JP7195799B2 - Magnetic toner and image forming 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。 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.
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。 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.
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。 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.
流動性の低いトナーは、現像時に担持体中に滞留してしまい、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。 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.
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。 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.
磁性体を含有する磁性トナー(以下、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。 Magnetic toner containing a magnetic substance (hereinafter also simply referred to as toner) has a large difference in density between the resin and the magnetic substance. In particular, cracking and chipping of toner tend to occur.
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。 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。 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3では、特定のワックスとトナー表面の無機微粒子の存在状態を規定することで、耐久試験における画像濃度と摺擦した際の濃度低下の抑制を両立することが可能であることが提示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200000 discloses that it is possible to achieve both the image density in a durability test and the suppression of a decrease in density upon rubbing by specifying a specific wax and the state of existence of inorganic fine particles on the surface of the toner. ing.
特許文献4では、外添剤によるトナー母粒子の総被覆率を制御し、現像及び転写工程の安定化を図っている。 In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-100000, the total coverage of toner base particles with an external additive is controlled to stabilize the development and transfer processes.
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。
The toner produced by the manufacturing method disclosed in
特許文献2に開示されたトナーは、磁性体同士の間隔が均一で比較的近距離に磁性体同士が存在する場合、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、シェアを吸収しうる部分が不足し、トナー劣化が発生しやすいという課題を抱えている。
The toner disclosed in
逆に、磁性体が過度に凝集したトナーは、磁性体の表面積の低下により、着色力が低下し、出力画像の濃度が低下しやすいという問題を有している。また、このようなトナーは磁性体の含有率がトナー粒子ごとに差が出やすく、多数の画像出力を行う場合に画像の濃度低下が徐々に起きるという課題を有する。 Conversely, a toner in which the magnetic material is excessively aggregated has a problem that the coloring power is lowered due to the decrease in the surface area of the magnetic material, and the density of the output image tends to be lowered. In addition, such a toner has a problem that the content of the magnetic material tends to vary from one toner particle to another, and the density of the image gradually decreases when a large number of images are output.
特許文献4に開示されたトナーは、確かに、ある特定のトナー母粒子について、計算上の理論被覆率を制御することにより、一定の効果を得ている。しかしながら、実際の外添剤の付着状態は、トナーを真球と仮定した場合の計算値とは大きく異なる場合があり、特に後述する効果を得るには、実際の外添剤の付着状態を制御しなければ、不十分である。本発明者らの検討の結果、画像出力装置のさらなる高速化や上述の一成分接触現像方式に適用した場合には、さらなる耐久性と定着時の熱に対する応答性を向上する必要があった。
The toner disclosed in
本発明は、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も様々な使用環境で高品質な画像を提供するものである。 The present invention provides high-quality images in various usage environments even in a system such as the one-component contact development system, which requires a high market share.
すなわち、上記特許文献については、よりシェアのかかるシステムにおいても、耐久性を確保でき、定着時の熱に対する応答性を両立させるという観点では、改良の余地がある。 That is, there is room for improvement in the above-mentioned patent document from the viewpoint of ensuring durability and achieving both responsiveness to heat during fixing, even in a system that requires a larger market share.
さらなる高画質化を求める観点で定着工程に着目してみると、使用目的及び使用環境の多様化に伴い顕在化した課題として、高温高湿環境下における高印字率画像の後端部分にオフセット(以下、後端オフセットともいう。)が発生するという問題がある。 Focusing on the fixing process from the viewpoint of demanding even higher image quality, as the purpose of use and the use environment diversified, offset ( hereinafter also referred to as trailing edge offset).
一般的に、定着工程においては、トナーによる未定着画像が形成された紙が定着器を通過する際(特に通過する部分を以下、定着ニップと呼ぶ。)、熱と圧力が与えられることにより、紙に対してトナーが定着される。 Generally, in the fixing process, when paper on which an unfixed image is formed by toner passes through a fixing device (particularly, the passing portion is hereinafter referred to as a fixing nip), heat and pressure are applied to Toner is fused to the paper.
低印字率画像より、高印字率画像で後端オフセットが発生しやすい理由は、トナー層に与えられる熱量に起因するものと思われる。高印字率画像になるほど、定着器からの熱量がより多くのトナーに分散されるために、溶融が不十分なトナーが多くなり、定着不良が起きやすい状態となる。 The reason why trailing edge offset is more likely to occur in high coverage images than in low coverage images is thought to be due to the amount of heat applied to the toner layer. As the coverage rate of the image becomes higher, the amount of heat from the fixing device is distributed to more toner, so that the amount of insufficiently melted toner increases, resulting in poor fixing.
さらに、画像の後端になるほど、定着ニップ部から与えられる熱量が小さくなる傾向があるため、画像の後端は定着性が不利になりやすい。 Furthermore, since the amount of heat applied from the fixing nip portion tends to decrease toward the trailing edge of the image, fixability tends to be disadvantageous at the trailing edge of the image.
特に、上記後端オフセットは、高温高湿環境下に放置された紙で顕著になる傾向がある。高温高湿環境下に放置されて水分を多く含んだ紙が定着器を通過する際に、定着ニップで定着器からの熱により、紙から水蒸気が発生する。後端オフセットは、この水蒸気によって紙の上のトナー層が定着部材側に押しつけられることにより発生すると推測している。 In particular, the trailing edge offset tends to become noticeable in paper that has been left in a high-temperature, high-humidity environment. When paper that has been left in a high-temperature, high-humidity environment and contains a lot of moisture passes through a fixing device, the heat from the fixing device generates water vapor from the paper at the fixing nip. It is presumed that the trailing edge offset is caused by the toner layer on the paper being pressed against the fixing member side by this water vapor.
つまり、高印字率画像の後端で定着不良が起きやすい状態で、高温高湿環境下に放置された紙を使用すると、後端オフセットが発生しやすい。 In other words, if the paper left in a high-temperature and high-humidity environment is used in a state in which poor fixation is likely to occur at the trailing edge of a high coverage image, trailing edge offset is likely to occur.
また、従来からトナーの定着性改善のために軟化温度を低く設計するなどの改良がおこなわれてきた。確かに、そのような設計の場合、熱が十分に付与された部分の熱溶融性は向上する。しかし、一方で、高印字率画像の後端など、与えられる熱量が十分でない場合には、トナーの溶融スピードが追い付かず、高印字率画像の後端オフセットの発生を抑制することが困難であった。 Further, conventionally, improvements such as designing the softening temperature to be low have been made in order to improve the fixability of the toner. Indeed, with such a design, the thermal fusibility of the portion to which the heat is fully applied is enhanced. However, on the other hand, when the amount of heat applied is not sufficient, such as at the trailing edge of a high coverage image, the toner melting speed cannot keep up, making it difficult to suppress the occurrence of the trailing edge offset of the high coverage image. rice field.
すなわち、本発明は、高温高湿環境下においても、高印字率画像の後端オフセットの発生が抑制され、かつ、シェアのかかるシステムにおいても耐久性を確保できる磁性トナー、及び該磁性トナーを用いた画像形成方法を提供するものである。 That is, the present invention provides a magnetic toner capable of suppressing the occurrence of trailing edge offset of high-print-rate images even in a high-temperature, high-humidity environment and ensuring durability even in a high-sharing system, and uses the magnetic toner. An image forming method is provided.
本発明は、
結着樹脂、磁性体及びワックスを含有する磁性トナー粒子と、
該磁性トナー粒子の表面に存在する無機微粒子と、
を含有する磁性トナーであって、
該磁性トナーは、平均円形度が0.960以上の乳化凝集磁性トナーであり、
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%以下であり、
該無機微粒子が、シリカ微粒子、チタニア微粒子、及びアルミナ微粒子からなる群より選ばれた少なくとも1つの無機酸化物微粒子を含有し、該無機酸化物微粒子中の85質量%以上がシリカ微粒子であり、
該無機微粒子による該磁性トナー粒子の表面の被覆率を被覆率A(%)としたとき、該被覆率Aが、45.0%以上80.0%以下であり、
該ワックスが、該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、100nm以上500nm以下であり、
該結着樹脂が、スチレン系樹脂を含有し、
該磁性トナーのテトラヒドロフラン可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定される、メインピークのピーク分子量が、5000以上12000以下である、
ことを特徴とする磁性トナーである。
The present invention
magnetic toner particles containing a binder resin, a magnetic substance and wax;
Inorganic fine particles present on the surface of the magnetic toner particles ;
A magnetic toner containing
The magnetic toner is an emulsion aggregation magnetic toner having an average circularity of 0.960 or more,
In a cross section of the magnetic toner using a transmission electron microscope,
a coefficient of variation CV3 of the occupied area ratio of the magnetic material when the cross section of the magnetic toner is divided by a square grid having a side of 0.8 μm is 40.0% or more and 80.0% or less;
The inorganic fine particles contain at least one inorganic oxide fine particle selected from the group consisting of silica fine particles, titania fine particles, and alumina fine particles, and 85% by mass or more of the inorganic oxide fine particles are silica fine particles,
When the surface coverage of the magnetic toner particles with the inorganic fine particles is defined as a coverage A (%), the coverage A is 45.0% or more and 80.0% or less,
the wax forms domains inside the magnetic toner particles, and the number average diameter of the domains is 100 nm or more and 500 nm or less;
The binder resin contains a styrene-based resin,
The main peak has a peak molecular weight of 5000 or more and 12000 or less as measured by gel permeation chromatography of the tetrahydrofuran-soluble portion of the magnetic toner.
A magnetic toner characterized by:
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磁性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磁性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による現像工程であり、
該磁性トナーが、
結着樹脂、磁性体及びワックスを含有する磁性トナー粒子と、
該磁性トナー粒子の表面に存在する無機微粒子と、
を含有し、平均円形度が0.960以上の乳化凝集磁性トナーであって、
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%以下であり、
該無機微粒子が、シリカ微粒子、チタニア微粒子、及びアルミナ微粒子からなる群より選ばれた少なくとも1つの無機酸化物微粒子を含有し、該無機酸化物微粒子中の85質量%以上がシリカ微粒子であり、
該無機微粒子による該磁性トナー粒子の表面の被覆率を被覆率A(%)としたとき、該被覆率Aが、45.0%以上80.0%以下であり、
該ワックスが、該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、100nm以上500nm以下であり、
該結着樹脂が、スチレン系樹脂を含有し、
該磁性トナーのテトラヒドロフラン可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定される、メインピークのピーク分子量が、5000以上12000以下である、
ことを特徴とする画像形成方法である。
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 magnetic 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;
a fixing step of fixing the toner image transferred to the transfer material by a heating and pressurizing means ;
An image forming method comprising
The developing step is a developing step by a one-component contact development system in which the electrostatic latent image carrier and the magnetic toner carried on the toner carrier are brought into direct contact with each other, and
The magnetic toner is
magnetic toner particles containing a binder resin, a magnetic substance and wax;
Inorganic fine particles present on the surface of the magnetic toner particles ;
and an emulsion aggregation magnetic toner having an average circularity of 0.960 or more ,
In a cross section of the magnetic toner using a transmission electron microscope,
a coefficient of variation CV3 of the occupied area ratio of the magnetic material when the cross section of the magnetic toner is divided by a square grid having a side of 0.8 μm is 40.0% or more and 80.0% or less;
The inorganic fine particles contain at least one inorganic oxide fine particle selected from the group consisting of silica fine particles, titania fine particles, and alumina fine particles, and 85% by mass or more of the inorganic oxide fine particles are silica fine particles,
When the surface coverage of the magnetic toner particles with the inorganic fine particles is defined as a coverage A (%), the coverage A is 45.0% or more and 80.0% or less,
the wax forms domains inside the magnetic toner particles, and the number average diameter of the domains is 100 nm or more and 500 nm or less;
The binder resin contains a styrene-based resin,
The main peak has a peak molecular weight of 5000 or more and 12000 or less as measured by gel permeation chromatography of the tetrahydrofuran-soluble portion of the magnetic toner.
This image forming method is characterized by:
本発明によれば、高温高湿環境下においても、高印字率画像の後端オフセットの発生が抑制され、かつ、シェアのかかるシステムにおいても耐久性を確保できる磁性トナー、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, there is provided a magnetic toner capable of suppressing the occurrence of trailing edge offset of an image with a high print rate even in a high-temperature and high-humidity environment and ensuring durability even in a system with high share, and the use of the magnetic toner. It is possible to provide an image forming method that has
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。 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.
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。 A monomeric unit also refers to the reacted form of the monomeric material in the polymer.
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。 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、磁性体及びワックスを含有する磁性トナー粒子と、該磁性トナー粒子の表面に存在する無機微粒子とを含有する磁性トナーであって、
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%以下であり、
該無機微粒子が、シリカ微粒子、チタニア微粒子、及びアルミナ微粒子からなる群より選ばれた少なくとも1つの無機酸化物微粒子を含有し、該無機酸化物微粒子中の85質量%以上がシリカ微粒子であり、
該無機微粒子による該磁性トナー粒子の表面の被覆率を被覆率A(%)としたとき、該被覆率Aが、45.0%以上80.0%以下であり、
該ワックスが該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100nm以上500nm以下であり、
該結着樹脂がスチレン系樹脂を含有し、
該磁性トナーのテトラヒドロフラン可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定される、メインピークのピーク分子量が、5000以上12000以下であることを特徴とする。
The magnetic toner of the present invention (hereinafter also simply referred to as toner) is
A magnetic toner containing magnetic toner particles containing a binder resin, a magnetic substance and wax, and inorganic fine particles present on the surfaces of the magnetic toner particles,
In a cross section of the magnetic toner using a transmission electron microscope,
a coefficient of variation CV3 of the occupied area ratio of the magnetic material when the cross section of the magnetic toner is divided by a square grid having a side of 0.8 μm is 40.0% or more and 80.0% or less;
The inorganic fine particles contain at least one inorganic oxide fine particle selected from the group consisting of silica fine particles, titania fine particles, and alumina fine particles, and 85% by mass or more of the inorganic oxide fine particles are silica fine particles,
When the surface coverage of the magnetic toner particles with the inorganic fine particles is defined as a coverage A (%), the coverage A is 45.0% or more and 80.0% or less,
the wax forms domains inside the magnetic toner particles, and the number average diameter of the domains is 100 nm or more and 500 nm or less;
The binder resin contains a styrene-based resin,
A tetrahydrofuran-soluble portion of the magnetic toner has a main peak molecular weight of 5,000 or more and 12,000 or less measured by gel permeation chromatography.
該磁性トナーは、磁性トナー粒子中の磁性体の分散状態、及び、磁性トナー粒子(以下、単にトナー粒子ともいう。)の表面に存在する無機微粒子の被覆状態が制御されたものである。 In the magnetic toner, the state of dispersion of the magnetic substance in the magnetic toner particles and the state of coating of the inorganic fine particles present on the surfaces of the magnetic toner particles (hereinafter also simply referred to as toner particles) are controlled.
該トナーを用いることにより、トナーに強いシェアのかかるような画像形成装置においても画質に優れ、高温高湿環境下においても、高印字率画像の後端オフセットの発生を抑制することが可能である。 By using the toner, the image quality is excellent even in an image forming apparatus where the toner is strongly sheared, and it is possible to suppress the occurrence of trailing edge offset of a high-printing rate image even in a high-temperature and high-humidity environment. .
その理由は定かではないが、本発明者らは以下のように考えている。 The reason for this is not clear, but the inventors consider it as follows.
トナーの定着工程は、定着部材の熱によるトナーの溶融、変形を促進し、紙などのメディアに固着させる工程である。よって、エネルギーを節約した定着を目指し、熱量を低減した場合、トナーをメディア上に固着させるためには、さまざまな因子が重要となる。 The toner fixing step is a step of accelerating the melting and deformation of the toner by the heat of the fixing member and fixing the toner to a medium such as paper. Therefore, when the amount of heat is reduced for energy-saving fixing, various factors are important for fixing the toner onto the media.
外部から与えられた熱に対し迅速にトナー粒子を変形させること、及び、定着部材へ付着しようとする力よりも、メディア上に付着しようとする力を大きくすることが重要である。さらに、詳細は後述するが定着前の紙上のトナー層を均一とすることも重要である。そうすることで、メディア上のトナー全てに対し、効率よく熱量を伝達でき、少ない熱量でも十分な定着性が得られ、後端オフセットの発生を効果的に抑制することができる。また、上記構成を有するトナーは、トナー粒子の変形性とワックスの押し出し効果に優れ、トナーの定着部材からの離型性が増し、相対的に紙への接着性(アンカリング効果)が増すと推測している。 It is important to quickly deform the toner particles with respect to heat applied from the outside, and to increase the force that tends to adhere to the media rather than the force that tends to adhere to the fixing member. Furthermore, it is also important to make the toner layer uniform on the paper before fixing, which will be described later in detail. By doing so, the amount of heat can be efficiently transferred to all the toner on the medium, sufficient fixability can be obtained with a small amount of heat, and occurrence of trailing edge offset can be effectively suppressed. In addition, the toner having the above structure is excellent in toner particle deformability and wax extrusion effect, and the releasability of the toner from the fixing member is increased, and the adhesiveness to paper (anchoring effect) is relatively increased. I'm guessing.
該磁性トナーのテトラヒドロフラン(THF)可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定される、メインピークのピーク分子量(Mp)は5000以上12000以下である。このように、比較的低めの分子量に制御することで、熱による磁性トナーの変形性を増すことができたと考えている。 The peak molecular weight (Mp) of the main peak measured by gel permeation chromatography (GPC) of the tetrahydrofuran (THF) soluble portion of the magnetic toner is 5000 or more and 12000 or less. By controlling the molecular weight to a relatively low value in this way, it is believed that the deformability of the magnetic toner due to heat can be increased.
さらに、該磁性トナーは、無機微粒子による磁性トナー粒子の表面の被覆率を被覆率A(%)としたとき、該被覆率Aが、45.0%以上80.0%以下である。該被覆率Aは、50.0%以上80.0%以下であることが好ましい。 Further, in the magnetic toner, the coverage A (%) is 45.0% or more and 80.0% or less when the surface coverage of the magnetic toner particles with the inorganic fine particles is defined as A (%). The coverage A is preferably 50.0% or more and 80.0% or less.
転写工程後の紙上のトナーは定着器を通過することで紙上に接着、固定される。定着前の段階では、紙などのメディア上に感光体上から転写された状態で存在するため、その状態ではまだ可動できる状態で存在する。 The toner on the paper after the transfer process is adhered and fixed on the paper by passing through a fixing device. In the stage before fixing, the image exists in a state in which it is transferred from the photoreceptor onto a medium such as paper, so in that state it still exists in a movable state.
定着器からの熱を最も効率よく、且つトナーに対し偏りなく均一に伝えるためには、この転写工程後の紙上のトナーと定着器の接する面積を増やすこと、つまり定着部材と直接接するトナー数をできるだけ多くすることが有効であると考えられる。そのためには紙上のトナー層が均一であり、特に定着器と接する面が可能な限り凹凸の無い状態に制御することが有効であると考えられる。 In order to transfer the heat from the fixing device to the toner most efficiently and evenly, it is necessary to increase the contact area between the toner on the paper after the transfer process and the fixing device. It is considered effective to increase the number as much as possible. For this purpose, it is considered effective to control the toner layer on the paper so as to be uniform, and particularly to control the surface in contact with the fixing device as smooth as possible.
該磁性トナーは、無機微粒子による被覆率Aが45.0%以上80.0%以下と比較的高いために、接触する部材とのvan der Waals力、及び静電付着力が低く、また、トナー同士の付着性も低くなる。 The magnetic toner has a relatively high inorganic fine particle coverage A of 45.0% or more and 80.0% or less. Adhesion between them is also reduced.
そのため、転写工程後のトナーは、そのトナー間の付着性の低さから、凝集を起こしにくく、トナー層がより最密充填される。そのため、トナー層は均一化され、トナー層上部の凹凸が存在しにくくなり、定着器と接する面積を多くすることができる。 Therefore, the toner after the transfer process is less likely to aggregate due to the low adhesion between the toner particles, and the toner layer is more densely packed. As a result, the toner layer is made uniform, unevenness on the upper portion of the toner layer is less likely to exist, and the area in contact with the fixing device can be increased.
この効果は、紙などのメディアの適用範囲を広げることも可能とし、例えばラフ紙のような紙自体の凹凸が大きく、トナー層が不均一化しやすい状況においても、そのトナー間付着性の低さから適宜均一化され、平滑紙同様の効果を得ることが可能となる。 This effect also makes it possible to expand the application range of media such as paper. It is possible to obtain an effect similar to that of smooth paper.
その上、該磁性トナーは、定着フィルムなどの定着部材とのvan der Waals力、及び静電付着力が低いため、定着部材からの離型効果が大きく、相対的に紙へのアンカリング効果を促進できる。 In addition, since the magnetic toner has a low van der Waals force with a fixing member such as a fixing film and a low electrostatic adhesion force, the releasing effect from the fixing member is large, and the anchoring effect to the paper is relatively small. can promote.
van der Waals力、及び静電付着力が低いという点に関して、以下に詳述する。まず、van der Waals力については、平板と粒子間に生じるvan der Waals力(F)は以下の式で示される。
F=H×D/(12Z2)
The van der Waals force and low electroadhesion are discussed in more detail below. First, regarding the van der Waals force, the van der Waals force (F) generated between the flat plate and the grain is expressed by the following equation.
F=H×D/(12Z 2 )
ここで、HはHamaker定数、Dは粒子の粒径、Zは粒子と平板間の距離である。Zに関しては、一般的に距離が遠い場合は引力が働き、距離が非常に近くなると斥力が働くと言われており、磁性トナー表面の状態とは関係ないため、定数として扱うこととする。上記式より、van der Waals力(F)は平板と接する粒子の粒径に比例する。これを磁性トナー表面に適応すると、磁性トナー粒子が平板に接するよりも、粒子径が小さな無機微粒子が平板に接した方がvan der Waals力(F)が小さい。すなわち、van der Waals力は、磁性トナー粒子が定着部材に直接接するよりも、外添剤としての無機微粒子を介して接する方が小さい。 Here, H is the Hamaker constant, D is the particle size of the grain, and Z is the distance between the grain and the plate. As for Z, it is generally said that an attractive force works when the distance is long and a repulsive force works when the distance is very short. From the above formula, the van der Waals force (F) is proportional to the grain size of the grain in contact with the flat plate. When this is applied to the surface of the magnetic toner, the van der Waals force (F) is smaller when the inorganic fine particles having a small particle size are in contact with the flat plate than when the magnetic toner particles are in contact with the flat plate. That is, the van der Waals force is smaller when the magnetic toner particles are in contact with the fixing member via the inorganic fine particles as the external additive than when the magnetic toner particles are in direct contact with the fixing member.
次に、静電付着力は鏡映力と言い換えることができる。鏡映力は一般には粒子の電荷(q)の2乗に比例し、距離の2乗に反比例することが知られている。 Next, electrostatic adhesion force can be rephrased as reflection force. It is known that the specular force is generally proportional to the square of the charge (q) of the particle and inversely proportional to the square of the distance.
磁性トナーが帯電する場合、電荷を有するのは無機微粒子ではなく磁性トナー粒子表面である。このため、磁性トナー粒子表面と平板(ここでは定着部材)との距離が離れている方が鏡映力は小さくなる。 When the magnetic toner is charged, it is the surface of the magnetic toner particles, not the inorganic fine particles, that carries the charge. Therefore, the greater the distance between the surface of the magnetic toner particles and the flat plate (here, the fixing member), the smaller the mirror force.
すなわち、磁性トナー表面においては、無機微粒子を介して磁性トナー粒子が平板と接していると磁性トナー粒子表面と平板間の距離がとれるため、鏡映力が低下する。 That is, on the surface of the magnetic toner, when the magnetic toner particles are in contact with the flat plate through the inorganic fine particles, the distance between the surface of the magnetic toner particle and the flat plate is increased, thereby reducing the mirror force.
上述のように、磁性トナー粒子表面に無機微粒子が存在し、無機微粒子を介して磁性トナーが定着部材と接することにより、磁性トナーと定着部材間に生じるVan der Waals力と鏡映力が低下する。すなわち、磁性トナーと定着部材との付着力が低下する。 As described above, the inorganic fine particles are present on the surface of the magnetic toner particles, and the magnetic toner comes into contact with the fixing member via the inorganic fine particles, thereby reducing the Van der Waals force and the mirror force generated between the magnetic toner and the fixing member. . That is, the adhesive force between the magnetic toner and the fixing member is lowered.
次に、磁性トナー粒子が直接定着部材と接するか、無機微粒子を介して接するかは、磁性トナー粒子表面をどれだけ無機微粒子が覆っているか、すなわち、無機微粒子の被覆率に依存する。 Next, whether the magnetic toner particles come into direct contact with the fixing member or through the inorganic fine particles depends on how much the inorganic fine particles cover the surfaces of the magnetic toner particles, that is, the coverage of the inorganic fine particles.
無機微粒子の被覆率が高いと磁性トナー粒子が直接定着部材と接する機会は減少し、磁性トナーは定着部材に貼り付きにくいと考えられる。 It is considered that when the coverage of the inorganic fine particles is high, the chances of the magnetic toner particles coming into direct contact with the fixing member are reduced, making it difficult for the magnetic toner to adhere to the fixing member.
さらに、磁性トナー粒子表面の被覆率が比較的高い場合、表面の硬度が増すことで、外部からのシェアに対して強くなる。これは磁性トナー粒子表面に存在する無機微粒子によって、磁性トナー粒子表面の性状が結着樹脂よりも無機微粒子の性状に近づくことによると推測している。 Furthermore, when the surface coverage of the magnetic toner particles is relatively high, the hardness of the surface is increased, so that the magnetic toner particles are resistant to shear from the outside. It is presumed that this is because the inorganic fine particles present on the surface of the magnetic toner particles cause the surface properties of the magnetic toner particles to approach the properties of the inorganic fine particles rather than the binder resin.
その結果、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ても、画像濃度の低下が抑制される。 As a result, even if a large number of images are output in a system with a high market share, a decrease in image density is suppressed.
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。 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.
磁性体の占有面積率の変動係数CV3は、該磁性トナーの断面において区画法により、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から得たものである。 The coefficient of variation CV3 of the occupied area ratio of the magnetic material is obtained from the frequency histogram of the occupied area ratio of the magnetic material in a square grid having a side of 0.8 μm by the division method on the cross section of the magnetic toner.
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(以下、磁性体間バインダー部ともいう。)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。 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 (hereinafter also referred to as a binder portion between the magnetic materials), and this portion absorbs the share from the outside. It is possible to
例えば、上記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、磁性体同士の間隔が均一かつ比較的近距離にある場合に比べて、磁性体を局所に偏在させ、該磁性体間バインダー部を設けることでトナーの耐久性は向上する。 For example, in a system such as the above one-component contact development system that requires a large share, the magnetic bodies are locally unevenly distributed compared to the case where the distance between the magnetic bodies is uniform and relatively short, and the binder between the magnetic bodies is used. By providing the portion, the durability of the toner is improved.
また、上述のように磁性トナー粒子の変形のしやすさは重要であるが、該磁性体間バインダー部を設けたほうがトナー粒子の変形も促進される。この理由は、磁性体によるフィラー効果が低減されることによるものと推察する。 As described above, the easiness of deformation of the magnetic toner particles is important, and the deformation of the toner particles is promoted by providing the binder portion between the magnetic bodies. The reason for this is presumed to be that the filler effect of the magnetic material is reduced.
すなわち、磁性体間バインダー部が印字中の現像器付近温度では外部からのシェアを吸収する一方で、定着時のトナー粒子変形に重要な役割を果たすと推測している。 That is, it is speculated that the binder between the magnetic bodies absorbs the share from the outside at the temperature near the developing device during printing, and plays an important role in the deformation of the toner particles during fixing.
該CV3が上記範囲にあることで外部からシェアがかかったときのトナーの割れを抑制させやすい。そのため、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や現像スジといった画像弊害がなく、カブリの発生が抑制された良好な画像を得ることができる。 When the CV3 is in the above range, cracking of the toner can be easily suppressed when shear is applied from the outside. Therefore, in systems with high market share, such as the one-component contact development method, there are no image defects such as a decrease in image density or development streaks when a large number of images are output, and good images with suppressed fogging can be produced. Obtainable.
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、磁性体間バインダー部の存在量が少なくなる場合がある。 When the CV3 is less than 40.0%, the difference in the occupied area ratio of the magnetic material is small between the grids that divide the cross section of the magnetic toner, and the amount of the binder portion between the magnetic materials may decrease. be.
この場合、結着樹脂同士のつながりが細くなり、磁性トナー粒子の脆性が低下しやすく、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しやすい。 In this case, the connections between the binder resins become thinner, the brittleness of the magnetic toner particles tends to decrease, and in a system such as a one-component contact development system that requires a high share of the toner, the toner tends to crack and fog due to charging failure. is likely to occur.
また、磁性体によるフィラー効果が大きくなりやすく、定着時に熱がかかったときのトナー粒子変形が遅くなる傾向にある。 In addition, the filler effect of the magnetic material tends to increase, and toner particle deformation tends to be delayed when heat is applied during fixing.
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、画像濃度が低下する。 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 aggregate with each other, the surface area is reduced, the coloring strength is lowered, and the image density is lowered.
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。 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.
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。 For example, in the case of using an emulsion aggregation method, a method of preliminarily aggregating the magnetic material and introducing it into the toner particles, or adding a chelating agent and/or adjusting the pH in the coalescing step can adjust the degree of agglomeration of the magnetic material. 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、該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い。より好ましくは、15.0%以上30.0%以下である。 In the cross section of the magnetic toner using a transmission electron microscope (TEM), the magnetic toner is divided by a square grid with a side of 0.8 μm. The average value is preferably 10.0% or more and 40.0% or less. More preferably, it is 15.0% or more and 30.0% or less.
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。 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.
また、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ようなシステムでもトナーの割れの発生を抑制させやすい。その結果、カブリが発生しにくく、良好な画像が得られる。 Further, even in a system such as a one-component contact development system in which a high share is applied to the toner, cracking of the toner can be easily suppressed. As a result, fog is less likely to occur, and good images can be obtained.
該占有面積率が10.0%未満の場合、磁性体の含有率が低く、着色力の低下により画像濃度が低下しやすい。一方、占有面積率が40.0%を超える場合、磁性体の含有率が高く、磁性体の分散状態によっては、トナーの脆性が低下しやすく、トナーが割れやすくなり、カブリが発生しやすくなる。 When the occupied area ratio is less than 10.0%, the content of the magnetic substance is low, and the image density tends to be lowered due to the lowering of the coloring power. On the other hand, when the occupied area ratio exceeds 40.0%, the content of the magnetic material is high, and depending on the dispersion state of the magnetic material, the brittleness of the toner tends to decrease, the toner tends to crack, and fogging tends to occur. .
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。 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.
一般的に、磁性体を含有するトナーにおいて磁性体がトナー粒子間でより均一に含有されることが好ましい。磁性体の含有率が異なるトナー粒子が存在する場合、帯電性、磁気性能が異なることになる。その場合、特に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、トナーごとに現像時の挙動に差が出る可能性があり、結果として濃度低下など画像不良を起こす可能性がある。 Generally, in a toner containing a magnetic substance, it is preferable that the magnetic substance is more uniformly contained among toner particles. If there are toner particles with different magnetic substance contents, the chargeability and magnetic performance will be different. In that case, especially in a system with magnetic transport or a system in which development is performed by controlling the chargeability and magnetic performance of the toner, there is a possibility that the behavior during development will differ depending on the toner, resulting in image defects such as a decrease in density. can cause
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。 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.
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偏り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。 On the other hand, the luminance dispersion value of toner is an index for determining how much luminance is uneven among toner particles 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.
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、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。 The inventors of the present invention have investigated controlling the content ratio of the magnetic substance between the magnetic toner particles. found that it is possible to obtain
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以下の範囲における輝度分散値の変動係数をCV2(%)としたとき、
該CV1及び該CV2が、下記式(1)の関係を満たすことが好ましい。
CV2/CV1≦1.00 (1)
該CV2/CV1は、0.70以上0.95以下であることがより好ましい。
Dn (μm) is the number average particle diameter of the magnetic toner,
CV1 (%) is the coefficient of variation of the brightness dispersion value of the magnetic toner in the range of Dn−0.500 or more and Dn+0.500 or less,
When CV2 (%) is the coefficient of variation of the luminance dispersion value of the magnetic toner in the range of Dn-1.500 or more and Dn-0.500 or less,
Said CV1 and said CV2 preferably satisfy the relationship of the following formula (1).
CV2/CV1≤1.00 (1)
The CV2/CV1 is more preferably 0.70 or more and 0.95 or less.
CV2/CV1が上記範囲にある場合、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やすく、多数の画像出力を行う場合でも現像性が良好となりやすい。 When CV2/CV1 is within the above range, the content of the magnetic material 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 easily suppressed, and developability tends to be good even when a large number of images are output.
該CV2/CV1は磁性体の粒径や、トナーの製造における製造条件によって調整することができる。 The CV2/CV1 can be adjusted by the particle size of the magnetic material and the production conditions in the production of the toner.
該CV1は4.00%以下であることが好ましく、3.50%以下であることがより好ましい。 The CV1 is preferably 4.00% or less, more preferably 3.50% or less.
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。 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.
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 can be adjusted by controlling the dispersion state of the magnetic material during the production of the toner particles.
該磁性トナーの該Dnにおける平均輝度は、30.0以上60.0以下であることが好ましく、35.0以上50.0以下であることがより好ましい。 The average luminance of the magnetic toner at the Dn is preferably 30.0 or more and 60.0 or less, more preferably 35.0 or more and 50.0 or less.
該平均輝度が上記範囲にある場合、磁性体の含有量が適切であり、良好な着色力を示すと同時に、トナーの割れを防止しやすく、カブリの発生をより抑制することができる。 When the average luminance is within the above range, the content of the magnetic material is appropriate, and at the same time good coloring power is exhibited, cracking of the toner can be easily prevented, and the occurrence of fogging can be further suppressed.
該平均輝度は、磁性体の含有量を調整することで上記範囲に調整することができる。 The average brightness can be adjusted within the above range by adjusting the content of the magnetic material.
上述のように、無機微粒子による磁性トナー粒子表面の被覆率Aを特定の範囲にすることで部材への付着力を低減できる。そこで、無機微粒子の被覆率と部材との付着力について検証した。 As described above, the adhesive force to the member can be reduced by setting the coverage A of the magnetic toner particle surfaces with the inorganic fine particles within a specific range. Therefore, the coating ratio of the inorganic fine particles and the adhesion to the member were verified.
磁性トナーの被覆率と部材との付着力の関係を、シリカ微粒子による被覆率を変えた球形ポリスチレン粒子とアルミ基板との静止摩擦係数を測定することで間接的に推測した。具体的には、シリカ微粒子による被覆率(走査型電子顕微鏡による観察から求めた被覆率)を変えた球形ポリスチレン粒子(重量平均粒径(D4)=7.5μm)を用い、被覆率と静止摩擦係数の関係を求めた。 The relationship between the magnetic toner coverage and the adhesive force to the member was indirectly estimated by measuring the static friction coefficient between the spherical polystyrene particles with different silica fine particle coverage and the aluminum substrate. Specifically, using spherical polystyrene particles (weight average particle diameter (D4) = 7.5 μm) with different silica fine particle coverage (coverage obtained from scanning electron microscope observation), the coverage and static friction A coefficient relationship was obtained.
より具体的には、アルミ基板上に、シリカ微粒子を添加した球形ポリスチレン粒子を押圧する。押圧を変化させながら基板に左右に動かし、その際の応力から静止摩擦係数を算出した。これを被覆率の異なる球形ポリスチレン粒子毎に行い、得られた被覆率と静止摩擦係数の関係を図5に示す。 More specifically, spherical polystyrene particles containing fine silica particles are pressed onto an aluminum substrate. The static friction coefficient was calculated from the stress at that time by moving the substrate left and right while changing the pressure. This is done for each spherical polystyrene particle having a different coverage, and the relationship between the obtained coverage and the coefficient of static friction is shown in FIG.
このような手法で求める静止摩擦係数は、球形ポリスチレン粒子と基板の間に働くVan der Waals力と鏡映力の総和と相関すると考えられる。グラフから明らかなように無機微粒子の被覆率が高いと静止摩擦係数が小さくなることが分かる。このことから、被覆率が高い磁性トナーは部材との付着力も小さいことが示唆される。 The coefficient of static friction determined by such a method is considered to correlate with the sum of the Van der Waals force acting between the spherical polystyrene particles and the substrate and the reflection force. As is clear from the graph, the coefficient of static friction decreases when the coating ratio of the inorganic fine particles is high. This suggests that the magnetic toner with a high coverage has a small adhesive force to the member.
ここで、被覆率Aを80.0%より大きくした場合、該磁性トナー粒子の構成としても、ワックスの作用が阻害されやすく、後端オフセットが発生しやすい。 Here, if the coverage A is greater than 80.0%, the action of the wax is likely to be inhibited even in the configuration of the magnetic toner particles, and trailing edge offset is likely to occur.
該磁性トナー粒子の表面に固着された無機微粒子による被覆率を被覆率B(%)としたとき、該被覆率Bの前記被覆率Aに対する比(以下、B/Aともいう。)が、0.50以上0.85以下であることが好ましい。より好ましくは、0.55以上0.80以下である。 When the coverage of the inorganic fine particles fixed to the surfaces of the magnetic toner particles is defined as a coverage B (%), the ratio of the coverage B to the coverage A (hereinafter also referred to as B/A) is 0. It is preferably 0.50 or more and 0.85 or less. More preferably, it is 0.55 or more and 0.80 or less.
該被覆率Aは容易に遊離しうる無機微粒子も含めた被覆率であり、被覆率Bは後述の遊離操作によっては遊離しない、磁性トナー粒子表面に固着された無機微粒子によるものを示す。被覆率Bで表される無機微粒子は、磁性トナー粒子表面に半埋没状態で固着されており、現像スリーブ上や静電潜像担持体上で、磁性トナーがシェアを受けても、移動することがないと考えられる。 The coverage A is the coverage including inorganic fine particles that can be easily liberated, and the coverage B indicates the inorganic fine particles adhered to the surface of the magnetic toner particles that are not liberated by the later-described liberation operation. The inorganic fine particles represented by the coverage B are fixed to the surfaces of the magnetic toner particles in a semi-buried state, and do not move on the developing sleeve or on the electrostatic latent image carrier even if the magnetic toner receives a share. It is thought that there is no
一方、被覆率Aで表わされる無機微粒子は、上記固着された無機微粒子と、さらにその上層に存在する、比較的自由度の高い無機微粒子も含む。 On the other hand, the inorganic fine particles represented by the coverage A include the fixed inorganic fine particles and inorganic fine particles present in the upper layer and having a relatively high degree of freedom.
上述のような、van der Waals力、及び静電付着力が低くなる効果は、磁性トナー間、磁性トナーと各部材間に存在しうる無機微粒子が影響しており、被覆率Aを高くすることがこの効果の点で特に重要であると考えられる。 The effect of lowering the van der Waals force and the electrostatic adhesion force as described above is influenced by inorganic fine particles that may exist between the magnetic toner and between the magnetic toner and each member. is considered to be particularly important in this effect.
該B/Aが上記範囲にあるということは、磁性トナー表面に固着された無機微粒子がある程度存在し、その上にさらに無機微粒子が容易に遊離しうる状態(磁性トナー粒子から離れて挙動できる状態)で、適当量存在していることを意味している。おそらく、この固着された無機微粒子に対して、遊離可能な無機微粒子が滑ることにより、ベアリングのような効果を発揮し、磁性トナー間の凝集力が大幅に低減すると考えられる。 The fact that the B/A is in the above range means that the inorganic fine particles fixed to the surface of the magnetic toner exist to some extent, and furthermore, the inorganic fine particles are in a state in which they can be easily liberated (a state in which they can move apart from the magnetic toner particles). ), which means that it exists in an appropriate amount. Presumably, the releasable inorganic fine particles slide on the fixed inorganic fine particles, exhibiting an effect like a bearing, and the cohesive force between the magnetic toner particles is greatly reduced.
本発明者らの検討の結果、上述の付着力低減効果及びベアリング効果は、無機微粒子が、個数平均一次粒子径(D1)において、50nm以下程度の比較的小さな無機微粒子であるときに最大限に得られることがわかった。よって、被覆率A及び被覆率Bを算出する際には、50nm以下の無機微粒子に着目した。 As a result of studies by the present inventors, the adhesion force reduction effect and the bearing effect described above are maximized when the inorganic fine particles are relatively small inorganic fine particles having a number average primary particle diameter (D1) of about 50 nm or less. found to be obtained. Therefore, when calculating the coverage A and the coverage B, attention was focused on inorganic fine particles of 50 nm or less.
該磁性トナーは、被覆率A、及び、B/Aを特定の範囲とすることにより、磁性トナーと各部材間の付着力を低くし、磁性トナー間の凝集力を大幅に低減することができる。 By setting the coverage ratio A and B/A within specific ranges, the magnetic toner can reduce the adhesive force between the magnetic toner and each member, and greatly reduce the cohesive force between the magnetic toner. .
その結果、定着器を通過する際の磁性トナー層が最密充填されることによる磁性トナー層の均一化により、トナーと定着部材の接触面積を増やすことができる。 As a result, the contact area between the toner and the fixing member can be increased due to the uniformity of the magnetic toner layer due to the closest packing of the magnetic toner layer when passing through the fixing device.
その上で、結着樹脂とワックスの構成の最適化によるワックスの染み出し効果と組み合わせることで、効率的なメディアへのアンカリング効果を得ることができ、上記効果を示すことができる。これにより、例えば、定着フィルムを用いた軽圧定着にラフ紙を組み合わせたような、熱伝導効率が低くなりがちな構成においても、熱伝導が不十分なトナーが生じるのを大幅に減らすことができる。 In addition, by combining the effect of exuding the wax by optimizing the composition of the binder resin and the wax, an efficient anchoring effect to the media can be obtained, and the above effect can be exhibited. As a result, it is possible to greatly reduce the occurrence of toner with insufficient heat conduction even in a configuration where the heat conduction efficiency tends to be low, such as a combination of light pressure fixing using a fixing film and rough paper. can.
被覆率A、被覆率B、及び該被覆率Bの被覆率A対する比[B/A]については後述のような方法で求めることができる。 The coverage A, the coverage B, and the ratio [B/A] of the coverage B to the coverage A can be obtained by methods described later.
また、該被覆率Aの変動係数は、10.0%以下であることが好ましく、8.0%以下であることがより好ましい。 Also, the coefficient of variation of the coverage A is preferably 10.0% or less, more preferably 8.0% or less.
変動係数が10.0%以下であるということは、磁性トナー粒子間、磁性トナー粒子内での被覆率Aが極めて均一であることを意味している。被覆率が均一であることで、トナーの帯電均一性が向上し、多数の画像出力を行った場合においても、画像濃度などの現像性が安定しやすい。また、磁性トナー表面の被覆状態が均一であるため、磁性トナー間の凝集力も低減しやすい。 A coefficient of variation of 10.0% or less means that the coverage A between the magnetic toner particles and within the magnetic toner particles is extremely uniform. The uniform coverage improves the uniformity of charging of the toner, and even when a large number of images are output, the developability such as image density tends to be stable. In addition, since the surface of the magnetic toner is evenly covered, the cohesive force between the magnetic toner particles can be easily reduced.
該変動係数を10.0%以下にするための手法は特に限定されないが、磁性トナー粒子表面に高度にシリカ微粒子などの無機酸化物微粒子を拡散させることができる、後述するような外添装置や手法を用いて調整するとよい。 The technique for reducing the coefficient of variation to 10.0% or less is not particularly limited. It is good to adjust using the method.
なお、外添剤としての無機微粒子の被覆率についてであるが、無機微粒子、磁性トナーが真球状であると仮定すると、該特許文献4などに記載の計算式で導くことは可能である。しかし、無機微粒子や磁性トナーが真球状でない場合も多く、さらに、無機微粒子が磁性トナー粒子表面で凝集した状態で存在することもあるので、これらの手法で導き出された被覆率は本発明とは関連しない。
Regarding the coverage ratio of the inorganic fine particles as the external additive, it is possible to derive the coverage by the calculation formula described in
そこで本発明者らは、磁性トナー表面の走査電子顕微鏡(SEM)観察を行い、無機微粒子が磁性トナー粒子表面を実際に覆っている被覆率を求めた。 Therefore, the present inventors observed the surface of the magnetic toner with a scanning electron microscope (SEM), and determined the coverage ratio at which the inorganic fine particles actually cover the surface of the magnetic toner particles.
一例として、体積平均粒径(Dv)が8.0μmの粉砕法による磁性トナー粒子(磁性体の含有量は43.5質量%)100質量部に、シリカ微粒子の添加量(シリカ添加部数)を変えて混合したものの理論被覆率と実際の被覆率を求めた(図4(a)、(b))。なお、シリカ微粒子としては体積平均粒径(Dv)が15nmのシリカ微粒子を用いた。また、理論被覆率を算出する際には、シリカ微粒子の真比重を2.2g/cm3、磁性トナーの真比重を1.65g/cm3とし、シリカ微粒子及び磁性トナー粒子に関しては、それぞれ粒径15nm、8.0μmの単分散の粒子とした。 As an example, 100 parts by mass of magnetic toner particles (content of magnetic substance: 43.5% by mass) produced by a pulverization method having a volume average particle diameter (Dv) of 8.0 μm is added with an amount of silica fine particles (the number of silica particles added). Theoretical coverage and the actual coverage of the mixed materials were obtained (Figs. 4(a) and 4(b)). As the silica fine particles, silica fine particles having a volume average particle diameter (Dv) of 15 nm were used. Further, when calculating the theoretical coverage, the true specific gravity of the silica fine particles is 2.2 g/cm 3 and the true specific gravity of the magnetic toner is 1.65 g/cm 3 . The particles were monodispersed with a diameter of 15 nm and 8.0 μm.
図4(a)から明らかなように、シリカ添加部数を増やしていくと理論被覆率は100%を超える。一方、実際の観察により得られる被覆率はシリカ添加部数と共に変化するが、100%を超えることはない。これは、シリカ微粒子が磁性トナー表面に一部凝集体として存在しているため、あるいは、シリカ微粒子が真球でない影響が大きい。 As is clear from FIG. 4(a), the theoretical coverage exceeds 100% as the number of parts added with silica is increased. On the other hand, the coverage obtained by actual observation varies with the number of parts of silica added, but does not exceed 100%. This is largely due to the fact that the silica fine particles partially exist as aggregates on the surface of the magnetic toner, or that the silica fine particles are not true spheres.
また、本発明者らの検討によれば、シリカ微粒子の添加量が同じであっても、外添の手法によって被覆率が変化することがわかった。すなわち、無機微粒子の添加量から一義に被覆率を求めることは不可能である(図4(b)参照)。なお、外添条件Aは図3(a)の装置を用い、1.0W/g、処理時間5分の条件で混合したものである。外添条件Bは、FMミキサFM10C(日本コークス工業株式会社製)を用い、4000rpm、処理時間2分の条件で混合したものである。 Further, according to the study of the present inventors, it was found that even if the amount of silica fine particles added is the same, the coverage varies depending on the method of external addition. In other words, it is impossible to determine the coverage unequivocally from the amount of inorganic fine particles added (see FIG. 4(b)). In addition, the external addition condition A is obtained by mixing under the conditions of 1.0 W/g and a processing time of 5 minutes using the apparatus shown in FIG. External addition condition B is to mix at 4000 rpm for 2 minutes using an FM mixer FM10C (manufactured by Nippon Coke Kogyo Co., Ltd.).
このような理由から、本発明者らは磁性トナー表面のSEM観察により得られる無機微粒子の被覆率を用いた。 For this reason, the present inventors used the inorganic fine particle coverage obtained by SEM observation of the magnetic toner surface.
該ワックスとしては、公知の材料を用いるとよい。該ワックスの具体例として以下のものが挙げられる。 A known material may be used as the wax. Specific examples of the wax include the following.
低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプッシュワックス、パラフィンワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックス;酸化ポリエチレンワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物、又はそれらのブロック共重合物;カルナバワックス、モンタン酸エステルワックスなどの脂肪酸エステルを主成分とするワックス類、及び脱酸カルナバワックスなどの脂肪酸エステル類を一部又は全部を脱酸化したもの;パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸などの飽和直鎖脂肪酸類;ブラシジン酸、エレオステアリン酸、パリナリン酸などの不飽和脂肪酸類;ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコールなどの飽和アルコール類;ソルビトールなどの多価アルコール類;リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドなどの脂肪酸アミド類;メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミドなどの飽和脂肪酸ビスアミド類;エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’ジオレイルセバシン酸アミドなどの不飽和脂肪酸アミド類;m-キシレンビスステアリン酸アミド、N,N’ジステアリルイソフタル酸アミドなどの芳香族系ビスアミド類;ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなどの脂肪族金属塩(一般に金属石けんといわれているもの);脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸などのビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス類;ベヘニン酸モノグリセリドなどの脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物;植物性油脂の水素添加などによって得られるヒドロキシ基を有するメチルエステル化合物など。 Aliphatic hydrocarbon waxes such as low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, microcrystalline wax, Fischer-Tropsch wax and paraffin wax; oxides of aliphatic hydrocarbon waxes such as oxidized polyethylene wax, or block copolymers thereof Waxes mainly composed of fatty acid esters such as carnauba wax and montan acid ester wax, and partially or wholly deoxidized fatty acid esters such as deoxidized carnauba wax; Palmitic acid, stearic acid, montanic acid, etc. unsaturated fatty acids such as brassic acid, eleostearic acid and parinaric acid; saturated alcohols such as stearyl alcohol, aralkyl alcohol, behenyl alcohol, carnauvyl alcohol, ceryl alcohol and mericyl alcohol; sorbitol polyhydric alcohols such as; fatty acid amides such as linoleic acid amide, oleic acid amide, and lauric acid amide; Saturated fatty acid bisamides; unsaturated fatty acid amides such as ethylenebisoleic acid amide, hexamethylenebisoleic acid amide, N,N'dioleyladipic acid amide, N,N'dioleylsebacic acid amide; m-xylene bisstearin aromatic bisamides such as acid amides and N,N' distearyl isophthalic acid amides; aliphatic metal salts such as calcium stearate, calcium laurate, zinc stearate and magnesium stearate (generally called metal soaps); Waxes obtained by grafting vinylic monomers such as styrene and acrylic acid to aliphatic hydrocarbon waxes; partially esterified products of fatty acids and polyhydric alcohols such as behenic acid monoglyceride; obtained by hydrogenating vegetable oils and fats. Such as a methyl ester compound having a hydroxy group that can be
これらの中でも、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスなどの炭化水素ワックスが好ましい。該ワックスが炭化水素ワックスを含有することで、結着樹脂への相溶を抑制することが比較的容易になる。その結果、定着部材に対する離型効果が向上し、後端オフセットを抑制しやすい。 Among these, hydrocarbon waxes such as paraffin wax and Fischer-Tropsch wax are preferred. When the wax contains a hydrocarbon wax, it becomes relatively easy to suppress compatibility with the binder resin. As a result, the release effect on the fixing member is improved, and it is easy to suppress trailing edge offset.
該ワックスの含有量は、結着樹脂100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25.0質量部以下であることがより好ましい。 The content of the wax is preferably 1.0 parts by mass or more and 30.0 parts by mass or less, and 3.0 parts by mass or more and 25.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder resin. is more preferred.
また、ワックスの総量に対する炭化水素ワックスの含有割合は、35質量%以上100質量%以下であることが好ましい。 Also, the content of the hydrocarbon wax with respect to the total amount of wax is preferably 35% by mass or more and 100% by mass or less.
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さらに向上させることができる。 By adjusting the wax content within the above range, the releasability of the toner particles can be further improved.
該ワックスの示差走査熱量測定(DSC)で測定される最大吸熱ピークのピーク温度は、60℃以上120℃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。 The peak temperature of the maximum endothermic peak measured by differential scanning calorimetry (DSC) of the wax is preferably 60°C or higher and 120°C or lower, more preferably 60°C or higher and 90°C or lower.
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100nm以上500nm以下である。また、該ドメインの個数平均径は200nm以上500nm以下であることが好ましい。 The wax forms domains inside the magnetic toner particles, and the number average diameter of the domains is 100 nm or more and 500 nm or less. Moreover, the number average diameter of the domains is preferably 200 nm or more and 500 nm or less.
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。 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.
トナーの定着工程において、後端オフセットの発生を効果的に抑制させるための一因子として、定着部材への付着力を低減させることが挙げられる。 One factor for effectively suppressing the occurrence of trailing edge offset in the toner fixing step is to reduce the adhesive force to the fixing member.
本発明者らの検討の結果、トナー粒子が変形する際に、ドメインの個数平均径が上記範囲であることで、ワックスの押し出し効果を最大限発揮しうることを見出した。 As a result of studies by the present inventors, it has been found that when the toner particles are deformed, the number-average domain diameter of the domains is within the above range, thereby maximizing the effect of extruding the wax.
ドメインの個数平均径が100nm未満の場合、ワックスの結晶構造が脆弱になる。特に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、トナーへ長時間のシェアがかかることによりワックスの一部の結晶構造が崩壊し、ワックスは溶融した状態になる。その結果、トナー粒子表面にワックスが染み出して、現像スジのような画像不良が発生する。 When the number average diameter of the domains is less than 100 nm, the crystal structure of the wax becomes fragile. In particular, in a system such as a one-component contact development system in which a high shear is required, the crystal structure of a part of the wax collapses due to long-term shearing of the toner, and the wax is melted. As a result, the wax seeps out onto the surface of the toner particles, causing image defects such as development streaks.
一方、ドメインの個数平均径が500nmを超える場合、トナー変形時のワックスの押し出し速度が低下しやすく、定着部材に対する離型効果が得られにくい。 On the other hand, when the number average diameter of the domains exceeds 500 nm, the extruding speed of the wax tends to decrease when the toner is deformed, making it difficult to obtain the release effect from the fixing member.
すなわち、ドメインの個数平均径を上記範囲にすることにより、シェアがかかったときのワックスの染み出しを抑制しつつ、熱がかかりトナーが変形したときのワックスの押し出しを促進することを両立させることができる。 That is, by setting the number average diameter of the domains within the above range, it is possible to suppress exudation of the wax when shear is applied, and promote extrusion of the wax when the toner is deformed by heat. can be done.
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 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. .
また、CV3を40.0%以上80.0%以下に調整した場合、該ドメインの個数平均径を上記範囲へ調整しやすくなる。 Further, when CV3 is adjusted to 40.0% or more and 80.0% or less, it becomes easy to adjust the number average diameter of the domains to the above range.
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、該Wsが1.5%以上18.0%以下であることが好ましい。より好ましくは、2.0%以上15.0%以下である。 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. The following are preferable. More preferably, it is 2.0% or more and 15.0% or less.
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。 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.
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。 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.
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。 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、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い。より好ましくは、3.0以上8.0以下であることがより好ましい。 In the cross section of the magnetic toner particles observed with a transmission electron microscope, the ratio of Wc to Ws (Wc /Ws) is preferably 2.0 or more and 10.0 or less. More preferably, it is 3.0 or more and 8.0 or less.
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。 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.
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。 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.
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。 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.
該磁性トナーの結着樹脂は、スチレン系樹脂を含有する。 The binder resin of the magnetic toner contains a styrene resin.
また、該磁性トナーのテトラヒドロフラン(THF)可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定される、メインピークのピーク分子量(Mp)が、5000以上12000以下である。また、該メインピークのピーク分子量(Mp)は、6000以上11000以下であることが好ましい。 Further, the peak molecular weight (Mp) of the main peak measured by gel permeation chromatography (GPC) of the tetrahydrofuran (THF) soluble portion of the magnetic toner is 5000 or more and 12000 or less. Moreover, the peak molecular weight (Mp) of the main peak is preferably 6,000 or more and 11,000 or less.
該樹脂構成とし、かつ、該ピーク分子量(Mp)を上記範囲にすることで、樹脂の変形性とワックスの染み出し効果を顕著に向上させることができる。その結果、磁性トナーの定着部材からの離型性が向上し、相対的に紙への接着性(アンカリング効果)が増加することで、後端オフセットの発生を抑制することができる。 By setting the resin structure and the peak molecular weight (Mp) in the above range, the deformability of the resin and the exuding effect of the wax can be significantly improved. As a result, the releasability of the magnetic toner from the fixing member is improved, and the adhesiveness to paper (anchoring effect) is relatively increased, thereby suppressing the occurrence of trailing edge offset.
該ピーク分子量(Mp)を、5000以上12000以下という比較的低めの分子量に制御することで、熱による磁性トナーの変形性を増すことができる。 By controlling the peak molecular weight (Mp) to a relatively low molecular weight of 5,000 or more and 12,000 or less, the thermal deformability of the magnetic toner can be increased.
該ピーク分子量(Mp)は、下記のスチレン樹脂を形成するモノマーの種類を適宜選択したり、重合開始剤の量を適宜調整したりすることにより上記範囲に制御することが可能である。 The peak molecular weight (Mp) can be controlled within the above range by appropriately selecting the type of monomer forming the styrene resin described below and by appropriately adjusting the amount of the polymerization initiator.
該スチレン系樹脂は、ポリマー中にスチレン由来のモノマーユニットを有する樹脂である。例えば、スチレンと他のモノマーと共重合体が挙げられる。 The styrenic resin is a resin having a styrene-derived monomer unit in the polymer. Examples include styrene and other monomers and copolymers.
スチレン系樹脂の製造に使用可能なモノマーとしては、スチレン以外に以下のモノマーが挙げられる。 Monomers that can be used for the production of styrenic resins include the following monomers in addition to styrene.
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、1,6-ヘキサジエン及び1,7-オクタジエン。
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, 1,6-hexadiene and 1,7-octadiene.
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。
Cycloaliphatic vinyl hydrocarbons: mono- or di-cycloalkenes and alkadienes, such as cyclohexene, cyclopentadiene, vinylcyclohexene, ethylidenebicycloheptene;
Terpenes such as pinene, limonene, indene.
芳香族ビニル炭化水素:スチレン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。 Aromatic vinyl hydrocarbons: hydrocarbyl (alkyl, cycloalkyl, aralkyl and/or alkenyl) substituted styrene, e.g. α-methylstyrene, vinyltoluene, 2,4-dimethylstyrene, ethylstyrene, isopropylstyrene, butyl styrene, phenylstyrene, cyclohexylstyrene, benzylstyrene, crotylbenzene, divinylbenzene, divinyltoluene, divinylxylene, trivinylbenzene; and vinylnaphthalene.
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。 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.
ビニルエステル、例えば、酢酸ビニル、ビニルブチレート、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。)、ポリアリロキシアルカン類(ジアリロキシエタン、トリアリロキシエタン、テトラアリロキシエタン、テトラアリロキシプロパン、テトラアリロキシブタン、テトラメタアリロキシエタン)、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)。 vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl butyrate, 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) having an alkyl group (linear or branched) having 1 to 22 carbon atoms , 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 (dialkyl maleate, two alkyl groups are linear, branched or alicyclic groups having 2 to 8 carbon atoms), polyaryloxyalkanes (diaryl oxyethane, triaryloxyethane, tetraallyloxyethane, tetraallyloxypropane, tetraallyloxybutane, tetramethallyloxyethane), vinyl-based 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 acrylate, methyl alcohol ethylene Oxide 10 mol adduct methacrylate, Lauryl alcohol EO 30 mol adduct acrylate, Lauryl alcohol EO 30 mol adduct methacrylate rate), polyacrylates and polymethacrylates (polyacrylates and polymethacrylates of polyhydric alcohols: ethylene glycol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, propylene glycol diacrylate, propylene glycol dimethacrylate, neopentyl glycol diacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, polyethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate).
これらの中でも、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などが好ましい。 Among these, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, propyl acrylate, propyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate and the like are preferred.
また、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も用いることができる。 Carboxy group-containing vinyl esters: for example, carboxyalkyl acrylate having an alkyl chain of 3 to 20 carbon atoms and carboxyalkyl methacrylate having an alkyl chain of 3 to 20 carbon atoms can also be used.
これらの中でも、β-カルボキシエチルアクリレートが好ましい。 Among these, β-carboxyethyl acrylate is preferred.
該スチレン系樹脂は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用したものでもよい。2種類以上を併用する際は、化学的に結合した複合樹脂の形態でもよい。 The styrenic resin may be used singly or in combination of two or more. When two or more types are used together, they may be in the form of a composite resin that is chemically bonded.
該スチレン系樹脂のピーク分子量は、5000以上12000以下であることが好ましく、7000以上10000以下であることがより好ましい。 The peak molecular weight of the styrene resin is preferably from 5,000 to 12,000, more preferably from 7,000 to 10,000.
結着樹脂は、該スチレン系樹脂以外にも、公知のトナー用の樹脂を含有させることができる。 The binder resin may contain a known toner resin in addition to the styrene resin.
結着樹脂中の該スチレン系樹脂の含有量は、70質量%以上100質量%以下であることが好ましく、85質量%以上100質量%以下であることがより好ましい。 The content of the styrene resin in the binder resin is preferably 70% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 85% by mass or more and 100% by mass or less.
結着樹脂のガラス転移温度(Tg)は、定着性の観点から、40.0℃以上120.0℃以下であることが好ましい。 The glass transition temperature (Tg) of the binder resin is preferably 40.0° C. or higher and 120.0° C. or lower from the viewpoint of fixability.
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。 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.
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。 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.
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。 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.
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。 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。 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.
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。 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.
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。 If the content of the magnetic material is within the above range, the magnetic attractive force with the magnet roll in the developing sleeve will be appropriate.
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。 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。 The magnetic material can be produced, for example, by the following method.
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。 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. .
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、混合液の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。 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 it is better not to make the pH of the mixed solution less than 5. A magnetic material can be obtained by filtering, washing, and drying the magnetic material thus obtained by a conventional method.
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。 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。 The magnetic toner particles may contain charge control agents. The magnetic toner is preferably negatively charged toner.
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。 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.
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。 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.).
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。 The charge control agent can be used alone or in combination of two or more.
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質量部以下であることがより好ましい。 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. .0 parts by mass or less 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。 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.
乳化凝集法を用いた場合、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などを上記範囲に容易に制御することができる。 When the emulsion aggregation method is used, the coefficient of variation of the occupied area ratio of the magnetic substance, the number average diameter of the wax domains, and the like can be easily controlled within the above ranges.
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。
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。
(a) Step of Preparing Fine Particle Dispersion Liquid The fine particle dispersion liquid is obtained by dispersing 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.
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。
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。
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 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.
The method for preparing the fine particle dispersion can be appropriately selected according to the type of dispersoid.
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)を中和する。その後、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。 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, and the organic continuous phase (O phase) is neutralized. After that, by adding an aqueous medium (W phase), the resin is converted from W/O to O/W (so-called phase inversion) to form a discontinuous phase and dispersed in the aqueous medium in the form of particles. The method.
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 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。 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.
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、0.01μm以上1μm以下であることが好ましい。より好ましくは、0.08μm以上0.8μm以下であり、さらに好ましくは、0.1μm以上0.6μm以下である。 The number average particle diameter of the dispersoids of the fine particle dispersion is preferably 0.01 μm or more and 1 μm or less from the viewpoint of control of aggregation rate and simplicity of coalescence. It is more preferably 0.08 μm or more and 0.8 μm or less, and still more preferably 0.1 μm or more and 0.6 μm or less.
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。 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。
(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.
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、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。
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 calcium chloride, calcium nitrate, barium chloride, magnesium chloride, zinc chloride, aluminum chloride and aluminum sulfate, and
Inorganic metal salt polymers such as polyaluminum chloride, polyaluminum hydroxide, and calcium polysulfide are included.
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質量部以下であることがより好ましい。 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 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 3.0 parts by mass or less 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。
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。
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.
Aggregation is preferably stopped when the aggregated particles reach the target particle size.
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 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剤を混合し、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, a fine particle dispersant is mixed, and then (b) a step of forming aggregated particles, and (c) a melting and coalescing step 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. From the viewpoint of productivity, the solid-liquid separation step may be performed by suction filtration, pressure filtration, or the like. 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.
該磁性トナーは、磁性トナー粒子の表面に存在する無機微粒子を含有する。
該無機微粒子としては、シリカ微粒子、チタニア微粒子、及びアルミナ微粒子が挙げられ、それら微粒子表面に疎水化処理を施したものも好適に用いることができる。
The magnetic toner contains inorganic fine particles present on the surface of the magnetic toner particles.
Examples of the inorganic fine particles include silica fine particles, titania fine particles, and alumina fine particles, and fine particles obtained by subjecting the surface of these fine particles to a hydrophobic treatment can also be suitably used.
また、該無機微粒子が、シリカ微粒子、チタニア微粒子、及びアルミナ微粒子からなる群より選ばれた少なくとも一つの無機酸化物微粒子を含有し、該無機酸化物微粒子中の85質量%以上がシリカ微粒子である。また、該無機酸化物微粒子中の90質量%以上がシリカ微粒子であることが好ましい。 Further, the inorganic fine particles contain at least one inorganic oxide fine particle selected from the group consisting of silica fine particles, titania fine particles, and alumina fine particles, and 85% by mass or more of the inorganic oxide fine particles are silica fine particles. . Moreover, it is preferable that 90% by mass or more of the inorganic oxide fine particles are silica fine particles.
これは、帯電性付与及び流動性付与の点で、シリカ微粒子が最もバランスが優れているだけでなく、トナー粒子間の凝集力低減の点でも優れているためである。 This is because silica fine particles not only have the best balance in terms of imparting chargeability and fluidity, but also excel in terms of reducing the cohesive force between toner particles.
トナー粒子間の凝集力低減の観点でシリカ微粒子が優れている理由については定かではないが、おそらくシリカ微粒子同士の滑り性の点で、前述したようなベアリング効果が大きく作用するためであると推測している。 It is not clear why silica fine particles are superior in terms of reducing the cohesive force between toner particles, but it is presumed that the above-mentioned bearing effect has a large effect on the slippage between silica fine particles. doing.
一方、該磁性トナー粒子表面に固着された無機微粒子はシリカ微粒子が主成分であることが好ましい。具体的には、磁性トナー粒子表面に固着された無機微粒子は、シリカ微粒子、チタニア微粒子、及びアルミナ微粒子からなる群より選ばれた少なくとも一つの無機酸化物微粒子を含有し、該無機酸化物微粒子中の80質量%以上がシリカ微粒子であることが好ましい。より好ましくは90質量%以上がシリカ微粒子である。 On the other hand, it is preferable that the inorganic fine particles adhered to the surfaces of the magnetic toner particles are mainly composed of silica fine particles. Specifically, the inorganic fine particles fixed to the surfaces of the magnetic toner particles contain at least one inorganic oxide fine particle selected from the group consisting of silica fine particles, titania fine particles, and alumina fine particles. 80% by mass or more of is preferably silica fine particles. More preferably, 90% by mass or more is fine silica particles.
これは、上記と同様の理由であると推察しており、帯電性付与及び流動性付与の点でシリカ微粒子が最も優れており、これにより磁性トナーの帯電の立ち上がりが素早くなる。その結果、高い画像濃度を得ることができる。 The reason for this is presumed to be the same as the above. Silica fine particles are the most excellent in terms of imparting chargeability and fluidity, which makes the charging of the magnetic toner quicker. As a result, high image density can be obtained.
ここで、磁性トナー粒子表面に存在する無機酸化物微粒子中の85質量%以上をシリカ微粒子とし、磁性トナー粒子表面に固着された無機酸化物粒子中の80質量%以上をシリカ微粒子とするには、無機微粒子添加の量やタイミングを調整すればよい。
また、後述する無機微粒子の定量方法により、その存在量を確認することが可能である。
Here, in order to make 85 mass % or more of the inorganic oxide fine particles present on the magnetic toner particle surfaces to be the silica fine particles and 80 mass % or more of the inorganic oxide particles fixed to the magnetic toner particle surfaces be the silica fine particles. , the amount and timing of addition of the inorganic fine particles may be adjusted.
In addition, it is possible to confirm the amount of existence by the method of quantifying the inorganic fine particles, which will be described later.
該無機微粒子の一次粒子の個数平均粒径は、5nm以上50nm以下であることが好ましく、10nm以上35nm以下であることがより好ましい。 The number average particle size of the primary particles of the inorganic fine particles is preferably 5 nm or more and 50 nm or less, more preferably 10 nm or more and 35 nm or less.
無機微粒子の一次粒子の個数平均粒径が上記範囲であることにより、被覆率A、B/A、及び被覆率Aの変動係数を上記適切な範囲に制御しやすく、前述の付着力低減やベアリング効果が得られやすくなる。 When the number average particle diameter of the primary particles of the inorganic fine particles is within the above range, the coverage ratios A, B/A, and the coefficient of variation of the coverage ratio A can be easily controlled within the above appropriate ranges. Easier to get the effect.
該無機微粒子は、疎水化処理を施したものであることが好ましく、メタノール滴定試験によって測定された疎水化度が40%以上、より好ましくは50%以上となるように疎水化処理を施したものである。 The inorganic fine particles are preferably subjected to a hydrophobic treatment, and the hydrophobic treatment is performed so that the degree of hydrophobicity measured by a methanol titration test is 40% or more, more preferably 50% or more. is.
該疎水化処理の方法としては、有機ケイ素化合物、シリコーンオイル、長鎖脂肪酸などで処理する方法が挙げられる。 Examples of the hydrophobizing method include a method of treating with an organic silicon compound, silicone oil, long-chain fatty acid, or the like.
該有機ケイ素化合物としては、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、トリメチルクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサンなどが挙げられる。これらは一種又は二種以上の混合物で用いられる。 Examples of the organosilicon compound include hexamethyldisilazane, trimethylsilane, trimethylethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, trimethylchlorosilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, dimethylethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, hexamethyl and disiloxane. These are used singly or as a mixture of two or more.
該シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、α-メチルスチレン変性シリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイルなどが挙げられる。 Examples of the silicone oil include dimethylsilicone oil, methylphenylsilicone oil, α-methylstyrene-modified silicone oil, chlorophenylsilicone oil, and fluorine-modified silicone oil.
該長鎖脂肪酸としては、炭素数10~22の脂肪酸を好適に用いることができ、直鎖脂肪酸であっても、分岐脂肪酸であってもよい。また、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸のいずれも用いることが可能である。 As the long-chain fatty acid, a fatty acid having 10 to 22 carbon atoms can be preferably used, and may be a straight-chain fatty acid or a branched fatty acid. Both saturated fatty acids and unsaturated fatty acids can be used.
これらのうち、炭素数10~22の直鎖の飽和脂肪酸は無機微粒子表面を均一に処理しやすく、好ましい。 Among these, straight-chain saturated fatty acids having 10 to 22 carbon atoms are preferable because they facilitate uniform treatment of the surfaces of inorganic fine particles.
該直鎖の飽和脂肪酸としては、カプリン酸、ラウリン酸、ミルスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸などが挙げられる。 The linear saturated fatty acids include capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, and behenic acid.
該無機微粒子の中でも、シリカ微粒子はシリコーンオイルにより処理されたものが好ましく、より好ましくは、シリカ微粒子を有機ケイ素化合物とシリコーンオイルにより処理されたものが疎水化度を好適に制御でき、好ましい。 Among the inorganic fine particles, silica fine particles are preferably treated with silicone oil, and more preferably silica fine particles are treated with an organic silicon compound and silicone oil because the degree of hydrophobicity can be suitably controlled.
シリカ微粒子をシリコーンオイルで処理する方法としては、例えば、有機ケイ素化合物で処理された無機微粒子とシリコーンオイルとをFMミキサなどの混合機を用いて直接混合する方法や、無機微粒子にシリコーンオイルを噴霧する方法が挙げられる。又は、適当な溶剤にシリコーンオイルを溶解又は分散させた後、無機微粒子を加えて混合し、溶剤を除去する方法でもよい。 Examples of the method of treating silica fine particles with silicone oil include a method of directly mixing inorganic fine particles treated with an organic silicon compound and silicone oil using a mixer such as an FM mixer, and a method of spraying silicone oil onto inorganic fine particles. method. Alternatively, a method of dissolving or dispersing the silicone oil in a suitable solvent, adding and mixing the inorganic fine particles, and removing the solvent may also be used.
シリコーンオイルの処理量は、良好な疎水性を得るために、シリカ微粒子100質量部に対して、1質量部以上40質量部以下であることが好ましく、3質量部以上35質量部以下であることがより好ましい。 In order to obtain good hydrophobicity, the treatment amount of silicone oil is preferably 1 part by mass or more and 40 parts by mass or less, and 3 parts by mass or more and 35 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of silica fine particles. is more preferred.
磁性トナーに良好な流動性を付与させる観点から、該無機微粒子の窒素吸着によるBET法で測定された比表面積(BET比表面積)は、20m2/g以上350m2/g以下であることが好ましい。より好ましくは、25m2/g以上300m2/g以下である。 From the viewpoint of imparting good fluidity to the magnetic toner, the specific surface area (BET specific surface area) of the inorganic fine particles measured by the BET method by nitrogen adsorption is preferably 20 m 2 /g or more and 350 m 2 /g or less. . More preferably, it is 25 m 2 /g or more and 300 m 2 /g or less.
該窒素吸着によるBET法で測定された比表面積(BET比表面積)は、JIS Z8830(2001年)に準じて測定するとよい。 The specific surface area (BET specific surface area) measured by the BET method by nitrogen adsorption is preferably measured according to JIS Z8830 (2001).
測定装置としては、定容法によるガス吸着法を測定方式として採用している「自動比表面積・細孔分布測定装置 TriStar3000(島津製作所社製)」を用いる。 As a measuring device, "automatic specific surface area/pore size distribution measuring device TriStar 3000 (manufactured by Shimadzu Corporation)" which adopts a gas adsorption method by a constant volume method as a measuring method is used.
ここで、シリカ微粒子の添加量は、磁性トナー粒子100質量部に対して、1.5質量部以上3.0質量部以下であることが好ましい。より好ましくは、1.5質量部以上2.6質量部以下であり、さらに好ましくは、1.8質量部以上2.6質量部以下である。 Here, the amount of silica fine particles to be added is preferably 1.5 parts by mass or more and 3.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the magnetic toner particles. It is more preferably 1.5 parts by mass or more and 2.6 parts by mass or less, and still more preferably 1.8 parts by mass or more and 2.6 parts by mass or less.
シリカ微粒子の添加量が上記範囲であることにより、被覆率A、及びB/Aを適正に制御しやすく、さらに画像濃度やカブリの点でも好ましい。 When the amount of the silica fine particles added is within the above range, the coverage ratio A and B/A can be easily controlled appropriately, and it is also preferable in terms of image density and fog.
該無機微粒子を外添混合する混合処理装置としては、公知の混合処理装置を用いることができるが、被覆率A、B/A、及び被覆率Aの変動係数を容易に制御できる点で図3(a)に示すような装置が好ましい。 As a mixing processing device for externally adding and mixing the inorganic fine particles, a known mixing processing device can be used. A device as shown in (a) is preferred.
図3(a)は、無機微粒子を外添混合する際に、用いることができる混合処理装置の一例を示す模式図である。 FIG. 3A is a schematic diagram showing an example of a mixing processing apparatus that can be used when externally adding and mixing inorganic fine particles.
該混合処理装置は、磁性トナー粒子と無機微粒子に対して、狭いクリアランス部において、シェアがかかる構成になっているために、磁性トナー粒子表面に無機微粒子を固着させやすい。 Since the mixing processing apparatus is configured such that the magnetic toner particles and the inorganic fine particles are sheared in the narrow clearance portion, the inorganic fine particles are easily adhered to the surfaces of the magnetic toner particles.
さらに、後述するように、回転体の軸方向において、磁性トナー粒子と無機微粒子が循環しやすく、固着が進む前に十分に均一混合されやすい点で、被覆率A、B/A、及び被覆率Aの変動係数を上記範囲に制御しやすい。 Furthermore, as will be described later, the magnetic toner particles and the inorganic fine particles are easily circulated in the axial direction of the rotating body, and are easily mixed sufficiently and uniformly before adhesion proceeds. It is easy to control the coefficient of variation of A within the above range.
一方、図3(b)は、該混合処理装置に使用される攪拌部材の構成の一例を示す模式図である。 On the other hand, FIG. 3(b) is a schematic diagram showing an example of the configuration of a stirring member used in the mixing processing apparatus.
以下、無機微粒子の外添混合工程について図3(a)及び(b)を用いて説明する。 The step of externally adding and mixing the inorganic fine particles will be described below with reference to FIGS.
無機微粒子を外添混合する混合処理装置は、少なくとも複数の攪拌部材3が表面に設置された回転体2と、回転体を回転駆動する駆動部8と、攪拌部材3と間隙を有して設けられた本体ケーシング1とを有する。
A mixing processing apparatus for externally adding and mixing inorganic fine particles is provided with a
本体ケーシング1の内周部と、撹拌部材3との間隙(クリアランス)は、磁性トナー粒子に均一にシェアを与え、磁性トナー粒子表面に無機微粒子を固着させやすくするために、一定かつ微小に保つとよい。
The gap (clearance) between the inner peripheral portion of the
また本装置は、本体ケーシング1の内周部の径が、回転体2の外周部の径の2倍以下である。図3(a)において、本体ケーシング1の内周部の径が、回転体2の外周部の径(回転体2から撹拌部材3を除いた胴体部の径)の1.7倍である例を示す。本体ケーシング1の内周部の径が、回転体2の外周部の径の2倍以下であると、磁性トナー粒子に力が作用する処理空間が適度に限定されるため、磁性トナー粒子に十分に衝撃力が加わるようになる。
Further, in this device, the diameter of the inner peripheral portion of the
また、該クリアランスは、本体ケーシングの大きさに応じて、調整するとよい。本体ケーシング1の内周部の径の、1%以上5%以下程度にすると、磁性トナー粒子に十分なシェアをかけることができる。具体的には、本体ケーシング1の内周部の径が130mm程度の場合は、クリアランスを2mm以上5mm以下程度とし、本体ケーシング1の内周部の径が800mm程度の場合は、10mm以上30mm以下程度とすればよい。
Also, the clearance may be adjusted according to the size of the main body casing. If the diameter is about 1% or more and 5% or less of the diameter of the inner peripheral portion of the
無機微粒子の外添混合工程は、混合処理装置を用い、駆動部8によって回転体2を回転させ、混合処理装置中に投入された磁性トナー粒子及び無機微粒子を攪拌、混合することで、磁性トナー粒子の表面に無機微粒子を外添混合処理する。
In the step of externally adding and mixing the inorganic fine particles, the magnetic toner particles and the inorganic fine particles put into the mixing processing device are stirred and mixed by rotating the
図3(b)に示すように、複数の撹拌部材3の少なくとも一部が、回転体2の回転に伴って、磁性トナー粒子及び無機微粒子を回転体の軸方向の一方向に送る送り用撹拌部材3aとして形成される。また、複数の撹拌部材3の少なくとも一部が、磁性トナー粒子及び無機微粒子を、回転体2の回転に伴って、回転体の軸方向の他方向に戻す戻し用撹拌部材3bとして形成されている。
As shown in FIG. 3(b), at least some of the plurality of stirring
ここで、図3(a)のように、原料投入口5と製品排出口6が本体ケーシング1の両端部に設けられている場合には、原料投入口5から製品排出口6へ向かう方向(図3(a)で右方向)を「送り方向」という。
Here, as shown in FIG. 3A, when the
すなわち、図3(b)に示すように、送り用撹拌部材3aの板面は送り方向(13)に磁性トナー粒子を送るように傾斜している。一方、撹拌部材3bの板面は戻り方向(12)に磁性トナー粒子及び無機微粒子を送るように傾斜している。
That is, as shown in FIG. 3B, the plate surface of the
これにより、「送り方向」への送り(13)と、「戻り方向」への送り(12)とを繰り返し行いながら、磁性トナー粒子の表面に無機微粒子の外添混合処理を行う。 As a result, while repeating feeding (13) in the "feeding direction" and feeding (12) in the "returning direction", the surfaces of the magnetic toner particles are externally added and mixed with the inorganic fine particles.
また、撹拌部材3aと3bは、回転体2の円周方向に間隔を置いて配置した複数枚の部材が一組となっている。図3(b)に示す例では、撹拌部材3a、3bが回転体2に互いに180度の間隔で2枚の部材が一組をなしているが、120度の間隔で3枚、あるいは90度の間隔で4枚、というように多数の部材を一組としてもよい。
Further, the stirring
図3(b)に示す例では、撹拌部材3aと3bは等間隔で、計12枚形成されている。さらに、図3(b)において、Dは撹拌部材の幅、dは撹拌部材の重なり部分を示す間隔を示す。磁性トナー粒子及び無機微粒子を、送り方向と戻り方向に効率よく送る観点から、図3(b)における回転体2の長さに対して、Dは20%以上30%以下程度の幅であることが好ましい。図3(b)においては、23%である例を示す。さらに撹拌部材3aと3bは撹拌部材3aの端部位置から垂直方向に延長線を引いた場合、撹拌部材3bと撹拌部材3aの重なり部分dをある程度有することが好ましい。これにより、磁性トナー粒子及び無機微粒子に効率的にシェアをかけることが可能である。Dに対するdは、10%以上30%以下であることがシェアをかける点で好ましい。
In the example shown in FIG. 3B, a total of 12 stirring
なお、羽根の形状に関しては、図3(b)に示すような形状以外にも、送り方向及び戻り方向に磁性トナー粒子及び無機微粒子を送ることができる。クリアランスを維持することができれば、曲面を有する形状や先端羽根部分が棒状アームで回転体2に結合されたパドル構造であってもよい。
As for the shape of the blade, it is possible to send the magnetic toner particles and the inorganic fine particles in the feed direction and the return direction in addition to the shape shown in FIG. 3(b). As long as the clearance can be maintained, a shape having a curved surface or a paddle structure in which the tip blade portion is coupled to the
以下、図3(a)及び図3(b)に示す装置の模式図に従って、更に詳細に説明する。図3(a)に示す装置は、少なくとも
複数の攪拌部材3が表面に設置された回転体2と、
回転体2を回転駆動する駆動部8と、
攪拌部材3と間隙を有して設けられた本体ケーシング1と、
本体ケーシング1の内側及び回転体端部側面10にあって、冷熱媒体を流すことのできるジャケット4
を有している。
A more detailed description will be given below with reference to the schematic diagrams of the apparatus shown in FIGS. 3(a) and 3(b). The apparatus shown in FIG. 3(a) includes a
a
a
A
have.
さらに、図3(a)に示す装置は、
磁性トナー粒子及び無機微粒子を導入するために、本体ケーシング1上部に形成された原料投入口5、及び
外添混合処理された磁性トナーを本体ケーシング1から外に排出するために、本体ケーシング1下部に形成された製品排出口6
を有している。
Furthermore, the device shown in FIG.
In order to introduce magnetic toner particles and inorganic fine particles, a
have.
さらに、図3(a)に示す装置は、原料投入口5内に、原料投入口用インナーピース16が挿入されており、製品排出口6内に、製品排出口用インナーピース17が挿入されている。
Further, in the apparatus shown in FIG. 3(a), an
まず、原料投入口5から原料投入口用インナーピース16を取り出し、磁性トナー粒子を原料投入口5より処理空間9に投入する。次に無機微粒子を原料投入口5より処理空間9に投入し、原料投入口用インナーピース16を挿入する。次に、駆動部8により回転体2を回転させ(11は回転方向を示す。)、上記で投入された磁性トナー粒子及び無機微粒子を、回転体2表面に複数設けられた撹拌部材3により撹拌、混合しながら外添混合処理する。
First, the raw material inlet
なお、投入する順序は、先に無機微粒子を原料投入口5より投入し、次に、磁性トナー粒子を原料投入口5より投入しても構わない。また、ヘンシェルミキサーのような混合機で予め、磁性トナー粒子と無機微粒子を混合した後、混合物を、図3(a)に示す装置の原料投入口5より投入しても構わない。
As for the order of charging, the inorganic fine particles may be charged from the raw
より具体的には、外添混合処理条件として、駆動部8の動力を、0.2W/g以上2.0W/g以下に制御することが、被覆率A、B/A、及び被覆率Aの変動係数を上記範囲に調整する観点から好ましい。また、駆動部8の動力を、0.6W/g以上1.6W/g以下に制御することが、より好ましい。
More specifically, as the external additive mixing treatment condition, the power of the
処理時間としては、特に限定されないが、好ましくは、3分以上10分以下である。 Although the treatment time is not particularly limited, it is preferably 3 minutes or more and 10 minutes or less.
外添混合時の撹拌部材の回転数については特に限定されない。図3(a)に示す装置の処理空間9の容積が2.0×10-3m3の装置において、撹拌部材3の形状を図3(b)のものとしたときの撹拌部材の回転数としては、1000rpm以上3000rpm以下であることが好ましい。該範囲に回転数を調整することで、被覆率A、B/A、及び被覆率Aの変動係数を上記範囲に調整しやすくなる。
The rotational speed of the stirring member during external mixing is not particularly limited. In the device shown in FIG. 3(a), the volume of the processing space 9 is 2.0×10 −3 m 3 , and the rotation speed of the stirring member when the shape of the stirring
さらに、外添混合処理操作の前に、プレ混合工程を持たせてもよい。プレ混合工程を入れることにより、無機微粒子が磁性トナー粒子表面上で高度に均一分散されることで、被覆率Aをより高く調整することができ、被覆率Aの変動係数をより低減させやすい。 Furthermore, a pre-mixing step may be provided before the external addition mixing treatment operation. By including the pre-mixing step, the inorganic fine particles are highly uniformly dispersed on the surface of the magnetic toner particles, so that the coverage A can be adjusted higher, and the coefficient of variation of the coverage A can be more easily reduced.
より具体的には、プレ混合処理条件として、駆動部8の動力を、0.06W/g以上0.20W/g以下とし、処理時間を0.5分以上1.5分以下とすることが好ましい。
More specifically, as pre-mixing processing conditions, the power of the
外添混合処理終了後、製品排出口6内の、製品排出口用インナーピース17を取り出し、駆動部8により回転体2を回転させ、製品排出口6から磁性トナーを排出する。得られた磁性トナーを、必要に応じて円形振動篩機等の篩機で粗粒等を分離し、磁性トナーを得るとよい。
After completion of the external additive mixing process, the
該磁性トナーには、本発明の効果に影響を与えない範囲で、該無機微粒子に加えて、一次粒子の個数平均粒径が80nm以上3μm以下の粒子を添加してもよい。該粒子としては、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;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などが挙げられる。 In addition to the inorganic fine particles, particles having a primary particle number average particle size of 80 nm or more and 3 μm or less may be added to the magnetic toner as long as the effect of the present invention is not affected. Examples of the particles include lubricants such as fluororesin powder, zinc stearate powder and polyvinylidene fluoride powder; abrasives such as cerium oxide powder, silicon carbide powder and strontium titanate powder.
該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。 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.
トナーの体積平均粒径(Dv)が上記範囲である場合、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させることができる。 When the volume average particle diameter (Dv) of the toner is within the above range, it is possible to sufficiently satisfy the reproducibility of dots while improving the handleability of the toner.
また、磁性トナーの体積平均粒径(Dv)の個数平均粒径に対する比(体積平均粒径/個数平均粒径)は、1.25未満であることが好ましい。 Also, the ratio of the volume average particle diameter (Dv) to the number average particle diameter (volume average particle diameter/number average particle diameter) of the magnetic toner is preferably less than 1.25.
該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1.000以下であることがより好ましい。 The average circularity of the magnetic toner is preferably from 0.960 to 1.000, more preferably from 0.970 to 1.000.
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、トナーの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。 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 fluidity of the toner is easily maintained. 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.
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 may be controlled by a method commonly used in the production of toner. For example, in the emulsion aggregation method, the coalescence time and the amount of surfactant 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、磁性体及びワックスを含有する磁性トナー粒子と、該磁性トナー粒子の表面に存在する無機微粒子とを含有する磁性トナーであって、
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%以下であり、
該無機微粒子が、シリカ微粒子、チタニア微粒子、及びアルミナ微粒子からなる群より選ばれた少なくとも1つの無機酸化物微粒子を含有し、該無機酸化物微粒子中の85質量%以上がシリカ微粒子であり、
該無機微粒子による該磁性トナー粒子の表面の被覆率を被覆率A(%)としたとき、該被覆率Aが、45.0%以上80.0%以下であり、
該ワックスが該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100nm以上500nm以下であり、
該結着樹脂がスチレン系樹脂を含有し、
該磁性トナーのテトラヒドロフラン可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定される、メインピークのピーク分子量が、5000以上12000以下であることを特徴とする。
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 containing magnetic toner particles containing a binder resin, a magnetic substance and wax, and inorganic fine particles present on the surfaces of the magnetic toner particles,
In a cross section of the magnetic toner using a transmission electron microscope,
a coefficient of variation CV3 of the occupied area ratio of the magnetic material when the cross section of the magnetic toner is divided by a square grid having a side of 0.8 μm is 40.0% or more and 80.0% or less;
The inorganic fine particles contain at least one inorganic oxide fine particle selected from the group consisting of silica fine particles, titania fine particles, and alumina fine particles, and 85% by mass or more of the inorganic oxide fine particles are silica fine particles,
When the surface coverage of the magnetic toner particles with the inorganic fine particles is defined as a coverage A (%), the coverage A is 45.0% or more and 80.0% or less,
the wax forms domains inside the magnetic toner particles, and the number average diameter of the domains is 100 nm or more and 500 nm or less;
The binder resin contains a styrene-based resin,
A tetrahydrofuran-soluble portion of the magnetic toner has a main peak molecular weight of 5,000 or more and 12,000 or less measured by gel permeation chromatography.
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。 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.
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。 On the other hand, as a developing method, the one-component developing method allows a smaller cartridge containing the developer than the two-component developing method using a carrier.
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。 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。 The one-component contact development system will be described in detail below with reference to the drawings.
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。 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.
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。
In FIG. 1 or 2, the electrostatic
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。
A charging member (charging roller) 46 , a transfer member (transfer roller) 50 , a
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。
Further, it is preferable that the toner regulating member (
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。 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.
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。
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。 Methods for measuring each physical property value according to the present invention are described below.
<無機微粒子の定量方法>
(1)磁性トナー中のシリカ含有量の定量(標準添加法)
磁性トナー3gを直径30mmのアルミリングに入れ、10トンの圧力でペレットを作製する。そして、波長分散型蛍光X線分析(XRF)により、ケイ素(Si)の強度を求める(Si強度-1)。なお、測定条件は使用するXRF装置で最適化されたものであればよいが、一連の強度測定はすべて同一条件で行うこととする。磁性トナーに、一次粒子の個数平均粒径が12nmのシリカ微粒子を、磁性トナーに対して1.0質量%添加して、コーヒーミルにより混合する。
<Method for quantifying inorganic fine particles>
(1) Determination of silica content in magnetic toner (standard addition method)
3 g of magnetic toner is placed in an aluminum ring with a diameter of 30 mm, and a pellet is produced under a pressure of 10 tons. Then, the intensity of silicon (Si) is determined by wavelength dispersive X-ray fluorescence spectroscopy (XRF) (Si intensity-1). The measurement conditions may be optimized for the XRF apparatus used, but a series of intensity measurements are all performed under the same conditions. 1.0% by mass of silica fine particles having a primary particle number average particle size of 12 nm is added to the magnetic toner, and mixed with a coffee mill.
この際、混合するシリカ微粒子は、一次粒子の個数平均粒径が5nm以上50nm以下のものであれば、本定量に影響なく使用することができる。 At this time, the silica fine particles to be mixed can be used without affecting the final quantification as long as the primary particles have a number average particle size of 5 nm or more and 50 nm or less.
混合後、上記と同様にペレット化したのちに、上記同様にSiの強度を求める(Si強度-2)。同様の操作を、シリカ微粒子を、磁性トナーに対して2.0質量%、3.0質量%添加混合したサンプルにおいても、Siの強度を求める(Si強度-3、Si強度-4)。Si強度-1~Si強度-4を用いて、標準添加法により磁性トナー中のシリカ含有量(質量%)を計算する。 After mixing, the mixture is pelletized in the same manner as above, and the strength of Si is determined in the same manner as above (Si strength-2). A similar operation is performed to obtain the strength of Si (Si strength-3, Si strength-4) for samples in which 2.0% by mass and 3.0% by mass of silica fine particles are added and mixed with respect to the magnetic toner. Using Si intensity-1 to Si intensity-4, the silica content (% by mass) in the magnetic toner is calculated by the standard addition method.
磁性トナー中のチタニア含有量(質量%)及び、アルミナ含有量(質量%)については、上記のシリカ含有量の定量と同様に標準添加法により定量する。すなわち、チタニア含有量(質量%)については、一次粒子の個数平均粒径が5nm以上50nm以下のチタニア微粒子を添加混合し、チタン(Ti)強度を求めることにより、定量することができる。アルミナ含有量(質量%)については、一次粒子の個数平均粒径が5nm以上50nm以下のアルミナ微粒子を添加混合し、アルミニウム(Al)強度を求めることにより、定量することができる。 The titania content (% by mass) and the alumina content (% by mass) in the magnetic toner are quantified by the standard addition method in the same manner as the above quantification of the silica content. That is, the titania content (% by mass) can be quantified by adding and mixing fine titania particles having a primary particle number average particle size of 5 nm or more and 50 nm or less and determining the titanium (Ti) strength. The alumina content (% by mass) can be quantified by adding and mixing fine alumina particles having a primary particle number average particle size of 5 nm or more and 50 nm or less and determining the aluminum (Al) strength.
(2)磁性トナーから無機微粒子の分離
磁性トナー5gを、精密天秤を用いて200mLの蓋付きポリカップに秤量し、メタノールを100mL加え、超音波分散機で5分間分散させる。ネオジム磁石により磁性トナーを引き付け、上澄み液を捨てる。メタノールによる分散と上澄みを捨てる操作を3回繰り返す。その後、10%NaOHを100mLと、「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)を数滴加え、軽く混合する。その後、24時間静置する。その後、再びネオジム磁石を用いて分離する。なお、この際にNaOHが残留しないように繰り返し蒸留水ですすぐ。回収された粒子を真空乾燥機により十分に乾燥させ、粒子Aを得る。上記操作により、外添されたシリカ微粒子は溶解、除去される。チタニア微粒子、アルミナ微粒子は10%NaOHに対して難溶解性であるため、粒子A中に残存しうる。
(2) Separation of Inorganic Fine Particles from Magnetic Toner 5 g of magnetic toner is weighed into a 200 mL plastic cup with a lid using a precision balance, 100 mL of methanol is added, and dispersed for 5 minutes with an ultrasonic disperser. Magnetic toner is attracted by a neodymium magnet and the supernatant liquid is discarded. The operation of dispersing with methanol and discarding the supernatant is repeated three times. After that, add 100 mL of 10% NaOH and "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, Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (manufactured by Kogyo Co., Ltd.) and mix gently. It is then left to stand for 24 hours. After that, they are separated again using a neodymium magnet. In addition, at this time, rinsing with distilled water is repeated so that NaOH does not remain. The collected particles are sufficiently dried with a vacuum dryer to obtain particles A. By the above operation, the externally added silica fine particles are dissolved and removed. Since titania fine particles and alumina fine particles are hardly soluble in 10% NaOH, they may remain in the particles A.
(3)粒子A中のSi強度測定
3gの粒子Aを直径30mmのアルミリングに入れ、10トンの圧力でペレットを作製し、波長分散型蛍光X線分析(XRF)により、Siの強度を求める(Si強度-5)。Si強度-5と磁性トナー中のシリカ含有量の定量で使用したSi強度-1~Si強度-4を利用して、粒子A中のシリカ含有量(質量%)を計算する。
(3) Measurement of Si intensity in particles A 3 g of particles A are placed in an aluminum ring with a diameter of 30 mm, pellets are produced under a pressure of 10 tons, and the intensity of Si is determined by wavelength dispersive X-ray fluorescence analysis (XRF). (Si intensity -5). Using Si intensity-5 and Si intensity-1 to Si intensity-4 used in the determination of the silica content in the magnetic toner, the silica content (% by mass) in the particles A is calculated.
(4)磁性トナーから磁性体の分離
5gの粒子Aに対して、100mLのテトラヒドロフランを加え、良く混合した後に超音波分散を10分間行う。磁石により磁性粒子を引き付け、上澄み液を捨てる。この作業を5回繰り返し、粒子Bを得る。この操作で、磁性体以外の樹脂などの有機成分はほぼ取り除くことができる。ただし、樹脂中のテトラヒドロフラン不溶分が残存する可能性があるため、上記操作で得られた粒子Bを800℃まで加熱して残存する有機成分を燃焼させることが好ましく、加熱後に得られた粒子Cを、磁性トナーに含有されていた磁性体と近似することができる。
(4) Separation of Magnetic Substance from Magnetic Toner To 5 g of particles A, 100 mL of tetrahydrofuran is added, mixed well, and then ultrasonically dispersed for 10 minutes. Attract the magnetic particles with a magnet and discard the supernatant. Particles B are obtained by repeating this operation five times. By this operation, almost all organic components such as resins other than the magnetic material can be removed. However, since tetrahydrofuran-insoluble matter in the resin may remain, it is preferable to heat the particles B obtained by the above operation to 800 ° C. to burn the remaining organic components, and the particles C obtained after heating can be approximated to the magnetic material contained in the magnetic toner.
粒子Cの質量を測定することにより、磁性トナー中の磁性体含有量W(質量%)とすることができる。この際、磁性体の酸化増量分を補正するために、粒子Cの質量に0.9666(Fe2O3→Fe3O4)を乗じる。 By measuring the mass of the particles C, the magnetic substance content W (% by mass) in the magnetic toner can be determined. At this time, the mass of the particle C is multiplied by 0.9666 (Fe 2 O 3 →Fe 3 O 4 ) in order to correct the oxidized increase of the magnetic material.
(5)分離した磁性体中のTi強度、Al強度の測定
磁性体中に不純物又は添加物としてTi、Alが含まれることがある。磁性体に起因するTi及びAlについては、波長分散型蛍光X線分析(XRF)のFP定量法によって、その量を検出できる。検出されたTi量、Al量を、チタニア、アルミナ換算して、磁性体中のチタニア、アルミナ含有量を算出する。
(5) Measurement of Ti Intensity and Al Intensity in Separated Magnetic Substance A magnetic substance may contain Ti and Al as impurities or additives. The amount of Ti and Al derived from the magnetic material can be detected by the FP quantification method of wavelength dispersive X-ray fluorescence spectroscopy (XRF). The detected Ti amount and Al amount are converted into titania and alumina to calculate the titania and alumina contents in the magnetic material.
上記手法により得られた、各定量値を以下の式に代入することにより、外添シリカ微粒子量、外添チタニア微粒子量、外添アルミナ微粒子量を算出する。 The amount of externally added silica fine particles, the amount of externally added titania fine particles, and the amount of externally added alumina fine particles are calculated by substituting each quantitative value obtained by the above method into the following equations.
外添シリカ微粒子量(質量%)=磁性トナー中のシリカ含有量(質量%)-粒子A中のシリカ含有量(質量%)
外添チタニア微粒子量(質量%)=磁性トナー中のチタニア含有量(質量%)-{磁性体のチタニア含有量(質量%)×磁性体含有量W/100}
外添アルミナ微粒子量(質量%)=磁性トナー中のアルミナ含有量(質量%)-{磁性体のアルミナ含有量(質量%)×磁性体含有量W/100}
(6)磁性トナー粒子表面に固着された無機微粒子において、シリカ微粒子、チタニア微粒子、及びアルミナ微粒子からなる群より選ばれる無機酸化物微粒子中のシリカ微粒子の割合の算出。
Amount of external silica fine particles (% by mass) = Silica content in magnetic toner (% by mass) - Silica content in particles A (% by mass)
Amount of externally added titania fine particles (% by mass)=Titania content in magnetic toner (% by mass)−{Titania content of magnetic material (% by mass)×Magnetic material content W/100}
Amount of externally added alumina fine particles (% by mass)=Alumina content in magnetic toner (% by mass)−{Alumina content of magnetic material (% by mass)×Magnetic material content W/100}
(6) Calculating the proportion of silica fine particles in inorganic oxide fine particles selected from the group consisting of silica fine particles, titania fine particles, and alumina fine particles, among the inorganic fine particles fixed to the surfaces of the magnetic toner particles.
後述する、被覆率Bの算出法において、「固着されていない無機微粒子の除去」操作をした後のトナーを乾燥したのち、上記(1)~(5)の方法と同様の操作を実施することにより、無機酸化物微粒子中のシリカ微粒子の割合の算出が可能である。 In the method for calculating the coverage rate B, which will be described later, after drying the toner after performing the “removal of unfixed inorganic fine particles” operation, the same operations as in the above methods (1) to (5) are performed. It is possible to calculate the proportion of silica fine particles in the inorganic oxide fine particles.
<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。
<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.
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。
As a measuring device, a precision particle size distribution measuring device "
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。 As the electrolytic aqueous solution used for measurement, a solution obtained by dissolving special grade sodium chloride in ion-exchanged water to a concentration of about 1% by mass, for example, "ISOTON II" (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) can be used.
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。 Before performing measurement and analysis, set the dedicated software as follows.
専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更画面」において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。「閾値/ノイズレベルの測定ボタン」を押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解水溶液を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。 In the "change standard measurement method (SOM) screen" of the dedicated software, set the total number of counts in control mode to 50000 particles, set the number of measurements to 1, and set the Kd value to "standard particle 10.0 μm" (Beckman Coulter Co., Ltd. (manufactured) to set the value obtained using By pressing the "threshold/noise level measurement button", the threshold and noise level are automatically set. Also, set the current to 1600 μA, the gain to 2, the electrolytic aqueous solution to ISOTON II, and put a check in the “Flush aperture tube after measurement” box.
専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定画面」において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μmから60μmまでに設定する。 In the "pulse-to-particle size conversion setting screen" of the dedicated software, set the bin interval to logarithmic particle size, the particle size bin to 256 particle size bins, and the particle size range from 2 μm to 60 μm.
具体的な測定法は以下の通りである。 A specific measuring method is as follows.
(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。
(1) About 200 mL of the electrolytic aqueous solution is placed in a 250 mL glass round-bottomed beaker exclusively for
(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。 (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)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。
(3) Prepare an ultrasonic disperser "Ultrasonic
(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。 (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)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。 (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)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。 (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)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」を体積平均粒径(Dv)とした。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。 (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). The "50% D diameter" on the "analysis/volume statistical value (arithmetic mean)" screen when graph/volume % was set using the dedicated software was taken as the volume average particle diameter (Dv). The "arithmetic diameter" on the "analysis/number statistical value (arithmetic mean)" screen when graph/number % was set on the dedicated software 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、フロー式粒子像測定装置「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。
<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.
具体的な測定方法は、以下の通りである。 A specific measuring method is as follows.
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機「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。 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 "VS-150" (manufactured by Vervoclea) with an oscillation frequency of 50 kHz and an electrical output of 150 W was used, and a predetermined amount of ion-exchanged water was placed in the water tank. , add about 2 mL of the contaminon N into this water bath.
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測定装置を用い、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測定装置に導入し、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、平均円形度を算出する。
For the measurement, the above-mentioned flow-type particle image measuring apparatus equipped with "LUCPLFLN" (
磁性トナーのDnにおける平均輝度は、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)以下の範囲に限定し、平均輝度を算出した値である。 The average brightness at Dn of the magnetic toner is obtained by dividing the equivalent circle diameter of the flow type particle image analyzer by Dn-0.500 (μm) or more and Dn+0. It is a value obtained by calculating the average luminance limited to the range of 500 (μm) or less.
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、本フロー式粒子像測定装置の円相当径を、Dn-0.500(μm)以上Dn+0.500(μm)以下の範囲に限定する。そして、輝度分散値の変動係数を計算した値である。 CV1 is obtained by measuring the number average particle diameter (Dn) of the magnetic toner in the measurement result of the luminance dispersion value, and the circle equivalent diameter of the flow type particle image measuring device is Dn-0.500 (μm) or more. The range is limited to Dn+0.500 (μm) or less. Then, it is a value obtained by calculating the variation coefficient of the brightness variance value.
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、本フロー式粒子像測定装置の円相当径を、Dn-1.500(μm)以上Dn-0.500(μm)以下の範囲に限定する。そして、輝度分散値の変動係数を計算した値である。 CV2 is obtained by measuring the number average particle diameter (Dn) of the magnetic toner in the measurement result of the luminance dispersion value, and the circle equivalent diameter of the flow type particle image measuring device is Dn-1.500 (μm) or more. Limited to Dn-0.500 (μm) or less. Then, it is a value obtained by calculating the variation coefficient of the brightness variance value.
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。 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.
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。 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.
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。 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。
<Measuring method of melting point>
The melting point of resin or wax is measured under the following conditions using a differential scanning calorimeter (DSC) Q2000 (manufactured by TA Instruments).
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。
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.
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。 Specifically, about 5 mg of a sample is precisely 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)、重量平均分子量(Mw)、及びピーク分子量(Mp)の測定方法>
樹脂及びその他材料の、数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、及びピーク分子量(Mp)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。
<Method for measuring number average molecular weight (Mn), weight average molecular weight (Mw), and peak molecular weight (Mp) of resin etc.>
The number average molecular weight (Mn), weight average molecular weight (Mw), and peak molecular weight (Mp) of resins and other materials are measured using gel permeation chromatography (GPC) as follows.
(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。
(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 more. 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.
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。 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)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。
(2) Measurement of sample Using the obtained sample solution, measure under the following conditions.
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。
Apparatus: High-speed GPC apparatus LC-GPC 150C (manufactured by Waters)
Column: 7 columns 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.
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。なお、メインピークのピーク分子量とは、得られた分子量分布において、最も大きなピークをメインピークとする。 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. The peak molecular weight of the main peak refers to the maximum peak in the obtained molecular weight distribution.
<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/散乱式粒度分布測定装置を用いて測定する。具体的には、JIS Z 8825-1(2001年)に準じて測定される。
<Method for measuring the particle diameter of the dispersion in the fine particle dispersion>
The particle size of each fine particle dispersion liquid is measured using a laser diffraction/scattering particle size distribution analyzer. Specifically, it is measured according to JIS Z 8825-1 (2001).
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。 As a measuring device, a laser diffraction/scattering particle size distribution measuring device “LA-920” (manufactured by Horiba Ltd.) is used.
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。 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)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。
(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
(9) The beaker of (7) 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 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) The fine particle dispersion liquid prepared in (10) above is immediately added to the batch-type cell little by little 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.
<透過型電子顕微鏡(TEM)を用いた磁性トナー粒子の断面の観察方法>
透過型電子顕微鏡(TEM)を用いた磁性トナー粒子の断面の観察は以下のようにして行う。
<Method for Observing Cross Section of Magnetic Toner Particle Using Transmission Electron Microscope (TEM)>
Observation of the cross section of the magnetic toner particles using a transmission electron microscope (TEM) is carried out as follows.
磁性トナーを可視光硬化性包埋樹脂(D-800、日新EM社製)に包埋し、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。 The magnetic toner was embedded in a visible light curable embedding resin (D-800, manufactured by Nisshin EM), cut to a thickness of 60 nm with an ultrasonic ultramicrotome (EM5, manufactured by Leica), and subjected to a vacuum dyeing apparatus (Filgen). company) for Ru staining.
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。 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.
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。 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.
なお、非晶性樹脂に比べ、ワックスなど結晶性を有する材料はRuによる染色が進まず、TEMによる該断面画像では白く見える。 A crystalline material such as wax is less dyed with Ru than an amorphous resin, and appears white in the TEM cross-sectional image.
<ワックスのドメインの個数平均径の算出方法>
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ともよい。
<Method for calculating number average diameter of domains of wax>
The number average diameter of the wax domains is obtained by randomly selecting 30 wax domains having a major axis of 20 nm or more in the cross-sectional image, and taking the average value of the major and minor axes as the domain diameter, and calculating the average value of the 30 domains. It is the number-average diameter of domains. It should be noted 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。
<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), the cross-sectional image is subjected to “two-gradation” processing in “color tone correction”.
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。 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.
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う。そして、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。 Furthermore, in the cross-sectional image, masking is performed leaving a region within 1.0 μm (including the boundary of 1.0 μm) from the contour of the cross-section. Then, the occupied area percentage of wax domains having a major axis of 20 nm or more in the obtained region within 1.0 μm is calculated as the occupied area percentage of wax, and this is defined as Ws.
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。 On the other hand, the occupied area percentage of wax domains having a major axis of 20 nm or more in the internal region more than 1.0 μm from the contour of the cross section is calculated as the wax occupied area percentage, and this is defined as Wc.
<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。
<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.
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。 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.
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。 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).
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。 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.
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。 The resulting tablet is cut with an ultrasonic ultramicrotome (Leica, UC7) to obtain a slice sample with a film thickness of 250 nm.
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。 An STEM image is taken of the obtained flake sample using a transmission electron microscope (JEOL, JEM2800).
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。 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.
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。 The obtained STEM image is digitized using an image processing apparatus (Nireco Corporation, LUZEX AP).
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。 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%.
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。 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.
<被覆率Aの算出方法>
被覆率Aは、日立超高分解能電界放出形走査電子顕微鏡S-4800(株式会社日立ハイテクノロジーズ)にて撮影された磁性トナー表面画像を、画像解析ソフトImage-Pro Plus ver.5.0((株)日本ローパー)により解析して算出する。S-4800の画像撮影条件は以下の通りである。
<Method for calculating coverage A>
The coverage A was obtained by analyzing a magnetic toner surface image taken with a Hitachi ultra-high-resolution field emission scanning electron microscope S-4800 (Hitachi High-Technologies Corporation) using image analysis software Image-Pro Plus ver. 5.0 (Nippon Roper Co., Ltd.). The imaging conditions for the S-4800 are as follows.
(1)試料作製
試料台(アルミニウム試料台15mm×6mm)に導電性ペーストを薄く塗り、その上に磁性トナーを吹きつける。さらにエアブローして、余分な磁性トナーを試料台から除去し十分乾燥させる。試料台を試料ホルダにセットし、試料高さゲージにより試料台高さを36mmに調節する。
(1) Sample Preparation A sample stage (aluminum sample stage 15 mm×6 mm) is thinly coated with conductive paste, and magnetic toner is sprayed thereon. Further, air blowing is performed to remove excess magnetic toner from the sample table, and the sample table is sufficiently dried. A sample stage is set on the sample holder, and the height of the sample stage is adjusted to 36 mm using the sample height gauge.
(2)S-4800観察条件設定
被覆率Aの算出は、S-4800の反射電子像観察により得られた画像を用いて行う。反射電子像は2次電子像と比べて無機微粒子のチャージアップが少ないため、被覆率Aを精度良く測定することができる。
(2) S-4800 Observation Condition Setting The coverage A is calculated using an image obtained by S-4800 backscattered electron image observation. Since the charge-up of the inorganic fine particles is less in the backscattered electron image than in the secondary electron image, the coverage A can be measured with high accuracy.
S-4800の筐体に取り付けられているアンチコンタミネーショントラップに液体窒素を溢れるまで注入し、30分間置く。S-4800の「PC-SEM」を起動し、フラッシング(電子源であるFEチップの清浄)を行う。画面上のコントロールパネルの加速電圧表示部分をクリックし、[フラッシング]ボタンを押し、フラッシング実行ダイアログを開く。フラッシング強度が2であることを確認し、実行する。フラッシングによるエミッション電流が20~40μAであることを確認する。試料ホルダをS-4800筐体の試料室に挿入する。コントロールパネル上の[原点]を押し試料ホルダを観察位置に移動させる。 The anti-contamination trap attached to the S-4800 housing is flooded with liquid nitrogen and left for 30 minutes. Start the "PC-SEM" of the S-4800 and perform flushing (cleaning of the FE chip, which is the electron source). Click the acceleration voltage display part of the control panel on the screen and press the [Flushing] button to open the flushing execution dialog. Confirm that the flushing intensity is 2 and execute. Confirm that the emission current due to flashing is 20 to 40 μA. Insert the sample holder into the sample chamber of the S-4800 housing. Press [Origin] on the control panel to move the sample holder to the observation position.
加速電圧表示部をクリックしてHV設定ダイアログを開き、加速電圧を[0.8kV]、エミッション電流を[20μA]に設定する。オペレーションパネルの[基本]のタブ内にて、信号選択を[SE]に設置し、SE検出器を[上(U)]及び[+BSE]を選択し、[+BSE]の右の選択ボックスで[L.A.100]を選択し、反射電子像で観察するモードにする。同じくオペレーションパネルの[基本]のタブ内にて、電子光学系条件ブロックのプローブ電流を[Normal]に、焦点モードを[UHR]に、WDを[3.0mm]に設定する。コントロールパネルの加速電圧表示部の[ON]ボタンを押し、加速電圧を印加する。 Click the acceleration voltage display to open the HV setting dialog, and set the acceleration voltage to [0.8 kV] and the emission current to [20 μA]. In the [Basic] tab of the operation panel, set the signal selection to [SE], select [Upper (U)] and [+BSE] for the SE detector, and select [ L. A. 100] to set the mode for observing backscattered electron images. Similarly, in the [Basic] tab of the operation panel, set the probe current in the electron optical system condition block to [Normal], the focus mode to [UHR], and the WD to [3.0 mm]. Press the [ON] button on the acceleration voltage display section of the control panel to apply the acceleration voltage.
(3)磁性トナーの個数平均粒径の算出
コントロールパネルの倍率表示部内をドラッグして、倍率を5000(5k)倍に設定する。操作パネルのフォーカスつまみ[COARSE]を回転させ、ある程度焦点が合ったところでアパーチャアライメントの調整を行う。コントロールパネルの[Align]をクリックし、アライメントダイアログを表示し、[ビーム]を選択する。操作パネルのSTIGMA/ALIGNMENTつまみ(X,Y)を回転し、表示されるビームを同心円の中心に移動させる。次に[アパーチャ]を選択し、STIGMA/ALIGNMENTつまみ(X,Y)を一つずつ回し、像の動きを止める又は最小の動きになるように合わせる。アパーチャダイアログを閉じ、オートフォーカスで、ピントを合わせる。この操作をさらに2度繰り返し、ピントを合わせる。
(3) Calculation of Number Average Particle Size of Magnetic Toner Drag the inside of the magnification display section of the control panel to set the magnification to 5000 (5k) times. Rotate the focus knob [COARSE] on the operation panel, and adjust the aperture alignment when the focus is achieved to some extent. Click [Align] in the control panel to display the alignment dialog and select [Beam]. Rotate the STIGMA/ALIGNMENT knobs (X, Y) on the operation panel to move the displayed beam to the center of the concentric circle. Next, select [Aperture] and turn the STIGMA/ALIGNMENT knobs (X, Y) one by one to stop or minimize the movement of the image. Close the aperture dialog and focus with autofocus. Repeat this operation twice more to adjust the focus.
その後、磁性トナー粒子300個について粒径を測定して個数平均粒径を求める。該個数平均粒径は、磁性トナー粒子を観察した際の最大径を測定し、該最大径を算術平均したものである。 After that, the particle size of 300 magnetic toner particles is measured to obtain the number average particle size. The number average particle diameter is obtained by measuring the maximum diameter of the observed magnetic toner particles and calculating the arithmetic mean of the maximum diameter.
(4)焦点調整
(3)で得た、個数平均粒径±0.1μmの粒子について、最大径の中点を測定画面の中央に合わせた状態でコントロールパネルの倍率表示部内をドラッグして、倍率を10000(10k)倍に設定する。操作パネルのフォーカスつまみ[COARSE]を回転させ、ある程度焦点が合ったところでアパーチャアライメントの調整を行う。コントロールパネルの[Align]をクリックし、アライメントダイアログを表示し、[ビーム]を選択する。操作パネルのSTIGMA/ALIGNMENTつまみ(X,Y)を回転し、表示されるビームを同心円の中心に移動させる。次に[アパーチャ]を選択し、STIGMA/ALIGNMENTつまみ(X,Y)を一つずつ回し、像の動きを止める又は最小の動きになるように合わせる。アパーチャダイアログを閉じ、オートフォーカスで、ピントを合わせる。その後、倍率を50000(50k)倍に設定し、上記と同様にフォーカスつまみ、STIGMA/ALIGNMENTつまみを使用して焦点調整を行い、再度オートフォーカスでピントを合わせる。この操作を再度繰り返し、ピントを合わせる。ここで、観察面の傾斜角度が大きいと被覆率の測定精度が低くなりやすいので、ピント調整の際に観察面全体のピントが同時に合うものを選ぶことで、表面の傾斜が極力無いものを選択して解析する。
(4) Focus adjustment For the particles with a number average particle diameter of ±0.1 μm obtained in (3), drag inside the magnification display part of the control panel with the middle point of the maximum diameter aligned with the center of the measurement screen, Set the magnification to 10000 (10k) times. Rotate the focus knob [COARSE] on the operation panel, and adjust the aperture alignment when the focus is achieved to some extent. Click [Align] in the control panel to display the alignment dialog and select [Beam]. Rotate the STIGMA/ALIGNMENT knobs (X, Y) on the operation panel to move the displayed beam to the center of the concentric circle. Next, select [Aperture] and turn the STIGMA/ALIGNMENT knobs (X, Y) one by one to stop or minimize the movement of the image. Close the aperture dialog and focus with autofocus. After that, the magnification is set to 50,000 (50k) times, the focus is adjusted using the focus knob and the STIGMA/ALIGNMENT knob in the same manner as above, and the focus is adjusted by autofocus again. Repeat this operation again to adjust the focus. Here, if the tilt angle of the observation surface is large, the measurement accuracy of the coverage tends to be low, so when adjusting the focus, select a surface that has the entire observation surface in focus at the same time. and analyze.
(5)画像保存
ABCモードで明るさ合わせを行い、サイズ1280×960ピクセルで写真撮影して保存する。この画像ファイルを用いて下記の解析を行う。磁性トナー粒子一つに対して写真を1枚撮影し、少なくとも磁性トナー粒子を30粒子以上について画像を得る。
(5) Save image Adjust the brightness in ABC mode, take a picture with a size of 1280 x 960 pixels, and save it. The following analysis is performed using this image file. One photograph is taken for each magnetic toner particle, and an image is obtained for at least 30 magnetic toner particles.
(6)画像解析
下記解析ソフトを用いて、上述した手法で得た画像を2値化処理することで被覆率Aを算出する。このとき、上記一画面を正方形で12分割してそれぞれ解析する。ただし、分割区画内に、粒径が50nmを超える無機微粒子が入る場合はその区画では被覆率Aの算出を行わないこととする。
(6) Image Analysis Using the following analysis software, the coverage A is calculated by binarizing the image obtained by the method described above. At this time, the one screen is divided into 12 squares and each of them is analyzed. However, when inorganic fine particles having a particle size of more than 50 nm enter a divided section, the calculation of the coverage A is not performed in that section.
画像解析ソフトImage-Pro Plus ver.5.0の解析条件は以下の通りである。
ソフトImage-ProPlus5.1J
Image analysis software Image-Pro Plus ver. 5.0 analysis conditions are as follows.
Software Image-ProPlus5.1J
ツールバーの「測定」から「カウント/サイズ」、「オプション」の順に選択し、二値化条件を設定する。オブジェト抽出オプションのンかで8連結を選択し、平滑化を0とする。その他、予め選別、穴を埋める、包括線は選択せず、「境界線を除外」は「なし」とする。ツールバーの「選択」から「測定項目」を選択し、面積の選別レンジに2~107と入力する。 Select "Measurement" from the toolbar, then "Count/Size" and then "Options" to set the binarization conditions. Select the 8-connected object extraction option and set the smoothing to 0. In addition, preselect, fill holes, do not select comprehensive lines, and set "exclude border" to "none". Select “Measurement item” from “Select” on the toolbar, and enter 2 to 107 in the area sorting range.
被覆率の計算は、正方形の領域を囲って行う。この時、領域の面積(C)は24000~26000ピクセルになるようにする。「処理」-2値化で自動2値化した場合の0以上255以下の数値を控えておく。次に、ツールバーの「レンジを選択」で、上述で控えた面積値を入力し、「カウント」で2値化を行う。 The calculation of coverage is performed by enclosing a square area. At this time, the area (C) of the region is set to 24000 to 26000 pixels. "Processing" - Make a note of the numerical values from 0 to 255 when automatic binarization is performed. Next, input the area value noted above with "Select Range" on the toolbar, and binarize with "Count".
そして、シリカの無い領域の面積の総和(D)を算出する。さらに、正方形の領域の面積C、シリカの無い領域の面積の総和Dから下記式で被覆率aが求められる。
被覆率a(%)=100-(D/C×100)
Then, the total sum (D) of the area of the regions without silica is calculated. Further, from the area C of the square regions and the total sum D of the areas of the silica-free regions, the coverage a is obtained by the following formula.
Coverage a (%) = 100-(D/C x 100)
上述のように、被覆率aの計算を磁性トナー30粒子以上について、各10以上の選択範囲において、被覆率aを算出し、総数300以上の被覆率aの平均値を、被覆率Aとする。 As described above, the coverage a is calculated for 30 or more magnetic toner particles in each of 10 or more selected ranges. .
<被覆率Aの変動係数>
る被覆率Aの変動係数は下記のように求める。上述の被覆率Aの計算において使用した全被覆率データの標準偏差をσ(A)とすると、被覆率Aの変動係数は下記式で得られる。
変動係数(%)={σ(A)/A}×100
<Variation coefficient of coverage A>
The variation coefficient of the coverage A is obtained as follows. Assuming that the standard deviation of all the coverage data used in the calculation of the coverage A is σ(A), the coefficient of variation of the coverage A is obtained by the following formula.
Variation coefficient (%) = {σ (A) / A} × 100
<被覆率Bの算出>
被覆率Bは、まず、磁性トナー表面の固着されていない無機微粒子を除去し、その後、被覆率Aの算出と同様の操作を行って、算出する。
<Calculation of Coverage B>
The coverage B is calculated by first removing unfixed inorganic fine particles on the surface of the magnetic toner, and then performing the same operation as in the calculation of the coverage A. FIG.
(1)固着されていない無機微粒子の除去
固着されていない無機微粒子の除去は下記のように行う。この除去条件は、トナー表面に埋没した無機微粒子以外を十分除去するために本発明者らが検討し、決定した。
(1) Removal of non-fixed inorganic fine particles Removal of non-fixed inorganic fine particles is carried out as follows. The removal conditions were determined by the present inventors through investigations in order to sufficiently remove particles other than the inorganic fine particles embedded in the toner surface.
一例として、NOB-130(ホソカワミクロン株式会社製)を使用して、3種類の外添強度で被覆率Aを46%とした磁性トナーについて、超音波分散時間と、超音波分散後に算出した被覆率の関係を図6に示す。図6は、以下の方法により超音波分散による無機微粒子の除去を行った後、乾燥させた磁性トナーの被覆率を上記被覆率Aの算出と同様に行うことにより作成した。 As an example, NOB-130 (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.) was used for magnetic toner with a coverage A of 46% with three types of external addition strength, and the ultrasonic dispersion time and the coverage calculated after ultrasonic dispersion. is shown in FIG. FIG. 6 was prepared by calculating the coverage ratio of the magnetic toner dried after removing the inorganic fine particles by ultrasonic dispersion by the following method in the same manner as the coverage ratio A described above.
図6より、超音波分散による無機微粒子の除去とともに、被覆率が低下し、いずれの外添強度においても、20分間超音波分散することにより、被覆率がほぼ一定となることがわかる。このことから、30分間の超音波分散により、トナー表面に埋没した無機微粒子以外を十分除去できるとし、そのときに得られる被覆率を被覆率Bと定義した。 From FIG. 6, it can be seen that the coverage decreases as the inorganic fine particles are removed by ultrasonic dispersion, and that the coverage becomes almost constant after 20 minutes of ultrasonic dispersion regardless of the strength of external addition. From this, it was assumed that particles other than the inorganic fine particles embedded in the toner surface could be sufficiently removed by ultrasonic dispersion for 30 minutes, and the coverage obtained at that time was defined as coverage B.
より詳細には、水16.0g、コンタミノンN(和光純薬製中性洗剤、商品No.037-10361)4.0gをガラス製の30mLバイアルに投入し、十分混合する。作製された溶液に磁性トナー1.50gを投入して磁石を底面から近付け、磁性トナーを全て沈める。その後、磁石を動かして気泡を除くと共に溶液に磁性トナーを馴染ませる。 More specifically, 16.0 g of water and 4.0 g of Contaminon N (Neutral detergent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Product No. 037-10361) are put into a 30 mL glass vial and thoroughly mixed. 1.50 g of the magnetic toner is put into the prepared solution, and the magnet is brought close to the bottom to completely sink the magnetic toner. After that, the magnet is moved to remove air bubbles and the magnetic toner is made to fit into the solution.
超音波振動機UH-50(株式会社エスエムテー製、先端の直径6mmのチタン合金チップ使用)の先端が、バイアルの中央部であり、かつ、バイアル底面から5mmの高さになるようにセットし、超音波分散による無機微粒子の除去を行う。30分間、超音波を掛けた後、磁性トナーを全量取り出して乾燥させる。この時、極力熱を掛けないこととし、30℃以下で真空乾燥を行う。 Set so that the tip of the ultrasonic vibrator UH-50 (manufactured by SMT Co., Ltd., using a titanium alloy tip with a diameter of 6 mm at the tip) is at the center of the vial and at a height of 5 mm from the bottom of the vial, Inorganic fine particles are removed by ultrasonic dispersion. After applying ultrasonic waves for 30 minutes, all the magnetic toner is taken out and dried. At this time, heat is applied as little as possible, and vacuum drying is performed at 30°C or less.
(2)被覆率Bの算出
上述の乾燥後の磁性トナーを上述の被覆率Aと同様に被覆率を算出し、被覆率Bを得る。
(2) Calculation of Coverage B Coverage B is obtained by calculating the coverage of the dried magnetic toner in the same manner as the coverage A described above.
<無機微粒子の一次粒子の個数平均粒径の測定方法>
無機微粒子の一次粒子の個数平均粒径は、日立超高分解能電界放出形走査電子顕微鏡S-4800(株式会社日立ハイテクノロジーズ)にて撮影される磁性トナー表面の無機微粒子画像から算出される。S-4800の画像撮影条件は以下の通りである。
<Method for measuring number average particle diameter of primary particles of inorganic fine particles>
The number average particle diameter of the primary particles of the inorganic fine particles is calculated from an inorganic fine particle image of the surface of the magnetic toner taken with a Hitachi ultra-high resolution field emission scanning electron microscope S-4800 (Hitachi High-Technologies Corporation). The imaging conditions for the S-4800 are as follows.
上述した「被覆率Aの算出」と同様に(1)~(3)まで操作を行い、(4)と同様に磁性トナー表面を倍率50000(50k)倍で焦点調整を行ってピントを合わせた後、ABCモードで明るさ合わせを行う。その後、倍率を100000(100k)倍とした後に(4)と同様にフォーカスつまみ、STIGMA/ALIGNMENTつまみを使用して焦点調整を行い、さらに、オートフォーカスでピントを合わせる。焦点調整の操作を再度繰り返し、100000(100k)倍にてピントを合わせる。 The operations (1) to (3) were performed in the same manner as in the above-described "calculation of coverage A", and the surface of the magnetic toner was focused at a magnification of 50000 (50k) in the same manner as in (4). After that, the brightness is adjusted in the ABC mode. After that, after increasing the magnification to 100,000 (100k) times, the focus is adjusted using the focus knob and the STIGMA/ALIGNMENT knob in the same manner as in (4), and the focus is adjusted by autofocus. The focus adjustment operation is repeated again, and the focus is adjusted at a magnification of 100000 (100k).
その後、磁性トナー表面上の少なくとも300個の無機微粒子について粒径を測定して、個数平均粒径を求める。ここで、無機微粒子は凝集塊として存在するものもあるため、一次粒子と確認できるものの最大径を求め、得られた最大径を算術平均することによって、一次粒子の個数平均粒径を得る。 After that, the particle diameters of at least 300 inorganic fine particles on the surface of the magnetic toner are measured to obtain the number average particle diameter. Here, since some inorganic fine particles exist as agglomerates, the number average particle diameter of the primary particles is obtained by determining the maximum diameter of those that can be identified as primary particles and arithmetically averaging the obtained maximum diameters.
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。また、実施例16は参考例である。 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. Moreover, Example 16 is a reference example.
<樹脂1の製造例>
・スチレン 75.0部
・ブチルアクリレート 25.0部
・β-カルボキシエチルアクリレート 2.0部
・トルエン 150.0部
・重合開始剤:アゾビスイソブチロニトリル(AIBN) 0.22部
撹拌装置及び温度計を備えた反応容器中に、窒素置換をしながら上記を仕込んだ。70℃まで加熱した後、5時間かけて重合を行い、減圧乾燥を行うことで樹脂1を得た。該樹脂1のピーク分子量(Mp)は8500であった。
<Production Example of
・Styrene 75.0 parts ・Butyl acrylate 25.0 parts ・β-carboxyethyl acrylate 2.0 parts ・Toluene 150.0 parts ・Polymerization initiator: azobisisobutyronitrile (AIBN) 0.22 parts Stirrer and The above was introduced into a reaction vessel equipped with a thermometer while replacing with nitrogen. After heating to 70° C., polymerization was performed over 5 hours, and
<樹脂粒子分散液1の調製例>
100.0部の樹脂1を、トルエン150.0部に溶解した後、イオン交換水300部中に入れ、1.0部のアニオン界面活性剤(ネオゲンRK、第一工業製薬株式会社)を加え、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)で攪拌した。その後、蒸留によってトルエンを分離することで樹脂粒子分散液1を得た。樹脂粒子分散液1中の固形分濃度は、イオン交換水を添加することで25.0質量%に調整した。樹脂粒子分散液1の処方及び物性について、表1に示す。
<Preparation Example of
After dissolving 100.0 parts of
<樹脂粒子分散液2~7の調製例>
樹脂粒子分散液1の調製例において、処方を表1のように変更した以外は同様にして樹脂粒子分散液2~7を得た。樹脂粒子分散液2~7の処方及び物性について、表1に示す。
<Preparation Examples of
<ワックス分散液1の調製例>
・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
(第一工業製薬株式会社、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。
<Preparation Example of
・ Paraffin wax 50.0 parts (manufactured by Nippon Seiro Co., Ltd., HNP-9)
・ Anionic surfactant 0.3 parts (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% 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の調製例>
ワックス分散液1の調製例において、パラフィンワックスの代わりに、ベヘン酸ベヘニル(融点73℃)に変更した以外は同様にして、ワックス分散液2を得た。得られたワックス粒子の体積平均粒径は0.22μmであった。
<Preparation Example of
<ワックス分散液3~5の調製例>
ワックス分散液1の調製例において、界面活性剤の添加量及びホモジナイザーの条件を調整し、表2に示す物性のワックス分散液3~5を得た。
<Preparation Examples of
In the preparation example 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。
<Manufacturing Example of
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.
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。 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
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。
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% by mass relative to the magnetic iron oxide) of ion exchange resin SK110 (manufactured by Mitsubishi Chemical) was added and stirred for 2 hours to perform ion exchange. Thereafter, the ion exchange resin was removed by filtration through a mesh, filtered and washed with a filter press, dried and pulverized to obtain a
<磁性体2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磁性体1の製造例と同様にして、一次粒子の個数平均粒径が0.30μmの磁性体2を得た。
<Manufacturing Example of
<磁性体分散液1の調製例>
・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)を用いて分散した。得られた磁性体分散液1中の磁性体の体積平均粒径は0.23μmであった。
<Preparation Example of
-
<磁性体分散液2の調製例>
磁性体分散液1の調製例において、磁性体1を磁性体2に変更した以外は同様にして磁性体分散液2を製造した。磁性体分散液2中の磁性体の体積平均粒径は0.35μmであった。
<Preparation Example of
<磁性トナー粒子1の製造例>
・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
・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。
<Production Example of
・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 ・Magnetic material 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.
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。 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.
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。
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
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。
Subsequently, after adjusting the aggregated
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。
After 180 minutes, a toner
<磁性トナー1の製造例>
磁性トナー粒子1に対して、図3(a)に示す装置を用いて、無機微粒子の外添混合処理を行った。
<Production Example of
本実施例においては、図3(a)に示す装置の処理空間9の容積が2.0×10-3m3の装置(NOB-130;ホソカワミクロン株式会社製)を用い、駆動部8の定格動力を5.5kWとし、攪拌部材3の形状を図3(b)のものとした。そして、図3(b)における攪拌部材3aと攪拌部材3bの重なり幅dを攪拌部材3の最大幅Dに対して0.25Dとし、攪拌部材3と本体ケーシング1内周との最小間隙を3.0mmとした。
In this example, an apparatus (NOB-130; manufactured by Hosokawa Micron Corporation) having a volume of 2.0×10 −3 m 3 in the processing space 9 of the apparatus shown in FIG. The power was set at 5.5 kW, and the shape of the stirring
該装置に、100部の磁性トナー粒子1と、1.0部のシリカ微粒子1とを投入した。シリカ微粒子1は、BET比表面積:200m2/g、一次粒子の個数平均粒径11nmのシリカ微粒子100部をヘキサメチルジシラザン20部で処理し、次いでジメチルシリコーンオイル10部で処理を行ったものである。
100 parts of
磁性トナー粒子とシリカ微粒子1を投入後、磁性トナー粒子とシリカ微粒子1を均一に混合するために、プレ混合を実施した。
After the magnetic toner particles and silica
プレ混合の条件は、駆動部8の動力を0.1W/g(駆動部8の回転数150rpm)とし、処理時間を1分間とした。
The conditions for pre-mixing were that the power of the
プレ混合終了後、外添混合処理を行った。外添混合処理条件は、駆動部8の動力を1.0W/g(駆動部8の回転数1800rpm)で一定となるように、攪拌部材3の最外端部周速を調整し、処理時間を5分間とした。外添混合処理条件を表4に示す。
After the pre-mixing was completed, an external addition mixing treatment was performed. The external additive mixing treatment conditions are such that the peripheral speed of the outermost end of the stirring
外添混合処理後、直径500mm、目開き75μmのスクリーンを設置した円形振動篩機で粗粒などを除去し、磁性トナー1を得た。磁性トナー1を走査型電子顕微鏡で拡大観察し、磁性トナー表面のシリカ微粒子の一次粒子の個数平均粒径を測定したところ、13nmであった。
After the external addition and mixing treatment, coarse particles and the like were removed by a circular vibrating sieve equipped with a screen having a diameter of 500 mm and an opening of 75 μm, and
得られた磁性トナー1についての、外添条件及び物性を表4に示す。また、得られた磁性トナー1の下記結果を表5に示す。
Table 4 shows the external addition conditions and physical properties of the
体積平均粒径(Dv)、個数平均粒径(Dn)、Dnにおける平均輝度[表中では、単に平均輝度と表記する。]、CV1、CV2/CV1、磁性体の占有面積率の平均値[表中では、Aと表記する。]、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と表記する。]、磁性トナーのテトラヒドロフラン可溶分のGPCを用いて測定されたメインピークのピーク分子量[表中では、Mpと表記する。]。 Volume-average particle size (Dv), number-average particle size (Dn), average brightness at Dn [In the table, simply referred to as average brightness. ], CV1, CV2/CV1, the average value of the occupied area ratio of the magnetic material [indicated as A in the table. ], average circularity, number average diameter of wax domains [indicated as B in the table. ], the peak molecular weight of the main peak measured by GPC of the tetrahydrofuran-soluble portion of the magnetic toner [denoted as Mp 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。
<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.
上記のように改造した装置に磁性トナー1を100g充填し、以下の評価を実施した。なお、記録材は、坪量が75g/m2のbusiness4200(Xerox社製)を用いた。
100 g of the
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。 In addition, Table 6 shows the evaluation results. In addition, the evaluation method and evaluation criteria in each evaluation are as follows.
<画像濃度の評価>
上記改造機を用いて、低温低湿環境下(15.0℃/10.0%RH)において、印字率が2%の横線を1枚間欠モードで3000枚画出しの耐久試験を行った。
<Evaluation of Image Density>
Using the above-mentioned modified machine, a durability test was conducted in which a horizontal line printing rate of 2% was printed on 3,000 sheets in an intermittent mode under a low-temperature, low-humidity environment (15.0° C./10.0% RH).
画像濃度は、耐久初期及び耐久試験後にベタ画像部を形成し、このベタ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。 For the image density, a solid image portion was formed at the initial stage of durability test and after the durability test, and the density of this solid image was measured with a Macbeth reflection densitometer (manufactured by Macbeth Co.).
磁性トナー1は、耐久試験前後において、画像濃度の高い良好なベタ黒画像が得られた。画像濃度の評価基準は以下の通りである。
With
(耐久初期のベタ画像濃度(表6中では「初期濃度」と記載)の評価基準)
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
耐久試験後の画像濃度の評価は、耐久初期のベタ画像濃度と耐久試験後のベタ画像濃度の差(表6中では「濃度差」と記載)により判断し、該濃度差が、小さいほど良好とした。
(Evaluation Criteria for Solid Image Density at the Initial Stage of Durability (Described as “Initial Density” in Table 6))
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 Judgment was made based on the difference in solid image density after the test (denoted as "Density difference" in Table 6), and the smaller the density difference, the better.
(評価基準)
A:0.05以下
B:0.05より大きく、0.10以下
C:0.10より大きく、0.15以下
D:0.15より大きい
(Evaluation criteria)
A: 0.05 or less B: greater than 0.05 and 0.10 or less C: greater than 0.10 and 0.15 or less D: greater than 0.15
<カブリの評価>
カブリは、上記画像濃度における耐久試験後に評価した。低温低湿環境下でカブリを評価することで、トナーの脆性に影響されるトナーの割れ、欠けに伴うカブリを厳しく評価することができる。該耐久試験後に、白画像を出力して、その反射率を東京電色社製のREFLECTMETER MODEL TC-6DSを使用して測定した。一方、白画像形成前の転写紙(標準紙)についても同様に反射率を測定した。フィルターは、グリーンフィルターを用いた。白画像出力前後の反射率から、下記式を用いてカブリを算出した。カブリ(反射率)(%)=標準紙の反射率(%)-白画像サンプルの反射率(%)
磁性トナー1は、耐久試験前後においても、カブリの抑制された良好な画像が得られた。カブリの判断基準は以下のとおりである。
<Evaluation of Fog>
Fog was evaluated after the endurance test at the above image density. By evaluating fogging in a low-temperature, low-humidity environment, it is possible to strictly evaluate fogging caused by toner cracking and chipping, which are affected by toner brittleness. After the endurance test, a white image was output and its reflectance was measured using a REFLECTMETER MODEL TC-6DS manufactured by Tokyo Denshoku. On the other hand, the reflectance of the transfer paper (standard paper) before white image formation was similarly measured. A green filter was used as the filter. The fog was calculated using the following formula from the reflectance before and after white image output. Fog (reflectance) (%) = reflectance (%) of standard paper - reflectance (%) of white image sample
With
A:1.2%未満
B:1.2%以上2.0%未満
C:2.0%以上3.0%未満
D:3.0%以上
A: Less than 1.2% B: 1.2% or more and less than 2.0% C: 2.0% or more and less than 3.0% D: 3.0% or more
<現像スジの評価>
現像スジは、画像濃度と同様に、上記改造機に磁性トナー1を100g充填し、高温高湿環境下(32.5℃/80%RH)で耐久試験を行うことで評価した。印字率が2%の横線を1枚間欠モードで3000枚画出しの耐久試験を行い、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耐久試験中、定期的にベタ黒画像を出力し、目視で確認した。
<Evaluation of Development Streaks>
Development streaks were evaluated by filling 100 g of
高温高湿環境下で行うことで、規制部材へのトナー融着が促進されやすく、現像スジを厳しく評価できる。 By performing the evaluation under the high-temperature and high-humidity environment, the fusion of the toner to the regulating member is facilitated, and development streaks can be evaluated strictly.
磁性トナー1の評価結果においては、耐久試験を通して、現像スジは発生しなかった。現像スジの判断基準は以下のとおりである。
In the evaluation results of
A:3,000枚でも発生なし
B:2,000枚より大きく3,000枚以下で発生
C:1,000枚より大きく2,000枚以下で発生
D:1,000枚以下で発生
A: No problem even after 3,000 sheets B: More than 2,000 sheets and less than 3,000 sheets C: More than 1,000 sheets and less than 2,000 sheets D: Less than 1,000 sheets
<後端オフセットの評価>
上記改造機を用い、さらに定着器の温調を10℃下げるように定着器の設定を変更した。高温高湿環境下(32.5℃/80%RH)において、評価間には定着器を取り外し、定着器を、扇風機などを使用して十分に冷やした状態で以下の評価を実施した。
<Evaluation of rear end offset>
Using the modified machine, the setting of the fixing device was changed so that the temperature control of the fixing device was lowered by 10°C. In a high-temperature and high-humidity environment (32.5° C./80% RH), the fixing device was removed between evaluations, and the following evaluation was performed in a state in which the fixing device was sufficiently cooled using an electric fan or the like.
評価後に定着器を十分に冷やしておくことで、画像出力後に上昇した定着ニップ部の温度が冷やされることで、トナーの定着性を厳しく、さらに再現良く評価することが可能である。 By sufficiently cooling the fixing device after evaluation, the temperature of the fixing nip portion, which has risen after image output, is cooled down, making it possible to evaluate the toner fixability strictly and with good reproducibility.
後端オフセットを評価するに際して、記録材として、キヤノン製A4サイズOceRedLabel紙(坪量80g/m2)を、該高温高湿環境下に48時間以上放置したものを使用した。 When evaluating the trailing edge offset, A4 size OceRedLabel paper (basis weight: 80 g/m 2 ) manufactured by Canon Inc. was left in the high temperature and high humidity environment for 48 hours or more as the recording material.
比較的重く、かつ、表面粗さの大きい紙を使用し、さらに高温高湿環境下に放置した紙(放置紙)を使用することで、後端オフセットを厳しく評価することが可能である。 By using paper that is relatively heavy and has a large surface roughness, and also using paper that has been left in a high-temperature and high-humidity environment (left paper), it is possible to strictly evaluate trailing edge offset.
磁性トナー1を用いて、定着器が十分に冷えた状態で、上記放置紙にベタ黒画像を出力した。この際、紙上のトナーの載り量を9g/m2となるように調節した。磁性トナー1の評価結果においては、後端オフセットのない良好なベタ黒画像が得られた。
Using the
後端オフセットの判断基準は、上記の手順で出力したベタ黒画像についてオフセットのレベルを目視で評価した。なお、判断基準は以下の通りである。 As a criterion for determining the trailing edge offset, the offset level was visually evaluated for the solid black image output in the above procedure. In addition, the judgment criteria are as follows.
A:オフセットが全くない
B:よく見るとオフセットが若干見られる
C:オフセットが見られるが目立たない
D:オフセットが目立つ
A: No offset at all B: Some offset can be seen if you look closely C: Offset is seen but not noticeable D: Offset is noticeable
<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。
<Production Example of
(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.
(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。
(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.
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。 Further, 9.0 parts of a 2.0% by mass aqueous solution of magnesium sulfate was gradually added as a flocculating agent.
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。 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.
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。
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
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。
Subsequently, after adjusting the aggregated
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。
After 180 minutes, a toner
<磁性トナー粒子3~17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3~17を得た。
<Production Examples of
なお、磁性トナー粒子3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。
In the manufacturing example of the
また、磁性トナー粒子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。 Further, in the production examples of magnetic toner particles 14 and 15, 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 A second agglomeration step was performed to promote the growth of agglomerated particles.
<磁性トナー粒子18の製造例>
・樹脂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。
<Production Example of Magnetic Toner Particles 18>
・
・
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. .
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、重量平均粒径が7.58μmの磁性トナー粒子18を得た。 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 18 having a weight-average particle size of 7.58 μm were obtained by classifying using a multi-division classifier utilizing the Coanda effect.
<磁性トナー粒子19の製造例>
・樹脂粒子分散液2(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
・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。
<Production Example of Magnetic Toner Particles 19>
・Resin particle dispersion 2 (solid content: 25.0% 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.
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。 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.
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。 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.
60分間経過した段階で、凝集粒子分散液19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19を90.0℃に加熱し、180分間放置し、凝集粒子の合一を行った。 After 60 minutes have passed, the pH of the aggregated particle dispersion 19 is adjusted to 6.8 using a 0.1 mol/L sodium hydroxide aqueous solution, and then the aggregated particle dispersion 19 is heated to 90.0°C. It was allowed to stand for 180 minutes to coalesce the aggregated particles.
180分間経過後、トナー粒子が分散したトナー粒子分散液19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19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。 After 180 minutes, a toner particle dispersion liquid 19 in which toner particles are dispersed is obtained. After cooling at a cooling rate of 1.0° C./min, the toner particle dispersion liquid 19 was filtered and washed with ion-exchanged water. Toner particles were removed.
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19を得た。 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 19 .
<磁性トナー粒子20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。
<Production Example of
(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.
(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。
(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.
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。 Further, 9.0 parts of a 2.0% by mass aqueous solution of magnesium sulfate was gradually added as a flocculating agent.
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。 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.
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20を調製した。
After 50 minutes had passed, 200.0 parts of a 5.0 mass % aqueous solution of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) was added to prepare aggregated
続いて、凝集粒子分散液20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20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。
Subsequently, after adjusting the pH of the aggregated
180分間経過後、トナー粒子が分散したトナー粒子分散液20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20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。
After 180 minutes, a toner
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20を得た。
Next, the caked toner particles are put into ion-exchanged water of 20 times the mass of the toner particles, and stirred with a three-one motor. 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
<磁性トナー粒子21の製造例>
磁性トナー粒子2と磁性トナー粒子3を同量ずつよく混合し、磁性トナー粒子21とした。
<Production Example of Magnetic Toner Particles 21>
The same amount 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No.、外添処方、外添装置、外添条件、処理時間を表4に示すよう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の物性を表4に示す。
<Manufacturing Examples of
In the production example of
また、磁性トナー2~31の下記結果を表5に示す。
Table 5 shows the following results of
体積平均粒径(Dv)、個数平均粒径(Dn)、Dnにおける平均輝度[表中では、単に平均輝度と表記する。]、CV1、CV2/CV1、磁性体の占有面積率の平均値[表中では、Aと表記する。]、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と表記する。]、磁性トナーのテトラヒドロフラン可溶分のGPCを用いて測定されたメインピークのピーク分子量[表中では、Mpと表記する。]。さらに、磁性トナー2~31の評価結果を表6に示す。
Volume-average particle size (Dv), number-average particle size (Dn), average brightness at Dn [In the table, simply referred to as average brightness. ], CV1, CV2/CV1, the average value of the occupied area ratio of the magnetic material [indicated as A in the table. ], average circularity, number average diameter of wax domains [indicated as B in the table. ], the peak molecular weight of the main peak measured by GPC of the tetrahydrofuran-soluble portion of the magnetic toner [indicated as Mp in the table. ]. Further, Table 6 shows the evaluation results of
表4に記載の、チタニア微粒子は、アナターゼ型酸化チタン微粒子[BET比表面積:80m2/g、一次粒子の個数平均粒径:15nm、イソブチルトリメトキシシラン12質量%処理]を用いた。 As the titania fine particles shown in Table 4, anatase-type titanium oxide fine particles [BET specific surface area: 80 m 2 /g, number average particle size of primary particles: 15 nm, treated with 12% by mass of isobutyltrimethoxysilane] were used.
磁性トナー10及び11、磁性トナー13~31については、プレ混合を行わず、磁性トナー粒子と無機微粒子を投入後、直ちに外添混合処理を実施した。
表4中、
外添装置における「A」は、「NOB-130」(ホソカワミクロン株式会社製)を表し、「B」は、「FMミキサFM10C」(日本コークス工業株式会社製)を表す。
In Table 4,
"A" in the external addition device represents "NOB-130" (manufactured by Hosokawa Micron Corporation), and "B" represents "FM Mixer FM10C" (manufactured by Nippon Coke Industry Co., Ltd.).
<実施例2~23、及び、比較例1~8>
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6に示す。
<Examples 2 to 23 and Comparative Examples 1 to 8>
The same evaluation as in Example 1 was performed using
1 本体ケーシング
2 回転体
3、3a、3b 撹拌部材
4 ジャケット
5 原料投入口
6 製品排出口
7 中心軸
8 駆動部
9 処理空間
10 回転体端部側面
11 回転方向
12 戻り方向
13 送り方向
16 原料投入口用インナーピース
17 製品排出口用インナーピース
d 撹拌部材の重なり部分を示す間隔
D 撹拌部材の幅
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
REFERENCE SIGNS
51
54
Claims (8)
該磁性トナー粒子の表面に存在する無機微粒子と、
を含有する磁性トナーであって、
該磁性トナーは、平均円形度が0.960以上の乳化凝集磁性トナーであり、
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%以下であり、
該無機微粒子が、シリカ微粒子、チタニア微粒子、及びアルミナ微粒子からなる群より選ばれた少なくとも1つの無機酸化物微粒子を含有し、該無機酸化物微粒子中の85質量%以上がシリカ微粒子であり、
該無機微粒子による該磁性トナー粒子の表面の被覆率を被覆率A(%)としたとき、該被覆率Aが、45.0%以上80.0%以下であり、
該ワックスが、該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、100nm以上500nm以下であり、
該結着樹脂が、スチレン系樹脂を含有し、
該磁性トナーのテトラヒドロフラン可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定される、メインピークのピーク分子量が、5000以上12000以下である、
ことを特徴とする磁性トナー。 magnetic toner particles containing a binder resin, a magnetic substance and wax;
Inorganic fine particles present on the surface of the magnetic toner particles ;
A magnetic toner containing
The magnetic toner is an emulsion aggregation magnetic toner having an average circularity of 0.960 or more,
In a cross section of the magnetic toner using a transmission electron microscope,
a coefficient of variation CV3 of the occupied area ratio of the magnetic material when the cross section of the magnetic toner is divided by a square grid having a side of 0.8 μm is 40.0% or more and 80.0% or less;
The inorganic fine particles contain at least one inorganic oxide fine particle selected from the group consisting of silica fine particles, titania fine particles, and alumina fine particles, and 85% by mass or more of the inorganic oxide fine particles are silica fine particles,
When the surface coverage of the magnetic toner particles with the inorganic fine particles is defined as a coverage A (%), the coverage A is 45.0% or more and 80.0% or less,
the wax forms domains inside the magnetic toner particles, and the number average diameter of the domains is 100 nm or more and 500 nm or less;
The binder resin contains a styrene-based resin,
The main peak has a peak molecular weight of 5000 or more and 12000 or less as measured by gel permeation chromatography of the tetrahydrofuran-soluble portion of the magnetic toner.
A magnetic toner characterized by:
該磁性トナーの、Dn-0.500以上Dn+0.500以下の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以下の範囲における輝度分散値の変動係数をCV2(%)としたとき、
該CV1及び該CV2が、下記式(1)の関係を満たし、
該磁性トナーの該Dnにおける平均輝度が、30.0以上60.0以下である、
請求項1に記載の磁性トナー。
CV2/CV1≦1.00 (1) Let Dn (μm) be the number average particle diameter of the magnetic toner,
CV1 (%) is the coefficient of variation of the brightness dispersion value of the magnetic toner in the range of Dn−0.500 or more and Dn+0.500 or less,
When CV2 (%) is the coefficient of variation of the luminance dispersion value of the magnetic toner in the range of Dn-1.500 or more and Dn-0.500 or less,
The CV1 and the CV2 satisfy the relationship of the following formula (1),
The magnetic toner has an average luminance of 30.0 or more and 60.0 or less at the Dn.
The magnetic toner according to claim 1.
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、該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又は2に記載の磁性トナー。 In a cross section of the magnetic toner using a transmission electron microscope,
The 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 with one side of 0.8 μm.
The magnetic toner according to claim 1 or 2.
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磁性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磁性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による現像工程であり、
該磁性トナーが、
結着樹脂、磁性体及びワックスを含有する磁性トナー粒子と、
該磁性トナー粒子の表面に存在する無機微粒子と、
を含有し、平均円形度が0.960以上の乳化凝集磁性トナーであって、
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%以下であり、
該無機微粒子が、シリカ微粒子、チタニア微粒子、及びアルミナ微粒子からなる群より選ばれた少なくとも1つの無機酸化物微粒子を含有し、該無機酸化物微粒子中の85質量%以上がシリカ微粒子であり、
該無機微粒子による該磁性トナー粒子の表面の被覆率を被覆率A(%)としたとき、該被覆率Aが、45.0%以上80.0%以下であり、
該ワックスが、該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、100nm以上500nm以下であり、
該結着樹脂が、スチレン系樹脂を含有し、
該磁性トナーのテトラヒドロフラン可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定される、メインピークのピーク分子量が、5000以上12000以下である、
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 magnetic 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;
a fixing step of fixing the toner image transferred to the transfer material by a heating and pressurizing means ;
An image forming method comprising
The developing step is a developing step by a one-component contact development system in which the electrostatic latent image carrier and the magnetic toner carried on the toner carrier are brought into direct contact with each other, and
The magnetic toner is
magnetic toner particles containing a binder resin, a magnetic substance and wax;
Inorganic fine particles present on the surface of the magnetic toner particles ;
and an emulsion aggregation magnetic toner having an average circularity of 0.960 or more ,
In a cross section of the magnetic toner using a transmission electron microscope,
a coefficient of variation CV3 of the occupied area ratio of the magnetic material when the cross section of the magnetic toner is divided by a square grid having a side of 0.8 μm is 40.0% or more and 80.0% or less;
The inorganic fine particles contain at least one inorganic oxide fine particle selected from the group consisting of silica fine particles, titania fine particles, and alumina fine particles, and 85% by mass or more of the inorganic oxide fine particles are silica fine particles,
When the surface coverage of the magnetic toner particles with the inorganic fine particles is defined as a coverage A (%), the coverage A is 45.0% or more and 80.0% or less,
the wax forms domains inside the magnetic toner particles, and the number average diameter of the domains is 100 nm or more and 500 nm or less;
The binder resin contains a styrene-based resin,
The main peak has a peak molecular weight of 5000 or more and 12000 or less as measured by gel permeation chromatography of the tetrahydrofuran-soluble portion of the magnetic toner.
An image forming method characterized by:
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