JP4640230B2 - Toner for electrostatic image development - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真法、静電写真法等に用いられる静電荷像現像用トナーに関するものであり、更に詳しくは、特定の構成を有するトナー母粒子の表面に、特定の外添剤が付着されてなる静電荷像現像用トナーに関するものである。 The present invention relates to an electrostatic charge image developing toner used in electrophotography, electrostatic photography, and the like. More specifically, a specific external additive adheres to the surface of toner base particles having a specific configuration. The present invention relates to an electrostatic charge image developing toner.
多色現像を可能とするフルカラー現像方式による電子写真印刷法においては、主にポリエステル系樹脂を用いた粉砕トナーにより製造された非磁性一成分系トナーの開発により、印刷機械の小型化及びそれに伴うカートリッジの小型化の要求を満たし、かつカラー画像に求められる色再現性、光沢、透明性等の画像の画質を両立させ、かつトナーの熱溶着の問題の解決を図る技術が達成されてきた。 In the electrophotographic printing method based on the full-color development system that enables multi-color development, the development of non-magnetic one-component toners that are mainly made from pulverized toners using polyester resins has led to the downsizing of printing machines and accompanying this. There has been achieved a technique that satisfies the demand for miniaturization of the cartridge, achieves both the image reproducibility of color reproducibility, glossiness, transparency, and the like required for color images, and solves the problem of toner thermal welding.
一方、更なる市場の要求によって、画像の更なる高解像度化が求められており、トナーの小粒径化が求められ、更に印刷速度の高速化の要望のために、より定着性、離型性の向上したトナーの開発も求められている。このような要望を達成するべく、より小粒系のトナーであり、円形度が自由に制御でき、ワックスの含有量も増大させることのできるいわゆる重合トナーの開発が盛んになっている。このような有利な点を有する重合トナーは、従来のポリエステル系樹脂に代わり、スチレン・アクリル系樹脂の非磁性一成分系フルカラー用トナーへの適用の可能性を要求するものである。 On the other hand, due to further market demands, higher resolution of images is required, toner is required to have a smaller particle size, and in order to increase the printing speed, more fixability and release There is also a demand for development of toner with improved properties. In order to achieve such a demand, development of so-called polymerized toners, which are smaller-sized toners, can freely control the circularity, and can increase the wax content, has been actively promoted. Polymerized toners having such advantages require the possibility of applying styrene / acrylic resins to non-magnetic one-component full color toners instead of conventional polyester resins.
すなわち、重合トナーによる製造に適したスチレン・アクリル系樹脂は、機械的強度がポリエステル系樹脂よりも劣るため、接触現像方式における摩擦帯電の際の帯電ブレードによる摩擦への耐性が低いという欠点を有する。この点を改良するため、スチレン・アクリル系樹脂によるトナー母粒子に、機械的強度に優れる殻剤を添加する技術も提供されている。 That is, the styrene / acrylic resin suitable for the production with the polymerized toner has the disadvantage that the mechanical strength is inferior to that of the polyester resin, and therefore the resistance to friction by the charging blade at the time of frictional charging in the contact development method is low. . In order to improve this point, a technique for adding a shell agent having excellent mechanical strength to toner base particles made of styrene / acrylic resin is also provided.
一方、重合トナーといえども、粉砕トナーがそうであるように、トナーの現像槽での流動性や、帯電特性、それに基づくかぶりや画質の汚れ防止、フィルミングといった問題を解決しなければならない事情は同じである。しかしながら、重合トナーにおけるかかる流動性の付与のためのシリカ微粒子の外添処方については、いまだ上記問題を総合的に解決できる技術は提供されていない。すなわち、シリカの外添処方自体については、粉砕トナーの時代より、一方で流動性をよくし、一方でロングランによる流動性の劣化を防止するために、前者の目的で比較的、小粒径のシリカを添加し、後者の目的で比較的、大粒径のシリカを添加する処方が有益であることはよく知られていることである。 On the other hand, even with polymerized toners, as with pulverized toners, the problems of fluidity in the developer tank, charging characteristics, fogging based on this, prevention of image quality stains, and filming must be solved. Are the same. However, no technology that can comprehensively solve the above problems has been provided for the external addition formulation of silica fine particles for imparting such fluidity in the polymerized toner. That is, for the external additive formulation of silica itself, in order to improve fluidity on the one hand and prevent deterioration of fluidity due to long run on the one hand from the era of pulverized toner, a relatively small particle size is used for the former purpose. It is well known that a formulation in which silica is added and a relatively large particle size silica is added for the latter purpose is beneficial.
しかしながら、大粒径シリカは、流動性を担保している小粒径シリカのトナー母粒子へのロングラン時の埋まりこみを防止し、ひいては流動性の長期安定性を確保するために益する一方で、大粒径シリカの特性として、トナー母粒子から離脱するという問題があった。そして、トナー母粒子から離脱した大粒径シリカは、トナー母粒子よりも感光体ドラムに残存しやすい傾向をもち、それがクリーニングブレードを通過する際に、感光体ドラムを傷つけてしまう等というフィルミングの問題を引き起こすばかりか、その後に待ち受ける感光体帯電ローラへと吸引され、付着し(以下、「PCR汚染」という)、感光体の表面電位を引き下げてしまう。その結果、フルカラープリンタでよく用いられる反転現像方式の場合、本来白地であるべき画像位置において現像を引き起こし、画像汚れを引き起こす等の弊害を引き起こしていた。 However, the large particle size silica prevents the embedding of the small particle size silica, which ensures fluidity, into the toner base particles during a long run, and in turn helps to ensure long-term stability of the fluidity. As a characteristic of the large particle size silica, there is a problem of separation from the toner base particles. The large particle size silica separated from the toner base particles tends to remain on the photosensitive drum more than the toner base particles, and the photosensitive drum is damaged when it passes through the cleaning blade. In addition to causing the problem of the mixing, it is attracted to and adhered to the waiting photosensitive member charging roller (hereinafter referred to as “PCR contamination”), and the surface potential of the photosensitive member is lowered. As a result, in the case of the reversal development method often used in full-color printers, the development is caused at the image position that should originally be a white background, thereby causing problems such as image smearing.
この点に関して、フィルミングの問題とPCR汚染による感光体帯電ローラの帯電特性の劣化の問題であれば、大粒径シリカの粒径を適宜引き下げる等の設計変更により回避することも可能である。特許文献1等でも粒径を下げたシリカが添加されているが、従来同様のトナー母粒子でシリカの粒径を引き下げると、期待されるロングラン時の埋まりこみ防止への効果が十分に得られない。また、抵抗の低い外添剤であるチタニアを用いる等の処方も考えられるところであるが、チタニアは帯電序列が十分に負帯電になっておらず、反転現像に必要な十分な負帯電性をトナーに与えることができないため、通常は使用することが困難である。この点は、帯電序列が正帯電傾向の強いアルミナを用いても同様である。 In this regard, if there is a problem of filming and a problem of deterioration of the charging characteristics of the photosensitive member charging roller due to PCR contamination, it can be avoided by a design change such as appropriately reducing the particle size of the large particle size silica. In Patent Document 1, etc., silica with a reduced particle size is added. However, if the particle size of silica is reduced with the same toner base particles as in the past, the expected effect of preventing embedding during a long run can be sufficiently obtained. Absent. In addition, prescriptions such as using titania, which is an external additive with low resistance, can be considered. However, titania does not have a sufficiently negative charge sequence, and the toner has sufficient negative charge necessary for reversal development. In general, it is difficult to use. This is the same even when alumina having a strong charging tendency and a positive charging tendency is used.
このように、PCR汚染の問題については、単純にシリカ微粒子の粒径で制御できる問題でもなく、また、シリカ微粒子以外の外添剤を適用する方向で検討しても、帯電性等への弊害を十分におさえる有効な手段は知られていなかった。そのため、シリカ微粒子を用いようとする場合、その抜本的な改良検討が必要となっていた。
本発明は上記背景技術に鑑みてなされたものであり、その課題は、トナーの現像槽での流動性を長期に安定させ、流動改良剤たるシリカ微粒子の脱離によりフィルミングを起こさず、感光体帯電ローラ等のカートリッジ部材への汚染(PCR汚染)が少なく、帯電性付与の機能を保ち、ランニング使用時でのかぶりの上昇を抑えることのできる静電荷現像用のトナーを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described background art, and the problem is that the fluidity of the toner in the developing tank is stabilized for a long period of time, and no filming occurs due to the desorption of silica fine particles as a flow improver. An object of the present invention is to provide a toner for developing an electrostatic charge that has little contamination (PCR contamination) to a cartridge member such as a body charging roller, maintains a chargeability imparting function, and can suppress an increase in fog during running use. .
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、特定の構成を有するトナー母粒子に対して、特定のシリカ微粒子を付着させることによって、トナーの流動性を長期に安定させつつ、フィルミングやPCR汚染が少なくでき、帯電性付与の機能を保って、かぶりの上昇を抑えることができることを見出して、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventor stabilizes the fluidity of the toner for a long time by attaching specific silica fine particles to toner base particles having a specific configuration. On the other hand, the inventors have found that filming and PCR contamination can be reduced, the function of imparting charging property can be maintained, and the increase in fog can be suppressed, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明は、湿式法で得られた芯粒子の表面に、樹脂微粒子が被覆された構成を有するトナー母粒子100重量部に対し、ヘキサメチルジシラザンで表面処理されたBET値が50〜100m2/gのシリカ微粒子を0.05〜3重量部、及び、ヘキサメチルジシラザンで表面処理されたBET値が100m 2 /gより大きいシリカ微粒子を0.05〜2重量部付着させてなることを特徴とするトナーを提供するものである。
That is, according to the present invention, the BET value obtained by surface treatment with hexamethyldisilazane is 50 to 100 parts by weight of toner base particles having a structure in which resin fine particles are coated on the surface of core particles obtained by a wet method. 0.05 to 3 parts by weight of silica fine particles of 100 m 2 / g and 0.05 to 2 parts by weight of silica fine particles having a BET value greater than 100 m 2 / g surface-treated with hexamethyldisilazane are attached. The present invention provides a toner characterized by the above.
本発明によれば、初期の流動性が良好で、長期使用しても流動性が悪化せず、フィルミングやPCR汚染を少なくでき、帯電性付与の機能を長期に保って帯電量を安定化させ、かぶりの上昇を抑えることができる静電荷現像用トナーを提供することができる。 According to the present invention, the initial fluidity is good, the fluidity is not deteriorated even when used for a long time, filming and PCR contamination can be reduced, and the charge amount is stabilized by maintaining the function of imparting chargeability for a long time. Therefore, it is possible to provide a toner for developing an electrostatic charge that can suppress an increase in fog.
以下、本発明について説明するが、本発明は以下の具体的態様に限定されるものではなく、その要旨を超えない限り任意に変形して実施することができる。 Hereinafter, although this invention is demonstrated, this invention is not limited to the following specific aspects, As long as the summary is not exceeded, it can deform | transform and implement arbitrarily.
本発明に用いられるトナーは、湿式法で得られた芯粒子の表面に樹脂微粒子が被覆され、更にそこに、特定のシリカ微粒子が付着されたものである。 In the toner used in the present invention, the surface of core particles obtained by a wet method is coated with resin fine particles, and specific silica fine particles are further adhered thereto.
芯粒子は、少なくともバインダー樹脂と着色剤を含有する。本発明のトナーの芯粒子のバインダー樹脂としては、トナー用樹脂として公知の種々のものが使用できるが、本発明では湿式法で芯粒子を得るので、例えば、スチレン系樹脂等が好ましいものとして挙げられる。 The core particle contains at least a binder resin and a colorant. As the binder resin for the core particles of the toner of the present invention, various known resins can be used as the toner resin. However, in the present invention, core particles are obtained by a wet method. It is done.
スチレン系樹脂に用いられる原料の重合性モノマーとしては特に限定はないが、具体的には例えば、スチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン等のスチレン類;酢酸ビニル、無水マレイン酸、アクリル酸エステル、メタアクリル酸エステル、アクリル酸、メタアクリル酸、(メタ)アクリルアミド、N−アルキル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジアルキル(メタ)アクリルアミド、塩化ビニル、プロピレン、ブタジエン等が好ましい。このうち、(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル等が好ましい。これら重合性モノマーは、単独で用いても複数を混合して用いてもよい。 The raw material polymerizable monomer used in the styrenic resin is not particularly limited. Specifically, for example, styrenes such as styrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, chlorostyrene, dichlorostyrene; vinyl acetate, Maleic anhydride, acrylic acid ester, methacrylic acid ester, acrylic acid, methacrylic acid, (meth) acrylamide, N-alkyl (meth) acrylamide, N, N-dialkyl (meth) acrylamide, vinyl chloride, propylene, butadiene, etc. Is preferred. Among these, (meth) acrylic acid esters include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, heptyl (meth) acrylate, (meth) Preference is given to octyl acrylate, phenyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate and the like. These polymerizable monomers may be used alone or in combination.
スチレン系樹脂としては、上記重合性モノマーの(共)重合体が好ましいが、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル−(メタ)アクリル酸共重合体等が特に好ましく、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル−(メタ)アクリル酸共重合体等のように酸基を有するものが、トナーの定着性、耐久性等の面で優れ、またトナーの帯電安定性(特に負帯電性)が向上するのでより好ましい。 As the styrene-based resin, a (co) polymer of the above polymerizable monomer is preferable, but a styrene- (meth) acrylic acid ester copolymer, a styrene- (meth) acrylic acid ester- (meth) acrylic acid copolymer, etc. Are particularly preferable, and those having an acid group such as a styrene- (meth) acrylic acid ester- (meth) acrylic acid copolymer are excellent in terms of fixing properties and durability of the toner, and charge stability of the toner. (Especially negative chargeability) is improved, which is more preferable.
更に、重合性モノマーとして多官能性モノマーを使用することもできる。多官能性モノマーとしては、例えば、ジビニルベンゼン、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジアリルフタレート等が挙げられ、また、反応性基をペンダントに有する重合性モノマー、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、メチロール(メタ)アクリルアミド、アクロレイン等を用いることも可能である。中でもラジカル重合性の二官能性モノマーが好ましく、ジビニルベンゼン、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート等が特に好ましい。これら多官能性モノマーは、単独で用いても複数を混合して用いてもよい。 Furthermore, a polyfunctional monomer can also be used as the polymerizable monomer. Examples of the polyfunctional monomer include divinylbenzene, hexanediol di (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, diallyl phthalate, and the like. It is also possible to use a polymerizable monomer having a reactive group in a pendant, such as glycidyl (meth) acrylate, methylol (meth) acrylamide, acrolein or the like. Among these, radical polymerizable bifunctional monomers are preferable, and divinylbenzene, hexanediol di (meth) acrylate, and the like are particularly preferable. These polyfunctional monomers may be used alone or in combination.
また、本発明のトナーの芯粒子のバインダー樹脂について、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、「GPC」と略記する)で測定した数平均分子量は特に限定はないが、好ましくは2000以上、より好ましくは2500以上、更に好ましくは3000以上であり、上限は、好ましくは5万以下、より好ましくは4万以下、更に好ましくは3.5万以下であることが望ましい。また、GPCで求めた重量平均分子量は、好ましくは1万以上、より好ましくは3万以上、更に好ましくは5万以上であり、上限は、好ましくは20万以下、より好ましくは12万以下、更に好ましくは8万以下であることが望ましい。スチレン系樹脂の数平均分子量、重量平均分子量が前記範囲にある場合、トナーの耐久性、保存性、定着性等が良好となるため好ましい。 The number average molecular weight of the binder resin of the core particles of the toner of the present invention measured by gel permeation chromatography (hereinafter abbreviated as “GPC”) is not particularly limited, but is preferably 2000 or more, more preferably It is 2500 or more, more preferably 3000 or more, and the upper limit is preferably 50,000 or less, more preferably 40,000 or less, and still more preferably 35,000 or less. Further, the weight average molecular weight determined by GPC is preferably 10,000 or more, more preferably 30,000 or more, still more preferably 50,000 or more, and the upper limit is preferably 200,000 or less, more preferably 120,000 or less, and further Preferably it is 80,000 or less. It is preferable that the number average molecular weight and the weight average molecular weight of the styrene resin are in the above ranges because the durability, storage stability, fixability and the like of the toner are improved.
芯粒子のバインダー樹脂のガラス転移点(以下、「Tg」と略記する)は特に限定はないが、30℃以上であることが好ましく、40℃以上であることが特に好ましい。また上限は、80℃以下であることが好ましく、70℃以下が特に好ましい。Tgが低すぎると、トナーの保存安定性が損なわれる場合があり、一方、Tgが高すぎるとトナーの定着性が著しく悪くなる場合がある。 The glass transition point (hereinafter abbreviated as “Tg”) of the binder resin of the core particles is not particularly limited, but is preferably 30 ° C. or higher, and particularly preferably 40 ° C. or higher. The upper limit is preferably 80 ° C. or less, and particularly preferably 70 ° C. or less. If the Tg is too low, the storage stability of the toner may be impaired. On the other hand, if the Tg is too high, the toner fixability may be remarkably deteriorated.
本発明における「Tg」は、セイコーインスツルメンツ社DSC220を用い、1回目30℃から210℃まで10℃/分で昇温、その後30℃まで20℃/分で降温し、更に110℃まで10℃/分で昇温した時のDSC吸熱曲線の転移(変曲)開始部に接線を引き、2つの接線の交点の温度と定義される。 “Tg” in the present invention is a DSC 220 manufactured by Seiko Instruments Inc. The first time the temperature is raised from 30 ° C. to 210 ° C. at 10 ° C./min, then the temperature is lowered to 30 ° C. at 20 ° C./min, and further to 110 ° C. A tangent is drawn to the transition (inflection) start portion of the DSC endothermic curve when the temperature is raised in minutes, and this is defined as the temperature at the intersection of the two tangents.
芯粒子のバインダー樹脂の軟化点(以下、「Sp」と略記する)は特に限定はないが、80℃以上であることが好ましく、90℃以上であることが特に好ましい。また上限は、160℃以下であることが好ましく、150℃以下が特に好ましい。Spが低すぎると、トナーが定着プロセスで熱ローラ等に融着し、いわゆるオフセットの問題が発生する場合がある。一方、Spが高すぎるとトナーの定着性が著しく悪くなる場合がある。 The softening point (hereinafter abbreviated as “Sp”) of the binder resin of the core particles is not particularly limited, but is preferably 80 ° C. or higher, and particularly preferably 90 ° C. or higher. Moreover, it is preferable that an upper limit is 160 degrees C or less, and 150 degrees C or less is especially preferable. If Sp is too low, the toner may be fused to a heat roller or the like in the fixing process, and a so-called offset problem may occur. On the other hand, if Sp is too high, the toner fixability may be remarkably deteriorated.
本発明における「Sp」は、フローテスター(島津製作所社製CFT−500)において、試料1.0gをノズル1mm×10mm、荷重30kg、予熱時間50℃で5分、昇温速度3℃/分の条件下で測定を行ったときの、フロー開始から終了までのストランドの中間点での温度と定義される。 “Sp” in the present invention is a flow tester (CFT-500 manufactured by Shimadzu Corporation), a sample of 1.0 g, a nozzle 1 mm × 10 mm, a load 30 kg, a preheating time 50 ° C. for 5 minutes, and a temperature rising rate 3 ° C./min. It is defined as the temperature at the midpoint of the strand from the start to the end of the flow when the measurement is performed under conditions.
芯粒子には着色剤を含有させることができる。芯粒子に含有される着色剤としては特に限定はなく、トナーに適した公知の種々のものが使用でき、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック等のカーボンブラック類;ベンジジンイエロー、ベンジジンオレンジ、キノリンイエロー、アシッドグリーン、アルカリブルー、ローダミン、マゼンタ、マカライトグリーン、ヒドロキシアントラキノン、フタロシアニン系染顔料、キナクリドン系染顔料、ジオキサン系染顔料、アニリン黒、アゾ系染顔料、ナフトキノン系染顔料、インジゴ系染顔料、ニグロシン系染顔料、フタロシアニン系染顔料、ポリメチン系染顔料、ジ及びトリアリールメタン系染顔料等の合成染顔料等が挙げられ、これらの2種以上を併用することもできる。 The core particles can contain a colorant. There are no particular limitations on the colorant contained in the core particles, and various known materials suitable for toners can be used. For example, carbon blacks such as furnace black and lamp black; benzidine yellow, benzidine orange, quinoline yellow, Acid green, alkali blue, rhodamine, magenta, macalite green, hydroxyanthraquinone, phthalocyanine dye, pigment, quinacridone dye, dioxane dye, aniline black, azo dye, naphthoquinone dye, indigo dye, nigrosine And synthetic dyes such as di- and triarylmethane dyes and the like, and two or more of these may be used in combination.
本発明のトナーをフルカラー用トナーとして用いる場合は、イエロー用としてアゾ系顔料(不溶性モノアゾ系、不溶性ジスアゾ系、縮合アゾ系等)、多環式顔料(イソインドリン系、イソインドリノン系、スレン系、キノフタロン系等)等が挙げられ、マゼンタ用としてアゾ系顔料(アゾレーキ系、不溶性モノアゾ系、不溶性ジスアゾ系、縮合アゾ系等)、多環式顔料(キナクリドン顔料、ペリレン顔料等)等が挙げられ、シアン用としてフタロシアニン顔料、スレン系顔料等が挙げられる。着色剤の組合せは色相等を勘案して適宜選べばよいが、中でも、イエロー着色剤としてはC.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー155から選ばれる少なくとも1種が、マゼンタ着色剤としてはC.I.ピグメントレッド238、C.I.ピグメントレッド269、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド48:2、C.I.ピグメントレッド122から選ばれる少なくとも1種が、シアン着色剤としてはC.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:3から選ばれる少なくとも1種が、ブラック着色剤としてはファーネス法カーボンブラックが、それぞれ好適である。前記着色剤は、揮発性不純物を極力含まないものを使用することが好ましい。 When the toner of the present invention is used as a full-color toner, an azo pigment (insoluble monoazo, insoluble disazo, condensed azo, etc.) or polycyclic pigment (isoindoline, isoindolinone, selenium) is used for yellow. , Quinophthalone, etc.) and mazota pigments such as azo pigments (azo lake, insoluble monoazo, insoluble disazo, condensed azo, etc.), polycyclic pigments (quinacridone pigment, perylene pigment, etc.), etc. Examples of cyan pigments include phthalocyanine pigments and selenium pigments. The combination of the colorants may be appropriately selected in consideration of the hue and the like. I. Pigment yellow 74, C.I. I. Pigment yellow 93, C.I. I. At least one selected from CI Pigment Yellow 155 is C.I. I. Pigment red 238, C.I. I. Pigment red 269, C.I. I. Pigment red 57: 1, C.I. I. Pigment red 48: 2, C.I. I. At least one selected from CI Pigment Red 122 is C.I. I. Pigment blue 15, C.I. I. At least one selected from CI Pigment Blue 15: 3 is preferable as furnace black carbon as the black colorant. It is preferable to use a colorant that contains as little volatile impurities as possible.
芯粒子には、ワックスを含有させることも好ましい。ワックスはトナー用途に通常使用されているものであれば特に限定されず、具体的には、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、共重合ポリエチレン等のオレフィン系ワックス;パラフィンワックス;アルキル基を有するシリコンワックス;ステアリン酸等の高級脂肪酸;エイコサノール等の長鎖脂肪族アルコール;ベヘン酸ベヘニル、モンタン酸エステル、ステアリン酸ステアリル等の長鎖脂肪族基を有するエステル系ワックス;ジステアリルケトン等の長鎖アルキル基を有するケトン類;水添ひまし油、カルナバワックス等の植物系ワックス;グリセリン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールと長鎖脂肪酸より得られるエステル類又は部分エステル類;オレイン酸アミド、ステアリン酸アミド等の高級脂肪酸アミド;低分子量ポリエステル等が好ましい。本発明に特に好適なワックスとしては、エステル系ワックス、パラフィンワックス、低分子量ポリプロピレン、共重合ポリエチレン等のオレフィン系ワックスや、アルキル基を有するシリコーンワックスから選択することにより好適に使用できる。また、ワックスは、DSCによる吸熱ピークを50〜100℃に少なくとも1つ有することが定着性の点から好ましい。 It is also preferable that the core particles contain a wax. The wax is not particularly limited as long as it is usually used in toner applications, and specifically, olefin waxes such as low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, and copolymerized polyethylene; paraffin wax; silicon wax having an alkyl group A higher fatty acid such as stearic acid; a long-chain aliphatic alcohol such as eicosanol; an ester wax having a long-chain aliphatic group such as behenyl behenate, a montanic acid ester, and stearyl stearate; a long-chain alkyl group such as distearyl ketone; Ketones having hydrogen peroxide; plant waxes such as hydrogenated castor oil and carnauba wax; esters or partial esters obtained from polyhydric alcohols such as glycerin and pentaerythritol and long chain fatty acids; higher grades such as oleic acid amide and stearic acid amide Fatty acid amide; low Molecular weight polyester, and the like are preferable. As the wax particularly suitable for the present invention, it can be suitably used by selecting from olefin waxes such as ester wax, paraffin wax, low molecular weight polypropylene and copolymer polyethylene, and silicone wax having an alkyl group. The wax preferably has at least one endothermic peak due to DSC at 50 to 100 ° C. from the viewpoint of fixability.
更に、帯電量、帯電安定性付与のため、帯電制御剤が含有されていてもよい。帯電制御剤としては、従来公知の化合物が使用され、例えば、正荷電性帯電制御剤としては、ニグロシン系染料、四級アンモニウム塩、トリアミノトリフェニルメタン系化合物、イミダゾール系化合物、ポリアミン樹脂等、負荷電性帯電制御剤としては、Cr、Co、Al、Fe、B等の原子を含有するアゾ錯化合物染料やアルキルサリチル酸錯化合物、カリックスアレン化合物等が好ましい。フルカラートナーでは、トナーとしての色調障害を回避するために、帯電制御剤の色調は無色ないしは、淡色のものを選択する必要があり、その用途のためには、上記のうちでも正荷電性帯電制御剤としては、四級アンモニウム塩、イミダゾール系化合物であるのが好ましく、負荷電性帯電制御剤としては、Cr、Co、Al、Fe、B等の原子を含有するアルキルサリチル酸錯化合物、カリックスアレン化合物が好ましい。また、これらの混合物であってもよい。帯電制御剤の添加量は、バインダー樹脂100重量部に対し、0.01〜5重量部の範囲が好ましい。 Further, a charge control agent may be contained for imparting charge amount and charge stability. As the charge control agent, conventionally known compounds are used. For example, as the positive charge control agent, nigrosine dyes, quaternary ammonium salts, triaminotriphenylmethane compounds, imidazole compounds, polyamine resins, etc. As the negatively chargeable charge control agent, azo complex compound dyes, alkyl salicylic acid complex compounds, calixarene compounds and the like containing atoms such as Cr, Co, Al, Fe and B are preferable. For full-color toners, the color tone of the charge control agent must be colorless or light in order to avoid a color tone failure as a toner. The agent is preferably a quaternary ammonium salt or an imidazole compound, and the negative charge control agent is an alkyl salicylic acid complex compound or calixarene compound containing atoms such as Cr, Co, Al, Fe, B, etc. Is preferred. Moreover, these mixtures may be sufficient. The addition amount of the charge control agent is preferably in the range of 0.01 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
更に、トナーの粘着性、凝集性、流動性、帯電性、表面抵抗等の改質のために公知の各種内添剤、例えば、シリコンオイル、シリコンワニス等を含有させることもできる。 Further, various known internal additives such as silicon oil and silicon varnish can be contained for modifying the adhesiveness, cohesiveness, fluidity, chargeability, surface resistance and the like of the toner.
本発明のトナーの芯粒子は湿式法で得られるものであるが、湿式法であれば、芯粒子を製造する方法は特に限定されず、乳化重合凝集法や懸濁重合法等の重合法、樹脂溶解懸濁法等、何れも好適に使用できる。中でも、得られるトナーの粒径分布、円形度の制御の容易さの点から、更には、その後の樹脂微粒子を被覆させることの容易さ等の点から、重合法により製造することが好ましく、中でも乳化重合凝集法により製造することが特に好ましい。 The core particle of the toner of the present invention is obtained by a wet method, but if it is a wet method, a method for producing the core particle is not particularly limited, and a polymerization method such as an emulsion polymerization aggregation method or a suspension polymerization method, Any of the resin dissolution suspension methods and the like can be suitably used. Among these, from the viewpoint of easy control of the particle size distribution and circularity of the obtained toner, and further from the viewpoint of ease of subsequent coating of resin fine particles, it is preferable to produce by a polymerization method. It is particularly preferable to produce by an emulsion polymerization aggregation method.
乳化重合凝集法としては従来公知の方法を使用できる。すなわち、重合開始剤及び乳化剤を含有する水性媒体中に重合体一次粒子を構成する重合性モノマーを乳化させ、攪拌下に重合性モノマーを重合させて、まず重合体一次粒子のエマルジョンを製造し、次いで、得られた重合体一次粒子エマルジョンに着色剤、及び必要に応じて帯電制御剤等を添加して、重合体一次粒子を凝集させて凝集体となし、その後、要すれば融着工程を経て芯粒子とする。 A conventionally known method can be used as the emulsion polymerization aggregation method. That is, the polymerizable monomer constituting the polymer primary particles is emulsified in an aqueous medium containing a polymerization initiator and an emulsifier, and the polymerizable monomer is polymerized with stirring to produce an emulsion of the polymer primary particles first. Next, a colorant and, if necessary, a charge control agent are added to the obtained polymer primary particle emulsion to agglomerate the polymer primary particles to form an aggregate, and then a fusion step is performed if necessary. After that, core particles are obtained.
ここで、ワックスを乳化重合時にシードとして添加することによって重合体一次粒子の中に含有させたり、重合体一次粒子の凝集時にワックス微粒子を配合して共凝集させたり、それらを組み合わせて配合させることも好ましい。中でも、ワックスを実質的に全て、乳化重合時にシードとして添加することが特に好ましい。具体的には、まずワックスを重合核となるシードとして水系媒体に分散させ、次いで重合性モノマーを滴下導入して、バインダー樹脂の重合体一次粒子を製造する方法が好適である。この方法においては、ワックスを凝集前の各粒子単位に内包させることが可能となるため、つづく凝集工程、融着工程を経た後のトナー表面からの漏洩、それに伴うトナー樹脂同士の結着、融着等を防止することが可能となり好ましい。また、ワックス乳化重合時にシードとして添加することにより、ワックスがトナー中に微細かつ均一に分散されるため、トナーの帯電性や耐熱性の悪化を抑制することができる。 Here, wax is added as a seed during emulsion polymerization to be contained in the polymer primary particles, or when the polymer primary particles are aggregated, the wax fine particles are mixed and co-aggregated, or a combination thereof is added. Is also preferable. Among these, it is particularly preferable to add substantially all of the wax as a seed during emulsion polymerization. Specifically, a method is preferred in which wax is first dispersed in an aqueous medium as a seed serving as a polymerization nucleus, and then a polymerizable monomer is introduced dropwise to produce polymer primary particles of a binder resin. In this method, it is possible to encapsulate wax in each particle unit before agglomeration, so that leakage from the toner surface after subsequent aggregation and fusing steps, resulting in binding and fusing of toner resins with each other. It is possible to prevent wearing and the like, which is preferable. Further, by adding as a seed during wax emulsion polymerization, the wax is finely and uniformly dispersed in the toner, so that deterioration of the charging property and heat resistance of the toner can be suppressed.
本発明のトナーの芯粒子を懸濁重合法で製造する場合も、従来公知の方法に従って製造することができる。すなわち、通常は、水系媒体中に後記のバインダー樹脂を構成する重合性単量体、重合開始剤、着色剤、要すればワックス、帯電制御剤、内添剤等の各成分を、ディスパーザー等の分散機を用いて適当な粒径に懸濁分散させた後、該重合性単量体を重合させることにより得ることができる。また、樹脂溶解懸濁法で製造する場合も、従来公知の方法に従って製造することができる。 When the core particles of the toner of the present invention are produced by suspension polymerization, they can be produced according to a conventionally known method. That is, usually, each component such as a polymerizable monomer, a polymerization initiator, a colorant, and a wax, a charge control agent, and an internal additive constituting a binder resin described later in an aqueous medium, a disperser, etc. It can be obtained by suspending and dispersing to an appropriate particle size using a disperser, and then polymerizing the polymerizable monomer. Moreover, also when manufacturing with a resin solution suspension method, it can manufacture in accordance with a conventionally well-known method.
本発明のトナーにおけるトナー母粒子は、上記湿式法で得られた芯粒子の表面に樹脂微粒子が被覆された構成を有するものである。本発明では、トナー母粒子のうち、芯粒子を製造し、更に、芯粒子からワックス等の表面への漏洩防止や、芯粒子の機械的強度の不足を補うため、また保存性等の改良等のため、芯粒子の表面に、より強度の高い又はガラス転移点の高い殻となる樹脂微粒子を付着させ、次いで融着させて殻を生成させ、2層ないし3層構成のトナーにすることが必要である。従って、「樹脂微粒子が被覆された構成」とは、樹脂微粒子を被覆させた経緯がある構成を意味し、本発明におけるトナー母粒子の表面は、樹脂微粒子の形状を保っていてもよいし、融着により樹脂微粒子の形状を保っていないようになっていてもよい。また、その中間段階でもよい。 The toner base particles in the toner of the present invention have a structure in which resin fine particles are coated on the surface of the core particles obtained by the wet method. In the present invention, among the toner base particles, core particles are produced, and further, leakage prevention from the core particles to the surface of the wax, etc., compensation for insufficient mechanical strength of the core particles, improvement of storage stability, etc. Therefore, a resin particle that forms a shell having a higher strength or a high glass transition point is attached to the surface of the core particle, and then fused to form a shell, whereby a toner having a two-layer or three-layer structure is obtained. is necessary. Therefore, the “configuration coated with resin fine particles” means a configuration with a history of coating resin fine particles, and the surface of the toner base particles in the present invention may maintain the shape of the resin fine particles, The shape of the resin fine particles may not be maintained by fusing. Moreover, the intermediate stage may be sufficient.
殻となる樹脂微粒子の原料や製造方法は特に限定はないが、上記した芯粒子用の重合体一次粒子と同様の原料や製造方法で製造することが好ましい。すなわち、重合開始剤及び乳化剤を含有する水性媒体中に、樹脂微粒子を構成する重合性モノマーを乳化させ、攪拌下に重合性モノマーを重合させて、樹脂微粒子のエマルジョンを製造し、それを用いることが好ましい。 There are no particular limitations on the raw material and manufacturing method of the resin fine particles that form the shell, but it is preferably manufactured using the same raw material and manufacturing method as the above-described polymer primary particles for core particles. That is, an emulsion of resin fine particles is produced by emulsifying the polymerizable monomer constituting the resin fine particles in an aqueous medium containing a polymerization initiator and an emulsifier, and polymerizing the polymerizable monomer under stirring. Is preferred.
芯粒子に樹脂微粒子を被覆する方法は特に限定はないが、重合法で得られた芯粒子を水中に分散させた状態で、殻を構成するための樹脂微粒子エマルジョンを前記の芯粒子と混合し、芯粒子の表面を樹脂微粒子で被覆し、更に、加熱することにより、芯粒子に殻が被覆された構成のトナー母粒子を製造することが好ましい。 The method for coating the resin particles with the core particles is not particularly limited. In the state where the core particles obtained by the polymerization method are dispersed in water, the resin particle emulsion for constituting the shell is mixed with the core particles. The surface of the core particles is preferably coated with resin fine particles, and further heated to produce toner base particles having a structure in which the core particles are covered with a shell.
また、樹脂溶解懸濁法で得られた芯粒子に樹脂微粒子を被覆する方法も特に限定されないが、例えば、有機溶媒を留去した芯粒子の水系の分散液に対して、上記被覆方法と同様の方法を採ることができる。 Further, the method of coating the resin particles with the core particles obtained by the resin dissolution suspension method is not particularly limited. For example, for the aqueous dispersion of the core particles obtained by distilling off the organic solvent, the same method as the above coating method is used. Can be used.
樹脂微粒子の原料となる重合性モノマーとしては、前記した芯粒子のバインダー樹脂の原料となるものが、同様に好適に用いられる。また、樹脂微粒子のバインダー樹脂としては、芯粒子のバインダー樹脂として好ましいものが同様に好ましく使用できる。 As the polymerizable monomer used as the raw material for the resin fine particles, those used as the raw material for the binder resin for the core particles described above are similarly suitably used. Further, as the binder resin for the resin fine particles, those preferable as the binder resin for the core particles can be preferably used as well.
本発明のトナーにおける殻のバインダー樹脂の(樹脂微粒子のバインダー樹脂の)GPCで求めた数平均分子量は特に限定はないが、好ましくは2000以上、より好ましくは2500以上、更に好ましくは3000以上であり、好ましくは5万以下、より好ましくは4万以下、更に好ましくは3.5万以下であることが望ましい。また、GPCで求めた重量平均分子量が、好ましくは1万以上、より好ましくは3万以上、更に好ましくは5万以上であり、好ましくは20万以下、より好ましくは12万以下、更に好ましくは8万以下であることが望ましい。数平均分子量、重量平均分子量が前記範囲にある場合、トナーの耐久性、保存性、定着性等が良好となるため好ましい。 The number average molecular weight obtained by GPC of the shell binder resin (of the resin fine particle binder resin) in the toner of the present invention is not particularly limited, but is preferably 2000 or more, more preferably 2500 or more, and still more preferably 3000 or more. Preferably, it is 50,000 or less, more preferably 40,000 or less, and still more preferably 35,000 or less. The weight average molecular weight determined by GPC is preferably 10,000 or more, more preferably 30,000 or more, still more preferably 50,000 or more, preferably 200,000 or less, more preferably 120,000 or less, and still more preferably 8 It is desirable to be 10,000 or less. When the number average molecular weight and the weight average molecular weight are in the above ranges, the durability, storage stability, fixing property and the like of the toner are improved, which is preferable.
更に、本発明における樹脂微粒子のGPCにおけるピーク分子量のうち少なくとも1つが、好ましくは3000以上、より好ましくは1万以上、更に好ましくは3万以上であり、好ましくは10万以下、より好ましくは7万以下、更に好ましくは6万以下に存在することが好ましい。ピーク分子量が前記範囲にある場合、トナーの耐久性、保存性、定着性が良好となる。ここで、前記ピーク分子量とは、ポリスチレン換算した値を用いるものとし、測定に際しては溶媒に不溶の成分を除くものとする。 Furthermore, at least one of the peak molecular weights in GPC of the resin fine particles in the present invention is preferably 3000 or more, more preferably 10,000 or more, still more preferably 30,000 or more, preferably 100,000 or less, more preferably 70,000. Hereinafter, it is more preferable that it exists in 60,000 or less. When the peak molecular weight is in the above range, the durability, storage stability, and fixability of the toner are good. Here, as the peak molecular weight, a value converted to polystyrene is used, and components insoluble in a solvent are excluded in measurement.
樹脂微粒子のバインダー樹脂のTgは、65℃以上であることが好ましい。特に好ましくは70℃以上、更に好ましくは75℃以上である。また、上限は、100℃以下が好ましく、90℃以下が特に好ましく、85℃以下が更に好ましい。Tgが65℃未満だと、外添剤がトナー母粒子表面に過剰に埋まり込み、流動性悪化による保存安定性の低下、帯電量の低下に伴うカブリの発生・画像汚染等を招く場合がある。一方、Tgが高すぎると、外添剤のトナー母粒子への付着強度が弱くなり、その結果、外添剤がトナー母粒子表面から遊離してしまう場合がある。そして、帯電ローラ部を汚染し、画像汚染を発生させてしまう場合がある。更に、低温側の定着温度域が狭まるために、特に高速印刷した場合に定着不良を起こしてしまう場合がある。 The Tg of the binder resin of the resin fine particles is preferably 65 ° C. or higher. Especially preferably, it is 70 degreeC or more, More preferably, it is 75 degreeC or more. The upper limit is preferably 100 ° C. or lower, particularly preferably 90 ° C. or lower, and further preferably 85 ° C. or lower. When the Tg is less than 65 ° C., the external additive is excessively embedded in the surface of the toner base particles, which may lead to a decrease in storage stability due to fluidity deterioration, generation of fog due to a decrease in charge amount, image contamination, and the like. . On the other hand, if Tg is too high, the adhesion strength of the external additive to the toner base particles becomes weak, and as a result, the external additive may be released from the surface of the toner base particles. In some cases, the charging roller portion is contaminated and image contamination occurs. Further, since the fixing temperature range on the low temperature side is narrowed, fixing failure may occur particularly when printing is performed at high speed.
樹脂微粒子のバインダー樹脂のTgは、芯粒子のバインダー樹脂のTgよりも、5℃以上、好ましくは10℃以上、より好ましくは15℃以上高いことが、耐ブロッキング性、保存安定性、耐久性等の点で好ましい。 The Tg of the resin resin binder resin is 5 ° C. or more, preferably 10 ° C. or more, more preferably 15 ° C. or more higher than that of the core particle binder resin, such as blocking resistance, storage stability, durability, etc. This is preferable.
樹脂微粒子のバインダー樹脂の軟化点(以下、「Sp」と略記する)は特に限定はないが、芯粒子の場合と同様に、80℃以上であることが好ましく、90℃以上であることが特に好ましい。また上限は、160℃以下であることが好ましく、150℃以下が特に好ましい。Spが低すぎると、トナーが定着プロセスで熱ローラ等に融着し、いわゆるオフセットの問題が発生する場合がある。一方、Spが高すぎるとトナーの定着性が著しく悪くなる場合がある。 The softening point of the binder resin of the resin fine particles (hereinafter abbreviated as “Sp”) is not particularly limited, but is preferably 80 ° C. or higher, particularly 90 ° C. or higher, as in the case of the core particles. preferable. Moreover, it is preferable that an upper limit is 160 degrees C or less, and 150 degrees C or less is especially preferable. If Sp is too low, the toner may be fused to a heat roller or the like in the fixing process, and a so-called offset problem may occur. On the other hand, if Sp is too high, the toner fixability may be remarkably deteriorated.
また、樹脂微粒子にはワックスを含有させることにより、芯粒子の構成、組成等を調整して低温定着性を向上させても、高温耐オフセット性、耐ブロッキング性等を悪化させないトナーを提供することができるため好ましい。ワックスを含有させる方法は、乳化重合凝集法の芯粒子生成のための重合体一次粒子の製造において記載したものと同様の方法が、同様の理由で好ましい。樹脂微粒子にワックスを含有させた場合でも、上記Tgは、樹脂微粒子のバインダー樹脂部分のみのTgを意味する。 In addition, by providing a resin fine particle with a wax, a toner that does not deteriorate the high temperature offset resistance, blocking resistance, etc. even if the low temperature fixability is improved by adjusting the composition, composition, etc. of the core particles is provided. Is preferable. The same method as described in the production of the polymer primary particles for producing the core particles in the emulsion polymerization aggregation method is preferable for the same reason. Even when the resin fine particles contain a wax, the above Tg means the Tg of only the binder resin portion of the resin fine particles.
樹脂微粒子にワックスが含有される場合、そのワックスとしては、上記芯粒子に含有されるワックスと同様のものが好ましく用いられる。また、樹脂微粒子に帯電制御剤を含有させることも好ましい。更に、トナーの粘着性、凝集性、流動性、帯電性、表面抵抗等の改質のために公知の各種内添剤等を含有させることもできる。 When the resin fine particles contain a wax, the same wax as the wax contained in the core particle is preferably used. It is also preferable to add a charge control agent to the resin fine particles. Further, various known internal additives can be incorporated for the purpose of modifying the adhesiveness, cohesiveness, fluidity, charging property, surface resistance, etc. of the toner.
樹脂微粒子の体積平均径(Mv)は特に限定はないが、好ましくは20nm以上、特に好ましくは50nm以上、更に好ましくは100nm以上であり、また上限は、好ましくは400nm以下、特に好ましくは300nm以下、更に好ましくは250nm以下であることが望ましい。粒径が前記範囲未満では、トナーへの樹脂微粒子付着工程で、樹脂微粒子のみの凝集が起こりやすいため、樹脂を均一にトナー表面に付着させることが困難になる場合があり、前記超過範囲では、樹脂微粒子のTgが高いため、定着性に悪影響がでる場合がある。 The volume average diameter (Mv) of the resin fine particles is not particularly limited, but is preferably 20 nm or more, particularly preferably 50 nm or more, more preferably 100 nm or more, and the upper limit is preferably 400 nm or less, particularly preferably 300 nm or less, More preferably, the thickness is 250 nm or less. If the particle size is less than the above range, in the resin fine particle adhesion step to the toner, since only the resin fine particles are likely to aggregate, it may be difficult to uniformly adhere the resin to the toner surface. Since the Tg of the resin fine particles is high, the fixability may be adversely affected.
体積平均径(Mv)は、日機装株式会社製、型式:Microtrac Nanotrac 150(以下、「ナノトラック」と略記する)を用いて、ナノトラックの取り扱い説明書に従い、同社解析ソフトMicrotrac Particle Analyzer Ver10.1.2.-019EEを用い、電気伝導度が0.5μS/cmのイオン交換水を分散媒に用い、下記の条件で又は下記の条件を入力し、取り扱い説明書に記載された方法で測定し、そのように測定した値として定義される。
・溶媒屈折率:1.333
・測定時間 :100秒
・測定回数 :1回
・粒子屈折率:1.59
・透過性 :透過
・形状 :真球形
・密度 :1.04
Volume average diameter (Mv) is manufactured by Nikkiso Co., Ltd. Model: Microtrac Nanotrac 150 (hereinafter abbreviated as “Nanotrack”), according to the nanotrack instruction manual, Microtrac Particle Analyzer Ver10.1.2 Using .-019EE, using ion-exchanged water with an electric conductivity of 0.5 μS / cm as the dispersion medium, measuring under the following conditions or entering the following conditions, and measuring according to the method described in the instruction manual, Is defined as the measured value.
Solvent refractive index: 1.333
-Measurement time: 100 seconds-Number of measurements: 1 time-Particle refractive index: 1.59
-Permeability: Transmission-Shape: True spherical shape-Density: 1.04
本発明における樹脂微粒子は、乳化重合で得られた芯粒子製造のための重合体一次粒子の箇所で述べた粒子を複数併用することもできるが、本発明における樹脂微粒子においては、乳化重合とは異なる重合方法で得られた樹脂を使用することもでき、そのような樹脂についても、体積平均径(Mv)が、通常0.02μm以上、好ましくは0.05μm以上、更に好ましくは0.1μm以上であり、通常3μm以下、好ましくは2μm以下、更に好ましくは1μm以下であるものを用いることが望ましい。このような粒子としては、例えば、乳化重合で得られるものと同様の組成をもつ粒子の他に、酢酸ビニル、塩化ビニル、ビニルアルコール、ビニルブチラール、ビニルピロリドン等のビニル系単量体の単独重合体又は共重合体、飽和ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱可塑性樹脂、及び、不飽和ポリエステル系樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂等の熱硬化性樹脂等からなる粒子が挙げられ、これらの2種以上を併用することもできる。 The resin fine particles in the present invention can be used in combination with a plurality of particles described in the section of polymer primary particles for producing core particles obtained by emulsion polymerization. However, in the resin fine particles in the present invention, what is emulsion polymerization? Resins obtained by different polymerization methods can also be used. For such resins, the volume average diameter (Mv) is usually 0.02 μm or more, preferably 0.05 μm or more, more preferably 0.1 μm or more. It is desirable to use one that is usually 3 μm or less, preferably 2 μm or less, more preferably 1 μm or less. Such particles include, for example, particles having the same composition as that obtained by emulsion polymerization, as well as single weights of vinyl monomers such as vinyl acetate, vinyl chloride, vinyl alcohol, vinyl butyral, and vinyl pyrrolidone. Polymers or copolymers, saturated polyester resins, polycarbonate resins, polyamide resins, polyolefin resins, polyarylate resins, polysulfone resins, polyphenylene ether resins and other thermoplastic resins, and unsaturated polyester resins, phenol resins, epoxy resins, Examples thereof include particles made of a thermosetting resin such as a urethane resin and a rosin-modified maleic resin, and two or more of these may be used in combination.
芯粒子と樹脂微粒子を融着させて安定化させるために、加熱を行うことが好ましい(以下、この工程を「融着工程」と略記する)。融着工程の温度は、芯粒子のバインダー樹脂のTgと樹脂微粒子のバインダー樹脂のTgのうち高い方のTg以上が好ましく、高い方のTgより5℃以上高い温度が特に好ましい。また上限は、該Tgより80℃高い温度以下の温度が好ましく、50℃高い温度以下の温度が特に好ましい。加熱時間は特に限定はないが、1〜6時間とするのが好ましい。 In order to fuse and stabilize the core particles and the resin fine particles, it is preferable to perform heating (hereinafter, this process is abbreviated as “fusion process”). Of the Tg of the binder resin of the core particles and the Tg of the binder resin of the resin fine particles, the higher the Tg of the fusion process, the higher Tg is preferable, and the temperature higher by 5 ° C. than the higher Tg is particularly preferable. Further, the upper limit is preferably a temperature not higher than 80 ° C. above the Tg, and particularly preferably not higher than 50 ° C. The heating time is not particularly limited, but is preferably 1 to 6 hours.
このような加熱処理により融着一体化がなされ、芯粒子に樹脂微粒子層が被覆されたトナー母粒子が得られ、粒子形状も球形に近いものとなる。芯粒子を乳化重合凝集法で得た場合には、芯粒子製造の段階で重合体一次粒子を融着させるために後述の加熱を行ってもよいが、芯粒子に樹脂微粒子を付着させた後に、凝集体における重合体一次粒子やその他の一次粒子同士の融着一体化も同時にしながら、芯粒子に樹脂微粒子層を被覆させることも好ましい。 By such heat treatment, fusion integration is performed, and toner base particles in which the core particles are coated with the resin fine particle layer are obtained, and the particle shape is also nearly spherical. When the core particles are obtained by an emulsion polymerization aggregation method, heating described later may be performed to fuse the polymer primary particles at the stage of core particle production, but after the resin fine particles are attached to the core particles, It is also preferable to coat the core particles with the resin fine particle layer while simultaneously fusing and integrating the polymer primary particles and other primary particles in the aggregate.
芯粒子に、樹脂微粒子を被覆させる前に、予め芯粒子を融着させておくこともできる。この場合も、芯粒子に樹脂微粒子を被覆した後に、再度融着工程を経ることが好ましい。予め芯粒子を融着させておくと、芯粒子の円形度が高まるため、樹脂微粒子を芯粒子に均一に被覆することができるため、耐ブロッキング性、定着性等が良好になるので好ましい。 Before the core particles are coated with the resin fine particles, the core particles can be fused in advance. Also in this case, it is preferable that the core particle is coated with the resin fine particles and then subjected to the fusing process again. It is preferable to fuse the core particles in advance, since the circularity of the core particles is increased, and the resin particles can be uniformly coated on the core particles, so that the blocking resistance, the fixing property and the like are improved.
こうして得られたトナー母粒子の体積平均粒径は特に限定はないが、3〜15μmが好ましく、4〜10μmの範囲であることが特に好ましく、5〜9μmの範囲であることが更に好ましい。本発明において、トナー母粒子の体積平均粒径は、マルチサイザーIIe(ベックマンコールター社製)を用いて、実施例記載の方法で、アパチャ−径100μm、粒子濃度20質量%、カウント数50000個で測定し求めたものと定義される。 The volume average particle size of the toner base particles thus obtained is not particularly limited, but is preferably 3 to 15 μm, particularly preferably 4 to 10 μm, and further preferably 5 to 9 μm. In the present invention, the volume average particle diameter of the toner base particles is an aperture diameter of 100 μm, a particle concentration of 20% by mass, and a count of 50000 by the method described in Examples using Multisizer IIe (manufactured by Beckman Coulter). Defined as measured and determined.
本発明のトナーは、上記のようにして製造したトナー母粒子の表面に、更に、ヘキサアルキルジシラザン(以下、「HADS」と略記する)で表面処理された、BET値が50〜100m2/gのシリカ微粒子を付着させてなることが必須である。これによって初めて、初期及び長期の流動性、フィルミングやPCR汚染の低減、帯電量の安定化が実現できる。 In the toner of the present invention, the surface of the toner base particles produced as described above is further surface-treated with hexaalkyldisilazane (hereinafter abbreviated as “HADS”), and the BET value is 50 to 100 m 2 / It is essential that g fine silica particles are adhered. For the first time, it is possible to realize initial and long-term fluidity, reduction of filming and PCR contamination, and stabilization of charge amount.
HADSのアルキル基は特に限定はないが、好ましくは、上記効果の点から、メチル基、エチル基、プロピル基等であり、特に好ましくはメチル基である。すなわち、HADSとしては、ヘキサメチルジシラザン(以下、「HMDS」と略記する)が特に好ましい。また、HADSの1分子中に、異なるアルキル基を同時に含んでいてもよい。HADSは、1種で使用することも、2種以上を併用して使用することもできる。 The alkyl group of HADS is not particularly limited, but is preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or the like, and particularly preferably a methyl group, from the viewpoint of the above effects. That is, as HADS, hexamethyldisilazane (hereinafter abbreviated as “HMDS”) is particularly preferable. Further, different alkyl groups may be simultaneously contained in one molecule of HADS. HADS can be used alone or in combination of two or more.
ここで、「BET値」とは、表面積計(例えば、島津製作所社製フローソーブ)を用い、試料に対して窒素流通下150℃で30分間、予備乾燥を行なった後、大気圧に対する窒素の相対圧の値が0.3となるように正確に調整した窒素ヘリウム混合ガスを用い、ガス流動法による窒素吸着BET1点法によって測定した値で定義される。 Here, the “BET value” means a surface area meter (for example, Flowsorb manufactured by Shimadzu Corp.), preliminarily drying the sample for 30 minutes at 150 ° C. under a nitrogen flow, and then relative of nitrogen to atmospheric pressure. It is defined by a value measured by a nitrogen adsorption BET one-point method using a gas flow method, using a nitrogen helium mixed gas that is accurately adjusted so that the pressure value becomes 0.3.
本発明のトナーに用いられるシリカ微粒子のBET値は50m2/g以上が必須であるが、好ましくは70m2/g以上である。また、上限は100m2/g以下が必須であるが、好ましくは90m2/g以下である。BET値が50m2/g未満のシリカを用いると、シリカの粒径が大きすぎるため、容易にトナー母粒子から離脱し、更に転写ローラへ移行し、ひいては帯電ローラ上に吸引付着して、画像汚染を引き起こす場合がある。一方、BET値が100m2/gより大きいシリカ微粒子は、長期使用におけるトナー流動性の低下をもたらしたり、帯電特性を劣化させ、かぶりを発生させたりする場合がある。 The BET value of the silica fine particles used in the toner of the present invention is essential to be 50 m 2 / g or more, but preferably 70 m 2 / g or more. Moreover, although an upper limit is essential 100 m < 2 > / g or less, Preferably it is 90 m < 2 > / g or less. When silica having a BET value of less than 50 m 2 / g is used, the particle diameter of the silica is too large, so that the toner easily separates from the toner base particles, and further moves to the transfer roller. May cause contamination. On the other hand, silica fine particles having a BET value greater than 100 m 2 / g may cause a decrease in toner fluidity during long-term use, or may deteriorate the charging characteristics and cause fogging.
従来、50m2/gから100m2/gの間のシリカ微粒子は、100m2/gより大きいシリカ微粒子ほどではないにせよ、長期使用における帯電特性の劣化の原因になりうるものであったが、本発明で芯粒子の表面に樹脂微粒子が被覆された構成を有するトナー母粒子を使用することで、長期使用における母粒子上への埋まりこみが軽減され、初めてその効果を発揮したものである。 Conventionally, silica fine particles between 50 m 2 / g and 100 m 2 / g could cause deterioration of charging characteristics in long-term use, though not as much as silica fine particles larger than 100 m 2 / g. By using toner base particles having a structure in which the surface of the core particles is coated with resin fine particles in the present invention, embedding on the base particles in long-term use is reduced, and this effect is exhibited for the first time.
BET値が50m2/g未満のシリカ微粒子を用いたときの問題点について、更に詳細に説明する。本発明は、非磁性一成分系フルカラー現像方式に特に好適に用いられるものであるが、非磁性一成分系現像方式に限らず、トナーは、トナーを収納するカートリッジ内の現像槽内において常時攪拌されている。その攪拌工程においてはトナー母粒子同士の摩擦が行われているため、トナー母粒子上に弱い力で付着しているシリカ微粒子等の外添剤が脱離する。BET値が50m2/g未満のシリカ微粒子を用いた場合、シリカ微粒子全体積に対するトナー母粒子表面への付着部分割合が低くなるため容易に脱離する場合がある。そして、仮にここで脱離を免れたとしても、次の現像剤供給ローラへ移行した後に待ち受ける、層形成用のブレードと接触するため、ここにおいても摩擦を受け、やはり脱離の原因となる。 The problem when using fine silica particles having a BET value of less than 50 m 2 / g will be described in more detail. The present invention is particularly suitable for a non-magnetic one-component full-color development system. However, the present invention is not limited to a non-magnetic one-component development system, and the toner is constantly stirred in a developing tank in a cartridge containing the toner. Has been. Since the toner mother particles are rubbed in the stirring step, external additives such as silica fine particles adhering to the toner mother particles with a weak force are detached. When silica fine particles having a BET value of less than 50 m 2 / g are used, they may be easily detached because the ratio of the portion of the silica fine particles attached to the toner base particle surface is low. Even if the detachment is avoided here, it comes into contact with the blade for forming the layer, which waits after the transition to the next developer supply roller, and is also subjected to friction here, which also causes the detachment.
このように2段階で脱離の機会を経た、BET値が50m2/g未満のシリカ微粒子は、トナーの転写工程を経た後も、トナーから分離したまま、電子写真感光体(以下、「PC」と略記する)ドラムに残存しやすく、かつ次に待ち受けるPCクリーニングブレードを通過するときにドラム表面へ圧接され、ドラム表面のキズの原因になり、結果フィルミングを引き起こす場合がある。 Thus, the silica fine particles having a BET value of less than 50 m 2 / g that have undergone the desorption in two stages remain separated from the toner even after the toner transfer step (hereinafter referred to as “PC”). It is easy to remain on the drum and is pressed against the drum surface when passing through the next PC cleaning blade, which may cause scratches on the drum surface and may result in filming.
更に、次に待ち受ける帯電ローラとの接触時に帯電ローラへ吸引され、PCドラムの表面電位(V0)を、例えば、約−50Vという極低電位へと劣化させる原因となる場合がある。これは帯電ローラの表面はドラムへの帯電付与のために低電気抵抗になっているにも関わらず、付着したシリカ微粒子が相対的に電気抵抗が高いことが原因である。PCドラムは通常、帯電ローラにより、例えば、−700V程度の電位に帯電し、現像時にレーザー等の露光により、例えば−50V程度に低下させられ、この電位と、例えば、−500V程度の現像剤供給ローラとのバイアス差で、マイナスに帯電したトナーの現像を可能とする。しかし、前述の脱離したBET値が50m2/g未満のシリカ微粒子が存在すると、常に電位は引き下げられた状態となり、それにより、レーザーの露光のない白地部への意図せぬトナーによる現像が生じ、これが筋状や点状の周期的な画像汚染の原因となる場合がある。 Further, when it comes into contact with the next waiting charging roller, it is attracted to the charging roller, which may cause the surface potential (V 0 ) of the PC drum to deteriorate to an extremely low potential of about −50 V, for example. This is because, although the surface of the charging roller has a low electric resistance for charging the drum, the attached silica particles have a relatively high electric resistance. The PC drum is usually charged to a potential of, for example, about −700 V by a charging roller, and is lowered to, for example, about −50 V by exposure with a laser or the like during development. This potential and a developer supply of, for example, about −500 V are supplied. The negatively charged toner can be developed by the bias difference with the roller. However, when silica fine particles having a desorbed BET value of less than 50 m 2 / g are present, the potential is always lowered, so that unintentional development with a toner on a white background without laser exposure is performed. And this may cause periodic image contamination such as streaks or dots.
上記とは逆に、BET値が100m2/gより大きいシリカ微粒子は、トナーの長期使用時における流動性の低下及び帯電特性の劣化によるかぶりを引き起こす場合がある。BET値が100m2/gより大きいシリカ微粒子のみを用いたときの問題点について、その機構を更に詳細に説明する。 Contrary to the above, silica fine particles having a BET value of more than 100 m 2 / g may cause fogging due to a decrease in fluidity and a deterioration in charging characteristics during long-term use of the toner. The problem of using only silica fine particles having a BET value greater than 100 m 2 / g will be described in more detail.
すなわち、トナーの流動性に大きく寄与するのは、BET値が50〜100m2/gの範囲にあるシリカ微粒子ではなく、BET値が100m2/gより大きい、いわゆる小粒径シリカである。そして、BET値が100m2/gより大きいシリカ微粒子は、脱離はしにくいが、その小ささ故に、現像槽内部で攪拌等の長期の摩擦により、トナー母粒子に埋まりこみやすい。このため、流動性改良に寄与しているBET値が100m2/gより大きいシリカ微粒子は、トナー長期使用における流動性の低下をもたらす場合がある。 That is, to contribute significantly to the flowability of the toner, BET value rather than silica fine particles is in the range of 50 to 100 m 2 / g, BET value is greater than 100 m 2 / g, a so-called small particle size silica. Silica fine particles having a BET value of more than 100 m 2 / g are not easily detached, but because of their small size, they are easily embedded in toner mother particles due to long-term friction such as stirring in the developing tank. For this reason, silica fine particles having a BET value greater than 100 m 2 / g contributing to fluidity improvement may cause a decrease in fluidity during long-term use of the toner.
一方、外添剤たるシリカ微粒子の役割は、流動性改良だけではなく、トナー母粒子より高い負帯電性による帯電性付与の機能にもある。すなわち、前述のように非磁性一成分系現像方式においては、一般的に層形成用のブレードとの接触による摩擦帯電によって帯電を付与するが、そのためにシリカ微粒子がトナー表面に存在することが必要であるのにも関わらず。BET値が100m2/gより大きいシリカ微粒子は、トナー表面への埋まりこみにより、トナー母粒子の帯電性を、シリカが表面に付着していないトナー母粒子と同等のレベルまで低下させ、その結果かぶりが発生する場合がある。 On the other hand, the role of the silica fine particles as the external additive is not only to improve the fluidity but also to provide a charging property by a negative charging property higher than that of the toner base particles. In other words, as described above, in the non-magnetic one-component development system, charging is generally given by frictional charging by contact with a blade for forming a layer, and therefore, silica fine particles must be present on the toner surface. Despite being. Silica fine particles having a BET value greater than 100 m 2 / g reduce the charging property of the toner base particles to a level equivalent to that of the toner base particles having no silica adhering to the surface by being embedded in the toner surface. A fog may occur.
次に、本発明のトナーに用いられるシリカ微粒子の表面処理について述べる。本発明は、シリカ微粒子の表面処理として、HMDSで処理したものを用いることが必須であり、これ以外の、例えば公知のポリジメチルシロキサン(以下、「PDMS」と略記する)、ジメチルジクロロシラン等による表面処理がなされたシリカ微粒子のみでは、帯電ローラへの吸引付着を防止することができない場合がある。 Next, surface treatment of silica fine particles used in the toner of the present invention will be described. In the present invention, it is essential to use HMDS treated as the surface treatment of the silica fine particles. Other than this, for example, known polydimethylsiloxane (hereinafter abbreviated as “PDMS”), dimethyldichlorosilane, etc. In some cases, only the fine silica particles that have been subjected to the surface treatment cannot prevent the suction adhesion to the charging roller.
本発明においてHADSによる表面処理を施したものが、帯電ローラへの吸引付着を防止できるその機構については定かではないが、帯電ローラ表面に通常施される導電性材料との付着性が弱いことがその原因と考えられる。傾向としては、より比表面積の大きくなる、すなわち処理量が相対的に向上するBET値50〜100m2/g、好ましくは60〜90m2/gのものに対して、HADSによる表面処理、特に好ましくはHMDSによる表面処理を施すことが望ましいのである。 In the present invention, the surface treatment by HADS is not clear about the mechanism that can prevent suction adhesion to the charging roller, but the adhesion to the conductive material usually applied to the surface of the charging roller is weak. This is considered to be the cause. The tendency becomes more of the specific surface area increases, i.e. BET value 50 to 100 m 2 / g amount of processing is relatively improved, relative preferably of 60~90m 2 / g, a surface treatment by HADS, particularly preferably It is desirable to perform surface treatment with HMDS.
もっとも、HADSによる表面処理は、全量それによる処理であることを要求するものではなく、2種以上の表面処理を併用した場合にもその効果が得られるが、この場合のHADS処理と他の表面処理との比率は、HADSにより表面処理されたものが、全シリカ微粒子の50質量%以上にすることが好ましい。例えば、PDMS処理とHADSによる表面処理を併用したものでも使用できる。なお、上記した通り、HADSのアルキル基は特に限定はないが、好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基であり、特に好ましくはメチル基である。そして、HMDS内でもアルキル基の異なるものを2種以上併用できる。 However, the surface treatment with HADS does not require that the entire amount be treated, and the effect can be obtained when two or more kinds of surface treatments are used in combination. The ratio to the treatment is preferably 50% by mass or more based on the total silica fine particles after being surface-treated with HADS. For example, a combination of PDMS treatment and surface treatment with HADS can be used. As described above, the alkyl group of HADS is not particularly limited, but is preferably a methyl group, an ethyl group, or a propyl group, and particularly preferably a methyl group. In HMDS, two or more different alkyl groups can be used in combination.
本発明においては、トナー母粒子100重量部に対し、HADSで表面処理された、BET値が50〜100m2/gのシリカ微粒子を0.05重量部以上、3重量部以下で付着させてなることが必須である。好ましくは0.1重量部以上、特に好ましくは0.3重量部以上である。一方、好ましくは2重量部以下、特に好ましくは1.5重量部以下である。 In the present invention, 0.05 part by weight or more and 3 parts by weight or less of silica fine particles having a BET value of 50 to 100 m 2 / g surface-treated with HADS are attached to 100 parts by weight of toner base particles. It is essential. Preferably it is 0.1 weight part or more, Most preferably, it is 0.3 weight part or more. On the other hand, it is preferably 2 parts by weight or less, particularly preferably 1.5 parts by weight or less.
HADSで表面処理されたBET値が50〜100m2/gのシリカ微粒子の付着量が少なすぎ、それに代わってBET値が50m2/g未満のシリカ微粒子が多い場合は、上記した大粒径シリカ微粒子使用の問題が生じる場合があり、それに代わってBET値が100m2/gより大きいシリカ微粒子が多い場合は、上記した小粒径シリカ微粒子使用の問題が生じる場合がある。一方、HADSで表面処理されたBET値が50〜100m2/gのシリカ微粒子の付着量が多すぎる場合は、本発明のPCR汚染防止の効果が充分にでない場合がある。 If the amount of silica fine particles having a BET value of 50 to 100 m 2 / g surface-treated with HADS is too small, and instead there are many silica fine particles with a BET value of less than 50 m 2 / g, the above-mentioned large particle size silica There may be a problem of using fine particles, and when there are many silica fine particles having a BET value of more than 100 m 2 / g, the above-mentioned problem of using fine silica particles may occur. On the other hand, when the adhesion amount of silica fine particles having a BET value of 50 to 100 m 2 / g surface-treated with HADS is too large, the effect of preventing PCR contamination of the present invention may not be sufficient.
本発明においては、上記したBET値50〜100m2/gのシリカ微粒子のみを外添剤として用いてもよいが、それとは別に、更に、BET値が100m2/gより大きいシリカ微粒子を付着させることも、トナーの流動性を改良するために好ましい。その場合には、トナー母粒子100重量部に対し、BET値が100m2/gより大きいシリカ微粒子を、0.05重量部以上、2重量部以下で付着させてなることが好ましい。このBET値が100m2/gより大きいシリカ微粒子は、更にBET値が300m2/g以下であることが、シリカ微粒子そのもののロングラン時埋まりこみが起こりにくい点で好ましい。また、[BET値50〜100m2/gのシリカ微粒子の使用量]/[BET値が100m2/gより大きいシリカ微粒子の使用量]の値は、1/10〜10が好ましく、1/2〜2が特に好ましい。 In the present invention, only the silica fine particles having a BET value of 50 to 100 m 2 / g may be used as an external additive. In addition, silica fine particles having a BET value of more than 100 m 2 / g are further adhered. This is also preferable in order to improve the fluidity of the toner. In this case, it is preferable that silica fine particles having a BET value larger than 100 m 2 / g are adhered in an amount of 0.05 to 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner base particles. The BET value is 100 m 2 / g greater than the silica fine particles, further a BET value is 300 meters 2 / g or less, crowded buried during a long run of the silica fine particles themselves is preferable in that unlikely. Further, the value of [amount of silica fine particles having a BET value of 50 to 100 m 2 / g] / [amount of silica fine particles having a BET value greater than 100 m 2 / g] is preferably 1/10 to 10, and 1/2 ~ 2 is particularly preferred.
また、トナー母粒子に付着させるシリカ微粒子の総量は、トナー母粒子の全表面積に付着できる量に限度があるため、トナー母粒子に対して5重量部以下であることが好ましい。 Further, the total amount of silica fine particles attached to the toner base particles is preferably 5 parts by weight or less with respect to the toner base particles because there is a limit to the amount that can be attached to the entire surface area of the toner base particles.
次に、本発明におけるトナー母粒子の形状について詳述する。外添前のトナー母粒子の平均円形度は特に限定はないが、好ましくは0.9以上、特に好ましくは0.92以上、より好ましくは0.94以上であり、上限は、好ましくは0.99以下、特に好ましくは0.98以下、より好ましくは0.97以下である。乳化重合凝集法においては、トナー母粒子の平均円形度は、前記の融着工程における温度及び加熱時間により制御することができる。 Next, the shape of the toner base particles in the present invention will be described in detail. The average circularity of the toner base particles before external addition is not particularly limited, but is preferably 0.9 or more, particularly preferably 0.92 or more, more preferably 0.94 or more, and the upper limit is preferably 0.00. 99 or less, particularly preferably 0.98 or less, more preferably 0.97 or less. In the emulsion polymerization aggregation method, the average circularity of the toner base particles can be controlled by the temperature and heating time in the fusing step.
本発明における「平均円形度」は、以下のように測定し、以下のように定義する。すなわち、トナー母粒子を分散媒(アイソトンII、ベックマンコールター社製)に、5720〜7140個/μLの範囲になるように分散させ、フロー式粒子像分析装置(シスメックス社(旧東亜医用電子社)製、FPIA2100)を用いて、以下の装置条件にて測定を行い、その値を「平均円形度」と定義する。本発明においては、同様の測定を3回行い、3個の「平均円形度」の相加平均値を、「平均円形度」として採用する。
・モード :HPF
・HPF分析量 :0.35μL
・HPF検出個数:2000〜2500個
The “average circularity” in the present invention is measured as follows and is defined as follows. That is, the toner base particles are dispersed in a dispersion medium (Isoton II, manufactured by Beckman Coulter, Inc.) so as to be in the range of 5720-7140 particles / μL, and a flow type particle image analyzer (Sysmex Corporation (formerly Toa Medical Electronics)). (Manufactured by FPIA 2100), measurement is performed under the following apparatus conditions, and the value is defined as “average circularity”. In the present invention, the same measurement is performed three times, and an arithmetic average value of three “average circularity” is adopted as the “average circularity”.
・ Mode: HPF
-HPF analysis amount: 0.35 μL
-HPF detection number: 2000-2500
以下は、上記装置で測定され、上記装置内で自動的に計算されて表示されるものであるが、「円形度」は下記式で定義される。
[円形度]=[粒子投影面積と同じ面積の円の周長]/[粒子投影像の周長]
そして、HPF検出個数を測定し、この個々の粒子の円形度の算術平均(相加平均)が「平均円形度」として装置に表示される。
The following is measured by the above device and automatically calculated and displayed in the above device, and “circularity” is defined by the following formula.
[Circularity] = [Perimeter of a circle with the same area as the projected particle area] / [Perimeter of projected particle image]
Then, the number of detected HPFs is measured, and the arithmetic average (arithmetic average) of the circularity of each individual particle is displayed on the apparatus as “average circularity”.
トナー母粒子が完全な球形の場合1となり、表面形状が複雑になるほど平均円形度は小さくなる。平均円形度が前記範囲未満では、転写効率が悪くドット再現性が低下する場合がある。また、そもそも平均円形度が小さいトナー母粒子では、シリカ微粒子がトナー表面の凹部に入り込んでしまい、本発明のBET値が50〜100m2/gのシリカ微粒子の効果が十分に得られない。一方前記範囲超過では、PCドラム上に残った未転写トナーがブレードで完全に掻き取られずに画像欠陥を発生させる場合がある When the toner base particle is a perfect sphere, the value is 1. The more complicated the surface shape, the smaller the average circularity. If the average circularity is less than the above range, transfer efficiency may be poor and dot reproducibility may be reduced. In the first place, in the toner base particles having a small average circularity, the silica fine particles enter the recesses on the toner surface, and the effect of the silica fine particles having a BET value of 50 to 100 m 2 / g of the present invention cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if the range is exceeded, untransferred toner remaining on the PC drum may not be completely scraped off by the blade and may cause image defects.
本発明が、平均円形度の大きいトナー母粒子の場合特に効果を発揮するのは、例えば粉砕トナーのように形状に凸凹を含むトナー母粒子であれば、外添時のせん断力が十分かかるため、外添剤が分散しやすいが、一方、懸濁重合法であれ、乳化重合凝集法であれ、必然的に平均円形度の高いトナー母粒子ができやすい湿式法によって得られたトナー母粒子では、外添時にせん断力がかかりづらく、外添剤の分散が不良になりやすい。特にBET値が50m2/gより小さい、いわゆる大粒径シリカ微粒子が外添された場合は、外添剤が分散不良になりやすく、前述の離脱が発生する可能性が高くなる場合がある。本発明における上記シリカ微粒子を用いれば脱離しにくく、かつ脱離したとしても、帯電ローラへの吸引付着がおきにくいため、より有用な効果を発現する。 The present invention is particularly effective in the case of toner base particles having a large average circularity because, for example, toner base particles having irregularities in the shape such as pulverized toner, the shear force during external addition is sufficiently applied. However, it is easy to disperse the external additive. On the other hand, in the case of the toner base particles obtained by the wet method, which is inevitably easy to form toner base particles having a high average circularity, whether it is suspension polymerization or emulsion polymerization aggregation. , It is difficult to apply a shearing force during external addition, and dispersion of the external additive tends to be poor. In particular, when a so-called large particle size silica fine particle having a BET value smaller than 50 m 2 / g is externally added, the external additive tends to be poorly dispersed, and the possibility of the above-described separation may increase. If the silica fine particles in the present invention are used, it is difficult to detach, and even if detached, suction adhesion to the charging roller is difficult to occur, so that a more useful effect is exhibited.
本発明において、トナー母粒子の表面に、前記シリカ微粒子を配合、付着する方法は特に限定はなく、一般にトナーの製造に用いられる混合機を使用することができる。具体的には、ヘンシェルミキサー、V型ブレンダー、レディゲミキサー、Q−ミキサー等の混合機により均一に攪拌、混合することによりなされる。 In the present invention, the method for blending and adhering the silica fine particles on the surface of the toner base particles is not particularly limited, and a mixer generally used for toner production can be used. Specifically, it is performed by uniformly stirring and mixing with a mixer such as a Henschel mixer, a V-type blender, a Redige mixer, or a Q-mixer.
本発明のトナーは、黒色トナー、カラートナー、フルカラートナーの何れに用いることもできるが、カラートナー又はフルカラートナーとして用いると本発明の効果をより顕著に発現することができる。 The toner of the present invention can be used for any of black toner, color toner, and full color toner, but when used as a color toner or full color toner, the effects of the present invention can be exhibited more remarkably.
また、本発明のトナーは、二成分系現像方式又は非磁性一成分系現像方式等の何れの方式にも用いられる。二成分系現像方式に用いる場合、キャリアとしては、鉄粉、マグネタイト粉、フェライト粉等の磁性物質又はそれらの表面に樹脂コーティングを施したものを用いることができる。 Further, the toner of the present invention can be used in any system such as a two-component development system or a non-magnetic one-component development system. When used in the two-component development system, the carrier may be a magnetic substance such as iron powder, magnetite powder, ferrite powder or the like, or a resin coating on the surface thereof.
本発明のトナーは、上記したように、長期間使用したときのトナーの劣化が激しい非磁性一成分系現像方式用に用いられることが好ましい。この場合、帯電ブレード等の帯電部材としては、ステンレス(SUS)等公知のものが使用できる。 As described above, the toner of the present invention is preferably used for a non-magnetic one-component development system in which the toner deteriorates when used for a long period of time. In this case, a known member such as stainless steel (SUS) can be used as a charging member such as a charging blade.
また、本発明のトナーは、長期使用によっても、帯電性が安定しているので、いわゆる中高速機に好適に使用される。すなわち、現像速度が、80mm/s以上の現像方式用に特に好適である。なお、ここでいう「現像速度」とは、印刷時に印刷用紙が流れるスピードをいう。 In addition, the toner of the present invention is suitable for so-called medium and high speed machines because the chargeability is stable even after long-term use. That is, it is particularly suitable for a developing method having a developing speed of 80 mm / s or more. Here, “development speed” refers to the speed at which printing paper flows during printing.
現像速度が、80mm/s以上、特に100mm/s以上になると、上記した問題点がより顕著になるので、その問題点を解決することができる本発明における上記特定のシリカ微粒子の効果が、より奏されやすくなるので好ましい。従って、本発明の上記トナーを用いて、現像速度80mm/s以上で静電荷像を現像する画像形成方法は、単位時間当たりの印字枚数が増えて印刷がスピードアップする上に、トナーの流動性が長期に安定し、シリカ微粒子の脱離によるフィルミングやPCR汚染が少なく、帯電性も安定していて、かぶりの上昇を抑えることのできる優れた画像形成方法である。 When the development speed is 80 mm / s or more, particularly 100 mm / s or more, the above-described problem becomes more prominent. Therefore, the effect of the specific silica fine particles in the present invention that can solve the problem is further improved. This is preferable because it is easily played. Accordingly, the image forming method for developing an electrostatic charge image using the toner of the present invention at a developing speed of 80 mm / s or more increases the number of printed sheets per unit time and speeds up printing, and further improves the fluidity of the toner. Is an excellent image forming method that is stable for a long period of time, has little filming and PCR contamination due to the removal of silica fine particles, is stable in chargeability, and can suppress an increase in fog.
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限りこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例及び比較例において、「部」とあるのは、特に断りのない限り、「重量部」を意味する。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to these examples unless it exceeds the gist. In Examples and Comparative Examples, “parts” means “parts by weight” unless otherwise specified.
以下、重合体一次粒子と着色剤の体積平均径(MV)の測定は以下のように行い、その測定方法で得られたものとして定義される。
<体積平均径(MV)の測定方法>
1μm未満の体積平均径(MV)を有する粒子の体積平均径(MV)は、日機装株式会社製、型式:Microtrac Nanotrac 150(以下、「ナノトラック」と略記する)を用いて、ナノトラックの取り扱い説明書に従い、同社解析ソフトMicrotrac Particle Analyzer Ver10.1.2.−019EEを用い、電気伝導度が0.5μS/cmのイオン交換水を分散媒に用い、下記の条件で又は下記の条件を入力し、取り扱い説明書に記載された方法で測定した。
Hereinafter, the measurement of the volume average diameter (M V ) of the polymer primary particles and the colorant is performed as follows, and is defined as that obtained by the measurement method.
<Measurement method of volume average diameter (M V)>
The volume average diameter (M V ) of the particles having a volume average diameter (M V ) of less than 1 μm is determined by using Nanotrac 150, manufactured by Nikkiso Co., Ltd., model: Microtrac Nanotrac 150 (hereinafter abbreviated as “Nanotrack”). Use the company's analysis software Microtrac Particle Analyzer Ver10.1.2.-019EE, use ion-exchanged water with an electric conductivity of 0.5 μS / cm as the dispersion medium, and enter the following conditions or the following conditions: And measured by the method described in the instruction manual.
ワックス分散液及び重合体一次粒子分散液については、
・溶媒屈折率:1.333
・測定時間 :100秒
・測定回数 :1回
・粒子屈折率:1.59
・透過性 :透過
・形状 :真球形
・密度 :1.04
For wax dispersion and polymer primary particle dispersion,
Solvent refractive index: 1.333
-Measurement time: 100 seconds-Number of measurements: 1 time-Particle refractive index: 1.59
-Permeability: Transmission-Shape: True spherical shape-Density: 1.04
着色剤分散液については、
・溶媒屈折率:1.333
・測定時間 :100秒
・測定回数 :1回
・粒子屈折率:1.59
・透過性 :吸収
・形状 :非球形
・密度 :1.00
For the colorant dispersion,
Solvent refractive index: 1.333
-Measurement time: 100 seconds-Number of measurements: 1 time-Particle refractive index: 1.59
・ Transparency: Absorption ・ Shape: Non-spherical shape ・ Density: 1.00
<ワックス分散液A1の調製>
ペンタエリスリトールテトラステアリルエステル(日本油脂社製H476、表面張力:37.4mN/m、融点ピーク1温度59℃、融点ピーク2温度68℃、融解ピーク1半値幅9.1℃、融解ピーク2半値幅8.5℃、結晶化温度41℃、結晶化ピーク半値幅6.7℃)30部(600g)、20質量%ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液(第一工業製薬社製、ネオゲンS20A)(以下、「20%DBS水溶液」と略記する)2.8部、脱塩水67.2部を90℃に加熱してホモミキサー(特殊機化工業社製マークIIfモデル)を用いて10分間攪拌した。次いで、この分散液を90℃に加熱し、ホモジナイザー(ゴーリン社製、15−M−8PA型)を用いて、25MPaの加圧条件で循環乳化を開始し、ナノトラックで体積平均径(MV)を測定しながら、体積平均径(Mv)が250nmになるまで分散してワックス分散液A1(エマルション固形分濃度=30.6質量%)を作製した。
<Preparation of wax dispersion A1>
Pentaerythritol tetrastearyl ester (H476 manufactured by NOF Corporation, surface tension: 37.4 mN / m, melting point peak 1 temperature 59 ° C., melting point peak 2 temperature 68 ° C., melting peak 1 half-width 9.1 ° C., melting peak 2 half-width 8.5 ° C., crystallization temperature 41 ° C., crystallization peak half width 6.7 ° C.) 30 parts (600 g), 20 mass% sodium dodecylbenzenesulfonate aqueous solution (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., Neogen S20A) (hereinafter, 2.8 parts (abbreviated as “20% DBS aqueous solution”) and 67.2 parts of demineralized water were heated to 90 ° C. and stirred for 10 minutes using a homomixer (Mark IIf model manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.). Then, this dispersion was heated to 90 ° C., using a homogenizer (, 15-M-8PA type) was used to start the circulation emulsification under a pressure condition of 25 MPa, the volume average diameter Nanotrac (M V ) Was measured until the volume average diameter (Mv) reached 250 nm to prepare wax dispersion A1 (emulsion solid content concentration = 30.6 mass%).
<重合体一次粒子分散液A1の調製>
攪拌装置(3枚翼)、加熱冷却装置、濃縮装置、及び各原料・助剤仕込み装置を備えた反応器(内容積21L、内径250mm、高さ420mm)にワックス分散液A1を42.9部(729.0g)、脱塩水336部を仕込み、窒素気流下で70℃に昇温し、攪拌しながら8質量%過酸化水素水溶液3.2部、8質量%L(+)−アスコルビン酸水溶液3.2部を一括添加した。
<Preparation of polymer primary particle dispersion A1>
42.9 parts of wax dispersion A1 in a reactor (inner volume 21 L, inner diameter 250 mm, height 420 mm) equipped with a stirrer (three blades), a heating / cooling device, a concentrating device, and a raw material / auxiliary charging device (729.0 g), 336 parts of demineralized water were added, the temperature was raised to 70 ° C. under a nitrogen stream, and 3.2 parts of an 8% by mass hydrogen peroxide aqueous solution and 8% by mass L (+)-ascorbic acid aqueous solution with stirring. 3.2 parts were added all at once.
その5分後、下記の「モノマー類」と「乳化剤水溶液」の混合物、及び、下記の「開始剤水溶液」を4.5時間かけて添加し、「モノマー類」と「乳化剤水溶液」の混合物を滴下終了後、30分かけて90℃に昇温した。更に下記の追加開始剤水溶液を3時間かけて添加し、更に攪拌しながら内温90℃のまま1時間保持した。 After 5 minutes, the following mixture of “monomer” and “emulsifier aqueous solution” and the following “initiator aqueous solution” were added over 4.5 hours, and the mixture of “monomer” and “emulsifier aqueous solution” was added. After completion of dropping, the temperature was raised to 90 ° C. over 30 minutes. Further, the following additional initiator aqueous solution was added over 3 hours, and the internal temperature was maintained at 90 ° C. for 1 hour with further stirring.
[モノマー類]
スチレン 76.8部 (1304.8g)
アクリル酸ブチル 23.2部
アクリル酸 1.5部
テトラクロロブロモメタン 0.5部
ヘキサンジオールジアクリレート 1.0部
[Monomers]
Styrene 76.8 parts (1304.8 g)
Butyl acrylate 23.2 parts Acrylic acid 1.5 parts Tetrachlorobromomethane 0.5 part Hexanediol diacrylate 1.0 part
[乳化剤水溶液]
20質量%DBS水溶液 1.0部
脱塩水 67.3部
[Emulsifier aqueous solution]
20% by weight DBS aqueous solution 1.0 part demineralized water 67.3 parts
[開始剤水溶液]
8質量%過酸化水素水溶液 12.4部
8質量%L(+)−アスコルビン酸水溶液 12.4部
[Initiator aqueous solution]
8% by mass aqueous hydrogen peroxide solution 12.4 parts 8% by mass L (+)-ascorbic acid aqueous solution 12.4 parts
[追加開始剤水溶液]
8%過酸化水素水溶液 9.3部
8%L(+)−アスコルビン酸水溶液 9.3部
[Additive initiator aqueous solution]
8% aqueous hydrogen peroxide solution 9.3 parts 8% L (+)-ascorbic acid aqueous solution 9.3 parts
重合反応終了後冷却し、乳白色の重合体一次粒子分散液A1を得た。ナノトラックで測定した体積平均径(Mv)は200nmであり、固形分濃度は18.2質量%であった。 After the completion of the polymerization reaction, the mixture was cooled to obtain a milky white polymer primary particle dispersion A1. The volume average diameter (Mv) measured by Nanotrac was 200 nm, and the solid content concentration was 18.2% by mass.
<重合体一次粒子分散液A2の調製>
攪拌装置(3枚翼)、加熱冷却装置、濃縮装置、及び各原料・助剤仕込み装置を備えた反応器(内容積21L、内径250mm、高さ420mm)に20質量%DBS水溶液2.0部、脱塩水317部を仕込み、窒素気流下で90℃に昇温し、攪拌しながら8質量%過酸化水素水溶液3.2部、8質量%L(+)−アスコルビン酸水溶液3.2部を一括添加した。
<Preparation of polymer primary particle dispersion A2>
In a reactor (inner volume 21 L, inner diameter 250 mm, height 420 mm) equipped with a stirrer (three blades), a heating / cooling device, a concentrating device, and each raw material / auxiliary charging device, 2.0 parts of a 20 mass% DBS aqueous solution Then, 317 parts of demineralized water was charged, the temperature was raised to 90 ° C. under a nitrogen stream, and 3.2 parts of an 8% by mass hydrogen peroxide aqueous solution and 3.2 parts of an 8% by mass L (+)-ascorbic acid aqueous solution were stirred. Added all at once.
その5分後、下記の「モノマー類」と「乳化剤水溶液」の混合物を重合開始(8質量%過酸化水素水溶液3.2部、8質量%L(+)−アスコルビン酸水溶液3.2部を一括添加した時から5分後)から、5時間かけて滴下し、下記の開始剤水溶液は重合開始から6時間かけて添加し、更に攪拌しながら90℃で1時間保持した。 5 minutes later, polymerization of a mixture of the following “monomer” and “emulsifier aqueous solution” was started (3.2 parts of 8% by mass aqueous hydrogen peroxide solution, 3.2 parts of 8% by mass L (+)-ascorbic acid aqueous solution). 5 minutes after the batch addition), the solution was added dropwise over 5 hours, and the following initiator aqueous solution was added over 6 hours from the start of polymerization, and further maintained at 90 ° C. for 1 hour with stirring.
[モノマー類]
スチレン 88.0部 (1760.0g)
アクリル酸ブチル 12.0部
アクリル酸 1.5部
テトラクロロブロモメタン 0.5部
ヘキサンジオールジアクリレート 0.4部
[Monomers]
Styrene 88.0 parts (1760.0 g)
Butyl acrylate 12.0 parts Acrylic acid 1.5 parts Tetrachlorobromomethane 0.5 parts Hexanediol diacrylate 0.4 parts
[乳化剤水溶液]
20質量%DBS水溶液 1.5部
脱塩水 66.4部
[Emulsifier aqueous solution]
20% by weight DBS aqueous solution 1.5 parts demineralized water 66.4 parts
[開始剤水溶液]
8質量%過酸化水素水溶液 18.9部
8質量%L(+)−アスコルビン酸水溶液 18.9部
[Initiator aqueous solution]
8% by mass aqueous hydrogen peroxide solution 18.9 parts 8% by mass L (+)-ascorbic acid aqueous solution 18.9 parts
重合反応終了後冷却し、乳白色の重合体一次粒子分散液A2を得た。ナノトラックで測定した体積平均径(Mv)は115nmであり、固形分濃度は19.5質量%であった。また、この分散液を自然乾燥させて、そのTgをトナーのTgと同様の方法で測定したところ、そのTgは75℃であった。 After completion of the polymerization reaction, the mixture was cooled to obtain a milky white polymer primary particle dispersion A2. The volume average diameter (Mv) measured with Nanotrac was 115 nm, and the solid content concentration was 19.5 mass%. The dispersion was naturally dried and its Tg was measured by the same method as that for toner Tg. The Tg was 75 ° C.
<着色剤分散液Aの調製>
攪拌機(プロペラ翼)を備えた内容積300Lの容器に、トルエン抽出液の紫外線吸光度が0.02であり、真密度が1.8g/cm3のファーネス法で製造されたカーボンブラック(三菱化学社製、三菱カーボンブラックMA100S)20部(40kg)、20質量%DBS水溶液1部、非イオン界面活性剤(花王社製、エマルゲン120)4部、電気伝導度が2μS/cmのイオン交換水75部を加えて予備分散して顔料プレミックス液を得た。
<Preparation of Colorant Dispersion A>
Carbon black (Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) manufactured by a furnace method with a 300 L internal volume equipped with a stirrer (propeller blade) and a toluene extract having an ultraviolet absorbance of 0.02 and a true density of 1.8 g / cm 3 Manufactured by Mitsubishi Carbon Black MA100S) 20 parts (40 kg), 20 parts by weight of DBS aqueous solution 1 part, nonionic surfactant (Eugengen 120 manufactured by Kao), 75 parts of ion-exchanged water having an electric conductivity of 2 μS / cm And predispersed to obtain a pigment premix solution.
ナノトラックで測定したプレミックス後の分散液中カーボンブラックの体積平均径(Mv)は90μmであった。上記プレミックス液を原料スラリーとして湿式ビーズミルに供給し、ワンパス分散を行った。なお、ステータの内径は75mmφ、セパレータの径が60mmφ、セパレータとディスク間の間隔は15mmとし、分散用のメディアとして直径が100μmのジルコニアビーズ(真密度6.0g/cm3)を用いた。ステータの有効内容積は0.5Lであり、メデイアの充填容積は0.35Lとしたので、メディア充填率は70%である。ロータの回転速度を一定(ロータ先端の周速が11m/sec)として、供給口より前記プレミックススラリを無脈動定量ポンプにより供給速度50L/hrで連続的に供給し、排出口より連続的に排出する事により黒色の着色剤分散体Aを得た。着色剤分散体Aをナノトラックで測定した体積平均径(Mv)は150nmであり、固形分濃度は24.2質量%であった。 The volume average diameter (Mv) of carbon black in the dispersion after premixing measured with Nanotrac was 90 μm. The premix solution was supplied as a raw material slurry to a wet bead mill and subjected to one-pass dispersion. The stator inner diameter was 75 mmφ, the separator diameter was 60 mmφ, the distance between the separator and the disk was 15 mm, and zirconia beads having a diameter of 100 μm (true density 6.0 g / cm 3 ) were used as the dispersing medium. Since the effective internal volume of the stator is 0.5 L and the filling volume of the media is 0.35 L, the media filling rate is 70%. The premix slurry is continuously supplied from the supply port at a supply speed of 50 L / hr by a non-pulsating metering pump, and continuously from the discharge port, with the rotation speed of the rotor being constant (the peripheral speed of the rotor tip is 11 m / sec). By discharging, a black colorant dispersion A was obtained. The volume average diameter (Mv) of the colorant dispersion A measured with Nanotrack was 150 nm, and the solid content concentration was 24.2% by mass.
<トナー母粒子Aの製造>
下記の各成分を用いて、以下の手順によりトナーを製造した。
重合体一次粒子分散液A1 固形分として95部(固形分として1092.0g)
重合体一次粒子分散液A2 固形分として5部
着色剤微粒子分散液A 着色剤固形分として6部
20質量%DBS水溶液 固形分として0.1部
<Manufacture of toner mother particle A>
A toner was produced by the following procedure using the following components.
Polymer primary particle dispersion A1 95 parts as solids (1092.0 g as solids)
Polymer primary particle dispersion A2 5 parts as solid content
Colorant fine particle dispersion A 6 parts 20% by weight DBS aqueous solution as colorant solids 0.1 part as solids
攪拌装置(ダブルヘリカル翼)、加熱冷却装置、濃縮装置、及び各原料・助剤仕込み装置を備えた混合器(容積12L、内径208mm、高さ355mm)に、重合体一次粒子分散液A1と20質量%DBS水溶液を仕込み、内温12℃で5分間均一に混合した。続いて攪拌を続けながら内温12℃で第一硫酸鉄の5質量%水溶液をFeSO4・7H2Oとして0.52部を5分かけて添加してから、着色剤微粒子分散液Aを5分かけて添加し、内温12℃のまま均一に混合し、更に同一の条件のまま、0.5質量%硫酸アルミニウム水溶液を滴下した(樹脂固形分に対して、硫酸アルミニウム固形分が0.10部)。 Polymer primary particle dispersions A1 and 20 were added to a mixer (volume 12 L, inner diameter 208 mm, height 355 mm) equipped with a stirrer (double helical blade), heating / cooling device, concentrating device, and raw material / auxiliary charging device. A mass% DBS aqueous solution was charged and mixed uniformly at an internal temperature of 12 ° C. for 5 minutes. Subsequently, 0.52 parts of FeSO 4 .7H 2 O as a 5 mass% aqueous solution of ferrous sulfate was added over 5 minutes at an internal temperature of 12 ° C. while stirring was continued, and then the colorant fine particle dispersion A was added to 5 It was added over a period of time, and the mixture was uniformly mixed while maintaining the internal temperature at 12 ° C., and a 0.5% by mass aqueous solution of aluminum sulfate was added dropwise under the same conditions (the solid content of aluminum sulfate was 0.00% relative to the solid content of the resin. 10 parts).
その後、攪拌しながら30分かけて内温50℃に昇温して、その後90分かけて51.5℃まで昇温した。ここでマルチサイザーを用いて体積中位径(Dv50)を測定したところ7.2μmであった。その後、攪拌しながら重合体一次粒子分散液A2を7分かけて添加してそのまま60分保持し、20質量%DBS水溶液(固形分として6部)を10分かけて添加してから、20分かけて70℃に昇温し、更に20分かけて90℃まで昇温した。その後、30分かけて96℃まで昇温した。 Thereafter, the temperature was raised to 50 ° C. over 30 minutes with stirring, and then raised to 51.5 ° C. over 90 minutes. Here, when the volume median diameter (Dv50) was measured using a multisizer, it was 7.2 μm. Thereafter, the polymer primary particle dispersion A2 was added over 7 minutes with stirring and held for 60 minutes, and a 20% by weight DBS aqueous solution (6 parts as a solid content) was added over 10 minutes, and then 20 minutes. The temperature was raised to 70 ° C. over a period of 20 minutes and then further increased to 90 ° C. over a period of 20 minutes. Then, it heated up to 96 degreeC over 30 minutes.
本発明において、分散したままの粒子の体積中位径(Dv50)の測定は、以下のように行った。すなわち、ベックマンコールター社製マルチサイザーIII(アパーチャー径100μm)(以下、「マルチサイザー」と略記する)を用い、分散媒には同社製アイソトンIIを用い、分散質濃度0.03質量%になるように分散させて測定した。測定粒子径範囲は2.00から64.00μmまでとし、この範囲を対数目盛で等間隔となるように256分割に離散化し、それらの体積基準での統計値をもとに算出した。 In the present invention, the volume median diameter (Dv50) of the dispersed particles was measured as follows. In other words, Beckman Coulter Multisizer III (aperture diameter 100 μm) (hereinafter abbreviated as “Multisizer”) is used, and Isoton II made by the company is used as the dispersion medium, so that the dispersoid concentration is 0.03% by mass. It was dispersed in the measurement. The measurement particle size range was from 2.00 to 64.00 μm, and this range was discretized into 256 divisions so as to be equally spaced on a logarithmic scale, and calculated based on statistical values based on their volume.
その後、20分かけて30℃まで冷却して得られたスラリーを抜き出し、5種C(東洋濾紙株式会社製 No5C)のろ紙を用いてアスピレーターにより吸引ろ過をした。ろ紙上に残ったケーキを、攪拌機(プロペラ翼)を備えた内容積10Lのステンレス容器に移し、電気伝導度が1μS/cmのイオン交換水8kgを加え50rpmで攪拌する事により均一に分散させ、その後30分間攪拌したままとした。 Then, the slurry obtained by cooling to 30 degreeC over 20 minutes was extracted, and it suction-filtered with the aspirator using the filter paper of 5 types C (Toyo Filter Paper Co., Ltd. No5C). The cake remaining on the filter paper is transferred to a stainless steel container having an internal volume of 10 L equipped with a stirrer (propeller blade), and 8 kg of ion exchange water having an electric conductivity of 1 μS / cm is added and stirred uniformly at 50 rpm. Thereafter, stirring was continued for 30 minutes.
その後、再度5種C(東洋濾紙株式会社製 No5C)の濾紙を用いてアスピレーターにより吸引ろ過をし、再度ろ紙上に残った固形物を、攪拌機(プロペラ翼)を備え電気伝導度が1μS/cmのイオン交換水8kgの入った内容積10Lの容器に移し、50rpmで攪拌する事により均一に分散させ30分間攪拌したままとした。この工程を5回繰り返したところ、ろ液の電気伝導度は2μS/cmとなった。 Thereafter, the filter paper was suction filtered with an aspirator again using Type 5 C (Toyo Filter Paper No. 5C) filter paper, and the solid matter remaining on the filter paper was again equipped with a stirrer (propeller blade) and had an electrical conductivity of 1 μS / cm. It was transferred to a container with an internal volume of 10 L containing 8 kg of ion-exchanged water, and uniformly dispersed by stirring at 50 rpm and kept stirring for 30 minutes. When this process was repeated 5 times, the electrical conductivity of the filtrate was 2 μS / cm.
ここで得られたケーキをステンレス製バットに、高さ20mm程度となる様に敷き詰め、40℃に設定された送風乾燥機内で48時間乾燥する事により、トナー母粒子Aを得た。 The obtained cake was spread on a stainless steel vat so as to have a height of about 20 mm, and dried in a blow dryer set at 40 ° C. for 48 hours to obtain toner mother particles A.
<トナー母粒子Aの形状物性測定結果>
トナー母粒子の軟化点は130℃、マルチサイザーIIeで測定した体積平均粒径は6.9μm、平均円形度は0.955であった。
<Measurement results of shape physical properties of toner base particles A>
The softening point of the toner base particles was 130 ° C., the volume average particle diameter measured by Multisizer IIe was 6.9 μm, and the average circularity was 0.955.
本発明において、乾燥で得られたトナー母粒子の体積平均粒径は、ベックマンコールター社製マルチサイザーIIeを使用し、アパチャーとしては100μmのものを用い、アイソトン(ISOTON コールターサイエンティフィックジャパン社製)に分散したトナー母粒子について、第3チャンネル〜第16チャンネルを使用して測定して得られたトナーの体積分布から求めた体積基準の体積平均粒径として定義する。 In the present invention, the toner base particles obtained by drying have a volume average particle diameter of Bocman Coulter Multisizer IIe, 100 μm aperture, and Isoton (ISOTON Coulter Scientific Japan). The toner base particles dispersed in the toner are defined as volume-based volume average particle diameters obtained from the volume distribution of the toner obtained by measurement using the third to 16th channels.
実施例1
上記のトナー母粒子A100部に、BET測定値90m2/gのHMDS処理シリカ(NX90:日本アエロジル社製)を1.0部、BET値140m2/gのHMDS処理シリカ(H2000:クラリアント社製)を0.7部加え、ヘンシェルミキサー(三井鉱山製)で混合した。
Example 1
The A100 parts of the toner mother particles above, BET measurements 90m 2 / g of HMDS treated silica (NX90: Nippon Aerosil Co., Ltd.) 1.0 part, BET value 140 m 2 / g of HMDS treated silica (H2000: Clariant ) Was added and mixed with a Henschel mixer (Mitsui Mine).
得られたトナーを、印刷速度100mm/s、非磁性一成分、保証枚数6000枚(5%印字時)で現像ゴムローラー、金属ブレード、帯電ローラー(PCR)で帯電する有機感光体、ベルト転写、熱定着方式を用いたベルト定着機を搭載したフルカラープリンタを用いて、印字率5%で、6000枚の連続印字を行った。 The obtained toner is an organic photoreceptor charged with a developing rubber roller, a metal blade, a charging roller (PCR) at a printing speed of 100 mm / s, a non-magnetic single component, a guaranteed number of sheets of 6000 sheets (at 5% printing), belt transfer, Using a full color printer equipped with a belt fixing machine using a thermal fixing system, 6000 sheets were continuously printed at a printing rate of 5%.
実施例2
NX90の代わりに、BET測定値76m2/gのHMDS処理シリカを用いた以外は、全て実施例1と同様にトナーを作成し、同様に連続印字を行った。
Example 2
A toner was prepared in the same manner as in Example 1 except that HMDS-treated silica having a BET measurement value of 76 m 2 / g was used instead of NX90, and continuous printing was performed in the same manner.
比較例1
NX90の代わりにBET測定値40m2/gのPDMS処理シリカ(H05TD:クラリアント社製)を用いた以外は、全て実施例1と同様にトナーを作成し、同様に連続印字を行った。
Comparative Example 1
A toner was prepared in the same manner as in Example 1 except that PDMS-treated silica (H05TD: manufactured by Clariant) having a BET measurement value of 40 m 2 / g was used instead of NX90, and continuous printing was performed in the same manner.
比較例2
NX90の代わりにBET測定値42m2/gのHMDS/PDMSの混合処理シリカ(H05TX:クラリアント社製)を用いた以外は、全て実施例1と同様にトナーを作成し、同様に連続印字を行った。
Comparative Example 2
A toner was prepared in the same manner as in Example 1 except that HMDS / PDMS mixed-treated silica (H05TX: manufactured by Clariant) having a BET measurement value of 42 m 2 / g was used instead of NX90, and continuous printing was similarly performed. It was.
比較例3
NX90の代わりにBET測定値47m2/gのHMDS処理シリカ(NAX50:日本アエロジル社製)を用いた以外は、全て実施例1と同様にトナーを作成し、同様に連続印字を行った。
Comparative Example 3
A toner was prepared in the same manner as in Example 1 except that HMDS-treated silica (NAX50: manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) having a BET measurement value of 47 m 2 / g was used instead of NX90, and continuous printing was performed in the same manner.
比較例4
上記トナー母粒子Aの代わりに、粉砕法で製造したトナー(体積平均粒径7.5μm、平均円形度0.92)を使用した以外は、全て実施例1と同様に連続印字を行った。
Comparative Example 4
Continuous printing was performed in the same manner as in Example 1 except that the toner (volume average particle diameter 7.5 μm, average circularity 0.92) produced by the pulverization method was used instead of the toner base particles A.
<かぶりの測定方法>
画像形成装置を用いて、印字前及び印字後の、それぞれの標準紙(FCドリーム;紀州製紙社製)における白地部分の色差を、X−Rite938(X−Rite社製)にて測定し、△Eの大きさにより下記の基準で判定した。
かぶり良好:△E<1.0
かぶり発生:1.0≦△E
<Measurement method of fog>
Using an image forming apparatus, the color difference of the white background portion of each standard paper (FC Dream; manufactured by Kishu Paper Co., Ltd.) before and after printing was measured with X-Rite 938 (manufactured by X-Rite). Judging from the size of E, the following criteria were used.
Good fogging: ΔE <1.0
Fog generation: 1.0 ≦ ΔE
<PCフィルミング(画像汚れ)の測定方法>
上記プリンタを用いた印字率5%で6000枚の連続印字中、1kpごとに白紙画像をプリントアウトするとともに、PCドラム表面を確認し、PCフィルミング由来の画像汚れが発生していないかどうか確認した。
<Measurement method of PC filming (image contamination)>
During continuous printing of 6000 sheets at a printing rate of 5% using the above printer, a blank paper image is printed out every 1 kp, and the PC drum surface is checked to check whether image smear due to PC filming has occurred. did.
<PC汚染の測定方法>
上記プリンタを用いた印字率5%で6000枚の連続印字中、1kpごとに画像をプリントアウトするとともに、PC帯電ローラー(PCR)表面を確認し、PCフィルミング由来の画像汚れが発生していないかどうか確認した。
<Measurement method of PC contamination>
During continuous printing of 6000 sheets at a printing rate of 5% using the printer, an image is printed out every 1 kp, and the surface of the PC charging roller (PCR) is confirmed, and no image smear due to PC filming occurs. Confirmed whether or not.
実施例1、2、比較例1〜4のトナーについて、その構成を表1にまとめた。また、それぞれの連続印字結果(評価結果)を表2に示す。 The configurations of the toners of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 4 are summarized in Table 1. Table 2 shows the results of continuous printing (evaluation results).
表2より、ヘキサアルキルジシラザンで表面処理されたBET値が50〜100m2/gのシリカ微粒子を用いた実施例1及び実施例2では、6kp(6000枚)の連続印字を行っても、かぶり、PCフィルミング(画像汚れ)及びPCR汚染が、全て発生しなかった。一方、比較例1〜4のトナーでは、かぶり、PCフィルミング(画像汚れ)及びPCR汚染の何れかが発生した。 From Table 2, in Example 1 and Example 2 using silica fine particles having a BET value of 50 to 100 m 2 / g surface-treated with hexaalkyldisilazane, even if continuous printing of 6 kp (6000 sheets) is performed, No fogging, PC filming (image stains) and PCR contamination occurred. On the other hand, in the toners of Comparative Examples 1 to 4, any of fogging, PC filming (image contamination), and PCR contamination occurred.
本発明の、特定のトナー母粒子に特定のシリカ微粒子が付着したトナーは、現像槽内でのトナーの流動性や帯電性を長期に安定させ、シリカ微粒子の脱離によりフィルミングを起こさず、カートリッジ部材への汚染が少なく、帯電性付与の機能を保ち、かぶりの上昇を抑えることのできるので、高速プリンターやコピー機等の現像剤ストレスの大きいマシンにも広く利用できるものである。 The toner having specific silica fine particles attached to specific toner base particles of the present invention stabilizes the fluidity and chargeability of the toner in the developing tank for a long period of time, and does not cause filming due to desorption of silica fine particles. Since there is little contamination to the cartridge member, the function of imparting charging property can be maintained, and the increase in fog can be suppressed, it can be widely used in machines with high developer stress such as high-speed printers and copiers.
Claims (6)
Toner in the developing rate, according to any of claims 1 to claim 5, which is used for more developing scheme 80 mm / s.
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