JP3961231B2

JP3961231B2 - Method for producing toner for developing electrostatic image

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Publication number: JP3961231B2
Application number: JP2001109447A
Authority: JP
Inventors: 宇清徐
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2001-04-09
Filing date: 2001-04-09
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2021-04-09
Also published as: JP2002304020A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の複写機及びプリンターに用いられる静電荷像現像用トナー製造方法に関する。更に詳しくは、帯電性に優れ、画質の良好な静電荷像現像用トナーの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真法において従来一般に広く用いられてきた静電荷像現像用トナーは、スチレン／アクリレート系共重合体あるいはポリエステル等の各種バインダー樹脂に、カーボンブラックや顔料のような着色剤、必要に応じて帯電制御剤、磁性体を含む混合物を押出機により溶融混練し、ついで粉砕・分級することによって製造されてきた。しかし、上記のような溶融混練／粉砕法で得られる従来のトナーは、トナーの粒径制御に限界があり、実質的に１０μｍ以下、特に８μｍ以下の平均粒径のトナーを歩留まり良く製造することが困難であり、今後電子写真に要求される高解像度化を達成するためには十分なものとは言えなかった。
【０００３】
また、低温定着性を達成するために、混練時に低軟化点のワックスをトナー中にブレンドする方法が提案されているが、混練／粉砕法に於いては５％程度のブレンドが限界であり、十分な低温定着性能のトナーを得ることができなかった。また、溶融混練してから得られるフレークを機械的に粉砕してトナーとする場合には、歩留まりが悪く、粒度分布も広いものとなる。特に小粒径のトナーを得ようとする場合にはこの傾向は著しい。
【０００４】
一方、近年、溶融混練／粉砕法に変わる製造法として乳化重合凝集法や懸濁重合法等による重合トナーの製造法が知られている。これらの方法を用いれば溶融混練／粉砕法と違い原料の分散の制御は可能である。特に乳化重合凝集法では、粒径及び粒径分布もトナー形状も制御可能である。
通常、乳化重合法によりトナーを製造する場合、重合により得られた粒子径０．０５μｍ〜０．５μｍの樹脂一次粒子を含む樹脂乳化分散液に、顔料、電荷制御剤等を加え、更に電荷質等を加えて一次粒子を凝集させ、３〜９μｍの凝集粒子とし、次いで一次粒子のガラス転移温度（Ｔｇ）以上の高温で熟成させ、凝集粒子の表面そして内部の粒子同士を融着させ、トナー粒子として得られ、最後トナー粒子スラリーを洗浄、乾燥して製品のトナー粒子を得る。この方法においては、重合で得られた粒子の安定性を高めるため、そして凝集工程での粒子径制御し易くするため、重合体一次粒子を構成するモノマー単位中に、カルボキシル基の含むモノマーを一定量含めていた。しかし、この方法で得られたトナーは、帯電が弱く、画質に悪影響を与えていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、高帯電、そして高画質化及び高速化に適した、小粒径トナー粒子を得るための方法を提供することである。
【０００６】
【課題解決のための手段】
発明者は、上記課題について鋭意検討した結果、乳化重合法によって得られた重合体一次粒子と、当該重合体一次粒子の成分を特定の条件になるように制御することにより、上記課題が解決できることを見いだし、本発明に達した。即ち、本発明の要旨は、乳化重合によって得られた重合体一次粒子と、少なくとも当該重合体一次粒子及び着色剤粒子を含む分散液に電解質を加えて攪拌槽中で攪拌しながら粒子を凝集して粒子凝集体を得る凝集工程、及び粒子凝集体を重合体一次粒子のガラス転移温度（Ｔｇ）より１０度以上高い温度で所定時間保持することによって融着させる熟成工程を有する静電荷像現像用トナーの製造方法において、上記重合体一次粒子を構成するモノマー単位中、多官能性モノマーの割合が０．００５〜５重量％であり、且つカルボキシル基を含むモノマーの割合が０．１重量％以下であり、上記凝集工程でＴｇ−２０℃〜Ｔｇの温度範囲で３０分以上保持することを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法に存する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられるトナーは、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含み、必要に応じ、帯電制御剤、ワックス、その他の添加剤を含むことが出来る。また、本発明に用いられるトナーは、乳化重合／凝集法、懸濁重合法等の湿式重合法により製造される。
【０００８】
中でも、本発明の好適な粒度分布を達成するためには、乳化重合／凝集法が好ましい。乳化重合／凝集法であれば、トナーの円形度を適宜制御できる利点もある。
トナーに用いられる結着樹脂は従来公知のものを含む広い範囲から選択できる。好ましくは、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、又はこれらの樹脂のアクリル酸共重合体等のスチレン系ポリマー、飽和もしくは不飽和ポリエステル系ポリマー、エポキシ系ポリマーを挙げることができる。また、上記結着樹脂は単独で使用するに限らず２種以上併用することもできる。
【０００９】
乳化重合／凝集法でトナーを製造する場合には、少なくともスチレンを共重合成分とし、これに、アクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステル等の少なくともいずれかを共重合成分として用いるのが好ましい。
本発明では、重合体一次粒子を構成するモノマー単位中、アクリル酸またはメタクリル酸などカルボキシル基の含むモノマーの割合は、０．１重量％以下であり、この量は少なければ少ないほど望ましく、好ましくは０．０１重量％以下であり、最も好ましくは０重量％である。カルボキシル基を含むモノマーの割合が０．１重量％を越えると、トナーの帯電性が弱くなり、画質が悪くなる。
【００１０】
着色剤は無機顔料または有機顔料、有機染料のいずれでも良く、またはこれらの組み合わせでも良い。これらの具体的な例としては、カーボンブラック、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエロー、ローダミン系染顔料、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料、モノアゾ系、ジスアゾ系、縮合アゾ系染顔料など、公知の任意の染顔料を単独あるいは混合して用いることができる。フルカラートナーの場合にはイエローとしてベンジジンイエロー、モノアゾ系、縮合アゾ系染顔料、マゼンタとしてキナクリドン、モノアゾ系染顔料、シアンとしてフタロシアニンブルーをそれぞれ用いるのが好ましい。
【００１１】
これらの内、シアン着色剤としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、イエロー着色剤としてはＣ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、マゼンタ着色剤としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２６９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２が好ましく用いられる。
【００１２】
着色剤の添加量は、結着樹脂１００重量部に対して２〜２５重量部の範囲が好ましい。
本発明に用いられるトナーには、帯電量、帯電安定性付与のため、帯電制御剤を添加しても良い。
帯電制御剤としては、従来公知の化合物が使用される。例えば、ヒドロキシカルボン酸の金属錯体、アゾ化合物の金属錯体、ナフトール系化合物、ナフトール系化合物の金属化合物、ニグロシン系染料、第４級アンモニウム塩及びこれらの混合物が挙げられる。
【００１３】
帯電制御剤の添加量は結着樹脂１００重量部に対し、０．１〜５重量部の範囲が好ましい。
本発明に用いられるトナーには、、離型性付与のため、ワックスを添加することが好ましい。ワックスとしては、離型性を有するものであればいかなるものも使用可能である。
【００１４】
具体的には低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、共重合ポリエチレン等のオレフィン系ワックス；パラフィンワックス；ベヘン酸ベヘニル、モンタン酸エステル、ステアリン酸ステアリル等の長鎖脂肪族基を有するエステル系ワックス；水添ひまし油カルナバワックス等の植物系ワックス；ジステアリルケトン等の長鎖アルキル基を有するケトン；アルキル基を有するシリコーン；ステアリン酸等の高級脂肪酸；エイコサノール等の長鎖脂肪族アルコール；グリセリン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールと長鎖脂肪酸により得られる多価アルコールのカルボン酸エステル、または部分エステル；オレイン酸アミド、ステアリン酸アミド等の高級脂肪酸アミド；低分子量ポリエステル等が例示される。
【００１５】
これらのワックスの中で定着性を改善するためには、ワックスの融点は３０℃以上が好ましく、４０℃以上が更に好ましく、５０℃以上が特に好ましい。また、１００℃以下が好ましく、９０℃以下が更に好ましく、８０℃以下が特に好ましい。融点が低すぎると定着後にワックスが表面に露出しべたつきを生じやすく、融点が高すぎると低温での定着性が劣る。
【００１６】
また更に、ワックスの化合物種としては、高級脂肪酸エステル系ワックスが好ましい。高級脂肪酸エステル系ワックスとしては具体的には例えば、ベヘン酸ベヘニル、ステアリン酸ステアリル、ペンタエリスリトールのステアリン酸エステル、モンタン酸グリセリド等の、炭素数１５〜３０の脂肪酸と１〜５価のアルコールとのエステルが好ましい。また、エステルを構成するアルコール成分としては、１価アルコールの場合は炭素数１０〜３０のものが好まく、多価アルコールの場合には炭素数３〜１０のものが好ましい。
【００１７】
上記ワックスは単独で用いても良く混合して用いても良い。また、トナーを定着する定着温度により、ワックス化合物の融点を適宜選択することができる。
トナー中のワックスの使用量は、通常、０．１〜４０％、好ましくは１〜４０％、更に好ましくは５〜３５％、特に好ましくは７〜３０％である。
次に、湿式重合法によるトナーの製造について説明する。
【００１８】
乳化重合／凝集法では、乳化重合により得られた重合体一次粒子の分散液に着色剤分散液、帯電制御剤分散液、ワックス分散液等を混合し、温度、塩濃度、ｐＨ等を適宜制御することによってこれらを凝集しトナーを製造する。
上記乳化重合に用いる乳化剤としては、カチオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤の中から選ばれる少なくともひとつの乳化剤が挙げられる。
【００１９】
カチオン界面活性剤の具体例としては、ドデシルアンモニウムクロライド、ドデシルアンモニウムブロマイド、ドデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、ドデシルピリジニウムクロライド、ドデシルピリジニウムブロマイド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、等があげられる。
また、アニオン界面活性剤の具体例としては、ステアリン酸ナトリウム、ドデカン酸ナトリウム、等の脂肪酸石けん、ドデシル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム等があげられる。
【００２０】
さらに、ノニオン界面活性剤の具体例としては、ポリオキシエチレンドデシルエーテル、ポリオキシエチレンヘキサデシルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレアートエーテル、モノデカノイルショ糖、等があげられる。
【００２１】
これらの界面活性剤の内、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸のアルカリ金属塩が好ましい。
湿式重合法に用いられる重合開始剤としては、公知の重合開始剤を１種又は２種以上組み合わせて使用する事ができる。例えば、過硫酸カリウム、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビスイソ（２，４−ジメチル）バレロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、又はレドックス系開始剤などを使用する事ができる。
【００２２】
これらの内、乳化重合／凝集法ではレドックス系開始剤が好ましい。
上記方法によりトナーを製造した後に、ポリマー乳化液、着色剤分散液、帯電制御剤分散液、ワックス分散液等を添加しトナー表面を被覆することにより、カプセル構造を持つトナーとしても良い。
乳化重合／凝集法について、更に詳しく説明する。
【００２３】
乳化重合／凝集法によりトナーを製造する場合、通常、重合工程、混合工程、凝集工程、熟成工程、洗浄・乾燥工程を有する。
すなわち、乳化重合により得た重合体一次粒子を含む分散液に、着色剤、荷電制御剤、ワックス等の各粒子の分散液を混合し、この分散液中の一次粒子を凝集させて体積平均粒径３〜８μｍ程度の粒子凝集体とし、必要に応じて、これに樹脂微粒子等を付着させ、必要に応じて、粒子凝集体あるいは樹脂微粒子が付着した粒子凝集体を融着させ、こうして得られたトナー粒子を洗浄、乾燥して製品のトナー粒子を得る。
○重合体一次粒子
乳化重合／凝集法に用いられる重合体一次粒子としては、好ましくはガラス転移温度（Ｔｇ）が４０〜８０℃であり、平均粒径は通常０．０２〜３μｍのものである。この重合体一次粒子は、モノマーを乳化重合することにより得られる。
【００２４】
乳化重合をするに当たっては、逐次、ブレンステッド酸性基（以下、単に酸性基と称することがある）を有するモノマーもしくはブレンステッド塩基性基（以下、単に塩基性基と称することがある）を有するモノマー、及び、ブレンステッド酸性基又はブレンステッド塩基性基をいずれも有さないモノマー（以下、その他のモノマーと称することがある）とを添加する事により重合を進行させる。この際、モノマー同士は別々に加えても良いし、予め複数のモノマー混合しておいて添加しても良い。更に、モノマー添加中にモノマー組成を変更することも可能である。また、モノマーはそのまま添加しても良いし、予め水や乳化剤などと混合、調整した乳化液として添加することもできる。乳化剤としては、前記の界面活性剤から１種又は２種以上の併用系が選択される。
【００２５】
本発明で用いられるブレンステッド酸性基を有するモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、ケイ皮酸、等のカルボキシル基を有するモノマー、スルホン化スチレン等のスルホン酸基を有するモノマー、ビニルベンゼンスルホンアミド等のスルホンアミド基を有するモノマー等があげられる。
【００２６】
また、ブレンステッド塩基性基を有するモノマーとしては、アミノスチレン等のアミノ基を有する芳香族ビニル化合物、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、等の窒素含有複素環含有モノマー、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、等のアミノ基を有する（メタ）アクリル酸エステル、等が挙げられる。
【００２７】
また、これら酸性基を有するモノマー及び塩基性基を有するモノマーは、それぞれ対イオンを伴って塩として存在していても良い。
その他のコモノマーとしては、スチレン、メチルスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ノニルスチレン、等のスチレン類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸エチルヘキシル、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、メタクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸エチルヘキシル、等の（メタ）アクリル酸エステル、アクリルアミド、Ｎ−プロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジブチルアクリルアミド、アクリル酸アミドを挙げることができる。を挙げることができる。この中で、特にスチレン、ブチルアクリレート、等が特に好ましい。
【００２８】
更に、重合体一次粒子に架橋樹脂を用いる場合、上述のモノマーと共用される架橋剤としては、ラジカル重合性を有する多官能性モノマーが用いられ、例えばジビニルベンゼン、ヘキサンジオールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールアクリレート、ジアリルフタレート等が挙げられる。また、反応性基をペンダントグループに有するモノマー、例えばグリシジルメタクリレート、メチロールアクリルアミド、アクロレイン等を用いることが可能である。
【００２９】
好ましくはラジカル重合性の二官能性モノマーが好ましく、更に、ジビニルベンゼン、ヘキサンジオールジアクリレートが好ましい。
このような、多官能性モノマーのモノマー混合物中の配合率は、好ましくは０．００５重量％以上、更に好ましくは０．１重量％以上、特に好ましくは０．３重量％以上であり、また、好ましくは５重量％以下、更に好ましくは３重量％以下、特に好ましくは１重量％以下である。
【００３０】
これらのモノマーは単独、または混合して用いられるが、本発明の重合体一次粒子を構成するモノマー単位中カルボキシル基を含むモノマーの割合が０．１重量％以下なので、その様な重合体一次粒子が製造出来るように、原料モノマーの種類と割合を選択する必要がある。
また、重合体のガラス転移温度が４０〜８０℃となることが好ましい。ガラス転移温度が８０℃を越えると定着温度が高くなりすぎたり、ＯＨＰ透明性の悪化が問題となることがあり、一方重合体のガラス転移温度が４０℃未満の場合は、トナーの保存安定性が悪くなる場合がある。
【００３１】
重合開始剤は、モノマー添加前、添加と同時、添加後のいずれの時期に重合系に添加しても良く、必要に応じてこれらの添加方法を組み合わせても良い。
乳化重合に際しては、必要に応じて公知の連鎖移動剤を使用することができるが、その様な連鎖移動剤の具体的な例としては、ｔ―ドデシルメルカプタン、２−メルカプトエタノール、ジイソプロピルキサントゲン、四塩化炭素、トリクロロブロモメタン、等があげられる。連鎖移動剤は単独または２種類以上の併用でもよく、重合性単量体に対して０〜５重量％用いられる。
【００３２】
乳化重合は、上記のモノマー類を水と混合し、重合開始剤の存在下、重合するが、重合温度は通常５０〜１５０℃、好ましくは６０〜１２０℃、更に好ましくは７０〜１００℃である。
こうして得られた重合体一次粒子の体積平均粒径は、通常０．０２μｍ〜３μｍの範囲であり、好ましくは０．０５μｍ〜３μｍ、更に好ましくは０．１μｍ〜２μｍであり、特に好ましくは０．１μｍ〜１μｍである。なお、平均粒径は、例えばＵＰＡを用いて測定することができる。粒径が０．０２μm より小さくなると凝集速度の制御が困難となり好ましくない。また、３μｍより大きいと凝集して得られるトナー粒径が大きくなりやすく、３〜８μｍのトナーを製造するには不適当である。
○着色剤
乳化重合／凝集法では、重合体一次粒子の分散液と着色剤粒子を混合し、混合分散液とした後、これを凝集させて粒子凝集体とするが、着色剤は、乳化剤（前述の界面活性剤）の存在下で水中に乳化させエマルションの状態で用いるのが好ましく、着色剤粒子の体積平均粒径としては、０．０１〜３μｍが好ましい。
【００３３】
着色剤の使用量は、通常、重合体一次粒子１００重量部に対して１〜２５重量部、好ましくは３〜２０重量部である。
○ワックス
乳化重合／凝集法において、ワックスは、予め乳化剤（前記界面活性剤）の存在下に分散してエマルジョン化したワックス微粒子分散液としたものを用いるのが好ましい。
【００３４】
ワックスは、凝集工程に存在させるが、これには、ワックス微粒子分散液を重合体一次粒子及び着色剤粒子と共凝集させる場合と、ワックス微粒子分散液の存在化にモノマーをシード乳化重合させてワックスを内包した重合体一次粒子を作成し、これと着色剤粒子を凝集させる場合とがある。
このうち、ワックスをトナー中に均一に分散させるには、ワックス微粒子分散液を上記の重合体一次粒子の作成時、すなわちモノマーの重合時に存在させるのが好ましい。
【００３５】
ワックス微粒子の平均粒径は、０．０１μｍ〜３μｍが好ましく、さらに好ましくは０．１〜２μｍ、特に０．３〜１．５μｍのものが好適に用いられる。なお、平均粒径は、例えばホリバ社製ＬＡ−５００を用いて測定することができる。ワックスエマルジョンの平均粒径が３μｍよりも大きい場合には凝集時の粒径制御が困難となる傾向にある。また、エマルジョンの平均粒径が０．０１μｍよりも小さい場合には、分散液を作製するのが困難である。
【００３６】
ワックスは、重合体一次粒子中に、トナーのバインダー樹脂１００重量部に対して、１〜４０重量部含有されることが好ましい。
○荷電制御剤
乳化重合／凝集法において荷電制御剤を含有させる方法として、重合体一次粒子を得る際に、荷電制御剤をワックスと同時にシードとして用いたり、荷電制御剤をモノマー又はワックスに溶解又は分散させて用いたり、重合体一次粒子及び着色剤と同時に荷電制御剤一次粒子を凝集させて粒子凝集体を形成したり、重合体一次粒子及び着色剤を凝集させて、ほぼトナーとして適当な粒径となった後に、荷電制御剤一次粒子を加えて凝集させることもできる。
【００３７】
この場合荷電制御剤も乳化剤（前述の界面活性剤）を用いて水中で分散し、平均粒径０．０１〜３μｍのエマルション（荷電制御剤一次粒子）として使用することが好ましい。
○混合工程
本発明の製造法の凝集工程においては、上述の、重合体一次粒子、着色剤粒子、必要に応じて荷電制御剤、ワックスなどの配合成分の粒子は、同時にあるいは逐次に混合して分散するが、予めそれぞれの成分の分散液、即ち、重合体一次粒子分散液、着色剤粒子分散液、必要に応じ荷電制御剤分散液、ワックス微粒子分散液を作製しておき、これらを混合して混合分散液を得ることが好ましい。
【００３８】
また、ワックスは、重合体一次粒子に内包化されたもの、すなわち、ワックスをシードとして乳化重合した重合体一次粒子を用いることにより、トナーに含有させることが好ましく、この場合は、重合体一次粒子に内包化されたワックスと、内包化されていないワックス微粒子を併用して用いることができるが、更に好ましくは、実質的に全量のワックスを重合体一次粒子に内包化された形で用いるものである。
○凝集工程
上記の各粒子の混合分散液を凝集工程で凝集して粒子凝集体を作成するが、この凝集工程においては、１）加熱して凝集を行う方法、２）電解質を加えて凝集を行う方法とがある。
【００３９】
加熱して凝集を行う場合に、凝集温度としては具体的には、５０℃〜Ｔｇの温度範囲（但し、Ｔｇは重合体一次粒子のガラス転移温度）であり、Ｔｇ−１０℃〜Ｔｇ−５℃の範囲が好ましい。上記温度範囲であれば、電解質を用いることなく好ましいトナー粒径に凝集させることができる。
また、加温して凝集を行う場合、凝集工程に引き続いて熟成工程を行う場合には、凝集工程と熟成工程が連続的に行われ、その境界は曖昧となる場合があるが、Ｔｇ−２０℃〜Ｔｇの温度範囲に少なくとも３０分間保持する工程があれば、これを凝集工程とみなす。
【００４０】
凝集温度は所定の温度で少なくとも３０分保持することにより所望の粒径のトナー粒子とすることが好ましい。所定の温度までは一定速度で昇温しても良いし、ステップワイズに昇温しても良い。保持時間は、Ｔｇ−２０℃〜Ｔｇの範囲で３０分以上８時間以下が好ましく、１時間以上４時間以下が更に好ましい。このようにすることによって、小粒径であり、粒度分布のシャープなトナーを得ることが出来る。
【００４１】
また、混合分散液に電解質を添加して凝集を行う場合の電解質としては、有機の塩、無機塩のいずれでも良いが、好ましくは１価あるいは２価以上の多価の金属塩が好ましく用いられる。具体的には、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＬｉＣｌ、Ｎａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４、Ｌｉ２ＳＯ４、ＭｇＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＭｇＳＯ４、ＣａＳＯ４、ＺｎＳＯ４、Ａｌ２（ＳＯ４）３、Ｆｅ２（ＳＯ４）３、ＣＨ３ＣＯＯＮａ、Ｃ６Ｈ５ＳＯ３Ｎａ等が挙げられる。
【００４２】
電解質の添加量は、電解質の種類によっても異なるが、通常は混合分散液の固形成分１００重量部に対して、０．０５〜２５重量部が用いられる。好ましくは０．１〜１５重量部、更に好ましくは０．１〜１０重量部である。
電解質添加量が上記範囲より著しく少ない場合には、凝集反応の進行が遅くなり凝集反応後も１μｍ以下の微粉が残ったり、得られた粒子凝集体の平均粒径が３μｍ以下となるなどの問題を生じる傾向にある。また、電解質添加量が上記範囲より著しく多い場合には、急速で制御の困難な凝集となりやすく、得られた粒子凝集体の中に２５μｍ以上の粗粉が混じったり、凝集体の形状がいびつで不定形の物になるなどの問題を生じる傾向にある。
【００４３】
また、混合分散液に電解質を加えて凝集を行う場合には、凝集温度は５℃〜Ｔｇの温度範囲が好ましい。
○その他の配合成分
次に、本発明においては、上述の凝集処理後の粒子凝集体表面に、必要に応じて樹脂微粒子を被覆（付着又は固着）してトナー粒子を形成するのが好ましい。
【００４４】
なお、上述した荷電制御剤を凝集処理後に加える場合には、粒子凝集体を含む分散液に荷電制御剤を加えた後、樹脂微粒子を加えても良い。
この樹脂微粒子は、乳化剤（前述の界面活性剤）により水または水を主体とする液中に分散してエマルションとして用いるが、トナーの最外層に用いる樹脂微粒子は、ワックスを含まないものが好ましい。
【００４５】
樹脂微粒子としては、好ましくは体積平均粒径が０．０２〜３μｍ、更に好ましくは０．０５〜１．５μｍであって、前述の重合体一次粒子に用いられるモノマーと同様なモノマーを重合して得られたもの等を用いることができる。
粒子凝集体に樹脂微粒子を被覆してトナーを形成する場合、樹脂微粒子に用いられる樹脂は、架橋されているものが好ましい。
○熟成工程
乳化重合／凝集法においては、凝集で得られた粒子凝集体（トナー粒子）の安定性を増すためにＴｇ＋１０度以上の温度（但し、Ｔｇは重合体一次粒子のガラス転移温度）で、凝集した粒子間の融着を起こす熟成工程を加える。好ましくは、Ｔｇ＋２０℃以上、Ｔｇ＋８０℃以下の範囲で凝集工程を加える。
【００４６】
また、この熟成工程では上記の温度範囲に１時間以上保持するのが好ましい。熟成工程を加えることにより、トナー粒子の形状も球状に近いものとすることができ、形状制御も可能になる。この熟成工程は、通常１時間から２４時間であり、好ましくは１時間から１０時間である。
熟成工程前の粒子凝集体は、一次粒子の静電的あるいはその他の物理凝集による集合体であると考えられるが、熟成工程後は、粒子凝集体を構成する重合体一次粒子は、互いに融着しており、好ましくはほぼ球形となっている。なお、この様なトナーの製造方法によれば、一次粒子が凝集した状態の葡萄型、融着が半ばまで進んだジャガイモ型、更に融着が進んだ球状等、目的に応じて様々な形状のトナーを製造することができる。
○洗浄・乾燥工程
上記の各工程を経ることにより得た粒子凝集体は、公知の方法に従って固液分離し、粒子凝集体を回収し、次いで、これを必要に応じて、洗浄した後、乾燥することにより目的とするトナー粒子を得ることができる。
【００４７】
このようにして、体積平均粒径が３〜８μｍと比較的小粒径のトナーを製造することができる。しかもこうして得られたトナーは、粒度分布がシャープで、高画質及び高速化を達成するための静電荷像現像用トナーとして適したものである。
本発明に用いられるトナーには、流動性や現像性を制御する為に公知の外添剤を添加しても良い。外添剤としては、シリカ、アルミナ、チタニア、等の各種無機酸化粒子（必要に応じて疎水化処理する）、ビニル系重合体粒子等が使用できる。外添剤の添加量は、トナー粒子に対して０．０５〜５重量部の範囲が好ましい。
【００４８】
本発明に用いられるトナーは、２成分現像剤、マグネタイト含有トナー等の磁性１成分現像剤、非磁性１成分現像剤に適用することができる。
２成分現像剤として用いる場合には、トナーと混合して現像剤を形成するキャリアとしては、公知の鉄粉系、フェライト系、マグネタイト系キャリア等の磁性物質または、それらの表面に樹脂コーティングを施したものや磁性樹脂キャリアを用いる事ができる。
【００４９】
キャリアの被覆樹脂としては、一般的に知られているスチレン系樹脂、アクリル樹脂、スチレンアクリル共重合樹脂、シリコーン系樹脂、変性シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂等が利用できるが、これらに限定されるものではない。キャリアの平均粒径は、特に制限はないが１０〜２００μｍの平均粒径を有するものが好ましい。これらのキャリアは、トナー１重量部に対して５〜１００重量部使用する事が好ましい。
【００５０】
トナーの粒子径を測定する方法としては、市販の粒子径測定装置を用いることができるが、典型的にはベックマン・コールター株式会社製の精密粒度分布測定装置コールター・カウンターマルチサイザーＩＩが用いられる。
本発明で製造されるトナーの体積平均粒径（Ｄｖ）は、通常３〜１２μｍである。好ましくは３〜８μｍ、更に好ましくは４〜８μｍが好ましく、特に好ましくは４〜７μｍである。体積平均粒径が大きすぎると高解像度の画像形成に適さず、小さすぎると粉体としての取り扱いが困難となる。
【００５１】
トナーの円形度としては、５０％円形度が０．９〜１であるものが好ましい。但し、５０％円形度とは、典型的にはシスメックス社製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２０００にてトナーを測定し、式（円形度＝粒子投影面積と同じ面積の円の周長／粒子投影像の周長）より求められた値の５０％における累積粒度分布値に相当する。
【００５２】
更には、本発明のトナーの好適な粒度分布を達成するためには、乳化重合／凝集法が特に好ましい。粒度分布がシャープなトナーである方が、着色剤や帯電制御剤等がより均一に分布して帯電性が均一となり、高精細な画像を形成するのに有利である。
具体的には、本発明の画像形成方法及び装置においては、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との関係が、１．０≦Ｄｖ／Ｄｎ≦１．３であるものが用いられる。Ｄｖ／Ｄｎの値としては、１．２５以下が好ましく、１．２０以下が更に好ましい。また、Ｄｖ／Ｄｎの下限値は１であるが、これば、全ての粒径が等しいことを意味し、製造上困難であるので、１．０３以上が好ましく、１．０５以上が更に好ましい。
【００５３】
また、トナーは微細な粒子（微粉）が少ないのが好ましい。微細な粒子が少ない場合には、トナーの流動性が向上し、着色剤や帯電制御剤等均一に分布して帯電性が均一となりやすい。
微細な粒子を測定するには、例えば、シスメックス社製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２０００が好適に用いられる。
【００５４】
本発明においては、フロー式粒子像分析装置による０．６μｍ〜２．１２μｍの粒子の測定値（個数）が全粒子数の１５％以下であるトナーを用いるのが好ましい。これは、微細な粒子が一定量より少ないことを意味しているが、０．６μｍ〜２．１２μｍの粒子の数は１０％以下が更に好ましく、５％以下が特に好ましい。また、該微粒子の下限は特になく、全く存在しないのが最も好ましいが、それは製造上困難であり通常０．５％以上であり、好ましくは１％以上である。
【００５５】
【実施例】
以下に実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
以下の例で「部」とあるのは「重量部」を意味する。また、平均粒径、重量平均分子量、ガラス転移点（Tg）、50%円形度、定着温度幅、OHP透過性、帯電量、耐ブロッキング性、及びワックスの融点は、それぞれ下記の方法により測定した。
【００５６】
体積平均粒径、個数平均粒径、５μｍ以下及び１５μｍ以上のトナー粒子の割合：ホリバ社製ＬＡ−５００、日機装社製マイクロトラックＵＰＡ（ultra particle analyzer）、コールター社製コールターカウンターマルチサイザーＩＩ型（コールターカウンターと略）により測定した。
重量平均分子量（Ｍｗ）、分子量ピーク（Ｍｐ）：ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（GPC）により測定した（装置：東ソー社製ＧＰＣ装置ＨＬＣ−８０２０、カラム：Polymer Laboratory 社製 PL-gel Mixed-B 10μ、溶媒：THF、試料濃度：0.1wt%、検量線：標準ポリスチレン）
ガラス転移温度（Ｔｇ）：パーキンエルマー社製DSC7により測定した（30℃から100℃まで7分で昇温し、100℃から-20℃まで急冷し、-20℃から100℃まで12分で昇温し、２回目の昇温時に観察されたTgの値を用いた）。
【００５７】
５０％円形度：シスメックス社製フロー式粒子像分析装置FPIA-2000にてトナーを測定し、下記式より求められた値の50%における累積粒度値に相当する円形度を用いた。
円形度＝粒子投影面積と同じ面積の円の周長／粒子投影像の周長
定着温度幅：未定着のトナー像を担持した記録紙を用意し、加熱ローラの表面温度を100℃から220℃まで変化させ、定着ニップ部に搬送し、排出された時の定着状態を観察した。定着時に加熱ローラにトナーのオフセットが生じず、定着後の記録紙上のトナーが十分に記録紙に接着している温度領域を定着温度領域とした。
【００５８】
定着機の加熱ローラは、芯金としてアルミニウム、弾性体層としてJIS-A規格によるゴム硬度3゜のジメチル系の低温加硫型シリコーンゴム1.5mm厚、離型層としてPFA（テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）50μm厚が用いられており、直径は30mm、日本ゴム協会規格SRIS 0101に準拠して測定される定着ローラ表面のゴム硬度は80である。シリコンオイルの塗布なしで、ニップ幅は4mmで評価した。定着速度は120mm/s又は30mm/sで実施した。
【００５９】
なお、評価範囲が100℃から220℃（但し、比較例１０は100℃から200℃）なので、定着温度の上限が220℃と記載のものについては、定着温度の真の上限はさらに高い可能性がある。
ＯＨＰ透過性：上記定着ローラを用い、OHPシート状の未定着のトナー像を、シリコンオイルの塗布なし、定着速度30mm/s、180℃の条件で定着させ、分光光度計（日立製作所社製Ｕ−３２１０）で、４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲で透過率を測定し、最も透過率の高かった波長における透過率（最大透過率（％））と最も透過率の低かった波長における透過率（最小透過率（％））の差（最大透過率−最小透過率）を値として用いた。
【００６０】
帯電量：トナーを非磁性１成分の現像層（カシオ社製ColorPagePrestoN4現像層）に投入し、ローラを一定数回転させた後、ローラ上のトナーを吸引し、帯電量（東芝ケミカル製ブローオフにて測定）と吸引したトナー重量から単位重量あたりの帯電量を求めた。
耐ブロッキング性：現像用トナー10gを円筒形の容器に入れ、20gの荷重をのせ、50℃の環境下に５時間放置した後トナーを容器から取り出し、上から荷重をかけることで凝集の程度を確認した。
○：凝集なし
△：凝集しているが軽い荷重で崩れる
×：凝集していて荷重をかけても崩れない
テトラヒドロフラン不溶分：トナー、重合体一次粒子、樹脂微粒子のテトラヒドロフラン不溶分の測定は、試料１ｇをテトラヒドロフラン１００ｇに加え２５℃で２４時間静置溶解し、セライト１０ｇを用いて濾過し、濾液の溶媒を留去してテトラヒドロフラン可溶分を定量し、１ｇから差し引いてテトラヒドロフラン不溶分を算出した。
【００６１】
ワックスの融点：セイコーインスツルメンツ社製ＤＳＣ−２０を用いて、昇温速度１０℃／minで測定を行い、ＤＳＣカーブにおいて最大の吸熱を示すピークの頂点の温度をワックスの融点とした。
[実施例１]
（ワックス分散液−１）
脱塩水68.33部、ペンタエリスリトールのステアリン酸エステル（ユニスターH476、日本油脂製）30部、ネオゲンSC 1.67部を混合し、９０℃で高圧剪断をかけ乳化し、エステルワックス微粒子の分散液を得た。LA-500で測定したエステルワックス微粒子の平均粒径は350nmであった。
（重合体一次粒子分散液−１）
攪拌装置（3枚翼）、加熱冷却装置、濃縮装置、及び各原料・助剤仕込み装置を備えた反応器にワックス分散液−１ 28部、15%ネオゲンSC水溶液1.2部、脱塩水381部を仕込み、窒素気流下で90℃に昇温し、8%過酸化水素水溶液1.6部、8%アスコルビン酸水溶液1.6部を添加した。
【００６２】
その後、下記のモノマー類・乳化剤水溶液の混合物を重合開始から5時間かけて、開始剤水溶液を重合開始から6時間かけて添加し、さらに30分保持した。
[モノマー類]
スチレン 79部（395g）
アクリル酸ブチル 21部
アクリル酸 0部
ブロモトリコロロメタン 0.45部
2-メルカプトエタノール 0.01部
ヘキサンジオールジアクリレート 0.9部
[乳化剤水溶液]
15%ネオゲンSC水溶液 1部
脱塩水 25部
[開始剤水溶液]
8%過酸化水素水溶液 9部
8%アスコルビン酸水溶液 9部
重合反応終了後冷却し、乳白色の重合体分散液を得た。重合体のTHF可溶分の重量平均分子量は78,000、THF不溶分があった。UPAで測定した平均粒子径は213nmであった。軟化点は123℃だった。Ｔｇは、ワックスの融点と重なり不明瞭であったが５５〜６０℃の間である。
（着色剤微粒子分散液−１）
ピグメントブルー15:3の水分散液（EP-700 Blue GA、大日精化製、固形分35%）UPAで測定した平均粒径は150nmであった。
（現像用トナーの製造−１）
重合体一次粒子分散液−１ 108部（194ｇ：固形分として）
着色剤微粒子分散液−１ 6.7部（固形分として）
15%ネオゲンSC水溶液 1部（固形分として）
上記の各成分を用いて、以下の手順によりトナーを製造した。
【００６３】
反応器（容積2リットル、バッフル付きダブルヘリカル翼）に重合体一次粒子分散液と15%ネオゲンSC水溶液を仕込み、均一に混合してから着色剤微粒子分散液を添加し、均一に混合した。得られた混合分散液を攪拌しながら硫酸ナトリウム水溶液を滴下した（固形分として5部）。その後攪拌しながら20分かけて55℃に昇温して1時間保持し、さらに10分かけて60℃に昇温して0.5時間保持し、65℃に昇温して0.5時間保持した。2%水酸化カリウム溶液より、凝集液のｐH7.6に調整してから50分かけて95℃に昇温して2時間保持した。その後冷却し、濾過、水洗し、乾燥することによりトナー（トナー−１）を得た。
【００６４】
このトナー100部に対し、疎水性の表面処理をしたシリカを0.6部混合攪拌し、現像用トナー（現像用トナー−１）を得た。
トナーの評価−１
トナー−１のコールターカウンターによる体積平均粒径は6.4μm、体積粒径の5μm以下の割合は12.2%、15μm以上の割合は0.0%、体積平均粒径と数平均粒径の比は1.17であった。50%円形度は0.96であった。
【００６５】
現像用トナー−１の定着性は、定着速度120mm/Sでは140〜220℃で定着し、定着速度30mm/Sでは120〜220℃で定着した。
トナー−１の帯電量は-20.7μC/g、現像用トナー−１の帯電量は-39.4μC/gだった。耐ブロッキング性は○だった。画質がよく、トナー消費量が少なかった。[比較例１]
（重合体一次粒子分散液−２）
アクリル酸3部添加し、凝集用の電解質溶液は硫酸ナトリウムの代わりに硫酸アルミ（固形分として０．５部）を使用した以外は実施例１と同様に乳化重合より重合体一次粒子（重合体一次粒子分散液−２）を合成した。重合体のTHF可溶分の重量平均分子量は166,000、THF不溶分があった。UPAで測定した平均粒子径は216nmであった。軟化点は129℃だった。
（現像用トナーの製造−２）
重合体一次粒子分散液−２ 108部（232ｇ：固形分として）
着色剤微粒子分散液−１ 6.7部（固形分として）
15%ネオゲンSC水溶液 0.6部（固形分として）
上記の各成分を用いて、以下の手順によりトナーを製造した。
【００６６】
反応器（容積2リットル、バッフル付きダブルヘリカル翼）に重合体一次粒子分散液と15%ネオゲンSC水溶液を仕込み、均一に混合してから着色剤微粒子分散液を添加し、均一に混合した。得られた混合分散液を攪拌しながら硫酸アルミ水溶液を滴下した（固形分として0.6部）。その後攪拌しながら20分かけて55℃に昇温して1時間保持し、さらに10分かけて65℃に昇温して0.5時間保持し、68℃に昇温して0.5時間保持した。15%ネオゲンSC水溶液を添加してから50分かけて95℃に昇温して3時間保持した。その後冷却し、濾過、水洗し、乾燥することによりトナー（トナー−２）を得た。
【００６７】
このトナー100部に対し、疎水性の表面処理をしたシリカを0.6部混合攪拌し、現像用トナー（現像用トナー−２）を得た。
トナーの評価−２
トナー−２のコールターカウンターによる体積平均粒径は7.6μm、体積粒径の5μm以下の割合は2.0%、15μm以上の割合は0.7%、体積平均粒径と数平均粒径の比は1.12であった。50%円形度は0.93であった。
【００６８】
現像用トナー−２の定着性は、定着速度120mm/Sでは150〜220℃で定着し、定着速度30mm/Sでは120〜200℃で定着した。
トナー−２の帯電量は-6.9μC/g、現像用トナー−２の帯電量は-5.3μC/gだった。
[比較例２]
（現像用トナーの製造−３）
凝集用の電解質溶液は硫酸アルミ代わりに硫酸ナトリウム（固形分として16部）を使う以外、比較例１と同様に凝集熟成そして乾燥によりトナー（トナー−３）を得た。
【００６９】
このトナー100部に対し、疎水性の表面処理をしたシリカを0.6部混合攪拌し、現像用トナー（現像用トナー−３）を得た。
トナーの評価−３
トナー−３のコールターカウンターによる体積平均粒径は7.5μm、体積粒径の5μm以下の割合は2.9%、15μm以上の割合は0.3%、体積平均粒径と数平均粒径の比は1.12であった。50%円形度は0.93であった。
【００７０】
現像用トナー−３の定着性は、定着速度120mm/Sでは150〜220℃で定着し、定着速度30mm/Sでは120〜200℃で定着した。
トナー−３の帯電量は-10.5μC/g、現像用トナー−３の帯電量は-24.7μC/gだった。
実施例１，比較例１，２の帯電特性、定着温度幅に関し、表１にまとめた。
【００７１】
【表１】

【００７２】
【発明の効果】
本発明の方法で製造された静電荷像現像用トナーは、帯電性が大幅に改良され、かつ、トナーの定着温度幅は広くなった。また、画質もよく、トナーの消費量も少なかった。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a toner for developing an electrostatic image used in an electrophotographic copying machine and printer. More specifically, the present invention relates to a method for producing a toner for developing an electrostatic image having excellent chargeability and good image quality.
[0002]
[Prior art]
Toner for electrostatic image development that has been widely used in electrophotography in the past is a binder resin such as a styrene / acrylate copolymer or polyester, a colorant such as carbon black or a pigment, and a charge as necessary. It has been produced by melting and kneading a mixture containing a control agent and a magnetic substance with an extruder, followed by pulverization and classification. However, the conventional toner obtained by the melt-kneading / pulverization method as described above has a limit in controlling the particle size of the toner, and substantially manufactures a toner having an average particle size of 10 μm or less, particularly 8 μm or less with a high yield. However, it was difficult to achieve the high resolution required for electrophotography in the future.
[0003]
Further, in order to achieve low-temperature fixability, a method of blending a wax having a low softening point into the toner during kneading has been proposed, but in the kneading / pulverization method, blending of about 5% is the limit, A toner having sufficient low-temperature fixing performance could not be obtained. In addition, when the flakes obtained after melt-kneading are mechanically pulverized into a toner, the yield is poor and the particle size distribution is wide. This tendency is particularly remarkable when trying to obtain a toner having a small particle diameter.
[0004]
On the other hand, in recent years, a method for producing a polymerized toner by an emulsion polymerization aggregation method, a suspension polymerization method, or the like is known as a production method replacing the melt kneading / pulverization method. If these methods are used, the dispersion of the raw materials can be controlled unlike the melt-kneading / pulverization method. In particular, in the emulsion polymerization aggregation method, the particle size, particle size distribution, and toner shape can be controlled.
Usually, when a toner is produced by an emulsion polymerization method, a pigment, a charge control agent, and the like are added to a resin emulsion dispersion containing primary resin particles having a particle diameter of 0.05 μm to 0.5 μm obtained by polymerization. Etc. are added to agglomerate primary particles to form aggregated particles of 3 to 9 μm, and then aged at a temperature higher than the glass transition temperature (Tg) of the primary particles to fuse the surface and inner particles of the aggregated particles, It is obtained as particles, and the final toner particle slurry is washed and dried to obtain product toner particles. In this method, in order to increase the stability of the particles obtained by polymerization and to facilitate control of the particle size in the aggregation process, a monomer containing a carboxyl group is fixed in the monomer unit constituting the polymer primary particle. The amount was included. However, the toner obtained by this method is weakly charged and adversely affects image quality.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a method for obtaining small-sized toner particles suitable for high charge, high image quality and high speed.
[0006]
[Means for solving problems]
As a result of earnestly examining the above problems, the inventor can solve the above problems by controlling the polymer primary particles obtained by the emulsion polymerization method and the components of the polymer primary particles so as to satisfy specific conditions. The present invention has been found. That is, the gist of the present invention is to aggregate the particles while adding an electrolyte to the polymer primary particles obtained by emulsion polymerization and a dispersion containing at least the polymer primary particles and the colorant particles and stirring in a stirring vessel. An aggregating step for obtaining particle aggregates, and an aging step for fusing the particle aggregates by holding them at a temperature higher than the glass transition temperature (Tg) of the polymer primary particles by 10 degrees or more for a predetermined time. In the method for producing a toner, in the monomer unit constituting the polymer primary particle, the proportion of the polyfunctional monomer is 0.005 to 5% by weight, and the proportion of the monomer containing a carboxyl group is 0.1% by weight or less. In the method for producing an electrostatic charge image developing toner, the agglomeration step is held for 30 minutes or more in a temperature range of Tg-20 ° C. to Tg.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The toner used in the present invention contains at least a binder resin and a colorant, and may contain a charge control agent, wax, and other additives as necessary. The toner used in the present invention is produced by a wet polymerization method such as an emulsion polymerization / aggregation method or a suspension polymerization method.
[0008]
Among them, the emulsion polymerization / aggregation method is preferable in order to achieve the preferred particle size distribution of the present invention. The emulsion polymerization / aggregation method has an advantage that the circularity of the toner can be appropriately controlled.
The binder resin used for the toner can be selected from a wide range including conventionally known ones. Preferably, styrene-based polymers such as styrene-acrylic acid ester copolymers, styrene-methacrylic acid ester copolymers, or acrylic acid copolymers of these resins, saturated or unsaturated polyester polymers, and epoxy polymers. be able to. In addition, the binder resin is not limited to being used alone, but two or more kinds can be used in combination.
[0009]
When a toner is produced by an emulsion polymerization / aggregation method, it is preferable to use at least styrene as a copolymer component and at least one of acrylic acid or alkyl ester of methacrylic acid as the copolymer component.
In the present invention, the proportion of the monomer containing a carboxyl group such as acrylic acid or methacrylic acid in the monomer unit constituting the polymer primary particle is 0.1% by weight or less, and this amount is preferably as small as possible, preferably It is 0.01 weight% or less, Most preferably, it is 0 weight%. When the proportion of the monomer containing a carboxyl group exceeds 0.1% by weight, the chargeability of the toner becomes weak and the image quality is deteriorated.
[0010]
The colorant may be an inorganic pigment, an organic pigment or an organic dye, or a combination thereof. Specific examples of these include carbon black, aniline blue, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, Hansa yellow, rhodamine dyes, chrome yellow, quinacridone, benzidine yellow, rose bengal, triallylmethane dye, monoazo, disazo. Any known dyes and pigments such as those based on azo dyes and condensed azo dyes can be used alone or in combination. In the case of a full-color toner, it is preferable to use benzidine yellow as a yellow, monoazo type or condensed azo dye / pigment, quinacridone, monoazo dye / pigment as magenta, and phthalocyanine blue as cyan.
[0011]
Among these, as the cyan colorant, C.I. I. Pigment Blue 15: 3, and yellow colorant includes C.I. I. Pigment yellow 74, C.I. I. Pigment Yellow 93 and magenta colorant include C.I. I. Pigment red 238, C.I. I. Pigment red 269, C.I. I. Pigment red 57: 1, C.I. I. Pigment red 48: 2, C.I. I. Pigment Red 122 is preferably used.
[0012]
The addition amount of the colorant is preferably in the range of 2 to 25 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
A charge control agent may be added to the toner used in the present invention in order to impart charge amount and charge stability.
Conventionally known compounds are used as the charge control agent. Examples thereof include hydroxycarboxylic acid metal complexes, azo compound metal complexes, naphthol compounds, naphthol compound metal compounds, nigrosine dyes, quaternary ammonium salts, and mixtures thereof.
[0013]
The addition amount of the charge control agent is preferably in the range of 0.1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
It is preferable to add a wax to the toner used in the present invention in order to impart releasability. Any wax can be used as long as it has releasability.
[0014]
Specifically, olefin waxes such as low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene and copolymer polyethylene; paraffin wax; ester waxes having long chain aliphatic groups such as behenyl behenate, montanate ester, stearyl stearate; hydrogenated Plant waxes such as castor oil carnauba wax; ketones having long chain alkyl groups such as distearyl ketone; silicones having alkyl groups; higher fatty acids such as stearic acid; long chain aliphatic alcohols such as eicosanol; glycerin, pentaerythritol, etc. Examples include carboxylic acid ester or partial ester of polyhydric alcohol obtained from polyhydric alcohol and long chain fatty acid; higher fatty acid amide such as oleic acid amide and stearic acid amide; low molecular weight polyester and the like.
[0015]
In order to improve the fixability among these waxes, the melting point of the wax is preferably 30 ° C. or higher, more preferably 40 ° C. or higher, and particularly preferably 50 ° C. or higher. Moreover, 100 degrees C or less is preferable, 90 degrees C or less is still more preferable, and 80 degrees C or less is especially preferable. If the melting point is too low, the wax tends to be exposed and sticky after fixing, and if the melting point is too high, the fixability at low temperatures is poor.
[0016]
Furthermore, higher fatty acid ester waxes are preferred as the wax compound species. Specific examples of the higher fatty acid ester wax include, for example, behenyl behenate, stearyl stearate, stearate ester of pentaerythritol, glyceride montanate and the like, and fatty acids having 15 to 30 carbon atoms and 1 to 5 valent alcohols. Esters are preferred. Moreover, as an alcohol component which comprises ester, a C10-30 thing is preferable in the case of monohydric alcohol, and a C3-C10 thing is preferable in the case of a polyhydric alcohol.
[0017]
The above waxes may be used alone or in combination. Further, the melting point of the wax compound can be appropriately selected depending on the fixing temperature for fixing the toner.
The amount of wax used in the toner is usually 0.1 to 40%, preferably 1 to 40%, more preferably 5 to 35%, and particularly preferably 7 to 30%.
Next, the production of toner by a wet polymerization method will be described.
[0018]
In the emulsion polymerization / aggregation method, a colorant dispersion, a charge control agent dispersion, a wax dispersion or the like is mixed with a dispersion of polymer primary particles obtained by emulsion polymerization, and the temperature, salt concentration, pH, etc. are controlled appropriately. As a result, these are aggregated to produce a toner.
Examples of the emulsifier used in the emulsion polymerization include at least one emulsifier selected from a cationic surfactant, an anionic surfactant, and a nonionic surfactant.
[0019]
Specific examples of the cationic surfactant include dodecyl ammonium chloride, dodecyl ammonium bromide, dodecyl trimethyl ammonium bromide, dodecyl pyridinium chloride, dodecyl pyridinium bromide, hexadecyl trimethyl ammonium bromide and the like.
Specific examples of the anionic surfactant include fatty acid soaps such as sodium stearate and sodium dodecanoate, sodium dodecyl sulfate, sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium lauryl sulfate and the like.
[0020]
Further, specific examples of nonionic surfactants include polyoxyethylene dodecyl ether, polyoxyethylene hexadecyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene sorbitan monooleate ether, monodecanoyl And sucrose.
[0021]
Of these surfactants, alkali metal salts of linear alkylbenzene sulfonic acids are preferred.
As a polymerization initiator used in the wet polymerization method, a known polymerization initiator may be used alone or in combination of two or more. For example, potassium persulfate, 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobisiso (2,4-dimethyl) valeronitrile, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, or redox initiator is used. I can do it.
[0022]
Of these, redox initiators are preferred in the emulsion polymerization / aggregation method.
After the toner is produced by the above method, a toner having a capsule structure may be formed by adding a polymer emulsion, a colorant dispersion, a charge control agent dispersion, a wax dispersion or the like to coat the toner surface.
The emulsion polymerization / aggregation method will be described in more detail.
[0023]
When a toner is produced by an emulsion polymerization / aggregation method, it usually has a polymerization process, a mixing process, an aggregation process, an aging process, and a washing / drying process.
That is, a dispersion liquid containing primary particles of a polymer obtained by emulsion polymerization is mixed with a dispersion liquid of each particle such as a colorant, a charge control agent, and wax, and the primary particles in the dispersion liquid are aggregated to form a volume average particle. A particle aggregate having a diameter of about 3 to 8 μm is obtained, and if necessary, resin fine particles or the like are adhered thereto, and if necessary, the particle aggregate or the particle aggregate to which the resin fine particles are adhered is fused, and thus obtained. The toner particles are washed and dried to obtain product toner particles.
○ Polymer primary particles The polymer primary particles used in the emulsion polymerization / aggregation method preferably have a glass transition temperature (Tg) of 40 to 80 ° C. and an average particle size of usually 0.02 to 3 μm. . The polymer primary particles are obtained by emulsion polymerization of a monomer.
[0024]
In emulsion polymerization, a monomer having a Bronsted acidic group (hereinafter sometimes simply referred to as an acidic group) or a monomer having a Bronsted basic group (hereinafter sometimes simply referred to as a basic group). The polymerization proceeds by adding a monomer having no Bronsted acidic group or Bronsted basic group (hereinafter sometimes referred to as other monomer). At this time, the monomers may be added separately, or a plurality of monomers may be mixed and added in advance. Further, it is possible to change the monomer composition during the monomer addition. Further, the monomer may be added as it is, or may be added as an emulsified liquid previously mixed and adjusted with water or an emulsifier. As the emulsifier, one or two or more combined systems are selected from the above surfactants.
[0025]
Examples of the monomer having a Bronsted acidic group used in the present invention include monomers having a carboxyl group such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid and cinnamic acid, and monomers having a sulfonic acid group such as sulfonated styrene. And monomers having a sulfonamide group such as vinylbenzenesulfonamide.
[0026]
Examples of the monomer having a Bronsted basic group include aromatic vinyl compounds having an amino group such as aminostyrene, nitrogen-containing heterocycle-containing monomers such as vinylpyridine and vinylpyrrolidone, dimethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl methacrylate, (Meth) acrylic acid ester having an amino group such as
[0027]
Moreover, the monomer which has these acidic groups, and the monomer which has a basic group may exist as a salt with a counter ion, respectively.
Other comonomers include styrenes such as styrene, methylstyrene, chlorostyrene, dichlorostyrene, p-tert-butylstyrene, pn-butylstyrene, pn-nonylstyrene, methyl acrylate, ethyl acrylate , Propyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, hydroxyethyl acrylate, ethyl hexyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate (Meth) acrylic acid esters such as ethyl hexyl methacrylate, acrylamide, N-propyl acrylamide, N, N-dimethyl acrylamide, N, N-dipropyl acrylamide, N, N-dibutyl acrylate Ruamido, acrylic acid amide. Can be mentioned. Of these, styrene, butyl acrylate, and the like are particularly preferable.
[0028]
Further, when a crosslinked resin is used for the polymer primary particles, a polyfunctional monomer having radical polymerizability is used as a crosslinking agent shared with the above-mentioned monomers, for example, divinylbenzene, hexanediol diacrylate, ethylene glycol diester. Examples include methacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, neopentyl glycol acrylate, diallyl phthalate, and the like. A monomer having a reactive group in a pendant group, such as glycidyl methacrylate, methylol acrylamide, or acrolein, can be used.
[0029]
A radically polymerizable bifunctional monomer is preferable, and divinylbenzene and hexanediol diacrylate are more preferable.
The blending ratio of such a polyfunctional monomer in the monomer mixture is preferably 0.005% by weight or more, more preferably 0.1% by weight or more, and particularly preferably 0.3% by weight or more. Preferably it is 5 weight% or less, More preferably, it is 3 weight% or less, Most preferably, it is 1 weight% or less.
[0030]
These monomers are used alone or in combination, but since the ratio of the monomer containing a carboxyl group in the monomer unit constituting the polymer primary particle of the present invention is 0.1% by weight or less, such a polymer primary particle is used. It is necessary to select the kind and ratio of the raw material monomer so that can be produced.
Moreover, it is preferable that the glass transition temperature of a polymer will be 40-80 degreeC. If the glass transition temperature exceeds 80 ° C., the fixing temperature may become too high, or the deterioration of OHP transparency may be a problem. On the other hand, if the glass transition temperature of the polymer is less than 40 ° C., the storage stability of the toner May get worse.
[0031]
The polymerization initiator may be added to the polymerization system at any time before, simultaneously with, or after the monomer addition, and these addition methods may be combined as necessary.
In the emulsion polymerization, a known chain transfer agent can be used as necessary. Specific examples of such a chain transfer agent include t-dodecyl mercaptan, 2-mercaptoethanol, diisopropyl xanthogen, four Examples thereof include carbon chloride and trichlorobromomethane. The chain transfer agent may be used alone or in combination of two or more, and is used in an amount of 0 to 5% by weight based on the polymerizable monomer.
[0032]
In the emulsion polymerization, the above monomers are mixed with water and polymerized in the presence of a polymerization initiator. The polymerization temperature is usually 50 to 150 ° C, preferably 60 to 120 ° C, more preferably 70 to 100 ° C. .
The volume average particle size of the polymer primary particles thus obtained is usually in the range of 0.02 μm to 3 μm, preferably 0.05 μm to 3 μm, more preferably 0.1 μm to 2 μm, and particularly preferably 0.1 μm to 2 μm. 1 μm to 1 μm. The average particle diameter can be measured using, for example, UPA. If the particle size is smaller than 0.02 μm, it is difficult to control the aggregation rate, which is not preferable. On the other hand, when the particle diameter is larger than 3 μm, the particle diameter of the toner obtained by aggregation tends to be large, which is not suitable for producing a toner having 3 to 8 μm.
In the colorant emulsion polymerization / aggregation method, a dispersion of polymer primary particles and colorant particles are mixed to form a mixed dispersion, and then aggregated to form particle aggregates. It is preferable to emulsify in water in the presence of the aforementioned surfactant) and use it in the form of an emulsion. The volume average particle size of the colorant particles is preferably 0.01 to 3 μm.
[0033]
The amount of the colorant used is usually 1 to 25 parts by weight, preferably 3 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polymer primary particles.
In the wax emulsion polymerization / aggregation method, it is preferable to use a wax that has been previously dispersed in the presence of an emulsifier (the surfactant) to give an emulsion.
[0034]
The wax is present in the agglomeration step. For this purpose, the wax fine particle dispersion is co-agglomerated with the polymer primary particles and the colorant particles, and the monomer is seed emulsion polymerized in the presence of the wax fine particle dispersion. In some cases, polymer primary particles encapsulating are produced and the colorant particles are aggregated.
Among these, in order to uniformly disperse the wax in the toner, it is preferable that the wax fine particle dispersion be present when the above polymer primary particles are formed, that is, when the monomer is polymerized.
[0035]
The average particle diameter of the wax fine particles is preferably 0.01 μm to 3 μm, more preferably 0.1 to 2 μm, and particularly preferably 0.3 to 1.5 μm. The average particle diameter can be measured using, for example, LA-500 manufactured by Horiba. When the average particle size of the wax emulsion is larger than 3 μm, it tends to be difficult to control the particle size during aggregation. Further, when the average particle size of the emulsion is smaller than 0.01 μm, it is difficult to prepare a dispersion.
[0036]
The wax is preferably contained in the polymer primary particles in an amount of 1 to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner binder resin.
○ Charge control agent In the emulsion polymerization / aggregation method, the charge control agent is contained in the polymer primary particles by using the charge control agent as a seed simultaneously with the wax, or by dissolving the charge control agent in the monomer or wax. It is used in a dispersed state, or the primary particles of the polymer and the colorant are aggregated together with the primary particles of the charge control agent to form a particle aggregate, or the primary particles of the polymer and the colorant are agglomerated to form a suitable particle as a toner. After the diameter is reached, the charge control agent primary particles can be added and agglomerated.
[0037]
In this case, the charge control agent is also preferably dispersed in water using an emulsifier (the above-mentioned surfactant) and used as an emulsion (charge control agent primary particles) having an average particle size of 0.01 to 3 μm.
○ Mixing step In the agglomeration step of the production method of the present invention, the polymer primary particles, the colorant particles, and if necessary, the particles of the blending components such as the charge control agent and the wax are mixed simultaneously or sequentially. Disperse each component in advance, that is, a polymer primary particle dispersion, a colorant particle dispersion, a charge control agent dispersion, and a wax fine particle dispersion, if necessary. It is preferable to obtain a mixed dispersion.
[0038]
The wax is preferably contained in the toner by using the polymer primary particles encapsulated in the polymer primary particles, that is, the polymer primary particles obtained by emulsion polymerization using the wax as a seed. In this case, the polymer primary particles It is possible to use a wax encapsulated in wax and non-encapsulated wax fine particles in combination, but more preferably, substantially the entire amount of wax is encapsulated in polymer primary particles. is there.
○ Aggregation process The above-mentioned mixed dispersion of each particle is aggregated in the aggregation process to create a particle aggregate. In this aggregation process, 1) a method of aggregating by heating, 2) agglomeration by adding an electrolyte There is a way to do it.
[0039]
When aggregation is carried out by heating, the aggregation temperature is specifically a temperature range of 50 ° C. to Tg (where Tg is the glass transition temperature of the polymer primary particles), and Tg-10 ° C. to Tg-5. A range of ° C is preferred. If it is the said temperature range, it can be made to aggregate to a preferable toner particle size, without using electrolyte.
In addition, when aggregating by heating, when a maturing step is performed subsequent to the aggregating step, the aggregating step and the maturing step are continuously performed, and the boundary may be ambiguous, but Tg-20 If there is a step for holding at least 30 minutes in the temperature range of ° C. to Tg, this is regarded as an agglomeration step.
[0040]
The aggregation temperature is preferably kept at a predetermined temperature for at least 30 minutes to form toner particles having a desired particle diameter. The temperature may be increased at a constant speed up to a predetermined temperature, or may be increased stepwise. The holding time is preferably 30 minutes or more and 8 hours or less in the range of Tg-20 ° C. to Tg, and more preferably 1 hour or more and 4 hours or less. By doing so, a toner having a small particle size and a sharp particle size distribution can be obtained.
[0041]
In addition, as the electrolyte in the case of performing aggregation by adding an electrolyte to the mixed dispersion, either an organic salt or an inorganic salt may be used, but a monovalent or divalent or higher polyvalent metal salt is preferably used. . Specific examples include NaCl, KCl, LiCl, Na2SO4, K2SO4, Li2SO4, MgCl2, CaCl2, MgSO4, CaSO4, ZnSO4, Al2 (SO4) 3, Fe2 (SO4) 3, CH3COONa, C6H5SO3Na, and the like.
[0042]
The amount of the electrolyte added varies depending on the type of the electrolyte, but usually 0.05 to 25 parts by weight is used with respect to 100 parts by weight of the solid component of the mixed dispersion. Preferably it is 0.1-15 weight part, More preferably, it is 0.1-10 weight part.
When the amount of electrolyte added is significantly less than the above range, the agglomeration reaction proceeds slowly, and fine particles of 1 μm or less remain after the agglomeration reaction, or the average particle diameter of the obtained particle aggregate becomes 3 μm or less. Tend to produce. In addition, when the amount of electrolyte added is significantly larger than the above range, agglomeration that is quick and difficult to control tends to occur, and coarse particles of 25 μm or more are mixed in the obtained particle aggregate, or the shape of the aggregate is irregular. It tends to cause problems such as becoming an irregular shape.
[0043]
In addition, when aggregation is performed by adding an electrolyte to the mixed dispersion, the aggregation temperature is preferably in the temperature range of 5 ° C. to Tg.
Other component components Next, in the present invention, it is preferable to form toner particles by coating (adhering or fixing) resin fine particles on the surface of the particle aggregate after the above-described aggregation treatment, if necessary.
[0044]
In addition, when adding the above-described charge control agent after the aggregation treatment, the resin fine particles may be added after the charge control agent is added to the dispersion liquid containing the particle aggregate.
The resin fine particles are dispersed in water or a liquid mainly composed of water using an emulsifier (the above-mentioned surfactant) and used as an emulsion. The resin fine particles used in the outermost layer of the toner preferably do not contain wax.
[0045]
The resin fine particles preferably have a volume average particle size of 0.02 to 3 μm, more preferably 0.05 to 1.5 μm, and are obtained by polymerizing monomers similar to those used for the polymer primary particles described above. What was obtained can be used.
When the toner is formed by coating the particle aggregate with resin fine particles, the resin used for the resin fine particles is preferably crosslinked.
In the ripening process emulsion polymerization / aggregation method, at a temperature of Tg + 10 ° C. or more (where Tg is the glass transition temperature of the polymer primary particles) in order to increase the stability of the particle aggregate (toner particles) obtained by aggregation. Then, an aging step for causing fusion between the aggregated particles is added. Preferably, the aggregation step is added in the range of Tg + 20 ° C. or higher and Tg + 80 ° C. or lower.
[0046]
Moreover, it is preferable to hold | maintain in the said temperature range for 1 hour or more in this ripening process. By adding an aging step, the shape of the toner particles can be made nearly spherical and the shape can be controlled. This aging step is usually 1 hour to 24 hours, preferably 1 hour to 10 hours.
The particle aggregate before the aging step is considered to be an aggregate due to electrostatic or other physical aggregation of the primary particles, but after the aging step, the polymer primary particles constituting the particle aggregate are fused to each other. And is preferably substantially spherical. In addition, according to such a toner production method, various shapes can be selected depending on the purpose, such as a cocoon type in which primary particles are aggregated, a potato type in which fusion has progressed to the middle, and a spherical shape in which fusion has further progressed. Toner can be produced.
○ Washing / drying step The particle aggregate obtained through each of the steps described above is subjected to solid-liquid separation according to a known method, and the particle aggregate is recovered, then washed as necessary, and then dried. By doing so, the intended toner particles can be obtained.
[0047]
In this way, a toner having a relatively small particle diameter of 3 to 8 μm can be produced. Moreover, the toner thus obtained has a sharp particle size distribution and is suitable as an electrostatic image developing toner for achieving high image quality and high speed.
A known external additive may be added to the toner used in the present invention in order to control fluidity and developability. As the external additive, various inorganic oxide particles such as silica, alumina, titania and the like (hydrophobized if necessary), vinyl polymer particles, and the like can be used. The addition amount of the external additive is preferably in the range of 0.05 to 5 parts by weight with respect to the toner particles.
[0048]
The toner used in the present invention can be applied to a two-component developer, a magnetic one-component developer such as a magnetite-containing toner, and a non-magnetic one-component developer.
When used as a two-component developer, the carrier that is mixed with the toner to form the developer may be a known magnetic substance such as an iron powder, ferrite, or magnetite carrier, or a resin coating on the surface thereof. Or a magnetic resin carrier can be used.
[0049]
As the carrier coating resin, generally known styrene resins, acrylic resins, styrene acrylic copolymer resins, silicone resins, modified silicone resins, fluorine resins, and the like can be used, but are not limited thereto. It is not a thing. The average particle size of the carrier is not particularly limited, but preferably has an average particle size of 10 to 200 μm. These carriers are preferably used in an amount of 5 to 100 parts by weight with respect to 1 part by weight of the toner.
[0050]
As a method for measuring the particle size of the toner, a commercially available particle size measuring device can be used. Typically, a precision particle size distribution measuring device Coulter Counter Multisizer II manufactured by Beckman Coulter, Inc. is used.
The volume average particle diameter (Dv) of the toner produced in the present invention is usually 3 to 12 μm. Preferably it is 3-8 micrometers, More preferably, 4-8 micrometers is preferable, Especially preferably, it is 4-7 micrometers. If the volume average particle size is too large, it is not suitable for high-resolution image formation, and if it is too small, handling as a powder becomes difficult.
[0051]
As the circularity of the toner, a 50% circularity of 0.9 to 1 is preferable. However, the 50% circularity is typically determined by measuring the toner with a flow type particle image analyzer FPIA-2000 manufactured by Sysmex Corporation, and the formula (circularity = circumference of a circle having the same area as the particle projection area / particle This corresponds to the cumulative particle size distribution value at 50% of the value obtained from the perimeter of the projected image).
[0052]
Furthermore, an emulsion polymerization / aggregation method is particularly preferred in order to achieve a suitable particle size distribution of the toner of the present invention. A toner having a sharp particle size distribution is advantageous for forming a high-definition image because the colorant, the charge control agent, and the like are more uniformly distributed and the chargeability is uniform.
Specifically, in the image forming method and apparatus of the present invention, the relationship between the volume average particle diameter (Dv) and the number average particle diameter (Dn) is 1.0 ≦ Dv / Dn ≦ 1.3. Is used. The value of Dv / Dn is preferably 1.25 or less, and more preferably 1.20 or less. Moreover, although the lower limit of Dv / Dn is 1, if this means that all the particle sizes are equal and manufacturing is difficult, 1.03 or more is preferable and 1.05 or more is still more preferable.
[0053]
The toner preferably has few fine particles (fine powder). When the number of fine particles is small, the fluidity of the toner is improved, and a colorant, a charge control agent, and the like are uniformly distributed and the chargeability tends to be uniform.
In order to measure fine particles, for example, a flow type particle image analyzer FPIA-2000 manufactured by Sysmex Corporation is preferably used.
[0054]
In the present invention, it is preferable to use a toner whose measured value (number) of particles of 0.6 μm to 2.12 μm by a flow particle image analyzer is 15% or less of the total number of particles. This means that the number of fine particles is less than a certain amount, but the number of particles of 0.6 μm to 2.12 μm is more preferably 10% or less, and particularly preferably 5% or less. The lower limit of the fine particles is not particularly limited and is most preferably not present at all. However, it is difficult to produce and is usually 0.5% or more, preferably 1% or more.
[0055]
【Example】
The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to these examples.
In the following examples, “parts” means “parts by weight”. The average particle size, weight average molecular weight, glass transition point (Tg), 50% circularity, fixing temperature width, OHP permeability, charge amount, blocking resistance, and melting point of wax were measured by the following methods, respectively. .
[0056]
Volume average particle diameter, number average particle diameter, ratio of toner particles of 5 μm or less and 15 μm or more: Horiba LA-500, Nikkiso Microtrac UPA (ultra particle analyzer), Coulter Coulter Counter Multisizer II type ( (Abbreviated as Coulter Counter).
Weight average molecular weight (Mw), molecular weight peak (Mp): measured by gel permeation chromatography (GPC) (apparatus: GPC apparatus HLC-8020 manufactured by Tosoh Corporation, column: PL-gel Mixed-B 10μ manufactured by Polymer Laboratory) (Solvent: THF, sample concentration: 0.1 wt%, calibration curve: standard polystyrene)
Glass transition temperature (Tg): Measured with DSC7 manufactured by PerkinElmer (Raised from 30 ° C to 100 ° C in 7 minutes, quenched from 100 ° C to -20 ° C, and raised from -20 ° C to 100 ° C in 12 minutes) And the Tg value observed during the second temperature increase was used).
[0057]
50% circularity: The toner was measured with a flow type particle image analyzer FPIA-2000 manufactured by Sysmex Corporation, and the circularity corresponding to the cumulative particle size value at 50% of the value obtained from the following formula was used.
Circularity = circumference of the circle with the same area as the particle projection area / perimeter of the particle projection image Fixing temperature width: Prepare a recording paper carrying an unfixed toner image, and set the surface temperature of the heating roller to 100 ° C to 220 ° C Until the sheet was discharged to the fixing nip, and the fixing state was observed. The temperature range where the toner on the heating roller did not offset during fixing and the toner on the recording paper after fixing was sufficiently adhered to the recording paper was defined as the fixing temperature range.
[0058]
The fixing roller's heating roller consists of aluminum as the core metal, 1.5 mm thick dimethyl-based low-temperature vulcanized silicone rubber with 3 ° rubber hardness according to JIS-A standard as the elastic layer, and PFA (tetrafluoroethylene-par A fluoroalkyl vinyl ether copolymer) having a thickness of 50 μm is used, the diameter is 30 mm, and the rubber hardness of the surface of the fixing roller measured in accordance with Japan Rubber Association Standard SRIS 0101 is 80. Evaluation was made with a nip width of 4 mm without application of silicone oil. The fixing speed was 120 mm / s or 30 mm / s.
[0059]
Since the evaluation range is 100 ° C. to 220 ° C. (however, Comparative Example 10 has a maximum fixing temperature of 220 ° C.), the true upper limit of the fixing temperature may be higher. There is.
OHP transparency: An unfixed toner image in the form of an OHP sheet is fixed using the above fixing roller without applying silicone oil, at a fixing speed of 30 mm / s, at 180 ° C., and a spectrophotometer (U, manufactured by Hitachi, Ltd.) -3210), the transmittance is measured in the wavelength range of 400 nm to 700 nm, the transmittance at the wavelength with the highest transmittance (maximum transmittance (%)) and the transmittance at the wavelength with the lowest transmittance (minimum transmittance). Rate (%)) difference (maximum transmittance−minimum transmittance) was used as a value.
[0060]
Charge amount: Toner is charged into a non-magnetic single component developer layer (Casio ColorPagePrestoN4 developer layer), the roller is rotated a certain number of times, and the toner on the roller is sucked and charged (by Toshiba Chemical blow-off) The charge amount per unit weight was determined from the weight of the measured toner).
Blocking resistance: Put 10g of developing toner into a cylindrical container, put 20g of load, leave it in an environment of 50 ° C for 5 hours, take out the toner from the container, and apply the load from above to reduce the degree of aggregation. confirmed.
○: No aggregation Δ: Aggregation but collapses with light load ×: Tetrahydrofuran insoluble matter that does not collapse even when applied with load: Measurement of the insoluble tetrahydrofuran content of toner, polymer primary particles, and resin fine particles 1 g was added to 100 g of tetrahydrofuran and dissolved by standing at 25 ° C. for 24 hours, filtered using 10 g of Celite, the solvent of the filtrate was distilled off, the tetrahydrofuran solubles were quantified, and the tetrahydrofuran insolubles were calculated by subtracting from 1 g. .
[0061]
Melting point of wax: Using DSC-20 manufactured by Seiko Instruments Inc., measurement was performed at a heating rate of 10 ° C./min, and the temperature at the peak peak showing the maximum endotherm in the DSC curve was defined as the melting point of the wax.
[Example 1]
(Wax dispersion-1)
68.33 parts of demineralized water, 30 parts of a stearic acid ester of pentaerythritol (Unistar H476, manufactured by NOF Corporation) and 1.67 parts of Neogen SC were mixed and emulsified by applying high-pressure shear at 90 ° C. to obtain a dispersion of fine ester wax particles. The average particle size of the ester wax fine particles measured by LA-500 was 350 nm.
(Polymer primary particle dispersion-1)
A reactor equipped with a stirrer (three blades), a heating / cooling device, a concentrating device, and a raw material / auxiliary charging device was charged with 28 parts of wax dispersion-1, 1.2 parts of 15% Neogen SC aqueous solution and 381 parts of demineralized water. The temperature was raised to 90 ° C. under a nitrogen stream, and 1.6 parts of an 8% aqueous hydrogen peroxide solution and 1.6 parts of an 8% ascorbic acid aqueous solution were added.
[0062]
Thereafter, a mixture of the following monomers / emulsifier aqueous solution was added over 5 hours from the start of polymerization, and an initiator aqueous solution was added over 6 hours from the start of polymerization, and the mixture was further maintained for 30 minutes.
[Monomers]
79 parts of styrene (395g)
Butyl acrylate 21 parts Acrylic acid 0 parts Bromotrichloromethane 0.45 parts
2-mercaptoethanol 0.01 part hexanediol diacrylate 0.9 part
[Emulsifier aqueous solution]
15% Neogen SC aqueous solution 1 part Demineralized water 25 parts
[Initiator aqueous solution]
8% hydrogen peroxide aqueous solution 9 parts
After completion of the polymerization reaction, 9 parts of an 8% aqueous ascorbic acid solution was cooled to obtain a milky white polymer dispersion. The polymer had a weight-average molecular weight of 78,000 and a THF-insoluble content. The average particle size measured by UPA was 213 nm. The softening point was 123 ° C. Tg overlapped with the melting point of the wax and was unclear, but it was between 55-60 ° C.
(Colorant fine particle dispersion-1)
Pigment Blue 15: 3 aqueous dispersion (EP-700 Blue GA, manufactured by Dainichi Seika Co., Ltd., solid content: 35%) The average particle size measured by UPA was 150 nm.
(Manufacture of developing toner-1)
Polymer primary particle dispersion-1 108 parts (194 g: as solids)
Colorant fine particle dispersion-1 6.7 parts (as solid content)
1 part of 15% Neogen SC aqueous solution (as solids)
Using each of the above components, a toner was produced by the following procedure.
[0063]
Polymer primary particle dispersion and 15% neogen SC aqueous solution were charged into a reactor (volume: 2 liters, double helical blade with baffle), mixed uniformly, and then added with colorant fine particle dispersion and mixed uniformly. While stirring the obtained mixed dispersion, an aqueous sodium sulfate solution was added dropwise (5 parts as a solid content). Thereafter, while stirring, the temperature was raised to 55 ° C. over 20 minutes and held for 1 hour, further heated to 60 ° C. over 10 minutes and held for 0.5 hour, heated to 65 ° C. and held for 0.5 hour. From the 2% potassium hydroxide solution, the pH of the aggregate liquid was adjusted to 7.6, and the temperature was raised to 95 ° C. over 50 minutes and held for 2 hours. Thereafter, the mixture was cooled, filtered, washed with water, and dried to obtain a toner (toner-1).
[0064]
To 100 parts of this toner, 0.6 part of hydrophobic surface-treated silica was mixed and stirred to obtain a developing toner (developing toner-1).
Toner Evaluation-1
The volume average particle diameter of the toner-1 by Coulter counter was 6.4 μm, the ratio of the volume particle diameter of 5 μm or less was 12.2%, the ratio of 15 μm or more was 0.0%, and the ratio of the volume average particle diameter to the number average particle diameter was 1.17. It was. The 50% circularity was 0.96.
[0065]
The fixing property of the developing toner-1 was fixed at 140 to 220 ° C. at a fixing speed of 120 mm / S, and fixed at 120 to 220 ° C. at a fixing speed of 30 mm / S.
The charge amount of Toner-1 was −20.7 μC / g, and the charge amount of Toner 1 for development was −39.4 μC / g. The blocking resistance was ○. Good image quality and low toner consumption. [Comparative Example 1]
(Polymer primary particle dispersion-2)
The polymer primary particles (polymer) were obtained by emulsion polymerization in the same manner as in Example 1 except that 3 parts of acrylic acid was added and the electrolyte solution for aggregation was aluminum sulfate (0.5 parts as solids) instead of sodium sulfate. Primary particle dispersion-2) was synthesized. The polymer had a THF-soluble component weight-average molecular weight of 166,000 and a THF-insoluble component. The average particle size measured by UPA was 216 nm. The softening point was 129 ° C.
(Manufacture of developing toner-2)
Polymer primary particle dispersion-2 108 parts (232 g: as solid content)
Colorant fine particle dispersion-1 6.7 parts (as solid content)
0.6 parts of 15% Neogen SC aqueous solution (as solids)
Using each of the above components, a toner was produced by the following procedure.
[0066]
Polymer primary particle dispersion and 15% neogen SC aqueous solution were charged into a reactor (volume: 2 liters, double helical blade with baffle), mixed uniformly, and then added with colorant fine particle dispersion and mixed uniformly. While stirring the obtained mixed dispersion, an aqueous aluminum sulfate solution was added dropwise (0.6 parts as a solid content). Thereafter, while stirring, the temperature was raised to 55 ° C. over 20 minutes and held for 1 hour, further heated to 65 ° C. over 10 minutes and held for 0.5 hour, heated to 68 ° C. and held for 0.5 hour. After adding 15% Neogen SC aqueous solution, the temperature was raised to 95 ° C. over 50 minutes and held for 3 hours. Thereafter, it was cooled, filtered, washed with water, and dried to obtain a toner (toner-2).
[0067]
To 100 parts of this toner, 0.6 part of hydrophobic surface-treated silica was mixed and stirred to obtain a developing toner (developing toner-2).
Toner Evaluation-2
The volume average particle diameter of Toner-2 by Coulter counter was 7.6 μm, the ratio of the volume particle diameter of 5 μm or less was 2.0%, the ratio of 15 μm or more was 0.7%, and the ratio of the volume average particle diameter to the number average particle diameter was 1.12. It was. The 50% circularity was 0.93.
[0068]
The fixing property of the developing toner-2 was fixed at 150 to 220 ° C. at a fixing speed of 120 mm / S, and fixed at 120 to 200 ° C. at a fixing speed of 30 mm / S.
The charge amount of Toner-2 was -6.9 μC / g, and the charge amount of Toner-2 for development was -5.3 μC / g.
[Comparative Example 2]
(Manufacture of developing toner-3)
The toner (toner-3) was obtained by coagulation aging and drying in the same manner as in Comparative Example 1, except that sodium sulfate (16 parts as solid content) was used instead of aluminum sulfate as the electrolyte solution for aggregation.
[0069]
To 100 parts of this toner, 0.6 part of hydrophobic surface-treated silica was mixed and stirred to obtain a developing toner (developing toner-3).
Toner Evaluation-3
The volume average particle diameter of the toner 3 by Coulter counter was 7.5 μm, the ratio of the volume particle diameter of 5 μm or less was 2.9%, the ratio of 15 μm or more was 0.3%, and the ratio of the volume average particle diameter to the number average particle diameter was 1.12. It was. The 50% circularity was 0.93.
[0070]
The fixing property of the developing toner 3 was fixed at 150 to 220 ° C. at a fixing speed of 120 mm / S, and fixed at 120 to 200 ° C. at a fixing speed of 30 mm / S.
The charge amount of Toner-3 was -10.5 μC / g, and the charge amount of Toner-3 for development was −24.7 μC / g.
Table 1 summarizes charging characteristics and fixing temperature ranges of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2.
[0071]
[Table 1]

[0072]
【The invention's effect】
The electrostatic charge image developing toner produced by the method of the present invention has greatly improved chargeability and a wide fixing temperature range of the toner. Also, the image quality was good and the toner consumption was small.

Claims

Aggregation step of adding particles to a dispersion containing polymer primary particles obtained by emulsion polymerization and at least the polymer primary particles and colorant particles, and aggregating the particles while stirring in a stirring vessel to obtain particle aggregates And a method for producing a toner for developing an electrostatic charge image comprising a ripening step of fusing the particle aggregate at a temperature higher than the glass transition temperature (Tg) of the polymer primary particles by holding for 10 hours. In the monomer unit constituting the coalesced primary particles, the proportion of the polyfunctional monomer is 0.005 to 5% by weight, and the proportion of the monomer containing a carboxyl group is 0.1% by weight or less. A method for producing a toner for developing an electrostatic charge image, wherein the toner is held in a temperature range of −20 ° C. to Tg for 30 minutes or more.

The method for producing a toner for developing an electrostatic charge image according to claim 1, wherein the polymer primary particles have a glass transition temperature of 40 to 80 ° C.

The method for producing a toner for developing an electrostatic charge image according to claim 1 or 2, wherein the polymer primary particles have an average particle size of 0.02 to 3 µm.

4. The method for producing a toner for developing an electrostatic charge image according to claim 2, wherein the polymer primary particles are obtained by emulsion polymerization using wax fine particles as seeds.

The method for producing a toner for developing an electrostatic charge image according to claim 4, wherein the volume average particle size of the wax fine particles which are seeds of the polymer primary particles is 0.01 μm to 3 μm.

The method for producing a toner for developing an electrostatic charge image according to claim 4 or 5, wherein the wax has a melting point of 30 to 100 ° C.

7. The electrostatic charge image developing device according to claim 1, wherein the polymer primary particles contain 1 to 40 parts by weight of wax with respect to 100 parts by weight of the binder resin of the toner. Toner manufacturing method.

Either the mounting method of producing an electrostatic charge image developing toner of claim 1 to 7 volume average particle diameter of the toner is 3 to 12 [mu] m.

A volume average particle diameter of the toner to the number average particle diameter ratio (volume average particle diameter / number average particle diameter) of the toner for electrostatic image development according to any one of claims 1 to 8 1.25 Production method.