JP3950693B2 - toner - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法、静電記録法、磁気記録法及びトナージェット記録法の如き記録法に用いられるトナーに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子写真法としては、米国特許第2,297,691号明細書、特公昭42−23910号公報および、特公昭43−24748号公報等に記載されているように多数の方法が知られているが、一般には光導電性物質を利用し、種々の手段により感光体上に電気的潜像(静電潜像)を形成し、次いで該潜像をトナーを用いて現像し、必要に応じて紙等の転写材にトナー画像を転写した後、加熱、圧力、加熱加圧あるいは溶剤蒸気等により定着し、複写物を得るものであり、感光体上に転写されずに残ったトナーは種々の方法でクリーニングされ、上記の工程が繰り返されるものである。
【0003】
近年、このような複写装置は、複合化やパーソナル化等、変遷しつつある市場ニーズを反映し、より小型化、より軽量化、より高速化、そして更なる高信頼性が厳しく追及されてきており、その結果、トナーに要求される性能もより高度化してきている。
【0004】
例えば、トナー像を紙等の転写シートに定着する工程に関して、種々の方法や装置が提案、開発されているが、現在もっとも一般的な方法は熱ローラーによる加熱圧着方式である。熱ローラによる加熱圧着方式は、トナーに対して離型性を有する材料で表面を形成した加熱ローラー表面と被定着シートのトナー像とが加圧下で接触するため、トナー像を被定着シート上に定着する際の熱効率が極めて良好であり、迅速に定着を行うことが出来る。
【0005】
しかし、上述の従来多用されてきた熱ローラ定着方式は、転写材の通過あるいは他の外的要因で熱ローラーの温度が変動することによる定着不良、また、加熱ローラーへトナーが転移する、いわゆるオフセット現象を防止するために、加熱ローラーを最適な温度範囲に維持する必要があり、このためには加熱ローラーあるいは加熱体の熱容量を大きくしなければならず、これには大きな電力を必要とすると共に、画像形成装置の大型化や機内昇温を招く結果となる。
【0006】
そこで、従来から、定着ローラー表面にトナーを付着させない、あるいは低温定着を向上させる目的で、各種各様の手段が提案されてきた。例えばローラー表面をトナーに対して離型性の優れた材料、シリコーンゴムやフッ素系樹脂などで形成し、更にオフセット防止及びローラー表面の疲労を防止するために、シリコーンオイルのような離型性の良い液体の薄膜でローラー表面を被覆することが行われている。しかしながら、この方法はトナーのオフセットを防止する点できわめて有効であるが、オフセット防止用液体を供給するための装置が必要なため、やはり、定着装置が複雑になり装置が大型化する等の問題点を有している。
【0007】
従って、良好なトナー顕画像の転写材への定着性、及びオフセット防止等を達成しつつ、効率の良い定着性を実現する為には、上述のような定着装置に加え、トナーの特性に負うところが非常に大きくなる。
【0008】
つまり、特にオフセット防止技術という観点からは、オフセット防止液体の供給による耐オフセット方式は好ましくなく、むしろ定着温度領域の広い耐オフセット性の高いトナーの開発が強く望まれているのが現状である。そこで、トナー自体の離型性を増すために、加熱時に十分溶融するような低分子量ポリエチレン、低分子ポリプロピレン等のワックスを添加する方式も提案されている。
【0009】
トナーの粒子中に離型剤としてワックスを含有させることは知られている。例えば、特公昭52−3304号公報、特公昭52−3305号公報、特開昭57−52574号公報に開示されている。
【0010】
更に、特開平3−50559号公報、特開平2−79860号公報、特開平1−109359号公報、特開昭62−14166号公報、特開昭61−273554号公報、特開昭61−94062号公報、特開昭61−138259号公報、特開昭60−252361号公報、特開昭60−252360号公報、特開昭60−217366号公報にワックスをトナー粒子に含有させることが開示されている。
【0011】
これらのワックスは、トナーの低温時や高温時の耐オフセット性の向上や、低温定着時の定着性の向上のために用いられている。反面、トナーの耐ブロッキング性を悪化させたり、機内の昇温によってトナーの現像性が低下したり、また、長期間トナーを放置した際にワックスがトナー表面に転移して現像性を悪化させる場合があった。
【0012】
特開平3−5764号公報、特開平3−41465号公報にはカルナバワックスを含有するトナーが開示されており、特開平5−119509号公報、特開平6−230600号公報、特開平6−295093号公報には、酸価を規定したエステルワックスを含有するトナーが開示されている。また、特開2000−10337号公報では、ヨウ素価、ケン化価を規定したエステルワックスを含有するトナーが開示されている。
【0013】
以上述べてきたこれらの提案は、定着性、耐オフセット性を向上させるという点では効果がある。しかし、高速機等に適用した場合、まだまだ性能が不十分であり、更なる改善が求められる。そこで、この他の方法として、バインダー樹脂に改良を加える工夫がいろいろ試みられている。
【0014】
例えば、オフセットを防止するために、トナー中のバインダー樹脂のガラス転移点(Tg)や分子量を高め、トナーの溶融粘度を向上させる方法も知られている。しかしながら、このような方法でオフセット現象を改善した場合、現像性にはさほど影響を与えないが、定着性が不十分となり、高速現像化や省エネルギー化において、要求される低温度下での定着性、すなわち低温定着性が劣るという問題が生じる。
【0015】
トナーの低温定着性を改良するには、溶融時におけるトナーの粘度を低下させ定着部材との接触面積を大きくさせる必要があり、このために使用するバインダー樹脂のTgや分子量を低くすることが要求される。
【0016】
すなわち、低温定着性と耐オフセット性とは相反する一面を有することから、これらの機能を同時に満足させるトナーの開発は非常に困難である。
【0017】
この問題を解決するために、例えば特公昭51−23354号公報には、架橋剤と分子量調整剤を加え、適度に架橋されたビニル系重合体からなるトナーが開示され、更にはビニル系重合体において、Tg、分子量及びゲルコンテントを組み合わせたブレンド系のトナーが多数提案されている。
【0018】
このような架橋されたビニル系重合体あるいはゲル分を含有するトナーは、耐オフセット性においては優れた効果を示す。しかし、これらを含有させるにあたり、トナー原材料としてこの架橋されたビニル重合体を用いると、トナー製造時の溶融混練工程にて、重合体中の内部摩擦が非常に大きくなり、大きなせん断力が重合体にかかる。このために多くの場合、分子鎖の切断が起こり、溶融粘度の低下を招き、耐オフセット性に悪影響を与える。
【0019】
そこで、これを解決するために、特開昭55−90509号、同57−178249号、同57−178250号、同60−4946号公報では、カルボン酸を有する樹脂と金属化合物をトナー原材料として用い、溶融混練時に加熱反応させ、架橋重合体を形成させてトナー中に含有させることが開示されている。
【0020】
また、ビニル系樹脂単量体と更に特異なモノエステル化合物とを必須構成単位とするバインダーと多価金属化合物とを反応させ、金属を介して架橋するということが特開昭61−110155号、同61−110156号公報に開示されている。
【0021】
また、特開昭63−214760号、同63ー217362号、同63−217363号、同63−217364号公報では、低分子量と高分子量の2群に分かれる分子量分布を有し、低分子量側に含有されたカルボン酸基と多価金属イオンを反応させ架橋させる(溶液重合して得られた溶液に金属化合物の分散液を加え、加温して反応させる)ということが開示されている。
【0022】
また、特開平2−168264号、同2−235069号、同5−173363号、同5−173366号、同5−241371号公報では、結着樹脂中の低分子量成分と高分子量成分の分子量、混合比、酸価およびその比率を制御し、定着性や耐オフセット性等を改良したトナー用バインダー組成物及びトナーが提案されている。
【0023】
また、特開昭62−9256号公報では、分子量と樹脂酸価が異なる2種類のビニル系樹脂をブレンドしたトナー用バインダー組成物について開示されている。
【0024】
また、特開平3−63661号、同3−63662号、同3−63663号、同3−118552号公報では、カルボキシル基含有ビニル共重合体とグリシジル基含有ビニル共重合体に金属化合物を反応させて架橋させるということが開示されている。
【0025】
また、特開平7−225491号公報、同8−44107号公報では、カルボキシル基含有樹脂とエポキシ樹脂が反応し架橋構造を形成するということが開示されている。
【0026】
また、特開昭62−194260号、特開平6−11890号、同6−222612号、同7−20654号、同9−185182号、同9−244295号、同9−319410号、同10−87837号、同10−90943号公報では、グリシジル基含有樹脂を架橋剤として用い、カルボキシル基含有樹脂より構成される樹脂組成物において、分子量分布、ゲル分、酸価、エポキシ価などを制御し、定着性や耐オフセット性等を改良したトナー用バインダー組成物及びトナーが提案されている。
【0027】
以上述べてきたこれらの提案は、定着性、耐オフセット性及び耐ブロッキング性のバランスを大幅に向上させるという効果を示すが、現像性や機械的強度がまだ不十分であり、プリントボリュームの大きい電子写真装置に用いた場合には、耐久性にまだ改善の余地があり、耐オフセット性や耐ブロッキング性を更に向上させる必要がある。また、定着ウェブ等を用いない定着器を用いたマシンや高速機に用いた場合には、耐オフセット性にはまだ改善の余地がある。
【0028】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述の如き問題点を解決し、現像耐久性、定着性、耐オフセット性及び耐ブロッキング性に優れているトナーを提供することにある。
【0029】
また、帯電特性及び紛体特性が改善されることにより、クリーニング工程において、融着やクリーニング不良などの問題点を防ぎ、また、定着部材の汚染を防止できるトナーを提供することにある。
【0030】
【課題を解決するための手段】
本発明は、カルボキシル基を有するビニル樹脂とエポキシ基を有するビニル樹脂、カルボキシル基とエポキシ基を有するビニル樹脂、及びカルボキシル基とエポキシ基が反応したビニル樹脂からなるグループより選択される1種以上のビニル樹脂を少なくとも含有する結着樹脂を100質量部と、
酸価が10mgKOH/g以下、けん化価が25乃至200mgKOH/gである、
下記一般式(1)で示される化合物、
【化4】

Figure 0003950693
[一般式(1)中のa及びbは、それぞれ1乃至3の整数であり、a+bは4である。R1及びR2は、それぞれ炭素数が1乃至40のアルキル基であり、同一あっても異なっていてもよい。異なる場合は、R1及びR2の炭素数の差は3以上である。m及びnは、それぞれ0乃至25の整数であり、同一あっても異なっていてもよく、mとnは同時に0になることはない。]
又は、下記一般式(3)で示される化合物、
【化5】
Figure 0003950693
[一般式(3)中のR1及びR3は、それぞれ炭素数6乃至32のアルキル基であり、同一であっても異なっていてもよい。R2は連結基であり、炭素数1乃至20のアルキレン基である。]
又は、下記一般式(6)で示される化合物、
【化6】
Figure 0003950693
[一般式(6)中のR1及びR2は、それぞれ炭素数15乃至45のアルキル基であり、同一あっても異なっていてもよい。]
より選択される化合物を70質量%以上含有し、
DSCで測定される吸熱曲線において、最大吸熱ピークのピーク半値幅が、10℃以下であるワックス少なくとも1種類以上を1乃至40質量部と、
磁性体を30乃至150質量部とを、
含有するトナーであって
該トナー中のテトラヒドロフラン(THF)可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される分子量分布において、分子量30,000以下のピーク面積が全体のピーク面積に対して、60乃至100%の割合であり、
酸価が0.1乃至50mgKOH/gであることを特徴とする磁性トナーに関する。
【0031】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、少なくとも結着樹脂とワックスを含有するトナーにおいて、該結着樹脂として、カルボキシル基を有するビニル樹脂とエポキシ基を有するビニル樹脂、カルボキシル基とエポキシ基を有するビニル樹脂、及びカルボキシル基とエポキシ基が反応したビニル樹脂からなるグループより選択される1種以上のビニル樹脂を少なくとも含有し、トナーが特定の酸価を有し、特定のワックスを少なくとも1種類以上含有する場合、トナーとしての帯電特性および紛体特性を損なうことなく、良好な現像耐久性、定着性、耐オフセット性及び耐ブロッキング性が達成できることを明らかにした。
【0032】
更に、該トナー中のTHF可溶分中のGPCにより測定される分子量分布が特定の分子量を有し、トナーの結着樹脂成分中に一定量のTHF不溶分を含有することにより更に、上記の効果を向上させることが出来る。
【0033】
本発明における効果発現の理由について以下に述べる。
【0034】
本発明の特徴として、該トナーは、カルボキシル基を有するビニル樹脂とエポキシ基を有するビニル樹脂、カルボキシル基とエポキシ基を有するビニル樹脂、及びカルボキシル基とエポキシ基が反応したビニル樹脂からなるグループより選択される1種以上のビニル樹脂を構成成分として含有し、トナーの酸価が0.1乃至50mgKOH/gであり、酸価が10mgKOH/g以下であり、けん化価が25乃至200mgKOH/gであるワックスを少なくとも1種類以上含有することにより、良好な現像耐久性、定着性、耐オフセット性及び耐ブロッキング性が達成できることを明らかにした。
【0035】
これは、酸価が10mgKOH/g以下であり、けん化価が25乃至200mgKOH/gであるワックスを、0.1乃至50mgKOH/gの酸価を有するトナーに適用した場合、結着樹脂中にワックスを微粒子状に分散させることができ、適度な可塑性を発現することが出来る為である。これは、本発明で用いる樹脂がカルボキシル基、エポキシ基等の極性基を有する、また、用いているワックスも、エステル基等の極性基を有しており、樹脂に対するワックスの親和性が高くなり、微粒子状の分散が達成できると考えている。
【0036】
また、該ワックスを磁性トナーに適用した場合、ワックスが樹脂成分に対して可塑性を発現するため、トナー粒子中における磁性体粒子の分散性が飛躍的に向上し、その結果、耐久現像性が良化する。
【0037】
また、微粒子状に分散しているため、トナーを紙等の転写材に、定着ローラー等で顕在化させる際、加熱時にワックスがトナー表面に染み出易くなり、耐オフセット性が向上する。
【0038】
本発明のトナーは、トナー製造工程中の混練工程などで熱溶融混練され、該結着樹脂が架橋反応を行うことによりあらゆる効果が発現される。これらの架橋反応は、結着樹脂中のカルボキシル基ユニットとエポキシ基ユニットが、トナー化時において熱溶融混練される際、本発明のビニル樹脂いずれの場合も架橋反応を行うため、本発明のワックスを用いた場合、より効果的に耐オフセット性、耐ブロッキング性を発現させ、しかも、定着性に悪影響を与えない。また、更に定着時にもその効果が現れ、定着ローラーに移行したトナーもウェブ等のクリーニング部材で除去し易く、定着ローラーへのトナーの再転移も生じにくい。また、定着ローラーへのトナーのオフセットが発生しにくいため、ウェブ等のクリーニング部材を省略できる場合もある。また、定着像も堅牢になり、定着性向上に貢献し、定着シートからのトナーの脱離を防止する。
【0039】
更に、本発明のトナーは、上記のように架橋反応を行うことにより、トナー自身を強靭化させることができ、高速機などに適用した場合、コピーボリュームが増加した際においても、安定した耐久性を達成できる。
【0040】
本発明のトナーの酸価は0.1乃至50mgKOH/gが好ましく、更に好ましくは0.5乃至40mgKOH/g、特に好ましくは0.5乃至30mgKOH/gである。本発明のトナーが、所望の酸価を有することにより、良好な現像性、定着性及び定着ローラーなどの加熱部材の汚染防止を達成できる。トナーの酸価が0.1mgKOH/g未満の場合には、現像性、定着性、定着ローラー汚れ抑制効果が発現せず、50mgKOH/gを超える場合には、正帯電性トナーに適用した場合、トナー粒子中の負帯電性が強くなり、現像性が悪化する。
【0041】
また、本発明において、トナー中のTHF可溶分のGPCにより測定される分子量分布において、数平均分子量が好ましくは1,000乃至40,000、更に好ましくは2,000乃至20,000であり、特に好ましくは3,000乃至15,000であることがよく、重量平均分子量が好ましくは10,000乃至10,000,000、更に好ましくは20,000乃至5,000,000、特に好ましくは30,000乃至1,000,000であることが良い。
【0042】
本発明で用いられるトナーのTHF可溶分のGPCのクロマトグラムにおいて、上記の平均分子量を示す場合、定着性、耐オフセット性及び耐ブロッキング性のバランスを取ることができる。また、トナーが適正な帯電量及び強靭性を保持することが可能となり、良好な現像性と耐久性を達成できる。数平均分子量が1,000未満の場合または重量平均分子量が10,000未満の場合は、トナーの溶融粘度が低下し、耐ブロッキング性が悪化する傾向がある。数平均分子量が40,000を超える場合または重量平均分子量が10,000,000を超える場合は、結着樹脂中の高分子成分と低分子成分との相溶性が悪化し、十分な定着性を得ることが出来にくい傾向がある。
【0043】
更に、本発明において、トナー中のTHF可溶分のGPCにより測定される分子量分布において、好ましくは分子量4,000乃至30,000の領域にメインピークを持つのが良く、更に好ましくは分子量5,000乃至20,000の領域にメインピークを持つものが良い。メインピークが分子量4,000未満の場合には、トナーの溶融粘度が低下し、トナー粒子中における材料の分散性が悪化し、不均一な帯電分布になり、カブリ等が悪化し、現像性及び耐久性が悪くなる傾向があり、分子量が30,000を超える場合には、定着性が悪化する傾向がある。
【0044】
また、トナー中のTHF可溶分のGPCにより測定される分子量分布において、分子量30,000以下のピーク面積が全体のピーク面積に対して、60乃至100%の割合であることが好ましい。分子量30,000以下のピーク面積が、上記範囲内である場合、混練工程におけるトナーの溶融粘度が適切であり、用いている他の材料の分散性が良化する。上記範囲外の場合、樹脂の溶融粘度が増加し、特に磁性体の分散性が悪化し、現像性、耐久性が悪化する傾向がある。
【0045】
更に、本発明のトナーの樹脂成分は、THF不溶分を0.1乃至60質量%含有しても良い。更に好ましくは0.5乃至50質量%、特に好ましくは2乃至45質量%含有することが好ましい。THF不溶分が上記範囲内である場合、定着ローラーなどの加熱部材からの良好な離型性を発現する。特に熱ローラー定着器搭載マシンに適用した場合、定着ローラー及び加圧ローラーなどの加熱部材へのトナーのオフセット量が激減し、事実上汚れが発生しないため、そのクリーニング部材であるウェブを取り付ける必要が無くなり、クリーニング部材レス定着器を実現できる。このような利点から、熱ロール方式以外のフィルムを介した定着方式であり、ウェブを持たないサーフ定着方式にも好適に使用される。定着ローラーからの定着画像の離型性がよく、先端部に画像がきても定着分離不良によるジャムなどの発生を防止できる。万一、定着部においてジャムが発生し、トナーが定着ローラーあるいは定着フィルムに付着した場合でも、非定着シートを1枚通過させるだけで、この付着トナーの大部分を排出することができ、裏汚れを最大限にとどめることができる。THF不溶分が60質量%を超える場合、定着性が悪化するだけでなく、トナー中の材料分散性の悪化に伴い、トナーの帯電性が不均一になり現像性、耐久性が悪化する傾向がある。
【0046】
本発明のトナーのガラス転移温度(Tg)は、50乃至70℃が好ましい。Tgが50℃未満の場合は保存性が悪化する傾向があり、70℃を超える場合には定着性が悪化する傾向がある。
【0047】
本発明において、トナー及び結着樹脂のTHFを溶媒としたGPCによる分子量分布は次の条件で測定される。
【0048】
<GPCによる分子量分布の測定>
40℃のヒートチャンバー中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてTHFを毎分1mlの流速で流し、THF試料溶液を約100μl注入して測定する。試料の分子量測定にあたっては試料の有する分子量分布を、数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント値との関係から算出した。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、例えば東ソー社製あるいは、昭和電工社製の分子量が102〜107程度のものを用い、少なくとも10点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。また、検出器にはRI(屈折率)検出器を用いる。なお、カラムをしては、市販のポリスチレンジェルカラムを複数本組み合わせるのが良く、例えば昭和電工社製のshodex GPC KF−801、802、803、804、805、806、807、800Pの組み合わせや、東ソー社製のTSKgel G1000H(HXL)、G2000H(HXL)、G3000H(HXL)、G4000H(HXL)、G5000H(HXL)、G6000H(HXL)、G7000H(HXL)、TSKgurd columnの組み合わせを挙げることができる。
【0049】
また、試料は以下の様にして作製する。
【0050】
試料をTHF中に入れ、数時間後放置した後、十分振とうしTHFとよく混ぜ(試料の合一体が無くなるまで)、更に12時間以上静置する。その時THF中への放置時間が24時間以上となるようにする。その後、サンプル処理フィルター(ポアサイズ0.2〜0.5μm、例えばマイショリディスクH−25−2(東ソー社製)などが使用できる。)を通過させたものをGPCの試料とする。また、試料濃度は、樹脂成分が0.5〜5mg/mlとなるように調整する。
【0051】
本発明において、トナー中の結着樹脂成分のTHF不溶分及び原料結着樹脂のTHF不溶分は以下のようにして測定される。
【0052】
<THF不溶分の測定>
トナー1.0〜2.0gを秤量し(W1g)、円筒濾紙(例えば東洋濾紙社製No.86R)を入れてソックスレー抽出器にかけ、溶媒としてTHF200mlを用いて10時間抽出し、溶媒によって抽出された可溶成分溶液をエバポレートした後、100℃で数時間真空乾燥し、THF可溶成分量を秤量する(W2g)。また、トナー中の焼却残灰分の重さを求める(W3g)。
【0053】
焼却残灰分は以下の手順で求める。あらかじめ精秤した30mlの磁性るつぼに約2.0gの試料を入れ精秤し、試料の質量(Wa)gを精秤する。るつぼを電気炉に入れ約900℃で約3時間加熱し、電気炉中で放冷し、常温下でデシケータ中に1時間以上放冷し、るつぼの質量を精秤する。ここから、焼却残灰分(Wb)gを求める。
(Wb/Wa)×100=焼却残灰分含有率(質量%)
【0054】
この含有率から試料中の焼却残灰分の質量(W3g)が求められる。
【0055】
THF不溶分は下記式から求められる。
THF不溶分=(W1−(W3+W2))/(W1−W3)×100(%)
【0056】
本発明において、トナー、結着樹脂の酸価(JIS酸価)は、以下の方法により求める。尚、トナーの酸価は、トナーのTHF可溶成分の酸価を、樹脂成分の酸価に換算した値を意味する。
【0057】
<酸価の測定>
基本操作はJIS K−0070に準ずる。
【0058】
(1)試料は予めトナー及び結着樹脂のTHF不溶成分を除去して使用するか、上記のTHF不溶分の測定で得られるソックスレー抽出器によるTHF溶媒によって抽出された可溶成分を試料として使用する。試料の粉砕品0.5〜2.0(g)を精秤し、可溶成分の重さをW(g)とする。
【0059】
(2)300(ml)のビーカーに試料を入れ、トルエン/エタノール(4/1)の混合液150(ml)を加え溶解する。
【0060】
(3)0.1mol/lのKOHのエタノール溶液を用いて、電位差滴定装置を用いて滴定する(例えば、京都電子株式会社製の電位差滴定装置AT−400(win workstation)とABP−410電動ビュレットを用いての自動滴定が利用できる。)。
【0061】
(4)この時のKOH溶液の使用量をS(ml)とし、同時にブランクを測定し、この時のKOH溶液の使用量をB(ml)とする。
【0062】
(5)次式により酸価を計算する。fはKOHのファクターである。
酸価(mgKOH/g)={(S−B)×f×5.61}/W
【0063】
本発明のトナーのガラス転移温度の測定方法を以下に示す。
【0064】
<トナーのガラス転移温度の測定>
トナーのガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量計(DSC測定装置)、DCS−7(パーキンエルマー社製)を用いてASTM D3418−82に準じて測定する。
【0065】
測定試料は5〜20mg、好ましくは10mgを精密に秤量する。それをアルミパン中に入れ、リファレンスとして空のアルミパンを用い、測定範囲30〜200℃の間で、昇温速度10℃/minで常温常湿下で測定を行う。この昇温過程で、温度40℃〜100℃の範囲において比熱変化が得られる。このときの比熱変化が出る前と出た後のベースラインの中間点の線と示差熱曲線との交点を、本発明のトナーのガラス転移温度Tgとする。
【0066】
本発明において、トナーは、カルボキシル基を有するビニル樹脂とエポキシ基を有するビニル樹脂、カルボキシル基とエポキシ基を有するビニル樹脂、及びカルボキシル基とエポキシ基が反応したビニル樹脂からなるグループより選択される1種類以上のビニル樹脂を含有する。
【0067】
上記、カルボキシル基含有ビニル樹脂を構成するカルボキシル基ユニットを有するモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、α−エチルアクリル酸、クロトン酸、ケイヒ酸、ビニル酢酸、イソクロトン酸、チグリン酸及びアンゲリカ酸などの不飽和モノカルボン酸、及びこれらのα−あるいはβ−アルキル誘導体、フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、アルケニルコハク酸、イタコン酸、メサコン酸、ジメチルマレイン酸、ジメチルフマル酸などの不飽和ジカルボン酸、そのモノエステル誘導体、無水物及びα−あるいはβ−アルキル誘導体などが挙げられる。
【0068】
このようなカルボキシル基ユニットを有するモノマーは単独、あるいは混合して、ビニル系モノマーと公知の重合方法により共重合させることにより、本発明で用いるカルボキシル基含有ビニル樹脂及びカルボキシル基とエポキシ基を含有するビニル樹脂を得ることができる。
【0069】
カルボキシル基含有ビニル樹脂の酸価は、0.5乃至60mgKOH/gが好ましい。0.5mgKOH/g未満の場合には、カルボキシル基とエポキシ基との架橋反応部位が少なくなるため、架橋構造が少なく、トナーの耐久性が達成されにくくなるが、このような場合には、エポキシ価の高いエポキシ基を有するビニル樹脂を用いることにより高い架橋性を示すことによりある程度性能の補償は行える。60mgKOH/gを超える場合には、正帯電性トナーに適用した場合、トナー粒子中の結着樹脂の負帯電性が強くなり、画像濃度が低下し、カブリが増加する傾向がある。
【0070】
カルボキシル基含有ビニル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、40〜70℃が好ましい。Tgが40℃未満の場合、トナーの耐ブロッキング性が悪化する傾向があり、70℃を超える場合はトナーの定着性が悪化する傾向がある。
【0071】
カルボキシル基含有ビニル樹脂において、数平均分子量は、良好な定着性や現像性を達成するために、1,000乃至40,000が好ましく、重量平均分子量は、良好な耐オフセット性、耐ブロッキング性や耐久性を達成するために、10,000乃至10,000,000が好ましい。
【0072】
カルボキシル基含有ビニル樹脂は、低分子量成分と高分子成分で構成されていることが望ましい。低分子量成分のピーク分子量は良好な定着性を達成するために、4,000乃至30,000が好ましく、高分子量成分のピーク分子量は、良好な耐オフセット性、耐ブロッキング性や耐久性を達成するために、100,000乃至1,000,000が好ましい。
【0073】
高分子量成分共重合体の合成方法として本発明に用いることのできる重合法として、塊状重合法、溶液重合法、乳化重合法や懸濁重合法が挙げられる。
【0074】
このうち、乳化重合法は、水にほとんど不溶の単量体(モノマー)を乳化剤で小さい粒子として水相中に分散させ、水溶性の重合開始剤を用いて重合を行う方法である。この方法では反応熱の調節が容易であリ、重合の行われる相(重合体と単量体からなる油相)と水相とが別であるから停止反応速度が小さく、その結果重合濃度が大きく、高重合度のものが得られる。更に、重合プロセスが比較的簡単であること、及び重合生成物が微細粒子であるために、トナーの製造において、着色剤及び荷電制御剤その他の添加物との混合が容易であることから、トナー用バインダー樹脂の製造方法として有利な点がある。
【0075】
しかしながら、添加した乳化剤のために重合体が不純になリ易く、重合体を取リ出すには塩析などの操作が必要で、この不便を避けるためには懸濁重合が好都合である。懸濁重合においては、水系溶媒100質量部に対して、モノマー100質量部以下(好ましくは10〜90質量部)で行うのが良い。使用可能な分散剤としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール部分ケン化物、リン酸カルシウム等が用いられ、一般に水系溶媒100質量部に対して0.05〜1質量部で用いられる。重合温度は50〜95℃が適当であるが、使用する開始剤、目的とするポリマーによって適宜選択される。
【0076】
樹脂組成物の調製に使用される樹脂組成物の高分子量重合体は、本発明の目的を達成する為に、以下に例示する様な多官能性重合開始剤単独あるいは単官能性重合開始剤と併用して生成することが好ましい。
【0077】
多官能構造を有する多官能性重合開始剤の具体例としては、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,3−ビス−(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、トリス−(t−ブチルパーオキシ)トリアジン、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキサン、2,2−ジ−t−ブチルパーオキシブタン、4,4−ジ−t−ブチルパーオキシバレリックアシッド−n−ブチルエステル、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレート、ジ−t−ブチルパーオキシアゼレート、ジ−t−ブチルパーオキシトリメチルアジペート、2,2−ビス−(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、2,2−t−ブチルパーオキシオクタン及び各種ポリマーオキサイド等の1分子内に2つ以上のパーオキサイド基などの重合開始機能を有する官能基を有する多官能性重合開始剤、及びジアリルパーオキシジカーボネート、t−ブチルパーオキシマレイン酸、t−ブチルパーオキシアリルカーボネート及びt−ブチルパーオキシイソプロピルフマレート等の1分子内に、パーオキサイド基などの重合開始機能を有する官能基と重合性不飽和基の両方を有する多官能性重合開始剤が挙げられる。
【0078】
これらのうち、よリ好ましいものは、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキサン、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレート、ジ−t−ブチルパーオキシアゼレート及び2,2−ビス−(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキサン)プロパン、及びt−ブチルパーオキシアリルカーボネートである。
【0079】
これらの多官能性重合開始剤は、トナー用バインダーとして要求される種々の性能を満足する為には、単官能性重合開始剤と併用されることが好ましい。特に該多官能性重合開始剤の半減期10時間を得る為の分解温度よリも低い半減期10時間を有する重合開始剤と併用することが好ましい。
【0080】
具体的には、ベンゾイルパーオキシド、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、n−ブチル−4,4−ジ(t−ブチルパーオキシ)バレレート、ジクミルパーオキシド、a−a’−ビス(t−ブチルパーオキシジイソプロピル)べンゼン、t−ブチルパーオキシクメン、ジ−t−ブチルパーオキシド等の有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、ジアゾアミノアゾベンゼン等のアゾおよびジアゾ化合物等が挙げられる。
【0081】
これらの単官能性重合開始剤は、前記多官能性重合開始剤と同時にモノマー中に添加しても良いが、該多官能性重合開始剤の効率を適正に保つ為には、重合エ程において該多官能性重合開始剤の示す半減期を経過した後に添加するのが好ましい。
【0082】
これらの開始剤は、効率の点からモノマー100質量部に対し0.01〜10質量部用いるのが好ましい。
【0083】
低分子量成分の合成方法としては、公知の方法を用いることができる。しかしながら、塊状重合法では、高温で重合させて停止反応速度を速めることで、低分子量の重合体を得ることができるが、反応をコントロールしにくいという問題点がある。その点、溶液重合法では、溶媒によるラジカルの連鎖移動の差を利用して、また、開始剤量や反応温度を調整することで低分子量重合体を温和な条件で容易に得ることができ、カルボキシル基含有ビニル樹脂中の低分子量成分を得るには好ましい。
【0084】
溶液重合で用いる溶媒として、キシレン、トルエン、クメン、酢酸セロソルブ、イソプロピルアルコールまたはベンゼンが用いられる。スチレンモノマーを使用する場合、キシレン、トルエンまたはクメンが好ましい。重合するポリマーによって溶媒は適宜選択される。反応温度としては、使用する溶媒、重合開始剤、重合するポリマーによって異なるが、通常70〜230℃で行うのが良い。溶液重合においては、溶媒100質量部に対してモノマー30〜400質量部で行うのが好ましい。
【0085】
更に、重合終了時に溶液中で他の重合体を混合することも好ましく、数種の重合体を混合できる。
【0086】
エポキシ基含有ビニル樹脂を構成するエポキシ基ユニットを有するモノマーとしては、ビニル基とエポキシ基を有する化合物であれば良く、例えば、グリシジルアルコールと不飽和カルボン酸のエステル、不飽和グリシジルエーテルなどである。例えば、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、アクリル酸β−メチルグリシジル、メタクリル酸β−メチルグリシジル、アリルグリシジルエーテル、アリルβ−メチルグリシジルエーテル等が挙げられる。
【0087】
特に、一般式(7)で表されるグリシジルモノマーが好ましく用いられる。
【0088】
【化8】
Figure 0003950693
【0089】
[一般式(7)において、R1、R2及びR3は、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、アラルキル基、カルボキシル基及びアルコシキカルボニル基を示す。]
【0090】
このようなエポキシ基ユニットを有するモノマーは単独、あるいは混合して、ビニル系モノマーと公知の重合方法により共重合させることにより該エポキシ基含有ビニル樹脂を得ることができる。
【0091】
エポキシ基含有ビニル樹脂は、重量平均分子量(Mw)が、好ましくは2,000乃至100,000、より好ましくは2,000乃至50,000、更に好ましくは3,000乃至40,000であることが良い。Mwが2,000未満の場合、結着樹脂中の架橋反応によって分子量が増大して混練工程によって分子の切断が多く、耐久性を悪化させる傾向がある。Mwが100,000を超える場合には、定着性に影響を及ぼす傾向がある。
【0092】
また、エポキシ価は、0.05乃至5.0eq/kgものが好ましい。0.05eq/kg未満の場合、架橋反応が進行しにくく、高分子量成分やTHF不溶分の生成量が少なく、耐オフセット性やトナーの強靭性が小さくなる傾向がある。5.0eq/kgを超える場合、架橋反応は起こりやすい反面、混練工程において分子切断が多く、耐オフセット性の効果が半減する傾向がある。
【0093】
本発明のエポキシ基含有ビニル樹脂は、カルボキシル基含有ビニル樹脂中のカルボキシル基1当量に対して、エポキシ基が0.01乃至10.0当量、好ましくは0.03乃至5.0当量の混合比で用いられることが好ましい。
【0094】
エポキシ基が0.01当量未満の場合、結着樹脂中において、架橋点が少なくなり、耐オフセット性などの架橋反応による効果が発現しにくくなる傾向がある。また、10当量を超えると、架橋反応は起こりやすくなる反面、過剰のTHF不溶分の生成などにより、分散性の悪化などが生じ、粉砕性の悪化、現像の安定性に問題が出てくる傾向がある。
【0095】
エポキシ基含有ビニル樹脂のエポキシ価は、以下の方法により求める。
【0096】
<エポキシ当量の測定>
基本操作はJIS K−7236に準ずる。
【0097】
(1)試料を0.5〜2.0(g)を精秤し、その重さをW(g)とする。
【0098】
(2)300(ml)のビーカーに試料を入れ、クロロホルム10ml及び酢酸20mlに溶解する。
【0099】
この溶液に、臭化テトラエチルアンモニウム酢酸溶液10mlを加える。0.1mol/lの過塩素酸酢酸溶液を用いて、電位差滴定装置を用いて滴定する(例えば、京都電子株式会社製の電位差滴定装置AT−400(win workstation)とABP−410電動ビュレットを用い、自動滴定が利用できる。)。この時の過塩素酸酢酸溶液の使用量をS(ml)とし、同時にブランクを測定し、この時の過塩素酸酢酸溶液の使用量をB(ml)とする。
【0100】
次式によりエポキシ価を計算する。fは過塩素酸酢酸溶液のファクターである。
エポキシ価(eq/kg)=0.1×f×(S−B)/W
【0101】
カルボキシル基及びエポキシ基を有するビニル樹脂及びカルボキシル基とエポキシ基が反応したビニル樹脂においては、数平均分子量は、良好な定着性を達成するために、1,000乃至40,000が好ましい。また、重量平均分子量は、良好な耐オフセット性及び耐ブロッキング性を達成するため、10,000乃至10,000,000が好ましい。これらの分子量を持つ樹脂に対し、前述の如くモノマーを共重合させ、酸価とエポキシ価を導入することで目的とする樹脂が得られる。
【0102】
本発明に用いる結着樹脂として、カルボキシル基を有するビニル樹脂とエポキシ基を有するビニル樹脂、カルボキシル基とエポキシ基を有するビニル樹脂、及びカルボキシル基とエポキシ基が反応したビニル樹脂からなるグループより選択される1種以上のビニル樹脂を少なくとも含有するが、これらの樹脂は、トナー製造工程中の混練工程などで他の材料と熱溶融混練され、結着樹脂が更に架橋反応を行う。このトナー製造時の架橋反応をより効果的に行うために、上記ビニル樹脂は、THF不溶分を50質量%以下含有することが好ましい。THF不溶分を50%を超えて含有する場合、他の材料の分散性が悪くなり、現像耐久性が悪化し、更に定着性も悪化する傾向がある。
【0103】
カルボキシル基含有モノマー及びエポキシ基含有モノマーと共重合させるビニルモノマーは以下のものが挙げられる。
【0104】
例えばスチレン;o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレン、p−クロルスチレン、3,4−ジクロルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレンのようなスチレン誘導体;エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンのようなエチレン不飽和モノオレフィン類;ブタジエン,イソプレンのような不飽和ポリエン類;塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニルのようなハロゲン化ビニル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニルのようなビニルエステル類;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸(2−エチルヘキシル)、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルのようなa−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸−1−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸(2−エチルヘキシル)、アクリル酸ステアリル、アクリル酸(2−クロルエチル)、アクリル酸フェニルのようなアクリル酸エステル類;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルのようなビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロぺニルケトンのようなビニルケトン類;N−ビニルピロール、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドンのようなN−ビニル化合物;ビニルナフタリン類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドのようなアクリル酸誘導体もしくはメタクリル酸誘導体が挙げられる。これらのビニルモノマーは単独もしくは2つ以上のモノマーを混合して用いられる。
【0105】
これらの中でもスチレン系共重合体及びスチレン−アクリル系共重合体となるようなモノマーの組み合わせが好ましく、この場合、少なくともスチレン系共重合体成分またはスチレン−アクリル系共重合体成分を65質量%以上含有することが定着性、混合性の点で好ましい。
【0106】
本発明のトナーに使用される結着樹脂としては、その他下記の重合体を添加することも可能である。
【0107】
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およ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、スチレンー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−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、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。
【0108】
本発明で用いられるワックスとしては、酸価が10mgKOH/g以下、けん化価が25乃至200mgKOH/gであるワックスが少なくとも1種類以上用いられる。更に好ましくは、けん化価が30乃至150mgKOH/gであり、特に好ましくは、けん化価が40乃至100mgKOH/gである。上記範囲内であるワックスを用いる場合、良好な耐久現像性、定着性、耐オフセット性、耐ブロッキング性を達成できる。
【0109】
酸価が10mgKOH/gを超える場合、帯電的に負帯電を帯び、正帯電性トナーに適用した場合、現像性が悪化する。また、けん化価が25mgKOH/g未満である場合、炭化水素成分が増加し、トナーとの親和性が低くなることにより、トナー粒子中における分散性が悪化し、定着性、現像性を悪化させる。けん化価が200mgKOH/gを超える場合、ワックスのトナーに対する親和性が高くなりすぎ、ワックスの離型効果が発現しづらくなり、耐オフセット性が悪化する。
【0110】
また、該ワックスのDSCで測定される吸熱曲線において、最大吸熱ピークのピークトップ温度が好ましくは30乃至120℃であり、更に好ましくは50乃至100℃である。上記範囲の場合、良好な定着性と耐オフセット性を両立することが出来る。30℃未満場合、トナーの耐ブロッキング性を悪化させる傾向があり、120℃を超える場合、トナーの可塑効果を発現しにくく、定着性を悪化させる傾向がある。
【0111】
更に本発明で用いられるワックスは、DSCで測定される吸熱曲線において、最大吸熱ピークのピーク半値幅が、20℃以下であるものが好ましく、更に好ましくは10℃以下であり、特に好ましくは5℃以下である。DSCで測定される吸熱曲線において、最大吸熱ピークのピーク半値幅が、20℃以下の場合、定着性と耐ブロッキング性のバランスを取ることができる。この半値幅を持つワックスを用いることにより、トナーに対しての可塑効果がよりいっそう効果的に発現し、少量の添加量でも、優れた定着性向上効果を得ることができる。また、ワックスの添加量を増加させることによる現像性の低下や、耐ブロッキング性の低下、流動性悪化から生じるクリーニングのトラブル、ドラム融着等の発生が抑制されるため、ワックス成分を増量することにより、更なる定着性向上が望める。半値幅が20℃を超えると、保存性、定着性のいずれかに影響が出て、保存性と定着性が両立されたトナーを得ることが困難な傾向がある。
【0112】
<ワックスの酸価の測定>
基本操作はJIS K−0070に準ずる。
【0113】
(1)トナー中のワックスの酸価を測定する場合、試料は予めトナー中の他の材料を除去して使用する。例えば、磁性トナーの場合、室温でトナー100gを100mlの濃塩酸(約12mol/l)に添加して、100時間撹拌し、トナーに含有される磁性体を溶解する。次に、ろ液が弱酸性(約pH5)になるまで、ろ過洗浄する。得られた樹脂組成物を60℃で約20時間真空乾燥する。その後得られた樹脂組成物を精秤し、円筒ろ紙(例えば、東洋濾紙社製No86R)に入れて、ソックスレー抽出にかけ、クロロホルム、メチルエチルケトン(MEK)、酢酸エチル等を抽出溶媒として用いる。約120℃に温度調整されたオイルバスを用いて10時間還流する。その後、ろ紙内に残った不溶分を、60℃で約20時間真空乾燥し、測定試料とする。
【0114】
(2)試料を1〜20(g)を精秤し、重さをW(g)とする。
【0115】
(3)300(ml)のビーカーに試料を入れ、ジエチルエーテル/エタノール(1/1又は2/1)の混合液150(ml)を加え溶解する。
【0116】
(4)0.1mol/lのKOHのエタノール溶液を用いて、電位差滴定装置を用いて滴定する(例えば、京都電子株式会社製の電位差滴定装置AT−400(win workstation)とABP−410電動ビュレットを用いての自動滴定が利用できる。)。
【0117】
(5)この時のKOH溶液の使用量をS(ml)とし、同時にブランクを測定し、この時のKOH溶液の使用量をB(ml)とする。
【0118】
(6)次式により酸価を計算する。fはKOHのファクターである。
酸価(mgKOH/g)={(S−B)×f×5.61}/W
【0119】
<ワックスのけん価化の測定>
基本操作はJIS K−0070に準ずる。
【0120】
(1)トナー中のワックスのけん価を測定する場合、上述したように、試料は予めトナー中の他の材料を除去して使用する。
【0121】
(2)試料を1〜3g精秤し、重さをW(g)とする。
【0122】
(3)300(ml)の三角フラスコに試料を入れ、0.5mol/lのKOHのエタノール溶液25mlを加える。
【0123】
(4)三角フラスコに空気冷却器を取り付け、ときどき内容物を振り混ぜながら30分間水浴、砂浴又は熱板で穏やかに加熱して反応させる。加熱するときは還流するエタノールの環が空気冷却器の上端に達しないように加熱温度を調節する。
【0124】
(5)反応が終わった後、直ちに冷却し、内容物が寒天状に固まらないうちに空気冷却器の上から少量の水、又はキシレン/エタノール(1/3)混合溶液を吹き付けてその内壁を洗浄した後、空気冷却器を外す。
【0125】
(6)0.5mol/lの塩酸を用いて、電位差滴定装置を用いて滴定する(例えば、京都電子株式会社製の電位差滴定装置AT−400(win workstation)とABP−410電動ビュレットを用いての自動滴定が利用できる。)。
【0126】
(7)この時の塩酸の使用量をS(ml)とし、同時にブランクを測定し、この時の塩酸の使用量をB(ml)とする。
【0127】
(8)次式によりけん価化を計算する。fは塩酸のファクターである。
けん価化(mgKOH/g)={(S−B)×f×28.05}/W
【0128】
<ワックスのDSC測定>
ワックスのDSC測定は、示差走査熱量計(DSC測定装置)、DCS−7(パーキンエルマー社製)を用いてASTM D3418−82に準じて測定する。
【0129】
測定試料は0.5乃至3mg、好ましくは1mgを精密に秤量する。それをアルミパン中に入れ、リファレンスとして空のアルミパンを用い、一回昇温させ前履歴を取った後、温度速度10℃/minで降温、昇温させた時測定されるDSC曲線を用いる。各温度の定義は次のように定める。
【0130】
(最大吸熱ピークのピークトップ温度)
ベースラインからの高さがもっとも高いピークのピークトップ温度。
【0131】
(最大吸熱ピークのピーク半値幅)
最大吸熱ピークの、ベースラインからピークトップまでの高さの2分の1の高さにおけるピークの温度幅。
【0132】
また、本発明のワックスは、下記一般式(1)乃至(6)で示される化合物を少なくとも含有することが好ましい。
【0133】
【化9】
Figure 0003950693
【0134】
[一般式(1)中のa及びbは、それぞれ1乃至3の整数であり、a+bは4である。R1及びR2は、それぞれ炭素数が1乃至40のアルキル基又はハロゲン化アルキル基であり、同一あっても異なっていてもよい。異なる場合は、R1及びR2の炭素数の差は3以上である。m及びnは、それぞれ0乃至25の整数であり、同一あっても異なっていてもよく、mとnは同時に0になることはない。]
【0135】
【化10】
Figure 0003950693
【0136】
[一般式(2)中のa及びbは、それぞれ0乃至3の整数であり、a+bは1乃至3である。R1及びR2は、それぞれ炭素数が1乃至40のアルキル基又はハロゲン化アルキル基であり、同一あっても異なっていてもよい。異なる場合、R1及びR2の炭素数の差は3以上である。kは1乃至3の整数であり、a+b+kは4である。R3は、水素原子、炭素数が1以上のアルキル基又はハロゲン化アルキル基であり、少なくとも一つは、炭素数が1乃至40のアルキル基である。m及びnは、それぞれ0乃至25の整数であり、同一あっても異なっていてもよく、mとnは同時に0になることはない。]
【0137】
【化11】
Figure 0003950693
【0138】
[一般式(3)中のR1及びR3は、それぞれ炭素数6乃至32のアルキル基又はハロゲン化アルキル基であり、同一であっても異なっていてもよい。R2は連結基であり、炭素数1乃至20のアルキレン基である。]
【0139】
【化12】
Figure 0003950693
【0140】
[一般式(4)中のR1及びR3は、それぞれ炭素数6乃至32のアルキル基又はハロゲン化アルキル基であり、同一であっても異なっていてもよい。R2は連結基であり、炭素数1乃至20のアルキレン基、又は、
【0141】
【化13】
Figure 0003950693
【0142】
である。但し、mは1乃至10の整数である。]
【0143】
【化14】
Figure 0003950693
【0144】
[一般式(5)中のR1は、炭素数1乃至40のアルキル基又はハロゲン化アルキル基である。aは0乃至3の整数であり、bは1乃至4の整数であり、a+bは4である。m及びnは、それぞれ0乃至25の整数であり、同一あっても異なっていてもよく、mとnが同時に0になることはない。]
【0145】
【化15】
Figure 0003950693
【0146】
[一般式(6)中のR1及びR2は、それぞれ炭素数15乃至45のアルキル基又はハロゲン化アルキル基であり、同一あっても異なっていてもよい。]
【0147】
上記一般式(1)乃至(6)で示される化合物の具体例としては、以下のものが挙げられる。
【0148】
【化16】
Figure 0003950693
【0149】
【化17】
Figure 0003950693
【0150】
【化18】
Figure 0003950693
【0151】
【化19】
Figure 0003950693
【0152】
本発明のワックスの製造方法としては、例えば、酸化反応による合成法、カルボン酸及びその誘導体からの合成、マイケル付加反応代表されるエステル基導入反応が用いられる。特に好ましい製造方法としては、カルボン酸化合物とアルコール化合物からの脱水縮合反応を利用する方法又は酸ハロゲン化物とアルコール化合物からの反応が特に好ましい。
【0153】
本発明のワックスは、上記一般式(1)乃至(6)で示される化合物を少なくとも1種類以上含有していれば良く、好ましくは、上記化合物の該ワックスに占める含有量が50質量%以上であり、更に好ましくは70質量%以上であることが好ましい。該化合物の含有量が50質量%未満の場合、遊離脂肪酸成分、遊離アルコール成分、炭化水素成分やその他の樹脂成分が事実上多く占めていることを示し、本発明の効果が発現しにくい傾向がある。
【0154】
また、上記ワックスの添加量は、結着樹脂100質量部に対して1乃至40質量部であることが好ましく、更に好ましくは2乃至30質量部である。該ワックスの含有量が、1質量部未満の場合は、可塑効果が発現しにくく、定着性改良の効果がない傾向がある。40質量部を超えて含有する場合、ワックスがトナー粒子内で偏在するようになり、帯電性が不安定になり、現像性が悪化する傾向がある。
【0155】
また、本発明においては、離型性を向上させるため、他のワックス類を含有させてもよい。好ましくはDSCで測定される吸熱曲線において、最大吸熱ピークのピークトップ温度が70乃至165℃で、その具体例としてはパラフィンワックス及びその誘導体、マイクロクリスタリンワックス及びその誘導体、フィッシャートロプシュワックス及びその誘導体、モンタンワックス及びその誘導体や、ポリオレフィンワックス及びその誘導体で、その誘導体には、ビニル系モノマーとのブロック共重合物、グラフト変性物を含む。その他、アルコールワックス、脂肪酸ワックス、エステルワックス、天然ワックスも用いられる。
【0156】
中でも好ましく用いられるワックスとして、オレフィンを高圧下でラジカル重合或いはチーグラー触媒・メタロセン触媒を用いて重合した低分子量のポリオレフィン及びこの時の副生成物、高分子量のポリオレフィンを熱分解して得られる低分子量のポリオレフィン、一酸化炭素・水素からなる合成ガスから触媒を用いて得られる炭化水素の蒸留残分、或いはこれらを水素添加して得られる合成炭化水素から得られる如き炭化水素系ワックス、脂肪酸エステル、酸アミドワックス、エステルワックス或いはモンタン系誘導体である。また、脂肪酸等の不純物を予め除去してあるものも好ましい。
【0157】
これらのワックスから、プレス発汗法、溶剤法、真空蒸留、超臨界ガス抽出法、分別結晶化(例えば、融液晶析及び結晶ろ別)等を利用して、ワックスを分子量により分別したワックスも好ましい。また、分別後に、酸化やブロック共重合、グラフト変性を行ってもよい。
【0158】
上記のように、本発明のワックスと併用することにより、他のワックスの分散性を単独で使用したときより向上させる分散助剤の効果もあり、トナー粒子のトータルとしてのワックスの分散性を向上できる。
【0159】
これらのワックスの添加量は、結着樹脂100質量部に対して0.5乃至10質量部であることが好ましく、更に好ましくは1乃至8質量部である。0.5質量部未満の場合、更にワックスを添加した効果が得られず、また、10質量部を超える場合、本発明のワックスを用いた場合の効果が発現しづらくなる。
【0160】
本発明において用いられるワックスは、トナー製造に際し、予め重合体成分中に添加・混合しておくこともできる。その場合は、重合体成分の調製時に、ワックスと高分子量重合体とを溶剤に予備溶解した後、低分子重合体溶液と混合する方法が好ましい。これによりミクロな領域での相分離が緩和され、高分子量成分の再凝集が制御され、低分子重合体との良好な分散状態も得られる。
【0161】
本発明で用いるトナーに、正帯電性または負帯電性を保持させるためには、荷電制御剤を含有させることが好ましい。
【0162】
トナーを正帯電性に制御するものとして下記の物質がある。
【0163】
例えば、ニグロシン及び脂肪酸金属塩等による変性物;トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレートの如き四級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩の如きオニウム塩及びこれらのレーキ顔料;トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、燐タングステン酸、燐モリブデン酸、燐タングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物等);高級脂肪酸の金属塩;ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイドの如きジオルガノスズオキサイド;ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレートの如きジオルガノスズボレート類;グアニジン化合物、イミダゾール化合物がある。これらを単独あるいは2種類以上組み合わせて用いることができる。これらの中でも、トリフェニルメタン化合物、カウンターイオンがハロゲンでない四級アンモニウム塩、イミダゾール化合物が好ましく用いられる。
【0164】
また、下記一般式(8)で示される構成単位からなる単重合体または、スチレン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルの如き重合性モノマーとの共重合体を正帯電性荷電制御樹脂として用いることができる。この正帯電性制御樹脂は、単独で用いても、上記荷電制御剤と併用して用いても良い。
【0165】
【化20】
Figure 0003950693
【0166】
[上記一般式(8)中のR1は、水素原子またはメチル基であり、R2は、アルキレン基であり、R3,R4及びR5は、それぞれアルキル基である。]
【0167】
また、トナーを負帯電性に制御するものとして下記の物質がある。
【0168】
例えば有機金属錯体、キレート化合物が有効であり、モノアゾ金属錯体、アセチルアセトン金属錯体、芳香族ハイドロキシカルボン酸金属錯体、芳香族ジカルボン酸金属錯体がある。他には、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族モノカルボン酸及び芳香族ポリカルボン酸及びその金属塩、無水物、エステル類、ビスフェノールの如きフェノール誘導体類がある。
【0169】
また、次に示した一般式(9)で表されるアゾ系金属化合物が好ましい。
【0170】
【化21】
Figure 0003950693
【0171】
[一般式(9)中の、Mは配位中心金属を表し、Sc、Ti、V、Cr、Co、Ni、Mn、及びFeからなるグループより選択される金属であり、Arは、フェニル基、ナフチル基の如きアリール基であり、置換基を有してもよい。この場合の置換基としては、ニトロ基、ハロゲン元素、カルボキシル基、アニリド基及び炭素数1乃至18のアルキル基,炭素数1乃至18のアルコキシ基が挙げられる。X、X’、Y及びY’は、−O−、−CO−、−NH−又は−NR−(Rは炭素数1乃至4のアルキル基)である。A+はカチオンを示し、水素イオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、アンモニウムイオン又は脂肪族アンモニウムイオンを示す。]
【0172】
特に中心元素をしては、Fe又はCrが好ましく、アリール基の有する置換基としては、ハロゲン元素、アルキル基、アニリド基が好ましい。また、カウンターイオンの異なる金属化合物の混合物も好ましく用いられる。
【0173】
また、次に一般式(10)で表される塩基性有機酸金属化合物も好ましい。
【0174】
【化22】
Figure 0003950693
【0175】
[一般式(10)中の、Mは配位中心金属を表し、Cr、Co、Ni、Mn、Fe、Ti、Zr、Zn、Si、B又はAlを示す。
(B)は、
【0176】
【化23】
Figure 0003950693
【0177】
(アルキル基、アニリド基、アリール基、ハロゲン元素、ニトロ基の如き置換基を有しても良い。)
【0178】
【化24】
Figure 0003950693
【0179】
(Xは水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基又はアルキル基を示す。)
【0180】
【化25】
Figure 0003950693
【0181】
(Rは水素原子、炭素数1乃至18のアルキル基又は炭素数2乃至18のアルケニル基を示す。)
【0182】
A’+はカチオンを示し、水素イオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、アンモニウムイオン、又は脂肪族アンモニウムイオンを示す。Zは−O−又は、−COO−である。]
【0183】
特に中心金属としては、Fe、Cr、Si、Zn又はAlが好ましく、一般式(10)のBとしては、ベンゼン環及びナフタレン環が好ましく、有する置換基としてはアルキル基、アニリド基、アリール基、ハロゲン元素が好ましく、カウンターイオンとしては、水素イオン、アンモニウムイオン、脂肪族アンモニウムイオンが好ましい。
【0184】
荷電制御剤及び荷電制御樹脂をトナーに含有させる方法として、トナー内部に添加する方法と外添する方法がある。これらの荷電制御剤及び荷電制御樹脂の使用量は結着樹脂の種類、他の添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に決定されるものではないが、好ましくは結着樹脂100質量部に対して0.1〜10質量部、より好ましくは0.1〜5質量部の範囲で用いられる。
【0185】
本発明のトナーに使用できる着色剤としては、任意の適当な顔料又は染料が挙げられる。例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、アセチレンブラック、ナフトールイエロー、ハンザイエロー、ローダミンレーキ、アリザリンレーキ、ベンガラ、フタロシアニンブルー、インダンスレンブルー等がある。
【0186】
これらは、定着画像の光学濃度を維持するため、必要な量が用いられ、結着樹脂100質量部に対して、0.1乃至20質量部、好ましくは0.2乃至10質量部の添加量が良い。同様の目的で、更に染料が用いられる。例えば、アゾ系染料、アントラキノン系染料、キサンテン系染料、メチン系染料があり、結着樹脂100質量部に対して、0.1乃至20質量部、好ましくは0.2乃至10質量部の添加量が良い。
【0187】
本発明のトナーにおいて、着色剤として、磁性体を用い、磁性トナーとして使用することもできる。
【0188】
本発明に用いられる磁性体としては、マグネタイト、フェライトの如き酸化鉄;鉄、コバルト、ニッケルのような金属あるいはこれらの金属とアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、錫、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムのような金属の合金及びその混合物が用いられ、その磁性体表面或いは内部にケイ素元素を含有するものが好ましい。
【0189】
また、磁性体の個数平均粒子径としては、0.05〜1.0μmが好ましく、更に好ましくは0.1〜0.6μm、特に好ましくは0.1〜0.4μmであることが良い。
【0190】
本発明においてトナーに含有させる磁性体の量は、結着樹脂100質量部に対して10〜200質量部、好ましくは20〜170質量部、更に好ましくは30〜150質量部である。
【0191】
本発明のトナーにおいては、帯電安定性、現像性、流動性、耐久性向上のため、シリカ微粉末を添加することが好ましい。
【0192】
本発明に用いられるシリカ微粉末は、窒素吸着によるBET法による比表面積が30m2/g以上、特に50〜400m2/gの範囲内のものが良好な結果を与える。トナー100質量部に対してシリカ微粉体0.01〜8質量部、好ましくは0.1〜5質量部使用するのが良い。
【0193】
また、本発明に用いられるシリカ微粉末は、必要に応じ、疎水化、帯電性コントロールなどの目的でシリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、シリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シランカップリング剤、官能基を有するシラン化合物、その他の有機ケイ素化合物等の処理剤で、或いは種々の処理剤を併用して処理されていることも好ましい。
【0194】
本発明のトナーには、必要に応じて他の外部添加剤を添加しても良い。
【0195】
例えば、帯電補助剤、導電性付与剤、流動性付与剤、ケーキング防止剤、熱ローラー定着時の離型剤、滑剤、研磨剤等の働きをする樹脂微粒子や無機微粒子などである。
【0196】
例えば滑剤としては、テフロン粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末等が挙げられ、中でもポリフッ化ビニリデン粉末が好ましい。また研磨剤としては、酸化セリウム粉末、炭化ケイ素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末等が挙げられ、中でもチタン酸ストロンチウム粉末が好ましい。流動性付与剤としては、酸化チタン粉末、酸化アルミニウム粉末等が挙げられ、中でも疎水性のものが好ましい。導電性付与剤としては、カーボンブラック粉末、酸化亜鉛粉末、酸化アンチモン粉末、酸化スズ粉末等が挙げられる。またさらに、逆極性の白色微粒子及び黒色微粒子を現像性向上剤として少量用いることもできる。
【0197】
また、近年はトナー粒径の小粒径化が進んできており、高精細・高画質の画像を得るという観点から、トナーの重量平均粒径が10μm以下であることが好ましい。特に重量平均粒径6.0μm以下のトナーにおいてはその効果は顕著であり、極めて高精細な画像が得られる。また、重量平均粒径が3.0μm以上であるとき、十分な画像濃度が得られて好ましい。一方でトナーの低温定着性や小粒径化が進むと流動性や保存性が悪化し易くなるが、本発明のトナーは、過度の可塑効果を抑えられ、耐ブロッキング性、流動性に優れ、現像器やクリーナー内の耐久により生じるトラブルが抑制される。
【0198】
本発明のトナーの重量平均粒径は、測定装置としては、コールターマルチサイザーIIE(コールター社製)を用いる。電解液は、ISOTON(R)−II(1%塩化ナトリウム水溶液、コールターサイエンティフィックジャパン社製)を用いて測定する。測定方法としては、前記電解水溶液100〜150ml中に分散剤として、界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩)を、0.1〜5ml加え、さらに測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、前記測定装置により、体積、個数を測定して、体積平均粒径を算出する。
【0199】
重量平均粒径が、6.0μmより大きい場合には、100μmアパーチャーを用いて、2〜60μmの粒子を測定し、重量平均粒径3.0〜6.0μmの場合は、50μmアパーチャーを用い、1〜30μmの粒子を測定し、重量平均粒径が3.0μm未満の場合には、30μmアパーチャーを用い、0.6〜18μmの粒子を測定する。
【0200】
本発明のトナーは、キャリアを併用して二成分現像剤をして用いることが出来、二成分現像剤に用いる場合のキャリアとしては、従来から知られているものが全て使用可能であるが、具体的には、表面酸化または未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類の如き金属及びそれらの合金又は酸化物の平均粒径20〜300μmの粒子が使用できる。また、それらキャリア粒子表面に、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリエステル系樹脂の如き樹脂を付着又は被覆させたものが好ましく使用される。
【0201】
本発明のトナーを作製するには、結着樹脂、ワックス及びその他の添加剤等を、ヘンシェルミキサー、ボールミル等の混合機により十分混合してから加熱ロール、ニーダー、エクストルーダーのような熱混練機を用いて溶融混練し、冷却固化後粉砕及び分級を行い、更に必要に応して所望の添加剤をヘンシェルミキサー等の混合機により十分混合し、本発明のトナーを得ることができる。
【0202】
例えば混合機としては、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製);スーパーミキサー(カワタ社製);リボコーン(大川原製作所社製);ナウターミキサー、タービュライザー、サイクロミックス(ホソカワミクロン社製);スパイラルピンミキサー(太平洋機工社製);レーディゲミキサー(マツボー社製)が挙げられ、混練機としては、KRCニーダー(栗本鉄工所社製);ブス・コ・ニーダー(Buss社製);TEM型押し出し機(東芝機械社製);TEX二軸混練機(日本製鋼所社製);PCM混練機(池貝鉄工所社製);三本ロールミル、ミキシングロールミル、ニーダー(井上製作所社製);ニーデックス(三井鉱山社製);MS式加圧ニーダー、ニダールーダー(森山製作所社製);バンバリーミキサー(神戸製銅所社製)が挙げられ、粉砕機としては、カウンタージェットミル、ミクロンジェット、イノマイザ(ホソカワミクロン社製);IDS型ミル、PJMジェット粉砕機(日本ニューマチック工業社製);クロスジェットミル(栗本鉄工所社製);ウルマックス(日曹エンジニアリング社製);SKジェット・オー・ミル(セイシン企業社製);クリプトロン(川崎重工業社製);ターボミル(ターボエ業社製)が挙げられ、分級機としては、クラッシール、マイクロンクラッシファイアー、スペディッククラシファイアー(セイシン企業社製);ターボクラッシファイアー(日新エンジニアリング社製);ミクロンセパレータ、ターボプレックス(ATP)、TSPセパレータ(ホソカワミクロン社製);エルボージェット(日鉄鉱業社製)、ディスパージョンセパレータ(日本ニューマチックエ業社製);YMマイクロカット(安川商事社製)が挙げられ、粗粒などをふるい分けるために用いられる箭い装置としては、ウルトラソニック(晃栄産業社製);レゾナシーブ、ジャイロシフター(徳寿工作所社);バイブラソニックシステム(ダルトン社製);ソニクリーン(新東工業社製);ターボスクリーナー(ターボエ業社製);ミクロシフター(槙野産業社製);円形振動飾い等が挙げられる。
【0203】
【実施例】
以下、具体的実施例をもって本発明を更に詳しく説明するが、本発明は何らこれらに限定されるものではない。
【0204】
<高分子成分の製造例A−1>
・スチレン 78.4質量部
・アクリル酸n−ブチル 19.6質量部
・メタクリル酸 2.0質量部
・2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロへキシル)プロパン0.8質量部
【0205】
上記各成分を、4つ口フラスコ内でキシレン200質量部を撹拌しながら容器内を十分に窒素で置換し120℃に昇温させた後4時間かけて滴下した。更にキシレン還流下で重合を完了し、減圧下で溶媒を蒸留除去した。このようにして得られた樹脂をA−1とする。
【0206】
<高分子成分の製造例A−2>
製造例A−1において、スチレン79.7質量部、アクリル酸n−ブチル19.9質量部、アクリル酸0.4質量部、2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロへキシル)プロパン0.8質量部に変えた以外は製造例A−1と同様に樹脂A−2を得た。
【0207】
<高分子成分の製造例A−3>
製造例A−1において、スチレン79.0質量部、アクリル酸n−ブチル19.8質量部、メタクリル酸1.2質量部、2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロへキシル)プロパン0.8質量部に変えた以外は製造例A−1と同様に樹脂A−3を得た。
【0208】
<高分子成分の製造例A−4>
製造例A−1において、スチレン75.2質量部、アクリル酸n−ブチル18.8質量部、メタクリル酸6.0質量部、2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロへキシル)プロパン0.8質量部に変えた以外は製造例A−1と同様に樹脂A−4を得た。
【0209】
<高分子成分の製造例A−5>
製造例A−1において、スチレン74.4質量部、アクリル酸n−ブチル18.6質量部、アクリル酸7質量部、2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロへキシル)プロパン0.8質量部に変えた以外は製造例A−1と同様に樹脂A−5を得た。
【0210】
<高分子成分の製造例A−6>
製造例A−1において、スチレン80質量部、アクリル酸n−ブチル20質量部、2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロへキシル)プロパン1質量部に変えた以外は製造例A−1と同様に樹脂A−6を得た。
【0211】
<高分子成分の製造例A−7>
製造例A−1において、スチレン72.8質量部、アクリル酸n−ブチル18.2質量部、アクリル酸9質量部、2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロへキシル)プロパン0.8質量部に変えた以外は製造例A−1と同様に樹脂A−7を得た。
【0212】
<高分子成分の製造例A−8>
製造例A−1において、スチレン77.6質量部、アクリル酸n−ブチル19.4質量部、メタクリル酸2質量部、メタクリル酸グリシジル1質量部、2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロへキシル)プロパン0.8質量部に変えた以外は製造例A−1と同様に樹脂A−8を得た。
【0213】
<カルボキシル基含有ビニル樹脂の製造例B−1>
・高分子成分樹脂A−1 30質量部
・スチレン 55.4質量部
・アクリル酸n−ブチル 13.9質量部
・メタクリル酸 0.7質量部
・ジ−t−ブチルパーオキサイド 1.4質量部
【0214】
上記原材料をキシレン200質量部中に4時間かけて滴下した。更に、キシレン還流下で重合を完了し、減圧下で溶媒を蒸留除去し、このようにして得られた樹脂をB−1とする。
【0215】
<カルボキシル基含有ビニル樹脂の製造例B−2>
製造例B−1において、高分子成分樹脂A−2を30質量部、スチレン56質量部、アクリル酸n−ブチル14質量部、ジ−t−ブチルパーオキサイド1.4質量部に変えた以外は製造例B−1と同様に樹脂B−2を得た。
【0216】
<カルボキシル基含有ビニル樹脂の製造例B−3>
製造例B−1において、高分子成分樹脂A−3を30質量部、スチレン53質量部、アクリル酸n−ブチル13質量部、メタクリル酸0.3質量部、ジ−t−ブチルパーオキサイド1.4質量部に変えた以外は製造例B−1と同様に樹脂B−3を得た。
【0217】
<カルボキシル基含有ビニル樹脂の製造例B−4>
製造例B−1において、高分子成分樹脂A−4を30質量部、スチレン52.8質量部、アクリル酸n−ブチル13.2質量部、メタクリル酸3.0質量部、ジ−t−ブチルパーオキサイド1.4質量部に変えた以外は製造例B−1と同様に樹脂B−4を得た。
【0218】
<カルボキシル基含有ビニル樹脂の製造例B−5>
製造例B−1において、高分子成分樹脂A−5を30質量部、スチレン51.2質量部、アクリル酸n−ブチル12.8質量部、アクリル酸4.0質量部、ジ−t−ブチルパーオキサイド1.4質量部に変えた以外は製造例B−1と同様に樹脂B−5を得た。
【0219】
<カルボキシル基含有しないビニル樹脂の製造例B−6>
製造例B−1において、高分子成分樹脂A−6を30質量部、スチレン56質量部、アクリル酸n−ブチル14質量部、ジ−t−ブチルパーオキサイド1.4質量部に変えた以外は製造例B−1と同様に樹脂B−6を得た。
【0220】
<カルボキシル基含有ビニル樹脂の製造例B−7>
製造例B−1において、高分子成分樹脂A−7を30質量部、スチレン52.8質量部、アクリル酸n−ブチル13.2質量部、アクリル酸4.0質量部、ジ−t−ブチルパーオキサイド1.4質量部に変えた以外は製造例B−1と同様に樹脂B−7を得た。
【0221】
<カルボキシル基含有ビニル樹脂の製造例B−8>
製造例B−1において、高分子成分樹脂A−2を50質量部、スチレン40質量部、アクリル酸n−ブチル10質量部、ジ−t−ブチルパーオキサイド1質量部に変えた以外は製造例B−1と同様に樹脂B−8を得た。
【0222】
<カルボキシル基含有ビニル樹脂の製造例B−9>
製造例B−1において、高分子成分樹脂A−4を30質量部、スチレン56質量部、アクリル酸n−ブチル14質量部、ジ−t−ブチルパーオキサイド1.4質量部に変えた以外は製造例B−1と同様に樹脂B−9を得た。
【0223】
<カルボキシル基とエポキシ基含有ビニル樹脂の製造例B−10>
製造例B−1において、高分子成分樹脂A−8を30質量部、スチレン56質量部、アクリル酸n−ブチル14質量部、ジ−t−ブチルパーオキサイド1.8質量部に変えた以外は製造例B−1と同様に樹脂B−10を得た。
【0224】
<エポキシ基含有ビニル樹脂の製造例C−1>
・スチレン 79.2質量部
・アクリル酸n−ブチル 19.8質量部
・メタクリル酸グリシジル 1質量部
・ジ−t−ブチルパーオキサイド 5質量部
【0225】
上記各成分を、4つ口フラスコ内でキシレン200質量部を撹拌しながら容器内を十分に窒素で置換し、120℃に昇温させた後4時間かけて滴下した。更にキシレン還流下で重合を完了し、減圧下で溶媒を蒸留除去し、このように得られた樹脂をC−1とする。
【0226】
<エポキシ基含有ビニル樹脂の製造例C−2>
製造例C−1において、スチレン72質量部、アクリル酸n−ブチル18質量部、メタクリル酸グリシジル10質量部、ジ−t−ブチルパーオキサイド5質量部に変えた以外は製造製C−1と同様に樹脂C−2を得た。
【0227】
次に本発明で用いるワックスを表1に示す。
【0228】
【表1】
Figure 0003950693
【0229】
〔実施例1〕
製造例B−1で得られたカルボキシル基含有ビニル樹脂90質量部及び製造例C−1で得られたエポキシ基含有ビニル樹脂10質量部をヘンシェルミキサーにて混合後、二軸混練押し出し器にて200℃で混練し、冷却粉砕し、結着樹脂1を得た。
・上記結着樹脂1 100質量部
・磁性体(平均径0.2μm) 90質量部
・ワックス1 4質量部
・トリフェニルメタンレーキ化合物 2質量部
【0230】
上記材料をヘンシェルミキサーで十分に前混合した後、110℃に設定した二軸混練押し出し機によって、溶融混練した。得られた混練物を冷却し、カッターミルで粗粉砕した後、ジェット気流を用いた微粉砕機を用いて微粉砕し、得られた微粉砕物を更に風力分級機で分級し、重量平均粒径7.5μmの分級微粉体(トナー粒子)を得た。
【0231】
得られた分級微粉体100質量部に、乾式法で製造された正帯電性疎水性シリカ1.0質量部を加え、ヘンシェルミキサーで混合し、目開き150μmのメッシュで篩い、トナー1を得た。トナー物性(トナーの酸価(Av)、トナー中のTHF可溶分のGPCにより測定される分子量分布における数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、メインピークの分子量、及び分子量30,000以下のピーク面積の全体のピーク面積に対する面積比、並びに結着樹脂のTHF不溶分)を表2にまとめた。
【0232】
<定着評価試験>
市販の複写機NP−6085(キヤノン(株)社製)の定着器を外部に取り出し、複写機外でも動作し、定着温度を任意に設定可能にし、プロセススピードを400mm/secとなるように改造した外部定着器を用い、未定着画像を担持している100g/m2紙を通紙することにより評価を行った。130〜180℃の温度範囲で、5℃おきに温調して、各々の温度で未定着画像の定着を行い、得られた画像を4.9kPaの加重をかけたシルボン紙で往復5回摺擦し、摺擦前後での画像濃度低下率が10%以下になる点を定着開始温度とした。この温度が低いほど定着性に優れている。画像濃度の測定は、マクベス濃度計(マクベス社製)で反射濃度を測定することにより行った(評価環境;23℃、60%RH)。
【0233】
<耐オフセット性評価試験>
上記外部定着器のプロセススピードを50mm/secに改造し、未定着画像を通紙することにより耐オフセット性試験を評価した。評価に際し、定着ローラー温度を180〜240℃おきに温調して、定着ローラーにトナーがオフセットした温度をオフセット温度をした(評価環境;23℃、60%RH)。
【0234】
<耐ブロッキング性(耐保存性)評価試験>
トナー20gをポリカップに入れ、50℃の恒温槽に5日間放置し、その後のトナー状態を目視にて評価する。ランク分けは以下の通りである。
A(優) 塊は見られずさらさらしている。
B(良) 多少の凝集はみられるがすぐほぐれる。
C(可) ダマがみられるが簡単にほぐれる。
D(悪い) 塊がみられ、容易にはほぐれない。
【0235】
<画像評価試験>
市販の複写機GP−605(キヤノン(株)社製)をプロセススピードが1.5倍になるように改造し、常温/常湿環境下(23℃/60%RH)において、印字比率4%のテストチャートを用いて、100,000枚複写し、常温/低湿環境下(23℃/5%RH)及び高温/高湿環境下(32.5℃/80%RH)の各環境下において、印字比率4%のテストチャートを用いて、それぞれ、50,000枚複写を行い、画像濃度、カブリ、クリーニング不良や融着に伴う画像汚れなどの画像評価を行った。
【0236】
画像濃度は、「マクベス反射濃度計」(マクベス社製)を用いて測定した。カブリは、「反射濃度計」(東京電色技術センター社製)を用いて、転写紙の反射濃度とベタ白をコピーした後の転写紙の反射濃度を測定し、その差分をカブリ値とした。
【0237】
画像汚れは、得られた画像を目視して観察することにより評価した。
A(優) 全く発生しない。
B(良) 微小な汚れが発生するが実用上問題ない。
C(可) 斑点状、線上の汚れが発生し、発生、消失を繰り返す。
D(悪い) 汚れが発生し、消失しない。
【0238】
更に、定着部材を目視し、汚染レベルを下記評価基準に基づき評価した。
【0239】
定着部材の汚れランク
A(優) ほとんど汚染発生せず。
B(良) 若干汚染しているが、問題ないレベル。
C(可) 汚染により分離不良が発生することがある。
D(悪い) 汚染に伴う、画像汚れがでる。
【0240】
これらの定着評価、耐オフセット性評価、耐ブロッキング性評価、画像評価結果を表3にまとめた。
【0241】
〔実施例2〕
製造例B−2で得られたカルボキシル基含有ビニル樹脂90質量部と、製造例C−2で得られたエポキシ基含有ビニル樹脂10質量部をヘンセルミキサーにて混合し、二軸押し出し機にて、200℃で混練し、冷却粉砕し、結着樹脂2を得た。
【0242】
実施例1において、結着樹脂2に変更する以外は同様にし、トナー2を得た。このトナー2について、同様の評価を行った。トナー物性については表2に、評価結果を表3にまとめた。
【0243】
〔実施例3〕
製造例B−3で得られたカルボキシル基含有ビニル樹脂90質量部と、製造例C−1で得られたエポキシ基含有ビニル樹脂10質量部をヘンセルミキサーにて混合し、二軸押し出し機にて、200℃で混練し、冷却粉砕し、結着樹脂3を得た。
【0244】
実施例1において、結着樹脂3に変更する以外は同様にし、トナー3を得た。このトナー3について、同様の評価を行った。トナー物性については表2に、評価結果を表3にまとめた。
【0245】
〔実施例4〕
製造例B−4で得られたカルボキシル基含有ビニル樹脂95質量部と、製造例C−1で得られたエポキシ基含有ビニル樹脂5質量部をヘンセルミキサーにて混合し、二軸押し出し機にて、200℃で混練し、冷却粉砕し、結着樹脂4を得た。
【0246】
実施例1において、結着樹脂4に変更する以外は同様にし、トナー4を得た。このトナー4について、同様の評価を行った。トナー物性については表2に、評価結果を表3にまとめた。
【0247】
〔実施例5〕
製造例B−5で得られたカルボキシル基含有ビニル樹脂95質量部と、製造例C−1で得られたエポキシ基含有ビニル樹脂5質量部をヘンセルミキサーにて混合し、二軸押し出し機にて、180℃で混練し、冷却粉砕し、結着樹脂5を得た。
【0248】
実施例1において、結着樹脂5に変更する以外は同様にし、トナー5を得た。このトナー5について、同様の評価を行った。トナー物性については表2に、評価結果を表3にまとめた。
【0249】
〔比較例1〕
製造例B−6で得られたカルボキシル基を含まないビニル樹脂90質量部と、製造例C−1で得られたエポキシ基含有ビニル樹脂10質量部をヘンセルミキサーにて混合し、二軸押し出し機にて、200℃で混練し、冷却粉砕し、結着樹脂6を得た。
【0250】
実施例1において、結着樹脂6に変更する以外は同様にし、トナー6を得た。このトナー6について、同様の評価を行った。トナー物性については表2に、評価結果を表3にまとめた。
【0251】
〔比較例2〕
製造例B−7で得られたカルボキシル基含有ビニル樹脂90質量部と、製造例C−1で得られたエポキシ基含有ビニル樹脂10質量部をヘンセルミキサーにて混合し、二軸押し出し機にて、200℃で混練し、冷却粉砕し、結着樹脂7を得た。
【0252】
実施例1において、結着樹脂7に変更する以外は同様にし、トナー7を得た。このトナー7について、同様の評価を行った。トナー物性については表2に、評価結果を表3にまとめた。
【0253】
参考例1
製造例B−8で得られたカルボキシル基含有ビニル樹脂90質量部と、製造例C−1で得られたエポキシ基含有ビニル樹脂10質量部をヘンセルミキサーにて混合し、二軸押し出し機にて、200℃で混練し、冷却粉砕し、結着樹脂8を得た。
【0254】
実施例1において、結着樹脂8に変更する以外は同様にし、トナー8を得た。このトナー8について、同様の評価を行った。トナー物性については表1に、評価結果を表3にまとめた。
【0255】
〔実施例7〕
製造例B−9で得られたカルボキシル基含有ビニル樹脂90質量部と、製造例C−1で得られたエポキシ基含有ビニル樹脂10質量部をヘンセルミキサーにて混合し、二軸押し出し機にて、200℃で混練し、冷却粉砕し、結着樹脂9を得た。
【0256】
実施例1において、結着樹脂9に変更する以外は同様にし、トナー9を得た。このトナー9について、同様の評価を行った。トナー物性については表1に、評価結果を表3にまとめた。
【0257】
〔実施例8〕
製造例B−10で得られたカルボキシル基含有ビニル樹脂を、二軸押し出し機にて、200℃で混練し、冷却粉砕し、結着樹脂10を得た。
【0258】
実施例1において、結着樹脂10に変更する以外は同様にし、トナー10を得た。このトナー10について、同様の評価を行った。トナー物性については表1に、評価結果を表3にまとめた。
【0259】
〔実施例9〕
製造例B−4で得られたカルボキシル基含有ビニル樹脂90質量部と、製造例C−2で得られたエポキシ基含有ビニル樹脂10質量部をヘンセルミキサーにて混合し、結着樹脂11を得た。
【0260】
実施例1において、結着樹脂11に変更、混練温度を150℃に設定し、それ以外は同様にし、トナー11を得た。このトナー11について、同様の評価を行った。トナー物性については表1に、評価結果を表3にまとめた。
【0261】
〔実施例10〕
製造例B−5で得られたカルボキシル基含有ビニル樹脂90質量部と、製造例C−2で得られたエポキシ基含有ビニル樹脂10質量部をヘンセルミキサーにて混合し、二軸押し出し機にて、200℃で混練し、冷却粉砕し、結着樹脂12を得た。
【0262】
実施例1において、結着樹脂12に変更する以外は同様にし、トナー12を得た。このトナー12について、同様の評価を行った。トナー物性については表1に、評価結果を表3にまとめた。
【0263】
〔実施例11〕
実施例1において、ワックス2に変更する以外は同様にし、トナー13を得た。このトナー13について、同様の評価を行った。トナー物性については表3に、評価結果を表4にまとめた。
【0264】
〔実施例12〕
実施例1において、ワックス3に変更する以外は同様にし、トナー14を得た。このトナー14について、同様の評価を行った。トナー物性については表3に、評価結果を表4にまとめた。
【0265】
〔実施例13〕
実施例1において、ワックス4に変更する以外は同様にし、トナー15を得た。このトナー15について、同様の評価を行った。トナー物性については表3に、評価結果を表4にまとめた。
【0267】
〔比較例3〕
実施例1において、ワックス6に変更する以外は同様にし、トナー17を得た。このトナー17について、同様の評価を行った。トナー物性については表3に、評価結果を表4にまとめた。
【0268】
〔比較例4〕
実施例1において、ワックス7に変更する以外は同様にし、トナー18を得た。このトナー18について、同様の評価を行った。トナー物性については表3に、評価結果を表4にまとめた。
【0269】
〔比較例5〕
実施例1において、ワックス8に変更する以外は同様にし、トナー19を得た。このトナー19について、同様の評価を行った。トナー物性については表3に、評価結果を表4にまとめた。
【0270】
〔実施例14
実施例1において、ワックス2 4質量部、ワックス9 2質量部に変更する以外は同様にし、トナー20を得た。このトナー20について、同様の評価を行った。トナー物性については表3に、評価結果を表4にまとめた。
【0271】
〔実施例15
実施例1において、ワックス2 8質量部に変更する以外は同様にし、トナー21を得た。このトナー21について、同様の評価を行った。トナー物性については表3に、評価結果を表4にまとめた。
【0272】
〔実施例16
実施例1において、トリフェニルメタンレーキ化合物をアゾ系鉄錯体に変更し、混練温度を130℃に設定し、正帯電性疎水性シリカを乾式法で製造された負帯電性疎水性シリカに変更し、それ以外は同様にし、トナー22を得た。このトナー22について、同様の評価を行った(但し、画像評価試験においては、複写機としてNP−6085(キヤノン(株)社製)を用いた)。トナー物性については表3に、評価結果を表4にまとめた。
【0273】
【表2】
Figure 0003950693
【0274】
【表3】
Figure 0003950693
【0275】
【表4】
Figure 0003950693
【0276】
【表5】
Figure 0003950693
【0277】
【発明の効果】
本発明によれば、トナーは、少なくとも結着樹脂とワックスを含有し、該結着樹脂として、カルボキシル基を有するビニル樹脂とエポキシ基を有するビニル樹脂、カルボキシル基とエポキシ基を有するビニル樹脂、及びカルボキシル基とエポキシ基が反応したビニル樹脂からなるグループより選択される1種以上のビニル樹脂を少なくとも含有し、トナーが特定の酸価を有し、特定のワックスを少なくとも1種類以上含有することから、トナーとしての帯電特性および紛体特性を損なうことなく、良好な現像耐久性、定着性、耐オフセット性及び耐ブロッキング性が達成できる。
【0278】
更に、該トナー中のTHF可溶分中のGPCにより測定される分子量分布が特定の分子量を有し、トナーの結着樹脂成分中に一定量のTHF不溶分を含有することにより更に、上記の効果を向上させることが出来る。
【0279】
また、帯電特性及び紛体特性が改善されることのより、クリーニング工程において、融着やクリーニング不良などの問題点を防ぐことができる。また、定着部材の汚染を防止できる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a toner used in a recording method such as an electrophotographic method, an electrostatic recording method, a magnetic recording method, and a toner jet recording method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an electrophotographic method, many methods are known as described in US Pat. No. 2,297,691, the specification of Japanese Patent Publication No. 42-23910, the publication of Japanese Patent Publication No. 43-24748, and the like. In general, however, a photoconductive material is used to form an electrical latent image (electrostatic latent image) on the photoreceptor by various means, and then the latent image is developed with toner, and is used as necessary. Accordingly, after transferring the toner image to a transfer material such as paper, it is fixed by heating, pressure, heating and pressurization or solvent vapor to obtain a copy, and the toner remaining without being transferred onto the photoreceptor is It is cleaned by various methods, and the above steps are repeated.
[0003]
In recent years, such copying apparatuses have been sought after for further miniaturization, lighter weight, higher speed, and higher reliability, reflecting the changing market needs such as compounding and personalization. As a result, the performance required for the toner has become more sophisticated.
[0004]
For example, various methods and apparatuses have been proposed and developed for fixing a toner image onto a transfer sheet such as paper. The most common method at present is a heat-pressing method using a heat roller. In the thermocompression bonding method using a heat roller, the surface of the heat roller formed with a material having releasability with respect to the toner contacts the toner image of the fixing sheet under pressure, so that the toner image is placed on the fixing sheet. The thermal efficiency at the time of fixing is extremely good, and fixing can be performed quickly.
[0005]
However, the above-mentioned heat roller fixing method that has been frequently used in the past is a so-called offset in which fixing failure occurs due to the passage of the transfer material or the temperature of the heat roller fluctuates due to other external factors, and toner is transferred to the heating roller. In order to prevent the phenomenon, it is necessary to maintain the heating roller in an optimum temperature range. For this purpose, the heat capacity of the heating roller or the heating body must be increased, and this requires a large amount of power. As a result, the size of the image forming apparatus is increased and the temperature inside the apparatus is increased.
[0006]
Thus, various means have been proposed for the purpose of preventing toner from adhering to the surface of the fixing roller or improving low-temperature fixing. For example, the roller surface is made of a material having excellent releasability with respect to the toner, such as silicone rubber or fluorine-based resin. Further, in order to prevent offset and fatigue of the roller surface, releasability such as silicone oil is required. The roller surface is coated with a good liquid film. However, this method is extremely effective in preventing toner offset. However, since a device for supplying the liquid for preventing offset is necessary, there is still a problem that the fixing device becomes complicated and the device becomes large. Has a point.
[0007]
Therefore, in order to achieve an efficient fixing property while achieving a good toner visible image fixing property to the transfer material and prevention of offset, etc., in addition to the fixing device as described above, it depends on the characteristics of the toner. However, it becomes very large.
[0008]
In other words, from the standpoint of offset prevention technology, the offset resistance method by supplying the offset prevention liquid is not preferable, and the development of a toner having a wide fixing temperature range and high offset resistance is currently strongly desired. Therefore, in order to increase the releasability of the toner itself, a method of adding a wax such as low molecular weight polyethylene or low molecular weight polypropylene that melts sufficiently upon heating has been proposed.
[0009]
It is known to include a wax as a release agent in toner particles. For example, it is disclosed in Japanese Patent Publication No. 52-3304, Japanese Patent Publication No. 52-3305, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-52574.
[0010]
Further, JP-A-3-50559, JP-A-2-79860, JP-A-1-109359, JP-A-62-14166, JP-A-61-273554, JP-A-61-94062. JP-A-61-138259, JP-A-60-252361, JP-A-60-252360, and JP-A-60-217366 disclose the incorporation of wax into toner particles. ing.
[0011]
These waxes are used for improving the offset resistance of the toner at a low temperature or a high temperature and improving the fixability at the time of low-temperature fixing. On the other hand, when toner blocking resistance is deteriorated, toner developability deteriorates due to temperature rise in the machine, or when wax is left on the toner surface for a long time, the developability deteriorates. was there.
[0012]
JP-A-3-5764 and JP-A-3-41465 disclose toners containing carnauba wax. JP-A-5-119509, JP-A-6-230600, JP-A-6-295093. Japanese Laid-Open Patent Publication (Kokai) discloses a toner containing an ester wax having a defined acid value. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-10337 discloses a toner containing an ester wax that defines an iodine value and a saponification value.
[0013]
These proposals described above are effective in improving the fixing property and the offset resistance. However, when applied to a high-speed machine or the like, the performance is still insufficient, and further improvement is required. Thus, various other attempts have been made to improve the binder resin.
[0014]
For example, in order to prevent offset, a method of increasing the glass transition point (Tg) and molecular weight of the binder resin in the toner and improving the melt viscosity of the toner is also known. However, when the offset phenomenon is improved by such a method, the developability is not affected so much, but the fixability becomes insufficient, and the fixability at a low temperature required for high-speed development and energy saving. That is, there arises a problem that the low-temperature fixability is inferior.
[0015]
In order to improve the low-temperature fixability of the toner, it is necessary to reduce the viscosity of the toner at the time of melting and increase the contact area with the fixing member. For this purpose, it is required to lower the Tg and molecular weight of the binder resin used. Is done.
[0016]
That is, since the low-temperature fixability and the offset resistance have opposite sides, it is very difficult to develop a toner that satisfies these functions at the same time.
[0017]
In order to solve this problem, for example, Japanese Patent Publication No. 51-23354 discloses a toner comprising a vinyl polymer that is appropriately crosslinked by adding a crosslinking agent and a molecular weight modifier, and further, a vinyl polymer. Have proposed a number of blended toners that combine Tg, molecular weight and gel content.
[0018]
The toner containing such a cross-linked vinyl polymer or gel has an excellent effect on the offset resistance. However, when these cross-linked vinyl polymers are used as a raw material for the toner, the internal friction in the polymer becomes very large in the melt-kneading process at the time of toner production, and a large shear force is generated. It takes. For this reason, in many cases, the molecular chain is broken, resulting in a decrease in melt viscosity and adversely affecting the offset resistance.
[0019]
In order to solve this problem, JP-A-55-90509, 57-178249, 57-178250, and 60-4946 use a resin having a carboxylic acid and a metal compound as toner raw materials. In addition, it is disclosed that a heat-reaction is performed at the time of melt kneading to form a crosslinked polymer and contained in the toner.
[0020]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-110155 discloses that a binder having a vinyl resin monomer and a more specific monoester compound as an essential constituent unit reacts with a polyvalent metal compound and crosslinks via a metal. This is disclosed in JP-A 61-110156.
[0021]
JP-A Nos. 63-214760, 63-217362, 63-217363, and 63-217364 have molecular weight distributions divided into two groups of low molecular weight and high molecular weight, and on the low molecular weight side. It is disclosed that the contained carboxylic acid group and a polyvalent metal ion are reacted and cross-linked (a dispersion of a metal compound is added to a solution obtained by solution polymerization and heated to react).
[0022]
In JP-A-2-168264, 2-235069, 5-173363, 5-173366, and 5-241371, the molecular weights of the low molecular weight component and the high molecular weight component in the binder resin, Toner binder compositions and toners have been proposed in which the mixing ratio, acid value, and ratio thereof are controlled to improve the fixability and offset resistance.
[0023]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-9256 discloses a toner binder composition in which two types of vinyl resins having different molecular weights and resin acid values are blended.
[0024]
In JP-A-3-63661, JP-A-3-63662, JP-A-3-63663, and JP-A-3-118552, a carboxyl compound-containing vinyl copolymer and a glycidyl group-containing vinyl copolymer are reacted with each other. It is disclosed to crosslink.
[0025]
JP-A-7-225491 and 8-44107 disclose that a carboxyl group-containing resin and an epoxy resin react to form a crosslinked structure.
[0026]
Also, JP-A-62-194260, JP-A-6-11890, JP-A-6-222612, JP-A-7-20654, JP-A-9-185182, JP-A-9-244295, JP-A-9-319410, JP-A-10-. Nos. 87837 and 10-90943 use a glycidyl group-containing resin as a crosslinking agent, and control the molecular weight distribution, gel content, acid value, epoxy value, etc. in a resin composition composed of a carboxyl group-containing resin, Toner binder compositions and toners with improved fixing properties and offset resistance have been proposed.
[0027]
These proposals described above show the effect of greatly improving the balance of fixing property, anti-offset property and anti-blocking property. However, the developability and mechanical strength are still insufficient, and the print volume is large. When used in a photographic apparatus, there is still room for improvement in durability, and it is necessary to further improve offset resistance and blocking resistance. In addition, when used in a machine using a fixing device that does not use a fixing web or the like or a high-speed machine, there is still room for improvement in offset resistance.
[0028]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a toner that solves the above-described problems and is excellent in development durability, fixing property, offset resistance, and blocking resistance.
[0029]
Another object of the present invention is to provide a toner capable of preventing problems such as fusing and cleaning defects and preventing contamination of the fixing member in the cleaning process by improving charging characteristics and powder characteristics.
[0030]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention includes at least one selected from the group consisting of a vinyl resin having a carboxyl group and a vinyl resin having an epoxy group, a vinyl resin having a carboxyl group and an epoxy group, and a vinyl resin in which a carboxyl group and an epoxy group have reacted. Binder resin containing at least vinyl resin100 parts by massWhen,
  The acid value is 10 mgKOH / g or less, and the saponification value is 25 to 200 mgKOH / g.
  A compound represented by the following general formula (1):
[Formula 4]
Figure 0003950693
[A and b in the general formula (1) are each an integer of 1 to 3, and a + b is 4. R1And R2Are alkyl groups having 1 to 40 carbon atoms, which may be the same or different. If different, R1And R2The difference in carbon number is 3 or more. m and n are each an integer of 0 to 25, and may be the same or different, and m and n are not 0 at the same time. ]
  Or a compound represented by the following general formula (3):
[Chemical formula 5]
Figure 0003950693
[R in General Formula (3)1And RThreeAre alkyl groups having 6 to 32 carbon atoms, which may be the same or different. R2Is a linking group and is an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms. ]
  Or a compound represented by the following general formula (6),
[Chemical 6]
Figure 0003950693
[R in General Formula (6)1And R2Are each an alkyl group having 15 to 45 carbon atoms, which may be the same or different. ]
More selected compounds70% by mass or moreContains,
  In the endothermic curve measured by DSC, the peak half-value width of the maximum endothermic peak is 10 ° C. or less.ofAt least one type1 to 40 parts by mass,
  30 to 150 parts by mass of a magnetic material,
ContainsToner,
  In the molecular weight distribution measured by gel permeation chromatography (GPC) of the tetrahydrofuran (THF) soluble matter in the toner, the peak area with a molecular weight of 30,000 or less is 60 to 100% of the total peak area. A ratio,
  Acid valueIs 0.1 to 50 mgKOH / gMagnetismIt relates to toner.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the toner containing at least a binder resin and a wax, the present inventors include a vinyl resin having a carboxyl group and a vinyl resin having an epoxy group, a vinyl resin having a carboxyl group and an epoxy group, and a carboxyl as the binder resin. A toner containing at least one vinyl resin selected from the group consisting of vinyl resins in which a group and an epoxy group are reacted, the toner has a specific acid value, and contains at least one specific wax; It has been clarified that good development durability, fixing property, offset resistance and blocking resistance can be achieved without impairing the charging characteristics and powder characteristics.
[0032]
Further, the molecular weight distribution measured by GPC in the THF-soluble component in the toner has a specific molecular weight, and the toner binder resin component contains a certain amount of THF-insoluble component. The effect can be improved.
[0033]
The reason for the effect in the present invention will be described below.
[0034]
As a feature of the present invention, the toner is selected from the group consisting of a vinyl resin having a carboxyl group and a vinyl resin having an epoxy group, a vinyl resin having a carboxyl group and an epoxy group, and a vinyl resin in which a carboxyl group and an epoxy group are reacted. The toner has an acid value of 0.1 to 50 mgKOH / g, an acid value of 10 mgKOH / g or less, and a saponification value of 25 to 200 mgKOH / g. It has been clarified that by containing at least one wax, good development durability, fixing property, offset resistance and blocking resistance can be achieved.
[0035]
This is because when a wax having an acid value of 10 mgKOH / g or less and a saponification value of 25 to 200 mgKOH / g is applied to a toner having an acid value of 0.1 to 50 mgKOH / g, the wax in the binder resin This is because it can be dispersed in the form of fine particles and appropriate plasticity can be expressed. This is because the resin used in the present invention has a polar group such as a carboxyl group and an epoxy group, and the wax used also has a polar group such as an ester group, and the affinity of the wax to the resin is increased. It is believed that fine particle dispersion can be achieved.
[0036]
In addition, when the wax is applied to a magnetic toner, since the wax exhibits plasticity with respect to the resin component, the dispersibility of the magnetic particles in the toner particles is dramatically improved, and as a result, the durability developability is good. Turn into.
[0037]
Further, since the toner is dispersed in the form of fine particles, when the toner is exposed to a transfer material such as paper by a fixing roller or the like, the wax easily oozes out on the toner surface during heating, and offset resistance is improved.
[0038]
The toner of the present invention is hot-melt kneaded in a kneading step or the like in the toner production process, and all effects are exhibited by the crosslinking resin undergoing a crosslinking reaction. These cross-linking reactions are performed when the carboxyl group unit and the epoxy group unit in the binder resin are heat-melted and kneaded at the time of tonerization, so that the cross-linking reaction is performed in any of the vinyl resins of the present invention. Is used, the anti-offset property and anti-blocking property are more effectively exhibited, and the fixing property is not adversely affected. Further, the effect also appears at the time of fixing, and the toner transferred to the fixing roller can be easily removed by a cleaning member such as a web, and the toner does not easily retransfer to the fixing roller. Further, since it is difficult for toner offset to the fixing roller, a cleaning member such as a web may be omitted. In addition, the fixed image becomes robust, contributing to improvement in fixing performance, and preventing toner from being detached from the fixing sheet.
[0039]
Furthermore, the toner of the present invention can toughen the toner itself by carrying out a crosslinking reaction as described above. When applied to a high-speed machine or the like, the toner has stable durability even when the copy volume increases. Can be achieved.
[0040]
The acid value of the toner of the present invention is preferably 0.1 to 50 mgKOH / g, more preferably 0.5 to 40 mgKOH / g, and particularly preferably 0.5 to 30 mgKOH / g. When the toner of the present invention has a desired acid value, good developability, fixing property, and prevention of contamination of heating members such as a fixing roller can be achieved. When the acid value of the toner is less than 0.1 mgKOH / g, developability, fixability, and fixing roller smudge suppression effect are not expressed. When it exceeds 50 mgKOH / g, when applied to a positively chargeable toner, The negative chargeability in the toner particles becomes strong and the developability deteriorates.
[0041]
In the present invention, the number average molecular weight is preferably 1,000 to 40,000, more preferably 2,000 to 20,000 in the molecular weight distribution measured by GPC of the THF soluble content in the toner. Particularly preferred is 3,000 to 15,000, and the weight average molecular weight is preferably 10,000 to 10,000,000, more preferably 20,000 to 5,000,000, particularly preferably 30,000. 000 to 1,000,000 is preferable.
[0042]
In the GPC chromatogram of the THF soluble content of the toner used in the present invention, when the above average molecular weight is shown, it is possible to balance the fixing property, the offset resistance and the blocking resistance. In addition, the toner can maintain an appropriate charge amount and toughness, and good developability and durability can be achieved. When the number average molecular weight is less than 1,000 or the weight average molecular weight is less than 10,000, the melt viscosity of the toner tends to decrease and the blocking resistance tends to deteriorate. When the number average molecular weight exceeds 40,000 or the weight average molecular weight exceeds 10,000,000, the compatibility between the high molecular component and the low molecular component in the binder resin deteriorates, and sufficient fixing property is obtained. It tends to be difficult to obtain.
[0043]
Furthermore, in the present invention, the molecular weight distribution measured by GPC of the THF-soluble matter in the toner preferably has a main peak in the region of a molecular weight of 4,000 to 30,000, more preferably a molecular weight of 5, Those having a main peak in the region of 000 to 20,000 are preferable. When the main peak has a molecular weight of less than 4,000, the melt viscosity of the toner is lowered, the dispersibility of the material in the toner particles is deteriorated, the charge distribution is uneven, the fog is deteriorated, the developability and The durability tends to deteriorate, and when the molecular weight exceeds 30,000, the fixability tends to deteriorate.
[0044]
In addition, in the molecular weight distribution measured by GPC of soluble THF in the toner, the peak area with a molecular weight of 30,000 or less is preferably 60 to 100% of the total peak area. When the peak area having a molecular weight of 30,000 or less is in the above range, the melt viscosity of the toner in the kneading step is appropriate, and the dispersibility of the other materials used is improved. When the content is outside the above range, the melt viscosity of the resin increases, the dispersibility of the magnetic material is particularly deteriorated, and the developability and durability tend to be deteriorated.
[0045]
Further, the resin component of the toner of the present invention may contain 0.1 to 60% by mass of THF insoluble matter. More preferably, it is 0.5 to 50% by mass, and particularly preferably 2 to 45% by mass. When the THF-insoluble content is within the above range, good releasability from a heating member such as a fixing roller is exhibited. In particular, when applied to a machine equipped with a heat roller fixing device, the amount of toner offset to heating members such as the fixing roller and pressure roller is drastically reduced, and virtually no dirt is generated. Therefore, it is necessary to attach a web as the cleaning member. This eliminates the cleaning member-less fixing device. From such advantages, it is a fixing method through a film other than the heat roll method, and is suitably used for a surf fixing method without a web. The releasability of the fixed image from the fixing roller is good, and it is possible to prevent the occurrence of a jam or the like due to poor fixing separation even if an image appears at the tip. Even if a jam occurs in the fixing unit and the toner adheres to the fixing roller or the fixing film, most of the adhering toner can be discharged by passing only one non-fixing sheet, and the backside dirt Can be kept to the maximum. When the THF-insoluble content exceeds 60% by mass, not only the fixability is deteriorated, but also the dispersibility of the material in the toner is deteriorated, so that the chargeability of the toner becomes non-uniform and the developability and durability tend to be deteriorated. is there.
[0046]
The glass transition temperature (Tg) of the toner of the present invention is preferably 50 to 70 ° C. When Tg is less than 50 ° C., the storage stability tends to deteriorate, and when it exceeds 70 ° C., the fixability tends to deteriorate.
[0047]
In the present invention, molecular weight distribution by GPC using toner and binder resin THF as a solvent is measured under the following conditions.
[0048]
<Measurement of molecular weight distribution by GPC>
The column is stabilized in a heat chamber at 40 ° C., and THF as a solvent is allowed to flow through the column at this temperature at a flow rate of 1 ml per minute, and about 100 μl of the THF sample solution is injected and measured. In measuring the molecular weight of the sample, the molecular weight distribution of the sample was calculated from the relationship between the logarithmic value of a calibration curve prepared from several types of monodisperse polystyrene standard samples and the count value. As a standard polystyrene sample for preparing a calibration curve, for example, a molecular weight of 10 manufactured by Tosoh Corporation or Showa Denko KK is 102-107It is appropriate to use a standard polystyrene sample of about 10 points. An RI (refractive index) detector is used as the detector. In addition, as a column, it is preferable to combine a plurality of commercially available polystyrene gel columns. For example, combinations of shodex GPC KF-801, 802, 803, 804, 805, 806, 807, 800P manufactured by Showa Denko, TSKgel G1000H (HXL), G2000H (HXL), G3000H (HXL), G4000H (HXL), G5000H (HXL), G6000H (HXL), G7000H (HXL), A combination of TSKgull column.
[0049]
The sample is prepared as follows.
[0050]
Place the sample in THF, leave it for several hours, then shake well and mix well with THF (until the sample is no longer united) and let stand for more than 12 hours. At that time, the standing time in THF should be 24 hours or more. Thereafter, a sample processed filter (pore size 0.2 to 0.5 μm, for example, Mysori Disc H-25-2 (manufactured by Tosoh Corporation) can be used) is used as a GPC sample. The sample concentration is adjusted so that the resin component is 0.5 to 5 mg / ml.
[0051]
In the present invention, the THF-insoluble content of the binder resin component in the toner and the THF-insoluble content of the raw material binder resin are measured as follows.
[0052]
<Measurement of THF-insoluble matter>
1.0-2.0 g of toner is weighed (W1 g), cylindrical filter paper (for example, No. 86R manufactured by Toyo Roshi Kaisha Co., Ltd.) is put into a Soxhlet extractor, extracted with 200 ml of THF as a solvent, and extracted for 10 hours. After evaporation of the soluble component solution, vacuum drying is performed at 100 ° C. for several hours, and the amount of THF soluble component is weighed (W2 g). Further, the weight of incineration residual ash in the toner is obtained (W3 g).
[0053]
The incineration residual ash content is obtained by the following procedure. About 2.0 g of a sample is placed in a 30 ml magnetic crucible that has been accurately weighed in advance, and weighed accurately. The crucible is put in an electric furnace, heated at about 900 ° C. for about 3 hours, allowed to cool in the electric furnace, allowed to cool in a desiccator for 1 hour or more at room temperature, and the mass of the crucible is precisely weighed. From this, incineration residual ash content (Wb) g is obtained.
(Wb / Wa) × 100 = Incineration residual ash content (mass%)
[0054]
The mass (W3g) of the incineration residual ash content in the sample is determined from this content rate.
[0055]
The THF-insoluble content can be obtained from the following formula.
THF-insoluble matter = (W1- (W3 + W2)) / (W1-W3) × 100 (%)
[0056]
In the present invention, the acid value (JIS acid value) of the toner and binder resin is determined by the following method. The acid value of the toner means a value obtained by converting the acid value of the THF soluble component of the toner into the acid value of the resin component.
[0057]
<Measurement of acid value>
Basic operation conforms to JIS K-0070.
[0058]
(1) The sample should be used after removing the THF-insoluble component of the toner and the binder resin in advance, or the soluble component extracted with the THF solvent by the Soxhlet extractor obtained by the above measurement of the THF-insoluble component. To do. The pulverized sample 0.5 to 2.0 (g) is precisely weighed, and the weight of the soluble component is defined as W (g).
[0059]
(2) A sample is put into a 300 (ml) beaker, and a mixed solution 150 (ml) of toluene / ethanol (4/1) is added and dissolved.
[0060]
(3) Titration using a potentiometric titration apparatus with an ethanol solution of 0.1 mol / l KOH (for example, potentiometric titration apparatus AT-400 (winworkstation) manufactured by Kyoto Electronics Co., Ltd. and ABP-410 electric burette Automatic titration with can be used.)
[0061]
(4) The amount of KOH solution used at this time is set to S (ml), the blank is measured at the same time, and the amount of KOH solution used at this time is set to B (ml).
[0062]
(5) The acid value is calculated by the following formula. f is a factor of KOH.
Acid value (mgKOH / g) = {(SB) × f × 5.61} / W
[0063]
A method for measuring the glass transition temperature of the toner of the present invention will be described below.
[0064]
<Measurement of glass transition temperature of toner>
The glass transition temperature (Tg) of the toner is measured according to ASTM D3418-82 using a differential scanning calorimeter (DSC measuring device) and DCS-7 (manufactured by Perkin Elmer).
[0065]
The sample to be measured is precisely weighed 5 to 20 mg, preferably 10 mg. The sample is put in an aluminum pan, and an empty aluminum pan is used as a reference, and measurement is performed at a temperature rise rate of 10 ° C./min at room temperature and humidity in a measurement range of 30 to 200 ° C. In this temperature raising process, a specific heat change is obtained in the temperature range of 40 ° C to 100 ° C. At this time, the point of intersection of the intermediate point line of the baseline before and after the change in specific heat and the differential heat curve is defined as the glass transition temperature Tg of the toner of the present invention.
[0066]
In the present invention, the toner is selected from the group consisting of a vinyl resin having a carboxyl group and a vinyl resin having an epoxy group, a vinyl resin having a carboxyl group and an epoxy group, and a vinyl resin in which a carboxyl group and an epoxy group are reacted. Contains more than one kind of vinyl resin.
[0067]
Examples of the monomer having a carboxyl group unit constituting the carboxyl group-containing vinyl resin include acrylic acid, methacrylic acid, α-ethylacrylic acid, crotonic acid, cinnamic acid, vinyl acetic acid, isocrotonic acid, tiglic acid and angelic acid. And unsaturated monocarboxylic acids such as α- or β-alkyl derivatives thereof, fumaric acid, maleic acid, citraconic acid, alkenyl succinic acid, itaconic acid, mesaconic acid, dimethylmaleic acid, dimethylfumaric acid, etc. Examples include acids, monoester derivatives thereof, anhydrides and α- or β-alkyl derivatives.
[0068]
Such a monomer having a carboxyl group unit alone or mixed and copolymerized with a vinyl monomer by a known polymerization method contains a carboxyl group-containing vinyl resin and a carboxyl group and an epoxy group used in the present invention. A vinyl resin can be obtained.
[0069]
The acid value of the carboxyl group-containing vinyl resin is preferably 0.5 to 60 mgKOH / g. When the amount is less than 0.5 mgKOH / g, the number of cross-linking reaction sites between the carboxyl group and the epoxy group is reduced, so that the cross-linking structure is small and the durability of the toner is difficult to be achieved. By using a vinyl resin having a high-valent epoxy group, performance can be compensated to some extent by showing high crosslinkability. When it exceeds 60 mgKOH / g, when applied to a positively chargeable toner, the negative chargeability of the binder resin in the toner particles becomes strong, the image density tends to decrease, and the fog tends to increase.
[0070]
The glass transition temperature (Tg) of the carboxyl group-containing vinyl resin is preferably 40 to 70 ° C. When Tg is less than 40 ° C., the blocking resistance of the toner tends to deteriorate, and when it exceeds 70 ° C., the fixability of the toner tends to deteriorate.
[0071]
In the carboxyl group-containing vinyl resin, the number average molecular weight is preferably 1,000 to 40,000 in order to achieve good fixability and developability, and the weight average molecular weight is good offset resistance, blocking resistance, In order to achieve durability, 10,000 to 10,000,000 is preferred.
[0072]
It is desirable that the carboxyl group-containing vinyl resin is composed of a low molecular weight component and a high molecular component. The peak molecular weight of the low molecular weight component is preferably 4,000 to 30,000 in order to achieve good fixability, and the peak molecular weight of the high molecular weight component achieves good offset resistance, blocking resistance and durability. Therefore, 100,000 to 1,000,000 is preferable.
[0073]
Examples of a polymerization method that can be used in the present invention as a method for synthesizing a high molecular weight component copolymer include a bulk polymerization method, a solution polymerization method, an emulsion polymerization method, and a suspension polymerization method.
[0074]
Among them, the emulsion polymerization method is a method in which a monomer (monomer) almost insoluble in water is dispersed as small particles in an aqueous phase with an emulsifier, and polymerization is performed using a water-soluble polymerization initiator. In this method, the reaction heat can be easily adjusted, and since the phase in which the polymerization is carried out (oil phase consisting of a polymer and a monomer) and the aqueous phase are different, the termination reaction rate is low, and as a result, the polymerization concentration is low. Large and highly polymerized products are obtained. Furthermore, since the polymerization process is relatively simple and the polymerization product is fine particles, the toner can be easily mixed with colorants, charge control agents and other additives in the production of the toner. There is an advantage as a manufacturing method of the binder resin.
[0075]
However, due to the added emulsifier, the polymer tends to become impure, and an operation such as salting out is required to remove the polymer. Suspension polymerization is convenient to avoid this inconvenience. In suspension polymerization, it is good to carry out by 100 mass parts or less (preferably 10-90 mass parts) of monomers with respect to 100 mass parts of aqueous solvents. Examples of usable dispersants include polyvinyl alcohol, partially saponified polyvinyl alcohol, calcium phosphate, and the like. Generally, 0.05 to 1 part by mass is used with respect to 100 parts by mass of the aqueous solvent. The polymerization temperature is suitably 50 to 95 ° C., but is appropriately selected depending on the initiator used and the target polymer.
[0076]
In order to achieve the object of the present invention, the high molecular weight polymer of the resin composition used for preparing the resin composition is a polyfunctional polymerization initiator alone or a monofunctional polymerization initiator as exemplified below. It is preferable to produce in combination.
[0077]
Specific examples of the polyfunctional polymerization initiator having a polyfunctional structure include 1,1-di-t-butylperoxy-3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,3-bis- (t-butylperoxy Isopropyl) benzene, 2,5-dimethyl-2,5- (t-butylperoxy) hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di- (t-butylperoxy) hexane, tris- (t-butyl) Peroxy) triazine, 1,1-di-t-butylperoxycyclohexane, 2,2-di-t-butylperoxybutane, 4,4-di-t-butylperoxyvaleric acid-n-butyl ester , Di-t-butylperoxyhexahydroterephthalate, di-t-butylperoxyazelate, di-t-butylperoxytrimethyladipate, 2,2-bis- ( , 4-di-t-butylperoxycyclohexyl) propane, 2,2-t-butylperoxyoctane and various polymer oxides, etc., a functional group having a polymerization initiating function such as two or more peroxide groups in one molecule. And a polyfunctional polymerization initiator having a peroxide group in one molecule such as diallyl peroxydicarbonate, t-butylperoxymaleic acid, t-butylperoxyallylcarbonate and t-butylperoxyisopropyl fumarate And a polyfunctional polymerization initiator having both a functional group having a polymerization initiating function and a polymerizable unsaturated group.
[0078]
Of these, more preferred are 1,1-di-t-butylperoxy-3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-di-t-butylperoxycyclohexane, di-t-butylperoxide. Oxyhexahydroterephthalate, di-t-butylperoxyazelate and 2,2-bis- (4,4-di-t-butylperoxycyclohexane) propane, and t-butylperoxyallyl carbonate.
[0079]
These polyfunctional polymerization initiators are preferably used in combination with a monofunctional polymerization initiator in order to satisfy various performances required as a binder for toner. In particular, it is preferable to use in combination with a polymerization initiator having a half-life of 10 hours, which is lower than the decomposition temperature for obtaining a half-life of 10 hours of the polyfunctional polymerization initiator.
[0080]
Specifically, benzoyl peroxide, 1,1-di (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, n-butyl-4,4-di (t-butylperoxy) valerate, dichroic Organic peroxides such as milperoxide, aa′-bis (t-butylperoxydiisopropyl) benzene, t-butylperoxycumene, di-t-butylperoxide, azobisisobutyronitrile, diazo Examples include azo and diazo compounds such as aminoazobenzene.
[0081]
These monofunctional polymerization initiators may be added to the monomer at the same time as the polyfunctional polymerization initiator, but in order to keep the efficiency of the polyfunctional polymerization initiator properly, in the polymerization process. It is preferably added after the half-life indicated by the polyfunctional polymerization initiator has elapsed.
[0082]
These initiators are preferably used in an amount of 0.01 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the monomer from the viewpoint of efficiency.
[0083]
A known method can be used as a method for synthesizing the low molecular weight component. However, in the bulk polymerization method, a polymer having a low molecular weight can be obtained by polymerizing at a high temperature to increase the termination reaction rate, but there is a problem that the reaction is difficult to control. In that respect, in the solution polymerization method, a low molecular weight polymer can be easily obtained under mild conditions by utilizing the difference in radical chain transfer caused by the solvent and adjusting the initiator amount and reaction temperature. It is preferable for obtaining a low molecular weight component in the carboxyl group-containing vinyl resin.
[0084]
As a solvent used in the solution polymerization, xylene, toluene, cumene, cellosolve acetate, isopropyl alcohol or benzene is used. When using a styrene monomer, xylene, toluene or cumene is preferred. The solvent is appropriately selected depending on the polymer to be polymerized. The reaction temperature varies depending on the solvent to be used, the polymerization initiator, and the polymer to be polymerized, but it is usually preferable to carry out at 70 to 230 ° C. In solution polymerization, it is preferable to carry out by 30-400 mass parts of monomers with respect to 100 mass parts of solvents.
[0085]
Furthermore, it is also preferable to mix other polymers in the solution at the end of the polymerization, and several types of polymers can be mixed.
[0086]
The monomer having an epoxy group unit constituting the epoxy group-containing vinyl resin may be a compound having a vinyl group and an epoxy group, and examples thereof include esters of glycidyl alcohol and unsaturated carboxylic acid, and unsaturated glycidyl ether. Examples thereof include glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, β-methyl glycidyl acrylate, β-methyl glycidyl methacrylate, allyl glycidyl ether, allyl β-methyl glycidyl ether, and the like.
[0087]
In particular, a glycidyl monomer represented by the general formula (7) is preferably used.
[0088]
[Chemical 8]
Figure 0003950693
[0089]
[In the general formula (7), R1, R2And RThreeRepresents hydrogen, an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, a carboxyl group and an alkoxycarbonyl group, respectively. ]
[0090]
The epoxy group-containing vinyl resin can be obtained by copolymerizing such a monomer having an epoxy group unit alone or in combination with a vinyl monomer by a known polymerization method.
[0091]
The epoxy group-containing vinyl resin has a weight average molecular weight (Mw) of preferably 2,000 to 100,000, more preferably 2,000 to 50,000, and still more preferably 3,000 to 40,000. good. When Mw is less than 2,000, the molecular weight increases due to the cross-linking reaction in the binder resin, and there is a tendency for the molecules to be cut frequently by the kneading step, thereby deteriorating the durability. When Mw exceeds 100,000, the fixability tends to be affected.
[0092]
The epoxy value is preferably 0.05 to 5.0 eq / kg. If it is less than 0.05 eq / kg, the crosslinking reaction is difficult to proceed, the amount of high molecular weight components and THF insolubles produced is small, and offset resistance and toner toughness tend to be reduced. If it exceeds 5.0 eq / kg, the crosslinking reaction is likely to occur, but there are many molecular cuttings in the kneading step, and the effect of offset resistance tends to be halved.
[0093]
The epoxy group-containing vinyl resin of the present invention has a mixing ratio of 0.01 to 10.0 equivalents, preferably 0.03 to 5.0 equivalents of epoxy groups with respect to 1 equivalent of carboxyl groups in the carboxyl group-containing vinyl resin. Is preferably used.
[0094]
When the epoxy group is less than 0.01 equivalent, the number of cross-linking points in the binder resin is reduced, and the effects due to the cross-linking reaction such as offset resistance tend to be hardly exhibited. On the other hand, if it exceeds 10 equivalents, the crosslinking reaction tends to occur, but the generation of excess THF-insoluble matter causes deterioration of dispersibility, etc., resulting in deterioration of grindability and problems in development stability. There is.
[0095]
The epoxy value of the epoxy group-containing vinyl resin is determined by the following method.
[0096]
<Measurement of epoxy equivalent>
Basic operation conforms to JIS K-7236.
[0097]
(1) 0.5-2.0 (g) of the sample is precisely weighed, and its weight is defined as W (g).
[0098]
(2) A sample is put into a 300 (ml) beaker and dissolved in 10 ml of chloroform and 20 ml of acetic acid.
[0099]
To this solution is added 10 ml of tetraethylammonium bromide acetic acid solution. Titration using a 0.1 mol / l perchloric acid acetic acid solution using a potentiometric titrator (for example, using a potentiometric titrator AT-400 (winworkstation) manufactured by Kyoto Electronics Co., Ltd. and an ABP-410 electric burette) Automatic titration is available.) The amount of perchloric acid acetic acid solution used at this time is S (ml), and a blank is measured at the same time, and the amount of perchloric acid acetic acid solution used at this time is B (ml).
[0100]
The epoxy value is calculated by the following formula. f is a factor of the perchloric acid acetic acid solution.
Epoxy value (eq / kg) = 0.1 × f × (SB) / W
[0101]
In a vinyl resin having a carboxyl group and an epoxy group and a vinyl resin in which a carboxyl group and an epoxy group are reacted, the number average molecular weight is preferably 1,000 to 40,000 in order to achieve good fixing properties. The weight average molecular weight is preferably 10,000 to 10,000,000 in order to achieve good offset resistance and blocking resistance. The resin having these molecular weights is copolymerized with monomers as described above, and the target resin can be obtained by introducing an acid value and an epoxy value.
[0102]
The binder resin used in the present invention is selected from the group consisting of a vinyl resin having a carboxyl group and a vinyl resin having an epoxy group, a vinyl resin having a carboxyl group and an epoxy group, and a vinyl resin in which a carboxyl group and an epoxy group are reacted. The resin contains at least one kind of vinyl resin, and these resins are hot-melt kneaded with other materials in a kneading step in the toner manufacturing process, and the binder resin further undergoes a crosslinking reaction. In order to more effectively perform the crosslinking reaction during the production of the toner, the vinyl resin preferably contains 50% by mass or less of THF-insoluble matter. When the THF-insoluble content exceeds 50%, the dispersibility of other materials deteriorates, the development durability deteriorates, and the fixability tends to deteriorate.
[0103]
Examples of the vinyl monomer copolymerized with the carboxyl group-containing monomer and the epoxy group-containing monomer include the following.
[0104]
For example, styrene; o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, p-methoxystyrene, p-phenylstyrene, p-chlorostyrene, 3,4-dichlorostyrene, p-ethylstyrene, 2,4- Dimethyl styrene, pn-butyl styrene, p-tert-butyl styrene, pn-hexyl styrene, pn-octyl styrene, pn-nonyl styrene, pn-decyl styrene, pn-dodecyl Styrene derivatives such as styrene; ethylenically unsaturated monoolefins such as ethylene, propylene, butylene, and isobutylene; unsaturated polyenes such as butadiene and isoprene; such as vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl bromide, and vinyl fluoride Vinyl halides; vinyl acetate, vinyl propionate, benzoe Vinyl esters such as vinyl; methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-octyl methacrylate, dodecyl methacrylate, methacrylic acid (2-ethylhexyl), methacrylic acid A-methylene aliphatic monocarboxylic esters such as stearyl, phenyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate; methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, acrylic acid Acrylates such as propyl, 1-octyl acrylate, dodecyl acrylate, acrylic acid (2-ethylhexyl), stearyl acrylate, acrylic acid (2-chloroethyl), phenyl acrylate Vinyl ethers such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether and vinyl isobutyl ether; vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone and methyl isopropenyl ketone; N-vinyl pyrrole, N-vinyl carbazole, N- Examples thereof include N-vinyl compounds such as vinyl indole and N-vinyl pyrrolidone; vinyl naphthalenes; acrylic acid derivatives or methacrylic acid derivatives such as acrylonitrile, methacrylonitrile and acrylamide. These vinyl monomers are used alone or in admixture of two or more monomers.
[0105]
Among these, a combination of monomers that becomes a styrene copolymer and a styrene-acrylic copolymer is preferable. In this case, at least 65% by mass or more of the styrene copolymer component or the styrene-acrylic copolymer component is used. It is preferable to contain it from the viewpoint of fixing property and mixing property.
[0106]
As the binder resin used in the toner of the present invention, the following polymers may be added.
[0107]
For example, homopolymers of styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, and polyvinyltoluene, and substituted products thereof; styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer, styrene-vinylnaphthalene copolymer , 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 copolymers such as ethyl ether copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer; polyvinyl chloride, phenol Resin, natural modification Enol resin, natural resin-modified maleic 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 resin can be used.
[0108]
As the wax used in the present invention, at least one wax having an acid value of 10 mgKOH / g or less and a saponification value of 25 to 200 mgKOH / g is used. More preferably, the saponification value is 30 to 150 mgKOH / g, and particularly preferably the saponification value is 40 to 100 mgKOH / g. When the wax within the above range is used, good durable developability, fixability, offset resistance, and blocking resistance can be achieved.
[0109]
When the acid value exceeds 10 mgKOH / g, it is negatively charged, and when applied to a positively chargeable toner, the developability deteriorates. On the other hand, when the saponification value is less than 25 mgKOH / g, the hydrocarbon component is increased and the affinity with the toner is lowered, so that the dispersibility in the toner particles is deteriorated and the fixability and developability are deteriorated. When the saponification value exceeds 200 mgKOH / g, the affinity of the wax with the toner becomes too high, and the wax release effect is hardly exhibited, and the offset resistance is deteriorated.
[0110]
In the endothermic curve of the wax measured by DSC, the peak top temperature of the maximum endothermic peak is preferably 30 to 120 ° C, more preferably 50 to 100 ° C. In the above range, both good fixability and offset resistance can be achieved. When the temperature is lower than 30 ° C., the toner has a tendency to deteriorate the blocking resistance. When the temperature exceeds 120 ° C., the plastic effect of the toner is hardly exhibited and the fixability tends to be deteriorated.
[0111]
Further, the wax used in the present invention preferably has a peak half-value width of 20 ° C. or less, more preferably 10 ° C. or less, particularly preferably 5 ° C. in the endothermic curve measured by DSC. It is as follows. In the endothermic curve measured by DSC, when the peak half-value width of the maximum endothermic peak is 20 ° C. or less, the fixing property and blocking resistance can be balanced. By using the wax having this half-value width, the plasticizing effect for the toner is more effectively exhibited, and an excellent fixing property improving effect can be obtained even with a small addition amount. In addition, increase in the amount of wax component is required to prevent development problems caused by increasing the amount of wax added, reduction in blocking resistance, cleaning troubles resulting from fluidity deterioration, and drum fusion. Therefore, further improvement of fixing property can be expected. When the half width exceeds 20 ° C., either storage property or fixing property is affected, and it tends to be difficult to obtain a toner having both storage property and fixing property.
[0112]
<Measurement of acid value of wax>
Basic operation conforms to JIS K-0070.
[0113]
(1) When measuring the acid value of the wax in the toner, the sample is used after removing other materials in the toner in advance. For example, in the case of a magnetic toner, 100 g of toner is added to 100 ml of concentrated hydrochloric acid (about 12 mol / l) at room temperature and stirred for 100 hours to dissolve the magnetic substance contained in the toner. Next, it is washed by filtration until the filtrate is slightly acidic (about pH 5). The obtained resin composition is vacuum-dried at 60 ° C. for about 20 hours. Thereafter, the obtained resin composition is precisely weighed, put into a cylindrical filter paper (for example, No86R manufactured by Toyo Roshi Kaisha, Ltd.), subjected to Soxhlet extraction, and chloroform, methyl ethyl ketone (MEK), ethyl acetate or the like is used as an extraction solvent. Reflux for 10 hours using an oil bath whose temperature is adjusted to about 120 ° C. Thereafter, the insoluble matter remaining in the filter paper is vacuum-dried at 60 ° C. for about 20 hours to obtain a measurement sample.
[0114]
(2) Weigh accurately 1 to 20 (g) of the sample, and let the weight be W (g).
[0115]
(3) A sample is put into a 300 (ml) beaker, and 150 ml of a mixed solution of diethyl ether / ethanol (1/1 or 2/1) is added and dissolved.
[0116]
(4) Titrate with a potentiometric titrator using an ethanol solution of 0.1 mol / l KOH (for example, potentiometric titrator AT-400 (winworkstation) manufactured by Kyoto Electronics Co., Ltd. and ABP-410 electric burette Automatic titration with can be used.)
[0117]
(5) The amount of the KOH solution used at this time is set to S (ml), and a blank is measured at the same time.
[0118]
(6) The acid value is calculated by the following formula. f is a factor of KOH.
Acid value (mgKOH / g) = {(SB) × f × 5.61} / W
[0119]
<Measurement of wax saponification>
Basic operation conforms to JIS K-0070.
[0120]
(1) When measuring the wax value of the wax in the toner, as described above, the sample is used after removing other materials in the toner in advance.
[0121]
(2) Weigh 1 to 3 g of the sample and weigh W (g).
[0122]
(3) A sample is put in a 300 (ml) Erlenmeyer flask, and 25 ml of 0.5 mol / l ethanol solution of KOH is added.
[0123]
(4) Attach an air cooler to the Erlenmeyer flask, and gently heat and react for 30 minutes in a water bath, sand bath or hot plate while shaking the contents. When heating, the heating temperature is adjusted so that the refluxing ethanol ring does not reach the top of the air cooler.
[0124]
(5) Immediately after the reaction is completed, the contents are not cooled into agar, but a small amount of water or a mixed solution of xylene / ethanol (1/3) is sprayed from the top of the air cooler before the contents of the agar are solidified. Remove air cooler after cleaning.
[0125]
(6) Using 0.5 mol / l hydrochloric acid, titration is performed using a potentiometric titrator (for example, using a potentiometric titrator AT-400 (winworkstation) manufactured by Kyoto Electronics Co., Ltd. and an ABP-410 electric burette. Automatic titration is available.)
[0126]
(7) Let the amount of hydrochloric acid used at this time be S (ml), and simultaneously measure a blank, and let the amount of hydrochloric acid used at this time be B (ml).
[0127]
(8) Calculate saponification by the following formula. f is a factor of hydrochloric acid.
Saponification (mgKOH / g) = {(SB) × f × 28.05} / W
[0128]
<DSC measurement of wax>
The DSC measurement of the wax is performed according to ASTM D3418-82 using a differential scanning calorimeter (DSC measuring device) and DCS-7 (manufactured by Perkin Elmer).
[0129]
The measurement sample is precisely weighed in an amount of 0.5 to 3 mg, preferably 1 mg. It is put in an aluminum pan, an empty aluminum pan is used as a reference, a temperature history is taken once, a previous history is taken, and then a DSC curve measured when the temperature is lowered and raised at a temperature rate of 10 ° C./min is used. Each temperature is defined as follows.
[0130]
(Peak top temperature of maximum endothermic peak)
Peak top temperature of the highest peak from the baseline.
[0131]
(Peak half-width of maximum endothermic peak)
The temperature range of the peak at the half end of the maximum endothermic peak from the baseline to the peak top.
[0132]
The wax of the present invention preferably contains at least a compound represented by the following general formulas (1) to (6).
[0133]
[Chemical 9]
Figure 0003950693
[0134]
[A and b in the general formula (1) are each an integer of 1 to 3, and a + b is 4. R1And R2Are each an alkyl group having 1 to 40 carbon atoms or a halogenated alkyl group, which may be the same or different. If different, R1And R2The difference in carbon number is 3 or more. m and n are each an integer of 0 to 25, and may be the same or different, and m and n are not 0 at the same time. ]
[0135]
[Chemical Formula 10]
Figure 0003950693
[0136]
[A and b in the general formula (2) are each an integer of 0 to 3, and a + b is 1 to 3. R1And R2Are each an alkyl group having 1 to 40 carbon atoms or a halogenated alkyl group, which may be the same or different. If different, R1And R2The difference in carbon number is 3 or more. k is an integer of 1 to 3, and a + b + k is 4. RThreeIs a hydrogen atom, an alkyl group having 1 or more carbon atoms or a halogenated alkyl group, and at least one is an alkyl group having 1 to 40 carbon atoms. m and n are each an integer of 0 to 25, and may be the same or different, and m and n are not 0 at the same time. ]
[0137]
Embedded image
Figure 0003950693
[0138]
[R in General Formula (3)1And RThreeAre alkyl groups having 6 to 32 carbon atoms or halogenated alkyl groups, which may be the same or different. R2Is a linking group and is an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms. ]
[0139]
Embedded image
Figure 0003950693
[0140]
[R in General Formula (4)1And RThreeAre alkyl groups having 6 to 32 carbon atoms or halogenated alkyl groups, which may be the same or different. R2Is a linking group, an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, or
[0141]
Embedded image
Figure 0003950693
[0142]
It is. However, m is an integer of 1 to 10. ]
[0143]
Embedded image
Figure 0003950693
[0144]
[R in General Formula (5)1Is an alkyl group having 1 to 40 carbon atoms or a halogenated alkyl group. a is an integer of 0 to 3, b is an integer of 1 to 4, and a + b is 4. m and n are each an integer of 0 to 25, which may be the same or different, and m and n are not 0 at the same time. ]
[0145]
Embedded image
Figure 0003950693
[0146]
[R in General Formula (6)1And R2Are alkyl groups having 15 to 45 carbon atoms or halogenated alkyl groups, which may be the same or different. ]
[0147]
Specific examples of the compounds represented by the general formulas (1) to (6) include the following.
[0148]
Embedded image
Figure 0003950693
[0149]
Embedded image
Figure 0003950693
[0150]
Embedded image
Figure 0003950693
[0151]
Embedded image
Figure 0003950693
[0152]
As the method for producing the wax of the present invention, for example, a synthesis method by an oxidation reaction, a synthesis from a carboxylic acid and a derivative thereof, and an ester group introduction reaction represented by Michael addition reaction are used. As a particularly preferred production method, a method utilizing a dehydration condensation reaction from a carboxylic acid compound and an alcohol compound or a reaction from an acid halide and an alcohol compound is particularly preferred.
[0153]
The wax of the present invention may contain at least one compound represented by the above general formulas (1) to (6). Preferably, the content of the compound in the wax is 50% by mass or more. Yes, more preferably 70% by mass or more. When the content of the compound is less than 50% by mass, it indicates that the free fatty acid component, the free alcohol component, the hydrocarbon component and other resin components are substantially occupied, and the effect of the present invention tends not to be exhibited. is there.
[0154]
The added amount of the wax is preferably 1 to 40 parts by mass, more preferably 2 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin. When the content of the wax is less than 1 part by mass, the plasticizing effect is hardly exhibited and there is a tendency that there is no effect of improving the fixing property. When the content exceeds 40 parts by mass, the wax is unevenly distributed in the toner particles, the chargeability becomes unstable, and the developability tends to deteriorate.
[0155]
In the present invention, other waxes may be contained in order to improve the releasability. Preferably, in the endothermic curve measured by DSC, the peak top temperature of the maximum endothermic peak is 70 to 165 ° C., and specific examples thereof include paraffin wax and derivatives thereof, microcrystalline wax and derivatives thereof, Fischer-Tropsch wax and derivatives thereof, A montan wax and derivatives thereof, a polyolefin wax and derivatives thereof, and the derivatives include block copolymers with vinyl monomers and graft modified products. In addition, alcohol wax, fatty acid wax, ester wax, and natural wax are also used.
[0156]
Among them, a low molecular weight obtained by thermally decomposing a low molecular weight polyolefin obtained by radical polymerization of olefin under high pressure or using a Ziegler catalyst / metallocene catalyst, a by-product at this time, and a high molecular weight polyolefin as a wax preferably used. Polyolefin wax, hydrocarbon distillation residue obtained using a catalyst from synthesis gas consisting of carbon monoxide and hydrogen, or hydrocarbon wax obtained from synthetic hydrocarbon obtained by hydrogenating these, fatty acid ester, Acid amide wax, ester wax or montan derivatives. Further, those from which impurities such as fatty acids have been removed in advance are also preferred.
[0157]
From these waxes, a wax obtained by fractionating a wax by molecular weight by using a press sweating method, a solvent method, a vacuum distillation, a supercritical gas extraction method, fractional crystallization (for example, fused liquid crystal deposition and crystal filtration) is also preferable. . Further, after the fractionation, oxidation, block copolymerization, or graft modification may be performed.
[0158]
As described above, when used in combination with the wax of the present invention, it also has the effect of a dispersion aid that improves the dispersibility of other waxes when used alone, improving the dispersibility of the wax as a total of toner particles. it can.
[0159]
The addition amount of these waxes is preferably 0.5 to 10 parts by mass, more preferably 1 to 8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin. When the amount is less than 0.5 parts by mass, the effect of adding a wax cannot be obtained. When the amount exceeds 10 parts by mass, the effect when the wax of the present invention is used is hardly exhibited.
[0160]
The wax used in the present invention can be added and mixed in advance in the polymer component at the time of toner production. In that case, it is preferable to preliminarily dissolve the wax and the high molecular weight polymer in a solvent and then mix with the low molecular weight polymer solution when preparing the polymer component. As a result, phase separation in the microscopic region is relaxed, reaggregation of the high molecular weight component is controlled, and a good dispersion state with the low molecular weight polymer is obtained.
[0161]
In order to maintain positive chargeability or negative chargeability in the toner used in the present invention, it is preferable to contain a charge control agent.
[0162]
The following substances are used for controlling the toner to be positively charged.
[0163]
For example, modified products such as nigrosine and fatty acid metal salts; quaternary ammonium salts such as tributylbenzylammonium-1-hydroxy-4-naphthosulfonate, tetrabutylammonium tetrafluoroborate, and analogs of phosphonium salts thereof. Onium salts and lake pigments thereof; triphenylmethane dyes and lake pigments thereof (as rake agents, phosphotungstic acid, phosphomolybdic acid, phosphotungsten molybdic acid, tannic acid, lauric acid, gallic acid, ferricyanide) Metal salts of higher fatty acids; diorganotin oxides such as dibutyl tin oxide, dioctyl tin oxide, dicyclohexyl tin oxide; dibutyl tin borate, dioctyl tin borate, dicyclohexane Such diorgano tin borate such Rusuzuboreto; guanidine compounds, imidazole compounds. These can be used alone or in combination of two or more. Among these, a triphenylmethane compound, a quaternary ammonium salt whose counter ion is not halogen, and an imidazole compound are preferably used.
[0164]
In addition, a homopolymer composed of a structural unit represented by the following general formula (8) or a copolymer with a polymerizable monomer such as styrene, acrylic ester or methacrylic ester may be used as the positively chargeable charge control resin. it can. This positive charge control resin may be used alone or in combination with the charge control agent.
[0165]
Embedded image
Figure 0003950693
[0166]
[R in the above general formula (8)1Is a hydrogen atom or a methyl group, R2Is an alkylene group, RThree, RFourAnd RFiveAre each an alkyl group. ]
[0167]
Further, there are the following substances that control the toner to be negatively charged.
[0168]
For example, organometallic complexes and chelate compounds are effective, and there are monoazo metal complexes, acetylacetone metal complexes, aromatic hydroxycarboxylic acid metal complexes, and aromatic dicarboxylic acid metal complexes. Others include aromatic hydroxycarboxylic acids, aromatic monocarboxylic acids and aromatic polycarboxylic acids and their metal salts, anhydrides, esters, and phenol derivatives such as bisphenols.
[0169]
In addition, an azo metal compound represented by the following general formula (9) is preferable.
[0170]
Embedded image
Figure 0003950693
[0171]
[In general formula (9), M represents a coordination center metal and is a metal selected from the group consisting of Sc, Ti, V, Cr, Co, Ni, Mn, and Fe, and Ar is a phenyl group , An aryl group such as a naphthyl group, which may have a substituent. In this case, examples of the substituent include a nitro group, a halogen element, a carboxyl group, an anilide group, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms. X, X ′, Y and Y ′ are —O—, —CO—, —NH— or —NR— (R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms). A+Represents a cation and represents a hydrogen ion, a sodium ion, a potassium ion, an ammonium ion or an aliphatic ammonium ion. ]
[0172]
In particular, Fe or Cr is preferable as the central element, and a halogen element, an alkyl group, or an anilide group is preferable as the substituent of the aryl group. A mixture of metal compounds having different counter ions is also preferably used.
[0173]
Next, a basic organic acid metal compound represented by the general formula (10) is also preferable.
[0174]
Embedded image
Figure 0003950693
[0175]
[M in the general formula (10) represents a coordination center metal and represents Cr, Co, Ni, Mn, Fe, Ti, Zr, Zn, Si, B, or Al.
(B)
[0176]
Embedded image
Figure 0003950693
[0177]
(It may have a substituent such as an alkyl group, an anilide group, an aryl group, a halogen element, or a nitro group.)
[0178]
Embedded image
Figure 0003950693
[0179]
(X represents a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group or an alkyl group.)
[0180]
Embedded image
Figure 0003950693
[0181]
(R represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms.)
[0182]
A ’+Represents a cation and represents a hydrogen ion, a sodium ion, a potassium ion, an ammonium ion, or an aliphatic ammonium ion. Z is —O— or —COO—. ]
[0183]
In particular, as the central metal, Fe, Cr, Si, Zn, or Al is preferable. As B in the general formula (10), a benzene ring and a naphthalene ring are preferable. As the substituents, alkyl groups, anilide groups, aryl groups, A halogen element is preferable, and a counter ion is preferably a hydrogen ion, an ammonium ion, or an aliphatic ammonium ion.
[0184]
As a method of incorporating a charge control agent and a charge control resin into the toner, there are a method of adding the toner inside the toner and a method of adding it externally. The amount of use of these charge control agents and charge control resins is determined by the toner production method including the type of binder resin, the presence or absence of other additives, and the dispersion method, and is not uniquely determined. However, it is preferably used in the range of 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
[0185]
The colorant that can be used in the toner of the present invention includes any appropriate pigment or dye. Examples include carbon black, aniline black, acetylene black, naphthol yellow, hansa yellow, rhodamine rake, alizarin rake, bengara, phthalocyanine blue, and indanthrene blue.
[0186]
These are used in necessary amounts to maintain the optical density of the fixed image, and are added in an amount of 0.1 to 20 parts by weight, preferably 0.2 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the binder resin. Is good. For the same purpose, further dyes are used. For example, there are azo dyes, anthraquinone dyes, xanthene dyes, and methine dyes, and the addition amount is 0.1 to 20 parts by weight, preferably 0.2 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. Is good.
[0187]
In the toner of the present invention, a magnetic material can be used as a colorant, and the toner can also be used as a magnetic toner.
[0188]
Examples of the magnetic material used in the present invention include iron oxides such as magnetite and ferrite; metals such as iron, cobalt, and nickel or these metals and aluminum, cobalt, copper, lead, magnesium, tin, zinc, antimony, beryllium, Metal alloys such as bismuth, cadmium, calcium, manganese, selenium, titanium, tungsten, vanadium and mixtures thereof are used, and those containing silicon element on the magnetic material surface or inside thereof are preferable.
[0189]
The number average particle diameter of the magnetic material is preferably 0.05 to 1.0 μm, more preferably 0.1 to 0.6 μm, and particularly preferably 0.1 to 0.4 μm.
[0190]
In the present invention, the amount of the magnetic substance contained in the toner is 10 to 200 parts by weight, preferably 20 to 170 parts by weight, and more preferably 30 to 150 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
[0191]
In the toner of the present invention, silica fine powder is preferably added in order to improve charging stability, developability, fluidity and durability.
[0192]
The silica fine powder used in the present invention has a specific surface area of 30 m by the BET method by nitrogen adsorption.2/ G or more, especially 50-400m2Those in the range of / g give good results. The silica fine powder is used in an amount of 0.01 to 8 parts by weight, preferably 0.1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the toner.
[0193]
In addition, the silica fine powder used in the present invention has a silicone varnish, various modified silicone varnishes, silicone oil, various modified silicone oils, a silane coupling agent, and a functional group as necessary for the purpose of hydrophobization and chargeability control. It is also preferable that it is treated with a treating agent such as a silane compound or other organosilicon compound or in combination with various treating agents.
[0194]
Other external additives may be added to the toner of the present invention as necessary.
[0195]
Examples thereof include resin fine particles and inorganic fine particles that function as a charging aid, a conductivity imparting agent, a fluidity imparting agent, an anti-caking agent, a release agent at the time of fixing with a heat roller, a lubricant, an abrasive, and the like.
[0196]
For example, examples of the lubricant include Teflon powder, zinc stearate powder, polyvinylidene fluoride powder, and the like. Among these, polyvinylidene fluoride powder is preferable. Examples of the abrasive include cerium oxide powder, silicon carbide powder, and strontium titanate powder. Of these, strontium titanate powder is preferable. Examples of the fluidity-imparting agent include titanium oxide powder and aluminum oxide powder, and among them, a hydrophobic one is preferable. Examples of the conductivity imparting agent include carbon black powder, zinc oxide powder, antimony oxide powder, and tin oxide powder. Furthermore, a small amount of white and black fine particles having opposite polarity can be used as a developing improver.
[0197]
In recent years, the toner particle size has been reduced, and from the viewpoint of obtaining a high-definition and high-quality image, it is preferable that the toner has a weight average particle size of 10 μm or less. In particular, the effect is remarkable in a toner having a weight average particle diameter of 6.0 μm or less, and an extremely fine image can be obtained. Further, when the weight average particle diameter is 3.0 μm or more, it is preferable because a sufficient image density can be obtained. On the other hand, as the low-temperature fixability and the reduction in particle size of the toner proceed, the fluidity and storage stability tend to deteriorate, but the toner of the present invention can suppress an excessive plastic effect, and has excellent blocking resistance and fluidity. Troubles caused by durability in the developer and cleaner are suppressed.
[0198]
The weight average particle diameter of the toner of the present invention is a Coulter Multisizer IIE (manufactured by Coulter, Inc.) as a measuring device. The electrolytic solution is measured using ISOTON®-II (1% aqueous sodium chloride solution, manufactured by Coulter Scientific Japan). As a measurement method, 0.1 to 5 ml of a surfactant (preferably alkylbenzene sulfonate) is added as a dispersant to 100 to 150 ml of the electrolytic aqueous solution, and 2 to 20 mg of a measurement sample is further added. The electrolytic solution in which the sample is suspended is subjected to a dispersion treatment for about 1 to 3 minutes with an ultrasonic disperser, and the volume and the number of particles are measured by the measuring device to calculate the volume average particle diameter.
[0199]
When the weight average particle size is larger than 6.0 μm, the particle size of 2 to 60 μm is measured using a 100 μm aperture, and when the weight average particle size is 3.0 to 6.0 μm, the 50 μm aperture is used. Particles of 1 to 30 μm are measured, and when the weight average particle diameter is less than 3.0 μm, particles of 0.6 to 18 μm are measured using a 30 μm aperture.
[0200]
The toner of the present invention can be used as a two-component developer in combination with a carrier. As the carrier for use in the two-component developer, any conventionally known carrier can be used. Specifically, particles having an average particle diameter of 20 to 300 μm of metals such as surface oxidized or unoxidized iron, nickel, cobalt, manganese, chromium, rare earth, and alloys or oxides thereof can be used. Further, those obtained by attaching or coating a resin such as a styrene resin, an acrylic resin, a silicone resin, a fluorine resin, or a polyester resin to the surface of the carrier particles are preferably used.
[0201]
In order to produce the toner of the present invention, a binder resin, wax, and other additives are sufficiently mixed by a mixer such as a Henschel mixer and a ball mill, and then a heat kneader such as a heating roll, a kneader, and an extruder. The toner of the present invention can be obtained by melt-kneading the mixture, carrying out pulverization and classification after cooling and solidification, and further sufficiently mixing the desired additives with a mixer such as a Henschel mixer.
[0202]
For example, as a mixer, Henschel mixer (Mitsui Mining Co., Ltd.); Super mixer (Kawata Co., Ltd.); Ribocorn (Okawara Seisakusho Co., Ltd.); Nauter mixer, Turbulizer, Cyclomix (Hosokawa Micron Co., Ltd.); Spiral pin mixer (Pacific Kiko Co., Ltd.); Ladige mixer (Matsubo Co., Ltd.), and KRC kneader (Kurimoto Iron Works Co.); Bus Co Kneader (Buss Co.); TEM type extruder (Manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.); TEX twin-screw kneader (manufactured by Nippon Steel Works); PCM kneader (manufactured by Ikegai Iron Works Co., Ltd.); three roll mill, mixing roll mill, kneader (manufactured by Inoue Seisakusho Co., Ltd.); Mining company); MS pressure kneader, Nider Ruder (Moriyama Seisakusho); Banbury mixer (Kobe Copper Works) As a pulverizer, a counter jet mill, a micron jet, an inomizer (manufactured by Hosokawa Micron Co.); an IDS type mill, a PJM jet pulverizer (manufactured by Nippon Pneumatic Industry Co., Ltd.); a cross jet mill (manufactured by Kurimoto Iron Works Co., Ltd.); ULMAX (manufactured by Nisso Engineering Co., Ltd.); SK Jet O-Mill (manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.); Kryptron (manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.); , Micron Classifier, Spedic Classifier (manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.); Turbo Classifier (Nisshin Engineering Co., Ltd.); Micron Separator, Turboplex (ATP), TSP Separator (manufactured by Hosokawa Micron Corporation); ), Disper Separator separator (manufactured by Nippon Pneumatic Engineering Co., Ltd.); YM Microcut (manufactured by Yaskawa Shoji Co., Ltd.) is mentioned. Resona sieve, gyro shifter (Tokusu Kosakusha); Vibrasonic system (Dalton); Soniclean (Shinto Kogyo); Turbo screener (Turboe); Micro shifter (Ogino Sangyo); Circular Vibration decoration etc. are mentioned.
[0203]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples, but the present invention is not limited thereto.
[0204]
<Production Example A-1 of Polymer Component>
・ Styrene 78.4 parts by mass
-19.6 parts by mass of n-butyl acrylate
・ 2.0 parts by weight of methacrylic acid
・ 0.8 parts by mass of 2,2-bis (4,4-di-t-butylperoxycyclohexyl) propane
[0205]
While stirring 200 parts by mass of xylene in a four-necked flask, the above components were thoroughly substituted with nitrogen and heated to 120 ° C., and then dropped over 4 hours. Furthermore, the polymerization was completed under reflux of xylene, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The resin thus obtained is designated as A-1.
[0206]
<Production Example A-2 of Polymer Component>
In Production Example A-1, 79.7 parts by mass of styrene, 19.9 parts by mass of n-butyl acrylate, 0.4 parts by mass of acrylic acid, 2,2-bis (4,4-di-t-butylperoxy Cyclohexyl) Resin A-2 was obtained in the same manner as in Production Example A-1, except that the amount was changed to 0.8 parts by mass.
[0207]
<Production Example A-3 of Polymer Component>
In Production Example A-1, 79.0 parts by mass of styrene, 19.8 parts by mass of n-butyl acrylate, 1.2 parts by mass of methacrylic acid, 2,2-bis (4,4-di-t-butylperoxy Cyclohexyl) Resin A-3 was obtained in the same manner as in Production Example A-1, except that the amount was changed to 0.8 parts by mass.
[0208]
<Production Example A-4 of Polymer Component>
In Production Example A-1, 75.2 parts by mass of styrene, 18.8 parts by mass of n-butyl acrylate, 6.0 parts by mass of methacrylic acid, 2,2-bis (4,4-di-t-butylperoxy) Cyclohexyl) Resin A-4 was obtained in the same manner as in Production Example A-1, except that the amount was changed to 0.8 parts by mass.
[0209]
<Production Example A-5 of Polymer Component>
In Production Example A-1, 74.4 parts by mass of styrene, 18.6 parts by mass of n-butyl acrylate, 7 parts by mass of acrylic acid, 2,2-bis (4,4-di-t-butylperoxycyclohexane Xylyl) Resin A-5 was obtained in the same manner as in Production Example A-1, except that the amount was changed to 0.8 parts by mass of propane.
[0210]
<Production Example A-6 of Polymer Component>
In Production Example A-1, 80 parts by mass of styrene, 20 parts by mass of n-butyl acrylate, and 1 part by mass of 2,2-bis (4,4-di-t-butylperoxycyclohexyl) propane were used. Obtained resin A-6 in the same manner as in Production Example A-1.
[0211]
<Production Example A-7 of Polymer Component>
In Production Example A-1, 72.8 parts by mass of styrene, 18.2 parts by mass of n-butyl acrylate, 9 parts by mass of acrylic acid, 2,2-bis (4,4-di-t-butylperoxycyclohexane Xylyl) Resin A-7 was obtained in the same manner as in Production Example A-1, except that the amount was changed to 0.8 parts by mass of propane.
[0212]
<Production Example A-8 of Polymer Component>
In Production Example A-1, 77.6 parts by mass of styrene, 19.4 parts by mass of n-butyl acrylate, 2 parts by mass of methacrylic acid, 1 part by mass of glycidyl methacrylate, 2,2-bis (4,4-di- t-butylperoxycyclohexyl) Resin A-8 was obtained in the same manner as in Production Example A-1, except that the amount was changed to 0.8 parts by mass of propane.
[0213]
<Production example B-1 of carboxyl group-containing vinyl resin>
-Polymer component resin A-1 30 parts by mass
・ Styrene 55.4 parts by mass
・ N-butyl acrylate 13.9 parts by mass
・ 0.7 parts by weight of methacrylic acid
・ 1.4 parts by mass of di-t-butyl peroxide
[0214]
The raw material was dropped into 200 parts by mass of xylene over 4 hours. Furthermore, the polymerization is completed under reflux of xylene, the solvent is distilled off under reduced pressure, and the resin thus obtained is designated B-1.
[0215]
<Production example B-2 of carboxyl group-containing vinyl resin>
In Production Example B-1, except that the polymer component resin A-2 was changed to 30 parts by mass, 56 parts by mass of styrene, 14 parts by mass of n-butyl acrylate, and 1.4 parts by mass of di-t-butyl peroxide. Resin B-2 was obtained in the same manner as in Production Example B-1.
[0216]
<Production example B-3 of carboxyl group-containing vinyl resin>
In Production Example B-1, 30 parts by mass of polymer component resin A-3, 53 parts by mass of styrene, 13 parts by mass of n-butyl acrylate, 0.3 part by mass of methacrylic acid, di-t-butyl peroxide Except having changed to 4 mass parts, resin B-3 was obtained like manufacture example B-1.
[0217]
<Production example B-4 of carboxyl group-containing vinyl resin>
In Production Example B-1, 30 parts by mass of the polymer component resin A-4, 52.8 parts by mass of styrene, 13.2 parts by mass of n-butyl acrylate, 3.0 parts by mass of methacrylic acid, di-t-butyl Resin B-4 was obtained in the same manner as in Production Example B-1, except that the amount was changed to 1.4 parts by mass of peroxide.
[0218]
<Production example B-5 of carboxyl group-containing vinyl resin>
In Production Example B-1, 30 parts by mass of the polymer component resin A-5, 51.2 parts by mass of styrene, 12.8 parts by mass of n-butyl acrylate, 4.0 parts by mass of acrylic acid, di-t-butyl Except having changed into 1.4 mass parts of peroxide, resin B-5 was obtained like manufacture example B-1.
[0219]
<Production Example B-6 of Vinyl Resin Not Containing Carboxyl Group>
In Production Example B-1, except that the polymer component resin A-6 was changed to 30 parts by mass, 56 parts by mass of styrene, 14 parts by mass of n-butyl acrylate, and 1.4 parts by mass of di-t-butyl peroxide. Resin B-6 was obtained in the same manner as in Production Example B-1.
[0220]
<Production example B-7 of carboxyl group-containing vinyl resin>
In Production Example B-1, 30 parts by mass of the polymer component resin A-7, 52.8 parts by mass of styrene, 13.2 parts by mass of n-butyl acrylate, 4.0 parts by mass of acrylic acid, di-t-butyl Except having changed into 1.4 mass parts of peroxide, resin B-7 was obtained like manufacture example B-1.
[0221]
<Production example B-8 of carboxyl group-containing vinyl resin>
Production Example B-1 Production Example except that the polymer component resin A-2 was changed to 50 parts by mass, 40 parts by mass of styrene, 10 parts by mass of n-butyl acrylate, and 1 part by mass of di-t-butyl peroxide. Resin B-8 was obtained in the same manner as B-1.
[0222]
<Production example B-9 of carboxyl group-containing vinyl resin>
In Production Example B-1, except that the polymer component resin A-4 was changed to 30 parts by mass, 56 parts by mass of styrene, 14 parts by mass of n-butyl acrylate, and 1.4 parts by mass of di-t-butyl peroxide. Resin B-9 was obtained in the same manner as in Production Example B-1.
[0223]
<Production Example B-10 of carboxyl group and epoxy group-containing vinyl resin>
In Production Example B-1, except that the polymer component resin A-8 was changed to 30 parts by mass, 56 parts by mass of styrene, 14 parts by mass of n-butyl acrylate, and 1.8 parts by mass of di-t-butyl peroxide. Resin B-10 was obtained in the same manner as in Production Example B-1.
[0224]
<Production Example C-1 of Epoxy Group-Containing Vinyl Resin>
・ Styrene 79.2 parts by mass
-19.8 parts by mass of n-butyl acrylate
・ Glycidyl methacrylate 1 part by mass
・ Di-t-butyl peroxide 5 parts by mass
[0225]
While stirring 200 parts by mass of xylene in a four-necked flask, the above components were thoroughly substituted with nitrogen, and the temperature was raised to 120 ° C., followed by dropwise addition over 4 hours. Furthermore, the polymerization is completed under reflux of xylene, the solvent is distilled off under reduced pressure, and the resin thus obtained is designated as C-1.
[0226]
<Production Example C-2 of Epoxy Group-Containing Vinyl Resin>
In Production Example C-1, the same as Production C-1, except that the content was changed to 72 parts by mass of styrene, 18 parts by mass of n-butyl acrylate, 10 parts by mass of glycidyl methacrylate, and 5 parts by mass of di-t-butyl peroxide. Resin C-2 was obtained.
[0227]
Next, the wax used in the present invention is shown in Table 1.
[0228]
[Table 1]
Figure 0003950693
[0229]
[Example 1]
90 parts by mass of the carboxyl group-containing vinyl resin obtained in Production Example B-1 and 10 parts by mass of the epoxy group-containing vinyl resin obtained in Production Example C-1 were mixed with a Henschel mixer and then mixed with a biaxial kneading extruder. The binder resin 1 was obtained by kneading at 200 ° C., cooling and pulverizing.
・ Binder resin 1 100 parts by mass
・ 90 parts by mass of magnetic material (average diameter 0.2 μm)
・ 4 parts by weight of wax 1
・ Triphenylmethane lake compound 2 parts by mass
[0230]
The above materials were sufficiently premixed with a Henschel mixer and then melt-kneaded by a biaxial kneading extruder set at 110 ° C. The obtained kneaded product is cooled, coarsely pulverized with a cutter mill, then finely pulverized with a fine pulverizer using a jet stream, and the obtained finely pulverized product is further classified with an air classifier, and the weight average particle A classified fine powder (toner particles) having a diameter of 7.5 μm was obtained.
[0231]
To 100 parts by mass of the obtained classified fine powder, 1.0 part by mass of positively charged hydrophobic silica produced by a dry method was added, mixed with a Henschel mixer, and sieved with a mesh having an opening of 150 μm to obtain toner 1. . Toner physical properties (acid value (Av) of toner, number average molecular weight (Mn), weight average molecular weight (Mw) in molecular weight distribution measured by GPC of THF soluble content in toner, molecular weight of main peak, and molecular weight 30, Table 2 summarizes the area ratio of the peak area of 000 or less to the total peak area, and the THF-insoluble content of the binder resin).
[0232]
<Fixing evaluation test>
Take out the fixing device of a commercially available copying machine NP-6085 (manufactured by Canon Inc.), operate it outside the copying machine, make it possible to set the fixing temperature arbitrarily, and modify it so that the process speed is 400 mm / sec. 100 g / m carrying an unfixed image using an external fixing device2Evaluation was performed by passing paper. In the temperature range of 130 to 180 ° C., the temperature is adjusted every 5 ° C., the unfixed image is fixed at each temperature, and the obtained image is slid back and forth five times with sylbon paper applied with a weight of 4.9 kPa. The point at which the image density reduction rate before and after rubbing was 10% or less was defined as the fixing start temperature. The lower this temperature, the better the fixing property. The image density was measured by measuring the reflection density with a Macbeth densitometer (Macbeth) (evaluation environment: 23 ° C., 60% RH).
[0233]
<Offset resistance evaluation test>
The process speed of the external fixing device was modified to 50 mm / sec, and an unfixed image was passed through to evaluate the offset resistance test. In the evaluation, the temperature of the fixing roller was adjusted every 180 to 240 ° C., and the temperature at which the toner was offset to the fixing roller was set as the offset temperature (evaluation environment: 23 ° C., 60% RH).
[0234]
<Blocking resistance (storage resistance) evaluation test>
20 g of toner is put in a polycup and left in a thermostatic bath at 50 ° C. for 5 days, and the toner state thereafter is visually evaluated. The ranking is as follows.
A (excellent) A lump is not seen and it is freezing.
B (good) Some agglomeration is seen but loosens immediately.
C (possible) Dama can be seen, but can be easily loosened.
D (Poor) A lump is seen and is not easily loosened.
[0235]
<Image evaluation test>
A commercially available copying machine GP-605 (manufactured by Canon Inc.) was remodeled so that the process speed was 1.5 times, and the printing ratio was 4% in a normal temperature / humidity environment (23 ° C./60% RH). Using this test chart, 100,000 copies were made, and in each environment of normal temperature / low humidity environment (23 ° C./5% RH) and high temperature / high humidity environment (32.5 ° C./80% RH), Using a test chart with a printing ratio of 4%, 50,000 copies were made, and image evaluations such as image density, fogging, poor cleaning, and image contamination due to fusion were performed.
[0236]
The image density was measured using a “Macbeth reflection densitometer” (manufactured by Macbeth). The fog is measured using a reflection densitometer (manufactured by Tokyo Denshoku Technology Center Co., Ltd.) to measure the reflection density of the transfer paper and the transfer paper after copying the solid white, and the difference is defined as the fog value. .
[0237]
The image stain was evaluated by visually observing the obtained image.
A (excellent) Does not occur at all.
B (good) Fine dirt is generated, but there is no practical problem.
C (possible) Spots and stains on the line occur and repeat to occur and disappear.
D (Poor) Dirt is generated and does not disappear.
[0238]
Further, the fixing member was visually observed, and the contamination level was evaluated based on the following evaluation criteria.
[0239]
Dirt rank of fixing member
A (excellent) Almost no pollution.
B (good) Slightly contaminated but no problem.
C (possible) Poor separation may occur due to contamination.
D (Poor) The image is stained due to contamination.
[0240]
These fixing evaluation, offset resistance evaluation, blocking resistance evaluation, and image evaluation results are summarized in Table 3.
[0241]
[Example 2]
90 parts by mass of the carboxyl group-containing vinyl resin obtained in Production Example B-2 and 10 parts by mass of the epoxy group-containing vinyl resin obtained in Production Example C-2 were mixed with a Hensell mixer, and the mixture was mixed into a biaxial extruder. The mixture was kneaded at 200 ° C., cooled and pulverized to obtain a binder resin 2.
[0242]
A toner 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the binder resin 2 was changed. This toner 2 was evaluated in the same manner. The toner properties are summarized in Table 2, and the evaluation results are summarized in Table 3.
[0243]
Example 3
90 parts by mass of the carboxyl group-containing vinyl resin obtained in Production Example B-3 and 10 parts by mass of the epoxy group-containing vinyl resin obtained in Production Example C-1 were mixed with a Hensell mixer, and the resulting mixture was mixed into a twin screw extruder. The mixture was kneaded at 200 ° C., cooled and pulverized to obtain a binder resin 3.
[0244]
A toner 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the binder resin 3 was changed. This toner 3 was evaluated in the same manner. The toner properties are summarized in Table 2, and the evaluation results are summarized in Table 3.
[0245]
Example 4
95 parts by mass of the carboxyl group-containing vinyl resin obtained in Production Example B-4 and 5 parts by mass of the epoxy group-containing vinyl resin obtained in Production Example C-1 were mixed with a Hensell mixer, and the resulting mixture was mixed into a twin screw extruder. The mixture was kneaded at 200 ° C., cooled and pulverized to obtain a binder resin 4.
[0246]
A toner 4 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the binder resin 4 was changed. This toner 4 was evaluated in the same manner. The toner properties are summarized in Table 2, and the evaluation results are summarized in Table 3.
[0247]
Example 5
95 parts by mass of the carboxyl group-containing vinyl resin obtained in Production Example B-5 and 5 parts by mass of the epoxy group-containing vinyl resin obtained in Production Example C-1 were mixed with a Hensell mixer, and the mixture was mixed into a twin screw extruder. The mixture was kneaded at 180 ° C., cooled and pulverized to obtain a binder resin 5.
[0248]
A toner 5 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the binder resin 5 was changed. This toner 5 was evaluated in the same manner. The toner properties are summarized in Table 2, and the evaluation results are summarized in Table 3.
[0249]
[Comparative Example 1]
90 parts by mass of the vinyl resin containing no carboxyl group obtained in Production Example B-6 and 10 parts by mass of the epoxy group-containing vinyl resin obtained in Production Example C-1 were mixed with a Hensell mixer, and biaxial extrusion was performed. The binder resin 6 was obtained by kneading at 200 ° C. with a machine, cooling and pulverizing.
[0250]
A toner 6 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the binder resin 6 was changed. This toner 6 was evaluated in the same manner. The toner properties are summarized in Table 2, and the evaluation results are summarized in Table 3.
[0251]
[Comparative Example 2]
90 parts by mass of the carboxyl group-containing vinyl resin obtained in Production Example B-7 and 10 parts by mass of the epoxy group-containing vinyl resin obtained in Production Example C-1 were mixed in a Hensell mixer, and the mixture was mixed into a twin screw extruder. The mixture was kneaded at 200 ° C., cooled and pulverized to obtain a binder resin 7.
[0252]
A toner 7 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the binder resin 7 was changed. This toner 7 was evaluated in the same manner. The toner properties are summarized in Table 2, and the evaluation results are summarized in Table 3.
[0253]
  [Reference example 1]
  90 parts by mass of the carboxyl group-containing vinyl resin obtained in Production Example B-8 and 10 parts by mass of the epoxy group-containing vinyl resin obtained in Production Example C-1 were mixed in a Hensell mixer, and the mixture was mixed into a twin screw extruder. The mixture was kneaded at 200 ° C., cooled and pulverized to obtain a binder resin 8.
[0254]
A toner 8 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the binder resin 8 was changed. This toner 8 was evaluated in the same manner. The toner physical properties are summarized in Table 1, and the evaluation results are summarized in Table 3.
[0255]
Example 7
90 parts by mass of the carboxyl group-containing vinyl resin obtained in Production Example B-9 and 10 parts by mass of the epoxy group-containing vinyl resin obtained in Production Example C-1 were mixed with a Hensell mixer, and the resulting mixture was mixed into a twin screw extruder. The mixture was kneaded at 200 ° C., cooled and pulverized to obtain a binder resin 9.
[0256]
A toner 9 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the binder resin 9 was changed. This toner 9 was evaluated in the same manner. The toner physical properties are summarized in Table 1, and the evaluation results are summarized in Table 3.
[0257]
Example 8
The carboxyl group-containing vinyl resin obtained in Production Example B-10 was kneaded at 200 ° C. with a biaxial extruder, cooled and pulverized to obtain a binder resin 10.
[0258]
A toner 10 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the binder resin 10 was changed. This toner 10 was evaluated in the same manner. The toner physical properties are summarized in Table 1, and the evaluation results are summarized in Table 3.
[0259]
Example 9
90 parts by mass of the carboxyl group-containing vinyl resin obtained in Production Example B-4 and 10 parts by mass of the epoxy group-containing vinyl resin obtained in Production Example C-2 were mixed with a Hensell mixer, and binder resin 11 was obtained. Obtained.
[0260]
In Example 1, the toner 11 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the binder resin 11 was changed and the kneading temperature was set to 150 ° C. This toner 11 was evaluated in the same manner. The toner physical properties are summarized in Table 1, and the evaluation results are summarized in Table 3.
[0261]
Example 10
90 parts by mass of the carboxyl group-containing vinyl resin obtained in Production Example B-5 and 10 parts by mass of the epoxy group-containing vinyl resin obtained in Production Example C-2 were mixed with a Hensell mixer, and the resulting mixture was mixed into a biaxial extruder. The mixture was kneaded at 200 ° C., cooled and pulverized to obtain a binder resin 12.
[0262]
A toner 12 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the binder resin 12 was changed. This toner 12 was evaluated in the same manner. The toner physical properties are summarized in Table 1, and the evaluation results are summarized in Table 3.
[0263]
Example 11
A toner 13 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the wax 2 was used. This toner 13 was evaluated in the same manner. The toner properties are summarized in Table 3, and the evaluation results are summarized in Table 4.
[0264]
Example 12
A toner 14 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the wax 3 was changed. This toner 14 was evaluated in the same manner. The toner properties are summarized in Table 3, and the evaluation results are summarized in Table 4.
[0265]
Example 13
A toner 15 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the wax 4 was changed. This toner 15 was evaluated in the same manner. The toner properties are summarized in Table 3, and the evaluation results are summarized in Table 4.
[0267]
[Comparative Example 3]
A toner 17 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the wax 6 was used. This toner 17 was evaluated in the same manner. The toner properties are summarized in Table 3, and the evaluation results are summarized in Table 4.
[0268]
[Comparative Example 4]
A toner 18 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the wax 7 was used. This toner 18 was evaluated in the same manner. The toner properties are summarized in Table 3, and the evaluation results are summarized in Table 4.
[0269]
[Comparative Example 5]
A toner 19 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the wax 8 was used. This toner 19 was evaluated in the same manner. The toner properties are summarized in Table 3, and the evaluation results are summarized in Table 4.
[0270]
  〔Example14]
  A toner 20 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount was changed to 24 parts by mass of wax 2 and 2 parts by mass of wax 92. This toner 20 was evaluated in the same manner. The toner properties are summarized in Table 3, and the evaluation results are summarized in Table 4.
[0271]
  〔Example15]
  A toner 21 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the wax was changed to 8 parts by mass. This toner 21 was evaluated in the same manner. The toner properties are summarized in Table 3, and the evaluation results are summarized in Table 4.
[0272]
  〔Example16]
  In Example 1, the triphenylmethane lake compound was changed to an azo iron complex, the kneading temperature was set to 130 ° C., and the positively charged hydrophobic silica was changed to a negatively charged hydrophobic silica produced by a dry method. Other than that, toner 22 was obtained in the same manner. The same evaluation was performed on the toner 22 (however, in the image evaluation test, NP-6085 (manufactured by Canon Inc.) was used as a copying machine). The toner properties are summarized in Table 3, and the evaluation results are summarized in Table 4.
[0273]
[Table 2]
Figure 0003950693
[0274]
[Table 3]
Figure 0003950693
[0275]
[Table 4]
Figure 0003950693
[0276]
[Table 5]
Figure 0003950693
[0277]
【The invention's effect】
According to the present invention, the toner contains at least a binder resin and a wax, and the binder resin includes a vinyl resin having a carboxyl group and a vinyl resin having an epoxy group, a vinyl resin having a carboxyl group and an epoxy group, and Because it contains at least one vinyl resin selected from the group consisting of vinyl resins in which carboxyl groups and epoxy groups have reacted, the toner has a specific acid value, and contains at least one specific wax In addition, good development durability, fixability, offset resistance and blocking resistance can be achieved without impairing the charging characteristics and powder characteristics of the toner.
[0278]
Further, the molecular weight distribution measured by GPC in the THF-soluble component in the toner has a specific molecular weight, and the toner binder resin component contains a certain amount of THF-insoluble component. The effect can be improved.
[0279]
Further, since the charging characteristics and the powder characteristics are improved, problems such as fusion and defective cleaning can be prevented in the cleaning process. In addition, contamination of the fixing member can be prevented.

Claims (16)

カルボキシル基を有するビニル樹脂とエポキシ基を有するビニル樹脂、カルボキシル基とエポキシ基を有するビニル樹脂、及びカルボキシル基とエポキシ基が反応したビニル樹脂からなるグループより選択される1種以上のビニル樹脂を少なくとも含有する結着樹脂を100質量部と、
酸価が10mgKOH/g以下、けん化価が25乃至200mgKOH/gである、
下記一般式(1)で示される化合物、
Figure 0003950693
[一般式(1)中のa及びbは、それぞれ1乃至3の整数であり、a+bは4である。R1及びR2は、それぞれ炭素数が1乃至40のアルキル基であり、同一あっても異なっていてもよい。異なる場合は、R1及びR2の炭素数の差は3以上である。m及びnは、それぞれ0乃至25の整数であり、同一あっても異なっていてもよく、mとnは同時に0になることはない。]
又は、下記一般式(3)で示される化合物、
Figure 0003950693
[一般式(3)中のR1及びR3は、それぞれ炭素数6乃至32のアルキル基であり、同一であっても異なっていてもよい。R2は連結基であり、炭素数1乃至20のアルキレン基である。]
又は、下記一般式(6)で示される化合物、
Figure 0003950693
[一般式(6)中のR1及びR2は、それぞれ炭素数15乃至45のアルキル基であり、同一あっても異なっていてもよい。]
より選択される化合物を70質量%以上含有し、
DSCで測定される吸熱曲線において、最大吸熱ピークのピーク半値幅が、10℃以下であるワックス少なくとも1種類以上を1乃至40質量部と、
磁性体を30乃至150質量部とを、
含有するトナーであって
該トナー中のテトラヒドロフラン(THF)可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される分子量分布において、分子量30,000以下のピーク面積が全体のピーク面積に対して、60乃至100%の割合であり、
酸価が0.1乃至50mgKOH/gであることを特徴とする磁性トナー。
At least one vinyl resin selected from the group consisting of a vinyl resin having a carboxyl group and a vinyl resin having an epoxy group, a vinyl resin having a carboxyl group and an epoxy group, and a vinyl resin in which a carboxyl group and an epoxy group have reacted. 100 parts by weight of the binder resin contained,
The acid value is 10 mgKOH / g or less, and the saponification value is 25 to 200 mgKOH / g.
A compound represented by the following general formula (1):
Figure 0003950693
[A and b in the general formula (1) are each an integer of 1 to 3, and a + b is 4. R 1 and R 2 are each an alkyl group having 1 to 40 carbon atoms and may be the same or different. When different, the difference in carbon number between R 1 and R 2 is 3 or more. m and n are each an integer of 0 to 25, and may be the same or different, and m and n are not 0 at the same time. ]
Or a compound represented by the following general formula (3):
Figure 0003950693
[R 1 and R 3 in the general formula (3) are each an alkyl group having 6 to 32 carbon atoms, and may be the same or different. R 2 is a linking group and is an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms. ]
Or a compound represented by the following general formula (6),
Figure 0003950693
[R 1 and R 2 in General Formula (6) are each an alkyl group having 15 to 45 carbon atoms, and may be the same or different. ]
Containing 70% by mass or more of a compound selected from
In the endothermic curve measured by DSC, 1 to 40 parts by mass of at least one wax having a peak half-value width of 10 ° C. or less of the maximum endothermic peak ;
30 to 150 parts by mass of a magnetic material,
A toner containing,
In the molecular weight distribution measured by gel permeation chromatography (GPC) of the tetrahydrofuran (THF) soluble matter in the toner, the peak area with a molecular weight of 30,000 or less is 60 to 100% of the total peak area. A ratio,
A magnetic toner having an acid value of 0.1 to 50 mgKOH / g.
前記トナー中のテトラヒドロフラン(THF)可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される分子量分布において、数平均分子量(Mn)が1,000乃至40,000であり、重量平均分子量(Mw)が10,000乃至10,000,000であることを特徴とする請求項1に記載の磁性トナー。In the molecular weight distribution measured by gel permeation chromatography (GPC) of the tetrahydrofuran (THF) soluble matter in the toner, the number average molecular weight (Mn) is 1,000 to 40,000, and the weight average molecular weight (Mw) The magnetic toner according to claim 1, wherein the magnetic toner is 10,000 to 10,000,000. 前記トナー中のテトラヒドロフラン(THF)可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される分子量分布において、分子量4,000乃至30,000の領域に少なくとも一つのメインピークを有することを特徴とする請求項1又は2に記載の磁性トナー。The molecular weight distribution measured by gel permeation chromatography (GPC) soluble in tetrahydrofuran (THF) in the toner has at least one main peak in the molecular weight region of 4,000 to 30,000. The magnetic toner according to claim 1. 前記トナーの結着樹脂成分は、THF不溶分を0.1乃至60質量%含有することを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載の磁性トナー。The magnetic toner according to any one of claims 1 to 3 , wherein the binder resin component of the toner contains 0.1 to 60% by mass of a THF-insoluble component. 前記トナーの結着樹脂成分は、THF不溶分を2乃至45質量%含有することを特徴とする請求項に記載の磁性トナー。The magnetic toner according to claim 4 , wherein the binder resin component of the toner contains 2 to 45 mass% of THF-insoluble matter. 前記トナーの酸価が0.5乃至40mgKOH/gであることを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載の磁性トナー。A magnetic toner according to any one of claims 1 to 5 acid value of the toner is characterized in that 0.5 to 40 mg KOH / g. 前記トナーの酸価が0.5乃至30mgKOH/gであることを特徴津する請求項に記載の磁性トナー。The magnetic toner according to claim 6 , wherein the toner has an acid value of 0.5 to 30 mg KOH / g. 前記ワックスのけん化価が30乃至150mgKOH/gであることを特徴とする請求項1乃至に記載の磁性トナー。A magnetic toner according to claim 1 to 7, wherein the saponification value of the wax is 30 to 150 mgKOH / g. 前記ワックスのけん化価が40乃至100mgKOH/gであることを特徴とする請求項に記載の磁性トナー。9. The magnetic toner according to claim 8 , wherein the saponification value of the wax is 40 to 100 mg KOH / g. 前記ワックスのDSCで測定される吸熱曲線において、最大吸熱ピークのピークトップ温度が30乃至120℃であることを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載の磁性トナー。In an endothermic curve measured by DSC of the wax, the magnetic toner according to any one of claims 1 to 9 peak top temperature of the maximum endothermic peak is characterized by a 30 to 120 ° C.. 前記ワックスのDSCで測定される吸熱曲線において、最大吸熱ピークのピークトップ温度が50乃至100℃であることを特徴とする請求項10に記載の磁性トナー。The magnetic toner according to claim 10 , wherein a peak top temperature of a maximum endothermic peak is 50 to 100 ° C. in an endothermic curve measured by DSC of the wax. 前記ワックスのDSCで測定される吸熱曲線において、最大吸熱ピークのピーク半値幅が、5℃以下であることを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の磁性トナー。In an endothermic curve measured by DSC of the wax, the magnetic toner according to any one of claims 1 to 11 peak half width of the highest endothermic peak, and wherein the at 5 ° C. or less. 前記一般式(1)、(3)又は(6)で示される化合物の前記ワックスに占める含有率が50質量%以上であることを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載の磁性トナー。The magnetic toner according to any one of claims 1 to 12 , wherein the content of the compound represented by the general formula (1), (3), or (6) in the wax is 50% by mass or more. . 前記一般式(1)、(3)又は(6)で示される化合物の前記ワックスに占める含有率が70質量%以上であることを特徴とする請求項13に記載の磁性トナー。The magnetic toner according to claim 13 , wherein the content of the compound represented by the general formula (1), (3), or (6) in the wax is 70% by mass or more. 前記ワックスを、結着樹脂100質量部当たり2乃至30質量部含有することを特徴とする請求項1乃至14のいずれかに記載の磁性トナー。A magnetic toner according to any one of claims 1 to 14, wherein the wax contains 2 to 30 parts by weight per 100 parts by weight of the binder resin. DSCで測定される吸熱曲線において、最大吸熱ピークのピークトップ温度が70乃至165℃であるワックスを更に1種類以上含有することを特徴とする請求項1乃至15のいずれかに記載の磁性トナー。 16. The magnetic toner according to claim 1, further comprising at least one wax having a peak end temperature of 70 to 165 ° C. in an endothermic curve measured by DSC.
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