was used. The measurement was performed under the same measurement and analysis conditions as when the calibration certificate was received, except that the analysis particle size was limited to the equivalent circle diameter of 1.985 μm or more and less than 39.69 μm.
以下、製造例及び実施例により本発明を説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to manufacturing examples and examples.
[直方体または立方体を有する無機粒子:チタン酸ストロンチウム粒子の製造例]
硫酸法で得られたメタチタン酸を脱鉄漂白処理した後、水酸化ナトリウム水溶液を加えpH9.0とし、脱硫処理を行い、その後、塩酸によりpH5.8まで中和し、ろ過水洗を行った。洗浄済みケーキに水を加えTiO2として1.5モル/Lのスラリーとした後、塩酸を加えpH1.5とし解膠処理を行った。
[Inorganic particles having a rectangular parallelepiped or a cube: Production example of strontium titanate particles]
The metatitanic acid obtained by the sulfuric acid method was subjected to a deironing bleaching treatment, an aqueous sodium hydroxide solution was added to adjust the pH to 9.0, and a desulfurization treatment was performed. Then, the mixture was neutralized to a pH of 5.8 with hydrochloric acid and washed with water by filtration. Water was added to the washed cake to form a TiO 2 slurry having a concentration of 1.5 mol/L, and then hydrochloric acid was added to adjust the pH to 1.5 and peptization treatment was performed.
脱硫・解膠を行ったメタチタン酸をTiO2として採取し、3Lの反応容器に投入した。該解膠メタチタン酸スラリーに、塩化ストロンチウム水溶液を、SrO/TiO2モル比で1.15となるよう添加した後、TiO2濃度0.8モル/Lに調整した。次に、撹拌混合しながら90℃に加温した後、窒素ガスのマイクロバブリングを600ml/minで行いながら10N水酸化ナトリウム水溶液444mLを45分間かけて添加し、その後、窒素ガスのマイクロバブリングを400ml/minで行いながら95℃で1時間撹拌を行った。 Desulfurized and peptized metatitanic acid was collected as TiO 2 and charged into a 3 L reaction vessel. After adding an aqueous strontium chloride solution to the peptized metatitanic acid slurry so that the SrO/TiO 2 molar ratio was 1.15, the TiO 2 concentration was adjusted to 0.8 mol/L. Next, after heating to 90° C. with stirring and mixing, 444 mL of 10N aqueous sodium hydroxide solution was added over 45 minutes while microbubbles of nitrogen gas were performed at 600 ml/min, and then 400 mL of microbubbles of nitrogen gas were added. The mixture was stirred at 95° C. for 1 hour while being performed at 1/min.
その後、当該反応スラリーを反応容器のジャケットに10℃の冷却水を流しながら撹拌して15℃まで急冷し、pH2.0となるまで塩酸を加え1時間撹拌を続けた。得られた沈殿をデカンテーション洗浄した後、6Nの塩酸を加えてpH2.0に調整し、固形分に対して7.0質量%のn−オクチルエトキシシランを加え18時間撹拌を行った。4N水酸化ナトリウム水溶液で中和し、2時間撹拌した後にろ過・分離を行い、120℃の大気中で8時間乾燥して粉体を得た。当該粉体は粉末X線回折の測定で、チタン酸ストロンチウムの回折ピークを示した。また、電子顕微鏡観察により個数基準で算出した平均一次粒子径は35nmであった(チタン酸ストロンチウム粒子3)。
上記製造条件を一部変更し、チタン酸ストロンチウム粒子1、2、4〜6を製造した。製造したチタン酸ストロンチウム粒子1〜6の個数平均径を表1に示す。
Then, the reaction slurry was stirred while flowing cooling water of 10° C. into the jacket of the reaction vessel and rapidly cooled to 15° C. Hydrochloric acid was added until pH 2.0 and stirring was continued for 1 hour. After the obtained precipitate was decanted and washed, 6N hydrochloric acid was added to adjust the pH to 2.0, 7.0 mass% of n-octylethoxysilane was added to the solid content, and the mixture was stirred for 18 hours. The mixture was neutralized with a 4N aqueous sodium hydroxide solution, stirred for 2 hours, filtered and separated, and dried in the atmosphere at 120° C. for 8 hours to obtain a powder. The powder showed a diffraction peak of strontium titanate by powder X-ray diffraction measurement. In addition, the average primary particle diameter calculated on the basis of number by electron microscope observation was 35 nm (strontium titanate particles 3).
The
なお使用する粒径は感光体ドラムとその周辺部品へダメージを与えることのない300nm以下で調整した。 The particle size used was adjusted to 300 nm or less that would not damage the photosensitive drum and its peripheral parts.
[シリカ1〜21の製造例]
シリカの製造には、燃焼炉は、内炎と外炎が形成できる二重管構造の炭化水素−酸素混合型バーナーを用いた。バーナー中心部にスラリー噴射用の二流体ノズルが接地され、原料の珪素化合物が導入される。二流体ノズルの周囲から炭化水素−酸素の可燃性ガスが噴射され、還元雰囲気である内炎及び外炎を形成する。可燃性ガスと酸素の量及び流量の制御により、雰囲気と温度、火炎の長さ等が調整される。火炎中において珪素化合物からシリカ微粒子が形成され、さらに所望の粒径になるまで融着させる。その後、冷却後、バグフィルター等により捕集することによって得られる。
[Production Example of
For the production of silica, the combustion furnace used a hydrocarbon-oxygen mixed burner having a double tube structure capable of forming an internal flame and an external flame. A two-fluid nozzle for injecting slurry is grounded at the center of the burner, and a raw material silicon compound is introduced. A hydrocarbon-oxygen combustible gas is injected from around the two-fluid nozzle to form a reducing atmosphere, an inner flame and an outer flame. By controlling the amounts and flow rates of the combustible gas and oxygen, the atmosphere and temperature, flame length, etc. are adjusted. Silica fine particles are formed from the silicon compound in the flame, and further fused to a desired particle size. Then, after cooling, it can be obtained by collecting with a bag filter or the like.
原料の珪素化合物として、ヘキサメチルシクロトリシロキサンを用いて、個数平均粒子径40nmのシリカを製造し、得られたシリカ100質量部に、ジメチルシリコーンオイル0.1質量%で表面処理し、シリカ1を得た。
Hexamethylcyclotrisiloxane was used as a raw material silicon compound to produce silica having a number average particle diameter of 40 nm, and 100 parts by mass of the obtained silica was surface-treated with 0.1% by mass of dimethyl silicone oil to obtain
さらにシリカ1と同様にして、バーナーによる火炎の大きさと温度と流量を調整し、粒度の異なる3つの粒子を得た後、ジメチルシリコーンオイルでそれぞれ0質量%〜5質量%で表面処理を行い、シリカ2〜21を得た(後述の表2)。得られたシリカの電子顕微鏡観察より測定された個数平均粒子径は、それぞれ、40nm,120nm,200nmの三種であった。
Further, in the same manner as for
<結着樹脂の製造例>
(ポリエステル樹脂の製造例)
・ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン:
多価アルコール総モル数に対して80.0mol%
・ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン:
多価アルコール総モル数に対して20.0mol%
・テレフタル酸:多価カルボン酸総モル数に対して80.0mol%
・無水トリメリット酸:多価カルボン酸総モル数に対して20.0mol%
冷却管、撹拌機、窒素導入管、及び、熱電対のついた反応槽に、上記材料を投入した。そして、モノマー総量100質量部に対して、触媒として2−エチルヘキサン酸錫(エステル化触媒)を1.5質量部添加した。次にフラスコ内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、200℃の温度で撹拌しつつ、2.5時間反応させた。
<Binder resin production example>
(Production example of polyester resin)
-Polyoxypropylene (2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane:
80.0 mol% based on total moles of polyhydric alcohol
-Polyoxyethylene (2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane:
20.0 mol% based on the total moles of polyhydric alcohol
・Terephthalic acid: 80.0 mol% based on the total number of moles of polycarboxylic acid
Trimellitic anhydride: 20.0 mol% based on the total number of polycarboxylic acid moles
The above materials were charged into a reaction vessel equipped with a cooling pipe, a stirrer, a nitrogen introducing pipe, and a thermocouple. Then, 1.5 parts by mass of tin 2-ethylhexanoate (esterification catalyst) was added as a catalyst to 100 parts by mass of the total amount of the monomers. Next, after replacing the inside of the flask with nitrogen gas, the temperature was gradually raised with stirring, and the reaction was performed for 2.5 hours while stirring at a temperature of 200°C.
さらに、反応槽内の圧力を8.3kPaに下げ、1時間維持した後、180℃まで冷却し、そのまま反応させASTM D36−86に従って測定した軟化点が110℃に達したのを確認してから温度を下げて反応を止めた。得られたポリエステル樹脂1の軟化点(Tm)は115℃であった。
Furthermore, after lowering the pressure in the reaction tank to 8.3 kPa and maintaining it for 1 hour, it was cooled to 180° C., reacted as it was, and after confirming that the softening point measured according to ASTM D36-86 reached 110° C. The temperature was lowered to stop the reaction. The softening point (Tm) of the obtained
<ワックス分散剤の製造例>
温度計及び撹拌機の付いたオートクレーブ反応槽中に、キシレン300.0質量部、ポリプロピレン(融点75℃)10.0質量部を入れ充分溶解し、窒素置換後、スチレン73.0質量部、メタクリル酸シクロヘキシル5.0質量部、ブチルアクリレート12.0質量部、及びキシレン250.0質量部の混合溶液を180℃で3時間滴下し重合する。さらにこの温度で30分間保持し、脱溶剤を行い、ワックス分散剤を得た。
<Production example of wax dispersant>
In an autoclave reaction tank equipped with a thermometer and a stirrer, 300.0 parts by mass of xylene and 10.0 parts by mass of polypropylene (melting point 75° C.) were sufficiently dissolved and, after nitrogen substitution, 73.0 parts by mass of styrene and methacryl A mixed solution of 5.0 parts by mass of acid cyclohexyl, 12.0 parts by mass of butyl acrylate, and 250.0 parts by mass of xylene is added dropwise at 180° C. for 3 hours to perform polymerization. The temperature was maintained for 30 minutes to remove the solvent to obtain a wax dispersant.
<トナーの製造例1>
・ポリエステル樹脂 100.0質量部
・3,5−ジ−t−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物 0.1質量部
・フィッシャートロプシュワックス(最大吸熱ピーク温度90℃) 5.0質量部
・ワックス分散剤 6.5質量部
・C.I.ピグメントブルー15:3 5.0質量部
前記処方で示した原材料をヘンシェルミキサー(FM75J型、三井三池化工機(株)製)を用いて、回転数20s-1、回転時間5minで混合した後、温度130℃、バレル回転数200rpmに設定した二軸混練機(PCM−30型、株式会社池貝製)にて混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。得られた粗砕物を、機械式粉砕機(T−250、ターボ工業(株)製)にて微粉砕した。さらに回転型分級機(200TSP、ホソカワミクロン社製)を用い、分級を行い、トナー粒子を得た。回転型分級機(200TSP、ホソカワミクロン社製)の運転条件は、分級ローター回転数を50.0s-1とした。得られたトナー粒子は、重量平均粒径(D4)が5.7μmであった。
<Toner Production Example 1>
-Polyester resin 100.0 parts by mass-3,5-di-t-butylsalicylic acid aluminum compound 0.1 part by mass-Fischer-Tropsch wax (maximum endothermic peak temperature 90°C) 5.0 parts by mass-Wax dispersant 6.5 Parts by mass C.I. I. Pigment Blue 15:3 5.0 parts by mass After mixing the raw materials shown in the above formulation with a Henschel mixer (FM75J type, manufactured by Mitsui Miike Kakoki Co., Ltd.) at a rotation speed of 20 s −1 and a rotation time of 5 min, The mixture was kneaded with a twin-screw kneader (PCM-30 type, manufactured by Ikegai Co., Ltd.) set at a temperature of 130° C. and a barrel rotation speed of 200 rpm. The obtained kneaded product was cooled and coarsely pulverized with a hammer mill to 1 mm or less to obtain a coarsely pulverized product. The obtained coarsely pulverized product was finely pulverized by a mechanical pulverizer (T-250, manufactured by Turbo Industry Co., Ltd.). Further, classification was performed using a rotary classifier (200 TSP, manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.) to obtain toner particles. The operating conditions of the rotary classifier (200 TSP, manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.) were that the number of rotations of the classification rotor was 50.0 s −1 . The toner particles obtained had a weight average particle diameter (D4) of 5.7 μm.
得られたトナー粒子に、シリカ1を5.0質量%、ヘキサメチルジシラザン10.0質量%で表面処理した一次平均粒子径10nmの疎水性シリカ微粒子0.2質量%を添加し、ヘンシェルミキサー(FM75J型、三井三池化工機(株)製)で回転数15s-1、回転時間10min、ジャケット温度45℃で混合した。
To the obtained toner particles, 5.0% by mass of
その後、さらにチタン酸ストロンチウム1を3.0質量%と、ヘキサメチルジシラザン10.0質量%で表面処理した一次平均粒子径10nmの疎水性シリカ微粒子0.8質量%を添加した後、回転数30s-1、回転時間4min、ジャケット温度20℃で混合した後、目開き54μmの超音波振動篩を通過させ、平均円形度0.967のトナーを得た。
Thereafter, 3.0 mass% of
<トナーの製造例2〜21>
以上説明した製造例において、外添するチタン酸ストロンチウムとシリカを表2に記載したようになるよう調整して製造し、トナー2〜21を得た。
<Toner Production Examples 2 to 21>
In the above-described production examples,
[磁性コア粒子の製造例]
(工程1:秤量・混合工程)
・Fe2O3 62.7質量部
・MnCO3 29.5質量部
・Mg(OH)2 6.8質量部
・SrCO3 1.0質量部
上記材料を上記組成比となるようにフェライト原材料を秤量した。その後、直径1/8インチのステンレスビーズを用いた乾式振動ミルで5時間粉砕・混合した。
[Production Example of Magnetic Core Particles]
(Process 1: Weighing/Mixing process)
・Fe 2 O 3 62.7 parts by mass ・MnCO 3 29.5 parts by mass ・Mg(OH) 2 6.8 parts by mass ・SrCO 3 1.0 part by mass Ferrite raw materials are added so that the above composition ratio becomes the above composition ratio. Weighed. Then, it was pulverized and mixed for 5 hours by a dry vibration mill using stainless beads having a diameter of 1/8 inch.
・工程2(仮焼成工程):
得られた粉砕物をローラーコンパクターにて、約1mm角のペレットにした。このペレットを目開き3mmの振動篩にて粗粉を除去し、次いで目開き0.5mmの振動篩にて微粉を除去した。その後、バーナー式焼成炉を用いて、窒素雰囲気下(酸素濃度0.01体積%)で、温度1,000℃で4時間焼成し、仮焼フェライトを作製した。得られた仮焼フェライトの組成は、下記のとおりである。
(MnO)a(MgO)b(SrO)c(Fe2O3)d
・Process 2 (temporary baking process):
The obtained pulverized product was made into pellets of about 1 mm square with a roller compactor. Coarse powder was removed from the pellets with a vibrating screen having openings of 3 mm, and then fine powder was removed with a vibrating screen having openings of 0.5 mm. Then, using a burner-type firing furnace, firing was performed at a temperature of 1,000° C. for 4 hours in a nitrogen atmosphere (oxygen concentration of 0.01 vol %) to produce a calcined ferrite. The composition of the obtained calcined ferrite is as follows.
(MnO) a (MgO) b (SrO) c (Fe 2 O 3 ) d
上記式において、a=0.257、b=0.117、c=0.007、d=0.393 In the above formula, a=0.257, b=0.117, c=0.007, d=0.393
(工程3:粉砕工程)
クラッシャーで0.3mm程度に粉砕した後に、直径1/8インチのジルコニアビーズを用い、仮焼フェライト100質量部に対し、水を30質量部加え、湿式ボールミルで1時間粉砕した。そのスラリーを、直径1/16インチのアルミナビーズを用いた湿式ボールミルで4時間粉砕し、フェライトスラリー(仮焼フェライトの微粉砕品)を得た。
(Process 3: Crushing process)
After crushing to about 0.3 mm with a crusher, 30 parts by mass of water was added to 100 parts by mass of calcined ferrite using zirconia beads having a diameter of 1/8 inch, and crushed for 1 hour with a wet ball mill. The slurry was pulverized for 4 hours by a wet ball mill using alumina beads having a diameter of 1/16 inch to obtain a ferrite slurry (a finely pulverized product of calcined ferrite).
(工程4:造粒工程)
フェライトスラリーに、仮焼フェライト100質量部に対して分散剤としてポリカルボン酸アンモニウム1.0質量部、バインダーとしてポリビニルアルコール2.0質量部を添加した。そして、スプレードライヤー(製造元:大川原化工機(株))を用いて、球状粒子に造粒した。得られた粒子を粒度調整した後、ロータリーキルンを用いて、温度650℃で2時間加熱し、分散剤やバインダーの有機成分を除去した。
(Process 4: Granulation process)
To 100 parts by mass of calcined ferrite, 1.0 part by mass of ammonium polycarboxylate and 2.0 parts by mass of polyvinyl alcohol as a binder were added to the ferrite slurry. Then, using a spray dryer (manufacturer: Okawara Kakoki Co., Ltd.), the particles were granulated into spherical particles. After adjusting the particle size of the obtained particles, it was heated at a temperature of 650° C. for 2 hours using a rotary kiln to remove the organic components of the dispersant and the binder.
(工程5:焼成工程)
焼成雰囲気をコントロールするために、電気炉にて窒素雰囲気下(酸素濃度1.00体積%)で、室温から温度1,300℃まで2時間で昇温し、その後、温度1,150℃で4時間焼成した。その後、4時間をかけて、温度60℃まで降温し、窒素雰囲気から大気に戻し、温度40℃以下で取り出した。
(Step 5: firing step)
In order to control the firing atmosphere, the temperature was raised from room temperature to a temperature of 1,300° C. in a nitrogen atmosphere (oxygen concentration of 1.00% by volume) in an electric furnace in 2 hours, and then at a temperature of 1,150° C. Burned for hours. Thereafter, the temperature was lowered to 60° C. over 4 hours, the nitrogen atmosphere was returned to the atmosphere, and the sample was taken out at a temperature of 40° C. or lower.
(工程6:選別工程)
凝集した粒子を解砕した後に、磁力選鉱により低磁力品をカットし、目開き250μmの篩で篩分して粗大粒子を除去し、体積分布基準のメジアン径が37.0μmの磁性コア粒子1を得た。
(Process 6: Selection process)
After disintegrating the agglomerated particles, a low magnetic product is cut by magnetic separation, coarse particles are removed by sieving with a sieve having an opening of 250 μm, and magnetic core particles having a volume distribution-based median diameter of 37.0
[被覆樹脂の調製]
・シクロヘキシルメタクリレートモノマー 26.8質量%
・メチルメタクリレートモノマー 0.2質量%
・メチルメタクリレートマクロモノマー 8.4質量%
(片末端にメタクリロイル基を有する重量平均分子量5,000のマクロモノマー)
・トルエン 31.3質量%
・メチルエチルケトン 31.3質量%
・アゾビスイソブチロニトリル 2.0質量%
上記材料のうち、シクロヘキシルメタクリレート、メチルメタクリレート、メチルメタクリレートマクロモノマー、トルエン、メチルエチルケトンを、還流冷却器、温度計、窒素導入管及び撹拌装置を取り付けた四つ口のセパラブルフラスコに入れ、窒素ガスを導入して窒素ガスで系内を置換した。その後、温度80℃まで加温し、アゾビスイソブチロニトリルを添加して5時間還流し重合させた。得られた反応物にヘキサンを注入して共重合体を沈殿析出させ、沈殿物を濾別後、真空乾燥して被覆樹脂1を得た。得られた被覆樹脂1を30質量部、トルエン40質量部、メチルエチルケトン30質量部に溶解させて、重合体溶液1(固形分30質量%)を得た。
[Preparation of coating resin]
-Cyclohexyl methacrylate monomer 26.8 mass%
・Methyl methacrylate monomer 0.2 mass%
・Methyl methacrylate macromonomer 8.4 mass%
(Macromonomer having methacryloyl group at one end and having a weight average molecular weight of 5,000)
・Toluene 31.3% by mass
・Methyl ethyl ketone 31.3% by mass
・Azobisisobutyronitrile 2.0 mass%
Of the above materials, cyclohexylmethacrylate, methylmethacrylate, methylmethacrylate macromonomer, toluene, methylethylketone were placed in a four-necked separable flask equipped with a reflux condenser, a thermometer, a nitrogen introduction tube and a stirring device, and nitrogen gas was introduced. It was introduced and the inside of the system was replaced with nitrogen gas. Then, the temperature was raised to 80° C., azobisisobutyronitrile was added, and the mixture was refluxed for 5 hours for polymerization. Hexane was injected into the obtained reaction product to precipitate a copolymer, and the precipitate was filtered off and dried in vacuum to obtain a
[被覆樹脂溶液の調製]
・重合体溶液1(樹脂固形分濃度30%) 33.3質量%
・トルエン 66.4質量%
・カーボンブラック 0.3質量%
(一次粒径25nm、窒素吸着比表面積94m2/g、DBP吸油量75mL/100g)
上記材料を、直径0.5mmのジルコニアビーズを用いて、ペイントシェーカーで1時間分散を行った。得られた分散液を、5.0μmのメンブランフィルターで濾過を行い、被覆樹脂溶液1を得た。
[Preparation of coating resin solution]
Polymer solution 1 (resin solid content concentration 30%) 33.3% by mass
・Toluene 66.4% by mass
・Carbon black 0.3% by mass
(Primary particle size 25 nm, nitrogen adsorption specific surface area 94 m 2 /g, DBP oil absorption 75 mL/100 g)
The above material was dispersed with a paint shaker for 1 hour using zirconia beads having a diameter of 0.5 mm. The resulting dispersion was filtered with a 5.0 μm membrane filter to obtain a
[磁性キャリアの製造例]
(樹脂被覆工程)
常温で維持されている真空脱気型ニーダーに被覆樹脂溶液1をフェライト粒子1の100質量部に対して樹脂成分として2.5質量部になるように投入した。投入後、回転速度30rpmで15分間撹拌し、溶媒が一定以上(80質量%)揮発した後、減圧混合しながら温度80℃まで昇温し、2時間かけてトルエンを留去した後冷却した。得られた磁性キャリアを、磁力選鉱により低磁力品を分別し、開口70μmの篩を通した後、風力分級器で分級し、体積分布基準のメジアン径が38.2μmの磁性キャリアを得た。
[Production example of magnetic carrier]
(Resin coating process)
The
[実施例1〜15、比較例1〜6]
トナー1と磁性キャリアで、トナー濃度が10質量%になるようにV型混合機(V−10型:(株)徳寿製作所)で0.5s-1、回転時間5分で混合し、二成分現像剤1を得た。また、同様にトナー1〜18と磁性キャリアを混合し、二成分現像剤1〜18を得た。
[Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 6]
実施例1〜15、及び比較例1〜6の二成分現像剤、トナーとして以下に示す評価を行った。実施例1〜15、及び比較例1〜6の評価結果を表5に示す。 The two-component developers and toners of Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 6 were evaluated as follows. Table 5 shows the evaluation results of Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 6.
以下の方法(1)〜(3)に従って、トナーの性能評価を行った。 The toner performance was evaluated according to the following methods (1) to (3).
(1)画像濃度変動
画像形成装置として、キヤノン(株)製フルカラー複写機imagePRESS C800を用いた。(ステーションはCyステーションを使用)
(1) Image Density Fluctuation A full-color copying machine imagePRESS C800 manufactured by Canon Inc. was used as an image forming apparatus. (The station uses Cy station)
FFh画像のトナーの載り量を0.45mg/cm2となるように現像電圧を初期調整した。FFh画像とは、256階調を16進数で表示した値であり、00Hを1階調目(白地部)、FFhを256階調目(ベタ部)とする。 The developing voltage was initially adjusted so that the applied amount of toner on the FFh image was 0.45 mg/cm 2 . The FFh image is a value in which 256 gradations are displayed in hexadecimal notation, 00H is the first gradation (white background portion), and FFh is the 256th gradation (solid portion).
常温低湿環境下(温度23℃、相対湿度5%)で10,000枚の50%画像Dutyのベタ画像で耐久画像出力試験お行い、そのときの全ての画像の反射濃度反動率を計測した。評価紙は、コピー普通紙CS−680(A4、坪量68g/m2、キヤノンマーケティングジャパン(株)より販売)を用いた。X−Riteカラー反射濃度計(500シリーズ:X−Rite社製)を使用し、全ての出力画像の画像濃度を測定し、画像濃度の変動の標準偏差を算出した。この画像濃度の変動の標準偏差を以下に示す評価基準に基づいて評価した。1,0000枚連続通紙期間中は、1枚目と同じ現像条件、転写条件(キャリブレーション無し)で通紙を行うこととする。
A:濃度変動標準偏差:0.02未満
B:濃度変動標準偏差:0.02以上0.05未満
C:濃度変動標準偏差:0.05以上0.10未満
D:濃度変動標準偏差:0.10以上0.20未満
E:濃度変動標準偏差:0.20以上
Under a normal temperature and low humidity environment (temperature 23° C., relative humidity 5%), a durability image output test was performed on 10,000 solid images of 50% image duty, and the reflection density reaction rate of all images at that time was measured. As the evaluation paper, copy plain paper CS-680 (A4, basis weight 68 g/m 2 , sold by Canon Marketing Japan Inc.) was used. An X-Rite color reflection densitometer (500 series: manufactured by X-Rite) was used to measure the image densities of all output images, and the standard deviation of fluctuations in the image density was calculated. The standard deviation of the fluctuation of the image density was evaluated based on the evaluation criteria shown below. During the 10000-sheet continuous paper feed period, the paper feed is performed under the same development conditions and transfer conditions (without calibration) as the first paper.
A: Concentration variation standard deviation: less than 0.02 B: Concentration variation standard deviation: 0.02 to less than 0.05 C: Concentration variation standard deviation: 0.05 to less than 0.10 D: Concentration variation standard deviation: 0. 10 or more and less than 0.20 E: Concentration variation standard deviation: 0.20 or more
[トナー表面の外添剤 残存率の算出]
トナー表面の外添剤 残存率は、既述の(2)S−4800観察条件設定にあるエネルギー分散型X線分析装置(EDAX)、もしくは波長分散型蛍光X線装置(WDX)による元素分析を行うことで求める。たとえば測定で検出されるとして、C、O、Si、Ti、Sr、蒸着元素などを設定し、トナー表面における外添剤元素SiとSrの検出量を初期と耐久試験後で測定し、耐久試験後のSiとSr検出量HBと初期のSiとSr検出量HAの比がトナー外添剤の残存率となる。
[Calculation of residual rate of external additive on toner surface]
The residual ratio of the external additive on the toner surface is determined by elemental analysis by the energy dispersive X-ray analyzer (EDAX) or the wavelength dispersive fluorescent X-ray device (WDX) in the above (2) S-4800 observation condition setting. Ask by doing. For example, C, O, Si, Ti, Sr, vapor deposition elements, etc. are set to be detected by measurement, and the detection amounts of the external additive elements Si and Sr on the toner surface are measured at the initial stage and after the durability test, and the durability test is performed. The ratio of the subsequent Si/Sr detection amount HB and the initial Si/Sr detection amount HA is the residual ratio of the toner external additive.
具体的手順はおおまかに先の記載の通りである。作業の細部については、試料台にトナーを軽く圧着させ、表面を蒸着処理し、鏡体の試料室に挿入する。その後加速電圧を適切な値にセットし、トナー表面の面分析を異なる場所で3回以上行いその平均を算出する。 The specific procedure is roughly as described above. For details of the work, toner is lightly pressure-bonded to the sample table, the surface is vapor-deposited, and the sample is inserted into the sample chamber of the mirror. After that, the accelerating voltage is set to an appropriate value, and the surface analysis of the toner surface is performed three times or more at different places, and the average is calculated.
同種トナーの初期と耐久後でこの作業を行い、トナー残存率を計算する。なお、この測定においてトナー内部に含有している同成分の影響を最小限に抑えるため、初期、耐久試験後の値から外添剤のないトナーの値を除外する処理を行うか、最表面を分析することができるX線光電子分光装置を用いて同様の手順でトナー外添剤の残存率を出してもよい。本検討では(1)画像濃度変動に記載しているものと同じ機体でA4紙30000枚を印刷した時に装置内部に残留しているトナーを耐久試験後トナーとして採用した。
A:65%以上
B:60%以上65%未満
C:55%以上60%未満
D:50%以上55%未満
E:50%未満
This operation is performed at the initial stage and after the endurance of the same type of toner, and the residual toner rate is calculated. In this measurement, in order to minimize the influence of the same component contained in the toner, the process of excluding the value of the toner without the external additive from the initial value and the value after the durability test is performed, or the outermost surface is The residual rate of the toner external additive may be obtained by the same procedure using an X-ray photoelectron spectroscope capable of analysis. In this study, the toner remaining inside the apparatus when 30000 sheets of A4 paper were printed by the same machine as described in (1) Image density fluctuation was adopted as the toner after the durability test.
A: 65% or more B: 60% or more and less than 65% C: 55% or more and less than 60% D: 50% or more and less than 55% E: Less than 50%
以上の結果で示されるように、シリカ粒子と直方体または立方体の無機粒子をトナー表面に有する本発明のトナーを使用すれば、トナー帯電性、耐久性、流動性、耐ブロッキング性を得ることができ、高品質な画像を安定して得ることができる。 As shown by the above results, when the toner of the present invention having silica particles and cuboidal or cubic inorganic particles on the toner surface is used, toner charging property, durability, fluidity and blocking resistance can be obtained. Therefore, a high quality image can be stably obtained.
M1 二次元構造体モデル1、M2−1 二次元構造体モデル2、M2−2 二次元構造体モデル3、M3 二次元構造体モデル4、101 シリカ粒子、102 直方体または立方体を有する無機粒子、P1 二次元構造体1、P2−1 二次元構造体2、P3 二次元構造体4、103 シリカ粒子、104 直方体または立方体を有する無機粒子(チタン酸ストロンチウム粒子)
M1 two-
Claims (8)
前記外添剤は、(i)一次粒子の個数平均粒径が40nm以上200nm以下であるシリカ粒子と、(ii)一次粒子の個数平均粒径10nm以上90nm以下であり、直方体または立方体を有する無機粒子と、
を含有し、前記シリカ粒子の個数平均粒径をDAとし、前記無機粒子の個数平均粒径をDBとしたとき、
DA−DB>0
の関係を満たすことを特徴とするトナー。 A toner containing toner particles and an external additive,
The external additives include (i) silica particles having a number average particle size of primary particles of 40 nm or more and 200 nm or less, and (ii) a number average particle size of primary particles of 10 nm or more and 90 nm or less, and an inorganic material having a rectangular parallelepiped or a cube. Particles and
When the number average particle diameter of the silica particles is DA and the number average particle diameter of the inorganic particles is DB,
DA-DB>0
Toner characterized by satisfying the relationship of.
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