JP7040240B2 - Toner for static charge image development and two-component developer for static charge image development - Google Patents
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Description
本発明は、静電荷像現像用トナーおよび静電荷像現像用二成分現像剤に関する。 The present invention relates to a toner for developing an electrostatic charge image and a two-component developer for developing an electrostatic charge image.
近年、画像形成装置において、より高速化、高画質化及び高耐久化することが求められている。電子写真方式の画像形成に使用される静電荷像現像用トナー(以下、しばしば、「トナー」または「トナー粒子」ともいう)は、良好な画像形成を実現するために、通常、その表面に外添剤と呼ばれる無機粒子や有機粒子が添加されており、外添剤の作用で帯電性や流動性等のトナー性能を維持するように設計されている。そのため、外添剤による帯電性やクリーニング性の制御は、高画質化及び高耐久化の観点で非常に重要である。 In recent years, there has been a demand for higher speed, higher image quality and higher durability in an image forming apparatus. Toners for static charge image development used for electrophotographic image formation (hereinafter often referred to as "toners" or "toner particles") are usually external to the surface in order to achieve good image formation. Inorganic particles and organic particles called additives are added, and it is designed to maintain toner performance such as chargeability and fluidity by the action of the external additive. Therefore, it is very important to control the chargeability and the cleaning property by the external additive from the viewpoint of high image quality and high durability.
例えば、高温高湿環境下で画像形成を行う場合、空気中の水分の影響でトナーから電荷がリークし易くなるため、電荷の保持が重要である。一方、低温低湿環境下で画像形成を行う場合は、空気中の水分が少なくなる分、帯電立ち上がり性の悪化やトナーの飽和帯電量の過剰な増大が生じやすくなるため、画像におけるカブリの発生や、画像形成装置内でのトナーの飛散といった問題が懸念される。また、長期に渡る連続印刷では、感光体の表面に紙粉や流動化剤が付着するフィルミング現象や、帯電装置から発生するオゾンと空気中の窒素とが反応して生成するNOxが空気中の水分に吸着して発生する帯電生成物による画像流れ現象も問題となり得る。 For example, when image formation is performed in a high temperature and high humidity environment, it is important to retain the charge because the charge tends to leak from the toner due to the influence of moisture in the air. On the other hand, when image formation is performed in a low-temperature and low-humidity environment, the amount of water in the air is reduced, which tends to cause deterioration of charge rise and excessive increase in the saturated charge amount of toner, resulting in fog in the image. , There is a concern about problems such as toner scattering in the image forming apparatus. Further, in continuous printing over a long period of time, the filming phenomenon in which paper dust and a fluidizing agent adhere to the surface of the photoconductor and NOx generated by the reaction between ozone generated from the charging device and nitrogen in the air are in the air. The image flow phenomenon due to the charge product generated by adsorbing to the moisture of the above can also be a problem.
上述のような問題に鑑み、トナーの外添剤として、チタン酸カルシウムやチタン酸ストロンチウムに代表されるチタン酸金属塩を使用することが検討されている。チタン酸ストロンチウムは、室温での誘電率が300程度と高く、誘電率の温度変化が小さいことから、温度の異なる環境下でも帯電レベルが変化しにくい、優れた帯電制御性を有する化合物である。また、帯電性はほぼ中性であることから、帯電の調整が容易である。さらに、モース硬度が5~6であり、画像形成時の感光体表面におけるフィルミングの発生や、画像スジを防止する優れた研磨効果もあると考えられる。 In view of the above-mentioned problems, it has been studied to use a metal titanate salt typified by calcium titanate or strontium titanate as an external additive for the toner. Strontium titanate is a compound having excellent charge controllability, because the dielectric constant at room temperature is as high as about 300 and the temperature change of the dielectric constant is small, so that the charge level does not easily change even in environments with different temperatures. Moreover, since the chargeability is almost neutral, it is easy to adjust the chargeability. Further, the Mohs hardness is 5 to 6, and it is considered that there is an excellent polishing effect of preventing the occurrence of filming on the surface of the photoconductor at the time of image formation and image streaks.
例えば、特許文献1には、シリカ微粒子、チタニア微粒子、およびアルミナ微粒子から選ばれた少なくとも1種の金属酸化物微粒子と、チタン酸ストロンチウム微粒子とを含有するトナーが開示されている。また、特許文献2には、トナーとキャリア粒子とを含み、トナーと行動を共にする粒子Aおよびキャリア粒子と行動を共にする粒子Bとをさらに含む現像剤が開示されている。特許文献2においては、上記粒子Aの具体例としてチタン酸ストロンチウム粒子が記載されている。 For example, Patent Document 1 discloses a toner containing at least one metal oxide fine particle selected from silica fine particles, titania fine particles, and alumina fine particles, and strontium titanate fine particles. Further, Patent Document 2 discloses a developer containing toner and carrier particles, and further containing particles A having behavior with toner and particles B having behavior with carrier particles. Patent Document 2 describes strontium titanate particles as a specific example of the particles A.
チタン酸ストロンチウムは、上述したように、帯電制御性等の優れた特徴があるものの、比較的高抵抗であるため、特に低温低湿環境下において、帯電立ち上がりが遅いといった問題がある。例えば、長期に渡る連続印刷時においては、十分に混合撹拌された帯電量の高いトナーに、帯電量の低いトナーが補給されることにより、帯電量の分布が広くなる。その結果、画像のカブリや、画像形成装置内へのトナーの飛散、画像濃度の低下等が発生しやすい。また、チタン酸ストロンチウムは流動性が低いため、トナーボトルからトナーが排出されにくい場合もある。 As described above, strontium titanate has excellent characteristics such as charge controllability, but has a relatively high resistance, and therefore has a problem that charge rise is slow, especially in a low temperature and low humidity environment. For example, during continuous printing over a long period of time, the toner having a high charge amount that has been sufficiently mixed and agitated is replenished with the toner having a low charge amount, so that the distribution of the charge amount becomes wide. As a result, fog of the image, scattering of toner into the image forming apparatus, reduction of image density, and the like are likely to occur. Further, since strontium titanate has low fluidity, it may be difficult for toner to be discharged from the toner bottle.
本発明は、帯電立ち上がり性および帯電安定性、流動性、クリーニング性に優れ、カブリや白抜けのない高品質の画像を継続的に形成することが可能な、静電荷像現像用トナー、およびそれを用いた静電荷像現像用二成分現像剤を提供することを課題とする。 The present invention is a toner for static charge image development, which is excellent in charge rising property, charge stability, fluidity, and cleaning property, and can continuously form a high-quality image without fog or white spots, and a toner thereof. It is an object of the present invention to provide a two-component developer for developing a static charge image using the above.
本発明は、上記課題を解決する第一の手段として、少なくとも結着樹脂を含むトナー母体粒子と、チタン酸ストロンチウム微粒子および酸化チタン微粒子を含む外添剤とを含有し、前記チタン酸ストロンチウム微粒子は、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)およびチタン酸ストロンチウム微粒子(B)を含み、前記チタン酸ストロンチウム微粒子(A)の個数粒度分布におけるピークトップの粒子径RAは10nm以上100nm以下であり、前記チタン酸ストロンチウム微粒子(B)の個数粒度分布におけるピークトップの粒子径RBは、前記チタン酸ストロンチウム微粒子(A)のピークトップの粒子径RAよりも大きく、粒子径RBと粒子径RAとの差は、200nm以上3000nm以下である、静電荷像現像用トナーを提供する。 The present invention contains, as a first means for solving the above-mentioned problems, at least toner matrix particles containing a binder resin and an external additive containing strontium titanate fine particles and titanium oxide fine particles, and the strontium titanate fine particles contain the strontium titanate fine particles. , The strontium titanate fine particles (A) and the strontium titanate fine particles (B) are contained, and the peak top particle size RA in the number particle size distribution of the strontium titanate fine particles ( A ) is 10 nm or more and 100 nm or less, and the titanium acid. The peak top particle size RB in the number particle size distribution of the strontium fine particles ( B ) is larger than the peak top particle size RA of the strontium titanate fine particles ( A ), and the particle size RB and the particle size RA Provided are an electrostatic charge image developing toner having a difference of 200 nm or more and 3000 nm or less.
さらに本発明は、上記課題を解決する第二の手段として、本発明の静電荷像現像用トナーと、芯材粒子、および前記芯材粒子の表面を被覆する被覆用樹脂を含むキャリア粒子とを含有する、静電荷像現像用二成分現像剤を提供する。 Further, in the present invention, as a second means for solving the above problems, the toner for developing an electrostatic charge image of the present invention, the core material particles, and the carrier particles containing the coating resin for coating the surface of the core material particles are provided. Provided is a two-component developer for developing an electrostatic charge image, which is contained therein.
本発明により、帯電立ち上がり性および帯電安定性、流動性、クリーニング性に優れ、カブリや白抜けのない高品質の画像を継続的に形成することが可能な、静電荷像現像用トナー、およびそれを用いた静電荷像現像用二成分現像剤を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a toner for static charge image development, which is excellent in charge rising property, charge stability, fluidity, and cleaning property, and capable of continuously forming a high-quality image without fog or white spots, and a toner thereof. It is possible to provide a two-component developer for developing an electrostatic charge image using the above.
本発明のトナーは、少なくとも結着樹脂を含むトナー母体粒子と、チタン酸ストロンチウム微粒子および酸化チタン微粒子を含む外添剤とを含有するものである。本発明においては、外添剤に酸化チタン微粒子と、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)と、チタン酸ストロンチウム微粒子(B)とが含まれる。当該チタン酸ストロンチウム微粒子(A)の個数粒度分布におけるピークトップの粒子径RAは10nm以上100nm以下であり、当該チタン酸ストロンチウム微粒子(B)の個数粒度分布におけるピークトップの粒子径RBは、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)のピークトップの粒子径RAよりも大きく、RBとRAとの差は、200nm以上3000nm以下であることによって、帯電立ち上がり性および帯電安定性、流動性、クリーニング性に優れ、カブリや白抜けのない高品質の画像を継続的に形成することが可能な、静電荷像現像用トナー、およびそれを用いた静電荷像現像用二成分現像剤を提供することができる。そのメカニズムは明らかではないが、次のように推測される。 The toner of the present invention contains at least toner matrix particles containing a binder resin and an external additive containing strontium titanate fine particles and titanium oxide fine particles. In the present invention, the external additive includes titanium oxide fine particles, strontium titanate fine particles (A), and strontium titanate fine particles (B). The peak top particle size RA in the number particle size distribution of the strontium titanate fine particles ( A ) is 10 nm or more and 100 nm or less, and the peak top particle size RB in the number particle size distribution of the strontium titanate fine particles ( B ) is The particle size RA of the peak top of the strontium titanate fine particles ( A ) is larger than that of RA, and the difference between RB and RA is 200 nm or more and 3000 nm or less. To provide a toner for static charge image development and a two-component developer for static charge image development using the toner, which has excellent properties and can continuously form a high-quality image without fog or white spots. Can be done. The mechanism is not clear, but it is speculated as follows.
本発明者らは、トナーの外添剤に酸化チタン微粒子と、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)および(B)という少なくとも3成分が存在することによって、帯電立ち上がり性および帯電安定性、流動性、クリーニング性等が向上することを見出した。まず、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)は、ピークトップ粒子径RAが100nm以下と小粒子径であることから、二成分現像剤に含まれるキャリア粒子との間に多くの接触点が得られる。さらに酸化チタン微粒子は、一般的に外添剤として使用されるシリカ微粒子や、チタン酸ストロンチウム微粒子よりも低抵抗である。よって、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)と酸化チタン微粒子との相乗効果によって、いずれか一方の場合よりも、トナーは素早く帯電することが可能となる。また、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)のピークトップの粒子径RAが10nm以上であることから、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)はトナー母体粒子に埋没しにくく、長期に渡り外添剤として機能し得る。また、流動性の高い酸化チタンの存在によって、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)単独の場合よりも、トナーの流動性が向上することから、トナーボトル排出性も向上すると考えられる。 The present inventors have a charge rising property, a charge stability, a fluidity, and a cleaning due to the presence of at least three components, titanium oxide fine particles and strontium titanate fine particles (A) and (B), in the toner external additive. It was found that the sex etc. are improved. First, since the strontium titanate fine particles (A) have a peak top particle diameter RA of 100 nm or less and a small particle diameter, many contact points can be obtained with the carrier particles contained in the two-component developer. Further, the titanium oxide fine particles have lower resistance than the silica fine particles generally used as an external additive and the strontium titanate fine particles. Therefore, due to the synergistic effect of the strontium titanate fine particles (A) and the titanium oxide fine particles, the toner can be charged more quickly than in either case. Further, since the particle diameter RA of the peak top of the strontium titanate fine particles ( A ) is 10 nm or more, the strontium titanate fine particles (A) are difficult to be embedded in the toner matrix particles and function as an external additive for a long period of time. obtain. Further, it is considered that the presence of titanium oxide having high fluidity improves the fluidity of the toner as compared with the case of the strontium titanate fine particles (A) alone, so that the toner bottle dischargeability is also improved.
さらに、小粒子径のチタン酸ストロンチウム微粒子(A)と、大粒子径のチタン酸ストロンチウム微粒子(B)とを併用することで、長期に渡る連続印刷時にも、優れた帯電安定性および流動性を維持することが可能となる。トナー中に存在する大粒子径のチタン酸ストロンチウム微粒子(B)は、スペーサーとして働き、キャリア粒子との衝撃から小粒子径のチタン酸ストロンチウム微粒子(A)を保護し、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)のトナー母体への埋没を抑制することができる。また、粒子径の異なる少なくとも2種類のチタン酸ストロンチウム微粒子が外添剤に含まれることで、トナー母体粒子からのチタン酸ストロンチウム微粒子の過度な脱離が防止されるため、帯電安定性や静電潜像担持体上のクリーニング性を向上させることが可能となる。したがって、長期に渡る連続印刷時においても、優れた帯電安定性および流動性を維持することが可能となる。 Furthermore, by using the small particle size strontium titanate fine particles (A) and the large particle size strontium titanate fine particles (B) in combination, excellent charge stability and fluidity can be obtained even during long-term continuous printing. It will be possible to maintain. The large particle size strontium titanate fine particles (B) present in the toner act as a spacer, protect the small particle size strontium titanate fine particles (A) from the impact with the carrier particles, and protect the small particle size strontium titanate fine particles (A). Can be suppressed from being buried in the toner matrix. In addition, since at least two types of strontium titanate fine particles having different particle sizes are contained in the external additive, excessive desorption of the strontium titanate fine particles from the toner matrix particles is prevented, so that charge stability and electrostatic charge are prevented. It is possible to improve the cleaning property on the latent image carrier. Therefore, it is possible to maintain excellent charge stability and fluidity even during continuous printing over a long period of time.
また、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)及び(B)の併用によりクリーニング性も向上すると考えられる。大粒子径のチタン酸ストロンチウム微粒子(B)はトナーの最表層に存在するため、現像工程においてトナー同士の摺擦により、ある程度の成分が脱離することとなる。脱離したチタン酸ストロンチウム微粒子(B)は、負帯電であるトナーに対して正帯電側に帯電しているため、現像工程にて非画像部に現像される。非画像部に現像されたチタン酸ストロンチウム微粒子(B)は、静電潜像担持体上に残存し、クリーニング工程にて回収され、選択的にクリーニング部材と静電潜像担持体の接触部分に蓄積する。画像部に対しては、クリーニングブレード近傍に残留した転写残トナー粒子中のチタン酸ストロンチウム微粒子(B)が、上記と同様に、接触部分に蓄積する。非画像部および画像部に残留し、クリーニング部材および静電潜像担持体の接触部分に蓄積したチタン酸ストロンチウム微粒子(B)は、クリーニング部材からのトナーの漏れを塞き止める阻止層を形成し、トナーのすり抜けを防止することで、トナーのクリーニング性を向上させることができると考えられる。 Further, it is considered that the cleaning property is improved by the combined use of the strontium titanate fine particles (A) and (B). Since the strontium titanate fine particles (B) having a large particle size are present on the outermost surface layer of the toner, some components are desorbed by rubbing between the toners in the developing process. Since the desorbed strontium titanate fine particles (B) are charged on the positively charged side with respect to the negatively charged toner, they are developed on the non-image portion in the developing step. The strontium titanate fine particles (B) developed in the non-image portion remain on the electrostatic latent image carrier, are recovered in the cleaning step, and are selectively formed on the contact portion between the cleaning member and the electrostatic latent image carrier. accumulate. With respect to the image portion, the strontium titanate fine particles (B) in the transfer residual toner particles remaining in the vicinity of the cleaning blade are accumulated in the contact portion in the same manner as described above. The strontium titanate fine particles (B) remaining in the non-image portion and the image portion and accumulated in the contact portion of the cleaning member and the electrostatic latent image carrier form a blocking layer for blocking the leakage of toner from the cleaning member. It is considered that the cleaning property of the toner can be improved by preventing the toner from slipping through.
よって本発明においては、外添剤に酸化チタン微粒子と共に、粒子径の異なる少なくとも2種のチタン酸ストロンチウム微粒子を使用することによって、帯電立ち上がり性および帯電安定性、流動性、クリーニング性に優れ、カブリや白抜けのない高品質の画像を継続的に形成することが可能な、静電荷像現像用トナー、およびそれを用いた静電荷像現像用二成分現像剤を提供することができる。 Therefore, in the present invention, by using at least two kinds of strontium titanate fine particles having different particle diameters together with the titanium oxide fine particles as the external additive, the charge rising property, the charge stability, the fluidity, and the cleaning property are excellent, and fog. It is possible to provide a static charge image developing toner capable of continuously forming a high-quality image without white spots and a two-component developer for static charge image developing using the same.
以下、本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
1.静電荷像現像用トナー
本実施形態に係るトナーは、少なくとも結着樹脂を含むトナー母体粒子と、チタン酸ストロンチウム微粒子および酸化チタン微粒子を含む外添剤とを含有する。当該トナー母体粒子は、結着樹脂によって主に構成され、必要に応じて着色剤、離型剤、電制御剤、界面活性剤などの種々の添加剤を含有する粒子である。まず、結着樹脂について説明する。
1. 1. Toner for static charge image development The toner according to the present embodiment contains at least toner matrix particles containing a binder resin and an external additive containing strontium titanate fine particles and titanium oxide fine particles. The toner matrix particles are particles mainly composed of a binder resin and containing various additives such as a colorant, a mold release agent, an electric control agent, and a surfactant, if necessary. First, the binder resin will be described.
1-1.結着樹脂
トナー母体粒子を構成する結着樹脂としては、熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。
1-1. Bundling resin It is preferable to use a thermoplastic resin as the binding resin constituting the toner matrix particles.
このような結着樹脂としては、一般にトナーを構成する結着樹脂として用いられているものを特に制限なく用いることができる。具体的には、スチレン樹脂、アクリル樹脂、スチレンアクリル共重合体樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、オレフィン系樹脂、アミド樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。 As such a binder resin, those generally used as a binder resin constituting a toner can be used without particular limitation. Specific examples thereof include styrene resin, acrylic resin, styrene acrylic copolymer resin, polyester resin, silicone resin, olefin resin, amide resin, and epoxy resin.
さらに本発明において、結着樹脂は非晶性樹脂と結晶性樹脂とを含むことが好ましい。 Further, in the present invention, the binder resin preferably contains an amorphous resin and a crystalline resin.
[非晶性樹脂]
本発明のトナーに含まれる得る非晶性樹脂は、結晶性樹脂と共に結着樹脂を構成する。非晶性樹脂とは、当該樹脂について示差走査熱量測定(DSC:Differential Scanning Calorimetry)を行った時に、融点を有さず、比較的高いガラス転移温度(Tg)を有する樹脂である。
[Amorphous resin]
The amorphous resin that can be contained in the toner of the present invention constitutes a binder resin together with the crystalline resin. The amorphous resin is a resin that does not have a melting point and has a relatively high glass transition temperature (Tg) when differential scanning calorimetry (DSC) is performed on the resin.
尚、樹脂のガラス転移温度(Tg)は、例えば、「ダイヤモンドDSC」(パーキンエルマー社製)を用いて測定することができる。測定試料(樹脂)3.0mgをアルミニウム製パンに封入し、「ダイヤモンドDSC」のサンプルホルダーにセットする。リファレンスは空のアルミニウム製パンを使用する。そして、昇温速度10℃/分で0℃から200℃まで昇温する第1昇温過程、冷却速度10℃/分で200℃から0℃まで冷却する冷却過程、および昇温速度10℃/分で0℃から200℃まで昇温する第2昇温過程をこの順に経る測定条件(昇温・冷却条件)によってDSC曲線を得る。この測定によって得られたDSC曲線に基づいて、その第2昇温過程における第1の吸熱ピークの立ち上がり前のベースラインの延長線と、第1のピークの立ち上がり部分からピーク頂点までの間で最大傾斜を示す接線を引き、その交点をガラス転移温度(Tg)とする。 The glass transition temperature (Tg) of the resin can be measured using, for example, "Diamond DSC" (manufactured by PerkinElmer). Enclose 3.0 mg of the measurement sample (resin) in an aluminum pan and set it in the sample holder of "Diamond DSC". The reference uses an empty aluminum pan. Then, the first heating process of raising the temperature from 0 ° C. to 200 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min, the cooling process of cooling from 200 ° C. to 0 ° C. at a cooling rate of 10 ° C./min, and the heating rate of 10 ° C./min. A DSC curve is obtained according to the measurement conditions (heating / cooling conditions) in which the temperature is raised from 0 ° C. to 200 ° C. in minutes in this order. Based on the DSC curve obtained by this measurement, the extension of the baseline before the rise of the first heat absorption peak in the second temperature rise process and the maximum between the rising portion of the first peak and the peak peak. A tangent line indicating the inclination is drawn, and the intersection is defined as the glass transition temperature (Tg).
DSC測定において1度目の昇温過程におけるガラス転移温度をTg1とし、2度目の昇温過程におけるガラス転移温度をTg2としたとき、低温定着性などの定着性、並びに、耐熱保管性などの耐熱性を確実に得る観点から、上記非晶性樹脂のTg1は35℃以上80℃以下であることが好ましく、特に45℃以上65℃以下であることが好ましい。また上記と同様の観点から、上記非晶性樹脂のTg2は20℃以上70℃以下であることが好ましく、特に30℃以上55℃以下であることが好ましい。 When the glass transition temperature in the first temperature rise process is Tg1 and the glass transition temperature in the second temperature rise process is Tg2 in the DSC measurement, the fixing property such as low temperature fixability and the heat resistant storage property are exhibited. From the viewpoint of reliably obtaining heat resistance, the Tg 1 of the amorphous resin is preferably 35 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, and particularly preferably 45 ° C. or higher and 65 ° C. or lower. From the same viewpoint as above, the Tg 2 of the amorphous resin is preferably 20 ° C. or higher and 70 ° C. or lower, and particularly preferably 30 ° C. or higher and 55 ° C. or lower.
非晶性樹脂の含有量としては、特に限定はないが、画像強度の観点から、トナー母体粒子全量に対して、20質量%以上99質量%以下であると好ましい。さらに非晶性樹脂の含有量は、トナー母体粒子全量に対して30質量%以上95質量%以下であることがより好ましく、40質量%以上90質量%以下であることが特に好ましい。なお、非晶性樹脂として2種以上の樹脂を含む場合は、これらの合計量が、トナー母体粒子全量に対して、上記含有量の範囲内であることが好ましい。なお、離型剤を含有する非晶性樹脂を用いた場合、当該非晶性樹脂中の離型剤は、トナーを構成する離型剤の含有量に含めるものとする。 The content of the amorphous resin is not particularly limited, but is preferably 20% by mass or more and 99% by mass or less with respect to the total amount of the toner matrix particles from the viewpoint of image intensity. Further, the content of the amorphous resin is more preferably 30% by mass or more and 95% by mass or less, and particularly preferably 40% by mass or more and 90% by mass or less, based on the total amount of the toner matrix particles. When two or more kinds of resins are contained as the amorphous resin, it is preferable that the total amount thereof is within the above range with respect to the total amount of the toner matrix particles. When an amorphous resin containing a mold release agent is used, the mold release agent in the amorphous resin is included in the content of the mold release agent constituting the toner.
本発明に係るトナー母体粒子に用いられる非晶性樹脂については、特に限定はなく、本技術分野における従来公知の非晶性樹脂が用いられうる。具体例としては、スチレン系樹脂、ビニル系樹脂、オレフィン系樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。また、非晶性樹脂としては、ポリエステル樹脂やビニル系樹脂が好ましい。 The amorphous resin used for the toner matrix particles according to the present invention is not particularly limited, and conventionally known amorphous resins in the present technical field can be used. Specific examples thereof include styrene resin, vinyl resin, olefin resin, epoxy resin, polyester resin, polyurethane resin, polyamide resin, cellulose resin, polyether resin and the like. These resins may be used alone or in combination of two or more. Further, as the amorphous resin, a polyester resin or a vinyl resin is preferable.
非晶性のポリエステル樹脂は、2価以上のカルボン酸(多価カルボン酸)と、2価以上のアルコール(多価アルコール)との重縮合反応によって得られるものである。非晶性ポリエステル樹脂の調製に用いられる多価カルボン酸および多価アルコールの例に特に限定はない。例えば、多価カルボン酸としては、不飽和脂肪族多価カルボン酸、芳香族多価カルボン酸、およびこれらの誘導体を用いることが好ましい。非晶性の樹脂を形成することができるのであれば、飽和脂肪族多価カルボン酸を併用してもよい。また、多価カルボン酸は、単独でもまたは2種以上を混合して用いてもよい。 The amorphous polyester resin is obtained by a polycondensation reaction between a divalent or higher carboxylic acid (polyvalent carboxylic acid) and a divalent or higher alcohol (polyhydric alcohol). The examples of the multivalent carboxylic acid and the polyhydric alcohol used for preparing the amorphous polyester resin are not particularly limited. For example, as the polyvalent carboxylic acid, it is preferable to use an unsaturated aliphatic polyvalent carboxylic acid, an aromatic polyvalent carboxylic acid, and derivatives thereof. A saturated aliphatic polyvalent carboxylic acid may be used in combination as long as it can form an amorphous resin. Further, the polyvalent carboxylic acid may be used alone or in combination of two or more.
多価アルコールとしては、帯電性やトナー強度の観点から、不飽和脂肪族多価アルコール、芳香族多価アルコールおよびこれらの誘導体を用いることが好ましく、非晶性の樹脂を形成することができれば、飽和脂肪族多価アルコールを併用してもよい。上記多価アルコールは、単独でもまたは2種以上を混合して用いてもよい。 As the polyhydric alcohol, it is preferable to use an unsaturated aliphatic polyhydric alcohol, an aromatic polyhydric alcohol and derivatives thereof from the viewpoint of chargeability and toner strength, and if an amorphous resin can be formed, it is preferable. Saturated aliphatic polyhydric alcohol may be used in combination. The polyhydric alcohol may be used alone or in combination of two or more.
非晶性ポリエステル樹脂の製造方法に特に限定はなく、公知のエステル化触媒を利用して、上記多価カルボン酸および多価アルコールを重縮合する(エステル化する)ことにより当該樹脂を製造することができる。反応触媒や反応条件については、上述した結晶性ポリエステル樹脂の製造に使用可能な反応条件と同等である。 The method for producing the amorphous polyester resin is not particularly limited, and the resin can be produced by polycondensing (esterifying) the polyvalent carboxylic acid and the polyhydric alcohol using a known esterification catalyst. Can be done. The reaction catalyst and reaction conditions are the same as the reaction conditions that can be used for producing the above-mentioned crystalline polyester resin.
また、非晶性ポリエステル樹脂と共に、非晶性ビニル樹脂を含むことが好ましい。結着樹脂の合計質量に対して、非晶性ビニル樹脂を0.1質量%~20質量%含有すると、トナー粒子の表面が適度な硬さとなるため、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)のトナー母体粒子への埋没が生じにくくなる。また、連続印字時においては、帯電立ち上がり性が向上し、形成される画像の画質が向上しやすくなる。また、非晶性ビニル樹脂の含有量が20質量%未満であると、低温定着性が良好になりやすい。 Further, it is preferable to contain an amorphous vinyl resin together with the amorphous polyester resin. When the amorphous vinyl resin is contained in an amount of 0.1% by mass to 20% by mass with respect to the total mass of the binder resin, the surface of the toner particles becomes moderately hard. Therefore, the toner base of the strontium titanate fine particles (A) Buried in particles is less likely to occur. Further, in the case of continuous printing, the charge rising property is improved, and the image quality of the formed image is likely to be improved. Further, when the content of the amorphous vinyl resin is less than 20% by mass, the low temperature fixability tends to be good.
なお、非晶性ビニル樹脂は、非晶性ビニル樹脂そのものが結着樹脂に含まれていてもよいし、非晶性ビニル樹脂成分がハイブリッド化した複合樹脂として含まれていても良い。 As the amorphous vinyl resin, the amorphous vinyl resin itself may be contained in the binder resin, or the amorphous vinyl resin component may be contained as a hybrid composite resin.
非晶性ビニル樹脂は、例えば、1,8-オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10-デカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,11-ウンデカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,12-ドデカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,13-トリデカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,14-テトラデカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,15-ペンタデカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,16-ヘキサデカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,17-ヘプタデカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,18-オクタデカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,19-ノナデカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,20-エイコサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,21-ヘンエイコサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,22-ドコサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,23-トリコサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,24-トテラコサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,25-ペンタコサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,26-ヘキサコサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,27-ヘプタコサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,28-オクタコサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,29-ノナコサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,30-トリアコンタンジオールジ(メタ)アクリレート等の単量体由来の構成単位を有する重合体である。これら単量体は単独でも、または2種以上組み合わせても用いることができる。なお、本明細書において、「(メタ)アクリレート」は「アクリレートおよび/またはメタクリレート」を意味する。 The amorphous vinyl resin is, for example, 1,8-octanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, 1,10-decanediol di (meth) acrylate, 1,11-undecane. Didioldi (meth) acrylate, 1,12-dodecanediol di (meth) acrylate, 1,13-tridecanediol di (meth) acrylate, 1,14-tetradecanediol di (meth) acrylate, 1,15-pentadecanediol Di (meth) acrylate, 1,16-hexadecanediol di (meth) acrylate, 1,17-heptadecanediol di (meth) acrylate, 1,18-octadecanediol di (meth) acrylate, 1,19-nonadecandiol Di (meth) acrylate, 1,20-eikosandiol di (meth) acrylate, 1,21-heneicosanediol di (meth) acrylate, 1,22-docosanediol di (meth) acrylate, 1,23- Tricosane diol di (meth) acrylate, 1,24-toteracosane diol di (meth) acrylate, 1,25-pentacosane diol di (meth) acrylate, 1,26-hexacosane diol di (meth) acrylate, 1, 27-Heptacosane diol di (meth) acrylate, 1,28-octacosane diol di (meth) acrylate, 1,29-nonacosan diol di (meth) acrylate, 1,30-triacontane diol di (meth) acrylate, etc. It is a polymer having a structural unit derived from the monomer of. These monomers can be used alone or in combination of two or more. In addition, in this specification, "(meth) acrylate" means "acrylate and / or methacrylate".
また、上記の単量体の他に、スチレン単量体、(メタ)アクリル酸エステル単量体、ビニルエステル類、ビニルエーテル類、ビニルケトン類、N-ビニル化合物類、ビニル化合物類、アクリル酸あるいはメタクリル酸誘導体などを1種または2種以上使用するともできる。 In addition to the above monomers, styrene monomers, (meth) acrylic acid ester monomers, vinyl esters, vinyl ethers, vinyl ketones, N-vinyl compounds, vinyl compounds, acrylic acid or methacrylic acid. It is also possible to use one kind or two or more kinds of acid derivatives and the like.
非晶性ビニル樹脂の製造方法は、特に限定はなく、上記単量体の重合に通常用いられる過酸化物、過硫化物、過硫酸塩、アゾ化合物などの任意の重合開始剤を用い、塊状重合、溶液重合、乳化重合法、ミニエマルション法、分散重合法など公知の重合手法により重合を行う方法が挙げられる。また、分子量を調整することを目的として、公知の連鎖移動剤を用いることができる。連鎖移動剤としては、たとえば、n-オクチルメルカプタン等のアルキルメルカプタン、メルカプト脂肪酸エステルなどを挙げることができる。 The method for producing the amorphous vinyl resin is not particularly limited, and a bulk polymerization initiator such as a peroxide, a persulfide, a persulfate, or an azo compound usually used for the polymerization of the above-mentioned monomer is used. Examples thereof include a method of polymerizing by a known polymerization method such as polymerization, solution polymerization, emulsion polymerization method, miniemulsion method, and dispersion polymerization method. Further, a known chain transfer agent can be used for the purpose of adjusting the molecular weight. Examples of the chain transfer agent include alkyl mercaptans such as n-octyl mercaptan and mercapto fatty acid esters.
非晶性ビニル樹脂は、ガラス転移温度(Tg)が25~70℃であることが好ましく、35~65℃がより好ましい。なお、ビニル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、上述した方法により測定することができる。 The amorphous vinyl resin preferably has a glass transition temperature (Tg) of 25 to 70 ° C, more preferably 35 to 65 ° C. The glass transition temperature (Tg) of the vinyl resin can be measured by the method described above.
[結晶性樹脂]
本発明においては、トナー母体粒子の柔軟性を高め、外添剤に含まれるチタン酸ストロンチウム微粒子および酸化チタン微粒子が固着しやすくなるため、トナー粒子が少なくとも結晶性ポリエステル樹脂を含有することが好ましい。また、結晶性ポリエステル樹脂を含有することによって、トナー粒子は溶けやすくなることから、低温定着性の観点からも好ましい。
[Crystalline resin]
In the present invention, it is preferable that the toner particles contain at least a crystalline polyester resin because the flexibility of the toner matrix particles is increased and the strontium titanate fine particles and the titanium oxide fine particles contained in the external additive are easily adhered. Further, since the toner particles are easily melted by containing the crystalline polyester resin, it is preferable from the viewpoint of low temperature fixability.
なお、本明細書において、「結晶性ポリエステル樹脂」とは、DSCにおいて、階段状の吸熱変化ではなく、明確な吸熱ピークを有するポリエステル樹脂をいう。明確な吸熱ピークとは、具体的には、DSCにおいて、昇温速度10℃/minで測定した際に、吸熱ピークの半値幅が15℃以内であるピークのことを意味する。尚、結晶性樹脂の融点は、上述した非晶性樹脂のガラス転移温度(Tg)と同様にして得られたDSC曲線に基づいて、その第2昇温過程における結晶性樹脂に由来する吸熱ピーク(半値幅が15℃以内である吸熱ピーク)のピークトップの温度を融点(Tc)とする。 In the present specification, the "crystalline polyester resin" refers to a polyester resin having a clear endothermic peak instead of a stepwise endothermic change in DSC. Specifically, the endothermic peak means a peak in which the half width of the endothermic peak is within 15 ° C. when measured at a heating rate of 10 ° C./min in DSC. The melting point of the crystalline resin is a heat absorption peak derived from the crystalline resin in the second temperature raising process based on the DSC curve obtained in the same manner as the glass transition temperature (Tg) of the amorphous resin described above. The melting point (Tc) is defined as the temperature at the top of the peak (heat absorption peak whose half price width is within 15 ° C.).
結晶性ポリエステル樹脂は、多価カルボン酸成分と多価アルコール成分とから合成することもできる。 The crystalline polyester resin can also be synthesized from a polyvalent carboxylic acid component and a polyhydric alcohol component.
多価カルボン酸成分としては、例えば、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,9-ノナンジカルボン酸、1,10-デカンジカルボン酸、ドデカン二酸(1,12-ドデカンジカルボン酸)、1,14-テトラデカンジカルボン酸、1,18-オクタデカンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸や、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレン-2,6-ジカルボン酸、マロン酸、メサコニン酸等の二塩基酸等の芳香族ジカルボン酸などが挙げられる。さらに、これらの無水物やこれらの低級アルキルエステルも挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the polyvalent carboxylic acid component include oxalic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, speric acid, azelaic acid, sebacic acid, 1,9-nonandicarboxylic acid, 1,10-decandicarboxylic acid, and dodecanedioic acid. An aliphatic dicarboxylic acid such as (1,12-dodecanedicarboxylic acid), 1,14-tetradecanedicarboxylic acid, 1,18-octadecanedicarboxylic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, naphthalene-2,6-dicarboxylic acid. , Aromatic dicarboxylic acids such as dibasic acids such as malonic acid and mesaconic acid. Further, examples thereof include, but are not limited to, these anhydrides and their lower alkyl esters. These may be used alone or in combination of two or more.
また、3価以上のカルボン酸としては、1,2,4-ベンゼントリカルボン酸、1,2,5-ベンゼントリカルボン酸、1,2,4-ナフタレントリカルボン酸等、およびこれらの無水物やこれらの低級アルキルエステルなどが挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。さらに、多価カルボン酸成分の他に、二重結合を有するジカルボン酸成分を使用してもよい。二重結合を有するジカルボン酸としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、3-ヘキセンジオイック酸、3-オクテンジオイック酸等が挙げられるが、これらに限定されない。また、これらの低級エステル、酸無水物等も挙げられる。 Examples of trivalent or higher carboxylic acids include 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,2,5-benzenetricarboxylic acid, 1,2,4-naphthalenetricarboxylic acid, and their anhydrides and their anhydrides. Examples thereof include lower alkyl esters. These may be used alone or in combination of two or more. Further, in addition to the polyvalent carboxylic acid component, a dicarboxylic acid component having a double bond may be used. Examples of the dicarboxylic acid having a double bond include, but are not limited to, maleic acid, fumaric acid, 3-hexendioic acid, 3-octendioic acid and the like. Moreover, these lower esters, acid anhydrides and the like are also mentioned.
一方、多価アルコール成分としては、脂肪族ジオールが好ましく、主鎖部分の炭素数が7以上20以下である直鎖型脂肪族ジオールがより好ましい。前記脂肪族ジオールが直鎖型の場合、ポリエステル樹脂の結晶性が維持され、溶融温度の降下が抑えられることから、耐トナーブロッキング性、画像保存性、および低温定着性に優れる。また、炭素数が7以上20以下であると、多価カルボン酸成分と縮重合させる際の融点が低く抑えられ、かつ低温定着が実現される一方、実用上、材料を入手しやすい。主鎖部分の前記炭素数としては7以上14以下であることがより好ましい。 On the other hand, as the polyhydric alcohol component, an aliphatic diol is preferable, and a linear aliphatic diol having a main chain portion having 7 or more and 20 or less carbon atoms is more preferable. When the aliphatic diol is a linear type, the crystallinity of the polyester resin is maintained and the decrease in melting temperature is suppressed, so that the toner blocking resistance, the image storage property, and the low temperature fixing property are excellent. Further, when the number of carbon atoms is 7 or more and 20 or less, the melting point at the time of polycondensation with the polyvalent carboxylic acid component is suppressed to a low level, and low-temperature fixing is realized, but the material is practically easy to obtain. The number of carbon atoms in the main chain portion is more preferably 7 or more and 14 or less.
結晶性ポリエステル樹脂の合成に好適に用いられる脂肪族ジオールとしては、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,13-トリデカンジオール、1,14-テトラデカンジオール、1,18-オクタデカンジオールなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらのうち、入手容易性を考慮すると、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオールが好ましい。3価以上のアルコールとしては、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどが挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the aliphatic diol preferably used for the synthesis of the crystalline polyester resin include ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, and 1, 7-Heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 1,11-undecanediol, 1,12-dodecanediol, 1,13-tridecanediol, 1, Examples thereof include, but are not limited to, 14-tetradecanediol and 1,18-octadecanediol. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, and 1,10-decanediol are preferable in consideration of availability. Examples of the trihydric or higher alcohol include glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, and pentaerythritol. These may be used alone or in combination of two or more.
結晶性ポリエステル樹脂は、常法に従い、ジブチル錫オキシド、またはテトラブトキシチタネート等の重合触媒存在下で、多価カルボン酸成分と多価アルコール成分との重縮合反応を行って合成することができる。 The crystalline polyester resin can be synthesized by carrying out a polycondensation reaction between a polyvalent carboxylic acid component and a polyhydric alcohol component in the presence of a polymerization catalyst such as dibutyltin oxide or tetrabutoxytitanate according to a conventional method.
重縮合反応における反応温度は、180℃以上230℃以下で行うことが好ましい。必要に応じて反応系内を減圧にし、重縮合で発生する水やアルコールを除去しながら反応させる。単量体が反応温度下で溶解または相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加え溶解させてもよい。重縮合反応においては、溶解補助溶剤を留去しながら行う。共重合反応において相溶性の悪いモノマーが存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪いモノマーと、そのモノマーと重縮合予定の酸またはアルコールとを縮合させておいてから主成分と共に重縮合させるとよい。 The reaction temperature in the polycondensation reaction is preferably 180 ° C. or higher and 230 ° C. or lower. If necessary, the pressure inside the reaction system is reduced, and the reaction is carried out while removing water and alcohol generated by polycondensation. If the monomer dissolves or does not dissolve at the reaction temperature, a solvent having a high boiling point may be added as a dissolution aid to dissolve the monomer. The polycondensation reaction is carried out while distilling off the dissolution auxiliary solvent. When a monomer having poor compatibility is present in the copolymerization reaction, it is advisable to condense the monomer having poor compatibility with the monomer and an acid or alcohol to be polycondensed in advance, and then polycondensate the monomer together with the main component.
結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量は、好ましくは5,000~50,000である。なお、本明細書において、結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量は、GPCによって測定される値であり、例えば、以下の方法で測定することができる。 The weight average molecular weight of the crystalline polyester resin is preferably 5,000 to 50,000. In the present specification, the weight average molecular weight of the crystalline polyester resin is a value measured by GPC, and can be measured by, for example, the following method.
装置として「HLC-8120GPC」(東ソー株式会社製)およびカラムとして「TSKguardcolumn+TSKgelSuperHZ-M3連」(東ソー株式会社製)を用い、カラム温度を40℃に保持しながら、キャリア溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を流速0.2mL/分で流す。測定試料(樹脂)は、濃度1mg/mlになるようにテトラヒドロフランに溶解した溶液を使用する。当該溶液は、超音波分散機を用いて、室温にて5分間処理を行い、次いで、ポアサイズ0.2μmのメンブランフィルターで処理して得ることができる。この試料溶液10μLを上記のキャリア溶媒と共に装置内に注入し、屈折率検出器(RI検出器)を用いて検出する。単分散のポリスチレン標準粒子を用いて作成された検量線に基づいて、測定試料の分子量分布を算出する。 Using "HLC-8120GPC" (manufactured by Tosoh Corporation) as an apparatus and "TSKguardcolum + TSKgelSuperHZ-M3 series" (manufactured by Tosoh Corporation) as a column, while maintaining the column temperature at 40 ° C., a flow rate of tetrahydrofuran (THF) as a carrier solvent was used. Run at 0.2 mL / min. As the measurement sample (resin), a solution dissolved in tetrahydrofuran is used so as to have a concentration of 1 mg / ml. The solution can be obtained by treating at room temperature for 5 minutes using an ultrasonic disperser and then treating with a membrane filter having a pore size of 0.2 μm. 10 μL of this sample solution is injected into the apparatus together with the above carrier solvent, and detection is performed using a refractive index detector (RI detector). The molecular weight distribution of the measurement sample is calculated based on the calibration curve prepared using monodisperse polystyrene standard particles.
<他の構成成分(内添剤)>
本発明で用いられるトナー母体粒子は、結着樹脂の他に、着色剤、離型剤(ワックス)、荷電制御剤等の内添剤を含んでいてもよい。
<Other constituents (internal additives)>
The toner matrix particles used in the present invention may contain an internal additive such as a colorant, a mold release agent (wax), and a charge control agent, in addition to the binder resin.
<着色剤>
本発明のトナーが含有する着色剤としては、公知の無機又は有機着色剤を使用することができる。着色剤としてはカーボンブラック、磁性粉のほか、各種有機または無機の顔料や染料等が使用できる。
<Colorant>
As the colorant contained in the toner of the present invention, a known inorganic or organic colorant can be used. As the colorant, carbon black, magnetic powder, various organic or inorganic pigments and dyes can be used.
イエロートナー用のイエロー着色剤としては、染料としてC.I.ソルベントイエロー19、同44、同77、同79、同81、同82、同93、同98、同103、同104、同112、同162等、また、顔料としてC.I.ピグメントイエロー14、同17、同74、同93、同94、同138、同155、同180、同185等が使用可能で、これらの混合物も使用可能である。 As a yellow colorant for yellow toner, C.I. I. Solvent Yellow 19, 44, 77, 79, 81, 82, 93, 98, 103, 104, 112, 162, etc., and C.I. I. Pigment Yellow 14, 17, 74, 93, 94, 138, 155, 180, 185 and the like can be used, and a mixture thereof can also be used.
マゼンタトナー用のマゼンタ着色剤としては、染料としてC.I.ソルベントレッド1、同49、同52、同58、同63、同111、同122等、顔料としてC.I.ピグメントレッド5、同48:1、同53:1、同57:1、同122、同139、同144、同149、同166、同177、同178、同222等が使用可能で、これらの混合物も使用可能である。 As a magenta colorant for magenta toner, C.I. I. Solvent Red 1, 49, 52, 58, 63, 111, 122, etc. as pigments. I. Pigment Red 5, 48: 1, 53: 1, 57: 1, 122, 139, 144, 149, 166, 177, 178, 222, etc. can be used. Mixtures can also be used.
シアントナー用のシアン着色剤としては、染料としてC.I.ソルベントブルー25、同36、同60、同70、同93、同95等、顔料としてC.I.ピグメントブルー1、同7、同15:3、同18:3、同60、同62、同66、同76等が使用可能である。 As a cyan colorant for cyan toner, C.I. I. Solvent Blue 25, 36, 60, 70, 93, 95, etc., as pigments of C.I. I. Pigment Blue 1, 7, 15: 3, 18: 3, 60, 62, 66, 76, etc. can be used.
グリーン用のグリーン着色剤としては、染料としてC.I.ソルベントグリーン3、同5、同28等、顔料としてC.I.ピグメントグリーン7等が使用可能である。 As a green colorant for green, C.I. I. Solvent Green 3, 5, 28, etc., as a pigment, C.I. I. Pigment Green 7 and the like can be used.
オレンジトナー用のオレンジ着色剤としては、染料としてC.I.ソルベントオレンジ63、同68、同71、同72、同78等、顔料としてC.I.ピグメントオレンジ16、同36、同43、同51、同55、同59、同61、同71等が使用可能である。 As an orange colorant for orange toner, C.I. I. Solvent Orange 63, 68, 71, 72, 78, etc., as pigments of C.I. I. Pigment Orange 16, 36, 43, 51, 55, 59, 61, 71 and the like can be used.
ブラックトナー用の着色剤としては、カーボンブラック、磁性体、鉄・チタン複合酸化物ブラック等が使用可能であり、カーボンブラックとしては、チャンネルブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラック等が使用可能である。また、磁性体としてはフェライト、マグネタイトなどが使用可能である。 As a colorant for black toner, carbon black, magnetic material, iron / titanium composite oxide black, etc. can be used, and as carbon black, channel black, furnace black, acetylene black, thermal black, lamp black, etc. can be used. It can be used. Further, as the magnetic material, ferrite, magnetite and the like can be used.
着色剤の含有割合は、トナーの全質量に対して、0.5質量%以上20質量%以下であることが好ましく、より好ましくは2質量%以上10質量%以下である。このような範囲であると画像の色再現性を確保できる。 The content ratio of the colorant is preferably 0.5% by mass or more and 20% by mass or less, and more preferably 2% by mass or more and 10% by mass or less with respect to the total mass of the toner. Within such a range, the color reproducibility of the image can be ensured.
また、着色剤の大きさとしては、体積平均粒子径(体積基準のメジアン径)で、10nm以上1000nm以下、50nm以上500nm以下が好ましく、さらには80nm以上300nm以下が特に好ましい。当該体積平均粒子径は、カタログ値であってもよく、また、例えば着色剤の体積平均粒子径(体積基準のメジアン径)は、「UPA-150」(マイクロトラック・ベル株式会社製)によって測定することができる。 The size of the colorant is preferably 10 nm or more and 1000 nm or less, 50 nm or more and 500 nm or less, and more preferably 80 nm or more and 300 nm or less in terms of volume average particle diameter (volume-based median diameter). The volume average particle diameter may be a catalog value, and for example, the volume average particle diameter (volume-based median diameter) of a colorant is measured by "UPA-150" (manufactured by Microtrac Bell Co., Ltd.). can do.
<離型剤>
本発明に係るトナーには、離型剤を添加することができる。離型剤としては、例えば、ポリエチレンワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス、ジステアリルケトンなどのジアルキルケトン系ワックス、カルナバワックス、モンタンワックス、ベヘニルベヘネート、ベヘン酸ベヘネート、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラミリステート、ペンタエリスルトールテトラステアレート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18-オクタデカンジオールジステアレート、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなどのエステル系ワックス、エチレンジアミンジベヘニルアミド、トリメリット酸トリステアリルアミドなどのアミド系ワックスなどが挙げられる。これらは1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
<Release agent>
A mold release agent can be added to the toner according to the present invention. Examples of the release agent include dialkylketone waxes such as polyethylene wax, paraffin wax, microcrysterin wax, Fishertropsh wax, and distearyl ketone, carnauba wax, Montan wax, behenyl behenate, behenic acid behenate, and trimethyl propane. Tribehenate, pentaerythritol tetramillistate, pentaerythritol tetrastearate, pentaerythritol tetrabehenate, pentaerythritol diacetate dibehenate, glycerin tribehenate, 1,18-octadecanediol distearate, Examples thereof include ester waxes such as tristealyl trimellitic acid and distealyl maleate, and amide waxes such as ethylenediamine dibehenylamide and tristealyl amide trimellitic acid. These can be used alone or in combination of two or more.
トナー中における離型剤の含有割合としては、トナー全質量に対して2質量%以上30質量%以下であることが好ましく、5質量%以上20質量%以下であることがより好ましい。 The content ratio of the release agent in the toner is preferably 2% by mass or more and 30% by mass or less, and more preferably 5% by mass or more and 20% by mass or less with respect to the total mass of the toner.
<荷電制御剤>
また、本発明に係るトナーには、必要に応じて荷電制御剤を添加(内添)することができる。荷電制御剤としては、種々の公知のものを使用することができる。
<Charge control agent>
Further, a charge control agent can be added (internally added) to the toner according to the present invention, if necessary. As the charge control agent, various known ones can be used.
荷電制御剤としては、水系媒体中に分散することができる公知の種々の化合物を用いることができる。具体的には、ニグロシン系染料、ナフテン酸又は高級脂肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第四級アンモニウム塩化合物、アゾ系金属錯体、サリチル酸金属塩又はその金属錯体などが挙げられる。 As the charge control agent, various known compounds that can be dispersed in an aqueous medium can be used. Specific examples thereof include niglocin-based dyes, metal salts of naphthenic acid or higher fatty acids, alkoxylated amines, quaternary ammonium salt compounds, azo-based metal complexes, salicylic acid metal salts or metal complexes thereof.
荷電制御剤の含有割合は、結着樹脂全量に対して0.1質量%以上10質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以上5質量%以下がより好ましい。 The content ratio of the charge control agent is preferably 0.1% by mass or more and 10% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or more and 5% by mass or less with respect to the total amount of the binder resin.
[トナー母体粒子の構造]
本実施形態に係るトナー母体粒子の構造は、上述したトナー母体粒子のみの単層構造であってもよいし、上述したトナー母体粒子をコア粒子として、当該コア粒子とその表面を被覆するシェル層とを備えるコア・シェル構造のような多層構造であってもよい。シェル層は、コア粒子の全表面を被覆していなくてもよく、部分的にコア粒子が露出していてもよい。コア・シェル構造の断面は、例えば透過型電子顕微鏡(TEM:Transmission Electron Microscope)、走査型プローブ顕微鏡(SPM:Scanning Probe Microscope)などの公知の観察手段によって、確認することができる。
[Structure of toner matrix particles]
The structure of the toner matrix particles according to the present embodiment may be a single-layer structure of only the toner matrix particles described above, or the above-mentioned toner matrix particles may be used as core particles to cover the core particles and the surface thereof. It may be a multi-layered structure such as a core-shell structure including. The shell layer may not cover the entire surface of the core particles, or the core particles may be partially exposed. The cross section of the core-shell structure can be confirmed by a known observation means such as a transmission electron microscope (TEM) and a scanning probe microscope (SPM).
コア・シェル構造の場合は、コア粒子とシェル層でガラス転移点、融点、硬度などの特性を異ならせることができ、目的に応じたトナー母体粒子の設計が可能である。例えば、結着樹脂、着色剤、離型剤などを含有し、ガラス転移点が比較的低いコア粒子の表面に、ガラス転移点が比較的高い樹脂を凝集、融着させて、シェル層を形成することができる。 In the case of the core-shell structure, the core particles and the shell layer can have different characteristics such as glass transition point, melting point, and hardness, and the toner matrix particles can be designed according to the purpose. For example, a shell layer is formed by aggregating and fusing a resin having a relatively high glass transition point on the surface of core particles containing a binder resin, a colorant, a mold release agent, etc. and having a relatively low glass transition point. can do.
また、本発明のトナーは、カブリの抑制などの観点から、離型剤が、トナー粒子表面に露出しない状態で、かつ、トナー粒子の表面近傍に存在していることが好ましい。例えば、トナー母体粒子がビニル樹脂を含み、且つ離型剤がエステルワックスを含む場合、離型剤はビニル樹脂近傍に存在することとなるため、ビニル樹脂もまた、トナー粒子の表面近傍に存在していることが好ましい。すなわち、トナーは、少なくとも2層(内側層および外表層)以上の積層構造を有するトナー母体粒子を含み、外側層(表面層)が、ビニル樹脂と、エステルワックスを含む離型剤とを含んでいると好ましい。当該態様において、外側層は、主成分としての非晶性ポリエステル樹脂をさらに含んでいてもよい。また、本発明の効果をさらに高めるため、上記ビニル樹脂のドメインが、非晶性ポリエステル樹脂のマトリクス中に分散されていると好ましい。 Further, in the toner of the present invention, from the viewpoint of suppressing fog, it is preferable that the release agent is not exposed on the surface of the toner particles and is present in the vicinity of the surface of the toner particles. For example, when the toner matrix particles contain a vinyl resin and the mold release agent contains an ester wax, the mold release agent is present in the vicinity of the vinyl resin, so that the vinyl resin is also present in the vicinity of the surface of the toner particles. Is preferable. That is, the toner contains toner matrix particles having a laminated structure of at least two layers (inner layer and outer surface layer), and the outer layer (surface layer) contains a vinyl resin and a mold release agent containing an ester wax. It is preferable to have it. In this embodiment, the outer layer may further contain an amorphous polyester resin as a main component. Further, in order to further enhance the effect of the present invention, it is preferable that the domain of the vinyl resin is dispersed in the matrix of the amorphous polyester resin.
トナー母体粒子の平均円形度は、0.935~0.995であることが好ましく、0.945~0.990であることがより好ましく、0.955~0.980であることがさらに好ましい。このような範囲の平均円形度であれば、個々のトナー粒子が破砕しにくく、帯電量が安定し、画質が高いものになりやすい。なお、平均円形度は、例えば、フロー式粒子像分析装置「FPIA-3000」(Sysmex社製)を用いて測定することができる。 The average circularity of the toner matrix particles is preferably 0.935 to 0.995, more preferably 0.945 to 0.990, and even more preferably 0.955 to 0.980. With an average circularity in such a range, individual toner particles are less likely to be crushed, the amount of charge is stable, and the image quality tends to be high. The average circularity can be measured using, for example, a flow-type particle image analyzer "FPIA-3000" (manufactured by Sysmex Corporation).
具体的には、トナー母体粒子を界面活性剤水溶液に湿潤させ、超音波分散を1分間行い、分散した後、「FPIA-2100」を用い、測定条件HPF(高倍率撮像)モードにて、HPF検出数4000個の適正濃度で測定を行う。円形度は下記式で計算される。
円形度=(粒子像と同じ投影面積を持つ円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)
また平均円形度は、各粒子の円形度を合計し、測定した全粒子数で割った算術平均値である。
Specifically, the toner matrix particles are moistened with an aqueous surfactant solution, ultrasonically dispersed for 1 minute, and then dispersed, and then HPF is used in the measurement condition HPF (high magnification imaging) mode using "FPIA-2100". The measurement is performed at an appropriate concentration of 4000 detections. The circularity is calculated by the following formula.
Circularity = (perimeter of a circle having the same projection area as the particle image) / (perimeter of the particle projection image)
The average circularity is an arithmetic mean value obtained by summing the circularity of each particle and dividing by the total number of measured particles.
トナー母体粒子の体積平均粒子径は、体積基準のメジアン径(D50)で、3~10μmであることが好ましい。体積基準のメジアン径を上記範囲とすることにより、細線の再現性や、画像の高画質化が達成できると共に、トナーの消費量を、大粒径トナーを用いた場合に比して削減することができる。また、トナー流動性も確保することができる。ここで、トナーの体積基準のメジアン径(D50)は、たとえば、「マルチサイザー3(ベックマン・コールター株式会社製)」に、データ処理用のコンピュータシステムを接続した装置を用いて測定、算出することができる。 The volume average particle diameter of the toner matrix particles is a volume-based median diameter (D50), and is preferably 3 to 10 μm. By setting the volume-based median diameter within the above range, reproducibility of fine lines and high image quality can be achieved, and toner consumption can be reduced compared to the case of using large particle size toner. Can be done. In addition, toner fluidity can be ensured. Here, the toner volume-based median diameter (D50) is measured and calculated, for example, by using a device in which a computer system for data processing is connected to "Multisizer 3 (manufactured by Beckman Coulter Co., Ltd.)". Can be done.
トナーの体積基準のメジアン径は、後述のトナーの製造時の凝集・融着工程における凝集剤の濃度や溶剤の添加量、または融着時間、さらには樹脂成分の組成等によって制御することができる。 The median diameter based on the volume of the toner can be controlled by the concentration of the agglutinant in the coagulation / fusion step at the time of manufacturing the toner, the amount of the solvent added, the fusion time, the composition of the resin component, and the like, which will be described later. ..
1-2.外添剤
本発明に係るトナーは、チタン酸ストロンチウム微粒子および酸化チタン微粒子を含む外添剤を含有する。
1-2. External Additive The toner according to the present invention contains an external additive containing strontium titanate fine particles and titanium oxide fine particles.
[チタン酸ストロンチウム微粒子]
本発明において使用するチタン酸ストロンチウム微粒子は、小粒子径のチタン酸ストロンチウム微粒子(A)および大粒子径のチタン酸ストロンチウム微粒子(B)を含む。
[Strontium titanate fine particles]
The strontium titanate fine particles used in the present invention include strontium titanate fine particles (A) having a small particle size and strontium titanate fine particles (B) having a large particle size.
チタン酸ストロンチウム微粒子(A)の個数粒度分布におけるピークトップの粒子径RAは10nm以上100nm以下であり、20nm以上60nm以下であることが好ましく、30nm以上50nm以下であることがより好ましい。チタン酸ストロンチウム微粒子(A)の粒子径RAが10nm以上であれば、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)がトナー母体粒子に埋没しにくくなるため、外添剤として機能する。また、粒子径RAが100nm以下であれば、トナーとキャリア粒子との接触点が十分に得られ、帯電立ち上がり性およびトナーボトル排出性が向上すると考えられる。 The particle size RA of the peak top in the number particle size distribution of the strontium titanate fine particles ( A ) is preferably 10 nm or more and 100 nm or less, preferably 20 nm or more and 60 nm or less, and more preferably 30 nm or more and 50 nm or less. When the particle size RA of the strontium titanate fine particles ( A ) is 10 nm or more, the strontium titanate fine particles (A) are less likely to be embedded in the toner matrix particles, and thus function as an external additive. Further, when the particle diameter RA is 100 nm or less, it is considered that a sufficient contact point between the toner and the carrier particles is obtained, and the charge rising property and the toner bottle discharge property are improved.
チタン酸ストロンチウム微粒子(B)の個数粒度分布におけるピークトップの粒子径RBは、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)のピークトップの粒子径RAよりも大きく、且つ粒子径RBと粒子径RAとの差は、200nm以上3000nm以下である。粒子径RBと粒子径RAとの差(即ち、粒子径差RB-RA)が200nm以上であれば、粒子径の異なる2種のチタン酸ストロンチウム微粒子を使用する効果が発揮される。また、粒子径差RB-RAが3000nmを超えるほどチタン酸ストロンチウム微粒子(B)の粒子径RBが大きいと、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)と共にトナー母体粒子を被覆することが困難である。 The peak-top particle size RB in the number particle size distribution of the strontium titanate fine particles ( B ) is larger than the peak - top particle size RA of the strontium titanate fine particles ( A ), and the particle size RB and the particle size RA The difference from the above is 200 nm or more and 3000 nm or less. When the difference between the particle size RB and the particle size RA (that is, the particle size difference RB - RA ) is 200 nm or more, the effect of using two types of strontium titanate fine particles having different particle sizes is exhibited. .. Further, if the particle size RB of the strontium titanate fine particles ( B ) is so large that the particle size difference RB - RA exceeds 3000 nm, it is difficult to coat the toner matrix particles together with the strontium titanate fine particles (A). ..
チタン酸ストロンチウム微粒子(B)の個数粒度分布におけるピークトップの粒子径RBは、上記条件を満たす限り特に限定はないが、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)の粒子径RAが10nm以上100nm以下であることから、粒子径RBは、210nm以上2100nm以下の範囲内となる。チタン酸ストロンチウム微粒子(B)の粒子径RBは300nmを超え2000nm以下であることが好ましく、310nm以上1500nm以下であることがより好ましく、350nm以上1200nm以下であることがさらに好ましい。チタン酸ストロンチウム微粒子(B)の粒子径RBが300nmを超えると、キャリア粒子との衝撃からチタン酸ストロンチウム微粒子(A)を保護し、そのトナー母体粒子への埋没を抑制し得る。加えて、チタン酸ストロンチウム微粒子(B)がトナー母体粒子の表面から適度に脱離しやすくなり、クリーニング性や研磨性が向上すると考えられる。また、2000nm以下であれば、チタン酸ストロンチウム微粒子(B)がトナー母体粒子から過度に脱離することはなく、帯電安定性や静電潜像担持体上のクリーニング性が向上すると考えられる。 The peak top particle size RB in the number particle size distribution of the strontium titanate fine particles ( B ) is not particularly limited as long as the above conditions are satisfied, but the particle size RA of the strontium titanate fine particles ( A ) is 10 nm or more and 100 nm or less. Therefore, the particle size RB is in the range of 210 nm or more and 2100 nm or less. The particle size RB of the strontium titanate fine particles ( B ) is preferably more than 300 nm and 2000 nm or less, more preferably 310 nm or more and 1500 nm or less, and further preferably 350 nm or more and 1200 nm or less. When the particle size RB of the strontium titanate fine particles ( B ) exceeds 300 nm, the strontium titanate fine particles (A) can be protected from the impact with the carrier particles, and the burial of the strontium titanate fine particles (A) in the toner matrix particles can be suppressed. In addition, it is considered that the strontium titanate fine particles (B) are easily desorbed from the surface of the toner matrix particles appropriately, and the cleaning property and the polishing property are improved. Further, if it is 2000 nm or less, the strontium titanate fine particles (B) do not excessively desorb from the toner matrix particles, and it is considered that the charge stability and the cleaning property on the electrostatic latent image carrier are improved.
本発明においてチタン酸ストロンチウム微粒子の粒子径はその形状によって測定方法が異なる。 In the present invention, the measuring method of the particle size of the strontium titanate fine particles differs depending on the shape thereof.
立方体状または直方体状のチタン酸ストロンチウム粒子の粒子径は次の方法で測定することができる。
走査型電子顕微鏡(SEM)(例えば、日本電子(株)製の「JSM-7401F」)を用いて、倍率40000倍でトナー粒子表面の外添剤を観察する。外添剤の一次粒子の画像解析によって、粒子ごとの最長径及び最短径を測定し、その中間値を球相当径とする。そして、測定した100個の一次粒子の粒子径と個数を元に個数粒度分布を求める。当該分布に存在するピークの内、最も大きいもの2つを選び、ピーク値が小さい方をチタン酸ストロンチウム微粒子(A)のピーク、大きい方をチタン酸ストロンチウム微粒子(B)のピークとし、当該ピークのピークトップの粒子径を、チタン酸ストロンチウム粒子の粒子径とする。
The particle size of cubic or rectangular parallelepiped strontium titanate particles can be measured by the following method.
Using a scanning electron microscope (SEM) (for example, "JSM-7401F" manufactured by JEOL Ltd.), the external additive on the surface of the toner particles is observed at a magnification of 40,000 times. The longest diameter and the shortest diameter of each particle are measured by image analysis of the primary particles of the external additive, and the intermediate value thereof is defined as the equivalent sphere diameter. Then, the number particle size distribution is obtained based on the particle size and the number of the measured 100 primary particles. Two of the largest peaks existing in the distribution are selected, the one with the smaller peak value is the peak of the strontium titanate fine particles (A), and the one with the larger peak value is the peak of the strontium titanate fine particles (B). The particle size of the peak top is defined as the particle size of the strontium titanate particles.
不定形のチタン酸ストロンチウム粒子のピークトップ粒子径は次の方法で測定することができる。
走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、倍率5000倍でトナーの画像撮影を行う。次いで、その視野でのエネルギー分散型X線分析(EDS分析)を行う。その際、ストロンチウムとチタンの元素分析を行い、チタン酸ストロンチウム粒子を確定する。チタン酸ストロンチウムを確定したSEM画像を、画像処理解析装置(例えば、「LUZEX AP」(ニレコ社製))にて2値化処理する。複数の写真の中で、チタン酸ストロンチウム100個についての水平方向フェレ径を算出し、当該水平方向フェレ径と個数を元に粒度分布を求める。当該分布に存在するピークの内、最も大きいもの2つを選び、ピーク値が小さい方をチタン酸ストロンチウム微粒子(A)のピーク、大きい方をチタン酸ストロンチウム微粒子(B)のピークとし、当該ピークのピークトップの水平方向フェレ径をチタン酸ストロンチウム粒子の粒子径とする。ここで水平方向フェレ径とは、外添剤の画像を2値化処理したときの外接長方形の、x軸に平行な辺の長さとする。
なお、チタン酸ストロンチウムの数平均一次粒子径が小径であり、凝集体としてトナー表面に存在する場合は、当該凝集体を形成する一次粒子の粒子径を測定するものとする。
The peak top particle size of the amorphous strontium titanate particles can be measured by the following method.
An image of the toner is taken at a magnification of 5000 times using a scanning electron microscope (SEM). Next, energy dispersive X-ray analysis (EDS analysis) is performed in that field of view. At that time, elemental analysis of strontium and titanium is performed to determine strontium titanate particles. The SEM image in which strontium titanate is confirmed is binarized by an image processing analysis device (for example, "LUZEX AP" (manufactured by Nireco Corporation)). In a plurality of photographs, the horizontal ferret diameter for 100 strontium titanate is calculated, and the particle size distribution is obtained based on the horizontal ferret diameter and the number of the horizontal ferret diameter. Two of the largest peaks existing in the distribution are selected, the one with the smaller peak value is the peak of the strontium titanate fine particles (A), and the one with the larger peak value is the peak of the strontium titanate fine particles (B). The horizontal ferret diameter of the peak top is defined as the particle diameter of the strontium titanate particles. Here, the horizontal ferret diameter is the length of the side parallel to the x-axis of the circumscribed rectangle when the image of the external additive is binarized.
When the number average primary particle diameter of strontium titanate is small and exists on the toner surface as an aggregate, the particle diameter of the primary particles forming the aggregate shall be measured.
また、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)の粒子径RAが100nm以下であり、チタン酸ストロンチウム微粒子(B)の粒子径RBが300nmを超え、さらに後述するような他のチタン酸ストロンチウム微粒子が含まれない態様においては、上述のように測定した100個の一次粒子の粒子径について、200nm未満のものをチタン酸ストロンチウム微粒子(A)、200nm以上のものをチタン酸ストロンチウム微粒子(B)と定義し、それぞれの平均値である個数平均粒子径を、ピークトップ粒子径である粒子径RAおよびRBの代わりに使用することもできる。 Further, the particle size RA of the strontium titanate fine particles ( A ) is 100 nm or less, the particle size RB of the strontium titanate fine particles ( B ) exceeds 300 nm, and other strontium titanate fine particles as described later are contained. In other embodiments, the particle size of the 100 primary particles measured as described above is defined as strontium titanate fine particles (A) with a particle size of less than 200 nm and strontium titanate fine particles (B) with a particle size of 200 nm or more. , The number average particle diameter, which is the average value of each, can be used instead of the particle diameters RA and RB , which are the peak top particle diameters.
本発明において使用するチタン酸ストロンチウム微粒子(A)および前記チタン酸ストロンチウム微粒子(B)の形状に限定はなく、立方体状、直方体状または不定形のいずれでもかまわない。しかし、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)および前記チタン酸ストロンチウム微粒子(B)の一方が、立方体状及び/又は直方体状であることが好ましい。チタン酸ストロンチウム微粒子(A)またはチタン酸ストロンチウム微粒子(B)の粒子形状が立方体状及び/又は直方体状であり、他方が不定形であると、チタン酸ストロンチウム微粒子とトナー母体粒子との接触面積が増加するため、トナー母体粒子からの脱離が抑制されて、帯電量を下げる効果をより発揮しやすくなる。特にチタン酸ストロンチウム微粒子(A)が立方体状及び/又は直方体状であり、チタン酸ストロンチウム微粒子(B)が不定形であることが好ましい。立方体状及び/又は直方体状のチタン酸ストロンチウム微粒子(A)は、トナー母体粒子との接触面積が大きいため、トナー母体粒子からの脱離が抑制され、さらにチタン酸ストロンチウム微粒子(B)の形状が不定形であると、トナーの流動性を確保し、かつ、静電潜像担持体表面の過剰な減耗や傷を防ぐことができる。 The shapes of the strontium titanate fine particles (A) and the strontium titanate fine particles (B) used in the present invention are not limited, and may be cubic, rectangular parallelepiped, or amorphous. However, it is preferable that one of the strontium titanate fine particles (A) and the strontium titanate fine particles (B) is cubic and / or rectangular parallelepiped. When the particle shape of the strontium titanate fine particles (A) or the strontium titanate fine particles (B) is cubic and / or rectangular, and the other is amorphous, the contact area between the strontium titanate fine particles and the toner matrix particles becomes large. As the amount increases, the desorption from the toner matrix particles is suppressed, and the effect of lowering the charge amount becomes easier to be exhibited. In particular, it is preferable that the strontium titanate fine particles (A) are cubic and / or rectangular parallelepiped, and the strontium titanate fine particles (B) are amorphous. Since the cubic and / or rectangular strontium titanate fine particles (A) have a large contact area with the toner matrix particles, desorption from the toner matrix particles is suppressed, and the shape of the strontium titanate fine particles (B) is further formed. When the shape is irregular, the fluidity of the toner can be ensured, and excessive wear and scratches on the surface of the electrostatic latent image carrier can be prevented.
チタン酸ストロンチウム微粒子(A)および前記チタン酸ストロンチウム微粒子(B)の形状は、走査型電子顕微鏡(SEM)による観察によって確認することができる。 The shapes of the strontium titanate fine particles (A) and the strontium titanate fine particles (B) can be confirmed by observation with a scanning electron microscope (SEM).
尚、1種のチタン酸ストロンチウム微粒子中に形状の異なる複数種のチタン酸ストロンチウム微粒子が存在する場合、当該チタン酸ストロンチウム微粒子の形状は、最も存在量の多い形状(例えば、確認した100個の粒子中の50個超を占める形状)を粒子の形状とする。 When a plurality of types of strontium titanate fine particles having different shapes are present in one type of strontium titanate fine particles, the shape of the strontium titanate fine particles has the largest abundance (for example, 100 confirmed particles). The shape that occupies more than 50 of them) is the shape of the particles.
また、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)およびチタン酸ストロンチウム微粒子(B)の少なくとも一方が、ランタン含有チタン酸ストロンチウム微粒子であることが好ましい。チタン酸ストロンチウム微粒子にランタンをドープすることで、立方体状及び直方体状の角をとり、チタン酸ストロンチウム微粒子の球径化度を調整することができる。よって、ランタン含有チタン酸ストロンチウム微粒子を外添剤に使用することで、静電潜像担持体表面の過剰な減耗や傷を防ぐことができる。 Further, it is preferable that at least one of the strontium titanate fine particles (A) and the strontium titanate fine particles (B) is the lanthanum-containing strontium titanate fine particles. By doping the strontium titanate fine particles with lanthanum, it is possible to take cubic and rectangular parallelepiped corners and adjust the degree of spheroidization of the strontium titanate fine particles. Therefore, by using the strontium titanate fine particles containing lanthanum as an external additive, it is possible to prevent excessive wear and scratches on the surface of the electrostatic latent image carrier.
ランタン含有チタン酸ストロンチウム微粒子は、例えば、本願の実施例と同様に、塩化ランタン水溶液等を使用して製造することができる。 The lanthanum-containing strontium titanate fine particles can be produced, for example, by using an aqueous solution of lanthanum chloride or the like, as in the examples of the present application.
尚、チタン酸ストロンチウム微粒子がランタンを含有するか否かについては、蛍光X線分析(XRF)により確認することができる。具体的には、サンプル3gを加圧してペレット化し、蛍光X線分析装置「XRF-1700」((株)島津製作所製)を用いた定性分析にて測定を行うことができる。なお、2θテーブルより測定した元素のKαピーク角度を決定し、測定に用いた。 Whether or not the strontium titanate fine particles contain lanthanum can be confirmed by fluorescent X-ray analysis (XRF). Specifically, 3 g of the sample can be pressurized and pelletized, and the measurement can be performed by qualitative analysis using a fluorescent X-ray analyzer "XRF-1700" (manufactured by Shimadzu Corporation). The Kα peak angle of the element measured from the 2θ table was determined and used for the measurement.
チタン酸ストロンチウム微粒子(A)およびチタン酸ストロンチウム微粒子(B)の含有量は、含有質量比(A)/(B)が下記式(1)の関係を満たすことが好ましい。
式(1): 0.5 ≦(A)/(B)≦ 2.5
上記含有質量比(A)/(B)はさらに下記式(2)の関係を満たすことがより好ましい。
式(2): 0.7 ≦(A)/(B)≦ 2.0
チタン酸ストロンチウム微粒子(A)およびチタン酸ストロンチウム微粒子(B)の含有質量比(A)/(B)が0.5以上であると、脱離しにくいチタン酸ストロンチウム微粒子(A)の存在により、連続印字時における優れた帯電立ち上がり性および帯電安定性、流動性を維持できる。また、含有質量比が2.5以下であると、脱離するチタン酸ストロンチウム微粒子(B)の存在により、フィルミングの発生の抑制および良好なクリーニング性を維持できる。
Regarding the content of the strontium titanate fine particles (A) and the strontium titanate fine particles (B), it is preferable that the content mass ratio (A) / (B) satisfies the relationship of the following formula (1).
Equation (1): 0.5 ≤ (A) / (B) ≤ 2.5
It is more preferable that the content mass ratio (A) / (B) further satisfies the relationship of the following formula (2).
Equation (2): 0.7 ≤ (A) / (B) ≤ 2.0
When the content mass ratio (A) / (B) of the strontium titanate fine particles (A) and the strontium titanate fine particles (B) is 0.5 or more, it is continuous due to the presence of the strontium titanate fine particles (A) that are difficult to desorb. It is possible to maintain excellent charge rising property, charge stability, and fluidity at the time of printing. Further, when the content mass ratio is 2.5 or less, the presence of the desorbed strontium titanate fine particles (B) can suppress the occurrence of filming and maintain good cleaning properties.
外添剤は、上記チタン酸ストロンチウム粒子(A)および(B)の使用による効果が損なわれない限り、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)および(B)とは粒子径の異なる他のチタン酸ストロンチウム微粒子を1種以上含んでいてもよい。このような他のチタン酸ストロンチウム微粒子の個数粒度分布におけるピークトップの粒子径に特に限定はなく、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)よりも小さいものでもよいし、チタン酸ストロンチウム微粒子(B)よりも大きいものでもよいし、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)と(B)の間の粒子径でもよい。 The external additive is another strontium titanate fine particle having a particle size different from that of the strontium titanate fine particles (A) and (B), as long as the effect of using the strontium titanate particles (A) and (B) is not impaired. May be contained in one or more kinds. The particle size of the peak top in the number particle size distribution of such other strontium titanate fine particles is not particularly limited, and may be smaller than the strontium titanate fine particles (A) or larger than the strontium titanate fine particles (B). It may be one, or it may be a particle size between the strontium titanate fine particles (A) and (B).
[酸化チタン微粒子]
さらに外添剤は、酸化チタン微粒子を含む。
[Titanium oxide fine particles]
Further, the external additive contains titanium oxide fine particles.
本発明のトナーに外添剤として含まれる酸化チタン微粒子に特に限定はなく、その個数平均粒子径は、10nm以上50nm以下であることが好ましく、20nm以上40nm以下であることがより好ましい。酸化チタン微粒子の個数平均粒子径が上記範囲内であると、トナー母体粒子への埋没が生じにくくなるとともに、キャリア粒子との間に十分な接触点が得られ、さらにはキャリア粒子への移行も抑制されると考えられる。酸化チタン微粒子は、トナー母体粒子の表面上に存在し、キャリア粒子へと移行しないことが、現像剤の帯電性を維持する上で重要である。また、酸化チタン微粒子の個数平均粒子径が50nm以下であると、共に外添剤に含まれる大粒子径のチタン酸ストロンチウム微粒子(B)がスペーサーとしての役割を果たすことによって、酸化チタン微粒子のトナー母体粒子からの脱離が生じにくくなると考えられる。よって連続印字時における優れた帯電立ち上がり性および帯電安定性を達成し得る。 The titanium oxide fine particles contained as an external additive in the toner of the present invention are not particularly limited, and the number average particle diameter thereof is preferably 10 nm or more and 50 nm or less, and more preferably 20 nm or more and 40 nm or less. When the number average particle size of the titanium oxide fine particles is within the above range, the burial in the toner matrix particles is less likely to occur, a sufficient contact point is obtained with the carrier particles, and further, the transfer to the carrier particles is possible. It is thought to be suppressed. It is important that the titanium oxide fine particles are present on the surface of the toner matrix particles and do not migrate to the carrier particles in order to maintain the chargeability of the developer. Further, when the average particle size of the number of titanium oxide fine particles is 50 nm or less, the large particle size strontium titanate fine particles (B) contained in the external additive act as a spacer, whereby the toner of the titanium oxide fine particles is used. It is considered that desorption from the parent particles is less likely to occur. Therefore, excellent charge rising property and charge stability at the time of continuous printing can be achieved.
尚、疎水性酸化チタン微粒子の個数平均粒子径は、以下の方法で測定することができる。
走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、倍率40000倍でトナーの画像の撮影を行う。次いで、その視野で、エネルギー分散型X線分析(EDS分析)を行う。その際、ストロンチウムとチタンの元素分析を行い、チタンのみ検出される粒子、すなわち酸化チタン粒子を確定する。不定形のチタン酸ストロンチウム粒子の測定方法と同様、酸化チタンを確定したSEM画像を2値化処理し、粒子径を測定する。測定した100個の一次粒子の粒子径と個数を元に個数粒度分布を求める。
The number average particle size of the hydrophobic titanium oxide fine particles can be measured by the following method.
An image of the toner is taken at a magnification of 40,000 times using a scanning electron microscope (SEM). Next, energy dispersive X-ray analysis (EDS analysis) is performed in that field of view. At that time, elemental analysis of strontium and titanium is performed to determine particles in which only titanium is detected, that is, titanium oxide particles. Similar to the method for measuring amorphous strontium titanate particles, the SEM image in which titanium oxide is confirmed is binarized and the particle size is measured. The number particle size distribution is obtained based on the particle size and number of the measured 100 primary particles.
酸化チタンの種類に特に限定はないが、表面処理剤による表面処理を施した疎水性酸化チタンが好ましい。疎水性酸化チタンは、水分吸着量を低減できるため、高温高湿環境下における帯電量の低下の抑制による帯電環境差の低減に有効であるため好ましい。 The type of titanium oxide is not particularly limited, but hydrophobic titanium oxide that has been surface-treated with a surface treatment agent is preferable. Hydrophobic titanium oxide is preferable because it can reduce the amount of water adsorbed and is effective in reducing the difference in the charging environment by suppressing the decrease in the charging amount in a high temperature and high humidity environment.
表面処理剤としては、一般的なシランカップリング剤、シリコーンオイル、脂肪酸、脂肪酸金属塩などを用いることができる。 As the surface treatment agent, a general silane coupling agent, silicone oil, fatty acid, fatty acid metal salt and the like can be used.
シランカップリング剤としては、例えば、クロロシラン、アルコキシシラン、シラザン、特殊シリル化剤等が挙げられる。具体的には、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、テトラメトキシシラン、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、テトラエトキシシラン、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、イソブチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、N,O-(ビストリメチルシリル)アセトアミド、N,N-ビス(トリメチルシリル)ウレア、tert-ブチルジメチルクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、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-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ-クロロプロピルトリメトキシシランを代表的なものとして例示することができる。 Examples of the silane coupling agent include chlorosilane, alkoxysilane, silazane, and a special silylating agent. Specifically, methyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, phenyltrichlorosilane, diphenyldichlorosilane, tetramethoxysilane, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, tetraethoxysilane, Methyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenyltriethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, decyltrimethoxysilane, hexamethyldisilazane, N, O- (bistrimethylsilyl) acetamide, N, N-bis (Trimethylsilyl) urea, tert-butyldimethylchlorosilane, vinyltrichlorosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ -Glysidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, and γ-chloropropyltrimethoxysilane can be exemplified as representatives.
シリコーンオイルの具体例としては、例えば、オルガノシロキサンオリゴマー、オクタメチルシクロテトラシロキサン、又はデカメチルシクロペンタシロキサン、テトラメチルシクロテトラシロキサン、テトラビニルテトラメチルシクロテトラシロキサンなどの環状化合物や、直鎖状又は分岐状のオルガノシロキサンを挙げることができる。また、側鎖、又は片末端や両末端や側鎖片末端や側鎖両末端などに変性基を導入した反応性の高い、少なくとも末端を変性したシリコーンオイルを用いてもよい。変性基の種類としては、アルコキシ、カルボキシル、カルビノール、高級脂肪酸変性、フェノール、エポキシ、メタクリル、アミノなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、例えば、アミノ/アルコキシ変性など数種の変性基を有するシリコーンオイルであってもよい。また、ジメチルシリコーンオイルとこれら変性シリコーンオイル、更には他の表面処理剤とを混合処理若しくは併用処理しても構わない。 Specific examples of the silicone oil include, for example, an organosiloxane oligomer, octamethylcyclotetrasiloxane, a cyclic compound such as decamethylcyclopentasiloxane, tetramethylcyclotetrasiloxane, and tetravinyltetramethylcyclotetrasiloxane, or linear or linear or cyclic compounds. Branched organosiloxanes can be mentioned. Further, a highly reactive silicone oil having a modifying group introduced into one end, both ends, one end of the side chain, both ends of the side chain, or the like may be used. Examples of the type of the modifying group include, but are not limited to, alkoxy, carboxyl, carbinol, higher fatty acid modification, phenol, epoxy, methacrylic, amino and the like. Further, for example, a silicone oil having several kinds of modifying groups such as amino / alkoxy modification may be used. Further, dimethyl silicone oil, these modified silicone oils, and other surface treatment agents may be mixed or used in combination.
表面処理方法としては、例えば、気相中で浮遊させられた粒子に対して処理剤または処理剤を含む溶液を噴霧するスプレードライ法等による乾式法、処理剤を含有する溶液中に粒子を浸漬し、乾燥する湿式法、処理剤と粒子を混合機により混合する混合法などが挙げられる。 As the surface treatment method, for example, a dry method such as a spray-drying method in which a treatment agent or a solution containing the treatment agent is sprayed on the particles suspended in the gas phase, or the particles are immersed in the solution containing the treatment agent. Examples thereof include a wet method of drying the particles and a mixing method of mixing the treatment agent and the particles with a mixer.
酸化チタンの含有量は、トナー100質量部に対して、0.01質量部以上1.0質量部未満が好ましく、0.1質量部以上1.0質量部未満がより好ましく、0.2質量部以上0.9質量部未満がさらに好ましい。酸化チタンの含有量が0.01質量部以上であれば、帯電立ち上がり性および流動性の向上に寄与することができる。また、酸化チタンは比重が大きいためトナー母体粒子表面から脱離しやすいが、トナー100質量部に対して1.0質量部未満であれば、酸化チタンのキャリア粒子への移行による帯電性の低下を抑制することができる。また、高カバレッジでの連続印字においても、優れた帯電安定性を発揮し得る。加えて、過度な流動性によるクリーニング性の悪化も抑制し得る。
尚、「トナー」とは、トナー母体粒子と外添剤とを含む、「トナー全体」を意味する。
The content of titanium oxide is preferably 0.01 parts by mass or more and less than 1.0 part by mass, more preferably 0.1 parts by mass or more and less than 1.0 parts by mass, and 0.2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the toner. More than parts and less than 0.9 parts by mass are more preferable. When the content of titanium oxide is 0.01 part by mass or more, it can contribute to the improvement of charge rising property and fluidity. Further, since titanium oxide has a large specific gravity, it is easily desorbed from the surface of the toner matrix particles, but if it is less than 1.0 part by mass with respect to 100 parts by mass of the toner, the chargeability is lowered due to the transfer of titanium oxide to the carrier particles. It can be suppressed. In addition, excellent charge stability can be exhibited even in continuous printing with high coverage. In addition, deterioration of cleaning property due to excessive fluidity can be suppressed.
The "toner" means "the entire toner" including the toner matrix particles and the external additive.
さらに外添剤は、上記チタン酸ストロンチウム微粒子(A)および(B)と、酸化チタン微粒子との使用による効果が損なわれない限り、チタン酸ストロンチウム粒子および酸化チタン微粒子以外の無機微粒子や有機微粒子、滑材を含んでもよい。 Further, the external additive is an inorganic fine particle or an organic fine particle other than the strontium titanate fine particles and the titanium oxide fine particles, as long as the effect of using the strontium titanate fine particles (A) and (B) and the titanium oxide fine particles is not impaired. Lubricant may be included.
チタン酸ストロンチウム粒子および酸化チタン以外の無機微粒子の例には、シリカ粒子、アルミナ粒子、ジルコニア粒子、酸化亜鉛粒子、酸化クロム粒子、酸化セリウム粒子、酸化アンチモン粒子、酸化タングステン粒子、酸化スズ粒子、酸化テルル粒子、酸化マンガン粒子および酸化ホウ素粒子などが含まれる。当該無機微粒子は、必要に応じて、前述のシランカップリング剤やシリコーンオイルなどの表面処理剤によって疎水化処理されていてもよい。また、上記無機微粒子の大きさは、数平均一次粒子径で20~500nmの範囲であることが好ましく、70~300nmの範囲であることがより好ましい。 Examples of strontium titanate particles and inorganic fine particles other than titanium oxide include silica particles, alumina particles, zirconia particles, zinc oxide particles, chromium oxide particles, cerium oxide particles, antimony oxide particles, tungsten oxide particles, tin oxide particles, and oxidation. Includes tellurium particles, manganese oxide particles, boron oxide particles, and the like. If necessary, the inorganic fine particles may be hydrophobized with a surface treatment agent such as the above-mentioned silane coupling agent or silicone oil. The size of the inorganic fine particles is preferably in the range of 20 to 500 nm in terms of number average primary particle diameter, and more preferably in the range of 70 to 300 nm.
上記有機微粒子には、スチレンやメチルメタクリレートなどの単独重合体やこれらの共重合体による有機微粒子を使用することができる。上記有機微粒子の大きさは、個数平均一次粒子径で10~2000nm程度であり、その粒子形状は、例えば球形である。 As the organic fine particles, homopolymers such as styrene and methylmethacrylate and organic fine particles obtained from these copolymers can be used. The size of the organic fine particles is about 10 to 2000 nm in terms of the number average primary particle diameter, and the particle shape is, for example, spherical.
上記滑剤は、クリーニング性や転写性をさらに向上させる目的で使用される。上記滑剤の例には、高級脂肪酸の金属塩が挙げられ、より具体的には、ステアリン酸の亜鉛、アルミニウム、銅、マグネシウム、カルシウムなどの塩;オレイン酸の亜鉛、マンガン、鉄、銅、マグネシウムなどの塩;パルミチン酸の亜鉛、銅、マグネシウム、カルシウムなどの塩;リノール酸の亜鉛、カルシウムなどの塩;リシノール酸の亜鉛、カルシウムなどの塩が含まれる。 The lubricant is used for the purpose of further improving the cleaning property and the transferability. Examples of the lubricant include metal salts of higher fatty acids, more specifically salts of zinc stearate, aluminum, copper, magnesium, calcium and the like; zinc oleate, manganese, iron, copper and magnesium. Salts such as; salts such as zinc, copper, magnesium, calcium of palmitate; salts such as zinc of linoleic acid, calcium; salts such as zinc of lysynolic acid, calcium, etc. are included.
トナーに含まれる外添剤の総量(即ち、チタン酸ストロンチウム粒子(A)および(B)、酸化チタン微粒子、他の無機微粒子、有機微粒子、および滑材の合計含有量)は、外添剤を含むトナー100質量部に対して、好ましくは0.05質量部~5質量部、より好ましくは0.1~3質量部である。 The total amount of the external additive contained in the toner (that is, the total content of the strontium titanate particles (A) and (B), the titanium oxide fine particles, other inorganic fine particles, the organic fine particles, and the lubricant) is the external additive. It is preferably 0.05 parts by mass to 5 parts by mass, and more preferably 0.1 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the contained toner.
1-3.トナー粒子
[トナー粒子の粒子径]
本実施形態に係るトナー粒子の体積基準のメジアン径は3.0μm以上5.0μm以下であることが好ましく、3.5μm以上4.5μm以下であることが好ましい。トナーの体積基準のメジアン径が3.0μm以上であることは、帯電立ち上がり性、クリーニング性、トナーボトル排出性の観点から好ましい。トナーの体積基準のメジアン径が5.0μm以下であると、低温定着性が向上しやすい。また、微細な潜像のトナードット再現性にも優れることから、初期および連続印字後に粒状性に優れた高画質な画像が得られやすくなる。
1-3. Toner particles [particle size of toner particles]
The volume-based median diameter of the toner particles according to the present embodiment is preferably 3.0 μm or more and 5.0 μm or less, and preferably 3.5 μm or more and 4.5 μm or less. It is preferable that the median diameter based on the volume of the toner is 3.0 μm or more from the viewpoints of charge rising property, cleaning property, and toner bottle discharge property. When the median diameter based on the volume of the toner is 5.0 μm or less, the low temperature fixability is likely to be improved. In addition, since the toner dot reproducibility of a fine latent image is also excellent, it becomes easy to obtain a high-quality image having excellent graininess at the initial stage and after continuous printing.
なお、体積基準のメジアン径は、製造時において使用する凝集剤の濃度や有機溶媒の添加量、融着時間、結着樹脂の組成などによって制御することができる。 The volume-based median diameter can be controlled by the concentration of the flocculant used at the time of production, the amount of the organic solvent added, the fusion time, the composition of the binder resin, and the like.
体積基準のメジアン径は、マルチサイザー3(ベックマン・コールター社製)に、データ処理用ソフトSoftware V3.51を搭載したコンピューターシステムを接続した測定装置を用いて測定することができる。具体的には、試料(トナー粒子)0.02gを、20mLの界面活性剤溶液(トナー粒子の分散を目的として、例えば界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で10倍希釈した界面活性剤溶液)に添加してなじませた後、1分間の超音波分散処理を行い、トナー粒子の分散液を調製する。このトナー粒子の分散液を、サンプルスタンド内のISOTONII(ベックマン・コールター社製)の入ったビーカーに、測定装置の表示濃度が8%になるまでピペットにて注入する。この濃度にすることにより、再現性のある測定値を得ることができる。そして、測定装置において、測定粒子カウント数を25000個、アパーチャー径を100μmにし、測定範囲である2~60μmの範囲を256分割して頻度値を算出し、体積積算分率の大きい方から50%の粒子径を体積基準のメジアン径として求める。 The volume-based median diameter can be measured using a measuring device in which a computer system equipped with data processing software Software V3.51 is connected to Multisizer 3 (manufactured by Beckman Coulter). Specifically, 0.02 g of a sample (toner particles) is diluted 10-fold with pure water, for example, a neutral detergent containing a surfactant component for the purpose of dispersing 20 mL of a surfactant solution (surfactant particles). After adding to the agent solution) and allowing it to blend in, ultrasonic dispersion treatment is performed for 1 minute to prepare a dispersion of toner particles. The dispersion of toner particles is pipetted into a beaker containing ISOTONII (manufactured by Beckman Coulter) in a sample stand until the indicated concentration of the measuring device reaches 8%. By setting this concentration, a reproducible measured value can be obtained. Then, in the measuring device, the number of measured particles is 25,000, the aperture diameter is 100 μm, the measurement range of 2 to 60 μm is divided into 256, and the frequency value is calculated. The particle size of is calculated as the volume-based median size.
[トナー粒子の製造方法]
トナー粒子を製造する方法は、トナー母体粒子を製造する工程(以下、「トナー母体粒子製造工程」ともいう)と、当該トナー母体粒子の表面に外添剤を添加する工程(以下、「外添剤添加工程」ともいう)とを含む。トナー母体粒子を製造する方法に限定はなく、混練粉砕法、懸濁重合法、乳化凝集法、溶解懸濁法、ポリエステル伸長法、分散重合法など公知の方法が挙げられる。
[Manufacturing method of toner particles]
The methods for producing toner particles are a step of producing toner matrix particles (hereinafter, also referred to as “toner matrix particle manufacturing step”) and a step of adding an external additive to the surface of the toner matrix particles (hereinafter, “external addition”). Also referred to as "agent addition step"). The method for producing the toner matrix particles is not limited, and examples thereof include known methods such as a kneading and pulverizing method, a suspension polymerization method, an emulsion aggregation method, a dissolution suspension method, a polyester elongation method, and a dispersion polymerization method.
また、外添剤添加工程は、乾燥工程の前に行うこともできるが、乾燥工程を経たトナー母体粒子に対して行うことが好ましい。外添剤の添加は、例えば、タービュラーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー、V型混合機などの公知の種々の混合装置を使用して、トナー母体粒子と外添剤とを混合することにより行うことができる。 Further, the external additive addition step can be performed before the drying step, but it is preferably performed on the toner matrix particles that have undergone the drying step. The addition of the external additive is performed by mixing the toner matrix particles and the external additive using various known mixing devices such as a Turbuler mixer, a Henschel mixer, a Nauter mixer, and a V-type mixer. be able to.
以上のように製造されたトナー粒子は、例えば磁性体を含有させて一成分磁性トナーとして使用する場合、いわゆるキャリアと混合して二成分現像剤としてのトナーとして使用する場合、非磁性トナーを単独で使用する場合などが考えられるが、二成分現像剤として使用することが好ましい。 When the toner particles produced as described above are used as a one-component magnetic toner by containing a magnetic substance, or when mixed with a so-called carrier and used as a toner as a two-component developer, the non-magnetic toner is used alone. However, it is preferable to use it as a two-component developer.
2.静電荷像現像用二成分現像剤
本実施形態に係る静電荷像現像用二成分現像剤は、静電荷像現像用トナーと、キャリア粒子とを含有する。
2. 2. Two-component developer for static charge image development The two-component developer for static charge image development according to the present embodiment contains a toner for static charge image development and carrier particles.
2-1.静電荷像現像用トナー
本発明に係るトナーは、上述した本発明の静電荷像現像用トナーである。すなわち、少なくとも結着樹脂を含むトナー母体粒子と、特定粒子径の少なくとも2種のチタン酸ストロンチウム微粒子および酸化チタン微粒子を含む外添剤とを含有するトナーである。
2-1. Toner for developing an electrostatic charge image The toner according to the present invention is the above-mentioned toner for developing an electrostatic charge image of the present invention. That is, it is a toner containing at least toner matrix particles containing a binder resin and an external additive containing at least two types of strontium titanate fine particles and titanium oxide fine particles having a specific particle size.
2-2.キャリア粒子
本発明に係るキャリア粒子は、芯材粒子と、前記芯材粒子の表面を被覆する被覆用樹脂とを含むものである。芯材粒子表面を被覆用樹脂で被覆されてなるものが、連続印字における画像濃度安定性が高いため好ましい。被覆とはキャリア粒子を被覆用樹脂が一部被覆している状態も含む。
2-2. Carrier particles The carrier particles according to the present invention include core material particles and a coating resin that covers the surface of the core material particles. It is preferable that the surface of the core material particles is coated with a coating resin because the image density stability in continuous printing is high. The coating includes a state in which the carrier particles are partially covered with a coating resin.
キャリア粒子表面における芯材粒子の露出面積比率(以下、単に露出面積比率ともいう)は、芯材粒子の表面積に対して、10.0%以上18.0%以下であることが好ましい。露出面積比率が10.0%以上であると、キャリア粒子の抵抗値が高くなりすぎず、初期および連続印字後で高画質な画像を出力することができる。露出面積比率が18.0%以下であると、キャリア粒子の静電潜像担持体(電子写真感光体)への付着を抑制でき、連続印字における画質の劣化が抑制される。 The exposed area ratio of the core material particles on the surface of the carrier particles (hereinafter, also simply referred to as the exposed area ratio) is preferably 10.0% or more and 18.0% or less with respect to the surface area of the core material particles. When the exposed area ratio is 10.0% or more, the resistance value of the carrier particles does not become too high, and a high-quality image can be output at the initial stage and after continuous printing. When the exposed area ratio is 18.0% or less, it is possible to suppress the adhesion of carrier particles to the electrostatic latent image carrier (electrophotographic photosensitive member), and the deterioration of image quality in continuous printing is suppressed.
キャリア粒子表面における芯材粒子の露出部の測定は、XPS測定(X線光電子分光測定)により芯材粒子に対する被覆層の被覆率を下記の方法で測定し求められる。XPS測定装置としては、サーモフィッシャーサイエンティフィック製、K-Alphaを使用し、測定は、X線源としてAlモノクロマチックX線を用い、加速電圧を7kV、エミッション電流を6mVに設定して実施し、被覆層を構成する主たる元素(通常は炭素)と、芯材粒子を構成する主たる元素(通常は鉄)とについて測定する。 The exposed portion of the core material particle on the surface of the carrier particle is measured by measuring the coverage of the coating layer on the core material particle by XPS measurement (X-ray photoelectron spectroscopy measurement) by the following method. K-Alpha manufactured by Thermo Fisher Scientific is used as the XPS measuring device, and Al monochromatic X-rays are used as the X-ray source, and the acceleration voltage is set to 7 kV and the emission current is set to 6 mV. , The main element (usually carbon) constituting the coating layer and the main element (usually iron) constituting the core material particles are measured.
以下、芯材粒子が、酸化鉄系である場合を前提に説明する。ここで、炭素についてはC1sスペクトルを、鉄についてはFe2p3/2スペクトルを、酸素についてはO1sスペクトルを測定する。これらの各々の元素のスペクトルに基づいて、炭素、酸素、および鉄の元素個数(それぞれ、「AC」、「AO」、および「AFe」と表す)を求めて、得られた炭素、酸素、鉄の元素個数比率より下記式に基づいて、芯材粒子単体、および、芯材粒子を被覆層で被覆した後(キャリア)の鉄量率を求め、続いて、下記式により被覆率を求める。 Hereinafter, the case where the core material particles are iron oxide-based will be described. Here, the C1s spectrum is measured for carbon, the Fe2p3 / 2 spectrum is measured for iron, and the O1s spectrum is measured for oxygen. Based on the spectrum of each of these elements, the number of elements of carbon, oxygen, and iron (represented as "AC", "AO", and "AFe", respectively) was determined, and the obtained carbon, oxygen, and iron were obtained. Based on the following formula, the iron content ratio of the core material particles alone and the core material particles after being coated with the coating layer (carrier) is obtained from the element number ratio of, and then the coating ratio is obtained by the following formula.
芯材粒子の露出面積比率(%)=100-被覆率(%)となる。 The exposed area ratio (%) of the core material particles = 100-covering ratio (%).
なお、芯材粒子として、酸化鉄系以外の材料を用いる場合には、酸素の他に芯材粒子を構成する金属元素のスペクトルを測定し、上述の式に準じて同様の計算を行えば被覆率が求められる。 When a material other than iron oxide is used as the core material particles, the spectra of the metal elements constituting the core material particles are measured in addition to oxygen, and the same calculation is performed according to the above formula to cover the core material particles. The rate is required.
キャリア粒子の体積平均粒径に特に限定はないが、好ましくは15.0μm以上28.0μm以下であり、より好ましくは20.0μm以上25.0μm以下である。なお、キャリア粒子の体積平均粒径は、次の方法で測定することができる。 The volume average particle size of the carrier particles is not particularly limited, but is preferably 15.0 μm or more and 28.0 μm or less, and more preferably 20.0 μm or more and 25.0 μm or less. The volume average particle size of the carrier particles can be measured by the following method.
キャリア粒子の体積平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置「HEROS KA」(日本レーザー株式会社製)を用いて、湿式法にて測定することができる。具体的には、まず、焦点位置200mmの光学系を選択し、測定時間を5秒に設定する。そして、測定用の磁性体粒子を0.2質量%ドデシル硫酸ナトリウム水溶液に加え、超音波洗浄機「US-1」(asone社製)を用いて3分間分散させて測定用試料分散液を作製し、これを「HEROS KA」に数滴供給し、試料濃度ゲージが測定可能領域に達した時点で測定を開始する。得られた粒度分布を粒度範囲(チャンネル)に対して、小径側から累積分布を作成し、累積50%となる粒径を体積平均粒径(D50)とした。 The volume average particle size of the carrier particles can be measured by a wet method using a laser diffraction type particle size distribution measuring device "HEROS KA" (manufactured by Nippon Laser Co., Ltd.). Specifically, first, an optical system having a focal position of 200 mm is selected, and the measurement time is set to 5 seconds. Then, the magnetic particles for measurement are added to a 0.2 mass% sodium dodecyl sulfate aqueous solution and dispersed for 3 minutes using an ultrasonic cleaner "US-1" (manufactured by asone) to prepare a sample dispersion for measurement. Then, a few drops of this are supplied to "HEROS KA", and the measurement is started when the sample concentration gauge reaches the measurable range. A cumulative distribution was created from the small diameter side of the obtained particle size distribution with respect to the particle size range (channel), and the particle size with a cumulative total of 50% was defined as the volume average particle size (D50).
以下、キャリア粒子を構成する芯材粒子および被覆用樹脂について説明する。 Hereinafter, the core material particles and the coating resin constituting the carrier particles will be described.
[芯材粒子]
芯材粒子としては、鉄、銅、ニッケル、コバルトなどの磁性金属、フェライトなどの磁性金属酸化物などが挙げられる。中でも、耐久性の観点から、芯材粒子がフェライトであることが好ましい。
[Core particle]
Examples of the core material particles include magnetic metals such as iron, copper, nickel and cobalt, and magnetic metal oxides such as ferrite. Above all, from the viewpoint of durability, it is preferable that the core material particles are ferrite.
フェライトは、一般式:(MO)x(Fe2O3)yで表される化合物であり、フェライトを構成するFe2O3のモル比yを30~95モル%とすることが好ましい。モル比yがかような範囲であるフェライトは、所望の磁化を得やすいので、キャリア粒子同士の付着が起こりにくいキャリア粒子を作製できるなどのメリットを有する。一般式中のMとしては、例えば、マンガン(Mn)、マグネシウム(Mg)、ストロンチウム(Sr)、カルシウム(Ca)、チタン(Ti)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、ニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)、ケイ素(Si)、ジルコニウム(Zr)、ビスマス(Bi)、コバルト(Co)、リチウム(Li)などの金属が採用されうる。これら金属原子は、単独でもまたは2種以上組み合わせても用いることができる。中でも、残留磁化が低く好適な磁気特性が得られるという観点から、マンガン、マグネシウム、ストロンチウム、リチウム、銅、亜鉛が好ましく、マンガン、マグネシウムがより好ましい。すなわち、本発明に係る芯材粒子は、マンガンおよびマグネシウムの少なくとも一方を含むフェライト粒子であることが好ましい。より好ましくは、本発明に係る芯材粒子は、マンガンおよびマグネシウムの双方を含むフェライト粒子である。この場合、キャリア芯材の平均磁化を所望の範囲に制御しやすいことから、MnOの含有比率をフェライトに対して、20~40モル%とすることが好ましく、また、MgOの含有比率を7~30モル%とすることが好ましい。 Ferrite is a compound represented by the general formula: (MO) x (Fe 2 O 3 ) y , and the molar ratio y of Fe 2 O 3 constituting the ferrite is preferably 30 to 95 mol%. Since ferrite having a molar ratio y in such a range is easy to obtain desired magnetization, it has an advantage that carrier particles in which carrier particles are less likely to adhere to each other can be produced. Examples of M in the general formula include manganese (Mn), magnesium (Mg), strontium (Sr), calcium (Ca), titanium (Ti), copper (Cu), zinc (Zn), nickel (Ni), and the like. Metals such as aluminum (Al), silicon (Si), zirconium (Zr), bismuth (Bi), cobalt (Co), lithium (Li) can be adopted. These metal atoms can be used alone or in combination of two or more. Of these, manganese, magnesium, strontium, lithium, copper, and zinc are preferable, and manganese and magnesium are more preferable, from the viewpoint of low residual magnetization and suitable magnetic properties. That is, the core material particles according to the present invention are preferably ferrite particles containing at least one of manganese and magnesium. More preferably, the core material particles according to the present invention are ferrite particles containing both manganese and magnesium. In this case, since it is easy to control the average magnetization of the carrier core material within a desired range, the MnO content ratio is preferably 20 to 40 mol% with respect to the ferrite, and the MgO content ratio is 7 to 7 to. It is preferably 30 mol%.
芯材粒子は市販品を用いてもよいし、合成品を用いてもよい。 Commercially available products or synthetic products may be used as the core material particles.
[被覆用樹脂]
被覆用樹脂に含まれる構成単位としては、脂環式(メタ)アクリル酸エステル由来の構成単位を含むことが好ましい。脂環式(メタ)アクリル酸エステル化合物由来の構成単位を含むことにより、樹脂の疎水性が高まり、キャリア粒子の水分吸着量が低減され、帯電性の環境差が低減され、特に高温高湿環境下における帯電量の低下が抑制される。また、脂環式(メタ)アクリル酸エステル化合物由来の構成単位を含む樹脂は、適度な機械的強度を有し、被覆材として適度に摩耗されることにより、キャリア粒子表面がリフレッシュされるという利点も有する。
[Coating resin]
As the structural unit contained in the coating resin, it is preferable to include a structural unit derived from an alicyclic (meth) acrylic acid ester. By including a structural unit derived from an alicyclic (meth) acrylic acid ester compound, the hydrophobicity of the resin is increased, the amount of water adsorbed on the carrier particles is reduced, and the difference in chargeability is reduced, especially in a high temperature and high humidity environment. The decrease in the amount of charge underneath is suppressed. Further, the resin containing a structural unit derived from an alicyclic (meth) acrylic acid ester compound has an advantage that it has an appropriate mechanical strength and the surface of carrier particles is refreshed by being appropriately worn as a coating material. Also have.
脂環式(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸シクロプロピル、(メタ)アクリル酸シクロブチル、(メタ)アクリル酸シクロペンチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘプチル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸シクロドデシル、(メタ)アクリル酸メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸トリメチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸t-ブチルシクロヘキシル、アダマンチル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。中でも、上記効果がより得られやすいことから、脂環式(メタ)アクリル酸エステルとしては、炭素原子数3~8個のシクロアルキル環を有する(メタ)アクリル酸エステルが好ましく、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロペンチルであることがより好ましく、機械的強度および帯電量の環境安定性の観点から、メタクリル酸シクロヘキシルがさらに好ましい。脂環式(メタ)アクリル酸エステルは、単独でもまたは2種以上組み合わせても使用することができる。 Examples of the alicyclic (meth) acrylic acid ester include (meth) cyclopropyl acrylate, (meth) cyclobutyl acrylate, (meth) cyclopentyl acrylate, (meth) cyclohexyl acrylate, (meth) cycloheptyl acrylate, (meth). Dicyclopentanyl acrylate, cyclododecyl (meth) acrylate, methylcyclohexyl (meth) acrylate, trimethylcyclohexyl (meth) acrylate, t-butylcyclohexyl (meth) acrylate, adamantyl (meth) acrylate, etc. Can be mentioned. Among them, the alicyclic (meth) acrylic acid ester is preferably a (meth) acrylic acid ester having a cycloalkyl ring having 3 to 8 carbon atoms because the above effect can be more easily obtained. Cyclopentyl acid and cyclopentyl (meth) acrylate are more preferable, and cyclohexyl methacrylate is further preferable from the viewpoint of mechanical strength and environmental stability of the amount of charge. The alicyclic (meth) acrylic acid ester can be used alone or in combination of two or more.
重合成分としては、脂環式(メタ)アクリル酸エステルの他、脂環式(メタ)アクリル酸エステルと共重合可能な他の単量体を用いてもよい。他の単量体の例としては、スチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、α-メチルスチレン、p-クロロスチレン、3,4-ジクロロスチレン、p-フェニルスチレン、p-エチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、p-tert-ブチルスチレン、pn-ヘキシルスチレン、p-n-オクチルスチレン、p-n-ノニルスチレン、p-n-デシルスチレン、p-n-ドデシルスチレン等のスチレン化合物;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t-ブチル、メタクリル酸n-オクチル、メタクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸イソボルニル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル等のメタクリル酸エステル化合物;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸t-ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n-オクチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル等のアクリル酸エステル化合物;エチレン、プロピレン、イソブチレン等のオレフィン化合物;塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等のハロゲン化ビニル化合物;プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等のビニルエステル化合物;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等のビニルエーテル化合物;ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルヘキシルケトン等のビニルケトン化合物;N-ビニルカルバゾール、N-ビニルインドール、N-ビニルピロリドン等のN-ビニル化合物;ビニルナフタレン、ビニルピリジン等のビニル化合物;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸またはメタクリル酸誘導体が挙げられる。これら他の単量体は、単独でもまたは2種以上組み合わせても使用することができる。中でも、機械的強度および帯電量の環境安定性等の観点から、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、および(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシルなどの鎖式(メタ)アクリル酸エステルまたはスチレンを用いることが好ましく、鎖式(メタ)アクリル酸エステルを用いることがより好ましい。鎖式(メタ)アクリル酸エステルのアルキル基の炭素数は1~8であることが好ましい。脂環式(メタ)アクリル酸エステルと、鎖式(メタ)アクリル酸エステルとの共重合体は、キャリア表面がリフレッシュされやすく、かつ現像機内でのストレス耐性に優れるため好ましい。 As the polymerization component, in addition to the alicyclic (meth) acrylic acid ester, another monomer copolymerizable with the alicyclic (meth) acrylic acid ester may be used. Examples of other monomers include styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, p-chlorostyrene, 3,4-dichlorostyrene, p-phenylstyrene, p. -Ethylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, p-tert-butylstyrene, pn-hexylstyrene, pn-octylstyrene, pn-nonylstyrene, pn-decylstyrene, pn-dodecylstyrene Styrene compounds such as: methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isopropyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate, n-octyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, stearyl methacrylate, methacrylic Methacrylate compounds such as lauryl acid, phenyl methacrylate, benzyl methacrylate, isobornyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate; methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, Acrylic acid ester compounds such as t-butyl acrylate, isobutyl acrylate, n-octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, stearyl acrylate, lauryl acrylate, phenyl acrylate, benzyl acrylate; ethylene, propylene, isobutylene, etc. Olefin compounds; vinyl halide compounds such as vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl bromide, vinyl fluoride, vinylidene fluoride; vinyl ester compounds such as vinyl propionate, vinyl acetate, vinyl benzoate; vinyl methyl ether, vinyl ethyl Vinyl ether compounds such as ether; Vinyl ketone compounds such as vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone and vinyl hexyl ketone; N-vinyl compounds such as N-vinylcarbazole, N-vinylindole and N-vinylpyrrolidone; Vinyl compounds; examples include acrylic acid or methacrylic acid derivatives such as acrylonitrile, methacrylonitrile, and acrylamide. These other monomers can be used alone or in combination of two or more. Among them, from the viewpoint of mechanical strength and environmental stability of the amount of charge, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, (meth). It is preferable to use a chain (meth) acrylic acid ester such as hexyl acrylate, octyl (meth) acrylate, and 2-ethylhexyl (meth) acrylate, or a chain (meth) acrylic acid ester. More preferred. The alkyl group of the chain (meth) acrylic acid ester preferably has 1 to 8 carbon atoms. A copolymer of an alicyclic (meth) acrylic acid ester and a chain type (meth) acrylic acid ester is preferable because the carrier surface is easily refreshed and the stress resistance in the developing machine is excellent.
この際、脂環式(メタ)アクリル酸エステルと、鎖式(メタ)アクリル酸エステルとの含有質量比は特に限定されるものではないが、脂環式(メタ)アクリル酸エステル:鎖式(メタ)アクリル酸エステル=10:90~90:10(質量比)であることが好ましく、30:70~70:30であることがより好ましい。 At this time, the content mass ratio between the alicyclic (meth) acrylic acid ester and the chain type (meth) acrylic acid ester is not particularly limited, but the alicyclic (meth) acrylic acid ester: chain type ( Meta) Acrylic acid ester = 10:90 to 90:10 (mass ratio) is preferable, and 30:70 to 70:30 is more preferable.
被覆用樹脂の製造方法に特に限定はなく、従来公知の重合法を適宜利用することができる。例えば、粉砕法、乳化分散法、懸濁重合法、溶液重合法、分散重合法、乳化重合法、乳化重合凝集法、その他の公知の方法等が挙げられる。特に、粒子径の制御の観点から、乳化重合法で合成することが好ましい。 The method for producing the coating resin is not particularly limited, and a conventionally known polymerization method can be appropriately used. For example, a pulverization method, an emulsion dispersion method, a suspension polymerization method, a solution polymerization method, a dispersion polymerization method, an emulsion polymerization method, an emulsion polymerization aggregation method, and other known methods can be mentioned. In particular, from the viewpoint of controlling the particle size, it is preferable to synthesize by an emulsion polymerization method.
かかる乳化重合法で用いる上記単量体以外の重合開始剤、界面活性剤、さらに必要に応じて用いる連鎖移動剤等や、重合温度等の重合条件に関しては、特に限定はなく、従来公知の重合開始剤、界面活性剤、連鎖移動剤等を用いることができ、重合温度等の重合条件も従来公知の重合条件を適宜利用して調整することができる。 The polymerization initiators and surfactants other than the above-mentioned monomers used in the emulsion polymerization method, the chain transfer agent used as necessary, and the polymerization conditions such as the polymerization temperature are not particularly limited, and are conventionally known polymerization. An initiator, a surfactant, a chain transfer agent, or the like can be used, and the polymerization conditions such as the polymerization temperature can be adjusted by appropriately using conventionally known polymerization conditions.
被覆用樹脂(上記単量体を重合した重合体)の重量平均分子量は、特に限定はないが、好ましくは20万~80万、より好ましくは30万~70万の範囲である。被覆用樹脂の重量平均分子量が20万以上であれば、芯材粒子の表面に被覆用樹脂から形成される樹脂被覆層の減耗が促進され過ぎることもなく、キャリア粒子の付着を引き起こし難い点で優れている。被覆用樹脂の重量平均分子量が80万以下であれば、トナー粒子からキャリア粒子表面への外添剤の移行による帯電量低下を引き起こすことなく、良好な帯電量を長期間保持することができる。 The weight average molecular weight of the coating resin (polymer obtained by polymerizing the above-mentioned monomer) is not particularly limited, but is preferably in the range of 200,000 to 800,000, more preferably 300,000 to 700,000. When the weight average molecular weight of the coating resin is 200,000 or more, the wear of the resin coating layer formed from the coating resin on the surface of the core material particles is not excessively promoted, and the carrier particles are unlikely to adhere. Are better. When the weight average molecular weight of the coating resin is 800,000 or less, a good charge amount can be maintained for a long period of time without causing a decrease in the charge amount due to the transfer of the external additive from the toner particles to the surface of the carrier particles.
被覆用樹脂の重量平均分子量は、上述したゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により上述した方法で測定した値である。 The weight average molecular weight of the coating resin is a value measured by the above-mentioned method by gel permeation chromatography (GPC) described above.
[キャリア粒子の製造方法]
芯材粒子の表面を被覆用樹脂で被覆する方法としては、公知の湿式塗布法や乾式塗布法が挙げられ、いずれの方法でも樹脂被覆層を設けることができる。また、溶剤を用いず、環境負荷が小さいこと、また芯材粒子表面に均一に被覆用樹脂を被覆できるという観点から、上記した乾式塗布法で行うことが好ましい。
[Manufacturing method of carrier particles]
Examples of the method of coating the surface of the core material particles with the coating resin include known wet coating methods and dry coating methods, and any of these methods can provide the resin coating layer. Further, from the viewpoint that no solvent is used, the environmental load is small, and the surface of the core material particles can be uniformly coated with the coating resin, the above-mentioned dry coating method is preferable.
キャリア粒子の芯材露出面積は、乾式塗布法においては、加熱時の撹拌時間によって制御することができる。樹脂粒子を芯材粒子に付着させ、加熱下で攪拌混合することにより
脂を延展し成膜していくが、時間を長くすることにより延展が進み樹脂が薄膜化するため、露出面積が増加する方向となる。キャリア粒子表面における芯材粒子の露出面積を10%以上18%以下とするためには、加熱時の撹拌時間を30~70分とすることが好ましく、40~60分とすることがより好ましい。
In the dry coating method, the exposed area of the core material of the carrier particles can be controlled by the stirring time during heating. The resin particles are attached to the core material particles, and the fat is spread and formed by stirring and mixing under heating. However, as the time is lengthened, the spreading progresses and the resin becomes thinner, so the exposed area increases. It becomes the direction. In order to make the exposed area of the core material particles on the surface of the carrier particles 10% or more and 18% or less, the stirring time during heating is preferably 30 to 70 minutes, more preferably 40 to 60 minutes.
被覆用樹脂と、芯材粒子との混合比は、特に限定されるものではないが、芯材粒子100質量部に対して、1~10質量部であることが好ましく、2~6質量部であることがより好ましい。 The mixing ratio of the coating resin and the core material particles is not particularly limited, but is preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the core material particles, and is preferably 2 to 6 parts by mass. It is more preferable to have.
キャリア表面における芯材粒子の露出面積比率は、例えば、樹脂添加後の加熱下での混合時間、芯材粒子に対する被覆樹脂添加量などを制御することによって制御することができる。樹脂添加後の加熱下での混合時間を長くすれば露出面積比率は大きくなる傾向にあり、また、樹脂添加量が多くなれば、露出面積比率は小さくなる傾向にある。 The exposed area ratio of the core material particles on the carrier surface can be controlled, for example, by controlling the mixing time under heating after the resin addition, the amount of the coating resin added to the core material particles, and the like. If the mixing time under heating after adding the resin is lengthened, the exposed area ratio tends to increase, and if the amount of resin added increases, the exposed area ratio tends to decrease.
2-3.静電荷像現像用二成分現像剤の製造方法
二成分現像剤は、通常、キャリア粒子とトナー粒子とから構成されるものである。キャリア粒子およびトナー粒子の合計質量に対するトナー粒子の比率に特に限定はないが、通常、8.0質量%以上10.0質量%以下である。トナー粒子の比率がこの範囲内であると、トナーの帯電量が適切となり、初期および連続印字後の画質がより良好となる。
2-3. Method for Producing a Two-Component Developer for Electrostatic Image Development A two-component developer is usually composed of carrier particles and toner particles. The ratio of the toner particles to the total mass of the carrier particles and the toner particles is not particularly limited, but is usually 8.0% by mass or more and 10.0% by mass or less. When the ratio of the toner particles is within this range, the amount of charge of the toner becomes appropriate, and the image quality at the initial stage and after continuous printing becomes better.
二成分現像剤は、キャリア粒子とトナー粒子とを、混合装置を用いて混合することで製造することができる。混合装置としては、例えばヘンシェルミキサー、ナウターミキサー、V型混合機を挙げることができる。 The two-component developer can be produced by mixing carrier particles and toner particles using a mixing device. Examples of the mixing device include a Henschel mixer, a Nauter mixer, and a V-type mixer.
以下、本発明を実施例および比較例を用いてさらに具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
1.非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液の調製
[非晶性ポリエステル樹脂の作製]
ビスフェノールAエチレンオキサイド2.2モル付加物 :40モル部
ビスフェノールAプロピレンオキサイド2.2モル付加物:60モル部
テレフタル酸ジメチル :60モル部
フマル酸ジメチル :15モル部
ドデセニルコハク酸無水物 :20モル部
トリメリット酸無水物 : 5モル部
撹拌器、温度計、コンデンサー及び窒素ガス導入管を備えた反応容器に、上記モノマーのうちフマル酸ジメチルおよびトリメリット酸無水物以外のモノマーと、ジオクチル酸スズを上記モノマーの合計100質量部に対して0.25質量部投入した。窒素ガス気流下、235℃で6時間反応させた後、200℃に降温して、フマル酸ジメチルおよびトリメリット酸無水物を加え、1時間反応させた。温度を220℃まで5時間かけて昇温し、10kPaの圧力下で重合し、淡黄色透明な非晶性ポリエステル樹脂を得た。
1. 1. Preparation of Amorphous Polyester Resin Particle Dispersion [Preparation of Amorphous Polyester Resin]
Bisphenol A ethylene oxide 2.2 mol Addendum: 40 mol parts Bisphenol A propylene oxide 2.2 mol Addendum: 60 mol part Dimethyl terephthalate: 60 mol part Dimethyl fumarate: 15 mol part Dodecenyl succinic anhydride: 20 mol part Trimellitic acid anhydride: 5 mol parts In a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, condenser and nitrogen gas introduction tube, the above monomers other than dimethyl fumarate and trimellitic acid anhydride and tin dioctylate are placed. 0.25 parts by mass was added to a total of 100 parts by mass of the above monomers. After reacting at 235 ° C. for 6 hours under a nitrogen gas stream, the temperature was lowered to 200 ° C., dimethyl fumarate and trimellitic acid anhydride were added, and the reaction was carried out for 1 hour. The temperature was raised to 220 ° C. over 5 hours and polymerized under a pressure of 10 kPa to obtain a pale yellow transparent amorphous polyester resin.
非晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量は35,000、数平均分子量は8,000、ガラス転移温度(Tg)は56℃であった。 The amorphous polyester resin had a weight average molecular weight of 35,000, a number average molecular weight of 8,000, and a glass transition temperature (Tg) of 56 ° C.
[非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液の調製]
上記で得られた非晶性ポリエステル樹脂200質量部と、メチルエチルケトン100質量部と、イソプロピルアルコール35質量部と、10質量%アンモニア水溶液7.0質量部とをセパラブルフラスコに入れ、十分に混合、溶解した。次に、40℃で加熱攪拌しながら、イオン交換水を送液ポンプを用いて送液速度8g/分で滴下し、送液量が580質量部になったところで滴下を止めた。その後、減圧下で溶剤除去を行い、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を得た。上記分散液にイオン交換水を加えて固形分量が25質量%となるように調整し、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を調製した。
[Preparation of amorphous polyester resin particle dispersion]
200 parts by mass of the amorphous polyester resin obtained above, 100 parts by mass of methyl ethyl ketone, 35 parts by mass of isopropyl alcohol, and 7.0 parts by mass of a 10 mass% aqueous ammonia solution were placed in a separable flask and mixed sufficiently. Dissolved. Next, ion-exchanged water was dropped at a liquid feeding rate of 8 g / min using a liquid feeding pump while heating and stirring at 40 ° C., and the dropping was stopped when the liquid feeding amount reached 580 parts by mass. Then, the solvent was removed under reduced pressure to obtain an amorphous polyester resin particle dispersion. Ion-exchanged water was added to the above dispersion to adjust the solid content to 25% by mass to prepare an amorphous polyester resin particle dispersion.
2.非晶性ビニル樹脂粒子分散液の調製
撹拌装置、温度センサー、冷却管および窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、アニオン性界面活性剤(ダウファックス、ダウ・ケミカル社製)5.0質量部と、イオン交換水2500質量部とを仕込み、窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、内温を75℃に昇温させた。次いで、過硫酸カリウム(KPS)18.0質量部をイオン交換水342質量部に溶解させた溶液を添加し、液温を75℃とした。さらに、スチレン(St)903.0質量部、n-ブチルアクリレート(BA)282.0質量部及びアクリル酸(AA)12.0質量部、1,10-デカンジオールジアクリレート3.0質量部およびドデカンチオール8.1質量部からなる単量体混合液を2時間かけて滴下した。滴下終了後、75℃において2時間にわたって加熱、撹拌することによって重合させ、非晶性ビニル樹脂分散液を得た。上記分散液にイオン交換水を加えて固形分量が25質量%となるように調整し、非晶性ビニル樹脂粒子の分散液を調製した。この分散液中の非晶性ビニル樹脂粒子の体積基準のメジアン径(D50)をマイクロトラックUPA-150(日機装株式会社製)にて測定したところ、160nmであった。
2. 2. Preparation of amorphous vinyl resin particle dispersion liquid Anionic surfactant (Dowfax, manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.) 5.0 mass in a 5 L reaction vessel equipped with a stirrer, a temperature sensor, a cooling tube and a nitrogen introduction device. A portion and 2500 parts by mass of ion-exchanged water were charged, and the internal temperature was raised to 75 ° C. while stirring at a stirring speed of 230 rpm under a nitrogen stream. Next, a solution prepared by dissolving 18.0 parts by mass of potassium persulfate (KPS) in 342 parts by mass of ion-exchanged water was added, and the liquid temperature was adjusted to 75 ° C. Further, 903.0 parts by mass of styrene (St), 282.0 parts by mass of n-butyl acrylate (BA) and 12.0 parts by mass of acrylic acid (AA), 3.0 parts by mass of 1,10-decanediol diacrylate and A monomer mixed solution consisting of 8.1 parts by mass of dodecanethiol was added dropwise over 2 hours. After completion of the dropping, the mixture was polymerized by heating and stirring at 75 ° C. for 2 hours to obtain an amorphous vinyl resin dispersion. Ion-exchanged water was added to the above dispersion to adjust the solid content to 25% by mass to prepare a dispersion of amorphous vinyl resin particles. The volume-based median diameter (D50) of the amorphous vinyl resin particles in this dispersion was measured with Microtrac UPA-150 (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) and found to be 160 nm.
非晶性ビニル樹脂は、ガラス転移温度(Tg)が52℃、重量平均分子量(Mw)が38,000、数平均分子量(Mn)が15,000であった。 The amorphous vinyl resin had a glass transition temperature (Tg) of 52 ° C., a weight average molecular weight (Mw) of 38,000, and a number average molecular weight (Mn) of 15,000.
3.結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液の調製
[結晶性ポリエステル樹脂の作製]
ドデカン二酸 :50モル部
1,6-ヘキサンジオール :50モル部
撹拌器、温度計、コンデンサーおよび窒素ガス導入管を備えた反応容器に上記モノマーを入れ、反応容器中を乾燥窒素ガスで置換した。次いで、チタンテトラブトキサイド(Ti(O-n-Bu)4)を上記モノマーの合計100質量部に対して0.25質量部投入した。窒素ガス気流下、170℃で3時間撹拌し反応させた後、温度をさらに210℃まで1時間かけて昇温し、反応容器内を3kPaまで減圧し、減圧下で13時間撹拌し反応させて、結晶性ポリエステル樹脂を得た。
3. 3. Preparation of Crystalline Polyester Resin Particle Dispersion [Preparation of Crystalline Polyester Resin]
Dodecane diic acid: 50 mol parts 1,6-hexanediol: 50 mol parts The above monomer was placed in a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, condenser and nitrogen gas introduction tube, and the inside of the reaction vessel was replaced with dry nitrogen gas. .. Next, 0.25 parts by mass of titanium tetrabutoxide (Ti (On-Bu) 4) was added to a total of 100 parts by mass of the above-mentioned monomers. After stirring and reacting at 170 ° C. for 3 hours under a nitrogen gas stream, the temperature was further raised to 210 ° C. over 1 hour, the temperature inside the reaction vessel was reduced to 3 kPa, and the reaction was stirred and reacted under reduced pressure for 13 hours. , A crystalline polyester resin was obtained.
結晶性ポリエステル樹脂は、重量平均分子量が25,000、数平均分子量が8,500、融点が71.8℃であった。 The crystalline polyester resin had a weight average molecular weight of 25,000, a number average molecular weight of 8,500, and a melting point of 71.8 ° C.
[結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液の調製]
上記で得られた結晶性ポリエステル樹脂200質量部と、メチルエチルケトン120質量部と、イソプロピルアルコール30質量部とをセパラブルフラスコに入れ、これを60℃で充分混合、溶解した後、10質量%アンモニア水溶液を8質量部滴下した。加熱温度を67℃に下げ、攪拌しながらイオン交換水送液ポンプを用いて送液速度8g/分で滴下し、送液量が580質量部になったところで、イオン交換水の滴下を止めた。その後、減圧下で溶媒除去を行い、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を得た。上記分散液にイオン交換水を加えて固形分量が25質量%となるように調整し、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を調製した。この分散液中の結晶性ポリエステル樹脂粒子の体積基準のメジアン径(D50)を、マイクロトラックUPA-150(日機装株式会社製)にて測定したところ、198nmであった。
[Preparation of crystalline polyester resin particle dispersion]
200 parts by mass of the crystalline polyester resin obtained above, 120 parts by mass of methyl ethyl ketone, and 30 parts by mass of isopropyl alcohol are placed in a separable flask, which are sufficiently mixed and dissolved at 60 ° C., and then a 10% by mass aqueous ammonia solution is used. Was dropped in an amount of 8 parts by mass. The heating temperature was lowered to 67 ° C., and the mixture was dropped at a liquid feeding rate of 8 g / min using an ion-exchanged water feeding pump while stirring, and when the feeding amount reached 580 parts by mass, the dropping of ion-exchanged water was stopped. .. Then, the solvent was removed under reduced pressure to obtain a crystalline polyester resin particle dispersion. Ion-exchanged water was added to the dispersion to adjust the solid content to 25% by mass to prepare a crystalline polyester resin particle dispersion. The volume-based median diameter (D50) of the crystalline polyester resin particles in this dispersion was measured by Microtrac UPA-150 (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) and found to be 198 nm.
尚、上記樹脂の分子量、ガラス転移温度(Tg)および融点は、以下の方法で測定した。 The molecular weight, glass transition temperature (Tg) and melting point of the resin were measured by the following methods.
(樹脂の重量平均分子量および数平均分子量)
各樹脂のGPCによる分子量(重量平均分子量および数平均分子量)は、以下のようにして測定した。装置「HLC-8120GPC」(東ソー株式会社製)およびカラム「TSKguardcolumn+TSKgelSuperHZ-M3連」(東ソー株式会社製)を用い、カラム温度を40℃に保持しながら、キャリア溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を流速0.2mL/分で流した。測定試料(樹脂)は、濃度1mg/mlになるようにテトラヒドロフランに溶解させた。当該溶液の調製は、超音波分散機を用いて、室温にて5分間処理を行うことにより行った。次いで、ポアサイズ0.2μmのメンブランフィルターで処理して試料溶液を得、この試料溶液10μLを上記のキャリア溶媒と共に装置内に注入し、屈折率検出器(RI検出器)を用いて検出した。単分散のポリスチレン標準粒子を用いて作成された検量線に基づいて、測定試料の分子量分布を算出した。上記検量線測定用のポリスチレンとしては10点用いた。
(Weight average molecular weight and number average molecular weight of resin)
The molecular weight (weight average molecular weight and number average molecular weight) of each resin by GPC was measured as follows. Using the device "HLC-8120GPC" (manufactured by Tosoh Corporation) and the column "TSKguardcolum + TSKgelSuperHZ-M3 series" (manufactured by Tosoh Corporation), the flow rate of tetrahydrofuran (THF) as a carrier solvent was 0 while maintaining the column temperature at 40 ° C. It was flushed at 2 mL / min. The measurement sample (resin) was dissolved in tetrahydrofuran so as to have a concentration of 1 mg / ml. The solution was prepared by treating at room temperature for 5 minutes using an ultrasonic disperser. Next, a sample solution was obtained by treating with a membrane filter having a pore size of 0.2 μm, and 10 μL of this sample solution was injected into the apparatus together with the above carrier solvent and detected using a refractive index detector (RI detector). The molecular weight distribution of the measurement sample was calculated based on the calibration curve prepared using monodisperse polystyrene standard particles. Ten points were used as the polystyrene for the calibration curve measurement.
(ガラス転移温度(Tg)および融点)
樹脂のガラス転移温度(Tg)は、「ダイヤモンドDSC」(パーキンエルマー社製)を用いて測定した。まず、測定試料(樹脂)3.0mgをアルミニウム製パンに封入し、「ダイヤモンドDSC」のサンプルホルダーにセットした。リファレンスは空のアルミニウム製パンを使用した。そして、昇温速度10℃/分で0℃から200℃まで昇温する第1昇温過程、冷却速度10℃/分で200℃から0℃まで冷却する冷却過程、および昇温速度10℃/分で0℃から200℃まで昇温する第2昇温過程をこの順に経る測定条件(昇温・冷却条件)によってDSC曲線を得た。この測定によって得られたDSC曲線に基づいて、その第2昇温過程における第1の吸熱ピークの立ち上がり前のベースラインの延長線と、第1のピークの立ち上がり部分からピーク頂点までの間で最大傾斜を示す接線を引き、その交点をガラス転移温度(Tg)とした。
また、結晶性樹脂の融点は、上記と同様にして得られたDSC曲線に基づいて、その第2昇温過程における結晶性樹脂に由来する吸熱ピーク(半値幅が15℃以内である吸熱ピーク)のピークトップの温度を融点(Tc)とした。
(Glass transition temperature (Tg) and melting point)
The glass transition temperature (Tg) of the resin was measured using "Diamond DSC" (manufactured by PerkinElmer). First, 3.0 mg of the measurement sample (resin) was sealed in an aluminum pan and set in the sample holder of "Diamond DSC". The reference used was an empty aluminum pan. Then, the first heating process of raising the temperature from 0 ° C. to 200 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min, the cooling process of cooling from 200 ° C. to 0 ° C. at a cooling rate of 10 ° C./min, and the heating rate of 10 ° C./min. A DSC curve was obtained under the measurement conditions (heating / cooling conditions) through the second heating process in which the temperature was raised from 0 ° C. to 200 ° C. in minutes. Based on the DSC curve obtained by this measurement, the extension of the baseline before the rise of the first heat absorption peak in the second temperature rise process and the maximum between the rising portion of the first peak and the peak peak. A tangent line indicating the inclination was drawn, and the intersection was defined as the glass transition temperature (Tg).
Further, the melting point of the crystalline resin is an endothermic peak derived from the crystalline resin in the second temperature raising process (heat absorption peak having a half width within 15 ° C.) based on the DSC curve obtained in the same manner as above. The temperature at the top of the peak was defined as the melting point (Tc).
4.離型剤粒子分散液の調製
パラフィン系ワックス(日本精蝋製のHNP0190、融解温度85℃):270質量部
アニオン性界面活性剤(第一工業製薬製のネオゲンRK):13.5質量部(有効成分60%、離型剤に対して3%)
イオン交換水:21.6質量部
上記の材料を混合し、圧力吐出型ホモジナイザー(ゴーリンホモジナイザ、ゴーリン社製)で、内液温度120℃にてパラフィン系ワックスを溶解した後、分散圧力5MPaで120分間、続いて40MPaで360分間分散処理し、冷却して、分散液を得た。イオン交換水を加えて固形分量が20%になるように調整し、これを離型剤粒子分散液(W1)とした。離型剤粒子分散液中の粒子の体積基準のメジアン径(D50)をマイクロトラックUPA-150(日機装株式会社製)にて測定したところ、215nmであった。
4. Preparation of mold release agent particle dispersion Paraffin wax (HNP0190 manufactured by Nippon Seiwa, melting temperature 85 ° C): 270 parts by mass Anionic surfactant (Neogen RK manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.): 13.5 parts by mass ( Active ingredient 60%, 3% for mold release agent)
Ion-exchanged water: 21.6 parts by mass Mix the above materials, dissolve the paraffin wax at an internal liquid temperature of 120 ° C. with a pressure discharge homogenizer (Gorlin homogenizer, manufactured by Gorlin), and then 120 at a dispersion pressure of 5 MPa. The dispersion treatment was carried out at 40 MPa for 360 minutes and then cooled to obtain a dispersion liquid. Ion-exchanged water was added to adjust the solid content to 20%, and this was used as a release agent particle dispersion (W1). The volume-based median diameter (D50) of the particles in the release agent particle dispersion was measured with Microtrac UPA-150 (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) and found to be 215 nm.
5.着色剤粒子分散液の調製
ブラック着色剤粒子分散液の調製
カーボンブラック(リーガル(登録商標)330、キャボット社製):100質量部
アニオン性界面活性剤(ネオゲンSC、第一工業製薬製) :15質量部
イオン交換水 :400質量部
上記成分を混合し、ホモジナイザー(ウルトラタラックス、IKA社製)により10分間予備分散した後、高圧衝撃式分散機アルティマイザー(スギノマシン製)を用い、圧力245MPaで30分間分散処理を行い、ブラック着色剤粒子の水系分散液を得た。得られた分散液にさらにイオン交換水を添加して、固形分が15質量%となるように調整することによりブラック着色剤粒子分散液を得た。この分散液中の着色剤粒子の体積基準のメジアン径(D50)を、マイクロトラックUPA-150(日機装株式会社製)を用いて測定したところ、110nmであった。
5. Preparation of colorant particle dispersion liquid Preparation of black colorant particle dispersion liquid Carbon black (Regal (registered trademark) 330, manufactured by Cabot): 100 parts by mass Anionic surfactant (Neogen SC, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.): 15 Parts by mass Ion-exchanged water: 400 parts by mass After mixing the above components and pre-dispersing them with a homogenizer (Ultratarax, manufactured by IKA) for 10 minutes, a high-pressure impact disperser Ultimizer (manufactured by Sugino Machine) is used to pressure 245 MPa. After 30 minutes of dispersion treatment, an aqueous dispersion of black colorant particles was obtained. Ion-exchanged water was further added to the obtained dispersion to adjust the solid content to 15% by mass to obtain a black colorant particle dispersion. The volume-based median diameter (D50) of the colorant particles in this dispersion was measured using Microtrac UPA-150 (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) and found to be 110 nm.
6.トナー母体粒子の作製
[トナー母体粒子1の作製]
(凝集・融着工程および熟成工程)
非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(i) :1008質量部
非晶性ビニル樹脂分散液 :32質量部
結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液 :160質量部
離型剤粒子分散液 :160質量部
ブラック着色剤分散液 :187質量部
アニオン性界面活性剤(Dowfax2A1 20%水溶液):40質量部
イオン交換水 :1500質量部
温度計、pH計および撹拌器を備えた4リットルの反応容器に上記の初期原料を入れ、温度25℃とし、1.0%硝酸を添加してpHを3.0に調整した。その後、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50、IKA社製)を用いて3,000rpmで上記混合物を分散しながら、濃度2%の硫酸アルミニウム(凝集剤)水溶液100質量部を30分かけて滴下した。滴下終了後、10分間撹拌し、原料と凝集剤を十分に混合した。
6. Preparation of Toner Mother Particles [Preparation of Toner Mother Particles 1]
(Agglomeration / fusion process and aging process)
Acrystalline polyester resin particle dispersion (i): 1008 parts by mass Aspherical vinyl resin dispersion: 32 parts by mass Crystalline polyester resin particle dispersion: 160 parts by mass Release agent Particle dispersion: 160 parts by mass Black colorant Dispersion: 187 parts by mass Anionic surfactant (Doufax2A1 20% aqueous solution): 40 parts by mass Ion exchanged water: 1500 parts by mass Place the above initial raw materials in a 4 liter reaction vessel equipped with a thermometer, pH meter and stirrer. The temperature was adjusted to 25 ° C., and 1.0% nitric acid was added to adjust the pH to 3.0. Then, 100 parts by mass of an aqueous solution of aluminum sulfate (aggregator) having a concentration of 2% was added dropwise over 30 minutes while dispersing the above mixture at 3,000 rpm using a homogenizer (Ultratalax T50, manufactured by IKA). After completion of the dropping, the mixture was stirred for 10 minutes to thoroughly mix the raw material and the flocculant.
次に、反応容器に撹拌器およびマントルヒーターを設置し、スラリーが充分に撹拌されるように撹拌器の回転数を調整しながら、温度40℃までは0.2℃/分の昇温速度、40℃を超えてからは0.05℃/分の昇温速度で昇温し、10分ごとにコールターマルチサイザー3(アパーチャー径100μm、ベックマン・コールター社製)にて反応容器内の粒子の粒径を測定した。体積基準のメジアン径が3.9μmになったところで温度を保持し、予め準備しておいた下記追加原料の混合液を20分間かけて投入した。
非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(ii) :400質量部
アニオン性界面活性剤(Dowfax2A1 20%水溶液):15質量部
Next, a stirrer and a mantle heater are installed in the reaction vessel, and the temperature rise rate is 0.2 ° C./min up to a temperature of 40 ° C. while adjusting the rotation speed of the stirrer so that the slurry is sufficiently agitated. After exceeding 40 ° C, the temperature is raised at a heating rate of 0.05 ° C / min, and the particles in the reaction vessel are used every 10 minutes with a Coulter Multisizer 3 (aperture diameter 100 μm, manufactured by Beckman Coulter). The diameter was measured. The temperature was maintained when the volume-based median diameter reached 3.9 μm, and the mixed solution of the following additional raw materials prepared in advance was added over 20 minutes.
Atypical polyester resin particle dispersion (ii): 400 parts by mass Anionic surfactant (Doufax2A1 20% aqueous solution): 15 parts by mass
反応容器を50℃に30分間保持した後、そこにEDTA(エチレンジアミン四酢酸)20%溶液を8部添加し、次に1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を加え、反応容器内の原料分散液のpHを9.0に調整した。その後、5℃ごとにpHを9.0に調整しながら、昇温速度1℃/分で85℃まで昇温し、85℃で保持した。 After holding the reaction vessel at 50 ° C. for 30 minutes, 8 parts of a 20% solution of EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid) was added thereto, and then a 1 mol / L sodium hydroxide aqueous solution was added to the raw material dispersion in the reaction vessel. The pH was adjusted to 9.0. Then, while adjusting the pH to 9.0 every 5 ° C., the temperature was raised to 85 ° C. at a heating rate of 1 ° C./min and maintained at 85 ° C.
(冷却工程)
上記で得られた混合物について、FPIA-3000(シスメックス株式会社製)を用いて形状係数を測定し、形状係数が0.970になった時点で、降温速度10℃/分で冷却し、トナー母体粒子分散液を得た。
(Cooling process)
The shape coefficient of the mixture obtained above was measured using FPIA-3000 (manufactured by Sysmex Corporation), and when the shape coefficient reached 0.970, the mixture was cooled at a temperature lowering rate of 10 ° C./min, and the toner base was used. A particle dispersion was obtained.
(濾過・洗浄工程および乾燥工程)
トナー母体粒子分散液を濾過してトナー母体粒子を回収し、イオン交換水で充分洗浄した。次いで、40℃にて乾燥して、トナー母体粒子1を得た。得られたトナー母体粒子1は、体積基準のメジアン径は4.0μm、平均円形度は0.971であった。
(Filtration / cleaning process and drying process)
The toner matrix particle dispersion was filtered to recover the toner matrix particles, and the toner matrix particles were thoroughly washed with ion-exchanged water. Then, it was dried at 40 ° C. to obtain toner matrix particles 1. The obtained toner matrix particles 1 had a volume-based median diameter of 4.0 μm and an average circularity of 0.971.
尚、トナー母体粒子の体積基準のメジアン径は、コールターマルチサイザー3(アパーチャー径100μm、ベックマン・コールター社製)にて測定した値である。 The volume-based medium diameter of the toner matrix particles is a value measured by Coulter Multisizer 3 (aperture diameter 100 μm, manufactured by Beckman Coulter).
平均円形度は、フロー式粒子像分析装置「FPIA-3000」(Sysmex社製)を用いて測定した。具体的には、トナーを界面活性剤水溶液に湿潤させ、超音波分散を1分間行い、分散した後、「FPIA-2100」を用い、測定条件HPF(高倍率撮像)モードにて、HPF検出数4000個の適正濃度で測定した。円形度は下記式で計算した。
円形度=(粒子像と同じ投影面積を持つ円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)
また平均円形度は、各粒子の円形度を足し合わせ、測定した全粒子数で割った算術平均値である。
The average circularity was measured using a flow-type particle image analyzer "FPIA-3000" (manufactured by Sysmex Corporation). Specifically, the toner is moistened with an aqueous surfactant solution, ultrasonically dispersed for 1 minute, and then dispersed, and then the number of HPFs detected in the measurement condition HPF (high magnification imaging) mode using "FPIA-2100". It was measured at an appropriate concentration of 4000 pieces. The circularity was calculated by the following formula.
Circularity = (perimeter of a circle having the same projection area as the particle image) / (perimeter of the particle projection image)
The average circularity is an arithmetic mean value obtained by adding the circularity of each particle and dividing by the total number of measured particles.
[トナー母体粒子2の作製]
トナー母体粒子1の作製において、反応容器内の粒子の体積基準のメジアン径が2.4μmになったところで温度を保持し、予め準備しておいた追加原料の混合液を投入したこと以外は、トナー母体粒子1と同様にトナー母体粒子2を作製した。
得られたトナー母体粒子2は、体積基準のメジアン径は2.5μm、平均円形度は0.970であった。
[Preparation of toner matrix particles 2]
In the preparation of the toner matrix particles 1, the temperature was maintained when the volume-based median diameter of the particles in the reaction vessel reached 2.4 μm, and a mixed solution of additional raw materials prepared in advance was added. The toner matrix particles 2 were produced in the same manner as the toner matrix particles 1.
The obtained toner matrix particles 2 had a volume-based median diameter of 2.5 μm and an average circularity of 0.970.
[トナー母体粒子3の作製]
トナー母体粒子1の作製において、反応容器内の粒子の体積基準のメジアン径が2.9μmになったところで温度を保持し、予め準備しておいた追加原料の混合液を投入したこと以外は、トナー母体粒子1と同様にトナー母体粒子3を作製した。
得られたトナー母体粒子3は、体積基準のメジアン径は3.0μm、平均円形度は0.969であった。
[Preparation of toner matrix particles 3]
In the preparation of the toner matrix particles 1, the temperature was maintained when the volume-based median diameter of the particles in the reaction vessel reached 2.9 μm, and a mixed solution of additional raw materials prepared in advance was added. The toner matrix particles 3 were produced in the same manner as the toner matrix particles 1.
The obtained toner matrix particles 3 had a volume-based median diameter of 3.0 μm and an average circularity of 0.969.
[トナー母体粒子4の作製]
トナー母体粒子1の作製において、反応容器内の粒子の体積基準のメジアン径が4.9μmになったところで温度を保持し、予め準備しておいた追加原料の混合液を投入したこと以外は、トナー母体粒子1と同様にトナー母体粒子4を作製した。
得られたトナー母体粒子4は、体積基準のメジアン径は5.0μm、平均円形度は0.970であった。
[Preparation of toner matrix particles 4]
In the preparation of the toner matrix particles 1, the temperature was maintained when the volume-based median diameter of the particles in the reaction vessel reached 4.9 μm, and a mixed solution of additional raw materials prepared in advance was added. The toner matrix particles 4 were produced in the same manner as the toner matrix particles 1.
The obtained toner matrix particles 4 had a volume-based median diameter of 5.0 μm and an average circularity of 0.970.
[トナー母体粒子5の作製]
トナー母体粒子1の作製において、反応容器内の粒子の体積基準のメジアン径が5.4μmになったところで温度を保持し、予め準備しておいた追加原料の混合液を投入したこと以外は、トナー母体粒子1と同様にトナー母体粒子5を作製した。
得られたトナー母体粒子5は、体積基準のメジアン径は5.5μm、平均円形度は0.971であった。
[Preparation of toner matrix particles 5]
In the preparation of the toner matrix particles 1, the temperature was maintained when the volume-based median diameter of the particles in the reaction vessel reached 5.4 μm, and a mixed solution of additional raw materials prepared in advance was added. The toner matrix particles 5 were produced in the same manner as the toner matrix particles 1.
The obtained toner matrix particles 5 had a volume-based median diameter of 5.5 μm and an average circularity of 0.971.
[トナー母体粒子6の作製]
トナー母体粒子1の作製において、初期原料を下記の様に変更したこと以外は、トナー母体粒子1と同様にトナー母体粒子6を作製した。
非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液 :1040質量部
結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液 :160質量部
離型剤粒子分散液 :160質量部
ブラック着色剤分散液 :187質量部
アニオン性界面活性剤(Dowfax2A1 20%水溶液):40質量部
イオン交換水 :1500質量部
得られたトナー母体粒子6は、体積基準のメジアン径は4.0μm、平均円形度は0.972であった。
[Preparation of toner matrix particles 6]
In the production of the toner matrix particles 1, the toner matrix particles 6 were produced in the same manner as the toner matrix particles 1 except that the initial raw materials were changed as follows.
Atypical polyester resin particle dispersion: 1040 parts by mass Crystalline polyester resin particle dispersion: 160 parts by mass Release agent particle dispersion: 160 parts by mass Black colorant dispersion: 187 parts by mass Anionic surfactant (Dowfax2A1 20) % Aqueous solution): 40 parts by mass Ion-exchanged water: 1500 parts by mass The obtained toner matrix particles 6 had a volume-based median diameter of 4.0 μm and an average circularity of 0.972.
トナー母体粒子1~6の結着樹脂の組成、各樹脂の含有量、体積基準のメジアン径および平均円形度を下記表1にまとめた。 The composition of the binder resin of the toner matrix particles 1 to 6, the content of each resin, the volume-based median diameter and the average circularity are summarized in Table 1 below.
7.チタン酸ストロンチウム微粒子の調製
[チタン酸ストロンチウム微粒子A1の調製]
硫酸チタニル水溶液を加水分解して得られた含水酸化チタンスラリーをアルカリ水溶液で洗浄した。次に、塩酸を用いて、洗浄後の含水酸化チタンのスラリーのpHを1.0に調整して、チタニアゾル分散液を得た。得られたチタニアゾル分散液にNaOHを添加し、分散液のpHを5.0に調整した。上澄み液の電気伝導度が74μS/cmになるまで洗浄をくり返した後、含水酸化チタンに対して、0.98倍モル量のSr(OH)2・8H2Oを加えてSUS製反応容器に入れ、窒素ガス置換した。さらにSrTiO3換算で0.47mol/リットルになるように蒸留水を加えた。窒素雰囲気中で反応容器内のスラリーを84℃まで10℃/時間で昇温し、84℃に到達してから4.1時間反応を行った。反応後室温まで冷却し、上澄み液を除去した後純水で洗浄をくり返し、その後、ヌッチェで濾過を行った。得られたケーキを乾燥し、ピークトップ粒子径RAが35nmのチタン酸ストロンチウム微粒子を得た。
7. Preparation of strontium titanate fine particles [Preparation of strontium titanate fine particles A1]
The hydroxide-containing titanium slurry obtained by hydrolyzing an aqueous solution of titanyl sulfate was washed with an aqueous alkaline solution. Next, the pH of the washed titanium hydroxide-containing slurry was adjusted to 1.0 with hydrochloric acid to obtain a titania sol dispersion. NaOH was added to the obtained titania sol dispersion, and the pH of the dispersion was adjusted to 5.0. After repeated washing until the electrical conductivity of the supernatant becomes 74 μS / cm, 0.98 times the molar amount of Sr (OH) 2.8H 2 O is added to the titanium hydroxide-containing titanium hydroxide to the SUS reaction vessel. And replaced with nitrogen gas. Further, distilled water was added so as to be 0.47 mol / liter in terms of SrTiO 3 . The slurry in the reaction vessel was heated to 84 ° C. at 10 ° C./hour in a nitrogen atmosphere, and the reaction was carried out for 4.1 hours after reaching 84 ° C. After the reaction, the mixture was cooled to room temperature, the supernatant was removed, washing with pure water was repeated, and then filtration was performed with Nuche. The obtained cake was dried to obtain strontium titanate fine particles having a peak top particle diameter RA of 35 nm.
イソプロパノールに溶解させたノルマルパラフィンワックス(Mw:500)溶液と、n-オクチルトリエトキシシランを上記で得たチタン酸ストロンチウム微粒子に添加し、1時間かけて温度を60℃に昇温することにより、チタン酸ストロンチウム微粒子100質量部に対し、n-オクチルトリエトキシシランを3.0質量部、ノルマルパラフィンワックスを9.0質量部被覆した。この後、濾過、洗浄して、湿ケーキを得、それを60℃で一昼夜熱処理して乾燥し、表面処理したチタン酸ストロンチウム微粒子A1を得た。 A solution of normal paraffin wax (Mw: 500) dissolved in isopropanol and n-octyltriethoxysilane were added to the strontium titanate fine particles obtained above, and the temperature was raised to 60 ° C. over 1 hour. 3.0 parts by mass of n-octyltriethoxysilane and 9.0 parts by mass of normal paraffin wax were coated on 100 parts by mass of strontium titanate fine particles. Then, it was filtered and washed to obtain a wet cake, which was heat-treated at 60 ° C. for 24 hours and dried to obtain surface-treated strontium titanate fine particles A1.
得られたチタン酸ストロンチウム微粒子A1の形状をSEMにより観察した結果、概略立方体または直方体であり、ピークトップ粒子径RAが40nmであった。 As a result of observing the shape of the obtained strontium titanate fine particles A1 by SEM, it was roughly a cube or a rectangular parallelepiped, and the peak top particle diameter RA was 40 nm.
尚、立方体状または直方体状のチタン酸ストロンチウム微粒子のピークトップ粒子径は以下の方法で測定した。
走査型電子顕微鏡(SEM)(日本電子(株)製の「JSM-7401F」)を用いて、倍率40000倍でチタン酸ストロンチウム微粒子を観察し、一次粒子の画像解析によって、粒子ごとの最長径及び最短径を測定し、その中間値を球相当径とした。そして、測定した100個の一次粒子の粒子径と個数を元に個数粒度分布を求めた。当該分布に存在するピークのピークトップの粒子径を、チタン酸ストロンチウム粒子の粒子径とした。
The peak top particle diameter of the cubic or rectangular parallelepiped strontium titanate fine particles was measured by the following method.
Using a scanning electron microscope (SEM) (“JSM-7401F” manufactured by JEOL Ltd.), observe the strontium titanate fine particles at a magnification of 40,000 times, and by image analysis of the primary particles, the longest diameter of each particle and The shortest diameter was measured, and the intermediate value was taken as the equivalent diameter of the sphere. Then, the number particle size distribution was obtained based on the particle size and the number of the measured 100 primary particles. The particle size of the peak top of the peak existing in the distribution was defined as the particle size of the strontium titanate particles.
[チタン酸ストロンチウム微粒子A2~A5、A8、A9およびB8の調製]
チタン酸ストロンチウム微粒子A1の調製において、表2に示すように分散液のpH、Sr(OH)2・8H2Oの添加量、反応温度、反応時間を制御することにより、表3に示すピークトップ粒子径RAまたはRBを有する、立方体または直方体のペロブスカイト型チタン酸ストロンチウム微粒子A2~A5、A8、A9およびB8を調製した。
[Preparation of strontium titanate fine particles A2-A5, A8, A9 and B8]
In the preparation of strontium titanate fine particles A1, the peak top shown in Table 3 is controlled by controlling the pH of the dispersion, the amount of Sr (OH) 2.8H2O added, the reaction temperature, and the reaction time as shown in Table 2 . Cubic or rectangular strontium titanate fine particles A2 - A5, A8, A9 and B8 having a particle size RA or RB were prepared.
[チタン酸ストロンチウム微粒子A6の調製]
炭酸ストロンチウム600gと酸化チタン350gをボールミルにて、8時間湿式混合した後、ろ過乾燥し、この混合物を10kg/cm2の圧力で成形して1200℃で7時間焼結した。これを、機械粉砕して、焼結工程を経由したピークトップ粒子径RAが42nmのチタン酸ストロンチウムを得た。このチタン酸ストロンチウムをSEMにより形状を観察した結果、不定形な形状を有していた。
[Preparation of strontium titanate fine particles A6]
600 g of strontium carbonate and 350 g of titanium oxide were wet-mixed in a ball mill for 8 hours, then filtered and dried, and the mixture was formed at a pressure of 10 kg / cm 2 and sintered at 1200 ° C. for 7 hours. This was mechanically pulverized to obtain strontium titanate having a peak top particle diameter RA of 42 nm via a sintering step. As a result of observing the shape of this strontium titanate by SEM, it had an irregular shape.
尚、不定形なチタン酸ストロンチウム微粒子のピークトップ粒子径は以下の方法で測定した。
走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、倍率5000倍でチタン酸ストロンチウム微粒子の画像撮影を行った。得られたSEM画像を、画像処理解析装置(「LUZEX AP」(ニレコ社製))にて2値化処理した。複数の写真の中で、チタン酸ストロンチウム100個についての水平方向フェレ径を算出し、当該水平方向フェレ径と個数を元に粒度分布を求めた。当該分布に存在するピークのピークトップの水平方向フェレ径をチタン酸ストロンチウム粒子の粒子径とした。ここで水平方向フェレ径とは、外添剤の画像を2値化処理したときの外接長方形の、x軸に平行な辺の長さとした。
The peak top particle size of the amorphous strontium titanate fine particles was measured by the following method.
Using a scanning electron microscope (SEM), images of strontium titanate fine particles were taken at a magnification of 5000 times. The obtained SEM image was binarized by an image processing analysis device (“LUZEX AP” (manufactured by Nireco Corporation)). In a plurality of photographs, the horizontal ferret diameter for 100 strontium titanate was calculated, and the particle size distribution was obtained based on the horizontal ferret diameter and the number of the horizontal ferret diameter. The horizontal ferret diameter of the peak top of the peak existing in the distribution was defined as the particle diameter of the strontium titanate particles. Here, the horizontal ferret diameter is the length of the side parallel to the x-axis of the circumscribed rectangle when the image of the external additive is binarized.
[チタン酸ストロンチウム微粒子A7の調製]
硫酸法で得られたメタチタン酸を脱鉄漂白処理した後、水酸化ナトリウム水溶液を加えてpH9.0とし、脱硫処理を行った。その後、塩酸によりpH5.8まで中和し、ろ過水洗を行った。得られた洗浄済みケーキに水を加え、TiO2として1.85モル/Lのスラリーとした後、塩酸を加えpH1.0とし解膠処理を行い、メタチタン酸を得た。このメタチタン酸からTiO2として0.625molを採取し、3Lの反応容器に投入した。塩化ストロンチウム水溶液および塩化ランタン水溶液をSrO/LaО/TiO2モル比で1.00/0.18/1.00となるよう0.719モル添加した後、TiO2濃度0.313モル/Lに調整した。次に、撹拌しながら90℃に加温した後、10N水酸化ナトリウム水溶液296mLを12.5時間かけて添加し、その後、95℃で1時間撹拌を続け反応を終了した。
[Preparation of strontium titanate fine particles A7]
After the metatitanic acid obtained by the sulfuric acid method was subjected to iron bleaching treatment, an aqueous sodium hydroxide solution was added to adjust the pH to 9.0, and then desulfurization treatment was performed. Then, it was neutralized to pH 5.8 with hydrochloric acid and washed with filtered water. Water was added to the obtained washed cake to make a slurry of 1.85 mol / L as TiO 2 , and then hydrochloric acid was added to adjust the pH to 1.0 and deflocculated to obtain metatitanium acid. 0.625 mol of TiO 2 was collected from this metatitanium acid and charged into a 3 L reaction vessel. After adding 0.719 mol of strontium chloride aqueous solution and lanthanum chloride aqueous solution so that the SrO / LaО / TiO 2 mol ratio is 1.00 / 0.18 / 1.00, the TiO 2 concentration is adjusted to 0.313 mol / L. did. Next, after heating to 90 ° C. with stirring, 296 mL of a 10N sodium hydroxide aqueous solution was added over 12.5 hours, and then stirring was continued at 95 ° C. for 1 hour to complete the reaction.
当該反応スラリーを50℃まで冷却し、pH5.0となるまで塩酸を加え1時間撹拌を続けた。得られた沈殿をデカンテーション洗浄し、当該沈殿を含むスラリーに塩酸を加えpH6.5に調整し、固形分に対して9重量%のイソブチルトリメトキシシランを添加して1時間撹拌保持を続けた。次いで、ろ過・洗浄を行い、得られたケーキを120℃の大気中で8時間乾燥し、ランタン含有チタン酸ストロンチウム微粒子A7を得た。得られたランタン含有チタン酸ストロンチウム微粒子A7のピークトップ粒子径RAを前述した方法で算出したところ、38nmであった。 The reaction slurry was cooled to 50 ° C., hydrochloric acid was added until the pH reached 5.0, and stirring was continued for 1 hour. The obtained precipitate was decantated and washed, hydrochloric acid was added to the slurry containing the precipitate to adjust the pH to 6.5, 9% by weight of isobutyltrimethoxysilane was added to the solid content, and stirring and holding was continued for 1 hour. .. Then, filtration and washing were performed, and the obtained cake was dried in the air at 120 ° C. for 8 hours to obtain strontium titanate fine particles A7 containing lanthanum. The peak top particle diameter RA of the obtained lanthanum-containing strontium titanate fine particles A7 was calculated by the above-mentioned method and found to be 38 nm.
[チタン酸ストロンチウムB1~B7、B10、B11の調製]
チタン酸ストロンチウム微粒子A6の調製において、分級条件を変更し、表3に示すピークトップ粒子径RBを有する、形状が不定形のチタン酸ストロンチウム微粒子B1~B7、B10、B11を作製した。
[Preparation of strontium titanate B1-B7, B10, B11]
In the preparation of the strontium titanate fine particles A6, the classification conditions were changed to prepare strontium titanate fine particles B1 to B7, B10, and B11 having an amorphous shape and having a peak top particle diameter RB shown in Table 3.
[チタン酸ストロンチウムB9の調製]
チタン酸ストロンチウム微粒子A9の調製において、SrO/LaО/TiO2モル比、5N水酸化ナトリウム水溶液の添加速度を調整して、表3に示すピークトップ粒子径RBを有する、ランタン含有チタン酸ストロンチウム微粒子B9を作製した。
[Preparation of strontium titanate B9]
In the preparation of the strontium titanate fine particles A9, the lanthanate - containing strontium titanate fine particles having the peak top particle diameter RB shown in Table 3 were adjusted by adjusting the SrO / LaО / TiO 2 molar ratio and the addition rate of the 5N sodium hydroxide aqueous solution. B9 was produced.
8.酸化チタン微粒子
個数平均一次粒径30nmのアナターゼ型酸化チタンに対して、水系湿式中で、疎水化剤であるイソブチルトリメトキシシランにより表面処理を施し、疎水性酸化チタンを得た。得られた疎水性酸化チタンを酸化チタン微粒子として使用した。
8. Titanium Oxide Fine Particles Anatase-type titanium oxide having an average primary particle size of 30 nm was surface-treated with isobutyltrimethoxysilane, which is a hydrophobic agent, in an aqueous wet system to obtain hydrophobic titanium oxide. The obtained hydrophobic titanium oxide was used as titanium oxide fine particles.
9.シリカ粒子
個数平均一次粒径20nmのシリカに対して、疎水化剤であるヘキサメチルジシラザン(HMDS)により表面処理を施し、疎水性シリカを得た。得られた疎水性シリカをシリカ粒子として使用した。
9. Silica particles The silica having an average primary particle size of 20 nm was surface-treated with hexamethyldisilazane (HMDS), which is a hydrophobic agent, to obtain hydrophobic silica. The obtained hydrophobic silica was used as silica particles.
[トナー粒子1の作製]
下記表3に示すように、トナー母体粒子1(体積基準のメジアン径:4.0μm)100重量部に対し、チタン酸ストロンチウム微粒子A1(ピークトップ粒径RA:40nm)1.0質量部、チタン酸ストロンチウム微粒子B1(ピークトップ粒径RB:1000nm)0.7質量部、酸化チタン微粒子(個数平均粒径:30nm)0.5質量部、シリカ粒子0.7質量部を添加し、ヘンシェルミキサーにて20分混合することにより、トナー粒子1を作製した。
[Preparation of toner particles 1]
As shown in Table 3 below, 1.0 part by mass of strontium titanate fine particles A1 (peak top particle size RA : 40 nm) with respect to 100 parts by weight of toner matrix particles 1 (volume-based median diameter: 4.0 μm). Add 0.7 parts by mass of strontium titanate fine particles B1 (peak top particle size RB : 1000 nm), 0.5 parts by mass of titanium oxide fine particles (number average particle size: 30 nm), and 0.7 parts by mass of silica particles. Toner particles 1 were prepared by mixing with a mixer for 20 minutes.
[トナー粒子2~37の作製]
トナー粒子1の作製において、トナー母体粒子の種類、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)および(B)の種類および含有比率(A)/(B)、酸化チタン微粒子およびシリカ粒子の含有量を表3に示す通りに変更した以外は、トナー粒子1と同様にして、トナー粒子2~37を作成した。
[Preparation of toner particles 2-37]
In the preparation of the toner particles 1, the types of toner matrix particles, the types and content ratios (A) / (B) of the strontium titanate fine particles (A) and (B), and the contents of the titanium oxide fine particles and silica particles are shown in Table 3. Toner particles 2 to 37 were prepared in the same manner as the toner particles 1 except that the changes were made as shown.
[2成分現像剤の作製]
(芯材粒子1の作製)
MnO:35mol%、MgO:14.5mol%、Fe2O3:50mol%およびSrO:0.5mol%となるように原料を秤量し、水と混合した後、湿式メディアミルで5時間粉砕してスラリーを得た。
[Preparation of two-component developer]
(Preparation of core material particles 1)
Weigh the raw materials so that MnO: 35 mol%, MgO: 14.5 mol%, Fe 2 O 3 : 50 mol% and SrO: 0.5 mol%, mix with water, and grind for 5 hours with a wet media mill. A slurry was obtained.
得られたスラリーをスプレードライヤーにて乾燥し、真球状の粒子を得た。この粒子を粒度調整した後、950℃で2時間加熱し、ロータリーキルンで仮焼成を行った。直径0.3cmのステンレスビーズを用いて乾式ボールミルで1時間粉砕した。次に、バインダーとしてPVAを固形分に対して0.8質量%添加し、更に水および分散剤を添加し、直径0.5cmのジルコニアビーズを用いて25時間粉砕した。次いでスプレードライヤーにより造粒、乾燥し、電気炉にて、温度1050℃で20時間保持し、本焼成を行い、芯材を得た。 The obtained slurry was dried with a spray dryer to obtain spherical particles. After adjusting the particle size of the particles, the particles were heated at 950 ° C. for 2 hours and calcined in a rotary kiln. The stainless beads having a diameter of 0.3 cm were pulverized in a dry ball mill for 1 hour. Next, 0.8% by mass of PVA was added as a binder with respect to the solid content, water and a dispersant were further added, and the mixture was pulverized for 25 hours using zirconia beads having a diameter of 0.5 cm. Then, it was granulated and dried by a spray dryer, kept at a temperature of 1050 ° C. for 20 hours in an electric furnace, and main-baked to obtain a core material.
得られた芯材を解砕し、さらに分級して粒度調整し、その後、磁力選鉱により低磁力品を分別し、芯材粒子1を得た。芯材粒子1の体積平均粒径は28.0μmであった。 The obtained core material was crushed, further classified to adjust the particle size, and then the low magnetic force product was separated by magnetic dressing to obtain core material particles 1. The volume average particle size of the core material particles 1 was 28.0 μm.
(被覆用樹脂1の作製)
シクロヘキシルメタクリレートモノマー100質量部、ドデカンチオール1質量部を混合して溶解したものを、フラスコ中のアニオン性界面活性剤(ネオゲンSC、第一工業製薬製)0.5質量部をイオン交換水400質量部に溶解した水溶液に加えて乳化重合させた。具体的には、10分間ゆっくり混合しながら、反応開始剤として過硫酸アンモニウム0.5質量部を溶解したイオン交換水50質量部を投入した。窒素置換を行った後、前記フラスコ内を撹拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続して樹脂分散液を得た。その後、樹脂分散液をスプレードライで乾燥することで、被覆用樹脂1を得た。被覆用樹脂の重量平均分子量を上記と同様に測定したところ、35万であった。
(Preparation of coating resin 1)
100 parts by mass of cyclohexylmethacrylate monomer and 1 part by mass of dodecanethiol were mixed and dissolved, and 0.5 parts by mass of anionic surfactant (Neogen SC, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) in a flask was added to 400 parts by mass of ion-exchanged water. It was emulsion-polymerized by adding it to the aqueous solution dissolved in the part. Specifically, 50 parts by mass of ion-exchanged water in which 0.5 part by mass of ammonium persulfate was dissolved was added as a reaction initiator while slowly mixing for 10 minutes. After nitrogen substitution, the inside of the flask was stirred and heated in an oil bath until the contents reached 70 ° C., and emulsion polymerization was continued as it was for 5 hours to obtain a resin dispersion. Then, the resin dispersion was spray-dried to obtain a coating resin 1. When the weight average molecular weight of the coating resin was measured in the same manner as above, it was 350,000.
(キャリア粒子1の作製)
水平撹拌羽根付き高速撹拌混合機に、芯材粒子1を100質量部、および被覆用樹脂1を4.5質量部投入し、水平回転翼の周速が8m/secとなる条件で、22℃で15分間混合撹拌した。その後、120℃で50分混合して機械的衝撃力(メカノケミカル法)の作用で芯材粒子の表面に被覆材を被覆させ、室温まで冷却して、「キャリア粒子1」を得た。キャリア粒子1の体積平均粒子径は28.0μmであった。
(Preparation of carrier particle 1)
100 parts by mass of core material particles 1 and 4.5 parts by mass of coating resin 1 are put into a high-speed stirring mixer with horizontal stirring blades, and the temperature is 22 ° C. under the condition that the peripheral speed of the horizontal rotary blade is 8 m / sec. Was mixed and stirred for 15 minutes. Then, the mixture was mixed at 120 ° C. for 50 minutes to coat the surface of the core material particles with a coating material by the action of a mechanical impact force (mechanochemical method), and cooled to room temperature to obtain "carrier particles 1". The volume average particle diameter of the carrier particle 1 was 28.0 μm.
(キャリア粒子2の作製)
キャリア粒子1の作製において、被覆用樹脂1を5.5質量部、120℃での混合時間を20分に変更する以外は同様にして、キャリア粒子2を製造した。キャリア粒子2の体積平均粒子径は28.0μmであった。
(Preparation of carrier particles 2)
In the production of the carrier particles 1, the carrier particles 2 were produced in the same manner except that the coating resin 1 was changed to 5.5 parts by mass and the mixing time at 120 ° C. was changed to 20 minutes. The volume average particle diameter of the carrier particles 2 was 28.0 μm.
(キャリア粒子3の作製)
キャリア粒子1の作製において、被覆用樹脂1を5.5質量部、120℃での混合時間を40分に変更する以外は同様にして、キャリア粒子3を製造した。キャリア粒子3の体積平均粒子径は28.0μmであった。
(Preparation of carrier particles 3)
In the production of the carrier particles 1, the carrier particles 3 were produced in the same manner except that the coating resin 1 was changed to 5.5 parts by mass and the mixing time at 120 ° C. was changed to 40 minutes. The volume average particle diameter of the carrier particles 3 was 28.0 μm.
(キャリア粒子4の作製)
キャリア粒子1の作製において、被覆用樹脂1を3.5質量部、120℃での混合時間を70分に変更する以外は同様にして、キャリア粒子4を製造した。キャリア粒子4の体積平均粒子径は28.0μmであった。
(Preparation of carrier particles 4)
In the production of the carrier particles 1, the carrier particles 4 were produced in the same manner except that the coating resin 1 was changed to 3.5 parts by mass and the mixing time at 120 ° C. was changed to 70 minutes. The volume average particle diameter of the carrier particles 4 was 28.0 μm.
(キャリア粒子5の作製)
キャリア粒子1の作製において、被覆用樹脂1を3.5質量部、120℃での混合時間を90分に変更する以外は同様にして、キャリア粒子5を製造した。キャリア粒子5の体積平均粒子径は28.0μmであった。
(Preparation of carrier particles 5)
In the production of the carrier particles 1, the carrier particles 5 were produced in the same manner except that the coating resin 1 was changed to 3.5 parts by mass and the mixing time at 120 ° C. was changed to 90 minutes. The volume average particle diameter of the carrier particles 5 was 28.0 μm.
キャリア粒子1~5の作成条件を表4に示した。 Table 4 shows the conditions for producing carrier particles 1 to 5.
キャリア粒子1~5における芯材粒子の露出面積は、XPS測定(X線光電子分光測定)により芯材粒子に対する被覆層の被覆率を測定して求めた。XPS測定装置としては、サーモフィッシャーサイエンティフィック製、K-Alphaを使用し、測定は、X線源としてAlモノクロマチックX線を用い、加速電圧を7kV、エミッション電流を6mVに設定して実施し、被覆層を構成する主たる元素(炭素)と、芯材粒子を構成する主たる元素(鉄)と、酸素について測定した。得られた炭素のC1sスペクトル、鉄のFe2p3/2スペクトル、酸素のO1sスペクトルに基づいて、炭素、酸素、および鉄の元素個数(それぞれ、「AC」、「AO」、および「AFe」と表す)を求めて、得られた炭素、酸素、鉄の元素個数比率より下記式に基づいて、芯材粒子単体、および、芯材粒子を被覆層で被覆した後(キャリア)の鉄量率を求め、続いて、下記式により被覆率を求めた。 The exposed area of the core material particles in the carrier particles 1 to 5 was determined by measuring the coverage of the coating layer on the core material particles by XPS measurement (X-ray photoelectron spectroscopy measurement). K-Alpha manufactured by Thermo Fisher Scientific is used as the XPS measuring device, and Al monochromatic X-rays are used as the X-ray source, and the acceleration voltage is set to 7 kV and the emission current is set to 6 mV. , The main element (carbon) constituting the coating layer, the main element (iron) constituting the core material particles, and oxygen were measured. Based on the obtained C1s spectrum of carbon, Fe2p3 / 2 spectrum of iron, and O1s spectrum of oxygen, the number of elements of carbon, oxygen, and iron (represented as "AC", "AO", and "AFe", respectively). Based on the following formula, the iron content ratio of the core material particles alone and the core material particles after being coated with the coating layer (carrier) was obtained from the obtained element number ratios of carbon, oxygen, and iron. Subsequently, the coverage was calculated by the following formula.
芯材粒子の露出面積比率(%)=100-被覆率(%)とした。 The exposure area ratio (%) of the core material particles was 100-covering ratio (%).
キャリア粒子1~5における芯材粒子の露出面積比率は下記の表5に示した。 The exposed area ratio of the core material particles in the carrier particles 1 to 5 is shown in Table 5 below.
(現像剤1の作製)
上記で作製したトナー粒子1およびキャリア粒子1を、トナー濃度が9質量%となるように混合し、現像剤1を作製した。混合は、V型混合機(株式会社徳寿工作所製)を用い、25℃で30分間実施した。
(Preparation of developer 1)
The toner particles 1 and the carrier particles 1 prepared above were mixed so that the toner concentration was 9% by mass to prepare a developer 1. Mixing was carried out at 25 ° C. for 30 minutes using a V-type mixer (manufactured by Tokuju Kosakusho Co., Ltd.).
<現像剤2~37の作製>
トナー粒子とキャリア粒子との組み合わせを表5に示すように変更したこと以外は、上記現像剤1の作製と同様にして、現像剤2~37を作製した。
<Preparation of developer 2-37>
Developers 2 to 37 were prepared in the same manner as in the above-mentioned preparation of the developer 1 except that the combination of the toner particles and the carrier particles was changed as shown in Table 5.
作製した現像剤1~37のそれぞれについて、かぶり、ボトル排出性、クリーニング性、及び感光体のフィルミングの発生を評価した。
尚、全ての評価において、画像形成装置としては複合機「bizhub PRESS(登録商標) C1070」(コニカミノルタ株式会社製)を使用した。
For each of the prepared developeres 1 to 37, the fog, the bottle discharge property, the cleanability, and the occurrence of filming of the photoconductor were evaluated.
In all the evaluations, a multifunction device "bizhub PRESS (registered trademark) C1070" (manufactured by Konica Minolta Co., Ltd.) was used as the image forming apparatus.
(1)かぶり
帯電立ち上がり性及び帯電安定性の評価のために、画像上のかぶりの濃度を評価した。
低温低湿環境(温度10℃、湿度15%RH)下において、画素率が45%の画像をA4判上質紙(64g/m2)に5000枚プリントした後、白紙をプリントし、転写材の白紙濃度を評価した。具体的には、転写材であるA4判上質紙の20カ所において白紙濃度を測定し、その平均値をかぶり濃度とした。濃度測定は反射濃度計「RD-918」(マクベス社製)を用いて行った。
かぶりは、下記評価基準に基づいて評価した。
◎:かぶり濃度が、0.003未満で良好なレベル
○:かぶり濃度が、0.003以上、0.005未満で実用上問題ないレベル
△:かぶり濃度が、0.005以上、0.010未満で実用上問題ないレベル
×:かぶり濃度が、0.010以上で実用上問題となるレベル
(1) Fog The density of fog on the image was evaluated in order to evaluate the charge rising property and the charge stability.
In a low temperature and low humidity environment (temperature 10 ° C, humidity 15% RH), 5000 sheets of images with a pixel ratio of 45% are printed on A4 size woodfree paper (64 g / m 2 ), then blank paper is printed, and blank paper for the transfer material is printed. The concentration was evaluated. Specifically, the blank paper density was measured at 20 places of A4 size high-quality paper as a transfer material, and the average value was taken as the fog density. The density was measured using a reflection densitometer "RD-918" (manufactured by Macbeth).
The fog was evaluated based on the following evaluation criteria.
⊚: Good level when the fog concentration is less than 0.003 ○: Level where there is no practical problem when the fog concentration is 0.003 or more and less than 0.005 Δ: The fog concentration is 0.005 or more and less than 0.010 Level that is not practically problematic ×: Level that is practically problematic when the fog concentration is 0.010 or more
(2)トナーボトル排出性
トナーボトルに現像剤を1,100gを充填し、画像支持体としてA4サイズの普通紙を用い、常温常湿環境(温度20℃、湿度55%RH)下において、印字率100%、90%、80%、70%の各印字率条件で1,000枚プリントした。プリントした時のトナーエンプティー表示点灯の有無を確認し、以下の評価基準に基づき、ボトル排出性を評価した。
◎:印字率100%で1,000枚プリントしてもエンプティー表示が点灯しない
〇:印字率90%で1,000枚プリントするとエンプティー表示が点灯するが、
印字率80%では点灯しない
△:印字率80%で1,000枚プリントするとエンプティー表示が点灯するが、
印字率70%では点灯しない
×:印字率70%で1,000枚プリントするとエンプティー表示が点灯する
(2) Toner bottle discharge property A toner bottle is filled with 1,100 g of a developer, and A4 size plain paper is used as an image support, and printing is performed in a normal temperature and humidity environment (temperature 20 ° C., humidity 55% RH). 1,000 sheets were printed under the printing rate conditions of 100%, 90%, 80%, and 70%. It was confirmed whether or not the toner empty display was lit at the time of printing, and the bottle dischargeability was evaluated based on the following evaluation criteria.
⊚: The empty display does not light even if 1,000 sheets are printed at a printing rate of 100%. 〇: The empty display lights when 1,000 sheets are printed at a printing rate of 90%.
Does not light at a print rate of 80% Δ: The empty display lights when 1,000 sheets are printed at a print rate of 80%.
Does not light at a print rate of 70% ×: The empty display lights when 1,000 sheets are printed at a print rate of 70%.
(3)クリーニング性
50万枚の画像形成を行った後、外添剤すり抜けに起因する感光体の傷、およびハーフトーン画像の画像不良を観察し、以下の評価基準に基づき、目視で評価した。
◎:感光体表面に目視で認められる傷は全くなく、ハーフトーン画像にも不良の発生は認められない
○:感光体表面に目視で認められる目立った傷の発生はなく、ハーフトーン画像にも感光体の傷に対応する画像不良の発生は認められない
△:感光体表面に目視で、軽微な傷の発生が認められるが、ハーフトーン画像には感光体傷に対応する画像不良の発生は認められない
×:感光体表面に目視で、明確に傷の発生が認められ、ハーフトーン画像にも当該傷に対応する画像不良の発生が認められる
(3) Cleanability After forming 500,000 images, scratches on the photoconductor caused by slipping through the external additive and image defects in the halftone image were observed and visually evaluated based on the following evaluation criteria. ..
⊚: There are no visible scratches on the surface of the photoconductor, and no defects are observed in the halftone image. ○: There are no noticeable scratches on the surface of the photoconductor, and the halftone image also has no defects. No image defects corresponding to scratches on the photoconductor are observed. Δ: Minor scratches are visually observed on the surface of the photoconductor, but image defects corresponding to scratches on the photoconductor are not observed in the halftone image. Not observed ×: Scratches are clearly observed on the surface of the photoconductor, and image defects corresponding to the scratches are also observed in the halftone image.
(4)感光体のフィルミング
感光体のフィルミングによる画像上の白抜けによって、トナーの研磨性を評価した。
温度33℃、80%RH(相対湿度)の環境下で、カバレッジ5%の印字画像を10万枚連続印字した後、さらにカバレッジ20%のブラック画像を2万枚連続印字した。その後、A3の黒ベタ画像をトナーで作成し、感光体フィルミングに起因する白抜けの状態を、以下の評価基準に基づいて評価した。
◎:感光体上のフィルミングが0個~5個であり、画像上の白抜けが0~2個
○:感光体上のフィルミングが6個~10個であり、画像の白抜けが3個~6個
△:感光体上のフィルミングが11個~30個であり、画像の白抜けが7個~10個
×:感光体上のフィルミングが31個以上であり、画像上の白抜けが11個以上
(4) Filming of the photoconductor The polishability of the toner was evaluated by the white spots on the image due to the filming of the photoconductor.
Under an environment of a temperature of 33 ° C. and 80% RH (relative humidity), 100,000 printed images with 5% coverage were continuously printed, and then 20,000 black images with 20% coverage were continuously printed. Then, a solid black image of A3 was created with toner, and the state of white spots caused by photoconductor filming was evaluated based on the following evaluation criteria.
⊚: Filming on the photoconductor is 0 to 5, and white spots on the image are 0 to 2. ○: Filming on the photoconductor is 6 to 10 and white spots on the image are 3. 6 to 6 Δ: 11 to 30 filming on the photoconductor, 7 to 10 white spots on the image ×: 31 or more filming on the photoconductor, white on the image 11 or more omissions
現像剤1~37の評価結果を、現像剤を構成するトナー粒子およびキャリア粒子の種類と共に下記表5にまとめた。 The evaluation results of the developing agents 1 to 37 are summarized in Table 5 below together with the types of toner particles and carrier particles constituting the developing agent.
表5の結果から明らかなように、外添剤にチタン酸ストロンチウム微粒子および酸化チタン微粒子が含まれ、チタン酸ストロンチウム微粒子は、ピークトップ粒子径RAが10nm以上100nm以下であるチタン酸ストロンチウム微粒子(A)、およびピークトップ粒子径RBがピークトップ粒子径RAよりも大きく、RBとRAとの差が200nm以上3000nm以下であるチタン酸ストロンチウム微粒子(B)とを含む静電荷像現像用トナーを用いた現像剤1~30は、いずれも、かぶりの発生が少ないことから、帯電立ち上がり性および帯電安定性が良好であり、良好なトナーボトル排出性を達成するのに十分な流動性を有し、クリーニング性に優れ、フィルミング性の評価結果も良好で、白抜けのない高品質の画像を継続的に形成することができた。 As is clear from the results in Table 5, the external additive contains strontium titanate fine particles and titanium oxide fine particles, and the strontium titanate fine particles have a peak top particle diameter RA of 10 nm or more and 100 nm or less (strontium titanate fine particles). A ) and static charge image development including strontium titanate fine particles ( B ) having a peak top particle diameter RB larger than the peak top particle diameter RA and a difference between RB and RA of 200 nm or more and 3000 nm or less. Since the developers 1 to 30 using the toner for particles all have less fog, they have good charge rising property and charge stability, and have sufficient fluidity to achieve good toner bottle discharge. It was possible to continuously form a high-quality image without white spots, with excellent cleaning properties and good filming properties.
また、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)の粒子径RAが20nm以上60nm以下の範囲内である現像剤3および4は、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)の粒子径RAが20nm未満の現像剤2と比べて、特にかぶりとクリーニング性の評価結果が向上した。また、粒子径RAが60nmを超える現像剤5と比べて、特にかぶりとトナーボトル排出性の評価結果が向上した。 Further, the developers 3 and 4 in which the particle size RA of the strontium titanate fine particles ( A ) is in the range of 20 nm or more and 60 nm or less are the developer 2 in which the particle size RA of the strontium titanate fine particles (A) is less than 20 nm. In particular, the evaluation results of fog and cleanability were improved. Further, as compared with the developer 5 having a particle diameter RA of more than 60 nm, the evaluation results of fog and toner bottle dischargeability were particularly improved.
チタン酸ストロンチウム微粒子(B)の粒子径RBが300nmを超え2000nm以下の範囲内である現像剤8~10は、チタン酸ストロンチウム微粒子(B)の粒子径RBが300nm以下のトナー粒子6および7と比べて、かぶりおよびフィルミングの評価結果が向上した。また、チタン酸ストロンチウム微粒子(B)の粒子径RBが2000nmを超えるトナー粒子11と比べて、かぶりおよびトナーボトル排出性が向上した。チタン酸ストロンチウム微粒子(B)の粒子径が300nmを超えると、キャリア粒子との衝撃からチタン酸ストロンチウム微粒子(A)を保護し、そのトナー母体粒子への埋没を抑制したことにより、かぶりの評価が向上したと考えられる。また、トナーの研磨性が向上してフィルミングの評価結果も向上したと考えられる。さらにチタン酸ストロンチウム微粒子(B)の粒子径が2000nm以下であると、トナー母体粒子からのチタン酸ストロンチウム微粒子(B)の脱離が過剰になりにくく、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)のトナー母体粒子への埋没を抑制したため、かぶりおよびトナーボトル排出性が向上したと考えられる。 The developers 8 to 10 in which the particle size RB of the strontium titanate fine particles ( B ) is in the range of more than 300 nm and 2000 nm or less are the toner particles 6 having the particle size RB of the strontium titanate fine particles ( B ) of 300 nm or less. Compared with 7, the evaluation results of fog and filming were improved. Further, as compared with the toner particles 11 in which the particle diameter RB of the strontium titanate fine particles ( B ) exceeds 2000 nm, the fog and the toner bottle dischargeability are improved. When the particle size of the strontium titanate fine particles (B) exceeds 300 nm, the strontium titanate fine particles (A) are protected from the impact with the carrier particles and the burial of the strontium titanate fine particles (A) is suppressed, so that the fog is evaluated. It is considered to have improved. In addition, it is considered that the polishability of the toner is improved and the evaluation result of filming is also improved. Further, when the particle size of the strontium titanate fine particles (B) is 2000 nm or less, the desorption of the strontium titanate fine particles (B) from the toner matrix particles is unlikely to be excessive, and the toner matrix particles of the strontium titanate fine particles (A) are less likely to be detached. It is considered that the fog and toner bottle dischargeability were improved because the burial in the particles was suppressed.
酸化チタン微粒子の含有量が、トナー母体粒子100質量部に対して、0.1質量部以上1.0質量部未満である現像剤14および15は、酸化チタン微粒子の含有量が0.1質量部未満である現像剤13と比べて、特にかぶりとトナーボトル排出性の評価結果が向上した。また、酸化チタン微粒子の含有量が1.0質量部以上である実施例16と比べて、かぶりとクリーニング性の評価結果が向上した。 The developing agents 14 and 15 having a content of titanium oxide fine particles of 0.1 parts by mass or more and less than 1.0 part by mass with respect to 100 parts by mass of the toner base particles have a content of titanium oxide fine particles of 0.1 parts by mass. Compared with the developer 13 which is less than a part, the evaluation result of the fog and the toner bottle discharge property was particularly improved. Further, as compared with Example 16 in which the content of the titanium oxide fine particles was 1.0 part by mass or more, the evaluation results of the fog and the cleaning property were improved.
チタン酸ストロンチウム微粒子(A)が直方体である現像剤1は、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)および(B)の両方が不定形である現像剤22と比べて、クリーニング性およびフィルミング性の評価結果が向上した。これはチタン酸ストロンチウム微粒子(A)および(B)の一方の粒子形状が直方体状であり、他方が不定形であることで、チタン酸ストロンチウム微粒子とトナー母体粒子との接触面積が増加し、トナー母体粒子からのチタン酸ストロンチウム微粒子の脱離が抑制されて、帯電量を下げる効果がより発揮しやすくなったためと考えられる。また、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)が直方体状のランタン含有微粒子である現像剤25は、ランタンを含有しないチタン酸ストロンチウム微粒子(A)を使用した現像剤1と比べて、かぶりおよびフィルミング性の評価結果がさらに向上した。これは、チタン酸ストロンチウム微粒子にランタンをドープすることで、立方体状及び直方体状の角がとれ、静電潜像担持体表面の過剰な減耗や傷が抑制されたためと考えられる。しかし、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)および(B)の両方が直方体状のランタン含有微粒子である現像剤26は、ランタンを含有しない直方体状のチタン酸ストロンチウム微粒子(A)および(B)を使用した現像剤23よりもかぶりとトナーボトル排出性の評価結果が良好なものの、上記現像剤25よりもトナーボトル排出性の評価結果が低かった。これは、チタン酸ストロンチウム微粒子にランタンをドープすることの効果の一部が、直方体状の粒子を2種類使用したことによるデメリットによって相殺されたためと考えられる。 The developer 1 in which the strontium titanate fine particles (A) are rectangular parallelepipeds has an evaluation result of cleaning property and filming property as compared with the developer 22 in which both the strontium titanate fine particles (A) and (B) are amorphous. Has improved. This is because one of the strontium titanate fine particles (A) and (B) has a rectangular shape and the other has an amorphous shape, so that the contact area between the strontium titanate fine particles and the toner matrix particles increases, and the toner It is considered that the desorption of the strontium titanate fine particles from the mother particles was suppressed, and the effect of lowering the charge amount became easier to be exhibited. Further, the developer 25, in which the strontium titanate fine particles (A) are rectangular parallelepiped lanthanum-containing fine particles, has a fog and filming property as compared with the developer 1 using the strontium titanate fine particles (A), which does not contain lanthanum. The evaluation result was further improved. It is considered that this is because the cube-shaped and rectangular parallelepiped-shaped corners were removed by doping the strontium titanate fine particles with lanthanum, and excessive wear and scratches on the surface of the electrostatic latent image carrier were suppressed. However, as the developer 26 in which both the strontium titanate fine particles (A) and (B) are rectangular parallelepiped strontium-containing fine particles, the rectangular parallelepiped strontium titanate fine particles (A) and (B) containing no lanthanum were used. Although the evaluation results of fog and toner bottle dischargeability were better than those of the developer 23, the evaluation results of the toner bottle dischargeability were lower than those of the developer 25. It is considered that this is because a part of the effect of doping the strontium titanate fine particles with lanthanum was offset by the demerit of using two kinds of rectangular parallelepiped particles.
さらにキャリア粒子における、芯材粒子の露出面積比率が10.0%以上18.0%以下である現像剤28および29は、当該露出面積比率が10.0%未満である現像剤27と比べて、かぶりおよびフィルミング性の評価結果が向上した。また、当該露出面積比率が18.0%を超える現像剤30と比べて、全ての評価項目、特にかぶりおよびトナーボトル排出性の評価結果が向上した。キャリア粒子の露出面積比率が上記範囲内であると、キャリア粒子の抵抗値が高くなりすぎず、キャリア粒子の電子写真感光体への付着が抑制できるため、高画質な画像の出力が可能であったと考えられる。 Further, the developing agents 28 and 29 in which the exposed area ratio of the core material particles in the carrier particles is 10.0% or more and 18.0% or less are compared with the developing agent 27 in which the exposed area ratio is less than 10.0%. , The evaluation result of fog and filming property was improved. Further, as compared with the developer 30 having an exposed area ratio of more than 18.0%, all the evaluation items, particularly the evaluation results of the fog and the toner bottle dischargeability, were improved. When the exposure area ratio of the carrier particles is within the above range, the resistance value of the carrier particles does not become too high, and the adhesion of the carrier particles to the electrophotographic photosensitive member can be suppressed, so that a high-quality image can be output. It is thought that it was.
一方、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)のピークトップ粒子径RAが10nm未満である比較例1の現像剤31は、かぶりおよびクリーニング性の評価結果が実用不可能なレベルであった。また、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)のピークトップ粒子径RAが100nmを超える比較例2の現像剤32は、かぶりおよびトナーボトル排出性の評価結果が実用不可能なレベルであった。これは、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)の粒子径RAが10nm未満であると、トナー母体粒子に埋没しやすくなり、外添剤としての機能が低下し、粒子径RAが100nmを超えると、トナーとキャリア粒子との接触点が不十分になり、かぶりおよびトナーボトル排出性が低下したと考えられる。 On the other hand, the developer 31 of Comparative Example 1 in which the peak top particle diameter RA of the strontium titanate fine particles ( A ) was less than 10 nm was at a level at which the evaluation results of fog and cleanability were impractical. Further, the developer 32 of Comparative Example 2 in which the peak top particle diameter RA of the strontium titanate fine particles ( A ) exceeds 100 nm was at a level at which the evaluation results of fog and toner bottle dischargeability were impractical. This is because when the particle size RA of the strontium titanate fine particles ( A ) is less than 10 nm, it is easily buried in the toner matrix particles, the function as an external additive is deteriorated, and when the particle size RA exceeds 100 nm. It is considered that the contact points between the toner and the carrier particles became insufficient, and the fog and the toner bottle dischargeability decreased.
また、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)のピークトップ粒子径RAと、チタン酸ストロンチウム微粒子(B)のピークトップ粒子径RBとの差(粒子径差)が200nm未満である比較例3の現像剤33は、クリーニング性およびフィルミング性の評価結果が実用不可能なレベルであった。また当該粒子径差が3000nmを超える比較例4の現像剤34は、かぶりおよびフィルミング性の評価結果が実用不可能なレベルであった。 Further, the development of Comparative Example 3 in which the difference (particle size difference) between the peak top particle size RA of the strontium titanate fine particles ( A ) and the peak top particle size RB of the strontium titanate fine particles ( B ) is less than 200 nm. The evaluation results of the cleaning property and the filming property of the agent 33 were at a level that was impractical. Further, the developer 34 of Comparative Example 4 having a particle size difference of more than 3000 nm had a level at which the evaluation results of fog and filming property were impractical.
チタン酸ストロンチウム微粒子として大粒子径のチタン酸ストロンチウム微粒子(B)のみを含むトナー粒子35は、かぶりおよびトナーボトル排出性の評価結果が実用不可能なレベルであった。また、チタン酸ストロンチウム微粒子として小粒子径のチタン酸ストロンチウム微粒子(A)のみを含む現像剤36、および酸化チタン微粒子を含まない現像剤37は、かぶりおよびクリーニング性の評価結果が実用不可能なレベルであった。これら結果から、チタン酸ストロンチウム微粒子は1種のみでは実用可能なトナーおよび現像剤は得られにくいことがわかる。 The toner particles 35 containing only the strontium titanate fine particles (B) having a large particle diameter as the strontium titanate fine particles had a level at which the evaluation results of fog and toner bottle dischargeability were impractical. Further, the developer 36 containing only the strontium titanate fine particles (A) having a small particle size as the strontium titanate fine particles and the developer 37 containing no titanium oxide fine particles have a level at which the evaluation result of fog and cleaning property is impractical. Met. From these results, it can be seen that it is difficult to obtain a practical toner and developer with only one type of strontium titanate fine particles.
本発明によれば、帯電立ち上がり性および帯電安定性、流動性、クリーニング性に優れ、カブリや白抜けのない高品質の画像を継続的に形成することが可能な、静電荷像現像用トナー、およびそれを用いた静電荷像現像用二成分現像剤を提供することができる。よって、本発明によれば、電子写真方式の画像形成装置におけるさらなる高速化、高性能化、省力化および記録媒体の多様化が期待され、当該画像形成装置のさらなる普及が期待される。 According to the present invention, a toner for static charge image development, which is excellent in charge rising property, charge stability, fluidity, and cleaning property, and can continuously form a high-quality image without fog or white spots. And a two-component developer for developing an electrostatic charge image using the same can be provided. Therefore, according to the present invention, further speedup, higher performance, labor saving and diversification of recording media are expected in the electrophotographic image forming apparatus, and further widespread use of the image forming apparatus is expected.
Claims (10)
チタン酸ストロンチウム微粒子および酸化チタン微粒子を含む外添剤とを含有し、
前記結着樹脂は、非晶性ビニル樹脂を、前記結着樹脂の全質量に対して0.1質量%以上20質量%以下含み、
前記チタン酸ストロンチウム微粒子は、チタン酸ストロンチウム微粒子(A)およびチタン酸ストロンチウム微粒子(B)を含み、前記チタン酸ストロンチウム微粒子(A)の個数粒度分布におけるピークトップの粒子径RAは10nm以上100nm以下であり、前記チタン酸ストロンチウム微粒子(B)の個数粒度分布におけるピークトップの粒子径RBは、前記チタン酸ストロンチウム微粒子(A)のピークトップの粒子径RAよりも大きく、粒子径RBと粒子径RAとの差は、200nm以上3000nm以下である、静電荷像現像用トナー。 Toner matrix particles containing at least a binder resin,
Contains strontium titanate fine particles and an external additive containing titanium oxide fine particles,
The binder resin contains an amorphous vinyl resin in an amount of 0.1% by mass or more and 20% by mass or less based on the total mass of the binder resin.
The strontium titanate fine particles include strontium titanate fine particles (A) and strontium titanate fine particles (B), and the peak top particle size RA in the number particle size distribution of the strontium titanate fine particles ( A ) is 10 nm or more and 100 nm or less. The peak top particle size RB in the number particle size distribution of the strontium titanate fine particles ( B ) is larger than the peak top particle size RA of the strontium titanate fine particles ( A ), and the particle size RB and the like. The difference from the particle size RA is 200 nm or more and 3000 nm or less, which is a toner for static charge image development.
芯材粒子、および前記芯材粒子の表面を被覆する被覆用樹脂を含むキャリア粒子と
を含有する、静電荷像現像用二成分現像剤。 The toner for developing an electrostatic charge image according to any one of claims 1 to 8 and the toner for developing an electrostatic charge image.
A two-component developer for developing an electrostatic charge image, which contains core material particles and carrier particles containing a coating resin that covers the surface of the core material particles.
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