JP7143151B2 - magnetic toner - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真法に用いる磁性トナーに関する。 The present invention relates to a magnetic toner used in electrophotography.
近年、複写機やプリンターなどの画像形成装置は、使用目的及び使用環境の多様化が進むと共に、更なる省エネルギー性が求められている。トナーによる省エネルギー性の改善という観点では、低温定着性がより向上するトナーがまず挙げられる。
トナーの低温定着性を向上するために、ワックスなどの結晶性材料が用いられる。結晶性材料は、その材料の持つ融点で溶融し、トナーの結着樹脂を可塑化し、トナーの溶融変形を促す。
しかし、こうした定着性を良化させたトナーであっても、プリントされた後にテープによってトナーが一部剥がれるテープ剥がしという性能が重要視されることがある。これは、特にライン画像の様なトナー載り量の少ない部分で起きやすく、その原因としてはトナーの溶融特性が不十分であったり、定着部材との離型性が不足しているためだと考えられる。
上述したような定着に関わる性能だけでなく、プリント画質への要求も高く、依然として現像性、転写性の改善も求められている。
上記課題に対して、従来より数多くの技術が開示されている(例えば特許文献1、特許文献2、特許文献3参照)。
2. Description of the Related Art In recent years, image forming apparatuses such as copiers and printers are required to be more energy efficient as the purposes and environments of use are diversifying. From the viewpoint of improving the energy saving performance of toners, toners with improved low-temperature fixability are first mentioned.
A crystalline material such as wax is used to improve the low-temperature fixability of the toner. The crystalline material melts at its own melting point, plasticizes the binder resin of the toner, and promotes melting deformation of the toner.
However, even with such a toner with improved fixability, there are cases where importance is attached to the performance of tape peeling, in which the toner is partly peeled off by a tape after printing. This is particularly likely to occur in areas such as line images where the amount of toner applied is small, and the reason for this is thought to be insufficient melting characteristics of the toner and insufficient releasability from the fixing member. be done.
In addition to the performance related to fixing as described above, there is a high demand for print image quality, and improvements in developability and transferability are still required.
To solve the above problems, many techniques have been disclosed (for example, see Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3).
しかしながら、特許文献1乃至3に提案のトナーであっても、テープ剥がしと定着フィルム汚れ、更には現像性、転写性の高度な成立に関しては不十分であり改善が求められている。
本発明の目的は、プリンタの小型化、軽量化に有効なプロセスカートリッジの小型化に際して、高い次元での現像性、転写性を有し、且つ耐テープ剥がしに優れる磁性トナーにより、画質およびテープへの耐性に優れる画像を得ることにある。
However, even the toners proposed in Patent Documents 1 to 3 are inadequate in terms of tape peeling, fixing film contamination, and development and transferability, and improvements are desired.
An object of the present invention is to reduce the size and weight of printers and to reduce the size and weight of a printer. To obtain an image excellent in resistance to
本発明は、結着樹脂、ワックス、及び磁性体を含有するトナー粒子を有する磁性トナーであって、
該ワックスは、炭化水素ワックス及びステアリン酸ベヘニルを含有し、
該磁性トナーは、該磁性トナーをSEM観察することで得られる磁性体の表面近傍存在指数が5個以上8個以下であり、該表面近傍存在量の標準偏差が0.7以上2.5以下であり、
該磁性トナーを透過型電子顕微鏡により観察されるトナー断面において、該磁性体が該断面の輪郭から、該輪郭と該断面の中心点間の距離の30%以内に70面積%以上100面積%以下存在する、
ことを特徴とする磁性トナーに関する。
The present invention provides a magnetic toner having toner particles containing a binder resin, wax, and a magnetic material,
The wax contains a hydrocarbon wax and behenyl stearate ,
The magnetic toner has a surface vicinity abundance index of 5 or more and 8 or less, and a standard deviation of the surface vicinity abundance of 0.7 or more and 2.5 or less, obtained by observing the magnetic toner with an SEM. and
70 area % or more and 100 area % or less of the magnetic material within 30% of the distance between the contour and the center point of the cross section from the contour of the cross section in the cross section of the magnetic toner observed with a transmission electron microscope. exist ,
The present invention relates to a magnetic toner characterized by:
本発明により、プリンタの小型化、軽量化に有効なプロセスカートリッジの小型化に際して、高い次元での現像性、転写性を有し、且つ耐テープ剥がしに優れる磁性トナーにより、画質およびテープへの耐性に優れる画像を得ることができる。 According to the present invention, when the process cartridge is miniaturized, which is effective for miniaturizing and reducing the weight of the printer, the magnetic toner has a high level of developability and transferability, and is excellent in resistance to tape peeling. It is possible to obtain an image excellent in
以下、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail.
本発明の磁性トナーは、結着樹脂、ワックス、及び磁性体を含有し、該ワックスは、炭化水素ワックスを含有し、該磁性トナーは、該磁性トナーをSEM観察することで得られる磁性体の表面近傍存在指数が4個以上8個以下であり、該表面近傍存在量の標準偏差が0.7以上2.5以下である。更に、該磁性トナーを透過型電子顕微鏡により観察されるトナー断面において、該磁性体が該断面の輪郭から、該輪郭と該断面の中心点間の距離の30%以内に70面積%以上100面積%以下存在することを特徴とする磁性トナーである。 The magnetic toner of the present invention contains a binder resin, wax, and a magnetic substance, the wax contains a hydrocarbon wax, and the magnetic toner is a magnetic substance obtained by observing the magnetic toner with an SEM. The near-surface abundance index is 4 or more and 8 or less, and the standard deviation of the near-surface abundance is 0.7 or more and 2.5 or less. Furthermore, in the cross section of the magnetic toner observed with a transmission electron microscope, the magnetic substance is 70 area % or more and 100 areas within 30% of the distance between the contour and the center point of the cross section from the contour of the cross section. % or less.
ここで、テープ剥がしについて、本発明者らの検討を踏まえた説明をする。テープ剥がしは、接着剤の付いたテープを画像に貼りつけ、一定の速度で剥がした際にどれだけ画像が欠損せず耐えるかを見る試験である。接着剤との離型性、紙との付着力が効く性能になる。そのため、離型性に優れる炭化水素ワックスは本発明に必須の材料である。 Here, the tape peeling will be explained based on the study of the present inventors. Tape peeling is a test to see how long the image can withstand without damage when a tape with an adhesive is attached to the image and peeled off at a constant speed. Releasability from adhesives and adhesion to paper are effective. Therefore, a hydrocarbon wax with excellent releasability is an essential material for the present invention.
本発明者らの検討によると、表面近傍の磁性体の数をある程度少なく、且つ、ばらつきにより極端に表面近傍の磁性体数が少ない粒子を持つと、飛躍的に定着性、特に耐テープ剥がしが良化する。これは、磁性体の分散状態が上述した炭化水素ワックスを含むワックス成分の染み出しと、磁性トナーの濡れ広がり特性に影響を与えているためと考えている。 According to the studies of the present inventors, when the number of magnetic substances in the vicinity of the surface is reduced to a certain extent and the number of magnetic substances in the vicinity of the surface is extremely small due to variations, the fixability, especially the resistance to tape peeling, is dramatically improved. improve. It is believed that this is because the state of dispersion of the magnetic material affects the exudation of the wax component containing the hydrocarbon wax and the wetting and spreading properties of the magnetic toner.
本発明の磁性トナーは、磁性体の表面近傍存在指数が4個以上8個以下である。この表面近傍存在指数は、磁性トナー内部において、表面近傍に偏って存在する磁性体の数に対応する指数である。この指数が高いと、表面近傍の磁性体の数が多いことを示す。磁性体の数が多いと、熱定着時にワックスの染み出しを阻害する傾向があり、上述したように接着剤との離型効果が弱まることから耐テープ剥がしが悪化する傾向である。更に、磁性トナー表面近傍が熱的に硬くなることから、濡れ広がりも起きにくくなり、紙との付着力も上がりにくい。これら、ワックスの染み出しと濡れ広がり両者の観点で、表面近傍存在指数は低い方が有利になる。 In the magnetic toner of the present invention, the near-surface existence index of the magnetic substance is 4 or more and 8 or less. This near-surface existence index is an index corresponding to the number of magnetic substances that exist unevenly near the surface in the magnetic toner. A high index indicates a large number of magnetic bodies near the surface. If the number of magnetic bodies is large, the wax tends to be hindered from exuding during heat fixing, and the release effect from the adhesive is weakened as described above, resulting in a tendency to deteriorate resistance to tape peeling. Furthermore, since the vicinity of the surface of the magnetic toner is thermally hardened, it is difficult for the magnetic toner to spread by wetting, and the adhesion to paper is also difficult to increase. From the viewpoint of both exudation and spreading of the wax, a lower near-surface existence index is advantageous.
一方、4個を下回ると、表面近傍の磁性体が少ないために、例えばジャンピング現像方式を採用した際には、磁極スリーブへの付着力が低下する等により、現像性が低下する傾向が見られる。8個を上回ると、ワックス染み出しおよび濡れ広がりの観点で不利になり、耐テープ剥がしが大幅に悪化する。また、表面近傍の磁性体数が多いと現像や転写工程時にリークポイントになりやすく、現像性および転写性が大きく低下しやすい。 On the other hand, if the number is less than 4, the amount of magnetic material in the vicinity of the surface is small, so when the jumping development method is adopted, for example, the adhesion to the magnetic pole sleeve is reduced, and the developability tends to be deteriorated. . If the number exceeds 8, it is disadvantageous from the viewpoint of wax exudation and wet spreading, and the resistance to tape peeling is greatly deteriorated. In addition, when the number of magnetic bodies in the vicinity of the surface is large, it tends to become a leak point during the development and transfer processes, and the developability and transferability tend to be greatly deteriorated.
表面近傍存在指数は、好ましくは4個以上7個以下であり、更に好ましくは4個以上6個以下である。 The near-surface presence index is preferably 4 or more and 7 or less, more preferably 4 or more and 6 or less.
本発明の磁性トナーの磁性体の分散状態では、ある程度ばらつきが必要であり、表面近傍存在量の標準偏差が0.7以上2.5以下である。本ばらつきがあると、表面近傍の磁性体数が少ない粒子を含むことを意味し、熱定着時にはその粒子を起点に溶融やワックス染み出しが起こる。一方、粒子間にばらつきが無いと、ある温調温度以下になるとワックス染み出しや濡れ広がりが不足して、一気に剥がれる。しかし、ばらつきにより、例えばワックス染み出しが非常に起こりやすい粒子を含むと、全体が溶けるよりも先に溶ける成分を含むことが出来、その成分を起点に磁性トナーが結着する。そのため、テープ剥がしにおいて広い領域が剥がれてしまうことが無く、耐テープ剥がしに優れる傾向である。一方、0.7を下回ると、ばらつきが小さくなるため、耐テープ剥がしが悪化する傾向である。2.5を上回ると、耐テープ剥がしは良好になる一方で、磁性体の分散状態にばらつきがあることから、現像性および転写性が悪化する傾向である。 The dispersion state of the magnetic material in the magnetic toner of the present invention needs to have some degree of variation, and the standard deviation of the abundance near the surface is 0.7 or more and 2.5 or less. If there is this variation, it means that particles with a small number of magnetic substances near the surface are included, and melting or wax exudation occurs starting from these particles during heat fixing. On the other hand, if there is no variation among the particles, the wax exudes and spreads out insufficiently at a temperature below a certain temperature control temperature, and the particles peel off at once. However, due to variations, for example, if particles that are very likely to exude wax are included, a component that dissolves before the whole melts can be included, and the magnetic toner binds from that component as a starting point. Therefore, when the tape is peeled off, a wide area does not peel off, and the tape tends to be excellent in resistance to peeling off. On the other hand, when it is less than 0.7, the variation becomes small, and the resistance to tape peeling tends to deteriorate. If it exceeds 2.5, the resistance to tape peeling will be good, but the dispersion state of the magnetic material will vary, so that the developability and the transferability will tend to deteriorate.
本発明のトナーは、該磁性トナーを透過型電子顕微鏡により観察されるトナー断面において、該磁性体が該断面の輪郭から、該輪郭と該断面の中心点間の距離の30%以内に70面積%以上100面積%以下存在する。これは、磁性体が表面近傍側に偏在して存在することを意味する。本発明の磁性トナーにおける磁性体は、トナー内部において表面近傍に寄りつつも、表面近傍に位置する磁性体数は適正範囲且つある程度ばらつきがあることが重要であることがわかり、本発明に至った。 In the toner cross section of the magnetic toner observed with a transmission electron microscope, the toner of the present invention has 70 areas of the magnetic material within 30% of the distance between the contour and the center point of the cross section from the contour of the cross section. % or more and 100 area % or less. This means that the magnetic material is unevenly distributed near the surface. In the magnetic toner of the present invention, it is important that the number of magnetic bodies located near the surface is within an appropriate range and varies to some extent, even though the magnetic bodies are closer to the surface inside the toner, leading to the present invention. .
本発明のトナーは、表面近傍に磁性体を偏在させた上で、磁性体の数と、そのばらつきを制御することで得られる。従来技術(例えば、特許文献1~3)では、表面近傍存在指数およびばらつきの程度共に満たすことは出来ない。本発明者らの検討によると、表面近傍存在指数を高めるには、例えば水系媒体中でトナー粒子を作製する場合、水中で造粒する際に大きなせん断力を与える必要がある。一方、ばらつきを制御するには、意図的にばらつきを生む構成にする必要があり、例えばせん断力が大きく異なる複数の装置により造粒することや、分散剤を複数種使用することが必要になる。従来技術ではトナー粒子作製時に付与するせん断力が本発明で使用する手法より比較的弱く且つ単一であるため、単一の磁性体分散状態しか得ることが出来ず、例えば磁性体の添加量を調整する等しても本発明の範囲への制御は困難であった。 The toner of the present invention is obtained by unevenly distributing the magnetic bodies near the surface and controlling the number of the magnetic bodies and the variation thereof. Conventional techniques (eg, Patent Documents 1 to 3) cannot satisfy both the near-surface existence index and the degree of variation. According to studies by the present inventors, in order to increase the near-surface existence index, for example, when toner particles are produced in an aqueous medium, it is necessary to apply a large shearing force during granulation in water. On the other hand, in order to control the variation, it is necessary to create a configuration that intentionally produces variation. For example, it is necessary to granulate using multiple devices with significantly different shear forces, or to use multiple types of dispersants. . In the prior art, since the shear force applied during the preparation of toner particles is relatively weak and single compared to the technique used in the present invention, only a single magnetic substance dispersion state can be obtained. It was difficult to control within the range of the present invention even by adjusting.
以下、本発明のトナーに関して、好ましい形態について説明する。 Preferred embodiments of the toner of the present invention will be described below.
本発明で使用するワックスは、融点60℃以上72℃以下のエステルワックスの離型剤を含有することが好ましい。上述のエステルワックスだと、結着樹脂に対する可塑能力に優れるため、耐テープ剥がしが良好であるとともに、トナーの保存性を両立しやすい。 The wax used in the present invention preferably contains an ester wax release agent having a melting point of 60° C. or higher and 72° C. or lower. Since the ester wax described above has excellent plasticizing ability with respect to the binder resin, it is easy to achieve both good tape peeling resistance and toner storage stability.
次に、本発明の磁性トナーが含有するワックスの総量は、結着樹脂100質量部に対して10質量部以上40質量部以下であることが好ましい。ワックスは多いと、染み出し量が多くなるため、耐テープ剥がしが良化する一方で、例えば水系媒体中でトナー粒子を製造する製造方法を選択した場合、ワックスが多いと造粒性が低下しやすいため、現像性が低下する傾向が見られる。40質量部を超えると、現像性が低下する傾向、一方10質量部を下回ると、耐テープ剥がしが悪化する傾向である。 Next, the total amount of wax contained in the magnetic toner of the present invention is preferably 10 parts by mass or more and 40 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder resin. If the amount of wax is large, the amount of oozing out is large, so the resistance to tape peeling is improved. Because it is easy to develop, there is a tendency for the developability to decrease. When the amount exceeds 40 parts by mass, the developability tends to deteriorate, while when the amount is less than 10 parts by mass, the resistance to tape peeling tends to deteriorate.
本発明の磁性トナーにおいて、下記の物性を満たすことが好ましい。 The magnetic toner of the present invention preferably satisfies the following physical properties.
(i)磁性トナーを100℃から3℃/分の温度で降温したときのDSC曲線において、60℃以上でみられる最大の発熱ピークTcに対し、Tc-10℃~Tc-5℃の領域に発熱ピークを有さず、
(ii)Tc±5℃の領域の発熱量A[3]とTc-10℃~Tc-5℃の領域の発熱量B[3]において、式(1)で表されるC[3]と、磁性トナーを180℃から10℃/分の温度で降温したときのDSC曲線において、同じくTc±5℃の領域の発熱量A[10]とTc-10℃~Tc-5℃の領域の発熱量B[10]において、式(2)で表されるC[10]とが、式(3)を満たし、
(iii)該A[3]の発熱量が0.5J/g以上であること。
C[3]=B[3]/(A[3]+B[3]) …(1)
C[10]=B[10]/(A[10]+B[10]) …(2)
C[10]-C[3]>0.21 …(3)
(式中の[3]は3℃/分で温度を下げた場合、[10]は10℃/分で温度を下げた場合を示す。)
(i) In the DSC curve when the temperature of the magnetic toner is lowered from 100°C at a rate of 3°C/min, the maximum exothermic peak Tc observed at 60°C or higher is in the region of Tc-10°C to Tc-5°C. does not have an exothermic peak,
(ii) In the calorific value A [3] in the region of Tc ± 5 ° C. and the calorific value B [3] in the region of Tc - 10 ° C. to Tc - 5 ° C., C [3] represented by formula (1) and , In the DSC curve when the temperature of the magnetic toner is lowered from 180° C. at a temperature of 10° C./min, the heat generation amount A [10] in the region of Tc±5° C. and the heat generation in the region of Tc-10° C. to Tc-5° C. In the quantity B[10], C[10] represented by the formula (2) satisfies the formula (3),
(iii) The calorific value of A[3] is 0.5 J/g or more.
C[3]=B[3]/(A[3]+B[3]) (1)
C[10]=B[10]/(A[10]+B[10]) (2)
C[10]−C[3]>0.21 (3)
([3] in the formula indicates the case where the temperature is lowered at 3°C/min, and [10] indicates the case where the temperature is lowered at 10°C/min.)
上記物性に関して説明する。定着プロセス後の画像に関して考察する。定着時に可塑を起こしたトナーが放冷される際、一定の温度まではワックスとの相溶状態を維持した軟化状態にあり、それ以下の温度では相溶状態が解消され、冷却とともにワックスが一斉に析出する相分離状態に制御するものである。相溶状態を維持することで紙繊維に対するトナーの濡れ広がり性が向上するとともに、一定の温度を下回った際に相分離状態となることで速やかにトナーの固化が進み、紙に対して強固に固着する。 The above physical properties will be explained. Consider the image after the fusing process. When the toner that has been plasticized during fixing is allowed to cool, it remains in a softened state that maintains a compatible state with the wax up to a certain temperature. It is controlled to a phase separation state that precipitates in. Maintaining a compatible state improves the wetting and spreadability of the toner on the paper fibers, and when the temperature drops below a certain level, the toner enters a phase-separated state, which rapidly solidifies the toner and firmly attaches to the paper. Stick.
以下、本発明のトナーに必要な冷却時のワックスの凝固挙動を得るために必要な要件について説明する。 The requirements for obtaining the solidification behavior of the wax during cooling required for the toner of the present invention will be described below.
トナーを100℃に加熱し、3℃/分で緩慢に温度を下げた場合、ワックスは相分離をして単体として凝固する割合が多くなる。この時、ワックスは結晶化に伴い発熱するため、DSCにおいてワックス単体に準じた結晶化ピーク(Tc)が得られる。この時、ワックス単体の含有量の目安としてはTc±5℃の領域の発熱量(A[3])を挙げることが出来る。 When the toner is heated to 100° C. and the temperature is slowly lowered at 3° C./min, the wax undergoes phase separation and solidifies as a single substance in a large proportion. At this time, since the wax generates heat as it crystallizes, a crystallization peak (Tc) corresponding to that of the wax alone is obtained in DSC. At this time, the calorific value (A[3]) in the region of Tc±5° C. can be given as a guideline for the content of the wax alone.
一方で、トナーを100℃に加熱し、10℃/分で急速に温度を下げた場合、ワックスは単体として凝固する割合が減少し、ある一定の温度まで相溶状態を維持したあとTcより低い温度で結晶として析出するものが増える。この際、結晶成長する時間がないため、析出する結晶はμm以下のサイズの微結晶となる。この時、微結晶ワックスの含有量の目安としてはTc-10℃~Tc-5℃の領域の発熱量(B[10])を挙げることが出来る。 On the other hand, when the toner is heated to 100° C. and the temperature is rapidly lowered at 10° C./min, the rate at which the wax solidifies as a single substance decreases, and after maintaining the compatible state up to a certain temperature, the temperature is lower than Tc. More crystals precipitate at higher temperatures. At this time, since there is no time for crystal growth, the precipitated crystals are microcrystals having a size of μm or less. At this time, the calorific value (B[10]) in the region of Tc-10°C to Tc-5°C can be mentioned as a guideline for the content of the microcrystalline wax.
この考え方を用いると、トナーが3℃/分もしくは10℃/分で冷却される際の微結晶ワックスの発生のしやすさとして以下のC[3]、C[10]を定義することが出来る。
C[3]=B[3]/(A[3]+B[3]) …(1)
C[10]=B[10]/(A[10]+B[10]) …(2)
Using this concept, the following C[3] and C[10] can be defined as the susceptibility to generation of microcrystalline wax when the toner is cooled at 3° C./min or 10° C./min. .
C[3]=B[3]/(A[3]+B[3]) (1)
C[10]=B[10]/(A[10]+B[10]) (2)
ここで、3℃/分で降温したときにTc-10℃~Tc-5℃の領域に他材料に由来するピークがある場合、C[3]、C[10]は正確に定義できないため注意が必要である。 Note that C[3] and C[10] cannot be defined accurately if there is a peak derived from another material in the region of Tc-10°C to Tc-5°C when the temperature is lowered at 3°C/min. is required.
こうした検討結果から、本発明者らは迅速に冷却した場合のTc-10℃~Tc-5℃領域の発熱量;C[10]と、緩慢に冷却した場合の同領域の発熱量;C[3]の差が、ワックスの微結晶または樹脂と混合した状態での結晶化状態の取りやすさを示していると考えている。本発明者らの検討結果によると、C[10]-C[3]>0.21を満たす場合、ワックスは単体としてだけでなく上述したような結晶状態も取りつつ、多量に結晶化するため、紙に対する付着性が大きく向上する傾向であった。 From these examination results, the present inventors found that the calorific value in the Tc-10 ° C. to Tc-5 ° C. region when cooled quickly; C [10], and the calorific value in the same region when cooled slowly; C [ 3] is considered to indicate the easiness of obtaining a crystallized state in the state of being mixed with wax microcrystals or resin. According to the study results of the present inventors, when C[10]−C[3]>0.21 is satisfied, the wax crystallizes in large amounts while taking not only a single substance but also the above-mentioned crystalline state. , the adhesion to paper tended to be greatly improved.
また、3℃/分で降温した際のワックスの結晶化ピークの大きさは微結晶ワックスに転じることのできるワックス量を示す。これが小さい場合には冷却速度を変えても微分散ワックスの発生量は変化しづらい。本発明者らの検討によると、A[3]が0.5J/g以上である場合に好適な微分散ワックス量の変化が確認された。 Also, the size of the crystallization peak of the wax when the temperature is lowered at 3° C./min indicates the amount of wax that can be converted into microcrystalline wax. When this is small, even if the cooling rate is changed, the amount of finely dispersed wax generated is difficult to change. According to the study by the present inventors, it was confirmed that the amount of finely dispersed wax changes favorably when A[3] is 0.5 J/g or more.
次に、本発明のトナーに用いることができる材料構成、製造方法に関して、詳細に説明する。 Next, the material configuration and manufacturing method that can be used for the toner of the present invention will be described in detail.
まず、本発明に用いることができるトナー粒子、トナーについて詳細に説明する。 First, toner particles and toner that can be used in the present invention will be described in detail.
本発明に用いることができるトナー粒子は、公知の乾式法、乳化重合法、溶解縣濁法、懸濁重合法等いずれの製造方法も使用可能である。また、画像形成方法が、クリーナーレスシステムの場合は、トナーは真球状であることが好ましく、乾式法においては熱球形化処理等の表面改質処理、重合法においては懸濁重合法が好ましく、特に好ましくは、水系媒体中で重合性単量体組成物を造粒し、該重合性単量体組成物の粒子を形成する懸濁重合法により製造される。 Toner particles that can be used in the present invention can be produced by any known dry method, emulsion polymerization method, solution/suspension method, suspension polymerization method, and the like. Further, when the image forming method is a cleanerless system, the toner is preferably spherical, the dry method is preferably a surface modification treatment such as thermal spheroidization, and the polymerization method is preferably a suspension polymerization method. Particularly preferably, it is produced by a suspension polymerization method in which a polymerizable monomer composition is granulated in an aqueous medium to form particles of the polymerizable monomer composition.
以下、特に好ましい懸濁重合法について詳細に説明する。 A particularly preferred suspension polymerization method will be described in detail below.
重合性単量体としては、ラジカル重合が可能なビニル系モノマーが用いられる。前記ビニル系モノマーとしては、単官能性モノマー或いは多官能性モノマーを使用することができる。 As the polymerizable monomer, a radically polymerizable vinyl-based monomer is used. A monofunctional monomer or a polyfunctional monomer can be used as the vinyl-based monomer.
単官能性モノマーとしては、スチレン;α-メチルスチレン、β-メチルスチレン、ο-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、p-メトキシスチレン、p-フェニルスチレンのようなスチレン誘導体;メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-プロピルアクリレート、iso-プロピルアクリレート、n-ブチルアクリレート、ジブチルフォスフェートエチルアクリレート、2-ベンゾイルオキシエチルアクリレートのようなアクリル系重合性単量体;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ジブチルフォスフェートエチルメタクリレートのようなメタクリル系重合性単量体;メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルのようなビニルエステル;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルのようなビニルエーテル;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロピルケトンのようなビニルケトンが挙げられる。 Monofunctional monomers include styrene; styrene derivatives such as α-methylstyrene, β-methylstyrene, ο-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, p-methoxystyrene, p-phenylstyrene; Acrylic polymerizable monomers such as acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, iso-propyl acrylate, n-butyl acrylate, dibutyl phosphate ethyl acrylate, 2-benzoyloxyethyl acrylate; methyl methacrylate, ethyl methacrylate, dibutyl Methacrylic polymerizable monomers such as phosphate ethyl methacrylate; methylene aliphatic monocarboxylic acid esters; vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate; vinyl ethers such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether and vinyl isobutyl ether vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone, vinyl isopropyl ketone;
重合性単量体は、上記の中でも、スチレン又はスチレン誘導体を含むことが好ましい。 Among the above, the polymerizable monomer preferably contains styrene or a styrene derivative.
多官能性モノマーとしては、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、テトラメチロールメタンテトラメタクリレート、ジビニルベンゼン、ジビニルエーテル等が挙げられる。 Polyfunctional monomers include diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, tetramethylolmethane tetramethacrylate, divinylbenzene, divinyl ether and the like.
前記した単官能性モノマーを単独で或いは2種以上組み合わせて、又は前記した単官能性モノマーと多官能性モノマーを組み合わせて使用してもよい。多官能性モノマーは架橋剤として使用することも可能である。 The above-described monofunctional monomers may be used singly or in combination of two or more, or the above-described monofunctional monomers and polyfunctional monomers may be used in combination. Polyfunctional monomers can also be used as crosslinkers.
本発明に用いることができる重合開始剤としては、油溶性開始剤及び/又は水溶性開始剤が用いられる。好ましくは、重合反応時の反応温度における半減期が0.5時間以上30時間以下のものである。また重合性単量体100質量部に対し0.5質量部以上20質量部以下の添加量で重合反応を行うと、通常、分子量1万以上10万以下の間に極大値を有する重合体が得られ、適当な強度と溶融特性を有するトナー粒子を得ることができるため好ましい。 As the polymerization initiator that can be used in the present invention, an oil-soluble initiator and/or a water-soluble initiator are used. Preferably, the half-life at the reaction temperature during the polymerization reaction is 0.5 hours or more and 30 hours or less. Further, when the polymerization reaction is performed in an amount of 0.5 parts by mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer, a polymer having a maximum molecular weight between 10,000 and 100,000 is usually produced. It is preferable because it can obtain toner particles having suitable strength and fusing properties.
重合開始剤としては、以下の、2,2’-アゾビス-(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、2,2’-アゾビス-4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル如きのアゾ系またはジアゾ系重合開始剤;ベンゾイルパーオキサイド、t-ブチルパーオキシ2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシピバレート、t-ブチルパーオキシイソブチレート、t-ブチルパーオキシネオデカノエート、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、クメンヒドロパーオキサイド、2,4-ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド如きの過酸化物系重合開始剤等が例示できる。 Examples of polymerization initiators include the following 2,2′-azobis-(2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobisisobutyronitrile, 1,1′-azobis(cyclohexane-1-carbohydrate nitrile), 2,2′-azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile, azo or diazo polymerization initiators such as azobisisobutyronitrile; benzoyl peroxide, t-butylperoxy 2- Ethylhexanoate, t-butyl peroxypivalate, t-butyl peroxyisobutyrate, t-butyl peroxyneodecanoate, methyl ethyl ketone peroxide, diisopropyl peroxycarbonate, cumene hydroperoxide, 2,4- Examples include peroxide-based polymerization initiators such as dichlorobenzoyl peroxide and lauroyl peroxide.
本発明においては、重合性単量体の重合度を制御するために、公知の連鎖移動剤、重合禁止剤等を更に添加し用いることも可能である。 In the present invention, in order to control the degree of polymerization of the polymerizable monomer, a known chain transfer agent, polymerization inhibitor, etc. may be further added and used.
本発明においては、重合性単量体組成物には、ポリエステル樹脂を含有してもよい。 In the present invention, the polymerizable monomer composition may contain a polyester resin.
本発明に用いることができるポリエステル樹脂には以下のようなものが挙げられる。 Polyester resins that can be used in the present invention include the following.
2価の酸成分としては、以下のジカルボン酸又はその誘導体が挙げられる。フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸の如きベンゼンジカルボン酸類又はその無水物又はその低級アルキルエステル;コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸の如きアルキルジカルボン酸類又はその無水物又はその低級アルキルエステル;n-ドデセニルコハク酸、n-ドデシルコハク酸の如きアルケニルコハク酸類もしくはアルキルコハク酸類、又はその無水物又はその低級アルキルエステル;フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸の如き不飽和ジカルボン酸類又はその無水物又はその低級アルキルエステル。 Divalent acid components include the following dicarboxylic acids and derivatives thereof. Benzenedicarboxylic acids such as phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid and phthalic anhydride or their anhydrides or their lower alkyl esters; Alkyldicarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid and azelaic acid or their anhydrides or their lower Alkyl esters; alkenyl succinic acids such as n-dodecenyl succinic acid and n-dodecyl succinic acid or alkyl succinic acids, or anhydrides or lower alkyl esters thereof; unsaturated dicarboxylic acids such as fumaric acid, maleic acid, citraconic acid and itaconic acid or its anhydride or its lower alkyl ester.
2価のアルコール成分としては、以下のものが挙げられる。エチレングリコール、ポリエチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4-シクロヘキサンジメタノール(CHDM)、水素化ビスフェノールA、ビスフェノール及びその誘導体。 Examples of dihydric alcohol components include the following. Ethylene glycol, polyethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol (CHDM), hydrogenated bisphenol A, bisphenol and its derivative.
本発明で用いることができるポリエステル樹脂は、上述の2価のカルボン酸化合物および2価のアルコール化合物以外に、1価のカルボン酸化合物、1価のアルコール化合物、3価以上のカルボン酸化合物、3価以上のアルコール化合物を構成成分として含有してもよい。 Polyester resins that can be used in the present invention include, in addition to the above-described divalent carboxylic acid compounds and divalent alcohol compounds, monovalent carboxylic acid compounds, monovalent alcohol compounds, trivalent or higher carboxylic acid compounds, 3 An alcohol compound having a higher valence may be contained as a constituent component.
1価のカルボン酸化合物としては、安息香酸、p-メチル安息香酸等の炭素数30以下の芳香族カルボン酸や、ステアリン酸、ベヘン酸等の炭素数30以下の脂肪族カルボン酸等が挙げられる。 Examples of monovalent carboxylic acid compounds include aromatic carboxylic acids having 30 or less carbon atoms such as benzoic acid and p-methylbenzoic acid, and aliphatic carboxylic acids having 30 or less carbon atoms such as stearic acid and behenic acid. .
また、1価のアルコール化合物としては、ベンジルアルコール等の炭素数30以下の芳香族アルコールや、ラウリルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、ベへニルアルコール等の炭素数30以下の脂肪族アルコール等が挙げられる。 Examples of monohydric alcohol compounds include aromatic alcohols having 30 or less carbon atoms such as benzyl alcohol, and aliphatic alcohols having 30 or less carbon atoms such as lauryl alcohol, cetyl alcohol, stearyl alcohol and behenyl alcohol. be done.
3価以上のカルボン酸化合物としては、特に制限されないが、トリメリット酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸等が挙げられる。 Examples of trivalent or higher carboxylic acid compounds include, but are not limited to, trimellitic acid, trimellitic anhydride, and pyromellitic acid.
また、3価以上のアルコール化合物としては、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、グリセリン等が挙げられる。 Trimethylolpropane, pentaerythritol, glycerin, etc., can be mentioned as trihydric or higher alcohol compounds.
本発明に用いることができるポリエステル樹脂の製造方法については、特に制限されるもではなく、公知の方法を用いることができる。 The method for producing the polyester resin that can be used in the present invention is not particularly limited, and known methods can be used.
本発明で用いることができる結晶性材料は、結晶性ポリエステル樹脂でもよい。 The crystalline material that can be used in the present invention may be a crystalline polyester resin.
結晶性ポリエステル樹脂の原料モノマーに用いられるアルコール成分としては、結晶性を高める観点から、炭素数6以上18以下の脂肪族ジオールを用いることが好ましい。これらの中でも、定着性及び耐熱安定性の観点から、炭素数6以上12以下の脂肪族ジオールが好ましい。脂肪族ジオールとしては、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-ドデカンジオール等が挙げられる。上記脂肪族ジオールの含有量は、結晶性ポリエステル樹脂の結晶性をより高める観点から、アルコール成分中に80.0モル%以上100.0モル%以下含有されることが好ましい。 As the alcohol component used as the raw material monomer of the crystalline polyester resin, it is preferable to use an aliphatic diol having 6 or more and 18 or less carbon atoms from the viewpoint of improving the crystallinity. Among these, aliphatic diols having 6 or more and 12 or less carbon atoms are preferable from the viewpoint of fixability and heat resistance stability. Aliphatic diols include 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 1,11-undecanediol, 1, 12-dodecanediol and the like. From the viewpoint of further increasing the crystallinity of the crystalline polyester resin, the content of the aliphatic diol is preferably 80.0 mol % or more and 100.0 mol % or less in the alcohol component.
結晶性ポリエステル樹脂を得るためのアルコール成分としては、上記の脂肪族ジオール以外の多価アルコール成分を含有していても良い。例えば、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンのポリオキシプロピレン付加物、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンのポリオキシエチレン付加物等を含む上記式(I)で表されるビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物等の芳香族ジオール;グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン等の3価以上のアルコールが挙げられる。 The alcohol component for obtaining the crystalline polyester resin may contain a polyhydric alcohol component other than the above aliphatic diol. For example, polyoxypropylene adducts of 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane, polyoxyethylene adducts of 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane, etc. represented by the above formula (I) aromatic diols such as alkylene oxide adducts of bisphenol A; trihydric or higher alcohols such as glycerin, pentaerythritol and trimethylolpropane.
結晶性ポリエステル樹脂の原料モノマーに用いられるカルボン酸成分としては、炭素数6以上18以下の脂肪族ジカルボン酸化合物を用いることが好ましい。これらの中でも、トナーの定着性及び耐熱安定性の観点から、炭素数6以上12以下の脂肪族ジカルボン酸化合物が好ましい。脂肪族ジカルボン酸化合物としては、1,8-オクタン二酸、1,9-ノナン二酸、1,10-デカン二酸、1,11-ウンデカン二酸、1,12-ドデカン二酸等が挙げられる。炭素数6以上、18以下の脂肪族ジカルボン酸化合物の含有量は、カルボン酸成分中に80.0モル%以上100.0モル%以下含有されることが好ましい。 As the carboxylic acid component used as the raw material monomer of the crystalline polyester resin, it is preferable to use an aliphatic dicarboxylic acid compound having 6 or more and 18 or less carbon atoms. Among these, aliphatic dicarboxylic acid compounds having 6 to 12 carbon atoms are preferable from the viewpoint of toner fixability and heat resistance stability. Examples of aliphatic dicarboxylic acid compounds include 1,8-octanedioic acid, 1,9-nonanedioic acid, 1,10-decanedioic acid, 1,11-undecanedioic acid, and 1,12-dodecanedioic acid. be done. The content of the aliphatic dicarboxylic acid compound having 6 to 18 carbon atoms is preferably 80.0 mol % to 100.0 mol % in the carboxylic acid component.
結晶性ポリエステル樹脂を得るためのカルボン酸成分としては、上記脂肪族ジカルボン酸化合物以外のカルボン酸成分を含有していても良い。例えば、芳香族ジカルボン酸化合物、3価以上の芳香族多価カルボン酸化合物等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。芳香族ジカルボン酸化合物には、芳香族ジカルボン酸誘導体も含まれる。芳香族ジカルボン酸化合物の具体例としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸及びこれらの酸の無水物、並びにそれらのアルキル(炭素数1以上3以下)エステルが好ましく挙げられる。該アルキルエステル中のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基及びイソプロピル基が挙げられる。3価以上の多価カルボン酸化合物としては、1,2,4-ベンゼントリカルボン酸(トリメリット酸)、2,5,7-ナフタレントリカルボン酸、ピロメリット酸等の芳香族カルボン酸、及びこれらの酸無水物、アルキル(炭素数1以上3以下)エステル等の誘導体が挙げられる。 The carboxylic acid component for obtaining the crystalline polyester resin may contain a carboxylic acid component other than the above aliphatic dicarboxylic acid compound. Examples thereof include aromatic dicarboxylic acid compounds and aromatic polyvalent carboxylic acid compounds having a valence of 3 or more, but are not particularly limited thereto. Aromatic dicarboxylic acid compounds also include aromatic dicarboxylic acid derivatives. Specific examples of the aromatic dicarboxylic acid compound preferably include aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid and terephthalic acid, anhydrides of these acids, and alkyl (1 to 3 carbon atoms) esters thereof. . Alkyl groups in the alkyl ester include methyl, ethyl, propyl and isopropyl groups. Trivalent or higher polyvalent carboxylic acid compounds include aromatic carboxylic acids such as 1,2,4-benzenetricarboxylic acid (trimellitic acid), 2,5,7-naphthalenetricarboxylic acid and pyromellitic acid, and these Derivatives such as acid anhydrides and alkyl (having 1 to 3 carbon atoms) esters can be mentioned.
結晶性ポリエステルは、重量平均分子量(Mw)が10000以上60000以下であることが好ましく、25000以上45000以下であることがより好ましい。トナー製造工程において、結晶性ポリエステルを結着樹脂と相分離させやすく、現像性に優れる傾向があるためである。 The crystalline polyester preferably has a weight average molecular weight (Mw) of 10,000 to 60,000, more preferably 25,000 to 45,000. This is because the crystalline polyester tends to be phase-separated from the binder resin in the toner manufacturing process, and the developability tends to be excellent.
結晶性ポリエステルの重量平均分子量(Mw)は、結晶性ポリエステルの種々の製造条件やモノマー構成によって制御可能である。特に、モノアルコールやモノカルボン酸をモノマーとして併用すると、分子量が下がる傾向がある。分子量を50000以上に調整したい場合、モノアルコールやモノカルボン酸は併用しないことが好ましい。 The weight average molecular weight (Mw) of the crystalline polyester can be controlled by various manufacturing conditions and monomer composition of the crystalline polyester. In particular, when a monoalcohol or monocarboxylic acid is used together as a monomer, the molecular weight tends to decrease. When it is desired to adjust the molecular weight to 50,000 or more, it is preferable not to use a monoalcohol or a monocarboxylic acid together.
結晶性ポリエステルの酸価(mgKOH/g)に関して、結晶性ポリエステルによる可塑性を高める観点で、低く制御しておくことが好ましい。具体的には8.0以下である。より好ましくは5.0以下であり、更に好ましくは4.5以下である。 Regarding the acid value (mgKOH/g) of the crystalline polyester, it is preferable to keep it low from the viewpoint of enhancing the plasticity of the crystalline polyester. Specifically, it is 8.0 or less. It is more preferably 5.0 or less, still more preferably 4.5 or less.
本発明のトナーにおいては、結晶性ポリエステルと非晶性ポリエステルを併用することも出来る。これは、結着樹脂としてではなく、例えばシェル層としての効果を期待するものである。非晶性ポリエステルは、結着樹脂100質量部に対して1.0質量部以上含有することが好ましく、より好ましくは1.0質量部以上20.0質量部以下である。 A crystalline polyester and an amorphous polyester can be used in combination in the toner of the present invention. This is expected to be effective not as a binder resin but as, for example, a shell layer. The amorphous polyester is preferably contained in an amount of 1.0 parts by mass or more, more preferably 1.0 parts by mass or more and 20.0 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the binder resin.
本発明のトナーは少なくとも炭化水素ワックスを含有する。離型性の高さの観点から、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックスが好ましい。また、脂肪酸エステルに代表される炭化水素ワックス以外のワックスを併用してもかまわない。 The toner of the present invention contains at least hydrocarbon wax. Low-molecular-weight polyethylene, low-molecular-weight polypropylene, microcrystalline wax, and paraffin wax are preferable from the viewpoint of high releasability. Moreover, waxes other than hydrocarbon waxes represented by fatty acid esters may be used in combination.
ワックスとしては、具体的には以下のものが挙げられる。サゾールH1、H2、C80、C105、C77(シューマン・サゾール社)、HNP-1、HNP-3、HNP-9、HNP-10、HNP-11、HNP-12、HNP-51(日本精鑞株式会社)。 Specific examples of waxes include the following. Sasol H1, H2, C80, C105, C77 (Schumann Sasol), HNP-1, HNP-3, HNP-9, HNP-10, HNP-11, HNP-12, HNP-51 (Nippon Seiro Co., Ltd.) ).
本発明においては、脂肪酸エステルを主成分とするワックス(以下、エステルワックス)を離型剤として併用すると、結着性樹脂を可塑しやすく低温定着性を向上させやすい。さらに、特定の製造方法において、微小ドメインを形成しやすいとともに、本発明の好適な形状に制御しやすいため、好ましい。 In the present invention, when a wax containing fatty acid ester as a main component (hereinafter referred to as ester wax) is used in combination as a release agent, the binder resin can be easily plasticized and the low-temperature fixability can be easily improved. Furthermore, in a specific manufacturing method, it is easy to form microdomains and to easily control the shape suitable for the present invention, which is preferable.
本発明において、該結晶性材料がモノエステル化合物を含有することが好ましい。モノエステル化合物は、1分子中に含まれるエステル基の数が一つであるエステルワックスを意味する。 In the present invention, it is preferred that the crystalline material contains a monoester compound. A monoester compound means an ester wax in which the number of ester groups contained in one molecule is one.
脂肪族アルコールの例としては、1-ヘキサノール、1-ヘプタノール、1-オクタノール、1-ノナノール、1-デカノール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、1-ヘキサデカノール、ステアリルアルコール、アラキジルアルコール、ベヘニルアルコール、リグノセリルアルコールが挙げられる。また、脂肪族カルボン酸の例としては、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸が挙げられる。 Examples of fatty alcohols include 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 1-nonanol, 1-decanol, undecyl alcohol, lauryl alcohol, myristyl alcohol, 1-hexadecanol, stearyl alcohol, arachidyl alcohol. , behenyl alcohol, and lignoceryl alcohol. Examples of aliphatic carboxylic acids include pentanoic acid, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, and lignoceric acid. mentioned.
該モノエステル化合物の1分子に含有する炭素数が36以上42以下であることが好ましい。炭素数が36以上のモノエステル化合物は、比較的長鎖のアルキル鎖のために、ラメラ構造の電気伝導度を高くなりやすい。また、炭素数が42以下のモノエステル化合物であれば、トナーが熱を受けた際に、モノエステル化合物が結着樹脂を十分に可塑しやすく、好ましい。 The number of carbon atoms contained in one molecule of the monoester compound is preferably 36 or more and 42 or less. A monoester compound having 36 or more carbon atoms tends to increase the electrical conductivity of the lamellar structure due to its relatively long alkyl chain. Further, a monoester compound having 42 or less carbon atoms is preferable because the monoester compound can sufficiently plasticize the binder resin when the toner is subjected to heat.
モノエステルワックスとしては、炭素数6以上24以下の脂肪族アルコールと長鎖カルボン酸の縮合物や、炭素数4以上24以下の脂肪族カルボン酸と長鎖アルコールの縮合物が使用出来る。ここで、長鎖カルボン酸や長鎖アルコールは、任意のものが使用出来るが、本発明の融点を満たし得るようなモノマーを組み合わせる必要がある。 As the monoester wax, a condensate of an aliphatic alcohol having 6 to 24 carbon atoms and a long-chain carboxylic acid, or a condensate of an aliphatic carboxylic acid having 4 to 24 carbon atoms and a long-chain alcohol can be used. Any long-chain carboxylic acid or long-chain alcohol can be used here, but it is necessary to combine monomers that satisfy the melting point of the present invention.
モノエステルワックスの総炭素数は36以上44以下であると、樹脂への可塑能力と保存安定性を両立しやすいため、好ましい。 It is preferable that the total carbon number of the monoester wax is 36 or more and 44 or less, because it is easy to achieve both the ability to plasticize the resin and the storage stability.
本発明のトナーは、示差走査熱量計(DSC)を用いて180℃まで昇温した後、降温する過程で得られるDSC曲線において、該モノエステル単体を用いて得られる最大発熱ピーク温度に対して±5℃の領域の発熱量をC,該最大発熱ピーク温度より5℃以上15℃以下低い温度領域の発熱量をDとすると、D/Cが0.5以上4.0以下であることが好ましい。 For the toner of the present invention, a differential scanning calorimeter (DSC) was used to raise the temperature to 180° C. and then lower the temperature. If C is the calorific value in the range of ±5°C, and D is the calorific value in the temperature range lower than the maximum exothermic peak temperature by 5°C or more and 15°C or less, D/C is 0.5 or more and 4.0 or less. preferable.
本発明のトナーは、透過型電子顕微鏡により観察されるトナー断面において、該結晶性材料の微小ドメインが存在し、該微小ドメインの長径の個数平均が50nm以上350nm以下であることが好ましい。更に、該微小ドメインが、該断面の輪郭から、該輪郭と該断面の中心点間の距離の25%以内に60個数%以上100個数%以下存在することが好ましい。 In the toner of the present invention, fine domains of the crystalline material are present in a cross section of the toner observed with a transmission electron microscope, and the number average length of the fine domains is preferably 50 nm or more and 350 nm or less. Furthermore, it is preferable that 60% or more and 100% or less of the minute domains exist within 25% of the distance between the contour and the center point of the cross section from the contour of the cross section.
本発明において、該微小ドメイン形成の制御性の観点から、結晶性材料が炭化水素ワックスを含有することが好ましい。 In the present invention, the crystalline material preferably contains a hydrocarbon wax from the viewpoint of controllability of the microdomain formation.
炭化水素ワックスとは、直鎖状の炭化水素鎖部分が積み重なる形で結晶化することが知られており、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスなどが挙げられる。 Hydrocarbon waxes are known to crystallize in a form in which linear hydrocarbon chain portions are stacked, and examples thereof include paraffin wax and Fischer-Tropsch wax.
本発明における好ましいトナーの製造方法である懸濁重合法では、炭化水素ワックスはトナーの中心付近に大ドメインを形成しやすくなる。このため、微小ドメインをトナーの表面近傍に局所的に偏在させやすくなり、制御しやすくなる。 In the suspension polymerization method, which is a preferable method for producing the toner in the present invention, the hydrocarbon wax tends to form a large domain near the center of the toner. For this reason, it becomes easier to locally unevenly distribute the microdomains in the vicinity of the surface of the toner, making it easier to control.
本発明のトナーは、磁性粉体を用いる磁性トナーである。磁性粉体は、四三酸化鉄やγ-酸化鉄などの磁性酸化鉄を主成分とするものであり、リン、コバルト、ニッケル、銅、マグネシウム、マンガン、アルミニウム、珪素などの元素を含んでもよい。これら磁性粉体は、窒素吸着法によるBET比表面積が2m2/g以上30m2/g以下であることが好ましく、3m2/g以上28m2/g以下であることがより好ましい。また、モース硬度が5以上7以下のものが好ましい。磁性粉体の形状としては、多面体、8面体、6面体、球形、針状、鱗片状などがあるが、多面体、8面体、6面体、球形等の異方性の少ないものが、画像濃度を高める上で好ましい。 The toner of the present invention is a magnetic toner using magnetic powder. The magnetic powder is mainly composed of magnetic iron oxide such as triiron tetroxide and γ-iron oxide, and may contain elements such as phosphorus, cobalt, nickel, copper, magnesium, manganese, aluminum and silicon. . These magnetic powders preferably have a BET specific surface area of 2 m 2 /g or more and 30 m 2 /g or less, more preferably 3 m 2 /g or more and 28 m 2 /g or less, as determined by the nitrogen adsorption method. Moreover, those having a Mohs hardness of 5 or more and 7 or less are preferable. The shape of the magnetic powder includes polyhedrons, octahedrons, hexahedrons, spheres, needles, scales, and the like. It is preferable in terms of enhancement.
磁性粉体は、個数平均粒径が0.10μm以上0.40μm以下であることが好ましい。一般に磁性粉体の粒径は小さい方が着色力は上がるものの磁性粉体が凝集しやすくなるため、上記範囲が着色力と凝集性のバランスの観点で好ましい。 The magnetic powder preferably has a number average particle size of 0.10 μm or more and 0.40 μm or less. In general, the smaller the particle size of the magnetic powder, the higher the coloring power, but the magnetic powder tends to aggregate.
なお、磁性粉体の個数平均粒径は、透過型電子顕微鏡を用いて測定できる。具体的には、エポキシ樹脂中へ観察すべきトナー粒子を十分に分散させた後、温度40℃の雰囲気中で2日間硬化させ得られた硬化物を得る。得られた硬化物をミクロトームにより薄片状のサンプルとして、透過型電子顕微鏡(TEM)において1万倍ないしは4万倍の拡大倍率の写真で視野中の100個の磁性粉体粒子径を測定する。そして、磁性粉体の投影面積に等しい円の相当径を基に、個数平均粒径の算出を行う。また、画像解析装置により粒径を測定することも可能である。 The number average particle diameter of the magnetic powder can be measured using a transmission electron microscope. Specifically, the toner particles to be observed are sufficiently dispersed in an epoxy resin, and then cured in an atmosphere at a temperature of 40° C. for 2 days to obtain a cured product. The obtained cured product is treated with a microtome as a flaky sample, and the particle size of 100 magnetic powder particles in the field of view is measured with a transmission electron microscope (TEM) at a magnification of 10,000 to 40,000 times. Then, the number average particle diameter is calculated based on the equivalent diameter of a circle equal to the projected area of the magnetic powder. It is also possible to measure the particle size with an image analyzer.
本発明のトナーに用いられる磁性粉体は、例えば下記の方法で製造することができる。第一鉄塩水溶液に、鉄成分に対して当量又は当量以上の水酸化ナトリウム等のアルカリを加え、水酸化第一鉄を含む水溶液を調製する。調製した水溶液のpHをpH7以上に維持しながら空気を吹き込み、水溶液を70℃以上に加温しながら水酸化第一鉄の酸化反応を行い、磁性酸化鉄粉体の芯となる種晶をまず生成する。 Magnetic powder used in the toner of the present invention can be produced, for example, by the following method. An aqueous solution containing ferrous hydroxide is prepared by adding an alkali such as sodium hydroxide in an amount equal to or greater than that of the iron component to the ferrous salt aqueous solution. While maintaining the pH of the prepared aqueous solution at pH 7 or higher, air is blown in, and while the aqueous solution is heated to 70° C. or higher, the ferrous hydroxide is oxidized, and the seed crystals that form the core of the magnetic iron oxide powder are first removed. Generate.
次に、種晶を含むスラリー状の液に前に加えたアルカリの添加量を基準として約1当量の硫酸第一鉄を含む水溶液を加える。液のpHを5から10に維持しながら空気を吹き込みながら水酸化第一鉄の反応を進め、種晶を芯にして磁性酸化鉄粉体を成長させる。この時、任意のpH及び反応温度、撹拌条件を選択することにより、磁性粉体の形状及び磁気特性をコントロールすることが可能である。酸化反応が進むにつれて液のpHは酸性側に移行していくが、液のpHは5未満にしない方が好ましい。このようにして得られた磁性体を定法によりろ過、洗浄、乾燥することにより磁性粉体を得ることができる。 Next, an aqueous solution containing about 1 equivalent of ferrous sulfate based on the amount of alkali previously added is added to the slurry containing the seed crystals. While maintaining the pH of the liquid at 5 to 10 and blowing in air, the reaction of ferrous hydroxide is promoted to grow magnetic iron oxide powder with the seed crystal as the core. At this time, it is possible to control the shape and magnetic properties of the magnetic powder by selecting arbitrary pH, reaction temperature, and stirring conditions. Although the pH of the liquid shifts to the acidic side as the oxidation reaction progresses, it is preferable not to make the pH of the liquid less than 5. A magnetic powder can be obtained by filtering, washing and drying the magnetic material thus obtained by a conventional method.
また、本発明において水系媒体中でトナーを製造する場合、磁性粉体表面を疎水化処理することが非常に好ましい。乾式にて表面処理をする場合、洗浄・ろ過・乾燥した磁性粉体にカップリング剤処理を行う。湿式にて表面処理を行う場合、酸化反応終了後、乾燥させたものを再分散させる、又は酸化反応終了後、洗浄、濾過して得られた酸化鉄体を乾燥せずに別の水系媒体中に再分散させ、カップリング処理を行う。本発明においては、乾式法及び湿式法どちらも適宜選択出来る。 Further, in the present invention, when the toner is produced in an aqueous medium, it is very preferable to subject the surface of the magnetic powder to hydrophobic treatment. In the case of dry surface treatment, the magnetic powder that has been washed, filtered and dried is treated with a coupling agent. In the case of wet surface treatment, after the oxidation reaction is completed, the dried product is redispersed, or after the oxidation reaction is completed, the iron oxide body obtained by washing and filtering is placed in another aqueous medium without drying. re-dispersed to , and subjected to coupling treatment. In the present invention, either the dry method or the wet method can be appropriately selected.
本発明における磁性粉体の表面処理において使用できるカップリング剤としては、例えば、シランカップリング剤、チタンカップリング剤等が挙げられる。より好ましく用いられるのはシランカップリング剤であり、一般式(I)で示されるものである。
RmSiYn (I)
[式中、Rはアルコキシ基を示し、mは1以上3以下の整数を示し、Yはアルキル基、ビニル基、エポキシ基、(メタ)アクリル基などの官能基を示し、nは1以上3以下の整数を示す。但し、m+n=4である。]
Examples of coupling agents that can be used in the surface treatment of the magnetic powder in the present invention include silane coupling agents and titanium coupling agents. Silane coupling agents are more preferably used, and are represented by general formula (I).
Rm SiYn (I)
[Wherein, R represents an alkoxy group, m represents an integer of 1 or more and 3 or less, Y represents a functional group such as an alkyl group, a vinyl group, an epoxy group, or a (meth)acrylic group, and n represents 1 or more and 3 Indicates the following integers. However, m+n=4. ]
本発明においては、一般式(I)のYがアルキル基であるものが好ましく用いることが出来る。中でも好ましいのは、炭素数3以上6以下のアルキル基であり、特に好ましくは3又は4である。 In the present invention, those in which Y in general formula (I) is an alkyl group can be preferably used. Of these, alkyl groups having 3 to 6 carbon atoms are preferred, with 3 or 4 being particularly preferred.
上記シランカップリング剤を用いる場合、単独で処理する、或いは複数の種類を併用して処理することが可能である。複数の種類を併用する場合、それぞれのカップリング剤で個別に処理してもよいし、同時に処理してもよい。 When using the silane coupling agent, it is possible to treat alone or to use a plurality of types in combination. When multiple types are used in combination, each coupling agent may be treated individually or simultaneously.
用いるカップリング剤の総処理量は磁性粉体100質量部に対して0.9質量部以上3.0質量部以下であることが好ましく、磁性粉体の表面積、カップリング剤の反応性等に応じて処理剤の量を調整することが重要である。 The total processing amount of the coupling agent used is preferably 0.9 parts by mass or more and 3.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the magnetic powder. It is important to adjust the amount of treatment agent accordingly.
本発明では、磁性粉体以外に他の着色剤を併用しても良い。併用し得る着色剤としては、上記した公知の染料及び顔料の他、磁性又は非磁性の無機化合物が挙げられる。具体的には、コバルト、ニッケルなどの強磁性金属粒子、又はこれらにクロム、マンガン、銅、亜鉛、アルミニウム、希土類元素などを加えた合金。ヘマタイトなどの粒子、チタンブラック、ニグロシン染料/顔料、カーボンブラック、フタロシアニン等が挙げられる。これらもまた、表面を処理して用いることが好ましい。 In the present invention, other coloring agents may be used together with the magnetic powder. Colorants that can be used in combination include the above-described known dyes and pigments, as well as magnetic or non-magnetic inorganic compounds. Specifically, ferromagnetic metal particles such as cobalt and nickel, or alloys obtained by adding chromium, manganese, copper, zinc, aluminum, and rare earth elements to these. Particles such as hematite, titanium black, nigrosine dyes/pigments, carbon black, phthalocyanines, and the like. These are also preferably used after surface treatment.
なお、トナー中の磁性粉体の含有量の測定は、パーキンエルマー社製熱分析装置、TGA7を用いて測定することができる。測定方法は以下の通りである。窒素雰囲気下において昇温速度25℃/分で常温から900℃までトナーを加熱する。100℃から750℃まで間の減量質量%を結着樹脂量とし、残存質量を近似的に磁性粉体量とする。 The magnetic powder content in the toner can be measured using a thermal analyzer TGA7 manufactured by PerkinElmer. The measuring method is as follows. The toner is heated from room temperature to 900° C. at a heating rate of 25° C./min in a nitrogen atmosphere. The weight reduction mass % between 100° C. and 750° C. is taken as the binder resin amount, and the residual mass is approximately taken as the magnetic powder amount.
懸濁重合法のトナー粒子の製造方法において、上述した材料に加えて、公知の帯電制御剤、導電性付与剤や滑剤、研磨剤等を添加してもよい。 In the method of producing toner particles by the suspension polymerization method, in addition to the materials described above, known charge control agents, conductivity-imparting agents, lubricants, abrasives, and the like may be added.
懸濁重合法のトナー粒子の製造方法は、これら添加剤を、均一に溶解または分散させて重合性単量体組成物とする溶解工程、この重合性単量体組成物を、分散安定剤を含有する水系媒体中に適当な撹拌機を用いて分散させ造粒する造粒工程、そして必要に応じて、芳香族溶剤及び重合開始剤を添加して重合反応を行わせる重合反応工程、結晶性材料の微小ドメインの存在位置、サイズを制御する冷却工程、結晶性材料の結晶化度を制御する保持(アニール)工程、を経て所望の粒径を有するトナー粒子を得るものである。 The method for producing toner particles by suspension polymerization includes a dissolving step of uniformly dissolving or dispersing these additives to form a polymerizable monomer composition, a dissolving step of dissolving the polymerizable monomer composition, and adding a dispersion stabilizer. A granulation step of dispersing and granulating in the containing aqueous medium using a suitable stirrer, and if necessary, a polymerization reaction step of adding an aromatic solvent and a polymerization initiator to carry out a polymerization reaction, crystallinity Toner particles having a desired particle size are obtained through a cooling process for controlling the location and size of minute domains of the material, and a holding (annealing) process for controlling the degree of crystallinity of the crystalline material.
本発明に用いることができるトナー粒子の製造方法は、分散安定剤を含有する水系媒体中に重合性単量体組成物を基準として、0.1質量%以上1.0質量%以下の塩化マグネシウムを含有することが、磁性体の表面近傍存在指数を制御する上で好ましい。また、水系媒体中に所定の塩化マグネシウムを含有することで、その塩析効果により、重合性単量体組成物の粒子中から重合性単量体のモノマーが水系媒体中に溶け込むことを抑制できる。重合性単量体のモノマーが水系媒体中に溶け込んでしまうと、モノマーに分散安定剤が付着し、所謂乳化粒子といった微小粒子を生成してしまう。また、乳化粒子を起点として、所望の粒径を有する重合性単量体組成物の粒子同士を接着させて、合一粒子を発生してしまう場合もある。 A method for producing toner particles that can be used in the present invention includes adding 0.1% by mass or more and 1.0% by mass or less of magnesium chloride to an aqueous medium containing a dispersion stabilizer, based on the polymerizable monomer composition. is preferable for controlling the near-surface existence index of the magnetic material. In addition, by containing a predetermined amount of magnesium chloride in the aqueous medium, it is possible to suppress the monomer of the polymerizable monomer from dissolving into the aqueous medium from the particles of the polymerizable monomer composition due to its salting-out effect. . If the polymerizable monomer dissolves in the aqueous medium, the dispersion stabilizer adheres to the monomer, resulting in formation of fine particles such as so-called emulsified particles. Moreover, starting from the emulsified particles, the particles of the polymerizable monomer composition having a desired particle size may be adhered to each other to form coalesced particles.
本発明の磁性トナーでは、磁性体の分散状態にばらつきを持たせる手段として、上述した塩化マグネシウムを添加することが、好適に用いられる。分散剤は、主にヒドロキシアパタイトで構成されているが、アパタイト中のカルシウムがマグネシウムと置き換わったものも混在する。そのため、分散剤として複数種含む系になり、ばらつきを意図的に作り出し、且つ制御しやすい。 In the magnetic toner of the present invention, it is preferable to add the above-described magnesium chloride as means for imparting dispersion to the magnetic material. The dispersant is mainly composed of hydroxyapatite, but it also contains a mixture in which calcium in the apatite is replaced with magnesium. Therefore, it becomes a system containing multiple kinds of dispersants, and it is easy to intentionally create and control variations.
また本発明では、造粒工程で得られた重合性単量体組成物と第二の水系媒体とを混合する工程を有し、第二の水系媒体が、第一の分散安定剤Aを基準として5.0質量%以上60質量%以下の第二の分散安定剤Bを含有することが好ましい。 Further, in the present invention, it has a step of mixing the polymerizable monomer composition obtained in the granulation step and a second aqueous medium, the second aqueous medium is based on the first dispersion stabilizer A It is preferable to contain the second dispersion stabilizer B in an amount of 5.0% by mass or more and 60% by mass or less.
該分散安定剤Aは、塩化カルシウム水溶液とリン酸ナトリウム水溶液とを混合することによって調製されたものであることが好ましい。 The dispersion stabilizer A is preferably prepared by mixing an aqueous calcium chloride solution and an aqueous sodium phosphate solution.
上記高剪断力を有する撹拌装置を循環経路の中に組み込んだシステムを図3(a)、撹拌装置の本体側面図を図3(b)に示す。但し、本発明に用いられる撹拌装置としては、これに限定されるものではない。図4(a)、図4(b)は、撹拌装置の本体断面図であり、それぞれ、図3(a)中のA-A’断面図、図3(b)中のB―B’断面図である。また、図4(c)、図4(d)は、それぞれ、撹拌装置の回転子の斜視図、固定子の斜視図を示す。以下、撹拌装置について具体的に説明する。 FIG. 3(a) shows a system in which the agitator having high shear force is incorporated in the circulation path, and FIG. 3(b) shows a side view of the main body of the agitator. However, the stirring device used in the present invention is not limited to this. 4(a) and 4(b) are cross-sectional views of the main body of the agitator, respectively, taken along AA' cross-section in FIG. 3(a) and BB' cross-section in FIG. 3(b). It is a diagram. Moreover, FIG.4(c) and FIG.4(d) respectively show the perspective view of the rotor of a stirring apparatus, and the perspective view of a stator. The stirring device will be specifically described below.
図3(a)において、ホールディングタンクA8に、重合性単量体と少なくとも磁性体を投入し調製液とする。投入された調製液は、循環ポンプA10を介して、混合装置入口より供給され、撹拌装置においては、ケーシングA2の内部に具備された、回転子A25と固定子A22のスリットを通過し、遠心方向に排出される。撹拌装置内を調製液が通過する際、回転子、固定子のスリットのずれにより生じる遠心方向への圧縮、吐出による衝撃と回転子、固定子間のせん断による衝撃により調製液は混合及び分散され、磁性体含有重合性単量体を得る(磁性体分散工程)。さらに、ホールディングタンクA8内の磁性体含有重合性単量体中に、離型剤及び結晶性ポリエステルを投入し、同様に撹拌装置とホールディングタンクA8間を循環させて混合及び分散し、重合性単量体組成物を得る(重合性単量体組成物調製工程)。 In FIG. 3(a), a polymerizable monomer and at least a magnetic material are put into a holding tank A8 to obtain a prepared solution. The charged prepared liquid is supplied from the inlet of the mixing device through the circulation pump A10, passes through the slits of the rotor A25 and the stator A22 provided inside the casing A2 in the agitation device, and flows in the centrifugal direction. discharged to When the prepared liquid passes through the agitator, the prepared liquid is mixed and dispersed due to the centrifugal compression caused by the displacement of the slits of the rotor and stator, the impact due to discharge, and the impact due to shearing between the rotor and stator. , to obtain a magnetic substance-containing polymerizable monomer (magnetic substance dispersion step). Further, a release agent and a crystalline polyester are added to the magnetic substance-containing polymerizable monomer in the holding tank A8, and similarly circulated between the stirring device and the holding tank A8 to mix and disperse, and the polymerizable monomer is mixed and dispersed. A polymer composition is obtained (polymerizable monomer composition preparation step).
上記回転子と固定子の形状は、複数のスリットを具備するリング状の突起が同心円上に多段に形成された形状であり、該回転子及び固定子が一定の間隔を保ち、相互に噛み合うように同軸上に設置されていることが好ましい。回転子及び固定子が相互に噛み合うように設置された形状であることにより、ショートパスが軽減され、調製液の分散が十分に行える。また、回転子と固定子が同心円方向に交互に多段に存在することにより、調製液が遠心方向に進行する際に、多くのせん断・衝撃を受ける為、一層、分散レベルを高めることができる。ホールディングタンクA8は、ジャケット構造であるため、処理物の冷却・加熱が可能である。 The shape of the rotor and stator is such that ring-shaped protrusions having a plurality of slits are formed in multiple stages on concentric circles, and the rotor and stator are kept at regular intervals and mesh with each other. It is preferably installed coaxially with the Since the rotor and the stator are installed so as to mesh with each other, the short path is reduced and the prepared liquid can be sufficiently dispersed. In addition, since the rotors and stators alternately exist in multiple stages in the concentric direction, the prepared liquid receives a lot of shear and impact when it advances in the centrifugal direction, so the dispersion level can be further increased. Since the holding tank A8 has a jacket structure, it is possible to cool and heat the processed material.
該回転子及び固定子の周速とは、回転子及び固定子の最大径の周速である。本発明においては、回転子A25の周速をG(m/s)とすると、20≦G≦60で回転させ調製液を撹拌することが好ましい。より好ましくは、回転子の周速Gが30≦G≦40である。回転子の周速Gが20≦G≦60であれば、回転子及び固定子のスリットのずれにより生じる調製液の遠心方向への圧縮、吐出による衝撃と回転子、固定子間のせん断による衝撃が増し、高度な分散が達成される。これにより、従来以上に、調製液の分散ムラが非常に少なく、均一な分散状態に達することができる。上述の撹拌装置の具体例として、キャビトロン(ユーロテック社製)が挙げられる。 The peripheral speed of the rotor and stator is the peripheral speed of the maximum diameter of the rotor and stator. In the present invention, if the peripheral speed of the rotor A25 is G (m/s), it is preferable to rotate the rotor A25 at 20≤G≤60 to stir the prepared liquid. More preferably, the peripheral speed G of the rotor is 30≦G≦40. If the peripheral speed G of the rotor is 20 ≤ G ≤ 60, the centrifugal compression of the prepared liquid caused by the displacement of the slits of the rotor and stator, the impact due to discharge, and the impact due to shear between the rotor and stator. increases and a high degree of dispersion is achieved. As a result, dispersion unevenness of the prepared liquid is much less than before, and a uniform dispersion state can be achieved. A specific example of the stirring device described above is Cavitron (manufactured by Eurotech).
また、上記撹拌装置以外にも、一般的に乳化・分散に使用される高剪断力を有する撹拌羽根を有する撹拌装置を用いてもよい。高剪断力を有する撹拌羽根の具体例として、クレアミックスディゾルバー(エムテクニック社製)、ディスパー(田島化学機械社製)が挙げられる。 In addition to the stirring device described above, a stirring device having a stirring blade having a high shearing force, which is generally used for emulsification and dispersion, may be used. Specific examples of stirring blades having a high shear force include CLEARMIX dissolver (manufactured by M-Technic Co., Ltd.) and Disper (manufactured by Tajima Chemical Kikai Co., Ltd.).
特に、本発明の表面近傍指数を制御する上では、上述した循環系路上にキャビトロンを配置し、同時にクレアミックスによる撹拌も行うことが好ましい。強いせん断力を付与できるキャビトロンにより磁性体の分散を促進させ、一方でせん断が比較的弱いクレアミックスも入れることで、適度なばらつきを生みやすい系にすることが出来る。 In particular, in order to control the near-surface index of the present invention, it is preferable to dispose the Cavitron in the above-described circulatory system and to perform stirring with CLEARMIX at the same time. By promoting the dispersion of the magnetic material with Cavitron, which can impart a strong shearing force, and adding CLEARMIX, which has a relatively weak shearing force, it is possible to create a system that easily produces moderate variations.
以上のようにして得られたトナー粒子に対し重合終了後、公知の方法によって濾過、洗浄、乾燥を行い、必要により流動性向上剤としての無機微粉体を混合し表面に付着させることで、トナーを得ることができる。 After completion of polymerization, the toner particles obtained as described above are subjected to filtration, washing, and drying by a known method. can be obtained.
無機微粉体としては、公知のものが使用可能である。好ましくは、チタニア微粒子、湿式製法シリカ、乾式製法シリカの如きシリカ微粒子、それらシリカをシランカップリング剤、チタンカップリング剤、又はシリコーンオイル等により表面処理を施した無機微粉体である。表面処理を施した無機微粉体は、メタノール滴定試験によって滴定された疎水化度が30以上98以下であることが好ましい。 As the inorganic fine powder, known ones can be used. Preferred are silica fine particles such as titania fine particles, wet-process silica and dry-process silica, and inorganic fine powder obtained by surface-treating these silica with a silane coupling agent, a titanium coupling agent, silicone oil, or the like. The surface-treated inorganic fine powder preferably has a hydrophobicity of 30 or more and 98 or less as determined by a methanol titration test.
次に、本発明に用いることができる画像形成方法を用いた画像形成装置に関して、詳細に説明する。 Next, an image forming apparatus using an image forming method that can be used in the present invention will be described in detail.
図1は、本発明に用いることができる画像形成方法を用いた画像形成装置の一例を示す模式図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an image forming apparatus using an image forming method that can be used in the present invention.
静電潜像担持体100は、ローラ形状の帯電部材(帯電ローラ)117によって帯電され、レーザー発生装置121によってレーザー光123を照射されることによって露光が行われ、静電潜像担持体100の表面に目的の画像に応じた静電潜像が形成される。静電潜像担持体100、トナー担持体102は、それぞれ矢印方向に回転する。トナーは現像装置140に収容されており、トナー撹拌部材141によってトナー担持体102に供給される。供給されたトナーはトナー担持体102とトナー規制部材142とのニップ部で規制され、静電潜像担持体100とトナー担持体102とが対向している現像領域に搬送され、現像される。現像されたトナー像は、静電潜像担持体100と転写部材114とが対向している転写領域に搬送され、転写材Pに転写され、定着装置126によって加熱定着される。また、転写されず静電潜像担持体100上に残ったトナーは、静電潜像担持体100とクリーニング部材116とが対向しているクリーニング領域に搬送され、クリーニングブレード等によって掻き取られる。
The electrostatic
帯電工程は、静電潜像担持体100と帯電ローラ117とが当接部を形成して接触し、帯電ローラ117に所定の帯電バイアスを印加して静電潜像担持体100の表面を所定の極性・電位に帯電させる接触帯電方式を用いることが好ましい。このように接触帯電を行うことで、安定した均一な帯電を行うことができ、さらに、オゾン等の発生が低減することが可能である。また、静電潜像担持体100との接触を均一に保ち、均一な帯電を行うために、静電潜像担持体100と同方向に回転する帯電ローラ117を用いることがより好ましい。
In the charging process, the electrostatic
帯電ローラを用いたときの好ましいプロセス条件として、帯電ローラの当接圧が4.9N/m以上490.0N/m以下で、直流電圧もしくは、直流電圧に交流電圧を重畳したものが例示できる。交流電圧は0.5kVpp以上5.0kVpp以下、交流周波数は50kHz以上5kHz以下、直流電圧としては電圧の絶対値が400V以上1,700V以下であることが好ましい。また静電潜像担持体に対する帯電ローラの周速差は100%以上150%以下であることが好ましい。 As preferable process conditions when the charging roller is used, the contact pressure of the charging roller is 4.9 N/m or more and 490.0 N/m or less, and a DC voltage or a DC voltage superimposed with an AC voltage can be exemplified. It is preferable that the AC voltage is 0.5 kVpp or more and 5.0 kVpp or less, the AC frequency is 50 kHz or more and 5 kHz or less, and the DC voltage has an absolute value of 400 V or more and 1,700 V or less. Further, it is preferable that the peripheral speed difference of the charging roller with respect to the electrostatic latent image bearing member is 100% or more and 150% or less.
帯電ローラの材質としては、弾性層の材料として、以下のものがあげられるが、これらに限定されるものでは無い。エチレン-プロピレン-ジエンポリエチレン(EPDM)、ウレタン、ブタジエンアクリロニトリルゴム(NBR)、シリコーンゴムや、イソプレンゴム等に電気抵抗を調整するためにカーボンブラックや金属酸化物等の導電性物質を分散したゴム材、またこれらを発泡させたもの。また、導電性物質を分散せずに、或いは導電性物質と併用してイオン導電性の材料を用いて電気抵抗を調整することも可能である。 Materials for the charging roller include the following materials for the elastic layer, but are not limited to these. Ethylene-propylene-diene polyethylene (EPDM), urethane, butadiene acrylonitrile rubber (NBR), silicone rubber, isoprene rubber, etc., in which conductive substances such as carbon black and metal oxides are dispersed to adjust electrical resistance. , and foamed versions of these. It is also possible to adjust the electrical resistance by using an ion-conducting material without dispersing the conductive substance or in combination with the conductive substance.
また、帯電ローラに用いられる芯金としては、アルミニウム、SUS等が挙げられる。帯電ローラは、静電潜像担持体としての被帯電体に対して弾性に抗して所定の押圧力で圧接させて配設し、帯電ローラと静電潜像担持体の当接部である帯電当接部を形成させる。 Further, aluminum, SUS, and the like can be used as the core metal used for the charging roller. The charging roller is placed in contact with a member to be charged, which is an electrostatic latent image carrier, with a predetermined pressing force against elasticity, and is a contact portion between the charging roller and the electrostatic latent image carrier. A charging contact portion is formed.
現像工程としては、静電潜像担持体とトナー担持体とが当接部を形成して接触し、トナー担持体に所定の現像バイアスを印加して静電潜像担持体上の静電潜像をトナー像とする接触現像方式を用いることが好ましい。このような接触現像を行うことで、高精細なトナー像を得ることができ、高画質な出力画像を得ることができる。また、接触現像であるので、トナー担持体としては、基体の表面に弾性層を有することが好ましい。 In the development process, the electrostatic latent image carrier and the toner carrier form an abutting portion and contact each other, and a predetermined developing bias is applied to the toner carrier to develop the electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier. It is preferable to use a contact development system in which the image is a toner image. By performing such contact development, a high-definition toner image can be obtained, and a high-quality output image can be obtained. Further, since contact development is performed, the toner carrier preferably has an elastic layer on the surface of the substrate.
また、現像工程では、トナー担持体に現像バイアスを印加し静電潜像担持体上の静電潜像をトナー像とする工程であることが好ましく、印加する現像バイアスは直流電圧や直流電圧に交番電界を重畳した電圧でもよい。 The developing step is preferably a step of applying a developing bias to the toner bearing member to turn the electrostatic latent image on the electrostatic latent image bearing member into a toner image. A voltage on which an alternating electric field is superimposed may be used.
交番電界の波形としては、正弦波、矩形波、三角波等適宜使用可能である。また、直流電源を周期的にオン/オフすることによって形成されたパルス波であっても良い。このように交番電界の波形としては周期的にその電圧値が変化するようなバイアスが使用できる
また、現像工程では、磁性トナーを用いる場合、トナー担持体の内部にマグネットを配置する必要がある。この場合、トナー担持体は内部に多極を有する固定されたマグネットを有していることが好ましく、磁極は3~10極有することが好ましい。
As the waveform of the alternating electric field, a sine wave, rectangular wave, triangular wave, or the like can be appropriately used. Alternatively, it may be a pulse wave formed by periodically turning on/off a DC power supply. As described above, a bias whose voltage value changes periodically can be used as the waveform of the alternating electric field. Further, in the developing process, when magnetic toner is used, it is necessary to arrange a magnet inside the toner carrier. In this case, the toner carrying member preferably has a fixed magnet having multiple poles inside, and preferably has 3 to 10 magnetic poles.
また、現像工程では、トナー規制部材がトナーを介してトナー担持体に当接することによってトナー担持体上のトナー層厚を規制することが好ましい。このようにすることでカブリの無い高画質を得ることができる。トナー担持体に当接するトナー規制部材としては、規制ブレードが一般的であり、本発明においても好適に使用できる。 Further, in the developing process, it is preferable that the toner layer thickness on the toner carrier is regulated by bringing the toner regulating member into contact with the toner carrier through the toner. By doing so, high image quality without fog can be obtained. A regulating blade is generally used as the toner regulating member that abuts on the toner carrier, and can be suitably used in the present invention as well.
上記規制ブレードとしては、シリコーンゴム、ウレタンゴム、NBRの如きゴム弾性体;ポリエチレンテレフタレートの如き合成樹脂弾性体、リン青銅板、SUS板等の金属弾性体が使用でき、さらに、それらの複合体であっても良い。更に、ゴム、合成樹脂、金属弾性体の如き弾性支持体に、トナーの帯電性をコントロールする目的で、樹脂、ゴム、金属酸化物、金属の如き帯電コントロール物質をトナー担持体当接部分に当たるようにつけたものを用いても良い。この中でも、金属弾性体に樹脂、ゴムをトナー担持体当接部に当たるように貼り合わせるものが特に好ましい。 Rubber elastic bodies such as silicone rubber, urethane rubber, and NBR; synthetic resin elastic bodies such as polyethylene terephthalate; metal elastic bodies such as phosphor bronze plates and SUS plates; It can be. Further, an elastic support such as rubber, synthetic resin, or metal elastic body is coated with a charge control substance such as resin, rubber, metal oxide, or metal so as to come into contact with the toner carrier for the purpose of controlling the chargeability of the toner. You can also use the one attached to . Among these, it is particularly preferable to bond a resin or rubber to a metal elastic body so as to contact the contact portion of the toner carrier.
金属弾性体に貼り合わせる部材の材質としては、ウレタンゴム、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ナイロン樹脂の如き正極性に帯電しやすいものが好ましい。 As the material of the member to be attached to the metal elastic body, it is preferable to use a material that is easily positively charged, such as urethane rubber, urethane resin, polyamide resin, or nylon resin.
上記規制ブレード上辺部側である基部は現像装置側に固定保持され、下辺部側をブレードの弾性力に抗してトナー担持体の順方向或いは逆方向にたわめ状態にしてトナー担持体の表面に適度の弾性押圧力をもって当接させる。 The upper side of the regulating blade is fixed to the developing device, and the lower side of the regulating blade is bent in the forward or reverse direction of the toner carrier against the elastic force of the blade. It is brought into contact with the surface with an appropriate elastic pressing force.
規制ブレードとトナー担持体との当接圧力は、トナー担持体母線方向の線圧としては、1.30N/m以上245.0N/m以下が好ましく、4.9N/m以上118.0N/m以下がより好ましい。当接圧力が1.30N/m以上の場合、トナーの均一塗布が容易となり、カブリや飛散が発生しにくい。当接圧力が245.0N/m以下の場合、トナーに大きな圧力がかかることもなく、トナーの劣化を招くこともない。 The contact pressure between the regulating blade and the toner carrier is preferably 1.30 N/m or more and 245.0 N/m or less, more preferably 4.9 N/m or more and 118.0 N/m, as linear pressure in the toner carrier generatrix direction. The following are more preferred. When the contact pressure is 1.30 N/m or more, uniform application of toner is facilitated, and fogging and scattering are less likely to occur. When the contact pressure is 245.0 N/m or less, a large pressure is not applied to the toner, and deterioration of the toner is not caused.
転写工程としては、転写ローラ等の転写部材を用いた接触転写方式が好ましい。接触転写方式とは、静電潜像担持体が記録媒体を介してトナーと逆極性の電圧が印加された転写部材と当接しながらトナー像を記録媒体に静電転写するものである。転写部材の当接圧力としては線圧2.9N/m以上であることが好ましく、より好ましくは19.6N/m以上である。当接圧力としての線圧が2.9N/m以上であると、記録媒体の搬送ずれや転写不良の発生が起こりにくい。 As the transfer process, a contact transfer method using a transfer member such as a transfer roller is preferable. In the contact transfer method, a toner image is electrostatically transferred onto a recording medium while an electrostatic latent image bearing member is in contact with a transfer member to which a voltage having a polarity opposite to that of the toner is applied through the recording medium. The contact pressure of the transfer member is preferably a linear pressure of 2.9 N/m or more, more preferably 19.6 N/m or more. When the linear pressure as the contact pressure is 2.9 N/m or more, the recording medium is less likely to be conveyed out of alignment or to have poor transfer.
クリーニング工程としては、クリーニングブレードを有したブレードクリーニング方式が好ましい。クリーニングブレードは、通常板金で形成された支持体の先端部に保持されている。クリーニングブレードは、その長手方向が静電潜像担持体の長手方向と略平行となるように、短手方向の一方の端部側が支持体の先端部に固定され、短手方向の他方の端部である自由端が静電潜像担持体にカウンター方向に当接するように配設される。 As the cleaning process, a blade cleaning system having a cleaning blade is preferable. The cleaning blade is generally held at the tip of a support made of sheet metal. One end of the cleaning blade in the short direction is fixed to the leading end of the support so that the longitudinal direction of the cleaning blade is substantially parallel to the longitudinal direction of the electrostatic latent image carrier, and the other end in the short direction is fixed to the tip of the support. The free end, which is the portion, is disposed so as to abut against the electrostatic latent image carrier in the counter direction.
クリーニングブレードの材質としては、静電潜像担持体の表面への追従性と、静電潜像担持体の表面へのキズの付け難さの点から、ゴム材料が適している。その中でも、ポリウレタンゴムが物性的な面と化学的な耐久性の面から最も適している。クリーニングブレードを構成するゴム材料のゴム硬度としては、国際ゴム硬さ(IRHD)で60度以上90度以下が、静電潜像担持体からのトナーのクリーニングの安定性という点で好ましい。 As the material of the cleaning blade, a rubber material is suitable from the viewpoint of followability to the surface of the electrostatic latent image carrier and difficulty in scratching the surface of the electrostatic latent image carrier. Among them, polyurethane rubber is the most suitable in terms of physical properties and chemical durability. The rubber material constituting the cleaning blade preferably has a rubber hardness of 60 degrees or more and 90 degrees or less in International Rubber Hardness (IRHD) from the viewpoint of stability in cleaning the toner from the electrostatic latent image carrier.
クリーニング性はクリーニングブレードの当接角度や当接線圧の設定によって大きく影響を受ける。クリーニングブレードの当接方法としては、クリーニングブレードの当接位置における静電潜像担持体の接線に対して15°以上45°以下傾けた支持体にゴムブレードを固定して、カウンターに当接するのが好ましい。 The cleaning performance is greatly affected by the setting of the contact angle and contact line pressure of the cleaning blade. As for the contacting method of the cleaning blade, the rubber blade is fixed to a support which is inclined by 15° or more and 45° or less with respect to the tangential line of the electrostatic latent image carrier at the contacting position of the cleaning blade, and is brought into contact with the counter. is preferred.
クリーニングブレードの当接線圧は、トナーをすり抜けさせないという観点で、10N/m以上100N/m以下程度に設定するのが好ましい。当接線圧はクリーニングブレードを固定する部分に荷重変換器(ロードセル)を設けて測定することができる。測定方法としては画像形成装置本体内のクリーニング装置を改造して荷重変換器を設置しても良いが、新東科学社製HEIDON摩擦試験機(トライボステーションTYPE32改造機)を利用してもよい。 The contact linear pressure of the cleaning blade is preferably set to about 10 N/m or more and 100 N/m or less from the viewpoint of preventing the toner from slipping through. The contact line pressure can be measured by providing a load transducer (load cell) at the portion where the cleaning blade is fixed. As a measuring method, a cleaning device in the main body of the image forming apparatus may be modified to install a load converter, or a HEIDON friction tester manufactured by Shinto Kagaku Co., Ltd. (tribostation TYPE32 modified machine) may be used.
定着工程としては、公知の定着方式が使用可能である。加熱した定着部材を用いる場合の熱源としは、ハロゲンヒータやIHヒータ等が好ましく用いられる。また、定着部材の形状としては、ローラ状でもよく、無端状のベルトであってもよい。 A known fixing method can be used for the fixing process. A halogen heater, an IH heater, or the like is preferably used as a heat source when a heated fixing member is used. The shape of the fixing member may be a roller or an endless belt.
次に、トナー粒子及びトナー、トナー担持体に係る物性の測定方法は以下に示す通りである。後述の実施例においてもこれらの方法に基づいて物性値を測定している。 Next, methods for measuring the physical properties of the toner particles, the toner, and the toner carrying member are as follows. Also in the examples described later, the physical properties are measured based on these methods.
<重量平均粒径(D4)及び個数平均粒径(D1)の測定方法>
トナーの重量平均粒径(D4)及び個数平均粒径(D1)は、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)と、測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いて、実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで測定し、測定データの解析を行ない、算出した。
<Method for measuring weight average particle size (D4) and number average particle size (D1)>
The weight-average particle diameter (D4) and number-average particle diameter (D1) of the toner were measured by a precision particle size distribution measuring device "Coulter Counter Multisizer 3" (registered trademark, Beckman Co., Ltd.) by the pore electrical resistance method equipped with a 100 μm aperture tube. (manufactured by Coulter, Inc.) and the attached dedicated software "Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51" (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) for setting measurement conditions and analyzing measurement data. It was measured in the channel, and the measurement data was analyzed and calculated.
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。 As the electrolytic aqueous solution used for measurement, a solution obtained by dissolving special grade sodium chloride in ion-exchanged water to a concentration of about 1% by mass, for example, "ISOTON II" (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) can be used.
尚、測定、解析を行なう前に、以下のように専用ソフトの設定を行なった。 Prior to the measurement and analysis, the dedicated software was set as follows.
専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更画面」において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。閾値/ノイズレベルの測定ボタンを押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、測定後のアパーチャーチューブのフラッシュにチェックを入れる。 In the "change standard measurement method (SOM) screen" of the dedicated software, set the total count number in control mode to 50000 particles, set the number of measurements to 1, and set the Kd value to "standard particle 10.0 μm" (Beckman Coulter Co., Ltd. (manufactured) to set the value obtained using By pressing the threshold/noise level measurement button, the threshold and noise level are automatically set. Also, set the current to 1600 μA, the gain to 2, the electrolyte to ISOTON II, and check the flash of aperture tube after measurement.
専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定画面」において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μmから60μmまでに設定する。 In the "pulse-to-particle size conversion setting screen" of the dedicated software, set the bin interval to logarithmic particle size, the particle size bin to 256 particle size bins, and the particle size range from 2 μm to 60 μm.
具体的な測定法は以下の通りである。
1.Multisizer 3専用のガラス製250ml丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mlを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行なう。そして、解析ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
2.ガラス製の100ml平底ビーカーに前記電解水溶液約30mlを入れ、この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で3質量倍に希釈した希釈液を約0.3ml加える。
3.発振周波数50kHzの発振器2個を位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispersion System Tetora150」(日科機バイオス社製)の水槽内に所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に前記コンタミノンNを約2ml添加する。
4.前記2.のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
5.前記4.のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。尚、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
6.サンプルスタンド内に設置した前記1.の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記5.の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行なう。
7.測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行ない、重量平均粒径(D4)、個数平均粒径(D1)を算出する。なお、専用ソフトでグラフ/個数%、グラフ/体積%とそれぞれ設定したときの、分析/個数統計値(算術平均)、分析/体積統計値(算術平均)画面の「算術径」がそれぞれ個数平均粒径(D1)、重量平均粒径(D4)である。
A specific measuring method is as follows.
1. About 200 ml of the electrolytic aqueous solution is placed in a 250 ml round-bottomed glass beaker exclusively for Multisizer 3, set on a sample stand, and stirred counterclockwise at 24 rpm with a stirrer rod. Then, use the analysis software's "flush aperture" function to remove dirt and air bubbles inside the aperture tube.
2. About 30 ml of the electrolytic aqueous solution was placed in a 100 ml flat-bottomed glass beaker. About 0.3 ml of a diluted solution obtained by diluting a 10% by mass aqueous solution of a neutral detergent (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) with ion-exchanged water by 3 times by mass is added.
3. A predetermined amount of ions was placed in a water tank of an ultrasonic disperser "Ultrasonic Dispersion System Tetora 150" (manufactured by Nikkaki Bios Co., Ltd.) with an electrical output of 120 W and two oscillators with an oscillation frequency of 50 kHz built in with a phase shift of 180 degrees. Replaced water is put in, and about 2 ml of the contaminon N is added to this water tank.
4. 2. above. is set in the beaker fixing hole of the ultrasonic disperser, and the ultrasonic disperser is operated. Then, the height position of the beaker is adjusted so that the resonance state of the liquid level of the electrolytic aqueous solution in the beaker is maximized.
5. 4 above. 10 mg of toner is added little by little to the electrolytic aqueous solution in a beaker and dispersed therein while the electrolytic aqueous solution is irradiated with ultrasonic waves. Then, the ultrasonic dispersion treatment is continued for another 60 seconds. In the ultrasonic dispersion, the temperature of the water in the water tank is appropriately adjusted to 10°C or higher and 40°C or lower.
6. The above 1. installed in the sample stand. The toner was dispersed in the round-bottomed beaker of 5. using a pipette. is added dropwise to adjust the measured concentration to about 5%. Then, the measurement is continued until the number of measured particles reaches 50,000.
7. The measurement data is analyzed by the dedicated software attached to the apparatus, and the weight average particle size (D4) and number average particle size (D1) are calculated. When graph/number% and graph/volume% are set in the dedicated software, the "arithmetic diameter" on the analysis/number statistical value (arithmetic mean) and analysis/volume statistical value (arithmetic mean) screens is the number average. Particle size (D1) and weight average particle size (D4).
<結晶性材料の微小ドメインの長径の個数平均粒径の算出方法>
結晶性材料の微小ドメインの長径の個数平均径とは、透過型電子顕微鏡(TEM)で観察されるトナー断面画像をもとに、結晶性材料のドメインの長径から求められる個数平均径を意味する。
<Method for calculating the number average grain size of the long axis of the microdomain of the crystalline material>
The number average diameter of the major axis of the microdomain of the crystalline material means the number average diameter obtained from the major axis of the domain of the crystalline material based on the toner cross-sectional image observed with a transmission electron microscope (TEM). .
透過型電子顕微鏡(TEM)で観察されるトナー断面は以下のようにして作製する。 A toner cross section observed with a transmission electron microscope (TEM) is prepared as follows.
トナーをルテニウム染色すると、結晶性材料は染色されないため、TEM観察をしたときに、結晶性材料のドメインは黒く見え、このようにしてドメインを識別する。ドメイン径の算出においては、100個以上のトナーの断面を観察する。全てのドメインを計測し、個数平均径を算出する。得られた個数平均径を、結晶性物質のドメインの長径の個数平均径とする。 When the toner is dyed with ruthenium, the crystalline material is not dyed, so the domains of the crystalline material appear black when viewed with a TEM, thus distinguishing the domains. In calculating the domain diameter, cross sections of 100 or more toner particles are observed. All domains are measured and the number average diameter is calculated. The obtained number-average diameter is taken as the number-average diameter of the major axis of the domain of the crystalline substance.
<磁性体が断面の輪郭と断面の中心点間距離の30%以内に存在する比率の算出方法>
上記結晶性材料の微小ドメインの長径の個数平均粒径の算出方法と同様に、透過型電子顕微鏡で観察した結果を用いる。図2に示したように、TEM画像においてまず中心点を描き、輪郭との距離を測定し、その距離の70%の長さで結ばれる円を描く。図2のグレーで塗られている領域に存在する磁性体の個数を数えて、全数に対する比率を出す。図2の状態は70%となる。なお、境界線上にある磁性体は、グレーの領域に入っている面積に応じて加算する。例えば、半分がグレー領域に入っているならば、0.5個としてカウントする。
<Method for calculating the ratio of the magnetic material present within 30% of the distance between the contour of the cross section and the center point of the cross section>
As in the method for calculating the number average particle size of the long axis of the microdomain of the crystalline material, the result of observation with a transmission electron microscope is used. As shown in FIG. 2, first, draw a center point in the TEM image, measure the distance to the contour, and draw a circle connected by a length of 70% of the distance. Count the number of magnetic substances present in the area painted in gray in FIG. 2 and calculate the ratio to the total number. The state in FIG. 2 is 70%. Note that the magnetic material on the boundary line is added according to the area within the gray area. For example, if half is in the gray area, count as 0.5.
<表面近傍存在指数の算出方法>
本発明の磁性トナーでは、表面近傍存在指数の制御が大切である。該指数は、磁性トナー粒子の表面付近に存在する磁性体数であり、表面積1μm2あたりの個数を示している。
<Method for Calculating Near-Surface Existence Index>
In the magnetic toner of the present invention, it is important to control the existence index near the surface. The index is the number of magnetic substances present near the surface of the magnetic toner particles, and indicates the number per 1 μm 2 of surface area.
表面近傍指数の算出は、S-4800の反射電子像観察により得られた画像を用いて行う。 The near-surface index is calculated using an image obtained by observing a backscattered electron image of S-4800.
S-4800の鏡体に取り付けられているアンチコンタミネーショントラップに液体窒素を溢れるまで注入し、30分間置く。S-4800の「PC-SEM」を起動し、フラッシング(電子源であるFEチップの清浄化)を行う。画面上のコントロールパネルの加速電圧表示部分をクリックし、[フラッシング]ボタンを押し、フラッシング実行ダイアログを開く。フラッシング強度が2であることを確認し、実行する。フラッシングによるエミッション電流が20~40μAであることを確認する。試料ホルダをS-4800鏡体の試料室に挿入する。コントロールパネル上の[原点]を押し試料ホルダを観察位置に移動させる。 The anti-contamination trap attached to the scope of the S-4800 is flooded with liquid nitrogen and left for 30 minutes. Start the "PC-SEM" of the S-4800 and perform flushing (cleaning of the FE chip, which is the electron source). Click the acceleration voltage display part of the control panel on the screen and press the [Flushing] button to open the flushing execution dialog. Confirm that the flushing intensity is 2 and execute. Confirm that the emission current due to flashing is 20 to 40 μA. Insert the sample holder into the sample chamber of the S-4800 scope. Press [Origin] on the control panel to move the sample holder to the observation position.
加速電圧表示部をクリックしてHV設定ダイアログを開き、加速電圧を[5.0kV]、エミッション電流を[20μA]に設定する。オペレーションパネルの[基本]のタブ内にて、信号選択を[SE]に設置し、SE検出器を[上(U)]および[+BSE]を選択し、[+BSE]の右の選択ボックスで[L.A.100]を選択し、反射電子像で観察するモードにする。同じくオペレーションパネルの[基本]のタブ内にて、電子光学系条件ブロックのプローブ電流を[Normal]に、焦点モードを[UHR]に、WDを[3.0mm]に設定する。コントロールパネルの加速電圧表示部の[ON]ボタンを押し、加速電圧を印加する。 Click the acceleration voltage display to open the HV setting dialog, and set the acceleration voltage to [5.0 kV] and the emission current to [20 μA]. In the [Basic] tab of the operation panel, set the signal selection to [SE], select [Upper (U)] and [+BSE] for the SE detector, and select [ L. A. 100] to set the mode for observing backscattered electron images. Similarly, in the [Basic] tab of the operation panel, set the probe current in the electron optical system condition block to [Normal], the focus mode to [UHR], and the WD to [3.0 mm]. Press the [ON] button on the acceleration voltage display section of the control panel to apply the acceleration voltage.
本発明の磁性トナーでは、上記観察条件で磁性体が白く光って観察される。光った磁性体にピントを合わせ、SEM画像を保存する。この画像を画像解析ソフトimage-Jを用いて、磁性体の個数を輝度のピークとして検出し、単位面積当たりの磁性体数を算出する。本発明では、上記解析を100粒子について実施し、平均値を表面近傍存在指数とした。 In the magnetic toner of the present invention, the magnetic material is observed to glow white under the observation conditions described above. Focus on the glowing magnetic material and save the SEM image. Using the image analysis software image-J, the number of magnetic bodies is detected as a luminance peak from this image, and the number of magnetic bodies per unit area is calculated. In the present invention, the above analysis was performed on 100 particles, and the average value was taken as the presence index near the surface.
<DSCでのC[3],C[10]測定方法>
示差走査熱量分析装置「Q2000」(TA Instruments社製)を用いてASTM D3418-82に準じて測定する。装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。具体的には、試料約2mgを精秤し、これをアルミニウム製のパンの中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用い、測定温度範囲30~180℃の間で、昇温速度3.0℃/minで測定を行う。尚、測定においては、一度180℃まで昇温させ、続いて30℃まで降温速度3.0℃/minで降温させる。この降温過程で得られるDSC曲線において、モノエステル単体を用いて得られる最大発熱ピーク温度(Tc)に対して±5℃の領域の発熱量、Tc-5℃~Tc-10℃の領域の発熱量を用いて、C[3][J/g]を算出する。次に、上記と同様の操作を再度行い、昇温速度10.0℃/minで測定を行う。昇温毒度10.0℃/minのデータを用いてC[10]を算出し、C[10]-C[3]を得る。
<Method for measuring C[3] and C[10] by DSC>
It is measured according to ASTM D3418-82 using a differential scanning calorimeter "Q2000" (manufactured by TA Instruments). The melting points of indium and zinc are used to correct the temperature of the device detector, and the heat of fusion of indium is used to correct the amount of heat. Specifically, about 2 mg of the sample was precisely weighed, placed in an aluminum pan, and an empty aluminum pan was used as a reference. Measurements are made at 0°C/min. In the measurement, the temperature is once raised to 180° C. and then lowered to 30° C. at a rate of 3.0° C./min. In the DSC curve obtained in this temperature-lowering process, the calorific value in the region of ±5 ° C. with respect to the maximum exothermic peak temperature (Tc) obtained using monoester alone, and the heat generation in the region of Tc-5 ° C. to Tc-10 ° C. Quantity is used to calculate C[3][J/g]. Next, the same operation as described above is performed again, and measurement is performed at a heating rate of 10.0° C./min. C[10] is calculated using the data of temperature programmed toxicity at 10.0° C./min to obtain C[10]−C[3].
〈結晶性ポリエステル等の分子量の測定方法〉
結晶性ポリエステル、非晶性飽和ポリエステル樹脂及びトナーの分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、以下のようにして測定する。
<Method for measuring molecular weight of crystalline polyester, etc.>
The molecular weights of the crystalline polyester, amorphous saturated polyester resin and toner are measured by gel permeation chromatography (GPC) as follows.
まず、室温で結晶性ポリエステル、非晶性飽和ポリエステル樹脂又はトナーをテトラヒドロフラン(THF)に溶解する。そして、得られた溶液を、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブランフィルター「マエショリディスク」(東ソー社製)で濾過してサンプル溶液を得る。なお、サンプル溶液は、THFに可溶な成分の濃度が0.8質量%となるように調整する。このサンプル溶液を用いて、以下の条件で測定する。
装置:高速GPC装置「HLC-8220GPC」[東ソー(株)製]
カラム:LF-604の2連
溶離液:THF
流速:0.6ml/min
オーブン温度:40℃
試料注入量:0.020ml
First, a crystalline polyester, amorphous saturated polyester resin or toner is dissolved in tetrahydrofuran (THF) at room temperature. Then, the obtained solution is filtered through a solvent-resistant membrane filter "Maeshori Disk" (manufactured by Tosoh Corporation) having a pore diameter of 0.2 μm to obtain a sample solution. The sample solution is adjusted so that the concentration of THF-soluble components is 0.8% by mass. This sample solution is used for measurement under the following conditions.
Apparatus: High-speed GPC apparatus "HLC-8220GPC" [manufactured by Tosoh Corporation]
Column: Duplicate LF-604 Eluent: THF
Flow rate: 0.6ml/min
Oven temperature: 40°C
Sample injection volume: 0.020 ml
試料の分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂(例えば、商品名「TSKスタンダード ポリスチレン F-850、F-450、F-288、F-128、F-80、F-40、F-20、F-10、F-4、F-2、F-1、A-5000、A-2500、A-1000、A-500」、東ソー社製)を用いて作成した分子量校正曲線を使用する。 In calculating the molecular weight of the sample, standard polystyrene resin (for example, trade name "TSK Standard Polystyrene F-850, F-450, F-288, F-128, F-80, F-40, F-20, F- 10, F-4, F-2, F-1, A-5000, A-2500, A-1000, A-500", manufactured by Tosoh Corporation).
〈結晶性ポリエステルの酸価測定方法〉
酸価は試料1gに含まれる酸を中和するために必要な水酸化カリウムのmg数である。結晶性ポリエステルの酸価はJIS K 0070-1992に準じて測定した。具体的には、以下の手順に従って測定した。
<Method for measuring acid value of crystalline polyester>
The acid value is mg of potassium hydroxide required to neutralize the acid contained in 1 g of sample. The acid value of the crystalline polyester was measured according to JIS K 0070-1992. Specifically, it was measured according to the following procedure.
(1)試薬の準備
フェノールフタレイン1.0gをエチルアルコール(95体積%)90mlに溶かし、イオン交換水を加えて100mlとし、フェノールフタレイン溶液を得た。
(1) Preparation of Reagent 1.0 g of phenolphthalein was dissolved in 90 ml of ethyl alcohol (95% by volume), and deionized water was added to make 100 ml to obtain a phenolphthalein solution.
特級水酸化カリウム7gを5mlの水に溶かし、エチルアルコール(95体積%)を加えて1Lとした。炭酸ガス等に触れないように、耐アルカリ性の容器に入れて3日間放置後、ろ過して、水酸化カリウム溶液を得た。得られた水酸化カリウム溶液は、耐アルカリ性の容器に保管した。前記水酸化カリウム溶液のファクターは、0.1モル/L塩酸25mlを三角フラスコに取り、前記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸化カリウム溶液で滴定し、中和に要した前記水酸化カリウム溶液の量から求めた。前記0.1モル/L塩酸は、JIS K 8001-1998に準じて作成されたものを用いた。 7 g of special grade potassium hydroxide was dissolved in 5 ml of water, and ethyl alcohol (95% by volume) was added to make 1 L. It was placed in an alkali-resistant container so as not to come in contact with carbon dioxide gas, etc., and was left to stand for 3 days, followed by filtration to obtain a potassium hydroxide solution. The resulting potassium hydroxide solution was stored in an alkali-resistant container. The factor of the potassium hydroxide solution was obtained by taking 25 ml of 0.1 mol/L hydrochloric acid in an Erlenmeyer flask, adding a few drops of the phenolphthalein solution, and titrating with the potassium hydroxide solution. It was determined from the amount of potassium solution. The 0.1 mol/L hydrochloric acid used was prepared according to JIS K 8001-1998.
(2)操作
(A)本試験
粉砕した結晶性ポリエステルの試料2.0gを200mlの三角フラスコに精秤し、トルエン:エタノール(2:1)の混合溶液100mlを加え、5時間かけて溶解した。次いで、指示薬として前記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸化カリウム溶液を用いて滴定した。尚、滴定の終点は、指示薬の薄い紅色が約30秒間続いたときとした。
(2) Operation (A) Main test 2.0 g of a pulverized crystalline polyester sample was precisely weighed in a 200 ml Erlenmeyer flask, 100 ml of a mixed solution of toluene: ethanol (2: 1) was added, and dissolved over 5 hours. . Then, several drops of the phenolphthalein solution were added as an indicator, and titration was performed using the potassium hydroxide solution. The end point of the titration was defined as when the light red color of the indicator continued for about 30 seconds.
(B)空試験
試料を用いない(すなわちトルエン:エタノール(2:1)の混合溶液のみとする)以外は、上記操作と同様の滴定を行った。
(B) Blank test Titration was performed in the same manner as described above except that no sample was used (that is, only a mixed solution of toluene:ethanol (2:1) was used).
(3)得られた結果を下記式に代入して、酸価を算出した。
A=[(C-B)×f×5.61]/S
(3) The acid value was calculated by substituting the obtained results into the following formula.
A = [(CB) x f x 5.61]/S
ここで、A:酸価(mgKOH/g)、B:空試験の水酸化カリウム溶液の添加量(ml)、C:本試験の水酸化カリウム溶液の添加量(ml)、f:水酸化カリウム溶液のファクター、S:試料(g)である。 Here, A: acid value (mgKOH / g), B: added amount of potassium hydroxide solution for blank test (ml), C: added amount of potassium hydroxide solution for main test (ml), f: potassium hydroxide Solution factor, S: sample (g).
以下、実施例を示す。実施例3~9は参考例である。 Examples are shown below. Examples 3 to 9 are reference examples.
トナーの製造方法に関して詳細に説明する。 A method for manufacturing toner will be described in detail.
<磁性酸化鉄の製造例>
Fe2+を2.0mol/L含有する硫酸鉄第一水溶液50リットルに、4.0mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液55リットルを混合撹拌し、水酸化第一鉄コロイドを含む第一鉄塩水溶液を得た。この水溶液を85℃に保ち、20L/minで空気を吹き込みながら酸化反応を行い、コア粒子を含むスラリーを得た。
<Production example of magnetic iron oxide>
50 liters of an aqueous solution of ferrous sulfate containing 2.0 mol/L of Fe 2+ was mixed with 55 liters of an aqueous solution of 4.0 mol/L of sodium hydroxide to obtain a ferrous salt aqueous solution containing a ferrous hydroxide colloid. got This aqueous solution was kept at 85° C. and an oxidation reaction was carried out while blowing air at 20 L/min to obtain a slurry containing core particles.
得られたスラリーをフィルタープレスにてろ過・洗浄した後、コア粒子を水中に再度分散させ、リスラリーした。このリスラリー液に、コア粒子100質量部あたり珪素換算で0.20質量%となる珪酸ソーダを添加し、スラリー液のpHを6.0に調整し、撹拌することで珪素リッチな表面を有する磁性酸化鉄粒子を得た。得られたスラリーをフィルタープレスにてろ過、洗浄、更にイオン交換水にてリスラリーを行った。このリスラリー液(固形分50g/L)に500g(磁性酸化鉄に対して10質量%)のイオン交換樹脂SK110(三菱化学製)を投入し、2時間撹拌してイオン交換を行った。その後、イオン交換樹脂をメッシュでろ過して除去し、フィルタープレスにてろ過・洗浄し、乾燥・解砕して個数平均径が0.23μmの磁性酸化鉄を得た。 After filtering and washing the resulting slurry with a filter press, the core particles were re-dispersed in water and re-slurried. To this reslurry liquid, sodium silicate having a content of 0.20% by mass in terms of silicon per 100 parts by mass of the core particles is added, the pH of the slurry liquid is adjusted to 6.0, and the magnetic particles having a silicon-rich surface are stirred. Iron oxide particles were obtained. The resulting slurry was filtered by a filter press, washed, and reslurried with deionized water. To this reslurry liquid (solid content: 50 g/L), 500 g (10% by mass relative to the magnetic iron oxide) of ion exchange resin SK110 (manufactured by Mitsubishi Chemical) was added and stirred for 2 hours to perform ion exchange. Thereafter, the ion-exchange resin was removed by filtration through a mesh, filtered and washed with a filter press, dried and pulverized to obtain magnetic iron oxide having a number average diameter of 0.23 μm.
<シラン化合物の製造>
iso-ブチルトリメトキシシラン30質量部をイオン交換水70質量部に撹拌しながら滴下した。その後、この水溶液をpH5.5、温度55℃に保持し、ディスパー翼を用いて、周速0.46m/sで120分間分散させて加水分解を行った。その後、水溶液のpHを7.0とし、10℃に冷却して加水分解反応を停止させた。こうしてシラン化合物を含有する水溶液を得た。
<Production of silane compound>
30 parts by mass of iso-butyltrimethoxysilane was added dropwise to 70 parts by mass of ion-exchanged water while stirring. Thereafter, this aqueous solution was maintained at pH 5.5 and temperature 55° C., and hydrolyzed by dispersing for 120 minutes at a peripheral speed of 0.46 m/s using a disper blade. After that, the pH of the aqueous solution was adjusted to 7.0, and the hydrolysis reaction was stopped by cooling to 10°C. An aqueous solution containing a silane compound was thus obtained.
<磁性体1の製造>
磁性酸化鉄の100質量部をハイスピードミキサー(深江パウテック社製 LFS-2型)に入れ、回転数2000rpmで撹拌しながら、シラン化合物を含有する水溶液8.0質量部を2分間かけて滴下した。その後5分間混合・撹拌した。次いで、シラン化合物の固着性を高めるために、40℃で1時間乾燥し、水分を減少させた後に、混合物を110℃で3時間乾燥し、シラン化合物の縮合反応を進行させた。その後、解砕し、目開き100μmの篩を通して磁性体1を得た。
<Production of Magnetic Body 1>
100 parts by mass of magnetic iron oxide was placed in a high-speed mixer (Model LFS-2, manufactured by Fukae Powtec Co., Ltd.), and while stirring at 2000 rpm, 8.0 parts by mass of an aqueous solution containing a silane compound was added dropwise over 2 minutes. . After that, the mixture was mixed and stirred for 5 minutes. Next, in order to increase the adhesion of the silane compound, it was dried at 40° C. for 1 hour to reduce the water content, and then the mixture was dried at 110° C. for 3 hours to allow the condensation reaction of the silane compound to proceed. After that, it was pulverized and sieved through a sieve with an opening of 100 μm to obtain a magnetic body 1 .
<磁性体2の製造例>
硫酸第一鉄水溶液中に、鉄元素に対して1.00から1.10当量の苛性ソーダ溶液、鉄元素に対しリン元素換算で0.15質量%となる量のP2O5、鉄元素に対して珪素元素換算で0.50質量%となる量のSiO2を混合し、水酸化第一鉄を含む水溶液を調製した。水溶液のpHを8.0とし、空気を吹き込みながら85℃で酸化反応を行い、種晶を有するスラリー液を調製した。
<Manufacturing Example of Magnetic Body 2>
In the ferrous sulfate aqueous solution, 1.00 to 1.10 equivalents of a caustic soda solution with respect to the iron element, P 2 O 5 in an amount that is 0.15% by mass in terms of phosphorus element with respect to the iron element, An aqueous solution containing ferrous hydroxide was prepared by mixing SiO 2 in an amount of 0.50% by mass in terms of silicon element. The pH of the aqueous solution was adjusted to 8.0, and an oxidation reaction was carried out at 85° C. while blowing air into the solution to prepare a slurry containing seed crystals.
次いで、このスラリー液に当初のアルカリ量(苛性ソーダのナトリウム成分)に対し0.90から1.20当量となるよう硫酸第一鉄水溶液を加えた後、スラリー液をpH7.6に維持して、空気を吹込みながら酸化反応をすすめ、磁性酸化鉄を含むスラリー液を得た。濾過、洗浄した後、この含水スラリー液を一旦取り出した。この時、含水サンプルを少量採取し、含水量を計っておいた。次に、この含水サンプルを乾燥せずに別の水系媒体中に投入し、撹拌すると共にスラリーを循環させながらピンミルにて再分散させ、再分散液のpHを約4.8に調整する。そして、撹拌しながらn-ヘキシルトリメトキシシランカップリング剤を磁性酸化鉄100質量部に対し1.4質量部(磁性酸化鉄の量は含水サンプルから含水量を引いた値として計算した)添加し、加水分解を行った。その後、撹拌を十分行い、分散液のpHを8.6にして表面処理を行った。生成した疎水性磁性体をフィルタープレスにてろ過し、多量の水で洗浄した後に100℃で2時間乾燥し、得られた粒子を解砕処理して体積平均粒径が0.26μmの磁性体2を得た。 Next, after adding an aqueous solution of ferrous sulfate to the slurry liquid so that the amount of alkali (sodium component of caustic soda) is 0.90 to 1.20 equivalents, the slurry liquid is maintained at pH 7.6, The oxidation reaction was proceeded while blowing air, and a slurry liquid containing magnetic iron oxide was obtained. After filtration and washing, this water-containing slurry liquid was once taken out. At this time, a small amount of water-containing sample was taken and the water content was measured. Next, the water-containing sample is put into another aqueous medium without drying, and re-dispersed with a pin mill while stirring and circulating the slurry, and the pH of the re-dispersed liquid is adjusted to about 4.8. Then, while stirring, 1.4 parts by mass of an n-hexyltrimethoxysilane coupling agent was added to 100 parts by mass of magnetic iron oxide (the amount of magnetic iron oxide was calculated by subtracting the water content from the water-containing sample). , hydrolysis was carried out. After that, the dispersion was sufficiently agitated, and the pH of the dispersion was adjusted to 8.6 to carry out the surface treatment. The produced hydrophobic magnetic material is filtered with a filter press, washed with a large amount of water, dried at 100° C. for 2 hours, and the obtained particles are pulverized to obtain a magnetic material having a volume average particle size of 0.26 μm. got 2.
<磁性体3の製造例>
ドデシルトリメトキシシラン20質量部をイオン交換水80質量部に対して撹拌しながら滴下して水溶液を調製した。その後、この水溶液のpHを6.2とし、温度61℃に保持ながら、ディスパー翼を用いて0.46m/sで3時間分散させて加水分解を行うことで、加水分解物を含有する水溶液であるシラン化合物を得た。
<Manufacturing Example of Magnetic Body 3>
An aqueous solution was prepared by dropping 20 parts by mass of dodecyltrimethoxysilane into 80 parts by mass of ion-exchanged water while stirring. After that, the pH of this aqueous solution is set to 6.2, and while the temperature is kept at 61° C., hydrolysis is performed by dispersing at 0.46 m / s for 3 hours using a disper blade to obtain an aqueous solution containing a hydrolyzate. A silane compound was obtained.
磁性酸化鉄をヘンシェルミキサー(日本コークス工業株式会社(旧三井三池化工機(株))に入れた後、回転速度34.5m/sで未処理磁性体を分散させた状態で、シラン化合物(3.8質量部)を噴霧させながら加えた。次に、そのまま10分間分散させた後、シラン化合物が吸着した磁性体を取り出し、160℃で2時間静かに置いた状態で処理後磁性体を乾燥すると共にシラン化合物の縮合反応を進行させた。その後、目開き100μmの篩を通過させた磁性体を磁性体3として得た。 After putting the magnetic iron oxide into a Henschel mixer (Nippon Coke Industry Co., Ltd. (formerly Mitsui Miike Kakoki Co., Ltd.)), a silane compound (3 .8 parts by mass) was added while spraying.Next, after being dispersed as it was for 10 minutes, the magnetic material with the silane compound adsorbed was taken out and left quietly at 160°C for 2 hours to dry the magnetic material. At the same time, the condensation reaction of the silane compound was allowed to proceed, and the magnetic material was passed through a sieve with an opening of 100 μm to obtain a magnetic material 3 as magnetic material 3 .
<磁性体4の製造例>
メチルトリメトキシシラン20質量部をイオン交換水80質量部に対して撹拌しながら滴下して水溶液を調製した。その後、この水溶液のpHを5.3とし、温度40℃に保持ながら、ディスパー翼を用いて0.46m/sで100分分散させて加水分解を行うことで、加水分解物を含有する水溶液であるシラン化合物を得た。
<Manufacturing Example of Magnetic Body 4>
An aqueous solution was prepared by dropping 20 parts by mass of methyltrimethoxysilane into 80 parts by mass of ion-exchanged water while stirring. After that, the pH of this aqueous solution is set to 5.3, and while the temperature is maintained at 40° C., hydrolysis is performed by dispersing at 0.46 m / s for 100 minutes using a disper blade to obtain an aqueous solution containing a hydrolyzate. A silane compound was obtained.
磁性酸化鉄をヘンシェルミキサー(日本コークス工業株式会社(旧三井三池化工機(株))に入れた後、回転速度34.5m/sで未処理磁性体を分散させた状態で、シラン化合物(3.8質量部)を噴霧させながら加えた。次に、そのまま10分間分散させた後、シラン化合物が吸着した磁性体を取り出し、160℃で2時間静かに置いた状態で処理後磁性体を乾燥すると共にシラン化合物の縮合反応を進行させた。その後、目開き100μmの篩を通過させた磁性体を磁性体4として得た。 After putting the magnetic iron oxide into a Henschel mixer (Nippon Coke Industry Co., Ltd. (formerly Mitsui Miike Kakoki Co., Ltd.)), a silane compound (3 .8 parts by mass) was added while spraying.Next, after being dispersed as it was for 10 minutes, the magnetic material with the silane compound adsorbed was taken out and left quietly at 160°C for 2 hours to dry the magnetic material. At the same time, the condensation reaction of the silane compound was allowed to proceed, and the magnetic material was passed through a sieve with an opening of 100 μm to obtain a magnetic material 4 .
<ポリエステル樹脂の製造例>
窒素導入管、脱水管、撹拌器及び熱電対を装備した反応槽中に、テレフタル酸40mol%、トリメリット酸10mol%、ビスフェノールA-PO2mol付加物50mol%を入れた後、触媒としてジブチル錫をモノマー総量100質量部に対して1.5質量部添加した。次いで、窒素雰囲気下にて常圧で180℃まで素早く昇温した後、180℃から210℃まで10℃/時間の速度で加熱しながら水を留去して重縮合を行った。210℃に到達してから反応槽内を5kPa以下まで減圧し、210℃、5kPa以下の条件下にて重縮合を行い、非晶性ポリエステル樹脂を得た。その際、得られるポリエステル樹脂の軟化点が120℃となるように重合時間を調整した。
<Production example of polyester resin>
40 mol% of terephthalic acid, 10 mol% of trimellitic acid, and 50 mol% of bisphenol A-PO2 mol adduct were placed in a reactor equipped with a nitrogen inlet tube, a dehydration tube, a stirrer and a thermocouple, and dibutyltin was added as a catalyst to the monomer. 1.5 parts by mass was added with respect to 100 parts by mass of the total amount. Then, the temperature was quickly raised to 180° C. under normal pressure in a nitrogen atmosphere, and then water was distilled off while heating from 180° C. to 210° C. at a rate of 10° C./hour to carry out polycondensation. After the temperature reached 210° C., the pressure in the reactor was reduced to 5 kPa or less, and polycondensation was carried out at 210° C. and 5 kPa or less to obtain an amorphous polyester resin. At that time, the polymerization time was adjusted so that the softening point of the resulting polyester resin was 120°C.
<結晶性ポリエステル1の製造例>
窒素導入管、脱水管、撹拌器及び熱電対を装備した反応槽中に、1,9-ノナンジオール49mol%、1,10-デカン二酸49mol%、n-オクタデカン酸2mol%を入れた後、触媒としてジオクチル酸錫をモノマー総量100質量部に対して1質量部添加し、窒素雰囲気下で140℃に加熱して常圧下で水を留去しながら6時間反応させた。次いで、200℃まで10℃/時間で昇温しつつ反応させ、200℃に到達してから2時間反応させた後、反応槽内を5kPa以下に減圧して200℃で3時間反応させ、結晶性ポリエステル1を得た。結晶性ポリエステルの酸価は2.2、分子量(Mw)は34200であった。
<Production example of crystalline polyester 1>
49 mol% of 1,9-nonanediol, 49 mol% of 1,10-decanedioic acid, and 2 mol% of n-octadecanoic acid were placed in a reactor equipped with a nitrogen inlet tube, a dehydration tube, a stirrer and a thermocouple, and then 1 part by mass of tin dioctate as a catalyst was added to 100 parts by mass of the total amount of monomers, heated to 140° C. under a nitrogen atmosphere, and reacted for 6 hours under normal pressure while distilling off water. Next, the temperature was raised to 200° C. at a rate of 10° C./hour, and the reaction was allowed to proceed. After reaching 200° C., the reaction was allowed to proceed for 2 hours. A synthetic polyester 1 was obtained. The crystalline polyester had an acid value of 2.2 and a molecular weight (Mw) of 34,200.
<結晶性ポリエステル2の製造例>
結晶性ポリエステル1の製造例において、反応温度、モノマー比率、反応時間、触媒量を変更することで酸価5.0、分子量(Mw)は12000の結晶性ポリエステル2を得た。
<Production example of crystalline polyester 2>
Crystalline polyester 2 having an acid value of 5.0 and a molecular weight (Mw) of 12,000 was obtained by changing the reaction temperature, monomer ratio, reaction time, and amount of catalyst in the production example of crystalline polyester 1.
<結晶性ポリエステル3の製造例>
アルコールモノマーを1,6-ヘキサンジオール、酸モノマーを1,12-ドデカン二酸とし、更に反応温度、モノマー比率、反応時間、触媒量を変更して結晶性ポリエステル1の製造例と同様にして、酸価7.9、分子量22000の結晶性ポリエステル3を得た。
<Production example of crystalline polyester 3>
Using 1,6-hexanediol as the alcohol monomer and 1,12-dodecanedioic acid as the acid monomer, and further changing the reaction temperature, the monomer ratio, the reaction time, and the amount of the catalyst, in the same manner as in the production example of the crystalline polyester 1, A crystalline polyester 3 having an acid value of 7.9 and a molecular weight of 22,000 was obtained.
<磁性トナー1の製造例>
下記の手順によってトナー粒子、トナーを製造した。
<Production Example of Magnetic Toner 1>
Toner particles and toner were produced by the following procedure.
(第一水系媒体の調製)
イオン交換水353.8質量部にリン酸ナトリウム12水和物2.9質量部を投入してTK式ホモミキサー(特殊機化工業(株)製)を用いて撹拌しながら60℃に加温した後、イオン交換水11.7質量部に塩化カルシウム2水和物1.7質量部を添加した塩化カルシウム水溶液と、イオン交換水15.0質量部に塩化マグネシウム0.5質量部を添加した塩化マグネシウム水溶液を添加して撹拌を進め、分散安定剤Aを含む第一水系媒体を得た。
(Preparation of first aqueous medium)
Add 2.9 parts by mass of sodium phosphate dodecahydrate to 353.8 parts by mass of ion-exchanged water and heat to 60°C while stirring using a TK homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.). After that, an aqueous calcium chloride solution obtained by adding 1.7 parts by mass of calcium chloride dihydrate to 11.7 parts by mass of ion-exchanged water, and 0.5 parts by mass of magnesium chloride to 15.0 parts by mass of ion-exchanged water were added. An aqueous magnesium chloride solution was added and stirring was continued to obtain a first aqueous medium containing dispersion stabilizer A.
(重合性単量体組成物の調製)
・スチレン 75.0質量部
・n-ブチルアクリレート 25.0質量部
・1-6ヘキサンジオールジアクリレート 0.5質量部
・磁性体1 95.0質量部
・ポリエステル樹脂 5.0質量部
上記材料をアトライター(三井三池化工機(株)製)を用いて均一に分散混合した後、60℃に加温し、そこにエステルワックスとしてステアリン酸ベヘニルワックス(融点68℃)15.0質量部、炭化水素ワックスとしてパラフィンワックス(日本精蝋社製、HNP-9)8.0質量部を添加混合し、溶解して重合性単量体組成物を得た。
(Preparation of polymerizable monomer composition)
・Styrene 75.0 parts by mass ・n-Butyl acrylate 25.0 parts by mass ・1-6 Hexanediol diacrylate 0.5 parts by mass ・Magnetic substance 1 95.0 parts by mass ・Polyester resin 5.0 parts by mass After uniformly dispersing and mixing using an attritor (manufactured by Mitsui Miike Kakoki Co., Ltd.), the mixture was heated to 60°C, and 15.0 parts by mass of behenyl stearate wax (melting point: 68°C) as an ester wax was added thereto and carbonized. 8.0 parts by mass of paraffin wax (manufactured by Nippon Seiro Co., Ltd., HNP-9) as hydrogen wax was added and mixed and dissolved to obtain a polymerizable monomer composition.
(第二水系媒体の調製)
イオン交換水166.8質量部にリン酸ナトリウム12水和物0.6質量部を投入してパドル撹拌翼を用いて撹拌しながら60℃に加温した後、イオン交換水2.3質量部に塩化カルシウム2水和物0.3質量部を添加した塩化カルシウム水溶液を添加して撹拌を進め、分散安定剤Bを含む第二水系媒体を得た。
(Preparation of second aqueous medium)
After adding 0.6 parts by mass of sodium phosphate dodecahydrate to 166.8 parts by mass of ion-exchanged water and heating to 60°C while stirring using a paddle stirring blade, 2.3 parts by mass of ion-exchanged water. A second aqueous medium containing dispersion stabilizer B was obtained by adding an aqueous calcium chloride solution to which 0.3 parts by mass of calcium chloride dihydrate was added and stirring was continued.
(造粒)
上記第一水系媒体中に上記重合性単量体組成物を投入し、この造粒液を、キャビトロン(ユーロテック社製)を用いて、回転子の周速を29m/sにて1時間処理を行い、均一に分散混合して、更に重合開始剤としてt-ブチルパーオキシピバレート7.0質量部を投入し、60℃、N2雰囲気下においてクレアミックス(エムテクニック社製)にて周速22m/sで10分間撹拌しながら造粒し、重合性単量体組成物の液滴を含む造粒液を得た。
(granulation)
The polymerizable monomer composition is added to the first aqueous medium, and the granulation liquid is treated with Cavitron (manufactured by Eurotech) for 1 hour at a rotor peripheral speed of 29 m/s. Then, uniformly dispersed and mixed, 7.0 parts by mass of t-butyl peroxypivalate is added as a polymerization initiator, and the mixture is rotated at 60 ° C. under a N atmosphere with Clearmix (manufactured by M Technic Co., Ltd.). The mixture was granulated with stirring at a speed of 22 m/s for 10 minutes to obtain a granulation liquid containing droplets of the polymerizable monomer composition.
(重合/蒸留/乾燥/外添)
上記第二水系媒体中に上記造粒液を投入し、パドル撹拌翼で撹拌しながら74℃で3時間反応させた。反応終了後、98℃に昇温して3時間蒸留させ反応スラリーを得た。その後、冷却工程として、反応スラリーに0℃の水を投入し、100℃/分の速度で反応スラリーを98℃から45℃まで冷却した後、更に昇温して50℃で3時間保持した。その後、25℃まで室温で放冷した。放冷した反応スラリーを、塩酸を加えて洗浄し、濾過・乾燥して、重量平均粒径が7.4μmのトナー粒子を得た。なお、以下のトナー2~21のトナー粒子の重量平均粒径は7.2~7.5μmであった。
(polymerization/distillation/drying/external addition)
The granulation liquid was added to the second aqueous medium, and the mixture was reacted at 74° C. for 3 hours while being stirred with a paddle stirring blade. After completion of the reaction, the mixture was heated to 98° C. and distilled for 3 hours to obtain a reaction slurry. Thereafter, as a cooling step, water of 0° C. was added to the reaction slurry, and after cooling the reaction slurry from 98° C. to 45° C. at a rate of 100° C./min, the temperature was further raised and held at 50° C. for 3 hours. After that, it was allowed to cool to 25°C at room temperature. The cooled reaction slurry was washed with hydrochloric acid, filtered and dried to obtain toner particles having a weight average particle diameter of 7.4 μm. The weight average particle size of the toner particles of Toners 2 to 21 below was 7.2 to 7.5 μm.
得られたトナー粒子100質量部に対して、下記材料をヘンシェルミキサ(三井三池化工機(株)製FM-10型)で混合して、トナー1を得た。
・ヘキサメチルジシラザン25質量%で表面処理した一次粒子の個数平均粒径20nmの疎水性シリカ微粒子 0.5質量部
・ヘキサメチルジシラザン15質量%で表面処理した一次粒子の個数平均粒径40nmの疎水性シリカ微粒子 0.5質量部
Toner 1 was obtained by mixing 100 parts by mass of the obtained toner particles with the following materials using a Henschel mixer (Model FM-10 manufactured by Mitsui Miike Kakoki Co., Ltd.).
・0.5 parts by mass of hydrophobic silica fine particles having a number average particle size of 20 nm of primary particles surface-treated with 25% by mass of hexamethyldisilazane ・Number average particle size of 40 nm of primary particles surface-treated with 15% by mass of hexamethyldisilazane 0.5 parts by mass of hydrophobic silica fine particles
得られたトナー1の物性を表1に記載した。 Table 1 shows the physical properties of Toner 1 obtained.
<磁性トナー2乃至8、10乃至19の製造例>
磁性トナー1の製造例において、表2に示すような材料構成および製造条件にした以外は、磁性トナー1の製造例と同様にして、磁性トナー2乃至8、10乃至19を得た。得られた磁性トナーの物性を表1に示す。
<Manufacturing Examples of Magnetic Toners 2 to 8 and 10 to 19>
Magnetic Toners 2 to 8 and 10 to 19 were obtained in the same manner as in Production Example of Magnetic Toner 1, except that the material composition and production conditions shown in Table 2 were used. Table 1 shows the physical properties of the obtained magnetic toner.
<磁性トナー9の製造例>
磁性トナー1の製造例において、表2に示すような材料構成および製造条件にし、反応スラリーを冷却する速度を1℃/分に変更した以外は、磁性トナー1の製造例と同様にして、磁性トナー9を得た。得られた磁性トナーの物性を表1に示す。
<Production Example of Magnetic Toner 9>
In Production Example of Magnetic Toner 1, a magnetic toner was produced in the same manner as in Production Example of Magnetic Toner 1, except that the material composition and production conditions were as shown in Table 2, and the cooling rate of the reaction slurry was changed to 1° C./min. Toner 9 was obtained. Table 1 shows the physical properties of the obtained magnetic toner.
<磁性トナー20の製造例>
イオン交換水720質量部に0.1mol/L-Na3PO4水溶液450質量部を投入し温度60℃に加温した後、1.0mol/L-CaCl2水溶液67.7質量部を添加して分散安定剤を含む水系媒体を得た。
<Production Example of Magnetic Toner 20>
After adding 450 parts by mass of 0.1 mol/L-Na 3 PO 4 aqueous solution to 720 parts by mass of ion-exchanged water and heating to 60° C., 67.7 parts by mass of 1.0 mol/L-CaCl 2 aqueous solution was added. to obtain an aqueous medium containing a dispersion stabilizer.
・スチレン 78質量部
・n-ブチルアクリレート 22質量部
・ジビニルベンゼン 0.5質量部
・ポリエステル樹脂 3質量部
・負荷電制御剤 T-77(保土ヶ谷化学製) 1質量部
・磁性体1 90質量部
上記処方をアトライター(三井三池化工機(株))を用いて均一に分散混合した。この単量体組成物を温度60℃に加温し、そこに離型剤として、パラフィンワックス(HNP-9:日本精蝋社製)を15質量部、および重合開始剤としてジセカンダリーブチルパーオキシジカーボネート(10時間半減期温度51℃)を4質量部混合し、溶解し、重合性単量体組成物とした。
・Styrene 78 parts by mass ・n-Butyl acrylate 22 parts by mass ・Divinylbenzene 0.5 parts by mass ・Polyester resin 3 parts by mass ・Negative charge control agent T-77 (manufactured by Hodogaya Chemical) 1 part by mass ・Magnetic substance 1 90 parts by mass The above formulation was uniformly dispersed and mixed using an attritor (Mitsui Miike Kakoki Co., Ltd.). This monomer composition was heated to a temperature of 60° C., and 15 parts by mass of paraffin wax (HNP-9: manufactured by Nippon Seiro Co., Ltd.) as a release agent and di-secondary butylperoxy as a polymerization initiator were added. 4 parts by mass of a dicarbonate (10-hour half-life temperature of 51° C.) was mixed and dissolved to obtain a polymerizable monomer composition.
前記水系媒体中に上記重合性単量体組成物を投入し、温度60℃、N2雰囲気下においてTK式ホモミキサー(特殊機化工業(株))にて10,000rpmで15分間撹拌し、造粒した。その後、パドル撹拌翼で撹拌し、反応温度70℃(重合開始剤の10時間半減期温度より19℃高い温度)にて360分間重合反応行った。その後、懸濁液を毎分3℃で室温まで冷却し、塩酸を加えて分散剤を溶解し、濾過、水洗、乾燥してトナー粒子を得た。 The polymerizable monomer composition is added to the aqueous medium, and stirred at 10,000 rpm for 15 minutes with a TK homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) under N2 atmosphere at a temperature of 60°C. Granulated. Thereafter, the mixture was stirred with a paddle stirring blade, and the polymerization reaction was carried out for 360 minutes at a reaction temperature of 70°C (a temperature 19°C higher than the 10-hour half-life temperature of the polymerization initiator). Thereafter, the suspension was cooled to room temperature at a rate of 3° C. per minute, and hydrochloric acid was added to dissolve the dispersant, filtered, washed with water, and dried to obtain toner particles.
その後、磁性トナー1の製造例と同様にして磁性トナー20を得た。 After that, magnetic toner 20 was obtained in the same manner as in the manufacturing example of magnetic toner 1 .
<磁性トナー21の製造例>
イオン交換水720質量部に0.1M-Na3PO4水溶液451質量部を投入して60℃に加温した後、1.0M-CaCl2水溶液67.7質量部を添加して、分散安定剤を含む水系媒体を得た。
<Production Example of Magnetic Toner 21>
After adding 451 parts by mass of 0.1M-Na 3 PO 4 aqueous solution to 720 parts by mass of ion-exchanged water and heating to 60°C, 67.7 parts by mass of 1.0M-CaCl 2 aqueous solution was added to stabilize the dispersion. An aqueous medium containing the agent was obtained.
・スチレン 75.0質量部
・n-ブチルアクリレート 25.0質量部
・1,6-ヘキサンジオールジアクリレート 0.50質量部
・モノアゾ染料の鉄錯体(T-77:保土ヶ谷化学社製) 1.0質量部
・磁性体1 90.0質量部
・ポリエステル樹脂 5.0質量部
(ビスフェノールAのエチレンオキサイド2.0モル付加物とテレフタル酸との縮合反応により得られる飽和ポリエステル樹脂;数平均分子量(Mn)が=5000、酸価が=12mgKOH/g、ガラス転移温度(Tg)が=68℃)
上記成分をアトライター(三井三池化工機(株))を用いて均一に分散混合して単量体組成物を得た。この単量体組成物を60℃に加温し、そこにベヘン酸ベヘニルワックス(融点:73℃)15.0質量部を混合溶解した後、重合開始剤t-ブチルパーオキシネオヘプタノエート5質量部を溶解させた。
・Styrene 75.0 parts by mass ・n-Butyl acrylate 25.0 parts by mass ・1,6-Hexanediol diacrylate 0.50 parts by mass ・Iron complex of monoazo dye (T-77: manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 1.0 Parts by mass Magnetic substance 1 90.0 parts by mass Polyester resin 5.0 parts by mass (saturated polyester resin obtained by condensation reaction of 2.0 mol adduct of ethylene oxide of bisphenol A and terephthalic acid; number average molecular weight (Mn ) = 5000, acid value = 12 mg KOH / g, glass transition temperature (Tg) = 68 ° C.)
The above components were uniformly dispersed and mixed using an attritor (manufactured by Mitsui Miike Kakoki Co., Ltd.) to obtain a monomer composition. This monomer composition was heated to 60° C., and 15.0 parts by mass of behenyl behenyl wax (melting point: 73° C.) was mixed and dissolved therein. Part by mass was dissolved.
上記水系媒体中に上記単量体組成物を投入し、60℃、N2雰囲気下においてTK式ホモミキサー(特殊機化工業(株))にて18.8m/sで10分間撹拌し、造粒した。 The monomer composition was added to the aqueous medium, and stirred at 18.8 m/s for 10 minutes at 60°C under a N atmosphere with a TK-type homomixer (Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.). Grained.
その後パドル撹拌翼で撹拌しつつその後、パドル撹拌翼で撹拌し、温度70℃(重合開始剤の10時間半減期温度より17℃高い温度)にて反応工程を行った。反応時間300分の時点で反応工程を終了した。 Thereafter, while stirring with a paddle stirring blade, the mixture was stirred with a paddle stirring blade, and the reaction step was carried out at a temperature of 70°C (a temperature higher than the 10-hour half-life temperature of the polymerization initiator by 17°C). The reaction process was terminated when the reaction time was 300 minutes.
反応終了後、懸濁液を冷却し、塩酸を加えて分散剤を溶解し、濾過、水洗、乾燥してトナー粒子を得た。 After completion of the reaction, the suspension was cooled, hydrochloric acid was added to dissolve the dispersant, filtered, washed with water and dried to obtain toner particles.
その後、磁性トナー1の製造例と同様にして磁性トナー21を得た。 After that, magnetic toner 21 was obtained in the same manner as in the manufacturing example of magnetic toner 1 .
次に実施例、比較例に関して詳細に説明する。 Next, examples and comparative examples will be described in detail.
<実施例1>
実施例の画出し評価には、市販のレーザープリンタLaserJetEnterpriseM506(ヒューレット・パッカード社製)を用いた。本体からカートリッジを取り出し、カートリッジから製品トナーを抜き取り、トナー1を300g充填した。本体及びカートリッジは、それぞれの画出し評価に際して、温湿度を制御したそれぞれの環境下に24時間放置した後、画出し評価を行った。画出し評価に関しては、下記の評価を行い、下記の指標で判断した。評価結果を表3に示す。
<Example 1>
A commercially available laser printer LaserJet Enterprise M506 (manufactured by Hewlett-Packard Co.) was used for image output evaluation in the examples. The cartridge was removed from the main body, the product toner was extracted from the cartridge, and 300 g of toner 1 was filled. The main body and the cartridge were left for 24 hours in a temperature-and-humidity-controlled environment, and then evaluated for image reproduction. Regarding the image output evaluation, the following evaluation was performed and judgment was made according to the following indices. Table 3 shows the evaluation results.
(1)低温低湿(15℃10%RH)下での現像性評価
印字比率1%の横ライン画像で10枚通紙後、ベタ白画像の両面印字を行い、2面目の画像を用いて白地部と非通紙の白地部の差分からカブリ濃度(%)を算出した。尚、カブリ測定には、TC-6DS(東京電色社製)を用い、5点の平均値をもってカブリ濃度(%)とし、下記の指標で判断した。尚、耐久評価紙としては、坪量が75g/m2のbusiness4200(Xerox社製)を用いて行った。評価結果を表3に示す。
A:1.5%未満
B:1.5%以上2.0%未満
C:2.0%以上2.5%未満
D:2.5%以上3.0%未満
E:3.0%以上
(1) Evaluation of developability under low temperature and low humidity (15°C and 10% RH) After passing 10 sheets of paper with a horizontal line image with a printing ratio of 1%, a solid white image is printed on both sides, and the image on the second side is used for white background. The fogging density (%) was calculated from the difference between the white background area of the non-passage area and the non-passage area. For the fog measurement, TC-6DS (manufactured by Tokyo Denshoku Co., Ltd.) was used, and the average value of 5 points was defined as the fog concentration (%), which was judged by the following index. As the durability evaluation paper, business 4200 (manufactured by Xerox) having a basis weight of 75 g/m 2 was used. Table 3 shows the evaluation results.
A: Less than 1.5% B: 1.5% or more and less than 2.0% C: 2.0% or more and less than 2.5% D: 2.5% or more and less than 3.0% E: 3.0% or more
(2)高温高湿下(32.5℃80%RH)での転写残濃度評価
上記本体を改造し、2~20μAの間で2μA刻みで変化させられるようにした。印字比率1%の横ライン画像で10,000枚通紙後、転写電流を2~20μAの間で2μA刻みで変化させ、それぞれにおいてベタ画像を出力し、ベタ画像転写後の感光体上の転写残トナーをマイラーテープでテーピングして剥ぎ取った。
(2) Evaluation of transfer residual density under high temperature and high humidity conditions (32.5° C., 80% RH) The main body was modified so that it can be changed between 2 and 20 μA in increments of 2 μA. After passing 10,000 sheets of paper with a horizontal line image with a printing ratio of 1%, the transfer current is changed between 2 and 20 μA in increments of 2 μA, and a solid image is output at each time, and the solid image is transferred onto the photoreceptor after transfer. The residual toner was taped with Mylar tape and stripped off.
テーピングしたテープを白紙に貼り付け、テーピング無しのテープとの差分で転写残濃度(%)を算出した。尚、転写残濃度測定には、TC-6DS(東京電色社製)を用い、5点の平均値をもって転写残濃度(%)とし、下記の指標で判断した。また、耐久評価紙としては、坪量が75g/m2のbusiness4200(Xerox社製)を用いて行った。2~20μAの中で、最も転写残が多かったものの数値で以下ランク付けを行い、評価した。評価結果を表3に示す。
A:1.0%未満
B:1.0%以上2.0%未満
C:2.0%以上3.0%未満
D:3.0%以上4.0%未満
E:4.0%以上
The tape with taping was attached to a white paper, and the transfer residual density (%) was calculated from the difference from the tape without taping. TC-6DS (manufactured by Tokyo Denshoku Co., Ltd.) was used to measure the residual transfer density, and the average value of 5 points was defined as the residual transfer density (%), which was judged according to the following index. As the durability evaluation paper, business 4200 (manufactured by Xerox) having a basis weight of 75 g/m 2 was used. Among the values of 2 to 20 μA, the value of the one with the largest amount of transfer residue was ranked below and evaluated. Table 3 shows the evaluation results.
A: Less than 1.0% B: 1.0% or more and less than 2.0% C: 2.0% or more and less than 3.0% D: 3.0% or more and less than 4.0% E: 4.0% or more
(3)常温常湿下(23℃50%RH)での定着性評価
定着メディアにはFOX RIVER BOND紙(110g/m2)を用い、画像形成装置としては、LBP3410(キヤノン社製モノクロレーザービームプリンター)を、現像バイアスを調整できるよう改造したものを使用した。評価画像はライン画像とする。現像バイアスを振って画像部の反射濃度を高く設定することで画像上のトナー量を多くし、さらに比較的表面凹凸が大きい厚紙を用いることで、定着工程において紙の凹部やトナー層の下層部のトナーが溶融しにくくなるため、剥がれに対して厳しく評価できる。評価環境としても、低温であると定着器が暖まりにくく、厳しい評価となる。
(3) Evaluation of fixability under normal temperature and humidity (23°C and 50% RH) FOX RIVER BOND paper (110 g/m 2 ) was used as the fixing medium, and LBP3410 (a monochrome laser beam printer manufactured by Canon Inc.) was used as the image forming apparatus. printer) modified so that the development bias can be adjusted. A line image is used as the evaluation image. The amount of toner on the image is increased by setting the reflection density of the image area high by swinging the development bias, and by using thick paper with a relatively large surface unevenness, the recesses of the paper and the lower layer of the toner layer in the fixing process Since the toner becomes difficult to melt, peeling can be evaluated severely. As for the evaluation environment, if the temperature is low, it is difficult for the fixing device to warm up, resulting in a severe evaluation.
評価手順を以下に示す。まず、画像形成装置を低温低湿環境(温度15℃湿度10%)下に一晩放置した。その後、FOX RIVER BOND紙を用いてライン幅が180μmになるよう、現像バイアスを調整した横線画像を印字する。さらに低温低湿環境において1時間放置した後に、横線画像に対してポリプロピレン製テープ(tesa社製、Klebeband 19mm×10mm)を張り付け、ゆっくり剥がした。剥がした後の画像を目視及び顕微鏡観察し、下記評価基準にて評価した。評価結果を表3に記載した。
A:欠損無し
B:欠損がわずかに見られるが、目視では分からない
C:目視でも認識できる欠損がわずかに見られる
D:目視で認識できる欠損があり、ラインが途切れている部分がある
E:ラインの途切れが数多くある
The evaluation procedure is shown below. First, the image forming apparatus was left overnight in a low-temperature, low-humidity environment (temperature: 15° C., humidity: 10%). After that, using FOX RIVER BOND paper, a horizontal line image is printed with the development bias adjusted so that the line width becomes 180 μm. Further, after being left for 1 hour in a low-temperature and low-humidity environment, a polypropylene tape (Klebeband 19 mm×10 mm, manufactured by tesa) was attached to the horizontal line image and slowly peeled off. The image after peeling was visually and microscopically observed and evaluated according to the following evaluation criteria. The evaluation results are shown in Table 3.
A: No defects B: Defects are slightly visible, but not visually noticeable C: Defects that can be visually recognized are slightly visible D: Defects are visually recognizable, and there is a part where the line is interrupted E: There are many breaks in the line
<実施例2乃至9、比較例1乃至12>
トナーを表2に記載の様に変更した以外は、実施例1と同様にして、評価を行った。評価結果を表3に示す。
<Examples 2 to 9, Comparative Examples 1 to 12>
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1, except that the toner was changed as shown in Table 2. Table 3 shows the evaluation results.
100:静電潜像担持体(感光体)、102:トナー担持体、114:転写部材(転写ローラ)、116:クリーニング部材(クリーニングブレード)、117:帯電部材(帯電ローラ)、121:レーザー発生装置(潜像形成手段、露光装置)、123:レーザー、124:ピックアップローラ、125:搬送ベルト、126:定着装置、140:現像装置、141:トナー撹拌部材、142:トナー規制部材、A2:ケーシング、A8:ホールディングタンク、A10:循環ポンプ、A22:固定子、A25:回転子 100: electrostatic latent image carrier (photoreceptor), 102: toner carrier, 114: transfer member (transfer roller), 116: cleaning member (cleaning blade), 117: charging member (charging roller), 121: laser generation Apparatus (Latent Image Forming Means, Exposure Device) 123: Laser 124: Pickup Roller 125: Conveyor Belt 126: Fixing Device 140: Developing Device 141: Toner Stirring Member 142: Toner Regulating Member A2: Casing , A8: holding tank, A10: circulation pump, A22: stator, A25: rotor
Claims (2)
該ワックスは、炭化水素ワックス及びステアリン酸ベヘニルを含有し、
該磁性トナーは、該磁性トナーをSEM観察することで得られる磁性体の表面近傍存在指数が5個以上8個以下であり、該表面近傍存在量の標準偏差が0.7以上2.5以下であり、
該磁性トナーを透過型電子顕微鏡により観察されるトナー断面において、該磁性体が該断面の輪郭から、該輪郭と該断面の中心点間の距離の30%以内に70面積%以上100面積%以下存在する、
ことを特徴とする磁性トナー。 A magnetic toner having toner particles containing a binder resin, wax, and a magnetic material,
The wax contains a hydrocarbon wax and behenyl stearate ,
The magnetic toner has a surface vicinity abundance index of 5 or more and 8 or less, and a standard deviation of the surface vicinity abundance of 0.7 or more and 2.5 or less, obtained by observing the magnetic toner with an SEM. and
70 area % or more and 100 area % or less of the magnetic material within 30% of the distance between the contour and the center point of the cross section from the contour of the cross section in the cross section of the magnetic toner observed with a transmission electron microscope. exist ,
A magnetic toner characterized by:
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