JP6708399B2 - Toner manufacturing method - Google Patents
Toner manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6708399B2 JP6708399B2 JP2015237661A JP2015237661A JP6708399B2 JP 6708399 B2 JP6708399 B2 JP 6708399B2 JP 2015237661 A JP2015237661 A JP 2015237661A JP 2015237661 A JP2015237661 A JP 2015237661A JP 6708399 B2 JP6708399 B2 JP 6708399B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- domain
- release agent
- cross
- section
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Description
本発明は、電子写真法などを利用した記録方法に用いられるトナーの製造方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a toner used in a recording method using electrophotography or the like .
電子写真法としては多数の方法が知られている。一般には光導電性物質を利用し、種々の手段により静電荷像担持体(以下、「感光体」ともいう)上に静電潜像を形成する。次いで前記潜像をトナーにより現像を行って可視像とし、必要に応じて紙などの記録媒体にトナー像を転写した後、熱や圧力等により記録媒体上にトナー画像を定着して複写物を得るものである。このような電子写真法を用いた画像形成装置としては、複写機やプリンター等がある。
これらプリンターや複写機はアナログからデジタルへの移行が進み、潜像の再現性に優れ高解像度であると同時に、長期間にわたる使用においても安定した画質が求められている。さらには給紙速度を高速化したときにも現像性及び定着性の良いトナーが求められており、結着樹脂の改良や離型剤の改良等が行われている。
Many electrophotographic methods are known. Generally, a photoconductive substance is used to form an electrostatic latent image on an electrostatic charge image carrier (hereinafter, also referred to as “photoreceptor”) by various means. Then, the latent image is developed with toner to form a visible image, and the toner image is transferred to a recording medium such as paper as necessary, and then the toner image is fixed on the recording medium by heat or pressure to make a copy. Is what you get. Image forming apparatuses using such electrophotography include copying machines and printers.
These printers and copiers are required to have excellent image reproducibility and high resolution, and stable image quality even during long-term use, as the transition from analog to digital progresses. Further, there is a demand for a toner having a good developing property and a good fixing property even when the paper feeding speed is increased, and the improvement of the binder resin and the improvement of the releasing agent have been made.
定着時の挙動を考えると、まず、紙などのメディア上に未定着のトナーが載っている。次に、未定着のトナーが定着器を通過する際にトナーが溶融・変形し、さらに離型剤がトナー表面に染み出すことにより、粒子同士が結合したり、メディアである紙などにアンカーリングされトナーが定着する。なおトナーが定着するドライビングフォースの一つは、定着フィルムや加圧ローラにより形成される定着ニップ部をトナーが通過する際に定着器の熱源より定着フィルムなどを通じて受ける熱である。もう一つは定着ニップ部を通過する際に加圧ローラなどから受ける圧力である。定着ニップを通過したあとは、トナーが定着フィルムから離型され、紙に定着する。
給紙速度を上げた次世代機においては、トナーが定着ニップ部を通過する時間が短くなるため、トナーが受ける熱量と圧力が小さくなる。このとき、はがれという問題を解決することが困難となる。
本発明において、はがれとは、トナーが紙に定着せずに印字された画像が白くぬけてしまう現象である。この現象は、高印字率画像の後端の凹部において起こりやすい。この理由として、高印字率の画像になるほど、定着器からの熱量がより多くのトナーに分散されるためにトナー一粒が受ける熱量は小さくなることが挙げられる。また、紙の後端になるほど、定着器から与えられる熱量が小さくなる傾向があることや、紙の凹凸の凹部では、加圧ローラによる加圧が弱くなることなどの理由がある。
Considering the behavior during fixing, first, unfixed toner is placed on a medium such as paper. Next, when the unfixed toner passes through the fixing device, the toner melts and deforms, and the release agent oozes out onto the toner surface, so that the particles are bound to each other or anchored to the media such as paper. Then, the toner is fixed. One of the driving forces for fixing the toner is the heat received from the heat source of the fixing device through the fixing film when the toner passes through the fixing nip portion formed by the fixing film and the pressure roller. The other is the pressure received from the pressure roller when passing through the fixing nip portion. After passing through the fixing nip, the toner is released from the fixing film and fixed on the paper.
In the next-generation machine in which the sheet feeding speed is increased, the time taken for the toner to pass through the fixing nip portion is shortened, so that the heat amount and the pressure received by the toner are reduced. At this time, it becomes difficult to solve the problem of peeling.
In the present invention, “peeling” is a phenomenon in which a printed image does not become fixed on a sheet of paper and a printed image becomes white. This phenomenon is likely to occur in the concave portion at the rear end of the high printing rate image. The reason for this is that the higher the printing rate of the image, the smaller the amount of heat received by one toner particle because the amount of heat from the fixing device is dispersed in more toner. Further, there is a reason that the amount of heat given from the fixing device tends to be smaller toward the rear end of the paper, and the pressure applied by the pressure roller becomes weaker in the concave and convex portions of the paper.
これに対して、低印字率画像の紙の先端の凸部においては、トナーに与えられる熱と圧力が大きくなるため、トナーは溶融変形しやすい傾向にあり、細線がつぶれてしまう問題が起こりやすい。以下、本発明において、この現象をつぶれと呼ぶ。
給紙速度を高速化した次世代機においては、前述のようにトナーが受ける熱量と圧力が小さいため、はがれが発生しやすい。そのため、はがれを抑制するようなトナーの設計が求められるが、その際に、つぶれが発生しやすくなってしまうことが懸念される。したがって、次世代の高速機においてはがれとつぶれの問題を同時に解決するためには、紙の先端の凸部でトナーを変形させすぎずに、紙の後端の凹部で定着性能を向上させる技術が求められている。
On the other hand, in the convex portion of the front end of the paper of the low printing rate image, since the heat and pressure applied to the toner are large, the toner tends to be melted and deformed, and the problem that the fine line is crushed is likely to occur. .. Hereinafter, in the present invention, this phenomenon is called collapse.
In the next-generation machine in which the paper feeding speed is increased, the amount of heat and pressure received by the toner are small as described above, and thus peeling easily occurs. Therefore, a toner design that suppresses peeling is required, but at that time, there is a concern that crushing tends to occur. Therefore, in order to solve the problems of peeling and crushing at the same time in the next-generation high-speed machine, there is a technique to improve the fixing performance at the concave portion at the rear end of the paper without deforming the toner too much at the convex portion at the front end of the paper. It has been demanded.
ここで離型剤について着目すると、トナー内部の離型剤量を増やすことにより定着性が良化することが一般的に知られている。ところが、離型剤を多量に用いると結着樹脂中に低分子量成分が多く含有されて、耐熱保管性が低下することがある。例えば、通常より温湿度の高い苛酷な環境で保管されることにより、結着樹脂に相溶している離型剤がブリー
ドを起こし、トナー表面へ染み出す問題が生じる。上記環境を、苛酷環境と呼び、その環境でトナーを放置することを、苛酷環境放置と呼ぶ。この問題が発生すると、苛酷環境放置後のトナーの表面の離型剤露出量が多くなるため、トナーの帯電安定性や流動性に影響を与え、濃度等の現像性能が大幅に低下してしまうことがある。
このように、次世代の高速機において、トナーのはがれ、細線つぶれの解決と苛酷環境放置後の現像性の両立は困難な課題である。
これらの問題に対し、トナー中の離型剤のドメインの存在状態を制御することで離型剤量に対して効果的に離型性能を発揮させる検討がされている。特に、離型剤のドメインの径や面積比率に関して、既に検討がされている。
特許文献1では、離型剤を2種類併用し、ドメイン径のピークを2つ存在させることによって、低温定着性の改良を狙っている。
特許文献2では、トナー断面における離型剤のドメインの断面積の占める比率の規定を行うことで、低温定着性の改良を狙っている。
Focusing on the release agent, it is generally known that the fixing property is improved by increasing the amount of the release agent in the toner. However, when a large amount of the release agent is used, the binder resin contains a large amount of low-molecular weight components, and the heat-resistant storability may decrease. For example, when it is stored in a harsh environment where the temperature and humidity are higher than usual, the release agent compatible with the binder resin causes bleeding and bleeds to the toner surface. The above environment is called a harsh environment, and leaving the toner in that environment is called a harsh environment. When this problem occurs, the exposed amount of the release agent on the surface of the toner after being left in a harsh environment increases, which affects the charging stability and the fluidity of the toner, and the developing performance such as the density is significantly reduced. Sometimes.
As described above, in the next-generation high-speed machine, it is a difficult task to solve the problem of toner peeling and crushing of fine lines and the developability after being left in a harsh environment.
In order to solve these problems, it has been studied to control the presence state of the domain of the release agent in the toner to effectively exhibit the release performance with respect to the amount of the release agent. In particular, the domain diameter and area ratio of the release agent have already been studied.
In Patent Document 1, two types of release agents are used in combination, and two peaks of domain diameter are present to improve low-temperature fixability.
In Japanese Patent Laid-Open No. 2004-242242, the proportion of the cross-sectional area of the release agent domain in the toner cross section is defined to improve the low-temperature fixability.
しかし、前述のように、次世代機において給紙速度上昇を狙った際に、はがれと細線つぶれの問題を同時に解決しつつ、苛酷環境放置後の現像性を達成するためには、未だ検討の余地がある。
本発明の目的は、上記のような問題を解決することにある。具体的には、次世代の高速機において、画像のはがれや、細線のつぶれが少なく、かつ苛酷環境放置後における使用においても、安定した画像濃度の良好な画像が得られるトナーを提供することにある。
However, as described above, when aiming to increase the paper feed speed in the next-generation machine, in order to solve the problems of peeling and fine line crushing at the same time, and to achieve developability after being left in a harsh environment, it is still under study. There is room.
An object of the present invention is to solve the above problems. Specifically, in a next-generation high-speed machine, there is little image peeling or crushing of fine lines, and it is possible to provide a toner that can obtain a stable image with good image density even after use in a harsh environment. is there.
結着樹脂、離型剤及び着色剤を含有するトナー粒子を有するトナーを製造するトナーの製造方法であって、
該製造方法が、
該トナー粒子を製造する工程、
該離型剤の結晶化温度をTc(℃)とし、該トナー粒子のガラス転移温度をTg(℃
)としたときに、該トナー粒子が分散された水系媒体を該Tc(℃)及び該Tg(℃)よ
りも高い温度から該Tg(℃)以下の温度へ、冷却速度5.00℃/分以上で冷却する工
程(i)、及び、
該(i)の工程を経た該水系媒体を、該Tg(℃)の±10℃の温度領域において3
0分以上保持する工程(ii)、
をこの順に有し、
走査透過型電子顕微鏡により観察した該トナーの断面において、
該離型剤がドメインを形成しており、
該トナーの断面の長径をR(μm)とし、該トナーの断面に存在する該離型剤のドメインの長径をr(μm)とし、該離型剤のドメインのうち、r/Rが0.125≦r/R≦0.375のドメインをドメインAとし、r/Rが0.000625≦r/R≦0.0625のドメインをドメインBとしたときに、該トナーの断面の長径Rの相加平均値が4≦R≦12を満たし、
該トナーの断面において、該ドメインAの占める面積の割合をSAとし、該ドメイン
Bの占める面積の割合をSBとしたときに、該SA及び該SBが下記式(1)及び(2)を満たし、
2.5%≦SA≦30% (1)
0.1≦SB/SA≦0.8 (2)
該トナー断面における該ドメインBのアスペクト比が0.3以下である
ことを特徴とするトナーの製造方法。
A method for producing a toner, the method comprising producing a toner having toner particles containing a binder resin, a release agent and a colorant,
The manufacturing method is
A step of producing the toner particles,
The crystallization temperature of the release agent is Tc (°C), and the glass transition temperature of the toner particles is Tg (°C).
), the aqueous medium in which the toner particles are dispersed is referred to as Tc (°C) and Tg (°C).
A process of cooling from a higher temperature to a temperature below the Tg (°C) at a cooling rate of 5.00°C/min or more.
(I) and
The water-based medium that has undergone the step (i) is treated in the temperature range of ±10°C of the Tg (°C) in 3
A step of holding for 0 minutes or more (ii),
In that order,
In the toner of the cross section was observed by scanning transmission electron microscopy,
The release agent forms a domain,
The major axis of the cross section of the toner is R (μm), the major axis of the domain of the release agent present in the cross section of the toner is r (μm), and r/R of the domains of the release agent is 0. When the domain of 125≦r/R≦0.375 is the domain A and the domain of r/R is 0.000625≦r/R≦0.0625 is the domain B, the phase of the major axis R of the cross section of the toner is determined. The average value satisfies 4≦R≦12,
In the cross section of the toner, when the ratio of the area occupied by the domain A is SA and the ratio of the area occupied by the domain B is SB, the SA and the SB satisfy the following formulas (1) and (2). ,
2.5%≦SA≦30% (1)
0.1≦SB/SA≦0.8 (2)
A method for producing a toner , wherein an aspect ratio of the domain B in the toner cross section is 0.3 or less.
本発明によれば、画像のはがれや、細線のつぶれが少なく、かつ苛酷環境放置後における使用においても、安定した画像濃度の良好な画像が得られるトナーを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a toner in which peeling of an image and collapse of a fine line are small, and a stable image having a good image density can be obtained even when used after being left in a harsh environment.
本発明は、
結着樹脂、離型剤及び着色剤を含有するトナーであって、
透過型電子顕微鏡により観察したトナー断面において、
該離型剤がドメインを形成しており、
該トナー断面の長径をR(μm)とし、
該トナー断面に存在する該離型剤のドメインの長径をrとし、
該離型剤のドメインのうち、r/Rが0.125≦r/R≦0.375のドメインをドメインAとし、r/Rが0.000625≦r/R≦0.0625のドメインをドメインBとしたときに、
該トナー断面の長径Rの相加平均値が4≦R≦12を満たし、
該トナー断面において該ドメインAの占める面積の割合をSA、該ドメインBの占める面積の割合をSBとしたときに、下記式(1)及び(2)を満たし、
2.5%≦SA≦30% (1)
0.1≦SB/SA≦0.8 (2)
該トナー断面における該ドメインBのアスペクト比が0.3以下であることを特徴とするものである。
The present invention is
A toner containing a binder resin, a release agent and a colorant,
In the cross section of the toner observed with a transmission electron microscope,
The release agent forms a domain,
The major axis of the toner cross section is R (μm),
Let r be the major axis of the release agent domain present in the toner cross section,
Among the domains of the release agent, a domain having r/R of 0.125≦r/R≦0.375 is defined as a domain A, and a domain of r/R of 0.000625≦r/R≦0.0625 is defined as a domain. When we say B,
The arithmetic mean value of the major axis R of the toner cross section satisfies 4≦R≦12,
When the ratio of the area occupied by the domain A in the toner cross section is SA and the ratio of the area occupied by the domain B is SB, the following formulas (1) and (2) are satisfied,
2.5%≦SA≦30% (1)
0.1≦SB/SA≦0.8 (2)
The aspect ratio of the domain B in the toner cross section is 0.3 or less.
本発明者らによれば、上記トナーを用いることにより、高印字率画像印刷時の紙の後端部分のはがれや、細線のつぶれが少なく、かつ苛酷環境放置後の使用においても、安定した画像濃度の良好な画像が得られるトナーを提供することができる。
まず、はがれという現象について説明する。はがれとは前述のように、トナーに与えられる熱量と圧力の小さい高印字率画像において、紙の後端の凹部で、トナーが紙に定着せずに画像が白くぬけてしまう現象である。これは、定着時にトナーが受ける熱量と圧力が小さいためにトナー表面に離型剤が充分に染み出しておらず、紙との接着効果や定着フィルムとの離型効果が発揮されていないために発生すると考えられる。
次に、つぶれという現象について説明する。つぶれとは前述のように、トナーに与えられる熱量と圧力の大きい紙の先端の凸部において、印字した細線がつぶれてしまう現象である。この現象は、定着時に大きな熱量と圧力を受けて変形したトナーの離型剤が、トナーの結着樹脂と相溶して樹脂を軟化させることで、トナーが大きく溶融変形してしまうことによって生じる。
以上のように、トナーに与えられる熱量と圧力が小さいために生じるはがれと、トナーに与えられる熱量と圧力が大きいために生じるつぶれはトレードオフの関係にある。
According to the present inventors, by using the above toner, peeling of the trailing edge of the paper at the time of high-printing rate image printing and crushing of fine lines are small, and a stable image is obtained even after use in a harsh environment. It is possible to provide a toner capable of obtaining an image having a good density.
First, the phenomenon of peeling will be described. As described above, peeling is a phenomenon in which, in a high-printing-rate image in which the amount of heat and the pressure applied to the toner are small, the toner is not fixed to the paper and the image becomes white in the concave portion at the rear end of the paper. This is because the amount of heat and pressure that the toner receives at the time of fixing is small, so the release agent does not exude sufficiently to the toner surface, and the effect of adhering to paper and the effect of releasing from the fixing film are not exhibited. It is thought to occur.
Next, the phenomenon of collapse will be described. As described above, the crushing is a phenomenon in which the printed fine line is crushed at the convex portion of the front end of the paper having a large amount of heat and pressure applied to the toner. This phenomenon is caused by a large amount of heat and pressure at the time of fixing, which causes the release agent of the toner to be deformed to be compatible with the binder resin of the toner and soften the resin, so that the toner is largely melted and deformed. ..
As described above, there is a trade-off relationship between peeling caused by a small amount of heat and pressure applied to the toner and crushing caused by a large amount of heat and pressure applied to the toner.
本発明者らはこれらのメカニズムを基に、はがれとつぶれの問題解決の両立のためには、定着時のトナーの過度な溶融変形を抑制しつつ、トナーの表面にすばやく離型剤を染み出させるトナー構成により、はがれとつぶれの抑制を両立できることを見出した。
具体的には、大きなドメインと小さなドメインの離型剤をトナー内部に分散させ、さらに小さなドメインの形状を針状に制御することで、上述のトナーを達成できる。
Based on these mechanisms, the present inventors suppress the excessive melting deformation of the toner at the time of fixing and simultaneously exude the release agent onto the surface of the toner in order to solve the problems of peeling and crushing. It was found that depending on the toner composition used, both peeling and crushing can be suppressed.
Specifically, the above-mentioned toner can be achieved by dispersing a release agent having a large domain and a release agent having a small domain inside the toner and controlling the shape of the smaller domain into a needle shape.
この構成において、針状の小さなドメインは短軸方向の体積が小さいため、熱を受けたときにトナーに大きな溶融変形を生じさせない。このため、定着時のトナーの過度な溶融変形を抑制できる。さらに、トナーが熱を受けて大きなドメインが表面に染み出す際に、針状の小さなドメインを通り道とすることですばやくトナー表面に移行することができる。小さなドメインは針状であるため、離型剤量に対して表面積が大きく、通り道として機能しやすい。これにより、定着時のトナーの表面の離型剤量を大幅に増やすことができる
。即ち、定着時にトナーを変形させすぎずに、離型剤をすばやく表出させることができる。また、定着時の様に大きな熱を受けたときにのみ、トナーの表面に離型剤を染み出させる構成であるため、例えば、50℃のような保存性は良好となる。
その結果、定着時に過度な溶融変形をすることなく、いち早く表面に離型剤が染み出すため、はがれと細線のつぶれの問題を同時に解決することができ、耐熱保管性も良好なトナーを得ることができる。
In this configuration, since the small needle-like domain has a small volume in the short axis direction, it does not cause large melt deformation of the toner when receiving heat. Therefore, it is possible to suppress excessive melting and deformation of the toner during fixing. Further, when the toner receives heat and the large domains ooze out to the surface, the small needle-like domains can be used as a path to quickly transfer to the toner surface. Since the small domains are needle-shaped, they have a large surface area with respect to the amount of the release agent and can easily function as a passage. Thereby, the amount of the release agent on the surface of the toner at the time of fixing can be significantly increased. That is, the release agent can be quickly exposed without excessively deforming the toner during fixing. Further, since the release agent is exuded onto the surface of the toner only when a large amount of heat is applied during fixing, the storage stability at 50° C. is good.
As a result, the release agent oozes out onto the surface quickly without excessive melt deformation during fixing, so the problems of peeling and crushing of fine lines can be solved at the same time, and a toner with good heat-resistant storability can be obtained. You can
本発明における離型剤のドメインについて説明する。トナーの断面にルテニウム染色処理を行い、STEMで観察することによって、結着樹脂の海部と離型剤の島部から形成される海島構造が見られる。ここで、離型剤の島部を拡大すると、離型剤のラメラを観察することが可能である。このラメラによって形成される一つの島をドメインと呼ぶ。
本発明においては、離型剤のドメインの(r/R)が上述のように、0.125≦(r/R)≦0.375を満たす該離型剤のドメインA、及び、0.000625≦(r/R)≦0.0625を満たす該離型剤のドメインBをトナー中に有する。つまり、離型剤のドメインAとドメインBとが同時に存在するトナーにおいて、離型性能を発揮するために充分な大きさを持つドメインAに対して、相応の総面積をもつドメインBが存在している構成である。
本発明では、トナーの断面において、該トナー断面の長径R(μm)の相加平均値が、4μm以上12μm以下であることが好ましく、5μm以上10μm以下であることがより好ましい。長径Rが上記範囲であることで、トナーの帯電安定性や定着性の向上が可能である。長径Rは、分散安定剤部数やTKホモミキサー回転数等により制御することができる。
The domain of the release agent in the present invention will be described. By ruthenium dyeing the cross section of the toner and observing with a STEM, a sea-island structure formed from sea parts of the binder resin and island parts of the release agent can be seen. Here, when the island portion of the release agent is enlarged, it is possible to observe the lamella of the release agent. One island formed by this lamella is called a domain.
In the present invention, as described above, the domain (r/R) of the release agent satisfies the domain of 0.125≦(r/R)≦0.375, and the domain A of the release agent, and 0.000625. The toner has a domain B of the release agent satisfying ≦(r/R)≦0.0625. That is, in the toner in which the domain A and the domain B of the release agent are present at the same time, the domain B having a sufficient total area exists with respect to the domain A having a sufficient size for exhibiting the release performance. It has a structure.
In the present invention, in the cross section of the toner, the arithmetic mean value of the major axis R (μm) of the cross section of the toner is preferably 4 μm or more and 12 μm or less, and more preferably 5 μm or more and 10 μm or less. When the major axis R is in the above range, it is possible to improve the charging stability and fixing property of the toner. The major axis R can be controlled by the number of dispersion stabilizer parts, the rotation speed of the TK homomixer, and the like.
本発明のトナーは、ドメインAの(r/R)が、0.125≦(r/R)≦0.375である。離型剤は定着時に熱を受けると、体積膨張する。ドメインAが上述の範囲にあるとき、効果的にトナー表面に染み出すことができる。本発明のトナーにおいて、断面にドメインAを複数有していてもよい。その際、上述の最長径を満足しつつ、トナー断面のドメインAの面積の割合SAが2.5%≦SA≦30%であることによって、本発明の効果を得ることができる。ドメインAの長径又は面積が上記上限以下であることで、トナーの脆性が低下しにくく割れにくくなり、つぶれが生じにくいため、現像性が良好になる。一方、ドメインAの長径又は面積が上記下限以上であると離型効果が十分であり、はがれが生じにくい。
ドメインAの(r/R)は、0.2以上0.325以下であることが好ましい。ドメインAの(r/R)は、離型剤の添加量、後述の(i)工程の冷却速度1及び(ii)工程(a)の保持時間及び(b)の経過時間によりにより制御することができる。
また、SAは5%以上20%以下であることが好ましい。SAは、離型剤の添加量、後述の(i)工程の冷却速度1及び(ii)工程(a)の保持時間及び(b)の経過時間によりにより制御することができる。
In the toner of the present invention, the (r/R) of domain A is 0.125≦(r/R)≦0.375. The release agent expands in volume when it receives heat during fixing. When the domain A is in the above range, it can effectively exude to the toner surface. The toner of the present invention may have a plurality of domains A in the cross section. At that time, the effect of the present invention can be obtained by satisfying the above-mentioned longest diameter and having the area ratio SA of the domain A of the toner cross section of 2.5%≦SA≦30%. When the major axis or area of the domain A is equal to or less than the above upper limit, the brittleness of the toner is less likely to be lowered, the toner is less likely to be broken, and the toner is less likely to be crushed, so that the developability is improved. On the other hand, when the major axis or area of the domain A is equal to or more than the above lower limit, the releasing effect is sufficient and peeling hardly occurs.
The (r/R) of domain A is preferably 0.2 or more and 0.325 or less. The (r/R) of the domain A should be controlled by the amount of the release agent added, the cooling rate 1 of the step (i) described below, and the holding time of the step (ii) and the elapsed time of the step (b). You can
Further, SA is preferably 5% or more and 20% or less. SA can be controlled by the amount of the release agent added, the cooling rate 1 in step (i) described below, the holding time in step (ii) (a), and the elapsed time in step (b).
本発明のトナーは、ドメインBの(r/R)が0.000625≦(r/R)≦0.0625である。上記範囲であることで、熱を受けたときにトナーに大きな溶融変形を生じさせない。ドメインBの(r/R)が0.000625以上であると、熱溶融時のドメインAの離型剤の染み出しの通り道になる効果が充分に発揮され、はがれが生じにくい。一方、ドメインBの(r/R)が0.0625以下であると、定着時にドメインBの離型剤によるトナーの変形が小さいため、つぶれが発生しにくい。ドメインBの(r/R)は、0.01以上0.052以下であることが好ましい。ドメインBの(r/R)は、後述の(ii)工程(a)の保持時間又は(b)の経過時間により制御することができる。
また、本発明のトナーは、トナー断面におけるドメインBの面積の割合SBが0.1≦SB/SA≦0.8である。ドメインBの総面積の割合がこの範囲であることによって、熱溶融時にドメインAがドメインBを通り道としてすばやくトナー表面へと染み出すこと
ができる。ドメインAの面積に対するドメインBの面積比率が小さすぎると、熱溶融時にドメインAの離型剤の染み出しの通り道になる効果が充分に発揮できない。さらに、ドメインAの面積に対するドメインBの面積比率が大きすぎる場合は、トナーの脆性が低下し割れやすくなる。また、定着時にトナー全体の結着樹脂が軟化して細線つぶれが発生しやすくなる。
SB/SAは0.1以上0.6以下であることが好ましい。SBは、離型剤の種類、後述の(i)工程の冷却速度1及び(ii)工程(a)の保持時間及び(b)の経過時間によりにより制御することができる。
In the toner of the present invention, the (r/R) of domain B is 0.000625≦(r/R)≦0.0625. Within the above range, a large amount of melt deformation of the toner does not occur when heat is applied. When the (r/R) of the domain B is 0.000625 or more, the effect of the release agent of the domain A serving as a path for exuding the release agent at the time of heat melting is sufficiently exerted, and peeling is less likely to occur. On the other hand, when the (r/R) of the domain B is 0.0625 or less, the deformation of the toner by the release agent of the domain B is small at the time of fixing, and thus the crushing is less likely to occur. The (r/R) of domain B is preferably 0.01 or more and 0.052 or less. The (r/R) of the domain B can be controlled by the retention time of the step (ii) described later (a) or the elapsed time of (b) described later.
In the toner of the present invention, the area ratio SB of the domain B in the toner cross section is 0.1≦SB/SA≦0.8. When the ratio of the total area of the domain B is within this range, the domain A can quickly exude to the surface of the toner through the domain B during the heat melting. If the area ratio of the domain B to the area of the domain A is too small, the effect of the release agent of the domain A serving as a path through which the release agent oozes out cannot be sufficiently exhibited. Further, if the area ratio of the domain B to the area of the domain A is too large, the brittleness of the toner is lowered and the toner is easily broken. Further, the binder resin of the entire toner is softened at the time of fixing, and fine line collapse easily occurs.
SB/SA is preferably 0.1 or more and 0.6 or less. SB can be controlled by the type of the release agent, the cooling rate 1 in the step (i) described below, the holding time in the step (ii) and the elapsed time in the step (b).
本発明では、トナー断面におけるドメインBのアスペクト比が0.3以下である。アスペクト比の算出方法については、後述する。ドメインBのアスペクト比が0.3以下であるということは、ドメインBの形状が針状に近いことを示す。ドメインBの形状が針状に近いと、上述のように、熱溶融時にドメインBが通り道として機能しやすく、トナーの変形を抑えつつ離型剤の表出量を増やすことができる。ここで、ドメインBのアスペクト比が0.3を超えると、形状が球状に近くなり、ドメインBの体積が増えるため、熱溶融時のトナーの変形が大きくなり、つぶれが発生しやすくなる。また、苛酷環境放置後にトナーの表面に露出する離型剤量が多くなるため、苛酷環境放置後の現像性が低下する。
該アスペクト比は0.2以下であることが好ましい。下限は、特に制限されないが、好ましくは0.01以上である。
In the present invention, the aspect ratio of the domain B in the toner cross section is 0.3 or less. The method of calculating the aspect ratio will be described later. The aspect ratio of domain B of 0.3 or less indicates that the shape of domain B is close to a needle shape. When the shape of the domain B is close to a needle shape, as described above, the domain B easily functions as a passage during heat melting, and the amount of release agent exposed can be increased while suppressing deformation of the toner. Here, when the aspect ratio of the domain B exceeds 0.3, the shape becomes close to a sphere, and the volume of the domain B increases, so that the toner is largely deformed during heat melting, and crushing easily occurs. Further, since the amount of the releasing agent exposed on the surface of the toner after being left in a harsh environment becomes large, the developability after being left in a harsh environment is deteriorated.
The aspect ratio is preferably 0.2 or less. The lower limit is not particularly limited, but is preferably 0.01 or more.
以下、本発明のトナーに関して、好ましい形態について説明する。
本発明に用いる離型剤としては、公知の材料を使用する例として以下のものが挙げられる。低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプッシュワックス、パラフィンワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックス;酸化ポリエチレンワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物、又はそれらのブロック共重合物;カルナバワックス、モンタン酸エステルワックスなどの脂肪酸エステルを主成分とするワックス類、及び脱酸カルナバワックスなどの脂肪酸エステル類を一部又は全部を脱酸化したもの;パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸などの飽和直鎖脂肪酸類;ブラシジン酸、エレオステアリン酸、パリナリン酸などの不飽和脂肪酸類;ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコールなどの飽和アルコール類;ソルビトールなどの多価アルコール類;リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドなどの脂肪酸アミド類;メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミドなどの飽和脂肪酸ビスアミド類;エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’ジオレイルセバシン酸アミドなどの不飽和脂肪酸アミド類;m−キシレンビスステアリン酸アミド、N,N’ジステアリルイソフタル酸アミドなどの芳香族系ビスアミド類;ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなどの脂肪族金属塩(一般に金属石けんといわれているもの);脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸などのビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス類;ベヘニン酸モノグリセリドなどの脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物;植物性油脂の水素添加などによって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物。
Hereinafter, preferred modes of the toner of the present invention will be described.
Examples of the release agent used in the present invention include the followings as examples of using known materials. Aliphatic hydrocarbon wax such as low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, microcrystalline wax, Fischer-Tropsch wax, paraffin wax; oxide of aliphatic hydrocarbon wax such as oxidized polyethylene wax, or block copolymer thereof. Waxes containing fatty acid ester as a main component such as carnauba wax and montanic acid ester wax, and fatty acid ester such as deoxidized carnauba wax partially or wholly deoxidized; palmitic acid, stearic acid, montanic acid, etc. Unsaturated fatty acids such as brassic acid, eleostearic acid and parinaric acid; saturated alcohols such as stearyl alcohol, aralkyl alcohol, behenyl alcohol, carnaubayl alcohol, ceryl alcohol and melysyl alcohol; sorbitol Such as polyhydric alcohols; fatty acid amides such as linoleic acid amide, oleic acid amide, lauric acid amide; methylenebisstearic acid amide, ethylenebiscapric acid amide, ethylenebislauric acid amide, hexamethylenebisstearic acid amide, etc. Saturated fatty acid bisamides; unsaturated fatty acid amides such as ethylene bis oleic acid amide, hexamethylene bis oleic acid amide, N,N' dioleyl adipic acid amide, N, N'dioleyl sebacic acid amide; m-xylene bis stearin Aromatic bisamides such as acid amide and N,N' distearylisophthalic acid amide; Aliphatic metal salts such as calcium stearate, calcium laurate, zinc stearate, magnesium stearate (generally called metallic soap); Waxes obtained by grafting aliphatic hydrocarbon waxes with vinyl monomers such as styrene and acrylic acid; partial esterification products of fatty acids such as behenic acid monoglyceride and polyhydric alcohols; obtained by hydrogenation of vegetable oils and fats A methyl ester compound having a hydroxyl group.
これらの離型剤の中でも、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスなどの炭化水素ワックスを用いることが好ましい。炭化水素ワックスは、直鎖状の炭化水素鎖部分が積み重なる形で結晶化することが知られている。離型剤中に炭化水素ワックス以外の構成要素が少ない場合、積み重なりが特定の方向にのみ起こりやすくなり、結果として、ドメインが針状になりやすい。
本発明においては、本発明の効果を阻害しない範囲で炭化水素ワックス以外のワックス
を併用することができる。本発明において、アスペクト比を0.3以下にするには、例えば、離型剤の総量に対する炭化水素ワックスの量を35質量%以上とし、かつ、製造工程において、離型剤を融点以上の温度で溶かした後、結晶成長させるなどの手段を同時に満たすことが好ましい。離型剤の総量に対する炭化水素ワックスの量は、35質量%以上100質量%以下が好ましい。
Among these release agents, it is preferable to use hydrocarbon wax such as paraffin wax and Fischer-Tropsch wax. It is known that a hydrocarbon wax crystallizes in a form in which linear hydrocarbon chain portions are stacked. When the release agent has few constituents other than the hydrocarbon wax, the stacking is likely to occur only in a specific direction, and as a result, the domains are likely to be acicular.
In the present invention, a wax other than the hydrocarbon wax can be used in combination within a range that does not impair the effects of the present invention. In the present invention, in order to set the aspect ratio to 0.3 or less, for example, the amount of the hydrocarbon wax relative to the total amount of the release agent is set to 35% by mass or more, and the release agent is heated to a temperature of the melting point or higher in the manufacturing process. It is preferable to simultaneously satisfy the means such as crystal growth after the melting. The amount of the hydrocarbon wax relative to the total amount of the release agent is preferably 35% by mass or more and 100% by mass or less.
本発明において、ドメインAとドメインBが、同一の離型剤由来のドメインであることが好ましい。ドメインAとドメインBが同一の離型剤に由来することによって親和性が高くなり、ドメインBがドメインAの通り道としてより機能しやすくなり、はがれがさらに抑制しやすくなる。後述の(i)工程において、使用するすべての離型剤の融点以上の温度に加温し、すべての離型剤を十分に溶融させてから冷却することによって、ドメインAとドメインBを同一の離型剤由来のものとすることができる。 In the present invention, it is preferable that the domain A and the domain B are derived from the same release agent. Since the domain A and the domain B are derived from the same release agent, the affinity is increased, the domain B is more likely to function as a path for the domain A, and peeling is more easily suppressed. In the step (i) described later, by heating to a temperature equal to or higher than the melting point of all the release agents to be used, sufficiently melting all the release agents, and then cooling the same, the domain A and the domain B are the same. It may be derived from a release agent.
なお、離型剤は、結着樹脂又は結着樹脂を構成する重合性単量体100質量部に対して5質量部以上20質量部以下で使用されることが好ましい。
炭化水素ワックスに組み合わせる他のワックスとして、公知のワックスを使用することが可能である。結着樹脂に対する可塑能力の観点から、カルナバワックス、モンタン酸エステルワックスなどの脂肪酸エステルを主成分とするワックス類、及び脱酸カルナバワックスなどの脂肪酸エステル類を一部又は全部を脱酸化したものを好適に用いることができる。
The release agent is preferably used in an amount of 5 parts by mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder resin or the polymerizable monomer constituting the binder resin.
Known waxes can be used as the other wax to be combined with the hydrocarbon wax. From the viewpoint of plasticizing ability to the binder resin, waxes having a fatty acid ester as a main component such as carnauba wax and montanic acid ester wax, and those obtained by deoxidizing a part or all of fatty acid esters such as deoxidized carnauba wax are recommended. It can be preferably used.
本発明において、該トナー断面の中心点に該離型剤のドメインAが存在するトナーの割合が、80個数%以上100個数%以下であることが好ましい。より好ましくは、90個数%以上100個数%以下である。ドメインAがトナー断面の中心点に存在することによって、ドメインAからトナー表面までの距離のばらつきが小さくなる。その結果、定着時の離型剤の染み出しが全方向で均等に起こり、本発明の効果が得やすくなる。
トナー断面の中心点に離型剤のドメインが存在させるためには、離型剤の酸価及び水酸基価を低い値に制御することが好ましい。さらに、トナーの製造工程において、結着樹脂と離型剤をそれぞれの融点以上の温度で同時に溶かし、その後に冷却を行うことによって、酸価及び水酸基価の低い離型剤はトナーの中心付近に存在しやすくなる。以下、トナー断面の中心点に離型剤のドメインAが存在するトナーの割合(個数%)を、中心率とも呼ぶ。
In the present invention, the proportion of the toner having the domain A of the release agent at the center point of the cross section of the toner is preferably 80 number% or more and 100 number% or less. More preferably, it is 90% by number or more and 100% by number or less. The presence of the domain A at the center point of the toner cross section reduces the variation in the distance from the domain A to the toner surface. As a result, the release agent bleeds uniformly in all directions during fixing, and the effect of the present invention is easily obtained.
In order for the release agent domain to exist at the center point of the toner cross section, it is preferable to control the acid value and the hydroxyl value of the release agent to low values. Further, in the manufacturing process of the toner, the binder resin and the release agent are simultaneously melted at a temperature equal to or higher than each melting point, and then cooling is performed, so that the release agent having a low acid value and a low hydroxyl value is provided near the center of the toner. It becomes easy to exist. Hereinafter, the ratio (number%) of the toner in which the domain A of the release agent exists at the center point of the toner cross section is also referred to as the center ratio.
本発明のトナーは、トナー断面におけるドメインBの個数が5個以上500個以下であることが好ましく、20個以上500個以下であることがさらに好ましい。ドメインBの個数が5個以上の場合、熱溶融時にドメインBが通り道として機能しやすくなり、はがれとつぶれが高度に両立できる。 In the toner of the present invention, the number of domains B in the toner cross section is preferably 5 or more and 500 or less, and more preferably 20 or more and 500 or less. When the number of the domains B is 5 or more, the domains B easily function as a passage during heat melting, and peeling and crushing are highly compatible.
本発明では、該トナー断面における該トナーの表面から1.0μm以内の表層領域をEとし、該トナー断面の最大長を与える弦を線分Cとし、該線分Cの中点を通り、該線分Cと直交する弦を線分Dとした場合に、該線分C及び該線分D、並びに該領域Eから形成される4つの領域をそれぞれW,X,Y,Zとしたときに、該領域W,X,Y,Zに存在するドメインBの存在個数の変動係数が40%以下であることが好ましく、35%以下であることがより好ましい。下限は特に制限されないが、好ましくは0%以上である。また、該変動係数は、後述の(i)工程のT1の温度及び冷却速度1により制御することができる。
本発明において、はがれとつぶれの両立は、トナー表面近傍の領域におけるドメインBの個数にムラが少ないことが重要である。また、離型剤が結晶化しているドメインBがトナー表層付近に均一に存在することで、苛酷環境放置後の外添剤埋没を抑えることができ、濃度薄が改善される。したがって、変動係数が上述の範囲を満たすことで、はがれ、つ
ぶれ及び耐熱保管性の解決、全ての問題を高度に両立することができる。本発明において、トナー表面から1.0μm以内の4つの領域W,X,Y,Zに存在するドメインBの存在個数の変動係数を、以後、表層ドメイン変動係数とも呼ぶ。
In the present invention, the surface layer region within 1.0 μm from the surface of the toner in the toner cross section is E, the chord giving the maximum length of the toner cross section is the line segment C, passing through the midpoint of the line segment C, and When the chord orthogonal to the line segment C is a line segment D, and when the four regions formed by the line segment C, the line segment D, and the region E are W, X, Y, and Z, respectively. The coefficient of variation of the number of domains B existing in the regions W, X, Y, and Z is preferably 40% or less, and more preferably 35% or less. The lower limit is not particularly limited, but is preferably 0% or more. The coefficient of variation can be controlled by the temperature of T1 and the cooling rate 1 in step (i) described later.
In the present invention, in order to achieve both peeling and crushing, it is important that the number of domains B in the region near the toner surface has little unevenness. Further, since the domain B in which the release agent is crystallized is uniformly present in the vicinity of the surface layer of the toner, it is possible to prevent the external additive from being buried after being left in a harsh environment and improve the thinness of the concentration. Therefore, when the coefficient of variation satisfies the above range, peeling, crushing, heat resistant storage, and all the problems can be achieved at the same time. In the present invention, the coefficient of variation of the number of domains B existing in the four regions W, X, Y, and Z within 1.0 μm from the toner surface is also referred to as a surface layer domain coefficient of variation hereinafter.
本発明に用いられる着色剤としては、以下の有機顔料、有機染料、及び、無機顔料が挙げられる。
シアン系着色剤としては、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アントラキノン化合物、及び、塩基染料レーキ化合物が挙げられる。具体的には、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントブルー1、C.I.ピグメントブルー7、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:1、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60、C.I.ピグメントブルー62、及び、C.I.ピグメントブルー66。
マゼンタ系着色剤としては、以下のものが挙げられる。縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン化合物、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、及び、ペリレン化合物。具体的には、以下のものが挙げられる。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.ピグメントバイオレット19、C.I.ピグメントレッド23、C.I.ピグメントレッド48:2、C.I.ピグメントレッド48:3、C.I.ピグメントレッド48:4、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド81:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド146、C.I.ピグメントレッド150、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド169、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド184、C.I.ピグメントレッド185、C.I.ピグメントレッド202、C.I.ピグメントレッド206、C.I.ピグメントレッド220、C.I.ピグメントレッド221、及び、C.I.ピグメントレッド254。
Examples of the colorant used in the present invention include the following organic pigments, organic dyes, and inorganic pigments.
Examples of cyan colorants include copper phthalocyanine compounds and their derivatives, anthraquinone compounds, and basic dye lake compounds. Specifically, the following are mentioned. C. I. Pigment Blue 1, C.I. I. Pigment Blue 7, C.I. I. Pigment Blue 15, C.I. I. Pigment Blue 15:1, C.I. I. Pigment Blue 15:2, C.I. I. Pigment Blue 15:3, C.I. I. Pigment Blue 15:4, C.I. I.
Examples of magenta colorants include the following. Condensed azo compounds, diketopyrrolopyrrole compounds, anthraquinone compounds, quinacridone compounds, basic dye lake compounds, naphthol compounds, benzimidazolone compounds, thioindigo compounds, and perylene compounds. Specifically, the following are mentioned. C. 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 Violet 19, C.I. I. Pigment Red 23, C.I. I. Pigment Red 48:2, C.I. I. Pigment Red 48:3, C.I. I. Pigment Red 48:4, C.I. I. Pigment Red 57:1, C.I. I. Pigment Red 81:1, C.I. I. Pigment Red 122, C.I. I.
イエロー系着色剤としては、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アントラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、及び、アリルアミド化合物が挙げられる。具体的には、以下のものが挙げられる。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17、C.I.ピグメントイエロー62、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー83、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95、C.I.ピグメントイエロー97、C.I.ピグメントイエロー109、C.I.ピグメントイエロー110、C.I.ピグメントイエロー111、C.I.ピグメントイエロー120、C.I.ピグメントイエロー127、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー129、C.I.ピグメントイエロー147、C.I.ピグメントイエロー151、C.I.ピグメントイエロー154、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー168、C.I.ピグメントイエロー174、C.I.ピグメントイエロー175、C.I.ピグメントイエロー176、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー181、C.I.ピグメントイエロー185、C.I.ピグメントイエロー191、及び、C.I.ピグメントイエロー194。
黒色着色剤としては、カーボンブラック、及び、上記イエロー系着色剤、マゼンタ系着色剤、シアン系着色剤、及び磁性粉体を用いて黒色に調色されたものが挙げられる。
これらの着色剤は、単独又は混合し更には固溶体の状態で用いることができる。本発明に用いられる着色剤は、色相角、彩度、明度、耐光性、OHP透明性、及び、トナー中の分散性の点から選択される。
Examples of yellow colorants include condensed azo compounds, isoindolinone compounds, anthraquinone compounds, azo metal complexes, methine compounds, and allylamide compounds. Specifically, the following are mentioned. C. 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 17, C.I. I. Pigment Yellow 62, C.I. I. Pigment Yellow 74, C.I. I. Pigment Yellow 83, C.I. I. Pigment Yellow 93, C.I. I. Pigment Yellow 94, C.I. I. Pigment Yellow 95, C.I. I. Pigment Yellow 97, C.I. I. Pigment Yellow 109, C.I. I. Pigment Yellow 110, C.I. I. Pigment Yellow 111, C.I. I.
Examples of the black colorant include carbon black, and the above yellow-based colorant, magenta-based colorant, cyan-based colorant, and magnetic powder toned black.
These colorants may be used alone or in combination, and may be used in the form of a solid solution. The colorant used in the present invention is selected in terms of hue angle, saturation, brightness, light resistance, OHP transparency, and dispersibility in the toner.
本発明のトナーに着色剤として磁性粉体を用いる場合、磁性粉体は、四三酸化鉄やγ−
酸化鉄などの磁性酸化鉄を主成分とするものであり、リン、コバルト、ニッケル、銅、マグネシウム、マンガン、アルミニウム、珪素などの元素を含んでもよい。これら磁性粉体は、窒素吸着法によるBET比表面積が2〜30m2/gであることが好ましく、3〜2
8m2/gであることがより好ましい。また、モース硬度が5〜7のものが好ましい。磁
性粉体の形状としては、多面体、8面体、6面体、球形、針状、鱗片状などがあるが、多面体、8面体、6面体、球形等の異方性の少ないものが、画像濃度を高める上で好ましい。
When a magnetic powder is used as the colorant in the toner of the present invention, the magnetic powder may be triiron tetraoxide or γ-
It is mainly composed of magnetic iron oxide such as iron oxide, and may contain elements such as phosphorus, cobalt, nickel, copper, magnesium, manganese, aluminum and silicon. These magnetic powders preferably have a BET specific surface area of 2 to 30 m 2 /g by a nitrogen adsorption method, and 3 to 2
It is more preferably 8 m 2 /g. Moreover, it is preferable that the Mohs hardness is 5 to 7. The shape of the magnetic powder may be a polyhedron, an octahedron, a hexahedron, a sphere, a needle, a scale, or the like. It is preferable in order to raise it.
磁性粉体は、個数平均粒径が0.10〜0.40μmであることが好ましい。一般に磁性粉体の粒径は小さい方が着色力は上がるが、磁性粉体の凝集の観点から上記範囲が好ましい。また、個数平均粒径が0.10μm以上で、磁性粉体自身が赤味を帯びた黒となりにくいため、特にハーフトーン画像において赤味が目立たず、高品位な画像が得られる。一方、個数平均粒径が0.40μm以下であると、トナーの着色力が良好になり、懸濁重合法(後述)において均一分散させやすい。
なお、磁性粉体の個数平均粒径は、透過型電子顕微鏡を用いて測定できる。具体的には、エポキシ樹脂中へ観察すべきトナーを十分に分散させた後、温度40℃の雰囲気中で2日間硬化させ得られた硬化物を得る。得られた硬化物をミクロトームにより薄片状のサンプルとして、透過型電子顕微鏡(TEM)において1万倍〜4万倍の拡大倍率の写真で視野中の100個の磁性粉体粒子径を測定する。そして、磁性粉体の投影面積に等しい円の相当径を基に、個数平均粒径の算出を行う。また、画像解析装置により粒径を測定することも可能である。
The magnetic powder preferably has a number average particle size of 0.10 to 0.40 μm. Generally, the smaller the particle size of the magnetic powder, the higher the coloring power, but the above range is preferable from the viewpoint of aggregation of the magnetic powder. Further, when the number average particle size is 0.10 μm or more and the magnetic powder itself is less likely to become reddish black, redness is not noticeable especially in a halftone image, and a high quality image can be obtained. On the other hand, when the number average particle diameter is 0.40 μm or less, the coloring power of the toner is improved, and uniform dispersion is easy in the suspension polymerization method (described later).
The number average particle diameter of the magnetic powder can be measured using a transmission electron microscope. Specifically, the toner to be observed is sufficiently dispersed in the epoxy resin and then cured in an atmosphere at a temperature of 40° C. for 2 days to obtain a cured product. The obtained cured product is used as a flaky sample with a microtome, and 100 particles of magnetic powder in the visual field are measured with a transmission electron microscope (TEM) at a magnification of 10,000 to 40,000 times. Then, the number average particle diameter is calculated based on the equivalent diameter of a circle equal to the projected area of the magnetic powder. It is also possible to measure the particle size with an image analysis device.
本発明のトナーに用いられる磁性粉体は、例えば下記の方法で製造することができる。第一鉄塩水溶液に、鉄成分に対して当量又は当量以上の水酸化ナトリウム等のアルカリを加え、水酸化第一鉄を含む水溶液を調製する。調製した水溶液のpHをpH7以上に維持しながら空気を吹き込み、水溶液を70℃以上に加温しながら水酸化第一鉄の酸化反応を行い、磁性酸化鉄粉体の芯となる種晶をまず生成する。
次に、種晶を含むスラリー状の液に前に加えたアルカリの添加量を基準として約1当量の硫酸第一鉄を含む水溶液を加える。液のpHを5〜10に維持しながら空気を吹き込みながら水酸化第一鉄の反応を進め、種晶を芯にして磁性酸化鉄粉体を成長させる。この時、任意のpH及び反応温度、撹拌条件を選択することにより、磁性粉体の形状及び磁気特性をコントロールすることが可能である。酸化反応が進むにつれて液のpHは酸性側に移行していくが、液のpHは5未満にしない方が好ましい。このようにして得られた磁性体を定法によりろ過、洗浄、乾燥することにより磁性粉体を得ることができる。
The magnetic powder used in the toner of the present invention can be produced, for example, by the following method. An aqueous solution containing ferrous hydroxide is prepared by adding an equivalent amount or an equivalent amount or more of an alkali such as sodium hydroxide to an aqueous ferrous salt solution. Air is blown while maintaining the pH of the prepared aqueous solution at pH 7 or higher, and the oxidation reaction of ferrous hydroxide is carried out while heating the aqueous solution to 70° C. or higher, and seed crystals that form the core of the magnetic iron oxide powder are first prepared. To generate.
Next, an aqueous solution containing about 1 equivalent of ferrous sulfate is added to the slurry-like liquid containing seed crystals based on the amount of alkali added previously. While maintaining the pH of the solution at 5 to 10, the reaction of ferrous hydroxide is advanced while blowing air, and the magnetic iron oxide powder is grown with the seed crystal as the core. At this time, the shape and magnetic properties of the magnetic powder can be controlled by selecting an arbitrary pH, reaction temperature, and stirring conditions. The pH of the liquid shifts to the acidic side as the oxidation reaction proceeds, but it is preferable that the pH of the liquid is not less than 5. The magnetic powder thus obtained can be obtained by filtering, washing and drying the magnetic substance by a conventional method.
また、本発明において水系媒体中でトナーを製造する場合、磁性粉体表面を疎水化処理することが非常に好ましい。乾式にて表面処理をする場合、洗浄・ろ過・乾燥した磁性粉体にカップリング剤処理を行う。湿式にて表面処理を行う場合、酸化反応終了後、乾燥させたものを再分散させる、又は酸化反応終了後、洗浄、濾過して得られた酸化鉄体を乾燥せずに別の水系媒体中に再分散させ、カップリング処理を行う。本発明においては、乾式法及び湿式法どちらも適宜選択できる。 Further, in the present invention, when the toner is produced in the aqueous medium, it is very preferable to make the surface of the magnetic powder hydrophobic. When dry surface treatment is performed, the washed, filtered and dried magnetic powder is treated with a coupling agent. When the surface treatment is carried out by a wet method, after the completion of the oxidation reaction, the dried product is redispersed, or after the completion of the oxidation reaction, the iron oxide obtained by washing and filtration is dried in another aqueous medium. And re-dispersed in the solution to perform coupling treatment. In the present invention, either the dry method or the wet method can be appropriately selected.
本発明における磁性粉体の表面処理において使用できるカップリング剤としては、例えば、シランカップリング剤、チタンカップリング剤等が挙げられる。より好ましく用いられるのはシランカップリング剤であり、一般式(I)で示されるものである。
RmSiYn (I)
[式中、Rはアルコキシ基を示し、mは1〜3の整数を示し、Yはアルキル基、フェニル基、ビニル基、エポキシ基、(メタ)アクリル基などの官能基を示し、nは1〜3の整数を示す。但し、m+n=4である。]
Examples of the coupling agent that can be used in the surface treatment of the magnetic powder of the present invention include silane coupling agents and titanium coupling agents. A silane coupling agent is more preferably used and is represented by the general formula (I).
R m SiY n (I)
[In the formula, R represents an alkoxy group, m represents an integer of 1 to 3, Y represents a functional group such as an alkyl group, a phenyl group, a vinyl group, an epoxy group, a (meth)acryl group, and n is 1 Indicates an integer of ˜3. However, m+n=4. ]
一般式(I)で示されるシランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、β−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−オクチルトリメトキシシラン、n−オクチルトリエトキシシラン、n−デシルトリメトキシシラン、ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、n−ヘキサデシルトリメトキシシラン、n−オクタデシルトリメトキシシラン等を挙げることができる。本発明においては、一般式(I)のYがアルキル基であるものが好ましく用いることができる。中でも好ましいのは、炭素数3以上6以下のアルキル基であり、特に好ましくは3又は4である。 Examples of the silane coupling agent represented by the general formula (I) include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris(β-methoxyethoxy)silane, β-(3,4epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, Vinyltriacetoxysilane, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenyltriethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, Isopropyltrimethoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, trimethylmethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-octyltrimethoxysilane, n-octyltriethoxysilane, n-decyltrimethoxysilane, hydroxy Examples thereof include propyltrimethoxysilane, n-hexadecyltrimethoxysilane, n-octadecyltrimethoxysilane and the like. In the present invention, those in which Y in the general formula (I) is an alkyl group can be preferably used. Among them, an alkyl group having 3 to 6 carbon atoms is preferable, and 3 or 4 is particularly preferable.
上記シランカップリング剤を用いる場合、単独で処理する、又は複数の種類を併用して処理することが可能である。複数の種類を併用する場合、それぞれのカップリング剤で個別に処理してもよいし、同時に処理してもよい。
用いるカップリング剤の総処理量は磁性粉体100質量部に対して0.9〜3.0質量部であることが好ましく、磁性粉体の表面積、カップリング剤の反応性等に応じて処理剤の量を調整することが重要である。
着色剤の添加量は、結着樹脂又は結着樹脂を構成する重合性単量体100質量部に対し、好ましくは1質量部以上20質量部以下である。磁性粉体を用いる場合は、結着樹脂又は結着樹脂を構成する重合性単量体100質量部に対し、好ましくは20質量部以上200質量部以下、より好ましくは40質量部以上150質量部以下である。
When the silane coupling agent is used, it can be treated alone or in combination of two or more types. When a plurality of types are used in combination, each coupling agent may be treated individually or simultaneously.
The total treatment amount of the coupling agent used is preferably 0.9 to 3.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the magnetic powder, and the treatment is performed depending on the surface area of the magnetic powder, the reactivity of the coupling agent and the like. It is important to adjust the amount of agent.
The addition amount of the colorant is preferably 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder resin or the polymerizable monomer constituting the binder resin. When the magnetic powder is used, it is preferably 20 parts by mass or more and 200 parts by mass or less, more preferably 40 parts by mass or more and 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin or the polymerizable monomer constituting the binder resin. It is below.
本発明のトナーに用いられる結着樹脂としては、ポリスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルブチラール、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリル酸樹脂を用いることができ、これらは単独で又は複数種を組み合わせて用いることができる。この中でも特にスチレン−アクリル酸ブチルに代表されるスチレンアクリル樹脂が現像特性、定着性等の点で好ましい。 Examples of the binder resin used in the toner of the present invention include homopolymers of styrene such as polystyrene and polyvinyltoluene and substitution products thereof; styrene-propylene copolymers, styrene-vinyltoluene copolymers, styrene-vinylnaphthalene copolymers. Coal, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, styrene-dimethylaminoethyl acrylate copolymer, styrene -Methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene-dimethylaminoethyl methacrylate copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer, styrene -Styrene such as vinyl ethyl ether copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-maleic acid ester copolymer -Based copolymer; polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyvinyl butyral, silicone resin, polyester resin, polyamide resin, epoxy resin, polyacrylic acid resin can be used, and these can be used alone. Alternatively, a plurality of types can be used in combination. Among these, styrene-acrylic resins represented by styrene-butyl acrylate are particularly preferable in terms of developing characteristics, fixing properties and the like.
本発明において、該結着樹脂はスチレンアクリル樹脂を主成分とすることが好ましい。スチレンアクリル樹脂はポリエステル樹脂に比べて離型剤と相溶しづらいため、結着樹脂中に離型剤のドメインを形成し易く、相溶する離型剤量を低減させ、本発明の効果をより高めることができる。結着樹脂に対するスチレンアクリル樹脂の好ましい含有量としては、80質量%以上100質量%以下である。 In the present invention, the binder resin preferably contains styrene acrylic resin as a main component. Since the styrene acrylic resin is less compatible with the release agent than the polyester resin, it is easy to form the domain of the release agent in the binder resin, the amount of the compatible release agent is reduced, and the effect of the present invention is obtained. It can be increased. The preferable content of the styrene acrylic resin with respect to the binder resin is 80% by mass or more and 100% by mass or less.
上記スチレンアクリル樹脂を形成する重合性単量体としては、以下のものが例示できる。
スチレン系重合性単量体としては、スチレン;α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−エチルスチレンなどのスチレン系重合性単量体が挙げられる。
アクリル系重合性単量体としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、iso−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、iso−ブチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、n−オクチルアクリレート、ドデシルアクリレート、ステアリルアクリレート、2−クロロエチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、フェニルアクリレートなどのアクリル系重合性単量体が挙げられる。
メタクリル系重合性単量体としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、iso−プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、iso−ブチルメタクリレート、tert−ブチルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、n−オクチルメタクリレート、フェニルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレートなどのメタクリル系重合性単量体が挙げられる。
その他のアクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等の単量体が挙げられる。
なお、スチレンアクリル樹脂の製造方法は、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。また、結着樹脂はその他公知の樹脂を組み合わせて使用することもできる。
The following can be illustrated as a polymerizable monomer which forms the said styrene acrylic resin.
Examples of the styrene-based polymerizable monomer include styrene; styrene-based polymerizable monomers such as α-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, p-methoxystyrene, and p-ethylstyrene. Is mentioned.
Acrylic polymerizable monomers include methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, iso-propyl acrylate, n-butyl acrylate, iso-butyl acrylate, tert-butyl acrylate, n-hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate. And acrylic polymerizable monomers such as n-octyl acrylate, dodecyl acrylate, stearyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate, cyclohexyl acrylate, and phenyl acrylate.
Examples of the methacrylic polymerizable monomer include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, iso-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, iso-butyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, dodecyl methacrylate, 2 Examples thereof include methacrylic polymerizable monomers such as ethylhexyl methacrylate, stearyl methacrylate, n-octyl methacrylate, phenyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate and diethylaminoethyl methacrylate.
Other monomers such as acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide and the like can be mentioned.
The method for producing the styrene acrylic resin is not particularly limited, and a known method can be used. The binder resin may be used in combination with other known resins.
本発明のトナーは、トナーの帯電性を環境によらず安定に保つために、荷電制御剤を用いてもよい。
負荷電性の荷電制御剤としては、以下のものが挙げられる。モノアゾ金属化合物、アセチルアセトン金属化合物、芳香族オキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸、オキシカルボン酸及びダイカルボン酸系の金属化合物、芳香族オキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、無水物、エステル類、ビスフェノール等のフェノール誘導体類、尿素誘導体、含金属サリチル酸系化合物、含金属ナフトエ酸系化合物、ホウ素化合物、4級アンモニウム塩、カリックスアレーン、樹脂系帯電制御剤が挙げられる。
正荷電性の荷電制御剤としては、以下のものが挙げられる。ニグロシン及び脂肪酸金属塩等によるニグロシン変性物;グアニジン化合物;イミダゾール化合物;トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート等の4級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩及びこれらのレーキ顔料;トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、りんタングステン酸、りんモリブデン酸、りんタングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物など);高級脂肪酸の金属塩;ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイド等のジオルガノスズオキサイド;ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレートのようなジオルガノスズボレート類;樹脂系帯電制御剤が挙げられる。
The toner of the present invention may use a charge control agent in order to keep the chargeability of the toner stable regardless of the environment.
Examples of the negatively chargeable charge control agent include the following. Monoazo metal compound, acetylacetone metal compound, aromatic oxycarboxylic acid, aromatic dicarboxylic acid, oxycarboxylic acid and dicarboxylic acid type metal compound, aromatic oxycarboxylic acid, aromatic mono- and polycarboxylic acid and metal salt thereof, Examples thereof include anhydrides, esters, phenol derivatives such as bisphenol, urea derivatives, metal-containing salicylic acid compounds, metal-containing naphthoic acid compounds, boron compounds, quaternary ammonium salts, calixarene, and resin-based charge control agents.
Examples of the positively chargeable charge control agent include the following. Nigrosine modified products with nigrosine and fatty acid metal salts; guanidine compounds; imidazole compounds; quaternary ammonium salts such as tributylbenzylammonium-1-hydroxy-4-naphthosulfonate, tetrabutylammonium tetrafluoroborate, and analogs thereof Onium salts such as phosphonium salts and lake pigments thereof; triphenylmethane dyes and lake pigments thereof (as a laker, phosphotungstic acid, phosphomolybdic acid, phosphotungsten molybdic acid, tannic acid, lauric acid, gallic acid) Acids, ferricyanides, ferrocyanides, etc.); metal salts of higher fatty acids; diorganotin oxides such as dibutyltin oxide, dioctyltin oxide, dicyclohexyltin oxide; diorganotins such as dibutyltin borate, dioctyltin borate, dicyclohexyltin borate. Tin borates; resin type charge control agents can be mentioned.
これらを単独で又は2種類以上組み合わせて用いることができる。
中でも、樹脂系帯電制御剤以外の荷電制御剤としては、含金属サリチル酸系化合物が好ましく、その金属がアルミニウム又はジルコニウムのものがより好ましい。さらに好ましい制御剤は、サリチル酸アルミニウム化合物である。
樹脂系帯電制御剤としては、スルホン酸基、スルホン酸塩基又はスルホン酸エステル基、サリチル酸部位、安息香酸部位を有する重合体又は共重合体を用いることが好ましい。
荷電制御剤の配合量は、重合性単量体100.0質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上20.0質量部以下、より好ましくは0.05質量部以上10.0質量部以下である。
These can be used alone or in combination of two or more.
Among them, as the charge control agent other than the resin-based charge control agent, a metal-containing salicylic acid-based compound is preferable, and one whose metal is aluminum or zirconium is more preferable. A more preferable control agent is an aluminum salicylate compound.
As the resin-based charge control agent, it is preferable to use a polymer or copolymer having a sulfonic acid group, a sulfonic acid group or a sulfonic acid ester group, a salicylic acid moiety, and a benzoic acid moiety.
The compounding amount of the charge control agent is preferably 0.01 parts by mass or more and 20.0 parts by mass or less, more preferably 0.05 parts by mass or more and 10.0 parts by mass with respect to 100.0 parts by mass of the polymerizable monomer. Below the section.
本発明によって製造されるトナーの重量平均粒径(D4)は3.0μm以上12.0μm以下であることが好ましく、より好ましくは4.0μm以上10.0μm以下である。重量平均粒径(D4)が3.0μm以上12.0μm以下であると良好な流動性が得られ、潜像に忠実に現像することができる。 The weight average particle diameter (D4) of the toner produced by the present invention is preferably 3.0 μm or more and 12.0 μm or less, and more preferably 4.0 μm or more and 10.0 μm or less. When the weight average particle diameter (D4) is 3.0 μm or more and 12.0 μm or less, good fluidity is obtained, and the latent image can be faithfully developed.
本発明のトナーは、公知の様々な方法によって製造することが可能である。ドメインの存在状態を制御するためには、製造中に後述する処理を行うことが好ましい。
まず、粉砕法により製造する場合は、例えば、結着樹脂、着色剤、離型剤、及び必要に応じて結晶性物質、荷電制御剤等の添加剤をヘンシェルミキサー、ボールミル等の混合器により十分混合する。その後、加熱ロール、ニーダー、エクストルーダーのような熱混練機を用いて溶融混練してトナー材料を分散又は溶解させ、冷却固化、粉砕後、分級、必要に応じて表面処理を行ってトナー粒子を得ることができる。分級及び表面処理の順序はどちらが先でもよい。分級工程においては生産効率上、多分割分級機を用いることが好ましい。
The toner of the present invention can be manufactured by various known methods. In order to control the existence state of the domain, it is preferable to perform the process described below during the production.
First, in the case of manufacturing by a pulverization method, for example, a binder resin, a colorant, a release agent, and if necessary, a crystalline substance, an additive such as a charge control agent, etc. are sufficiently mixed in a mixer such as a Henschel mixer or a ball mill. Mix. After that, the toner material is melt-kneaded by using a heat kneader such as a heating roll, a kneader, or an extruder to disperse or dissolve the toner material, and after cooling and solidifying and pulverizing, classification, and if necessary, surface treatment is performed to obtain toner particles. Obtainable. Either the classification or the surface treatment may be performed first. In terms of production efficiency, it is preferable to use a multi-division classifier in the classification step.
粉砕工程は、機械衝撃式、ジェット式等の公知の粉砕装置を用いた方法により行うことができる。また、更に熱をかけて粉砕したり、補助的に機械的衝撃を加える処理を行ったりすることが好ましい。また、微粉砕(必要に応じて分級)されたトナー粒子を熱水中に分散させる湯浴法、熱気流中を通過させる方法などを用いてもよい。 The crushing step can be performed by a method using a known crushing device such as a mechanical impact type and a jet type. Further, it is preferable to further apply heat to carry out pulverization, or to carry out a treatment to supplementarily apply mechanical impact. Further, a hot water bath method in which finely pulverized toner particles (classified as necessary) are dispersed in hot water, a method of passing through a hot air stream, or the like may be used.
機械的衝撃力を加える手段としては、例えば川崎重工社製のクリプトロンシステムやターボ工業社製のターボミル等の機械衝撃式粉砕機を用いる方法が挙げられる。また、ホソカワミクロン社製のメカノフージョンシステムや奈良機械製作所製のハイブリダイゼーションシステム等の装置のように、高速回転する羽根によりトナーをケーシングの内側に遠心力により押しつけ、圧縮力、摩擦力等の力によりトナーに機械的衝撃力を加える方法が挙げられる。 Means for applying a mechanical impact force include, for example, a method using a mechanical impact type crusher such as Kawasaki Heavy Industries Co., Ltd.'s Kryptron system or Turbo Kogyo's turbo mill. Also, like devices such as Hosokawa Micron's Mechano-Fusion System and Nara Machinery's Hybridization System, etc., the toner is pressed against the inside of the casing by centrifugal force with high-speed rotating blades, and the force such as compression force and friction force is applied. A method of applying a mechanical impact force to the toner can be mentioned.
粉砕工程のように乾式によりトナー粒子を製造する場合、本発明の効果を得るためには、水系媒体の中にトナー粒子を分散させ、後述する冷却工程を含む特定の処理工程を行うことが好ましい。その際、トナー粒子が水系媒体中で熱を受けた際、合一しにくいように、後述するように、分散剤として公知の界面活性剤や有機分散剤・無機分散剤が使用できる。中でも難水溶性の無機分散剤は、有害な超微粉を生じ難く、その立体障害性により分散安定性を得ているので反応温度を変化させても安定性が崩れ難く、洗浄も容易でトナーに悪影響を与え難いため、好ましく使用できる。さらに、難水溶性の無機分散剤は、極性が高く、疎水性である離型剤のトナー粒子表面への析出を抑制しやすいため、非常に好ましい。 When toner particles are produced by a dry method such as a pulverization step, in order to obtain the effects of the present invention, it is preferable to disperse the toner particles in an aqueous medium and perform a specific treatment step including a cooling step described later. .. At that time, as described below, a surfactant, an organic dispersant or an inorganic dispersant known as a dispersant can be used so that the toner particles do not easily coalesce when they are heated in an aqueous medium. Among them, the poorly water-soluble inorganic dispersant is less likely to produce harmful ultrafine powder, and has stable dispersion due to its steric hindrance. Therefore, stability is not easily deteriorated even when the reaction temperature is changed, and cleaning is easy and a toner is obtained. Since it is difficult to give an adverse effect, it can be preferably used. Further, the poorly water-soluble inorganic dispersant is highly preferable because it has high polarity and easily suppresses the deposition of the hydrophobic release agent on the surface of the toner particles.
本発明の好ましい製造方法は、懸濁重合法によりトナー粒子を得る製造方法である。懸濁重合法は、水系媒体中でトナー粒子を製造し、離型剤の結晶化の制御が容易であるため、製造工程に組み込みやすい。この製造方法は、粒度分布がシャープであり、円形度の高いトナーを得ることができるとともに、コアシェル構造のトナーを形成しやすい。このため、本発明の効果をさらに高める事が可能である。 The preferred production method of the present invention is a production method of obtaining toner particles by a suspension polymerization method. In the suspension polymerization method, the toner particles are manufactured in an aqueous medium, and the crystallization of the release agent is easily controlled, so that the suspension polymerization method is easily incorporated into the manufacturing process. According to this manufacturing method, a toner having a sharp particle size distribution and a high degree of circularity can be obtained, and a toner having a core-shell structure can be easily formed. Therefore, the effect of the present invention can be further enhanced.
乳化凝集法により製造する場合、離型剤のドメインがトナーの内部全体に分散しやすい。乳化凝集法により製造した場合、ドメインの存在位置を制御するためには、離型剤の微粒子の凝集を複数回に分けて行うことが好ましい。 When manufactured by the emulsion aggregation method, the release agent domains are easily dispersed throughout the toner. When manufactured by the emulsion aggregation method, in order to control the position where the domain is present, it is preferable to perform the aggregation of the release agent fine particles in plural times.
以下に、懸濁重合法について述べる。
懸濁重合法とは、結着樹脂を構成する重合性単量体、離型剤及び着色剤(更に必要に応じて重合開始剤、架橋剤、荷電制御剤、その他の添加剤)を均一に溶解又は分散させて重合性単量体組成物を得る。その後、この重合性単量体組成物を分散剤を含有する連続層(例えば水相)中に適当な撹拌器を用いて分散・造粒する。そして、該重層性単量体組成物に含まれる重合性単量体の重合反応を行い、所望の粒径を有するトナーを得るものである。この懸濁重合法で得られるトナー(以後「重合トナー」ともいう)は、個々のトナー粒子形状がほぼ球形に揃っているため、帯電量の分布も比較的均一となるために画質の向上が期待できる。
本発明に関わる重合トナーの製造において、重合性単量体組成物を構成する重合性単量体としては前述のスチレンアクリル樹脂を形成する重合性単量体が挙げられる。中でも、スチレンを単独で、又は他の単量体と混合して使用することがトナーの現像特性及び耐久性の点から好ましい。
The suspension polymerization method will be described below.
The suspension polymerization method is to uniformly disperse the polymerizable monomer constituting the binder resin, the release agent and the colorant (further, if necessary, a polymerization initiator, a crosslinking agent, a charge control agent and other additives). A polymerizable monomer composition is obtained by dissolving or dispersing. Then, this polymerizable monomer composition is dispersed and granulated in a continuous layer (for example, an aqueous phase) containing a dispersant using a suitable stirrer. Then, the polymerizable monomer contained in the multi-layered monomer composition is polymerized to obtain a toner having a desired particle size. The toner obtained by this suspension polymerization method (hereinafter also referred to as “polymerized toner”) has a substantially spherical shape of each individual toner particle, and therefore the distribution of the charge amount is relatively uniform, which improves the image quality. Can be expected.
In the production of the polymerized toner according to the present invention, examples of the polymerizable monomer forming the polymerizable monomer composition include the above-mentioned polymerizable monomers forming a styrene acrylic resin. Above all, it is preferable to use styrene alone or in a mixture with other monomers, from the viewpoint of developing characteristics and durability of the toner.
本発明のトナーの重合法による製造において使用される重合開始剤としては、重合反応時における半減期が0.5〜30時間であるものが好ましい。また、重合性単量体100質量部に対して、0.5〜20質量部の添加量で用いて重合反応を行うと、分子量5000〜50000の間に極大を有する重合体を得ることができ、トナーに望ましい強度と適当な溶融特性を与えることができる。 The polymerization initiator used in the production of the toner of the present invention by the polymerization method is preferably one having a half-life in the polymerization reaction of 0.5 to 30 hours. Further, when the polymerization reaction is performed using an addition amount of 0.5 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer, a polymer having a maximum between molecular weights of 5,000 and 50,000 can be obtained. It can give the toner the desired strength and proper melting characteristics.
具体的な重合開始剤例としては、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パーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、クメンヒドロパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシピバレート等の過酸化物系重合開始剤が挙げられる。 Specific examples of the polymerization initiator include 2,2′-azobis-(2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobisisobutyronitrile, 1,1′-azobis(cyclohexane-1- Carbonitrile), 2,2′-azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile, azobisisobutyronitrile and other azo or diazo polymerization initiators; benzoyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, diisopropyl peroxide Peroxide type polymerization initiators such as oxycarbonate, cumene hydroperoxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, lauroyl peroxide, t-butylperoxy 2-ethylhexanoate, t-butylperoxypivalate Can be mentioned.
本発明のトナーを重合法により製造する際は、架橋剤を添加してもよく、好ましい添加量としては、重合性単量体100質量部に対して0.1質量部以上10.0質量部以下である。
ここで架橋剤としては、主として2個以上の重合可能な二重結合を有する化合物が用いられ、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等のような芳香族ジビニル化合物;例えばエチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブタンジオールジメタクリレート等のような二重結合を2個有するカルボン酸エステル;ジビニルアニリン、ジビニルエーテル、ジビニルスルフィド、ジビニルスルホン等のジビニル化合物;及び3個以上のビニル基を有する化合物;が単独で、又は2種以上の混合物として用いられる。
When the toner of the present invention is produced by a polymerization method, a crosslinking agent may be added, and the preferable addition amount is 0.1 parts by mass or more and 10.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer. It is below.
As the cross-linking agent, a compound having two or more polymerizable double bonds is mainly used, and examples thereof include aromatic divinyl compounds such as divinylbenzene and divinylnaphthalene; for example, ethylene glycol diacrylate and ethylene glycol diethylene. Carboxylic acid ester having two double bonds such as methacrylate and 1,3-butanediol dimethacrylate; divinyl compound such as divinylaniline, divinyl ether, divinyl sulfide and divinyl sulfone; and having 3 or more vinyl groups The compound; is used alone or as a mixture of two or more kinds.
本発明のトナーを重合法で製造する方法では、一般に上述のトナー組成物等を適宜加えて、ホモジナイザー、ボールミル、超音波分散機等の分散機に依って均一に溶解又は分散させた重合性単量体組成物を、分散剤を含有する水系媒体中に懸濁する。この時、高速撹拌機又は超音波分散機のような高速分散機を使用して一気に所望のトナー粒子のサイズとするほうが、得られるトナー粒子の粒径がシャープになる。重合開始剤添加の時期としては、重合性単量体中に他の添加剤を添加する時同時に加えてもよいし、水系媒体中に懸濁する直前に混合してもよい。また、造粒直後、重合反応を開始する前に重合性単量体又は溶媒に溶解した重合開始剤を加えることもできる。
造粒後は、通常の撹拌機を用いて、粒子状態が維持され且つ粒子の浮遊・沈降が防止さ
れる程度の撹拌を行なえばよい。
In the method for producing the toner of the present invention by a polymerization method, generally, the above-mentioned toner composition and the like are appropriately added, and a polymerizable monodisperse product which is uniformly dissolved or dispersed by a homogenizer, a ball mill, a disperser such as an ultrasonic disperser is used. The monomer composition is suspended in an aqueous medium containing a dispersant. At this time, the particle size of the obtained toner particles becomes sharper by using a high-speed disperser such as a high-speed stirrer or an ultrasonic disperser to make the desired toner particle size at a stretch. Regarding the timing of addition of the polymerization initiator, it may be added at the same time when other additives are added to the polymerizable monomer, or may be mixed immediately before being suspended in the aqueous medium. Also, a polymerization initiator dissolved in a polymerizable monomer or a solvent may be added immediately after granulation and before starting the polymerization reaction.
After the granulation, an ordinary stirrer may be used to stir the particles so that the particle state is maintained and the particles are prevented from floating and settling.
本発明のトナーを製造する場合には、分散剤として公知の界面活性剤や有機分散剤・難水溶性の無機分散剤が使用できる。中でも難水溶性の無機分散剤は、有害な超微粉を生じ難く、その立体障害性により分散安定性を得ているので反応温度を変化させても安定性が崩れ難く、洗浄も容易でトナーに悪影響を与え難いため、好ましく使用できる。さらに、難水溶性の無機分散剤は、極性が高く、疎水性である離型剤のトナー粒子表面への析出を抑制しやすいため、非常に好ましい。
こうした無機分散剤の例としては、燐酸三カルシウム、燐酸マグネシウム、燐酸アルミニウム、燐酸亜鉛、ヒドロキシアパタイト等の燐酸多価金属塩、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩、メタ硅酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム等の無機塩、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の無機化合物が挙げられる。
これらの無機分散剤は、重合性単量体100質量部に対して0.2質量部以上20.0質量部以下使用することが望ましい。
In the case of producing the toner of the present invention, known dispersants such as a surfactant, an organic dispersant, and a poorly water-soluble inorganic dispersant can be used. Among them, the poorly water-soluble inorganic dispersant is unlikely to produce harmful ultrafine powder, and has stable dispersion due to its steric hindrance. Since it is difficult to give an adverse effect, it can be preferably used. Furthermore, a poorly water-soluble inorganic dispersant is highly preferable because it has high polarity and tends to suppress the deposition of a hydrophobic release agent on the surface of toner particles.
Examples of such inorganic dispersants include tricalcium phosphate, magnesium phosphate, aluminum phosphate, zinc phosphate, polyvalent metal phosphates such as hydroxyapatite, calcium carbonate, carbonates such as magnesium carbonate, calcium metasilicate, calcium sulfate, Examples thereof include inorganic salts such as barium sulfate, and inorganic compounds such as calcium hydroxide, magnesium hydroxide and aluminum hydroxide.
These inorganic dispersants are preferably used in an amount of 0.2 parts by mass or more and 20.0 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the polymerizable monomer.
これら無機分散剤を用いる場合には、そのまま使用してもよいが、より細かい粒子を得るため、水系媒体中にて該無機分散剤粒子を生成させて用いることが好ましい。例えば、燐酸三カルシウムの場合、高速撹拌下、燐酸ナトリウム水溶液と塩化カルシウム水溶液とを混合して、水不溶性の燐酸カルシウムを生成させることができ、より均一で細かな分散が可能となる。この時、同時に水溶性の塩化ナトリウム塩が副生するが、水系媒体中に水溶性塩が存在すると、重合性単量体の水への溶解が抑制されて、乳化重合による超微粒トナーが発生し難くなるので、好ましい。
界面活性剤としては、例えばドデシルベンゼン硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム等が挙げられる。
上記重合性単量体を重合する工程において、重合温度は通常40℃以上、好ましくは50〜100℃の温度に設定される。
When these inorganic dispersants are used, they may be used as they are, but in order to obtain finer particles, it is preferable to generate and use the inorganic dispersant particles in an aqueous medium. For example, in the case of tricalcium phosphate, a sodium phosphate aqueous solution and a calcium chloride aqueous solution can be mixed under high-speed stirring to generate water-insoluble calcium phosphate, which enables more uniform and fine dispersion. At this time, a water-soluble sodium chloride salt is produced as a by-product at the same time, but when the water-soluble salt is present in the aqueous medium, the dissolution of the polymerizable monomer in water is suppressed, and ultrafine toner particles are generated by emulsion polymerization. It is difficult to do so, so it is preferable.
Examples of the surfactant include sodium dodecylbenzene sulfate, sodium tetradecyl sulfate, sodium pentadecyl sulfate, sodium octyl sulfate, sodium oleate, sodium laurate, sodium stearate, potassium stearate and the like.
In the step of polymerizing the polymerizable monomer, the polymerization temperature is usually set to 40°C or higher, preferably 50 to 100°C.
以下に、本発明に好適である処理工程(冷却工程)について述べる。
以下の(i)、(ii)工程は、トナー粒子の製造後に行うことが好ましい。例えば、後述の懸濁重合法の場合は、重合性単量体の重合反応を行った後に該(i)、(ii)工程を行うことが好ましい。
(i)工程は、該トナー粒子が分散された水系媒体を、離型剤の結晶化温度Tc(℃)及びトナー粒子のガラス転移温度Tg(℃)のいずれかのうち高い温度よりも高い温度(
Tc(℃)及びTg(℃)よりも高い温度)から該Tg(℃)以下の温度へ、冷却速度5.00℃/分以上で冷却する工程である。
懸濁重合法において、重合性単量体を重合する際の重合温度が(i)工程における、離型剤の結晶化温度Tc(℃)及びトナー粒子のガラス転移温度Tg(℃)のいずれの温度
よりも高い温度である場合、さらに水系媒体を加熱する等の操作は必要がない。一方、水系媒体の温度が上記温度に満たない場合、これを満たすように、水系媒体の温度を上げることが好ましい。
(i)工程においては、まず、結着樹脂と離型剤を共に十分に溶融させるために、30分以上600分以下、水系媒体の温度が、離型剤の結晶化温度Tc(℃)及びトナー粒子のガラス転移温度Tg(℃)より高い温度になるように温度を維持することが好ましい。
30分以上高温状態での維持を行うことによって、中心率が80%以上のトナーを得やすくなる。
Below, the processing process (cooling process) suitable for this invention is described.
The following steps (i) and (ii) are preferably performed after the toner particles are manufactured. For example, in the case of the suspension polymerization method described later, it is preferable to carry out the steps (i) and (ii) after the polymerization reaction of the polymerizable monomer.
In the step (i), the temperature of the aqueous medium in which the toner particles are dispersed is higher than the higher one of the crystallization temperature Tc (° C.) of the release agent and the glass transition temperature Tg (° C.) of the toner particles. (
This is a step of cooling from Tc (° C.) and a temperature higher than Tg (° C.)) to a temperature below the Tg (° C.) at a cooling rate of 5.00° C./min or more.
In the suspension polymerization method, the polymerization temperature for polymerizing the polymerizable monomer is either the crystallization temperature Tc (° C.) of the release agent or the glass transition temperature Tg (° C.) of the toner particles in step (i). When the temperature is higher than the temperature, it is not necessary to further heat the aqueous medium. On the other hand, when the temperature of the aqueous medium is lower than the above temperature, it is preferable to raise the temperature of the aqueous medium so as to satisfy the temperature.
In the step (i), first, in order to sufficiently melt both the binder resin and the release agent, the temperature of the aqueous medium is 30 minutes or more and 600 minutes or less, and the crystallization temperature Tc (° C.) of the release agent and It is preferable to maintain the temperature so that it is higher than the glass transition temperature Tg (° C.) of the toner particles.
By maintaining the high temperature state for 30 minutes or more, it becomes easy to obtain a toner having a center ratio of 80% or more.
続いて、トナー粒子のガラス転移温度Tg(℃)以下へ、水系媒体の温度を冷却速度5
.00℃/分以上の速度で急速に冷却する。ここで、冷却の開始温度T1は、水系媒体の温度が離型剤の結晶化温度Tc(℃)及びトナー粒子のガラス転移温度Tg(℃)より高
い温度であり、急速に冷却する直前の温度である。続いて、冷却の停止温度T2は、急速に冷却する操作を終了した際の水系媒体の温度である。(i)工程における水系媒体の冷却速度1は、下記式により求める。
冷却速度1=(T1(℃)−T2(℃))/冷却に要した時間(分)
Subsequently, the temperature of the aqueous medium is lowered to the glass transition temperature Tg (° C.) of the toner particles or lower at a cooling rate of 5
. Cool rapidly at a rate of 00°C/min or more. Here, the cooling start temperature T1 is a temperature at which the temperature of the aqueous medium is higher than the crystallization temperature Tc (° C.) of the release agent and the glass transition temperature Tg (° C.) of the toner particles, and the temperature immediately before the rapid cooling. Is. Subsequently, the cooling stop temperature T2 is the temperature of the aqueous medium when the operation of rapidly cooling is completed. The cooling rate 1 of the aqueous medium in the step (i) is calculated by the following formula.
Cooling rate 1=(T1(° C.)−T2(° C.))/time required for cooling (min)
水系媒体の温度を急速に冷却する手段としては、例えば冷水や氷を混合する操作や、冷風により水系媒体をバブリングする操作、熱交換器を用いて水系媒体の熱を除去する操作等を用いる事が可能である。
本発明において、上述の冷却速度は5.00℃/分以上が好ましい。冷却速度が5.00℃/分以上の場合、後述の(ii)工程において、離型剤のドメインBの生成される個数が多くなり、得られるトナーの定着性及び苛酷環境放置後の現像性が良好となる。好ましい冷却速度の範囲は、55.00℃/分以上であり、さらに好ましい範囲は、95.00℃/分以上である。上限は特に制限されないが、好ましくは3000℃/分以下である。これらの範囲で冷却を行うことによって、ドメインBの生成個数をさらに増やすことができる。
As means for rapidly cooling the temperature of the aqueous medium, for example, an operation of mixing cold water or ice, an operation of bubbling the aqueous medium with cold air, an operation of removing heat of the aqueous medium using a heat exchanger, etc. should be used. Is possible.
In the present invention, the above cooling rate is preferably 5.00° C./minute or more. When the cooling rate is 5.00° C./min or more, in the step (ii) described later, the number of domains B of the release agent is increased, and the fixability of the obtained toner and the developability after being left in a harsh environment. Will be good. A preferable cooling rate range is 55.00° C./min or more, and a more preferable range is 95.00° C./min or more. The upper limit is not particularly limited, but preferably 3000° C./min or less. By cooling in these ranges, the number of domains B generated can be further increased.
該(i)工程において、該結晶化温度Tc(℃)が該ガラス転移温度Tg(℃)より10℃以上高い温度であることが好ましい。また、該(i)工程が、該結晶化温度Tc(℃)より5〜22℃高い温度から該Tg(℃)以下へ冷却速度5.00℃/分以上で冷却する
工程であることが好ましい。冷却の開始温度T1が上述のように、結晶化温度Tc(℃)より5〜22℃高い場合、トナー粒子における離型剤の分散状態を制御しやすくなり、定着性及び苛酷環境放置後の現像性がさらに良好になる。
In the step (i), the crystallization temperature Tc (°C) is preferably higher than the glass transition temperature Tg (°C) by 10°C or more. Further, the step (i) is preferably a step of cooling from a temperature 5 to 22° C. higher than the crystallization temperature Tc (° C.) to a temperature not higher than the Tg (° C.) at a cooling rate of 5.00° C./min or higher. .. As described above, when the cooling start temperature T1 is higher than the crystallization temperature Tc (° C.) by 5 to 22° C., it becomes easy to control the dispersion state of the release agent in the toner particles, and the fixing property and the development after standing in a harsh environment are performed. It becomes even better.
続いて、(ii)工程は、
(a)該(i)の工程を経た該水系媒体を、トナー粒子のガラス転移温度Tg±10℃の温度領域において30分以上保持する工程、又は、
(b)該(i)の工程を経た該水系媒体を、トナー粒子のガラス転移温度Tg±10℃の温度に20分以上経過するように、冷却する工程
である。
(ii)工程では、トナー粒子内部において、離型剤の結晶核生成及び結晶成長による結晶化度の向上を行う。結晶核の生成及び結晶成長は、トナー粒子のガラス転移温度Tgに対し、上述の温度領域において、好適に進む。
Then, in step (ii),
(A) a step of holding the aqueous medium that has undergone the step (i) in the temperature range of the glass transition temperature Tg±10° C. of the toner particles for 30 minutes or more, or
(B) A step of cooling the aqueous medium that has undergone the step (i) so that the glass transition temperature Tg of the toner particles Tg±10° C. is maintained for 20 minutes or more.
In the step (ii), the crystallinity of the releasing agent is improved and crystallinity is improved by crystal growth inside the toner particles. Generation of crystal nuclei and crystal growth proceed favorably in the above temperature range with respect to the glass transition temperature Tg of the toner particles.
(ii)工程の(a)では、上述の温度領域のうち、任意の温度で水系媒体の温度を一定に保持し、結晶成長を行う。水系媒体の温度を保持する時間は、充分に結晶成長させるために、30分以上行うことが好ましい。より好ましくは、90分以上であり、さらに好ましくは、120分以上である。一方、上限は、好ましくは600分以下である。前記冷却停止温度T2が上述の温度範囲より低い場合、再度、水系媒体を加熱し、上述の温度範囲とした上で、温度を保持してもよい。 In (a) of the step (ii), the temperature of the aqueous medium is kept constant at an arbitrary temperature in the above-mentioned temperature range, and crystal growth is performed. The time for maintaining the temperature of the aqueous medium is preferably 30 minutes or more for sufficient crystal growth. It is more preferably 90 minutes or longer, and even more preferably 120 minutes or longer. On the other hand, the upper limit is preferably 600 minutes or less. When the cooling stop temperature T2 is lower than the above temperature range, the aqueous medium may be heated again to the above temperature range, and then the temperature may be maintained.
Tg−10℃以上で保持することで、結着樹脂が過剰に固化されないため、ドメインBが結晶成長しやすい。また、Tg+10℃以下で保持することで、結着樹脂が適度に固化され、結着樹脂に相溶した離型剤がドメインBを形成しやすくなる。 By holding at Tg −10° C. or higher, the binder resin is not excessively solidified, and thus the domain B easily crystallizes. Further, by holding at Tg+10° C. or lower, the binder resin is appropriately solidified, and the release agent compatible with the binder resin easily forms the domain B.
(ii)工程の(b)では、水系媒体の温度が、上述の温度領域である時間を経過時間とした時、該経過時間を20分以上にすることで、結晶成長を行う。経過時間の好ましい範囲は、40分以上であり、さらに好ましい範囲は100分以上である。一方、上限は、好ましくは600分以下である。水系媒体の温度が上述の温度領域の範囲外になった後、水
系媒体を加熱又は冷却することにより、複数回に渡り上述の温度領域の範囲内にした場合、累積の冷却時間を、経過時間とする。経過時間が20分以上であると、結晶成長が十分になり、定着性及び現像性が良好になる。
In step (ii) (b), when the time of the temperature of the aqueous medium is in the above-mentioned temperature range is the elapsed time, the elapsed time is set to 20 minutes or more to perform crystal growth. A preferred range of the elapsed time is 40 minutes or longer, and a more preferred range is 100 minutes or longer. On the other hand, the upper limit is preferably 600 minutes or less. After the temperature of the water-based medium is out of the range of the above temperature range, by heating or cooling the water-based medium, if the temperature of the water-based medium is within the range of the above temperature range multiple times, the cumulative cooling time is the elapsed time. And When the elapsed time is 20 minutes or more, crystal growth will be sufficient, and fixability and developability will be good.
(ii)工程の(b)において、冷却開始温度をT3とし、冷却の停止温度をTg−10℃としたとき、(ii)工程の(b)における冷却速度2は、下記式より得ることができる。
冷却速度2=(T3(℃)−(Tg−10℃))/経過時間(分)
When the cooling start temperature is T3 and the cooling stop temperature is Tg-10° C. in (ii) step (b), the cooling rate 2 in (ii) step (b) can be obtained from the following equation. it can.
Cooling rate 2 = (T3 (°C)-(Tg-10°C))/elapsed time (minutes)
本発明において、冷却速度1に対する冷却速度2の比が0.05以下であることが好ましい。この範囲の場合、(i)工程の冷却時に結着樹脂に相溶した離型剤が(ii)工程において、非常に多くの結晶核を形成するため、ドメインB数が増えるとともに、ドメインBが結晶成長する。そのため、定着性及び苛酷環境放置後の現像性が良好になり、好ましい。さらに好ましい範囲は、0.02以下である。 In the present invention, the ratio of the cooling rate 2 to the cooling rate 1 is preferably 0.05 or less. In this range, the release agent compatible with the binder resin during the cooling of the step (i) forms a large number of crystal nuclei in the step (ii), so that the number of domains B increases and Crystal growth. Therefore, the fixability and the developability after being left in a harsh environment are improved, which is preferable. A more preferable range is 0.02 or less.
冷却後のトナー粒子を公知の方法によって濾過、洗浄、乾燥することによりトナー粒子が粉体として得られる。このトナー粒子に、後述するような無機微粉体を必要に応じて混合して該トナー粒子の表面に付着させることで、トナーを得ることもできる。また、製造工程(無機微粉体の混合前)に分級工程を入れ、トナー粒子中に含まれる粗粉や微粉をカットすることも可能である。 The toner particles after cooling are filtered, washed and dried by a known method to obtain the toner particles as a powder. It is also possible to obtain a toner by mixing the toner particles with an inorganic fine powder as described below and adhering the mixture to the surface of the toner particles. It is also possible to insert a classification step in the manufacturing step (before mixing the inorganic fine powder) to cut coarse powder or fine powder contained in the toner particles.
上述したような製造方法によって得たトナー粒子に対して、必要に応じて流動化剤等の添加剤を混合し、トナーとすることができる。混合方法に関しては、公知の手法を用いることができ、例えばヘンシェルミキサーは好適に用いることのできる装置である。
本発明のトナーは、流動化剤として個数平均1次粒径が4〜80nm、より好ましくは6〜40nmの無機微粉体がトナー粒子に添加されることが好ましい形態である。無機微粉体は、トナーの流動性改良及びトナー粒子の帯電均一化のために添加されるが、無機微粉体を疎水化処理するなどの処理によってトナーの帯電量の調整、環境安定性の向上等の機能を付与することも好ましい形態である。無機微粉体の個数平均1次粒径の測定法は、走査型電子顕微鏡により拡大撮影したトナーの写真を用いて行う。
If necessary, additives such as a fluidizing agent may be mixed with the toner particles obtained by the above-described manufacturing method to obtain a toner. Regarding the mixing method, a known method can be used, and for example, a Henschel mixer is a device that can be suitably used.
In the toner of the present invention, it is a preferred embodiment that an inorganic fine powder having a number average primary particle diameter of 4 to 80 nm, more preferably 6 to 40 nm is added to the toner particles as a fluidizing agent. The inorganic fine powder is added to improve the fluidity of the toner and to make the toner particles evenly charged, but the inorganic fine powder is subjected to a treatment such as a hydrophobic treatment to adjust the toner charge amount and improve the environmental stability. It is also a preferable form to impart the function of. The number average primary particle diameter of the inorganic fine powder is measured by using a photograph of the toner magnified by a scanning electron microscope.
本発明で用いられる無機微粉体としては、シリカ、酸化チタン、アルミナなどが使用できる。シリカ微粉体としては、例えば、ケイ素ハロゲン化物の蒸気相酸化により生成されたいわゆる乾式法又はヒュームドシリカと称される乾式シリカ、及び水ガラス等から製造されるいわゆる湿式シリカの両者が使用可能である。しかし、表面及びシリカ微粉体の内部にあるシラノール基が少なく、またNa2O、SO3 2-等の製造残滓の少ない乾式シリカの方が好ましい。また乾式シリカにおいては、製造工程において例えば、塩化アルミニウム、塩化チタン等他の金属ハロゲン化合物をケイ素ハロゲン化合物と共に用いることによって、シリカと他の金属酸化物の複合微粉体を得ることも可能であり、それらも包含する。
無機微粉体の添加量は、トナー粒子100質量部に対して0.1質量部以上3.0質量部以下であることが好ましい。添加量が0.1質量部以上でその効果が十分となり、3.0質量部以下で定着性が良好になる。無機微粉体の含有量は、蛍光X線分析を用い、標準試料から作成した検量線を用いて定量できる。
As the inorganic fine powder used in the present invention, silica, titanium oxide, alumina or the like can be used. As the silica fine powder, for example, both a so-called dry method produced by vapor phase oxidation of a silicon halide or a dry silica referred to as fumed silica, and a so-called wet silica produced from water glass or the like can be used. is there. However, dry silica having less silanol groups on the surface and inside the fine silica powder and less production residues such as Na 2 O and SO 3 2- is preferable. Further, in the case of dry silica, it is also possible to obtain a composite fine powder of silica and another metal oxide by using another metal halogen compound such as aluminum chloride and titanium chloride together with a silicon halogen compound in the manufacturing process, They are also included.
The addition amount of the inorganic fine powder is preferably 0.1 part by mass or more and 3.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the toner particles. If the addition amount is 0.1 parts by mass or more, the effect will be sufficient, and if it is 3.0 parts by mass or less, the fixability will be good. The content of the inorganic fine powder can be quantified using fluorescent X-ray analysis and a calibration curve prepared from a standard sample.
本発明において無機微粉体は疎水化処理された物であることが、トナーの環境安定性を向上させる観点から好ましい。疎水化処理により、トナーに添加された無機微粉体が吸湿しにくくなり、トナー粒子の帯電量安定し、トナー飛散が起こりにくくなる。無機微粉体の疎水化処理に用いる処理剤としては、シリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、シリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シラン化合物、シランカップリング剤、
その他有機硅素化合物、有機チタン化合物等の処理剤を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
In the present invention, the inorganic fine powder is preferably hydrophobized from the viewpoint of improving the environmental stability of the toner. The hydrophobic treatment makes it difficult for the inorganic fine powder added to the toner to absorb moisture, stabilize the charge amount of the toner particles, and prevent toner scattering. As the treatment agent used for the hydrophobic treatment of the inorganic fine powder, silicone varnish, various modified silicone varnishes, silicone oil, various modified silicone oil, silane compounds, silane coupling agents,
Other treating agents such as organic silicon compounds and organic titanium compounds may be used alone or in combination of two or more.
次に、本発明のトナーを好適に用いることのできる画像形成装置の一例を図2に沿って具体的に説明する。図2において、100は感光体であり、その周囲に帯電ローラー117、トナー担持体102を有する現像器140、転写帯電ローラー114、クリーナー116、ピックアップローラー124等が設けられている。感光体100は帯電ローラー117によって例えば−600Vに帯電される(印加電圧は例えば交流電圧1.85kVpp、直流電圧−620Vdc)。そして、レーザー発生装置121によりレーザー光123を感光体100に照射することによって露光が行われ、目的の画像に対応した静電潜像が形成される。感光体100上の静電潜像は現像器140によって一成分トナーで現像されてトナー画像を得、トナー画像は転写材を介して感光体に当接された転写帯電ローラー114により転写材上へ転写される。トナー画像を載せた転写材は搬送ベルト125等により定着器126へ運ばれ転写材上に定着される。また、一部感光体上に残されたトナーはクリーナー116によりクリーニングされる。
なお、ここでは磁性一成分ジャンピング現像の画像形成装置を示したが、ジャンピング現像又は接触現像のいずれの方法に用いられるものであってもよい。
Next, an example of an image forming apparatus that can suitably use the toner of the present invention will be specifically described with reference to FIG. In FIG. 2,
Although an image forming apparatus for magnetic one-component jumping development is shown here, it may be used for any method of jumping development or contact development.
次に、本発明のトナーの製造に係る各物性の測定方法に関して記載する。
<トナーの重量平均粒径(D4)の測定方法>
トナーの重量平均粒径(D4)は、以下のようにして算出する(トナー粒子の場合も同様に算出する)。測定装置としては、100μmのアパーチャチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)を用いる。測定条件の設定及び測定データの解析は、付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いる。なお、測定は実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで行う。
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。
なお、測定、解析を行う前に、以下のように専用ソフトの設定を行う。
専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更」画面において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。「閾値/ノイズレベルの測定ボタン」を押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、「測定後のアパーチャチューブのフラッシュ」にチェックを入れる。
専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定」画面において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μmから60μmまでに設定する。
Next, methods for measuring various physical properties relating to the production of the toner of the present invention will be described.
<Measurement method of weight average particle diameter (D4) of toner>
The weight average particle diameter (D4) of the toner is calculated as follows (the same is true for toner particles). As a measuring device, a precision particle size distribution measuring device “Coulter Counter Multisizer 3” (registered trademark, manufactured by Beckman Coulter, Inc.) equipped with a 100 μm aperture tube by a pore electrical resistance method is used. For setting the measurement conditions and analyzing the measurement data, the attached dedicated software "Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51" (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) is used. The measurement is performed with the number of effective measurement channels of 25,000.
The electrolytic aqueous solution used for the measurement may be prepared by dissolving special grade sodium chloride in ion-exchanged water so that the concentration becomes about 1% by mass, for example, “ISOTON II” (manufactured by Beckman Coulter, Inc.).
Before measuring and analyzing, set the dedicated software as follows.
On the "Change standard measurement method (SOM)" screen of the dedicated software, set the total count in the control mode to 50,000 particles, set the number of measurements once, and set the Kd value to "standard particles 10.0 μm" (Beckman Coulter, Inc.). The value obtained by using the product is set. The threshold and noise level are automatically set by pressing the "Threshold/noise level measurement button". Further, the current is set to 1600 μA, the gain is set to 2, and the electrolytic solution is set to ISOTON II, and a check is put in “Flash of aperture tube after measurement”.
On the "Pulse to particle size conversion setting" screen of the dedicated software, set the bin interval to logarithmic particle size, the particle size bin to 256 particle size bin, and the particle size range from 2 μm to 60 μm.
具体的な測定法は以下の通りである。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250ml丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mlを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。そして、専用ソフトの「アパーチャのフラッシュ」機能により、アパーチャチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100ml平底ビーカーに前記電解水溶液約30mlを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.3ml加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を、位相を180度ずらした状態で内蔵し、電
気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispersion System Tetora150」(日科機バイオス社製)を準備する。超音波分散器の水槽内に約3.3lのイオン交換水を入れ、この水槽中にコンタミノンNを約2ml添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。なお、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)の電解水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行い、重量平均粒径(D4)を算出する。なお、専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、「分析/体積統計値(算術平均)」画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)である。
The specific measuring method is as follows.
(1) About 200 ml of the electrolytic aqueous solution was placed in a glass 250 ml round-bottom beaker exclusively for Multisizer 3, set on a sample stand, and the stirrer rod was stirred counterclockwise at 24 rpm. Then, the dirt and air bubbles in the aperture tube are removed by the "aperture flush" function of the dedicated software.
(2) About 30 ml of the electrolytic aqueous solution is placed in a
(3) An ultrasonic disperser “Ultrasonic Dispersion System Tetra 150” (manufactured by Nikkaki Bios Co., Ltd.) having an electric output of 120 W is prepared by incorporating two oscillators having an oscillating frequency of 50 kHz with their phases shifted by 180 degrees. About 3.3 liters of ion-exchanged water is put in the water tank of the ultrasonic disperser, and about 2 ml of Contaminone N is added to this water tank.
(4) The beaker of (2) is set in the beaker fixing hole of the ultrasonic disperser, and the ultrasonic disperser is operated. Then, the height position of the beaker is adjusted so that the resonance state of the liquid level of the electrolytic aqueous solution in the beaker becomes maximum.
(5) About 10 mg of the toner is added little by little to the electrolytic aqueous solution in a state where the electrolytic aqueous solution in the beaker of the above (4) is irradiated with ultrasonic waves and dispersed. Then, the ultrasonic dispersion treatment is continued for another 60 seconds. In the ultrasonic dispersion, the water temperature in the water tank is appropriately adjusted to be 10°C or higher and 40°C or lower.
(6) To the round-bottom beaker of (1) installed in the sample stand, the electrolytic solution of (5) in which the toner is dispersed is dropped using a pipette, and the concentration is adjusted to about 5%. . Then, the measurement is performed until the number of measured particles reaches 50,000.
(7) The measurement data is analyzed by the dedicated software attached to the apparatus to calculate the weight average particle diameter (D4). The "average diameter" on the "Analysis/volume statistical value (arithmetic mean)" screen when the graph/volume% is set with the dedicated software is the weight average particle diameter (D4).
<ルテニウム染色処理された走査透過型電子顕微鏡(STEM)におけるトナー断面の観
察方法>
トナーの走査透過型電子顕微鏡(STEM)による断面観察は以下のようにして実施することができる。
トナー断面の観察は、トナー断面をルテニウム染色することによって行う。本発明のトナーに含有される離型剤は、結着樹脂のような非晶樹脂よりもルテニウムで染色されるため、コントラストが明瞭になり、観察が容易となる。染色の強弱によって、ルテニウム原子の量が異なるため、強く染色される部分は、これらの原子が多く存在し、電子線が透過せずに、観察像上では黒くなり、弱く染色される部分は、電子線が透過されやすく、観察像上では白くなる。
まず、カバーガラス(松波硝子社、角カバーグラス 正方形 No.1)上にトナーを一層となるように散布し、オスミウム・プラズマコーター(filgen社、OPC80T)を用いて、保護膜としてトナーにOs膜(5nm)及びナフタレン膜(20nm)を施す。次に、PTFE製のチューブ
(Φ1.5mm×Φ3mm×3mm)に光硬化性樹脂D800(日本電子社)を充填し、チューブの上に
前記カバーガラスをトナーが光硬化性樹脂D800に接するような向きで静かに置く。この状態で光を照射して樹脂を硬化させた後、カバーガラスとチューブを取り除くことで、最表面にトナーが包埋された円柱型の樹脂を形成する。超音波ウルトラミクロトーム(Leica
社、UC7)により、切削速度0.6mm/sで、円柱型の樹脂の最表面からトナーの半径(重量平均粒径(D4)が8.0μmの場合は4.0μm)の長さだけ切削して、トナーの断面を出す。次に、膜厚250nmとなるように切削し、トナー断面の薄片サンプルを作製した。このよう
な手法で切削するこで、トナー中心部の断面を得ることができる。
得られた薄片サンプルを真空電子染色装置(filgen社、VSC4R1H)を用いて、RuO4ガス500Pa雰囲気で15分間染色し、TEM(JEOL社、JEM2800)のSTEM機能を用いてSTE
M観察を行った。
STEMのプローブサイズは1nm、画像サイズ1024×1024pixelにて画像を取得した。また、明視野像のDetector ControlパネルのContrastを1425、Brightnessを3750、Image ControlパネルのContrastを0.0、Brightnessを0.5、Gammmaを1.00に調整して、画像を取得
した。
<Observation Method of Toner Section in Scanning Transmission Electron Microscope (STEM) Dyeed with Ruthenium>
Cross-sectional observation of the toner with a scanning transmission electron microscope (STEM) can be carried out as follows.
The toner cross section is observed by ruthenium dyeing the toner cross section. Since the release agent contained in the toner of the present invention is dyed with ruthenium more than amorphous resin such as binder resin, the contrast becomes clear and the observation becomes easy. Since the amount of ruthenium atoms varies depending on the strength of staining, the strongly stained portion has many of these atoms, the electron beam does not penetrate, and the portion that is stained weakly becomes black on the observed image. The electron beam is easily transmitted and becomes white on the observed image.
First, the toner is sprinkled on the cover glass (Matsunami Glass Co., Ltd., square cover glass No. 1) so as to form a single layer, and an Os film is formed on the toner as a protective film using an osmium plasma coater (filgen company, OPC80T). (5 nm) and naphthalene film (20 nm). Next, a PTFE tube (Φ1.5 mm × Φ3 mm × 3 mm) is filled with photo-curing resin D800 (JEOL Ltd.), and the cover glass is placed on the tube so that the toner contacts the photo-curing resin D800. Place it gently in the facing direction. After the resin is cured by irradiating light in this state, the cover glass and the tube are removed to form a cylindrical resin in which the toner is embedded on the outermost surface. Ultrasonic Ultra Microtome (Leica
Company, UC7), at a cutting speed of 0.6 mm/s, the length of the radius of the toner (4.0 μm when the weight average particle diameter (D4) is 8.0 μm) is cut from the outermost surface of the cylindrical resin, Take out the cross section of the toner. Next, cutting was performed so as to have a film thickness of 250 nm, and a thin sample of a toner cross section was prepared. By cutting with such a method, a cross section of the toner central portion can be obtained.
The obtained thin section sample was dyed for 15 minutes in an atmosphere of 500 Pa of RuO 4 gas using a vacuum electron dyeing device (VSC4R1H, manufactured by filgen), and STE was used by using the STEM function of TEM (JEOL, JEM2800).
M observation was performed.
Images were acquired with a STEM probe size of 1 nm and an image size of 1024×1024 pixels. Further, the image was acquired by adjusting Contrast of the Detector Control panel of the bright field image to 1425, Brightness to 3750, Contrast of the Image Control panel to 0.0, Brightness to 0.5, and Gammma to 1.00.
<離型剤のドメインの同定>
トナーの断面のSTEM画像をもとに、離型剤のドメインの同定を、以下の手順により行う。
離型剤を原材料として入手できる場合、その結晶構造を、上述のルテニウム染色処理された走査透過型電子顕微鏡(STEM)におけるトナー断面の観察方法と同様にして、観
察し、原材料の結晶のラメラ構造の画像を得る。それらと、トナーの断面におけるドメインのラメラ構造を比較し、ラメラの層間隔が誤差10%以下であった場合、トナーの断面におけるドメインを形成している原材料を特定することができる。
<Identification of release agent domain>
The domain of the release agent is identified based on the STEM image of the cross section of the toner by the following procedure.
When a release agent is available as a raw material, its crystal structure is observed in the same manner as the observation method of the toner cross section in the above-mentioned ruthenium-dyed scanning transmission electron microscope (STEM), and the lamella structure of the crystal of the raw material is observed. Get an image of. By comparing them with the lamella structure of the domain in the cross section of the toner, the raw material forming the domain in the cross section of the toner can be specified when the layer spacing of the lamella has an error of 10% or less.
<離型剤の単離>
離型剤の原材料を入手できない場合、次のように単離作業を行う。まず、トナーに対する貧溶媒であるエタノールにトナーを分散させ、離型剤の融点を超える温度まで、昇温させる。この時、必要に応じて、加圧してもよい。この時点で、融点を超えた離型剤が溶融している。その後、固液分離することにより、トナーから、離型剤の混合物を採取できる。この混合物を、分子量毎に分種することにより、離型剤の単離が可能である。
<Isolation of release agent>
When the release agent raw material is not available, the isolation work is performed as follows. First, the toner is dispersed in ethanol, which is a poor solvent for the toner, and the temperature is raised to a temperature exceeding the melting point of the release agent. At this time, pressure may be applied if necessary. At this point, the release agent having a temperature above the melting point is melted. After that, by performing solid-liquid separation, the release agent mixture can be collected from the toner. The release agent can be isolated by separating this mixture by molecular weight.
<トナーの長径R及び離型剤のドメインの長径・短径の測定>
ルテニウム染色処理された走査透過型電子顕微鏡(STEM)におけるトナー断面の観
察により得られたSTEM画像をもとに、トナーの重量平均粒径(D4)に対し、0.9≦R/D4≦1.1の関係を満たす長径R(μm)を呈するトナーの断面において、以下のように離型剤のドメインの長径及び短径を測定する。
まず、上記のように選択したトナー断面において、トナーの長径Rを測定する。100個の断面の長径Rの相加平均値を算出する。
<Measurement of major axis R of toner and major axis/minor axis of release agent domain>
Based on the STEM image obtained by observing the cross section of the toner with a scanning transmission electron microscope (STEM) subjected to ruthenium dyeing, 0.9≦R/D4≦1 with respect to the weight average particle diameter (D4) of the toner. In the cross section of the toner exhibiting the major axis R (μm) satisfying the relationship of 0.1, the major axis and the minor axis of the release agent domain are measured as follows.
First, the major axis R of the toner is measured on the cross section of the toner selected as described above. The arithmetic mean value of the major axis R of 100 cross sections is calculated.
<離型剤のドメインA及びBの長径、並びにそれぞれの(r/R)の測定>
本発明において、離型剤のドメインA及びBの長径は以下のように測定する。
ルテニウム染色処理された走査透過型電子顕微鏡(STEM)におけるトナー断面の観
察により得られたSTEM画像をもとに、離型剤のドメインの長径を計測する。その際、100個以上のトナーの断面を観察する。測定に用いるトナー断面は、重量平均粒径(D4)に対して、0.9≦R/D4≦1.1の関係を満たす長径R(μm)を呈する断面ものとする。
まず、1個のトナー断面について、全てのドメインの長径r(μm)を計測する。該1個のトナー断面の長径R(μm)に対して、0.125≦(r/R)≦0.375のものをドメインAとし、0.000625≦(r/R)≦0.0625のものをドメインBとする。これを、100個以上のトナーについて行い、100個以上のトナーにおけるそれぞれの相加平均値をドメインAの(r/R)の平均値及びドメインBの(r/R)の平均値とする。
<Measurement of major axis of domains A and B of release agent and respective (r/R)>
In the present invention, the major axes of domains A and B of the release agent are measured as follows.
The major axis of the release agent domain is measured based on the STEM image obtained by observing the cross section of the toner with a scanning transmission electron microscope (STEM) subjected to ruthenium dyeing treatment. At that time, cross sections of 100 or more toners are observed. The toner cross section used for the measurement has a major axis R (μm) satisfying the relationship of 0.9≦R/D4≦1.1 with respect to the weight average particle diameter (D4).
First, the major axis r (μm) of all domains is measured for one toner cross section. With respect to the major axis R (μm) of the one toner cross section, 0.125≦(r/R)≦0.375 is defined as the domain A, and 0.000625≦(r/R)≦0.0625. Let things be domain B. This is performed for 100 or more toners, and the arithmetic average value of each of the 100 or more toners is set as the average value of (r/R) of domain A and the average value of (r/R) of domain B.
<離型剤のドメインBのアスペクト比の平均の測定>
本発明において、離型剤のドメインBのアスペクト比とは、STEM画像をもとに、離型剤のドメインBの短径を長径で割った値で示されるアスペクト比(短径/長径)を意味する。
ルテニウム染色処理された走査透過型電子顕微鏡(STEM)におけるトナー断面の観
察により得られたSTEM画像をもとに、ドメインBの長径及び短径からアスペクト比を算出し、その相加平均を計測する。その際、100個以上のトナーの断面を観察する。全てのドメインBを計測し、相加平均アスペクト比を算出する。得られた相加平均アスペクト比を、離型剤のドメインBのアスペクト比とする。
<Measurement of average aspect ratio of domain B of release agent>
In the present invention, the aspect ratio of the domain B of the release agent is an aspect ratio (minor axis/major axis) indicated by a value obtained by dividing the minor axis of the domain B of the releasing agent by the major axis based on the STEM image. means.
The aspect ratio is calculated from the major axis and the minor axis of the domain B based on the STEM image obtained by observing the cross section of the toner with a scanning transmission electron microscope (STEM) that has been subjected to ruthenium dyeing, and the arithmetic mean thereof is measured. . At that time, cross sections of 100 or more toners are observed. All domains B are measured and the arithmetic average aspect ratio is calculated. The obtained arithmetic average aspect ratio is used as the aspect ratio of the domain B of the release agent.
<離型剤のドメインBの個数の測定>
上述の離型剤のドメインBのアスペクト比の測定と同様にして、トナー断面当りに含まれる離型剤のドメインBの個数を計測する。これを100個以上のトナーの断面について行い、一つのトナー断面当りのドメインBの個数を、離型剤のドメインBの個数とする。
<Measurement of the number of domain B of the release agent>
Similar to the measurement of the aspect ratio of the release agent domain B, the number of release agent domains B contained in each toner cross section is measured. This is performed for 100 or more toner cross sections, and the number of domains B per toner cross section is defined as the number of release agent domains B.
<離型剤のドメインの面積割合(SA及びSB)の測定>
上述のSTEM観察によって得られた画像をもとに、画像処理ソフトを用いて、トナー断面における離型剤の面積を算出する。面積の算出はドメインA及びドメインBそれぞれについて行い、離型剤のドメインが複数ある場合、面積を累積する。これを100個以上のトナーの断面について行う。トナー断面一つ当りの離型剤のドメインA及びドメインBの面積割合を下記式により求め、100個以上のトナー断面の面積割合の平均値をSA及びSBとする。
離型剤のドメインAの面積割合(SA)=「離型剤のドメインAの総面積」/「トナー断面の面積」×100(面積%)
離型剤のドメインBの面積割合(SB)=「離型剤のドメインBの総面積」/「トナー断面の面積」×100(面積%)
<Measurement of Area Ratio (SA and SB) of Release Agent Domain>
Based on the image obtained by the above STEM observation, the area of the release agent in the toner cross section is calculated using image processing software. The area is calculated for each of the domain A and the domain B, and when there are a plurality of release agent domains, the areas are accumulated. This is done for 100 or more toner cross sections. The area ratio of the domain A and the domain B of the release agent per one toner cross section is calculated by the following formula, and the average value of the area ratio of 100 or more toner cross sections is SA and SB.
Area ratio of release agent domain A (SA)=“total area of release agent domain A”/“area of toner cross section”×100 (area %)
Area ratio of domain B of release agent (SB)=“total area of domain B of release agent”/“area of toner cross section”×100 (area %)
<表層ドメイン変動係数の測定>
表層ドメイン変動係数の算出の仕方は、以下の通りである。
上記トナー断面のSTEM画像において、トナーの表面から1.0μm以内の表層領域をEとし、該トナー断面の最大長を与える弦を線分Cとし、該線分Cの中点を通り、該線分Cと直交する弦を線分Dとした場合に、該線分C及び該線分D、並びに該表層領域Eから形成される4つの領域をそれぞれW,X,Y,Zとする。
この画像をもとに、上述のドメインBの個数の測定と同様にして、それぞれの領域W,X,Y,Zに存在する離型剤のドメインBの個数を計測する。さらに、以下の式により、離型剤のドメインBの表層ドメイン変動係数を算出する。
表層ドメイン変動係数=「領域W,X,Y,Zに存在するドメインBの個数の標準偏差」/「領域W,X,Y,Zに存在するドメインBの個数の平均値」×100(%)
<Measurement of surface domain variation coefficient>
The method of calculating the surface layer variation coefficient is as follows.
In the STEM image of the toner cross section, the surface layer region within 1.0 μm from the toner surface is E, the chord giving the maximum length of the toner cross section is a line segment C, and the line passing through the midpoint of the line segment C When the chord orthogonal to the segment C is a line segment D, the four regions formed by the line segment C, the line segment D, and the surface layer region E are W, X, Y, and Z, respectively.
Based on this image, the number of domains B of the release agent existing in each region W, X, Y, Z is measured in the same manner as the above-described measurement of the number of domains B. Furthermore, the surface layer domain variation coefficient of the domain B of the release agent is calculated by the following formula.
Surface domain variation coefficient=“standard deviation of the number of domains B existing in the areas W, X, Y, Z”/“average value of the number of domains B existing in the areas W, X, Y, Z”×100 (% )
<トナー断面の中心点に離型剤のドメインAが存在するトナーの割合の測定(中心率)>
上述のSTEM観察によって得られた画像をもとに、以下の作業により、トナー断面の中心点を求める。画像処理ソフトを用いて、トナー断面から、トナーの輪郭(エッジ検出)を明らかにする。次いで、トナーの断面から重心によって導かれる点をトナーの中心点とする。その後、中心点に離型剤のドメインAが存在している場合のトナー断面の個数及び、存在していない場合のトナー断面の個数を、100個以上のトナーの断面について計測する。そして、下記式を用いて、中心率を算出する。
中心率=「中心点に離型剤のドメインAが存在しているトナー断面数」/「計測したトナー断面数」×100(個数%)
<Measurement of Ratio of Toner Having Domain A of Release Agent at Central Point of Toner Cross Section (Center Ratio)>
Based on the image obtained by the above STEM observation, the center point of the toner cross section is obtained by the following work. Using image processing software, clarify the toner outline (edge detection) from the toner cross section. Next, the point guided by the center of gravity from the cross section of the toner is set as the center point of the toner. After that, the number of toner cross-sections when the release agent domain A is present at the center point and the number of toner cross-sections when the release agent domain A is not present are measured for 100 or more toner cross-sections. Then, the center ratio is calculated using the following formula.
Center ratio=“number of toner cross sections in which the domain A of the release agent is present at the center point”/“measured number of toner cross sections”×100 (number%)
<トナー粒子及び結着樹脂のガラス転移温度Tg(℃)の測定>
トナー粒子及び結着樹脂のガラス転移温度Tg(℃)は、示差走査熱量分析装置「Q1000」(TA Instruments社製)を用いてASTM D3418−82に準じて測定する。装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。
具体的には、トナー粒子などの測定試料約10mgを精秤し、アルミニウム製のパンの中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用い、測定範囲30〜200℃の間で、昇温速度10℃/minで測定を行う。 この昇温過程で、温度40℃〜10
0℃の範囲において比熱変化が得られる。このときの比熱変化が出る前と出た後のベースラインの中間点の線と示差熱曲線との交点を、該試料のガラス転移温度Tgとする。
<Measurement of glass transition temperature Tg (°C) of toner particles and binder resin>
The glass transition temperature Tg (° C.) of the toner particles and the binder resin is measured according to ASTM D3418-82 using a differential scanning calorimeter “Q1000” (manufactured by TA Instruments). The melting point of indium and zinc is used to correct the temperature of the device detection unit, and the heat of fusion of indium is used to correct the amount of heat.
Specifically, about 10 mg of a measurement sample such as toner particles is precisely weighed and placed in an aluminum pan, and an empty aluminum pan is used as a reference, and the temperature is raised within a measurement range of 30 to 200°C. The measurement is performed at a speed of 10° C./min. During this temperature raising process, the temperature is 40°C to 10°C.
A specific heat change can be obtained in the range of 0°C. The glass transition temperature Tg of the sample is defined as the intersection of the line at the midpoint of the baseline before and after the change in the specific heat and the differential heat curve.
<結晶化点の測定>
離型剤の結晶化点は、示差走査熱量分析装置「Q1000」(TA Instruments社製)を用いて測定する。
装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。
具体的には、離型剤1mgを精秤し、アルミニウム製のパンの中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用い、測定範囲20℃から140℃へ昇温した後、140℃から20℃の間で、下記の設定でモジュレーション測定を行う。
・昇温速度1℃/min
・振幅温度幅±0.318℃/min
・降温速度1℃/min
・振幅温度幅±0.318℃/min
この降温過程で、温度140℃から20℃の範囲において比熱変化が得られる。離型剤の結晶化点は、比熱変化曲線における最大発熱ピーク温度とする。
<Measurement of crystallization point>
The crystallization point of the release agent is measured using a differential scanning calorimeter "Q1000" (manufactured by TA Instruments).
The melting point of indium and zinc is used to correct the temperature of the device detection unit, and the heat of fusion of indium is used to correct the amount of heat.
Specifically, 1 mg of the mold release agent is precisely weighed and placed in an aluminum pan, and an empty aluminum pan is used as a reference. Modulation measurements are performed at the following settings between 20°C.
・Raising rate 1℃/min
・Amplitude temperature range ±0.318℃/min
・Cooling rate 1℃/min
・Amplitude temperature range ±0.318℃/min
In this temperature decreasing process, a specific heat change is obtained in the temperature range of 140°C to 20°C. The crystallization point of the release agent is the maximum exothermic peak temperature in the specific heat change curve.
以下、本発明を製造例及び実施例により具体的に説明するが、これは本発明をなんら限定するものではない。なお、以下の配合における部数は特に断りのない限り全て質量基準である。また、実施例17(トナー17)は、参考例である。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to production examples and examples, but the present invention is not limited thereto. In the following formulation, all parts are based on mass unless otherwise specified. In addition, Example 17 (toner 17) is a reference example.
<磁性酸化鉄の製造例>
Fe2+を2.0mol/L含有する硫酸鉄第一水溶液50リットルに、4.0mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液55リットルを混合撹拌し、水酸化第一鉄コロイドを含む第一鉄塩水溶液を得た。この水溶液を85℃に保ち、20L/minで空気を吹き込みながら酸化反応を行い、コア粒子を含むスラリーを得た。
得られたスラリーをフィルタープレスにてろ過・洗浄した後、コア粒子を水中に再度分散させ、リスラリーした。このリスラリー液に、コア粒子100部あたり珪素換算で0.20質量%となる珪酸ソーダを添加し、スラリー液のpHを6.0に調整し、撹拌することで珪素リッチな表面を有する磁性酸化鉄粒子を得た。得られたスラリーをフィルタープレスにてろ過、洗浄、更にイオン交換水にてリスラリーを行った。このリスラリー液(固形分50g/L)に500g(磁性酸化鉄に対して10質量%)のイオン交換樹脂SK110(三菱化学製)を投入し、2時間撹拌してイオン交換を行った。その後、イオン交換樹脂をメッシュでろ過して除去し、フィルタープレスにてろ過・洗浄し、乾燥・解砕して個数平均径が0.23μmの磁性酸化鉄を得た。
<Production example of magnetic iron oxide>
Fifty liters of a ferrous sulfate first aqueous solution containing 2.0 mol/L of Fe 2+ was mixed with 55 liters of a 4.0 mol/L sodium hydroxide aqueous solution and stirred to give a ferrous salt aqueous solution containing a ferrous hydroxide colloid. Obtained. This aqueous solution was maintained at 85° C., and an oxidation reaction was performed while blowing air at 20 L/min to obtain a slurry containing core particles.
After filtering and washing the obtained slurry with a filter press, the core particles were dispersed again in water and reslurried. To this reslurry liquid, sodium silicate that becomes 0.20 mass% in terms of silicon per 100 parts of core particles is added, the pH of the slurry liquid is adjusted to 6.0, and the magnetic oxidation having a silicon-rich surface is performed by stirring. Iron particles were obtained. The obtained slurry was filtered with a filter press, washed, and reslurried with ion-exchanged water. To this reslurry liquid (solid content 50 g/L), 500 g (10% by mass with respect to magnetic iron oxide) of ion exchange resin SK110 (manufactured by Mitsubishi Kagaku Co., Ltd.) was charged and stirred for 2 hours to perform ion exchange. Then, the ion exchange resin was removed by filtration through a mesh, filtered and washed with a filter press, dried and crushed to obtain magnetic iron oxide having a number average diameter of 0.23 μm.
<シラン化合物の製造>
iso−ブチルトリメトキシシラン30部をイオン交換水70部に撹拌しながら滴下した。その後、この水溶液をpH5.5、温度55℃に保持し、ディスパー翼を用いて、周速0.46m/sで120分間分散させて加水分解を行った。その後、水溶液のpHを7.0とし、10℃に冷却して加水分解反応を停止させた。こうしてシラン化合物を含有する水溶液を得た。
<Production of silane compound>
30 parts of iso-butyltrimethoxysilane was added dropwise to 70 parts of ion-exchanged water while stirring. Thereafter, this aqueous solution was maintained at pH 5.5 and a temperature of 55° C., and dispersed by using a Disper blade at a peripheral speed of 0.46 m/s for 120 minutes to perform hydrolysis. Then, the pH of the aqueous solution was adjusted to 7.0 and cooled to 10° C. to stop the hydrolysis reaction. Thus, an aqueous solution containing the silane compound was obtained.
<着色剤の製造>
上記磁性酸化鉄100部をハイスピードミキサー(深江パウテック社製 LFS−2型)に入れ、回転数2000rpmで撹拌しながら、シラン化合物を含有する水溶液8.0部を2分間かけて滴下した。その後5分間混合・撹拌した。次いで、シラン化合物の固着性を高めるために、40℃で1時間乾燥し、水分を減少させた後に、混合物を110℃で3時間乾燥し、シラン化合物の縮合反応を進行させた。その後、解砕し、目開き100μmの篩を通して着色剤1を得た。
<Production of colorant>
100 parts of the magnetic iron oxide was placed in a high-speed mixer (LFS-2 type manufactured by Fukae Powtec Co., Ltd.), and 8.0 parts of an aqueous solution containing a silane compound was added dropwise over 2 minutes while stirring at a rotation speed of 2000 rpm. Then, the mixture was mixed and stirred for 5 minutes. Then, in order to improve the adhesion of the silane compound, the mixture was dried at 40° C. for 1 hour to reduce the water content, and then the mixture was dried at 110° C. for 3 hours to promote the condensation reaction of the silane compound. Then, it was disintegrated and passed through a sieve having an opening of 100 μm to obtain Colorant 1.
<離型剤1〜5>
実施例及び比較例に用いた離型剤の性状を表1に示す。
<Release agents 1-5>
Table 1 shows the properties of the release agent used in Examples and Comparative Examples.
<トナー1の製造方法>
イオン交換水720部に0.1モル/L−Na3PO4水溶液450部を投入して60℃に加温した後、1.0モル/L−CaCl2水溶液67.7部を添加して、分散安定剤を含む水系媒体を得た。
・スチレン 78.0部
・n−ブチルアクリレート 22.0部
・ジビニルベンゼン 0.55部
・モノアゾ染料の鉄錯体(T−77:保土ヶ谷化学社製) 1.0部
・着色剤 90.0部
上記処方をアトライター(日本コークス工業株式会社)を用いて均一に分散混合して単量体組成物を得た。この単量体組成物を63℃に加温し、そこに離型剤1を10質量部を添加混合し、45分間溶解した。その後重合開始剤tert−ブチルパーオキシピバレート5.0質量部を溶解した。
上記水系媒体中に上記単量体組成物を投入し、60℃、N2雰囲気下においてTK式ホモミキサー(プライミクス工業株式会社)にて12000rpmで10分間撹拌し、造粒した。その後パドル撹拌翼で撹拌しつつ70℃で4時間反応させた。
続いて、懸濁液である水系媒体を95℃まで昇温させ、30分、保持した。その後、水系媒体に5℃水を投入し、135℃/分の冷却速度で95℃から50℃に冷却した。(この場合、開始温度T1は95℃、停止温度T2は50℃、冷却速度135℃/分とする。)
続いて、前工程を経た水系媒体を50℃で60分、保持を行った。(この場合、開始温度T3は50℃、トナー粒子のTg±10℃の温度領域における保持時間を60分とする。)
その後、水系媒体に、塩酸を加えてリン酸カルシウムを洗浄して除去した後に濾過・乾燥して重量平均粒径(D4)が8.0μmのトナー粒子1を得た。このトナー粒子1のガラス転移点(Tg)は57℃であった。
その後、100質量部のトナー粒子1と、BET値が300m2/gであり、一次粒径が8nmの疎水性シリカ微粒子0.8質量部とをヘンシェルミキサー(三井三池化工機(株))で混合してトナー1を得た。得られたトナー1の結着樹脂に対するスチレンアクリル樹脂の含有量は、100質量%であった。トナー1の物性を表3に示す。
<Production Method of Toner 1>
After warming to 60 ° C. was charged with 0.1 mol / L-Na 3 PO 4 aqueous solution 450 parts to 720 parts of deionized water, with the addition of 1.0 mol / L-CaCl 2 aqueous solution 67.7 parts An aqueous medium containing a dispersion stabilizer was obtained.
-Styrene 78.0 parts-n-butyl acrylate 22.0 parts-Divinylbenzene 0.55 parts-Monoazo dye iron complex (T-77: Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 1.0 part-Colorant 90.0 parts The formulation was uniformly dispersed and mixed using an attritor (Nippon Coke Industry Co., Ltd.) to obtain a monomer composition. This monomer composition was heated to 63° C., 10 parts by mass of the mold release agent 1 was added and mixed therein, and dissolved for 45 minutes. Thereafter, 5.0 parts by mass of a polymerization initiator tert-butyl peroxypivalate was dissolved.
The above-mentioned monomer composition was put into the above-mentioned aqueous medium, and stirred at 60°C under N2 atmosphere with a TK homomixer (Primix Kogyo Co., Ltd.) at 12000 rpm for 10 minutes to granulate. Then, the mixture was reacted at 70° C. for 4 hours while stirring with a paddle stirring blade.
Then, the aqueous medium as a suspension was heated to 95° C. and held for 30 minutes. Then, 5° C. water was added to the aqueous medium, and the mixture was cooled from 95° C. to 50° C. at a cooling rate of 135° C./min. (In this case, the starting temperature T1 is 95° C., the stopping temperature T2 is 50° C., and the cooling rate is 135° C./min.)
Subsequently, the aqueous medium that had undergone the previous step was held at 50° C. for 60 minutes. (In this case, the starting temperature T3 is 50° C., and the holding time in the temperature region of Tg±10° C. of the toner particles is 60 minutes.)
Then, hydrochloric acid was added to the aqueous medium to wash and remove the calcium phosphate, and the mixture was filtered and dried to obtain toner particles 1 having a weight average particle diameter (D4) of 8.0 μm. The glass transition point (Tg) of the toner particles 1 was 57°C.
Then, 100 parts by mass of the toner particles 1 and 0.8 parts by mass of hydrophobic silica fine particles having a BET value of 300 m 2 /g and a primary particle diameter of 8 nm were mixed with a Henschel mixer (Mitsui Miike Kakoki Co., Ltd.). Toner 1 was obtained by mixing. The content of the styrene-acrylic resin in the binder resin of the obtained toner 1 was 100% by mass. Table 3 shows the physical properties of Toner 1.
<トナー2〜18、比較用トナー1〜11の製造>
トナー1の製造において、結着樹脂、離型剤、離型剤添加後の溶解時間、冷却工程の条件を表2のように変更すること以外は同様にして、トナー2〜18、比較用トナー1〜11の製造を行った。得られたトナー、比較用トナーの組成と製造条件を表2に示す。なお、トナー8〜11及び18のトナー粒子のTgは、57℃であった。また、トナー8〜11及び18に用いたポリエステルは、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物とテレフタル酸との縮合反応により得られる飽和ポリエステルで、樹脂重量平均分子量(Mw)が20000、Tgは57℃である。
<Production of Toners 2 to 18 and Comparative Toners 1 to 11>
In the production of Toner 1, toners 2 to 18 and comparative toner are similarly used except that the binder resin, the release agent, the dissolution time after the release agent is added, and the conditions of the cooling step are changed as shown in Table 2. 1 to 11 were manufactured. Table 2 shows the composition and production conditions of the obtained toner and comparative toner. The Tg of the toner particles of Toners 8 to 11 and 18 was 57°C. Further, the polyester used in Toners 8 to 11 and 18 is a saturated polyester obtained by the condensation reaction of an ethylene oxide 2 mol adduct of bisphenol A and terephthalic acid, and has a resin weight average molecular weight (Mw) of 20,000 and a Tg of 57. ℃.
<比較用トナー12の製造>
(低分子ポリエステル1の合成)
加熱乾燥した二口フラスコに、窒素を導入しながら以下の原料を仕込んだ。
ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物:229部
ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物:529部
テレフタル酸:208部
アジピン酸:46部
ジブチルスズオキサイド:2部
減圧操作により系内を窒素置換した後、215℃にて5時間撹拌を行った。その後、撹拌を続けながら減圧下にて230℃まで徐々に昇温し、さらに3時間保持した後、二口フラスコに無水トリメリット酸:44部を入れ、180℃、常圧で2時間反応し、[低分子ポリエステル1]を得た。
<Production of Comparative Toner 12>
(Synthesis of low molecular weight polyester 1)
The following raw materials were charged into a heat-dried two-necked flask while introducing nitrogen.
Bisphenol A ethylene oxide 2 mol adduct: 229 parts Bisphenol A propylene oxide 3 mol adduct: 529 parts Terephthalic acid: 208 parts Adipic acid: 46 parts Dibutyltin oxide: 2 parts The mixture was stirred for 5 hours. Then, the temperature was gradually raised to 230° C. under reduced pressure while continuing the stirring, and the temperature was further held for 3 hours. , [Low molecular weight polyester 1] were obtained.
(離型剤分散液1の製造)
離型剤2(融点82℃):5部
低分子ポリエステル1:25部
酢酸エチル:67.5部
イオン交換水:200.0部
以上を混合し、更に60%体積比の3mmのジルコニアを入れて、ペイントコンディショナーNO.5400型(米国REDDEVIL社製)を用いて重量平均粒径(D4)が400nmとなるまで分散し、離型剤分散液1を得た。
(Production of Release Agent Dispersion Liquid 1)
Release agent 2 (melting point 82° C.): 5 parts Low molecular weight polyester 1:25 parts Ethyl acetate: 67.5 parts Ion-exchanged water: 200.0 parts Mix the above and add 3 mm zirconia at 60% volume ratio. Paint conditioner NO. 5400 type (manufactured by RED DEVIL, USA) was dispersed until the weight average particle diameter (D4) was 400 nm to obtain a release agent dispersion liquid 1.
(離型剤分散液2の製造)
離型剤分散液1の製造において、離型剤2(5部)から離型剤3(2.5部)へ変更し、重量平均粒径(D4)は1.5μmとなるようにした以外は同様にして離型剤分散液2を製造した。
(Production of Release Agent Dispersion Liquid 2)
In the production of the release agent dispersion liquid 1, except that the release agent 2 (5 parts) is changed to the release agent 3 (2.5 parts) and the weight average particle diameter (D4) is 1.5 μm. In the same manner, a release agent dispersion liquid 2 was manufactured.
(非晶性樹脂1の合成)
加熱乾燥した二口フラスコに、窒素を導入しながら以下の原料を仕込んだ。
ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン
30部
ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン
34部
テレフタル酸 30部
フマル酸 6.0部
酸化ジブチルスズ 0.1部
減圧操作により系内を窒素置換した後、215℃にて5時間撹拌を行った。その後、撹拌を続けながら減圧下にて230℃まで徐々に昇温し、さらに2時間保持する。粘稠な状態となったところで空冷し、反応を停止させることで、非晶性ポリエステルである非晶性樹脂1を得た。
(Synthesis of Amorphous Resin 1)
The following raw materials were charged into a heat-dried two-necked flask while introducing nitrogen.
Polyoxypropylene (2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane
30 parts polyoxyethylene (2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane
34 parts
(樹脂粒子分散液1の製造)
非晶性樹脂1の50.0部を酢酸エチル200.0部に溶解させ、アニオン系界面活性剤(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム)3.0部をイオン交換水200.0質量部とともに加える。40℃に加熱して、乳化機(IKA製、ウルトラタラックス T−50
)を用いて8000rpmにて10分攪拌し、その後、酢酸エチルを揮発させて除去し、樹脂粒子分散液1を得た。
(Production of Resin Particle Dispersion Liquid 1)
50.0 parts of the amorphous resin 1 is dissolved in 200.0 parts of ethyl acetate, and 3.0 parts of an anionic surfactant (sodium dodecylbenzenesulfonate) is added together with 200.0 parts by mass of ion-exchanged water. Heat to 40°C and emulsify machine (IKA, Ultra Turrax T-50
) Was stirred for 10 minutes at 8000 rpm, and then ethyl acetate was volatilized and removed to obtain a resin particle dispersion liquid 1.
(着色剤分散液1の調製)
・着色剤1:50.0部
・カチオン性界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬):5.0部
・イオン交換水:200.0質量部
上記材料を耐熱性のガラス容器に投入し、ペイントコンディショナーNO.5400型(米国REDDEVIL社製)にて5時間分散を行い、ナイロンメッシュにてガラスビーズを取り除き、体積基準のメジアン径(D50)が220nm、固形分量が20質量%の着色剤分散液1を得た。
(Preparation of Colorant Dispersion Liquid 1)
Colorant 1: 50.0 parts Cationic surfactant Neogen RK (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.): 5.0 parts Ion-exchanged water: 200.0 parts by mass Add the above materials to a heat resistant glass container, Paint conditioner NO. 5400 type (manufactured by REDDEVIL, USA) is dispersed for 5 hours, glass beads are removed with a nylon mesh to obtain a colorant dispersion liquid 1 having a volume-based median diameter (D50) of 220 nm and a solid content of 20% by mass. It was
(比較用トナー12の製造工程)
着色剤分散液1:25.0部
離型剤分散液1:30.0部
離型剤分散液2:30.0部
10質量%ポリ塩化アルミニウム水溶液 1.5部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中に混合し、IKA社製ウルトラタラックスT50にて混合分散した後、攪拌しながら45℃にて60分間保持した(凝集工程)。その後、樹脂粒子分散液1(50質量部)を緩やかに添加し、0.5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを6にした後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて攪拌を継続しながら96℃まで加熱した。昇温までの間、適宜水酸化ナトリウム水溶液を追加し、pHが5.5よりも低くならないようにした。その後、96℃にて5時間保持した(融合工程)。
その後、冷却し、濾過、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。これを更にイオン交換水3Lに再分散し、300rpmで15分間攪拌・洗浄した。これを更に5回繰り返し、濾液のpHが7.0になったところで、ヌッチェ式吸引濾過によりろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続し、比較用トナー粒子12を得た。
その後、100質量部の比較用トナー粒子12と、BET値が300m2/gであり、一次粒径が8nmの疎水性シリカ微粒子0.8質量部とをヘンシェルミキサー(三井三池化工機(株))で混合して比較用トナー12を得た。
(Production process of comparative toner 12)
Colorant dispersion 1: 25.0 parts Release agent dispersion 1: 30.0 parts Release agent dispersion 2: 30.0
Then, after cooling, filtration and sufficient washing with ion-exchanged water, solid-liquid separation was performed by Nutsche suction filtration. This was further redispersed in 3 L of ion exchanged water, and stirred and washed at 300 rpm for 15 minutes. This was further repeated 5 times, and when the pH of the filtrate reached 7.0, solid-liquid separation was performed by Nutsche suction filtration using filter paper. Then, vacuum drying was continued for 12 hours to obtain comparative toner particles 12.
Then, 100 parts by mass of the comparative toner particles 12 and 0.8 parts by mass of hydrophobic silica fine particles having a BET value of 300 m 2 /g and a primary particle size of 8 nm were mixed with a Henschel mixer (Mitsui Miike Kako Co., Ltd.). Comparative toner 12 was obtained.
<比較用トナー13の製造>
(離型剤溶液1の調製)
・離型剤4 51.0質量部
・スチレン 104.0質量部
・n−ブチルアクリレート 53.0質量部
・メタクリル酸 8.0質量部
・n−オクチルメルカプタン 4.0質量部
上記成分を丸底フラスコに投入し、85℃に加熱して撹拌し、離型剤溶液1を得た。
<Production of Comparative Toner 13>
(Preparation of release agent solution 1)
-Release agent 4 51.0 parts by mass-Styrene 104.0 parts by mass-n-butyl acrylate 53.0 parts by mass-Methacrylic acid 8.0 parts by mass-n-octyl mercaptan 4.0 parts by mass The solution was placed in a flask, heated to 85° C. and stirred to obtain a release agent solution 1.
(樹脂乳液1の作製)
・スチレン 63.0質量部
・n−ブチルアクリレート 32.0質量部
・メタクリル酸 5.0質量部
・n−オクチルメルカプタン 2.0質量部
上記成分を、アニオン系界面活性剤(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム)2.0部が溶解したイオン交換水2900部にゆるやかに滴下し、78℃に加熱して1時間撹拌し、樹脂乳液1を得た。
(Preparation of resin emulsion 1)
-Styrene 63.0 parts by mass-n-butyl acrylate 32.0 parts by mass-Methacrylic acid 5.0 parts by mass-n-octyl mercaptan 2.0 parts by mass The above components are used as anionic surfactant (sodium dodecylbenzenesulfonate). ) 2.02 parts of ion-exchanged water dissolved therein was slowly added dropwise, heated to 78° C. and stirred for 1 hour to obtain a resin emulsion 1.
(樹脂粒子分散液2の作製)
アニオン系界面活性剤(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム)2.0部をイオン交換水1100部に溶解させ90℃に加温し、樹脂乳液1を28部添加した。続いてIKA社製ウルトラタラックスT50により、離型剤溶液1を加えて4時間分散させ、重合開始剤(KPS)2.5部をイオン交換水110部に溶解させた開始剤水溶液を添加した。この
系において90℃で2時間撹拌し、樹脂粒子分散液2を得た。
(Preparation of resin particle dispersion 2)
2.0 parts of an anionic surfactant (sodium dodecylbenzenesulfonate) was dissolved in 1100 parts of ion-exchanged water and heated to 90° C., and 28 parts of resin emulsion 1 was added. Subsequently, using Ultra Turrax T50 manufactured by IKA, the release agent solution 1 was added and dispersed for 4 hours, and an initiator aqueous solution obtained by dissolving 2.5 parts of a polymerization initiator (KPS) in 110 parts of ion-exchanged water was added. .. This system was stirred at 90° C. for 2 hours to obtain a resin particle dispersion liquid 2.
(樹脂粒子分散液3の作製)
・スチレン 2.0質量部
・メチルメタクリレート 77.0質量部
・n-ブチルアクリレート 16.0質量部
・イタコン酸 5.0質量部
・n-オクチルメルカプタン 2.0質量部
上記成分を、アニオン系界面活性剤(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム)2.7部が溶解したイオン交換水2800部に滴下した。続いてIKA社製ウルトラタラックスT50により分散させ、重合開始剤(KPS)11部をイオン交換水400部に溶解させた
開始剤水溶液を添加した。この系において78℃で2時間撹拌し、樹脂粒子分散液3を得た。
(Preparation of Resin Particle Dispersion Liquid 3)
・Styrene 2.0 parts by mass ・Methyl methacrylate 77.0 parts by mass ・n-Butyl acrylate 16.0 parts by mass ・Itaconic acid 5.0 parts by mass ・n-octyl mercaptan 2.0 parts by mass It was added dropwise to 2800 parts of ion-exchanged water in which 2.7 parts of the activator (sodium dodecylbenzenesulfonate) was dissolved. Then, it was dispersed by Ultra Turrax T50 manufactured by IKA Co., and an initiator aqueous solution obtained by dissolving 11 parts of a polymerization initiator (KPS) in 400 parts of ion-exchanged water was added. This system was stirred at 78° C. for 2 hours to obtain a resin particle dispersion liquid 3.
(着色剤分散液1の調製)
・着色剤1 50.0質量部
・カチオン性界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬) 5.0質量部
・イオン交換水 200.0質量部
上記材料を耐熱性のガラス容器に投入し、ペイントコンディショナーNO.5400型(米国REDDEVIL社製)にて5時間分散を行い、ナイロンメッシュにてガラスビーズを取り除き、体積基準のメジアン径(D50)が220nm、固形分量が20質量%の着色剤分散液1を得た。
(Preparation of Colorant Dispersion Liquid 1)
Colorant 1 50.0 parts by mass Cationic surfactant Neogen RK (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) 5.0 parts by mass Deionized water 200.0 parts by mass Add the above materials to a heat resistant glass container and paint. Conditioner NO. 5400 type (manufactured by REDDEVIL, USA) is dispersed for 5 hours, glass beads are removed with a nylon mesh to obtain a colorant dispersion liquid 1 having a volume-based median diameter (D50) of 220 nm and a solid content of 20% by mass. It was
(比較用トナー13の製造工程)
着色剤分散液1 200.0質量部
樹脂粒子分散液2 360.0質量部
樹脂粒子分散液3 40.0質量部
イオン交換水 1100.0質量部
50質量%塩化マグネシウム水溶液 120質量部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中に混合し、IKA社製ウルトラタラックスT50にて混合分散した後、攪拌しながら30℃にて60分間保持した(凝集工程)。その後、0.5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを10にした後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて攪拌を継続しながら80℃まで加熱し、保持した(融合工程)。
その後、冷却し、濾過、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。これを更にイオン交換水3Lに再分散し、300rpmで15分間攪拌・洗浄する。これを更に5回繰り返し、濾液のpHが7.0になったところで、ヌッチェ式吸引濾過によりろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続し、比較用トナー粒子13を得た。
その後、100質量部の比較用トナー粒子13と、BET値が300m2/gであり、一次粒径が8nmの疎水性シリカ微粒子0.8質量部とをヘンシェルミキサー(三井三池化工機(株))で混合して比較用トナー13を得た。
得られたトナーの物性を表3に示す。
(Production process of comparative toner 13)
Colorant dispersion 1 200.0 parts by mass Resin particle dispersion 2 360.0 parts by mass Resin particle dispersion 3 40.0 parts by mass Deionized water 1100.0 parts by
Then, after cooling, filtration and sufficient washing with ion-exchanged water, solid-liquid separation was performed by Nutsche suction filtration. This is further redispersed in 3 L of ion exchanged water, and stirred and washed at 300 rpm for 15 minutes. This was further repeated 5 times, and when the pH of the filtrate reached 7.0, solid-liquid separation was performed by Nutsche suction filtration using filter paper. Then, vacuum drying was continued for 12 hours to obtain comparative toner particles 13.
Then, 100 parts by mass of the comparative toner particles 13 and 0.8 parts by mass of hydrophobic silica fine particles having a BET value of 300 m 2 /g and a primary particle size of 8 nm were mixed with a Henschel mixer (Mitsui Miike Kako Co., Ltd.). Comparative toner 13 was obtained.
Table 3 shows the physical properties of the obtained toner.
<実施例1>
<評価1.低温定着性(はがれ)>
実施例用トナー1を用いて以下の評価を行った。
画像形成装置としては、LBP−6300(キヤノン(株)製)を用い、プロセススピードを約1.5倍の300mm/秒に改造した。印刷速度を増加しているため、トナーの定着性が低下する厳しい評価を行うことができる。さらに定着器の温調を10℃下げ、190℃とした。23℃、50%RHの環境下において、評価間には定着器を取り外し、定
着器を扇風機などを使用して十分に冷やした状態で以下の評価を実施した。評価後に定着器を十分に冷やしておくことで、画像出力後に上昇した定着ニップ部の温度が冷やされることで、トナーの定着性を厳しく、さらに再現良く評価することが可能である。
はがれの評価に際して、FOX RIVER BOND紙(110g/m2、上記23℃、50%RH環境下に48時間以上放置した紙)を使用した。比較的表面の凹凸が大きい厚紙を用い、さらに放置した紙を使用することで、印字画像のはがれに関して厳しく評価することが可能である。
トナー1を用いて、定着器が十分に冷えた状態で、上記放置紙にベタ黒画像を出力した。この際、紙上のトナーの載り量を9g/m2となるように調節した。
トナー1の評価結果においては、白く抜けたはがれのない良好なベタ黒画像が得られた。はがれについての判断基準を以下に述べる。
A:非常に良好(はがれが全くない)
B:良好(よく見るとはがれが若干見られる)
C:普通(はがれが見られるが目立たない)
D:悪い(はがれが目立つ)
<Example 1>
<Evaluation 1. Low temperature fixability (peeling)>
The following evaluations were performed using Toner 1 for Examples.
As the image forming apparatus, LBP-6300 (manufactured by Canon Inc.) was used, and the process speed was modified to 300 mm/sec, which is about 1.5 times. Since the printing speed is increased, it is possible to perform a severe evaluation that the fixing property of the toner is deteriorated. Further, the temperature control of the fixing device was lowered by 10°C to 190°C. In the environment of 23° C. and 50% RH, the fixing device was removed between evaluations, and the fixing device was cooled sufficiently by using a fan or the like, and the following evaluation was performed. By sufficiently cooling the fixing device after the evaluation, the temperature of the fixing nip portion that has risen after the image is output is cooled, so that the fixing property of the toner can be evaluated severely and more reproducibly.
For the evaluation of peeling, FOX RIVER BOND paper (110 g/m 2 , the above 23° C., 50% RH environment, left for 48 hours or more) was used. By using a thick paper having a relatively large surface irregularity and using a paper that has been left to stand, it is possible to perform a strict evaluation on the peeling of the printed image.
Using toner 1, a solid black image was output on the above-mentioned abandoned paper while the fixing device was sufficiently cooled. At this time, the amount of toner deposited on the paper was adjusted to be 9 g/m 2 .
In the evaluation result of Toner 1, a good solid black image without white spots and peeling was obtained. The criteria for peeling are described below.
A: Very good (no peeling)
B: Good (slightly peeled off when seen closely)
C: Normal (peeling is visible but not noticeable)
D: Bad (peeling is noticeable)
<評価2.判読性(細線のつぶれ)>
画像形成装置として、評価1で使用した改造機を用い、23℃、50%RHの環境で評価を行った。印刷速度を増加しているため、トナーの現像性も低下する厳しい評価を行うことができる。定着メディアにはB5のカラーレーザーコピー用紙(キヤノン製、40g/m2)を用いた。メディアの面積を小さくすることにより、定着器が過剰に熱を保持しやすくなり、薄い紙を用いることで、紙が定着器から奪う熱量が小さくなる。このような検討を行うことによって、トナーが過剰に熱を受けやすくなり、細線のつぶれに対して厳しい評価が可能である。3ポイント、5ポイントの文字画像を形成し、下記のようにランク評価した。上記、トナー1の評価結果においては、つぶれのない良好な画像を得ることができた。
A:非常に良好(3ポイント、5ポイントとも明瞭であり、容易に判読可能)
B:良好(3ポイントは、一部つぶれがみられるが判読可能、5ポイントは明瞭であり、容易に判読可能)
C:普通(3ポイントは、一部判読不能な文字が発生、5ポイントは一部つぶれがみられるが判読可能)
D:悪い(3ポイントは、殆どの文字が判読不能、5ポイントも、一部あるいは全部が判読不能な状態)
<Evaluation 2. Readability (crushed fine lines)>
The modified machine used in Evaluation 1 was used as the image forming apparatus, and evaluation was performed in an environment of 23° C. and 50% RH. Since the printing speed is increased, it is possible to perform a strict evaluation that the developability of the toner also decreases. As the fixing medium, B5 color laser copy paper (manufactured by Canon, 40 g/m 2 ) was used. By making the area of the medium small, the fixing device can easily retain heat excessively, and by using thin paper, the amount of heat taken by the paper from the fixing device becomes small. By carrying out such an examination, the toner is likely to be excessively exposed to heat, and a strict evaluation can be made on the collapse of the fine line. A character image of 3 points and 5 points was formed, and rank evaluation was performed as follows. In the evaluation result of Toner 1, a good image without crushing could be obtained.
A: Very good (3 points and 5 points are clear and easily readable)
B: Good (3 points are legible even though some of them are crushed, 5 points are clear and easily legible)
C: Normal (3 points are partially illegible characters, 5 points are partially crushed but legible)
D: Bad (most characters are unreadable at 3 points, and some or all of 5 points are unreadable)
<評価3.苛酷環境放置後画像濃度>
画像形成装置として、評価1で使用した改造機を用い、23℃、50%RHの環境で評価を行った。印刷速度を増加しているため、トナーの現像性も低下する厳しい評価を行うことができる。カートリッジには、現像スリーブとして、直径14mm径のスリーブから直径10mm径のスリーブに変えた改造カートリッジを用いた。小径の現像スリーブを搭載したカートリッジを用いると、現像スリーブから感光体へのトナーの現像機会が低減することで現像性、特に画像濃度について厳しく評価することができる。定着メディアにはA4のカラーレーザーコピー用紙(キヤノン製、80g/m2)を用いた。
この改造カートリッジを用いて、下記に示す苛酷環境放置後のトナー1を使用し、ベタ画像を連続で10枚連続で出力した。得られたベタ画像10枚を印字画像濃度(マクベス反射濃度計(マクベス社製)を用いて測定し、その平均値を、ベタ濃度とした。ベタ濃度が高いほど、苛酷環境放置後が良好であることを示す。
上記、トナー1の評価結果においては、画像濃度が高く良好な画像を得ることができた。
画像濃度についての判断基準を以下に述べる。
A:非常に良好(1.40以上)
B:良好(1.30以上1.40未満)
C:普通(1.20以上1.30未満)
D:悪い(1.20未満)
<Evaluation 3. Image density after leaving in harsh environment>
The modified machine used in Evaluation 1 was used as the image forming apparatus, and evaluation was performed in an environment of 23° C. and 50% RH. Since the printing speed is increased, it is possible to perform a strict evaluation that the developability of the toner also decreases. The cartridge used was a modified cartridge in which the sleeve having a diameter of 14 mm was changed to the sleeve having a diameter of 10 mm as the developing sleeve. When a cartridge equipped with a developing sleeve having a small diameter is used, the chances of developing the toner from the developing sleeve to the photoconductor are reduced, so that the developability, especially the image density can be strictly evaluated. A4 color laser copy paper (manufactured by Canon, 80 g/m 2 ) was used as the fixing medium.
Using this modified cartridge, toner 1 after being left in a harsh environment shown below was used, and ten solid images were continuously output. The obtained 10 solid images were measured using a printed image density (Macbeth reflection densitometer (manufactured by Macbeth Co.), and the average value was taken as the solid density. The higher the solid density, the better after standing in a harsh environment. Indicates that there is.
In the above evaluation result of Toner 1, a high image density and a good image could be obtained.
The criteria for determining the image density are described below.
A: Very good (1.40 or more)
B: Good (1.30 or more and less than 1.40)
C: Normal (1.20 or more and less than 1.30)
D: Bad (less than 1.20)
(苛酷環境放置)
温度21℃湿度90%に調整された恒温槽にトナー100gを置き、24時間エージング処理を行う。
その後、1時間当り12℃のペースで昇温させ、3時間かけて、57℃90%に調整する。
その状態で、3時間保持した後、1時間当り12℃のペースで降温させ、21℃90%に戻す。そして3時間保持した後に、再び昇温させる。このようにして、21℃90%と57℃90%の温度と湿度で、図1のように、10回昇温と降温を繰り返した。
このモードは、急激な熱変動をトナーに付与し、高温、低温を何度も繰り返すことにより、トナー内部の物質移動を促し、離型剤がトナー表面に染み出しやすくなる、苛酷環境放置の中では比較的トナーに対して厳しいモードである。この環境で放置され、トナー表面に離型剤が染み出すと、トナー母体に外添剤が埋め込まれることがあり、画像濃度が低下する。
(Left in a harsh environment)
100 g of toner is placed in a constant temperature bath adjusted to a temperature of 21° C. and a humidity of 90%, and an aging treatment is performed for 24 hours.
Then, the temperature is raised at a rate of 12° C. per hour, and the temperature is adjusted to 57° C. 90% over 3 hours.
In that state, after holding for 3 hours, the temperature is lowered at a rate of 12° C. per hour, and the temperature is returned to 21° C. 90%. After holding for 3 hours, the temperature is raised again. In this way, as shown in FIG. 1, heating and cooling were repeated 10 times at the temperature and humidity of 21° C. 90% and 57° C. 90%.
In this mode, rapid heat fluctuation is applied to the toner, high temperature and low temperature are repeated many times to promote mass transfer inside the toner, and the release agent easily exudes to the toner surface. Is a mode that is relatively strict with respect to toner. If left in this environment and the release agent oozes out on the toner surface, the external additive may be embedded in the toner base, and the image density decreases.
<実施例2〜18>
実施例1にて、トナー1をトナー2〜18に変更したこと以外は実施例1と同様に画出し試験を行った。その結果、いずれのトナーにおいてもはがれ、つぶれ、苛酷環境放置後画像濃度に問題はなく、Cランク以上であった。評価結果を表4に示す。
<Examples 2 to 18>
An image output test was conducted in the same manner as in Example 1 except that the toner 1 was changed to the toners 2 to 18. As a result, all toners were peeled, crushed, and had no problem in the image density after being left in a harsh environment, and were C rank or higher. The evaluation results are shown in Table 4.
<比較例1〜13>
実施例1にて、トナー1を比較用トナー1〜13に変更したこと以外は実施例1と同様に画出し試験を行った。その結果、はがれ、つぶれ、苛酷環境放置後画像濃度いずれかにおいて実施例1〜18の性能を下回っていた。評価結果を表5に示す。
<Comparative Examples 1 to 13>
An image formation test was performed in the same manner as in Example 1 except that the toner 1 was changed to the comparative toners 1 to 13. As a result, the performance was lower than that of Examples 1 to 18 in any of the peeling, crushing, and image density after being left in a severe environment. The evaluation results are shown in Table 5.
100:静電潜像担持体(感光体)、102:トナー担持体、103:現像ブレード、114:転写部材(転写帯電ローラー)、116:クリーナー、117:帯電部材(帯電ローラー)、121:レーザー発生装置(潜像形成手段、露光装置)、123:レーザー、124:ピックアップローラー、125:搬送ベルト、126:定着器、140:現像器、141:撹拌部材 100: electrostatic latent image carrier (photoconductor), 102: toner carrier, 103: developing blade, 114: transfer member (transfer charging roller), 116: cleaner, 117: charging member (charging roller), 121: laser Generator (latent image forming means, exposure device), 123: laser, 124: pickup roller, 125: conveyor belt, 126: fixing device, 140: developing device, 141: stirring member
Claims (4)
該製造方法が、
該トナー粒子を製造する工程、
該離型剤の結晶化温度をTc(℃)とし、該トナー粒子のガラス転移温度をTg(℃
)としたときに、該トナー粒子が分散された水系媒体を該Tc(℃)及び該Tg(℃)よ
りも高い温度から該Tg(℃)以下の温度へ、冷却速度5.00℃/分以上で冷却する工
程(i)、及び、
該(i)の工程を経た該水系媒体を、該Tg(℃)の±10℃の温度領域において3
0分以上保持する工程(ii)、
をこの順に有し、
走査透過型電子顕微鏡により観察した該トナーの断面において、
該離型剤がドメインを形成しており、
該トナーの断面の長径をR(μm)とし、該トナーの断面に存在する該離型剤のドメインの長径をr(μm)とし、該離型剤のドメインのうち、r/Rが0.125≦r/R≦0.375のドメインをドメインAとし、r/Rが0.000625≦r/R≦0.0625のドメインをドメインBとしたときに、該トナーの断面の長径Rの相加平均値が4≦R≦12を満たし、
該トナーの断面において、該ドメインAの占める面積の割合をSAとし、該ドメインBの占める面積の割合をSBとしたときに、該SA及び該SBが下記式(1)及び(2)を満たし、
2.5%≦SA≦30% (1)
0.1≦SB/SA≦0.8 (2)
該トナー断面における該ドメインBのアスペクト比が0.3以下である
ことを特徴とするトナーの製造方法。 A method for producing a toner, the method comprising producing a toner having toner particles containing a binder resin, a release agent and a colorant,
The manufacturing method is
A step of producing the toner particles,
The crystallization temperature of the release agent is Tc (°C), and the glass transition temperature of the toner particles is Tg (°C).
), the aqueous medium in which the toner particles are dispersed is referred to as Tc (°C) and Tg (°C).
A process of cooling from a higher temperature to a temperature below the Tg (°C) at a cooling rate of 5.00°C/min or more.
(I) and
The water-based medium that has undergone the step (i) is treated in the temperature range of ±10°C of the Tg (°C) in 3
A step of holding for 0 minutes or more (ii),
In that order,
In the toner of the cross section was observed by scanning transmission electron microscopy,
The release agent forms a domain,
The major axis of the cross section of the toner is R (μm), the major axis of the domain of the release agent present in the cross section of the toner is r (μm), and r/R of the domains of the release agent is 0. When the domain of 125≦r/R≦0.375 is the domain A and the domain of r/R is 0.000625≦r/R≦0.0625 is the domain B, the phase of the major axis R of the cross section of the toner is determined. The average value satisfies 4≦R≦12,
In the cross section of the toner, when the ratio of the area occupied by the domain A is SA and the ratio of the area occupied by the domain B is SB, the SA and the SB satisfy the following formulas (1) and (2). ,
2.5%≦SA≦30% (1)
0.1≦SB/SA≦0.8 (2)
A method for producing a toner , wherein an aspect ratio of the domain B in the toner cross section is 0.3 or less.
請求項1又は2に記載のトナーの製造方法。 The method for producing a toner according to claim 1, wherein the content of the styrene-acrylic resin is 80% by mass or more based on the total amount of the binder resin.
該領域W,X,Y,Zに存在する前記ドメインBの個数の変動係数が、40%以下である請求項1〜3のいずれか1項に記載のトナーの製造方法。 The surface layer area within 1.0 μm from the surface of the toner in the cross section of the toner is E, the chord giving the maximum length of the cross section of the toner is a line segment C, and the line segment passing through the midpoint of the line segment C When a chord orthogonal to C is defined as a line segment D, and four regions formed by the line segment C, the line segment D, and the region E are defined as W, X, Y, and Z, respectively,
Region W, X, Y, variation coefficient of the number of the domain B present in Z The method for producing a toner according to any one of claims 1 to 3, 40% or less.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015237661A JP6708399B2 (en) | 2015-12-04 | 2015-12-04 | Toner manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015237661A JP6708399B2 (en) | 2015-12-04 | 2015-12-04 | Toner manufacturing method |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017102395A JP2017102395A (en) | 2017-06-08 |
JP2017102395A5 JP2017102395A5 (en) | 2019-01-24 |
JP6708399B2 true JP6708399B2 (en) | 2020-06-10 |
Family
ID=59015312
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015237661A Active JP6708399B2 (en) | 2015-12-04 | 2015-12-04 | Toner manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6708399B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7218115B2 (en) * | 2018-07-24 | 2023-02-06 | キヤノン株式会社 | Method for producing resin particles and method for producing toner particles |
CN111221171B (en) * | 2020-01-15 | 2021-08-24 | Tcl华星光电技术有限公司 | Display panel, display panel preparation method and display device |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000003071A (en) * | 1998-04-17 | 2000-01-07 | Ricoh Co Ltd | Image forming method using multicolor toner, toner and production of toner |
JP4269529B2 (en) * | 2000-02-28 | 2009-05-27 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | Toner for developing electrostatic image, method for producing the same, and image forming method |
JP2003167385A (en) * | 2001-12-04 | 2003-06-13 | Konica Corp | Electrostatic charge image developing toner, method for manufacturing the same and image forming method |
JP4285255B2 (en) * | 2004-01-27 | 2009-06-24 | 富士ゼロックス株式会社 | Toner for electrostatic charge development and method for producing the same |
JP2008015230A (en) * | 2006-07-06 | 2008-01-24 | Canon Inc | Toner |
JP2008040319A (en) * | 2006-08-09 | 2008-02-21 | Fuji Xerox Co Ltd | Toner for electrostatic charge image development, method for manufacturing the same, developer for electrostatic charge image development and image forming method |
JP2011145587A (en) * | 2010-01-18 | 2011-07-28 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Electrophotographic toner and method for manufacturing electrophotographic toner |
CN103109238B (en) * | 2010-09-16 | 2015-03-11 | 佳能株式会社 | Toner |
JP2013122554A (en) * | 2011-12-12 | 2013-06-20 | Sharp Corp | Electrophotographic toner and manufacturing method of the same, and belt-type fixing device, image forming apparatus, and image forming method using the same |
JP5751285B2 (en) * | 2013-06-26 | 2015-07-22 | コニカミノルタ株式会社 | Toner for electrostatic image development |
JP2016206387A (en) * | 2015-04-22 | 2016-12-08 | コニカミノルタ株式会社 | Toner for electrostatic charge image development |
-
2015
- 2015-12-04 JP JP2015237661A patent/JP6708399B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017102395A (en) | 2017-06-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7095165B2 (en) | toner | |
US10156800B2 (en) | Toner, developing device, and image forming apparatus | |
JP6309059B2 (en) | toner | |
JP6873796B2 (en) | toner | |
JP6762706B2 (en) | toner | |
EP2616884B1 (en) | Toner | |
JP6173136B2 (en) | toner | |
US9927728B2 (en) | Method for producing toner particle | |
JP2017211647A (en) | toner | |
JP6907049B2 (en) | Black toner | |
JP6849505B2 (en) | toner | |
JP2017107180A (en) | Method for producing toner | |
JP5332455B2 (en) | Toner for developing electrostatic image, image forming apparatus, and toner cartridge | |
JP6708399B2 (en) | Toner manufacturing method | |
JP7051519B2 (en) | toner | |
JP6775999B2 (en) | toner | |
JP5506336B2 (en) | Toner and toner production method | |
JP7062479B2 (en) | toner | |
JP7034788B2 (en) | Toner and toner manufacturing method | |
US20220171301A1 (en) | Toner | |
JP2018173500A (en) | toner |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20181116 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181203 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181203 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190918 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191015 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191212 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200421 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200521 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6708399 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |