JP4317379B2 - Toner production method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等において形成される潜像の現像に用いられるトナーの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ワックスや電荷調整剤等のトナー中の分散性を向上させるために、オープンロール型連続混練機でトナーを製造する方法が知られている(特許文献1、2参照)。
【0003】
しかし、近年のプリンタの仕様は高速化、オイルレス定着が主流となりつつあり、ワックスを多量に含有するトナーについては、かかるオープンロール型連続混練機を用いても、粒径の大きな荷電制御剤を含有しているとベタ追従性に劣るという欠点がある。
【0004】
また、トナーの流動性の向上によりベタ追従性を改善する手段として、異なる2種類の外添剤を添加する技術が知られているが(特許文献3参照)、かかる方法はトナーの帯電性に制限が加わるため、適用できる範囲が狭いという欠点がある。さらに、前記のようにワックスを多量に含有するトナーの場合は、十分なベタ追従性が得られないことがある。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−75543号公報(請求項1)
【特許文献2】
特開2000−75548号公報(請求項1)
【特許文献3】
特開2001−188384号公報(請求項1)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ワックスを多量に含有するオイルレス定着に用いられるトナーであっても、ベタ追従性に優れたトナーを製造し得る方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、結着樹脂及び荷電制御剤を含む原料を混合する工程及び該混合工程により得られた混合物を溶融混練する工程を有するトナーの製造方法であって、前記混合工程を〔装置フルード数×攪拌時間(s)〕の値が75,000〜400,000となる条件下で行う、トナーの製造方法に関する。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられる結着樹脂は、ポリエステル、スチレン−アクリル樹脂、ポリエステルとスチレン−アクリル樹脂の混合樹脂、2種以上の樹脂成分が部分的に化学結合したハイブリッド樹脂等が挙げられるが、荷電制御剤の分散性の観点から、ポリエステルを主成分とすることが好ましい。結着樹脂中のポリエステルの含有量は、50〜100重量%が好ましく、70〜100重量%がより好ましい。なお、ハイブリッド樹脂としては、ポリエステル、ポリエステル・ポリアミド、ポリアミド等の縮重合系樹脂とビニル重合系樹脂等の付加重合系樹脂とが化学的に結合した樹脂が好ましく、2種以上の樹脂を原料として得られたものであっても、1種の樹脂と他種の樹脂の原料モノマーの混合物から得られたものであってもよいが、効率よくハイブリッド樹脂を得るためには、2種以上の樹脂の原料モノマーの混合物から得られたものが好ましい。
【0009】
ポリエステルの原料モノマーは、特に限定されないが、公知のアルコール成分と、カルボン酸、カルボン酸無水物、カルボン酸エステル等の公知のカルボン酸成分が用いられる。
【0010】
アルコール成分としては、ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス (4−ヒドロキシフェニル) プロパン、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス (4−ヒドロキシフェニル) プロパン等のビスフェノールAのアルキレン(炭素数2〜3)オキサイド(平均付加モル数1〜16)付加物、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、水素添加ビスフェノールA、ソルビトール、又はそれらのアルキレン(炭素数2〜4)オキサイド(平均付加モル数1〜16)付加物等が挙げられる。
【0011】
また、カルボン酸成分としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、フマル酸、マレイン酸、アジピン酸、コハク酸等のジカルボン酸、ドデセニルコハク酸、オクテニルコハク酸等の炭素数1〜20のアルキル基又は炭素数2〜20のアルケニル基で置換されたコハク酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等の3価以上の多価カルボン酸、それらの酸の無水物及びそれらの酸のアルキル(炭素数1〜3)エステル等が挙げられる。
【0012】
ポリエステルは、例えば、アルコール成分とカルボン酸成分とを不活性ガス雰囲気中にて、要すればエステル化触媒を用いて、180〜250℃の温度で縮重合することにより製造することができる。
【0013】
本発明により得られるトナーを正帯電性トナーとして使用する場合、ポリエステルの酸価は、0.5〜15mgKOH/gが好ましく、1〜12mgKOH/gがより好ましく、1.5〜10mgKOH/gが特に好ましい。
【0014】
また、トナーを負帯電性トナーとして使用する場合、ポリエステルの酸価は、5〜40mgKOH/gが好ましく、10〜35mgKOH/gがより好ましく、15〜30mgKOH/gが特に好ましい。
【0015】
また、ポリエステルの軟化点は、80〜165℃が好ましく、ガラス転移点は50〜85℃が好ましい。
【0016】
本発明に用いられる荷電制御剤としては、ニグロシン染料、3級アミンを側鎖として含有するトリフェニルメタン系染料、4級アンモニウム塩化合物、ポリアミン樹脂、イミダゾール誘導体等の正帯電性荷電制御剤と、含金属アゾ染料、芳香族ヒドロキシカルボン酸金属錯体、銅フタロシアニン染料、サリチル酸のアルキル誘導体の金属錯体、有機ホウ素化合物等の負帯電性荷電制御剤が挙げられ、これらはトナーの帯電性に応じてそれぞれ単独で用いられていても、混合して用いられていてもよいが、特に、帯電立ち上がり性が良好なことから、式(I):
【0017】
【化2】

Figure 0004317379
【0018】
で表される有機ホウ素化合物が好ましい。
【0019】
式(I)で表される有機ホウ素化合物の市販品としては、「LR−147」(日本カーリット社製、ベンジル酸ホウ素化合物)等がある。
【0020】
式(I)で表される有機ホウ素化合物の配合量は、結着樹脂100重量部に対して、0.5〜5.0重量部が好ましく、1.0〜3.0重量部がより好ましい。
【0021】
さらに、本発明による効果は、ワックスを多量に含有した、オイルレス定着に用いられるトナーを製造する場合により顕著に発揮される。また、工程数を削減し、生産効率を高める観点から、ワックスは、混合に供する原料に含まれているのが好ましい。
【0022】
ワックスとしては、ポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックス、フィッシャートロプッシュ等の合成ワックス、モンタンワックス等の石炭系ワックス、アルコール系ワックス等のワックスが挙げられ、特に限定されないが、本発明では、後述するヒドロキシ酸エステルを含有したワックスが好ましい。
【0023】
ヒドロキシ酸エステルを含有したワックスとしては、カルナウバワックス、ライスワックス等の天然ワックス、セリル−ω−ヒドロキシセロテート(Ceryl-ω-hydroxycerotate) 、セリル−ω−ヒドロキシメリセート(Ceryl-ω-hydroxymelissate)、ミリシル−ω−ヒドロキシメリセート(Myricyl-ω-hydroxymelissate)等のヒドロキシ酸エステルを含有した合成ワックス等が挙げられる。ワックスにおけるヒドロキシ酸エステルの含有量は、20重量%以上が好ましく、30重量%以上がより好ましく、40重量%以上が特に好ましく、50重量%以上が最も好ましい。
【0024】
ヒドロキシ酸エステルを含有したワックスの融点は、保存性及び耐オフセット性の観点から、好ましくは65〜110℃、より好ましくは70〜100℃である。
【0025】
ワックスの使用量は、結着樹脂100重量部に対して、2〜30重量部が好ましく、3〜25重量部がより好ましく、5〜20重量部が特に好ましい。なお、ヒドロキシ酸エステルを含有したワックスを用いる場合は、ヒドロキシ酸エステルの量が、耐オフセット性及び定着性の観点から、結着樹脂100重量部に対して、好ましくは1重量部以上、より好ましくは2〜25重量部、特に好ましくは2.5〜20重量部となるように、ワックスの使用量を調整するのが望ましい。
【0026】
本発明においては、さらに、着色剤、流動性向上剤、導電性調整剤、体質顔料、繊維状物質等の補強充填剤、酸化防止剤、老化防止剤、クリーニング性向上剤等の添加剤を原料として配合してもよい。
【0027】
本発明における着色剤としては、トナー用着色剤として用いられている染料、顔料等のすべてを使用することができ、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、パーマネントブラウンFG、ブリリアントファーストスカーレット、ピグメントグリーンB、ローダミン−Bベース、ソルベントレッド49、ソルベントレッド146 、ソルベントブルー35、キナクリドン、カーミン6B、ジスアゾエロー等が挙げられ、これらは単独で又は2種以上を混合して用いることができ、本発明により製造するトナーは、黒トナー、モノカラートナー、フルカラートナーのいずれであってもよい。着色剤の使用量は、結着樹脂100重量部に対して、1〜40重量部が好ましく、3〜10重量部がより好ましい。
【0028】
本発明は、結着樹脂、荷電制御剤等を含む原料を、〔装置フルード数×攪拌時間(s)〕の値(以下、Fr・t値という)が75,000〜400,000、好ましくは90,000〜300,000、より好ましくは100,000〜260,000となる条件下で、混合する点に1つの特徴を有する。Fr・t値が75,000未満であると、荷電制御剤の分散が不十分でベタ追従性が低下し、Fr・t値が400,000を超えると、混合機内の温度の上昇により原料が溶融し、続く溶融混練工程に供することができなくなる。
【0029】
なお、本発明において、フルード数(Fr)は、
【0030】
【数1】
Figure 0004317379
【0031】
により求められる。ここで攪拌羽根の周速は、荷電制御剤の分散性及び混合物の過度な温度上昇の防止の観点から、15〜40m/sが好ましく、20〜30m/sがより好ましい。
【0032】
本発明において、混合工程に用いられる混合機としては、攪拌羽根を備えた公知の混合機、例えば、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等を特に限定することなく用いることができる。
【0033】
攪拌羽根としては、ST羽根、Y1 羽根、Zo羽根、SR羽根、CK羽根、Po羽根、VS/VL羽根、Y1 特羽根、PE羽根、Yo羽根(以上、三井鉱山社製)等の上羽根、Ao羽根、So羽根、Bo羽根(以上、三井鉱山社製)等の下羽根、CD/CD羽根、CR/CA羽根(以上、三井鉱山社製)等の上下羽根が挙げられるが、これらの中では、分散性を向上させる観点から、上羽根としてST羽根、下羽根としてAo羽根の組み合わせが好ましい。
【0034】
本発明では、混合工程で得られた混合物の溶融混練をオープンロール型混練機で行う点にもう1つの特徴を有する。オープンロール型連続混練機を用いることにより、ワックスの微分散が可能となるため、特に、ワックスを多量に含有した原料を用いる場合は、成分層の分離もなく、本発明の効果がより顕著に発揮される。
【0035】
なお、本発明で用いる原料は、混合工程及び溶融混練工程において分割投入してもよいが、工程数の削減し、生産効率を高める観点から、全ての原料を混合工程に一括投入することが好ましい。
【0036】
本発明で用いるオープンロール型連続混練機としては、回転速度の異なる2本のロールを有する二本ロール型混練機であるのが好ましい。
【0037】
ロールの回転速度は、回転速度が速い方のロール(高回転ロール)では、50〜150r/minが好ましく、50〜100r/minがより好ましい。また、回転速度が遅い方のロール(低回転ロール)では、高回転ロールの回転速度よりも、10〜75r/min、より好ましくは10〜30r/min低回転であるのが好ましい。
【0038】
混練物が高回転ロールに張りつきやすくするために、高回転ロールの原料投入側の温度は結着樹脂の軟化点及びワックスの融点のいずれの温度よりも高く、低回転ロールの温度は結着樹脂の軟化点及びワックスの融点のいずれの温度よりも低く調整されているのが好ましい。
【0039】
高回転ロールの原料投入側の温度は、結着樹脂の軟化点及びワックスの融点のいずれの温度よりも高いことが好ましく、そのいずれかの高い方の温度よりも、0〜80℃高いことがより好ましく、5〜50℃高いことが特に好ましい。また、低回転ロールの温度は、結着樹脂の軟化点及びワックスの融点のいずれの温度よりも低いことが好ましく、そのいずれかの低い方の温度よりも、0〜80℃低いことがより好ましく、40〜80℃低いことが特に好ましい。
【0040】
高回転ロールと低回転ロールの温度の差は、60〜150℃が好ましく、80〜120℃がより好ましい。なお、ロールの温度は、ロール内部に通す熱媒体の温度により調整することができ、各ロールには、ロール内部を2以上に分割して温度の異なる熱媒体を通じてもよい。
【0041】
2本のロールは互いに近接して配設されているのが好ましく、ロールの間隙は、0.01〜5mmが好ましく、0.05〜2mmがより好ましい。
【0042】
ロールの構造、大きさ、材料等は特に限定されず、ロール表面も、平滑、波型、凸凹型等のいずれであってもよい。
【0043】
次いで、得られた混練物を、粉砕可能な硬度に達するまで冷却した後、粉砕し、必要に応じて、分級することにより、トナーを得ることができる。本発明により得られるトナーの体積平均粒子径は、3〜15μmが好ましい。さらに、トナーの製造段階で得られる粗粉砕物やトナーの表面に、疎水性シリカ等の流動性向上剤等を外添してもよい。
【0044】
本発明により得られるトナーは、磁性体微粉末を含有するときは単独で現像剤として、また磁性体微粉末を含有しないときは非磁性一成分系現像剤として、もしくはキャリアと混合して二成分系現像剤として、特に限定されることなく、いずれの現像方法にも用いることが出来る。
【0045】
本発明により得られるトナーは、ワックスを多量に配合した場合であっても、ワックスをトナー中に微細に均一分散させることができるため、オイルレス定着に好適に用いることができる。オイルレス定着としては、オイル供給装置を備えていないヒートロール定着装置を有する印字装置等を用いた定着が挙げられるが、オイル供給装置とは、オイルタンクを有し、定量的にオイルをヒートロール表面に塗布する機構を有する装置の他、オイルを予め含浸させたロールをヒートロールに接触させるような機構を有する装置等を含む。
【0046】
また、本発明によるトナーは、トナー飛散も少なく、微細な網点の再現性にも優れることから、正転現像のみならず、反転現像にも好適に用いることができる。
【0047】
さらに、本発明によるトナーは、オイルレス定着に好適な、イエロートナー、シアントナー、マゼンタトナー等を用いたモノカラー画像やフルカラー画像等のカラー画像の形成にも好適に用いられる。
【0048】
【実施例】
〔酸価及び水酸基価〕
JIS K0070の方法により測定する。
【0049】
〔ガラス転移点及び融点〕
示差走査熱量計「DSC210」(セイコー電子工業(株)製)を用いて昇温速度10℃/分で測定する。
【0050】
樹脂製造例1
ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン10800g、ポリオキシプロピレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン4300g、テレフタル酸4500g及びn−ドデセニル無水コハク酸630gを窒素雰囲気下、230℃で攪拌し、反応により生成する水が流出しなくなった時点で、無水トリメリット酸1880gを添加し、ASTM D36−86に準拠して測定した軟化点が130℃に達するまで反応させて、樹脂Aを得た。樹脂Aのガラス転移点は74℃、酸価25mgKOH/g、水酸基価は26mgKOH/gであった。
【0051】
樹脂製造例2
ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン12250g、ポリオキシプロピレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン21125g、テレフタル酸14940g及び酸化ジブチル錫15gを窒素雰囲気下、230℃で攪拌し、ASTM D36−86に準拠して測定した軟化点が121℃に達するまで反応させて、樹脂Bを得た。樹脂Bのガラス転移点は66℃、酸価3.4mgKOH/g、水酸基価は23.4mgKOH/gであった。
【0052】
実施例1、2、比較例1、2
樹脂A 2280g、樹脂B 4320g、ピグメント・ブルー15:3(大日精化工業社製)288g、ピグメント・グリーン7(大日精化工業社製)15g、ヒドロキシ酸エステル含有ワックス「カルナバワックスC1」(加藤洋行社製、ヒドロキシ酸エステル含有率:53〜55重量%、融点:約87℃)504g及び荷電制御剤「LR−147」(日本カーリット社製)86.5gを、攪拌羽根として、上羽根にST羽根、下羽根にAo羽根を備えたヘンシェルミキサーを用い、表1に示す条件下で混合をした後、下記のオープンロール型連続混練機で溶融混練した。
【0053】
なお、使用したオープンロール型連続混練機は、ロール外径が0.14m、有効ロール長が0.8mのものであり、運転条件は、高回転側ロール(前ロール)の回転数が75r/min、低回転側ロール(後ロール)の回転数が15r/min、ロール間隙が0.1mmであった。ロール内の加熱及び冷却媒体温度は、高回転ロールの原料投入側の温度を150℃、混練物排出側の温度を115℃、低回転ロールの原料投入側の温度を35℃及び混練物排出側の温度を30℃に設定した。また、原料混合物の供給速度は10kg/時であった。
【0054】
次に、溶融混練により得られた混練物を、ロートプレックスにて粗砕し、さらに得られた粗砕物8kgと疎水性シリカ「R−972」(日本アエロジル社製)56gとをヘンシェルミキサーで1分間攪拌混合した。
【0055】
得られた攪拌混合物を、衝突板式粉砕機及びディスパージョンセパレータを用いて粉砕、分級を行い、体積平均粒子径が約8.0μmの粉体を得た。
【0056】
得られた粉体1.5kgと、シリコーンオイルで疎水化処理されたシリカ「Si−N」(日本アエロジル社製)5.3g、ジクロロジメチルシランで疎水化処理されたシリカ「R−972」(日本アエロジル社製)7.5g及びヘキサメチルジシラザンで疎水化処理されたシリカ「WACKER H13TM」(クラリアントジャパン社製)7.5gとを、ヘンシェルミキサーにて3000r/minで10分間混合し、得られた混合物を、目開き105μmの振動篩にかけて、シアントナーを得た。
【0057】
実施例3(参考例)
「カルナバワックスC1」の使用量を180gに変更し、オープンロール型連続混練機の代わりに二軸押出機で原料を溶融混練した以外は、実施例1と同様にして、シアントナーを得た。
【0058】
試験例1
▲1▼ 現像カセットにトナー230gを量り取り、モーターにて160r/minで10分間なじみ運転を行った後、「BEAMSTAR4120」(日立製作所(株)製)でベタ画像を1枚採取した。次いで、印字率5.5%の斜めストライプパターンを1000枚印刷し、その直後にベタ画像を1枚採取した。
▲2▼ 装置を一昼夜放置後、再び、1日目と同様にして、ベタ画像を1枚、印字率5.5%の斜めストライプパターンを1000枚及びベタ画像を1枚採取した。
▲3▼ ▲2▼の操作を繰り返し、斜めストライプパターンの印刷枚数が6000枚となるまで耐刷試験を行い、ベタ画像の印字先端部分と末端部分での画像濃度差を目視にて判断し、ベタ追従性を評価した。結果を表1に示す。
【0059】
【表1】
Figure 0004317379
【0060】
以上の結果より、比較例1、2と対比して、所望の条件下で溶融混練を行った実施例1〜3では、ベタ追従性に優れたトナーが得られていることが分かる。
【0061】
【発明の効果】
本発明により、ワックスを多量に含有するオイルレス定着に用いられるトナーであっても、ベタ追従性に優れたトナーを製造し得る方法を提供することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a toner used for developing a latent image formed in an electrophotographic method, an electrostatic recording method, an electrostatic printing method or the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to improve the dispersibility in a toner such as wax and charge adjusting agent, a method of producing toner with an open roll type continuous kneader is known (see Patent Documents 1 and 2).
[0003]
However, in recent years, the specifications of printers are increasing in speed and oilless fixing. For toners containing a large amount of wax, a charge control agent having a large particle size can be used even if such an open roll type continuous kneader is used. When it contains, there exists a fault that it is inferior to solid followability.
[0004]
In addition, as a means for improving the solid followability by improving the fluidity of the toner, a technique of adding two different types of external additives is known (see Patent Document 3). Due to the limitation, there is a drawback that the applicable range is narrow. Furthermore, in the case of the toner containing a large amount of wax as described above, sufficient solid followability may not be obtained.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2000-75543 A (Claim 1)
[Patent Document 2]
JP 2000-75548 A (Claim 1)
[Patent Document 3]
JP 2001-188384 A (Claim 1)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a method capable of producing a toner excellent in solid followability even for a toner used for oilless fixing containing a large amount of wax.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a toner manufacturing method comprising a step of mixing a raw material containing a binder resin and a charge control agent, and a step of melt-kneading the mixture obtained by the mixing step. X Stirring time (s)] relates to a method for producing a toner, which is carried out under conditions where the value is 75,000 to 400,000.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Examples of the binder resin used in the present invention include polyester, styrene-acrylic resin, mixed resin of polyester and styrene-acrylic resin, and hybrid resin in which two or more kinds of resin components are partially chemically bonded. From the viewpoint of the dispersibility of the agent, it is preferable to use polyester as a main component. The content of the polyester in the binder resin is preferably 50 to 100% by weight, and more preferably 70 to 100% by weight. The hybrid resin is preferably a resin in which a condensation polymerization resin such as polyester, polyester / polyamide, polyamide or the like and an addition polymerization resin such as vinyl polymerization resin are chemically bonded, and two or more kinds of resins are used as raw materials. In order to obtain a hybrid resin efficiently, two or more types of resins may be used. Those obtained from a mixture of raw material monomers are preferred.
[0009]
The raw material monomer of the polyester is not particularly limited, and a known alcohol component and a known carboxylic acid component such as carboxylic acid, carboxylic acid anhydride, or carboxylic acid ester are used.
[0010]
Examples of the alcohol component include polyoxypropylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane and polyoxyethylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane. Bisphenol A alkylene (2 to 3 carbon atoms) oxide (average number of added moles 1 to 16) adduct, ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane, hydrogenated bisphenol A, sorbitol, or alkylene thereof (C2-C4) oxide (average addition mole number 1-16) adduct etc. are mentioned.
[0011]
The carboxylic acid component includes dicarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, fumaric acid, maleic acid, adipic acid and succinic acid, alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms such as dodecenyl succinic acid and octenyl succinic acid, or carbon. Trivalent or higher polyvalent carboxylic acids such as succinic acid, trimellitic acid and pyromellitic acid substituted with alkenyl groups of 2 to 20, anhydrides of these acids and alkyls of these acids (1 to 3 carbon atoms) ) Esters and the like.
[0012]
The polyester can be produced, for example, by subjecting an alcohol component and a carboxylic acid component to condensation polymerization at a temperature of 180 to 250 ° C. in an inert gas atmosphere, if necessary, using an esterification catalyst.
[0013]
When the toner obtained by the present invention is used as a positively chargeable toner, the acid value of the polyester is preferably 0.5 to 15 mgKOH / g, more preferably 1 to 12 mgKOH / g, and particularly preferably 1.5 to 10 mgKOH / g. preferable.
[0014]
When the toner is used as a negatively chargeable toner, the acid value of the polyester is preferably 5 to 40 mgKOH / g, more preferably 10 to 35 mgKOH / g, and particularly preferably 15 to 30 mgKOH / g.
[0015]
Moreover, the softening point of polyester is preferably 80 to 165 ° C, and the glass transition point is preferably 50 to 85 ° C.
[0016]
As the charge control agent used in the present invention, a positively chargeable charge control agent such as a nigrosine dye, a triphenylmethane dye containing a tertiary amine as a side chain, a quaternary ammonium salt compound, a polyamine resin, an imidazole derivative, Examples include metal-containing azo dyes, aromatic hydroxycarboxylic acid metal complexes, copper phthalocyanine dyes, metal complexes of alkyl derivatives of salicylic acid, and negatively chargeable charge control agents such as organoboron compounds, depending on the chargeability of the toner. Although they may be used alone or in combination, they may be used in particular.
[0017]
[Chemical formula 2]
Figure 0004317379
[0018]
The organic boron compound represented by these is preferable.
[0019]
As a commercial item of the organic boron compound represented by the formula (I), there is “LR-147” (manufactured by Nippon Carlit Co., Ltd., benzyl acid boron compound).
[0020]
The compounding amount of the organoboron compound represented by the formula (I) is preferably 0.5 to 5.0 parts by weight, more preferably 1.0 to 3.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. .
[0021]
Furthermore, the effect of the present invention is more remarkable when a toner containing a large amount of wax and used for oilless fixing is produced. Moreover, it is preferable that the wax is contained in the raw material used for mixing from a viewpoint of reducing the number of processes and improving production efficiency.
[0022]
Examples of the wax include synthetic waxes such as polypropylene wax, polyethylene wax, and Fischer-Tropsch, coal-based waxes such as montan wax, and waxes such as alcohol-based waxes, and are not particularly limited. A wax containing is preferred.
[0023]
Hydroxyl ester-containing waxes include natural waxes such as carnauba wax and rice wax, Ceryl-ω-hydroxycerotate, Ceryl-ω-hydroxymelissate And synthetic waxes containing hydroxy acid esters such as myricyl-ω-hydroxymelissate. The content of the hydroxy acid ester in the wax is preferably 20% by weight or more, more preferably 30% by weight or more, particularly preferably 40% by weight or more, and most preferably 50% by weight or more.
[0024]
The melting point of the wax containing the hydroxy acid ester is preferably 65 to 110 ° C, more preferably 70 to 100 ° C, from the viewpoints of storage stability and offset resistance.
[0025]
The amount of the wax used is preferably 2 to 30 parts by weight, more preferably 3 to 25 parts by weight, and particularly preferably 5 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. When a wax containing a hydroxy acid ester is used, the amount of the hydroxy acid ester is preferably 1 part by weight or more, more preferably 100 parts by weight of the binder resin from the viewpoint of offset resistance and fixability. Is preferably adjusted to 2 to 25 parts by weight, particularly preferably 2.5 to 20 parts by weight.
[0026]
In the present invention, additives such as coloring agents, fluidity improvers, conductivity modifiers, extender pigments, reinforcing fillers such as fibrous substances, antioxidants, anti-aging agents, and cleanability improvers are used as raw materials. You may mix | blend as.
[0027]
As the colorant in the present invention, all of dyes and pigments used as toner colorants can be used, such as carbon black, phthalocyanine blue, permanent brown FG, brilliant first scarlet, pigment green B, rhodamine- B base, Solvent Red 49, Solvent Red 146, Solvent Blue 35, Quinacridone, Carmine 6B, Disazo Yellow and the like can be used singly or in combination of two or more. , Black toner, mono-color toner, and full-color toner. The amount of the colorant used is preferably 1 to 40 parts by weight and more preferably 3 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
[0028]
In the present invention, a raw material containing a binder resin, a charge control agent and the like has a [equipment fluid number × stirring time (s)] value (hereinafter referred to as Fr · t value) of 75,000 to 400,000, preferably It has one feature in that it is mixed under the conditions of 90,000 to 300,000, more preferably 100,000 to 260,000. When the Fr · t value is less than 75,000, dispersion of the charge control agent is insufficient and the solid followability is lowered. When the Fr · t value exceeds 400,000, the raw material is increased due to the temperature rise in the mixer. It cannot be used for the subsequent melt-kneading process.
[0029]
In the present invention, the Froude number (Fr) is
[0030]
[Expression 1]
Figure 0004317379
[0031]
It is calculated by. Here, the peripheral speed of the stirring blade is preferably 15 to 40 m / s, more preferably 20 to 30 m / s, from the viewpoint of dispersibility of the charge control agent and prevention of an excessive temperature rise of the mixture.
[0032]
In the present invention, as a mixer used in the mixing step, a known mixer equipped with a stirring blade, for example, a Henschel mixer, a super mixer, or the like can be used without particular limitation.
[0033]
The stirring blade, ST blade, Y 1 blade, Zo blade, SR blade, CK blade, Po blade, VS / VL blade, Y 1 JP blade, PE blade, Yo blade (or, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.) on such Lower blades such as blades, Ao blades, So blades, Bo blades (Mitsui Mining Co., Ltd.), upper and lower blades such as CD / CD blades, CR / CA blades (Mitsui Mining Co., Ltd.), etc. Among these, from the viewpoint of improving dispersibility, a combination of the ST blade as the upper blade and the Ao blade as the lower blade is preferable.
[0034]
The present invention has another feature in that the mixture obtained in the mixing step is melt kneaded with an open roll type kneader. By using an open roll type continuous kneader, it becomes possible to finely disperse the wax, and particularly when using a raw material containing a large amount of wax, there is no separation of the component layers, and the effect of the present invention is more remarkable. Demonstrated.
[0035]
The raw materials used in the present invention may be dividedly added in the mixing step and the melt-kneading step. However, it is preferable that all the raw materials are collectively added to the mixing step from the viewpoint of reducing the number of steps and increasing production efficiency. .
[0036]
The open roll type continuous kneader used in the present invention is preferably a two roll type kneader having two rolls having different rotational speeds.
[0037]
The rotation speed of the roll is preferably 50 to 150 r / min, and more preferably 50 to 100 r / min, in the roll having a higher rotation speed (high rotation roll). Moreover, in the roll with a slower rotation speed (low rotation roll), the rotation speed is preferably 10 to 75 r / min, more preferably 10 to 30 r / min lower than the rotation speed of the high rotation roll.
[0038]
In order to make the kneaded material easily stick to the high rotation roll, the temperature on the raw material input side of the high rotation roll is higher than the softening point of the binder resin and the melting point of the wax, and the temperature of the low rotation roll is the binder resin. The temperature is preferably adjusted to be lower than any of the softening point and the melting point of the wax.
[0039]
The temperature on the raw material charging side of the high-rotation roll is preferably higher than the softening point of the binder resin and the melting point of the wax, and is preferably 0 to 80 ° C. higher than the higher temperature. More preferably, it is particularly preferably 5 to 50 ° C. higher. Further, the temperature of the low rotation roll is preferably lower than any of the softening point of the binder resin and the melting point of the wax, and more preferably 0 to 80 ° C. lower than the lower one of them. 40 to 80 ° C. is particularly preferable.
[0040]
The temperature difference between the high rotation roll and the low rotation roll is preferably 60 to 150 ° C, more preferably 80 to 120 ° C. In addition, the temperature of a roll can be adjusted with the temperature of the heat medium passed through the inside of the roll, and the inside of the roll may be divided into two or more and a heat medium having a different temperature may be passed through each roll.
[0041]
The two rolls are preferably arranged close to each other, and the gap between the rolls is preferably 0.01 to 5 mm, more preferably 0.05 to 2 mm.
[0042]
The structure, size, material, and the like of the roll are not particularly limited, and the roll surface may be any of smooth, corrugated, uneven and the like.
[0043]
Next, the obtained kneaded product is cooled until reaching a pulverizable hardness, then pulverized, and classified as necessary, whereby a toner can be obtained. The volume average particle size of the toner obtained by the present invention is preferably 3 to 15 μm. Further, a fluidity improver such as hydrophobic silica may be externally added to the coarsely pulverized product obtained in the toner production stage or the surface of the toner.
[0044]
When the toner obtained by the present invention contains a magnetic fine powder, the toner alone is used as a developer, and when it does not contain a magnetic fine powder, the toner is a non-magnetic one-component developer or mixed with a carrier to form a two-component. The type developer is not particularly limited and can be used for any developing method.
[0045]
The toner obtained by the present invention can be suitably used for oilless fixing because the wax can be finely and uniformly dispersed in the toner even when a large amount of wax is blended. Examples of oilless fixing include fixing using a printing device having a heat roll fixing device that does not include an oil supply device. The oil supply device has an oil tank and quantitatively heats oil. In addition to a device having a mechanism for applying to the surface, a device having a mechanism for bringing a roll pre-impregnated with oil into contact with a heat roll is included.
[0046]
In addition, the toner according to the present invention has less toner scattering and excellent reproducibility of fine halftone dots, and therefore can be suitably used not only for forward development but also for reversal development.
[0047]
Furthermore, the toner according to the present invention is also suitably used for forming a color image such as a monocolor image or a full color image using a yellow toner, a cyan toner, a magenta toner or the like, which is suitable for oilless fixing.
[0048]
【Example】
[Acid value and hydroxyl value]
It is measured by the method of JIS K0070.
[0049]
[Glass transition point and melting point]
A differential scanning calorimeter “DSC210” (manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd.) is used to measure at a heating rate of 10 ° C./min.
[0050]
Resin production example 1
10800 g of polyoxypropylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 4300 g of polyoxypropylene (2.0) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 4500 g of terephthalic acid and 630 g of n-dodecenyl succinic anhydride was stirred at 230 ° C. in a nitrogen atmosphere, and when water produced by the reaction stopped flowing out, 1880 g of trimellitic anhydride was added and measured according to ASTM D36-86. The resin A was obtained by reacting until the softening point reached 130 ° C. Resin A had a glass transition point of 74 ° C., an acid value of 25 mgKOH / g, and a hydroxyl value of 26 mgKOH / g.
[0051]
Resin production example 2
12250 g of polyoxypropylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 21125 g of polyoxypropylene (2.0) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 14940 g of terephthalic acid and Resin B was obtained by stirring 15 g of dibutyltin oxide at 230 ° C. in a nitrogen atmosphere and reacting until the softening point measured in accordance with ASTM D36-86 reached 121 ° C. Resin B had a glass transition point of 66 ° C., an acid value of 3.4 mgKOH / g, and a hydroxyl value of 23.4 mgKOH / g.
[0052]
Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2
Resin A 2280 g, Resin B 4320 g, Pigment Blue 15: 3 (manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.) 288 g, Pigment Green 7 (manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.) 15 g, hydroxy acid ester-containing wax “Carnauba Wax C1” Yoko Co., Ltd., hydroxy acid ester content: 53 to 55 wt%, melting point: about 87 ° C.) 504 g and charge control agent “LR-147” (manufactured by Nippon Carlit Co., Ltd.) 86.5 g as a stirring blade on the upper blade Using a Henschel mixer equipped with ST blades and Ao blades on the lower blades, mixing was performed under the conditions shown in Table 1, and then melt-kneading with the following open roll type continuous kneader.
[0053]
The open roll type continuous kneader used has a roll outer diameter of 0.14 m and an effective roll length of 0.8 m, and the operating condition is that the rotation speed of the high rotation side roll (front roll) is 75 r / min. min, the rotation speed of the low rotation side roll (rear roll) was 15 r / min, and the roll gap was 0.1 mm. The heating and cooling medium temperature in the roll is 150 ° C. on the raw material input side of the high-rotation roll, 115 ° C. on the kneaded material discharge side, 35 ° C. on the raw material input side of the low-rotation roll, and the kneaded material discharge side. Was set to 30 ° C. The feed rate of the raw material mixture was 10 kg / hour.
[0054]
Next, the kneaded material obtained by melt kneading is roughly crushed in a funnel plex. Further, 8 kg of the obtained coarsely crushed material and 56 g of hydrophobic silica “R-972” (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) are mixed with a Henschel mixer. Stir and mix for a minute.
[0055]
The obtained stirred mixture was pulverized and classified using a collision plate type pulverizer and a dispersion separator to obtain a powder having a volume average particle diameter of about 8.0 μm.
[0056]
1.5 kg of the obtained powder, 5.3 g of silica “Si-N” (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) hydrophobized with silicone oil, silica “R-972” hydrophobized with dichlorodimethylsilane ( Nippon Aerosil Co., Ltd.) (7.5 g) and hexamethyldisilazane hydrophobized silica “WACKER H13TM” (Clariant Japan Co., Ltd.) 7.5 g were mixed with a Henschel mixer for 10 minutes at 3000 r / min. The obtained mixture was passed through a vibrating sieve having an aperture of 105 μm to obtain a cyan toner.
[0057]
Example 3 (Reference Example)
A cyan toner was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of “carnauba wax C1” was changed to 180 g and the raw material was melt-kneaded with a twin-screw extruder instead of the open roll type continuous kneader.
[0058]
Test example 1
{Circle around (1)} 230 g of toner was weighed into a developing cassette, and after a running-in operation at 160 r / min for 10 minutes with a motor, one solid image was collected with “BEAMSTAR 4120” (manufactured by Hitachi, Ltd.). Next, 1000 diagonal stripe patterns with a printing rate of 5.5% were printed, and immediately after that, one solid image was collected.
{Circle around (2)} After leaving the apparatus for a whole day and night, one solid image, 1000 oblique stripe patterns with a printing rate of 5.5%, and one solid image were again collected in the same manner as on the first day.
(3) Repeat the operation of (2), perform a printing durability test until the number of diagonal stripe patterns printed is 6000, visually determine the difference in image density between the front and end of the solid image, Solid followability was evaluated. The results are shown in Table 1.
[0059]
[Table 1]
Figure 0004317379
[0060]
From the above results, it can be seen that, in comparison with Comparative Examples 1 and 2, in Examples 1 to 3 in which melt-kneading was performed under desired conditions, a toner having excellent solid followability was obtained.
[0061]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a method capable of producing a toner excellent in solid followability even for a toner used for oilless fixing containing a large amount of wax.

Claims (4)

結着樹脂、荷電制御剤及びワックスを含む原料を混合する工程及び該混合工程により得られた混合物を溶融混練する工程を有するトナーの製造方法であって、前記ワックスが、結着樹脂100重量部に対して2.5〜20重量部のヒドロキシ酸エステルを含有し、前記ワックスの含有量が結着樹脂100重量部に対して5〜20重量部であり、前記混合工程を〔装置フルード数×攪拌時間(s)〕の値が100,000〜260,000となる条件下で行う、トナーの製造方法。A toner production method comprising a step of mixing a raw material containing a binder resin, a charge control agent and a wax, and a step of melt-kneading the mixture obtained by the mixing step, wherein the wax comprises 100 parts by weight of the binder resin 2.5 to 20 parts by weight of a hydroxy acid ester, and the wax content is 5 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. A method for producing a toner, which is carried out under the condition that the value of the stirring time (s) is 100,000 to 260,000 . ワックスの融点が65〜110℃である請求項1記載のトナーの製造方法。The method for producing a toner according to claim 1, wherein the wax has a melting point of 65 to 110 ° C. 溶融混練工程をオープンロール型連続混練機を用いて行う請求項1又は2記載のトナーの製造方法。  The toner production method according to claim 1, wherein the melt-kneading step is performed using an open roll type continuous kneader. 荷電制御剤が式(I):
Figure 0004317379
で表される有機ホウ素化合物である請求項1〜3いずれか記載のトナーの製造方法。
The charge control agent is of formula (I):
Figure 0004317379
The method for producing a toner according to claim 1, wherein the toner is an organic boron compound represented by the formula:
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