JP4544041B2 - Toner for electrostatic image development - Google Patents
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Description
本発明は、静電荷像現像用トナーに関する。 The present invention relates to a toner over the electrostatic image developing.
省エネルギー化が進む中、電子写真業界では、低温定着化の技術が開発されている。 With the progress of energy saving, low temperature fixing technology is being developed in the electrophotographic industry.
低温定着を達成するため静電荷像現像用トナー(以下、単にトナーともいう)に要求される性能は、低温定着時でのオフセット発生防止、トナーボトルあるいはカートリッジ中で耐凝集性(保存安定性と耐熱保管性)の確保である。 In order to achieve low-temperature fixing, electrostatic charge image developing toner (hereinafter also simply referred to as toner) has the following performance requirements: prevention of offset during low-temperature fixing, anti-aggregation in toner bottles or cartridges (storage stability and Ensuring heat-resistant storage).
オフセット発生防止と耐凝集性を両立させるため、トナーの構造をコア・シェル型とする手法が考えられ、従来より検討されてきている。 In order to achieve both prevention of occurrence of offset and anti-aggregation property, a method of using a core / shell type toner structure has been considered and has been studied.
コア・シェル型のトナーを作製する方法としては、重合性単量体を溶液中で重合した樹脂粒子を凝集・融着させてコア部を形成し、さらに樹脂粒子溶液を添加しコア部の上にシェル層を形成する方法が知られている(特許文献1、2参照。)。 As a method for producing a core-shell type toner, resin particles obtained by polymerizing a polymerizable monomer in a solution are aggregated and fused to form a core portion, and a resin particle solution is further added to the top of the core portion. A method for forming a shell layer is known (see Patent Documents 1 and 2).
しかしながら、上記のようなコア・シェル構造トナーは、高ガラス転移温度のシェル層により、耐凝集性には顕著な効果があるものの、高速プリントにおける低温定着時においては、前記高ガラス転移温度のシェル層により離型剤の効果が薄れオフセットの発生という問題をいまだ引き起こしてしまっていた。 However, the above core / shell structure toner has a remarkable effect on the aggregation resistance due to the shell layer having a high glass transition temperature. However, the shell having the high glass transition temperature is used at the time of low-temperature fixing in high-speed printing. The effect of the release agent was weakened by the layer, which still caused the problem of offset.
低温側のオフセットの発生防止には、離型剤による効果が絶大なのである。 In order to prevent the occurrence of offset on the low temperature side, the effect of the release agent is tremendous.
離型剤の特性としては、融点とトナー中の存在状態すなわち分散径が、性能に効いてくる。融点は、離型剤の物性により調整することが可能であるが、トナー中の離型剤の分散径の制御方法は、未だ解決されていない問題であった。また、トナー中での離型剤の分散径の測定方法として、従来、トナー粒子をミクロトームで切断した断面を透過型電子顕微鏡(TEM)写真を取って測定する方法がある(特許文献3参照。)。 As the characteristics of the release agent, the melting point and the state of presence in the toner, that is, the dispersion diameter, are effective for the performance. The melting point can be adjusted by the physical properties of the release agent, but the method for controlling the dispersion diameter of the release agent in the toner has not yet been solved. Further, as a method for measuring the dispersion diameter of the release agent in the toner, there is a conventional method of measuring a cross section obtained by cutting a toner particle with a microtome by taking a transmission electron microscope (TEM) photograph (see Patent Document 3). ).
しかし、この方法で測定した離型剤粒子の粒径は、実際にトナーに含有されている離型剤粒子の粒径とは異なった値として検出されるため好ましくない。なぜならこの方法の場合、トナー粒子の切断面の離型剤粒子径を測定しているため、例えば同じ粒子径の球形の離型剤粒子であっても、切断面に離型剤粒子の中心が存在する場合と、切断面に離型剤粒子の中心から外れた端部が存在する場合とで測定される離型剤粒子径が全く異なってしまう。また、ラグビ−ボ−ル状等の離型剤粒子の場合にはその切断方向や切断部分の違いによって測定粒子径の変位がより顕著になってしまうからである。
したがって、このTEM観察法により、離型剤の分散径を規定し、低温定着性能を測ったトナーにおいても、上記問題を解決するトナーを得ることが難しかったのである。
Therefore, it has been difficult to obtain a toner that solves the above problems even with a toner in which the dispersion diameter of the release agent is defined and the low-temperature fixing performance is measured by this TEM observation method.
本発明は、高速プリント時における低温定着性と、耐凝集性を両立させたトナーを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a toner that achieves both low-temperature fixability and high aggregation resistance during high-speed printing.
本発明の課題は、下記構成を採ることにより達成される。 The object of the present invention is achieved by adopting the following configuration.
(請求項1)
少なくとも結着樹脂、着色剤及び離型剤を含有する静電荷像現像用トナーにおいて、該離型剤が融点50〜100℃の炭化水素系ワックスであり、且つ、トナー中に複数個存在し、トナー中における離型剤の分散粒子の個数平均粒子径が、結着樹脂溶解法において1.0〜1.6μm、標準偏差が0.05〜0.5であり、且つ、離型剤の分散粒子の形状係数SF−1が1.0〜1.4であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
(Claim 1)
In the electrostatic charge image developing toner containing at least a binder resin, a colorant and a release agent, the release agent is a hydrocarbon wax having a melting point of 50 to 100 ° C., and a plurality of the release agents are present in the toner. The number average particle size of the dispersed particles of the release agent in the toner is 1.0 to 1.6 μm in the binder resin dissolution method, the standard deviation is 0.05 to 0.5, and the release agent A toner for developing electrostatic images, wherein the dispersed particles have a shape factor SF-1 of 1.0 to 1.4.
(請求項2)
請求項1に記載の静電荷像現像用トナーが、乳化会合法で作製されたコア・シェル構造を有することを特徴とする静電荷像現像用トナー。
(Claim 2)
The toner for developing an electrostatic charge image according to claim 1, wherein the toner for developing an electrostatic charge image has a core-shell structure produced by an emulsion association method.
(請求項3)
請求項1に記載の静電荷像現像用トナー中に分散している離型剤のうち、個数平均粒子径1.0〜2.0μmの粒子を、40〜90個数%含有していることを特徴とする請求項1または2に記載の静電荷像現像用トナー。
(Claim 3)
Among the release agents dispersed in the electrostatic image developing toner according to
本発明は、高速プリント時における低温定着性と、耐凝集性を両立させたトナーを提供することを可能にした。 The present invention has made it possible to provide a toner that achieves both low-temperature fixability during high-speed printing and cohesion resistance.
本発明者らは、高速プリント時における低温定着性と、耐凝集性を両立できるトナーについて検討を行った。 The present inventors have studied a toner that can achieve both low-temperature fixability and high aggregation resistance during high-speed printing.
検討の結果、トナー形成に用いる離型剤の融点と組成、トナー中の離型剤の粒子径、標準偏差、形状係数が、高速プリント時における低温定着と耐凝集性に大きく関わっていることを見出した。 As a result of the study, the melting point and composition of the release agent used for toner formation, the particle size, standard deviation, and shape factor of the release agent in the toner are greatly related to low-temperature fixing and anti-aggregation properties during high-speed printing. I found it.
本発明において、トナー中の離型剤の粒径を制御する方法としては、親水性樹脂と疎水性樹脂とを含む樹脂を用いた乳化会合法トナーの作製方法が挙げられる。 In the present invention, examples of a method for controlling the particle size of the release agent in the toner include a method for preparing an emulsion association method toner using a resin containing a hydrophilic resin and a hydrophobic resin.
親水性樹脂とは、樹脂を構成する組成成分中に酸モノマー(単量体)を含む樹脂である。疎水性樹脂とは、樹脂を構成する生成成分中に酸モノマー(単量体)を含まない樹脂である。酸モノマーとは、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、trans−桂皮酸、フマール酸などが挙げられるが、アクリル酸、メタクリル酸が好ましい。 The hydrophilic resin is a resin containing an acid monomer (monomer) in a composition component constituting the resin. The hydrophobic resin is a resin that does not contain an acid monomer (monomer) in the component that forms the resin. Examples of the acid monomer include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid, trans-cinnamic acid, and fumaric acid. Acrylic acid and methacrylic acid are preferable.
水に対する親水性の有無により、樹脂粒子を会合してトナー化していく際に、親水性の高い樹脂がトナー表面に配向しようとして、トナー粒子内部での樹脂の流動化が発生し、離型剤分散粒子同士が接触しやすくなるため、離型剤分散径が大きくなったと推測している。 When resin particles associate with each other depending on the presence or absence of hydrophilicity to water to form a toner, a resin having high hydrophilicity tends to be oriented on the toner surface, causing fluidization of the resin inside the toner particles, and a release agent. Since the dispersed particles are easily brought into contact with each other, it is estimated that the release agent dispersion diameter has increased.
従って、離型剤の粒子径及び粒度分布は、親水性樹脂と疎水性樹脂の親水化度の違い、離型剤の融点が因子となる。 Accordingly, the particle size and particle size distribution of the release agent are determined by the difference in hydrophilicity between the hydrophilic resin and the hydrophobic resin and the melting point of the release agent.
また、離型剤の形状は、熟成工程の温度と時間によって、制御される。熟成温度が高く、時間が長くなるほど形状は球形化されていく。 The shape of the release agent is controlled by the temperature and time of the aging process. As the aging temperature is higher and the time is longer, the shape becomes spherical.
本発明に係る離型剤としては、融点50〜100℃の炭化水素系ワックスを用い、トナー中における離型剤の分散粒子の個数平均粒子径を0.5〜2.0μm、標準偏差を0.05〜0.5、形状係数SF−1を1.0〜1.4にコントロールすると、高速プリント時における低温定着性と耐凝集性とを両立させることができる。 As the release agent according to the present invention, a hydrocarbon wax having a melting point of 50 to 100 ° C. is used, the number average particle size of dispersed particles of the release agent in the toner is 0.5 to 2.0 μm, and the standard deviation is 0. Controlling 0.05 to 0.5 and the shape factor SF-1 to 1.0 to 1.4 can achieve both low-temperature fixability and aggregation resistance during high-speed printing.
さらに、トナーは、コア・シェル構造を有するもので、トナー中における離型剤の分散粒子の個数平均粒子径1.0〜2.0μmの粒子を、40〜90個数%含有しているトナーが好ましい。 Further, the toner has a core-shell structure, and a toner containing 40 to 90% by number of particles having a number average particle diameter of 1.0 to 2.0 μm of dispersed particles of a release agent in the toner. preferable.
《離型剤》
先ず、本発明に用いられる離型剤について説明する。
"Release agent"
First, the mold release agent used in the present invention will be described.
本発明に用いられる離型剤は、炭化水素系ワックスである。 The release agent used in the present invention is a hydrocarbon wax.
炭化水素系ワックスとしては、石油由来のパラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、合成ワックスとしてフィッシャートロプシュワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどを挙げることができる。 Examples of hydrocarbon waxes include petroleum-derived paraffin wax, microcrystalline wax, and synthetic waxes such as Fischer-Tropsch wax, polyethylene wax, and polypropylene wax.
本発明では、上記離型剤を、単独或いは必要に応じ複数種を併用して使用することができる。 In this invention, the said mold release agent can be used individually or in combination of multiple types as needed.
離型剤の融点は、50〜100℃のもの、好ましくは60〜90℃、より好ましくは65〜85℃のものである。 The melting point of the release agent is 50 to 100 ° C, preferably 60 to 90 ° C, more preferably 65 to 85 ° C.
離型剤の融点の測定は、「DSC−7示差走査カロリメーター」(パーキンエルマー社製)、「TAC7/DX熱分析装置コントローラー」(パーキンエルマー社製)を用いて行う。 The melting point of the release agent is measured using “DSC-7 differential scanning calorimeter” (manufactured by PerkinElmer) and “TAC7 / DX thermal analyzer controller” (manufactured by PerkinElmer).
測定手順としては、トナー4.5〜5.0mgを小数点以下2桁まで精秤しアルミニウム製パン(KIT No.0219−0041)に封入し、「DSC−7サンプルホルダー」にセットする。リファレンスは空のアルミニウム製パンを使用した。測定条件としては、測定温度0℃〜200℃、昇温速度10℃/分、降温速度10℃/分で、Heat−cool−Heatの温度制御で行い、その2nd.Heatにおけるデータをもとに解析を行った。 As a measurement procedure, 4.5 to 5.0 mg of toner is precisely weighed to two decimal places, sealed in an aluminum pan (KIT No. 0219-0041), and set in a “DSC-7 sample holder”. The reference used an empty aluminum pan. The measurement conditions were a measurement temperature of 0 ° C. to 200 ° C., a temperature increase rate of 10 ° C./min, a temperature decrease rate of 10 ° C./min, and heat-cool-heat temperature control. Analysis was performed based on the data in Heat.
離型剤の融点は、樹脂の吸熱ピーク以外の領域における、メイン吸熱ピークのピークトップの温度を離型剤の融点として示す。 The melting point of the release agent indicates the peak top temperature of the main endothermic peak in the region other than the endothermic peak of the resin as the melting point of the release agent.
トナー中の離型剤の個数平均粒子径は、結着樹脂溶解法において0.5〜2.0μm、好ましくは、1.0〜1.6μmであり、標準偏差が0.05〜0.5であり、且つ、離型剤の分散粒子の形状係数SF−1が1.0〜1.4、好ましくは1.1〜1.3である。 The number average particle size of the release agent in the toner is 0.5 to 2.0 μm, preferably 1.0 to 1.6 μm in the binder resin dissolution method, and the standard deviation is 0.05 to 0.5. And the shape factor SF-1 of the dispersed particles of the release agent is 1.0 to 1.4, preferably 1.1 to 1.3.
トナー中で、粒子径が有る程度の大きさを有し、且つ粒子径がそろっている離型剤は、高速プリント装置での高速熱定着時に、画像表面に溶出する離型剤量が確保し易く、定着ロールへの巻き付きや定着オフセットの発生を防止する効果がある。 A release agent that has a particle size that is large enough to have a particle size in the toner ensures that the amount of the release agent that elutes on the image surface during high-speed heat fixing in a high-speed printer. It is easy to prevent the occurrence of wrapping around the fixing roll and occurrence of fixing offset.
さらに、離型剤の分散形状より、不定型の離型剤が少ないので、トナーの表面に露出している離型剤が少ない。その結果、保管時に各トナーの表面に露出している離型剤同士が融着してトナーの凝集を発生させにくく、良好な耐凝集性を確保することができる。 Further, since the amount of the indefinite type of release agent is smaller than the dispersion shape of the release agent, the release agent exposed on the surface of the toner is less. As a result, the release agents exposed on the surface of each toner at the time of storage are fused with each other so that toner aggregation is difficult to occur, and good aggregation resistance can be ensured.
また、トナー中に分散している離型剤粒子の粒度分布において、個数平均粒子径1.0〜2.0μmの粒子が、40〜90個数%であることが好ましい。 Further, in the particle size distribution of the release agent particles dispersed in the toner, the number average particle diameter of 1.0 to 2.0 μm is preferably 40 to 90% by number.
結着樹脂溶解法による個数平均粒子径は、以下のようにして測定する。 The number average particle size by the binder resin dissolution method is measured as follows.
トナーの結着樹脂は溶解するが、離型剤は溶解しない溶媒を用いて結着樹脂を溶解し、溶解しない離型剤を遠心分離機にかけ、溶媒に浮かんだ離型剤を採取し、走査型電子顕微鏡により観察(×5000倍)し、100個の離型剤粒子について測定した粒子径の平均値である。 Dissolve the binder resin using a solvent that dissolves the binder resin of the toner but does not dissolve the release agent, apply the insoluble release agent to a centrifuge, collect the release agent floating in the solvent, and scan it. It is an average value of particle diameters observed with a scanning electron microscope (x5000 times) and measured for 100 release agent particles.
前記溶媒としては、トナーの結着樹脂は溶解し、離型剤は溶解しない溶媒であれば特に限定されないが、クロロホルムが好ましい。さらに、離型剤粒子と着色剤との分離性からは、クロロホルムにジメチルホルムアミドなどを混合させて溶媒の比重が調整できる混合溶媒がより好ましい。混合比率としては、クロロホルムに対して等量〜10倍量で調整して用いる。 The solvent is not particularly limited as long as it is a solvent that dissolves the toner binder resin and does not dissolve the release agent, but chloroform is preferred. Furthermore, from the viewpoint of separability between the release agent particles and the colorant, a mixed solvent capable of adjusting the specific gravity of the solvent by mixing dimethylformamide or the like with chloroform is more preferable. As a mixing ratio, it is used by adjusting an equivalent amount to 10 times the amount of chloroform.
具体的には、トナー100mgを、クロロホルム/ジメチルホルムアミド=1/2混合溶媒10mlに添加し、超音波分散機に10分間かけ、トナーを溶媒になじませる。その後、ロールミルにて100rpmで2時間攪拌しトナー結着樹脂を溶解させる。 Specifically, 100 mg of toner is added to 10 ml of a mixed solvent of chloroform / dimethylformamide = 1/2, and it is applied to an ultrasonic disperser for 10 minutes so that the toner is familiarized with the solvent. Then, the toner binder resin is dissolved by stirring for 2 hours at 100 rpm in a roll mill.
この結着樹脂溶解液を、遠心分離機「himac CF−15R」(日立製作所製)により15000rpmにて5分間の遠心分離を3回行い、離型剤粒子を液面に、着色剤を沈降させて分離する。液面に浮いてきた離型剤粒子を採取し、室温にて乾燥させ、トナー中に分散していた離型剤粒子を得る。 This binder resin solution is centrifuged three times for 5 minutes at 15000 rpm with a centrifuge “himac CF-15R” (manufactured by Hitachi, Ltd.), and the colorant is allowed to settle with the release agent particles on the liquid surface. To separate. The release agent particles floating on the liquid surface are collected and dried at room temperature to obtain release agent particles dispersed in the toner.
得られた離型剤分散粒子を、走査型電子顕微鏡写真を用いて5000倍にて撮影し、スキャナーにて取り込んだ画像を、画像解析装置「ルーゼックスAP」(ニレコ社製)にて離型剤粒子100個についての、水平方向フェレ径、形状係数SF−1を測定し、その平均値により算出した。 The obtained release agent-dispersed particles were photographed at a magnification of 5000 using a scanning electron micrograph, and the image captured by the scanner was released with an image analyzer “Luzex AP” (manufactured by Nireco). With respect to 100 particles, the horizontal ferret diameter and the shape factor SF-1 were measured, and the average value was calculated.
水平方向フェレ径:2本の垂直線で離型剤粒子をはさんだときの2本の垂直線間の距離
(式1)
形状係数SF−1=(離型剤粒子の最大長)2/(離型剤粒子の投影面積)×(π/4)
本発明のトナー中の離型剤の粒度分布の標準偏差は、0.05〜0.5μmであり、好ましくは0.1〜0.4μmである。
Horizontal ferret diameter: Distance between two vertical lines when the release agent particles are sandwiched by two vertical lines (Formula 1)
Shape factor SF-1 = (maximum length of release agent particles) 2 / (projected area of release agent particles) × (π / 4)
The standard deviation of the particle size distribution of the release agent in the toner of the present invention is 0.05 to 0.5 μm, preferably 0.1 to 0.4 μm.
トナー中の離型剤の粒度分布の標準偏差は、下記式により算出するものである。 The standard deviation of the particle size distribution of the release agent in the toner is calculated by the following formula.
S.D.=(((測定値−個数平均値)2の和)/データ数)1/2
図1は、本発明のトナーの一例を示す断面模式図である。
S. D. = (((Measured value-number average value) 2 sum) / number of data) 1/2
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the toner of the present invention.
図1に示す本発明のトナーは、トナー中に含有されている離型剤の粒子径が大きく、形状が丸く、粒子径がそろっており、トナー母体の表面に離型剤の露出が無いか、有ったとしてもその数が少ない。 In the toner of the present invention shown in FIG. 1, the particle size of the release agent contained in the toner is large, the shape is round, the particle size is uniform, and there is no exposure of the release agent on the surface of the toner base. If there are, there are few.
図2は、従来(比較例)のトナーの一例を示す断面構成図である。 FIG. 2 is a cross-sectional configuration diagram illustrating an example of a conventional (comparative example) toner.
図2に示す従来(比較例)のトナーは、離型剤の粒子径が小径から大径まで含有し、形状が薄片状であり、トナー母体の表面に離型剤が多く露出している。 The conventional (comparative) toner shown in FIG. 2 contains a release agent having a particle diameter from a small diameter to a large diameter, has a flake shape, and a large amount of the release agent is exposed on the surface of the toner base.
図1、図2において、10はトナー母体、11は樹脂、12は着色剤粒子、13は離型剤粒子を示す。
1 and 2,
尚、トナーの体積基準におけるメディアン粒径(D50)は、3〜8μmが好ましく、着色剤粒子の粒径は、50〜300nmが好ましい。 The median particle diameter (D 50 ) on the volume basis of the toner is preferably 3 to 8 μm, and the particle diameter of the colorant particles is preferably 50 to 300 nm.
ここで、トナー母体とは、外添剤を添加する前のトナーのことである。 Here, the toner base is a toner before an external additive is added.
《トナーの作製》
次に、本発明のトナーの製造方法について説明する。
<Production of toner>
Next, a method for producing the toner of the present invention will be described.
トナー製造方法は、トナー中の離型剤の粒径、粒径分布、形状係数のコントロールが容易なケミカルトナーにより作製する方法が好ましい。 The toner production method is preferably a method of producing a chemical toner that can easily control the particle size, particle size distribution, and shape factor of the release agent in the toner.
ケミカルトナーの作製方法としては、特に限定されないが、乳化重合法により樹脂粒子を形成し、その樹脂粒子を会合してトナーを作製する方法や懸濁重合によりトナーを作製する方法等が挙げられる。乳化重合法により樹脂粒子を形成し、樹脂粒子の会合を行う作製方法の具体例については後述する。 The method for producing the chemical toner is not particularly limited, and examples thereof include a method in which resin particles are formed by an emulsion polymerization method and the toner particles are assembled to produce a toner, and a method in which a toner is produced by suspension polymerization. A specific example of a production method in which resin particles are formed by an emulsion polymerization method and the resin particles are associated will be described later.
以下、乳化重合会合法によるトナー製造方法の一例について詳細に説明する。
(1)離型剤をラジカル重合性単量体に溶解或いは分散する溶解・分散工程
(2)樹脂粒子の分散液を調製するための重合工程
(3)水系媒体中で樹脂粒子と着色剤粒子を凝集・融着させて会合粒子を得る凝集・融着工程
(4)会合粒子を熱エネルギーにより熟成して形状を調整するとともに、離型剤の粒子径、形状、分布、形状係数を整え、トナー母体の分散液を作製する熟成工程
(5)トナー母体の分散液を冷却する冷却工程
(6)冷却されたトナー母体の分散液から当該トナー母体を固液分離し、当該トナー母体から界面活性剤などを除去する洗浄工程
(7)洗浄処理されたトナー母体を乾燥する乾燥工程
必要に応じ
(8)乾燥処理されたトナー母体に外添剤を添加する工程が含まれていてもよい。
Hereinafter, an example of a toner production method using an emulsion polymerization association method will be described in detail.
(1) Dissolution / dispersion step for dissolving or dispersing the release agent in the radical polymerizable monomer (2) Polymerization step for preparing a dispersion of resin particles (3) Resin particles and colorant particles in an aqueous medium Aggregation / fusion process for aggregating and fusing the particles to obtain associated particles (4) Aging the associated particles with thermal energy to adjust the shape, and adjusting the particle size, shape, distribution, and shape factor of the release agent, A maturing step for producing a dispersion of the toner base (5) A cooling step for cooling the dispersion of the toner base (6) A solid-liquid separation of the toner base from the cooled dispersion of the toner base, and a surface activity from the toner base (7) A drying process for drying the washed toner base, and (8) a step of adding an external additive to the dried toner base, if necessary.
以下、各工程について説明する。 Hereinafter, each step will be described.
〔溶解・分散工程〕
この工程は、ラジカル重合性単量体に離型剤を溶解或いは分散させて、当該離型剤のラジカル重合性単量体溶液を調製する工程である。
[Dissolution / dispersion process]
This step is a step of preparing a radical polymerizable monomer solution of the release agent by dissolving or dispersing the release agent in the radical polymerizable monomer.
〔重合工程〕
この重合工程の好適な一例においては、界面活性剤を含有した水系媒体中に、前記離型剤を溶解或いは分散含有したラジカル重合性単量体溶液を添加し、機械的エネルギーを加えて液滴を形成させ、次いで水溶性のラジカル重合開始剤からのラジカルにより当該液滴中において重合反応を進行させる。尚、前記水系媒体中に、核粒子として樹脂粒子を添加しておいても良い。
[Polymerization process]
In a preferred example of this polymerization step, a radical polymerizable monomer solution in which the release agent is dissolved or dispersed is added to an aqueous medium containing a surfactant, and mechanical energy is applied to form droplets. Then, the polymerization reaction is allowed to proceed in the droplets by radicals from the water-soluble radical polymerization initiator. In addition, you may add the resin particle as a core particle in the said aqueous medium.
この重合工程により、離型剤と親水性樹脂と疎水性樹脂とを有する樹脂粒子が得られる。かかる樹脂粒子は、着色された粒子であってもよく、着色されていない粒子であってもよい。着色された樹脂粒子は、着色剤を含有する単量体組成物を重合処理することにより得られる。また、着色されていない樹脂粒子を使用する場合には、後述する融着・熟成工程において、樹脂粒子の分散液に、着色剤粒子の分散液を添加し、樹脂粒子と着色剤粒子とを融着させることでトナー母体とすることができる。 By this polymerization step, resin particles having a release agent, a hydrophilic resin, and a hydrophobic resin are obtained. Such resin particles may be colored particles or non-colored particles. The colored resin particles can be obtained by polymerizing a monomer composition containing a colorant. In addition, when using uncolored resin particles, the dispersion of the colorant particles is added to the dispersion of the resin particles in the fusion and aging process described later, and the resin particles and the colorant particles are melted. By attaching it, it can be made a toner base.
〔凝集・融着工程〕
樹脂粒子と着色剤粒子とが存在している水中に、アルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩等からなる塩析剤を臨界凝集濃度以上の凝集剤として添加し、各粒子を凝集・融着して会合粒子を形成する。また、当該凝集・融着工程においては、樹脂粒子や着色剤粒子とともに、離型剤粒子や荷電制御剤などの内添剤粒子なども凝集させることができる。
[Aggregation / fusion process]
In water containing resin particles and colorant particles, a salting-out agent made of an alkali metal salt or alkaline earth metal salt is added as an aggregating agent having a critical aggregation concentration or more, and each particle is agglomerated and fused. To form associated particles. In the agglomeration / fusion step, internal additive particles such as release agent particles and charge control agents can be aggregated together with resin particles and colorant particles.
〔熟成工程〕
熟成は、熱エネルギー(加熱)により行う方法が好ましい。
[Aging process]
Aging is preferably performed by thermal energy (heating).
具体的には、会合粒子を含む液を、加熱撹拌することにより、会合粒子の形状を調整するとともに、離型剤の粒子径、分布、形状を整え、トナー母体を形成する工程である。 Specifically, it is a step of adjusting the shape of the associated particles by heating and stirring the liquid containing the associated particles, and adjusting the particle size, distribution, and shape of the release agent to form a toner base.
〔冷却工程〕
この工程は、前記トナー母体の分散液を冷却処理する工程である。冷却処理条件としては、1〜20℃/minの冷却速度で冷却する。冷却処理方法としては特に限定されるものではなく、反応容器の外部より冷媒を導入して冷却する方法や、冷水を直接反応系に投入して冷却する方法を例示することができる。
[Cooling process]
This step is a step of cooling the toner base dispersion. As a cooling treatment condition, cooling is performed at a cooling rate of 1 to 20 ° C./min. The cooling treatment method is not particularly limited, and examples thereof include a method of cooling by introducing a refrigerant from the outside of the reaction vessel, and a method of cooling by directly introducing cold water into the reaction system.
〔固液分離・洗浄工程〕
この固液分離・洗浄工程では、上記の工程で所定温度まで冷却されたトナー母体の分散液から当該トナー母体を固液分離する固液分離処理と、固液分離されたトナーケーキ(ウェット状態にあるトナー母体をケーキ状に凝集させた集合物)から界面活性剤や塩析剤などの付着物を除去する洗浄処理とが施される。ここに、濾過処理方法としては、遠心分離法、ヌッチェ等を使用して行う減圧濾過法、フィルタープレス等を使用して行う濾過法など特に限定されるものではない。
[Solid-liquid separation and washing process]
In this solid-liquid separation / washing step, a solid-liquid separation process for solid-liquid separation of the toner base from the dispersion of the toner base cooled to a predetermined temperature in the above-described step, and a solid-liquid separated toner cake (in a wet state) A cleaning process is performed to remove deposits such as a surfactant and a salting-out agent from an aggregate obtained by agglomerating a toner base in a cake form. Here, the filtration method is not particularly limited, such as a centrifugal separation method, a vacuum filtration method using Nutsche or the like, a filtration method using a filter press or the like.
〔乾燥工程〕
この工程は、洗浄処理されたトナーケーキを乾燥処理し、乾燥されたトナー母体を得る工程である。この工程で使用される乾燥機としては、スプレードライヤー、真空凍結乾燥機、減圧乾燥機などを挙げることができ、静置棚乾燥機、移動式棚乾燥機、流動層乾燥機、回転式乾燥機、撹拌式乾燥機などを使用することが好ましい。乾燥されたトナー母体の水分は、5質量%以下であることが好ましく、更に好ましくは2質量%以下とされる。尚、乾燥処理されたトナー母体同士が、弱い粒子間引力で凝集している場合には、当該凝集体を解砕処理してもよい。ここに、解砕処理装置としては、ジェットミル、ヘンシェルミキサー、コーヒーミル、フードプロセッサー等の機械式の解砕装置を使用することができる。
[Drying process]
In this step, the washed toner cake is dried to obtain a dried toner base. Examples of the dryer used in this step include a spray dryer, a vacuum freeze dryer, and a vacuum dryer, and a stationary shelf dryer, a mobile shelf dryer, a fluidized bed dryer, and a rotary dryer. It is preferable to use a stirring dryer or the like. The moisture content of the dried toner base is preferably 5% by mass or less, and more preferably 2% by mass or less. In addition, when the toner bases subjected to the drying treatment are aggregated due to weak interparticle attraction, the aggregate may be crushed. Here, as the crushing treatment device, a mechanical crushing device such as a jet mill, a Henschel mixer, a coffee mill, a food processor, or the like can be used.
〔外添処理工程〕
この工程は、乾燥されたトナー母体に必要に応じ外添剤を混合し、トナーを作製する工程である。
[External process]
This step is a step in which an external additive is mixed with the dried toner base as necessary to produce a toner.
外添剤の混合装置としては、ヘンシェルミキサー、コーヒーミル等の機械式の混合装置を使用することができる。 As an external additive mixing device, a mechanical mixing device such as a Henschel mixer or a coffee mill can be used.
トナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤を含有する。 The toner contains at least a binder resin, a colorant, and a release agent.
次に、トナーを構成する材料について説明する。 Next, materials constituting the toner will be described.
(結着樹脂)
結着樹脂は樹脂粒子を凝集後、融着して形成される。
(Binder resin)
The binder resin is formed by agglomerating resin particles and then fusing them.
樹脂粒子を構成する重合性単量体として使用されるものは、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−クロロスチレン、3,4−ジクロロスチレン、p−フェニルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレンの様なスチレン或いはスチレン誘導体、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル等のメタクリル酸エステル誘導体、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸フェニル等の、アクリル酸エステル誘導体、エチレン、プロピレン、イソブチレン等のオレフィン類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等のハロゲン系ビニル類、プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等のビニルエステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルヘキシルケトン等のビニルケトン類、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドン等のN−ビニル化合物、ビニルナフタレン、ビニルピリジン等のビニル化合物類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸或いはメタクリル酸誘導体がある。これらビニル系単量体は単独或いは組み合わせて使用することができる。 As the polymerizable monomer constituting the resin particles, styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, p-chlorostyrene, 3,4-dichlorostyrene are used. , P-phenylstyrene, p-ethylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, p-tert-butylstyrene, pn-hexylstyrene, pn-octylstyrene, pn-nonylstyrene, pn- Styrene or styrene derivatives such as decyl styrene, pn-dodecyl styrene, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isopropyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate, n-octyl methacrylate , 2-ethylhexyl methacrylate, stearyl methacrylate Methacrylic acid ester derivatives such as lauryl methacrylate, phenyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, t-butyl acrylate, acrylic Acrylates such as isobutyl acid, n-octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, stearyl acrylate, lauryl acrylate, phenyl acrylate, olefins such as ethylene, propylene, isobutylene, vinyl chloride, vinylidene chloride, Halogenated vinyls such as vinyl bromide, vinyl fluoride and vinylidene fluoride, vinyl esters such as vinyl propionate, vinyl acetate and vinyl benzoate, vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether Vinyl ethers such as ether, vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone, vinyl hexyl ketone, N-vinyl compounds such as N-vinyl carbazole, N-vinyl indole, N-vinyl pyrrolidone, vinyl naphthalene, vinyl pyridine, etc. Examples include vinyl compounds, acrylic acid or methacrylic acid derivatives such as acrylonitrile, methacrylonitrile, and acrylamide. These vinyl monomers can be used alone or in combination.
また、樹脂を構成する重合性単量体としてイオン性解離基を有するものを組み合わせて用いることが更に好ましい。例えば、カルボキシル基、スルフォン酸基、リン酸基等の置換基を単量体の構成基として有するもので、具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、フマール酸、マレイン酸モノアルキルエステル、イタコン酸モノアルキルエステル、スチレンスルフォン酸、アリルスルフォコハク酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルフォン酸、アシッドホスホオキシエチルメタクリレート、3−クロロ−2−アシッドホスホオキシプロピルメタクリレート等が挙げられる。 Further, it is more preferable to use a combination of monomers having an ionic dissociation group as the polymerizable monomer constituting the resin. For example, it has a substituent such as a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group as a constituent group of the monomer, specifically, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid, cinnamic acid, fumar Acid, maleic acid monoalkyl ester, itaconic acid monoalkyl ester, styrene sulfonic acid, allyl sulfosuccinic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, acid phosphooxyethyl methacrylate, 3-chloro-2-acid phosphooxy And propyl methacrylate.
更に、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート等の多官能性ビニル類を使用して架橋構造の樹脂とすることもできる。 Furthermore, multifunctional such as divinylbenzene, ethylene glycol dimethacrylate, ethylene glycol diacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol diacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, neopentyl glycol diacrylate, etc. It is also possible to use a crosslinkable resin by using a functional vinyl.
これら重合性単量体はラジカル重合開始剤を用いて重合することができる。この場合、懸濁重合法では油溶性重合開始剤を用いることができる。この油溶性重合開始剤としては、2,2′−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2′−アゾビスイソブチロニトリル、1,1′−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2′−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系又はジアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンペルオキサイド、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒドロペルオキサイド、t−ブチルヒドロペルオキサイド、ジ−t−ブチルペルオキサイド、ジクミルペルオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキサイド、ラウロイルペルオキサイド、2,2−ビス−(4,4−t−ブチルペルオキシシクロヘキシル)プロパン、トリス−(t−ブチルペルオキシ)トリアジンなどの過酸化物系重合開始剤や過酸化物を側鎖に有する高分子開始剤などを挙げることができる。 These polymerizable monomers can be polymerized using a radical polymerization initiator. In this case, an oil-soluble polymerization initiator can be used in the suspension polymerization method. Examples of the oil-soluble polymerization initiator include 2,2′-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobisisobutyronitrile, 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbohydrate). Nitriles), 2,2'-azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile, azo- or diazo-based polymerization initiators such as azobisisobutyronitrile, benzoyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, diisopropyl peroxycarbonate , Cumene hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, lauroyl peroxide, 2,2-bis- (4,4- t-butylperoxycyclohexyl) propane, tris- Peroxide polymerization initiator or a peroxide such as t- butylperoxy) triazine and the like polymeric initiator having a side chain.
また、乳化重合法を用いる場合には水溶性ラジカル重合開始剤を使用することができる。水溶性重合開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、アゾビスアミノジプロパン酢酸塩、アゾビスシアノ吉草酸及びその塩、過酸化水素等を挙げることができる。 Moreover, when using an emulsion polymerization method, a water-soluble radical polymerization initiator can be used. Examples of the water-soluble polymerization initiator include persulfates such as potassium persulfate and ammonium persulfate, azobisaminodipropane acetate, azobiscyanovaleric acid and salts thereof, and hydrogen peroxide.
(連鎖移動剤)
樹脂の分子量を調整する為には、一般的に用いられる連鎖移動剤を用いることが可能である。用いられる連鎖移動剤としては、特に限定されるものではなく例えばn−オクチルメルカプタン、n−デシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタン等のメルカプタン、n−オクチル−3−メルカプトプロピオン酸エステル等のメルカプトプロピオン酸エステル、ターピノーレン、四臭化炭素及びα−メチルスチレンダイマー等が使用される。
(Chain transfer agent)
In order to adjust the molecular weight of the resin, a commonly used chain transfer agent can be used. The chain transfer agent used is not particularly limited. For example, mercaptans such as n-octyl mercaptan, n-decyl mercaptan, tert-dodecyl mercaptan, and mercaptopropionate esters such as n-octyl-3-mercaptopropionate. , Terpinolene, carbon tetrabromide and α-methylstyrene dimer are used.
(着色剤)
本発明に用いられる着色剤は、公知の無機又は有機着色剤を使用することができる。具体的な着色剤を以下に示す。
(Coloring agent)
As the colorant used in the present invention, a known inorganic or organic colorant can be used. Specific colorants are shown below.
黒色の着色剤としては、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラック等のカーボンブラック、更にマグネタイト、フェライト等の磁性粉も用いられる。 Examples of the black colorant include carbon black such as furnace black, channel black, acetylene black, thermal black, and lamp black, and magnetic powder such as magnetite and ferrite.
また、マゼンタもしくはレッド用の着色剤としては、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48;1、C.I.ピグメントレッド53;1、C.I.ピグメントレッド57;1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド222等が挙げられる。 Examples of the colorant for magenta or red include C.I. I. Pigment red 2, C.I. I. Pigment red 3, C.I. I. Pigment red 5, C.I. I. Pigment red 6, C.I. I. Pigment red 7, C.I. I. Pigment red 15, C.I. I. Pigment red 16, C.I. I. Pigment red 48; 1, C.I. I. Pigment red 53: 1, C.I. I. Pigment red 57: 1, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 123, C.I. I. Pigment red 139, C.I. I. Pigment red 144, C.I. I. Pigment red 149, C.I. I. Pigment red 166, C.I. I. Pigment red 177, C.I. I. Pigment red 178, C.I. I. And CI Pigment Red 222.
また、オレンジもしくはイエロー用の着色剤としては、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー138等が挙げられる。 Examples of the colorant for orange or yellow include C.I. I. Pigment orange 31, C.I. I. Pigment orange 43, C.I. I. Pigment yellow 12, C.I. I. Pigment yellow 13, C.I. I. Pigment yellow 14, C.I. I. Pigment yellow 15, C.I. I. Pigment yellow 74, C.I. I. Pigment yellow 93, C.I. I. Pigment yellow 94, C.I. I. And CI Pigment Yellow 138.
また、グリーンもしくはシアン用の着色剤としては、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15;2、C.I.ピグメントブルー15;3、C.I.ピグメントブルー15;4、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントブルー62、C.I.ピグメントブルー66、C.I.ピグメントグリーン7等が挙げられる。 Examples of the colorant for green or cyan include C.I. I. Pigment blue 15, C.I. I. Pigment blue 15; 2, C.I. I. Pigment blue 15; 3, C.I. I. Pigment blue 15; 4, C.I. I. Pigment blue 16, C.I. I. Pigment blue 60, C.I. I. Pigment blue 62, C.I. I. Pigment blue 66, C.I. I. And CI Pigment Green 7.
尚、これらの着色剤は必要に応じて単独もしくは2つ以上を選択併用しても良い。また、着色剤の添加量はトナー全体に対して1〜30質量%、好ましくは2〜20質量%の範囲に設定するのが良い。 These colorants may be used alone or in combination of two or more as required. The addition amount of the colorant is set in the range of 1 to 30% by mass, preferably 2 to 20% by mass with respect to the whole toner.
(離型剤)
本発明に用いられる離型剤は、前記の炭化水素系ワックスを用いる。離型剤はトナー全体に対して1〜20質量%、好ましくは3〜15質量%含有すると、良好な結果を得ることができる。
(Release agent)
The release agent used in the present invention uses the above hydrocarbon wax. When the release agent is contained in an amount of 1 to 20% by mass, preferably 3 to 15% by mass, based on the whole toner, good results can be obtained.
(荷電制御剤)
本発明に係るトナーには、必要に応じて荷電制御剤を添加することができる。荷電制御剤としては、公知の化合物を用いることができる。
(Charge control agent)
A charge control agent can be added to the toner according to the present invention as necessary. A known compound can be used as the charge control agent.
(外部添加剤)
外部添加剤として使用できる無機粒子としては、従来公知のものを挙げることができる。具体的には、シリカ微粒子、チタニア微粒子、アルミナ微粒子及びこれらの複合酸化物等を好ましく用いることができる。これら無機粒子は疎水性であることが好ましい。
(External additive)
Examples of inorganic particles that can be used as an external additive include conventionally known particles. Specifically, silica fine particles, titania fine particles, alumina fine particles, and complex oxides thereof can be preferably used. These inorganic particles are preferably hydrophobic.
外部添加剤として使用できる有機微粒子としては、個数平均一次粒子径が10〜2000nm程度の球形の微粒子を挙げることができる。かかる有機微粒子の構成材料としては、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、スチレン−メチルメタクリレート共重合体などのを挙げることができる。 Examples of organic fine particles that can be used as an external additive include spherical fine particles having a number average primary particle size of about 10 to 2000 nm. Examples of the constituent material of the organic fine particles include polystyrene, polymethyl methacrylate, and styrene-methyl methacrylate copolymer.
《現像剤》
本発明に係るトナーは、一成分現像剤、二成分現像剤として用いることができる。
<Developer>
The toner according to the present invention can be used as a one-component developer or a two-component developer.
一成分現像剤として用いる場合は、非磁性一成分現像剤、或いはトナー中に0.1μm〜0.5μm程度の磁性粒子を含有させ磁性一成分現像剤としたものが挙げられ、いずれも使用することができる。 When used as a one-component developer, a non-magnetic one-component developer, or a magnetic one-component developer containing about 0.1 μm to 0.5 μm of magnetic particles in the toner can be used. be able to.
また、キャリアと混合して二成分現像剤として用いることができる。キャリアとしては、鉄、フェライト、マグネタイト等の金属、それらの金属とアルミニウム、鉛等の金属との合金等の従来から公知の磁性粒子を用いることができる。特にフェライト粒子が好ましい。上記キャリアの粒径は、20〜100μmが好ましく、25〜80μmがより好ましい。 Further, it can be mixed with a carrier and used as a two-component developer. As the carrier, conventionally known magnetic particles such as metals such as iron, ferrite, and magnetite, and alloys of these metals with metals such as aluminum and lead can be used. Ferrite particles are particularly preferable. The particle size of the carrier is preferably 20 to 100 μm, and more preferably 25 to 80 μm.
キャリアの粒径の測定は、代表的には湿式分散機を備えたレーザ回折式粒度分布測定装置「ヘロス(HELOS)」(シンパティック(SYMPATEC)社製)により測定することができる。 The particle size of the carrier can be typically measured by a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus “HELOS” (manufactured by SYMPATEC) equipped with a wet disperser.
キャリアは、磁性粒子が更に樹脂によりコートされているもの、或いは樹脂中に磁性粒子を分散させたいわゆる樹脂分散型キャリアが好ましい。コート用の樹脂としては、特に限定は無いが、例えば、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、シリコン系樹脂、エステル系樹脂或いはフッ素含有重合体系樹脂等が用いられる。また、樹脂分散型キャリアを構成するための樹脂としては、特に限定されず公知のものを使用することができ、例えば、スチレン−アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、フェノール樹脂等を使用することができる。これらの中では、スチレン−アクリル樹脂でコートしたコートキャリアが外部添加剤の離脱防止や耐久性を確保できより好ましい
《画像形成》
本発明に係るトナーは、トナー像が形成された転写材を、定着装置を構成する加熱部材間を通過させて定着する接触型定着方式の画像形成装置に好適に使用される。
The carrier is preferably a carrier in which magnetic particles are further coated with a resin, or a so-called resin dispersion type carrier in which magnetic particles are dispersed in a resin. The coating resin is not particularly limited, and for example, an olefin resin, a styrene resin, a styrene-acrylic resin, a silicon resin, an ester resin, a fluorine-containing polymer resin, or the like is used. In addition, the resin for constituting the resin-dispersed carrier is not particularly limited, and a known resin can be used. For example, a styrene-acrylic resin, a polyester resin, a fluorine resin, a phenol resin, or the like is used. be able to. Among these, a coat carrier coated with styrene-acrylic resin is more preferable because it prevents external additives from being detached and ensures durability.
The toner according to the present invention is suitably used for a contact-type fixing type image forming apparatus that fixes a transfer material on which a toner image is formed by passing between heating members constituting the fixing apparatus.
以下、画像形成装置、定着装置について説明する。 Hereinafter, the image forming apparatus and the fixing apparatus will be described.
図3は、本発明に用いられる画像形成装置の一例を示す断面図である。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of an image forming apparatus used in the present invention.
図3において、20Y(20M、20C、20Bk)は画像形成ユニット、21Y(21M、21C、21Bk)は感光体ドラム、22Y(22M、22C、22Bk)はスコロトロン帯電器、23Y(23M、23C、23Bk)は露光光学系、24Y(24M、24C、24Bk)は現像器、25Y(25M、25C、25Bk)はクリーニング装置、34Y(34M、34C、34Bk)は転写器、40は定着装置、115は転写材搬送ベルト、160は搬送部、Pは転写材を示す。 In FIG. 3, 20Y (20M, 20C, 20Bk) is an image forming unit, 21Y (21M, 21C, 21Bk) is a photosensitive drum, 22Y (22M, 22C, 22Bk) is a scorotron charger, and 23Y (23M, 23C, 23Bk). ) Is an exposure optical system, 24Y (24M, 24C, 24Bk) is a developing device, 25Y (25M, 25C, 25Bk) is a cleaning device, 34Y (34M, 34C, 34Bk) is a transfer device, 40 is a fixing device, and 115 is a transfer device. A material conveying belt, 160 is a conveying portion, and P is a transfer material.
以下、図3の画像形成装置について説明する。 Hereinafter, the image forming apparatus of FIG. 3 will be described.
図3の画像形成装置では、4組の画像形成ユニット20Y、20M、20C、20Bkが転写材搬送ベルト115に沿って設けられている。
In the image forming apparatus of FIG. 3, four sets of
各画像形成ユニットは、感光体ドラム21Y(21M、21C、21Bk)、スコロトロン帯電器22Y(22M、22C、22Bk)、露光光学系23Y(23M、23C、23Bk)、現像器24Y(24M、24C、24Bk)及びクリーニング装置(クリーニング手段)25Y(25M、25C、25Bk)より構成され、各画像形成ユニットの感光体ドラム(21Y、21M、21C、21Bk)上に形成された各トナー像を、タイミングを合わせて搬送されてくる転写材(転写紙、OHP等)Pに、転写手段としての転写器34Y(34M、34C、34Bk)により順次転写して、重ね合わせカラートナー像を形成する。
Each image forming unit includes a
転写材Pは、転写材搬送ベルト115に乗って搬送され、転写材分離手段としての紙分離AC除電器161による除電作用と、所定の間隔を空けて搬送部160に設けられる分離部材である分離爪210とにより、搬送ベルトから分離される。
The transfer material P is transported on the transfer
次に転写材Pは、搬送部160を通った後、加熱ローラ41と、加圧ローラ42とにより構成される定着装置(定着手段)40へと搬送され、加熱ローラ41と加圧ローラ42により形成されるニップ部Tで転写材Pが挟持され、熱と圧力とが加えられることにより転写材P上の重ね合わせトナー像が定着された後、機外へ排出される。
Next, the transfer material P passes through the
前記露光手段には像露光光源として、半導体レーザを用いた走査光学系、及びLEDや液晶シャッター等の固体スキャナー等を用いることができる。 As the image exposure light source, a scanning optical system using a semiconductor laser, a solid state scanner such as an LED or a liquid crystal shutter, and the like can be used as the exposure means.
転写材を搬送する転写材搬送ベルト115には、ポリイミド、ポリカーボネート、PVdF等の高分子フィルムや、シリコンゴム、フッ素ゴム等の合成ゴムにカーボンブラック等の導電性フィラーを添加して導電化したもの等が用いられ、ドラム状、ベルト状どちらでもよいが、装置設計の自由度の観点からベルト状が好ましい。
The transfer
又、転写ベルトの表面は、適当に粗面化されていることが好ましい。転写ベルトの十点表面粗さRzを0.5〜2μmにすることにより、転写材と転写ベルトの密着性を高め、転写ベルト上での転写材の揺動を防止し、感光体から転写材へのトナー像の転写性を良好にすることができる。 The surface of the transfer belt is preferably appropriately roughened. By setting the 10-point surface roughness Rz of the transfer belt to 0.5 to 2 μm, the adhesion between the transfer material and the transfer belt is improved, and the transfer material is prevented from swinging on the transfer belt. Transferability of the toner image to the toner can be improved.
本発明に用いられる転写材とは、トナー画像を保持する支持体で、通常画像支持体、転写体或いは転写紙と通常よばれるものである。具体的には薄紙から厚紙までの普通紙、上質紙、アート紙やコート紙等の塗工された印刷用紙、市販されている和紙やはがき用紙、OHP用のプラスチックフィルム、布等の各種転写材を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。 The transfer material used in the present invention is a support for holding a toner image and is usually called an image support, a transfer body or a transfer paper. Specifically, various transfer materials such as plain paper from thin paper to thick paper, high-quality paper, coated printing paper such as art paper and coated paper, commercially available Japanese paper and postcard paper, plastic film for OHP, cloth, etc. However, it is not limited to these.
図4は、本発明に用いられる定着装置(加圧ローラと加熱ローラを用いたタイプ)の一例を示す断面図である。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a fixing device (a type using a pressure roller and a heating roller) used in the present invention.
図4に示す定着装置10は、加熱ローラ71と、これに当接する加圧ローラ72とを備えている。尚、図4において、17は転写材(転写紙)P上に形成されたトナー像である。
The fixing
加熱ローラ71は、フッ素樹脂又は弾性体からなる被覆層82が芯金81の表面に形成されてなり、線状ヒーターよりなる加熱部材75を内包している。
The
芯金81は、金属から構成され、その内径は10〜70mmとされる。芯金81を構成する金属としては特に限定されるものではないが、例えば鉄、アルミニウム、銅等の金属或いはこれらの合金を挙げることができる。
The cored
芯金81の肉厚は0.1〜15mmとされ、省エネの要請(薄肉化)と、強度(構成材料に依存)とのバランスを考慮して決定される。例えば、0.57mmの鉄よりなる芯金と同等の強度を、アルミニウムよりなる芯金で保持するためには、その肉厚を0.8mmとする必要がある。
The thickness of the cored
被覆層82の表面を構成するフッ素樹脂としては、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)及びPFA(テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)などを例示することができる。
Examples of the fluororesin constituting the surface of the
フッ素樹脂からなる被覆層82の厚みは10〜500μmとされ、好ましくは20〜400μmとされる。
The thickness of the
フッ素樹脂からなる被覆層82の厚みが10μm未満であると、被覆層としての機能を十分に発揮することができず、定着装置としての耐久性を確保することができない。一方、500μmを超える被覆層の表面には紙粉によるキズがつき易く、当該キズ部にトナーなどが付着し、これに起因する画像汚れを発生する問題がある。
When the thickness of the
又、被覆層82を構成する弾性体としては、LTV、RTV、HTVなどの耐熱性の良好なシリコンゴム及びシリコンスポンジゴムなどを用いることが好ましい。
Further, as the elastic body constituting the
被覆層82を構成する弾性体のアスカーC硬度は、80°未満とされ、好ましくは60°未満とされる。
The Asker C hardness of the elastic body constituting the
又、弾性体からなる被覆層82の厚みは0.1〜30mmが好ましく、0.1〜20mmがより好ましい。
The thickness of the
加熱部材75としては、ハロゲンヒーターを好適に使用することができる。
As the
加圧ローラ72は、弾性体からなる被覆層84が芯金83の表面に形成されてなる。被覆層84を構成する弾性体としては特に限定されるものではなく、ウレタンゴム、シリコンゴムなどの各種軟質ゴム及びスポンジゴムを挙げることができ、被覆層84を構成するものとして例示したシリコンゴム及びシリコンスポンジゴムを用いることが好ましい。
The
又、被覆層84の厚みは0.1〜30mmが好ましく、0.1〜20mmがより好ましい。
Moreover, 0.1-30 mm is preferable and, as for the thickness of the
又、定着温度(加圧ローラ72の表面温度)は150℃以下、定着線速は170mm/secが好ましい。又、加熱ローラのニップ幅は8〜40mm、好ましくは11〜30mmに設定する。 The fixing temperature (surface temperature of the pressure roller 72) is preferably 150 ° C. or less, and the fixing linear velocity is preferably 170 mm / sec. The nip width of the heating roller is set to 8 to 40 mm, preferably 11 to 30 mm.
尚、加熱ローラは、シリコンオイルを1プリント当たり0.3mg以下塗布して用いても良いが、オイルレスで用いても良い。 The heating roller may be used by applying 0.3 mg or less of silicon oil per print, but may be used without oil.
図5は、本発明に用いられる定着装置(ベルトと加熱ローラを用いたタイプ)の一例を示す概略図である。 FIG. 5 is a schematic view showing an example of a fixing device (a type using a belt and a heating roller) used in the present invention.
図5の定着装置10は、ニップ幅を確保するためにベルトと加熱ローラを用いたタイプのもので、定着ローラ601とシームレスベルト11、及びシームレスベルト11を介して定着ローラ601に押圧される圧力パッド(圧力部材)12a、圧力パッド(圧力部材)12b、前記潤滑剤供給部材40とで主要部が構成されている。
The fixing
定着ローラ601は、金属製のコア(円筒状芯金)10aの周囲に耐熱性弾性体層10b、及び離型層(耐熱性樹脂層)10cを形成したものであり、コア10aの内部には、加熱源としてのハロゲンランプ14が配置されている。定着ローラ601の表面の温度は温度センサ15によって計測され、その計測信号により、図示しない温度コントローラによってハロゲンランプ14がフィードバック制御されて、定着ローラ601の表面が一定温度になるように調整される。シームレスベルト11は、定着ローラ601に対し所定の角度巻き付けられるように接触し、ニップ部を形成している。
The fixing
シームレスベルト11の内側には、低摩擦層を表面に有する圧力パッド12がシームレスベルト11を介して定着ローラ601に押圧される状態で配置されている。圧力パッド12は、強いニップ圧がかかる圧力パッド12aと、弱いニップ圧がかかる圧力パッド12bとが設けられ、金属製等のホルダー12cに保持されている。
Inside the
更にホルダー12cには、シームレスベルト11がスムーズに摺動回転するようにベルト走行ガイドが取り付けられている。ベルト走行ガイドはシームレスベルト11内面と摺擦するため摩擦係数が低い部材が望ましく、且つ、シームレスベルト11から熱を奪いにくいように熱伝導の低い部材がよい。
Further, a belt traveling guide is attached to the
《転写材》
本発明に用いる転写材は、トナー画像を保持する支持体で、通常画像支持体、記録材或いは転写紙と通常よばれるものである。具体的には薄紙から厚紙までの普通紙や上質紙、アート紙やコート紙等の塗工された印刷用紙、市販されている和紙やはがき用紙、OHP用のプラスチックフィルム、布等の各種転写材を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
<Transfer material>
The transfer material used in the present invention is a support for holding a toner image, and is usually called an image support, a recording material or transfer paper. Specifically, various transfer materials such as plain paper and fine paper from thin paper to thick paper, coated printing paper such as art paper and coated paper, commercially available Japanese paper and postcard paper, plastic film for OHP, cloth, etc. However, it is not limited to these.
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
〈離型剤〉
離型剤として用いる炭化水素系ワックス「離型剤A〜J」は、高圧法ポリエチレンを熱分解して分取することで調製した。融点、分子量などについては熱分解の温度条件を種々に制御することで調整した。
<Release agent>
Hydrocarbon waxes “release agents A to J” used as release agents were prepared by thermally decomposing high-pressure polyethylene and fractionating it. The melting point, molecular weight, etc. were adjusted by variously controlling the temperature conditions for thermal decomposition.
表1に、離型剤種、融点、分子量を示す。 Table 1 shows the release agent type, melting point, and molecular weight.
尚、融点は前記の測定方法により測定した値である。分子量はゲルパーミエイションクロマトグラフィ(GPC)により測定した値である。GPCによるピーク分子量測定は、溶剤にテトラヒドロフランを用い、カラムは東ソー社製「TskgelG2000」(排除限界10000)のカラムを3〜4本連結したものを用いて行う。 In addition, melting | fusing point is the value measured by the said measuring method. The molecular weight is a value measured by gel permeation chromatography (GPC). The peak molecular weight measurement by GPC is carried out using tetrahydrofuran as a solvent and 3 to 4 columns of “Tskel G2000” (exclusion limit 10000) manufactured by Tosoh Corporation.
〈トナーの作製〉
〈樹脂粒子Aの作製〉
第1段重合
撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、ドデシル硫酸ナトリウム8gをイオン交換水3000gを仕込み、窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、内温を80℃に昇温させた。昇温後、過硫酸カリウム10gをイオン交換水200gに溶解させたものを添加し、再度液温80℃とし、下記単量体混合溶液を1時間かけて滴下後、80℃にて2時間加熱、撹拌することにより重合を行い、樹脂粒子を調製した。これを「樹脂粒子(1A)」とする。
<Production of toner>
<Preparation of Resin Particle A>
First stage polymerization Into a reaction vessel equipped with a stirrer, temperature sensor, cooling pipe and nitrogen introduction device, 8 g of sodium dodecyl sulfate and 3000 g of ion-exchanged water are charged, and the internal temperature is kept under stirring at a stirring speed of 230 rpm under a nitrogen stream. The temperature was raised to 80 ° C. After heating, 10 g of potassium persulfate dissolved in 200 g of ion-exchanged water was added, the liquid temperature was again 80 ° C., the following monomer mixed solution was added dropwise over 1 hour, and then heated at 80 ° C. for 2 hours. Polymerization was carried out by stirring to prepare resin particles. This is designated as “resin particles (1A)”.
スチレン 532.0g
n−ブチルアクリレート 192.0g
メタクリル酸 76.0g
n−オクチルメルカプタン 16.0g
第2段重合
撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、ポリオキシエチレン(2)ドデシルエーテル硫酸ナトリウム7gをイオン交換水800gに溶解させた溶液を仕込み、98℃に加熱後、前記樹脂粒子(1A)を260gと、下記単量体混合溶液を90℃にて溶解させた溶液を添加し、循環経路を有する機械式分散機「クレアミックス(CLEARMIX)」(エム・テクニック社製)により、1時間混合分散させ、乳化粒子(油滴)を含む分散液を調製した。
Styrene 532.0g
n-Butyl acrylate 192.0g
Methacrylic acid 76.0g
n-octyl mercaptan 16.0 g
Second stage polymerization A reaction vessel equipped with a stirrer, a temperature sensor, a condenser, and a nitrogen introduction device was charged with a solution of 7 g of polyoxyethylene (2) sodium dodecyl ether sulfate in 800 g of ion-exchanged water and heated to 98 ° C. After heating, 260 g of the resin particles (1A) and a solution obtained by dissolving the following monomer mixed solution at 90 ° C. were added, and a mechanical disperser “CLEARMIX” having a circulation path (M Manufactured by Technic Co., Ltd.) for 1 hour to prepare a dispersion containing emulsified particles (oil droplets).
スチレン 246.0g
n−ブチルアクリレート 119.0g
n−オクチルメルカプタン 1.5g
離型剤A 190.0g
次いで、この分散液に、過硫酸カリウム6gをイオン交換水200gに溶解させた開始剤溶液を添加し、この系を82℃にて1時間にわたり加熱撹拌することにより重合を行い、樹脂粒子を得た。これを「樹脂粒子(2A)」とする。
246.0 g of styrene
n-Butyl acrylate 119.0g
n-Octyl mercaptan 1.5g
Release agent A 190.0g
Next, an initiator solution in which 6 g of potassium persulfate is dissolved in 200 g of ion-exchanged water is added to this dispersion, and the system is heated and stirred at 82 ° C. for 1 hour to obtain resin particles. It was. This is designated as “resin particles (2A)”.
第3段重合
更に「樹脂粒子(2A)」の溶液に、過硫酸カリウム11gをイオン交換水400gに溶解させた溶液を添加し、82℃の温度条件下に、
スチレン 414.0g
n−ブチルアクリレート 180.0g
メタクリル酸 6.0g
n−オクチルメルカプタン 1.0g
からなる単量体混合液を1時間かけて滴下した。滴下終了後、2時間にわたり加熱撹拌することにより重合を行った後、28℃まで冷却し樹脂粒子を得た。これを「樹脂粒子A」とする。
Third stage polymerization Further, a solution prepared by dissolving 11 g of potassium persulfate in 400 g of ion-exchanged water was added to the solution of “resin particles (2A)”, and the temperature was set to 82 ° C.
414.0 g of styrene
n-Butyl acrylate 180.0g
Methacrylic acid 6.0g
n-octyl mercaptan 1.0 g
A monomer mixture consisting of was added dropwise over 1 hour. After completion of the dropping, polymerization was carried out by heating and stirring for 2 hours, and then cooled to 28 ° C. to obtain resin particles. This is designated as “resin particle A”.
(樹脂粒子Jの作製)
撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、ドデシル硫酸ナトリウム8gをイオン交換水3000gを仕込み、窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、内温を80℃に昇温させた。昇温後、過硫酸カリウム10gをイオン交換水200gに溶解させたものを添加し、再度液温80℃とし、下記単量体混合液を1時間かけて滴下後、80℃にて2時間加熱、撹拌することにより重合を行い、樹脂粒子を調製した。これを「樹脂粒子J」とする。
(Preparation of resin particle J)
Into a reaction vessel equipped with a stirrer, temperature sensor, cooling tube, and nitrogen introduction device, 8 g of sodium dodecyl sulfate and 3000 g of ion-exchanged water were charged, and the internal temperature was raised to 80 ° C. while stirring at a stirring speed of 230 rpm under a nitrogen stream. Allowed to warm. After heating, 10 g of potassium persulfate dissolved in 200 g of ion-exchanged water was added, the liquid temperature was again 80 ° C., the following monomer mixture was added dropwise over 1 hour, and then heated at 80 ° C. for 2 hours. Polymerization was carried out by stirring to prepare resin particles. This is designated as “resin particle J”.
スチレン 570.0g
n−ブチルアクリレート 165.0g
メタクリル酸 70.0g
n−オクチルメルカプタン 5.5g
〈着色剤分散液の作製〉
ドデシル硫酸ナトリウム90gをイオン交換水1600gに撹拌溶解した。この溶液を撹拌しながら、カーボンブラック「リーガル330R」(キャボット社製)420gを徐々に添加し、次いで、撹拌装置「クレアミックス」(エム・テクニック社製)を用いて分散処理することにより、着色剤粒子の分散液を調整した。これを、「着色剤分散液」とする。この着色剤分散液における着色剤粒子の粒径を、電気泳動光散乱光度計「ELS−800」(大塚電子社製)を用いて測定したところ、110nmであった。
Styrene 570.0g
n-Butyl acrylate 165.0g
Methacrylic acid 70.0g
n-octyl mercaptan 5.5 g
<Preparation of colorant dispersion>
90 g of sodium dodecyl sulfate was dissolved in 1600 g of ion-exchanged water with stirring. While stirring this solution, 420 g of carbon black “Regal 330R” (manufactured by Cabot Corp.) is gradually added, and then dispersed by using a stirrer “Claremix” (manufactured by M Technique Co., Ltd.). A dispersion of agent particles was prepared. This is referred to as a “colorant dispersion”. The particle size of the colorant particles in this colorant dispersion was measured using an electrophoretic light scattering photometer “ELS-800” (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) and found to be 110 nm.
《トナーの作製》
〈トナー母体Bk1の作製〉
(凝集・融着工程)
撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、「樹脂粒子A」を固形分換算で300gと、イオン交換水1400gと、「着色剤分散液」120gと、ポリオキシエチレン(2)ドデシルエーテル硫酸ナトリウム3gをイオン交換水120gに溶解させた溶液を仕込み、液温を30℃に調整した後、5Nの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを10に調整した。次いで、塩化マグネシウム35gをイオン交換水35gに溶解した水溶液を、撹拌下、30℃にて10分間かけて添加した。3分間保持した後に昇温を開始し、この系を60分間かけて90℃まで昇温し、90℃を保持したまま粒子成長反応を継続した。
<Production of toner>
<Preparation of Toner Base Bk1>
(Aggregation / fusion process)
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a temperature sensor, a cooling pipe, and a nitrogen introducing device, 300 g of “resin particles A” in terms of solid content, 1400 g of ion-exchanged water, 120 g of “colorant dispersion”, polyoxyethylene (2) A solution in which 3 g of sodium dodecyl ether sulfate was dissolved in 120 g of ion-exchanged water was added, the liquid temperature was adjusted to 30 ° C., and the pH was adjusted to 10 by adding a 5N aqueous sodium hydroxide solution. Next, an aqueous solution in which 35 g of magnesium chloride was dissolved in 35 g of ion-exchanged water was added over 10 minutes at 30 ° C. with stirring. After holding for 3 minutes, the temperature was raised and the system was heated to 90 ° C. over 60 minutes, and the particle growth reaction was continued while maintaining 90 ° C.
この状態で、「コールターマルチサイザーIII」(ベックマン・コールター社製)にて会合粒子の粒径を測定し、体積基準におけるメディアン粒径(D50)が3.0μmになった時点で、「樹脂粒子J」を260g添加し、そのまま粒子成長を継続させた。体積基準におけるメディアン粒径(D50)が6.0μmになった時点で、塩化ナトリウム150gをイオン交換水600gに溶解した水溶液を添加して粒子成長を停止させ「会合粒子」を得たた。 In this state, the particle size of the associated particles was measured with “Coulter Multisizer III” (manufactured by Beckman Coulter), and when the volume-based median particle size (D 50 ) reached 3.0 μm, “resin 260 g of “particle J” was added, and particle growth was continued as it was. When the volume-based median particle diameter (D 50 ) reached 6.0 μm, an aqueous solution in which 150 g of sodium chloride was dissolved in 600 g of ion-exchanged water was added to stop particle growth, and “associated particles” were obtained.
(熟成工程)
「会合粒子」を、液温度90℃にて60min加熱撹拌することにより、会合粒子の形状を調整すると同時に離型剤の粒径、粒径分布、形状係数を整え、コア・シェル構造の粒子を作製した。
(Aging process)
By stirring and heating the “associated particles” at a liquid temperature of 90 ° C. for 60 minutes, the shape of the associated particles is adjusted, and at the same time, the particle size, particle size distribution, and shape factor of the release agent are adjusted, and the particles having a core / shell structure are prepared. Produced.
その後、液温30℃まで冷却し、塩酸を添加してpHを4.0に調整し、撹拌を停止した。 Thereafter, the solution was cooled to 30 ° C., hydrochloric acid was added to adjust the pH to 4.0, and stirring was stopped.
(洗浄、乾燥工程)
熟成工程にて作製した粒子をバスケット型遠心分離機「MARKIII 型式番号60×40」(松本機械社製)で固液分離し、トナー母体のウェットケーキを形成した。該ウェットケーキを、前記バスケット型遠心分離機で濾液の電気伝導度が5μS/cmになるまで水洗浄し、その後「フラッシュジェットドライヤー」(セイシン企業社製)に移し、水分量が0.5質量%となるまで乾燥して「トナー母体Bk1」を作製した。
(Washing and drying process)
The particles produced in the aging step were subjected to solid-liquid separation with a basket-type centrifuge “MARK III model number 60 × 40” (manufactured by Matsumoto Kikai Co., Ltd.) to form a toner base wet cake. The wet cake was washed with water using the basket-type centrifuge until the electric conductivity of the filtrate reached 5 μS / cm, and then transferred to a “flash jet dryer” (manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.). % To dryness to produce “toner base Bk1”.
(トナー母体Bk2〜16の作製)
「トナー母体Bk1」の作製で用いた離型剤と、熟成工程を表2のように変更して「トナー母体Bk2〜16」を作製した。
(Production of toner base Bk2-16)
The “toner base Bk2 to 16” were prepared by changing the release agent used in the preparation of the “toner base Bk1” and the aging process as shown in Table 2.
(トナー母体C1〜C16の作製)
「トナー母体Bk1〜Bk16」の作製で用いた「リーガル330R」(キャボット社製)20gを「C.I.ピグメントブルー15:3」の10gに変更した以外は同様にして「トナー母体C1〜C16」を作製した。
(Production of toner bases C1 to C16)
“Toner bases C1 to C16” except that 20 g of “Regal 330R” (manufactured by Cabot) used in the production of “toner bases Bk1 to Bk16” was changed to 10 g of “CI Pigment Blue 15: 3”. Was made.
(トナー母体M1〜M16の作製)
「トナー母体Bk1〜Bk16」の作製で用いた「リーガル330R」(キャボット社製)20gを「C.I.ピグメントレッド122」17gに変更した以外は同様にして「トナー母体M1〜M16」を作製した。
(Production of toner bases M1 to M16)
“Toner bases M1 to M16” were prepared in the same manner except that 20 g of “Legal 330R” (manufactured by Cabot) used in the preparation of “toner bases Bk1 to Bk16” was changed to 17 g of “CI Pigment Red 122”. did.
(トナー母体Y1〜Y16の作製)
「トナー母体Bk1〜Bk16」の作製で用いた「リーガル330R」(キャボット社製)20gを「C.I.ピグメントイエロー74」18gに変更した以外は同様にして「トナー母体Y1〜Y16」を作製した。
(Production of toner bases Y1 to Y16)
“Toner bases Y1 to Y16” were prepared in the same manner except that 20 g of “Legal 330R” (manufactured by Cabot) used in the preparation of “toner bases Bk1 to Bk16” was changed to 18 g of “CI Pigment Yellow 74”. did.
尚、「トナー母体C1〜C16」、「トナー母体M1〜M16」、「トナー母体Y1〜Y16」の個数平均粒子径、分布、標準偏差、形状係数、体積基準におけるメディアン粒径(D50)は、「トナーBk1〜Bk16」と同じ、同等であったので省略する。 The number average particle size, distribution, standard deviation, shape factor, and volume-based median particle size (D 50 ) of “toner bases C1 to C16”, “toner bases M1 to M16”, and “toner bases Y1 to Y16” are as follows. , “Toners Bk1 to Bk16” are the same as and equivalent to those of “Toners Bk1 to Bk16”.
(トナー母体の外添剤処理)
次いで、上記で作製した各トナー母体に、疎水性シリカ(数平均一次粒径=12nm、疎水化度=68)を1質量%及び疎水性酸化チタン(数平均一次粒径=20nm、疎水化度=63)を1質量%添加し、「ヘンシェルミキサー」(三井三池化工社製)を用いて混合した。その後、45μmの目開きのフルイを用いて粗大粒子を除去し、「トナーBk1〜Bk16」、「トナーC1〜C16」、「トナーM1〜M16」、「トナーY1〜Y16」とする。
(External additive treatment of toner base)
Next, 1% by mass of hydrophobic silica (number average primary particle size = 12 nm, degree of hydrophobization = 68) and hydrophobic titanium oxide (number average primary particle size = 20 nm, degree of hydrophobization) are prepared on each toner base produced above. = 63) was added in an amount of 1% by mass and mixed using a “Henschel mixer” (manufactured by Mitsui Miike Chemical Co., Ltd.). Thereafter, coarse particles are removed using a sieve having an opening of 45 μm to obtain “toner Bk1 to Bk16”, “toner C1 to C16”, “toner M1 to M16”, and “toner Y1 to Y16”.
表2に、「トナーBk1〜Bk16」の作製に用いた離型剤、熟成工程の温度と時間、個数平均粒子径、分布、標準偏差、形状係数、体積基準におけるメディアン粒径(D50)を示す。 Table 2 shows the release agent used for the production of “Toners Bk1 to Bk16”, the temperature and time of the aging process, the number average particle size, the distribution, the standard deviation, the shape factor, and the median particle size (D 50 ) based on volume. Show.
尚、「トナーBk16」の離型剤分散径などは、TEM写真観察法により行った。 The release agent dispersion diameter of “Toner Bk16” was measured by a TEM photograph observation method.
即ち、トナー粒子をエポキシ樹脂系接着剤で固めたものをミクロトームで約1μmの幅で切り取り、この切り取ったものを透過型電子顕微鏡(TEM)にて5000倍にて写真撮影し、離型剤粒子100個について測定を行い、その平均値により算出を行った。 That is, toner particles hardened with an epoxy resin adhesive are cut with a microtome to a width of about 1 μm, and the cut pieces are photographed with a transmission electron microscope (TEM) at a magnification of 5000 times to obtain release agent particles. Measurement was performed on 100 pieces, and the average value was calculated.
尚、「トナーC1〜C16」、「トナーM1〜M16」、「トナーY1〜Y16」の個数平均粒子径、分布、標準偏差、形状係数、体積基準におけるメディアン粒径(D50)は、「トナーBk1〜Bk16」と同じ、同等であったので省略する。 The number average particle size, distribution, standard deviation, shape factor, and volume-based median particle size (D 50 ) of “toners C1 to C16”, “toners M1 to M16”, and “toners Y1 to Y16” are “toner”. It is the same as “Bk1 to Bk16” and is omitted.
〈現像剤の調製〉
上記で作製した各トナーの各々に、シリコン樹脂を被覆した体積平均粒径60μmのフェライトキャリアを、前記トナーの濃度が6質量%になるよう混合して、「現像剤Bk1〜Bk16」、「現像剤C1〜C16」、「現像剤M1〜M16」、「現像剤Y1〜Y16」とする。
<Preparation of developer>
To each of the toners prepared above, a ferrite carrier having a volume average particle diameter of 60 μm coated with a silicone resin is mixed so that the concentration of the toner becomes 6% by mass, and “Developers Bk1 to Bk16” and “Developer” are mixed. “Developers C1 to C16”, “Developers M1 to M16”, and “Developers Y1 to Y16”.
《評価》
上記で作製したトナーについて、下記の項目を評価した。尚、現像剤は各トナーに対応したものを用いた。尚、評価において、◎及び○は問題が無く合格、×は問題が有り不合格とした。
<Evaluation>
The following items were evaluated for the toner prepared above. A developer corresponding to each toner was used. In the evaluation, “A” and “B” indicate that there was no problem and “x” indicates that there was a problem, and “B” indicates that there was a problem.
〈耐凝集性〉
上記調製した各トナー2gをサンプル管に取り、タッピングデンサーで500回振とうした後、55℃、35%RHの環境下で2時間放置した。次いで、48メッシュの篩いに入れ、一定の振動条件で篩い、メッシュ上の残留したトナー量の比率(質量%)を測定し、これをトナー凝集率とし、下記のようにトナー保存性をランク評価した。
<Aggregation resistance>
2 g of each of the toners prepared above was placed in a sample tube, shaken 500 times with a tapping denser, and allowed to stand in an environment of 55 ° C. and 35% RH for 2 hours. Next, it is put in a 48 mesh sieve, sieved under a constant vibration condition, and the ratio (mass%) of the amount of toner remaining on the mesh is measured, and this is used as the toner aggregation rate. did.
◎:トナー凝集率が15質量%未満である(耐凝集性が極めて良好)
○:トナー凝集率が15〜45質量%である(耐凝集性が良好)
×:トナー凝集率が45質量%を越える(耐凝集性が悪く、保冷輸送の必要有り)。
A: The toner aggregation rate is less than 15% by mass (very good aggregation resistance).
A: The toner aggregation rate is 15 to 45% by mass (good aggregation resistance)
X: The toner aggregation rate exceeds 45% by mass (coagulation resistance is poor, and it is necessary to carry out cold transport).
(画像評価)
画像の評価装置としては、図3に記載の画像形成装置を用い、図5の定着装置を装着して用いた。尚、定着速度、熱ロールの表面材質は以下のようにした。
(Image evaluation)
As the image evaluation apparatus, the image forming apparatus shown in FIG. 3 was used, and the fixing apparatus shown in FIG. 5 was mounted. The fixing speed and the surface material of the heat roll were as follows.
定着速度:280mm/sec(約50枚/A4版、横送り)
加熱ロールの表面材質:PTFE
評価は、上記評価装置に上記で作製したトナーを順番に装填し、20℃、50%RHの環境で、以下の評価項目について行った。
Fixing speed: 280mm / sec (about 50 sheets / A4 size, landscape feed)
Heat roll surface material: PTFE
The evaluation was carried out for the following evaluation items in an environment of 20 ° C. and 50% RH by sequentially loading the toner prepared above in the evaluation apparatus.
プリントは、画素率が10%の画像(文字画像が7%、人物顔写真、べた白画像、べた黒画像がそれぞれ1/4等分にあるオリジナル画像)を、A4版上質紙(64g/m2)にて行った。 The print is an image with a pixel rate of 10% (original image with 7% character image, human face photo, solid white image, solid black image divided into 1/4 each), A4 quality fine paper (64g / m 2 ).
〈定着強度〉
定着強度は、シムレスベルトの表面温度を130℃に設定し、全色でトナー付着量が0.6mg/cm2である2.54cm角のべた定着画像を作製し、べた画像部を180°折り曲げ、折り曲げたところのトナー画像の剥離状態で評価した。
<Fixing strength>
The fixing strength was set such that the surface temperature of the shimless belt was set to 130 ° C., a 2.54 cm square solid fixed image having a toner adhesion amount of 0.6 mg / cm 2 was prepared for all colors, and the solid image portion was 180 °. The evaluation was performed based on the peeled state of the toner image after bending.
◎:折り曲げたところのトナー画像に剥離が無く定着強度良好
○:折り曲げたところのトナー画像に剥離がやや見られるが定着強度は実用上問題なし
×:折り曲げたところのトナー画像が剥離し、転写材が見え定着強度不足で問題有り。
◎: Folded toner image has no peeling and good fixing strength ○: Folded toner image has some peeling, but fixing strength has no practical problem ×: Folded toner image peels off and transfer The material is visible and there is a problem with insufficient fixing strength.
〈定着可能温度(メンディングテープ剥離法)〉
定着可能温度の評価は、常温常湿(20℃、50%RH)の環境で、シームレスベルト11の表面温度を90〜150℃まで5℃刻みで変更し、定着画像を作成して行った。
<Fixable temperature (mending tape peeling method)>
The fixable temperature was evaluated by changing the surface temperature of the
具体的には、得られた各定着画像の定着強度を、メンディングテープ剥離法により測定し、定着率が90%以上得られた定着温度を定着可能温度として評価した。 Specifically, the fixing strength of each of the obtained fixed images was measured by a mending tape peeling method, and the fixing temperature at which a fixing rate of 90% or more was obtained was evaluated as the fixing possible temperature.
以下、メンディングテープ剥離法について説明する。 Hereinafter, the mending tape peeling method will be described.
1)べた黒の絶対反射濃度D0を測定する
2)「メンディングテープ」(住友3M社製:No.810−3−12)を、べた黒画像に軽く貼り付ける
3)1kPaの圧力でテープの上を3.5回往復擦り付ける
4)180℃の角度、200gの力でテープを剥がす
5)剥離後の絶対反射濃度D1を測定する
6)定着率を算出する。定着率(%)=D1/D0×100
尚、画像濃度の測定には、反射濃度計「RD−918」(マクベス社製)を使用した。
1) Measure absolute reflection density D 0 of solid black 2) Lightly affix “Mending tape” (manufactured by Sumitomo 3M: No.810-3-12) to a solid black image 3) Tape at a pressure of 1 kPa 4) Peel off the tape with an angle of 180 ° C. and a force of 200 g 5) Measure the absolute reflection density D 1 after peeling 6) Calculate the fixing rate. Fixing rate (%) = D 1 / D 0 × 100
For the measurement of the image density, a reflection densitometer “RD-918” (manufactured by Macbeth) was used.
表3に、評価結果を示す。 Table 3 shows the evaluation results.
評価結果から明らかなように、「実施例1〜5」は、何れの評価項目も優れているが、「比較例1〜5」は評価項目のいくつかの項目に問題が有ることが判る。 As is clear from the evaluation results, “Examples 1 to 5 ” are excellent in all evaluation items, but “Comparative Examples 1 to 5” have some problems in the evaluation items.
10 トナー
11 樹脂
12 着色剤粒子
13 離型剤粒子
10
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