JP4009204B2 - Toner for electrostatic image development - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真や静電記録などにおいて、感光体表面に形成された静電荷像を顕像化する静電荷像現像用トナー、及び該トナーを含有する現像剤、該トナーを収納した容器、該トナーを用いる画像形成方法、該トナーを装填した画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、電子写真装置や静電記録装置等において、電気的または磁気的潜像は、トナーによって顕像化されている。例えば、電子写真法では、感光体上に静電荷像(潜像)を形成し、次いで、該潜像をトナーを用いて現像して、トナー画像を形成している。トナー画像は、通常、紙等の転写材上に転写され、次いで、加熱等の方法で定着させている。静電荷像現像に使用されるトナーは、一般に、結着樹脂中に、着色剤、帯電制御剤、その他の添加剤を含有させた着色粒子であり、その製造方法には、大別して粉砕法と懸濁重合法とがある。
【0003】
粉砕法では、熱可塑性樹脂中に、着色剤、帯電制御剤、オフセット防止剤などを溶融混合して均一に分散させ、得られた組成物を粉砕、分級することによりトナーを製造している。粉砕法によれば、ある程度優れた特性を有するトナーを製造することができるが、トナー用材料の選択に制限がある。例えば、溶融混合により得られる組成物は、経済的に使用可能な装置により粉砕し、分級できるものでなければならない。この要請から、溶融混合した組成物は、充分に脆くせざるを得ない。このため、実際に上記組成物を粉砕して粒子にする際に、高範囲の粒径分布が形成され易く、良好な解像度と階調性のある複写画像を得ようとすると、例えば、粒径5μm以下の微粉と20μm以上の粗粉を分級により除去しなければならず、収率が非常に低くなるという欠点がある。また、粉砕法では、着色剤や帯電制御剤などを熱可塑性樹脂中に均一に分散することが困難である。配合剤の不均一な分散は、トナーの流動性、現像性、耐久性、画像品質などに悪影響を及ぼす。
【0004】
近年、これらの粉砕法における問題点を克服するために、懸濁重合法によるトナーの製造方法が提案され、実施されている。静電潜像現像用のトナーを重合法によって製造する技術は公知であり、例えば懸濁重合法によってトナー粒子を得ることが行われている。しかしながら、懸濁重合法で得られるトナー粒子は球形であり、クリーニング性に劣るという欠点がある。画像面積率の低い現像・転写では転写残トナーが少なく、クリーニング不良が問題となることはないが、写真画像など画像面積率の高いもの、さらには、給紙不良等で未転写の画像形成したトナーが感光体上に転写残トナーとして発生することがあり、蓄積すると画像の地汚れを発生してしまう。また、感光体を接触帯電させる帯電ローラ等を汚染してしまい、本来の帯電能力を発揮できなくなってしまう。
【0005】
このため、乳化重合法により得られる樹脂微粒子を会合させて不定形のトナー粒子を得る方法が開示されている(特許第2537503号公報)。しかし、乳化重合法で得られるトナー粒子は、水洗浄工程を経ても、界面活性剤が、表面だけでなく、粒子内部にも多量に残存し、トナーの帯電の環境安定性を損ない、かつ帯電量分布を広げ、得られた画像の地汚れが不良となる。また、残存する界面活性剤により、感光体や帯電ローラ、現像ローラ等を汚染してしまい、本来の帯電能力を発揮できなくなってしまう。
【0006】
一方、熱ローラなどの加熱部材を使用して行われる接触加熱方式による定着工程において、加熱部材に対するトナー粒子の離型性(以下、「耐オフセット性」という。)が要求される。ここに、耐オフセット性は、トナー粒子表面に離型剤を存在させることにより向上させることができる。これに対し、特開2000−292973号公報(特許文献1)、特開2000−292978号公報(特許文献2)では樹脂微粒子をトナー粒子中に含有させるだけでなく、当該樹脂微粒子がトナー粒子の表面に偏在していることにより、耐オフセット性を向上する方法が開示されている。しかし、定着下限温度が上昇し、低温定着性、即ち省エネ定着性が十分でない。
【0007】
【特許文献1】
特開2000−292973号公報
【特許文献2】
特開2000−292978号公報
【0008】
しかしながら、乳化重合法によって得られる樹脂微粒子を会合させて不定形のトナー粒子を得る方法では、下記のような問題を生じる。
耐オフセット性を向上させるために、離型剤微粒子を会合させる場合において、当該離型剤微粒子がトナー粒子の内部に取り込まれてしまい、この結果、耐オフセット性の向上を十分に図ることができない。樹脂微粒子、離型剤微粒子、着色剤微粒子などがランダムに融着してトナー粒子が構成されるので、得られるトナー粒子間において組成(構成成分の含有割合)および構成樹脂の分子量等にバラツキが発生し、この結果、トナー粒子間で表面特性が異なり、長期にわたり安定した画像を形成することができない。さらに低温定着が求められる低温定着システムにおいては、トナー表面に偏在する樹脂微粒子による定着阻害が発生し、定着温度幅を確保できない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものである。
本発明の第1の目的は、クリーニング性を維持しつつ、低温定着システムに対応し、耐オフセット性が良好で、定着装置および画像を汚染することのない静電荷像現像用トナーを提供することにある。
本発明の第2の目的は、帯電量分布がシャープで、鮮鋭性の良好な可視画像を長期にわたり形成することができる静電荷像現像用トナーを提供することにある。
本発明の第3の目的は、上記トナーを含有する現像剤、上記トナーを収納した容器、上記トナーを用いる画像形成方法、及び上記トナーを装填した画像形成装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、有機溶媒中にウレア結合を形成し得る変性されたポリエステル系樹脂を含むトナー組成分を溶解させ、該溶解物を樹脂微粒子を含む水系媒体中で重付加反応させてトナー粒子を得る方法において、粒径及び形状制御のために樹脂微粒子をトナー粒子の表面に偏在していることが重要であることを見出し、かつ、低温定着を満足し、耐オフセット性が良好なトナーを得るためには、付着した余分の樹脂微粒子をトナー表面から除去することにより達成しうることを見い出した。
【0011】
また、ウレア変性ポリエステルはその高分子成分の分子量を調節しやすく、乾式トナー、特にオイルレス低温定着特性(定着用加熱媒体への離型オイル塗布機構のない広範な離型性及び定着性)を確保するのに好都合である。特にポリエステルプレポリマーの末端を変性したものは未変性のポリエステル樹脂自体の定着温度域での高流動性、透明性を維持したまま、定着用加熱媒体への接着性を抑制することができることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【0012】
即ち、本発明によれば、
(1)有機溶媒中にウレア結合を形成し得るポリエステル系樹脂を含むトナー組成分を溶解させ、該溶解物を樹脂微粒子(B)を含む水系媒体中で重付加反応させ、この分散液の溶媒を除去し、かつ該樹脂微粒子がトナー表面に付着したトナーを洗浄・乾燥して得られ、
トナーバインダーとしてウレア結合を有する変性ポリエステル樹脂(i)を少なくとも含有し、該ウレア結合を有する変性ポリエステル樹脂(i)のSP値と、樹脂微粒子(B)のSP値の差が、1.0以内であることを特徴とする静電荷像現像用トナー、
(2)前記樹脂微粒子(B)が、ビニル系樹脂からなることを特徴とする前記(1)に記載の静電荷像現像用トナー、
(3)前記樹脂微粒子(B)の平均粒径が5〜2000nmであることを特徴とする前記(1)〜(2)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー、
(4)前記トナー粒子の体積平均粒径が4〜8μmであることを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー、
(5)前記トナー粒子の体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比[Dv/Dn]が1.25以下であることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー、
(6)前記トナー粒子の平均円形度が0.94〜0.96であることを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー、
(7)前記乳化分散液の溶媒を除去する工程が、加熱の条件下で行われることを特徴とする前記(1)〜(6)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー、
(8)前記(1)〜(7)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーを含有することを特徴とする現像剤、
(9)前記(1)〜(7)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーを収納したことを特徴とする容器、
(10)トナーリサイクル機構を有する現像装置を備えた画像形成装置にて、前記(1)〜(7)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーを用いることを特徴とする画像形成方法、
(11)前記(1)〜(7)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーを装填したことを特徴とする画像形成装置、
が提供される。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳述する。
(樹脂微粒子の残存率)
本発明のトナーにおいて、トナーバインダーとしてウレア結合を有する変性ポリエステル樹脂(i)を少なくとも含有するトナー成分(A)と、該トナー成分を被覆する樹脂微粒子(B)からなるトナーの構成に於いて、トナー成分(A)のSP値と樹脂微粒子(B)のSP値の差が、1.0以内であることが肝要である。
【0014】
該SP値が1.0、特に1.5を越えた場合、理由は定かでないが樹脂微粒子が定着紙との接着性を阻害してしまい、定着下限温度が上がってしまう。従って、十分な定着温度幅を確保できないため、低温定着システムの複写機では定着できない、または定着画像を擦ると剥がれてしまうといった不具合が発生する。
SP値の調整は特に限定されるものではないが、モノマー処方等にて調整される場合が多い。
【0015】
SP値の測定は、トナー成分(A)はプレポリマー合成後に、樹脂微粒子(B)は有機微粒子エマルションの合成後に測定することが好ましい。即ち、トナー成分(A)のSP値はプレポリマーのSP値であり、樹脂微粒子(B)のSP値は水相のSP値である。
SP値の測定方法はHildebrand−Scachardの溶液理論において分子間の引き合う力を考え、次式で定義される。
SP=(ΔEv/V)1/2
ここで、ΔEvは蒸発エネルギー、Vは分子容を表す。各化合物のSP値の求め方は各種あるが、例えば、求める化合物の構造式において、原子又は原子団の蒸発エネルギーとモル体積のデータにより、次式で計算することができる。
SP=(ΣΔEi/ΣΔVi)1/2
ここで、ΔEi及びΔViは、それぞれ、原子又は原子団の蒸発エネルギーとモル体積を表す。
【0016】
(円形度および円形度分布)
本発明におけるトナーは特定の形状と形状の分布を有すことが重要であり、平均円形度が0.94〜0.96であるものが好ましい。平均円形度が0.94以下で、球形からあまりに離れた不定形の形状のトナーでは、満足した転写性やチリのない高画質画像が得られない。
なお形状の計測方法としては粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、CCDカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。円形度とは、この手法で得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値である。
【0017】
平均円形度が0.94〜0.96のトナーが適正な濃度の再現性のある高精細な画像を形成するのに有効であることが判明した。より好ましくは、平均円形度が0.945〜0.955で、円形度が0.94未満の粒子が10個数%以下である。また、平均円形度が0.96より大きい場合、ブレードクリーニングなどを採用しているシステムでは、感光体上および転写ベルトなどのクリーニング不良が発生し、画像上の汚れを引き起こす。例えば、画像面積率の低い現像・転写では転写残トナーが少なく、クリーニング不良が問題となることはないが、写真画像など画像面積率の高いもの、さらには、給紙不良等で未転写の画像形成したトナーが感光体上に転写残トナーとして発生することがあり、蓄積すると画像の地汚れを発生してしまう。また、感光体を接触帯電させる帯電ローラ等を汚染してしまい、本来の帯電能力を発揮できなくなってしまう。
この値はフロー式粒子像分析装置FPIA−1000(東亜医用電子株式会社製)により平均円形度として計測できる。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水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フォン酸塩を0.1〜0.5ml加え、更に測定試料を0.1〜0.5g程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、分散液濃度を3000〜1万個/μlとして前記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。
【0018】
(Dv/Dn(体積平均粒径/個数平均粒径の比))
本発明において、該トナーの体積平均粒径(Dv)が4〜8μmであり、個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.25以下であることが好ましく、より好ましくは1.10〜1.25である。このような乾式トナーにより、耐熱保存性、低温定着性、耐ホットオフセット性のいずれにも優れ、とりわけフルカラー複写機などに用いた場合に画像の光沢性に優れ、更に二成分現像剤においては、長期にわたるトナーの収支が行われても、現像剤中のトナー粒子径の変動が少なくなり、現像装置における長期の攪拌においても、良好で安定した現像性が得られる。また、一成分現像剤として用いた場合においても、トナーの収支が行われても、トナーの粒子径の変動が少なくなると共に、現像ローラーへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着がなく、現像装置の長期の使用(攪拌)においても、良好で安定した現像性及び画像が得られる。
【0019】
一般的には、トナーの粒子径は小さければ小さい程、高解像で高画質の画像を得る為に有利であると言われているが、逆に転写性やクリーニング性に対しては不利である。また、本発明の前記範囲よりも体積平均粒子径が小さい場合、二成分現像剤では現像装置における長期の攪拌においてキャリアの表面にトナーが融着し、キャリアの帯電能力を低下させたり、一成分現像剤として用いた場合には、現像ローラーへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着を発生させやすくなる。
また、これらの現象は微粉の含有率が本発明の前記範囲より多いトナーにおいても同様である。
【0020】
逆に、トナーの粒子径が本発明の前記範囲よりも大きい場合には、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒子径の変動が大きくなる場合が多い。また、体積平均粒子径/個数平均粒子径が1.25よりも大きい場合も同様であることが明らかとなった。
また、体積平均粒子径/個数平均粒子径が1.10より小さい場合には、トナーの挙動の安定化、帯電量の均一化の面から好ましい面もあるが、トナーを十分に帯電出来なかったり、クリーニング性を悪化させる場合があることが明らかとなった。
【0021】
(ウレア変性ポリエステル樹脂)
トナーバインダーとして用いるウレア結合で変性されたポリエステル樹脂(i)としては、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)とアミン類(B)との反応物などが挙げられる。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)としては、ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)の重縮合物でかつ活性水素基を有するポリエステルをさらにポリイソシアネート(3)と反応させた物などが挙げられる。上記ポリエステルの有する活性水素基としては、水酸基(アルコール性水酸基およびフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられ、これらのうち好ましいものはアルコール性水酸基である。
【0022】
ポリオール(1)としては、ジオール(1−1)および3価以上のポリオール(1−2)が挙げられ、(1−1)単独、または(1−1)と少量の(1−2)の混合物が好ましい。ジオール(1−1)としては、アルキレングリコール(エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなど);アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物;上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。3価以上のポリオール(1−2)としては、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール(グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど);3価以上のフェノール類(トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);上記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
【0023】
ポリカルボン酸(2)としては、ジカルボン酸(2−1)および3価以上のポリカルボン酸(2−2)が挙げられ、(2−1)単独、および(2−1)と少量の(2−2)の混合物が好ましい。ジカルボン酸(2−1)としては、アルキレンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など);アルケニレンジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸など);芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など)などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸および炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸である。3価以上のポリカルボン酸(2−2)としては、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)などが挙げられる。なお、ポリカルボン酸(2)としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いてポリオール(1)と反応させてもよい。
【0024】
ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)の比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、通常2/1〜1/1、好ましくは1.5/1〜1/1、さらに好ましくは1.3/1〜1.02/1である。
【0025】
ポリイソシアネート(3)としては、脂肪族ポリイソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエートなど);脂環式ポリイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど);芳香族ジイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど);芳香脂肪族ジイソシアネート(α,α,α′,α′−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど);イソシアヌレート類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの;およびこれら2種以上の併用が挙げられる。
【0026】
ポリイソシアネート(3)の比率は、イソシアネート基[NCO]と、水酸基を有するポリエステルの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、通常5/1〜1/1、好ましくは4/1〜1.2/1、さらに好ましくは2.5/1〜1.5/1である。[NCO]/[OH]が5を超えると低温定着性が悪化する。[NCO]のモル比が1未満では、変性ポリエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。末端にイソシアネート基を有するプレポリマー(A)中のポリイソシアネート(3)構成成分の含有量は、通常0.5〜40重量%、好ましくは1〜30重量%、さらに好ましくは2〜20重量%である。0.5重量%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、40重量%を超えると低温定着性が悪化する。
【0027】
イソシアネート基を有するプレポリマー(A)中の1分子当たりに含有するイソシアネート基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、さらに好ましくは、平均1.8〜2.5個である。1分子当たり1個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
【0028】
アミン類(B)としては、ジアミン(B1)、3価以上のポリアミン(B2)、アミノアルコール(B3)、アミノメルカプタン(B4)、アミノ酸(B5)、およびB1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)などが挙げられる。ジアミン(B1)としては、芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4′ジアミノジフェニルメタンなど);脂環式ジアミン(4,4′−ジアミノ−3,3′ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど);および脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)などが挙げられる。3価以上のポリアミン(B2)としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール(B3)としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン(B4)としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。アミノ酸(B5)としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。B1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、前記B1〜B5のアミン類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)から得られるケチミン化合物、オキサゾリン化合物などが挙げられる。これらアミン類(B)のうち好ましいものは、B1およびB1と少量のB2の混合物である。
【0029】
さらに、必要により伸長停止剤を用いてウレア変性ポリエステル樹脂(i)の分子量を調整することができる。伸長停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど)、およびそれらをブロックしたもの(ケチミン化合物)などが挙げられる。
【0030】
アミン類(B)の比率は、イソシアネート基を有するプレポリマー(A)中のイソシアネート基[NCO]と、アミン類(B)中のアミノ基[NHx]の当量比[NCO]/[NHx]として、通常1/2〜2/1、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。[NCO]/[NHx]が2を超えたり1/2未満では、ウレア変性ポリエステル樹脂(i)の分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。本発明においては、ウレア結合で変性されたポリエステル樹脂(i)中に、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常100/0〜10/90であり、好ましくは80/20〜20/80、さらに好ましくは、60/40〜30/70である。ウレア結合のモル比が10%未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。
【0031】
本発明のウレア変性ポリエステル樹脂(i)は、ワンショット法、プレポリマー法により製造される。ウレア変性ポリエステル樹脂(i)の重量平均分子量は、通常1万以上、好ましくは2万〜1000万、さらに好ましくは3万〜100万である。1万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル樹脂(i)の数平均分子量は、後述の変性されていないポリエステル樹脂(ii)を用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。(i)単独の場合は、数平均分子量は、通常20000以下、好ましくは1000〜10000、さらに好ましくは2000〜8000である。20000を超えると低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
【0032】
(変性されていないポリエステル樹脂)
本発明においては、前記ウレア結合で変性されたポリエステル樹脂(i)単独使用だけでなく、この(i)と共に、変性されていないポリエステル樹脂(ii)をトナーバインダー成分として含有させることもできる。(ii)を併用することで、低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が向上し、単独使用より好ましい。(ii)としては、前記(i)のポリエステル成分と同様なポリオール(1)とポリカルボン酸(2)との重縮合物などが挙げられ、好ましいものも(i)と同様である。また、(ii)は無変性のポリエステルだけでなく、ウレア結合以外の化学結合で変性されているものでもよく、例えばウレタン結合で変性されていてもよい。(i)と(ii)は少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、(i)のポリエステル成分と(ii)は類似の組成が好ましい。
(ii)を含有させる場合の(i)と(ii)の重量比は、通常5/95〜80/20、好ましくは5/95〜30/70、さらに好ましくは5/95〜25/75、特に好ましくは7/93〜20/80である。(i)の重量比が5%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。
【0033】
(ii)のピーク分子量は、通常1000〜30000、好ましくは1500〜10000、さらに好ましくは2000〜8000である。1000未満では耐熱保存性が悪化し、10000を超えると低温定着性が悪化する。(ii)の水酸基価は5以上であることが好ましく、さらに好ましくは10〜120、特に好ましくは20〜80である。5未満では耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。(ii)の酸価は通常1〜30、好ましくは5〜20である。またトナーバインダーの酸価は1〜35が好ましい。酸価を持たせることで負帯電性となりやすい傾向がある。
【0034】
本発明において、トナーバインダーのガラス転移点(Tg)は通常50〜70℃、好ましくは55〜65℃である。50℃未満ではトナーの耐熱保存性が悪化し、70℃を超えると低温定着性が不十分となる。ウレア変性ポリエステル樹脂(i)の共存により、本発明の乾式トナーにおいては、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。トナーバインダーの貯蔵弾性率としては、測定周波数20Hzにおいて10000dyne/cmとなる温度(TG’)が、通常100℃以上、好ましくは110〜200℃である。100℃未満では耐ホットオフセット性が悪化する。トナーバインダーの粘性としては、測定周波数20Hzにおいて1000ポイズとなる温度(Tη)が、通常180℃以下、好ましくは90〜160℃である。180℃を超えると低温定着性が悪化する。すなわち、低温定着性と耐ホットオフセット性の両立の観点から、TG’はTηより高いことが好ましい。言い換えるとTG’とTηの差(TG’−Tη)は0℃以上が好ましい。さらに好ましくは10℃以上であり、特に好ましくは20℃以上である。差の上限は特に限定されない。また、耐熱保存性と低温定着性の両立の観点から、TηとTgの差は0〜100℃が好ましい。さらに好ましくは10〜90℃であり、特に好ましくは20〜80℃である。
【0035】
(着色剤)
本発明の着色剤としては公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ポグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。
着色剤の含有量は、トナーに対して通常1〜15重量%、好ましくは3〜10重量%である。
【0036】
本発明で用いる着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。
マスターバッチの製造またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、先にあげた変性、未変性ポリエステル樹脂の他にポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体;スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、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−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、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、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。
【0037】
上記マスターバッチはマスターバッチ用の樹脂と着色剤とを高せん断力をかけて混合、混練してマスターバッチを得ることができる。この際着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶媒を用いることができる。またいわゆるフラッシング法と呼ばれる着色剤の水を含んだ水性ペーストを樹脂と有機溶媒とともに混合混練し、着色剤を樹脂側に移行させ、水分と有機溶媒成分を除去する方法も着色剤のウエットケーキをそのまま用いることができるため乾燥する必要がなく、好ましく用いられる。混合混練するには3本ロールミル等の高せん断分散装置が好ましく用いられる。
【0038】
(離型剤)
また、トナーバインダー、着色剤とともにワックスを含有させることもできる。本発明においてワックスとしては公知のものが使用でき、例えばポリオレフィンワックス(ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなど);長鎖炭化水素(パラフィンワックス、サゾールワックスなど);カルボニル基含有ワックスなどが挙げられる。これらのうち好ましいものは、カルボニル基含有ワックスである。カルボニル基含有ワックスとしては、ポリアルカン酸エステル(カルナバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレートなど);ポリアルカノールエステル(トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなど);ポリアルカン酸アミド(エチレンジアミンジベヘニルアミドなど);ポリアルキルアミド(トリメリット酸トリステアリルアミドなど);およびジアルキルケトン(ジステアリルケトンなど)などが挙げられる。これらカルボニル基含有ワックスのうち好ましいものは、ポリアルカン酸エステルである。
本発明で用いるワックスの融点は、通常40〜160℃であり、好ましくは50〜120℃、さらに好ましくは60〜90℃である。融点が40℃未満のワックスは耐熱保存性に悪影響を与え、160℃を超えるワックスは低温での定着時にコールドオフセットを起こしやすい。また、ワックスの溶融粘度は、融点より20℃高い温度での測定値として、5〜1000cpsが好ましく、さらに好ましくは10〜100cpsである。1000cpsを超えるワックスは、耐ホットオフセット性、低温定着性への向上効果に乏しい。
トナー中のワックスの含有量は通常0〜40重量%であり、好ましくは3〜30重量%である。
【0039】
(帯電制御剤)
本発明のトナーは、必要に応じて帯電制御剤を含有してもよい。帯電制御剤としては公知のものが全て使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン03、第四級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、第四級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、第四級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。
【0040】
本発明において帯電制御剤の使用量は、トナーバインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、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、一義的に限定されるものではないが、好ましくはトナーバインダー樹脂100重量部に対して、0.1〜10重量部の範囲で用いられる。より好ましくは、0.2〜5重量部の範囲がよい。10重量部を越える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、主帯電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。これらの帯電制御剤はマスターバッチ、樹脂とともに溶融混練した後溶解分散させることもできるし、もちろん有機溶媒に直接溶解、分散する際に加えても良いし、トナー表面にトナー粒子作成後固定化させてもよい。
【0041】
(樹脂微粒子)
本発明で使用される樹脂微粒子(B)は、水性分散体を形成しうる樹脂であればいかなる樹脂も使用でき、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよいが、例えばビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。樹脂微粒子としては、上記の樹脂を2種以上併用しても差し支えない。このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましい。
【0042】
ビニル系樹脂としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーで、例えば、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸−アクリル酸エステル重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体等が挙げられる。
【0043】
本発明で使用される樹脂微粒子の平均粒径は、5〜2000nmであることが好ましい。該平均粒径が5nmより小さい場合、粒子が合一し易く適切でなく、また該平均粒径が2000nmより大きい場合、定着性阻害等の副作用が大きい等、いずれも好ましくない。
【0044】
(外添剤)
本発明で得られたトナー母体粒子である着色粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤としては、無機微粒子を好ましく用いることができる。この無機微粒子の一次粒子径は、5mμ〜2μmであることが好ましく、特に5mμ〜500mμであることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500m/gであることが好ましい。
この無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01〜5重量%であることが好ましく、特に0.01〜2.0重量%であることが好ましい。
無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。
【0045】
この他、高分子系微粒子たとえばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。
【0046】
このような流動化剤は表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止することができる。例えばシランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが好ましい表面処理剤として挙げられる。
【0047】
感光体や一次転写媒体に残存する転写後の現像剤を除去するためのクリーニング性向上剤を含有させてもよく、該クリーニング性向上剤としては、例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸など脂肪酸金属塩、例えばポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子などのソープフリー乳化重合などによって製造された、ポリマー微粒子などを挙げることができる。ポリマー微粒子は比較的粒度分布が狭く、体積平均粒径が0.01〜1μmのものが好ましい。
【0048】
(製造方法)
トナーバインダーは以下の方法などで製造することができる。
ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、150〜280℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで40〜140℃にて、これにポリイソシアネート(3)を反応させ、イソシアネート基を有するプレポリマー(A)を得る。さらに(A)にアミン類(B)を0〜140℃にて反応させ、ウレア結合で変性されたポリエステル樹脂(i)を得る。(3)を反応させる際および(A)と(B)を反応させる際には、必要により溶媒を用いることもできる。使用可能な溶媒としては、芳香族溶媒(トルエン、キシレンなど);ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど);エステル類(酢酸エチルなど);アミド類(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど)およびエーテル類(テトラヒドロフランなど)などのイソシアネート(3)に対して不活性なものが挙げられる。ウレア結合で変性されていないポリエステル樹脂(ii)を併用する場合は、水酸基を有するポリエステルと同様な方法で(ii)を製造し、これを前記(i)の反応完了後の溶液に溶解し、混合する。
【0049】
本発明の乾式トナーは以下の方法で製造することができるが勿論これらに限定されることはない。
(水系媒体中でのトナー製造法)
本発明に用いる水系媒体としては、水単独でもよいが、水と混和可能な溶媒を併用することもできる。混和可能な溶媒としては、アルコール(メタノール、イソプロパノール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などが挙げられる。
【0050】
トナー粒子は、水系媒体中でイソシアネート基を有するプレポリマー(A)からなる分散体を、(B)と反応させて形成しても良いし、あらかじめ製造したウレア変性ポリエステル樹脂(i)を用いても良い。
水系媒体中でウレア変性ポリエステル樹脂(i)やプレポリマー(A)からなる分散体を安定して形成させる方法としては、水系媒体中にウレア変性ポリエステル樹脂(i)やプレポリマー(A)からなるトナー原料の組成物を加えて、せん断力により分散させる方法などが挙げられる。プレポリマー(A)と他のトナー組成物(以下トナー原料と呼ぶ)である着色剤、着色剤マスターバッチ、離型剤、帯電制御剤、変性されていないポリエステル樹脂(ii)などは、水系媒体中で分散体を形成させる際に混合してもよいが、あらかじめトナー原料を混合した後、水系媒体中にその混合物を加えて分散させたほうがより好ましい。また、本発明においては、着色剤、離型剤、帯電制御剤などの他のトナー原料は、必ずしも、水系媒体中で粒子を形成させる時に混合しておく必要はなく、粒子を形成せしめた後、添加してもよい。たとえば、着色剤を含まない粒子を形成させた後、公知の染着の方法で着色剤を添加することもできる。
【0051】
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。分散体の粒径を2〜20μmにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常1000〜30000rpm、好ましくは5000〜20000rpmである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常0.1〜5分である。分散時の温度としては、通常、0〜150℃(加圧下)、好ましくは40〜98℃である。高温なほうが、ウレア変性ポリエステル樹脂(i)やプレポリマー(A)からなる分散体の粘度が低く、分散が容易な点で好ましい。
【0052】
ウレア変性ポリエステル樹脂(i)やプレポリマー(A)を含むトナー組成物100重量部に対する水系媒体の使用量は、通常50〜2000重量部、好ましくは100〜1000重量部である。50重量部未満ではトナー組成物の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。20000重量部を超えると経済的でない。また、必要に応じて、分散剤を用いることもできる。分散剤を用いたほうが、粒度分布がシャープになるとともに分散が安定である点で好ましい。
【0053】
プレポリマー(A)からウレア変性ポリエステル樹脂(i)を合成する工程は水系媒体中でトナー組成物を分散する前にアミン類(B)を加えて反応させても良いし、水系媒体中に分散した後にアミン類(B)を加えて粒子界面から反応を起こしても良い。この場合製造されるトナー表面に優先的にウレア変性ポリエステル樹脂(i)が生成し、粒子内部で濃度勾配を設けることもできる。
【0054】
トナー組成物が分散された油性相を水が含まれる液体に乳化、分散するための分散剤としてアルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどの陰イオン界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシンやN−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
【0055】
またフルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数2〜10のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、3−[オメガ−フルオロアルキル(C6〜C11)オキシ〕−1−アルキル(C3〜C4)スルホン酸ナトリウム、3−[オメガ−フルオロアルカノイル(C6〜C8)−N−エチルアミノ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル(C11〜C20)カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸(C7〜C13)及びその金属塩、パーフルオロアルキル(C4〜C12)スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、N−プロピル−N−(2ヒドロキシエチル)パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル(C6〜C10)−N−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル(C6〜C16)エチルリン酸エステルなどが挙げられる。
【0056】
商品名としては、サーフロンS−111、S−112、S−113(旭硝子社製)、フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−l29(住友3M社製)、ユニダインDS−101、DS−l02、(ダイキン工業社製)、メガファックF−ll0、F−l20、F−113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ社製)、エクトップEF−102、l03、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204、(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−100、F150(ネオス社製)などが挙げられる。
【0057】
また、カチオン界面活性剤としては、フルオロアルキル基を有する脂肪族一級、二級もしくは二級アミン酸、パーフルオロアルキル(C6−C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族4級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンS−l21(旭硝子社製)、フロラードFC−135(住友3M社製)、ユニダインDS−202(ダイキン工業社製)、メガファックF−150、F−824(大日本インキ社製)、エクトップEF−l32(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−300(ネオス社製)などが挙げられる。
【0058】
また水に難溶の無機化合物分散剤としてリン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイトなども用いることが出来る。
【0059】
また高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体、例えばアクリル酸β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸β−ヒドロキシエチル、アクリル酸β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸3−クロロ2−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルビリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの窒素原子、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、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フェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。
【0060】
なお、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、微粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。
【0061】
分散剤を使用した場合には、該分散剤がトナー粒子表面に残存したままとすることもできるが、伸長および/または架橋反応後、洗浄除去するほうがトナーの帯電面から好ましい。
【0062】
さらに、トナー組成物の粘度を低くするために、ウレア変性ポリエステル樹脂(i)やプレポリマー(A)が可溶の溶媒を使用することもできる。溶媒を用いたほうが粒度分布がシャープになる点で好ましい。該溶媒は沸点が100℃未満の揮発性であることが除去が容易である点から好ましい。該溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは2種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。プレポリマー(A)100部に対する溶媒の使用量は、通常0〜300部、好ましくは0〜100部、さらに好ましくは25〜70部である。溶媒を使用した場合は、伸長および/または架橋反応後、常圧または減圧下にて加温し除去する。
【0063】
伸長および/または架橋反応時間は、プレポリマー(A)の有するイソシアネート基構造とアミン類(B)の組み合わせによる反応性により選択されるが、通常10分〜40時間、好ましくは2〜24時間である。反応温度は、通常、0〜150℃、好ましくは40〜98℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。
【0064】
得られた乳化分散体から有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に昇温し、液滴中の有機溶媒を完全に蒸発除去する方法を採用することができる。あるいはまた、乳化分散体を乾燥雰囲気中に噴霧して、液滴中の非水溶性有機溶媒を完全に除去してトナー微粒子を形成し、合せて水系分散剤を蒸発除去することも可能である。乳化分散体が噴霧される乾燥雰囲気としては、空気、窒素、炭酸ガス、燃焼ガス等を加熱した気体、特に使用される最高沸点溶媒の沸点以上の温度に加熱された各種気流が一般に用いられる。スプレイドライアー、ベルトドライアー、ロータリーキルンなどの短時間の処理で十分目的とする品質が得られる。
【0065】
乳化分散時の粒度分布が広く、その粒度分布を保って洗浄、乾燥処理が行われた場合、所望の粒度分布に分級して粒度分布を整えることができる。
分級操作は液中でサイクロン、デカンター、遠心分離等により、微粒子部分を取り除くことができる。もちろん乾燥後に粉体として取得した後に分級操作を行っても良いが、液体中で行うことが効率の面で好ましい。得られた不要の微粒子、または粗粒子は再び混練工程に戻して粒子の形成に用いることができる。その際微粒子、または粗粒子はウェットの状態でも構わない。
【0066】
用いた分散剤は得られた分散液からできるだけ取り除くことが好ましいが、先に述べた分級操作と同時に行うのが好ましい。
【0067】
得られた乾燥後のトナーの粉体と離型剤微粒子、帯電制御性微粒子、流動化剤微粒子、着色剤微粒子などの異種粒子とともに混合したり、混合粉体に機械的衝撃力を与えることによって表面で固定化、融合化させ、得られる複合体粒子の表面からの異種粒子の脱離を防止することができる。
具体的手段としては、高速で回転する羽根によって混合物に衝撃力を加える方法、高速気流中に混合物を投入し、加速させ、粒子同士または複合化した粒子を適当な衝突板に衝突させる方法などがある。装置としては、オングミル(ホソカワミクロン社製)、I式ミル(日本ニューマチック社製)を改造して、粉砕エアー圧力を下げた装置、ハイブリダイゼイションシステム(奈良機械製作所社製)、クリプトロンシステム(川崎重工業社製)、自動乳鉢などがあげられる。
【0068】
(二成分用キャリア)
本発明のトナーを二成分系現像剤に用いる場合には、磁性キャリアと混合して用いれば良く、現像剤中のキャリアとトナーの含有比は、キャリア100重量部に対してトナー1〜10重量部が好ましい。磁性キャリアとしては、粒子径20〜200μm程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂キャリアなど従来から公知のものが使用できる。
また、被覆材料としては、アミノ系樹脂、例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等があげられる。またポリビニルおよびポリビニリデン系樹脂、例えばアクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂およびスチレンアクリル共重合樹脂等のポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂およびポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ弗化ビニル樹脂、ポリ弗化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、弗化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、弗化ビニリデンと弗化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンと弗化ビニリデンと非弗化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、およびシリコーン樹脂等が使用できる。
また必要に応じて、導電粉等を被覆樹脂中に含有させてもよい。導電粉としては、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等が使用できる。これらの導電粉は、平均粒子径1μm以下のものが好ましい。平均粒子径が1μmよりも大きくなると、電気抵抗の制御が困難になる。
【0069】
また、本発明のトナーはキャリアを使用しない1成分系の磁性トナー或いは、非磁性トナーとしても用いることができる。
【0070】
【実施例】
以下実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下、部は重量部を示す。
【0071】
[実施例1]
〜有機微粒子エマルションの合成〜
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30:三洋化成工業製)11部、スチレン138部、メタクリル酸138部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で15分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し5時間反応させた。さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液[微粒子分散液1]を得た。[微粒子分散液1]をLA−920で測定した体積平均粒径は、0.14μmであった。[微粒子分散液1]の一部を乾燥して樹脂分を単離した。該樹脂分のTgは152℃であった。
【0072】
〜水相の調整〜
水990部、[微粒子分散液1]80部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液(エレミノールMON−7):三洋化成工業製)40部、酢酸エチル90部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを[水相1]とする。
この[水相1]のSP値は10.5であった。
【0073】
〜低分子ポリエステルの合成〜
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物220部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物561部、テレフタル酸218部、アジピン酸48部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時聞反応した後、反応容器に無水トリメリット酸45部を入れ、180℃、常圧で2時間反応し、[低分子ポリエステル1]を得た。[低分子ポリエステル1〕は、数平均分子量2500、重量平均分子量6700、Tg43℃、酸価25であった。
【0074】
〜プレポリマーの合成〜
冷却管、撹拌機および窒索導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81部、テレフタル酸283部、無水トリメリット酸22部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応した[中間体ポリエステル1]を得た。[中間体ポリエステル1]は、数平均分子量2100、重量平均分子量9500、Tg55℃、酸価0.5、水酸基価49であった。
次に、冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、[中間体ポリエステル1]411部、イソホロンジイソシアネート89部、酢酸エチル500部を入れ100℃で5時間反応し、[プレポリマー1]を得た。[プレポリマー1]の遊離イソシアネート重量%は、1.53%であった。
この[プレポリマー1]のSP値は10.6であった。
【0075】
〜ケチミンの合成〜
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、イソホロンジアミン170部とメチルエチルケトン75部を仕込み、50℃で5時間反応を行い、[ケチミン化合物1]を得た。[ケチミン化合物1]のアミン価は418であった。
【0076】
〜マスターバッチの合成〜
顔料:カーボンブラック(キャボット社製 リーガル400R):40部
結着樹脂:ポリエステル樹脂(三洋化成RS−801 酸価10、Mw20000Tg、64℃) :60部
水 :30部
上記原材料をヘンシェルミキサーにて混合し、顔料凝集体中に水が染み込んだ混合物を得た。これをロ−ル表面温度130℃に設定した2本ロールにより45分間混練を行ない、パルベライザーで1mmφの大きさに粉砕し、[マスターバッチ1]を得た。次に、このマスターバッチ顔料を用いて、以下の方法により、トナーとした。
【0077】
〜油相の作成〜
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[低分子ポリエステル1]378部、カルナバWAX110部、CCA(サリチル酸金属錯体E−84:オリエント化学工業)22部、酢酸エチル947部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却した。次いで容器に[マスターバッチ1]500部、酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液1]を得た。
[原料溶解液1]1324部を容器に移し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、カーボンブラック、WAXの分散を行った。次いで、[低分子ポリエステル1]の65%酢酸エチル溶液1324部加え、上記条件のビーズミルで1パスし、[顔料・WAX分散液1]を得た。[顔料・WAX分散液1]の固形分濃度(130℃、30分)は50%であった。
【0078】
〜乳化⇒脱溶媒〜
[顔料・WAX分散液1]648部、[プレポリマー1]を154部、[ケチミン化合物1]6.6部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmで1分間混合した後、容器に[水相1]1200部を加え、TKホモミキサーで、回転数13,000rpmで20分間混合し[乳化スラリー1]を得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、[乳化スラリー1]を投入し、30℃で8時間脱溶媒した後、45℃で4時間熟成を行い、[分散スラリー1]を得た。[分散スラリー1]は、体積平均粒径5.95μm、個数平均粒径5.45μm(マルチサイザーIIで測定)であった。
【0079】
〜洗浄⇒乾燥〜
[乳化スラリー1]100部を減圧濾過した後、
▲1▼:濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
▲2▼:▲1▼の濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100部を加え、超音波振動を付与してTKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。この超音波アルカリ洗浄を再度行った(超音波アルカリ洗浄2回)。
▲3▼:▲2▼の濾過ケーキに10%塩酸100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
▲4▼:▲3▼の濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過する操作を2回行い[濾過ケーキ1]を得た。
[濾過ケーキ1]を循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、体積平均粒径Dv6.03μm、個数平均粒径Dn5.52μm、Dv/Dn1.09(マルチサイザーIIで測定)、樹脂微粒子残存率0.1重量%の[トナー1]を得た。
このトナーのトナー成分(A)のSP値と樹脂微粒子(B)のSP値の差は([プレポリマー1]のSP値が10.6、[水相1]のSP値が10.5の為)、0.1である。
【0080】
[実施例2]
〜有機微粒子エマルションの合成〜
攪拌棒および温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30:三洋化成工業製)11部、スチレン207部、メタクリル酸69部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で15分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し5時間反応させた。さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液[微粒子分散液2]を得た。[微粒子分散液2]をLA−920で測定した体積平均粒径は、0.14μmであった。[微粒子分散液2]の一部を乾燥して樹脂分を単離した。該樹脂分のTgは150℃であった。
【0081】
〜水相の調整〜
水990部、[微粒子分散液2]80部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液(エレミノールMON−7):三洋化成工業製)40部、酢酸エチル90部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを[水相2]とする。
この[水相2]のSP値は10.4であった。
【0082】
実施例1において、[水相1]の代りに上記[水相2]を用いたこと以外は実施例1と同様にし、超音波アルカリ洗浄を1回にした以外は実施例1と同様にして体積平均粒径Dv6.07μm、個数平均粒径Dn5.50μm、Dv/Dn1.10、樹脂微粒子残存率0.5重量%の[トナー2]を得た。
このトナーのトナー成分(A)のSP値と樹脂微粒子(B)のSP値の差は([プレポリマー1]のSP値が10.6、[水相2]のSP値が10.4の為)、0.2である。
【0083】
[実施例3]
実施例1での油相の作成時にCCAを22部加えない以外は実施例1と同様にしてトナーを得た。このトナー100部にCCA(サリチル酸金属錯体E−84:オリエント化学工業)0.5部を添加し、Qミキサー(三井鉱山製)にてCCA打ち込み処理を施し、体積平均粒径Dv5.80μm、個数平均粒径Dn5.17μm、Dv/Dn1.12の[トナー3]を得た。
このトナーのトナー成分(A)のSP値と樹脂微粒子(B)のSP値の差は([プレポリマー1]のSP値が10.6、[水相1]のSP値が10.5の為)、0.1である。
【0084】
[実施例4]
〜低分子ポリエステルの合成〜
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物262部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物202部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物236部、テレフタル酸266部、アジピン酸48部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時聞反応した後、反応容器に無水トリメリット酸34部を入れ、180℃、常圧で2時間反応し、[低分子ポリエステル2]を得た。[低分子ポリエステル2]は、数平均分子量2390、重量平均分子量6010、Tg62℃、酸価20.7であった。
【0085】
〜油相の作成〜
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[低分子ポリエステル2]378部、カルナバWAX110部、CCA(サリチル酸金属錯体E−84:オリエント化学工業)22部、酢酸エチル947部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時問で30℃に冷却した。次いで容盤に[マスターバッチ1]500部、酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液2]を得た。
[原料溶解液2]1324部を容器に移し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、カーボンブラック、WAXの分散を行った。次いで、[低分子ポリエステル2]の65%酢酸エチル溶液1324部加え、上記条件のビーズミルで1パスし、[顔料・WAX分散液2]を得た。[顔料・WAX分散液2]の固形分濃度(130℃、30分)は52%であった。
【0086】
実施例1での[顔料・WAX分散液1]の代わりに[顔料・WAX分散液2]を使用し、超音波を印加せずアルカリ洗浄2回した以外は実施例1と同様にして体積平均粒径Dv6.30μm、個数平均粒径Dn5.68μm、Dv/Dn1.11の[トナー4]を得た。
このトナーのトナー成分(A)のSP値と樹脂微粒子(B)のSP値の差は([プレポリマー1]のSP値が10.6、[水相1]のSP値が10.5の為)、0.1である。
【0087】
[実施例5]
実施例1での超音波を印可せずアルカリ洗浄1回した以外は実施例1と同様にして体積平均粒径Dv6.42μm、個数平均粒径Dn5.44μm、Dv/Dn1.18の[トナー5]を得た。
このトナーのトナー成分(A)のSP値と樹脂微粒子(B)のSP値の差は([プレポリマー1]のSP値が10.6、[水相1]のSP値が10.5の為)、0.1である。
【0088】
[実施例6]
〜低分子ポリエステルの合成〜
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物719部、テレフタル酸274部、アジピン酸48部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時聞反応した後、反応容器に無水トリメリット酸7部を入れ、180℃、常圧で2時間反応し、[低分子ポリエステル3]を得た。[低分子ポリエステル3]は、数平均分子量2290、重量平均分子量5750、Tg65℃、酸価4.9であった。
【0089】
〜油相の作成〜
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[低分子ポリエステル3]378部、カルナバWAX110部、CCA(サリチル酸金属錯体E−84:オリエント化学工業)22部、酢酸エチル947部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時問で30℃に冷却した。次いで容盤に[マスターバッチ1]500部、酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液3]を得た。
[原料溶解液3]1324部を容器に移し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、カーボンブラック、WAXの分散を行った。次いで、[低分子ポリエステル3]の65%酢酸エチル溶液1324部加え、上記条件のビーズミルで1パスし、[顔料・WAX分散液3]を得た。[顔料・WAX分散液3]の固形分濃度(130℃、30分)は49%であった。
【0090】
実施例1での[顔料・WAX分散液1]の代わりに[顔料・WAX分散液3]を使用し、超音波を印可せずアルカリ洗浄4回した以外は実施例1と同様にして体積平均粒径Dv7.05μm、個数平均粒径Dn5.64μm、Dv/Dn1.25の[トナー6]を得た。
このトナーのトナー成分(A)のSP値と樹脂微粒子(B)のSP値の差は([プレポリマー1]のSP値が10.6、[水相1]のSP値が10.5の為)、0.1である。
【0091】
[実施例7]
実施例1での[顔料・WAX分散液1]の代わりに[顔料・WAX分散液3]を使用し、超音波を印可せずアルカリ洗浄2回した以外は実施例1と同様にして体積平均粒径Dv7.05μm、個数平均粒径Dn5.64μm、Dv/Dn1.25の[トナー7]を得た。
このトナーのトナー成分(A)のSP値と樹脂微粒子(B)のSP値の差は([プレポリマー1]のSP値が10.6、[水相1]のSP値が10.5の為)、0.1である。
【0092】
[実施例8]
〜低分子ポリエステルの合成〜
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物121部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物64部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物527部、テレフタル酸246部、アジピン酸48部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時聞反応した後、反応容器に無水トリメリット酸42部を入れ、180℃、常圧で2時間反応し、[低分子ポリエステル4]を得た。[低分子ポリエステル4]は、数平均分子量2500、重量平均分子量6190、Tg48℃、酸価25.2であった。
【0093】
〜油相の作成〜
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[低分子ポリエステル4]378部、カルナバWAX110部、CCA(サリチル酸金属錯体E−84:オリエント化学工業)22部、酢酸エチル947部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時問で30℃に冷却した。次いで容器に[マスターバッチ1]500部、酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液4]を得た。
[原料溶解液4]1324部を容器に移し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、カーボンブラック、WAXの分散を行った。次いで、[低分子ポリエステル4]の65%酢酸エチル溶液1324部加え、上記条件のビーズミルで1パスし、[顔料・WAX分散液4]を得た。[顔料・WAX分散液4]の固形分濃度(130℃、30分)は49%であった。
【0094】
実施例1での[顔料・WAX分散液1]の代わりに[顔料・WAX分散液4]を使用した以外は実施例1と同様にして体積平均粒径Dv4.80μm、個数平均粒径Dn4.00μm、Dv/Dn1.20の[トナー8]を得た。
このトナーのトナー成分(A)のSP値と樹脂微粒子(B)のSP値の差は([プレポリマー1]のSP値が10.6、[水相1]のSP値が10.5の為)、0.1である。
【0095】
〔実施例9〕
実施例1での[顔料・WAX分散液1]の代わりに[顔料・WAX分散液4]を使用し、超音波アルカリ洗浄を1回にした以外は実施例1と同様にして体積平均粒径Dv5.11μm、個数平均粒径Dn4.22μm、Dv/Dn1.21[トナー9]を得た。
このトナーのトナー成分(A)のSP値と樹脂微粒子(B)のSP値の差は([プレポリマー1]のSP値が10.6、[水相1]のSP値が10.5の為)、0.1である。
【0096】
[比較例1]
〜有機微粒子エマルションの合成〜
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30:三洋化成工業製)11部、ポリエチレン414部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で15分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し5時間反応させた。さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75℃で5時間熟成して樹脂(ポリエチレン−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩共重合体)の水性分散液[比較例微粒子分散液1]を得た。[比較例微粒子分散液1]をLA−920で測定した体積平均粒径は、0.15μmであった。[比較例微粒子分散液1]の一部を乾燥して樹脂分を単離した。該樹脂分のTgは147℃であった。
【0097】
〜水相の調整〜
水990部、[比較例微粒子分散液1]80部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液(エレミノールMON−7):三洋化成工業製)40部、酢酸エチル90部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを[比較例水相1]とする。
この[比較例水相1]のSP値は8.6であった。
【0098】
実施例1において、[水相1]の代りに上記[比較例水相1]を用いたこと以外は実施例1と同様にして、体積平均粒径Dv6.30μm、個数平均粒径Dn5.65μm、Dv/Dn1.12、樹脂微粒子残存率4.5重量%の[比較のトナー10]を得た。
このトナーのトナー成分(A)のSP値と樹脂微粒子(B)のSP値の差は([プレポリマー1]のSP値が10.6、[比較例水相1]のSP値が8.6の為)、2.0である。
【0099】
[比較例2]
〜ワックス粒子水性分散液の調製〜
1000mlの攪拌装置、温度センサー、窒素導入管及び冷却管付き4頭コルベンに脱気した蒸留水500mlにニューコール565C(日本乳化剤社製)28.5g、キャンデリアワックスNo.1(野田ワックス社製)185.5gを添加し窒素気流下攪拌を行いつつ、温度を昇温した。内温85℃の時点で5N−水酸化ナトリウム水溶液を添加しそのまま75℃まで昇温した後、そのまま1時間加熱攪拌を続け、室温まで冷却し〔ワックス粒子水性分散液1〕を得た。
【0100】
〜着色剤水性分散液の調製〜
カーボンブラック(商品名:モーガルL、キャボット社製)100g、ドデシル硫酸ナトリウム25gを蒸留水540mlに添加し、十分攪拌を行った後、加圧型分散機(MINI−LAB:ラーニー社製)を用い、分散を行い〔着色剤分散液I〕を得た。
【0101】
〜バインダー微粒子水性分散液の合成〜
攪拌装置、冷却管、温度センサー及び窒素導入管を装着した1Lの4頭コルベンに蒸留水480ml、ドデシル硫酸ナトリウム0.6g、スチレン106.4g、n−ブチルアクリレート43.2g、メタクリル酸10.4gを添加し攪拌を行いながら窒素気流下70℃まで昇温した。ここで過硫酸カリウム2.1gを120mlの蒸留水に溶解した開始剤水溶液を添加し、窒素気流下70℃、3時間攪拌を行い、重合を完結させた後室温まで冷却し、〔高分子量バインダー微粒子分散液1〕を得た。
【0102】
攪拌装置、冷却管、温度センサー及び窒素導入管を装着した5Lの4頭コルベンに蒸留水2400ml、ドデシル硫酸ナトリウム2.8g、スチレン620g、n−ブチルアクリレート128g、メタクリル酸52g及びtert−ドデシルメルカプタン27.4gを添加し攪拌を行いながら窒素気流下70℃まで昇温した。ここで過硫酸カリウム11.2gを600mlの蒸留水に溶解した開始剤水溶液を添加し、窒素気流下70℃、3時間攪拌を行い、重合を完結させた後室温まで冷却し、〔低分子量バインダー微粒子分散液2〕を得た。
〜トナーの合成〜
【0103】
攪拌装置、冷却管、温度センサーを備えた1Lセパラブルフラスコに、〔高分子量バインダー微粒子分散液1〕47.6g、〔低分子量バインダー微粒子分散液2〕190.5g、〔ワックス粒子水性分散液1〕を7.7g、〔着色剤分散液I〕を26.7g及び蒸留水252.5mlを加え混合攪拌した後、5N−水酸化ナトリウム水溶液を用いpH=9.5に調節を行った。更に攪拌下、塩化ナトリウム50gを蒸留水600mlに溶解した塩化ナトリウム水溶液、イソプロパノール77ml及びフルオラードFC−170C(住友3M社製:フッ素系ノニオン界面活性剤)10mgを10mlの蒸留水に溶解した界面活性剤水溶液を順次添加し、内温を85℃まで上昇させ6時間反応を行った後、室温まで冷却した。この反応液を5N−水酸化ナトリウム水溶液を用いpH=13に調整した後、濾過を行い、更に蒸留水に再懸濁を行い濾過、再懸濁を繰り返し、洗浄を行った後乾燥し、体積平均粒径Dv6.52μm、個数平均粒径Dn5.31μm、Dv/Dn1.23の〔比較のトナー11〕を得た。
【0104】
[比較例3]
〜顔料の分散液の調製〜
n−ドデシル硫酸ナトリウム0.9重量部と、イオン交換水10重量部とを樹脂容器に仕込み、攪拌してn−ドデシル硫酸ナトリウムの水溶液を調製した。この水溶液を攪拌しながら、カーボンブラック:リーガル400R(キャボット社製)1.2重量部を徐々に添加した。添加後1時間攪拌し、次いで、サンドグラインダーを用い、カーボンブラックの分散処理を20時間にわたり連続して行うことにより、〔顔料分散液(C−1)〕を得た。
【0105】
〜界面活性剤の水溶液の調製〜
アニオン系の界面活性剤であるドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.055重量部と、イオン交換水4重量部とをステンレスポットに仕込み、この系を室温で攪拌することにより〔調製例(S−1)〕を得た。また、ノニオン系の界面活性剤「ニューコール565C」(日本乳化剤社製)0.014重量部と、イオン交換水4重量部とをステンレスポットに仕込み、この系を室温で攪拌することにより、〔調製例(S−2)〕を得た。さらに、ノニオン系の界面活性剤「FC−170C」(住友スリーエム社製)1重量部と、イオン交換水1000重量部とをガラスビーカーに仕込み、この系を室温で攪拌することにより、〔調製例(S−3)〕を得た。
【0106】
〜重合開始剤の水溶液の調製〜
重合開始剤である過硫酸カリウム(関東化学社製)200.7重量部と、イオン交換水12000重量部とをホウロウポットに仕込み、この系を室温で攪拌することにより、〔調製例(P−1)〕を得た。また、重合開始剤である過硫酸カリウム(関東化学社製)223.8重量部と、イオン交換水12000重量部とをホウロウポットに仕込み、この系を室温で攪拌することにより、〔調製例(P−2)〕を得た。
【0107】
〜塩化ナトリウムの水溶液の調製〜
塩析剤である塩化ナトリウム(和光純薬社製)5.36重量部と、イオン交換水20重量部とをステンレスポットに仕込み、この系を室温で攪拌することにより、〔塩化ナトリウム溶液(N)〕を得た。
【0108】
〜トナー粒子の製造〜
温度センサ、冷却管、窒素導入装置および攪拌翼を備え、ガラスライニング処理が内面に施された内容積100Lの反応釜に、〔調製例(S−1)〕4Lと、〔調製例(S−2)〕4Lとを仕込み、この系を室温で攪拌しながら、イオン交換水44Lを添加し、この系を加熱した。系の温度が70℃になったところで、〔調製例(P−1)〕12Lを添加し、系の温度を72℃±1℃に制御しながら、スチレン12.1kgとアクリル酸n−ブチル2.88kgとメタクリル酸1.04kgとt−ドデシルメルカプタン9.02gとからなる単量体混合物(I)を添加し、この系の温度を80℃±1℃に制御しながら6時間にわたり攪拌を行った。系の温度が40℃以下となるまで冷却した後、この系に、〔調製例(S−1)〕4Lと、〔調製例(S−2)〕4Lとを添加し、この系を加熱した。系の温度が70℃になったところで、〔調製例(P−2)〕12Lを添加し、さらに、スチレン11kgとアクリル酸n−ブチル4kgとメタクリル酸1.04kgとt−ドデシルメルカプタン548gとからなる単量体混合物(II)を添加し、この系の温度を75℃±2℃に制御しながら6時間にわたり攪拌を行い、さらに、この系の温度を80℃±2℃に制御しながら12時間にわたり攪拌を行った。系の温度が40℃以下となるまで冷却して攪拌を停止した。ポールフィルターによりスケール(異物)を濾別除去することにより、高分子量樹脂を核とし、低分子量樹脂を殻とする複合樹脂微粒子(a)の分散液〔複合ラテックス(1−A)〕を得た。該複合樹脂微粒子(a)の高分子量樹脂(核)のピーク分子量は29,000、低分子量樹脂(殻)のピーク分子量は12,000、複合樹脂微粒子(a)の重量平均分子量は34,000であった。また、この複合樹脂微粒子(a)の重量平均粒径は150nm、ガラス転移温度(Tg)は58℃、軟化点は121℃であった。
【0109】
温度センサ、冷却管、窒素導入装置、櫛形バッフルおよび攪拌翼(ファウドラー翼)を備え、ガラスライニング処理が内面に施された内容積100Lの反応釜に、〔調製例(S−1)〕4Lと、〔調製例(S−2)〕とを仕込み、この系を室温で攪拌しながら、イオン交換水44Lを添加し、この系を加熱した。系の温度が70℃になったところで、〔調製例(P−1)〕12Lを添加し、さらに、スチレン11kgとアクリル酸n−ブチル4kgとメタクリル酸1.04kgとt−ドデシルメルカプタン9.02gとからなる単量体混合物を添加し、この系の温度を72℃±2℃に制御しながら6時間にわたり攪拌を行い、さらに、この系の温度を80℃±2℃に制御しながら12時間にわたり攪拌を行った。系の温度が40℃以下となるまで冷却して攪拌を停止した。ポールフィルターによりスケール(異物)を濾別除去することにより、樹脂微粒子(b)の分散液〔ラテックス(1−B)〕を得た。このラテックス(1−B)を構成する樹脂微粒子(b)のピーク分子量は310,000、重量平均分子量は190,000であった。また、この樹脂微粒子(b)の重量平均粒径は138nm、ガラス転移温度(Tg)は58℃、軟化点は126℃であった。
【0110】
温度センサ、冷却管、窒素導入装置、櫛形バッフルおよび攪拌翼(アンカー翼)を備えた内容積100Lのステンレス製の反応釜に、〔複合ラテックス(1−A)〕20kgと、〔顔料分散液(C−1)〕0.4kgと、イオン交換水20kgとを仕込み、この系を室温で攪拌した。系の温度を40℃まで加温し、塩化ナトリウム溶液(N)20Lと、イソプロピルアルコール(関東化学社製)6kgと、ノニオン系の界面活性剤「FC−170C」(住友スリーエム社製)1重量部と、イオン交換水1000重量部とをガラスビーカーに仕込み、この系を室温で攪拌することにより、〔調製例(S−3)〕を得た。〔調製例(S−3)〕1Lとを、この順に添加した。この系を10分間放置した後加熱を開始し、60分間かけて85℃まで昇温させ、85℃±2℃で1時間にわたり攪拌を行うことにより、複合樹脂微粒子(a)と着色剤微粒子とを塩析/融着させて着色粒子(コア粒子)を形成した。次いで、85℃±2℃の温度条件下で、〔ラテックス(1−B)〕5.2kgと、ワックスエマルジョン(数平均分子量3,000のポリプロピレンエマルジョン、数平均一次粒子径:120nm、固形分濃度:29.9重量%)3.41kgとを添加し、さらに、85℃±2℃で4.0時間にわたり攪拌を行うことにより、着色粒子(コア粒子)の表面に、樹脂微粒子(b)およびポリプロピレン微粒子を塩析/融着させることによって付着させた。系の温度が40℃以下となるまで冷却して攪拌を停止した後、目開き45μmのフィルターで凝集物を濾別除去することにより、トナー粒子の分散液を得た。次いで、この分散液を減圧濾過してウエットケーキ(トナー粒子の集合物)を得、これをイオン交換水で洗浄処理した。洗浄処理されたウエットケーキをヌッチェより取り出し、40℃の送風乾燥機で100時間かけて乾燥することにより、ブロック状のトナー粒子の集合物を得た。次いで、この集合物をヘンシェル粉砕機で解砕処理することにより、体積平均粒径Dv6.40μm、個数平均粒径Dn5.30μm、Dv/Dn1.21の〔比較のトナー12〕を得た。
【0111】
[比較例4]
ポリビニルアルコール(「PVA−235」、(株)クラレ製)1部を水100部に溶解した。これを[水相3]とする。実施例1において、[水相1]の代わりに[水相3]を使用した以外は、実施例1と同様にして体積平均粒径Dv15.34、個数平均粒径Dn10.39、Dv/Dn1.48の[比較のトナー13]を得た。
【0112】
[比較例5]
実施例1の超音波アルカリ洗浄回数を0回にした以外は実施例1と同様にして体積平均粒径Dv6.21μm、個数平均粒径Dn5.30μm、Dv/Dn1.17の[比較のトナー14]を得た。
【0113】
各実施例及び比較例で得られたトナー100部に疎水性シリカ0.7部と、疎水化酸化チタン0.3部をヘンシェルミキサーにて混合した。得られたトナー物性値については表1に示した。
外添剤処理を施したトナー5重量%とシリコーン樹脂を被覆した平均粒子径が40μmの銅−亜鉛フェライトキャリア95重量%からなる現像剤を調製し、毎分A4サイズの用紙を45枚印刷できるリコー製imagio Neo 450を用いて、連続印刷して下記の基準で評価し、評価結果を表2に示した。
【0114】
(評価項目)
(a)粒径
トナーの粒径は、コールターエレクトロニクス社製の粒度測定器「コールターカウンターTAII」を用い、アパーチャー径100μmで測定した。体積平均粒径および個数平均粒径は上記粒度測定器により求めた。
【0115】
(b)帯電量
現像剤6gを計量し、密閉できる金属円柱に仕込みブローして帯電量を求めた。トナー濃度は4.5〜5.5重量%に調整した。
【0116】
(c)定着性
リコー製imagio Neo 450を用いて、普通紙及び厚紙の転写紙(リコー製 タイプ6200及びNBSリコー製複写印刷用紙<135>)にベタ画像で、1.0±0.1mg/cmのトナーが現像される様に調整を行ない、定着ベルトの温度が可変となる様に調整を行なって、普通紙でオフセットの発生しない温度を、厚紙で定着下限温度を測定した。
定着下限温度は、得られた定着画像をパットで擦った後の画像濃度の残存率が70%以上となる定着ロール温度をもって定着下限温度とした。
【0117】
(d)円形度
フロー式粒子像分析装置FPIA−1000(東亜医用電子株式会社製)により平均円形度として計測できる。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水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フォン酸塩を0.1〜0.5ml加え、更に測定試料を0.1〜0.5g程度加えた。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、分散液濃度を3000〜1万個/μlとして前記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得た。
【0118】
(e)樹脂微粒子残存率の測定方法
トナー中のスチレン−アクリル樹脂微粒子の熱分解生成物であるスチレンモノマーを指紋成分として、下記条件で、トナー粒子へスチレン−アクリル樹脂微粒子を0.01重量%、0.10重量%、1.00重量%、3.00重量%、10.0重量%添加する標準添加法を用いて、トナー表面に偏在する樹脂微粒子をスチレンモノマーのピーク面積で算出し測定した。

Figure 0004009204
【0119】
下記の項目はいずれも5%画像面積の画像チャートを50000枚まで連続でランニングした後、以下に述べる評価を行った。
【0120】
(f)画像濃度
ベタ画像出力後、画像濃度をX−Rite(X−Rite社製)により測定した。これを各色単独に5点測定し各色ごとに平均を求めた。
【0121】
(g)地肌汚れ
白紙画像を現像中に停止させ、現像後の感光体上の現像剤をテープ転写し、未転写のテープの画像濃度との差を938スペクトロデンシトメーター(X−Rite社製)により測定した。
【0122】
(h)クリーニング性
清掃工程を通過した感光体上の転写残トナーをスコッチテープ(住友スリーエム(株)製)で白紙に移し、それをマクベス反射濃度計RD514型で測定し、ブランクとの差が0.01以下のものを○(良好)、それを越えるものを×(不良)として評価した。
【0123】
(i)フィルミング
現像ローラまたは感光体上のトナーフィルミング発生状況の有無を観察した。○がフィルミングがなく、△はスジ上のフィルミングが見られ、×は全体的にフィルミングがある。
【0124】
【表1】
Figure 0004009204
【0125】
【表2】
Figure 0004009204
【0126】
トナー10、14については定着不良により連続印字することができず、評価を中止した。
トナー11、12については微量な定着不良を発生していたが、1万枚後では帯電低下による地汚れの悪化により連続印刷することができず、評価を中止した。トナー13については粒径制御ができず、初期から地汚れが悪かったため、評価を中止した。
【0127】
【発明の効果】
本発明の静電荷像現像用トナーは、初期の印字品質が良好で、連続印字での画質の安定性にも優れ、安定したクリーニング性を有し、感光体、現像ローラ等に対するフィルミング汚染が防止された低温定着用に適した優れたトナーである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrostatic charge image developing toner for developing an electrostatic charge image formed on the surface of a photoreceptor in electrophotography and electrostatic recording, a developer containing the toner, and a container containing the toner The present invention relates to an image forming method using the toner and an image forming apparatus loaded with the toner.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an electrophotographic apparatus, an electrostatic recording apparatus, or the like, an electric or magnetic latent image is visualized with toner. For example, in electrophotography, an electrostatic charge image (latent image) is formed on a photoreceptor, and then the latent image is developed with toner to form a toner image. The toner image is usually transferred onto a transfer material such as paper and then fixed by a method such as heating. Toner used for electrostatic image development is generally colored particles in which a binder, a colorant, a charge control agent, and other additives are contained in a binder resin. There is a suspension polymerization method.
[0003]
In the pulverization method, a colorant, a charge control agent, an offset preventing agent and the like are melt-mixed in a thermoplastic resin and uniformly dispersed, and the resulting composition is pulverized and classified to produce a toner. According to the pulverization method, a toner having some excellent characteristics can be produced, but there is a limitation in the selection of the toner material. For example, the composition obtained by melt mixing must be capable of being pulverized and classified by economically usable equipment. From this requirement, the melt-mixed composition must be made sufficiently brittle. For this reason, when the above composition is actually pulverized into particles, a high-range particle size distribution is likely to be formed, and when attempting to obtain a copy image with good resolution and gradation, for example, the particle size There is a disadvantage that the fine powder of 5 μm or less and the coarse powder of 20 μm or more must be removed by classification, resulting in a very low yield. Further, in the pulverization method, it is difficult to uniformly disperse the colorant, the charge control agent, and the like in the thermoplastic resin. The uneven dispersion of the compounding agent adversely affects the fluidity, developability, durability, image quality and the like of the toner.
[0004]
In recent years, in order to overcome these problems in the pulverization method, a toner production method by a suspension polymerization method has been proposed and implemented. A technique for producing a toner for developing an electrostatic latent image by a polymerization method is known. For example, toner particles are obtained by a suspension polymerization method. However, the toner particles obtained by the suspension polymerization method are spherical and have a drawback of poor cleaning properties. Development / transfer with a low image area ratio results in a small amount of residual toner, and poor cleaning does not pose a problem. However, images with a high image area ratio, such as photographic images, and untransferred images formed due to poor paper feed, etc. Toner may be generated on the photoconductor as untransferred toner, and if accumulated, the image may be soiled. In addition, the charging roller that contacts and charges the photosensitive member is contaminated, and the original charging ability cannot be exhibited.
[0005]
For this reason, a method of obtaining irregular toner particles by associating resin fine particles obtained by an emulsion polymerization method has been disclosed (Japanese Patent No. 2537503). However, in the toner particles obtained by the emulsion polymerization method, a large amount of the surfactant remains not only on the surface but also inside the particles even after the water washing step, and the environmental stability of the toner charging is impaired. The amount distribution is widened, and the background stain of the obtained image becomes poor. Further, the remaining surfactant contaminates the photoreceptor, the charging roller, the developing roller, etc., and the original charging ability cannot be exhibited.
[0006]
On the other hand, in a fixing process using a contact heating method performed using a heating member such as a heat roller, the toner particles are required to release from the heating member (hereinafter referred to as “offset resistance”). Here, the offset resistance can be improved by the presence of a release agent on the toner particle surface. On the other hand, JP 2000-292773 A (Patent Document 1) and JP 2000-292978 A (Patent Document 2) not only contain the resin fine particles in the toner particles but also the resin fine particles of the toner particles. A method for improving offset resistance by being unevenly distributed on the surface is disclosed. However, the minimum fixing temperature is increased, and the low temperature fixing property, that is, the energy saving fixing property is not sufficient.
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2000-292773 A
[Patent Document 2]
JP 2000-292978 A
[0008]
However, the method of obtaining irregular toner particles by associating resin fine particles obtained by the emulsion polymerization method causes the following problems.
When releasing agent fine particles are associated with each other in order to improve offset resistance, the releasing agent fine particles are taken into the toner particles, and as a result, the offset resistance cannot be sufficiently improved. . Resin fine particles, release agent fine particles, colorant fine particles, etc. are randomly fused to constitute toner particles, so there is a variation in composition (content ratio of constituent components) and molecular weight of constituent resins among the obtained toner particles. As a result, the toner particles have different surface characteristics, and a stable image cannot be formed over a long period of time. Further, in a low-temperature fixing system requiring low-temperature fixing, fixing inhibition occurs due to resin fine particles unevenly distributed on the toner surface, and a fixing temperature range cannot be secured.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made based on the above situation.
SUMMARY OF THE INVENTION A first object of the present invention is to provide a toner for developing an electrostatic charge image that is compatible with a low-temperature fixing system while maintaining cleaning properties, has good offset resistance, and does not contaminate the fixing device and the image. It is in.
A second object of the present invention is to provide a toner for developing an electrostatic charge image capable of forming a visible image having a sharp charge amount distribution and good sharpness over a long period of time.
A third object of the present invention is to provide a developer containing the toner, a container containing the toner, an image forming method using the toner, and an image forming apparatus loaded with the toner.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies by the present inventors, a toner composition containing a modified polyester resin capable of forming a urea bond is dissolved in an organic solvent, and the dissolved material is overlapped in an aqueous medium containing resin fine particles. In the method of obtaining toner particles by addition reaction, it has been found that it is important that the resin fine particles are unevenly distributed on the surface of the toner particles in order to control the particle size and shape, satisfy low temperature fixing, and are resistant to offset. It has been found that in order to obtain a toner having good properties, it can be achieved by removing the excessive resin fine particles adhering to the toner surface.
[0011]
In addition, urea-modified polyester is easy to adjust the molecular weight of its polymer component, and has dry toner, especially oil-less low-temperature fixing characteristics (wide release and fixability without a release oil application mechanism to a fixing heating medium). Convenient to secure. In particular, it has been found that the modified polyester prepolymer terminal can suppress the adhesion to the fixing heating medium while maintaining the high fluidity and transparency in the fixing temperature range of the unmodified polyester resin itself. The present invention has been completed.
[0012]
  That is, according to the present invention,
(1)A toner composition containing a polyester resin capable of forming a urea bond in an organic solvent is dissolved, and the solution is subjected to a polyaddition reaction in an aqueous medium containing resin fine particles (B) to remove the solvent of the dispersion. And the resin fine particles are obtained by washing and drying the toner adhered to the toner surface,
  Contains at least a modified polyester resin (i) having a urea bond as a toner binderThe SP value of the modified polyester resin (i) having a urea bond;A toner for developing an electrostatic charge image, wherein the difference in SP value of the resin fine particles (B) is within 1.0;
(2)The resin fine particles (B)Made of vinyl resinCharacterized in that(1)Toner for developing an electrostatic image according to claim 1,
(3)The resin fine particles (B) have an average particle diameter of 5 to 2000 nm.(1)-(2)Or an electrostatic charge image developing toner according to any one of
(4)The toner particles have a volume average particle diameter of 4 to 8 μm.(1)-(3)Or an electrostatic charge image developing toner according to any one of
(5)The ratio [Dv / Dn] of the volume average particle diameter (Dv) and the number average particle diameter (Dn) of the toner particles is 1.25 or less.(1)-(4)Or an electrostatic charge image developing toner according to any one of
(6)The average circularity of the toner particles is 0.94 to 0.96.(1)-(5)Or an electrostatic charge image developing toner according to any one of
(7)Removing the solvent of the emulsified dispersion,Under heating conditionsCharacterized in that it is performed inAny of (1) to (6)Toner for developing an electrostatic image according to claim 1,
(8)Said(1) to (7)A developer containing the electrostatic image developing toner according to any of the above,
(9)Said(1) to (7)A container containing the electrostatic image developing toner according to any of the above,
(10)In an image forming apparatus provided with a developing device having a toner recycling mechanism,(1) to (7)An image forming method comprising using the electrostatic image developing toner according to any one of
(11)Said(1) to (7)An image forming apparatus loaded with the electrostatic image developing toner according to any one of the above,
Is provided.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is described in detail below.
(Residual rate of resin fine particles)
In the toner of the present invention, in the toner composition comprising a toner component (A) containing at least a modified polyester resin (i) having a urea bond as a toner binder, and resin fine particles (B) covering the toner component, It is important that the difference between the SP value of the toner component (A) and the SP value of the resin fine particles (B) is within 1.0.
[0014]
When the SP value exceeds 1.0, particularly 1.5, the reason is not clear, but the resin fine particles inhibit the adhesion to the fixing paper, and the minimum fixing temperature increases. Accordingly, since a sufficient fixing temperature range cannot be secured, there is a problem that fixing cannot be performed by a copying machine of a low-temperature fixing system, or the fixed image is peeled off when rubbed.
Although adjustment of SP value is not specifically limited, it is often adjusted by monomer prescription.
[0015]
The SP value is preferably measured after the prepolymer synthesis for the toner component (A) and after the synthesis of the organic fine particle emulsion for the resin fine particles (B). That is, the SP value of the toner component (A) is the SP value of the prepolymer, and the SP value of the resin fine particles (B) is the SP value of the aqueous phase.
The SP value measurement method is defined by the following equation, considering the attractive force between molecules in the Hildebrand-Scachard solution theory.
SP = (ΔEv / V)1/2
Here, ΔEv represents evaporation energy, and V represents molecular volume. There are various methods for obtaining the SP value of each compound. For example, in the structural formula of the compound to be obtained, it can be calculated by the following equation based on the evaporation energy and molar volume data of atoms or atomic groups.
SP = (ΣΔEi / ΣΔVi)1/2
Here, ΔEi and ΔVi represent the evaporation energy and molar volume of the atom or atomic group, respectively.
[0016]
(Circularity and circularity distribution)
It is important that the toner in the present invention has a specific shape and shape distribution, and those having an average circularity of 0.94 to 0.96 are preferable. With an irregularly shaped toner having an average circularity of 0.94 or less and too far away from a sphere, satisfactory transferability and high quality images with no dust cannot be obtained.
As a method for measuring the shape, an optical detection band method is suitable in which a suspension containing particles is passed through an imaging unit detection band on a flat plate, and a particle image is optically detected and analyzed by a CCD camera. The circularity is a value obtained by dividing the perimeter of an equivalent circle having the same projected area obtained by this method by the perimeter of a real particle.
[0017]
It has been found that a toner having an average circularity of 0.94 to 0.96 is effective for forming a high-definition image having a reproducibility with an appropriate density. More preferably, the number of particles having an average circularity of 0.945 to 0.955 and a circularity of less than 0.94 is 10% by number or less. Also, when the average circularity is greater than 0.96, in a system employing blade cleaning or the like, a cleaning failure occurs on the photosensitive member and the transfer belt, causing stain on the image. For example, development / transfer with a low image area ratio results in a small amount of residual toner and poor cleaning does not pose a problem, but images with a high image area ratio such as photographic images, and untransferred images due to poor paper feed, etc. The formed toner may be generated as a transfer residual toner on the photoconductor, and if accumulated, the image may be soiled. In addition, the charging roller that contacts and charges the photosensitive member is contaminated, and the original charging ability cannot be exhibited.
This value can be measured as an average circularity by a flow type particle image analyzer FPIA-1000 (manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.). As a specific measuring method, 0.1 to 0.5 ml of a surfactant, preferably alkylbenzene sulfonate is added as a dispersant to 100 to 150 ml of water from which impure solids have been removed in advance, and further measurement is performed. Add about 0.1-0.5g of sample. The suspension in which the sample is dispersed is obtained by performing dispersion treatment for about 1 to 3 minutes with an ultrasonic disperser and measuring the shape and distribution of the toner with the above apparatus at a dispersion concentration of 3000 to 10,000 / μl. .
[0018]
(Dv / Dn (ratio of volume average particle diameter / number average particle diameter))
In the present invention, the volume average particle diameter (Dv) of the toner is preferably 4 to 8 μm, and the ratio (Dv / Dn) to the number average particle diameter (Dn) is preferably 1.25 or less, more preferably. 1.10 to 1.25. With such a dry toner, the heat resistant storage stability, low temperature fixability, and hot offset resistance are all excellent, especially when used in a full-color copying machine, etc., and in a two-component developer, Even if the balance of the toner for a long time is performed, the fluctuation of the toner particle diameter in the developer is reduced, and good and stable developability can be obtained even in the long-term stirring in the developing device. Even when used as a one-component developer, even if the balance of the toner is performed, the fluctuation of the toner particle diameter is reduced, and the toner is filmed on the developing roller and the toner is made thin. The toner is not fused to a member such as a blade, and a good and stable developability and image can be obtained even when the developing device is used (stirred) for a long time.
[0019]
In general, it is said that the smaller the particle size of the toner, the more advantageous it is to obtain a high-resolution and high-quality image, but it is disadvantageous for transferability and cleaning properties. is there. In addition, when the volume average particle diameter is smaller than the above range of the present invention, in the case of a two-component developer, the toner is fused to the surface of the carrier during a long period of stirring in the developing device, and the charging ability of the carrier is reduced. When used as a developer, toner filming on the developing roller and toner fusion to a member such as a blade for thinning the toner are likely to occur.
These phenomena are the same for the toner having a fine powder content higher than the above range of the present invention.
[0020]
On the contrary, when the toner particle diameter is larger than the above range of the present invention, it becomes difficult to obtain a high-resolution and high-quality image, and the toner in the developer is balanced. In many cases, the fluctuation of the particle size of the particles becomes large. It was also clarified that the same applies when the volume average particle diameter / number average particle diameter is larger than 1.25.
Further, when the volume average particle size / number average particle size is smaller than 1.10, there are preferable aspects from the viewpoint of stabilizing the behavior of the toner and equalizing the charge amount, but the toner cannot be sufficiently charged. As a result, it became clear that the cleaning property may be deteriorated.
[0021]
(Urea-modified polyester resin)
Examples of the polyester resin (i) modified with a urea bond used as a toner binder include a reaction product of a polyester prepolymer (A) having an isocyanate group and amines (B). Examples of the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group include a product obtained by further reacting a polyester having an active hydrogen group with a polyisocyanate (3), which is a polycondensate of polyol (1) and polycarboxylic acid (2). Can be mentioned. Examples of the active hydrogen group possessed by the polyester include hydroxyl groups (alcoholic hydroxyl groups and phenolic hydroxyl groups), amino groups, carboxyl groups, mercapto groups, and the like. Among these, alcoholic hydroxyl groups are preferred.
[0022]
Examples of the polyol (1) include a diol (1-1) and a tri- or higher valent polyol (1-2). (1-1) alone or (1-1) and a small amount of (1-2) Mixtures are preferred. Diol (1-1) includes alkylene glycol (ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, etc.); alkylene ether glycol (diethylene glycol) , Triethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, etc.); alicyclic diols (1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, etc.); bisphenols (bisphenol A, bisphenol) F, bisphenol S, etc.); alkylene oxide (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.) adduct of the above alicyclic diol; Alkylene oxide phenol compound (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.), etc. adducts. Among them, preferred are alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms and alkylene oxide adducts of bisphenols, and particularly preferred are alkylene oxide adducts of bisphenols and alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms. It is a combined use. The trihydric or higher polyol (1-2) includes 3 to 8 or higher polyhydric aliphatic alcohols (glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, etc.); trihydric or higher phenols (Trisphenol PA, phenol novolak, cresol novolak, etc.); and alkylene oxide adducts of the above trivalent or higher polyphenols.
[0023]
Examples of the polycarboxylic acid (2) include dicarboxylic acid (2-1) and trivalent or higher polycarboxylic acid (2-2). (2-1) alone and (2-1) with a small amount of ( The mixture of 2-2) is preferred. Dicarboxylic acid (2-1) includes alkylene dicarboxylic acid (succinic acid, adipic acid, sebacic acid, etc.); alkenylene dicarboxylic acid (maleic acid, fumaric acid, etc.); aromatic dicarboxylic acid (phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid) And naphthalenedicarboxylic acid). Of these, preferred are alkenylene dicarboxylic acids having 4 to 20 carbon atoms and aromatic dicarboxylic acids having 8 to 20 carbon atoms. Examples of the trivalent or higher polycarboxylic acid (2-2) include aromatic polycarboxylic acids having 9 to 20 carbon atoms (trimellitic acid, pyromellitic acid, and the like). In addition, as polycarboxylic acid (2), you may make it react with polyol (1) using the acid anhydride or lower alkyl ester (methyl ester, ethyl ester, isopropyl ester, etc.) of the above-mentioned thing.
[0024]
The ratio of the polyol (1) to the polycarboxylic acid (2) is usually 2/1 to 1/1, preferably 1. as the equivalent ratio [OH] / [COOH] of the hydroxyl group [OH] and the carboxyl group [COOH]. 5/1 to 1/1, more preferably 1.3 / 1 to 1.02 / 1.
[0025]
Examples of the polyisocyanate (3) include aliphatic polyisocyanates (tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethylcaproate, etc.); alicyclic polyisocyanates (isophorone diisocyanate, cyclohexylmethane diisocyanate, etc.); aromatic Diisocyanates (tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, etc.); araliphatic diisocyanates (α, α, α ′, α′-tetramethylxylylene diisocyanate, etc.); isocyanurates; And a combination of two or more of these.
[0026]
The ratio of the polyisocyanate (3) is usually 5/1 to 1/1, preferably 4 /, as an equivalent ratio [NCO] / [OH] of the isocyanate group [NCO] and the hydroxyl group [OH] of the polyester having a hydroxyl group. 1 to 1.2 / 1, more preferably 2.5 / 1 to 1.5 / 1. When [NCO] / [OH] exceeds 5, low-temperature fixability deteriorates. If the molar ratio of [NCO] is less than 1, the urea content in the modified polyester will be low, and the hot offset resistance will deteriorate. The content of the polyisocyanate (3) component in the prepolymer (A) having an isocyanate group at the terminal is usually 0.5 to 40% by weight, preferably 1 to 30% by weight, more preferably 2 to 20% by weight. It is. If it is less than 0.5% by weight, the hot offset resistance deteriorates, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. On the other hand, if it exceeds 40% by weight, the low-temperature fixability deteriorates.
[0027]
The number of isocyanate groups contained per molecule in the prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 1 or more, preferably 1.5 to 3 on average, more preferably 1.8 to 2.5 on average. It is. If it is less than 1 per molecule, the molecular weight of the urea-modified polyester will be low, and the hot offset resistance will deteriorate.
[0028]
As amines (B), diamine (B1), trivalent or higher polyamine (B2), aminoalcohol (B3), aminomercaptan (B4), amino acid (B5), and amino acids B1-B5 blocked (B6) etc. are mentioned. Examples of the diamine (B1) include aromatic diamines (phenylenediamine, diethyltoluenediamine, 4,4′diaminodiphenylmethane, etc.); alicyclic diamines (4,4′-diamino-3,3′dimethyldicyclohexylmethane, diaminecyclohexane, Isophorone diamine etc.); and aliphatic diamines (ethylene diamine, tetramethylene diamine, hexamethylene diamine etc.) and the like. Examples of the trivalent or higher polyamine (B2) include diethylenetriamine and triethylenetetramine. Examples of amino alcohol (B3) include ethanolamine and hydroxyethylaniline. Examples of amino mercaptan (B4) include aminoethyl mercaptan and aminopropyl mercaptan. Examples of the amino acid (B5) include aminopropionic acid and aminocaproic acid. Examples of B1 to B5 blocked amino groups (B6) include ketimine compounds and oxazoline compounds obtained from the amines of B1 to B5 and ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.). Among these amines (B), preferred are B1 and a mixture of B1 and a small amount of B2.
[0029]
Furthermore, if necessary, the molecular weight of the urea-modified polyester resin (i) can be adjusted using an elongation terminator. Examples of the elongation terminator include monoamines (diethylamine, dibutylamine, butylamine, laurylamine, etc.), and those obtained by blocking them (ketimine compounds).
[0030]
The ratio of amines (B) is the equivalent ratio [NCO] / [NHx] of isocyanate groups [NCO] in the prepolymer (A) having isocyanate groups and amino groups [NHx] in amines (B). The ratio is usually 1/2 to 2/1, preferably 1.5 / 1 to 1 / 1.5, more preferably 1.2 / 1 to 1 / 1.2. When [NCO] / [NHx] exceeds 2 or less than 1/2, the molecular weight of the urea-modified polyester resin (i) becomes low, and the hot offset resistance deteriorates. In the present invention, the polyester resin (i) modified with a urea bond may contain a urethane bond together with a urea bond. The molar ratio of the urea bond content to the urethane bond content is usually 100/0 to 10/90, preferably 80/20 to 20/80, and more preferably 60/40 to 30/70. When the molar ratio of the urea bond is less than 10%, the hot offset resistance is deteriorated.
[0031]
The urea-modified polyester resin (i) of the present invention is produced by a one-shot method or a prepolymer method. The weight average molecular weight of the urea-modified polyester resin (i) is usually 10,000 or more, preferably 20,000 to 10,000,000, and more preferably 30,000 to 1,000,000. If it is less than 10,000, the hot offset resistance deteriorates. The number average molecular weight of the urea-modified polyester resin (i) is not particularly limited when the unmodified polyester resin (ii) described later is used, and is a number average molecular weight that can be easily obtained as the weight average molecular weight. Good. (I) When used alone, the number average molecular weight is usually 20000 or less, preferably 1000 to 10000, and more preferably 2000 to 8000. When it exceeds 20000, the low-temperature fixability and the glossiness when used in a full-color apparatus are deteriorated.
[0032]
(Unmodified polyester resin)
In the present invention, not only the polyester resin (i) modified with the urea bond but also the polyester resin (ii) not modified can be contained as a toner binder component together with the (i). By using (ii) in combination, the low-temperature fixability and glossiness when used in a full-color apparatus are improved, which is preferable to single use. Examples of (ii) include the same polycondensates of polyol (1) and polycarboxylic acid (2) as in the polyester component (i) above, and preferred ones are also the same as (i). (Ii) is not limited to unmodified polyester, but may be modified with a chemical bond other than a urea bond, and may be modified with a urethane bond, for example. It is preferable that (i) and (ii) are at least partially compatible with each other in terms of low-temperature fixability and hot offset resistance. Accordingly, the polyester component (i) and (ii) preferably have similar compositions.
When (ii) is contained, the weight ratio of (i) and (ii) is usually 5/95 to 80/20, preferably 5/95 to 30/70, more preferably 5/95 to 25/75, Particularly preferred is 7/93 to 20/80. If the weight ratio of (i) is less than 5%, the hot offset resistance deteriorates, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability.
[0033]
The peak molecular weight of (ii) is usually 1000-30000, preferably 1500-10000, more preferably 2000-8000. If it is less than 1000, heat-resistant storage stability will deteriorate, and if it exceeds 10,000, low-temperature fixability will deteriorate. The hydroxyl value of (ii) is preferably 5 or more, more preferably 10 to 120, and particularly preferably 20 to 80. If it is less than 5, it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. The acid value of (ii) is usually 1-30, preferably 5-20. The acid value of the toner binder is preferably 1 to 35. By having an acid value, it tends to be negatively charged.
[0034]
In the present invention, the glass transition point (Tg) of the toner binder is usually 50 to 70 ° C., preferably 55 to 65 ° C. If it is less than 50 ° C., the heat resistant storage stability of the toner is deteriorated, and if it exceeds 70 ° C., the low-temperature fixability becomes insufficient. Due to the coexistence of the urea-modified polyester resin (i), the dry toner of the present invention tends to have good heat-resistant storage stability even when the glass transition point is low, as compared with known polyester-based toners. The storage elastic modulus of the toner binder is 10,000 dyne / cm at a measurement frequency of 20 Hz.2The temperature (TG ′) at which is reached is usually 100 ° C. or higher, preferably 110 to 200 ° C. If it is less than 100 ° C., the resistance to hot offset deteriorates. As the viscosity of the toner binder, the temperature (Tη) at 1000 poise at a measurement frequency of 20 Hz is usually 180 ° C. or lower, preferably 90 to 160 ° C. If it exceeds 180 ° C., the low-temperature fixability deteriorates. That is, TG ′ is preferably higher than Tη from the viewpoint of achieving both low temperature fixability and hot offset resistance. In other words, the difference between TG ′ and Tη (TG′−Tη) is preferably 0 ° C. or more. More preferably, it is 10 degreeC or more, Most preferably, it is 20 degreeC or more. The upper limit of the difference is not particularly limited. Further, from the viewpoint of achieving both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability, the difference between Tη and Tg is preferably 0 to 100 ° C. More preferably, it is 10-90 degreeC, Most preferably, it is 20-80 degreeC.
[0035]
(Coloring agent)
As the coloring agent of the present invention, all known dyes and pigments can be used. For example, carbon black, nigrosine dye, iron black, naphthol yellow S, Hansa yellow (10G, 5G, G), cadmium yellow, yellow iron oxide , Ocher, yellow lead, titanium yellow, polyazo yellow, oil yellow, Hansa Yellow (GR, A, RN, R), Pigment Yellow L, Benzidine Yellow (G, GR), Permanent Yellow (NCG), Vulcan Fast Yellow ( 5G, R), Tartrazine Lake, Quinoline Yellow Lake, Anthrazan Yellow BGL, Isoindolinone Yellow, Bengala, Red Dan, Lead Zhu, Cadmium Red, Cadmium Mercury Red, Antimon Zhu, Permanent Red 4R, Para Red , Fais red, parachlorol Nitroaniline Red, Resol Fast Scarlet G, Brilliant Fast Scarlet, Brilliant Carmine B, Permanent Red (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), Fast Scarlet VD, Belkan Fast Rubin B, Brilliant Scarlet G, Resol Rubin GX, Permanent Red F5R, Brilliant Carmine 6B, Pigment Scarlet 3B, Bordeaux 5B, Tolujing Maroon, Permanent Bordeaux F2K, Helio Bordeaux BL, Bordeaux 10B, Bon Maroon Light, Bon Maroon Medium, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Rhodamine Lake Y, Alizarin Lake , Thioindigo red B, thioindigo maroon, oil red, quinacridone red, pyrazolone , Polyazo red, chrome vermillion, benzidine orange, perinone orange, oil orange, cobalt blue, cerulean blue, alkali blue rake, peacock blue rake, Victoria blue rake, metal free phthalocyanine blue, phthalocyanine blue, fast sky blue, in Dunslen Blue (RS, BC), Indigo, Ultramarine Blue, Bitumen, Anthraquinone Blue, Fast Violet B, Methyl Violet Lake, Cobalt Purple, Manganese Purple, Dioxane Violet, Anthraquinone Violet, Chrome Green, Zinc Green, Chrome Oxide, Pyridian, Emerald Green, Pigment Green B, Naphthol Green B, Green Gold, Acid Green Lake, Malachite Green Lake Phthalocyanine green, anthraquinone green, titanium oxide, zinc white, litbon and mixtures thereof can be used.
The content of the colorant is usually 1 to 15% by weight, preferably 3 to 10% by weight, based on the toner.
[0036]
The colorant used in the present invention can also be used as a master batch combined with a resin.
As the binder resin to be kneaded together with the production of the masterbatch or the masterbatch, in addition to the modified and unmodified polyester resins mentioned above, styrene such as polystyrene, poly p-chlorostyrene, polyvinyltoluene, and polymers of substituted products thereof; Styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer, styrene-vinylnaphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer Styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene-α- Chloromethyl methacrylate copolymer, Tylene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-malein Styrene copolymers such as acid ester copolymers; polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin, polyurethane, polyamide, polyvinyl butyral, poly Acrylic resin, rosin, modified rosin, terpene resin, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resin, aromatic petroleum resin, chlorinated paraffin, paraffin wax, etc. The
[0037]
The masterbatch can be obtained by mixing and kneading a resin for a masterbatch and a colorant with a high shearing force to obtain a masterbatch. In this case, an organic solvent can be used in order to enhance the interaction between the colorant and the resin. Also, a so-called flushing method called watering paste containing water of a colorant is mixed and kneaded together with a resin and an organic solvent, and the colorant is transferred to the resin side to remove moisture and organic solvent components. Since it can be used as it is, it does not need to be dried and is preferably used. For mixing and kneading, a high shear dispersion device such as a three-roll mill is preferably used.
[0038]
(Release agent)
Further, a wax may be contained together with the toner binder and the colorant. In the present invention, known waxes can be used, and examples thereof include polyolefin wax (polyethylene wax, polypropylene wax, etc.); long chain hydrocarbon (paraffin wax, sasol wax, etc.); carbonyl group-containing wax. Of these, carbonyl group-containing waxes are preferred. Carbonyl group-containing waxes include polyalkanoic acid esters (carnauba wax, montan wax, trimethylolpropane tribehenate, pentaerythritol tetrabehenate, pentaerythritol diacetate dibehenate, glycerin tribehenate, 1,18 -Octadecanediol distearate, etc.); polyalkanol esters (trimellitic acid tristearyl, distearyl maleate, etc.); polyalkanoic acid amides (ethylenediamine dibehenyl amide, etc.); polyalkylamides (trimellitic acid tristearyl amide, etc.) And dialkyl ketones (such as distearyl ketone). Among these carbonyl group-containing waxes, polyalkanoic acid esters are preferred.
The melting point of the wax used in the present invention is usually 40 to 160 ° C, preferably 50 to 120 ° C, more preferably 60 to 90 ° C. A wax having a melting point of less than 40 ° C. has an adverse effect on heat resistant storage stability, and a wax having a melting point of more than 160 ° C. tends to cause a cold offset when fixing at a low temperature. Further, the melt viscosity of the wax is preferably 5 to 1000 cps, more preferably 10 to 100 cps as a measured value at a temperature 20 ° C. higher than the melting point. Waxes exceeding 1000 cps have poor effects for improving hot offset resistance and low-temperature fixability.
The content of the wax in the toner is usually 0 to 40% by weight, preferably 3 to 30% by weight.
[0039]
(Charge control agent)
The toner of the present invention may contain a charge control agent as necessary. All known charge control agents can be used, such as nigrosine dyes, triphenylmethane dyes, chromium-containing metal complex dyes, molybdate chelate pigments, rhodamine dyes, alkoxy amines, quaternary ammonium salts (fluorine-modified). Quaternary ammonium salts), alkylamides, phosphorus simple substances or compounds, tungsten simple substances or compounds, fluorine-based activators, salicylic acid metal salts, and metal salts of salicylic acid derivatives. Specifically, Nitronine-based dye Bontron 03, quaternary ammonium salt Bontron P-51, metal-containing azo dye Bontron S-34, oxynaphthoic acid metal complex E-82, salicylic acid metal complex E- 84, E-89 of phenol-based condensate (above, manufactured by Orient Chemical Industries), TP-302, TP-415 of quaternary ammonium salt molybdenum complex (above, manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), quaternary ammonium Copy charge PSY VP2038 of salt, copy blue PR of triphenylmethane derivative, copy charge of quaternary ammonium salt NEG VP2036, copy charge NX VP434 (manufactured by Hoechst), LRA-901, LR-147 which is a boron complex (Nippon Carlit), copper phthalocyanine, perylene, quinaclide And azo pigments, and other high molecular compounds having a functional group such as a sulfonic acid group, a carboxyl group, and a quaternary ammonium salt.
[0040]
In the present invention, the amount of charge control agent used is determined uniquely by the type of toner binder resin, the presence or absence of additives used as necessary, and the toner production method including the dispersion method, and is uniquely limited. However, it is preferably used in the range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner binder resin. More preferably, the range of 0.2 to 5 parts by weight is good. When the amount exceeds 10 parts by weight, the chargeability of the toner is too high, the effect of the main charge control agent is reduced, the electrostatic attractive force with the developing roller is increased, the flowability of the developer is reduced, and the image density is reduced. Incurs a decline. These charge control agents can be dissolved and dispersed after being melt-kneaded with a masterbatch and resin, and of course, they can be added directly when dissolved and dispersed in an organic solvent, or fixed on the toner surface after preparation of toner particles. May be.
[0041]
(Resin fine particles)
As the resin fine particles (B) used in the present invention, any resin can be used as long as it is a resin capable of forming an aqueous dispersion, and a thermoplastic resin or a thermosetting resin may be used. For example, a vinyl resin, a polyurethane resin, Examples thereof include epoxy resins, polyester resins, polyamide resins, polyimide resins, silicon resins, phenol resins, melamine resins, urea resins, aniline resins, ionomer resins, and polycarbonate resins. As the resin fine particles, two or more of the above resins may be used in combination. Of these, vinyl resins, polyurethane resins, epoxy resins, polyester resins, and combinations thereof are preferred because an aqueous dispersion of fine spherical resin particles is easily obtained.
[0042]
The vinyl resin is a polymer obtained by homopolymerization or copolymerization of a vinyl monomer, such as a styrene- (meth) acrylate resin, a styrene-butadiene copolymer, a (meth) acrylic acid-acrylate polymer, Examples include styrene-acrylonitrile copolymers, styrene-maleic anhydride copolymers, styrene- (meth) acrylic acid copolymers, and the like.
[0043]
The average particle size of the resin fine particles used in the present invention is preferably 5 to 2000 nm. When the average particle size is smaller than 5 nm, the particles are not easily combined, and when the average particle size is larger than 2000 nm, side effects such as fixing inhibition are large.
[0044]
(External additive)
As the external additive for assisting the fluidity, developability and chargeability of the colored particles which are the toner base particles obtained in the present invention, inorganic fine particles can be preferably used. The primary particle diameter of the inorganic fine particles is preferably 5 mμ to 2 μm, and particularly preferably 5 mμ to 500 mμ. The specific surface area according to the BET method is 20 to 500 m.2/ G is preferable.
The proportion of the inorganic fine particles used is preferably 0.01 to 5% by weight of the toner, and particularly preferably 0.01 to 2.0% by weight.
Specific examples of the inorganic fine particles include, for example, silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, tin oxide, quartz sand, clay, mica, wollastonite, diatomaceous earth. Examples include soil, chromium oxide, cerium oxide, bengara, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, and silicon nitride.
[0045]
In addition, polymer fine particles such as polystyrene obtained by soap-free emulsion polymerization, suspension polymerization and dispersion polymerization, methacrylic acid ester and acrylic acid ester copolymer, polycondensation system such as silicone, benzoguanamine and nylon, thermosetting resin And polymer particles.
[0046]
Such a fluidizing agent can be surface-treated to increase hydrophobicity and prevent deterioration of flow characteristics and charging characteristics even under high humidity. For example, silane coupling agents, silylating agents, silane coupling agents having an alkyl fluoride group, organic titanate coupling agents, aluminum coupling agents, silicone oils, modified silicone oils and the like are preferable surface treatment agents. .
[0047]
A cleaning property improving agent for removing the developer after transfer remaining on the photoreceptor or the primary transfer medium may be included. Examples of the cleaning property improving agent include fatty acids such as zinc stearate, calcium stearate, and stearic acid. Examples thereof include polymer fine particles produced by soap-free emulsion polymerization of metal salts such as polymethyl methacrylate fine particles and polystyrene fine particles. The polymer fine particles preferably have a relatively narrow particle size distribution and a volume average particle size of 0.01 to 1 μm.
[0048]
(Production method)
The toner binder can be produced by the following method.
The polyol (1) and the polycarboxylic acid (2) are heated to 150 to 280 ° C. in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxytitanate or dibutyltin oxide, and the generated water is distilled off if necessary under reduced pressure. Thus, a polyester having a hydroxyl group is obtained. Next, this is reacted with polyisocyanate (3) at 40 to 140 ° C. to obtain a prepolymer (A) having an isocyanate group. Further, (A) is reacted with amines (B) at 0 to 140 ° C. to obtain a polyester resin (i) modified with a urea bond. When reacting (3) and reacting (A) and (B), a solvent may be used as necessary. Usable solvents include aromatic solvents (toluene, xylene, etc.); ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.); esters (ethyl acetate, etc.); amides (dimethylformamide, dimethylacetamide, etc.) and ethers And those inert to the isocyanate (3), such as tetrahydrofuran (such as tetrahydrofuran). When the polyester resin (ii) that is not modified with a urea bond is used in combination, (ii) is produced in the same manner as the polyester having a hydroxyl group, and this is dissolved in the solution after completion of the reaction of (i), Mix.
[0049]
The dry toner of the present invention can be produced by the following method, but is not limited thereto.
(Toner production method in aqueous medium)
As an aqueous medium used in the present invention, water alone may be used, but a solvent miscible with water may be used in combination. Examples of the miscible solvent include alcohol (methanol, isopropanol, ethylene glycol, etc.), dimethylformamide, tetrahydrofuran, cellosolves (methyl cellosolve, etc.), lower ketones (acetone, methyl ethyl ketone, etc.) and the like.
[0050]
The toner particles may be formed by reacting a dispersion made of a prepolymer (A) having an isocyanate group in an aqueous medium with (B), or using a urea-modified polyester resin (i) produced in advance. Also good.
As a method for stably forming a dispersion comprising a urea-modified polyester resin (i) or a prepolymer (A) in an aqueous medium, the urea-modified polyester resin (i) or the prepolymer (A) is formed in an aqueous medium. Examples thereof include a method of adding a toner raw material composition and dispersing it by shearing force. The prepolymer (A) and other toner compositions (hereinafter referred to as toner raw materials), a colorant, a colorant master batch, a release agent, a charge control agent, an unmodified polyester resin (ii), etc. However, it is more preferable to mix the toner raw materials in advance and then add and disperse the mixture in the aqueous medium. In the present invention, other toner materials such as a colorant, a release agent, and a charge control agent do not necessarily have to be mixed when forming particles in an aqueous medium, but after the particles are formed. , May be added. For example, after forming particles containing no colorant, the colorant can be added by a known dyeing method.
[0051]
The dispersion method is not particularly limited, and known equipment such as a low-speed shear method, a high-speed shear method, a friction method, a high-pressure jet method, and an ultrasonic wave can be applied. In order to make the particle size of the dispersion 2 to 20 μm, a high-speed shearing type is preferable. When a high-speed shearing disperser is used, the rotational speed is not particularly limited, but is usually 1000 to 30000 rpm, preferably 5000 to 20000 rpm. The dispersion time is not particularly limited, but in the case of a batch method, it is usually 0.1 to 5 minutes. The temperature during dispersion is usually 0 to 150 ° C. (under pressure), preferably 40 to 98 ° C. Higher temperatures are preferable in that the dispersion of the urea-modified polyester resin (i) or the prepolymer (A) has a low viscosity and is easily dispersed.
[0052]
The amount of the aqueous medium used is usually 50 to 2000 parts by weight, preferably 100 to 1000 parts by weight, based on 100 parts by weight of the toner composition containing the urea-modified polyester resin (i) and the prepolymer (A). If the amount is less than 50 parts by weight, the dispersion state of the toner composition is poor, and toner particles having a predetermined particle diameter cannot be obtained. If it exceeds 20000 parts by weight, it is not economical. Moreover, a dispersing agent can also be used as needed. It is preferable to use a dispersant because the particle size distribution becomes sharp and the dispersion is stable.
[0053]
In the process of synthesizing the urea-modified polyester resin (i) from the prepolymer (A), the amine (B) may be added and reacted before the toner composition is dispersed in the aqueous medium, or may be dispersed in the aqueous medium. Then, amines (B) may be added to cause a reaction from the particle interface. In this case, the urea-modified polyester resin (i) is preferentially generated on the surface of the toner to be produced, and a concentration gradient can be provided inside the particles.
[0054]
Anionic surfactants such as alkylbenzene sulfonates, α-olefin sulfonates, phosphates, etc., alkylamines as dispersants for emulsifying and dispersing the oily phase in which the toner composition is dispersed in a liquid containing water Amine salts such as salts, amino alcohol fatty acid derivatives, polyamine fatty acid derivatives, imidazoline, alkyltrimethylammonium salts, dialkyldimethylammonium salts, alkyldimethylbenzylammonium salts, pyridinium salts, alkylisoquinolinium salts, benzethonium chloride, etc. Nonionic surfactants such as quaternary ammonium salt type cationic surfactants, fatty acid amide derivatives, polyhydric alcohol derivatives, such as alanine, dodecyldi (aminoethyl) glycine, di (octylaminoethyl) glycine and N-alkyl N, amphoteric surfactants such as N- dimethyl ammonium betaine and the like.
[0055]
Further, by using a surfactant having a fluoroalkyl group, the effect can be obtained in a very small amount. Preferred anionic surfactants having a fluoroalkyl group include fluoroalkyl carboxylic acids having 2 to 10 carbon atoms and metal salts thereof, disodium perfluorooctanesulfonyl glutamate, 3- [omega-fluoroalkyl (C6-C11 ) Oxy] -1-alkyl (C3-C4) sodium sulfonate, 3- [omega-fluoroalkanoyl (C6-C8) -N-ethylamino] -1-propanesulfonic acid sodium, fluoroalkyl (C11-C20) carvone Acids and metal salts, perfluoroalkylcarboxylic acids (C7 to C13) and metal salts thereof, perfluoroalkyl (C4 to C12) sulfonic acids and metal salts thereof, perfluorooctanesulfonic acid diethanolamide, N-propyl-N- ( 2-hydroxyethyl) -Fluorooctanesulfonamide, perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt, perfluoroalkyl (C6-C10) -N-ethylsulfonylglycine salt, monoperfluoroalkyl (C6-C16) ethyl phosphate, etc. Is mentioned.
[0056]
Product names include Surflon S-111, S-112, S-113 (Asahi Glass Co., Ltd.), Florard FC-93, FC-95, FC-98, FC-129 (Sumitomo 3M Co., Ltd.), Unidyne DS-101. DS-102 (Daikin Kogyo Co., Ltd.), Mega-Fac F-l0, F-l20, F-113, F-191, F-812, F-833 (Dainippon Ink Co., Ltd.), Xtop EF-102 , 103, 104, 105, 112, 123A, 123B, 306A, 501, 201, 204 (manufactured by Tochem Products), and Fagento F-100, F150 (manufactured by Neos).
[0057]
Examples of cationic surfactants include aliphatic primary, secondary or secondary amine acids having a fluoroalkyl group, aliphatic quaternary ammonium salts such as perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt, benza Luconium salt, benzethonium chloride, pyridinium salt, imidazolinium salt, trade names include Surflon S-121 (manufactured by Asahi Glass), Florard FC-135 (manufactured by Sumitomo 3M), Unidyne DS-202 (manufactured by Daikin Industries) , Megafac F-150, F-824 (Dainippon Ink Co., Ltd.), Xtop EF-132 (Tochem Products Co., Ltd.), Footgent F-300 (Neos Co., Ltd.), and the like.
[0058]
Further, tricalcium phosphate, calcium carbonate, titanium oxide, colloidal silica, hydroxyapatite and the like can be used as an inorganic compound dispersant which is hardly soluble in water.
[0059]
Further, the dispersed droplets may be stabilized by a polymer protective colloid. For example, acrylic acid, methacrylic acid, α-cyanoacrylic acid, α-cyanomethacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, fumaric acid, maleic acid or maleic anhydride and other (meth) acrylic monomers containing hydroxyl groups Bodies such as β-hydroxyethyl acrylate, β-hydroxyethyl methacrylate, β-hydroxypropyl acrylate, β-hydroxypropyl methacrylate, γ-hydroxypropyl acrylate, γ-hydroxypropyl methacrylate, 3-acrylate Chloro-2-hydroxypropyl, 3-chloro-2-hydroxypropyl methacrylate, diethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, glycerol monoacrylate, glycerol monomethacrylate, N -Methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, etc., vinyl alcohol or ethers with vinyl alcohol, such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl propyl ether, etc., or esters of compounds containing vinyl alcohol and carboxyl groups, such as Vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, etc., acrylamide, methacrylamide, diacetone acrylamide or their methylol compounds, acid chlorides such as acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, vinyl pyridine, vinyl pyrrolidone, vinyl imidazole, ethylene imine, etc. Homopolymers or copolymers such as those having a nitrogen atom or a heterocyclic ring thereof, polyoxyethylene, polyoxypropylene, Oxyethylene alkylamine, polyoxypropylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, polyoxypropylene alkylamide, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene lauryl phenyl ether, polyoxyethylene stearyl phenyl ester, polyoxyethylene nonyl phenyl ester Polyoxyethylenes such as, celluloses such as methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose can be used.
[0060]
In addition, when an acid such as calcium phosphate salt or an alkali-soluble substance is used as the dispersion stabilizer, the calcium phosphate salt is removed from the fine particles by a method such as dissolving the calcium phosphate salt with an acid such as hydrochloric acid and washing with water. To do. It can also be removed by operations such as enzymatic degradation.
[0061]
When a dispersant is used, the dispersant may remain on the surface of the toner particles, but it is preferable from the charged surface of the toner that the dispersant is washed and removed after the elongation and / or crosslinking reaction.
[0062]
Furthermore, in order to lower the viscosity of the toner composition, a solvent in which the urea-modified polyester resin (i) or the prepolymer (A) is soluble can be used. The use of a solvent is preferable in that the particle size distribution becomes sharp. The solvent is preferably volatile with a boiling point of less than 100 ° C. from the viewpoint of easy removal. Examples of the solvent include toluene, xylene, benzene, carbon tetrachloride, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, trichloroethylene, chloroform, monochlorobenzene, dichloroethylidene, methyl acetate, ethyl acetate, Methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and the like can be used alone or in combination of two or more. In particular, aromatic solvents such as toluene and xylene and halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, 1,2-dichloroethane, chloroform, and carbon tetrachloride are preferable. The usage-amount of the solvent with respect to 100 parts of prepolymers (A) is 0-300 parts normally, Preferably it is 0-100 parts, More preferably, it is 25-70 parts. When a solvent is used, it is removed by heating under normal pressure or reduced pressure after the elongation and / or crosslinking reaction.
[0063]
The elongation and / or cross-linking reaction time is selected depending on the reactivity of the isocyanate group structure of the prepolymer (A) and the amines (B), but is usually 10 minutes to 40 hours, preferably 2 to 24 hours. is there. The reaction temperature is generally 0 to 150 ° C, preferably 40 to 98 ° C. Moreover, a well-known catalyst can be used as needed. Specific examples include dibutyltin laurate and dioctyltin laurate.
[0064]
In order to remove the organic solvent from the obtained emulsified dispersion, a method in which the temperature of the entire system is gradually raised to completely evaporate and remove the organic solvent in the droplets can be employed. Alternatively, the emulsified dispersion can be sprayed into a dry atmosphere to completely remove the water-insoluble organic solvent in the droplets to form toner fine particles, and the aqueous dispersant can be removed by evaporation together. . As a dry atmosphere in which the emulsified dispersion is sprayed, a gas obtained by heating air, nitrogen, carbon dioxide gas, combustion gas, or the like, in particular, various air currents heated to a temperature equal to or higher than the boiling point of the highest boiling solvent used is generally used. Sufficient quality can be obtained with a short treatment such as spray dryer, belt dryer or rotary kiln.
[0065]
When the particle size distribution at the time of emulsification dispersion is wide and washing and drying processes are performed while maintaining the particle size distribution, the particle size distribution can be adjusted by classifying into a desired particle size distribution.
In the classification operation, the fine particle portion can be removed in the liquid by a cyclone, a decanter, centrifugation, or the like. Of course, the classification operation may be performed after obtaining the powder as a powder after drying. The unnecessary fine particles or coarse particles obtained can be returned to the kneading step and used for the formation of particles. At that time, fine particles or coarse particles may be wet.
[0066]
The dispersant used is preferably removed from the obtained dispersion as much as possible, but it is preferable to carry out it simultaneously with the classification operation described above.
[0067]
By mixing the resulting dried toner powder with dissimilar particles such as release agent fine particles, charge control fine particles, fluidizing agent fine particles, and colorant fine particles, or by giving mechanical impact force to the mixed powder By immobilizing and fusing on the surface, it is possible to prevent detachment of the foreign particles from the surface of the resulting composite particle.
Specific means include a method of applying an impact force to the mixture by blades rotating at high speed, a method of injecting and accelerating the mixture in a high-speed air stream, and causing particles or composite particles to collide with an appropriate collision plate, etc. is there. As equipment, Ong mill (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.), I-type mill (manufactured by Nippon Pneumatic Co., Ltd.) is modified to reduce the grinding air pressure, hybridization system (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), kryptron system (Made by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.), automatic mortar and the like.
[0068]
(Carrier for two components)
When the toner of the present invention is used for a two-component developer, it may be used by mixing with a magnetic carrier, and the content ratio of the carrier and the toner in the developer is 1 to 10 weights of toner with respect to 100 parts by weight of the carrier. Part is preferred. As the magnetic carrier, conventionally known ones such as iron powder, ferrite powder, magnetite powder, magnetic resin carrier having a particle diameter of about 20 to 200 μm can be used.
Examples of the coating material include amino resins such as urea-formaldehyde resin, melamine resin, benzoguanamine resin, urea resin, polyamide resin, and epoxy resin. Polyvinyl and polyvinylidene resins such as acrylic resins, polymethyl methacrylate resins, polyacrylonitrile resins, polyvinyl acetate resins, polyvinyl alcohol resins, polyvinyl butyral resins, polystyrene resins and styrene acrylic copolymer resins, Halogenated olefin resin such as vinyl, polyester resin such as polyethylene terephthalate resin and polybutylene terephthalate resin, polycarbonate resin, polyethylene resin, polyvinyl fluoride resin, polyvinylidene fluoride resin, polytrifluoroethylene resin, polyhexafluoro Propylene resin, copolymer of vinylidene fluoride and acrylic monomer, copolymer of vinylidene fluoride and vinyl fluoride, tetrafluoroethylene and vinylidene fluoride And fluoro such as terpolymers of non-fluoride monomers including, and silicone resins.
Moreover, you may contain electrically conductive powder etc. in coating resin as needed. As the conductive powder, metal powder, carbon black, titanium oxide, tin oxide, zinc oxide or the like can be used. These conductive powders preferably have an average particle diameter of 1 μm or less. When the average particle diameter is larger than 1 μm, it becomes difficult to control electric resistance.
[0069]
The toner of the present invention can also be used as a one-component magnetic toner that does not use a carrier or a non-magnetic toner.
[0070]
【Example】
EXAMPLES The present invention will be further described below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. Hereinafter, a part shows a weight part.
[0071]
[Example 1]
~ Synthesis of organic fine particle emulsion ~
In a reaction vessel equipped with a stir bar and a thermometer, 683 parts of water, 11 parts of sodium salt of ethylene oxide methacrylate adduct sulfate (Eleminol RS-30: manufactured by Sanyo Chemical Industries), 138 parts of styrene, 138 parts of methacrylic acid, When 1 part of ammonium persulfate was charged and stirred at 400 rpm for 15 minutes, a white emulsion was obtained. The system was heated to raise the system temperature to 75 ° C. and reacted for 5 hours. Further, 30 parts of a 1% ammonium persulfate aqueous solution was added, and the mixture was aged at 75 ° C. for 5 hours, and an aqueous dispersion of a vinyl resin (a copolymer of styrene-methacrylic acid-methacrylic acid ethylene oxide adduct sulfate sodium salt) [fine particles Dispersion 1] was obtained. The volume average particle diameter of the [fine particle dispersion 1] measured by LA-920 was 0.14 μm. A portion of [Fine Particle Dispersion 1] was dried to isolate the resin component. The resin content Tg was 152 ° C.
[0072]
-Adjustment of aqueous phase-
990 parts of water, 80 parts of [fine particle dispersion 1], 40 parts of 48.5% aqueous solution of sodium dodecyl diphenyl ether disulfonate (Eleminol MON-7): Sanyo Kasei Kogyo Co., Ltd. and 90 parts of ethyl acetate were mixed and stirred. A liquid was obtained. This is designated as [Aqueous Phase 1].
The SP value of this [aqueous phase 1] was 10.5.
[0073]
~ Synthesis of low molecular weight polyester ~
In a reaction vessel equipped with a condenser, a stirrer and a nitrogen inlet tube, 220 parts of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct, 561 parts of bisphenol A propylene oxide 3-mole adduct, 218 parts of terephthalic acid, 48 parts of adipic acid and dibutyl Add 2 parts of tin oxide, react for 8 hours at 230 ° C. under normal pressure, and further react for 5 hours under reduced pressure of 10-15 mmHg, then add 45 parts of trimellitic anhydride into the reaction vessel and add 2 parts at 180 ° C. under normal pressure. The reaction was performed for a while to obtain [Low molecular weight polyester 1]. [Low molecular polyester 1] had a number average molecular weight of 2500, a weight average molecular weight of 6700, a Tg of 43 ° C., and an acid value of 25.
[0074]
~ Synthesis of prepolymer ~
In a reaction vessel equipped with a cooling pipe, a stirrer and a nitrogen introduction pipe, 682 parts of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct, 81 parts of bisphenol A propylene oxide 2-mole adduct, 283 parts of terephthalic acid, trimellitic anhydride 22 And 2 parts of dibutyltin oxide were added, reacted at 230 ° C. under normal pressure for 8 hours, and further reacted for 5 hours at a reduced pressure of 10 to 15 mmHg to obtain [Intermediate Polyester 1]. [Intermediate Polyester 1] had a number average molecular weight of 2,100, a weight average molecular weight of 9,500, Tg of 55 ° C., an acid value of 0.5, and a hydroxyl value of 49.
Next, 411 parts of [Intermediate polyester 1], 89 parts of isophorone diisocyanate, and 500 parts of ethyl acetate are placed in a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer and a nitrogen introduction tube, and reacted at 100 ° C. for 5 hours. Polymer 1] was obtained. [Prepolymer 1] had a free isocyanate weight% of 1.53%.
The SP value of [Prepolymer 1] was 10.6.
[0075]
~ Synthesis of ketimine ~
In a reaction vessel equipped with a stirrer and a thermometer, 170 parts of isophoronediamine and 75 parts of methyl ethyl ketone were charged and reacted at 50 ° C. for 5 hours to obtain [ketimine compound 1]. The amine value of [ketimine compound 1] was 418.
[0076]
~ Master batch synthesis ~
Pigment: Carbon black (Cabot Corporation Legal 400R): 40 parts
Binder resin: Polyester resin (Sanyo Kasei RS-801 acid value 10, Mw 20000 Tg, 64 ° C.): 60 parts
Water: 30 parts
The raw materials were mixed with a Henschel mixer to obtain a mixture in which water was soaked into the pigment aggregate. This was kneaded for 45 minutes with two rolls set at a roll surface temperature of 130 ° C. and pulverized to a size of 1 mmφ with a pulverizer to obtain [Masterbatch 1]. Next, using this master batch pigment, a toner was prepared by the following method.
[0077]
~ Creation of oil phase ~
In a container equipped with a stirrer and a thermometer, 378 parts of [Low molecular weight polyester 1], 110 parts of Carnauba WAX, 22 parts of CCA (salicylic acid metal complex E-84: Orient Chemical Industry), and 947 parts of ethyl acetate were charged with stirring. The temperature was raised to 0 ° C., kept at 80 ° C. for 5 hours, and then cooled to 30 ° C. in 1 hour. Next, 500 parts of [Masterbatch 1] and 500 parts of ethyl acetate were charged in a container and mixed for 1 hour to obtain [Raw material solution 1].
[Raw material solution 1] 1324 parts are transferred to a container, and using a bead mill (Ultra Visco Mill, manufactured by Imex Co., Ltd.), a liquid feeding speed of 1 kg / hr, a disk peripheral speed of 6 m / sec, and 0.5 mm zirconia beads are 80% by volume. Carbon black and WAX were dispersed under conditions of filling and 3 passes. Next, 1324 parts of a 65% ethyl acetate solution of [low molecular weight polyester 1] was added, followed by one pass with a bead mill under the above conditions to obtain [Pigment / WAX Dispersion 1]. The solid content concentration of [Pigment / WAX Dispersion 1] (130 ° C., 30 minutes) was 50%.
[0078]
~ Emulsification⇒Desolvation ~
[Pigment / WAX Dispersion 1] 648 parts, [Prepolymer 1] 154 parts, [Ketimine Compound 1] 6.6 parts in a container, and TK homomixer (made by Tokushu Kika) at 5,000 rpm for 1 minute After mixing, 1200 parts of [Aqueous phase 1] was added to the container, and mixed with a TK homomixer at 13,000 rpm for 20 minutes to obtain [Emulsion slurry 1].
[Emulsion slurry 1] was put into a container equipped with a stirrer and a thermometer, and after removing the solvent at 30 ° C for 8 hours, aging was carried out at 45 ° C for 4 hours to obtain [Dispersion slurry 1]. [Dispersion Slurry 1] had a volume average particle size of 5.95 μm and a number average particle size of 5.45 μm (measured with Multisizer II).
[0079]
~ Washing⇒Drying ~
[Emulsified slurry 1] After 100 parts were filtered under reduced pressure,
{Circle around (1)} 100 parts of ion-exchanged water was added to the filter cake, mixed with a TK homomixer (rotation speed: 12,000 rpm for 10 minutes), and then filtered.
(2): Add 100 parts of 10% aqueous sodium hydroxide to the filter cake of (1), apply ultrasonic vibration, mix with TK homomixer (30 minutes at 12,000 rpm), and then filter under reduced pressure. . This ultrasonic alkali cleaning was performed again (two ultrasonic alkali cleanings).
(3): 100 parts of 10% hydrochloric acid was added to the filter cake of (2), mixed with a TK homomixer (10 minutes at 12,000 rpm), and then filtered.
(4): Add 300 parts of ion-exchanged water to the filter cake of (3), mix with a TK homomixer (10 minutes at 12,000 rpm) and filter twice to obtain [Filter cake 1]. It was.
[Filter cake 1] was dried at 45 ° C. for 48 hours in a circulating drier, sieved with a mesh opening of 75 μm, volume average particle diameter Dv 6.03 μm, number average particle diameter Dn 5.52 μm, Dv / Dn 1.09 (multiple [Toner 1] having a resin fine particle residual ratio of 0.1% by weight was obtained.
The difference between the SP value of the toner component (A) of this toner and the SP value of the resin fine particles (B) is (the SP value of [Prepolymer 1] is 10.6, and the SP value of [Aqueous Phase 1] is 10.5. Therefore, it is 0.1.
[0080]
[Example 2]
~ Synthesis of organic fine particle emulsion ~
In a reaction vessel equipped with a stir bar and a thermometer, 683 parts of water, 11 parts of sodium salt of ethylene oxide methacrylate adduct sulfate (Eleminol RS-30: Sanyo Chemical Industries), 207 parts of styrene, 69 parts of methacrylic acid, When 1 part of ammonium persulfate was charged and stirred at 400 rpm for 15 minutes, a white emulsion was obtained. The system was heated to raise the system temperature to 75 ° C. and reacted for 5 hours. Further, 30 parts of a 1% ammonium persulfate aqueous solution was added, and the mixture was aged at 75 ° C. for 5 hours, and an aqueous dispersion of a vinyl resin (a copolymer of styrene-methacrylic acid-methacrylic acid ethylene oxide adduct sulfate sodium salt) [fine particles Dispersion 2] was obtained. The volume average particle diameter of [Fine Particle Dispersion 2] measured by LA-920 was 0.14 μm. A portion of [Fine Particle Dispersion 2] was dried to isolate the resin component. The resin content Tg was 150 ° C.
[0081]
-Adjustment of aqueous phase-
990 parts of water, 80 parts of [fine particle dispersion 2], 40 parts of 48.5% aqueous solution of sodium dodecyl diphenyl ether disulfonate (Eleminol MON-7: manufactured by Sanyo Chemical Industries) and 90 parts of ethyl acetate were mixed and stirred. A liquid was obtained. This is designated as [Aqueous Phase 2].
The SP value of this [aqueous phase 2] was 10.4.
[0082]
In Example 1, the same as in Example 1 except that [Aqueous Phase 2] was used instead of [Aqueous Phase 1], and the same as in Example 1 except that ultrasonic cleaning was performed once. [Toner 2] having a volume average particle diameter Dv of 6.07 μm, a number average particle diameter Dn of 5.50 μm, Dv / Dn of 1.10, and a resin fine particle residual ratio of 0.5% by weight was obtained.
The difference between the SP value of the toner component (A) of this toner and the SP value of the resin fine particles (B) is (SP value of [Prepolymer 1] is 10.6, SP value of [Aqueous Phase 2] is 10.4. Therefore, it is 0.2.
[0083]
[Example 3]
A toner was obtained in the same manner as in Example 1 except that 22 parts of CCA was not added when the oil phase was prepared in Example 1. To 100 parts of this toner, 0.5 part of CCA (salicylic acid metal complex E-84: Orient Chemical Co., Ltd.) was added and subjected to CCA injection treatment with a Q mixer (manufactured by Mitsui Mine), and the volume average particle diameter Dv was 5.80 μm. [Toner 3] having an average particle diameter Dn of 5.17 μm and Dv / Dn of 1.12 was obtained.
The difference between the SP value of the toner component (A) of this toner and the SP value of the resin fine particles (B) is (the SP value of [Prepolymer 1] is 10.6, and the SP value of [Aqueous Phase 1] is 10.5. Therefore, it is 0.1.
[0084]
[Example 4]
~ Synthesis of low molecular weight polyester ~
In a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer and a nitrogen introduction tube, 262 parts of bisphenol A ethylene oxide 2 mol adduct, 202 parts of bisphenol A propylene oxide 2 mol adduct, 236 parts of bisphenol A propylene oxide 3 mol adduct, 266 parts of terephthalic acid, 48 parts of adipic acid and 2 parts of dibutyltin oxide were added, reacted at 230 ° C. under normal pressure for 8 hours, and further reacted at 5-15 hours under reduced pressure of 10 to 15 mmHg. A portion was put and reacted at 180 ° C. and normal pressure for 2 hours to obtain [Low molecular weight polyester 2]. [Low molecular polyester 2] had a number average molecular weight of 2390, a weight average molecular weight of 6010, Tg of 62 ° C., and an acid value of 20.7.
[0085]
~ Creation of oil phase ~
A container equipped with a stir bar and a thermometer was charged with 378 parts of [Low molecular weight polyester 2], 110 parts of Carnauba WAX, 22 parts of CCA (salicylic acid metal complex E-84: Orient Chemical Industry), and 947 parts of ethyl acetate. The temperature was raised to 0 ° C., kept at 80 ° C. for 5 hours, and then cooled to 30 ° C. over 1 hour. Next, 500 parts of [Masterbatch 1] and 500 parts of ethyl acetate were added to the container, and mixed for 1 hour to obtain [Raw material solution 2].
[Raw material solution 2] 1324 parts are transferred to a container, and using a bead mill (Ultra Visco Mill, manufactured by Imex Co., Ltd.), a liquid feeding speed of 1 kg / hr, a disk peripheral speed of 6 m / sec, and 0.5 mm zirconia beads are 80% by volume. Carbon black and WAX were dispersed under conditions of filling and 3 passes. Next, 1324 parts of a 65% ethyl acetate solution of [low molecular weight polyester 2] was added, followed by one pass with a bead mill under the above conditions to obtain [Pigment / WAX Dispersion 2]. The solid content concentration of [Pigment / WAX Dispersion 2] (130 ° C., 30 minutes) was 52%.
[0086]
The volume average was obtained in the same manner as in Example 1 except that [Pigment / WAX Dispersion 1] was used instead of [Pigment / WAX Dispersion 1] in Example 1, and ultrasonic washing was not applied twice, and the alkali was washed twice. [Toner 4] having a particle diameter Dv of 6.30 μm, a number average particle diameter Dn of 5.68 μm, and Dv / Dn of 1.11 was obtained.
The difference between the SP value of the toner component (A) of this toner and the SP value of the resin fine particles (B) is (the SP value of [Prepolymer 1] is 10.6, and the SP value of [Aqueous Phase 1] is 10.5. Therefore, it is 0.1.
[0087]
[Example 5]
[Toner 5] having a volume average particle diameter Dv of 6.42 μm, a number average particle diameter of Dn of 5.44 μm, and Dv / Dn of 1.18 except that the ultrasonic wave in Example 1 was not applied and the alkali cleaning was performed once. ] Was obtained.
The difference between the SP value of the toner component (A) of this toner and the SP value of the resin fine particles (B) is (the SP value of [Prepolymer 1] is 10.6, and the SP value of [Aqueous Phase 1] is 10.5. Therefore, it is 0.1.
[0088]
[Example 6]
~ Synthesis of low molecular weight polyester ~
In a reaction vessel equipped with a condenser, a stirrer and a nitrogen introduction tube, 719 parts of bisphenol A propylene oxide 2-mol adduct, 274 parts of terephthalic acid, 48 parts of adipic acid and 2 parts of dibutyltin oxide are placed at 230 at normal pressure. After reacting at 8 ° C. for 8 hours and further reacting at a reduced pressure of 10 to 15 mmHg for 5 hours, 7 parts of trimellitic anhydride was added to the reaction vessel, and reacted at 180 ° C. and normal pressure for 2 hours. [Low molecular polyester 3] Got. [Low molecular polyester 3] had a number average molecular weight of 2290, a weight average molecular weight of 5750, a Tg of 65 ° C., and an acid value of 4.9.
[0089]
~ Creation of oil phase ~
In a container equipped with a stirrer and a thermometer, 378 parts of [Low molecular weight polyester 3], 110 parts of Carnauba WAX, 22 parts of CCA (salicylic acid metal complex E-84: Orient Chemical Industry), 947 parts of ethyl acetate were charged with stirring. The temperature was raised to 0 ° C., kept at 80 ° C. for 5 hours, and then cooled to 30 ° C. over 1 hour. Next, 500 parts of [Masterbatch 1] and 500 parts of ethyl acetate were added to the container and mixed for 1 hour to obtain [Raw material solution 3].
[Raw Material Solution 3] 1324 parts were transferred to a container, and using a bead mill (Ultra Visco Mill, manufactured by Imex Co., Ltd.), liquid feeding speed 1 kg / hr, disk peripheral speed 6 m / sec, 0.5 mm zirconia beads 80% by volume. Carbon black and WAX were dispersed under conditions of filling and 3 passes. Next, 1324 parts of a 65% ethyl acetate solution of [low molecular weight polyester 3] was added, followed by one pass with a bead mill under the above conditions to obtain [Pigment / WAX Dispersion 3]. The solid content concentration of [Pigment / WAX Dispersion 3] (130 ° C., 30 minutes) was 49%.
[0090]
Volume average was obtained in the same manner as in Example 1 except that [Pigment / WAX Dispersion 3] was used instead of [Pigment / WAX Dispersion 1] in Example 1, and ultrasonic washing was not applied, and alkali washing was performed 4 times. [Toner 6] having a particle diameter Dv 7.05 μm, a number average particle diameter Dn 5.64 μm, and Dv / Dn 1.25 was obtained.
The difference between the SP value of the toner component (A) of this toner and the SP value of the resin fine particles (B) is (the SP value of [Prepolymer 1] is 10.6, and the SP value of [Aqueous Phase 1] is 10.5. Therefore, it is 0.1.
[0091]
[Example 7]
Volume average was obtained in the same manner as in Example 1, except that [Pigment / WAX Dispersion 3] was used instead of [Pigment / WAX Dispersion 1] in Example 1, and ultrasonic washing was not applied twice and alkali washing was performed twice. [Toner 7] having a particle diameter Dv 7.05 μm, a number average particle diameter Dn 5.64 μm, and Dv / Dn 1.25 was obtained.
The difference between the SP value of the toner component (A) of this toner and the SP value of the resin fine particles (B) is (the SP value of [Prepolymer 1] is 10.6, and the SP value of [Aqueous Phase 1] is 10.5. Therefore, it is 0.1.
[0092]
[Example 8]
~ Synthesis of low molecular weight polyester ~
In a reaction vessel equipped with a condenser, a stirrer, and a nitrogen introduction tube, 121 parts of bisphenol A ethylene oxide 2 mol adduct, 64 parts of bisphenol A propylene oxide 2 mol adduct, 527 parts of bisphenol A propylene oxide 3 mol adduct, 246 parts of terephthalic acid, 48 parts of adipic acid and 2 parts of dibutyltin oxide were added, reacted at 230 ° C. under normal pressure for 8 hours, further reacted for 5 hours at a reduced pressure of 10-15 mmHg, and then trimellitic anhydride 42 was added to the reaction vessel. Part was added and reacted at 180 ° C. and normal pressure for 2 hours to obtain [Low molecular weight polyester 4]. [Low molecular polyester 4] had a number average molecular weight of 2500, a weight average molecular weight of 6190, Tg of 48 ° C., and an acid value of 25.2.
[0093]
~ Creation of oil phase ~
A container equipped with a stir bar and a thermometer was charged with 378 parts of [Low molecular polyester 4], 110 parts of Carnauba WAX, 22 parts of CCA (salicylic acid metal complex E-84: Orient Chemical Industry), and 947 parts of ethyl acetate. The temperature was raised to 0 ° C., kept at 80 ° C. for 5 hours, and then cooled to 30 ° C. over 1 hour. Next, 500 parts of [Masterbatch 1] and 500 parts of ethyl acetate were charged in a container and mixed for 1 hour to obtain [Raw material solution 4].
[Raw Material Solution 4] 1324 parts were transferred to a container, and using a bead mill (Ultra Visco Mill, manufactured by Imex Co., Ltd.), liquid feeding speed 1 kg / hr, disk peripheral speed 6 m / sec, 0.5 mm zirconia beads 80% by volume. Carbon black and WAX were dispersed under conditions of filling and 3 passes. Next, 1324 parts of a 65% ethyl acetate solution of [low molecular weight polyester 4] was added, followed by one pass with a bead mill under the above conditions to obtain [Pigment / WAX Dispersion 4]. The solid content concentration of [Pigment / WAX Dispersion 4] (130 ° C., 30 minutes) was 49%.
[0094]
The volume average particle diameter Dv is 4.80 μm and the number average particle diameter Dn4 is the same as in Example 1 except that [Pigment / WAX Dispersion 4] is used instead of [Pigment / WAX Dispersion 1] in Example 1. [Toner 8] of 00 μm and Dv / Dn 1.20 was obtained.
The difference between the SP value of the toner component (A) of this toner and the SP value of the resin fine particles (B) is (the SP value of [Prepolymer 1] is 10.6, and the SP value of [Aqueous Phase 1] is 10.5. Therefore, it is 0.1.
[0095]
Example 9
The volume average particle diameter was the same as in Example 1 except that [Pigment / WAX Dispersion 4] was used instead of [Pigment / WAX Dispersion 1] in Example 1, and ultrasonic cleaning was performed once. Dv 5.11 μm, number average particle diameter Dn 4.22 μm, and Dv / Dn 1.21 [Toner 9] were obtained.
The difference between the SP value of the toner component (A) of this toner and the SP value of the resin fine particles (B) is (the SP value of [Prepolymer 1] is 10.6, and the SP value of [Aqueous Phase 1] is 10.5. Therefore, it is 0.1.
[0096]
[Comparative Example 1]
~ Synthesis of organic fine particle emulsion ~
In a reaction vessel equipped with a stirrer and a thermometer, 683 parts of water, 11 parts of a sodium salt of ethylene oxide methacrylate adduct sulfate (Eleminol RS-30: manufactured by Sanyo Chemical Industries), 414 parts of polyethylene, and 1 part of ammonium persulfate The mixture was stirred and stirred at 400 rpm for 15 minutes to obtain a white emulsion. The system was heated to raise the system temperature to 75 ° C. and reacted for 5 hours. Further, 30 parts of a 1% ammonium persulfate aqueous solution was added, and the mixture was aged at 75 ° C. for 5 hours, and an aqueous dispersion of a resin (sodium salt copolymer of polyethylene-ethylene methacrylate / ethylene oxide adduct sulfate) [Comparative Example Fine Particle Dispersion 1] Got. The volume average particle diameter of [Comparative Example Fine Particle Dispersion 1] measured by LA-920 was 0.15 μm. A portion of [Comparative Example Fine Particle Dispersion 1] was dried to isolate the resin component. The resin content Tg was 147 ° C.
[0097]
-Adjustment of aqueous phase-
990 parts of water, 80 parts of [Comparative Fine Particle Dispersion 1], 40 parts of 48.5% aqueous solution of sodium dodecyl diphenyl ether disulfonate (Eleminol MON-7): Sanyo Chemical Industries, Ltd., 90 parts of ethyl acetate are mixed and stirred. A milky white liquid was obtained. This is designated as [Comparative Example Aqueous Phase 1].
The SP value of this [Comparative Example Aqueous Phase 1] was 8.6.
[0098]
In Example 1, the volume average particle diameter Dv was 6.30 μm and the number average particle diameter Dn was 5.65 μm in the same manner as in Example 1 except that the above [Comparative Example Water Phase 1] was used instead of [Water Phase 1]. [Comparative Toner 10] having a Dv / Dn of 1.12 and a resin fine particle residual ratio of 4.5% by weight was obtained.
The difference between the SP value of the toner component (A) of this toner and the SP value of the resin fine particles (B) (the SP value of [Prepolymer 1] is 10.6, and the SP value of [Comparative aqueous phase 1] is 8. 6), 2.0.
[0099]
[Comparative Example 2]
-Preparation of aqueous dispersion of wax particles-
1000 ml of distilled water degassed into a 4-head Kolben with a stirrer, temperature sensor, nitrogen inlet tube and cooling tube, 28.5 g of New Coal 565C (manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.), 1 (manufactured by Noda Wax Co., Ltd.) 185.5 g was added and the temperature was raised while stirring under a nitrogen stream. When the internal temperature was 85 ° C., a 5N aqueous sodium hydroxide solution was added and the temperature was raised to 75 ° C. as it was, followed by continuing heating and stirring as it was for 1 hour and cooling to room temperature to obtain [Wax Particle Aqueous Dispersion 1].
[0100]
-Preparation of aqueous colorant dispersion-
After adding 100 g of carbon black (trade name: Mogal L, manufactured by Cabot Corporation) and 25 g of sodium dodecyl sulfate to 540 ml of distilled water and sufficiently stirring, a pressure disperser (MINI-LAB: manufactured by Lani Corporation) was used. Dispersion was performed to obtain [Colorant Dispersion Liquid I].
[0101]
-Synthesis of aqueous binder fine particle dispersion-
A 1 L 4-head Kolben equipped with a stirrer, cooling tube, temperature sensor and nitrogen inlet tube is 480 ml of distilled water, 0.6 g of sodium dodecyl sulfate, 106.4 g of styrene, 43.2 g of n-butyl acrylate, 10.4 g of methacrylic acid. The mixture was heated to 70 ° C. under a nitrogen stream while stirring. Here, an initiator aqueous solution in which 2.1 g of potassium persulfate was dissolved in 120 ml of distilled water was added, and the mixture was stirred at 70 ° C. for 3 hours under a nitrogen stream to complete the polymerization, and then cooled to room temperature. A fine particle dispersion 1] was obtained.
[0102]
A 5 L 4-head Kolben equipped with a stirrer, a condenser, a temperature sensor and a nitrogen inlet tube was used in 2400 ml of distilled water, 2.8 g of sodium dodecyl sulfate, 620 g of styrene, 128 g of n-butyl acrylate, 52 g of methacrylic acid and tert-dodecyl mercaptan 27 The temperature was raised to 70 ° C. under a nitrogen stream while adding 4 g and stirring. Here, an initiator aqueous solution in which 11.2 g of potassium persulfate was dissolved in 600 ml of distilled water was added, and the mixture was stirred at 70 ° C. for 3 hours under a nitrogen stream to complete the polymerization, and then cooled to room temperature. A fine particle dispersion 2] was obtained.
-Toner synthesis-
[0103]
In a 1 L separable flask equipped with a stirrer, a condenser, and a temperature sensor, 47.6 g of [High molecular weight binder fine particle dispersion 1], 190.5 g of [Low molecular weight binder fine particle dispersion 2], [Wax particle aqueous dispersion 1] 7.7 g, [Colorant Dispersion I] 26.7 g and 252.5 ml of distilled water were added and mixed and stirred, and then adjusted to pH = 9.5 using a 5N aqueous sodium hydroxide solution. Further, with stirring, a surfactant in which 50 g of sodium chloride was dissolved in 600 ml of distilled water, 77 ml of isopropanol, and Fluorard FC-170C (manufactured by Sumitomo 3M: Fluoro-based nonionic surfactant) 10 mg in 10 ml of distilled water. Aqueous solutions were sequentially added, the internal temperature was raised to 85 ° C., the reaction was performed for 6 hours, and then cooled to room temperature. The reaction solution was adjusted to pH = 13 using 5N aqueous sodium hydroxide solution, filtered, resuspended in distilled water, filtered and resuspended repeatedly, washed, dried and [Comparative Toner 11] having an average particle diameter Dv of 6.52 μm, a number average particle diameter Dn of 5.31 μm, and Dv / Dn of 1.23 was obtained.
[0104]
[Comparative Example 3]
~ Preparation of pigment dispersion ~
A resin container was charged with 0.9 parts by weight of sodium n-dodecyl sulfate and 10 parts by weight of ion-exchanged water, and stirred to prepare an aqueous solution of sodium n-dodecyl sulfate. While stirring this aqueous solution, 1.2 parts by weight of carbon black: Legal 400R (manufactured by Cabot) was gradually added. After the addition, the mixture was stirred for 1 hour, and then a carbon black dispersion treatment was continuously performed for 20 hours using a sand grinder to obtain [Pigment dispersion (C-1)].
[0105]
-Preparation of aqueous solution of surfactant-
By adding 0.055 part by weight of anionic surfactant sodium dodecylbenzenesulfonate and 4 parts by weight of ion-exchanged water to a stainless steel pot and stirring the system at room temperature [Preparation Example (S-1) ] Was obtained. Further, 0.014 parts by weight of a nonionic surfactant “New Coal 565C” (manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.) and 4 parts by weight of ion-exchanged water are charged in a stainless steel pot, and this system is stirred at room temperature, Preparation Example (S-2)] was obtained. Furthermore, 1 part by weight of a nonionic surfactant “FC-170C” (manufactured by Sumitomo 3M) and 1000 parts by weight of ion-exchanged water were charged into a glass beaker, and this system was stirred at room temperature to prepare [Preparation Example] (S-3)] was obtained.
[0106]
-Preparation of aqueous solution of polymerization initiator-
By charging 200.7 parts by weight of potassium persulfate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) as a polymerization initiator and 12000 parts by weight of ion-exchanged water in a enamel pot and stirring this system at room temperature, [Preparation Example (P- 1)] was obtained. Further, 223.8 parts by weight of potassium persulfate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.), which is a polymerization initiator, and 12,000 parts by weight of ion-exchanged water were charged into a enamel pot, and this system was stirred at room temperature, thereby preparing [ P-2)].
[0107]
-Preparation of aqueous sodium chloride solution-
A salting-out agent of sodium chloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 5.36 parts by weight and ion-exchanged water 20 parts by weight were charged in a stainless steel pot, and this system was stirred at room temperature to obtain a [sodium chloride solution (N )].
[0108]
-Manufacture of toner particles-
A reaction vessel having an internal volume of 100 L, which is provided with a temperature sensor, a cooling pipe, a nitrogen introducing device, and a stirring blade, and whose inner surface is subjected to glass lining treatment, is prepared in 4 L of [Preparation Example (S-1)] and [Preparation Example (S- 2)] 4 L was charged, and 44 L of ion-exchanged water was added while stirring the system at room temperature, and the system was heated. When the temperature of the system reached 70 ° C., [Preparation Example (P-1)] 12 L was added, and while controlling the temperature of the system at 72 ° C. ± 1 ° C., 12.1 kg of styrene and n-butyl acrylate 2 A monomer mixture (I) consisting of .88 kg, 1.04 kg of methacrylic acid and 9.02 g of t-dodecyl mercaptan was added, and stirring was performed for 6 hours while controlling the temperature of this system at 80 ° C. ± 1 ° C. It was. After cooling until the temperature of the system was 40 ° C. or lower, 4 L of [Preparation Example (S-1)] and 4 L of [Preparation Example (S-2)] were added to this system, and this system was heated. . When the temperature of the system reached 70 ° C., [Preparation Example (P-2)] 12 L was added, and further from 11 kg of styrene, 4 kg of n-butyl acrylate, 1.04 kg of methacrylic acid, and 548 g of t-dodecyl mercaptan. The monomer mixture (II) was added and stirred for 6 hours while controlling the temperature of the system at 75 ° C. ± 2 ° C., and further, 12% while controlling the temperature of the system at 80 ° C. ± 2 ° C. Stirring was performed over time. Stirring was stopped by cooling until the temperature of the system was 40 ° C or lower. A dispersion (composite latex (1-A)) of composite resin fine particles (a) having a high molecular weight resin as a core and a low molecular weight resin as a shell was obtained by removing the scale (foreign matter) by filtration using a pole filter. . The peak molecular weight of the high molecular weight resin (core) of the composite resin fine particles (a) is 29,000, the peak molecular weight of the low molecular weight resin (shell) is 12,000, and the weight average molecular weight of the composite resin fine particles (a) is 34,000. Met. The composite resin fine particles (a) had a weight average particle diameter of 150 nm, a glass transition temperature (Tg) of 58 ° C., and a softening point of 121 ° C.
[0109]
A reaction vessel having an internal volume of 100 L, equipped with a temperature sensor, a cooling pipe, a nitrogen introducing device, a comb-shaped baffle and a stirring blade (Faudler blade) and having an inner surface subjected to glass lining treatment, [Preparation Example (S-1)] 4 L and [Preparation Example (S-2)] was charged, and 44 L of ion-exchanged water was added while the system was stirred at room temperature, and the system was heated. When the temperature of the system reached 70 ° C., [Preparation Example (P-1)] 12 L was added, and further 11 kg of styrene, 4 kg of n-butyl acrylate, 1.04 kg of methacrylic acid, and 9.02 g of t-dodecyl mercaptan. A monomer mixture consisting of the following was added, stirred for 6 hours while controlling the temperature of the system at 72 ° C. ± 2 ° C., and further for 12 hours while controlling the temperature of the system at 80 ° C. ± 2 ° C. Stirring was performed over a period of time. Stirring was stopped by cooling until the temperature of the system was 40 ° C or lower. By removing the scale (foreign matter) by filtration using a pole filter, a dispersion of resin fine particles (b) [latex (1-B)] was obtained. The resin fine particles (b) constituting the latex (1-B) had a peak molecular weight of 310,000 and a weight average molecular weight of 190,000. The resin fine particles (b) had a weight average particle diameter of 138 nm, a glass transition temperature (Tg) of 58 ° C., and a softening point of 126 ° C.
[0110]
In a 100 L stainless steel reaction kettle equipped with a temperature sensor, cooling pipe, nitrogen introducing device, comb baffle and stirring blade (anchor blade), 20 kg of [complex latex (1-A)] and [pigment dispersion ( C-1)] 0.4 kg and ion-exchanged water 20 kg were charged, and the system was stirred at room temperature. The temperature of the system is heated to 40 ° C., 20 L of a sodium chloride solution (N), 6 kg of isopropyl alcohol (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.), 1 wt. Of a nonionic surfactant “FC-170C” (manufactured by Sumitomo 3M) Part and 1000 parts by weight of ion-exchanged water were charged into a glass beaker, and this system was stirred at room temperature to obtain [Preparation Example (S-3)]. [Preparation Example (S-3)] 1 L was added in this order. The system is allowed to stand for 10 minutes and then heated, heated to 85 ° C. over 60 minutes, and stirred at 85 ° C. ± 2 ° C. for 1 hour, whereby composite resin fine particles (a), colorant fine particles, Was salted out / fused to form colored particles (core particles). Next, under a temperature condition of 85 ° C. ± 2 ° C., 5.2 kg of [Latex (1-B)] and a wax emulsion (a polypropylene emulsion having a number average molecular weight of 3,000, a number average primary particle size: 120 nm, a solid content concentration : 29.9 wt%) and 3.41 kg were added, and the mixture was further stirred at 85 ° C. ± 2 ° C. for 4.0 hours, whereby resin fine particles (b) and The polypropylene microparticles were deposited by salting out / fusion. After cooling until the temperature of the system reached 40 ° C. or less and stirring was stopped, aggregates were removed by filtration with a filter having an opening of 45 μm to obtain a dispersion of toner particles. The dispersion was then filtered under reduced pressure to obtain a wet cake (aggregate of toner particles), which was washed with ion-exchanged water. The washed wet cake was taken out from Nutsche and dried for 100 hours with a blow dryer at 40 ° C. to obtain an aggregate of block-like toner particles. Next, this aggregate was pulverized with a Henschel pulverizer to obtain [Comparative Toner 12] having a volume average particle diameter Dv of 6.40 μm, a number average particle diameter of Dn of 5.30 μm, and Dv / Dn of 1.21.
[0111]
[Comparative Example 4]
One part of polyvinyl alcohol ("PVA-235", manufactured by Kuraray Co., Ltd.) was dissolved in 100 parts of water. This is designated as [Aqueous Phase 3]. In Example 1, volume average particle diameter Dv15.34, number average particle diameter Dn10.39, Dv / Dn1 were used in the same manner as in Example 1 except that [aqueous phase 3] was used instead of [aqueous phase 1]. 48 [Comparative Toner 13] was obtained.
[0112]
[Comparative Example 5]
[Comparative Toner 14] of volume average particle diameter Dv 6.21 μm, number average particle diameter Dn 5.30 μm, and Dv / Dn 1.17 in the same manner as in Example 1 except that the number of ultrasonic alkaline washings in Example 1 was 0. ] Was obtained.
[0113]
To 100 parts of the toner obtained in each of Examples and Comparative Examples, 0.7 part of hydrophobic silica and 0.3 part of hydrophobic titanium oxide were mixed with a Henschel mixer. The obtained toner physical property values are shown in Table 1.
A developer composed of 5% by weight of toner subjected to external additive treatment and 95% by weight of a copper-zinc ferrite carrier coated with a silicone resin and having an average particle diameter of 40 μm can be prepared, and 45 sheets of A4 size paper can be printed per minute. Using Ricoh's imagio Neo 450, continuous printing was performed and the following criteria were evaluated. Table 2 shows the evaluation results.
[0114]
(Evaluation item)
(A) Particle size
The particle size of the toner was measured using a particle size measuring device “Coulter Counter TAII” manufactured by Coulter Electronics Co., Ltd., with an aperture diameter of 100 μm. The volume average particle diameter and the number average particle diameter were determined by the particle size measuring instrument.
[0115]
(B) Charge amount
6 g of developer was weighed, charged into a metal cylinder that could be sealed, and blown to determine the charge amount. The toner concentration was adjusted to 4.5 to 5.5% by weight.
[0116]
(C) Fixing property
Using Ricoh's imgio Neo 450, a solid image and a thick paper transfer paper (type 6200 made by Ricoh and copy printing paper <135> made by NBS Ricoh) with a solid image of 1.0 ± 0.1 mg / cm2The toner was developed so that the toner was developed, and the temperature of the fixing belt was adjusted to be variable, and the temperature at which no offset occurred on plain paper and the fixing lower limit temperature on thick paper were measured.
The lower limit fixing temperature was determined as the fixing lower limit temperature at the fixing roll temperature at which the residual ratio of the image density after rubbing the obtained fixed image with a pad was 70% or more.
[0117]
(D) Circularity
The average circularity can be measured by a flow type particle image analyzer FPIA-1000 (manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.). As a specific measuring method, 0.1 to 0.5 ml of a surfactant, preferably alkylbenzene sulfonate is added as a dispersant to 100 to 150 ml of water from which impure solids have been removed in advance, and further measurement is performed. About 0.1 to 0.5 g of a sample was added. The suspension in which the sample was dispersed was obtained by performing dispersion treatment for about 1 to 3 minutes with an ultrasonic disperser and measuring the shape and distribution of the toner with the above apparatus at a dispersion concentration of 3000 to 10,000 / μl. .
[0118]
(E) Measuring method of resin fine particle residual ratio
Styrene monomer, which is a thermal decomposition product of styrene-acrylic resin fine particles in the toner, is used as a fingerprint component, and styrene-acrylic resin fine particles are added to the toner particles under the following conditions by 0.01 wt%, 0.10 wt%, 1.00. Using the standard addition method in which weight percent, 3.00 weight percent, and 10.0 weight percent were added, resin fine particles unevenly distributed on the toner surface were calculated and measured by the peak area of the styrene monomer.
Figure 0004009204
[0119]
Each of the following items was subjected to the evaluation described below after continuously running up to 50000 image charts having a 5% image area.
[0120]
(F) Image density
After outputting the solid image, the image density was measured by X-Rite (manufactured by X-Rite). This was measured at five points for each color alone, and the average was obtained for each color.
[0121]
(G) Background dirt
The blank image was stopped during development, the developer on the developed photoreceptor was tape transferred, and the difference from the image density of the untransferred tape was measured with a 938 spectrocytometer (X-Rite).
[0122]
(H) Cleanability
The transfer residual toner on the photosensitive member that has passed the cleaning process is transferred to a white paper with a scotch tape (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), measured with a Macbeth reflection densitometer RD514, and the difference from the blank is 0.01 or less. A product was evaluated as ○ (good), and a product exceeding it was evaluated as × (defect).
[0123]
(I) Filming
The presence or absence of toner filming on the developing roller or the photoreceptor was observed. ○ indicates no filming, Δ indicates filming on streaks, and × indicates filming as a whole.
[0124]
[Table 1]
Figure 0004009204
[0125]
[Table 2]
Figure 0004009204
[0126]
For toners 10 and 14, continuous printing could not be performed due to poor fixing, and evaluation was stopped.
For toners 11 and 12, a very small amount of fixing failure occurred, but after 10,000 sheets, continuous printing could not be performed due to deterioration of background contamination due to a decrease in charge, and evaluation was stopped. Since the particle size of the toner 13 could not be controlled and the scumming was bad from the beginning, the evaluation was stopped.
[0127]
【The invention's effect】
The electrostatic charge image developing toner of the present invention has good initial printing quality, excellent image quality stability in continuous printing, stable cleaning properties, and filming contamination on the photoreceptor, developing roller, etc. It is an excellent toner suitable for preventing low-temperature fixing.

Claims (11)

有機溶媒中にウレア結合を形成し得るポリエステル系樹脂を含むトナー組成分を溶解させ、該溶解物を樹脂微粒子(B)を含む水系媒体中で重付加反応させ、この分散液の溶媒を除去し、かつ該樹脂微粒子がトナー表面に付着したトナーを洗浄・乾燥して得られ、
トナーバインダーとしてウレア結合を有する変性ポリエステル樹脂(i)を少なくとも含有し、該ウレア結合を有する変性ポリエステル樹脂(i)のSP値と、樹脂微粒子(B)のSP値の差が、1.0以内であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
A toner composition containing a polyester resin capable of forming a urea bond in an organic solvent is dissolved, and the solution is subjected to a polyaddition reaction in an aqueous medium containing resin fine particles (B) to remove the solvent of the dispersion. And the resin fine particles are obtained by washing and drying the toner adhered to the toner surface,
At least the modified polyester resin (i) having a urea bond as a toner binder is contained , and the difference between the SP value of the modified polyester resin (i) having the urea bond and the SP value of the resin fine particles (B) is within 1.0. A toner for developing an electrostatic charge image.
前記樹脂微粒子(B)が、ビニル系樹脂からなることを特徴とする請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。The electrostatic charge image developing toner according to claim 1, wherein the resin fine particles (B) are made of a vinyl resin. 前記樹脂微粒子(B)の平均粒径が5〜2000nmであることを特徴とする請求項1〜2のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。3. The electrostatic image developing toner according to claim 1, wherein the resin fine particles (B) have an average particle diameter of 5 to 2000 nm. 前記トナー粒子の体積平均粒径が4〜8μmであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。4. The electrostatic image developing toner according to claim 1, wherein the toner particles have a volume average particle diameter of 4 to 8 [mu] m. 前記トナー粒子の体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比[Dv/Dn]が1.25以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。5. The ratio [Dv / Dn] of the volume average particle diameter (Dv) to the number average particle diameter (Dn) of the toner particles is 1.25 or less. Toner for electrostatic image development. 前記トナー粒子の平均円形度が0.94〜0.96であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。6. The electrostatic image developing toner according to claim 1, wherein the toner particles have an average circularity of 0.94 to 0.96. 前記乳化分散液の溶媒を除去する工程が、加熱の条件下で行われることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。7. The electrostatic charge image developing toner according to claim 1, wherein the step of removing the solvent of the emulsified dispersion is performed under heating conditions. 請求項1〜7のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーを含有することを特徴とする現像剤。A developer comprising the electrostatic image developing toner according to claim 1. 請求項1〜7のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーを収納したことを特徴とする容器。A container containing the electrostatic image developing toner according to claim 1. トナーリサイクル機構を有する現像装置を備えた画像形成装置にて、請求項1〜7のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーを用いることを特徴とする画像形成方法。An image forming method comprising: using an electrostatic image developing toner according to claim 1 in an image forming apparatus including a developing device having a toner recycling mechanism. 請求項1〜7のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーを装填したことを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus loaded with the electrostatic image developing toner according to claim 1.
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