JP7163075B2 - Magnetic toner, image forming method, and magnetic toner manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真法、静電記録法及びトナージェット方式記録法を利用した記録方法に用いられる磁性トナー及び該磁性トナーを用いた画像形成方法に関する。 The present invention relates to a magnetic toner used in recording methods using electrophotography, electrostatic recording, and toner jet recording, and an image forming method using the magnetic toner.
近年、オフィスから家庭まで幅広い分野で、画像を出力する手段が要望されており、その一つとして様々な使用環境において多数の画像を出力しても画質低下のない高耐久性が求められる。一方で、画質以外にも画像出力装置自体について小型化・省エネルギー化などが求められている。
小型化する手段としては、現像剤が収容されるカートリッジの小型化が有効であるため、キャリアを使用する二成分現像方式よりも一成分現像方式が好ましく、同時に高品質な画像を得るためには、接触現像方式が好ましい。そのため、上記性能を満足するには、一成分接触現像方式が有効な手段となる。
しかし、一成分接触現像方式は、トナー担持体と静電潜像担持体が接触配置(当接配置)された現像方式である。すなわち、これら担持体は回転することでトナーを搬送しており、接触部分は大きなシェアがかかるため、高画質の画像を得るためには、トナーは高耐久性と、高流動性を有することが必要となる。
流動性の低いトナーは、現像時に担持体中で滞留してしまい、摺擦により熱を帯び融着しやすい。特にトナー担持体中で融着した場合、画像上に「スジ」が発生してしまう。
一方、耐久性が低いトナーは、割れ、欠けが発生し、トナー担持体と静電潜像担持体を汚染するなどして画質の低下を招く。また、割れたり、欠けたりしたトナーは電荷を帯びにくく、静電潜像担持体上の非画像領域に現像されてしまう「カブリ」成分となることもある。
磁性体を含有する磁性トナー(以降、単にトナーともいう)は、樹脂と磁性体の密度差が大きく、外力がかかった場合に、力が樹脂に集中し変位することで樹脂が切断され、特にトナーの割れ、欠けが発生しやすい。
様々な使用環境において多数の画像出力を行いたい場合、トナーにさらなる負荷がかかるため、一層の高耐久性と、高流動性が必要となる。
In recent years, there has been a demand for means for outputting images in a wide range of fields, from offices to homes, and one of them is demanding high durability that does not degrade image quality even when a large number of images are output in various usage environments. On the other hand, in addition to image quality, the image output device itself is required to be smaller and energy-saving.
As a means of miniaturization, it is effective to reduce the size of the cartridge containing the developer. , the contact development system is preferred. Therefore, the one-component contact development system is an effective means for satisfying the above performance.
However, the one-component contact development system is a development system in which a toner carrier and an electrostatic latent image carrier are arranged in contact (contact arrangement). That is, the toner is transported by rotating these carriers, and the contact portion receives a large share. Therefore, in order to obtain high-quality images, the toner must have high durability and high fluidity. necessary.
Toner with low fluidity stays in the carrier during development, is heated by rubbing, and tends to be fused. In particular, when the toner is fused in the toner carrier, "streaks" occur on the image.
On the other hand, a toner with low durability causes cracks and chips, contaminates the toner carrier and the electrostatic latent image carrier, and deteriorates the image quality. In addition, cracked or chipped toner is less likely to be charged, and may become a "fogging" component that is developed in a non-image area on the electrostatic latent image carrier.
Magnetic toner containing magnetic material (hereinafter also simply referred to as toner) has a large density difference between the resin and the magnetic material, and when an external force is applied, the force concentrates on the resin and displaces it, which cuts the resin. Cracking and chipping of the toner are likely to occur.
When it is desired to output a large number of images in various usage environments, a greater load is placed on the toner, and thus higher durability and higher fluidity are required.
特許文献1では磁性体を含有するトナーが提案されている。
特許文献2では、凝集法を用い、磁性体が分散した磁性トナーが提案されている。この製法は微小粒子をトナー粒子径まで凝集させる凝集工程、及び、凝集体を溶融させることで合一化しトナー化する合一工程を有する製法である。この方法ではトナー形状を変形させることが容易で流動性を高くすることができる。
Patent Document 1 proposes a toner containing a magnetic material.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-201000 proposes a magnetic toner in which a magnetic material is dispersed by using an aggregation method. This manufacturing method has an aggregating step of aggregating fine particles to a toner particle size and a coalescing step of melting the aggregates to coalesce and form a toner. With this method, the shape of the toner can be easily deformed, and the fluidity can be increased.
特許文献1に開示された製法を用いたトナーは、円形度を高くすることが難しく、一成分接触現像方式のようなシェアのかかるシステムにおいてはトナーの融着が発生しやすいという課題を有している。さらにトナー中で結着樹脂がドメインのように偏在した箇所(以降、結着樹脂のドメインともいう)が少なく、結着樹脂は細かいネットワーク構造を形成することになり、結着樹脂同士のつながりが細くなってしまう。その結果、樹脂同士の
結着力が低下して、シェアのかかるシステムでは、力を吸収することができずトナー劣化が発生しやすいという課題を有している。
一方、特許文献2に開示されたトナーは、特許文献1に開示されたトナーと同様に、トナー中に結着樹脂のドメインが少なく樹脂同士の結着力が向上しにくい構造を有する。その結果、シェアのかかるシステムでは力を吸収することができず、トナー劣化が発生しやすいという課題を有している。
逆に、磁性体が凝集したトナーは結着樹脂の切断が発生しにくいが、磁性体の表面積の低下によって、着色力が低下し、出力画像の濃度が低下するという問題を有している。
また、磁性体が凝集したトナーは、トナー粒子ごとに、磁性体の含有率に差が出やすく、特に、小粒径のトナー粒子には磁性体が導入されにくい。その結果、多数の画像出力を行う場合、画像の濃度低下が徐々に起きるという課題が存在する。
本発明は、一成分接触現像方式のような、トナーに強いシェアのかかるシステムにおいて画質に優れ、環境変化に強く且つ、安定性に優れる磁性トナーを提供するものである。
The toner produced by the manufacturing method disclosed in Patent Document 1 has the problem that it is difficult to increase the degree of circularity, and the fusion of the toner tends to occur in a system such as a one-component contact development system that requires a share. ing. In addition, there are few locations in the toner where the binder resin is unevenly distributed like domains (hereinafter also referred to as domains of the binder resin), and the binder resin forms a fine network structure, so that the connections between the binder resins are reduced. become thinner. As a result, the binding force between the resins is lowered, and in a system where shear is applied, there is a problem that the force cannot be absorbed and the toner tends to deteriorate.
On the other hand, the toner disclosed in Patent Document 2, like the toner disclosed in Patent Document 1, has a structure in which there are few domains of the binder resin in the toner and the binding force between the resins is difficult to improve. As a result, there is a problem that a system that requires a share cannot absorb the force, and the toner tends to deteriorate.
Conversely, the toner in which the magnetic substance aggregates does not easily break the binder resin, but has a problem that the coloring power is lowered due to the decrease in the surface area of the magnetic substance, and the density of the output image is lowered.
Further, in the toner in which the magnetic material is aggregated, the content of the magnetic material tends to vary from toner particle to toner particle, and the magnetic material is particularly difficult to be introduced into the toner particles having a small particle size. As a result, when a large number of images are output, there is a problem that the density of the image gradually decreases.
The present invention provides a magnetic toner which is excellent in image quality, resistant to environmental changes, and excellent in stability in a system such as a one-component contact development system in which the toner has a strong share.
本発明者らは、磁性トナーにおける磁性体の分散状態を制御することにより、該課題を解決することを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明は、
結着樹脂、ワックス、磁性体、凝集剤及びキレート剤を含有する乳化凝集磁性トナー粒子を有する磁性トナーであって、
該磁性トナーの個数平均粒径をDn(μm)とし、
該磁性トナーの、Dn-0.500以上Dn+0.500以下の粒径範囲における輝度分散値の変動係数をCV1(%)とし、
該磁性トナーの、Dn-1.500以上Dn-0.500以下の粒径範囲における輝度分散値の変動係数をCV2(%)としたときに、
該CV1及び該CV2が、下記式(1)の関係を満たし、
該磁性トナーのDn-0.500以上Dn+0.500以下の粒径範囲における平均輝度が、30.0以上60.0以下であり、
透過型電子顕微鏡を用いた該磁性トナーの断面において、
一辺が0.8μmの正方グリッドで該磁性トナーの断面を区切った際の、該磁性体の占有面積率の変動係数CV3が、40.0%以上80.0%以下であることを特徴とする磁性トナーである。
CV2/CV1≦1.00 (1)
The present inventors have found that the problem can be solved by controlling the dispersion state of the magnetic material in the magnetic toner, and have completed the present invention.
That is, the present invention
A magnetic toner having emulsion-aggregated magnetic toner particles containing a binder resin, a wax , a magnetic substance , an aggregating agent and a chelating agent ,
Dn (μm) is the number average particle diameter of the magnetic toner,
CV1 (%) is the coefficient of variation of the luminance dispersion value in the particle size range of Dn−0.500 or more and Dn+0.500 or less of the magnetic toner,
When CV2 (%) is the variation coefficient of the brightness dispersion value in the particle size range of Dn-1.500 or more and Dn-0.500 or less of the magnetic toner,
The CV1 and the CV2 satisfy the relationship of the following formula (1),
the magnetic toner has an average brightness of 30.0 to 60.0 in a particle size range of Dn−0.500 to Dn+0.500;
In a cross section of the magnetic toner using a transmission electron microscope,
A variation coefficient CV3 of an area ratio occupied by the magnetic material is 40.0% or more and 80.0% or less when a cross section of the magnetic toner is divided by a square grid having a side of 0.8 μm. Magnetic toner.
CV2/CV1≤1.00 (1)
また、本発明は、
外部より帯電部材に電圧を印加し、静電潜像担持体を帯電する帯電工程、
帯電された該静電潜像担持体に静電潜像を形成する潜像形成工程、
該静電潜像をトナー担持体に担持されたトナーにより現像してトナー画像を静電潜像担持体上に形成する現像工程、
該静電潜像担持体上のトナー画像を、中間転写体を介して、又は介さずに転写材に転写する転写工程、及び、
転写材に転写されたトナー画像を加熱加圧手段により定着する定着工程を含む画像形成方法であって、
該現像工程は、該静電潜像担持体と該トナー担持体に担持されたトナーとが直接接触して現像が行われる一成分接触現像方式であり、
該トナーが、本開示のトナーであることを特徴とする画像形成方法である。
さらに、本発明は、
水系媒体中に樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を調製する工程、
水系媒体中にワックスが分散したワックス分散液を調製する工程、
水系媒体中に磁性体が分散した磁性体分散液を調製する工程、
該樹脂粒子分散液、該ワックス分散液及び該磁性体分散液を混合する混合工程、
該混合工程後、該樹脂粒子、該ワックス及び該磁性体を凝集させて凝集粒子を得る凝集工程、及び
該凝集工程後、該凝集粒子を加熱することで、該凝集粒子を構成する該樹脂粒子、該ワックス及び該磁性体を合一する合一工程、
を含む磁性トナーの製造方法であって、
該凝集工程が、該混合工程で得られた混合液に凝集剤を添加し、該樹脂粒子、該ワックス及び該磁性体を凝集させた後、キレート剤を添加して凝集を停止して凝集粒子を得る工程であり、
得られる磁性トナーが、本開示の磁性トナーであることを特徴とする磁性トナーの製造方法である。
In addition, the present invention
a charging step of externally applying a voltage to the charging member to charge the electrostatic latent image carrier;
a latent image forming step of forming an electrostatic latent image on the charged electrostatic latent image carrier;
a developing step of developing the electrostatic latent image with toner carried on a toner carrier to form a toner image on the electrostatic latent image carrier;
a transfer step of transferring the toner image on the electrostatic latent image bearing member to a transfer material with or without an intermediate transfer member;
An image forming method including a fixing step of fixing a toner image transferred to a transfer material by heating and pressurizing means,
The developing step is a one-component contact development method in which the electrostatic latent image bearing member and the toner carried on the toner bearing member are brought into direct contact with each other for development,
The image forming method, wherein the toner is the toner of the present disclosure .
Furthermore, the present invention provides
preparing a resin particle dispersion in which resin particles are dispersed in an aqueous medium;
a step of preparing a wax dispersion in which wax is dispersed in an aqueous medium;
a step of preparing a magnetic substance dispersion in which a magnetic substance is dispersed in an aqueous medium;
a mixing step of mixing the resin particle dispersion, the wax dispersion and the magnetic substance dispersion;
After the mixing step, an aggregating step of aggregating the resin particles, the wax and the magnetic material to obtain aggregated particles, and
After the aggregation step, a coalescing step of heating the aggregated particles to unite the resin particles, the wax, and the magnetic material constituting the aggregated particles,
A method for producing a magnetic toner comprising
The aggregation step includes adding an aggregating agent to the mixed solution obtained in the mixing step to aggregate the resin particles, the wax and the magnetic material, and then adding a chelating agent to stop the aggregation and aggregate the particles. is a step of obtaining
A method for producing a magnetic toner, characterized in that the magnetic toner obtained is the magnetic toner of the present disclosure.
本発明によれば、トナーに強いシェアのかかるようなシステムにおいて画質に優れ、環境変化に強く且つ、安定性に優れる磁性トナー、及び該磁性トナーを用いた画像形成方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a magnetic toner which is excellent in image quality, resistant to environmental changes, and excellent in stability in a system in which the toner has a strong share, and an image forming method using the magnetic toner.
本発明において、数値範囲を表す「○○以上××以下」や「○○~××」の記載は、特に断りのない限り、端点である下限及び上限を含む数値範囲を意味する。
また、モノマーユニットとは、ポリマー中のモノマー物質の反応した形態をいう。
以下、本発明の実施の形態を挙げて、さらに詳しく説明するが、これらに限定されることはない。
In the present invention, unless otherwise specified, the descriptions of "○○ or more and XX or less" and "○○ to XX", which represent numerical ranges, mean numerical ranges including the lower and upper limits that are endpoints.
A monomeric unit also refers to the reacted form of the monomeric material in the polymer.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments, but the present invention is not limited to these.
本発明の磁性トナー(以下、単にトナーともいう)は、
結着樹脂、ワックス及び磁性体を含有する磁性トナー粒子を有する磁性トナーであって、
該磁性トナーの個数平均粒径をDn(μm)とし、
該磁性トナーの、Dn-0.500以上Dn+0.500以下の粒径範囲における輝度分散値の変動係数をCV1(%)とし、
該磁性トナーの、Dn-1.500以上Dn-0.500以下の粒径範囲における輝度分散値の変動係数をCV2(%)としたときに
該CV1及び該CV2が、下記式(1)の関係を満たし、
該磁性トナーのDn-0.500以上Dn+0.500以下の粒径範囲における平均輝度が、30.0以上60.0以下であり、
透過型電子顕微鏡を用いた該磁性トナーの断面において、
一辺が0.8μmの正方グリッドで該磁性トナーの断面を区切った際の、該磁性体の占有面積率の変動係数CV3が、40.0%以上80.0%以下であることを特徴とする。CV2/CV1≦1.00 (1)
The magnetic toner of the present invention (hereinafter also simply referred to as toner)
A magnetic toner having magnetic toner particles containing a binder resin, wax and a magnetic substance,
Dn (μm) is the number average particle diameter of the magnetic toner,
CV1 (%) is the coefficient of variation of the luminance dispersion value in the particle size range of Dn−0.500 or more and Dn+0.500 or less of the magnetic toner,
When CV2 (%) is the variation coefficient of the luminance dispersion value in the particle size range of Dn-1.500 or more and Dn-0.500 or less of the magnetic toner, the CV1 and the CV2 are expressed by the following formula (1). satisfy relationships,
the magnetic toner has an average brightness of 30.0 to 60.0 in a particle size range of Dn−0.500 to Dn+0.500;
In a cross section of the magnetic toner using a transmission electron microscope,
A variation coefficient CV3 of an area ratio occupied by the magnetic material is 40.0% or more and 80.0% or less when a cross section of the magnetic toner is divided by a square grid having a side of 0.8 μm. . CV2/CV1≤1.00 (1)
該磁性トナーは、磁性トナーの特定粒径における平均輝度及び輝度分散値の変動係数、並びに、磁性トナー粒子(以下、単にトナー粒子ともいう)における磁性体の分散状態が制御されたものである。
磁気搬送を有するシステムや、トナーの帯電性、磁気性能を制御して現像を行うシステムでは、磁性体の含有率が異なるトナーが存在することで、帯電性、磁気性能が異なり、
トナーごとに現像時の挙動に差が出る可能性がある。その結果、画像濃度の低下など画像不良を起こす可能性がある。それゆえ、磁性体を含有するトナーでは、一般的に磁性体は、トナー粒子間で均一に含有されることが重要である。
また、トナーの輝度はトナーの光の散乱の程度を表す指標であり、着色剤や光を吸収する磁性体のような物質を含有することでトナーの輝度は低下する。
一方、トナーの輝度分散値は、輝度の測定においてトナー粒子の粒子1つの中で輝度にどれだけバラつきがあるかを見る指標である。そのため、輝度分散値の変動係数はトナー粒子の粒子間でどれだけ輝度にバラつきがあるかを見る指標となる。
本発明者らは磁性トナー粒子の粒子間での磁性体の含有率を制御することを検討し、輝度と輝度分散値の変動係数を適切な値にすることで、トナー粒子間で磁性体の分散性が均一になることを発見し、濃度低下のない良好な画像を得ることができることを見出した。
In the magnetic toner, the variation coefficient of the average luminance and the luminance dispersion value at a specific particle size of the magnetic toner, and the dispersion state of the magnetic material in the magnetic toner particles (hereinafter also simply referred to as toner particles) are controlled.
In a system that has magnetic transport or a system that develops by controlling the chargeability and magnetic performance of the toner, the existence of toners with different magnetic substance contents causes different chargeability and magnetic performance,
Different toners may behave differently during development. As a result, an image defect such as a decrease in image density may occur. Therefore, in toner containing a magnetic material, it is generally important that the magnetic material is uniformly contained among toner particles.
Further, the brightness of the toner is an index representing the degree of light scattering of the toner, and the brightness of the toner decreases when a substance such as a coloring agent or a magnetic substance that absorbs light is contained.
On the other hand, the luminance dispersion value of toner is an index for seeing how much luminance varies in one toner particle in the measurement of luminance. Therefore, the coefficient of variation of the brightness variance value is an index of how much the brightness varies among toner particles.
The present inventors studied controlling the content of the magnetic substance between the magnetic toner particles, and set the luminance and the coefficient of variation of the luminance dispersion value to appropriate values. The inventors have found that the dispersibility becomes uniform, and that good images can be obtained without a decrease in density.
一成分接触現像方式のような、高シェアのかかるようなシステムにおいて、結着樹脂がドメインを形成し、樹脂以外の物質を含まない部位を有することで、該ドメインがトナーに加わる力を吸収し、割れを防ぐと考えた。
すなわち、トナー粒子中で結着樹脂が偏在した箇所、つまり、結着樹脂のドメインを有することがトナーの割れ、欠けに対して有効な解決手段であると考えた。
しかし、磁性体を含有するトナーにおいて、トナー粒子間で磁性体の分散性は均一でありつつ、トナー粒子の粒子一つ一つでは結着樹脂のドメインを存在させることは困難であった。しかしながら、これらの両立する手段を見出した。その結果、トナー粒子間で磁性体の分散性は均一でありつつ、トナー粒子の粒子一つ一つでは結着樹脂のドメインを存在させうるトナーを製造できた。該トナーは、割れ、欠けに強く、かつ良好な画像が得られるトナーである。
In a system such as a one-component contact development system that requires a high share, the binder resin forms a domain, and since it has a portion that does not contain any substance other than the resin, the domain absorbs the force applied to the toner. , thought to prevent cracking.
In other words, the present inventors have considered that having a portion where the binder resin is unevenly distributed in the toner particles, that is, having a domain of the binder resin is an effective means for solving cracking and chipping of the toner.
However, in a toner containing a magnetic material, it has been difficult to allow the magnetic material to be uniformly dispersed among the toner particles and to allow the domains of the binder resin to exist in each toner particle. However, we have found a way to make these compatible. As a result, it was possible to produce a toner in which the dispersibility of the magnetic material was uniform among the toner particles and the domains of the binder resin were present in each of the toner particles. The toner is resistant to cracking and chipping, and is capable of providing good images.
磁性トナーの個数平均粒径をDn(μm)とした場合、磁性トナーのDn-0.500以上Dn+0.500以下の粒径範囲における平均輝度は、30.0以上60.0以下である。該平均輝度は、35.0以上50.0以下であることが好ましい。
平均輝度を上記範囲に制御することにより、良好な着色性を示し、連続で画出しをした場合でも、画像濃度の低下が抑制される。
該平均輝度が30.0未満である場合、磁性体の含有量が多く、トナーが割れやすく、カブリが発生する。
該平均輝度が60.0を超える場合、磁性体の含有量が少なく、着色力が低下し、多数の画像出力の初期において画像濃度の低下を招く。
該平均輝度を上記範囲に制御するためには、磁性体の含有量を調整するとよい。
なお、平均輝度の測定方法は後述する。
When the number average particle diameter of the magnetic toner is Dn (μm), the average brightness in the particle diameter range of Dn-0.500 to Dn+0.500 is 30.0 to 60.0. The average luminance is preferably 35.0 or more and 50.0 or less.
By controlling the average luminance within the above range, good colorability is exhibited, and a decrease in image density is suppressed even when images are reproduced continuously.
If the average luminance is less than 30.0, the content of the magnetic material is large, the toner tends to crack, and fogging occurs.
If the average luminance exceeds 60.0, the content of the magnetic material is small, the coloring power is lowered, and the image density is lowered at the initial stage of outputting a large number of images.
In order to control the average brightness within the above range, it is preferable to adjust the content of the magnetic material.
A method for measuring the average luminance will be described later.
該磁性トナーの、Dn-0.500以上Dn+0.500以下の粒径範囲における輝度分散値の変動係数をCV1(%)とし、
該磁性トナーの、Dn-1.500以上Dn-0.500以下の粒径範囲における輝度分散値の変動係数をCV2(%)としたときに、
該CV1及び該CV2が、下記式(1)の関係を満たす。
CV2/CV1≦1.00 (1)
該CV2/CV1は、0.70以上0.95以下であることが好ましい。
CV2/CV1が1.00以下である場合、磁性トナー粒子中の磁性体の含有量が、トナー粒子の粒径に依存しにくくなる。その結果、トナー粒子の帯電ムラ、磁気特性ムラが抑制され、多数の画像出力を行う場合も現像性が良好となる。
CV2/CV1が1.00を超える場合、磁性トナー粒子中の磁性体の含有量が、トナー粒子の粒径に依存され、小粒径のトナー粒子には磁性体が含有されにくくなる。その結果、多数の画像出力を行う場合、出力前半で磁性体の含有量の多いトナー粒子が選択的に出力されるため、出力後半は磁性体の含有量の少ないトナー粒子が多く残存し、画像濃度
の低下が起きる。
CV2/CV1を上記範囲に制御する手段としては、磁性体の粒径を調整することが挙げられる。また、磁性体が小径粒子に取り込まれやすい、粉砕法や乳化凝集法などを用いてトナー粒子を製造するとよい。
なお、輝度分散値及びその変動係数の測定方法は後述する。
CV1 (%) is the coefficient of variation of the luminance dispersion value in the particle size range of Dn−0.500 or more and Dn+0.500 or less of the magnetic toner,
When CV2 (%) is the variation coefficient of the luminance dispersion value in the particle size range of Dn-1.500 or more and Dn-0.500 or less of the magnetic toner,
The CV1 and the CV2 satisfy the relationship of the following formula (1).
CV2/CV1≤1.00 (1)
The CV2/CV1 is preferably 0.70 or more and 0.95 or less.
When CV2/CV1 is 1.00 or less, the content of the magnetic substance in the magnetic toner particles becomes less dependent on the particle size of the toner particles. As a result, uneven charging of toner particles and uneven magnetic properties are suppressed, and developability is improved even when a large number of images are output.
When CV2/CV1 exceeds 1.00, the content of the magnetic material in the magnetic toner particles depends on the particle size of the toner particles, making it difficult for small-diameter toner particles to contain the magnetic material. As a result, when a large number of images are output, toner particles with a high content of magnetic substances are selectively output in the first half of the output, so a large amount of toner particles with a low content of magnetic substances remain in the second half of the output. A decrease in concentration occurs.
As means for controlling CV2/CV1 within the above range, adjustment of the particle size of the magnetic material can be mentioned. In addition, it is preferable to produce toner particles by using a pulverization method, an emulsion aggregation method, or the like, in which the magnetic substance is easily incorporated into the small-diameter particles.
A method of measuring the luminance variance value and its coefficient of variation will be described later.
該CV1は1.00%以上4.00%以下であることが好ましく、1.00%以上3.50%以下であることがより好ましい。尚、CV1は、1.00%が下限値となる。
CV1が上記範囲である場合、トナー粒子間での磁性体の存在状態に差が少なく、連続で画出しを行った後での画像濃度が変化しにくく、良好な画像が得られる。
該CV1は、トナー粒子の製造時に磁性体の分散状態を制御することによって調整することができる。
The CV1 is preferably 1.00% or more and 4.00% or less, more preferably 1.00% or more and 3.50% or less. CV1 has a lower limit of 1.00%.
When CV1 is within the above range, there is little difference in the state of existence of the magnetic material between the toner particles, the image density after continuous image formation is less likely to change, and good images can be obtained.
The CV1 can be adjusted by controlling the dispersion state of the magnetic material during the production of the toner particles.
該磁性トナーは、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いた該磁性トナーの断面において、一辺が0.8μmの正方グリッドで該磁性トナーの断面を区切った際の、磁性体の占有面積率の変動係数CV3が、40.0%以上80.0%以下である。該CV3は、50.0%以上70.0%以下であることが好ましい。
該CV3が上記範囲にあるということは、磁性トナー粒子中で磁性体が局所に偏在していることを意味する。すなわち、磁性トナー粒子中で磁性体を偏在させることにより、磁性体が存在しない部分(つまり、結着樹脂のドメイン部分)を適度に設けることができ、その部分に外部からのシェアを吸収させることが可能となる。その結果、トナーの割れが抑制され、一成分接触現像方式のような高シェアのかかるシステムにおいて、多数の画像出力を行った際の画像濃度の低下、現像スジといった画像弊害がなく、カブリの発生しない良好な画像を得ることができる。
In the cross section of the magnetic toner using a transmission electron microscope (TEM), the variation in the occupied area ratio of the magnetic material when the cross section of the magnetic toner is divided by a square grid with one side of 0.8 μm. The coefficient CV3 is 40.0% or more and 80.0% or less. The CV3 is preferably 50.0% or more and 70.0% or less.
The fact that the CV3 is within the above range means that the magnetic material is locally unevenly distributed in the magnetic toner particles. That is, by unevenly distributing the magnetic material in the magnetic toner particles, it is possible to appropriately provide a portion where the magnetic material does not exist (that is, the domain portion of the binder resin), and allow this portion to absorb the share from the outside. becomes possible. As a result, cracking of the toner is suppressed, and in a high market share system such as the one-component contact development method, there is no image deterioration such as a decrease in image density or development streaks when a large number of images are output, and fogging occurs. You can get a good image without it.
該CV3が40.0%未満の場合、磁性トナーの断面を区切った各グリッド間において、磁性体の占有面積率の差が小さいことになり、結着樹脂のドメインが存在していないこと、又は結着樹脂のドメインの存在量が少ないことを意味している。
この場合、結着樹脂は大半が細かいネットワーク構造を形成することになり、結着樹脂同士のつながりが細くなってしまう。その結果、一成分接触現像方式のようなトナーに高シェアのかかるシステムにおいて、トナーが割れやすくなり、帯電不良によるカブリが発生する。
一方、該CV3が80.0%を超える場合、トナー内で磁性体が過度に局在した状態となる。この場合、磁性体同士が凝集し、表面積低下に伴う着色力の低下が発生し、画出し初期の画像濃度が低下する。
該CV3を上記範囲に調整する方法としては、磁性体の表面の親疎水性を制御すること、トナー粒子の製造時に磁性体の凝集度を制御することなどが挙げられる。
例えば、乳化凝集法を用いる場合、予め磁性体を凝集させてトナー粒子中に導入する方法や、合一工程において、キレート剤の添加、及び/又はpH調製を行うことで磁性体の凝集度を調整する方法などが挙げられる。
When the CV3 is less than 40.0%, the difference in the occupied area ratio of the magnetic material is small between the grids dividing the cross section of the magnetic toner, and the binder resin domain is not present, or This means that the abundance of domains in the binder resin is small.
In this case, most of the binder resin forms a fine network structure, and connections between the binder resins become thin. As a result, in a system such as a one-component contact development system in which the toner has a high share, the toner tends to crack, and fogging occurs due to charging failure.
On the other hand, when the CV3 exceeds 80.0%, the magnetic material is excessively localized in the toner. In this case, the magnetic substances agglomerate with each other, resulting in a decrease in coloring power due to a decrease in surface area, and a decrease in image density at the initial stage of image formation.
Examples of methods for adjusting the CV3 within the above range include controlling the hydrophilicity and hydrophobicity of the surface of the magnetic material, controlling the degree of aggregation of the magnetic material during the production of the toner particles, and the like.
For example, in the case of using an emulsion aggregation method, a method of preliminarily aggregating a magnetic substance and introducing it into the toner particles, or adding a chelating agent and/or adjusting the pH in the coalescence step may adjust the degree of agglomeration of the magnetic substance. methods of adjustment, and the like.
該磁性トナーは、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いた該磁性トナーの断面において、一辺が0.8μmの正方グリッドで該磁性トナーの断面を区切った際の、磁性体の占有面積率の平均値は、10.0%以上40.0%以下であることが好ましく、15.0%以上30.0%以下であることがより好ましい。
占有面積率の平均値が上記範囲である場合、トナー粒子中の磁性体の分散状態が適正な状態となり、過度な凝集状態による着色力の低下を抑制することができる。
また、結着樹脂のドメインの存在量が適正であり、トナーの割れが発生しにくい。その結果、カブリが発生しにくく、良好な画像が得られる。
なお、該磁性体の占有面積率の平均値を上記範囲に制御するための手法としては、磁性
体の表面の親疎水性を制御すること、トナー粒子の製造時に磁性体の凝集度を制御することなどが挙げられる。
The magnetic toner is an average occupied area ratio of the magnetic material when the cross section of the magnetic toner is divided by a square grid with one side of 0.8 μm in the cross section of the magnetic toner using a transmission electron microscope (TEM). The value is preferably 10.0% or more and 40.0% or less, more preferably 15.0% or more and 30.0% or less.
When the average value of the occupied area ratio is within the above range, the state of dispersion of the magnetic material in the toner particles is appropriate, and a decrease in coloring power due to excessive aggregation can be suppressed.
In addition, the presence amount of the domains of the binder resin is appropriate, and cracking of the toner hardly occurs. As a result, fog is less likely to occur and good images can be obtained.
Methods for controlling the average value of the occupied area ratio of the magnetic substance within the above range include controlling the hydrophilicity and hydrophobicity of the surface of the magnetic substance, and controlling the degree of agglomeration of the magnetic substance during the production of the toner particles. etc.
該結着樹脂は、特に限定されるものではなく、トナー用の公知の樹脂を用いることができる。結着樹脂の具体例としては、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、及びビニル樹脂が挙げられる。
ビニル樹脂の製造に使用可能なモノマーとしては、以下のモノマーが挙げられる。
脂肪族ビニル炭化水素:アルケン類、例えば、エチレン、プロピレン、ブテン、イソブチレン、ペンテン、ヘプテン、ジイソブチレン、オクテン、ドデセン、オクタデセン、前記以外のα-オレフィン;
アルカジエン類、例えば、ブタジエン、イソプレン、1,4-ペンタジエン、1,5-ヘキサジエン及び1,7-オクタジエン。
脂環式ビニル炭化水素:モノ-又はジ-シクロアルケン及びアルカジエン類、例えば、シクロヘキセン、シクロペンタジエン、ビニルシクロヘキセン、エチリデンビシクロヘプテン;
テルペン類、例えば、ピネン、リモネン、インデン。
芳香族ビニル炭化水素:スチレン及びそのハイドロカルビル(アルキル、シクロアルキル、アラルキル及び/又はアルケニル)置換体、例えば、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、2,4-ジメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、フェニルスチレン、シクロヘキシルスチレン、ベンジルスチレン、クロチルベンゼン、ジビニルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルキシレン、トリビニルベンゼン;及びビニルナフタレン。
カルボキシ基含有ビニル系モノマー及びその金属塩:炭素数3以上30以下の不飽和モノカルボン酸、不飽和ジカルボン酸並びにその無水物及びそのモノアルキル(炭素数1以上27以下)エステル。例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエステル、フマル酸、フマル酸モノアルキルエステル、クロトン酸、イタコン酸、イタコン酸モノアルキルエステル、イタコン酸グリコールモノエーテル、シトラコン酸、シトラコン酸モノアルキルエステル、桂皮酸のカルボキシ基含有ビニル系モノマー。
ビニルエステル、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ジアリルフタレート、ジアリルアジペート、イソプロペニルアセテート、ビニルメタクリレート、メチル4-ビニルベンゾエート、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、フェニルアクリレート、フェニルメタクリレート、ビニルメトキシアセテート、ビニルベンゾエート、エチルα-エトキシアクリレート、炭素数1以上22以下のアルキル基(直鎖若しくは分岐)を有するアルキルアクリレート及びアルキルメタクリレート(メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、プロピルアクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、ラウリルアクリレート、ラウリルメタクリレート、ミリスチルアクリレート、ミリスチルメタクリレート、セチルアクリレート、セチルメタクリレート、ステアリルアクリレート、ステアリルメタクリレート、エイコシルアクリレート、エイコシルメタクリレート、ベヘニルアクリレート、ベヘニルメタクリレートなど)、ジアルキルフマレート(フマル酸ジアルキルエステル、2個のアルキル基は、炭素数2以上8以下の、直鎖、分枝鎖又は脂環式の基である)、ジアルキルマレエート(マレイン酸ジアルキルエステル、2個のアルキル基は、炭素数2以上8以下の、直鎖、分枝鎖又は脂環式の基である)、ポリアルキレングリコール鎖を有するビニル系モノマー(ポリエチレングリコール(分子量300)モノアクリレート、ポリエチレングリコール(分子量300)モノメタクリレート、ポリプロピレングリコール(分子量500)モノアクリレート、ポリプロピレングリコール(分子量500)モノメタクリレート、メチルアルコールエチレンオキサイド(エチレンオキサイドを以下EOと略記する)10モル付加物アクリレート、メチルアルコールエチレンオキサイ
ド10モル付加物メタクリレート、ラウリルアルコールEO30モル付加物アクリレート、ラウリルアルコールEO30モル付加物メタクリレート)、ポリアクリレート類及びポリメタクリレート類(多価アルコール類のポリアクリレート及びポリメタクリレート:エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ポリ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メタクリレート)。
カルボキシ基含有ビニルエステル:例えば、炭素数3以上20以下のアルキル鎖を有するカルボキシアルキルアクリレート、炭素数3以上20以下のアルキル鎖を有するカルボキシアルキルメタクリレート。
これらの中でも、スチレン、ブチルアクリレート、β-カルボキシエチルアクリレートなどが好ましい。
The binder resin is not particularly limited, and known resins for toner can be used. Specific examples of binder resins include polyester resins, polyurethane resins, and vinyl resins.
Monomers that can be used in the production of vinyl resins include the following monomers.
Aliphatic vinyl hydrocarbons: alkenes such as ethylene, propylene, butene, isobutylene, pentene, heptene, diisobutylene, octene, dodecene, octadecene, α-olefins other than those mentioned above;
Alkadienes such as butadiene, isoprene, 1,4-pentadiene, 1,5-hexadiene and 1,7-octadiene.
Cycloaliphatic vinyl hydrocarbons: mono- or di-cycloalkenes and alkadienes, such as cyclohexene, cyclopentadiene, vinylcyclohexene, ethylidenebicycloheptene;
Terpenes such as pinene, limonene, indene.
Aromatic vinyl hydrocarbons: styrene and its hydrocarbyl (alkyl, cycloalkyl, aralkyl and/or alkenyl) substituted products such as α-methylstyrene, vinyltoluene, 2,4-dimethylstyrene, ethylstyrene, isopropylstyrene, butylstyrene, phenylstyrene, cyclohexylstyrene, benzylstyrene, crotylbenzene, divinylbenzene, divinyltoluene, divinylxylene, trivinylbenzene; and vinylnaphthalene.
Carboxy group-containing vinyl-based monomers and metal salts thereof: unsaturated monocarboxylic acids having 3 to 30 carbon atoms, unsaturated dicarboxylic acids, anhydrides thereof, and monoalkyl (1 to 27 carbon atoms) esters thereof. For example, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, maleic acid monoalkyl ester, fumaric acid, fumaric acid monoalkyl ester, crotonic acid, itaconic acid, itaconic acid monoalkyl ester, itaconic acid glycol monoether, citraconic acid , citraconic acid monoalkyl esters, carboxy group-containing vinyl monomers of cinnamic acid.
vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, diallyl phthalate, diallyl adipate, isopropenyl acetate, vinyl methacrylate, methyl 4-vinyl benzoate, cyclohexyl methacrylate, benzyl methacrylate, phenyl acrylate, phenyl methacrylate, vinyl methoxy acetate, vinyl benzoate, ethyl α-ethoxy acrylate, alkyl acrylates and alkyl methacrylates (methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, propyl acrylate, propyl methacrylate, Butyl acrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl acrylate, lauryl methacrylate, myristyl acrylate, myristyl methacrylate, cetyl acrylate, cetyl methacrylate, stearyl acrylate, stearyl methacrylate, eicosyl acrylate, eicosyl methacrylate, behenyl acrylate , behenyl methacrylate, etc.), dialkyl fumarate (dialkyl fumarate, the two alkyl groups are linear, branched or alicyclic groups having 2 to 8 carbon atoms), dialkyl maleate ( Maleic acid dialkyl ester, two alkyl groups are linear, branched or alicyclic groups having 2 to 8 carbon atoms), vinyl monomers having a polyalkylene glycol chain (polyethylene glycol (molecular weight 300) Monoacrylate, polyethylene glycol (molecular weight 300) monomethacrylate, polypropylene glycol (molecular weight 500) monoacrylate, polypropylene glycol (molecular weight 500) monomethacrylate, methyl alcohol ethylene oxide (ethylene oxide is hereinafter abbreviated as EO) 10 mol adduct acrylates, methyl alcohol ethylene oxide 10 mol adduct methacrylate, lauryl alcohol EO 30 mol adduct acrylate, lauryl alcohol EO 30 mol adduct methacrylate), polyacrylates and polymethacrylates (polyacrylates and polymethacrylates of polyhydric alcohols: ethylene glycol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, propylene glycol cold diacrylate, propylene glycol dimethacrylate, neopentyl glycol diacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, polyethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate).
Carboxy group-containing vinyl ester: For example, carboxyalkyl acrylate having an alkyl chain of 3 to 20 carbon atoms, carboxyalkyl methacrylate having an alkyl chain of 3 to 20 carbon atoms.
Among these, styrene, butyl acrylate, β-carboxyethyl acrylate and the like are preferred.
ポリエステル樹脂の製造に使用可能なモノマーとしては、従来公知の2価又は3価以上のカルボン酸と、2価又は3価以上のアルコールが挙げられる。これらモノマーの具体例としては、以下のものが挙げられる。
2価のカルボン酸としては、蓚酸、マロン酸、琥珀酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,9-ノナンジカルボン酸、1,10-デカンジカルボン酸、1,11-ウンデカンジカルボン酸、1,12-ドデカンジカルボン酸、1,13-トリデカンジカルボン酸、1,14-テトラデカンジカルボン酸、1,16-ヘキサデカンジカルボン酸、1,18-オクタデカンジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ドデセニルコハク酸などの二塩基酸、及びこれらの無水物又はこれらの低級アルキルエステル、並びに、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸及びシトラコン酸などの脂肪族不飽和ジカルボン酸などが挙げられる。これらジカルボン酸の低級アルキルエステルや酸無水物も使用できる。
また、3価以上のカルボン酸としては、1,2,4-ベンゼントリカルボン酸、1,2,5-ベンゼントリカルボン酸、及びこれらの無水物又はこれらの低級アルキルエステルなどが挙げられる。
これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
2価のアルコールとしては、アルキレングリコール(1,2-エタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,13-トリデカンジオール、1,14-テトラデカンジオール、1,18-オクタデカンジオール及び1,20-イコサンジオール。);アルキレンエーテルグリコール(ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコール);脂環式ジオール(1,4-シクロヘキサンジメタノール);ビスフェノール類(ビスフェノールA);脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイド)付加物、ビスフェノール類(ビスフェノールA)のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイド)が挙げられる。
アルキレングリコール及びアルキレンエーテルグリコールのアルキル部分は、直鎖であっても分岐であってもよい。本発明においては、分岐構造のアルキレングリコールも好ましく用いることができる。
また、二重結合を持つ脂肪族ジオールを用いることもできる。二重結合を持つ脂肪族ジオールとしては、以下の化合物を挙げることができる。
2-ブテン-1,4-ジオール、3-ヘキセン-1,6-ジオール及び4-オクテン-1,8-ジオール。
また、3価以上のアルコールとしては、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン及びペンタエリスリトールなどが挙げられる。
これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
なお、酸価や水酸基価の調整を目的として、必要に応じて酢酸及び安息香酸などの1価の酸や、シクロヘキサノール及びベンジルアルコールなどの1価のアルコールも使用することができる。
ポリエステル樹脂の合成方法については特に限定されないが、例えばエステル交換法や直接重縮合法を、単独で又は組み合わせて用いることができる。
Monomers that can be used in the production of the polyester resin include conventionally known divalent or trivalent or higher carboxylic acids and divalent or trivalent or higher alcohols. Specific examples of these monomers include the following.
Divalent carboxylic acids include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, 1,9-nonanedicarboxylic acid, 1,10-decanedicarboxylic acid, 1,11-undecanedicarboxylic acid, 1,12-dodecanedicarboxylic acid, 1,13-tridecanedicarboxylic acid, 1,14-tetradecanedicarboxylic acid, 1,16-hexadecanedicarboxylic acid, 1,18-octadecanedicarboxylic acid, phthalate acids, isophthalic acid, terephthalic acid, dibasic acids such as dodecenylsuccinic acid, their anhydrides or their lower alkyl esters, and aliphatic unsaturated dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, itaconic acid and citraconic acid, etc. is mentioned. Lower alkyl esters and acid anhydrides of these dicarboxylic acids can also be used.
Examples of tricarboxylic or higher carboxylic acids include 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,2,5-benzenetricarboxylic acid, anhydrides thereof, and lower alkyl esters thereof.
These may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
Dihydric alcohols include alkylene glycols (1,2-ethanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octane Diol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 1,11-undecanediol, 1,12-dodecanediol, 1,13-tridecanediol, 1,14-tetradecanediol, 1,18-octadecane diols and 1,20-icosanediol.); alkylene ether glycols (polyethylene glycol and polypropylene glycol); cycloaliphatic diols (1,4-cyclohexanedimethanol); bisphenols (bisphenol A); Oxide (ethylene oxide and propylene oxide) adducts and alkylene oxides (ethylene oxide and propylene oxide) of bisphenols (bisphenol A) can be mentioned.
The alkyl portion of alkylene glycols and alkylene ether glycols may be linear or branched. In the present invention, branched alkylene glycol can also be preferably used.
Aliphatic diols with double bonds can also be used. Examples of aliphatic diols having double bonds include the following compounds.
2-butene-1,4-diol, 3-hexene-1,6-diol and 4-octene-1,8-diol.
Examples of trihydric or higher alcohols include glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane and pentaerythritol.
These may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
For the purpose of adjusting the acid value and hydroxyl value, monovalent acids such as acetic acid and benzoic acid and monovalent alcohols such as cyclohexanol and benzyl alcohol can be used as necessary.
The method for synthesizing the polyester resin is not particularly limited, but for example, transesterification or direct polycondensation can be used alone or in combination.
次に、ポリウレタン樹脂について述べる。
ポリウレタン樹脂は、ジオールとジイソシアネート基を含有する化合物との反応物である。種々のジオール及びジイソシアネート基を含有する化合物を組み合わせることにより、各種機能性を有するポリウレタン樹脂を得ることができる。
ジイソシアネート基を含有する化合物としては、炭素数(NCO基中の炭素を除く、以下同様)が6以上20以下の芳香族ジイソシアネート、炭素数2以上18以下の脂肪族ジイソシアネート、炭素数4以上15以下の脂環式ジイソシアネート、及びこれらジイソシアネートの変性物(ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、イソシアヌレート基又はオキサゾリドン基含有変性物。以下、「変性ジイソシアネート」ともいう。)、並びに、これらの2種以上の混合物などが挙げられる。
芳香族ジイソシアネートとしては、m-及び/又はp-キシリレンジイソシアネート(XDI)及びα,α,α’,α’-テトラメチルキシリレンジイソシアネートなどが挙げられる。
また、脂肪族ジイソシアネートとしては、エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)及びドデカメチレンジイソシアネートなどが挙げられる。
また、脂環式ジイソシアネートとしては、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジイソシアネート、シクロヘキシレンジイソシアネート及びメチルシクロヘキシレンジイソシアネートなどが挙げられる。
これらの中でも、炭素数6以上15以下の芳香族ジイソシアネート、炭素数4以上12以下の脂肪族ジイソシアネート、及び炭素数4以上15以下の脂環式ジイソシアネートが好ましく、XDI、IPDI及びHDIがより好ましい。また、上記ジイソシアネートに加えて、3官能以上のイソシアネート化合物を用いることもできる。
ポリウレタン樹脂に用いることのできるジオールとしては、前述したポリエステルに用いることのできる2価のアルコールと同様のものを例示することができる。
Next, the polyurethane resin will be described.
Polyurethane resins are reaction products of diols and compounds containing diisocyanate groups. By combining compounds containing various diols and diisocyanate groups, polyurethane resins having various functionalities can be obtained.
Examples of compounds containing a diisocyanate group include aromatic diisocyanates having 6 to 20 carbon atoms (excluding carbon in the NCO group, hereinafter the same), aliphatic diisocyanates having 2 to 18 carbon atoms, and 4 to 15 carbon atoms. and modified products of these diisocyanates (urethane group, carbodiimide group, allophanate group, urea group, biuret group, uretdione group, uretimine group, isocyanurate group or oxazolidone group-containing modified product. Hereinafter referred to as "modified diisocyanate Also referred to as "."), and mixtures of two or more thereof.
Aromatic diisocyanates include m- and/or p-xylylene diisocyanate (XDI) and α,α,α',α'-tetramethylxylylene diisocyanate.
Examples of aliphatic diisocyanates include ethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI) and dodecamethylene diisocyanate.
Alicyclic diisocyanates include isophorone diisocyanate (IPDI), dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate, cyclohexylene diisocyanate and methylcyclohexylene diisocyanate.
Among these, aromatic diisocyanates having 6 to 15 carbon atoms, aliphatic diisocyanates having 4 to 12 carbon atoms, and alicyclic diisocyanates having 4 to 15 carbon atoms are preferred, and XDI, IPDI and HDI are more preferred. In addition to the above diisocyanates, tri- or higher functional isocyanate compounds can also be used.
Examples of the diol that can be used for the polyurethane resin include the dihydric alcohols that can be used for the polyester described above.
該結着樹脂は、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、及びビニル樹脂などの樹脂を1種単独で用いてもよく、2種以上を併用して用いてもよい。2種類以上を併用する際は、樹脂同士が化学的に結合した複合樹脂の形態でもよい。
低温定着性の観点から、結着樹脂のガラス転移温度(Tg)は40.0℃以上120.0℃以下であることが好ましい。
As the binder resin, resins such as polyester resins, polyurethane resins and vinyl resins may be used singly or in combination of two or more. When two or more types are used together, the form of a composite resin in which the resins are chemically bonded to each other may be used.
From the viewpoint of low-temperature fixability, the glass transition temperature (Tg) of the binder resin is preferably 40.0° C. or higher and 120.0° C. or lower.
該ワックスとしては、公知のワックスを用いることができる。
具体的には、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラクタムなどの石油系ワックス及びその誘導体、モンタンワックス及びその誘導体、フィッシャートロプシュ法による炭化水素ワックス及びその誘導体、ポリエチレン、ポリプロピレンに代表されるポリオレフィンワックス及びその誘導体、カルナバワックス、キャンデリラワックスなどの天然ワックス及びその誘導体、エステルワックスなどが挙げられる。
ここで、誘導体とは酸化物や、ビニル系モノマーとのブロック共重合物、グラフト変性物を含む。また、エステルワックスとしては、1分子中にエステル結合を1つ含有する1官能エステルワックス、エステル結合を2つ含有する2官能エステルワックスをはじめ、4官能や6官能などの多官能エステルワックスを用いることができる。
ワックスの含有量は、結着樹脂100.0質量部に対して、1.0質量部以上30.0質量部以下であることが好ましく、3.0質量部以上20.0質量部以下であることがより好ましい。
ワックスの含有量を上記の範囲に調整することによって、トナー粒子の離型性をより向上させることができ、定着部材が低温になった場合であっても転写紙の巻きつきが起こりにくくなる。また、トナー粒子表面のワックスの露出を適切な状態にすることができるため、高温環境下においてもワックスがトナー粒子表面に染み出しにくく、トナーの流動性を高く維持しやすい。その結果、高温環境下において現像スジの発生を抑制しやすい。
示差走査熱量計(DSC)を用いて測定されるワックスの最大吸熱ピークのピーク温度は、60℃以上140℃以下であることが好ましく、60℃以上90℃以下であることがより好ましい。
該最大吸熱ピークのピーク温度が上記範囲である場合、定着時に磁性トナーが可塑化しやすく、低温定着性がより向上する。また、長期間の保存においてもワックスの染み出しなどが生じにくい。
A known wax can be used as the wax.
Specifically, petroleum waxes such as paraffin wax, microcrystalline wax, petrolactam and derivatives thereof, montan wax and derivatives thereof, hydrocarbon waxes obtained by the Fischer-Tropsch process and derivatives thereof, polyolefin waxes typified by polyethylene and polypropylene, and Derivatives thereof, natural waxes such as carnauba wax and candelilla wax, derivatives thereof, and ester waxes are included.
Here, the derivatives include oxides, block copolymers with vinyl-based monomers, and graft-modified products. As the ester wax, a monofunctional ester wax containing one ester bond in one molecule, a bifunctional ester wax containing two ester bonds in one molecule, and multifunctional ester waxes such as tetrafunctional and hexafunctional ester waxes are used. be able to.
The content of the wax is preferably 1.0 parts by mass or more and 30.0 parts by mass or less, and is 3.0 parts by mass or more and 20.0 parts by mass or less with respect to 100.0 parts by mass of the binder resin. is more preferable.
By adjusting the content of the wax within the above range, the releasability of the toner particles can be further improved, and even when the temperature of the fixing member is low, the transfer paper is less likely to be wound. In addition, since the wax on the surface of the toner particles can be appropriately exposed, the wax is less likely to seep out to the surface of the toner particles even in a high-temperature environment, and the fluidity of the toner can be easily maintained at a high level. As a result, it is easy to suppress the occurrence of development streaks in a high-temperature environment.
The peak temperature of the maximum endothermic peak of the wax measured using a differential scanning calorimeter (DSC) is preferably 60°C or higher and 140°C or lower, more preferably 60°C or higher and 90°C or lower.
When the peak temperature of the maximum endothermic peak is within the above range, the magnetic toner is easily plasticized during fixation, and the low-temperature fixability is further improved. In addition, exudation of wax is less likely to occur even during long-term storage.
該ワックスが磁性トナー粒子の内部にドメインを形成し、該ドメインの個数平均径が50nm以上500nm以下であることが好ましく、100nm以上400nm以下であることがより好ましい。
該ドメインの個数平均径は、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いた磁性トナー粒子の断面において、長軸が20nm以上のワックスのドメインを無作為に30個選び、長軸及び短軸の平均値をドメイン径とし、30個の平均値をドメインの個数平均径とした。なお、該ドメインの選択は同一のトナー粒子中でなくともよい。
ドメインの個数平均径が上記範囲にある場合、磁性体の過度な凝集を抑制し、高温環境下におけるワックスのトナー粒子表面への染み出しを低減することができる。その結果、高温環境下において、トナーの流動性を高く維持しやすく、現像スジの発生をより抑制することができる。また、一成分接触現像方式のような高シェアがかかるシステムにおいても、ワックスの結晶構造を維持しやすい。その結果、トナー粒子表面へのワックスの染み出しが低減され、現像スジの発生をより抑制することができる。
該ドメインの個数平均径は、ワックスの添加量や、トナーの製造方法として乳化凝集法を用いた場合は、ワックス分散液中のワックス粒子径、合一工程における保持時間などで調整することができる。
The wax forms domains inside the magnetic toner particles, and the number average diameter of the domains is preferably 50 nm or more and 500 nm or less, more preferably 100 nm or more and 400 nm or less.
The number average diameter of the domains is determined by randomly selecting 30 wax domains having a long axis of 20 nm or more in the cross section of the magnetic toner particles using a transmission electron microscope (TEM), and measuring the average of the long and short axes. was taken as the domain diameter, and the average value of 30 was taken as the number average diameter of the domain. It should be noted that the selection of domains need not be in the same toner particle.
When the number average diameter of the domains is within the above range, excessive agglomeration of the magnetic material can be suppressed, and the exudation of the wax to the toner particle surface in a high-temperature environment can be reduced. As a result, high fluidity of the toner can be easily maintained in a high-temperature environment, and the occurrence of development streaks can be further suppressed. In addition, even in a system such as a one-component contact development system that requires a high market share, it is easy to maintain the crystal structure of the wax. As a result, the exudation of the wax to the toner particle surface is reduced, and the occurrence of development streaks can be further suppressed.
The number average diameter of the domains can be adjusted by the amount of wax added, the diameter of the wax particles in the wax dispersion when the emulsion aggregation method is used as the toner production method, the retention time in the coalescence step, and the like. .
透過型電子顕微鏡を用いた該磁性トナー粒子の断面において、該断面の輪郭から1.0μm以内の領域におけるワックスの占有面積百分率をWsとしたときに、該Wsが1.5%以上18.0%以下であることが好ましく、2.0%以上15.0%以下であることがより好ましい。
該Wsが上記範囲である場合、トナー粒子表層近傍でのワックス量が適正となり、磁性体の局在や、ワックスのトナー粒子表面への偏在を防ぐことができる。
その結果、一成分接触現像方式のようなトナーに高シェアがかかるシステムにおいて、トナーの割れによるカブリや、ワックスの染み出しに起因する現像スジのさらなる抑制が可能となる。
該Wsが1.5%未満の場合、ワックスがトナーの内部に偏在し、磁性体が表面に偏在した構造となりやすい。その結果、トナーの割れが発生しやすくなり、カブリが発生しやすくなる傾向にある。
一方、Wsが18.0%を超える場合、トナーの表層近傍にワックスが多くなる。一成分接触現像方式のような高シェアがかかるシステムにおいて、トナーへ長時間シェアがかかることにより、一部ワックスの結晶構造が崩壊しやすく、ワックスは溶融した状態になるやすい。その結果、トナー表面にワックスが染み出す可能性が高まり、現像スジが発生しやすくなる。
該Wsは、ワックスの添加量や、トナーの製造工程における熱処理時間及び熱処理温度
により調整することができる。また、トナーの製造方法として乳化凝集法を用いた場合は、ワックスの凝集速度を制御することや、他の材料との混合のタイミングを制御するとよい。
Ws is 1.5% or more and 18.0%, where Ws is the area percentage occupied by the wax in a region within 1.0 μm from the contour of the cross section of the magnetic toner particles observed with a transmission electron microscope. % or less, more preferably 2.0% or more and 15.0% or less.
When the Ws is within the above range, the amount of wax in the vicinity of the toner particle surface layer becomes appropriate, and localization of the magnetic material and uneven distribution of the wax on the toner particle surface can be prevented.
As a result, in a system such as a one-component contact development system that requires a high share of toner, it is possible to further suppress fog due to toner cracking and development streaks due to exudation of wax.
If the Ws is less than 1.5%, the wax tends to be unevenly distributed inside the toner and the magnetic material tends to be unevenly distributed on the surface. As a result, the toner tends to crack and fog easily.
On the other hand, when Ws exceeds 18.0%, the amount of wax increases near the surface layer of the toner. In a system such as a one-component contact development system that requires a high shear, the crystal structure of a part of the wax tends to collapse and the wax tends to melt when the toner is subjected to shear for a long period of time. As a result, the wax is more likely to seep out onto the toner surface, and development streaks are more likely to occur.
The Ws can be adjusted by the amount of wax added and the heat treatment time and heat treatment temperature in the toner manufacturing process. Further, when the emulsion aggregation method is used as the toner production method, it is preferable to control the aggregation speed of the wax and the timing of mixing with other materials.
透過型電子顕微鏡を用いた該磁性トナー粒子の断面において、該断面の輪郭から1.0μmよりも内側の内部領域におけるワックスの占有面積百分率をWcとしたときに、該Wcの該Wsに対する比(Wc/Ws)が、2.0以上10.0以下であることが好ましく、3.0以上8.0以下であることがより好ましい。
該Wc/Wsが上記範囲にあることで、ワックスがトナー粒子表層に局在していない状態とすることができる。その結果、トナー粒子表層近傍でのワックス量が適正となり、磁性体の局在や、ワックスのトナー粒子表面への偏在を防ぐことができる。
その結果、一成分接触現像方式のようなトナーに高シェアがかかるシステムにおいて、トナーの割れによるカブリや、ワックスの染み出しに起因する現像スジのさらなる抑制が可能となり、長期にわたり良好な画像を得ることができる。
Wc/Wsが2.0未満の場合、トナーの表層近傍にワックスが多くなる。一成分接触現像方式のような高シェアがかかるシステムでは、トナーへ長時間シェアがかかることにより、一部ワックス結晶構造が崩壊し、ワックスは溶融した状態になる。その結果、トナー表面にワックスが染み出す可能性が高まり、現像スジが発生しやすくなる。
一方、Wsが10.0を超える場合、磁性体が表面に偏在した構造となりやすく、磁性トナーの割れが発生しやしくなり、カブリが発生しやすくなる。
該Wc/Wsは、ワックスの添加量や、トナーの製造工程における熱処理時間及び熱処理温度により調整することができる。また、トナーの製造方法として乳化凝集法を用いた場合は、ワックスの凝集速度を制御することや、他の材料との混合のタイミングを制御するとよい。
In a cross section of the magnetic toner particles observed with a transmission electron microscope, the ratio of Wc to Ws is the ratio of Wc to Ws, where Wc is the percentage of the area occupied by the wax in the internal region inside 1.0 μm from the contour of the cross section. Wc/Ws) is preferably 2.0 or more and 10.0 or less, more preferably 3.0 or more and 8.0 or less.
When the Wc/Ws is within the above range, the wax is not localized on the surface layer of the toner particles. As a result, the amount of wax in the vicinity of the toner particle surface layer becomes appropriate, and localization of the magnetic material and uneven distribution of the wax on the toner particle surface can be prevented.
As a result, in a system such as a one-component contact development system that requires a high share of toner, it is possible to further suppress fogging due to toner cracking and development streaks caused by wax seepage, and obtain good images over a long period of time. be able to.
When Wc/Ws is less than 2.0, the amount of wax increases in the vicinity of the surface layer of the toner. In a system such as a one-component contact development system that requires a high shear, the wax crystal structure partially collapses and the wax melts when the toner is exposed to shear for a long period of time. As a result, the wax is more likely to seep out onto the toner surface, and development streaks are more likely to occur.
On the other hand, when Ws exceeds 10.0, the structure tends to be such that the magnetic material is unevenly distributed on the surface, cracking of the magnetic toner tends to occur, and fogging tends to occur.
The Wc/Ws can be adjusted by the amount of wax added and the heat treatment time and heat treatment temperature in the toner manufacturing process. Further, when the emulsion aggregation method is used as the toner production method, it is preferable to control the aggregation speed of the wax and the timing of mixing with other materials.
該磁性体としては、マグネタイト、マグヘマイト、フェライトなどの酸化鉄;鉄、コバルト、ニッケルのような金属、又はこれらの金属とアルミニウム、銅、マグネシウム、スズ、亜鉛、ベリリウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムのような金属の合金及びそれらの混合物などが挙げられる。
該磁性体の一次粒子の個数平均粒径は、0.50μm以下であることが好ましく、0.05μm以上0.30μm以下であることがより好ましい。
トナー粒子中に存在する磁性体の一次粒子の個数平均粒径は、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日間硬化させて硬化物を得る。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1万~4万倍の拡大倍率の画像を撮影し、該画像中の100個の磁性体の一次粒子の投影面積を測定する。そして、該投影面積に等しい円の相当径を磁性体の一次粒子の粒子径とし、該100個の平均値を磁性体の一次粒子の個数平均粒径とする。
The magnetic material includes iron oxides such as magnetite, maghemite, and ferrite; metals such as iron, cobalt, and nickel; or these metals together with aluminum, copper, magnesium, tin, zinc, beryllium, calcium, manganese, selenium, and titanium. , alloys of metals such as tungsten, vanadium, and mixtures thereof.
The number average particle size of the primary particles of the magnetic material is preferably 0.50 μm or less, more preferably 0.05 μm or more and 0.30 μm or less.
The number average particle diameter of the primary particles of the magnetic material present in the toner particles can be measured using a transmission electron microscope.
Specifically, after sufficiently dispersing the toner particles to be observed in the epoxy resin, the mixture is 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 an image is taken with a transmission electron microscope (TEM) at a magnification of 10,000 to 40,000 times. Measure the projected area. The equivalent diameter of a circle equal to the projected area is taken as the particle size of the primary particles of the magnetic material, and the average value of the 100 particles is taken as the number average particle size of the primary particles of the magnetic material.
該磁性体の795.8kA/m印加での磁気特性として、抗磁力(Hc)は、1.6~12.0kA/mであることが好ましい。また、磁化の強さ(σs)は、50~200Am2/kgであることが好ましく、より好ましくは50~100Am2/kgである。一方、残留磁化(σr)は、2~20Am2/kgであることが好ましい。
磁性トナー中の磁性体の含有量は、35質量%以上50質量%以下であることが好ましく、40質量%以上50質量%以下であることがより好ましい。
磁性体の含有量が上記の範囲内であれば、現像スリーブ内のマグネットロールとの磁気引力が適度となる。
なお、磁性トナー中の磁性体の含有量は、パーキンエルマー社製熱分析装置TGA Q5000IRを用いて測定することができる。測定方法は、窒素雰囲気下において昇温速
度25℃/分で常温から900℃まで磁性トナーを加熱し、100~750℃の減量質量を磁性トナーから磁性体を除いた成分の質量とし、残存質量を磁性体量とする。
It is preferable that the coercive force (Hc) is 1.6 to 12.0 kA/m as the magnetic properties of the magnetic material when 795.8 kA/m is applied. Also, the magnetization strength (σs) is preferably 50 to 200 Am 2 /kg, more preferably 50 to 100 Am 2 /kg. On the other hand, the residual magnetization (σr) is preferably 2 to 20 Am 2 /kg.
The content of the magnetic substance in the magnetic toner is preferably 35% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or more and 50% by mass or less.
If the content of the magnetic substance is within the above range, the magnetic attractive force with the magnet roll inside the developing sleeve will be appropriate.
The content of the magnetic substance in the magnetic toner can be measured using a thermal analyzer TGA Q5000IR manufactured by PerkinElmer. The measurement method is to heat the magnetic toner from room temperature to 900°C at a temperature rising rate of 25°C/min in a nitrogen atmosphere, and take the weight loss from 100 to 750°C as the weight of the components of the magnetic toner excluding the magnetic material, and the residual weight. is the amount of magnetic material.
該磁性体は、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などのアルカリを加え、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7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、磁性酸化鉄の芯となる種晶をまず生成する。
次に、種晶を含むスラリー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。混合液のpHを5から10に維持し、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混合液のpHは酸性側に移行していくが、液のpHは5未満にしない方がよい。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体を得ることができる。
また、該磁性体は必要に応じて公知の表面処理を行ってもよい。
The magnetic material 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 7 or higher, air is blown into the aqueous solution, and the ferrous hydroxide is oxidized while the aqueous solution is heated to 70°C or higher to generate seed crystals that will serve as the core of the magnetic iron oxide. .
Next, an aqueous solution containing about 1 equivalent of ferrous sulfate, based on the amount of alkali added previously, is added to the slurry containing the seed crystals. The pH of the mixed solution is maintained at 5 to 10, and the reaction of ferrous hydroxide is promoted while air is blown into the mixture to grow magnetic iron oxide with the seed crystal as the core. At this time, it is possible to control the shape and magnetic properties of the magnetic material by selecting arbitrary pH, reaction temperature, and stirring conditions. As the oxidation reaction progresses, the pH of the mixed solution shifts to the acidic side, but the pH of the solution should not be less than 5. A magnetic material can be obtained by filtering, washing, and drying the magnetic material thus obtained by a conventional method.
Moreover, the magnetic material may be subjected to a known surface treatment as necessary.
磁性トナー粒子は、荷電制御剤を含有してもよい。なお、該磁性トナーは、負帯電性トナーであることが好ましい。
負帯電用の荷電制御剤としては、有機金属錯化合物、キレート化合物が有効であり、モノアゾ金属錯化合物;アセチルアセトン金属錯化合物;芳香族ハイドロキシカルボン酸又は芳香族ダイカルボン酸の金属錯化合物などが例示される。
市販品の具体例として、Spilon Black TRH、T-77、T-95(保土谷化学工業(株))、BONTRON(登録商標)S-34、S-44、S-54、E-84、E-88、E-89(オリエント化学工業(株))が挙げられる。
該荷電制御剤は単独、又は二種以上組み合わせて用いることが可能である。
該荷電制御剤の含有量は、帯電量の観点から、結着樹脂100質量部に対して、0.1質量部以上10.0質量部以下であることが好ましく、0.1質量部以上5.0質量部以下であるがより好ましい。
The magnetic toner particles may contain charge control agents. The magnetic toner is preferably negatively charged toner.
As charge control agents for negative charging, organometallic complex compounds and chelate compounds are effective, examples of which include monoazo metal complex compounds, acetylacetone metal complex compounds, and aromatic hydroxycarboxylic acid or aromatic dicarboxylic acid metal complex compounds. be done.
Specific examples of commercially available products include Spilon Black TRH, T-77, T-95 (Hodogaya Chemical Industry Co., Ltd.), BONTRON (registered trademark) S-34, S-44, S-54, E-84, E -88 and E-89 (Orient Chemical Industry Co., Ltd.).
The charge control agent can be used alone or in combination of two or more.
The content of the charge control agent is preferably 0.1 parts by mass or more and 10.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder resin from the viewpoint of the charge amount. Although it is 0 mass part or less, it is more preferable.
該磁性トナーの製造方法は、特に限定されず、乾式製法(例えば、混練粉砕法など)、湿式製法(例えば、乳化凝集法、懸濁重合法、溶解懸濁法など)のいずれを用いてもよい。これらのうち、乳化凝集法を用いることが好ましい。
乳化凝集法を用いた場合、磁性トナーの輝度分散値の変動係数、磁性体の占有面積率の変動係数、ワックスのドメインの個数平均径、上記(Wc/Ws)などの上記範囲への調整が容易である。
該乳化凝集法を用いたトナー粒子の製造方法について、具体例を挙げて説明する。
乳化凝集法は大きく分けて以下の4つの工程を含む。
(a)微粒子分散液を調製する工程、(b)凝集粒子を形成する凝集工程、(c)溶融、合一によりトナー粒子を形成する合一工程、(d)洗浄、乾燥工程。
The method for producing the magnetic toner is not particularly limited, and any of a dry method (e.g., kneading pulverization method, etc.) and a wet method (e.g., emulsion aggregation method, suspension polymerization method, dissolution suspension method, etc.) may be used. good. Among these, it is preferable to use the emulsion aggregation method.
When the emulsification aggregation method is used, the variation coefficient of the brightness dispersion value of the magnetic toner, the variation coefficient of the occupied area ratio of the magnetic substance, the number average diameter of the domains of the wax, and the above (Wc/Ws) can be adjusted within the above ranges. Easy.
A method for producing toner particles using the emulsion aggregation method will be described with specific examples.
The emulsion aggregation method is roughly divided into the following four steps.
(a) a step of preparing a fine particle dispersion, (b) an aggregation step of forming aggregated particles, (c) a coalescence step of forming toner particles by melting and coalescence, and (d) a washing and drying step.
(a)微粒子分散液を調製する工程
微粒子分散液は水系媒体中に微粒子が分散したものである。
水系媒体としては、蒸留水、イオン交換水などの水、アルコール類が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
水系媒体中に微粒子を分散させるための助剤を用いてもよく、助剤として界面活性剤が挙げられる。
界面活性剤としては、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤が挙げられる。
具体的には、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α-オレフィンスルホン酸塩、リン酸エ
ステルのようなアニオン界面活性剤;アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンのようなアミン塩型、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムのような四級アンモニウム塩型のカチオン界面活性剤;脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体のようなノニオン界面活性剤;アラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシンやN-アルキル-N,N-ジメチルアンモニウムベタインのような両性界面活性剤が挙げられる。
界面活性剤は、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
(a) Step of Preparing Fine Particle Dispersion A fine particle dispersion is a dispersion of fine particles in an aqueous medium.
Examples of aqueous media include water such as distilled water and ion-exchanged water, and alcohols. These may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
Auxiliary agents for dispersing fine particles in an aqueous medium may be used, and examples of such auxiliary agents include surfactants.
Surfactants include anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, and nonionic surfactants.
Specifically, anionic surfactants such as alkylbenzene sulfonates, α-olefin sulfonates, and phosphate esters; alkylamine salts, aminoalcohol fatty acid derivatives, polyamine fatty acid derivatives, amine salt types such as imidazoline, alkyl Quaternary ammonium salt type cationic surfactants such as trimethylammonium salts, dialkyldimethylammonium salts, alkyldimethylbenzylammonium salts, pyridinium salts, alkylisoquinolinium salts, and benzethonium chloride; fatty acid amide derivatives, polyhydric alcohol derivatives and amphoteric surfactants such as alanine, dodecyldi(aminoethyl)glycine, di(octylaminoethyl)glycine and N-alkyl-N,N-dimethylammonium betaine.
Surfactants may be used singly or in combination of two or more.
微粒子分散液の調製方法は、分散質の種類により適宜選択することができる。
例えば、回転せん断型ホモジナイザーや、メディアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミルなどの一般的な分散機を用い、分散質を分散させる方法が挙げられる。また、有機溶剤に溶解する分散質の場合、転相乳化法を用いて水系媒体中に分散させてもよい。転相乳化法とは、分散すべき材料を、材料が可溶な有機溶剤中に溶解し、有機連続相(O相)を中和した後、水媒体(W相)を投入することによって、W/OからO/Wへの、樹脂の変換(いわゆる転相)が行われて不連続相化し、水媒体中に粒子状に分散する方法である。
転相乳化法で用いられる溶剤は樹脂が溶解する溶剤であれば特に制限されるものではないが、液滴を形成する目的から疎水性、又は両親媒性の有機溶剤を用いることが好ましい。
The method for preparing the fine particle dispersion can be appropriately selected according to the type of dispersoid.
For example, there is a method of dispersing the dispersoid using a general dispersing machine such as a rotary shearing homogenizer, a ball mill having media, a sand mill, or a dyno mill. In the case of a dispersoid that dissolves in an organic solvent, a phase inversion emulsification method may be used to disperse the dispersoid in an aqueous medium. In the phase inversion emulsification method, the material to be dispersed is dissolved in an organic solvent in which the material is soluble, the organic continuous phase (O phase) is neutralized, and then an aqueous medium (W phase) is added. In this method, the resin is converted from W/O to O/W (so-called phase inversion) to form a discontinuous phase, which is dispersed in an aqueous medium in the form of particles.
The solvent used in the phase inversion emulsification method is not particularly limited as long as it dissolves the resin, but it is preferable to use a hydrophobic or amphipathic organic solvent for the purpose of forming droplets.
乳化重合のように水系媒体中で液滴を形成したのちに重合を行うことで微粒子分散液を調製することも可能である。乳化重合は、まず分散すべき材料の前駆体、水系媒体、重合開始材を混合した後に撹拌又は剪断することで材料が水系媒体に分散した微粒子分散液を得る方法である。この際、乳化の助剤として有機溶剤、界面活性剤を用いてもよい。また、撹拌又は剪断する装置は一般的な装置を用いればよく、回転せん断型ホモジナイザーなどの一般的な分散機が挙げられる。
磁性体の分散は、一次粒径が目的の粒径のものを水系媒体に分散するとよい。分散には、例えば、回転せん断型ホモジナイザー、メディアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミルなどの一般的な分散機を用いるとよい。磁性体は、水に比べ比重が重く、沈降速度が速いため、分散後は即座に凝集工程に進むことが好ましい。
微粒子分散液の分散質の個数平均粒子径は、凝集速度の制御、合一の簡便性の観点から、例えば、0.01μm以上1μm以下であることが好ましく、0.08μm以上0.8μm以下であることがより好ましく、0.1μm以上0.6μm以下であることがさらに好ましい。
微粒子分散液中の分散質は、凝集速度の制御の観点から、分散液全量に対して、5質量%以上50質量%以下であることが好ましく、10質量%以上40質量%以下であることがより好ましい。
It is also possible to prepare a fine particle dispersion by forming droplets in an aqueous medium and then polymerizing them, as in emulsion polymerization. Emulsion polymerization is a method of mixing a precursor of a material to be dispersed, an aqueous medium, and a polymerization initiator, followed by stirring or shearing to obtain a fine particle dispersion in which the material is dispersed in the aqueous medium. At this time, an organic solvent or a surfactant may be used as an emulsifying aid. Moreover, a general device may be used as a device for stirring or shearing, and a general dispersing machine such as a rotary shearing homogenizer may be used.
It is preferable to disperse the magnetic material having the target primary particle size in the aqueous medium. For dispersion, for example, a general dispersing machine such as a rotary shearing homogenizer, a ball mill having media, a sand mill, or a dyno mill may be used. Since the magnetic material has a higher specific gravity than water and a high sedimentation rate, it is preferable to immediately proceed to the aggregating step after dispersion.
The number average particle size of the dispersoids of the fine particle dispersion is preferably, for example, 0.01 μm or more and 1 μm or less, and 0.08 μm or more and 0.8 μm or less, from the viewpoints of aggregation rate control and coalescence simplicity. more preferably 0.1 μm or more and 0.6 μm or less.
From the viewpoint of controlling the aggregation speed, the dispersoid in the fine particle dispersion is preferably 5% by mass or more and 50% by mass or less, and preferably 10% by mass or more and 40% by mass or less. more preferred.
(b)凝集工程
微粒子分散液を調製した後、1種類の微粒子分散液、又は2種類以上の微粒子分散液を混合し、微粒子を凝集させた凝集粒子が分散した凝集粒子分散液を調製する。
混合方法は特に制限されるものではなく、一般的な攪拌機を用いて混合することができる。
凝集は凝集粒子分散液の温度、pH、凝集剤などで制御させるものであり、どの方法を用いてもよい。
凝集粒子を形成する温度に関しては、結着樹脂のガラス転移温度-30℃以上、ガラス転移温度以下であることが好ましい。
凝集剤としては無機金属塩、2価以上の金属錯体などが挙げられる。また、微粒子分散
液に助剤として界面活性剤を用いた場合、逆極性の界面活性剤を用いることも有効である。特に、凝集剤として金属錯体を用いた場合には、界面活性剤の使用量が低減され、帯電特性が向上する。無機金属塩としては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化バリウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウムなどの金属塩、及び、ポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム、多硫化カルシウムなどの無機金属塩重合体などが挙げられる。
キレート剤としては、水溶性のキレート剤を用いてもよい。キレート剤の具体例としては、例えば、酒石酸、クエン酸、グルコン酸などのオキシカルボン酸、イミノジ酸(IDA)、ニトリロトリ酢酸(NTA)、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)などが挙げられる。キレート剤の添加量としては、例えば、樹脂粒子100質量部に対して、0.01質量部以上5.0質量部以下であることが好ましく、0.1質量部以上3.0質量部未満であることがより好ましい。
(b) Aggregation Step After preparing the fine particle dispersion, one kind of fine particle dispersion or two or more kinds of fine particle dispersions are mixed to prepare an aggregated particle dispersion in which aggregated particles are dispersed.
The mixing method is not particularly limited, and mixing can be performed using a general stirrer.
Aggregation is controlled by temperature, pH, aggregating agent, etc. of the aggregated particle dispersion, and any method may be used.
Regarding the temperature for forming aggregated particles, it is preferable that the glass transition temperature of the binder resin is −30° C. or more and the glass transition temperature or less.
Examples of aggregating agents include inorganic metal salts and divalent or higher metal complexes. Further, when a surfactant is used as an auxiliary agent in the fine particle dispersion, it is also effective to use a surfactant of opposite polarity. In particular, when a metal complex is used as the aggregating agent, the amount of surfactant used is reduced, and charging characteristics are improved. Examples of inorganic metal salts include metal salts such as sodium chloride, calcium chloride, calcium nitrate, barium chloride, magnesium chloride, magnesium sulfate, zinc chloride, aluminum chloride, aluminum sulfate, polyaluminum chloride, polyaluminum hydroxide, Examples include inorganic metal salt polymers such as calcium polysulfide.
A water-soluble chelating agent may be used as the chelating agent. Specific examples of chelating agents include oxycarboxylic acids such as tartaric acid, citric acid and gluconic acid, iminodiacid (IDA), nitrilotriacetic acid (NTA), and ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA). The amount of the chelating agent to be added is, for example, preferably 0.01 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less, and 0.1 parts by mass or more and less than 3.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin particles. It is more preferable to have
微粒子分散液の混合のタイミングは特に制限されるものではなく、一度凝集粒子分散液を形成した後又は形成途中にさらに微粒子分散液を添加し、凝集させても構わない。
微粒子分散液の添加タイミングを制御することで、トナー中の構造を制御することが可能となる。
また、凝集工程では、撹拌速度を制御しうる撹拌装置を用いるとよい。該撹拌装置に関しては特に限定するものではなく、乳化機、分散機として汎用のものであれば使用可能である。
例えば、ウルトラタラックス(IKA社製)、ポリトロン(キネマティカ社製)、TKオートホモミキサー(特殊機化工業(株)製)、エバラマイルダー(荏原製作所(株)製)、TKホモミックラインフロー(特殊機化工業(株)製)、クレアミックス(エムテクニック社製)、フィルミックス(特殊機化工業(株)製)のバッチ式、又は連続両用乳化機が挙げられる。
製造スケールに応じて撹拌速度を適宜調整するとよい。
特に比重の重い磁性体は撹拌速度の影響を受けやすい。撹拌速度と撹拌時間を調整することで、目的の粒径に制御することが可能となる。撹拌速度が速い場合、凝集が促進されやすく、磁性体の凝集が進み、輝度の低いトナーが最終的に形成されやすい。
また、撹拌速度が遅い場合、磁性体が沈降しやすく、凝集粒子分散液が不均一となり、粒子間での磁性体の導入量に差が出やすくなる。
一方、界面活性剤を添加することでも凝集状態を制御することが可能である。
The timing of mixing the fine particle dispersion is not particularly limited, and the fine particle dispersion may be further added after or during formation of the aggregated particle dispersion to cause aggregation.
By controlling the addition timing of the fine particle dispersion, it is possible to control the structure in the toner.
Moreover, in the aggregating step, it is preferable to use a stirring device capable of controlling the stirring speed. The stirring device is not particularly limited, and any general-purpose emulsifier or disperser can be used.
For example, Ultra Turrax (manufactured by IKA), Polytron (manufactured by Kinematica), TK Auto Homo Mixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), Ebara Milder (manufactured by Ebara Corporation), TK Homomic Line Flow (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), Clearmix (manufactured by M Technic Co., Ltd.), and Filmix (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) batch-type or continuous dual-use emulsifiers.
The stirring speed may be appropriately adjusted according to the production scale.
In particular, a magnetic material with a heavy specific gravity is easily affected by the stirring speed. By adjusting the stirring speed and stirring time, it is possible to control the particle size to the target. If the stirring speed is high, the aggregation is likely to be promoted, the aggregation of the magnetic material proceeds, and the final toner with low brightness tends to be formed.
On the other hand, when the stirring speed is slow, the magnetic material tends to settle, the aggregated particle dispersion liquid becomes non-uniform, and the amount of the magnetic material introduced tends to differ among the particles.
On the other hand, it is possible to control the aggregation state by adding a surfactant.
凝集粒子が目的の粒径に達した段階で凝集を停止させることが好ましい。
凝集の停止には、希釈、温度の制御、pHの制御、キレート剤の添加、界面活性剤の添加などが挙げられ、キレート剤の添加が製造面から好ましい。また、キレート剤の添加とpHの調整により凝集の停止を行うことが、より好ましい方法である。キレート剤の添加とpHの調整を併用した場合、その後の合一工程後に磁性体がやや凝集したトナー粒子を形成させることができる。
Aggregation is preferably stopped when the aggregated particles reach the target particle size.
Aggregation can be stopped by dilution, temperature control, pH control, addition of a chelating agent, addition of a surfactant, etc. Addition of a chelating agent is preferred from the standpoint of production. A more preferable method is to stop the aggregation by adding a chelating agent and adjusting the pH. When the addition of the chelating agent and the adjustment of the pH are used together, toner particles in which the magnetic material is slightly aggregated can be formed after the subsequent coalescence step.
(c)合一工程
凝集粒子を形成した後に加熱することで溶融、合一により、トナー粒子を形成する。
加熱温度は結着樹脂のガラス転移温度以上であることが好ましい。
また、凝集粒子を加熱、合一した後に微粒子分散液を混合し、さらに(b)凝集粒子を形成する工程、(c)溶融、合一工程を経ることでコア/シェル構造のトナー粒子を形成させてもよい。
(c) Coalescing Process After the aggregated particles are formed, they are heated to melt and coalesce to form toner particles.
The heating temperature is preferably higher than the glass transition temperature of the binder resin.
Further, after the aggregated particles are heated and coalesced, the fine particle dispersion is mixed, and the step of (b) forming the aggregated particles and (c) the step of melting and coalescing are performed to form toner particles having a core/shell structure. You may let
(d)洗浄、乾燥工程
公知の洗浄方法、固液分離方法、乾燥方法を用いてよく、特に制限されるものではない。
ただし、洗浄工程は、帯電性の観点から、充分にイオン交換水による置換洗浄を施すことがよい。また、固液分離工程は、生産性の観点から吸引濾過、加圧濾過などを施すことがよい。また、乾燥工程は生産性の観点から、凍結乾燥、フラッシュジェット乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥などを施すことがよい。
(d) Washing and Drying Steps Known washing methods, solid-liquid separation methods, and drying methods may be used, and are not particularly limited.
However, in the washing step, from the viewpoint of electrification, it is preferable to sufficiently perform displacement washing with ion-exchanged water. Moreover, in the solid-liquid separation step, it is preferable to apply suction filtration, pressure filtration, or the like from the viewpoint of productivity. In addition, from the viewpoint of productivity, the drying step may be performed by freeze drying, flash jet drying, fluidized drying, vibrating fluidized drying, or the like.
磁性トナー粒子は、必要に応じて、トナーの流動性向上及び/又は帯電性向上のために、外添剤を混合し、磁性トナーとしてもよい。該外添剤の混合には、公知の装置、例えば、ヘンシェルミキサーを用いるとよい。
該外添剤としては、一次粒子の個数平均粒径が、4nm以上80nm以下の無機微粒子が例示でき、6nm以上40nm以下の無機微粒子が好適に例示できる。
該無機微粒子は、疎水化処理が施された場合、トナーの帯電性及び環境安定性をより向上させることができる。該疎水化処理に用いる処理剤としては、シリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、シリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シラン化合物、シランカップリング剤、その他有機硅素化合物、有機チタン化合物などが挙げられる。該処理剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
無機微粒子の一次粒子の個数平均粒径は、走査型電子顕微鏡(SEM)により拡大撮影されたトナーの画像を用いて算出するとよい。
The magnetic toner particles may optionally be mixed with an external additive to improve the fluidity and/or chargeability of the toner to obtain a magnetic toner. A known apparatus such as a Henschel mixer may be used for mixing the external additive.
As the external additive, inorganic fine particles having a primary particle number average particle size of 4 nm or more and 80 nm or less can be exemplified, and inorganic fine particles having a number average particle size of 6 nm or more and 40 nm or less can be preferably exemplified.
The inorganic fine particles can further improve the chargeability and environmental stability of the toner when subjected to hydrophobic treatment. Treatment agents used for the hydrophobizing treatment include silicone varnishes, various modified silicone varnishes, silicone oils, various modified silicone oils, silane compounds, silane coupling agents, other organic silicon compounds, and organic titanium compounds. The treating agents may be used alone or in combination of two or more.
The number average particle diameter of the primary particles of the inorganic fine particles may be calculated using a toner image enlarged by a scanning electron microscope (SEM).
該無機微粒子としては、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子、及びアルミナ微粒子などが挙げられる。シリカ微粒子としては、例えば、ケイ素ハロゲン化物の蒸気相酸化により生成された、いわゆる乾式法又はヒュームドシリカと称される乾式シリカ、及び水ガラスなどから製造される、いわゆる湿式シリカの両者が使用可能である。
しかし、表面及びシリカ微粒子の内部にあるシラノール基が少なく、またNa2O、SO3
2-などの製造残滓の少ない乾式シリカの方が好ましい。
また、乾式シリカにおいては、製造工程において、例えば、塩化アルミニウム、塩化チタンなど他の金属ハロゲン化合物をケイ素ハロゲン化合物と共に用いることによって、シリカと他の金属酸化物の複合微粒子を得ることも可能であり、それらも包含する。
該無機微粒子の含有量は、トナー粒子100質量部に対して、0.1質量部以上3.0質量部以下であることが好ましい。無機微粒子の含有量は、蛍光X線分析計を用い、標準試料から作成した検量線から定量するとよい。
Examples of the inorganic fine particles include silica fine particles, titanium oxide fine particles, and alumina fine particles. As silica fine particles, for example, both so-called dry silica produced by vapor phase oxidation of a silicon halide, called so-called dry process or fumed silica, and so-called wet silica produced from water glass or the like can be used. is.
However, it is preferable to use dry silica, which has less silanol groups on the surface and inside the silica fine particles and less production residues such as Na 2 O and SO 3 2- .
In the dry silica, it is also possible to obtain composite fine particles of silica and other metal oxides by using other metal halide compounds such as aluminum chloride and titanium chloride together with silicon halide compounds in the manufacturing process. , which also includes them.
The content of the inorganic fine particles is preferably 0.1 parts by mass or more and 3.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the toner particles. The content of inorganic fine particles may be quantified from a calibration curve prepared from standard samples using a fluorescent X-ray analyzer.
磁性トナーは、実質的な悪影響を与えない範囲内で更に他の添加剤を含有してもよい。該添加剤としては、フッ素樹脂粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末のような滑剤粉末;酸化セリウム粉末、炭化硅素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末などの研磨剤;ケーキング防止剤などが挙げられる。該添加剤は、その表面を疎水化処理して用いることも可能である。 The magnetic toner may further contain other additives as long as they have no substantial adverse effect. Examples of such additives include lubricant powders such as fluororesin powder, zinc stearate powder, and polyvinylidene fluoride powder; abrasives such as cerium oxide powder, silicon carbide powder, and strontium titanate powder; and anti-caking agents. The additive can also be used after its surface has been subjected to a hydrophobic treatment.
磁性トナーの体積平均粒径(Dv)は、3.0μm以上8.0μm以下であることが好ましく、5.0μm以上7.0μm以下であることがより好ましい。
トナーの体積平均粒径(Dv)を上記範囲とすることで、トナーのハンドリング性を良好にしつつ、ドットの再現性を十分に満足することができる。
また、磁性トナーの個数平均粒径(Dn)は、3.0μm以上7.0μm以下であることが好ましい。
さらに、磁性トナーの体積平均粒径(Dv)の個数平均粒径(Dn)に対する比(Dv/Dn)は、1.25未満であることが好ましい。
図3に、トナーの粒径と輝度分散値の変動係数との関係を表した一例を示す。
The volume average particle diameter (Dv) of the magnetic toner is preferably 3.0 μm or more and 8.0 μm or less, more preferably 5.0 μm or more and 7.0 μm or less.
By setting the volume average particle diameter (Dv) of the toner within the above range, it is possible to sufficiently satisfy the reproducibility of dots while improving the handleability of the toner.
Also, the number average particle diameter (Dn) of the magnetic toner is preferably 3.0 μm or more and 7.0 μm or less.
Further, the ratio (Dv/Dn) of the volume average particle diameter (Dv) to the number average particle diameter (Dn) of the magnetic toner is preferably less than 1.25.
FIG. 3 shows an example of the relationship between the particle size of toner and the coefficient of variation of luminance dispersion value.
磁性トナーの平均円形度は、0.960以上1.000以下であることが好ましく、0.970以上0.990以下であることがより好ましい。
平均円形度が上記範囲にある場合、一成分接触現像方式のような高シェアのかかるシス
テムにおいても、トナーの圧密化が発生しにくく、トナーが流動性を維持させやすい。その結果、多数の画像出力を行う際、後半での画像濃度の低下や現像スジの発生をより抑制できる。
該平均円形度は、トナーの製造時に、一般的に用いられる方法で円形度を制御すればよく、例えば、乳化凝集法では合一工程の時間や界面活性剤の添加量を制御するとよい。
The average circularity of the magnetic toner is preferably from 0.960 to 1.000, more preferably from 0.970 to 0.990.
When the average circularity is within the above range, even in a system requiring a high share such as a one-component contact development system, the toner is less likely to be densified, and the toner tends to maintain fluidity. As a result, when a large number of images are output, it is possible to further suppress the decrease in image density and the occurrence of development streaks in the latter half.
The average circularity may be controlled by a method commonly used in the production of toner. For example, in the emulsion aggregation method, the time for the coalescence process and the amount of surfactant to be added may be controlled.
本発明の画像形成方法は、
外部より帯電部材に電圧を印加し、静電潜像担持体を帯電する帯電工程、
帯電された該静電潜像担持体に静電潜像を形成する潜像形成工程、
該静電潜像をトナー担持体に担持されたトナーにより現像してトナー画像を静電潜像担持体上に形成する現像工程、
該静電潜像担持体上のトナー画像を、中間転写体を介して、又は介さずに転写材に転写する転写工程、及び、
転写材に転写されたトナー画像を加熱加圧手段により定着する定着工程を含む画像形成方法であって、
該現像工程は、該静電潜像担持体と該トナー担持体に担持されたトナーとが直接接触して現像が行われる一成分接触現像方式であり、
該トナーが、
結着樹脂、ワックス及び磁性体を含有する磁性トナー粒子を有する磁性トナーであって、
該磁性トナーの個数平均粒径をDn(μm)とし、
該磁性トナーの、Dn-0.500以上Dn+0.500以下の粒径範囲における輝度分散値の変動係数をCV1(%)とし、
該磁性トナーの、Dn-1.500以上Dn-0.500以下の粒径範囲における輝度分散値の変動係数をCV2(%)としたときに
該CV1及び該CV2が、下記式(1)の関係を満たし、
該磁性トナーのDn-0.500以上Dn+0.500以下の粒径範囲における平均輝度が、30.0以上60.0以下であり、
透過型電子顕微鏡を用いた該磁性トナーの断面において、
一辺が0.8μmの正方グリッドで該磁性トナーの断面を区切った際の、該磁性体の占有面積率の変動係数CV3が、40.0%以上80.0%以下であることを特徴とする。CV2/CV1≦1.00 (1)
The image forming method of the present invention comprises
a charging step of externally applying a voltage to the charging member to charge the electrostatic latent image carrier;
a latent image forming step of forming an electrostatic latent image on the charged electrostatic latent image carrier;
a developing step of developing the electrostatic latent image with toner carried on a toner carrier to form a toner image on the electrostatic latent image carrier;
a transfer step of transferring the toner image on the electrostatic latent image bearing member to a transfer material with or without an intermediate transfer member;
An image forming method including a fixing step of fixing a toner image transferred to a transfer material by heating and pressurizing means,
The developing step is a one-component contact development system in which the electrostatic latent image bearing member and the toner carried on the toner bearing member are brought into direct contact with each other for development,
the toner is
A magnetic toner having magnetic toner particles containing a binder resin, wax and a magnetic substance,
Dn (μm) is the number average particle diameter of the magnetic toner,
CV1 (%) is the coefficient of variation of the luminance dispersion value in the particle size range of Dn−0.500 or more and Dn+0.500 or less of the magnetic toner,
When CV2 (%) is the variation coefficient of the luminance dispersion value in the particle size range of Dn-1.500 or more and Dn-0.500 or less of the magnetic toner, the CV1 and the CV2 are expressed by the following formula (1). satisfy relationships,
the magnetic toner has an average brightness of 30.0 to 60.0 in a particle size range of Dn−0.500 to Dn+0.500;
In a cross section of the magnetic toner using a transmission electron microscope,
A variation coefficient CV3 of an area ratio occupied by the magnetic material is 40.0% or more and 80.0% or less when a cross section of the magnetic toner is divided by a square grid having a side of 0.8 μm. . CV2/CV1≤1.00 (1)
該一成分接触現像方式は、トナー担持体と静電潜像担持体が接触配置(当接配置)された現像方式であり、これら担持体は回転することでトナーを搬送する。該トナー担持体と静電潜像担持体の接触部分には大きなシェアがかかる。そのため、高画質の画像を得るためには、トナーは高耐久性と高流動性を有することが好ましい。
一方、現像方式として、キャリアを使用する二成分現像方式よりも一成分現像方式の方が、現像剤が収容されるカートリッジの小型化が可能である。
また、該接触現像方式は、トナーの飛び散りの少なく、高品質な画像を得ることができる。すなわち、この両者を併せもつ一成分接触現像方式は、現像装置の小型化と画像の高画質化を両立させることができる。
The one-component contact development system is a development system in which a toner carrier and an electrostatic latent image carrier are arranged in contact (abutting arrangement), and these carriers transport toner by rotating. A large share is applied to the contact portion between the toner carrier and the electrostatic latent image carrier. Therefore, in order to obtain high-quality images, the toner preferably has high durability and high fluidity.
On the other hand, as a developing method, a one-component developing method allows a smaller cartridge containing a developer than a two-component developing method using a carrier.
Further, the contact development method can obtain high-quality images with less toner scattering. In other words, the one-component contact developing system, which has both of the above, can achieve both the miniaturization of the developing device and the improvement of image quality.
以下、一成分接触現像方式について図面を用いて詳細に説明する。
図1は、現像装置の一例を示す模式的断面図である。また、図2は、一成分接触現像方式の画像形成装置の一例を示す模式的断面図である。
図1又は図2において、静電潜像が形成された静電潜像担持体45は、矢印R1方向に回転される。トナー担持体47は矢印R2方向に回転することによって、トナー担持体47と静電潜像担持体45とが対向している現像領域にトナー57を搬送する。また、トナー担持体47にはトナー供給部材48が接しており、矢印R3方向に回転することによっ
て、トナー担持体47の表面にトナー57を供給している。また、トナー57は、攪拌部材58にて攪拌される。
静電潜像担持体45の周囲には帯電部材(帯電ローラ)46、転写部材(転写ローラ)50、クリーナー容器43、クリーニングブレード44、定着器51、ピックアップローラ52などが設けられている。静電潜像担持体45は帯電ローラ46によって帯電される。そして、レーザー発生装置54によりレーザー光を静電潜像担持体45に照射することによって露光が行われ、目的の画像に対応した静電潜像が形成される。静電潜像担持体45上の静電潜像は、現像装置49内のトナー57で現像されてトナー画像を得る。トナー画像は転写材を介して静電潜像担持体45に当接された転写部材(転写ローラ)50により転写材(紙)53上へ転写される。トナー画像の転写材への転写は、中間転写体を介して行われてもよい。トナー画像を載せた転写材(紙)53は定着器51へ運ばれ転写材(紙)53上にトナー画像が定着される。また、一部静電潜像担持体45上に残されたトナー57はクリーニングブレード44によりかき落とされ、クリーナー容器43に収納される。
また、トナー規制部材(図1の符号55)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規制不良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る。
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表面に適度の弾性押圧力をもって当接させるとよい。
例えば、トナー規制部材55の現像装置への固定は図1に示すようにトナー規制部材55の片側自由端を2枚の固定部材(例えば、金属弾性体、図1の符号56)で挟み込み、ビス留めにより固定するとよい。
The one-component contact development system will be described in detail below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a developing device. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a one-component contact development type image forming apparatus.
In FIG. 1 or 2, the electrostatic
A charging member (charging roller) 46 , a transfer member (transfer roller) 50 , a
Further, it is preferable that the toner regulating member (
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. should be brought into contact with an appropriate elastic pressing force.
For example, as shown in FIG. 1, one free end of the
以下に、本発明に係る各物性値の測定方法を記載する。
<磁性トナーの体積平均粒径(Dv)及び個数平均粒径(Dn)の測定方法>
磁性トナーの体積平均粒径(Dv)及び個数平均粒径(Dn)は、以下のようにして算出する。
測定装置としては、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)を用いる。測定条件の設定及び測定データの解析は、付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いる。なお、測定は実効測定チャンネル数25000にて行う。
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。
なお、測定、解析を行う前に、以下のように専用ソフトの設定を行う。
専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更」画面において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。「閾値/ノイズレベルの測定ボタン」を押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解水溶液を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。
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。
具体的な測定法は以下の通りである。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250mL丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mLを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計
回りで24回転/秒にて行う。そして、専用ソフトの「アパーチャーチューブのフラッシュ」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を入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.3mL加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を、位相を180°ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispersion System Tetora150」(日科機バイオス社製)を準備する。超音波分散器の水槽内に約3.3Lのイオン交換水を入れ、この水槽中にコンタミノンNを約2mL添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の、液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。なお、超音波分散については、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)の電解水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行い、体積平均粒径(Dv)及び個数平均粒径(Dn)を算出する。なお、前記専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、「分析/体積統計値(算術平均)」画面の「50%D径」が体積平均粒径(Dv)、前記専用ソフトでグラフ/個数%と設定したときの、「分析/個数統計値(算術平均)」画面の「算術径」を個数平均粒径(Dn)とした。
Methods for measuring each physical property value according to the present invention are described below.
<Method for Measuring Volume Average Particle Diameter (Dv) and Number Average Particle Diameter (Dn) of Magnetic Toner>
The volume average particle diameter (Dv) and number average particle diameter (Dn) of the magnetic toner are calculated as follows.
As a measuring device, a precision particle size distribution measuring device "
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.
Before performing measurement and analysis, set the dedicated software as follows.
On the "Change standard measurement method (SOM)" screen of the dedicated software, set the total number of counts in control mode to 50,000 particles, set the number of measurements to 1, and set the Kd value to "standard particle 10.0 μm" (Beckman Coulter, Inc. (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 electrolytic aqueous solution to ISOTON II, and put a check in the “Flush aperture tube after measurement” box.
On the "pulse-to-particle size conversion setting" screen of the dedicated software, set the bin interval to logarithmic particle size, the particle size bin to 256 particle size bins, and the particle size range from 2 μm to 60 μm.
A specific measuring method is as follows.
(1) About 200 mL of the electrolytic aqueous solution is placed in a 250 mL glass round-bottomed beaker exclusively for
(2) About 30 mL of the electrolytic aqueous solution is placed in a 100 mL flat-bottom glass beaker. As a dispersant, "Contaminon N" (a 10% by mass aqueous solution of a neutral detergent for cleaning precision measuring instruments at pH 7 consisting of a nonionic surfactant, an anionic surfactant, and an organic builder, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used as a dispersant. ) is diluted with ion-exchanged water to about 3 times the mass, and about 0.3 mL of the diluted solution is added.
(3) Prepare an ultrasonic disperser "Ultrasonic Dispersion System Tetora 150" (manufactured by Nikkaki Bios Co., Ltd.) having an electrical output of 120 W and incorporating two oscillators with an oscillation frequency of 50 kHz with a phase shift of 180°. About 3.3 L of ion-exchanged water is placed in the water tank of the ultrasonic disperser, and about 2 mL of Contaminon N is added to this water tank.
(4) The beaker of (2) is set in the beaker fixing hole of the ultrasonic disperser, and the ultrasonic disperser is operated. Then, the height position of the beaker is adjusted so that the resonance state of the liquid surface of the electrolytic aqueous solution in the beaker is maximized.
(5) While the electrolytic aqueous solution in the beaker in (4) above is being irradiated with ultrasonic waves, about 10 mg of toner is added little by little to the electrolytic aqueous solution and dispersed. Then, the ultrasonic dispersion treatment is continued for another 60 seconds. The ultrasonic dispersion is appropriately adjusted so that the temperature of the water in the water tank is 10°C or higher and 40°C or lower.
(6) The electrolytic aqueous solution of (5) above, in which the toner is dispersed, is dropped into the round-bottomed beaker of (1) above set in the sample stand, and adjusted so that the measured concentration is about 5%. . The measurement is continued until the number of measured particles reaches 50,000.
(7) Analyze the measurement data with the dedicated software attached to the apparatus, and calculate the volume average particle size (Dv) and the number average particle size (Dn). In addition, when the graph / volume% is set with the dedicated software, the "50% D diameter" on the "analysis / volume statistical value (arithmetic mean)" screen is the volume average particle diameter (Dv), and the graph / The "arithmetic diameter" on the "analysis/number statistical value (arithmetic mean)" screen when the number % was set was taken as the number average particle diameter (Dn).
<磁性トナーの平均輝度、輝度分散値及びその変動係数、平均円形度の測定方法>
磁性トナーの平均輝度、輝度分散値及びその変動係数、平均円形度は、フロー式粒子像分析装置「FPIA-3000」(シスメックス社製)を用い、校正作業時の測定及び解析条件で測定する。
具体的な測定方法は、以下の通りである。
まず、ガラス製の容器中に予め不純固形物などを除去したイオン交換水約20mLを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.2mL加える。さらに測定試料を約0.02g加え、超音波分散器を用いて2分間分散処理を行い、測定用の分散液とする。その際、分散液の温度が10℃以上40℃以下となる様に適宜冷却する。超音波分散器としては、発振周波数50kHz、電気的出力150Wの卓上型の超音波洗浄器分散器「VS-150」(ヴェルヴォクリーア社製)を用い、水槽内には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。
測定には、対物レンズとして「LUCPLFLN」(倍率20倍、開口数0.40)を搭載した前記フロー式粒子像分析装置を用い、シース液にはパーティクルシース「PSE-900A」(シスメックス社製)を使用する。前記手順に従い調製した分散液を前記フロー式粒子像分析装置に導入し、HPF測定モード、トータルカウントモードにて2000個の磁性トナーを計測する。その結果からトナーの平均輝度、輝度分散値、平均円形度を算出する。
<Method for Measuring Average Brightness, Brightness Dispersion Value, Variation Coefficient, and Average Circularity of Magnetic Toner>
The average brightness, brightness dispersion value and coefficient of variation thereof, and average circularity of the magnetic toner are measured using a flow type particle image analyzer "FPIA-3000" (manufactured by Sysmex Corporation) under measurement and analysis conditions during calibration work.
A specific measuring method is as follows.
First, about 20 mL of ion-exchanged water, from which solid impurities have been removed in advance, is placed in a glass container. As a dispersant, "Contaminon N" (a 10% by mass aqueous solution of a neutral detergent for cleaning precision measuring instruments at pH 7 consisting of a nonionic surfactant, an anionic surfactant, and an organic builder, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used as a dispersant. ) is diluted with ion-exchanged water to about 3 times the mass, and about 0.2 mL of the diluted solution is added. Further, about 0.02 g of a measurement sample is added, and dispersion treatment is performed for 2 minutes using an ultrasonic disperser to obtain a dispersion liquid for measurement. At that time, the temperature of the dispersion liquid is appropriately cooled to 10° C. or higher and 40° C. or lower. As the ultrasonic disperser, a desktop ultrasonic cleaner disperser "VS-150" (manufactured by Vervoclea) with an oscillation frequency of 50 kHz and an electrical output of 150 W was used. and about 2 mL of the contaminon N is added to the water bath.
For the measurement, the flow-type particle image analyzer equipped with "LUCPLFLN" (magnification 20 times, numerical aperture 0.40) as the objective lens was used, and the sheath liquid was the particle sheath "PSE-900A" (manufactured by Sysmex Corporation). to use. The dispersion liquid prepared according to the above procedure is introduced into the flow type particle image analyzer, and 2000 magnetic toner particles are counted in the HPF measurement mode and the total count mode. From the results, the average brightness, brightness dispersion value, and average circularity of the toner are calculated.
磁性トナーの平均輝度は、該磁性トナーの個数平均粒径(Dn)の結果に対して、本フロー式粒子像分析装置の円相当径を、Dn-0.500(μm)以上Dn+0.500(
μm)以下の粒径範囲に限定し、平均輝度を算出した値である。
CV1は輝度分散値の測定結果において、前記磁性トナーの個数平均粒径(Dn)の結果に対して、本フロー式粒子像分析装置の円相当径を、Dn-0.500(μm)以上Dn+0.500(μm)以下の範囲に限定し、輝度分散値の変動係数を計算した値である。
CV2は輝度分散値の測定結果において、前記磁性トナーの個数平均粒径(Dn)の結果に対して、本フロー式粒子像分析装置の円相当径を、Dn-1.500(μm)以上Dn-0.500(μm)以下の範囲に限定し、輝度分散値の変動係数を計算した値である。
測定にあたっては、測定開始前に標準ラテックス粒子(Duke Scientific社製の「RESEARCH AND TEST PARTICLES Latex Microsphere Suspensions 5100A」をイオン交換水で希釈)を用いて自動焦点調整を行う。その後、測定開始から2時間毎に焦点調整を実施することが好ましい。
なお、本件では、シスメックス社による校正作業が行われた、シスメックス社が発行する校正証明書の発行を受けたフロー式粒子像分析装置を使用する。
解析粒子径を円相当径1.977μm以上39.54μm未満に限定した以外は、校正証明を受けた時の測定及び解析条件で測定を行う。
For the average brightness of the magnetic toner, the circle equivalent diameter of the present flow type particle image analyzer is Dn-0.500 (μm) or more and Dn+0.500 (
μm), and the average luminance is calculated.
CV1 is the measurement result of the luminance dispersion value, and the circle equivalent diameter of the flow type particle image analyzer is Dn-0.500 (μm) or more and Dn+0 with respect to the result of the number average particle diameter (Dn) of the magnetic toner. This is a value obtained by calculating the coefficient of variation of the luminance variance value, limited to the range of 0.500 (μm) or less.
CV2 is the measurement result of the luminance dispersion value, and the circle equivalent diameter of the flow type particle image analyzer is Dn-1.500 (μm) or more with respect to the result of the number average particle diameter (Dn) of the magnetic toner. This is a value obtained by calculating the coefficient of variation of the brightness variance value, limited to the range of −0.500 (μm) or less.
In the measurement, automatic focus adjustment is performed using standard latex particles (“RESEARCH AND TEST PARTICLES Latex Microsphere Suspensions 5100A” manufactured by Duke Scientific, diluted with deionized water) before starting the measurement. After that, it is preferable to perform focus adjustment every two hours from the start of measurement.
In this case, we use a flow-type particle image analyzer that has been calibrated by Sysmex and has received a calibration certificate issued by Sysmex.
Except for limiting the analyzed particle diameter to a circle equivalent diameter of 1.977 μm or more and less than 39.54 μm, the measurement is performed under the measurement and analysis conditions when the calibration certificate was received.
<融点の測定方法>
樹脂又はワックスの融点は、示差走査熱量計(DSC) Q2000(TA Instruments社製)を使用して以下の条件にて測定を行う。
昇温速度:10℃/min
測定開始温度:20℃
測定終了温度:180℃
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5mgを精秤し、アルミニウム製のパンの中に入れ、一回測定を行う。リファレンスとしてはアルミニウム製の空パンを用いる。そのときの最大吸熱ピークのピーク温度を融点とする。
<Measuring method of melting point>
The melting point of the resin or wax is measured using a differential scanning calorimeter (DSC) Q2000 (manufactured by TA Instruments) under the following conditions.
Heating rate: 10°C/min
Measurement start temperature: 20°C
Measurement end temperature: 180°C
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 5 mg of a sample is accurately weighed, placed in an aluminum pan, and measured once. An empty aluminum pan is used as a reference. Let the peak temperature of the maximum endothermic peak at that time be melting|fusing point.
<ガラス転移温度(Tg)の測定方法>
樹脂などのガラス転移温度は、前記融点の示差走査熱量測定によって得られた昇温時のリバーシングヒートフロー曲線において、比熱変化が出る前と出た後のベースラインを延長した直線から縦軸方向に等距離にある直線と、リバーシングヒートフロー曲線におけるガラス転移の階段状変化部分の曲線とが交わる点の温度(℃)である。
<Method for measuring glass transition temperature (Tg)>
The glass transition temperature of a resin or the like is measured in the vertical axis direction from a straight line obtained by extending the baseline before and after the change in specific heat in the reversing heat flow curve during temperature rise obtained by differential scanning calorimetry of the melting point. is the temperature (° C.) at the intersection of a straight line equidistant to , and the curve of the step change portion of the glass transition in the reversing heat flow curve.
<樹脂などの、数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)の測定方法>
樹脂及びその他材料の数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用い、以下のようにして測定する。
(1)測定試料の作製
試料とテトラヒドロフラン(THF)とを5.0mg/mLの濃度で混合し、室温にて5~6時間放置した後、充分に振とうし、THFと試料を、試料の合一体がなくなるまで良く混ぜる。さらに、室温にて12時間以上静置する。この時、試料とTHFの混合開始時点から、静置終了の時点までの時間が72時間以上となるようにし、試料のテトラヒドロフラン(THF)可溶分を得る。
その後、耐溶剤性メンブランフィルター(ポアサイズ0.45~0.50μm、マイショリディスクH-25-2[東ソー社製])でろ過して試料溶液を得る。
(2)試料の測定
得られた試料溶液を用いて、以下の条件で測定する。
装置:高速GPC装置 LC-GPC 150C(ウォーターズ社製)
カラム:Shodex GPC KF-801、802、803、804、805、806、807(昭和電工社製)の7連
移動相:THF
流速:1.0mL/min
カラム温度:40℃
試料注入量:100μL
検出器:RI(屈折率)検出器
試料の分子量測定にあたっては、試料の有する分子量分布を数種の単分散ポリスチレン標準試料により作製された検量線の対数値とカウント数との関係から算出する。
検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、Pressure ChemicalCo.製又は東洋ソーダ工業社製の、分子量が6.0×102、2.1×103、4.0×103、1.75×104、5.1×104、1.1×105、3.9×105、8.6×105、2.0×106、4.48×106のものを用いる。
<Method for measuring number average molecular weight (Mn) and weight average molecular weight (Mw) of resin>
The number average molecular weight (Mn) and weight average molecular weight (Mw) of resins and other materials are measured using gel permeation chromatography (GPC) as follows.
(1) Preparation of measurement sample A sample and tetrahydrofuran (THF) are mixed at a concentration of 5.0 mg/mL, left at room temperature for 5 to 6 hours, and then shaken sufficiently to combine THF and the sample. Mix well until there are no lumps. Furthermore, it is allowed to stand at room temperature for 12 hours or longer. At this time, the tetrahydrofuran (THF)-soluble portion of the sample is obtained by setting the time from the start of mixing of the sample and THF to the end of standing to be 72 hours or longer.
Then, it is filtered through a solvent-resistant membrane filter (pore size: 0.45 to 0.50 μm, Myshoridisc H-25-2 [manufactured by Tosoh Corporation]) to obtain a sample solution.
(2) Measurement of sample Using the obtained sample solution, measure under the following conditions.
Apparatus: High-speed GPC apparatus LC-GPC 150C (manufactured by Waters)
Column: 7 series of Shodex GPC KF-801, 802, 803, 804, 805, 806, 807 (manufactured by Showa Denko) Mobile phase: THF
Flow rate: 1.0 mL/min
Column temperature: 40°C
Sample injection volume: 100 μL
Detector: RI (Refractive Index) Detector In measuring the molecular weight of a sample, the molecular weight distribution of the sample is calculated from the relationship between the logarithmic value of a calibration curve prepared from several types of monodisperse polystyrene standard samples and the number of counts.
As a standard polystyrene sample for preparing a calibration curve, Pressure Chemical Co. or Toyo Soda Kogyo Co., Ltd., molecular weights of 6.0×10 2 , 2.1×10 3 , 4.0×10 3 , 1.75×10 4 , 5.1×10 4 , 1.1× 10 5 , 3.9×10 5 , 8.6×10 5 , 2.0×10 6 and 4.48×10 6 are used.
<微粒子分散液における分散体の粒径の測定方法>
各微粒子分散液の分散体の粒径は、レーザー回折/散乱式粒径分布測定装置を用いて測定した。具体的には、JIS Z 8825-1(2001年)に準じて測定される。
測定装置としては、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置「LA-920」(堀場製作所社製)を用いる。
測定条件の設定及び測定データの解析は、LA-920に付属の専用ソフト「HORIBA LA-920 for Windows(登録商標) WET(LA-920) Ver.2.02」を用いる。また、測定溶媒としては、予め不純固形物などを除去したイオン交換水を用いる。測定手順は、以下の通りである。
(1)バッチ式セルホルダーをLA-920に取り付ける。
(2)所定量のイオン交換水をバッチ式セルに入れ、バッチ式セルをバッチ式セルホルダーにセットする。
(3)専用のスターラーチップを用いて、バッチ式セル内を撹拌する。
(4)「表示条件設定」画面の「屈折率」ボタンを押し、相対屈折率を微粒子に対応した値に設定する。
(5)「表示条件設定」画面において、粒径基準を体積基準とする。
(6)1時間以上の暖気運転を行った後、光軸の調整、光軸の微調整、ブランク測定を行う。
(7)ガラス製の100mL平底ビーカーに微粒子分散液を3mL入れる。さらに、57mLのイオン交換水を入れて樹脂微粒子分散液を希釈する。この中に分散剤として、「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で3質量倍に希釈した希釈液を0.3mL加える。
(8)発振周波数50kHzの発振器2個を、位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispersion System Tetora150」(日科機バイオス社製)を準備する。超音波分散器の水槽内に3.3Lのイオン交換水を入れ、この水槽中にコンタミノンNを2mL添加する。(9)前記(7)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。
(10)60秒間超音波分散処理を継続する。また、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。
(11)前記(10)で調製した微粒子分散液を、気泡が入らないように注意しながら直ちにバッチ式セルに少量ずつ添加して、タングステンランプの透過率が90%~95%となるように調整する。そして、粒度分布の測定を行う。得られた体積基準の粒度分布のデ
ータを元に、微粒子分散液中の分散体の粒径を算出する。
<Method for measuring the particle diameter of the dispersion in the fine particle dispersion>
The particle size of each fine particle dispersion liquid was measured using a laser diffraction/scattering particle size distribution analyzer. Specifically, it is measured according to JIS Z 8825-1 (2001).
As a measuring device, a laser diffraction/scattering particle size distribution measuring device “LA-920” (manufactured by Horiba Ltd.) is used.
Dedicated software "HORIBA LA-920 for Windows (registered trademark) WET (LA-920) Ver.2.02" attached to LA-920 is used for setting measurement conditions and analyzing measurement data. As the measurement solvent, ion-exchanged water from which impure solids and the like have been previously removed is used. The measurement procedure is as follows.
(1) Attach the batch type cell holder to LA-920.
(2) Put a predetermined amount of ion-exchanged water in a batch-type cell, and set the batch-type cell in a batch-type cell holder.
(3) Stir the inside of the batch-type cell using a dedicated stirrer tip.
(4) Press the "refractive index" button on the "display condition setting" screen to set the relative refractive index to a value corresponding to the fine particles.
(5) On the "Display condition setting" screen, the particle size standard is set to the volume standard.
(6) After performing warm-up operation for 1 hour or longer, perform optical axis adjustment, fine adjustment of the optical axis, and blank measurement.
(7)
(8) Prepare an ultrasonic disperser "Ultrasonic Dispersion System Tetora 150" (manufactured by Nikkaki Bios Co., Ltd.) having an electrical output of 120 W and incorporating two oscillators with an oscillation frequency of 50 kHz with a phase shift of 180 degrees. 3.3 L of deionized water is placed in the water tank of the ultrasonic disperser, and 2 mL of Contaminon N is added to this water tank. (9) Set the beaker of (7) in the beaker fixing hole of the ultrasonic disperser, and operate the ultrasonic disperser. Then, the height position of the beaker is adjusted so that the resonance state of the liquid surface of the aqueous solution in the beaker is maximized.
(10) Continue the ultrasonic dispersion treatment for 60 seconds. Also, in ultrasonic dispersion, the temperature of the water in the water tank is appropriately adjusted to 10° C. or higher and 40° C. or lower.
(11) Immediately add the fine particle dispersion prepared in (10) little by little to the batch cell while taking care not to introduce air bubbles so that the transmittance of the tungsten lamp is 90% to 95%. adjust. Then, the particle size distribution is measured. Based on the obtained volume-based particle size distribution data, the particle size of the dispersion in the fine particle dispersion is calculated.
<磁性トナー中の磁性体の占有面積率及びその変動係数(CV3)の算出方法>
磁性トナー中の磁性体の占有面積率及びその変動係数(CV3)は、以下のように算出する。
まず、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて、磁性トナーの断面の画像を取得する。得られた断面画像を区画法に基づき、各区画グリッドにおける磁性体の占有面積率の頻度ヒストグラムを得る。
さらに、得られた各区画グリッドの占有面積率の変動係数を求め、占有面積率の変動係数(CV3)とする。
具体的には、まず、磁性トナーを圧縮形成して錠剤とする。直径8mmの錠剤形成器に100mgの磁性トナーを充填し、35kNの力をかけて1分間静置することで錠剤を得る。
得られた錠剤を、超音波ウルトラミクロトーム(Leica社、UC7)により切削し、膜厚250nmの薄片サンプルを得る。
得られた薄片サンプルを、透過型電子顕微鏡(JEOL社、JEM2800)を用いてSTEM画像を撮影する。
STEM画像の撮影に用いるプローブサイズを1.0nmとし、画像サイズを1024×1024pixelとする。この際、明視野像のDetector ControlパネルのContrastを1425、Brightnessを3750、Image ControlパネルのContrastを0.0、Brightnessを0.5、Gammmaを1.00に調整することで、磁性体部分のみを暗く撮影することができる。該設定により、画像処理に好適なSTEM画像が得られる。
得られたSTEM画像は、画像処理装置(株式会社ニレコ、LUZEX AP)を用いて数値化する。
具体的には、区画法により、一辺が0.8μmの正方グリッドにおける磁性体の占有面積率の頻度ヒストグラムを得る。この際、ヒストグラムの階級間隔は5%とする。
さらに、得られた各区画グリッドの占有面積率から変動係数を求め、占有面積率の変動係数CV3とする。また、占有面積率の平均値は各区画グリッドの占有面積率の平均をとったものである。
<Method for Calculating Occupied Area Ratio of Magnetic Substance in Magnetic Toner and Its Variation Coefficient (CV3)>
The occupied area ratio of the magnetic substance in the magnetic toner and its coefficient of variation (CV3) are calculated as follows.
First, a cross-sectional image of the magnetic toner is acquired using a transmission electron microscope (TEM). A frequency histogram of the occupied area ratio of the magnetic material in each section grid is obtained based on the division method for the obtained cross-sectional image.
Furthermore, the variation coefficient of the occupied area ratio of each division grid obtained is calculated and set as the occupied area ratio variation coefficient (CV3).
Specifically, first, the magnetic toner is compression-formed into a tablet. A tablet forming machine with a diameter of 8 mm is filled with 100 mg of magnetic toner, and a force of 35 kN is applied to it and allowed to stand still for 1 minute to obtain tablets.
The resulting tablet is cut with an ultrasonic ultramicrotome (Leica, UC7) to obtain a slice sample with a film thickness of 250 nm.
An STEM image is taken of the obtained flake sample using a transmission electron microscope (JEOL, JEM2800).
Assume that the probe size used for photographing the STEM image is 1.0 nm, and the image size is 1024×1024 pixels. At this time, by adjusting the Contrast of the Detector Control panel of the bright field image to 1425, Brightness to 3750, Contrast of the Image Control panel to 0.0, Brightness to 0.5, and Gammma to 1.00, only the magnetic material portion can be shot in the dark. With this setting, a STEM image suitable for image processing can be obtained.
The obtained STEM image is digitized using an image processing apparatus (Nireco Corporation, LUZEX AP).
Specifically, a frequency histogram of the occupied area ratio of the magnetic material on a square grid with one side of 0.8 μm is obtained by the division method. At this time, the class interval of the histogram is set to 5%.
Further, a variation coefficient is obtained from the obtained occupied area ratio of each division grid, and is set as the occupied area ratio variation coefficient CV3. Also, the average value of the occupied area ratio is obtained by averaging the occupied area ratio of each division grid.
<ワックスのドメインの個数平均径の算出方法>
磁性トナーを可視光硬化性包埋樹脂(D-800、日新EM社製)で包埋し、超音波ウルトラミクロトーム(EM5、ライカ社製)により60nm厚に切削し、真空染色装置(フィルジェン社製)によりRu染色を行う。
その後、透過型電子顕微鏡(H7500、株式会社日立ハイテクノロジー製)を用い、加速電圧120kVで、得られた磁性トナー粒子の断面観察を行う。
観察する磁性トナー粒子の断面は、磁性トナー粒子の個数平均粒径から±2.0μm以内のものを10個選んで撮影を行い、断面画像を得る。
なお、非晶性樹脂や磁性体に比べ、ワックスはRuによる染色が進まず、該断面画像では白く見える。
ワックスのドメインの個数平均径は、該断面画像において、長軸が20nm以上のワックスのドメインを無作為に30個選び、長軸と短軸の平均値をドメイン径とし、30個の平均値をドメインの個数平均径とする。なお、ドメインの選択は同一の磁性トナー粒子中でなくてもよい。
<Method for calculating number average diameter of domains of wax>
The magnetic toner was embedded in a visible light curable embedding resin (D-800, manufactured by Nissin EM), cut to a thickness of 60 nm using an ultrasonic ultramicrotome (EM5, manufactured by Leica), and subjected to a vacuum dyeing apparatus (Filgen). company) for Ru staining.
After that, using a transmission electron microscope (H7500, manufactured by Hitachi High-Technology Co., Ltd.), the cross section of the obtained magnetic toner particles is observed at an accelerating voltage of 120 kV.
Ten magnetic toner particles within ±2.0 μm from the number-average particle size of the magnetic toner particles are selected and photographed to obtain a cross-sectional image.
It should be noted that, compared to amorphous resins and magnetic materials, wax does not progress in staining with Ru and appears white in the cross-sectional image.
The number average diameter of the wax domains is obtained by randomly selecting 30 wax domains having a long axis of 20 nm or more in the cross-sectional image, and taking the average value of the long and short axes as the domain diameter, and calculating the average value of the 30 domains. It is the number-average diameter of domains. Note that the selection of domains need not be in the same magnetic toner particle.
<Ws及びWcの算出方法>
磁性トナー中のワックスの分布状態は、該断面画像おけるワックスのドメインの面積からWs及びWcを算出し、任意に選択した磁性トナー10個の平均値をもって評価する。画像処理ソフト(Photoshop 5.0、Adobe製)を用い、該断面画像に「
色調補正」における「2階調化」処理を行う。
閾値の設定は画像の255階調の階調分布において結着樹脂を示す階調ピークの低階調側のオフセット階調とする。この二階調化処理によりワックスのドメインと結着樹脂の領域の区別を明確化した画像を得る。
さらに、該断面画像において、該断面の輪郭から1.0μm以内(1.0μmの境界を含む)の領域を残しマスキングを行い、得られた1.0μm以内の領域における長軸が20nm以上のワックスのドメインの占有面積百分率をワックスの占有面積百分率として算出し、これをWsとする。
一方、該断面の輪郭から1.0μmよりも内側の内部領域における長軸が20nm以上のワックスのドメインの占有面積百分率をワックスの占有面積百分率として算出し、これをWcとする。
<How to calculate Ws and Wc>
The wax distribution state in the magnetic toner is evaluated by calculating Ws and Wc from the area of the wax domain in the cross-sectional image, and averaging 10 arbitrarily selected magnetic toners. Using image processing software (Photoshop 5.0, manufactured by Adobe), "
Perform the “2-gradation” process in “color tone correction”.
The threshold is set to an offset gradation on the low gradation side of the gradation peak indicating the binder resin in the gradation distribution of 255 gradations of the image. This two-gradation processing provides an image in which the wax domain and the binder resin region are clearly distinguished.
Furthermore, in the cross-sectional image, a region within 1.0 μm (including the boundary of 1.0 μm) from the contour of the cross section is left masked, and the wax having a long axis of 20 nm or more in the obtained region within 1.0 μm The percentage of area occupied by the domain is calculated as the percentage of area occupied by wax, and this is defined as Ws.
On the other hand, the occupied area percentage of wax domains having a long axis of 20 nm or more in the inner region 1.0 μm from the contour of the cross section is calculated as the wax occupied area percentage, and this is defined as Wc.
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明は何らこれに制約されるものではない。なお、実施例及び比較例の部数及び%は特に断りが無い場合、すべて質量基準である。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these. All parts and percentages in Examples and Comparative Examples are based on mass unless otherwise specified.
<ポリエステル1の製造例>
・テレフタル酸 30.0部
・イソフタル酸 12.0部
・ドデセニルコハク酸 40.0部
・トリメリット酸 4.2部
・ビスフェノールAエチレンオキサイド(2モル)付加物 80.0部
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド(2モル)付加物 74.0部
・ジブチルスズオキシド 0.1部
上記材料を加熱乾燥した二口フラスコに入れ、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ち撹拌しながら昇温した。その後、150~230℃で約12時間縮重合反応させた後、210~250℃で徐々に減圧して、ポリエステル1を得た。
ポリエステル1の数平均分子量(Mn)は18200、重量平均分子量(Mw)は74100、ガラス転移温度(Tg)は58.6℃であった。
<Production example of polyester 1>
・Terephthalic acid 30.0 parts ・Isophthalic acid 12.0 parts ・Dodecenyl succinic acid 40.0 parts ・Trimellitic acid 4.2 parts ・Bisphenol A ethylene oxide (2 mol) adduct 80.0 parts ・Bisphenol A propylene oxide ( 2 mol) Adduct: 74.0 parts Dibutyl tin oxide: 0.1 part The above materials were placed in a heat-dried two-necked flask, and the temperature was raised while maintaining an inert atmosphere by introducing nitrogen gas into the vessel and stirring. After that, polycondensation reaction was carried out at 150-230° C. for about 12 hours, and then the pressure was gradually reduced at 210-250° C. to obtain polyester 1.
Polyester 1 had a number average molecular weight (Mn) of 18,200, a weight average molecular weight (Mw) of 74,100, and a glass transition temperature (Tg) of 58.6°C.
<樹脂粒子分散液1の製造例>
撹拌装置のついたビーカーに、100.0部の酢酸エチル、30.0部のポリエステル1、0.1mol/Lの水酸化ナトリウム0.3部、及びアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK)0.2部を投入し、60.0℃に加熱して、完全に溶解するまで撹拌を続け、樹脂溶解液1を調製した。
該樹脂溶解液1をさらに撹拌しながら、徐々にイオン交換水120.0部を加え、転相乳化させ、脱溶剤することにより樹脂粒子分散液1(固形分濃度:20.0質量%)を得た。
樹脂粒子分散液1中の樹脂粒子の体積平均粒径は0.18μmであった。
<Production Example of Resin Particle Dispersion 1>
In a beaker with a stirrer, 100.0 parts of ethyl acetate, 30.0 parts of polyester 1, 0.1 mol / L of sodium hydroxide 0.3 parts, and an anionic surfactant (Daiichi Kogyo Seiyaku ( 0.2 part of Neogen RK manufactured by Co., Ltd. was added, heated to 60.0° C., and stirred until completely dissolved to prepare a resin solution 1.
While further stirring the resin solution 1, 120.0 parts of ion-exchanged water was gradually added to effect phase inversion emulsification, and the solvent was removed to obtain a resin particle dispersion 1 (solid concentration: 20.0% by mass). Obtained.
The volume average particle diameter of the resin particles in the resin particle dispersion liquid 1 was 0.18 μm.
<樹脂粒子分散液2の製造例>
・スチレン 78.0部
・n-ブチルアクリレート 20.0部
・β-カルボキシエチルアクリレート 2.0部
・1,6ヘキサンジオールジアクリレート 0.4部
・ドデカンチオール(和光純薬製) 0.7部
フラスコに上記材料を投入し、混合及び溶解し、溶液を得た。
1.0部のアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK)をイオン交換水250部に溶解した水系媒体に得られた溶液を分散し、乳化した。
10分間ゆっくりと攪拌及び混合しながら、さらに過硫酸アンモニウム2部を溶解したイオン交換水50部を投入した。
次いで、系内を充分に窒素置換した後、攪拌しながらオイルバスで系内が70℃になるまで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続し、樹脂粒子分散液2(固形分濃度:25.0質量%)を得た。
樹脂粒子分散液2中の樹脂粒子の体積平均粒径は0.18μm、ガラス転移温度(Tg)は56.5℃、重量平均分子量(Mw)は30000であった。
<Production Example of Resin Particle Dispersion Liquid 2>
・Styrene 78.0 parts ・n-butyl acrylate 20.0 parts ・β-carboxyethyl acrylate 2.0 parts ・1,6 hexanediol diacrylate 0.4 parts ・Dodecanethiol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) 0.7 parts The above materials were added to the flask, mixed and dissolved to obtain a solution.
The resulting solution was dispersed and emulsified in an aqueous medium prepared by dissolving 1.0 part of an anionic surfactant (Neogen RK, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) in 250 parts of ion-exchanged water.
While slowly stirring and mixing for 10 minutes, 50 parts of ion-exchanged water containing 2 parts of ammonium persulfate dissolved therein was added.
Then, after the inside of the system was sufficiently replaced with nitrogen, the inside of the system was heated with stirring in an oil bath until the temperature reached 70° C., and the emulsion polymerization was continued for 5 hours. 0% by mass) was obtained.
The resin particles in the resin particle dispersion 2 had a volume average particle size of 0.18 μm, a glass transition temperature (Tg) of 56.5° C., and a weight average molecular weight (Mw) of 30,000.
<ワックス分散液1の製造例>
・パラフィンワックス 50.0部
(日本精蝋(株)製、HNP-9)
・アニオン性界面活性剤 0.3部
(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK)
・イオン交換水 150.0部
以上を混合して95℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて分散した。その後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザ(ゴーリン社製)で分散処理し、ワックス粒子を分散させてなるワックス分散液1(固形分濃度:25.0質量%)を調製した。得られたワックス粒子の体積平均粒径は0.20μmであった。
<Production Example of Wax Dispersion 1>
・ Paraffin wax 50.0 parts (manufactured by Nippon Seiro Co., Ltd., HNP-9)
- Anionic surfactant 0.3 parts (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., Neogen RK)
- Ion-exchanged water 150.0 parts The above was mixed, heated to 95°C, and dispersed using a homogenizer (manufactured by IKA, Ultra Turrax T50). Thereafter, dispersion treatment was performed using a Manton-Gaulin high-pressure homogenizer (manufactured by Gaolin) to prepare a wax dispersion 1 (solid concentration: 25.0% by mass) in which wax particles were dispersed. The volume average particle size of the obtained wax particles was 0.20 μm.
<ワックス分散液2及び3の製造例>
ワックス分散液1の製造例において、分散処理の時間、界面活性剤の添加量を適宜調整することにより、ワックス分散液2及び3を得た。各ワックス分散液中のワックス粒子の体積平均粒径を表1に示す。
<Production Examples of
<磁性体1の製造例>
Fe2+を2.0mol/L含有する硫酸鉄第一水溶液50リットルに、4.0mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液55リットルを混合撹拌し、水酸化第一鉄コロイドを含む第一鉄塩水溶液を得た。この水溶液を85℃に保ち、20L/minで空気を吹き込みながら酸化反応を行い、コア粒子を含むスラリーを得た。
得られたスラリーをフィルタープレスにてろ過及び洗浄した後、コア粒子を水中に再度分散させた。得られたリスラリー液に、コア粒子100部当たり、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。
得られたスラリー液をフィルタープレスにてろ過、洗浄、さら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50部/L)に500部(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及び洗浄し、乾燥及び解砕して、一次粒子の個数平均粒径が0.21μmの磁性体1を得た。
<Manufacturing Example of Magnetic Body 1>
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 sodium hydroxide, and a ferrous salt aqueous solution containing ferrous hydroxide colloid was obtained. Obtained. 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.
After filtering and washing the resulting slurry with a filter press, the core particles were dispersed again in water. To the obtained reslurry liquid, sodium silicate having a content of 0.20% by mass in terms of silicon per 100 parts of the core particles is added, the pH of the slurry liquid is adjusted to 6.0, and the silicon-rich surface is formed by stirring. magnetic iron oxide particles having
The resulting slurry liquid was filtered with a filter press, washed, and reslurried with deionized water. To this reslurry liquid (solid content: 50 parts/L), 500 parts (10 mass % with respect to 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 a magnetic substance 1 having primary particles with a number average particle diameter of 0.21 μm.
<磁性体2及び3の製造例>
磁性体1の製造例において、空気の吹き込み量と酸化反応時間を調整したこと以外は同様にして、磁性体2及び3を得た。表2に各磁性体の一次粒子の個数平均粒径を示す。
<Manufacturing example of
<磁性体分散液1の製造例>
・磁性体1 25.0部
・イオン交換水 75.0部
上記材料を混合して、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて8000rpmで10分間分散し、磁性体分散液1を得た。該磁性体分散液1中の磁性体の体積平均粒径は0.23μmであった。
<Production Example of Magnetic Dispersion 1>
・Magnetic substance 1 25.0 parts ・Ion-exchanged water 75.0 parts The above materials are mixed and dispersed at 8000 rpm for 10 minutes using a homogenizer (manufactured by IKA, Ultra Turrax T50). Obtained. The volume average particle size of the magnetic substance in the magnetic substance dispersion liquid 1 was 0.23 μm.
<磁性体分散液2及び3の製造例>
磁性体分散液1の製造例において、磁性体1を磁性体2又は3に変更した以外は同様にして磁性体分散液2又は3を製造した。得られた磁性体分散液2中の磁性体の体積平均粒径は0.18μmであり、磁性体分散液3中の磁性体の体積平均粒径は0.35μmであった。
<Manufacturing Examples of
Magnetic
<磁性トナー粒子1の製造例>
・樹脂粒子分散液1(固形分20.0質量%) 150.0部
・ワックス分散液1(固形分25.0質量%) 15.0部
・磁性体分散液1(固形分25.0質量%) 105.0部
ビーカーに、上記材料を投入し、水の総部数が250部になるように調整した後、30.0℃に温調した。その後、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて、5000rpmで1分間撹拌することにより混合した。
さらに凝集剤として10.0部の硫酸マグネシウム2.0質量%水溶液を徐々に添加した。
撹拌装置、温度計を備えた重合釜に原料分散液を移し、マントルヒーターで50.0℃に加熱し撹拌することで凝集粒子の成長を促進させた。
60分間経過した段階でエチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)5.0質量%水溶液を200.0部添加し凝集粒子分散液1を調製した。
続いて、凝集粒子分散液1を0.1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を用いてpH8.0に調整した後、凝集粒子分散液1を80.0℃に加熱し、180分間放置して、凝集粒子の合一を行った。
180分間経過後、トナー粒子が分散したトナー粒子分散液1を得た。1.0℃/分の降温速度で冷却した後、トナー粒子分散液1をろ過し、イオン交換水で通水洗浄し、ろ液の伝導度が50mS以下となったところで、ケーキ状になったトナー粒子を取り出した。
次に、トナー粒子の質量の20倍量のイオン交換水中に、ケーキ状になったトナー粒子を投入し、スリーワンモータで撹拌し、充分にトナー粒子がほぐれたところで再度ろ過、
通水洗浄し固液分離した。得られたケーキ状になったトナー粒子をサンプルミルで解砕して、40℃のオーブン中で24時間乾燥した。さらに得られた粉体をサンプルミルで解砕した後、40℃のオーブン中で5時間、追加の真空乾燥をして、磁性トナー粒子1を得た。
<Production Example of Magnetic Toner Particles 1>
・Resin particle dispersion 1 (solid content: 20.0% by mass) 150.0 parts ・Wax dispersion 1 (solid content: 25.0% by mass) 15.0 parts ・Magnetic substance dispersion 1 (solid content: 25.0% by mass) %) 105.0 parts The above materials were put into a beaker, and after adjusting the total number of parts of water to 250 parts, the temperature was adjusted to 30.0°C. After that, using a homogenizer (manufactured by IKA, Ultra Turrax T50), they were mixed by stirring at 5000 rpm for 1 minute.
Further, 10.0 parts of a 2.0% by mass aqueous solution of magnesium sulfate was gradually added as a flocculating agent.
The raw material dispersion was transferred to a polymerization vessel equipped with a stirrer and a thermometer, heated to 50.0° C. with a mantle heater, and stirred to promote the growth of aggregated particles.
After 60 minutes had passed, 200.0 parts of a 5.0 mass % aqueous solution of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) was added to prepare an aggregated particle dispersion liquid 1.
Subsequently, after adjusting the aggregated particle dispersion liquid 1 to pH 8.0 using a 0.1 mol/L sodium hydroxide aqueous solution, the aggregated particle dispersion liquid 1 was heated to 80.0° C. and allowed to stand for 180 minutes. Coalescence of agglomerated particles was carried out.
After 180 minutes, a toner particle dispersion liquid 1 in which toner particles are dispersed is obtained. After cooling at a cooling rate of 1.0° C./min, the toner particle dispersion liquid 1 was filtered and washed with ion-exchanged water. Toner particles were removed.
Next, the cake-like toner particles are put into ion-exchanged water of 20 times the mass of the toner particles, stirred with a three-one motor, and filtered again when the toner particles are sufficiently loosened.
Solid-liquid separation was performed by washing with water. The resulting caked toner particles were pulverized with a sample mill and dried in an oven at 40° C. for 24 hours. Further, the obtained powder was pulverized with a sample mill and then additionally vacuum-dried in an oven at 40° C. for 5 hours to obtain magnetic toner particles 1 .
<磁性トナー1の製造例>
100部の磁性トナー粒子1に、一次粒子の個数平均粒径が115nmのゾルゲルシリカ微粒子を0.3部添加し、FMミキサ(日本コークス工業株式会社製)を用い混合した。
その後、さらに一次粒子の個数平均粒径が12nmのシリカ微粒子にヘキサメチルジシラザンで処理をした後シリコーンオイルで処理し、処理後のBET比表面積値が120m2/gの疎水性シリカ微粒子0.9部を添加し、同様にFMミキサ(日本コークス工業株式会社製)を用い混合し、磁性トナー1を得た。
得られた磁性トナー1についての下記結果を表4に示す。
体積平均粒径(Dv)、個数平均粒径(Dn)、Dn-0.500以上Dn+0.500以下の粒径範囲における平均輝度[表中では、単に平均輝度と標記する]、CV1、CV2/CV1、磁性体の占有面積率の平均値[表中では、Aと標記する]、平均円形度、ワックスのドメインの個数平均径[表中では、Bと標記する]。
<Production Example of Magnetic Toner 1>
To 100 parts of magnetic toner particles 1, 0.3 part of sol-gel silica fine particles having a primary particle number average particle size of 115 nm was added and mixed using an FM mixer (manufactured by Nippon Coke Industry Co., Ltd.).
Thereafter, silica fine particles having a number average primary particle size of 12 nm were further treated with hexamethyldisilazane and then treated with silicone oil, and the BET specific surface area after treatment was 0.9. parts were added and similarly mixed using an FM mixer (manufactured by Nippon Coke Kogyo Co., Ltd.) to obtain Magnetic Toner 1.
Table 4 shows the following results for the magnetic toner 1 obtained.
Volume average particle size (Dv), number average particle size (Dn), average brightness in the particle size range of Dn-0.500 or more and Dn+0.500 or less [in the table, simply referred to as average brightness], CV1, CV2/ CV1, the average value of the occupied area ratio of the magnetic substance [indicated as A in the table], the average circularity, the number average diameter of the wax domains [indicated as B in the table].
<実施例1>
(画像形成装置)
一成分接触現像方式のLaserJet Pro M12(ヒューレットパッカード社製)を本来のプロセススピードよりも高速である、200mm/secに改造して使用した。
上記のように改造した装置に磁性トナー1を100g充填し、低温低湿環境下(15.0℃/10.0%RH)、及び、高温高湿環境下(32.5℃/80%RH)でそれぞれ繰り返し使用試験を行った。
試験用の出力画像としては、印字率が1%の横線画像を、2枚間欠通紙にて4000枚印字した。
なお、試験に用いる評価紙は、坪量が75g/m2のbusiness4200(Xerox社製)を用いた。
また、評価結果を表6に示す。なお、各評価における評価方法及び評価基準は以下の通りである。
<Example 1>
(Image forming device)
A one-component contact development type LaserJet Pro M12 (manufactured by Hewlett-Packard Co.) was modified to 200 mm/sec, which is faster than the original process speed, and used.
100 g of the magnetic toner 1 was filled in the apparatus modified as described above, and under a low temperature and low humidity environment (15.0° C./10.0% RH) and a high temperature and high humidity environment (32.5° C./80% RH). A repeated use test was performed on each.
As an output image for the test, a horizontal line image with a print rate of 1% was printed on 4000 sheets by intermittent feeding of two sheets.
As the evaluation paper used in the test, business 4200 (manufactured by Xerox) having a basis weight of 75 g/m 2 was used.
In addition, Table 6 shows the evaluation results. In addition, the evaluation method and evaluation criteria in each evaluation are as follows.
<低温低湿環境下における画像濃度の評価>
画像濃度はベタ黒画像部を形成し、このベタ黒画像の濃度をマクベス反射濃度計(マクベス社製)にて測定した。
耐久使用前のベタ黒画像の反射濃度の判断基準は以下の通りである。
[評価基準]
A:1.45以上
B:1.40以上1.45未満
C:1.35以上1.40未満
D:1.35未満
<Evaluation of image density under low temperature and low humidity environment>
The image density was measured by forming a solid black image portion and measuring the density of this solid black image with a Macbeth reflection densitometer (manufactured by Macbeth).
The criteria for judging the reflection density of a solid black image before long-term use are as follows.
[Evaluation criteria]
A: 1.45 or more B: 1.40 or more and less than 1.45 C: 1.35 or more and less than 1.40 D: less than 1.35
耐久使用後半での画像濃度変化の判断基準は以下の通りである。
耐久使用前のベタ黒画像の反射濃度と、上記繰り返し使用試験4000枚印字後に出力したベタ黒画像の反射濃度の差が小さいほど良好とする。
[評価基準]
A:濃度差が0.10未満
B:濃度差が0.10以上0.15未満
C:濃度差が0.15以上0.20未満
D:濃度差が0.20以上
Criteria for judging the change in image density in the second half of the endurance use are as follows.
The smaller the difference between the reflection density of the solid black image before long-term use and the reflection density of the solid black image output after printing 4000 sheets in the repeated use test, the better.
[Evaluation criteria]
A: Density difference is less than 0.10 B: Density difference is 0.10 or more and less than 0.15 C: Density difference is 0.15 or more and less than 0.20 D: Density difference is 0.20 or more
<低温低湿環境下におけるカブリの評価>
カブリは、東京電色社製のREFLECTMETER MODEL TC-6DSを使用して測定した。フィルターは、グリーンフィルターを用いた。
評価は、上記繰り返し使用試験4000枚印字後に、まず、ベタ黒画像を出力した。
ベタ黒画像の転写直後の白地部分(非画像部)に対応する静電潜像担持体の領域をマイラーテープでテーピングしてはぎ取り、紙上にマイラーテープを貼った。
はぎ取ったマイラーテープを未使用の紙上に貼ったものの反射率から、マイラーテープのみを未使用の紙上に貼ったものの反射率を差し引いた差を、カブリの値とした。
[評価基準]
A:5.0%未満
B:5.0%以上10.0%未満
C:10.0%以上15.0%未満
D:15.0%以上
<Evaluation of Fog under Low Temperature and Low Humidity Environment>
Fog was measured using a REFLECTMETER MODEL TC-6DS manufactured by Tokyo Denshoku. A green filter was used as the filter.
For the evaluation, after printing 4000 sheets in the repeated use test, first, a solid black image was output.
An area of the electrostatic latent image bearing member corresponding to a white background portion (non-image portion) immediately after transfer of the solid black image was taped off with Mylar tape, and the Mylar tape was pasted on the paper.
The fog value was obtained by subtracting the reflectance of the peeled Mylar tape on virgin paper from the reflectance of the Mylar tape alone on virgin paper.
[Evaluation criteria]
A: Less than 5.0% B: 5.0% or more and less than 10.0% C: 10.0% or more and less than 15.0% D: 15.0% or more
<高温高湿環境下における現像スジの評価>
規制部材へのトナー融着に起因する縦スジ、いわゆる、現像スジ発生の有無は上記繰り返し使用試験4000枚印字後にベタ黒画像を出力し、100枚ごとに目視で確認した。[評価基準]
A:2,000枚でも発生なし
B:1,000枚より大きく2,000枚以下で発生
C:500枚より大きく1,000枚以下で発生
D:500枚以下で発生
<Evaluation of development streaks under high-temperature and high-humidity environment>
After printing 4,000 sheets in the repeated use test, a solid black image was output, and the occurrence of vertical streaks due to toner fusion to the regulating member, so-called development streaks, was visually checked every 100 sheets. [Evaluation criteria]
A: Not generated even after 2,000 sheets B: Generated after more than 1,000 sheets and 2,000 sheets or less C: Generated after more than 500 sheets and 1,000 sheets or less D: Generated after 500 sheets or less
<磁性トナー粒子2の製造例>
(プレ凝集工程)
・磁性体分散液1(固形分25.0質量%) 105.0部
ビーカーに、上記材料を投入し、30.0℃に温調した後、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて、5000rpmで1分間撹拌し、さらに凝集剤として1.0部の硫酸マグネシウム2.0質量%水溶液を徐々に添加し、1分間撹拌した。
(凝集工程)
・樹脂粒子分散液1(固形分25.0質量%) 150.0部
・ワックス分散液1(固形分25.0質量%) 15.0部
該材料を上記ビーカーに投入し、水の総部数が250部になるように調整した後、5000rpmで1分間撹拌することにより混合した。
さらに凝集剤として9.0部の硫酸マグネシウム2.0質量%水溶液を徐々に添加した。
撹拌装置、温度計を備えた重合釜に原料分散液を移し、マントルヒーターで50.0℃に加熱し撹拌することで凝集粒子の成長を促進させた。
59分間経過した段階でエチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)5.0質量%水溶液を200.0部添加し凝集粒子分散液2を調製した。
続いて、凝集粒子分散液2を0.1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を用いてpH8.0に調整した後、凝集粒子分散液2を80.0℃に加熱し、180分間放置して、凝集粒子の合一を行った。
180分間経過後、トナー粒子が分散したトナー粒子分散液2を得た。1.0℃/分の降温速度で冷却した後、トナー粒子分散液2をろ過し、イオン交換水で通水洗浄し、ろ液の伝導度が50mS以下となったところで、ケーキ状になったトナー粒子を取り出した。
次に、トナー粒子の質量の20倍量のイオン交換水中に、ケーキ状になったトナー粒子を投入し、スリーワンモータで撹拌し、充分にトナー粒子がほぐれたところで再度ろ過、通水洗浄し固液分離した。得られたケーキ状になったトナー粒子をサンプルミルで解砕して、40℃のオーブン中で24時間乾燥した。さらに得られた粉体をサンプルミルで解砕した後、40℃のオーブン中で5時間、追加の真空乾燥をして、磁性トナー粒子2を得た。
<Production Example of Magnetic Toner Particles 2>
(Pre-coagulation step)
・Magnetic material dispersion liquid 1 (solid content: 25.0% by mass) 105.0 parts The above materials were placed in a beaker, the temperature was adjusted to 30.0°C, and then a homogenizer (Ultra Turrax T50, manufactured by IKA) was used. The mixture was stirred at 5000 rpm for 1 minute, and 1.0 part of a 2.0% by mass magnesium sulfate aqueous solution was gradually added as a flocculating agent and stirred for 1 minute.
(aggregation process)
・Resin particle dispersion 1 (solid content: 25.0% by mass) 150.0 parts ・Wax dispersion 1 (solid content: 25.0% by mass) 15.0 parts was adjusted to 250 parts, and mixed by stirring at 5000 rpm for 1 minute.
Further, 9.0 parts of a 2.0% by mass aqueous solution of magnesium sulfate was gradually added as a flocculating agent.
The raw material dispersion was transferred to a polymerization vessel equipped with a stirrer and a thermometer, heated to 50.0° C. with a mantle heater, and stirred to promote the growth of aggregated particles.
After 59 minutes had passed, 200.0 parts of a 5.0 mass % aqueous solution of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) was added to prepare an aggregated particle dispersion liquid 2.
Subsequently, after adjusting the aggregated particle dispersion liquid 2 to pH 8.0 using a 0.1 mol/L sodium hydroxide aqueous solution, the aggregated particle dispersion liquid 2 was heated to 80.0° C. and allowed to stand for 180 minutes. Coalescence of agglomerated particles was carried out.
After 180 minutes, a toner particle dispersion liquid 2 in which toner particles are dispersed is obtained. After cooling at a cooling rate of 1.0° C./min, the toner particle dispersion liquid 2 was filtered and washed with ion-exchanged water. Toner particles were removed.
Next, the cake-like toner particles are put into ion-exchanged water of 20 times the mass of the toner particles, stirred with a three-one motor, and when the toner particles are sufficiently loosened, they are filtered again, washed with water, and solidified. Liquid separation occurred. The resulting caked toner particles were pulverized with a sample mill and dried in an oven at 40° C. for 24 hours. Further, the obtained powder was pulverized with a sample mill and then additionally vacuum-dried in an oven at 40° C. for 5 hours to obtain magnetic toner particles 2 .
<磁性トナー粒子3~24の製造例>
磁性トナー粒子1の製造例において、表3に記載した条件に変更した以外は同様にして、磁性トナー粒子3、5、7~9、11~21、24を得た。
一方、磁性トナー粒子2の製造例において、表3に記載した条件に変更した以外は同様にして、磁性トナー粒子4、6、10、22及び23を得た。
なお、磁性トナー粒子3、5、7及び11の製造例では、第一凝集工程において、0.2部の界面活性剤(ノイゲンTDS-200、第一工業製薬株式会社)を添加後に、凝集剤を添加した。
磁性トナー粒子6、7、14及び15の製造例では、50.0℃で凝集粒子の成長を促進させる第一凝集工程の後に、表3に記載した分散液を添加し、再び、50.0℃で凝集粒子の成長を促進させる第二凝集工程を実施した。
磁性トナー粒子20及び21の製造例では、50.0℃で凝集粒子の成長を促進させる第一凝集工程の後に、表3に記載した分散液を添加し、再び、50.0℃で凝集粒子の成長を促進させる第二凝集工程を実施し、さらに、表3に記載した分散液を添加し、再び、50.0℃で凝集粒子の成長を促進させる第三凝集工程を実施した。
<Production Examples of
On the other hand, magnetic toner particles 4, 6, 10, 22 and 23 were obtained in the same manner as in the production example of magnetic toner particles 2, except that the conditions were changed to those shown in Table 3.
In the manufacturing examples of
In the manufacturing examples of magnetic toner particles 6, 7, 14 and 15, after the first aggregation step to promote the growth of aggregated particles at 50.0° C., the dispersions described in Table 3 were added, again at 50.0° C. A second agglomeration step was carried out to promote the growth of agglomerated particles at 20°C.
In the production examples of magnetic toner particles 20 and 21, after the first aggregation step of promoting the growth of aggregated particles at 50.0°C, the dispersion described in Table 3 was added, and the aggregated particles were again aggregated at 50.0°C. Further, the dispersion described in Table 3 was added, and the third aggregation step was performed again at 50.0° C. to promote the growth of aggregated particles.
<磁性トナー粒子25の製造例>
・ポリエステル1 100.0部
・パラフィンワックス 4.0部
(日本精蝋(株)製、HNP-9)
・磁性体1 65.0部
・荷電制御剤 1.0部
(アゾ鉄化合物;T-77(保土谷化学工業(株)))
上記原材料を、FMミキサ(FM10C、日本コークス工業株式会社製)を用い、2500rpmで2分間、予備混合した。その後、回転数200rpmに設定した二軸混練押し出し機(PCM-30:池貝鉄工所社製)により、混練物の出口付近における混練物温度が150℃となるように設定温度を調節し、混練した。
得られた溶融混練物を冷却し、冷却された溶融混練物をカッターミルで粗粉砕した後、得られた粗粉砕物を、ターボミルT-250(ターボ工業社製)を用いて、フィード量を20kg/hrとし、排気温度が38℃になるようエアー温度を調整して微粉砕した。さらに、コアンダ効果を利用した多分割分級機を用いて分級して、体積平均粒径(Dv)が
7.48μmの磁性トナー粒子25を得た。
<Production Example of Magnetic Toner Particles 25>
・Polyester 1 100.0 parts ・Paraffin wax 4.0 parts (manufactured by Nippon Seiro Co., Ltd., HNP-9)
・ Magnetic substance 1 65.0 parts ・ Charge control agent 1.0 parts (azo iron compound; T-77 (Hodogaya Chemical Industry Co., Ltd.))
The above raw materials were premixed for 2 minutes at 2500 rpm using an FM mixer (FM10C, manufactured by Nippon Coke Kogyo Co., Ltd.). After that, with a twin-screw kneading extruder (PCM-30: manufactured by Ikegai Ironworks Co., Ltd.) set at a rotation speed of 200 rpm, the set temperature was adjusted so that the kneaded material temperature near the outlet of the kneaded material was 150 ° C. and kneaded. .
The obtained melt-kneaded product is cooled, and the cooled melt-kneaded product is coarsely pulverized with a cutter mill. The air temperature was adjusted to 20 kg/hr and the exhaust temperature was adjusted to 38° C., and pulverization was carried out. Further, the magnetic toner particles 25 having a volume average particle size (Dv) of 7.48 μm were obtained by classifying using a multi-division classifier utilizing the Coanda effect.
<磁性トナー粒子26の製造例>
・樹脂粒子分散液1(固形分20.0質量%) 150.0部
・ワックス分散液1(固形分25.0質量%) 15.0部
・磁性体分散液1(固形分25.0質量%) 35.0部
ビーカーに、上記材料を投入し、水の総部数が250部になるように調整した後、30.0℃に温調した。その後、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて、8000rpmで10分間撹拌することにより混合した。
さらに凝集剤として10.0部の硫酸マグネシウム2.0質量%水溶液を徐々に添加した。
撹拌装置、温度計を備えた重合釜に原料分散液を移し、マントルヒーターで50.0℃に加熱し撹拌することで凝集粒子の成長を促進させた。
60分間経過した段階でエチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)5.0質量%水溶液を200.0部添加し凝集粒子分散液26を調製した。
続いて、凝集粒子分散液26を0.1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を用いてpH8.0に調整した後、凝集粒子分散液26を80.0℃に加熱し、180分間放置して、凝集粒子の合一を行った。
180分間経過後、トナー粒子が分散したトナー粒子分散液26を得た。1.0℃/分の降温速度で冷却した後、トナー粒子分散液26をろ過し、イオン交換水で通水洗浄し、ろ液の伝導度が50mS以下となったところで、ケーキ状になったトナー粒子を取り出した。
次に、トナー粒子の質量の20倍量のイオン交換水中に、ケーキ状になったトナー粒子を投入し、スリーワンモータで撹拌し、充分にトナー粒子がほぐれたところで再度ろ過、通水洗浄し固液分離した。得られたケーキ状になったトナー粒子をサンプルミルで解砕して、40℃のオーブン中で24時間乾燥した。さらに得られた粉体をサンプルミルで解砕した後、40℃のオーブン中で5時間、追加の真空乾燥をして、磁性トナー粒子26を得た。
<Production Example of Magnetic Toner Particles 26>
・Resin particle dispersion 1 (solid content: 20.0% by mass) 150.0 parts ・Wax dispersion 1 (solid content: 25.0% by mass) 15.0 parts ・Magnetic substance dispersion 1 (solid content: 25.0% by mass) %) 35.0 parts The above materials were put into a beaker, and the temperature was adjusted to 30.0°C after adjusting the total number of parts of water to 250 parts. Then, using a homogenizer (manufactured by IKA, Ultra Turrax T50), they were mixed by stirring at 8000 rpm for 10 minutes.
Further, 10.0 parts of a 2.0% by mass aqueous solution of magnesium sulfate was gradually added as a flocculating agent.
The raw material dispersion was transferred to a polymerization vessel equipped with a stirrer and a thermometer, heated to 50.0° C. with a mantle heater, and stirred to promote the growth of aggregated particles.
After 60 minutes had passed, 200.0 parts of a 5.0 mass % aqueous solution of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) was added to prepare an aggregated particle dispersion liquid 26 .
Subsequently, after adjusting the aggregated particle dispersion 26 to pH 8.0 using a 0.1 mol/L sodium hydroxide aqueous solution, the aggregated particle dispersion 26 is heated to 80.0° C. and left for 180 minutes. Coalescence of agglomerated particles was carried out.
After 180 minutes, a toner particle dispersion liquid 26 in which toner particles are dispersed is obtained. After cooling at a cooling rate of 1.0° C./min, the toner particle dispersion 26 was filtered and washed with ion-exchanged water. Toner particles were removed.
Next, the cake-like toner particles are put into ion-exchanged water of 20 times the mass of the toner particles, stirred with a three-one motor, and when the toner particles are sufficiently loosened, they are filtered again, washed with water, and solidified. Liquid separation occurred. The resulting caked toner particles were pulverized with a sample mill and dried in an oven at 40° C. for 24 hours. Further, the obtained powder was pulverized with a sample mill and then additionally vacuum-dried in an oven at 40° C. for 5 hours to obtain magnetic toner particles 26 .
<磁性トナー粒子27の製造例>
磁性トナー粒子25の製造例において、FMミキサ(FM10C、日本コークス工業株式会社製)における予備混合の条件を1000rpmで1分間とし、二軸混練押し出し機における混練条件を、回転数150rpm、混練物の出口付近における混練物温度を130℃となるように変更した以外は同様にして、磁性トナー粒子27を得た。
<Production Example of Magnetic Toner Particles 27>
In the production example of the magnetic toner particles 25, the conditions for preliminary mixing in the FM mixer (FM10C, manufactured by Nippon Coke Kogyo Co., Ltd.) were 1000 rpm for 1 minute, and the kneading conditions in the twin-screw kneading extruder were the rotation speed of 150 rpm, and the Magnetic toner particles 27 were obtained in the same manner except that the temperature of the kneaded material near the outlet was changed to 130.degree.
<磁性トナー粒子28の製造例>
・樹脂粒子分散液1(固形分20.0質量%) 150.0部
・ワックス分散液1(固形分25.0質量%) 15.0部
・磁性体分散液1(固形分25.0質量%) 105.0部
ビーカーに、上記材料を投入し、水の総部数が250部になるように調整した後、30.0℃に温調した。その後、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて、8000rpmで10分間撹拌することにより混合した。
さらに0.1mol/Lの塩酸を徐々に添加しpHを5.0に調整し、さらに8000rpmで20分間撹拌した。
撹拌装置、温度計を備えた重合釜に原料分散液を移し、マントルヒーターで50.0℃に加熱し、0.1mol/Lの塩酸を徐々に添加しpHを3.0に調整し、撹拌することで凝集粒子の成長を促進させた。
60分間経過した段階で、凝集粒子分散液28を0.1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを6.8に調整した後、凝集粒子分散液28を90.0℃に加熱し、180分間放置し、凝集粒子の合一を行った。
180分間経過後、トナー粒子が分散したトナー粒子分散液28を得た。1.0℃/分の降温速度で冷却した後、トナー粒子分散液28をろ過し、イオン交換水で通水洗浄し、ろ液の伝導度が50mS以下となったところで、ケーキ状になったトナー粒子を取り出した。
次に、トナー粒子の質量の20倍量のイオン交換水中に、ケーキ状になったトナー粒子を投入し、スリーワンモータで撹拌し、充分にトナー粒子がほぐれたところで再度ろ過、通水洗浄し固液分離した。得られたケーキ状になったトナー粒子をサンプルミルで解砕して、40℃のオーブン中で24時間乾燥した。さらに得られた粉体をサンプルミルで解砕した後、40℃のオーブン中で5時間、追加の真空乾燥をして、磁性トナー粒子28を得た。
<Production Example of Magnetic Toner Particles 28>
・Resin particle dispersion 1 (solid content: 20.0% by mass) 150.0 parts ・Wax dispersion 1 (solid content: 25.0% by mass) 15.0 parts ・Magnetic substance dispersion 1 (solid content: 25.0% by mass) %) 105.0 parts The above materials were put into a beaker, and after adjusting the total number of parts of water to 250 parts, the temperature was adjusted to 30.0°C. Then, using a homogenizer (manufactured by IKA, Ultra Turrax T50), they were mixed by stirring at 8000 rpm for 10 minutes.
Further, 0.1 mol/L hydrochloric acid was gradually added to adjust the pH to 5.0, and the mixture was further stirred at 8000 rpm for 20 minutes.
Transfer the raw material dispersion to a polymerization vessel equipped with a stirring device and a thermometer, heat to 50.0° C. with a mantle heater, gradually add 0.1 mol/L hydrochloric acid to adjust the pH to 3.0, and stir. This promoted the growth of aggregated particles.
After 60 minutes have passed, the pH of the aggregated particle dispersion 28 is adjusted to 6.8 using a 0.1 mol/L sodium hydroxide aqueous solution, and then the aggregated particle dispersion 28 is heated to 90.0°C. It was allowed to stand for 180 minutes to coalesce the aggregated particles.
After 180 minutes, a toner particle dispersion liquid 28 in which toner particles are dispersed is obtained. After cooling at a cooling rate of 1.0° C./min, the toner particle dispersion 28 was filtered and washed with ion-exchanged water. Toner particles were removed.
Next, the cake-like toner particles are put into ion-exchanged water of 20 times the mass of the toner particles, stirred with a three-one motor, and when the toner particles are sufficiently loosened, they are filtered again, washed with water, and solidified. Liquid separation occurred. The resulting caked toner particles were pulverized with a sample mill and dried in an oven at 40° C. for 24 hours. Further, the obtained powder was pulverized with a sample mill and then additionally vacuum-dried in an oven at 40° C. for 5 hours to obtain magnetic toner particles 28 .
<磁性トナー粒子29の製造例>
(プレ凝集工程)
・磁性体分散液1(固形分25.0質量%) 105.0部
ビーカーに、上記材料を投入し、30.0℃に温調した後、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて、8000rpmで10分間撹拌し、さらに凝集剤として1.0部の硫酸マグネシウム2.0質量%水溶液を徐々に添加し、10分間撹拌した。
(凝集工程)
・樹脂粒子分散液1(固形分25.0質量%) 150.0部
・ワックス分散液1(固形分25.0質量%) 15.0部
該材料を上記ビーカーに投入し、水の総部数が250部になるように調整した後、8000rpmで1分間撹拌することにより混合した。
さらに凝集剤として9.0部の硫酸マグネシウム2.0質量%水溶液を徐々に添加した。
撹拌装置、温度計を備えた重合釜に原料分散液を移し、マントルヒーターで50.0℃に加熱し撹拌することで凝集粒子の成長を促進させた。
50分間経過した段階でエチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)5.0質量%水溶液を200.0部添加し凝集粒子分散液29を調製した。
続いて、凝集粒子分散液29を0.1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を用いてpH8.0に調整した後、凝集粒子分散液29を80.0℃に加熱し、180分間放置して、凝集粒子の合一を行った。
180分間経過後、トナー粒子が分散したトナー粒子分散液29を得た。1.0℃/分の降温速度で冷却した後、トナー粒子分散液29をろ過し、イオン交換水で通水洗浄し、ろ液の伝導度が50mS以下となったところで、ケーキ状になったトナー粒子を取り出した。
次に、トナー粒子の質量の20倍量のイオン交換水中に、ケーキ状になったトナー粒子を投入し、スリーワンモータで撹拌し、充分にトナー粒子がほぐれたところで再度ろ過、通水洗浄し固液分離した。得られたケーキ状になったトナー粒子をサンプルミルで解砕して、40℃のオーブン中で24時間乾燥した。さらに得られた粉体をサンプルミルで解砕した後、40℃のオーブン中で5時間、追加の真空乾燥をして、磁性トナー粒子29を得た。
<Production Example of Magnetic Toner Particles 29>
(Pre-coagulation step)
・Magnetic material dispersion liquid 1 (solid content: 25.0% by mass) 105.0 parts The above materials were placed in a beaker, the temperature was adjusted to 30.0°C, and then a homogenizer (Ultra Turrax T50, manufactured by IKA) was used. The mixture was stirred at 8000 rpm for 10 minutes, and 1.0 part of a 2.0% by mass magnesium sulfate aqueous solution was gradually added as a flocculating agent and stirred for 10 minutes.
(aggregation process)
・Resin particle dispersion 1 (solid content: 25.0% by mass) 150.0 parts ・Wax dispersion 1 (solid content: 25.0% by mass) 15.0 parts was adjusted to 250 parts, and mixed by stirring at 8000 rpm for 1 minute.
Further, 9.0 parts of a 2.0% by mass aqueous solution of magnesium sulfate was gradually added as a flocculating agent.
The raw material dispersion was transferred to a polymerization vessel equipped with a stirrer and a thermometer, heated to 50.0° C. with a mantle heater, and stirred to promote the growth of aggregated particles.
After 50 minutes had passed, 200.0 parts of a 5.0 mass % aqueous solution of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) was added to prepare an aggregated particle dispersion liquid 29 .
Subsequently, after adjusting the aggregated particle dispersion 29 to pH 8.0 using a 0.1 mol/L sodium hydroxide aqueous solution, the aggregated particle dispersion 29 is heated to 80.0° C. and left for 180 minutes. Coalescence of agglomerated particles was carried out.
After 180 minutes, a toner particle dispersion liquid 29 in which toner particles are dispersed is obtained. After cooling at a cooling rate of 1.0° C./min, the toner particle dispersion 29 was filtered and washed with ion-exchanged water. Toner particles were removed.
Next, the cake-like toner particles are put into ion-exchanged water of 20 times the mass of the toner particles, stirred with a three-one motor, and when the toner particles are sufficiently loosened, they are filtered again, washed with water, and solidified. Liquid separation occurred. The resulting caked toner particles were pulverized with a sample mill and dried in an oven at 40° C. for 24 hours. Further, the obtained powder was pulverized by a sample mill, and then additionally vacuum-dried in an oven at 40° C. for 5 hours to obtain magnetic toner particles 29 .
<磁性トナー粒子30及び31の製造例>
磁性トナー粒子26の製造例において、表3に記載した条件に変更した以外は同様にして、磁性トナー粒子30、31を得た。
なお、磁性トナー粒子30の製造例では、第一凝集工程において、0.2部の界面活性剤(ノイゲンTDS-200、第一工業製薬株式会社)を添加後に、凝集剤を添加した。
また、磁性トナー粒子30の製造例では、50.0℃で凝集粒子の成長を促進させる第一凝集工程の後に、表3に記載した分散液を添加し、再び、50.0℃で凝集粒子の成長
を促進させる第二凝集工程を実施した。
<Production Example of Magnetic Toner Particles 30 and 31>
Magnetic toner particles 30 and 31 were obtained in the same manner as in the production example of magnetic toner particles 26 except that the conditions were changed to those shown in Table 3.
In the manufacturing example of the magnetic toner particles 30, in the first aggregation step, after adding 0.2 parts of a surfactant (Noigen TDS-200, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), the aggregating agent was added.
In the production example of the magnetic toner particles 30, after the first aggregation step of promoting the growth of the aggregated particles at 50.0°C, the dispersion described in Table 3 was added, and the aggregated particles were again heated at 50.0°C. A second agglomeration step was performed to promote the growth of
<磁性トナー2~31の製造例>
磁性トナー1の製造例において、磁性トナー粒子1を磁性トナー粒子2~31に変更した以外は同様にして、磁性トナー2~31を得た。
得られた磁性トナー2~31についての下記結果を表4に示す。
体積平均粒径(Dv)、個数平均粒径(Dn)、Dn-0.500以上Dn+0.500以下の粒径範囲における平均輝度[表中では、単に平均輝度と標記する]、CV1、CV2/CV1、磁性体の占有面積率の平均値[表中では、Aと標記する]、平均円形度、ワックスのドメインの個数平均径[表中では、Bと標記する]。
<Manufacturing Examples of Magnetic Toners 2 to 31>
Magnetic toners 2 to 31 were obtained in the same manner as in the manufacturing example of magnetic toner 1, except that magnetic toner particles 1 were changed to magnetic toner particles 2 to 31.
Table 4 shows the following results for the obtained magnetic toners 2 to 31.
Volume average particle size (Dv), number average particle size (Dn), average brightness in the particle size range of Dn-0.500 or more and Dn+0.500 or less [in the table, simply referred to as average brightness], CV1, CV2/ CV1, the average value of the occupied area ratio of the magnetic substance [indicated as A in the table], the average circularity, the number average diameter of the wax domain [indicated as B in the table].
<実施例2~24、及び、比較例1~7>
磁性トナー2~31を用い、実施例1と同様の評価を実施した。結果を表5に示す。
<Examples 2 to 24 and Comparative Examples 1 to 7>
The same evaluation as in Example 1 was performed using magnetic toners 2 to 31. Table 5 shows the results.
43:クリーナー容器、44:クリーニングブレード、45:静電潜像担持体、46:帯電ローラ、47:トナー担持体、48:トナー供給部材、49:現像装置、50:転写部材(転写ローラ)、51:定着器、52:ピックアップローラ、53:転写材(紙)、54:レーザー発生装置、55:トナー規制部材、56:固定部材、57:トナー、58:攪拌部材、R1、R2及びR3:回転方向 43: cleaner container, 44: cleaning blade, 45: electrostatic latent image carrier, 46: charging roller, 47: toner carrier, 48: toner supply member, 49: developing device, 50: transfer member (transfer roller), 51: Fixing device, 52: Pickup roller, 53: Transfer material (paper), 54: Laser generator, 55: Toner regulating member, 56: Fixing member, 57: Toner, 58: Stirring member, R1, R2 and R3: Direction of rotation
Claims (11)
該磁性トナーの個数平均粒径をDn(μm)とし、
該磁性トナーの、Dn-0.500以上Dn+0.500以下の粒径範囲における輝度分散値の変動係数をCV1(%)とし、
該磁性トナーの、Dn-1.500以上Dn-0.500以下の粒径範囲における輝度分散値の変動係数をCV2(%)としたときに、
該CV1及び該CV2が、下記式(1)の関係を満たし、
該磁性トナーのDn-0.500以上Dn+0.500以下の粒径範囲における平均輝度が、30.0以上60.0以下であり、
透過型電子顕微鏡を用いた該磁性トナーの断面において、
一辺が0.8μmの正方グリッドで該磁性トナーの断面を区切った際の、該磁性体の占有面積率の変動係数CV3が、40.0%以上80.0%以下であることを特徴とする磁性トナー。
CV2/CV1≦1.00 (1) A magnetic toner having emulsion-aggregated magnetic toner particles containing a binder resin, a wax , a magnetic substance , an aggregating agent and a chelating agent ,
Dn (μm) is the number average particle diameter of the magnetic toner,
CV1 (%) is the coefficient of variation of the luminance dispersion value in the particle size range of Dn−0.500 or more and Dn+0.500 or less of the magnetic toner,
When CV2 (%) is the variation coefficient of the luminance dispersion value in the particle size range of Dn-1.500 or more and Dn-0.500 or less of the magnetic toner,
The CV1 and the CV2 satisfy the relationship of the following formula (1),
the magnetic toner has an average brightness of 30.0 to 60.0 in a particle size range of Dn−0.500 to Dn+0.500;
In a cross section of the magnetic toner using a transmission electron microscope,
A variation coefficient CV3 of an area ratio occupied by the magnetic material is 40.0% or more and 80.0% or less when a cross section of the magnetic toner is divided by a square grid having a side of 0.8 μm. magnetic toner.
CV2/CV1≤1.00 (1)
一辺が0.8μmの正方グリッドで該磁性トナーの断面を区切った際の、前記磁性体の占有面積率の平均値が、10.0%以上40.0%以下である、請求項1に記載の磁性トナー。 In a cross section of the magnetic toner using a transmission electron microscope,
2. The method according to claim 1, wherein an average value of the occupied area ratio of the magnetic material is 10.0% or more and 40.0% or less when the cross section of the magnetic toner is divided by a square grid having a side of 0.8 μm. magnetic toner.
記載の磁性トナー。 The magnetic toner according to any one of claims 1 to 4, wherein the magnetic toner has an average circularity of 0.960 or more.
該断面の輪郭から1.0μm以内の領域におけるワックスの占有面積百分率をWsとし、
該断面の輪郭から1.0μmよりも内側の内部領域におけるワックスの占有面積百分率をWcとしたときに、
該Wsが1.5%以上18.0%以下であり、
該Wcの該Wsに対する比が、2.0以上10.0以下である、請求項1~5のいずれか一項に記載の磁性トナー。 In a cross section of the emulsion aggregation magnetic toner particles using a transmission electron microscope,
Ws is the area percentage occupied by the wax in the region within 1.0 μm from the contour of the cross section,
When the wax occupied area percentage in the internal region inside 1.0 μm from the contour of the cross section is Wc,
The Ws is 1.5% or more and 18.0% or less,
The magnetic toner according to any one of claims 1 to 5, wherein the ratio of Wc to Ws is 2.0 or more and 10.0 or less.
帯電された該静電潜像担持体に静電潜像を形成する潜像形成工程、
該静電潜像をトナー担持体に担持されたトナーにより現像してトナー画像を静電潜像担持体上に形成する現像工程、
該静電潜像担持体上のトナー画像を、中間転写体を介して、又は介さずに転写材に転写する転写工程、及び、
転写材に転写されたトナー画像を加熱加圧手段により定着する定着工程を含む画像形成方法であって、
該現像工程は、該静電潜像担持体と該トナー担持体に担持されたトナーとが直接接触して現像が行われる一成分接触現像方式であり、
該トナーが、請求項1~9のいずれか一項に記載の磁性トナーであることを特徴とする画像形成方法。 a charging step of externally applying a voltage to the charging member to charge the electrostatic latent image carrier;
a latent image forming step of forming an electrostatic latent image on the charged electrostatic latent image carrier;
a developing step of developing the electrostatic latent image with toner carried on a toner carrier to form a toner image on the electrostatic latent image carrier;
a transfer step of transferring the toner image on the electrostatic latent image bearing member to a transfer material with or without an intermediate transfer member;
An image forming method including a fixing step of fixing a toner image transferred to a transfer material by heating and pressurizing means,
The developing step is a one-component contact development method in which the electrostatic latent image bearing member and the toner carried on the toner bearing member are brought into direct contact with each other for development,
An image forming method, wherein the toner is the magnetic toner according to any one of claims 1 to 9 .
水系媒体中にワックスが分散したワックス分散液を調製する工程、 a step of preparing a wax dispersion in which wax is dispersed in an aqueous medium;
水系媒体中に磁性体が分散した磁性体分散液を調製する工程、 a step of preparing a magnetic substance dispersion in which a magnetic substance is dispersed in an aqueous medium;
該樹脂粒子分散液、該ワックス分散液及び該磁性体分散液を混合する混合工程、 a mixing step of mixing the resin particle dispersion, the wax dispersion and the magnetic substance dispersion;
該混合工程後、該樹脂粒子、該ワックス及び該磁性体を凝集させて凝集粒子を得る凝集工程、及び After the mixing step, an aggregating step of aggregating the resin particles, the wax and the magnetic material to obtain aggregated particles, and
該凝集工程後、該凝集粒子を加熱することで、該凝集粒子を構成する該樹脂粒子、該ワックス及び該磁性体を合一する合一工程、 After the aggregation step, a coalescing step of heating the aggregated particles to unite the resin particles, the wax, and the magnetic material constituting the aggregated particles,
を含む磁性トナーの製造方法であって、A method for producing a magnetic toner comprising
該凝集工程が、該混合工程で得られた混合液に凝集剤を添加し、該樹脂粒子、該ワックス及び該磁性体を凝集させた後、キレート剤を添加して凝集を停止して凝集粒子を得る工程であり、 The aggregation step includes adding an aggregating agent to the mixed solution obtained in the mixing step to aggregate the resin particles, the wax, and the magnetic material, and then adding a chelating agent to stop aggregation and aggregate the particles. is a step of obtaining
得られる磁性トナーが、請求項1~9のいずれか一項に記載の磁性トナーであることを特徴とする磁性トナーの製造方法。 A method for producing a magnetic toner, wherein the magnetic toner to be obtained is the magnetic toner according to any one of claims 1 to 9.
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