JP7341707B2 - Two-component developer - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式、静電記録方式、静電印刷方式、トナージェット方式に用いられる二成分系現像剤に関する。 The present invention relates to a two-component developer used in electrophotographic systems, electrostatic recording systems, electrostatic printing systems, and toner jet systems.
近年、電子写真方式のフルカラー複写機が広く普及するに従い、高速印刷化や省エネルギー対応への要求がさらに高まっている。高速印刷に対応するため、定着工程においてはトナーをより素早く溶融させる技術が検討され、また、生産性を向上させるために1つのジョブ中や、ジョブ間における各種制御の時間を短縮する技術が検討されている。また、省エネルギー対応策として、定着工程での消費電力を低下させるために、トナーをより低い温度で定着させる技術が検討されている。
高速印刷に対応させ、かつ低温定着性を向上させるために、トナーの結着樹脂のガラス転移点や軟化点を下げ、かつシャープメルト性を有する結着樹脂を用いる方法がある。近年、さらにシャープメルト性を有する樹脂として、結晶性ポリエステルを含有させたトナーが多く提案されている。しかしながら、結晶性ポリエステルは高温高湿環境における帯電安定性、特に高温高湿環境に放置後の帯電性の維持という面で課題のある材料であった。
このような問題を解決すべく、低温定着性が高いトナーを用いた場合においても、トナーの帯電性を向上させることができる二成分系現像剤向けキャリアの開発が進められている。
In recent years, as electrophotographic full-color copying machines have become widespread, the demand for high-speed printing and energy saving has further increased. In order to support high-speed printing, technology to melt toner more quickly in the fixing process is being considered, and technology to shorten the time for various controls during one job and between jobs is also being considered to improve productivity. has been done. Furthermore, as an energy-saving measure, a technique for fixing toner at a lower temperature is being considered in order to reduce power consumption in the fixing process.
In order to cope with high-speed printing and improve low-temperature fixability, there is a method of lowering the glass transition point and softening point of the binder resin of the toner and using a binder resin having sharp melting properties. In recent years, many toners containing crystalline polyester as a resin having sharp melt properties have been proposed. However, crystalline polyester has been a material with problems in terms of charge stability in a high temperature, high humidity environment, particularly in terms of maintaining chargeability after being left in a high temperature, high humidity environment.
In order to solve these problems, progress is being made in developing carriers for two-component developers that can improve the charging properties of toners even when toners with high low-temperature fixability are used.
例えば、特許文献1では、結晶性ポリエステル樹脂を用いたトナーの帯電性を安定させるために、キャリアの被覆用樹脂として帯電性の高い樹脂を用いて、帯電性を向上させている。
一方、シャープメルト性を有する結晶性樹脂として、結晶性のビニル系樹脂を使用したトナーが各種提案されている。
例えば、特許文献2では、側鎖に結晶性を有するアクリレート系樹脂を用いることで低温定着性と帯電性の維持を両立させるトナーが提案されている。
For example, in
On the other hand, various toners using crystalline vinyl resins as crystalline resins having sharp melt properties have been proposed.
For example,
しかしながら、特許文献1に記載のキャリアは、帯電の立ち上がりが遅いという問題があることがわかった。
また、特許文献2のような結晶性のビニル系樹脂を結着樹脂として使用した二成分系現像剤も、帯電の立ち上がりが遅いということがわかってきた。
帯電の立ち上がりが遅い場合、画像の印字比率の低い画像を印刷した直後に印字比率の高い画像を印刷した際において、現像機に存在しているトナーと新しく現像機内に供給されるトナーの帯電量とが異なることに起因して画像濃度が徐々に変動してしまう。この傾向はとくに低湿環境において顕著である。
本発明の目的は、上記の課題を解決した二成分系現像剤を提供することにある。具体的には、高温高湿環境でも帯電安定性を有し、かつ画像印字比率によらず濃度変動を起こしにくい帯電立ち上がりの速い二成分系現像剤を提供することにある。
However, it has been found that the carrier described in
Furthermore, it has been found that a two-component developer using a crystalline vinyl resin as a binder resin, such as that disclosed in
If the charge build-up is slow, when printing an image with a high printing ratio immediately after printing an image with a low printing ratio, the amount of charge between the toner existing in the developing machine and the toner newly supplied into the developing machine will change. The image density gradually fluctuates due to the difference between the two images. This tendency is particularly noticeable in low humidity environments.
An object of the present invention is to provide a two-component developer that solves the above problems. Specifically, it is an object of the present invention to provide a two-component developer that has charging stability even in a high-temperature, high-humidity environment, is less likely to cause density fluctuations regardless of the image printing ratio, and has a fast charging rise.
本発明の第一の態様は、結着樹脂を含有するトナー粒子を有するトナー、及び磁性キャリアを有する二成分系現像剤であって、
該結着樹脂が、第一の重合性単量体に由来する第一のモノマーユニットと、該第一の重合性単量体とは異なる第二の重合性単量体に由来する第二のモノマーユニットとを有する重合体Aを含有し、
該第一の重合性単量体が、炭素数18~36のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つであり、
該重合体A中の該第一のモノマーユニットの含有割合が、該重合体A中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、10.0モル%~60.0モル%であり、
該重合体A中の該第二のモノマーユニットの含有割合が、該重合体A中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、20.0モル%~95.0モル%であり、
該第一のモノマーユニットのSP値をSP11(J/cm3)0.5とし、該第二のモノマーユニットのSP値をSP21(J/cm3)0.5としたとき、下記式(1)~(2)を満たし、
3.00≦(SP21-SP11)≦25.00 ・・・(1)
21.00≦SP21 ・・・(2)
該磁性キャリアが、磁性コアと、該磁性コアの表面の被覆樹脂とを有し、
該被覆樹脂が、重合性単量体(a)に由来するモノマーユニット(a)と、該重合性単
量体(a)とは異なる重合性単量体(b)に由来するモノマーユニット(b)とを有する重合体Bを含有し、
該重合体B中の該モノマーユニット(a)の含有量が、該重合体B中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、10.0モル%~70.0モル%であり、
該重合体B中の該モノマーユニット(b)の含有量が、該重合体B中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、30.0モル%~90.0モル%であり、
該モノマーユニット(a)のSP値をSP(a)(J/cm3)0.5とし、該モノマーユニット(b)のSP値をSP(b)(J/cm3)0.5としたとき、下記式(3)及び(4)を満たすことを特徴とする二成分系現像剤である。
20.30≦SP(a)≦22.00 ・・・(3)
19.00≦SP(b)≦20.20 ・・・(4)
また、本発明の第二の態様は、結着樹脂を含有するトナー粒子を有するトナー、及び磁性キャリアを有する二成分系現像剤であって、
該結着樹脂が、第一の重合性単量体と、該第一の重合性単量体とは異なる第二の重合性単量体とを含有する組成物の重合体である重合体Aを含有し、
該第一の重合性単量体が、炭素数18~36のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つであり、
該組成物中の該第一の重合性単量体の含有割合が、該組成物中の全重合性単量体の総モル数を基準として、10.0モル%~60.0モル%であり、
該組成物中の該第二の重合性単量体の含有割合が、該組成物中の全重合性単量体の総モル数を基準として、20.0モル%~95.0モル%であり、
該第一の重合性単量体のSP値をSP12(J/cm3)0.5とし、該第二の重合性単量体のSP値をSP22(J/cm3)0.5としたとき、下記式(5)~(6)を満たし、
0.60≦(SP22-SP12)≦15.00 ・・・(5)
18.30≦SP22 ・・・(6)
該磁性キャリアが、磁性コアと、該磁性コアの表面の被覆樹脂とを有し、
該被覆樹脂が、重合性単量体(a)に由来するモノマーユニット(a)と、該重合性単量体(a)とは異なる重合性単量体(b)に由来するモノマーユニット(b)とを有する重合体Bを含有し、
該重合体B中の該モノマーユニット(a)の含有量が、該重合体B中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、10.0モル%~70.0モル%であり、
該重合体B中の該モノマーユニット(b)の含有量が、該重合体B中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、30.0モル%~90.0モル%であり、
該モノマーユニット(a)のSP値をSP(a)(J/cm3)0.5とし、該モノマーユニット(b)のSP値をSP(b)(J/cm3)0.5としたとき、下記式(3)及び(4)を満たすことを特徴とする二成分系現像剤である。
20.30≦SP(a)≦22.00 ・・・(3)
19.00≦SP(b)≦20.20 ・・・(4)
A first aspect of the present invention is a two-component developer having a toner having toner particles containing a binder resin and a magnetic carrier,
The binder resin includes a first monomer unit derived from a first polymerizable monomer and a second monomer unit derived from a second polymerizable monomer different from the first polymerizable monomer. Contains a polymer A having a monomer unit,
The first polymerizable monomer is at least one selected from the group consisting of (meth)acrylic esters having an alkyl group having 18 to 36 carbon atoms,
The content ratio of the first monomer unit in the polymer A is based on the total number of moles of all monomer units in the polymer A, 10 . 0 mol% to 60.0 mol%,
The content ratio of the second monomer unit in the polymer A is 20.0 mol% to 95.0 mol% based on the total number of moles of all monomer units in the polymer A,
When the SP value of the first monomer unit is SP 11 (J/cm 3 ) 0.5 and the SP value of the second monomer unit is SP 21 (J/cm 3 ) 0.5 , the following formula Satisfy (1) to (2),
3.00≦(SP 21 −SP 11 )≦25.00 (1)
21.00≦SP 21 ...(2)
The magnetic carrier has a magnetic core and a coating resin on the surface of the magnetic core,
The coating resin includes a monomer unit (a) derived from a polymerizable monomer (a) and a monomer unit (b) derived from a polymerizable monomer (b) different from the polymerizable monomer (a). ) containing a polymer B having
The content of the monomer unit (a) in the polymer B is 10.0 mol% to 70.0 mol%, based on the total number of moles of all monomer units in the polymer B,
The content of the monomer unit (b) in the polymer B is 30.0 mol% to 90.0 mol%, based on the total number of moles of all monomer units in the polymer B,
The SP value of the monomer unit (a) was set to SP(a) (J/cm 3 ) 0.5 , and the SP value of the monomer unit (b) was set to SP(b) (J/cm 3 ) 0.5 . The two-component developer is characterized in that it satisfies the following formulas (3) and (4).
20.30≦SP(a)≦22.00 (3)
19.00≦SP(b)≦20.20...(4)
Further, a second aspect of the present invention is a two-component developer having a toner having toner particles containing a binder resin and a magnetic carrier,
A polymer A in which the binder resin is a polymer of a composition containing a first polymerizable monomer and a second polymerizable monomer different from the first polymerizable monomer. Contains
The first polymerizable monomer is at least one selected from the group consisting of (meth)acrylic esters having an alkyl group having 18 to 36 carbon atoms,
The content ratio of the first polymerizable monomer in the composition is based on the total number of moles of all polymerizable monomers in the composition, 10 . 0 mol% to 60.0 mol%,
The content of the second polymerizable monomer in the composition is 20.0 mol% to 95.0 mol% based on the total number of moles of all polymerizable monomers in the composition. can be,
The SP value of the first polymerizable monomer is SP 12 (J/cm 3 ) 0.5 , and the SP value of the second polymerizable monomer is SP 22 (J/cm 3 ) 0.5 . Then, the following formulas (5) to (6) are satisfied,
0.60≦(SP 22 −SP 12 )≦15.00 (5)
18.30≦SP 22 ...(6)
The magnetic carrier has a magnetic core and a coating resin on the surface of the magnetic core,
The coating resin includes a monomer unit (a) derived from a polymerizable monomer (a) and a monomer unit (b) derived from a polymerizable monomer (b) different from the polymerizable monomer (a). ) containing a polymer B having
The content of the monomer unit (a) in the polymer B is 10.0 mol% to 70.0 mol%, based on the total number of moles of all monomer units in the polymer B,
The content of the monomer unit (b) in the polymer B is 30.0 mol% to 90.0 mol% based on the total number of moles of all monomer units in the polymer B,
The SP value of the monomer unit (a) was set to SP(a) (J/cm 3 ) 0.5 , and the SP value of the monomer unit (b) was set to SP(b) (J/cm 3 ) 0.5 . The two-component developer is characterized in that it satisfies the following formulas (3) and (4).
20.30≦SP(a)≦22.00 (3)
19.00≦SP(b)≦20.20...(4)
本発明により、高温高湿環境でも帯電安定性を有し、かつ画像印字比率によらず濃度変動を起こしにくい帯電立ち上がりの速い二成分系現像剤を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a two-component developer that has charging stability even in a high temperature and high humidity environment and has a fast charging rise that is resistant to fluctuations in density regardless of the image printing ratio.
本発明において、数値範囲を表す「XX以上YY以下」や「XX~YY」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。
本発明において、(メタ)アクリル酸エステルとは、アクリル酸エステル及び/又はメタクリル酸エステルを意味する。
本発明において、「モノマーユニット」とは、ポリマー中のビニル系モノマーが重合した主鎖中の、炭素-炭素結合1区間を1ユニットとする。ビニル系モノマーとは下記式(
Z)で示すことができる。
結晶性樹脂とは、示差走査熱量計(DSC)測定において明確な吸熱ピークを示す樹脂を指す。
In the present invention, the description of "XX to YY" or "XX to YY" expressing a numerical range means a numerical range including the lower limit and upper limit, which are the end points, unless otherwise specified.
In the present invention, (meth)acrylic ester means acrylic ester and/or methacrylic ester.
In the present invention, the term "monomer unit" refers to one section of a carbon-carbon bond in the main chain in which vinyl monomers in a polymer are polymerized. Vinyl monomer is the following formula (
Z).
A crystalline resin refers to a resin that exhibits a clear endothermic peak in differential scanning calorimetry (DSC) measurement.
本発明の第一の態様は、結着樹脂を含有するトナー粒子を有するトナー、及び磁性キャリアを有する二成分系現像剤であって、
該結着樹脂が、第一の重合性単量体に由来する第一のモノマーユニット、及び
該第一の重合性単量体とは異なる第二の重合性単量体に由来する第二のモノマーユニットを有する重合体Aを含有し、
該第一の重合性単量体が、炭素数18~36のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つであり、
該重合体A中の該第一のモノマーユニットの含有割合が、該重合体A中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、5.0モル%~60.0モル%であり、
該重合体A中の該第二のモノマーユニットの含有割合が、該重合体A中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、20.0モル%~95.0モル%であり、
該第一のモノマーユニットのSP値をSP11(J/cm3)0.5とし、該第二のモノマーユニットのSP値をSP21(J/cm3)0.5としたとき、下記式(1)~(2)を満たし、
3.00≦(SP21-SP11)≦25.00 ・・・(1)
21.00≦SP21 ・・・(2)
該磁性キャリアが、磁性コアと、該磁性コアの表面の被覆樹脂とを有し、
該被覆樹脂が、重合性単量体(a)に由来するモノマーユニット(a)、及び
該重合性単量体(a)とは異なる重合性単量体(b)に由来するモノマーユニット(b)を有する重合体Bを含有し、
該モノマーユニット(a)のSP値をSP(a)(J/cm3)0.5とし、該モノマーユニット(b)のSP値をSP(b)(J/cm3)0.5としたとき、下記式(3)及び(4)を満たすことを特徴とする二成分系現像剤である。
20.30≦SP(a)≦22.00 ・・・(3)
19.00≦SP(b)≦20.20 ・・・(4)
A first aspect of the present invention is a two-component developer having a toner having toner particles containing a binder resin and a magnetic carrier,
The binder resin includes a first monomer unit derived from a first polymerizable monomer, and a second monomer unit derived from a second polymerizable monomer different from the first polymerizable monomer. Contains a polymer A having a monomer unit,
The first polymerizable monomer is at least one selected from the group consisting of (meth)acrylic esters having an alkyl group having 18 to 36 carbon atoms,
The content ratio of the first monomer unit in the polymer A is 5.0 mol% to 60.0 mol% based on the total number of moles of all monomer units in the polymer A,
The content ratio of the second monomer unit in the polymer A is 20.0 mol% to 95.0 mol% based on the total number of moles of all monomer units in the polymer A,
When the SP value of the first monomer unit is SP 11 (J/cm 3 ) 0.5 and the SP value of the second monomer unit is SP 21 (J/cm 3 ) 0.5 , the following formula Satisfy (1) to (2),
3.00≦(SP 21 −SP 11 )≦25.00 (1)
21.00≦SP 21 ...(2)
The magnetic carrier has a magnetic core and a coating resin on the surface of the magnetic core,
The coating resin includes a monomer unit (a) derived from a polymerizable monomer (a), and a monomer unit (b) derived from a polymerizable monomer (b) different from the polymerizable monomer (a). ) containing a polymer B having
The SP value of the monomer unit (a) was set to SP(a) (J/cm 3 ) 0.5 , and the SP value of the monomer unit (b) was set to SP(b) (J/cm 3 ) 0.5 . The two-component developer is characterized in that it satisfies the following formulas (3) and (4).
20.30≦SP(a)≦22.00 (3)
19.00≦SP(b)≦20.20...(4)
本発明の第二の態様は、結着樹脂を含有するトナー粒子を有するトナー、及び磁性キャリアを有する二成分系現像剤であって、
該結着樹脂が、第一の重合性単量体、及び
該第一の重合性単量体とは異なる第二の重合性単量体を含有する組成物の重合体である重合体Aを含有し、
該第一の重合性単量体が、炭素数18~36のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つであり、
該組成物中の該第一の重合性単量体の含有割合が、該組成物中の全重合性単量体の総モル数を基準として、5.0モル%~60.0モル%であり、
該組成物中の該第二の重合性単量体の含有割合が、該組成物中の全重合性単量体の総モル数を基準として、20.0モル%~95.0モル%であり、
該第一の重合性単量体のSP値をSP12(J/cm3)0.5とし、該第二の重合性単量体のSP値をSP22(J/cm3)0.5としたとき、下記式(5)~(6)を満たし、
0.60≦(SP22-SP12)≦15.00 ・・・(5)
18.30≦SP22 ・・・(6)
該磁性キャリアが、磁性コアと、該磁性コアの表面の被覆樹脂とを有し、
該被覆樹脂が、重合性単量体(a)に由来するモノマーユニット(a)、及び
該重合性単量体(a)とは異なる重合性単量体(b)に由来するモノマーユニット(b)を有する重合体Bを含有し、
該モノマーユニット(a)のSP値をSP(a)(J/cm3)0.5とし、該モノマーユニット(b)のSP値をSP(b)(J/cm3)0.5としたとき、下記式(3)及び(4)を満たすことを特徴とする二成分系現像剤。
20.30≦SP(a)≦22.00 ・・・(3)
19.00≦SP(b)≦20.20 ・・・(4)
A second aspect of the present invention is a two-component developer having a toner having toner particles containing a binder resin and a magnetic carrier,
The binder resin is a polymer A of a composition containing a first polymerizable monomer and a second polymerizable monomer different from the first polymerizable monomer. Contains
The first polymerizable monomer is at least one selected from the group consisting of (meth)acrylic esters having an alkyl group having 18 to 36 carbon atoms,
The content of the first polymerizable monomer in the composition is 5.0 mol% to 60.0 mol% based on the total number of moles of all polymerizable monomers in the composition. can be,
The content of the second polymerizable monomer in the composition is 20.0 mol% to 95.0 mol% based on the total number of moles of all polymerizable monomers in the composition. can be,
The SP value of the first polymerizable monomer is SP 12 (J/cm 3 ) 0.5 , and the SP value of the second polymerizable monomer is SP 22 (J/cm 3 ) 0.5 . Then, the following formulas (5) to (6) are satisfied,
0.60≦(SP 22 −SP 12 )≦15.00 (5)
18.30≦SP 22 ...(6)
The magnetic carrier has a magnetic core and a coating resin on the surface of the magnetic core,
The coating resin includes a monomer unit (a) derived from a polymerizable monomer (a), and a monomer unit (b) derived from a polymerizable monomer (b) different from the polymerizable monomer (a). ) containing a polymer B having
The SP value of the monomer unit (a) was set to SP(a) (J/cm 3 ) 0.5 , and the SP value of the monomer unit (b) was set to SP(b) (J/cm 3 ) 0.5 . A two-component developer characterized by satisfying the following formulas (3) and (4).
20.30≦SP(a)≦22.00 (3)
19.00≦SP(b)≦20.20...(4)
本発明の効果が発現するメカニズムについて、本発明者らは以下のように考えている。
二成分系現像剤の帯電の立ち上がりの速度は、キャリア粒子表面からトナー粒子表面へ電荷が移動する頻度によって決まると考えられる。従来、キャリア粒子の表面を極性の高い樹脂で被覆することでトナー粒子の帯電の立ち上がり速度を増加させることができることは知られている。
しかし、本発明者らの検討において、結着樹脂として結晶性のビニル系樹脂を用いた場合、それだけではトナー粒子の帯電の立ち上がり速度が十分増加しないことがわかった。これは、キャリア粒子表面からトナー粒子表面への電荷移動、又は電荷の移動が発生した局所からトナー粒子全体、若しくはキャリア粒子全体への電荷の広がりが律速になっていると考えた。
The present inventors believe that the mechanism by which the effects of the present invention are exerted is as follows.
It is thought that the speed at which the charge of the two-component developer rises is determined by the frequency with which the charge moves from the surface of the carrier particles to the surface of the toner particles. It is conventionally known that the charging rise speed of toner particles can be increased by coating the surface of carrier particles with a highly polar resin.
However, in studies conducted by the present inventors, it has been found that when a crystalline vinyl resin is used as the binder resin, the rate at which the toner particles are charged does not increase sufficiently. This is thought to be due to charge transfer from the surface of the carrier particle to the surface of the toner particle, or spread of charge from the local area where the charge transfer occurs to the entire toner particle or the entire carrier particle, which is rate-determining.
結着樹脂の組成を変える検討を行った結果、結晶性のビニル系樹脂にSP値の高いモノマーユニットが存在することにより、帯電の立ち上がりが若干改善されることがわかってきた。SP値が高いモノマーユニットが存在すると、トナー粒子表面の極性が高いモノマーユニットが存在する局所において、キャリア粒子表面からトナー粒子表面への電荷の移動が起こりやすくなったためと考えた。しかしながら、組成によっては高温高湿環境下の帯電維持性が低下することもあった。
本発明者らは鋭意検討し、結着樹脂の複数の重合性単量体に由来するモノマーユニット
のモル比率、SP値、及びSP値の差分、並びにキャリア粒子表面の被覆樹脂の複数の重合性単量体に由来するモノマーユニットのモル比率、及びSP値を特定の範囲に制御することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明に至った。
As a result of studies on changing the composition of the binder resin, it has been found that the presence of a monomer unit with a high SP value in the crystalline vinyl resin slightly improves the rise in charging. It is thought that this is because the presence of a monomer unit with a high SP value makes it easier for charge to move from the surface of the carrier particle to the surface of the toner particle in a localized area where a highly polar monomer unit exists on the surface of the toner particle. However, depending on the composition, charge retention under a high-temperature, high-humidity environment may deteriorate.
The present inventors conducted extensive studies and determined the molar ratio of monomer units derived from multiple polymerizable monomers of the binder resin, the SP value, and the difference in SP value, as well as the multiple polymerizability of the coating resin on the surface of the carrier particle. It has been discovered that the above problems can be solved by controlling the molar ratio of monomer units derived from the monomers and the SP value within a specific range, leading to the present invention.
トナー粒子の結着樹脂に含まれるビニル系樹脂にSP値が高いモノマーユニットが存在する場合、SP値が低いモノマーユニットとSP値が高いモノマーユニットがトナー粒子の表面に存在することになる。また、磁性キャリアは磁性コアと該磁性コアの表面の被覆樹脂とを有する。該被覆樹脂に、SP値が異なる2種以上のモノマーユニットが存在する場合、SP値が低いモノマーユニットとSP値が高いモノマーユニットが表面に存在することになる。
これらの条件を満たすとき、現像剤の帯電の立ち上がり速度が増加することを見出した。また、高温高湿環境下の帯電維持性が向上することを見出した。これらメカニズムについて、以下のように推察している。
When a monomer unit with a high SP value is present in the vinyl resin contained in the binder resin of the toner particle, a monomer unit with a low SP value and a monomer unit with a high SP value are present on the surface of the toner particle. Further, the magnetic carrier has a magnetic core and a coating resin on the surface of the magnetic core. When two or more types of monomer units with different SP values are present in the coating resin, a monomer unit with a low SP value and a monomer unit with a high SP value will be present on the surface.
It has been found that when these conditions are met, the charging rise speed of the developer increases. Furthermore, it has been found that charge retention under high temperature and high humidity environments is improved. These mechanisms are speculated as follows.
先に述べた通り、キャリア粒子表面からトナー粒子表面への電荷の移動は、主としてキャリア粒子表面の被覆樹脂の極性部とトナー粒子表面の極性部が接触する場合に発生し易いと考える。また、キャリア粒子表面の被覆樹脂の非極性部とトナー粒子表面の非極性部においては、それぞれ疎水性が高いために水が介在することなく、容易に近接することができると考える。
これらの作用によって、キャリア粒子表面の被覆樹脂からトナー粒子表面への電荷の移動の頻度がさらに高くなったため、現像剤の帯電の立ち上がり速度が向上したと考える。すなわち、トナー粒子表面に存在する極性部とキャリア粒子表面の被覆樹脂に存在する極性部、及び、トナー粒子表面に存在する非極性部とキャリア粒子表面の被覆樹脂に存在する非極性部がそれぞれ相互作用することによって、現像剤の帯電の立ち上がり速度が向上したと考える。
さらには、トナー粒子表面において、SP値が高いモノマーユニット同士とSP値が低いモノマーユニット同士がそれぞれ集合し、ブロック共重合体に類似する構造を形成する場合、トナー粒子表面において極性部のブロックが存在するため、ブロック内で隣接した複数の極性基により電子を非局在的に保持することによって、高温高湿環境下の帯電維持性が向上すると考える。
ここで、キャリア粒子表面の被覆樹脂においても、SP値が高いモノマーユニット同士とSP値が低いモノマーユニット同士がそれぞれ集合し、ブロック共重合体に類似する構造を形成する場合がある。この場合、キャリア粒子とトナー粒子の大きさの差を鑑みると、キャリア粒子表面の被覆樹脂のブロックのサイズがキャリア粒子表面とトナー粒子表面の接触部の面積より小さくなる場合、トナー粒子表面に存在する極性部とキャリア表面の被覆樹脂に存在する極性部、及び、トナー粒子表面に存在する非極性部とキャリア粒子表面の被覆樹脂に存在する非極性部のそれぞれの相互作用が向上する。よって、キャリア粒子表面の被覆樹脂のブロックのサイズは、キャリア粒子表面とトナー粒子表面の接触部の面積より小さいことが好ましいと考える。
As mentioned above, it is considered that the transfer of charge from the surface of the carrier particle to the surface of the toner particle is likely to occur mainly when the polar portion of the coating resin on the surface of the carrier particle and the polar portion of the surface of the toner particle come into contact. Further, it is considered that the non-polar portion of the coating resin on the surface of the carrier particle and the non-polar portion of the surface of the toner particle each have high hydrophobicity, so that they can easily approach each other without water intervening.
Due to these effects, the frequency of charge transfer from the coating resin on the surface of the carrier particles to the surface of the toner particles became higher, and it is believed that the charging rise speed of the developer was improved. In other words, the polar part existing on the surface of the toner particle and the polar part existing in the coating resin on the surface of the carrier particle, and the non-polar part existing on the surface of the toner particle and the non-polar part existing in the coating resin on the surface of the carrier particle each interact with each other. It is believed that this action improves the charging start-up speed of the developer.
Furthermore, when monomer units with high SP values and monomer units with low SP values aggregate on the toner particle surface to form a structure similar to a block copolymer, the polar blocks on the toner particle surface Therefore, it is thought that charge retention in a high-temperature, high-humidity environment is improved by holding electrons in a non-localized manner by a plurality of adjacent polar groups within the block.
Here, also in the coating resin on the surface of the carrier particles, monomer units with high SP values and monomer units with low SP values may aggregate to form a structure similar to a block copolymer. In this case, considering the difference in size between carrier particles and toner particles, if the size of the block of coating resin on the surface of the carrier particle is smaller than the area of the contact area between the surface of the carrier particle and the surface of the toner particle, then The interactions between the polar parts present in the coating resin on the surface of the carrier and the non-polar parts present on the surface of the toner particles and the non-polar parts present in the coating resin on the surface of the carrier particles are improved. Therefore, it is considered that the size of the block of the coating resin on the surface of the carrier particle is preferably smaller than the area of the contact portion between the surface of the carrier particle and the surface of the toner particle.
第一の態様において、重合体Aは、第一の重合性単量体に由来する第一のモノマーユニット、及び該第一の重合性単量体とは異なる第二の重合性単量体に由来する第二のモノマーユニットを有し、第一のモノマーユニットのSP値をSP11(J/cm3)0.5とし、第二のモノマーユニットのSP値をSP21(J/cm3)0.5としたとき、下記式(1)を満足する。
また、第二の態様において、第一の重合性単量体のSP値をSP12(J/cm3)0.5とし、第二の重合性単量体のSP値をSP22(J/cm3)0.5としたとき、下記式(5)を満足する。
3.00≦(SP21-SP11)≦25.00 ・・・(1)
0.60≦(SP22-SP12)≦15.00 ・・・(5)
In the first embodiment, the polymer A includes a first monomer unit derived from a first polymerizable monomer and a second polymerizable monomer different from the first polymerizable monomer. The SP value of the first monomer unit is SP 11 (J/cm 3 ) 0.5 , and the SP value of the second monomer unit is SP 21 (J/cm 3 ). When it is set to 0.5 , the following formula (1) is satisfied.
In the second embodiment, the SP value of the first polymerizable monomer is SP 12 (J/cm 3 ) 0.5 , and the SP value of the second polymerizable monomer is SP 22 (J/cm 3 ). cm 3 ) 0.5 , the following formula (5) is satisfied.
3.00≦(SP 21 −SP 11 )≦25.00 (1)
0.60≦(SP 22 −SP 12 )≦15.00 (5)
上記SP値差を満足することで、重合体Aがブロック共重合体に類似する構造を形成しやすく、融点が維持される。それにより、先述の現像剤の帯電の立ち上がり速度の向上と高温高湿環境下の帯電維持性に加え、低温定着性が図られる。このメカニズムについて、以下のように推察している。
第一のモノマーユニットは、重合体Aに組み込まれ、第一のモノマーユニット同士が集合することでブロック共重合体に類似する構造を形成するが、通常の場合、他のモノマーユニットが組み込まれているとブロック化を阻害するため、重合体としてブロック性を発現しにくくなる。この傾向は、重合体の一分子内にて該第一のモノマーユニットと該他のモノマーユニットがランダムに結合されていると顕著になる。
一方、本発明においては、SP22-SP12が上記式(5)の範囲となる重合性単量体を使用することで、重合時に第一の重合性単量体と第二の重合性単量体がランダムに結合するのではなく、ある程度連続して結合できると考えられる。それにより、重合体Aは、第一のモノマーユニット同士が集合できるようになり、他のモノマーユニットが組み込まれていても結晶性を高めることが可能となることで、融点も維持できると考えられる。
重合体Aは第一の重合性単量体に由来する第一のモノマーユニットを含む結晶性部位を有することが好ましい。また、重合体Aは、第二の重合性単量体に由来する第二のモノマーユニットを含む非晶性部位を有することが好ましい。
SP21-SP11の下限は、好ましくは4.00以上、より好ましくは5.00以上である。SP21-SP11の上限は、好ましくは20.00以下、より好ましくは15.00以下である。
一方、SP22-SP12の下限は、好ましくは2.00以上、より好ましくは3.00以上である。SP22-SP12の上限は、好ましくは10.00以下、より好ましくは7.00以下である。
By satisfying the above SP value difference, the polymer A easily forms a structure similar to a block copolymer, and the melting point is maintained. As a result, in addition to the above-mentioned improvement in the charge rise speed of the developer and the ability to maintain the charge in a high temperature and high humidity environment, low temperature fixability is achieved. This mechanism is speculated as follows.
The first monomer unit is incorporated into polymer A, and the first monomer units aggregate to form a structure similar to a block copolymer, but in normal cases, other monomer units are incorporated. If present, blocking will be inhibited, making it difficult for the polymer to exhibit blocking properties. This tendency becomes remarkable when the first monomer unit and the other monomer unit are randomly bonded within one molecule of the polymer.
On the other hand, in the present invention, by using a polymerizable monomer in which SP 22 -SP 12 falls within the range of formula (5) above, the first polymerizable monomer and the second polymerizable monomer are combined during polymerization. It is thought that the molecules do not bind randomly, but rather can bind sequentially to some extent. As a result, in Polymer A, the first monomer units are able to aggregate with each other, and even if other monomer units are incorporated, it is possible to increase crystallinity, and it is thought that the melting point can also be maintained. .
It is preferable that the polymer A has a crystalline site containing a first monomer unit derived from a first polymerizable monomer. Moreover, it is preferable that the polymer A has an amorphous site containing a second monomer unit derived from the second polymerizable monomer.
The lower limit of SP 21 -SP 11 is preferably 4.00 or more, more preferably 5.00 or more. The upper limit of SP 21 -SP 11 is preferably 20.00 or less, more preferably 15.00 or less.
On the other hand, the lower limit of SP 22 -SP 12 is preferably 2.00 or more, more preferably 3.00 or more. The upper limit of SP 22 -SP 12 is preferably 10.00 or less, more preferably 7.00 or less.
また、SP値差が上記範囲にあることで、重合体Aにおいて第一のモノマーユニットと第二のモノマーユニットが相溶することなく明確な相分離状態を形成しうると考えられ、結晶性を低下させることなく、融点が維持されると考えられる。
SP値差が上記下限よりも小さいと、重合体Aの結晶性が低下するため、高温高湿環境下の帯電維持性が低下する。また、SP値差が上記上限よりも大きいと、重合体Aの結晶性が高くなりすぎるため、キャリア粒子とトナー粒子の接触部において極性部と非極性部の不均一化が生じ、現像剤の帯電の立ち上がりが遅くなる。
In addition, it is thought that by having the SP value difference within the above range, the first monomer unit and the second monomer unit in Polymer A can form a clear phase separation state without being compatible with each other, and the crystallinity can be improved. It is believed that the melting point is maintained without decreasing.
When the SP value difference is smaller than the above lower limit, the crystallinity of the polymer A decreases, resulting in a decrease in charge retention in a high-temperature, high-humidity environment. In addition, if the SP value difference is larger than the above upper limit, the crystallinity of polymer A will become too high, resulting in non-uniformity of polar parts and non-polar parts at the contact area between carrier particles and toner particles, and developer The rise of charging becomes slow.
なお、本発明において重合体A中に上記第一のモノマーユニットの要件を満たすモノマーユニットが複数種類存在する場合、式(1)におけるSP11の値はそれぞれのモノマーユニットのSP値を加重平均した値とする。例えば、SP値がSP111のモノマーユニットAを第一のモノマーユニットの要件を満たすモノマーユニット全体のモル数を基準としてAモル%含み、SP値がSP112のモノマーユニットBを第一のモノマーユニットの要件を満たすモノマーユニット全体のモル数を基準として(100-A)モル%含む場合のSP値(SP11)は、
SP11=(SP111×A+SP112×(100-A))/100
である。第一のモノマーユニットの要件を満たすモノマーユニットが3以上含まれる場合も同様に計算する。一方、SP12も同様に、それぞれの第一の重合性単量体のモル比率で算出した平均値を表す。
また、本発明において第二のモノマーユニットは、上記方法で算出したSP11に対して式(1)を満たすSP21を満たすモノマーユニット全てが該当する。同様に、第二の重合性単量体は、上記方法で算出したSP12に対して式(5)を満たすSP22を有する重合性単量体全てが該当する。
すなわち、該第二の重合性単量体が2種類以上の重合性単量体である場合、SP21はそれぞれの重合性単量体に由来するモノマーユニットのSP値を表し、SP21-SP1
1はそれぞれの第二の重合性単量体に由来するモノマーユニットに対して決定される。同様に、SP22はそれぞれの重合性単量体のSP値を表し、SP22-SP12はそれぞれの第二の重合性単量体に対して決定される。
In addition, in the present invention, if there are multiple types of monomer units satisfying the requirements of the first monomer unit in the polymer A, the value of SP 11 in formula (1) is the weighted average of the SP values of each monomer unit. value. For example, the first monomer unit contains monomer unit A with an SP value of SP 111 in A mol% based on the number of moles of the entire monomer unit that satisfies the requirements for the first monomer unit, and monomer unit B with an SP value of SP 112 . The SP value (SP 11 ) when containing (100-A) mol% based on the number of moles of the entire monomer unit that satisfies the requirements is:
SP 11 = (SP 111 × A + SP 112 × (100-A)) / 100
It is. The same calculation is performed when three or more monomer units that meet the requirements for the first monomer unit are included. On the other hand, SP 12 similarly represents an average value calculated from the molar ratio of each first polymerizable monomer.
Further, in the present invention, the second monomer unit corresponds to all monomer units satisfying SP 21 that satisfies formula (1) with respect to SP 11 calculated by the above method. Similarly, the second polymerizable monomer corresponds to all polymerizable monomers having SP 22 that satisfies formula (5) with respect to SP 12 calculated by the above method.
That is, when the second polymerizable monomer is two or more types of polymerizable monomers, SP 21 represents the SP value of the monomer unit derived from each polymerizable monomer, and SP 21 -SP 1
1 is determined for each monomer unit derived from the second polymerizable monomer. Similarly, SP 22 represents the SP value of each polymerizable monomer, and SP 22 -SP 12 is determined for each second polymerizable monomer.
重合体Aは、ビニル重合体であることが好ましい。ビニル重合体は、例えば、エチレン性不飽和結合を含むモノマーの重合体が挙げられる。エチレン性不飽和結合とは、ラジカル重合することが可能な炭素-炭素二重結合を指し、例えば、ビニル基、プロペニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基などが挙げられる。 Preferably, polymer A is a vinyl polymer. Examples of vinyl polymers include polymers of monomers containing ethylenically unsaturated bonds. The ethylenically unsaturated bond refers to a carbon-carbon double bond that can undergo radical polymerization, and includes, for example, a vinyl group, a propenyl group, an acryloyl group, a methacryloyl group, and the like.
磁性キャリアは、磁性コアと、該磁性コアの表面の被覆樹脂とを有し、
該被覆樹脂が、重合性単量体(a)に由来するモノマーユニット(a)、及び
該重合性単量体(a)とは異なる重合性単量体(b)に由来するモノマーユニット(b)を有する重合体Bを含有し、
該モノマーユニット(a)のSP値をSP(a)(J/cm3)0.5とし、該モノマーユニット(b)のSP値をSP(b)(J/cm3)0.5としたとき、下記式(3)及び(4)を満たす。
20.30≦SP(a)≦22.00 ・・・(3)
19.00≦SP(b)≦20.20 ・・・(4)
The magnetic carrier has a magnetic core and a coating resin on the surface of the magnetic core,
The coating resin includes a monomer unit (a) derived from a polymerizable monomer (a), and a monomer unit (b) derived from a polymerizable monomer (b) different from the polymerizable monomer (a). ) containing a polymer B having
The SP value of the monomer unit (a) was set to SP(a) (J/cm 3 ) 0.5 , and the SP value of the monomer unit (b) was set to SP(b) (J/cm 3 ) 0.5 . When, the following formulas (3) and (4) are satisfied.
20.30≦SP(a)≦22.00 (3)
19.00≦SP(b)≦20.20...(4)
上記式(3)及び(4)を満足することで、重合体Aの第二のモノマーユニットに対してモノマーユニット(a)が、重合体Aの第一のモノマーユニットに対してモノマーユニット(b)が相互作用することにより、帯電の立ち上がりの向上と高温高湿環境下の帯電維持性の向上が図られる。
SP(a)が22.00(J/cm3)0.5より大きいと、キャリア粒子表面の被覆樹脂のブロックのサイズが、キャリア粒子表面とトナー粒子表面の接触部の面積より大きくなるため、帯電の立ち上がり速度が低下する。同様に、SP(b)が19.00(J/cm3)0.5より小さいと、キャリア粒子表面の被覆樹脂のブロックのサイズがキャリア粒子表面とトナー粒子表面の接触部の面積より大きくなるため、帯電の立ち上がり速度が低下する。
また、SP(a)が20.30(J/cm3)0.5より小さいと、極性基の極性が弱くなるため、トナー粒子表面に存在する極性部とキャリア表面の被覆樹脂に存在する極性部、及び、トナー粒子表面に存在する非極性部とキャリア粒子表面の被覆樹脂に存在する非極性部のそれぞれの相互作用が十分に発現しないため、現像剤の帯電の立ち上がり速度が低下する。
同様に、SP(b)が20.20(J/cm3)0.5より大きいと、非極性基の非極性が弱くなるため、トナー粒子表面に存在する極性部とキャリア表面の被覆樹脂に存在する極性部、及び、トナー粒子表面に存在する非極性部とキャリア粒子表面の被覆樹脂に存在する非極性部のそれぞれの相互作用が十分に発現しないため、現像剤の帯電の立ち上がり速度が低下する。
SP(a)は好ましくは、20.30(J/cm3)0.5~21.50(J/cm3)0.5であり、より好ましくは、20.30(J/cm3)0.5~20.50(J/cm3)0.5である。
また、SP(b)は好ましくは、19.50(J/cm3)0.5~20.20(J/cm3)0.5であり、より好ましくは、20.00(J/cm3)0.5~20.20(J/cm3)0.5である。
By satisfying the above formulas (3) and (4), the monomer unit (a) corresponds to the second monomer unit of the polymer A, and the monomer unit (b) corresponds to the first monomer unit of the polymer A. ) interacts with each other to improve charge build-up and charge maintenance under high temperature and high humidity environments.
When SP(a) is larger than 22.00 (J/cm 3 ) 0.5 , the size of the block of the coating resin on the surface of the carrier particle becomes larger than the area of the contact portion between the surface of the carrier particle and the surface of the toner particle. The charging rise speed decreases. Similarly, when SP(b) is smaller than 19.00 (J/cm 3 ) 0.5 , the size of the block of coating resin on the surface of the carrier particle becomes larger than the area of the contact area between the surface of the carrier particle and the surface of the toner particle. Therefore, the charging rise speed decreases.
Furthermore, when SP(a) is smaller than 20.30 (J/cm 3 ) 0.5 , the polarity of the polar group becomes weak, so that the polarity of the polar moiety present on the toner particle surface and the polarity present in the coating resin on the carrier surface is Since the interaction between the non-polar part present on the surface of the toner particle and the non-polar part present in the coating resin on the surface of the carrier particle is not sufficiently expressed, the charging rise speed of the developer decreases.
Similarly, when SP(b) is larger than 20.20 (J/cm 3 ) 0.5 , the nonpolarity of the nonpolar group becomes weak, so that the polar parts present on the toner particle surface and the coating resin on the carrier surface are Since the interaction between the existing polar part, the non-polar part existing on the surface of the toner particles, and the non-polar part existing in the coating resin on the surface of the carrier particle is not sufficiently expressed, the charging rise speed of the developer decreases. do.
SP(a) is preferably 20.30 (J/cm 3 ) 0.5 to 21.50 (J/cm 3 ) 0.5 , more preferably 20.30 (J/cm 3 ) 0 .5 to 20.50 (J/cm 3 ) 0.5 .
Further, SP(b) is preferably 19.50 (J/cm 3 ) 0.5 to 20.20 (J/cm 3 ) 0.5 , more preferably 20.00 (J/cm 3 ) ) 0.5 to 20.20 (J/cm 3 ) 0.5 .
結着樹脂は、炭素数18~36のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つである第一の重合性単量体に由来する第一のモノマーユニットを有する重合体Aを含有することを特徴とする。
第一のモノマーユニットが、炭素数18~36のアルキル基を有する(メタ)アクリル
酸エステルであることで、結着樹脂が結晶性を有し、低温定着性が良化する。
炭素数が18より小さいと、重合体Aの結晶性が著しく低下するため、高温高湿環境下の帯電維持性が低下する。また、炭素数が36より大きいと、重合体Aの結晶性が高すぎるため、現像剤の帯電の立ち上がり速度が低下する。
The binder resin contains a first monomer unit derived from a first polymerizable monomer that is at least one selected from the group consisting of (meth)acrylic esters having an alkyl group having 18 to 36 carbon atoms. It is characterized by containing a polymer A having the following properties.
Since the first monomer unit is a (meth)acrylic acid ester having an alkyl group having 18 to 36 carbon atoms, the binder resin has crystallinity and low-temperature fixability is improved.
If the number of carbon atoms is less than 18, the crystallinity of the polymer A will be significantly reduced, resulting in poor charge retention in a high temperature, high humidity environment. Furthermore, when the number of carbon atoms is greater than 36, the crystallinity of the polymer A is too high, and the charging rise speed of the developer decreases.
また、第一の態様において、重合体A中の第一のモノマーユニットの含有割合が、重合体A中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、5.0モル%~60.0モル%であることを特徴としている。
また、第二の態様において、重合体Aは、第一の重合性単量体、及び該第一の重合性単量体とは異なる第二の重合性単量体を含有する組成物の重合体である。該組成物中の第一の重合性単量体の含有割合は、該組成物中の全重合性単量体の総モル数を基準として、5.0モル%~60.0モル%である。
該第一の重合性単量体又は該第一のモノマーユニットの含有割合が、上記範囲であることで、低温定着性と低湿環境での帯電立ち上がり、及び高温高湿環境下の帯電維持性が良好となる。該含有割合が5.0モル%未満であると、低温定着性が低下することに加え、結晶性の低下により高温高湿環境下の帯電維持性が低下する。
一方、該含有割合が60.0モル%を超えると、重合体A中におけるSP値の低い非極性部の占める部分が大きくなるため帯電の立ち上がり速度が低下する。好ましい範囲は10.0モル%~60.0モル%、より好ましい範囲は20.0モル%~40.0モル%である。
Further, in the first embodiment, the content of the first monomer unit in the polymer A is 5.0 mol% to 60.0 mol% based on the total number of moles of all monomer units in the polymer A. It is characterized by being
Further, in the second embodiment, the polymer A is a polymer of a composition containing a first polymerizable monomer and a second polymerizable monomer different from the first polymerizable monomer. It is a combination. The content of the first polymerizable monomer in the composition is 5.0 mol% to 60.0 mol% based on the total number of moles of all polymerizable monomers in the composition. .
When the content ratio of the first polymerizable monomer or the first monomer unit is within the above range, low-temperature fixability, charge build-up in a low-humidity environment, and charge maintenance property in a high-temperature and high-humidity environment are improved. Becomes good. If the content is less than 5.0 mol %, not only low-temperature fixability will be deteriorated, but also charge retention in a high-temperature, high-humidity environment will be deteriorated due to a decrease in crystallinity.
On the other hand, if the content exceeds 60.0 mol %, the non-polar portion with a low SP value occupies a large portion of the polymer A, resulting in a decrease in the rate of charging rise. The preferred range is 10.0 mol% to 60.0 mol%, and the more preferred range is 20.0 mol% to 40.0 mol%.
第一のモノマーユニットを形成する第一の重合性単量体は、炭素数18~36のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つである。
炭素数18~36のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、炭素数18~36の直鎖のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル[(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸ノナデシル、(メタ)アクリル酸エイコシル、(メタ)アクリル酸ヘンエイコサニル、(メタ)アクリル酸ベヘニル、(メタ)アクリル酸リグノセリル、(メタ)アクリル酸セリル、(メタ)アクリル酸オクタコサ、(メタ)アクリル酸ミリシル、(メタ)アクリル酸ドトリアコンタン等]及び炭素数18~36の分岐のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル[(メタ)アクリル酸2-デシルテトラデシル等]が挙げられる。
The first polymerizable monomer forming the first monomer unit is at least one selected from the group consisting of (meth)acrylic esters having an alkyl group having 18 to 36 carbon atoms.
Examples of the (meth)acrylic ester having an alkyl group having 18 to 36 carbon atoms include (meth)acrylic ester having a linear alkyl group having 18 to 36 carbon atoms [stearyl (meth)acrylate, (meth)acrylic ester, ) nonadecyl acrylate, eicosyl (meth)acrylate, heneicosanyl (meth)acrylate, behenyl (meth)acrylate, lignoceryl (meth)acrylate, ceryl (meth)acrylate, octacosa (meth)acrylate, (meth) [myricyl acrylate, dotriacontane (meth)acrylate, etc.] and (meth)acrylic acid esters having a branched alkyl group having 18 to 36 carbon atoms [2-decyltetradecyl (meth)acrylate, etc.].
これらの内、トナーの高温高湿環境下の帯電維持性や帯電の立ち上がり速度の観点から、好ましくは炭素数18~36の直鎖のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つであり、より好ましいのは炭素数18~30の直鎖のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つであり、さらに好ましいのは直鎖の(メタ)アクリル酸ステアリル及び(メタ)アクリル酸ベヘニルからなる群から選択される少なくとも一つである。
第一の重合性単量体は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
ここで、SP値とは、溶解度パラメータ(solubility parameter)の略であり、溶解性の指標となる値である。算出方法については後述する。
本発明におけるSP値の単位は、(J/m3)0.5であるが、1(cal/cm3)0.5=2.045×103(J/m3)0.5によって(cal/cm3)0.5の単位に換算することができる。
Among these, from the viewpoint of the charge maintenance property of the toner in a high-temperature, high-humidity environment and the charge build-up speed, it is preferably selected from the group consisting of (meth)acrylic acid esters having a linear alkyl group having 18 to 36 carbon atoms. more preferably at least one selected from the group consisting of (meth)acrylic acid esters having a straight-chain alkyl group having 18 to 30 carbon atoms; even more preferably a straight-chain is at least one selected from the group consisting of stearyl (meth)acrylate and behenyl (meth)acrylate.
The first polymerizable monomer may be used alone or in combination of two or more.
Here, the SP value is an abbreviation for solubility parameter, and is a value that is an index of solubility. The calculation method will be described later.
The unit of SP value in the present invention is (J/m 3 ) 0.5 , but 1 (cal/cm 3 ) 0.5 = 2.045×10 3 (J/m 3 ) 0.5 ( cal/cm 3 ) can be converted into a unit of 0.5 .
結着樹脂は重合体Aを含有する。重合体Aは、第一の重合性単量体に由来する第一のモノマーユニット、及び該第一の重合性単量体とは異なる第二の重合性単量体に由来する第二のモノマーユニットを有し、該第一の重合性単量体が、炭素数18~36のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つである。
該第一のモノマーユニットを有することで、重合体Aは結晶性を示す樹脂となる。
第一の態様において、重合体A中の第二のモノマーユニットの含有割合が、重合体A中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、20.0モル%~95.0モル%であることを特徴とする。
また、第二の態様において、重合体Aは、第一の重合性単量体、及び該第一の重合性単量体とは異なる第二の重合性単量体を含有する組成物の重合体である。上記組成物中の第二の重合性単量体の含有割合は、上記組成物中の全重合性単量体の総モル数を基準として、20.0モル%~95.0モル%である。
低湿環境での帯電の立ち上がりの観点から、上記含有割合は、好ましくは40.0モル%~95.0モル%、より好ましくは40.0モル%~70.0モル%である。
The binder resin contains polymer A. Polymer A includes a first monomer unit derived from a first polymerizable monomer, and a second monomer derived from a second polymerizable monomer different from the first polymerizable monomer. unit, and the first polymerizable monomer is at least one selected from the group consisting of (meth)acrylic esters having an alkyl group having 18 to 36 carbon atoms.
By having the first monomer unit, the polymer A becomes a resin exhibiting crystallinity.
In the first embodiment, the content of the second monomer unit in the polymer A is 20.0 mol% to 95.0 mol% based on the total number of moles of all monomer units in the polymer A. It is characterized by
Further, in the second embodiment, the polymer A is a polymer of a composition containing a first polymerizable monomer and a second polymerizable monomer different from the first polymerizable monomer. It is a combination. The content of the second polymerizable monomer in the composition is 20.0 mol% to 95.0 mol% based on the total number of moles of all polymerizable monomers in the composition. .
From the viewpoint of charging buildup in a low humidity environment, the above content ratio is preferably 40.0 mol% to 95.0 mol%, more preferably 40.0 mol% to 70.0 mol%.
第二のモノマーユニットを形成する第二の重合性単量体としては、例えば以下のうち、式(1)及び(2)又は式(5)及び(6)を満たす重合性単量体を用いることができる。第二の重合性単量体は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
ニトリル基を有する単量体;例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等。
ヒドロキシ基を有する単量体;例えば、(メタ)アクリル酸-2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸-2-ヒドロキシプロピル等。
アミド基を有する単量体;例えば、アクリルアミド、炭素数1~30のアミンとエチレン性不飽和結合を有する炭素数2~30のカルボン酸(アクリル酸及びメタクリル酸等)を公知の方法で反応させた単量体。
ウレタン基を有する単量体:例えば、エチレン性不飽和結合を有する炭素数2~22のアルコール(メタクリル酸-2-ヒドロキシエチル、ビニルアルコール等)と、炭素数1~30のイソシアネート[モノイソシアネート化合物(ベンゼンスルフォニルイソシアネート、トシルイソシアネート、フェニルイソシアネート、p-クロロフェニルイソシアネート、ブチルイソシアネート、ヘキシルイソシアネート、t-ブチルイソシアネート、シクロヘキシルイソシアネート、オクチルイソシアネート、2-エチルヘキシルイソシアネート、ドデシルイソシアネート、アダマンチルイソシアネート、2,6-ジメチルフェニルイソシアネート、3,5-ジメチルフェニルイソシアネート及び2,6-ジプロピルフェニルイソシアネート等)、脂肪族ジイソシアネート化合物(トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、1,2-プロピレンジイソシアネート、1,3-ブチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート及び2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等)、脂環族ジイソシアネート化合物(1,3-シクロペンテンジイソシアネート、1,3-シクロヘキサンジイソシアネート、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート、水素添加キシリレンジイソシアネート、水素添加トリレンジイソシアネート及び水素添加テトラメチルキシリレンジイソシアネート等)、及び芳香族ジイソシアネート化合物(フェニレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’-トルイジンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルエーテルジイソシアネート、4,4’-ジフェニルジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート及びキシリレンジイソシアネート等)等]とを公知の方法で反応させた単量体、及び
炭素数1~26のアルコール(メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、t-ブチルアルコール、ペンタノール、ヘプタノール、オクタノール、2-エチルヘキサノール、ノナノール、デカノール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコール、ドデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ペンタデシルアルコール、セタノール、ヘプタデカノール、ステアリルアルコール、イソステアリルアルコール、エライジルアルコール、オレイルアルコール、リノレイルアルコール、リノレニルアルコール、ノナデシルアルコール、ヘンエイコサノール、ベヘニルアルコール、エルシルア
ルコール等)と、エチレン性不飽和結合を有する炭素数2~30のイソシアネート[2-イソシアナトエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸2-(0-[1’-メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ)エチル、2-[(3,5-ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ]エチル(メタ)アクリレート及び1,1-(ビス(メタ)アクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート等]とを公知の方法で反応させた単量体等。
As the second polymerizable monomer forming the second monomer unit, for example, among the following, polymerizable monomers satisfying formulas (1) and (2) or formulas (5) and (6) are used. be able to. The second polymerizable monomer may be used alone or in combination of two or more.
A monomer having a nitrile group; for example, acrylonitrile, methacrylonitrile, etc.
Monomers having a hydroxy group; for example, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, etc.
A monomer having an amide group; for example, acrylamide, an amine having 1 to 30 carbon atoms, and a carboxylic acid having 2 to 30 carbon atoms having an ethylenically unsaturated bond (acrylic acid, methacrylic acid, etc.) are reacted by a known method. monomer.
Monomers having urethane groups: For example, alcohols having 2 to 22 carbon atoms and having ethylenically unsaturated bonds (2-hydroxyethyl methacrylate, vinyl alcohol, etc.) and isocyanates having 1 to 30 carbon atoms [monoisocyanate compounds] (benzenesulfonyl isocyanate, tosyl isocyanate, phenyl isocyanate, p-chlorophenylisocyanate, butyl isocyanate, hexyl isocyanate, t-butyl isocyanate, cyclohexyl isocyanate, octyl isocyanate, 2-ethylhexyl isocyanate, dodecyl isocyanate, adamantyl isocyanate, 2,6-dimethylphenyl isocyanate, 3,5-dimethylphenyl isocyanate and 2,6-dipropylphenyl isocyanate), aliphatic diisocyanate compounds (trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, 1,2-propylene diisocyanate, 1 , 3-butylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate and 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, etc.), alicyclic diisocyanate compounds (1,3-cyclopentene diisocyanate, 1,3-cyclohexane diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate, isophorone diisocyanate, hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, hydrogenated tolylene diisocyanate, hydrogenated tetramethylxylylene diisocyanate, etc.), and aromatic diisocyanate compounds (phenylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, etc.) -Tolylene diisocyanate, 2,2'-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-toluidine diisocyanate, 4,4'-diphenyl ether diisocyanate, 4,4'-diphenyl diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, xylylene diisocyanate, etc.), and alcohols having 1 to 26 carbon atoms (methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, butanol, t-butyl alcohol, pentanol, Heptanol, octanol, 2-ethylhexanol, nonanol, decanol, undecyl alcohol, lauryl alcohol, dodecyl alcohol, myristyl alcohol, pentadecyl alcohol, cetanol, heptadecanol, stearyl alcohol, isostearyl alcohol, elaidyl alcohol, oleyl alcohol, linoleyl alcohol, linolenyl alcohol, nonadecyl alcohol, heneicosanol, behenyl alcohol, erucyl alcohol, etc.) and isocyanates with 2 to 30 carbon atoms having an ethylenically unsaturated bond [2-isocyanatoethyl (meth) Acrylate, 2-(0-[1'-methylpropylideneamino]carboxyamino)ethyl (meth)acrylate, 2-[(3,5-dimethylpyrazolyl)carbonylamino]ethyl (meth)acrylate and 1,1- (bis(meth)acryloyloxymethyl)ethyl isocyanate, etc.) by a known method.
ウレア基を有する単量体:例えば炭素数3~22のアミン[1級アミン(ノルマルブチルアミン、t-ブチルアミン、プロピルアミン及びイソプロピルアミン等)、2級アミン(ジノルマルエチルアミン、ジノルマルプロピルアミン、ジノルマルブチルアミン等)、アニリン及びシクロキシルアミン等]と、エチレン性不飽和結合を有する炭素数2~30のイソシアネートとを公知の方法で反応させた単量体等。
カルボキシ基を有する単量体;例えば、メタクリル酸、アクリル酸、(メタ)アクリル酸-2-カルボキシエチル。
中でも、ニトリル基、アミド基、ウレタン基、ヒドロキシ基、又はウレア基を有する単量体を使用することが好ましい。より好ましくは、ニトリル基、アミド基、ウレタン基、ヒドロキシ基、及びウレア基からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基とエチレン性不飽和結合とを有する単量体である。これらの単量体は、高温高湿環境下の電荷維持性の観点から好ましい。中でも、ニトリル基は低温定着性の観点で特に好ましい。
Monomers having urea groups: For example, amines having 3 to 22 carbon atoms [primary amines (n-butylamine, t-butylamine, propylamine, isopropylamine, etc.), secondary amines (di-n-ethylamine, di-n-propylamine, di-n-propylamine, etc.), (n-butylamine, etc.), aniline, cycloxylamine, etc.] with an isocyanate having 2 to 30 carbon atoms and having an ethylenically unsaturated bond, by a known method.
Monomers having a carboxyl group; for example, methacrylic acid, acrylic acid, 2-carboxyethyl (meth)acrylate.
Among these, it is preferable to use monomers having a nitrile group, an amide group, a urethane group, a hydroxy group, or a urea group. More preferably, it is a monomer having at least one functional group selected from the group consisting of a nitrile group, an amide group, a urethane group, a hydroxy group, and a urea group and an ethylenically unsaturated bond. These monomers are preferable from the viewpoint of charge retention under a high temperature and high humidity environment. Among these, nitrile groups are particularly preferred from the viewpoint of low-temperature fixability.
第二の重合性単量体として、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリル酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ミリスチン酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、オクチル酸ビニルといったビニルエステル類も好ましく用いられる。
ビニルエステル類は、非共役モノマーであり、第一の重合性単量体との反応性が適度に保たれやすいため、重合体Aの結晶性を向上させやすく、低温定着性と高温高湿環境下の帯電維持性をより両立しやすくなる。
第二の重合性単量体は、エチレン性不飽和結合を有することが好ましく、エチレン性不飽和結合を一つ有することがより好ましい。
また、第二の重合性単量体が、下記式(A)及び(B)からなる群から選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。
As the second polymerizable monomer, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl caproate, vinyl caprylate, vinyl caprate, vinyl laurate, vinyl myristate, vinyl palmitate, vinyl stearate, pivalic acid Vinyl esters such as vinyl and vinyl octylate are also preferably used.
Vinyl esters are non-conjugated monomers that tend to maintain appropriate reactivity with the first polymerizable monomer, so they can easily improve the crystallinity of Polymer A, improve low-temperature fixability, and improve high-temperature and high-humidity environments. This makes it easier to achieve both the lower charge retention properties.
The second polymerizable monomer preferably has an ethylenically unsaturated bond, more preferably one ethylenically unsaturated bond.
Moreover, it is preferable that the second polymerizable monomer is at least one selected from the group consisting of the following formulas (A) and (B).
該式(A)及び式(B)中、Xは単結合又は炭素数1~6のアルキレン基を示す。
R1は、ニトリル基(-C≡N)、
アミド基(-C(=O)NHR10(R10は水素原子、若しくは炭素数1~4のアルキル基))、
ヒドロキシ基、
-COOR11(R11は炭素数1~6(好ましくは1~4)のアルキル基若しくは炭素数1~6(好ましくは1~4)のヒドロキシアルキル基)、
ウレタン基(-NHCOOR12(R12は炭素数1~4のアルキル基))、
ウレア基(-NH-C(=O)-N(R13)2(R13はそれぞれ独立して、水素原子若しくは炭素数1~6(好ましくは1~4)のアルキル基))、
-COO(CH2)2NHCOOR14(R14は炭素数1~4のアルキル基)、又は
-COO(CH2)2-NH-C(=O)-N(R15)2(R15はそれぞれ独立して、水素原子若しくは炭素数1~6(好ましくは1~4)のアルキル基)
であり、R2は、炭素数1~4のアルキル基であり、R3は、それぞれ独立して水素原子又はメチル基である。
好ましくは、R1は、ニトリル基(-C≡N)、
アミド基(-C(=O)NHR10(R10は水素原子、若しくは炭素数1~4のアルキル基))、
ヒドロキシ基、
-COOR11(R11は炭素数1~6(好ましくは1~4)のアルキル基若しくは炭素数1~6(好ましくは1~4)のヒドロキシアルキル基)、
-COO(CH2)2NHCOOR14(R14は炭素数1~4のアルキル基)、又は
-COO(CH2)2-NH-C(=O)-N(R15)2(R15はそれぞれ独立して、水素原子若しくは炭素数1~6(好ましくは1~4)のアルキル基)
であり、R2は、炭素数1~4のアルキル基であり、R3は、それぞれ独立して水素原子又はメチル基である。
In the formulas (A) and (B), X represents a single bond or an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.
R 1 is a nitrile group (-C≡N),
Amide group (-C(=O)NHR 10 (R 10 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms)),
hydroxy group,
-COOR 11 (R 11 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms (preferably 1 to 4) or a hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms (preferably 1 to 4)),
Urethane group (-NHCOOR 12 (R 12 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms)),
Urea group (-NH-C(=O)-N(R 13 ) 2 (R 13 is each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms (preferably 1 to 4))),
-COO(CH 2 ) 2 NHCOOR 14 (R 14 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms), or -COO(CH 2 ) 2 -NH-C(=O)-N(R 15 ) 2 (R 15 is each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms (preferably 1 to 4 carbon atoms)
, R 2 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 3 is each independently a hydrogen atom or a methyl group.
Preferably, R 1 is a nitrile group (-C≡N),
Amide group (-C(=O)NHR 10 (R 10 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms)),
hydroxy group,
-COOR 11 (R 11 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms (preferably 1 to 4) or a hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms (preferably 1 to 4)),
-COO(CH 2 ) 2 NHCOOR 14 (R 14 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms), or -COO(CH 2 ) 2 -NH-C(=O)-N(R 15 ) 2 (R 15 is each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms (preferably 1 to 4 carbon atoms)
, R 2 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 3 is each independently a hydrogen atom or a methyl group.
第一の態様において、重合体Aは、第一の重合性単量体とは異なる第二の重合性単量体に由来する第二のモノマーユニットを有することを特徴とする。該第二のモノマーユニットのSP値をSP21としたとき、下記式(2)を満たすことを特徴とする。下記式(2)’を満たすことが好ましく、下記式(2)’’を満たすことがさらに好ましい。
21.00≦SP21 ・・・(2)
21.00≦SP21≦40.00 ・・・(2)’
25.00≦SP21≦30.00 ・・・(2)’’
また、第二の態様において、第二の重合性単量体のSP値をSP22(J/cm3)0.5としたとき、下記式(6)を満たす。下記式(6)’を満たすことが好ましく、下記式(6)’’を満たすことがさらに好ましい。
18.30≦SP22 ・・・(6)
18.30≦SP22≦30.00 ・・・(6)’
21.00≦SP22≦23.00 ・・・(6)’’
SP21及びSP22が上記範囲であることで、キャリア粒子表面の被覆樹脂の極性部から、トナー粒子表面への電荷の移動が起こりやすくなるため、現像剤の帯電の立ち上がり速度が向上する。
In the first embodiment, the polymer A is characterized by having a second monomer unit derived from a second polymerizable monomer different from the first polymerizable monomer. When the SP value of the second monomer unit is SP 21 , it is characterized by satisfying the following formula (2). It is preferable that the following formula (2)' is satisfied, and it is more preferable that the following formula (2)'' is satisfied.
21.00≦SP 21 ...(2)
21.00≦SP 21 ≦40.00...(2)'
25.00≦SP 21 ≦30.00...(2)''
Further, in the second embodiment, when the SP value of the second polymerizable monomer is SP 22 (J/cm 3 ) 0.5 , the following formula (6) is satisfied. It is preferable that the following formula (6)' is satisfied, and it is more preferable that the following formula (6)'' is satisfied.
18.30≦SP 22 ...(6)
18.30≦SP 22 ≦30.00...(6)'
21.00≦SP 22 ≦23.00...(6)''
When SP 21 and SP 22 are within the above ranges, charge is more likely to move from the polar portion of the coating resin on the surface of the carrier particles to the surface of the toner particles, so that the charging rise speed of the developer is improved.
重合体Aの酸価Avは、30.0mgKOH/g以下であることが好ましく、20.0mgKOH/g以下であることがより好ましい。下限は特に制限されないが、好ましくは0mgKOH/g以上である。酸価が30.0mgKOH/g以下であると、重合体Aの結晶化を阻害しにくく、融点が良好に保たれる。 The acid value Av of the polymer A is preferably 30.0 mgKOH/g or less, more preferably 20.0 mgKOH/g or less. The lower limit is not particularly limited, but is preferably 0 mgKOH/g or more. When the acid value is 30.0 mgKOH/g or less, crystallization of the polymer A is hardly inhibited and the melting point is maintained well.
また、重合体Aは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定されるテトラヒドロフラン(THF)可溶分の重量平均分子量(Mw)が、10000以上200000以下であることが好ましく、20000以上150000以下であることがより好ましい。Mwが上記範囲内であることで、室温付近での弾性を維持しやすくなる。 Further, the weight average molecular weight (Mw) of the tetrahydrofuran (THF) soluble portion of the polymer A measured by gel permeation chromatography (GPC) is preferably 10,000 or more and 200,000 or less, and preferably 20,000 or more and 150,000 or less. It is more preferable that there be. When Mw is within the above range, elasticity near room temperature can be easily maintained.
また、重合体Aの融点Tpは、50℃以上80℃以下であることが好ましく、53℃以上70℃以下であることがより好ましい。融点が50℃以上であると、高温高湿環境下の帯電維持性が良好になり、80℃以下であると、低温定着性が良好になる。 Further, the melting point Tp of the polymer A is preferably 50°C or more and 80°C or less, more preferably 53°C or more and 70°C or less. When the melting point is 50° C. or higher, the charge maintenance property under a high temperature and high humidity environment is good, and when the melting point is 80° C. or less, the low temperature fixing property is good.
重合体Aは、上述した第一の重合性単量体に由来する第一のモノマーユニット、第二の重合性単量体に由来する第二のモノマーユニットのモル比率を損ねない範囲で、上記式(1)、又は(5)のいずれの範囲に含まれない(すなわち第一の重合性単量体、及び第二の重合性単量体とは異なる)第三の重合性単量体に由来するモノマーユニットを含んでいてもよい。
第三の重合性単量体としては、上記第二の重合性単量体の項に挙げた単量体のうち、式(1)又は式(5)を満たさない単量体を用いることができる。
第三の重合性単量体は、例えば、スチレン、o-メチルスチレン等のスチレン及びその誘導体、(メタ)アクリル酸-n-ブチル、(メタ)アクリル酸-t-ブチル、(メタ)アクリル酸-2-エチルヘキシルのような(メタ)アクリル酸エステル類が挙げられる。
第三の重合性単量体は、トナーの保存性を良化させるため、スチレン、メタクリル酸メチル及びアクリル酸メチルからなる群から選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。
Polymer A contains the above-mentioned components within a range that does not impair the molar ratio of the first monomer unit derived from the first polymerizable monomer described above and the second monomer unit derived from the second polymerizable monomer. A third polymerizable monomer that is not included in any of the ranges of formula (1) or (5) (that is, different from the first polymerizable monomer and the second polymerizable monomer) It may contain monomer units derived from.
As the third polymerizable monomer, among the monomers listed in the section of the second polymerizable monomer, monomers that do not satisfy formula (1) or formula (5) may be used. can.
Examples of the third polymerizable monomer include styrene, styrene and its derivatives such as o-methylstyrene, n-butyl (meth)acrylate, t-butyl (meth)acrylate, and (meth)acrylic acid. Examples include (meth)acrylic acid esters such as -2-ethylhexyl.
The third polymerizable monomer is preferably at least one selected from the group consisting of styrene, methyl methacrylate, and methyl acrylate in order to improve the storage stability of the toner.
本発明の効果を得やすくする観点から、重合体Aの含有量は、結着樹脂の全質量を基準として、50質量%以上であること好ましい。より好ましくは80質量%~100質量%であり、結着樹脂が重合体Aであることがさらに好ましい。
また、トナー粒子表面に重合体Aが存在していることが本発明の効果を得られやすい点で好ましい。
From the viewpoint of making it easier to obtain the effects of the present invention, the content of polymer A is preferably 50% by mass or more based on the total mass of the binder resin. It is more preferably 80% by mass to 100% by mass, and it is even more preferred that the binder resin is Polymer A.
Further, it is preferable that the polymer A be present on the surface of the toner particles because the effects of the present invention can be easily obtained.
結着樹脂には、顔料分散性を向上させるなどの目的により、必要に応じて重合体A以外の樹脂を含有させることもできる。
結着樹脂に用いられる重合体A以外の樹脂としては、例えば以下の樹脂が挙げられる。
ポリスチレン、ポリ-p-クロルスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン-p-クロルスチレン共重合体、スチレン-ビニルトルエン共重合体、スチレン-ビニルナフタリン共重合体、スチレン-アクリル酸エステル共重合体、スチレン-メタクリル酸エステル共重合体、スチレン-α-クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン-アクリロニトリル共重合体、スチレン-ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン-ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン-ビニルメチルケトン共重合体、スチレン-アクリロニトリル-インデン共重合体などのスチレン系共重合体;ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、天然樹脂変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロン-インデン樹脂、石油系樹脂等が挙げられる。
これらの中でもスチレン系共重合体やポリエステル樹脂が好ましい。また、非晶性であることが好ましい。
The binder resin may contain a resin other than the polymer A, if necessary, for purposes such as improving pigment dispersibility.
Examples of resins other than Polymer A used for the binder resin include the following resins.
Monopolymers of styrene and its substituted products such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, and polyvinyltoluene; styrene-p-chlorostyrene copolymers, styrene-vinyltoluene copolymers, styrene-vinylnaphthalene copolymers, styrene - Acrylic acid ester copolymer, styrene-methacrylic acid ester copolymer, styrene-α-methyl chloromethacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer, styrene-vinyl ethyl ether Styrenic copolymers such as copolymers, styrene-vinyl methyl ketone copolymers, styrene-acrylonitrile-indene copolymers; polyvinyl chloride, phenolic resins, natural resin-modified phenolic resins, natural resin-modified maleic acid resins, acrylics Examples include resins, methacrylic resins, polyvinyl acetate, silicone resins, polyester resins, polyurethane resins, polyamide resins, furan resins, epoxy resins, xylene resins, polyvinyl butyral, terpene resins, coumaron-indene resins, and petroleum-based resins.
Among these, styrene copolymers and polyester resins are preferred. Further, it is preferably amorphous.
磁性キャリアの被覆樹脂のガラス転移温度は、40℃~100℃であることが高温高湿環境下の帯電維持性や帯電の立ち上がり速度の観点から好ましい。より好ましくは50℃~90℃である。
重合体Bにおいてモノマーユニット(a)の含有量が、重合体B中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、10.0モル%~90.0モル%であることが極性部と非極性部の比率の観点から好ましい。より好ましくは30.0モル%~70.0モル%である。
同様の理由で、モノマーユニット(b)の含有量が、重合体B中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、10.0モル%~90.0モル%であることが好ましく、30.0モル%~70.0モル%であることがより好ましい。
The glass transition temperature of the coating resin of the magnetic carrier is preferably 40° C. to 100° C. from the viewpoint of charge maintenance properties and charge build-up speed in a high temperature and high humidity environment. More preferably the temperature is 50°C to 90°C.
In polymer B, the content of monomer unit (a) is 10.0 mol% to 90.0 mol% based on the total number of moles of all monomer units in polymer B. It is preferable from the viewpoint of the ratio of parts. More preferably, it is 30.0 mol% to 70.0 mol%.
For the same reason, the content of monomer unit (b) is preferably 10.0 mol% to 90.0 mol%, based on the total number of moles of all monomer units in polymer B, and 30. More preferably, it is 0 mol% to 70.0 mol%.
また、重合性単量体(a)として、例えば、メタクリル酸メチル、アクリル酸メチル、酢酸ビニルなどが挙げられる。好ましくは炭素数1~4のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸のアルキルエステルからなる群から選択される少なくとも一つである。帯電の立ち上がり速度の観点から、メタクリル酸メチルを含むことがより好ましい。これらのモノマーを1種又は2種以上を選択して使用してもよい。
また、重合性単量体(b)として、例えばメタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロデシル、メタクリル酸ブチルなどが挙げられる。好ましくは炭素数3~8のシクロアルキル基を有する(メタ)アクリル酸のシクロアルキルエステルからなる群から選択される少なくとも一つである。帯電の立ち上がり速度の観点から、メタクリル酸シクロヘキシルを含むことがより好ましい。これらのモノマーを1種又は2種以上を選択して使用してもよい。
Examples of the polymerizable monomer (a) include methyl methacrylate, methyl acrylate, and vinyl acetate. Preferably, it is at least one selected from the group consisting of alkyl esters of (meth)acrylic acid having an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. From the viewpoint of charging rise speed, it is more preferable that methyl methacrylate is included. These monomers may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the polymerizable monomer (b) include cyclohexyl methacrylate, cyclodecyl methacrylate, and butyl methacrylate. Preferably, it is at least one selected from the group consisting of cycloalkyl esters of (meth)acrylic acid having a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms. From the viewpoint of charge build-up speed, it is more preferable to include cyclohexyl methacrylate. These monomers may be used alone or in combination of two or more.
また、重合体Bの含有量が、被覆樹脂の全質量を基準として、50質量%以上であることが帯電の立ち上がり速度や高温高湿環境下の帯電維持性の観点から好ましい。より好ましくは70質量%~100質量%である。
また、重合体A中の全モノマーユニットの総モル数に対する第二のモノマーユニットの総モル数の比をEとし、重合体B中の全モノマーユニットの総モル数に対するモノマーユニット(a)の総モル数の比をFとしたとき、下記式(9)を満たすことが好ましい。
0.20≦E/F≦7.00 ・・・(9)
E/Fは、0.40~3.50であることがより好ましい。上記範囲であると、帯電の立ち上がりが速くなる。
Further, it is preferable that the content of the polymer B is 50% by mass or more based on the total mass of the coating resin from the viewpoint of charging rise speed and charge maintenance property under a high temperature and high humidity environment. More preferably, it is 70% by mass to 100% by mass.
Further, the ratio of the total number of moles of the second monomer unit to the total number of moles of all monomer units in polymer A is E, and the ratio of the total number of moles of the second monomer unit to the total number of moles of all monomer units in polymer B is When the ratio of moles is F, it is preferable that the following formula (9) is satisfied.
0.20≦E/F≦7.00 (9)
E/F is more preferably 0.40 to 3.50. Within the above range, charging rises quickly.
また、磁性コアについては特に制限されず、例えば、以下のものを用いることができる。
表面を酸化させた鉄粉、未酸化の鉄粉、鉄、リチウム、カルシウム、マグネシウム、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属粒子、それらの合金粒子、それらの酸化物粒子、フェライトやマグネタイトなどの磁性体、あるいは、磁性体と該磁性体を分散した状態で保持する結着樹脂とを含有する磁性体分散樹脂キャリア(いわゆる樹脂キャリア)などが挙げられる。ここで、キャリア混合比率は、二成分系現像剤中のトナー濃度として、好ましくは2質量%以上15質量%以下、より好ましくは4質量%以上13質量%以下にすると通常良好な結果が得られる。
また、二成分系現像剤の帯電の時定数は、10秒~500秒が好ましく、10秒~400秒がより好ましい。上記範囲であると、画像印字比率濃度の異なる画像を出力した際の濃度変化が起こりにくくなる。帯電の時定数は、トナー粒子の結着樹脂の種類やキャリア粒子の被覆樹脂の種類などにより制御できる。帯電の時定数の求め方は後述する。
Further, the magnetic core is not particularly limited, and for example, the following can be used.
Iron powder with an oxidized surface, unoxidized iron powder, metal particles such as iron, lithium, calcium, magnesium, nickel, copper, zinc, cobalt, manganese, chromium, rare earths, their alloy particles, and their oxide particles , a magnetic material such as ferrite or magnetite, or a magnetic material-dispersed resin carrier (so-called resin carrier) containing a magnetic material and a binder resin that holds the magnetic material in a dispersed state. Here, good results are usually obtained when the carrier mixing ratio is preferably 2% by mass or more and 15% by mass or less, more preferably 4% by mass or more and 13% by mass or less in terms of toner concentration in the two-component developer. .
Further, the charging time constant of the two-component developer is preferably 10 seconds to 500 seconds, more preferably 10 seconds to 400 seconds. Within the above range, density changes are less likely to occur when images with different image printing ratio densities are output. The charging time constant can be controlled by the type of binder resin of the toner particles, the type of coating resin of the carrier particles, and the like. How to determine the charging time constant will be described later.
また、磁性コアが多孔質磁性コアであって、
該多孔質磁性コアが該多孔質磁性コアの空孔に存在する充填樹脂を有する樹脂充填型磁性コア粒子であって、
該多孔質磁性コアの細孔径分布において、
0.1μm以上3.0μm以下の範囲における微分細孔容積が最大となるピーク細孔径が、0.20μm以上0.70μm以下であり、
0.1μm以上3.0μm以下の範囲における微分細孔容積の積分値である細孔容積が、20mm3/g以上57mm3/g以下であり、
該磁性キャリアは、以下のように定義される領域R1及び領域R2において、
樹脂成分由来の組成の質量基準の割合をそれぞれJR1及びJR2とし、
該多孔質磁性コア由来の組成の質量基準の割合をそれぞれFR1及びFR2とし、
さらにJR1/FR1をMR1、JR2/FR2をMR2としたとき、該MR1と該MR2とが、
0.20≦MR2/MR1≦0.90
の関係を満たすことが好ましい。
Further, the magnetic core is a porous magnetic core,
A resin-filled magnetic core particle in which the porous magnetic core has a filled resin present in the pores of the porous magnetic core,
In the pore size distribution of the porous magnetic core,
The peak pore diameter at which the differential pore volume is maximum in the range of 0.1 μm or more and 3.0 μm or less is 0.20 μm or more and 0.70 μm or less,
The pore volume, which is the integral value of the differential pore volume in the range of 0.1 μm or more and 3.0 μm or less, is 20 mm 3 /g or more and 57 mm 3 /g or less,
The magnetic carrier has a region R1 and a region R2 defined as follows:
The mass-based proportions of the composition derived from the resin component are respectively JR1 and JR2,
Let the mass-based ratios of the composition derived from the porous magnetic core be FR1 and FR2, respectively,
Furthermore, when JR1/FR1 is MR1 and JR2/FR2 is MR2, MR1 and MR2 are
0.20≦MR2/MR1≦0.90
It is preferable that the following relationship is satisfied.
ここで、領域R1の定義を図1に基づき説明する。磁性キャリアの断面画像において、磁性キャリアの断面の重心を通り樹脂充填型磁性コア粒子の最大長となる線分と平行であり、該線分と2.5μm離れた2本の直線をA及びBとする。該線分と樹脂充填型磁性コア粒子の輪郭線との交点を通り、該線分と直交する直線Cと、直線Cと平行であり、磁性キャリアの中心方向に向けて直線Cから5.0μm離れた直線Dを想定する。
直線A・B間の樹脂充填型磁性コア粒子の輪郭線と、直線A、B及びDとに囲まれ、かつ直線Cに接している領域をR1とする。
また、領域R2は、直線A、B、Dと、直線Dと平行であり、磁性キャリアの中心方向に向けて直線Dから5.0μm離れた直線Eとに囲まれた領域である。
これは、樹脂充填型磁性コア粒子の表面の被覆樹脂付近の樹脂比率が、内部の樹脂比率よりも高いことを示している。この構成により、帯電の立ち上がり速度の向上が図れる。
Here, the definition of region R1 will be explained based on FIG. 1. In the cross-sectional image of the magnetic carrier, two straight lines that pass through the center of gravity of the cross-section of the magnetic carrier and are parallel to the line segment that is the maximum length of the resin-filled magnetic core particles and are 2.5 μm apart from the line segment are designated as A and B. shall be. A straight line C passing through the intersection of the line segment and the contour line of the resin-filled magnetic core particle and perpendicular to the line segment, and a straight line C that is parallel to the straight line C and 5.0 μm from the straight line C toward the center of the magnetic carrier. Assume a distant straight line D.
A region surrounded by the outline of the resin-filled magnetic core particle between straight lines A and B and straight lines A, B, and D and in contact with straight line C is designated as R1.
Further, the region R2 is a region surrounded by straight lines A, B, and D, and a straight line E that is parallel to the straight line D and is 5.0 μm away from the straight line D toward the center of the magnetic carrier.
This indicates that the resin ratio near the coating resin on the surface of the resin-filled magnetic core particle is higher than the resin ratio inside. With this configuration, it is possible to improve the charging rise speed.
前記樹脂充填型磁性コア粒子の表層近傍の樹脂由来の組成の割合と多孔質磁性コア由来の組成の割合との比(MR1)が、その内側部の樹脂由来の組成の割合と多孔質磁性コア由来の組成の割合との比(MR2)よりも、大きいことが特徴である。つまり、表層の樹脂成分がその内側部に対して多い事を示している。
MR2/MR1が0.20~0.90の範囲であると、トナー粒子表面とキャリア粒子表面の極性部、または非極性部同士のそれぞれの相互作用が適度に起こるため、現像剤の帯電の立ち上がり速度が向上する。
なお、MR2/MR1は、充填する樹脂の量や粘度などにより制御することができる。また、制御方法は後述の磁性キャリア製造方法でも説明する。MR2/MR1は、0.25≦MR2/MR1≦0.85であることが好ましく、より好ましいのは、0.30≦MR2/MR1≦0.75である。
The ratio (MR1) of the composition derived from the resin near the surface layer of the resin-filled magnetic core particle to the composition derived from the porous magnetic core is the ratio of the composition derived from the resin in the inner part to the porous magnetic core. It is characterized in that it is larger than the ratio (MR2) to the composition ratio from the origin. In other words, it shows that the resin component in the surface layer is larger than that in the inner part.
When MR2/MR1 is in the range of 0.20 to 0.90, interaction between the polar parts of the toner particle surface and the carrier particle surface or the non-polar parts each occurs moderately, so that the charge buildup of the developer is reduced. Increases speed.
Note that MR2/MR1 can be controlled by the amount and viscosity of the resin to be filled. The control method will also be explained in the magnetic carrier manufacturing method described later. MR2/MR1 is preferably 0.25≦MR2/MR1≦0.85, and more preferably 0.30≦MR2/MR1≦0.75.
磁性キャリアが、多孔質磁性コアの空孔に充填樹脂を含有する樹脂充填型磁性コア粒子と、該樹脂充填型磁性コア粒子の表面に存在する樹脂被覆層を有する磁性キャリアであると、キャリア粒子表面からトナー粒子表面へ電荷が移動する頻度が増大するため、現像剤の帯電の立ち上がり速度が向上する。
孔質磁性コアの細孔径分布における、0.1μm以上3.0μm以下の範囲での微分細孔容積の積分値である細孔容積は、20.0mm3/g以上57.0mm3/g以下であることが好ましい。細孔容積が20.0mm3/g以上であると、ミクロな重心の偏りから、キャリア粒子表面からトナー粒子表面へ電荷が移動する頻度が増大するため、現像剤の帯電の立ち上がり速度が向上する。該細孔容積は、25.0mm3/g以上55.0mm3/g以下であることがより好ましい。該細孔容積は、多孔質磁性コアの焼成温度や、焼成時間により制御することができる。例えば、焼成温度を高くすることで、細孔容積を小さくすることができる。
When the magnetic carrier is a magnetic carrier having a resin-filled magnetic core particle containing a filling resin in the pores of a porous magnetic core, and a resin coating layer existing on the surface of the resin-filled magnetic core particle, the carrier particle Since the frequency of charge transfer from the surface to the toner particle surface increases, the charging rise speed of the developer increases.
In the pore size distribution of the porous magnetic core, the pore volume, which is the integral value of the differential pore volume in the range of 0.1 μm or more and 3.0 μm or less, is 20.0 mm 3 /g or more and 57.0 mm 3 /g or less. It is preferable that When the pore volume is 20.0 mm 3 /g or more, the frequency at which charges move from the surface of the carrier particles to the surface of the toner particles increases due to the microscopic deviation of the center of gravity, so that the charging rise speed of the developer increases. . The pore volume is more preferably 25.0 mm 3 /g or more and 55.0 mm 3 /g or less. The pore volume can be controlled by the firing temperature and firing time of the porous magnetic core. For example, the pore volume can be reduced by increasing the firing temperature.
多孔質磁性コアの細孔径分布における、0.1μm以上3.0μm以下の範囲での微分細孔容積が最大となるピーク細孔径が、0.20μm以上0.70μm以下であることが好ましい。細孔径が上記範囲であると、トナー粒子表面とキャリア粒子表面の極性部、または非極性部同士のそれぞれの相互作用が適度に起こるため、現像剤の帯電の立ち上がり速度が向上する。 In the pore size distribution of the porous magnetic core, the peak pore size at which the differential pore volume is maximum in the range of 0.1 μm or more and 3.0 μm or less is preferably 0.20 μm or more and 0.70 μm or less. When the pore diameter is within the above range, interaction between the polar portions or non-polar portions of the toner particle surface and the carrier particle surface occurs appropriately, so that the charging rise speed of the developer is improved.
該ピーク細孔径は、0.25μm以上0.65μm以下であることが好ましい。ピーク細孔径は、仮焼フェライト微粉砕品の粒度や多孔質磁性コアの焼成温度、焼成時間により制御することができる。例えば、仮焼フェライト微粉砕品の粒度を小さくすることで該ピーク細孔径を小さくすることができる。 The peak pore diameter is preferably 0.25 μm or more and 0.65 μm or less. The peak pore diameter can be controlled by the particle size of the calcined ferrite finely ground product, the firing temperature and firing time of the porous magnetic core. For example, the peak pore diameter can be reduced by reducing the particle size of the finely pulverized calcined ferrite product.
また、磁性コアは、磁性体分散型樹脂キャリア芯材であって、
該磁性体分散型樹脂キャリア芯材は一次粒子の個数平均粒子径がra(μm)の磁性粒子A、及び一次粒子の個数平均粒子径がrb(μm)の磁性粒子Bを含有し、
該ra及びrbは、ra≧rbの関係を満たし、
該磁性粒子Aは、マンガン元素、アルミニウム元素、マグネシウム元素、チタン元素、及びニッケル元素からなる群より選択される少なくとも1種の非鉄金属元素の酸化物、並びに酸化鉄を含有し、
該磁性キャリアの蛍光X線回折法による測定において、該非鉄金属元素の総含有率をM1(質量%)とし、鉄元素の含有率をF1(質量%)としたとき、M1のF1に対する比の値(M1/F1)が、0.010以上0.100以下であり、
該磁性キャリアのX線光電子分光法による測定において、該非鉄金属元素の総含有率をM2(質量%)とし、該鉄元素の含有率をF2(質量%)としたとき、M2のF2に対する比の値(M2/F2)が、1.0以上10.0以下であることが好ましい。
Further, the magnetic core is a magnetic material-dispersed resin carrier core material,
The magnetic substance dispersed resin carrier core material contains magnetic particles A whose primary particles have a number average particle diameter of ra (μm), and magnetic particles B whose primary particles have a number average particle diameter of rb (μm),
The ra and rb satisfy the relationship ra≧rb,
The magnetic particles A contain an oxide of at least one non-ferrous metal element selected from the group consisting of manganese element, aluminum element, magnesium element, titanium element, and nickel element, and iron oxide,
In the measurement of the magnetic carrier by X-ray fluorescence diffraction, when the total content of the non-ferrous metal elements is M1 (mass%) and the content of iron elements is F1 (mass%), the ratio of M1 to F1 is The value (M1/F1) is 0.010 or more and 0.100 or less,
In the measurement of the magnetic carrier by X-ray photoelectron spectroscopy, when the total content of the nonferrous metal element is M2 (mass%) and the content of the iron element is F2 (mass%), the ratio of M2 to F2 The value (M2/F2) is preferably 1.0 or more and 10.0 or less.
磁性キャリアの蛍光X線回折法による測定において、非鉄金属元素の総含有率をM1(質量%)とし、鉄元素の含有率をF1(質量%)としたとき、M1のF1に対する比の値(M1/F1)が、好ましくは0.010以上0.100以下であり、より好ましくは0.020以上0.090以下である。
これは磁性体分散型樹脂キャリア芯材内部に存在する酸化鉄成分以外の比率を示している。M1/F1が上記範囲であると、現像剤の帯電の立ち上がり速度が向上する。M1/F1は、磁性粒子A及び磁性粒子Bの比率により制御することができる。例えば、磁性粒子Aの比率を多くする事でM1/F1を大きくすることができる。
In measurement of magnetic carriers by X-ray fluorescence diffraction, when the total content of nonferrous metal elements is M1 (mass%) and the content of iron elements is F1 (mass%), the value of the ratio of M1 to F1 ( M1/F1) is preferably 0.010 or more and 0.100 or less, more preferably 0.020 or more and 0.090 or less.
This indicates the ratio of components other than iron oxide components present inside the magnetic material dispersed resin carrier core material. When M1/F1 is within the above range, the charging rise speed of the developer is improved. M1/F1 can be controlled by the ratio of magnetic particles A and magnetic particles B. For example, M1/F1 can be increased by increasing the ratio of magnetic particles A.
磁性キャリアのX線光電子分光法による測定において、非鉄金属元素の総含有率をM2(質量%)とし、鉄元素の含有率をF2(質量%)としたとき、M2のF2に対する比の値(M2/F2)が、好ましくは1.0以上10.0以下であり、より好ましくは1.5以上8.5以下であり、さらに好ましくは1.8以上6.0以下である。
これは、磁性体分散型樹脂キャリア芯材表層に存在する酸化鉄成分以外の比率を示している。M2/F2が、1.0以上であると、高濃度出力後に出力する画像の濃度が安定しやすくなる。一方、10.0以下であると、低濃度出力後に出力する画像の濃度が安定しやすくなる。
M2/F2は、後述の磁性粒子Aの非鉄金属元素の被覆量により制御することができる。例えば磁性粒子Aの非鉄金属元素成分の被覆量を多くすることで、M2/F2を大きくすることができる。
In the measurement of magnetic carriers by X-ray photoelectron spectroscopy, when the total content of nonferrous metal elements is M2 (mass%) and the content of iron elements is F2 (mass%), the value of the ratio of M2 to F2 ( M2/F2) is preferably 1.0 or more and 10.0 or less, more preferably 1.5 or more and 8.5 or less, and even more preferably 1.8 or more and 6.0 or less.
This indicates the ratio of components other than iron oxide components present in the surface layer of the magnetic material-dispersed resin carrier core material. When M2/F2 is 1.0 or more, the density of the image output after high-density output becomes more stable. On the other hand, if it is 10.0 or less, the density of the image output after low density output becomes stable.
M2/F2 can be controlled by the coating amount of the non-ferrous metal element of the magnetic particles A, which will be described later. For example, M2/F2 can be increased by increasing the coating amount of the non-ferrous metal element component of the magnetic particles A.
(M1/F1)及び(M2/F2)が上記範囲であることは、非鉄金属元素が、磁性体分散型樹脂キャリア表層に偏在した状態であることを示している。これにより、現像剤の帯電の立ち上がり速度が向上する。
M1及びM2の測定において、非鉄金属元素は、マンガン元素、アルミニウム元素、マグネシウム元素、チタン元素、及びニッケル元素からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。非鉄金属元素成分として上記を選択する事で、電荷保持性と荷電緩和性を制御しやすくなる。その結果、トナーと磁性キャリアとの静電的付着性、現像剤の流動性が安定し、現像剤の攪拌性や搬送性が向上し、高温高湿環境下での帯電維持性が向上すると考えられる。
The fact that (M1/F1) and (M2/F2) are within the above ranges indicates that the non-ferrous metal elements are unevenly distributed in the surface layer of the magnetic material dispersed resin carrier. This improves the charging start-up speed of the developer.
In the measurement of M1 and M2, the nonferrous metal element is preferably at least one selected from the group consisting of manganese element, aluminum element, magnesium element, titanium element, and nickel element. By selecting the above as the non-ferrous metal element component, charge retention and charge relaxation properties can be easily controlled. As a result, the electrostatic adhesion between the toner and the magnetic carrier and the fluidity of the developer are stabilized, and the agitation and transportability of the developer is improved, which is expected to improve charge retention in high-temperature, high-humidity environments. It will be done.
<着色剤>
トナーには着色剤を用いてもよい。着色剤としては、以下のものが挙げられる。
黒色着色剤としては、カーボンブラック;イエロー着色剤、マゼンタ着色剤及びシアン着色剤とを用いて黒色に調色したものが挙げられる。着色剤には、顔料を単独で使用してもかまわないが、染料と顔料とを併用してその鮮明度を向上させた方がフルカラー画像の
画質の点からより好ましい。
マゼンタトナー用顔料としては、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、48:2、48:3,48:4、49、50、51、52、53、54、55、57:1、58、60、63、64、68、81:1、83、87、88、89、90、112、114、122、123、146、147、150、163、184、202、206、207、209、238、269、282;C.I.ピグメントバイオレット19;C.I.バットレッド1、2、10、13、15、23、29、35。
マゼンタトナー用染料としては、以下のものが挙げられる。C.I.ソルベントレッド1、3、8、23、24、25、27、30、49、81、82、83、84、100、109、121;C.I.ディスパースレッド9;C.I.ソルベントバイオレット8、13、14、21、27;C.I.ディスパーバイオレット1のような油溶染料、C.I.ベーシックレッド1、2、9、12、13、14、15、17、18、22、23、24、27、29、32、34、35、36、37、38、39、40;C.I.ベーシックバイオレット1、3、7、10、14、15、21、25、26、27、28のような塩基性染料。
<Colorant>
A coloring agent may be used in the toner. As the coloring agent, the following may be mentioned.
Examples of the black colorant include carbon black, which is colored black using a yellow colorant, a magenta colorant, and a cyan colorant. Although a pigment may be used alone as a coloring agent, it is more preferable to use a dye and a pigment together to improve the clarity from the viewpoint of the image quality of a full-color image.
Examples of pigments for magenta toner include the following. C. I.
Examples of dyes for magenta toner include the following. C. I. Solvent red 1, 3, 8, 23, 24, 25, 27, 30, 49, 81, 82, 83, 84, 100, 109, 121; C.I. I. Dispersed
シアントナー用顔料としては、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントブルー2、3、15:2、15:3、15:4、16、17;C.I.バットブルー6;C.I.アシッドブルー45、フタロシアニン骨格にフタルイミドメチル基を1~5個置換した銅フタロシアニン顔料。
シアントナー用染料としては、C.I.ソルベントブルー70がある。
イエロートナー用顔料としては、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、62、65、73、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、127、128、129、147、151、154、155、168、174、175、176、180、181、185;C.I.バットイエロー1、3、20。
イエロートナー用染料としては、C.I.ソルベントイエロー162がある。
着色剤の含有量は、結着樹脂100質量部に対して0.1質量部以上30質量部以下であることが好ましい。
Examples of pigments for cyan toner include the following. C. I.
As a dye for cyan toner, C.I. I. There is Solvent Blue 70.
Examples of pigments for yellow toner include the following. C. I.
As the dye for yellow toner, C. I. There is Solvent Yellow 162.
The content of the colorant is preferably 0.1 parts by mass or more and 30 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the binder resin.
<ワックス>
トナーにはワックスを用いてもよい。ワックスとしては、例えば以下のものが挙げられる。
マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスのような炭化水素系ワックス;酸化ポリエチレンワックスのような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;カルナバワックスのような脂肪酸エステルを主成分とするワックス類;脱酸カルナバワックスのような脂肪酸エステル類を一部又は全部を脱酸化したもの。
さらに、以下のものが挙げられる。パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸のような飽和直鎖脂肪酸類;ブラシジン酸、エレオステアリン酸、バリナリン酸のような不飽和脂肪酸類;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のような飽和アルコール類;ソルビトールのような多価アルコール類;パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、モンタン酸のような脂肪酸類と、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のようなアルコール類とのエステル類;リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドのような脂肪酸アミド類;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のような飽和
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のような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のような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のような脂肪族金属塩(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のような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のような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によって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物。
ワックスの含有量は、結着樹脂100質量部に対して2.0質量部~30.0質量部であることが好ましい。
<Wax>
Wax may be used as the toner. Examples of wax include the following:
Hydrocarbon waxes such as microcrystalline wax, paraffin wax, and Fischer-Tropsch wax; oxides of hydrocarbon waxes such as oxidized polyethylene wax, or block copolymers thereof; Waxes that are partially or completely deoxidized from fatty acid esters such as deoxidized carnauba wax.
Furthermore, the following may be mentioned. Saturated straight chain fatty acids such as palmitic acid, stearic acid, montanic acid; unsaturated fatty acids such as brassic acid, eleostearic acid, valinaric acid; stearyl alcohol, aralkyl alcohol, behenyl alcohol, carnaubil alcohol, seryl alcohol , saturated alcohols such as mericyl alcohol; polyhydric alcohols such as sorbitol; fatty acids such as palmitic acid, stearic acid, behenic acid, montanic acid, and stearyl alcohol, aralkyl alcohol, behenyl alcohol, carnaubil alcohol. esters with alcohols such as , ceryl alcohol, and mericyl alcohol; fatty acid amides such as linoleic acid amide, oleic acid amide, and lauric acid amide; methylene bisstearic acid amide, ethylene biscapric acid amide, and ethylene bislauric acid amide. acid amide, saturated fatty acid bisamides such as hexamethylene bis-stearamide; ethylene bis-oleic acid amide, hexamethylene bis-oleic acid amide, N,N' dioleyl adipate amide, N, N' dioleyl sebacic acid amide; unsaturated fatty acid amides such as m-xylene bisstearamide, aromatic bisamides such as N,N' distearyl isophthalic acid amide; calcium stearate, calcium laurate, zinc stearate, magnesium stearate Aliphatic metal salts (generally called metal soaps); Waxes made by grafting aliphatic hydrocarbon waxes with vinyl monomers such as styrene and acrylic acid; Fatty acids such as behenic acid monoglyceride Partial esterification product of polyhydric alcohol; methyl ester compound with hydroxyl group obtained by hydrogenation of vegetable oil.
The wax content is preferably 2.0 parts by mass to 30.0 parts by mass based on 100 parts by mass of the binder resin.
<荷電制御剤>
トナーには、必要に応じて荷電制御剤を含有させることもできる。トナーに含有される荷電制御剤としては、公知のものが利用できるが、特に、無色でトナーの帯電スピードが速く且つ一定の帯電量を安定して保持できる芳香族カルボン酸の金属化合物が好ましい。
ネガ系荷電制御剤としては、サリチル酸金属化合物、ナフトエ酸金属化合物、ジカルボン酸金属化合物、スルホン酸又はカルボン酸を側鎖に持つ高分子型化合物、スルホン酸塩又はスルホン酸エステル化物を側鎖に持つ高分子型化合物、カルボン酸塩又はカルボン酸エステル化物を側鎖に持つ高分子型化合物、ホウ素化合物、尿素化合物、ケイ素化合物、カリックスアレーンが挙げられる。荷電制御剤はトナー粒子に対して内添してもよいし外添してもよい。
荷電制御剤の添加量は、結着樹脂100質量部に対し0.2質量部以上10質量部以下が好ましい。
<Charge control agent>
The toner can also contain a charge control agent if necessary. As the charge control agent contained in the toner, any known charge control agent can be used, but a metal compound of an aromatic carboxylic acid is particularly preferable because it is colorless, has a high charging speed of the toner, and can stably maintain a constant charge amount.
Examples of negative charge control agents include salicylic acid metal compounds, naphthoic acid metal compounds, dicarboxylic acid metal compounds, polymer-type compounds with sulfonic acid or carboxylic acid in the side chain, and sulfonate or sulfonic acid ester compounds in the side chain. Examples include polymeric compounds, polymeric compounds having carboxylates or carboxylic acid esters in their side chains, boron compounds, urea compounds, silicon compounds, and calixarene. The charge control agent may be added internally or externally to the toner particles.
The amount of the charge control agent added is preferably 0.2 parts by mass or more and 10 parts by mass or less per 100 parts by mass of the binder resin.
<無機微粒子>
トナーは、必要に応じて無機微粒子を含有してもよい。
無機微粒子は、トナー粒子に内添してもよいし外添剤としてトナー粒子と混合してもよい。外添剤としては、シリカのような無機微粒子が好ましい。
無機微粒子は、シラン化合物、シリコーンオイル又はそれらの混合物のような疎水化剤で疎水化されていることが好ましい。
流動性向上のための外添剤としては、比表面積が50m2/g以上400m2/g以下の無機微粒子が好ましく、耐久安定性のためには、比表面積が10m2/g以上50m2/g以下の無機微粒子であることが好ましい。流動性向上と耐久安定性とを両立させるためには、比表面積が上記範囲の無機微粒子を併用してもよい。
<Inorganic fine particles>
The toner may contain inorganic fine particles as necessary.
The inorganic fine particles may be added internally to the toner particles or may be mixed with the toner particles as an external additive. As the external additive, inorganic fine particles such as silica are preferred.
The inorganic fine particles are preferably hydrophobized with a hydrophobizing agent such as a silane compound, silicone oil, or a mixture thereof.
As an external additive for improving fluidity, inorganic fine particles with a specific surface area of 50 m 2 /g or more and 400 m 2 /g or less are preferable, and for durability stability, a specific surface area of 10 m 2 /g or more and 50 m 2 / g is preferred. It is preferable that the particles be inorganic fine particles having a particle size of 100 g or less. In order to achieve both improved fluidity and durability stability, inorganic fine particles having a specific surface area within the above range may be used in combination.
<製造方法>
トナー粒子を製造する方法としては、特に制限されず、懸濁重合法、乳化凝集法、溶融混練法、溶解懸濁法など従来公知の製造方法を採用できる。
得られたトナー粒子はそのままトナーとして用いてもよい。トナー粒子に対し、無機微粒子、及び必要に応じて他の外添剤を混合し、トナーを得てもよい。トナー粒子と無機微粒子などの外添剤との混合は、ダブルコン・ミキサー、V型ミキサー、ドラム型ミキサー、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウタミキサ、メカノハイブリッド(日本コークス工業株式会社製)、ノビルタ(ホソカワミクロン株式会社製)等の混合装置を用いることができる。
外添剤は、トナー粒子100質量部に対して0.1質量部以上10.0質量部以下使用されることが好ましい。
トナー及び原材料の各種物性の測定法について以下に説明する。
<Manufacturing method>
The method for producing toner particles is not particularly limited, and conventionally known production methods such as a suspension polymerization method, an emulsion aggregation method, a melt-kneading method, and a dissolution/suspension method can be employed.
The obtained toner particles may be used as a toner as they are. A toner may be obtained by mixing toner particles with inorganic fine particles and, if necessary, other external additives. Mixing of toner particles and external additives such as inorganic fine particles can be carried out using a double con mixer, V-type mixer, drum-type mixer, super mixer, Henschel mixer, Nauta mixer, Mechano Hybrid (manufactured by Nippon Coke Industries Co., Ltd.), Nobilta (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.). A mixing device such as one manufactured by a company (manufactured by a company) can be used.
The external additive is preferably used in an amount of 0.1 parts by mass or more and 10.0 parts by mass or less based on 100 parts by mass of toner particles.
Methods for measuring various physical properties of toner and raw materials will be described below.
(分析手法)
<重合体A、及び重合体B中の各種重合性単量体に由来するモノマーユニットの含有割合の測定方法>
重合体A、及び重合体B中の各種重合性単量体に由来するモノマーユニットの含有割合の測定は、1H-NMRにより以下の条件にて行う。
測定装置 :FT NMR装置 JNM-EX400(日本電子社製)
測定周波数:400MHz
パルス条件:5.0μs
周波数範囲:10500Hz
積算回数 :64回
測定温度 :30℃
試料 :測定試料50mgを内径5mmのサンプルチューブに入れ、溶媒として重クロロホルム(CDCl3)を添加し、これを40℃の恒温槽内で溶解させて調製する。
得られた1H-NMRチャートより、第一の重合性単量体に由来するモノマーユニットの構成要素に帰属されるピークの中から、他に由来するモノマーユニットの構成要素に帰属されるピークとは独立したピークを選択し、このピークの積分値S1を算出する。同様に、第二の重合性単量体に由来するモノマーユニットの構成要素に帰属されるピークの中から、他に由来するモノマーユニットの構成要素に帰属されるピークとは独立したピークを選択し、このピークの積分値S2を算出する。
さらに、第三の重合性単量体を使用している場合は、第三の重合性単量体に由来するモノマーユニットの構成要素に帰属されるピークから、他に由来するモノマーユニットの構成要素に帰属されるピークとは独立したピークを選択し、このピークの積分値S3を算出する。
第一の重合性単量体に由来するモノマーユニットの含有割合は、上記積分値S1、S2及びS3を用いて、以下のようにして求める。なお、n1、n2、n3はそれぞれの部位について着眼したピークが帰属される構成要素における水素の数である。
第一の重合性単量体に由来するモノマーユニットの含有割合(モル%)=
{(S1/n1)/((S1/n1)+(S2/n2)+(S3/n3))}×100
同様に、第二の重合性単量体、第三の重合性単量体に由来するモノマーユニットの割合は以下のように求める。
第二の重合性単量体に由来するモノマーユニットの含有割合(モル%)=
{(S2/n2)/((S1/n1)+(S2/n2)+(S3/n3))}×100
第三の重合性単量体に由来するモノマーユニットの含有割合(モル%)=
{(S3/n3)/((S1/n1)+(S2/n2)+(S3/n3))}×100
なお、重合体Aにおいて、ビニル基以外の構成要素に水素原子が含まれない重合性単量体が使用されている場合は、13C-NMRを用いて測定原子核を13Cとし、シングルパルスモードにて測定を行い、1H-NMRにて同様にして算出する。
また、トナーが懸濁重合法によって製造される場合、離型剤やその他の樹脂のピークが重なり、独立したピークが観測されないことがある。それにより、重合体A中の各種重合性単量体に由来するモノマーユニットの含有割合が算出できない場合が生じる。その場合、離型剤やその他の樹脂を使用しないで同様の懸濁重合を行うことで、重合体A’を製造し、重合体A’を重合体Aとみなして分析することができる。
重合体Bに関しても、重合体Aと同様に算出することができる。
(Analysis method)
<Method for measuring the content ratio of monomer units derived from various polymerizable monomers in polymer A and polymer B>
The content ratio of monomer units derived from various polymerizable monomers in Polymer A and Polymer B is measured by 1 H-NMR under the following conditions.
Measuring device: FT NMR device JNM-EX400 (manufactured by JEOL Ltd.)
Measurement frequency: 400MHz
Pulse condition: 5.0μs
Frequency range: 10500Hz
Total number of times: 64 times Measurement temperature: 30℃
Sample: Prepared by placing 50 mg of the measurement sample into a sample tube with an inner diameter of 5 mm, adding deuterium chloroform (CDCl 3 ) as a solvent, and dissolving this in a constant temperature bath at 40°C.
From the obtained 1 H-NMR chart, among the peaks attributed to the constituent elements of the monomer unit derived from the first polymerizable monomer, the peaks attributed to the constituent elements of the monomer unit derived from other selects an independent peak and calculates the integral value S1 of this peak. Similarly, from among the peaks attributed to the constituent elements of the monomer unit derived from the second polymerizable monomer, a peak that is independent of the peaks attributed to the constituent elements of the monomer unit derived from other sources is selected. , calculate the integral value S2 of this peak.
Furthermore, if a third polymerizable monomer is used, from the peak attributed to the components of the monomer unit derived from the third polymerizable monomer, the components of the monomer unit derived from other A peak independent of the peak attributed to is selected, and the integral value S3 of this peak is calculated.
The content ratio of the monomer unit derived from the first polymerizable monomer is determined as follows using the above integral values S 1 , S 2 and S 3 . Note that n 1 , n 2 , and n 3 are the numbers of hydrogens in the constituent elements to which the focused peaks are assigned for each site.
Content ratio (mol%) of monomer units derived from the first polymerizable monomer =
{(S 1 /n 1 )/((S 1 /n 1 )+(S 2 /n 2 )+(S 3 /n 3 ))}×100
Similarly, the proportion of monomer units derived from the second polymerizable monomer and the third polymerizable monomer is determined as follows.
Content ratio (mol%) of monomer units derived from the second polymerizable monomer =
{(S 2 /n 2 )/((S 1 /n 1 )+(S 2 /n 2 )+(S 3 /n 3 ))}×100
Content ratio (mol%) of monomer units derived from the third polymerizable monomer =
{(S 3 /n 3 )/((S 1 /n 1 )+(S 2 /n 2 )+(S 3 /n 3 ))}×100
In addition, if a polymerizable monomer containing no hydrogen atom as a constituent other than the vinyl group is used in Polymer A, use 13 C-NMR to measure the atomic nucleus as 13 C, and use single pulse mode. Measurements are made using 1 H-NMR, and calculations are made in the same manner using 1 H-NMR.
Furthermore, when the toner is manufactured by suspension polymerization, the peaks of the release agent and other resins overlap, and independent peaks may not be observed. As a result, the content ratio of monomer units derived from various polymerizable monomers in the polymer A may not be calculated. In that case, polymer A' can be produced by performing similar suspension polymerization without using a mold release agent or other resin, and can be analyzed by regarding polymer A' as polymer A.
Polymer B can also be calculated in the same manner as polymer A.
<重合体A、及び被覆樹脂のガラス転移温度、及び融点の測定方法>
ガラス転移温度及び融解ピーク温度は、示差走査熱量分析装置「Q2000」(TA Instruments社製)を用いてASTM D3418-82に準じて測定する。
装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。
具体的には、試料約3mgを精秤し、アルミニウム製のパンの中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用いて、以下の条件で測定する。
昇温速度:10℃/min
測定開始温度:30℃
測定終了温度:180℃
測定範囲30~180℃の間で、昇温速度10℃/minで測定を行う。一度180℃まで昇温させ10分間保持し、続いて30℃まで降温し、その後に再度昇温を行う。この2度目の昇温過程で、温度30℃~100℃の範囲において比熱変化が得られる。このときの比熱変化が出る前と出た後のベースラインの中間点の線と示差熱曲線との交点を、結着樹脂のガラス転移温度(Tg)とする。
さらに、温度60℃~90℃の範囲における温度―吸熱量曲線の最大吸熱ピークになる温度を重合体の融点の融解ピーク温度(Tp)とする。
<Method for measuring glass transition temperature and melting point of polymer A and coating resin>
The glass transition temperature and melting peak temperature are measured according to ASTM D3418-82 using a differential scanning calorimeter "Q2000" (manufactured by TA Instruments).
The temperature correction of the device detection part uses the melting points of indium and zinc, and the heat of fusion of indium is used to correct the amount of heat.
Specifically, approximately 3 mg of a sample is accurately weighed, placed in an aluminum pan, and measured under the following conditions using an empty aluminum pan as a reference.
Temperature increase rate: 10℃/min
Measurement start temperature: 30℃
Measurement end temperature: 180℃
Measurement is carried out within the measurement range of 30 to 180°C at a temperature increase rate of 10°C/min. The temperature is raised once to 180°C, held for 10 minutes, then lowered to 30°C, and then raised again. In this second temperature raising process, a change in specific heat is obtained in the temperature range of 30°C to 100°C. At this time, the intersection of the midpoint line between the baseline before and after the specific heat change and the differential heat curve is defined as the glass transition temperature (Tg) of the binder resin.
Furthermore, the temperature at which the maximum endothermic peak of the temperature-endothermic curve in the temperature range of 60° C. to 90° C. occurs is defined as the melting peak temperature (Tp) of the melting point of the polymer.
<トナーからの重合体及び結着樹脂の分離>
溶剤への溶解度の差を利用してトナーから重合体及び結着樹脂を分離してからDSC測定を行うことができる。
<Separation of polymer and binder resin from toner>
DSC measurement can be performed after separating the polymer and binder resin from the toner by utilizing the difference in solubility in a solvent.
<SP値の算出方法>
SP12、SP22、SP(a)、及びSP(b)は、Fedorsによって提案された算出方法に従い、以下のようにして求める。
それぞれの重合性単量体について、分子構造中の原子又は原子団に対して、「polym.Eng.Sci.,14(2),147-154(1974)」に記載の表から蒸発エネルギー(Δei)(cal/mol)及びモル体積(Δvi)(cm3/mol)を求め、(4.184×ΣΔei/ΣΔvi)0.5をSP値(J/cm3)0.5とする。
なお、SP11、SP21は、該重合性単量体の二重結合が重合によって開裂した状態の分子構造の原子又は原子団に対して、上記と同様の算出方法によって算出する。
<How to calculate SP value>
SP 12 , SP 22 , SP(a), and SP(b) are determined as follows according to the calculation method proposed by Fedors.
For each polymerizable monomer, the evaporation energy (Δei ) (cal/mol) and molar volume (Δvi) (cm 3 /mol), and set (4.184×ΣΔei/ΣΔvi) 0.5 as the SP value (J/cm 3 ) 0.5 .
Note that SP 11 and SP 21 are calculated using the same calculation method as above for atoms or atomic groups of the molecular structure in which the double bond of the polymerizable monomer is cleaved by polymerization.
<トナー粒子の樹脂のTHF可溶分の分子量測定>
重合体AのTHF可溶分の分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、以下のようにして測定する。
まず、室温で24時間かけて、試料をテトラヒドロフラン(THF)に溶解する。そして、得られた溶液を、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブランフィルター「マイショリディスク」(東ソー社製)で濾過してサンプル溶液を得る。なお、サンプル溶液は、THFに可溶な成分の濃度が約0.8質量%となるように調整する。このサンプル溶液を用いて、以下の条件で測定する。
装置:HLC8120 GPC(検出器:RI)(東ソー社製)
カラム:Shodex KF-801、802、803、804、805、806、807の7連(昭和電工社製)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0ml/min
オーブン温度:40.0℃
試料注入量:0.10ml
試料の分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂(例えば、商品名「TSKスタンダード ポリスチレン F-850、F-450、F-288、F-128、F-80、F-40、F-20、F-10、F-4、F-2、F-1、A-5000、A-2500、A-1000、A-500」、東ソー社製)を用いて作成した分子量校正曲線を使用する。
<Measurement of molecular weight of THF soluble content of resin in toner particles>
The molecular weight (Mw) of the THF-soluble portion of Polymer A is measured by gel permeation chromatography (GPC) as follows.
First, the sample is dissolved in tetrahydrofuran (THF) for 24 hours at room temperature. Then, the obtained solution is filtered through a solvent-resistant membrane filter "Maishori Disk" (manufactured by Tosoh Corporation) having a pore diameter of 0.2 μm to obtain a sample solution. Note that the sample solution is adjusted so that the concentration of components soluble in THF is approximately 0.8% by mass. Using this sample solution, measurements are performed under the following conditions.
Equipment: HLC8120 GPC (detector: RI) (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: 7 series of Shodex KF-801, 802, 803, 804, 805, 806, 807 (manufactured by Showa Denko)
Eluent: Tetrahydrofuran (THF)
Flow rate: 1.0ml/min
Oven temperature: 40.0℃
Sample injection amount: 0.10ml
When calculating the molecular weight of the sample, use standard polystyrene resin (for example, trade name "TSK Standard Polystyrene F-850, F-450, F-288, F-128, F-80, F-40, F-20, F- 10, F-4, F-2, F-1, A-5000, A-2500, A-1000, A-500'', manufactured by Tosoh Corporation).
<酸価の測定方法>
酸価Avは試料1gに含まれる酸を中和するために必要な水酸化カリウムのmg数である。本発明における重合体Aの酸価はJIS K 0070-1992に準じて測定され
るが、具体的には、以下の手順に従って測定する。
(1)試薬の準備
フェノールフタレイン1.0gをエチルアルコール(95体積%)90mLに溶かし、イオン交換水を加えて100mLとし、フェノールフタレイン溶液を得る。
特級水酸化カリウム7gを5mLの水に溶かし、エチルアルコール(95体積%)を加えて1Lとする。炭酸ガス等に触れないように、耐アルカリ性の容器に入れて3日間放置後、ろ過して、水酸化カリウム溶液を得る。得られた水酸化カリウム溶液は、耐アルカリ性の容器に保管する。前記水酸化カリウム溶液のファクターは、0.1モル/L塩酸25mLを三角フラスコに取り、前記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸化カリウム溶液で滴定し、中和に要した前記水酸化カリウム溶液の量から求める。前記0.1モル/L塩酸は、JIS K 8001-1998に準じて作成されたものを用いる。
(2)操作
(A)本試験
粉砕した重合体Aの試料2.0gを200mlの三角フラスコに精秤し、トルエン/エタノール(2:1)の混合溶液100mlを加え、5時間かけて溶解する。次いで、指示薬として前記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸化カリウム溶液を用いて滴定する。尚、滴定の終点は、指示薬の薄い紅色が約30秒間続いたときとする。
(B)空試験
試料を用いない(すなわちトルエン/エタノール(2:1)の混合溶液のみとする)以外は、上記操作と同様の滴定を行う。
(3)得られた結果を下記式に代入して、酸価を算出する。
A=[(C-B)×f×5.61]/S
ここで、A:酸価(mgKOH/g)、B:空試験の水酸化カリウム溶液の添加量(mL)、C:本試験の水酸化カリウム溶液の添加量(mL)、f:水酸化カリウム溶液のファクター、S:試料の質量(g)である。
<Method for measuring acid value>
The acid value Av is the number of mg of potassium hydroxide required to neutralize the acid contained in 1 g of sample. The acid value of Polymer A in the present invention is measured according to JIS K 0070-1992, and specifically, it is measured according to the following procedure.
(1) Preparation of reagents Dissolve 1.0 g of phenolphthalein in 90 mL of ethyl alcohol (95% by volume) and add ion exchange water to make 100 mL to obtain a phenolphthalein solution.
Dissolve 7 g of special grade potassium hydroxide in 5 mL of water, and add ethyl alcohol (95% by volume) to make 1 L. After leaving it in an alkali-resistant container for 3 days to avoid contact with carbon dioxide gas, filter it to obtain a potassium hydroxide solution. The obtained potassium hydroxide solution is stored in an alkali-resistant container. The factor of the potassium hydroxide solution was determined by placing 25 mL of 0.1 mol/L hydrochloric acid in an Erlenmeyer flask, adding a few drops of the phenolphthalein solution, and titrating with the potassium hydroxide solution. Determine from the amount of potassium solution. The 0.1 mol/L hydrochloric acid prepared according to JIS K 8001-1998 is used.
(2) Operation (A) Main test Accurately weigh 2.0 g of the crushed sample of Polymer A into a 200 ml Erlenmeyer flask, add 100 ml of a mixed solution of toluene/ethanol (2:1), and dissolve over 5 hours. . Next, several drops of the phenolphthalein solution are added as an indicator, and titration is carried out using the potassium hydroxide solution. The end point of the titration is when the indicator remains pale red for about 30 seconds.
(B) Blank test Perform titration in the same manner as above, except that no sample is used (that is, only a mixed solution of toluene/ethanol (2:1) is used).
(3) Substitute the obtained results into the following formula to calculate the acid value.
A=[(CB)×f×5.61]/S
Here, A: acid value (mgKOH/g), B: amount of potassium hydroxide solution added in blank test (mL), C: amount of potassium hydroxide solution added in main test (mL), f: potassium hydroxide Solution factor, S: Mass of sample (g).
(トナー粒子の重量平均粒径(D4))
トナー粒子の重量平均粒径(D4)は、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)と、測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いて、実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで測定し、測定データの解析を行い、算出する。
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。
なお、測定、解析を行う前に、以下のように前記専用ソフトの設定を行う。
前記専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更画面」において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。閾値/ノイズレベルの測定ボタンを押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、測定後のアパーチャーチューブのフラッシュにチェックを入れる。
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以上60μm以下に設定する。
(Weight average particle diameter of toner particles (D4))
The weight average particle diameter (D4) of the toner particles was measured using a precision particle size distribution measuring device "
The electrolytic aqueous solution used in the measurement can be one in which special grade sodium chloride is dissolved in ion-exchanged water to have a concentration of about 1% by mass, such as "ISOTON II" (manufactured by Beckman Coulter).
Note that before performing measurement and analysis, the dedicated software is set as follows.
In the "Change standard measurement method (SOM) screen" of the dedicated software, set the total count in control mode to 50,000 particles, set the number of measurements to 1, and set the Kd value to "standard particle 10.0 μm" (Beckman Coulter). Set the value obtained using By pressing the threshold/noise level measurement button, the threshold and noise level are automatically set. Also, set the current to 1600 μA, the gain to 2, the electrolyte to ISOTON II, and check the aperture tube flush after measurement.
On the "Pulse to particle size conversion setting screen" of the dedicated software, set the bin interval to logarithmic particle size, the particle size bin to 256 particle size bins, and the particle size range to 2 μm or more and 60 μm or less.
具体的な測定法は以下の通りである。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250ml丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mlを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。そして、専用ソフトの「アパーチャーチューブのフラッシ
ュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100ml平底ビーカーに前記電解水溶液約30mlを入れ、この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で3質量倍に希釈した希釈液を約0.3ml加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を、位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispersion System Tetora150」(日科機バイオス社製)の水槽内に所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に前記コンタミノンNを約2ml添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。なお、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)の電解水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行い、重量平均粒径(D4)を算出する。なお、専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、分析/体積統計値(算術平均)画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)である。
The specific measurement method is as follows.
(1) Approximately 200 ml of the above electrolyte aqueous solution is placed in a 250 ml round-bottom glass beaker exclusively for
(2) Pour about 30 ml of the above electrolytic aqueous solution into a 100 ml glass flat-bottomed beaker, and add "Contaminon N" as a dispersant (precision measurement of
(3) Two oscillators with an oscillation frequency of 50 kHz are built in with their phases shifted by 180 degrees, and are placed in the water tank of an ultrasonic dispersion device "Ultrasonic Dispersion System Tetora 150" (manufactured by Nikkaki Bios Co., Ltd.) with an electrical output of 120 W. A predetermined amount of ion-exchanged water is poured into the water tank, and approximately 2 ml of the contaminon N is added to the water tank.
(4) Set the beaker of (2) above in the beaker fixing hole of the ultrasonic disperser, and operate the ultrasonic disperser. Then, the height position of the beaker is adjusted so that the resonance state of the liquid level of the electrolytic aqueous solution in the beaker is maximized.
(5) While the electrolytic aqueous solution in the beaker of (4) is 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. In addition, in the ultrasonic dispersion, the water temperature in the water tank is appropriately adjusted to be 10° C. or more and 40° C. or less.
(6) Using a pipette, drop the electrolytic aqueous solution of (5) in which toner is dispersed into the round-bottomed beaker of (1) placed in the sample stand, and adjust the measured concentration to approximately 5%. . Then, the measurement is continued until the number of particles to be measured reaches 50,000.
(7) Analyze the measurement data using the dedicated software attached to the device and calculate the weight average particle diameter (D4). Note that when the dedicated software is set to graph/volume %, the "average diameter" on the analysis/volume statistics (arithmetic mean) screen is the weight average particle diameter (D4).
<多孔質磁性コアの細孔径及び細孔容積の測定>
多孔質磁性コアの細孔径分布は、水銀圧入法により測定される。
測定原理は、以下の通りである。
本測定では、水銀に加える圧力を変化させ、その際の細孔中に浸入した水銀の量を測定する。細孔内に水銀が浸入し得る条件は、圧力P、細孔直径D、水銀の接触角と表面張力をそれぞれθとσとすると、力の釣り合いから、PD=-4σcosθで表せる。接触角と表面張力を定数とすれば、圧力Pとそのとき水銀が浸入し得る細孔直径Dは反比例することになる。このため、圧力Pとそのときに浸入液量Vを、圧力を変えて測定し得られる、P-V曲線の横軸Pを、そのままこの式から細孔直径に置き換え、細孔分布を求めている。
測定装置としては、株式会社 島津製作所社のオートポアIV9520を用いて、下記条件・手順にて測定を行う。
測定条件
測定環境 20℃
測定セル 試料体積 5cm3、圧入体積 1.1cm3、用途 粉体用
測定範囲 2.0psia(13.8kPa)以上、59989.6psia(413.7kPa)以下
測定ステップ 80ステップ
(細孔径を対数で取った時に、等間隔になるようにステップを刻む)
圧入パラメータ 排気圧力 50μmHg
排気時間 5.0min
水銀注入圧力 2.0psia(13.8kPa)
平衡時間 5secs
高圧パラメータ 平衡時間 5secs
水銀パラメータ 前進接触角 130.0degrees
後退接触角 130.0degrees
表面張力 485.0mN/m(485.0dynes/cm)
水銀密度 13.5335g/mL
測定手順
(1)多孔質磁性コアを、約1.0g秤量し試料セルに入れる。
秤量値を入力する。
(2)低圧部で、2.0psia(13.8kPa)以上、45.8psia(315.6kPa)以下の範囲を測定。
(3)高圧部で、45.9psia(316.3kPa)以上、59989.6psia(413.6kPa)以下の範囲を測定。
(4)水銀注入圧力及び水銀注入量から、細孔径分布を算出する。
(2)、(3)、(4)は、装置付属のソフトウェアにて、自動で行う。
上記の様にして計測した細孔径分布から、0.1μm以上3.0μm以下の細孔径の範囲における微分細孔容積が最大となるピーク細孔径を読み取る。
また、0.1μm以上3.0μm以下の細孔径の範囲における微分細孔容積を積分した細孔容積を、付属のソフトウェアを用いて算出し、細孔容積とする。
<Measurement of pore diameter and pore volume of porous magnetic core>
The pore size distribution of the porous magnetic core is measured by mercury intrusion method.
The measurement principle is as follows.
In this measurement, the pressure applied to mercury is changed and the amount of mercury that has entered the pores is measured. The conditions under which mercury can penetrate into the pores can be expressed as PD=-4σ cos θ from the balance of forces, where θ and σ are the pressure P, the pore diameter D, the contact angle of mercury, and the surface tension, respectively. If the contact angle and surface tension are constants, then the pressure P and the pore diameter D into which mercury can enter are inversely proportional. For this reason, the horizontal axis P of the PV curve obtained by measuring the pressure P and the amount of infiltrated liquid V at that time by changing the pressure is directly replaced with the pore diameter from this formula to calculate the pore distribution. There is.
As a measuring device, Autopore IV9520 manufactured by Shimadzu Corporation is used to perform measurements under the following conditions and procedures.
Measurement conditions Measurement environment 20℃
Measuring cell Sample volume: 5 cm 3 , Injection volume: 1.1 cm 3 , Purpose: For powder Measuring range: 2.0 psia (13.8 kPa) or more, 59989.6 psia (413.7 kPa) or less Measurement steps: 80 steps
(Steps are carved at equal intervals when the pore diameter is taken as a logarithm.)
Press-in parameters Exhaust pressure 50μmHg
Exhaust time 5.0min
Mercury injection pressure 2.0 psia (13.8 kPa)
Equilibrium time 5secs
High pressure parameters Equilibrium time 5secs
Mercury parameters Advancing contact angle 130.0 degrees
Receding contact angle 130.0 degrees
Surface tension 485.0mN/m (485.0dynes/cm)
Mercury density 13.5335g/mL
Measurement procedure (1) Weigh approximately 1.0 g of the porous magnetic core and place it in a sample cell.
Enter the weight value.
(2) Measure the range of 2.0 psia (13.8 kPa) or more and 45.8 psia (315.6 kPa) or less at the low pressure part.
(3) Measurement in the range of 45.9 psia (316.3 kPa) or more and 59989.6 psia (413.6 kPa) or less at the high pressure part.
(4) Calculate the pore size distribution from the mercury injection pressure and mercury injection amount.
(2), (3), and (4) are automatically performed using the software attached to the device.
From the pore size distribution measured as described above, the peak pore size at which the differential pore volume is maximum in the pore size range of 0.1 μm or more and 3.0 μm or less is read.
Further, the pore volume is calculated by integrating the differential pore volume in the pore diameter range of 0.1 μm or more and 3.0 μm or less using the attached software, and is defined as the pore volume.
<磁性キャリアからの樹脂被覆層の分離及び樹脂被覆層中の被覆用樹脂(重合体B)の分取>
磁性キャリアから被覆樹脂を分離する方法としては、磁性キャリアをカップに取り、トルエンを用いて被覆樹脂を溶出させる方法がある。
溶出させた樹脂を、以下の装置を用いて分取する。
[装置構成]
LC-908(日本分析工業株式会社製)
JRS-86(同社;リピートインジェクタ)
JAR-2(同社;オートサンプラー)
FC-201(ギルソン社;フラクッションコレクタ)
[カラム構成]
JAIGEL-1H~5H(20φ×600mm:分取カラム)(日本分析工業株式会社製)
[測定条件]
温度:40℃
溶媒:THF
流量:5ml/min.
検出器:RI
被覆樹脂の分子量分布に基づき、下記方法で特定した樹脂構成を用いて、被覆樹脂の種類毎(重合体B及び必要に応じてその他の樹脂)のピーク分子量(Mp)となる溶出時間を予め測定し、その前後でそれぞれの樹脂成分を分取する。その後溶剤を除去し、乾燥させ、種類毎の被覆樹脂を得る。
なお、樹脂構成は、フーリエ変換赤外分光分析装置(Spectrum One:PerkinElmer社製)を用いて吸光波数から原子団を特定し、被覆樹脂に含まれる樹脂毎に特定する。
<Separation of the resin coating layer from the magnetic carrier and separation of the coating resin (polymer B) in the resin coating layer>
As a method for separating the coating resin from the magnetic carrier, there is a method in which the magnetic carrier is placed in a cup and the coating resin is eluted using toluene.
The eluted resin is fractionated using the following equipment.
[Device configuration]
LC-908 (manufactured by Japan Analysis Industry Co., Ltd.)
JRS-86 (Company; repeat injector)
JAR-2 (Company; auto sampler)
FC-201 (Gilson; Fra cushion collector)
[Column configuration]
JAIGEL-1H to 5H (20φ x 600mm: preparative column) (manufactured by Japan Analytical Industry Co., Ltd.)
[Measurement condition]
Temperature: 40℃
Solvent: THF
Flow rate: 5ml/min.
Detector: RI
Based on the molecular weight distribution of the coating resin, the elution time at which the peak molecular weight (Mp) is reached for each type of coating resin (polymer B and other resins as necessary) is measured in advance using the resin composition specified by the method below. Then, before and after that, each resin component is separated. Thereafter, the solvent is removed and dried to obtain each type of coating resin.
The resin composition is determined for each resin contained in the coating resin by identifying atomic groups from the absorption wave number using a Fourier transform infrared spectrometer (Spectrum One: manufactured by PerkinElmer).
<磁性キャリア断面のMR1、MR2の測定>
1、断面の切り出し
磁性キャリアの断面加工には、集束イオンビーム加工観察装置(FIB)、FB-2100(日立ハイテクノロジーズ社製)を用いる。FIB用試料台(金属メッシュ)上にカーボンペーストを塗り、その上に磁性キャリアを1粒子ずつ独立して存在するように少量固着させ、導電膜として白金蒸着することで試料を作製する。試料をFIB装置にセットし、加速電圧40kV、Gaイオン源を用いて、粗加工し(ビーム電流39nA)、続いて仕上げ加工(ビーム電流7nA)を行い、試料であるキャリア断面を削り出す。
なお、測定サンプルとして選択する磁性キャリア断面は、キャリア粒子断面の最大長と
なる線分の長さをHとしたときに、D50×0.9≦H≦D50×1.1である磁性キャリアを対象とし、この範囲となる断面サンプルを100個準備する。
2、磁性キャリアの多孔質磁性コア由来の成分と樹脂成分の分析
走査型電子顕微鏡(株式会社日立製作所製、S4700)を用い、上記磁性キャリア断面サンプルの磁性成分及び樹脂成分の元素を、走査型電子顕微鏡に付属の元素分析手段(エネルギー分散型X線分析装置 EDAX社製)を用いて解析する。
観察倍率を10000倍以上にして、磁性成分のみで構成された領域に対し、加速電圧20kV、取り込み時間100secで観測を行い、多孔質磁性コア由来の成分中の元素を特定する。同様にして、樹脂成分中の元素も特定する。
多孔質磁性コア由来の成分とは、上記で特定した元素であるが、酸素に関しては、多孔質磁性コア由来の成分、樹脂成分のどちらにも含有されており、含有比率を特定するのは困難な為、多孔質磁性コア由来の成分から排除する。つまり本発明における多孔質磁性コア由来の成分とは、多孔質磁性コアを構成するフェライト中の金属元素とする。
樹脂成分とは、上記で特定した元素であるが、酸素に関しては、磁性成分、樹脂成分のどちらにも含有されており、含有比率を特定するのは困難な為、樹脂成分から排除する。また、本発明で用いたエネルギー分散型X線分析装置では、水素を特定することができない為、水素も樹脂成分から排除する。つまり本発明においては、炭素、水素、酸素で構成されたアクリル系樹脂を用いる場合、その樹脂成分となる元素は、炭素のみとする。またシリコーン樹脂の場合は、炭素とケイ素とする。
<Measurement of MR1 and MR2 of magnetic carrier cross section>
1. Cutting out a cross section A focused ion beam processing and observation device (FIB), FB-2100 (manufactured by Hitachi High-Technologies), is used to process the cross section of the magnetic carrier. A sample is prepared by applying carbon paste onto the FIB sample stage (metal mesh), fixing a small amount of magnetic carrier onto it so that each particle exists independently, and depositing platinum as a conductive film. The sample is set in an FIB apparatus, and rough processing (beam current 39 nA) is performed using an acceleration voltage of 40 kV and a Ga ion source, followed by finishing processing (beam current 7 nA) to cut out a cross section of the carrier that is the sample.
The cross section of the magnetic carrier selected as the measurement sample is a magnetic carrier that satisfies D50×0.9≦H≦D50×1.1, where H is the length of the line segment that is the maximum length of the carrier particle cross section. Prepare 100 cross-sectional samples within this range.
2. Analysis of components derived from the porous magnetic core and resin components of the magnetic carrier Using a scanning electron microscope (manufactured by Hitachi, Ltd., S4700), the elements of the magnetic components and resin components of the cross-sectional sample of the magnetic carrier were analyzed using a scanning electron microscope (manufactured by Hitachi, Ltd., S4700). Analysis is performed using an elemental analysis means (energy dispersive X-ray analyzer manufactured by EDAX) attached to the electron microscope.
At an observation magnification of 10,000 times or more, observation is performed on a region composed only of magnetic components at an accelerating voltage of 20 kV and an acquisition time of 100 seconds to identify elements in the components derived from the porous magnetic core. Similarly, the elements in the resin component are also specified.
The components derived from the porous magnetic core are the elements specified above, but as for oxygen, it is contained in both the component derived from the porous magnetic core and the resin component, and it is difficult to specify the content ratio. Therefore, it is excluded from the components derived from the porous magnetic core. In other words, the components derived from the porous magnetic core in the present invention are metal elements in the ferrite that constitutes the porous magnetic core.
The resin component is the element specified above. Oxygen is contained in both the magnetic component and the resin component, and it is difficult to specify the content ratio, so oxygen is excluded from the resin component. Furthermore, since hydrogen cannot be identified with the energy dispersive X-ray analyzer used in the present invention, hydrogen is also excluded from the resin components. That is, in the present invention, when an acrylic resin composed of carbon, hydrogen, and oxygen is used, the element that becomes the resin component is only carbon. In the case of silicone resin, carbon and silicon are used.
3、断面の金属成分存在率と樹脂存在率の測定
走査型電子顕微鏡を用い、上記磁性キャリア断面を2000倍に拡大して観察する。
得られた断面画像において、磁性キャリア断面の重心を通り樹脂充填型磁性コア粒子の最大長となる線分と平行であり、前記線分と2.5μm離れた2本の直線をA及びBとする。前記線分と樹脂充填型磁性コア粒子の輪郭線との交点を通り、前記線分と直交する直線Cと、前記直線Cと平行であり、磁性キャリアの中心方向に向けて前記直線Cから5.0μm離れた直線Dを想定する。
前記直線A・B間の樹脂充填型磁性コア粒子の輪郭線と、直線A、B及びDとに囲まれ、かつ直線Cと接している領域をR1とする。
このように領域を区切ることで、被覆樹脂成分の影響を極力抑えた条件で測定できる。
また、前記直線A、B、Dと、前記直線Dと平行であり、磁性キャリアの中心方向に向けて前記直線Dから5.0μm離れた直線Eとに囲まれた領域をR2とする。
それぞれ、R1、R2の領域に対し、元素分析手段を用い、加速電圧20kV、取り込み時間100secで元素の質量比率(質量%)を測定する。
例えば、磁性コア粒子の成分がMn-Mg-Sr系フェライトであり、シリコーン樹脂が充填され、アクリル系樹脂が被覆された磁性キャリアの場合、金属成分の元素は鉄、マンガン、マグネシウム、ストロンチウムであり、樹脂成分の元素は、炭素とケイ素となる。この時のR1領域の炭素とケイ素の元素の質量比率(質量%)の合計質量比率がJR1であり、鉄、マンガン、マグネシウム、ストロンチウムの元素の質量比率(質量%)の合計質量比率がFR1となる。また、R2領域の炭素とケイ素の元素の質量比率(質量%)の合計質量比率がJR2となり、鉄、マンガン、マグネシウム、ストロンチウムの元素の質量比率(質量%)の合計質量比率がFR2となる。
3. Measurement of metal component abundance rate and resin abundance rate in cross section The cross section of the magnetic carrier is observed at 2000 times magnification using a scanning electron microscope.
In the obtained cross-sectional image, two straight lines that pass through the center of gravity of the magnetic carrier cross section and are parallel to the line segment that is the maximum length of the resin-filled magnetic core particles and are 2.5 μm apart from the line segment are designated as A and B. do. A straight line C passing through the intersection of the line segment and the contour line of the resin-filled magnetic core particle and perpendicular to the line segment; Assume a straight line D separated by .0 μm.
The region surrounded by the contour line of the resin-filled magnetic core particle between the straight lines A and B and the straight lines A, B, and D and in contact with the straight line C is designated as R1.
By dividing the regions in this way, measurements can be made under conditions that minimize the influence of the coating resin component.
Further, a region surrounded by the straight lines A, B, and D and a straight line E that is parallel to the straight line D and is 5.0 μm away from the straight line D toward the center of the magnetic carrier is designated as R2.
For each region R1 and R2, the mass ratio (mass %) of the element is measured using an elemental analysis means at an accelerating voltage of 20 kV and an acquisition time of 100 seconds.
For example, in the case of a magnetic carrier in which the components of the magnetic core particles are Mn-Mg-Sr ferrite, filled with silicone resin, and coated with acrylic resin, the elements of the metal components are iron, manganese, magnesium, and strontium. , the elements of the resin component are carbon and silicon. At this time, the total mass ratio of the mass ratios (mass%) of carbon and silicon elements in the R1 region is JR1, and the total mass ratio of the mass ratios (mass%) of iron, manganese, magnesium, and strontium elements is FR1. Become. Further, the total mass ratio of the mass ratios (mass %) of carbon and silicon elements in the R2 region is JR2, and the total mass ratio of the mass ratios (mass %) of iron, manganese, magnesium, and strontium elements is FR2.
<磁性キャリアの被覆樹脂の量の測定>
例えば、充填樹脂がトルエンに溶解せず、被覆樹脂として熱可塑性樹脂を用いている場合、磁性キャリアから以下の方法で被覆樹脂の量を測定することができる。
A 100mlビーカーを精秤(測定値1)した後、測定対象となる試料約5gを入れ、試料とビーカーとの合計質量を精秤する(測定値2)。
B トルエン約50mlをビーカーに入れ、超音波振とう機で5分間振とうする。
C 振盪終了後数分静置し、ビーカー内の試料を、ネオジム磁石で20回ビーカー底部を
なぞる様に攪拌した後、被覆樹脂の溶解したトルエン溶液のみを廃液として流す。
D ビーカー内の試料を外側からネオジム磁石で保持したまま、再度トルエン約50mlをビーカーに入れ、上記B、Cの操作を10回繰り返す。
E 溶媒をクロロホルムに変えてさらに上記B、Cの操作を1回行う。
F ビーカーごと真空乾燥機に投入し、溶媒を乾燥除去させる(真空乾燥機は溶剤トラップのついたものを用い、温度50℃、真空度-0.093Mpa以下、乾燥時間12時間で実施する)。
G 真空乾燥機からビーカーを取り出し、約20分間放置して冷却した後、質量を精秤する(測定値3)。
H 以上のようにして得られた測定値から、下記式にしたがって、被覆樹脂量(質量%)を算出する。
被覆樹脂量=(初期試料質量-被覆樹脂溶解後試料質量)/試料質量×100
上記式中、試料質量は(測定値2-測定値1)を、被覆樹脂溶解後試料質量は(測定値3-測定値1)を、それぞれ計算することで求められる。
<Measurement of the amount of coating resin on the magnetic carrier>
For example, when the filled resin is not dissolved in toluene and a thermoplastic resin is used as the coating resin, the amount of the coating resin can be measured from the magnetic carrier by the following method.
A: After accurately weighing a 100 ml beaker (measured value 1), add about 5 g of the sample to be measured, and accurately weigh the total mass of the sample and beaker (measured value 2).
B Put about 50ml of toluene into a beaker and shake for 5 minutes using an ultrasonic shaker.
C. After the shaking is finished, let stand for several minutes, stir the sample in the beaker by tracing the bottom of the beaker 20 times with a neodymium magnet, and then drain only the toluene solution in which the coating resin has been dissolved as waste liquid.
D While holding the sample in the beaker from the outside with a neodymium magnet, pour about 50 ml of toluene into the beaker again and repeat the above operations B and C 10 times.
E Change the solvent to chloroform and perform the above operations B and C once more.
F Put the whole beaker into a vacuum dryer and dry and remove the solvent (use a vacuum dryer equipped with a solvent trap, perform the drying at a temperature of 50° C., a degree of vacuum of -0.093 MPa or less, and a drying time of 12 hours).
G Take out the beaker from the vacuum dryer, leave it to cool for about 20 minutes, and then accurately weigh the mass (measurement value 3).
H From the measured values obtained as described above, the amount of coated resin (% by mass) is calculated according to the following formula.
Amount of coating resin = (Initial sample mass - Sample mass after dissolving coating resin) / Sample mass x 100
In the above formula, the sample mass is determined by calculating (measured value 2 - measured value 1), and the sample mass after dissolving the coating resin is calculated by (measured value 3 - measured value 1).
<磁性体の個数平均粒子径測定方法>
磁性体分散型樹脂キャリア芯材中の磁性粒子A及び磁性粒子Bの個数平均粒子径は、以下の手順で測定される。
ミクロトーム等により切断された磁性体分散型樹脂キャリア芯材の断面を、走査電子顕微鏡(50000倍)で観察し、粒子径が50nm以上の粒子をランダムに100個抽出する。抽出された各粒子の長軸の粒子径を画像から算出し、100個の粒子径の平均値を個数平均粒子径とする。
なお、磁性粒子Bにマンガン元素、アルミニウム元素、マグネシウム元素、チタン元素またはニッケル元素を用いていない場合、該断面において、磁性粒子AとBとは、以下の方法で区別することができる。
走査型電子顕微鏡(株式会社日立製作所製、S4700(商品名))を用い、磁性体分散型樹脂キャリア芯材の断面の磁性成分及び樹脂成分の元素を、該走査型電子顕微鏡に付属させた元素分析手段(エネルギー分散型X線分析装置 EDAX社製)を用いて解析する。
倍率を調整しながら磁性粒子1粒の元素分析を行い、鉄元素と、鉄元素以外にマンガン元素、アルミニウム元素、マグネシウム元素、チタン元素又はニッケル元素が検出された粒子を磁性粒子Aと定義する。鉄元素のみ、又は鉄元素と、マンガン元素、アルミニウム元素、マグネシウム元素、チタン元素、及びニッケル元素以外の元素を有する粒子を磁性粒子Bと定義し、鉄元素が検出されなかったものを非磁性粒子と定義する。
<Method for measuring number average particle diameter of magnetic material>
The number average particle diameter of magnetic particles A and magnetic particles B in the magnetic material-dispersed resin carrier core material is measured by the following procedure.
A cross section of the magnetic material-dispersed resin carrier core material cut with a microtome or the like is observed with a scanning electron microscope (50,000 times magnification), and 100 particles having a particle diameter of 50 nm or more are randomly extracted. The long axis particle diameter of each extracted particle is calculated from the image, and the average value of the 100 particle diameters is defined as the number average particle diameter.
Note that when the magnetic particles B do not contain manganese element, aluminum element, magnesium element, titanium element, or nickel element, magnetic particles A and B can be distinguished from each other in the cross section by the following method.
Using a scanning electron microscope (manufactured by Hitachi, Ltd., S4700 (trade name)), the elements of the magnetic component and resin component of the cross section of the magnetic material-dispersed resin carrier core material were measured using the elements attached to the scanning electron microscope. Analyze using analysis means (energy dispersive X-ray analyzer manufactured by EDAX).
Elemental analysis of one magnetic particle is performed while adjusting the magnification, and particles in which elemental iron and elemental manganese, aluminum, magnesium, titanium, or nickel are detected are defined as magnetic particles A. Particles containing only iron element or iron element and elements other than manganese element, aluminum element, magnesium element, titanium element, and nickel element are defined as magnetic particles B, and particles in which iron element is not detected are defined as non-magnetic particles. It is defined as
<蛍光X線回折法によるF1、M1の測定方法>
磁性キャリアのF1及びM1の測定には、樹脂被覆する前の試料を用いて測定する。あるいは、被覆後の磁性キャリアの樹脂被覆層をクロロホルムで溶解した後、乾燥したものを用いることもできる。
波長分散型蛍光X線分析装置Axios advanced(スペクトリス社製)を用いてHe雰囲気下、磁性体分散型樹脂キャリア芯材におけるNaからUまでの元素を直接測定する。なお、磁性体分散型樹脂キャリア芯材には、樹脂成分も存在しているが、蛍光X線分析により検出する元素が金属であるため、実質的には、磁性キャリア中のF1、M1の割合が求められる。
試料は、装置付属の液体試料用カップを使用し、PP(ポリプロピレン)フィルムを底面に張り、試料を十分量(10g)入れ、底面に均一厚に層を形成させて、ふたをする。出力が2.4kWの条件で測定する。
解析には、FP(ファンダメンタルパラメーター)法を用いる。その際、検出された元素全てが酸化物であると仮定し、それらの総質量を100質量%とする。ソフトウェアUniQuant5(ver.5.49)(スペクトリス社製)にて総質量に対するF1、
M1の含有量(質量%)を酸化物換算値として求める。
<Measurement method of F1 and M1 using fluorescent X-ray diffraction method>
F1 and M1 of the magnetic carrier are measured using a sample before being coated with resin. Alternatively, the resin coating layer of the coated magnetic carrier may be dissolved in chloroform and then dried.
Elements from Na to U in the magnetic material-dispersed resin carrier core material are directly measured in a He atmosphere using a wavelength-dispersive X-ray fluorescence spectrometer Axios advanced (manufactured by Spectris). Although a resin component is present in the magnetic material-dispersed resin carrier core material, since the element detected by fluorescent X-ray analysis is a metal, the ratio of F1 and M1 in the magnetic carrier is essentially the same. is required.
For the sample, use the liquid sample cup attached to the device, cover the bottom with a PP (polypropylene) film, add a sufficient amount (10 g) of the sample, form a layer of uniform thickness on the bottom, and close the lid. Measured under the condition that the output is 2.4kW.
The analysis uses the FP (fundamental parameter) method. At this time, it is assumed that all the detected elements are oxides, and their total mass is 100% by mass. F1 for the total mass using the software UniQuant5 (ver. 5.49) (manufactured by Spectris),
The content (mass%) of M1 is determined as an oxide equivalent value.
<XPSによるF2、M2の測定法>
インジウム箔上に磁性キャリアを張り付ける。その際、インジウム箔部が露出しないように粒子を均一に張り付ける。XPS分析の測定条件は以下の通りである。
装置:PHI5000VERSAPROBE II(アルバック・ファイ株式会社)
照射線:Al Kd線
出力:25W 15kV
PassEnergy:29.35eV
Stepsize :0.125eV
XPSピーク:Ti2P、Al2P、Mg2P、Mn2p、Ni2p、Fe2p
それぞれのピークから算出した元素%を質量%に換算したものをF2、M2とする。
<Measurement method of F2 and M2 by XPS>
Paste the magnetic carrier on the indium foil. At that time, the particles are applied uniformly so that the indium foil portion is not exposed. The measurement conditions for the XPS analysis are as follows.
Equipment: PHI5000VERSAPROBE II (ULVAC-PHI Co., Ltd.)
Irradiation line: Al Kd line output: 25W 15kV
Pass Energy: 29.35eV
Step size: 0.125eV
XPS peaks: Ti 2P , Al 2P , Mg 2P , Mn 2p , Ni 2p , Fe 2p
The element % calculated from each peak is converted into mass %, and F2 and M2 are defined as F2 and M2.
<現像剤の帯電の時定数>
現像剤の帯電の時定数の算出は、下記方法により行った。
まず、所定の磁性キャリア90gとトナー10gを蓋付きのプラスチックボトルに入れ、振盪器(YS-LD、(株)ヤヨイ製)で、1秒間に4往復のスピードで定められた時間振とうし、トナーとキャリアからなる現像剤を帯電させる。ここで定められた時間とは、60秒、120秒、300秒、600秒、1200秒、1800秒、2400秒である。
次に、図2に示す摩擦帯電量を測定する装置において摩擦帯電量を測定する。底に500メッシュのスクリーン3のある金属製の測定容器2に、前述した現像剤約0.5~1.5gを入れ、金属製のフタ4をする。この時の測定容器全体の質量を秤りW1(g)とする。次に吸引機1(測定容器2と接する部分は少なくとも絶縁体)において、吸引口7から吸引し風量調節弁6を調整して真空計5の圧力を250mmAqとする。この状態で2分間吸引を行い、トナーを吸引除去する。この時の電位計9の電位をV(ボルト)とする。ここで、コンデンサー8の容量をC(mF)とする。また、吸引後の測定容器全体の質量を秤りW2(g)とする。この試料の摩擦帯電量(mC/kg)は下式より算出される。
試料の摩擦帯電量q(t)=(mC/kg)=C×V/(W1-W2)
得られた結果から、現像剤の電荷量の変化を、
q(t)=A・{1-exp(-t/tg)}
と近似したとき、
tgの値を帯電の時定数として算出する。(A:定数、t:振とう時間)
<Time constant of charging of developer>
The charging time constant of the developer was calculated by the following method.
First, 90 g of the specified magnetic carrier and 10 g of toner were placed in a plastic bottle with a lid, and shaken in a shaker (YS-LD, manufactured by Yayoi Co., Ltd.) for a specified period of time at a speed of 4 reciprocations per second. A developer consisting of toner and carrier is charged. The times defined here are 60 seconds, 120 seconds, 300 seconds, 600 seconds, 1200 seconds, 1800 seconds, and 2400 seconds.
Next, the amount of triboelectric charge is measured using the apparatus for measuring the amount of triboelectric charge shown in FIG. Approximately 0.5 to 1.5 g of the developer described above is placed in a
Triboelectric charge amount of sample q(t)=(mC/kg)=C×V/(W1-W2)
From the obtained results, we can calculate the change in the amount of charge of the developer by
q(t)=A {1-exp(-t/tg)}
When approximated,
The value of tg is calculated as the charging time constant. (A: constant, t: shaking time)
以下、実施例を参照して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。以下の処方において、部は特に断りのない限り質量基準である。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited only to these Examples. In the following formulations, parts are by weight unless otherwise specified.
<重合体1の製造例>
・溶媒:トルエン 100.0部
・単量体組成物 100.0部
(単量体組成物は以下のアクリル酸ベヘニル・メタクリロニトリル・スチレンを以下に示す割合で混合したものとする)
・アクリル酸ベヘニル(第一単量体) 67.0部(28.9モル%)
・メタクリロニトリル(第二単量体) 22.0部(53.8モル%)
・スチレン(第三単量体) 11.0部(17.3モル%)
・重合開始剤t-ブチルパーオキシピバレート(日油社製:パーブチルPV)0.5部
還流冷却管、攪拌機、温度計、窒素導入管を備えた反応容器に、窒素雰囲気下、上記材料を投入した。反応容器内を200rpmで撹拌しながら、70℃に加熱して12時間重
合反応を行い、単量体組成物の重合体がトルエンに溶解した溶解液を得た。続いて、上記溶解液を25℃まで降温した後、1000.0部のメタノール中に上記溶解液を撹拌しながら投入し、メタノール不溶分を沈殿させた。得られたメタノール不溶分をろ別し、更にメタノールで洗浄後、40℃で24時間真空乾燥して重合体1を得た。重合体1の重量平均分子量は68400、融点は62℃、酸価0.0mgKOH/gであった。
上記重合体A1をNMRで分析したところ、アクリル酸ベヘニル由来のモノマーユニットが28.9モル%、メタクリロニトリル由来のモノマーユニットが53.8%、スチレン由来のモノマーユニットが17.3モル%含まれていた。単量体及び単量体由来のモノマーユニットのSP値を算出した。
<Production example of
・Solvent: Toluene 100.0 parts ・Monomer composition 100.0 parts (The monomer composition is a mixture of the following behenyl acrylate, methacrylonitrile, and styrene in the ratio shown below)
・Behenyl acrylate (first monomer) 67.0 parts (28.9 mol%)
・Methacrylonitrile (second monomer) 22.0 parts (53.8 mol%)
・Styrene (third monomer) 11.0 parts (17.3 mol%)
・Polymerization initiator t-butyl peroxypivalate (manufactured by NOF Corporation: Perbutyl PV) 0.5 parts The above materials were placed in a reaction vessel equipped with a reflux condenser, a stirrer, a thermometer, and a nitrogen introduction tube under a nitrogen atmosphere. I put it in. While stirring the inside of the reaction vessel at 200 rpm, the reaction vessel was heated to 70°C to carry out a polymerization reaction for 12 hours to obtain a solution in which the polymer of the monomer composition was dissolved in toluene. Subsequently, the temperature of the solution was lowered to 25° C., and then the solution was poured into 1000.0 parts of methanol with stirring to precipitate methanol-insoluble components. The resulting methanol-insoluble matter was filtered off, further washed with methanol, and then vacuum-dried at 40° C. for 24 hours to obtain
When the above polymer A1 was analyzed by NMR, it contained 28.9 mol% of monomer units derived from behenyl acrylate, 53.8% of monomer units derived from methacrylonitrile, and 17.3 mol% of monomer units derived from styrene. It was The SP value of the monomer and the monomer unit derived from the monomer was calculated.
<ウレタン基を有する単量体の調製>
メタノール50.0部を反応容器に仕込んだ。その後、撹拌下、40℃にてカレンズMOI[2-イソシアナトエチルメタクリレート](昭和電工株式会社)5.0部を滴下した。滴下終了後、40℃を維持しながら2時間撹拌を行った。その後、エバポレーターにて未反応のメタノールを除去することで、ウレタン基を有する単量体を調製した。
<Preparation of monomer having urethane group>
50.0 parts of methanol was charged into the reaction vessel. Thereafter, 5.0 parts of Karenz MOI [2-isocyanatoethyl methacrylate] (Showa Denko KK) was added dropwise at 40° C. while stirring. After the dropwise addition was completed, stirring was performed for 2 hours while maintaining the temperature at 40°C. Thereafter, unreacted methanol was removed using an evaporator to prepare a monomer having a urethane group.
<ウレア基を有する単量体の調製>
ジブチルアミン50.0部を反応容器に仕込んだ。その後、撹拌下、室温にてカレンズMOI[2-イソシアナトエチルメタクリレート]5.0部を滴下した。滴下終了後、2時間撹拌を行った。その後、エバポレーターにて未反応のジブチルアミンを除去することで、ウレア基を有する単量体を調製した。
<Preparation of monomer having urea group>
50.0 parts of dibutylamine was charged into a reaction vessel. Thereafter, 5.0 parts of Karenz MOI [2-isocyanatoethyl methacrylate] was added dropwise at room temperature while stirring. After the dropwise addition was completed, stirring was performed for 2 hours. Thereafter, unreacted dibutylamine was removed using an evaporator to prepare a monomer having a urea group.
<重合体2~26の製造例>
重合体1の製造例において、それぞれの単量体及び質量部数を表1となるように変更した以外は同様にして反応を行い、重合体2~26を得た。物性を表2~4に示す。
<Production examples of
BEA:ベヘニルアクリレート
SA:ステアリルアクリレート
MYA:ミリシルアクリレート
OA:オクタコサアクリレート
HA:ヘキサデシルアクリレート
MN:メタクリロニトリル
AN:アクリロニトリル
HPMA:メタクリル酸2ヒドロキシプロピル
AM:アクリルアミド
UT:ウレタン基を有する単量体
UR:ウレア基を有する単量体
AA:アクリル酸
VA:酢酸ビニル
MA:アクリル酸メチル
St:スチレン
MM:メタクリル酸メチル
BEA: Behenyl acrylate SA: Stearyl acrylate MYA: Myricyl acrylate OA: Octacosa acrylate HA: Hexadecyl acrylate MN: Methacrylonitrile AN: Acrylonitrile HPMA: 2-hydroxypropyl methacrylate AM: Acrylamide UT: Monomer with urethane group UR: Monomer having urea group AA: Acrylic acid VA: Vinyl acetate MA: Methyl acrylate St: Styrene MM: Methyl methacrylate
<重合体Aではない非晶性樹脂1の合成例>
オートクレーブにキシレン50部を仕込み、窒素で置換した後、撹拌下密閉状態で185℃まで昇温した。スチレン95部、n-ブチルアクリレート5部、ジ-t-ブチルパーオキサイド5部、及びキシレン20部の混合溶液を、オートクレーブ内温度を185℃にコントロールしながら、3時間連続的に滴下し重合させた。さらに同温度で1時間保ち重合を完了させ、溶媒を除去し、重合体Aではない非晶性樹脂1を得た。得られた樹脂の重量平均分子量(Mw)は3500で、軟化点(Tm)は96℃、ガラス転移温度(Tg)は58℃であった。
<Synthesis example of
After 50 parts of xylene was charged into an autoclave and the autoclave was purged with nitrogen, the temperature was raised to 185° C. in a closed state while stirring. A mixed solution of 95 parts of styrene, 5 parts of n-butyl acrylate, 5 parts of di-t-butyl peroxide, and 20 parts of xylene was continuously added dropwise for 3 hours to polymerize while controlling the temperature inside the autoclave at 185°C. Ta. The polymerization was further maintained at the same temperature for 1 hour, and the solvent was removed to obtain
<重合体微粒子1分散液の製造例>
・トルエン(和光純薬製) 300部
・重合体1 100部
上記材料を秤量・混合し、90℃で溶解させた。
別途、イオン交換水700部にドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム5.0部、ラウリン酸ナトリウム10.0部を加え90℃で加熱溶解させた。次いで前記のトルエン溶液と水溶液を混ぜ合わせ、超高速攪拌装置T.K.ロボミックス(プライミクス製)を用いて7000rpmで攪拌した。さらに、高圧衝撃式分散機ナノマイザー(吉田機械興業製)用いて200MPaの圧力で乳化した。その後、エバポレーターを用いて、トルエンを除去し、イオン交換水で濃度調整を行い重合体微粒子1の濃度20質量%の水系分散液(重合体微粒子1分散液)を得た。
重合体微粒子1の体積分布基準の50%粒径(D50)を動的光散乱式粒度分布計ナノトラックUPA-EX150(日機装製)を用いて測定したところ、0.40μmであっ
た。
<Production example of polymer
- Toluene (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 300 parts -
Separately, 5.0 parts of sodium dodecylbenzenesulfonate and 10.0 parts of sodium laurate were added to 700 parts of ion-exchanged water and dissolved by heating at 90°C. Next, the toluene solution and the aqueous solution were mixed together, and an ultra-high speed stirring device T. K. Stirring was performed at 7000 rpm using Robomix (manufactured by Primix). Further, the mixture was emulsified at a pressure of 200 MPa using a high-pressure impact disperser Nanomizer (manufactured by Yoshida Kikai Kogyo). Thereafter, toluene was removed using an evaporator, and the concentration was adjusted with ion-exchanged water to obtain an aqueous dispersion of polymer
The 50% particle diameter (D50) of the
<重合体微粒子2~26分散液の製造例>
重合体微粒子1分散液の製造例において、それぞれの重合体を表5のように変更した以外は同様にして乳化を行い、重合体微粒子2~26分散液を得た。物性を表5に示す。
<Production example of polymer
Emulsification was carried out in the same manner as in the production example of
<重合体Aではない非晶性樹脂微粒子1分散液の製造例>
・テトラヒドロフラン(和光純薬製) 300部
・重合体Aではない非晶性樹脂1 100部
・アニオン界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬製) 0.5部
上記材料を秤量・混合し、溶解させた。
次いで、1mol/Lのアンモニア水を20.0部加え、超高速攪拌装置T.K.ロボミックス(プライミクス製)を用いて4000rpmで攪拌した。さらに、イオン交換水700部を8部/minの速度で添加し、非晶性樹脂1の微粒子を析出させた。その後、エバポレーターを用いて、テトラヒドロフランを除去し、イオン交換水で濃度調整を行い非晶性樹脂1の微粒子の濃度20質量%の水系分散液(非晶性樹脂1微粒子分散液)を得た。
非晶性樹脂1の微粒子の体積分布基準の50%粒径(D50)は、0.13μmであっ
た。
<Example of manufacturing a dispersion of amorphous resin
・Tetrahydrofuran (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 300 parts ・
Next, 20.0 parts of 1 mol/L aqueous ammonia was added, and a T. K. Stirring was performed at 4000 rpm using Robomix (manufactured by Primix). Further, 700 parts of ion-exchanged water was added at a rate of 8 parts/min to precipitate fine particles of
The 50% particle diameter (D50) of the fine particles of the
<離型剤(脂肪族炭化水素化合物)微粒子分散液の製造例>
・脂肪族炭化水素化合物HNP-51(日本精蝋製) 100部
・アニオン界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬製) 5部
・イオン交換水 395部
上記材料を秤量し、攪拌装置付きの混合容器に投入した後、90℃に加熱し、クレアミックスWモーション(エム・テクニック製)へ循環させて分散処理を60分間行った。分散処理の条件は、以下のようにした。
・ローター外径3cm
・クリアランス0.3mm
・ローター回転数19000r/min
・スクリーン回転数19000r/min
分散処理後、ローター回転数1000r/min、スクリーン回転数0r/min、冷却速度10℃/minの冷却処理条件にて40℃まで冷却することで、離型剤(脂肪族炭化水素化合物)微粒子の濃度20質量%の水系分散液(離型剤(脂肪族炭化水素化合物)微粒子分散液)を得た。
離型剤(脂肪族炭化水素化合物)微粒子の体積分布基準の50%粒径(D50)を動的光散乱式粒度分布計ナノトラックUPA-EX150(日機装製)を用いて測定したところ、0.15μmであった。
<Example of production of mold release agent (aliphatic hydrocarbon compound) fine particle dispersion>
・Aliphatic hydrocarbon compound HNP-51 (manufactured by Nippon Seiro) 100 parts ・Anionic surfactant Neogen RK (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku) 5 parts ・Ion exchange water 395 parts Weigh the above materials and mix with a stirring device. After putting it into a container, it was heated to 90° C. and circulated through Clearmix W Motion (manufactured by M Techniques) to perform a dispersion treatment for 60 minutes. The conditions for the distributed processing were as follows.
・Rotor outer diameter 3cm
・Clearance 0.3mm
・Rotor rotation speed 19000r/min
・Screen rotation speed 19000r/min
After the dispersion treatment, the release agent (aliphatic hydrocarbon compound) fine particles are cooled to 40°C under the following cooling treatment conditions: rotor rotation speed 1000 r/min, screen rotation speed 0 r/min, and cooling rate 10°C/min. An aqueous dispersion (a mold release agent (aliphatic hydrocarbon compound) fine particle dispersion) having a concentration of 20% by mass was obtained.
The 50% particle size (D50) of the mold release agent (aliphatic hydrocarbon compound) fine particles based on the volume distribution was measured using a dynamic light scattering particle size analyzer Nanotrac UPA-EX150 (manufactured by Nikkiso), and it was found to be 0. It was 15 μm.
<着色剤微粒子分散液の製造>
・着色剤 50.0部
(シアン顔料 大日精化製:Pigment Blue 15:3)
・アニオン界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬製) 7.5部
・イオン交換水 442.5部
上記材料を秤量・混合し、溶解し、高圧衝撃式分散機ナノマイザー(吉田機械興業製)を用いて約1時間分散して、着色剤を分散させてなる着色剤微粒子の濃度10質量%の水系分散液(着色剤微粒子分散液)を得た。
着色剤微粒子の体積分布基準の50%粒径(D50)を動的光散乱式粒度分布計ナノトラックUPA-EX150(日機装製)を用いて測定したところ、0.20μmであった。
<Production of colorant fine particle dispersion>
・Coloring agent 50.0 parts (Cyan pigment Dainichiseika: Pigment Blue 15:3)
・Anionic surfactant Neogen RK (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku) 7.5 parts ・Ion exchange water 442.5 parts Weigh and mix the above materials, dissolve them, and use a high-pressure impact dispersion machine Nanomizer (manufactured by Yoshida Kikai Kogyo). The mixture was dispersed for about 1 hour to obtain an aqueous dispersion of colorant fine particles having a concentration of 10% by mass (colorant fine particle dispersion).
The 50% particle diameter (D50) of the colorant fine particles based on the volume distribution was measured using a dynamic light scattering particle size distribution analyzer Nanotrac UPA-EX150 (manufactured by Nikkiso) and found to be 0.20 μm.
<トナー粒子1の製造例>
・重合体微粒子1分散液 500部
・離型剤(脂肪族炭化水素化合物微粒子分散液) 50部
・着色剤微粒子分散液 80部
・イオン交換水 160部
前記の各材料を丸型ステンレス製フラスコに投入、混合した。続いてホモジナイザー ウルトラタラックスT50(IKA社製)を用いて5000r/minで10分間分散した。1.0%硝酸水溶液を添加し、pHを3.0に調整した後、加熱用ウォーターバス中で撹拌翼を用いて、混合液が撹拌されるような回転数を適宜調節しながらで58℃まで加熱した。形成された凝集粒子の体積平均粒径を、コールターマルチサイザーIIIを用い、適宜確認し、重量平均粒径(D4)が約6.00μmである凝集粒子が形成されたところで、5%水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを9.0にした。その後、攪拌を継続しながら、75℃まで加熱した。そして、75℃で1時間保持することで凝集粒子を融合させた。
その後、50℃まで冷却し3時間保持することで重合体の結晶化を促進させた。
その後、25度まで冷却し、ろ過・固液分離した後、イオン交換水で洗浄を行った。洗浄終了後に真空乾燥機を用いて乾燥することで、重量平均粒径(D4)が約6.1μmの
トナー粒子1を得た。
<Production example of
- Polymer
Thereafter, the temperature was cooled to 50° C. and maintained for 3 hours to promote crystallization of the polymer.
Thereafter, it was cooled to 25 degrees, filtered and separated into solid and liquid, and then washed with ion-exchanged water. After washing, the
<トナー粒子2の製造例>
・単量体組成物 100.0部
(単量体組成物は以下のアクリル酸ベヘニル・メタクリロニトリル・スチレンを以下に示す割合で混合したものとする。)
アクリル酸ベヘニル 67.0部(28.9モル%)
メタクリロニトリル 22.0部(53.8モル%)
スチレン 11.0部(17.3モル%)
・着色剤 ピグメントブルー15:3 6.5部
・ジーt-ブチルサリチル酸アルミニウム 1.0部
・パラフィンワックス 10.0部
(日本精蝋社製:HNP-51)
・トルエン 100.0部
からなる混合物を調製した。上記混合物をアトライター(日本コークス社製)に投入し、直径5mmのジルコニアビーズを用いて、200rpmで2時間分散することで原材料分散液を得た。
一方、高速撹拌装置ホモミクサー(プライミクス社製)及び温度計を備えた容器に、イオン交換水735.0部とリン酸三ナトリウム(12水和物)16.0部を添加し、12000rpmで撹拌しながら60℃に昇温した。そこに、イオン交換水65.0部に塩化カルシウム(2水和物)9.0部を溶解した塩化カルシウム水溶液を投入し、60℃を保持しながら12000rpmで30分間撹拌した。そこに、10%塩酸を加えてpHを6.0に調整し、分散安定剤を含む水系媒体を得た。
続いて、上記原材料分散液を撹拌装置及び温度計を備えた容器に移し、100rpmで撹拌しながら60℃に昇温した。そこに、重合開始剤としてt-ブチルパーオキシピバレート(日油社製:パーブチルPV)8.0部を添加して60℃を保持しながら100rpmで5分間撹拌した後、上記高速撹拌装置にて12000rpmで撹拌している水系媒体中に投入した。60℃を保持しながら上記高速撹拌装置にて12000rpmで20分間撹拌を継続し、造粒液を得た。
上記造粒液を還流冷却管、撹拌機、温度計、窒素導入管を備えた反応容器に移し、窒素雰囲気下において150rpmで撹拌しながら70℃に昇温した。70℃を保持しながら150rpmで10時間重合反応を行った。その後、反応容器から還流冷却管を外し、反応液を95℃に昇温した後、95℃を保持しながら150rpmで5時間撹拌することでトルエンを除去し、トナー粒子分散液を得た。
得られたトナー粒子分散液を150rpmで撹拌しながら20℃まで冷却した後、撹拌を保持したままpHが1.5になるまで希塩酸を加えて分散安定剤を溶解させた。固形分をろ別し、イオン交換水で充分に洗浄した後、40℃で24時間真空乾燥して、トナー粒子2を得た。
<Production example of
- Monomer composition 100.0 parts (The monomer composition is a mixture of behenyl acrylate, methacrylonitrile, and styrene shown below in the proportions shown below.)
Behenyl acrylate 67.0 parts (28.9 mol%)
Methacrylonitrile 22.0 parts (53.8 mol%)
Styrene 11.0 parts (17.3 mol%)
・Colorant Pigment Blue 15:3 6.5 parts ・Aluminum di-t-butylsalicylate 1.0 parts ・Paraffin wax 10.0 parts (Nippon Seirosha: HNP-51)
- A mixture consisting of 100.0 parts of toluene was prepared. The above mixture was put into an attritor (manufactured by Nippon Coke Co., Ltd.) and dispersed using zirconia beads with a diameter of 5 mm at 200 rpm for 2 hours to obtain a raw material dispersion.
Meanwhile, 735.0 parts of ion-exchanged water and 16.0 parts of trisodium phosphate (decahydrate) were added to a container equipped with a high-speed stirring device Homomixer (manufactured by Primix) and a thermometer, and the mixture was stirred at 12,000 rpm. At the same time, the temperature was raised to 60°C. A calcium chloride aqueous solution containing 9.0 parts of calcium chloride (dihydrate) dissolved in 65.0 parts of ion-exchanged water was added thereto, and the mixture was stirred at 12,000 rpm for 30 minutes while maintaining the temperature at 60°C. 10% hydrochloric acid was added thereto to adjust the pH to 6.0 to obtain an aqueous medium containing a dispersion stabilizer.
Subsequently, the raw material dispersion was transferred to a container equipped with a stirring device and a thermometer, and the temperature was raised to 60° C. while stirring at 100 rpm. Thereto, 8.0 parts of t-butyl peroxypivalate (Perbutyl PV, manufactured by NOF Corporation) was added as a polymerization initiator, and the mixture was stirred at 100 rpm for 5 minutes while maintaining the temperature at 60°C. The mixture was poured into an aqueous medium being stirred at 12,000 rpm. While maintaining the temperature at 60° C., stirring was continued for 20 minutes at 12,000 rpm using the above-mentioned high-speed stirring device to obtain a granulated liquid.
The above granulation liquid was transferred to a reaction vessel equipped with a reflux condenser, a stirrer, a thermometer, and a nitrogen introduction tube, and the temperature was raised to 70° C. while stirring at 150 rpm under a nitrogen atmosphere. The polymerization reaction was carried out at 150 rpm for 10 hours while maintaining the temperature at 70°C. Thereafter, the reflux condenser was removed from the reaction vessel, and the reaction solution was heated to 95° C., and then stirred at 150 rpm for 5 hours while maintaining 95° C. to remove toluene and obtain a toner particle dispersion.
The resulting toner particle dispersion was cooled to 20° C. while stirring at 150 rpm, and dilute hydrochloric acid was added to the dispersion while stirring until the pH reached 1.5 to dissolve the dispersion stabilizer. The solid content was filtered off, thoroughly washed with ion-exchanged water, and then vacuum-dried at 40° C. for 24 hours to obtain
<トナー粒子3の製造例>
[微粒子分散液1の作製]
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器に、水683.0部、メタクリル酸EO付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS-30、三洋化成工業社製)11.0部、スチレン130.0部、メタクリル酸138.0部、アクリル酸-n-ブチル184.0部、過硫酸アンモニウム1.0部を仕込み、400回転/分で15分間撹拌したところ、白色の懸濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し5時間反応させた。さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液30.0部を加え、75℃にて5時間熟成してビニル重合体の微粒子分散液1を得た。微粒子分散液1の体積平均粒径は0.15μmであった。
<Production example of
[Preparation of fine particle dispersion 1]
In a reaction vessel equipped with a stirring rod and a thermometer, 683.0 parts of water, 11.0 parts of sodium salt of methacrylic acid EO adduct sulfate ester (Eleminol RS-30, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.), and 130.0 parts of styrene were added. , 138.0 parts of methacrylic acid, 184.0 parts of n-butyl acrylate, and 1.0 part of ammonium persulfate were added, and the mixture was stirred at 400 rpm for 15 minutes to obtain a white suspension. The system was heated to an internal temperature of 75° C. and reacted for 5 hours. Furthermore, 30.0 parts of a 1% ammonium persulfate aqueous solution was added, and the mixture was aged at 75° C. for 5 hours to obtain a vinyl polymer
[着色剤分散液1の調製]
C.I.ピグメントブルー15:3 100.0部
酢酸エチル 150.0部
ガラスビーズ(1mm) 200.0部
上記材料を耐熱性のガラス容器に投入し、ペイントシェーカーにて5時間分散を行い、ナイロンメッシュでガラスビーズを取り除き、着色剤分散液1を得た。
[Preparation of colorant dispersion 1]
C. I. Pigment Blue 15:3 100.0 parts Ethyl acetate 150.0 parts Glass beads (1 mm) 200.0 parts The above materials were put into a heat-resistant glass container, dispersed for 5 hours in a paint shaker, and then glassed with a nylon mesh. The beads were removed to obtain
[ワックス分散液1の調製]
パラフィンワックス(日本精蝋社製:HNP-51) 20.0部
酢酸エチル 80.0部
上記を密閉できる反応容器に投入し、80℃で加熱攪拌した。ついで、系内を50rpmで緩やかに攪拌しながら3時間かけて25℃にまで冷却し、乳白色の液体を得た。
この溶液を直径1mmのガラスビーズ30.0部とともに耐熱性の容器に投入し、ペイントシェーカー(東洋精機製)にて3時間分散を行い、ナイロンメッシュでガラスビーズを取り除き、ワックス分散液1を得た。
[Preparation of wax dispersion 1]
Paraffin wax (manufactured by Nippon Seiro Co., Ltd.: HNP-51) 20.0 parts Ethyl acetate 80.0 parts The above mixture was placed in a sealable reaction vessel, and heated and stirred at 80°C. Then, the system was cooled to 25° C. over 3 hours while being gently stirred at 50 rpm to obtain a milky white liquid.
This solution was put into a heat-resistant container along with 30.0 parts of glass beads with a diameter of 1 mm, and dispersed for 3 hours using a paint shaker (manufactured by Toyo Seiki).The glass beads were removed using a nylon mesh to obtain
[油相1の調製]
重合体(A1) 100.0部
酢酸エチル 85.0部
上記材料をビーカーに入れ、ディスパー(特殊機化社製)を用い3000rpmで1分間攪拌した。
ワックス分散液1(固形分20%) 50.0部
着色剤分散液1(固形分40%) 12.5部
酢酸エチル 5.0部
さらに上記材料をビーカーに入れ、ディスパー(特殊機化社製)を用い6000rpmで3分間攪拌し、油相1を調製した。
[Preparation of oil phase 1]
Polymer (A1) 100.0 parts Ethyl acetate 85.0 parts The above materials were placed in a beaker and stirred for 1 minute at 3000 rpm using a disper (manufactured by Tokushu Kika Co., Ltd.).
Wax dispersion 1 (solid content 20%) 50.0 parts Colorant dispersion 1 (solid content 40%) 12.5 parts Ethyl acetate 5.0 parts Further, put the above materials in a beaker, and put Disper (manufactured by Tokushu Kika Co., Ltd.) ) and stirred at 6000 rpm for 3 minutes to prepare
[水相1の調製]
微粒子分散液1 15.0部
ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム水溶液(エレミノールMON7、三洋化成工業社製) 30.0部
イオン交換水 955.0部
上記材料をビーカーに入れ、ディスパー(特殊機化社製)を用い3000rpmで3分間撹拌し、水相1を調製した。
[Preparation of aqueous phase 1]
Fine
[トナー粒子3の製造]
水相1に油相1を投入し、TKホモミキサー(特殊機化社製)にて回転数10000rpmで10分間分散した。その後、30℃、50mmHgの減圧下にて30分間脱溶剤した。次いで、ろ過を行い、ろ別とイオン交換水への再分散の操作をスラリーの電導度が100μSとなるまで繰り返すことで、界面活性剤の除去を行い、ろ過ケーキを得た。
上記ろ過ケーキを真空乾燥した後、風力分級を実施することで、トナー粒子3を得た。
[Manufacture of toner particles 3]
After vacuum drying the filter cake,
<トナー粒子4の製造例>
・重合体1 100部
・脂肪族炭化水素化合物HNP-51(日本精蝋製) 10部
・C.I.ピグメントブルー15:3 6.5部
・3,5-ジ-t-ブチルサリチル酸アルミニウム化合物 0.5部
上記材料をヘンシェルミキサー(FM-75型、日本コークス工業株式会社製)を用いて、回転数20s-1、回転時間5minで混合した後、温度120℃に設定した二軸混練機(PCM-30型、株式会社池貝製)にて吐出温度135℃にて混練した。得られた
混練物を15℃/minの冷却速度で冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。
得られた粗砕物を、機械式粉砕機(T-250、フロイントターボ(株)製)にて微粉砕した。さらにファカルティF-300(ホソカワミクロン社製)を用い、分級を行い、トナー粒子4を得た。運転条件は、分級ローター回転数を130s-1、分散ローター回転数を120s-1とした。
<Production example of
-
The obtained coarse material was pulverized using a mechanical pulverizer (T-250, manufactured by Freund Turbo Co., Ltd.). Further, classification was performed using Faculty F-300 (manufactured by Hosokawa Micron) to obtain
<トナー1の製造例>
・トナー粒子1 100部
・平均粒径130nmのヘキサメチルジシラザンで表面処理した大粒径シリカ微粒子
3部
・平均粒径20nmのヘキサメチルジシラザンで表面処理した小粒径シリカ微粒子
1部
上記の各材料をヘンシェルミキサーFM-10C型(三井三池化工機製)で回転数30s-1、回転時間10minで混合して、トナー1を得た。トナー1の重量平均粒径(D4)は6.07μmであった。
<Production example of
・
3 parts/Small silica particles surface-treated with hexamethyldisilazane with an average particle size of 20 nm
1 part Each of the above materials was mixed using a Henschel mixer model FM-10C (manufactured by Mitsui Miike Kakoki) at a rotation speed of 30 s -1 and a rotation time of 10 min to obtain
<トナー粒子2~31の製造例>
重合体1の処方を表8のように変更した以外は、トナー粒子1の製造例と同様にして、トナー粒子5~31を得た。なお、トナー粒子24、25では、表6に示す量となるように重合体微粒子1の分散液と、非晶性樹脂1の微粒子分散液を混合した。
<トナー2~31の製造例>
トナー1の製造例において、トナー粒子を表6に記載のものに変更したこと以外は同様にして製造を行い、トナー2~31を得た。
<Production example of
Toner particles 5 to 31 were obtained in the same manner as in the production example of
<Production example of
<磁性キャリアの製造例>
<磁性コア1の製造例>
工程1(秤量・混合工程)
Fe2O3 69.3質量%
MnCO3 27.5質量%
Mg(OH)2 1.7質量%
SrCO3 1.5質量%
上記フェライト原材料を秤量し、フェライト原料80部に水20部を加え、その後、直径(φ)10mmのジルコニアを用いてボールミルで3時間湿式混合しスラリーを調製した。スラリーの固形分濃度は、80質量%とした。
工程2(仮焼成工程)
混合したスラリーをスプレードライヤー(大川原化工機社製)により乾燥した後、バッチ式電気炉で、窒素雰囲気下(酸素濃度1.0体積%)、温度1070℃で3.0時間焼成し、仮焼フェライトを作製した。
工程3(粉砕工程)
仮焼フェライトをクラッシャーで0.5mm程度に粉砕した後に、水を加え、スラリーを調製した。スラリーの固形分濃度を70質量%とした。1/8インチのステンレスビーズを用いた湿式ボールミルで3.5時間粉砕し、スラリーを得た。さらにこのスラリーを
直径1mmのジルコニアを用いた湿式ビーズミルで4時間粉砕し、体積基準の50%粒子径(D50)が1.1μm仮焼フェライトスラリーを得た。
工程4(造粒工程)
上記仮焼フェライトスラリー100部に対し、分散剤としてポリカルボン酸アンモニウム1.0部、バインダーとしてポリビニルアルコール1.5部を添加した後、スプレードライヤー(大川原化工機社製)で球状粒子に造粒、乾燥した。得られた造粒物に対して、粒度調整を行った後、ロータリー式電気炉を用いて720℃で2時間加熱し、分散剤やバインダー等の有機物を除去した。
工程5(焼成工程)
窒素雰囲気下(酸素濃度1.0体積%)で、室温から焼成温度(1100℃)になるまでの時間を1.7時間とし、温度1180℃で4.5時間保持し、焼成した。その後、8時間をかけて温度60℃まで降温し、窒素雰囲気から大気に戻し、温度40℃以下で取り出した。
工程6(選別工程)
凝集した粒子を解砕した後に、目開き150μmの篩で篩分して粗大粒子を除去、風力分級を行い、微粉を除去し、さらに磁力選鉱により低磁力分を除去して前磁性コア1を得た。得られた前磁性コア1は、多孔質状で孔を有していた。前磁性コア1のD50は41.3μm、磁化量60Am2/kg、ピーク細孔径0.45μm、細孔容積45mm3/gであった。
<Example of manufacturing magnetic carrier>
<Manufacturing example of
Process 1 (weighing/mixing process)
Fe 2 O 3 69.3% by mass
MnCO 3 27.5% by mass
Mg(OH) 2 1.7% by mass
SrCO 3 1.5% by mass
The above ferrite raw material was weighed, 20 parts of water was added to 80 parts of the ferrite raw material, and then wet-mixed for 3 hours in a ball mill using zirconia having a diameter (φ) of 10 mm to prepare a slurry. The solid content concentration of the slurry was 80% by mass.
Process 2 (temporary firing process)
After drying the mixed slurry with a spray dryer (manufactured by Okawara Kakoki Co., Ltd.), it was fired in a batch electric furnace at a temperature of 1070°C for 3.0 hours in a nitrogen atmosphere (oxygen concentration 1.0% by volume), and then calcined. Ferrite was produced.
Process 3 (Crushing process)
After the calcined ferrite was crushed to about 0.5 mm using a crusher, water was added to prepare a slurry. The solid content concentration of the slurry was set to 70% by mass. The mixture was ground for 3.5 hours in a wet ball mill using 1/8 inch stainless steel beads to obtain a slurry. Further, this slurry was pulverized for 4 hours in a wet bead mill using zirconia with a diameter of 1 mm to obtain a calcined ferrite slurry having a volume-based 50% particle diameter (D50) of 1.1 μm.
Process 4 (granulation process)
After adding 1.0 part of ammonium polycarboxylate as a dispersant and 1.5 parts of polyvinyl alcohol as a binder to 100 parts of the above calcined ferrite slurry, they were granulated into spherical particles using a spray dryer (manufactured by Okawara Kakoki Co., Ltd.). , dried. After adjusting the particle size of the obtained granules, they were heated at 720° C. for 2 hours using a rotary electric furnace to remove organic substances such as dispersants and binders.
Process 5 (baking process)
The time from room temperature to the firing temperature (1100°C) was 1.7 hours in a nitrogen atmosphere (oxygen concentration 1.0% by volume), and the temperature was maintained at 1180°C for 4.5 hours for firing. Thereafter, the temperature was lowered to 60°C over 8 hours, returned to the atmosphere from the nitrogen atmosphere, and taken out at a temperature of 40°C or lower.
Process 6 (sorting process)
After crushing the aggregated particles, sieving with a sieve with an opening of 150 μm to remove coarse particles, performing wind classification to remove fine particles, and further removing low magnetic force components by magnetic beneficiation to obtain the
(充填樹脂組成物1の製造)
・メチルシリコーンオリゴマー(KR-400:信越シリコーン(株)製):95.0部・γ―アミノプロピルトリエトキシシラン(KBM-903:信越シリコーン(株)製)
:5.0部上記材料を混合することで、充填樹脂組成物1を得た。
(Manufacture of filled resin composition 1)
・Methyl silicone oligomer (KR-400: manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.): 95.0 parts ・γ-Aminopropyltriethoxysilane (KBM-903: manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.)
: 5.0 parts Filled
(充填工程)
前磁性コア1を、100部混合撹拌機(ダルトン社製の万能撹拌機NDMV型)の撹拌容器内に入れ、60℃に温度を保ち、常圧で充填樹脂組成物1を7部、前磁性コア1に滴下した。
滴下終了後、時間を調整しながら撹拌を続け、70℃まで温度を上げ、前磁性コア1の粒子内に樹脂組成物を充填した。
冷却後得られた樹脂充填型磁性コアを、回転可能な混合容器内にスパイラル羽根を有する混合機(杉山重工業社製のドラムミキサーUD-AT型)に移し、窒素雰囲気下で、2℃/分の昇温速度で、攪拌しながら硬化温度の140℃まで上昇させた。その後、140℃のまま、硬化時間50分で加熱撹拌を続けた。
その後室温まで冷却し、樹脂が充填、硬化されたフェライト粒子を取り出し、磁力選鉱機を用いて、非磁性物を取り除いた。さらに、振動篩にて粗大粒子を取り除き、樹脂充填型の磁性コア1を得た。樹脂充填型の磁性コア1のD50は41.3μm、磁化量は60Am2/kgであった。
(Filling process)
100 parts of the
After the dropwise addition was completed, stirring was continued while adjusting the time, the temperature was raised to 70° C., and the particles of the
After cooling, the resin-filled magnetic core obtained was transferred to a mixer (drum mixer UD-AT type manufactured by Sugiyama Heavy Industries, Ltd.) having a spiral blade in a rotatable mixing container, and heated at 2°C/min under a nitrogen atmosphere. The temperature was raised to the curing temperature of 140° C. while stirring at a heating rate of . Thereafter, heating and stirring were continued at 140° C. for a curing time of 50 minutes.
Thereafter, it was cooled to room temperature, and the resin-filled and hardened ferrite particles were taken out, and non-magnetic materials were removed using a magnetic separator. Furthermore, coarse particles were removed using a vibrating sieve to obtain a resin-filled
<磁性コア2の製造例>
<不定形磁性粒子aの製造例>
Fe3O4を、湿式ボールミルで10時間混合、粉砕した。ポリビニルアルコール1部を加え、スプレードライヤーで造粒乾燥させた。電気炉にて酸素濃度0.0体積%窒素雰囲気化下で、900℃、10時間焼成を行った。
得られた磁性体を乾式ボールミルで5時間粉砕した。風力分級機(エルボジェットラボEJ-L3、日鉄鉱業社製)で分級して、微粉及び粗粉を同時に分級除去し、個数平均粒子径1.7μmの不定形磁性粒子aを得た。
<Manufacturing example of
<Production example of amorphous magnetic particles a>
Fe 3 O 4 was mixed and ground in a wet ball mill for 10 hours. 1 part of polyvinyl alcohol was added, and the mixture was granulated and dried using a spray dryer. Firing was performed in an electric furnace at 900° C. for 10 hours in a nitrogen atmosphere with an oxygen concentration of 0.0% by volume.
The obtained magnetic material was ground in a dry ball mill for 5 hours. It was classified using an air classifier (Elbo Jet Lab EJ-L3, manufactured by Nippon Steel Mining Co., Ltd.), and fine powder and coarse powder were simultaneously classified and removed to obtain amorphous magnetic particles a having a number average particle diameter of 1.7 μm.
<磁性粒子Aの調製>
個数平均粒子径を1.7μmに調整した上記不定形磁性粒子aを90g/L含むスラリー100Lを温度90℃において水酸化ナトリウム溶液を添加しpH8.5に調整した後、2.5mol/Lの硫酸マンガン水溶液30Lと水酸化ナトリウム水溶液を同時にpH8.5±0.2に調整しながら190分かけて添加した。次いで、60分間熟成させた後、希硫酸を添加してpH7.0に調整した後、濾過、水洗、乾燥してMnで表面処理された不定形磁性粒子Aを得た。
さらに得られた不定形磁性粒子Aと、シラン系カップリング剤(3-(2-アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン)(不定形磁性粒子Aの100部に対して0.2部)とを、容器に導入した。
そして、該容器内において100℃で1時間高速混合撹拌して表面処理し、磁性体分散型の磁性コア2用の磁性粒子Aを得た。磁性粒子Aの個数平均粒子径raは、1.7μmであった。
<Preparation of magnetic particles A>
To 100 L of slurry containing 90 g/L of the amorphous magnetic particles a whose number average particle diameter was adjusted to 1.7 μm, a sodium hydroxide solution was added at a temperature of 90°C to adjust the pH to 8.5. 30 L of an aqueous manganese sulfate solution and an aqueous sodium hydroxide solution were added over 190 minutes while simultaneously adjusting the pH to 8.5±0.2. Next, after aging for 60 minutes, dilute sulfuric acid was added to adjust the pH to 7.0, followed by filtration, washing with water, and drying to obtain amorphous magnetic particles A surface-treated with Mn.
Furthermore, the obtained amorphous magnetic particles A and a silane coupling agent (3-(2-aminoethylamino)propyltrimethoxysilane) (0.2 parts per 100 parts of the amorphous magnetic particles A) were added. , introduced into the container.
Then, the mixture was surface-treated by high-speed mixing and stirring at 100° C. for 1 hour in the container to obtain magnetic particles A for a
<不定形磁性粒子Bの製造例>
Fe3O4を、湿式ボールミルで10時間混合、粉砕した。ポリビニルアルコール1部を加え、スプレードライヤーで造粒乾燥させた。電気炉にて酸素濃度0.0体積%窒素雰囲気化下で、900℃、10時間焼成を行った。
得られた磁性体を乾式ボールミルで10時間粉砕した。風力分級機(エルボジェットラボEJ-L3、日鉄鉱業社製)で分級して、微粉及び粗粉を同時に分級除去し、個数平均粒子径rbが0.3μmの不定形磁性粒子Bを得た。
<Production example of amorphous magnetic particles B>
Fe 3 O 4 was mixed and ground in a wet ball mill for 10 hours. 1 part of polyvinyl alcohol was added, and the mixture was granulated and dried using a spray dryer. Firing was performed in an electric furnace at 900° C. for 10 hours in a nitrogen atmosphere with an oxygen concentration of 0.0% by volume.
The obtained magnetic material was ground in a dry ball mill for 10 hours. Classification was performed using an air classifier (Elbo Jet Lab EJ-L3, manufactured by Nippon Steel Mining Co., Ltd.), and fine powder and coarse powder were simultaneously classified and removed to obtain amorphous magnetic particles B with a number average particle diameter rb of 0.3 μm. .
<磁性粒子Bの調製>
得られた不定形磁性粒子Bと、シラン系カップリング剤(3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン)(不定形磁性粒子Bの100部に対して1.2部)とを、容器に導入した。そして、該容器内において100℃で1時間高速混合撹拌して表面処理し、磁性体分散型の磁性コア2用の磁性粒子Bを得た。
<Preparation of magnetic particles B>
The obtained amorphous magnetic particles B and a silane coupling agent (3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane) (1.2 parts per 100 parts of amorphous magnetic particles B) were introduced into a container. . Then, the mixture was surface-treated by high-speed mixing and stirring at 100° C. for 1 hour in the container, to obtain magnetic particles B for the
(分散工程)
・フェノール 10.0部
・ホルムアルデヒド溶液(ホルムアルデヒド37質量%水溶液) 15.0部
・磁性粒子A 10.0部
・磁性粒子B 90.0部
・25質量%アンモニア水 3.5部
・水 15.0部
上記材料を反応釜に導入し、温度40℃にしてよく混合した。その後撹拌しながら平均昇温速度1.5℃/分で、温度85℃に加熱し、温度85℃にて保持し、3時間重合反応させて硬化させた。このときの撹拌翼の周速は1.96m/秒とした。
重合反応させた後、温度30℃まで冷却して水を添加した。上澄み液を除去して得られた沈殿物を水洗し、さらに風乾した。得られた風乾物を、減圧下(5mmHg以下)、180℃で5時間乾燥させて、磁性体分散型の磁性コア2を得た。磁性体分散型の磁性コア2のD50は43.1μm、磁化量は62Am2/kgであった。また、M1/F1は0.041であり、M2/F2は3.0であった。
(Dispersion process)
- Phenol 10.0 parts - Formaldehyde solution (formaldehyde 37% by mass aqueous solution) 15.0 parts - Magnetic particles A 10.0 parts - Magnetic particles B 90.0 parts - 25% by mass aqueous ammonia 3.5 parts - Water 15. 0 parts The above materials were introduced into a reaction vessel, brought to a temperature of 40°C, and mixed well. Thereafter, the mixture was heated to 85° C. with stirring at an average temperature increase rate of 1.5° C./min, maintained at 85° C., and subjected to a polymerization reaction for 3 hours to be cured. The circumferential speed of the stirring blade at this time was 1.96 m/sec.
After the polymerization reaction, the mixture was cooled to 30° C. and water was added. The precipitate obtained by removing the supernatant liquid was washed with water and further air-dried. The obtained air-dried product was dried at 180° C. for 5 hours under reduced pressure (5 mmHg or less) to obtain a
<磁性コア3の製造例>
磁性コア3として、市販のフェライト粒子EF-35(パウダーテック社製)を用いた。磁性コア3のD50は42.0μm、磁化量は61Am2/kgであった。
<Manufacturing example of
As the
<被覆用樹脂重合体101溶液の製造例>
メタクリル酸シクロヘキシル:37.3部
メタクリル酸メチル:62.7部
上記材料を、還流冷却器、温度計、窒素吸い込み管及びすり合わせ方式撹拌装置を配した4ツ口フラスコに添加し、更にトルエン100部、メチルエチルケトン100部、アゾビスイソバレロニトリル2.4部を加え、窒素気流下80℃で10時間保ち、重合体101の溶液(固形分35質量%)を得た。
<Production example of coating resin polymer 101 solution>
Cyclohexyl methacrylate: 37.3 parts Methyl methacrylate: 62.7 parts The above materials were added to a four-necked flask equipped with a reflux condenser, a thermometer, a nitrogen suction tube, and a grinding type stirring device, and then 100 parts of toluene. , 100 parts of methyl ethyl ketone, and 2.4 parts of azobisisovaleronitrile were added and kept at 80° C. for 10 hours under a nitrogen stream to obtain a solution of polymer 101 (solid content: 35% by mass).
<被覆用樹脂重合体102~115溶液の製造例>
被覆用樹脂重合体101溶液の製造例において、それぞれの単量体、及び質量部数を表7のように変更した以外は同様にして反応を行い、重合体102~115の溶液を得た。重合体101~115のモノマーユニットのSP値を表7に示す。
<Production example of coating resin polymer 102-115 solution>
In the production example of the coating resin polymer 101 solution, the reaction was carried out in the same manner except that the respective monomers and mass parts were changed as shown in Table 7, and solutions of polymers 102 to 115 were obtained. Table 7 shows the SP values of the monomer units of Polymers 101 to 115.
MMA:メチルメタクリレート
CHMA:シクロヘキシルメタクリレート
CDMA:シクロデシルメタクリレート
VA:酢酸ビニル
MA:メチルアクリレート
BMA:ブチルメタクリレート
HMA:ヘキシルメタクリレート
AA:アクリル酸
MMA: Methyl methacrylate CHMA: Cyclohexyl methacrylate CDMA: Cyclodecyl methacrylate VA: Vinyl acetate MA: Methyl acrylate BMA: Butyl methacrylate HMA: Hexyl methacrylate AA: Acrylic acid
<磁性キャリア1の製造例>
被覆用樹脂重合体溶液を樹脂成分が5質量%になるようにトルエンで希釈し、充分に攪拌された樹脂溶液を準備した。その後温度60℃で維持されている遊星運動型混合機(ホソカワミクロン社製のナウタミキサVN型)に、磁性コア粒子100部に対して、上記樹脂成分の固形分として2.0質量%の被覆樹脂量になるように樹脂溶液を投入した。投入の仕方として、1/2の量の樹脂溶液を投入し、30分間溶媒除去及び塗布操作を行った。次いで、さらに1/2の量の樹脂溶液を投入し、40分間溶媒除去及び塗布操作を行った。
その後被覆樹脂組成物で被覆された磁性キャリアを回転可能な混合容器内にスパイラル羽根を有する混合機(杉山重工業社製のドラムミキサーUD-AT型)に移した。混合容器を1分間に10回転させて撹拌しながら、窒素雰囲気下に温度120℃で2時間熱処理した。得られた磁性キャリアを、磁力選鉱により低磁力品を分別し、開口150μmの篩を通した後、風力分級器で分級し、磁性キャリア1を得た。
<Manufacturing example of
A coating resin polymer solution was diluted with toluene so that the resin component was 5% by mass, and a sufficiently stirred resin solution was prepared. Thereafter, a coating resin amount of 2.0% by mass as solid content of the resin component based on 100 parts of magnetic core particles was placed in a planetary motion mixer (Nauta mixer VN type manufactured by Hosokawa Micron) maintained at a temperature of 60°C. The resin solution was added so that As for the charging method, 1/2 amount of resin solution was charged, and solvent removal and coating operations were performed for 30 minutes. Next, 1/2 the amount of the resin solution was added, and the solvent removal and coating operations were performed for 40 minutes.
Thereafter, the magnetic carrier coated with the coating resin composition was transferred to a mixer (drum mixer UD-AT type manufactured by Sugiyama Heavy Industries, Ltd.) having a spiral blade in a rotatable mixing container. While stirring the mixing container at 10 revolutions per minute, heat treatment was performed at a temperature of 120° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere. The obtained magnetic carrier was separated into low-magnetic products by magnetic separation, passed through a sieve with an opening of 150 μm, and then classified using an air classifier to obtain
<磁性キャリア2~19の製造例>
磁性キャリア1の製造例において、それぞれの重合体、その他樹脂、及び部数を表8となるように変更した以外は同様にして反応を行い、磁性キャリア2~19を得た。被覆樹脂のMR2/MR1とガラス転移温度を表8に示す。
<Production examples of
<二成分系現像剤1の製造例>
磁性キャリア1を92.0部に対し、トナー1を8.0部加え、V型混合機(V-20、セイシン企業製)により混合し、二成分系現像剤1を得た。
<Production example of two-
8.0 parts of
<二成分系現像剤2~46の製造例>
二成分系現像剤1の製造例において、トナー、及びキャリアを表9のように変更する以外は同様にして製造を行い、二成分系現像剤2~46を得た。E/Fの値と帯電の時定数を表9に示す。
<Production examples of two-
Two-
<二成分現像剤の評価>
二成分現像剤1~46の評価方法を説明する。尚、二成分現像剤1~7、10及び13~36を実施例として評価し、二成分現像剤8、9、11、12及び37を参考例として
評価した。また、二成分現像剤38~46は比較例として評価した。
<Evaluation of two-component developer>
The evaluation method for two-
evaluated. Further, two-component developers 38 to 46 were evaluated as comparative examples.
<帯電立ち上がり評価>
帯電立ち上がりの評価は、画像印字比率濃度の異なる画像を出力した際の濃度変化を測定することで行った。画像比率の低い画像を出力させて現像機内のトナーの帯電を飽和さ
せた状態にしたのち、画像比率の高い画像を出力させる。すると、現像機内の帯電の飽和したトナーと、現像機内に新たに供給されるトナーとで帯電が異なることによる濃度変化が起こる。帯電の立ち上がりが速いトナーは、現像機内に供給されてすぐに帯電が飽和するために、濃度変化が少なくなる。一方、帯電の立ち上がりの遅いトナーは、現像機内に供給されてから帯電が飽和するまでに時間がかかるため、トナー全体の帯電量が下がり、濃度が変化してしまう。
画像形成装置としてキヤノン製フルカラー複写機imagePress C800を用いて、上記二成分系現像剤を、画像形成装置のシアン用現像器に入れ、シアン用トナー容器に上記トナーを入れて後述の評価を行った。
改造点は、現像器内部で過剰になった磁性キャリアを現像器から排出する機構を取り外したことである。評価紙は、普通紙GF-C081(A4、坪量81.4g/m2、キヤノンマーケティングジャパン株式会社より販売)を用いた。
FFh画像(ベタ画像)におけるトナーの紙上への載り量が0.45mg/cm2となるように、調整した。FFhとは、256階調を16進数で表示した値であり、00hが256階調の1階調目(白地部)であり、FFが256階調の256階調目(ベタ部)である。
まず、画像比率1%で、1000枚の画像出力試験を行った。1000枚連続通紙中は、1枚目と同じ現像条件、転写条件(キャリブレーション無し)で通紙を行った。
その後、画像比率80%で、1000枚の画像出力試験を行った。1000枚連続通紙中は、1枚目と同じ現像条件、転写条件(キャリブレーション無し)で通紙を行った。
画像比率1%での印刷における1000枚目の画像濃度を初期濃度とし、画像比率80%での印刷における1000枚目の画像の濃度測定を行い、以下の評価基準に従って評価した。評価結果を表10に示す。
上記の試験を常温常湿環境下(N/N;温度23℃、相対湿度50%RH)及び常温低湿環境下(N/L;温度23℃、相対湿度5%RH)において行った。
<Evaluation of charging rise>
The charging rise was evaluated by measuring density changes when images with different image printing ratio densities were output. After outputting an image with a low image ratio to bring the toner in the developing machine into a saturated state, an image with a high image ratio is output. Then, a change in density occurs due to a difference in charge between the saturated toner in the developing machine and the toner newly supplied into the developing machine. Toner that is charged quickly becomes saturated immediately after being supplied into the developing machine, resulting in less change in density. On the other hand, toner whose charge rises slowly takes time to reach saturation after it is supplied into the developing machine, resulting in a decrease in the amount of charge of the entire toner and a change in density.
Using a full color copying machine imagePress C800 manufactured by Canon as an image forming apparatus, the above two-component developer was put into the cyan developing device of the image forming apparatus, and the above toner was put into a cyan toner container, and the evaluation described below was performed. .
The main point of modification was that the mechanism for discharging excess magnetic carrier inside the developing device from the developing device was removed. Plain paper GF-C081 (A4, basis weight 81.4 g/m 2 , sold by Canon Marketing Japan Inc.) was used as the evaluation paper.
Adjustments were made so that the amount of toner applied on the paper in the FFh image (solid image) was 0.45 mg/cm 2 . FFh is a value that represents 256 gradations in hexadecimal notation, where 00h is the 1st gradation (white area) of 256 gradations, and FF is the 256th gradation (solid area) of 256 gradations. .
First, an image output test was conducted on 1000 sheets at an image ratio of 1%. During the continuous feeding of 1000 sheets, the sheets were fed under the same development conditions and transfer conditions (without calibration) as for the first sheet.
Thereafter, an image output test was conducted on 1000 sheets at an image ratio of 80%. During the continuous feeding of 1000 sheets, the sheets were fed under the same development conditions and transfer conditions (without calibration) as for the first sheet.
The image density of the 1000th sheet printed at an image ratio of 1% was taken as the initial density, and the density of the 1000th sheet printed at an image ratio of 80% was measured and evaluated according to the following evaluation criteria. The evaluation results are shown in Table 10.
The above tests were conducted under a normal temperature and normal humidity environment (N/N; temperature 23°C, relative humidity 50% RH) and a normal temperature and low humidity environment (N/L; temperature 23°C, relative humidity 5% RH).
(1)画像濃度変化の測定
X-Riteカラー反射濃度計(500シリーズ:X-Rite社製)を使用し、初期濃度と画像比率80%での印刷における1,000枚目の画像の濃度を測定し、以下の基準でランク付けした。評価結果を表8に示す。D以上を本発明の効果が得られていると判断した。
(濃度差)
A:0.02未満
B:0.02以上0.04未満
C:0.04以上0.06未満
D:0.06以上0.10未満
E:0.10以上
(1) Measurement of image density change Using an X-Rite color reflection densitometer (500 series: manufactured by X-Rite), measure the initial density and the density of the 1,000th image printed at an image ratio of 80%. It was measured and ranked based on the following criteria. The evaluation results are shown in Table 8. A rating of D or higher was judged to indicate that the effects of the present invention were achieved.
(concentration difference)
A: Less than 0.02 B: 0.02 or more and less than 0.04 C: 0.04 or more and less than 0.06 D: 0.06 or more and less than 0.10 E: 0.10 or more
[高温高湿環境下での帯電維持性]
静電潜像担持体上のトナーを金属円筒管と円筒フィルターを用いて吸引捕集することにより、トナーの摩擦帯電量を算出した。
具体的には、静電潜像担持体上のトナーの摩擦帯電量は、ファラデー・ケージ(Faraday-Cage)によって測定した。ファラデー・ケージとは、同軸の2重筒のことで内筒と外筒は絶縁されている。この内筒の中に電荷量Qの帯電体を入れたとすると、静電誘導によりあたかも電荷量Qの金属円筒が存在するのと同様になる。この誘起された電荷量をエレクトロメーター(ケスレー6517A ケスレー社製)で測定し、内筒中のトナー質量M(kg)で電荷量Q(mC)を割ったもの(Q/M)をトナーの摩擦帯電量とした。
トナーの摩擦帯電量(mC/kg)=Q/M
先ず、静電潜像担持体上に上記評価画像を形成し、中間転写体に転写される前に、静電
潜像担持体の回転を止め、静電潜像担持体上のトナーを、金属円筒管と円筒フィルターにより吸引捕集し、[初期のQ/M]を測定した。
引き続き、高温高湿環境(H/H;温度30℃、相対湿度80%RH)において評価機内に現像器を入れたまま2週間放置させた後、放置前と同様の操作を行い、放置後の静電潜像担持体上の単位質量当たりの電荷量Q/M(mC/kg)を測定した。上記の初期の静電潜像担持体上の単位質量当たりのQ/Mを100%とし、放置後の静電潜像担持体上の単位質量当たりのQ/Mの維持率([放置後のQ/M]/[初期のQ/M]×100)を算出して以下の基準で判断した。D以上を本発明の効果が得られていると判断した。
(評価基準)
A:維持率が95%以上
B:維持率が90%以上95%未満
C:維持率が85%以上90%未満
D:維持率が80%以上85%未満
E:維持率が80%未満
[Charge retention under high temperature and high humidity environment]
The amount of triboelectric charge of the toner was calculated by sucking and collecting the toner on the electrostatic latent image carrier using a metal cylindrical tube and a cylindrical filter.
Specifically, the amount of triboelectric charge of the toner on the electrostatic latent image carrier was measured using a Faraday-Cage. A Faraday cage is a coaxial double cylinder, with an inner cylinder and an outer cylinder insulated. If a charged body with a charge amount Q is placed in this inner cylinder, it will be the same as if a metal cylinder with a charge amount Q exists due to electrostatic induction. The amount of induced charge is measured with an electrometer (Kesley 6517A manufactured by Kesley), and the amount of charge Q (mC) divided by the mass of toner in the inner cylinder M (kg) (Q/M) is calculated as the triboelectrification of the toner. Quantity.
Toner triboelectric charge amount (mC/kg) = Q/M
First, the evaluation image is formed on the electrostatic latent image carrier, and before being transferred to the intermediate transfer member, the rotation of the electrostatic latent image carrier is stopped, and the toner on the electrostatic latent image carrier is transferred to the metal. It was collected by suction using a cylindrical tube and a cylindrical filter, and the [initial Q/M] was measured.
Subsequently, after leaving the developing device inside the evaluation machine for two weeks in a high temperature and high humidity environment (H/H; temperature 30°C, relative humidity 80% RH), the same operation as before leaving was performed, and the The amount of charge Q/M (mC/kg) per unit mass on the electrostatic latent image carrier was measured. The above-mentioned initial Q/M per unit mass on the electrostatic latent image bearing member is taken as 100%, and the maintenance rate of Q/M per unit mass on the electrostatic latent image bearing member after standing ([after standing Q/M]/[Initial Q/M]×100) was calculated and judged based on the following criteria. A rating of D or higher was judged to indicate that the effects of the present invention were achieved.
(Evaluation criteria)
A: Retention rate is 95% or more B: Retention rate is 90% or more and less than 95% C: Retention rate is 85% or more and less than 90% D: Retention rate is 80% or more and less than 85% E: Retention rate is less than 80%
<トナーの低温定着性評価>
紙:GFC-081(81.0g/m2)
(キヤノンマーケティングジャパン株式会社より販売)
紙上のトナーの載り量:0.50mg/cm2
(現像剤担持体の直流電圧VDC、静電潜像担持体の帯電電圧VD、及びレーザーパワーにより調整)
評価画像:上記A4用紙の中心に2cm×5cmの画像を配置
試験環境:低温低湿環境:温度15℃/相対湿度10%RH(以下「L/L」)
定着温度:130℃
プロセススピード:377mm/sec
上記評価画像を出力し、低温定着性を評価した。画像濃度低下率の値を低温定着性の評価指標とした。画像濃度低下率は、X-Riteカラー反射濃度計(500シリーズ:X-Rite社製)を用い、まず、中心部の画像濃度を測定した。次に、画像濃度を測定した部分に対し、4.9kPa(50g/cm2)の荷重をかけてシルボン紙により定着画像を摺擦(5往復)し、画像濃度を再度測定した。そして、下記式を用いて摺擦前後での画像濃度の低下率を算出した。得られた画像濃度の低下率を下記の評価基準に従って評価した。D以上を本発明の効果が得られていると判断した。
画像濃度の低下率 = (摩擦前の画像濃度-摩擦後の画像濃度)/摩擦前の画像濃度×100
(評価基準)
A:画像濃度の低下率3.0%未満
B:画像濃度の低下率3.0%以上5.0%未満
C:画像濃度の低下率5.0%以上15.0%未満
D:画像濃度の低下率10.0%以上15.0%未満
E:画像濃度の低下率15.0%以上
二成分現像剤1~46の評価結果を表10に示す。
<Low temperature fixability evaluation of toner>
Paper: GFC-081 (81.0g/m 2 )
(Sold by Canon Marketing Japan Inc.)
Amount of toner on paper: 0.50mg/ cm2
(Adjusted by DC voltage VDC of developer carrier, charging voltage VD of electrostatic latent image carrier, and laser power)
Evaluation image: Place a 2cm x 5cm image in the center of the above A4 paper Test environment: Low temperature and low humidity environment: Temperature 15°C/Relative humidity 10%RH (hereinafter referred to as "L/L")
Fixing temperature: 130℃
Process speed: 377mm/sec
The above evaluation image was output and low temperature fixability was evaluated. The value of image density reduction rate was used as an evaluation index of low temperature fixability. The image density reduction rate was determined by first measuring the image density at the center using an X-Rite color reflection densitometer (500 series: manufactured by X-Rite). Next, a load of 4.9 kPa (50 g/cm 2 ) was applied to the area where the image density was measured, and the fixed image was rubbed (5 times back and forth) with Silbon paper, and the image density was measured again. Then, the reduction rate of image density before and after rubbing was calculated using the following formula. The reduction rate of the obtained image density was evaluated according to the following evaluation criteria. A rating of D or higher was judged to indicate that the effects of the present invention were achieved.
Decrease rate of image density = (Image density before friction - Image density after friction) / Image density before friction x 100
(Evaluation criteria)
A: Decrease rate of image density less than 3.0% B: Decrease rate of image density 3.0% or more and less than 5.0% C: Decrease rate of image density 5.0% or more and less than 15.0% D: Image density Reduction rate of 10.0% or more and less than 15.0% E: Reduction rate of image density of 15.0% or more The evaluation results of two-
1:吸引機、2:測定容器、3:スクリーン、4:フタ、5:真空計、6:風量調節弁、7:吸引口、8:コンデンサー、9:電位計 1: Suction machine, 2: Measuring container, 3: Screen, 4: Lid, 5: Vacuum gauge, 6: Air volume control valve, 7: Suction port, 8: Condenser, 9: Electrometer
Claims (18)
該結着樹脂が、第一の重合性単量体に由来する第一のモノマーユニットと、該第一の重合性単量体とは異なる第二の重合性単量体に由来する第二のモノマーユニットとを有する重合体Aを含有し、
該第一の重合性単量体が、炭素数18~36のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つであり、
該重合体A中の該第一のモノマーユニットの含有割合が、該重合体A中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、10.0モル%~60.0モル%であり、
該重合体A中の該第二のモノマーユニットの含有割合が、該重合体A中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、20.0モル%~95.0モル%であり、
該第一のモノマーユニットのSP値をSP11(J/cm3)0.5とし、該第二のモノマーユニットのSP値をSP21(J/cm3)0.5としたとき、下記式(1)~(2)を満たし、
3.00≦(SP21-SP11)≦25.00 ・・・(1)
21.00≦SP21 ・・・(2)
該磁性キャリアが、磁性コアと、該磁性コアの表面の被覆樹脂とを有し、
該被覆樹脂が、重合性単量体(a)に由来するモノマーユニット(a)と、該重合性単量体(a)とは異なる重合性単量体(b)に由来するモノマーユニット(b)とを有する重合体Bを含有し、
該重合体B中の該モノマーユニット(a)の含有量が、該重合体B中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、10.0モル%~70.0モル%であり、
該重合体B中の該モノマーユニット(b)の含有量が、該重合体B中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、30.0モル%~90.0モル%であり、
該モノマーユニット(a)のSP値をSP(a)(J/cm3)0.5とし、該モノマーユニット(b)のSP値をSP(b)(J/cm3)0.5としたとき、下記式(3)及び(4)を満たすことを特徴とする二成分系現像剤。
20.30≦SP(a)≦22.00 ・・・(3)
19.00≦SP(b)≦20.20 ・・・(4) A two-component developer having a toner having toner particles containing a binder resin and a magnetic carrier,
The binder resin includes a first monomer unit derived from a first polymerizable monomer and a second monomer unit derived from a second polymerizable monomer different from the first polymerizable monomer. Contains a polymer A having a monomer unit,
The first polymerizable monomer is at least one selected from the group consisting of (meth)acrylic esters having an alkyl group having 18 to 36 carbon atoms,
The content ratio of the first monomer unit in the polymer A is based on the total number of moles of all monomer units in the polymer A, 10 . 0 mol% to 60.0 mol%,
The content ratio of the second monomer unit in the polymer A is 20.0 mol% to 95.0 mol% based on the total number of moles of all monomer units in the polymer A,
When the SP value of the first monomer unit is SP 11 (J/cm 3 ) 0.5 and the SP value of the second monomer unit is SP 21 (J/cm 3 ) 0.5 , the following formula Satisfy (1) to (2),
3.00≦(SP 21 −SP 11 )≦25.00 (1)
21.00≦SP 21 ...(2)
The magnetic carrier has a magnetic core and a coating resin on the surface of the magnetic core,
The coating resin includes a monomer unit (a) derived from a polymerizable monomer (a) and a monomer unit (b) derived from a polymerizable monomer (b) different from the polymerizable monomer (a). ) containing a polymer B having
The content of the monomer unit (a) in the polymer B is 10.0 mol% to 70.0 mol%, based on the total number of moles of all monomer units in the polymer B,
The content of the monomer unit (b) in the polymer B is 30.0 mol% to 90.0 mol%, based on the total number of moles of all monomer units in the polymer B,
The SP value of the monomer unit (a) was set to SP(a) (J/cm 3 ) 0.5 , and the SP value of the monomer unit (b) was set to SP(b) (J/cm 3 ) 0.5 . A two-component developer characterized by satisfying the following formulas (3) and (4).
20.30≦SP(a)≦22.00 (3)
19.00≦SP(b)≦20.20...(4)
該結着樹脂が、第一の重合性単量体と、該第一の重合性単量体とは異なる第二の重合性単量体とを含有する組成物の重合体である重合体Aを含有し、
該第一の重合性単量体が、炭素数18~36のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つであり、
該組成物中の該第一の重合性単量体の含有割合が、該組成物中の全重合性単量体の総モル数を基準として、10.0モル%~60.0モル%であり、
該組成物中の該第二の重合性単量体の含有割合が、該組成物中の全重合性単量体の総モル数を基準として、20.0モル%~95.0モル%であり、
該第一の重合性単量体のSP値をSP12(J/cm3)0.5とし、該第二の重合性単量体のSP値をSP22(J/cm3)0.5としたとき、下記式(5)~(6)を満たし、
0.60≦(SP22-SP12)≦15.00 ・・・(5)
18.30≦SP22 ・・・(6)
該磁性キャリアが、磁性コアと、該磁性コアの表面の被覆樹脂とを有し、
該被覆樹脂が、重合性単量体(a)に由来するモノマーユニット(a)と、該重合性単量体(a)とは異なる重合性単量体(b)に由来するモノマーユニット(b)とを有する重合体Bを含有し、
該重合体B中の該モノマーユニット(a)の含有量が、該重合体B中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、10.0モル%~70.0モル%であり、
該重合体B中の該モノマーユニット(b)の含有量が、該重合体B中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、30.0モル%~90.0モル%であり、
該モノマーユニット(a)のSP値をSP(a)(J/cm3)0.5とし、該モノマーユニット(b)のSP値をSP(b)(J/cm3)0.5としたとき、下記式(3)及び(4)を満たすことを特徴とする二成分系現像剤。
20.30≦SP(a)≦22.00 ・・・(3)
19.00≦SP(b)≦20.20 ・・・(4) A two-component developer having a toner having toner particles containing a binder resin and a magnetic carrier,
A polymer A in which the binder resin is a polymer of a composition containing a first polymerizable monomer and a second polymerizable monomer different from the first polymerizable monomer. Contains
The first polymerizable monomer is at least one selected from the group consisting of (meth)acrylic esters having an alkyl group having 18 to 36 carbon atoms,
The content ratio of the first polymerizable monomer in the composition is based on the total number of moles of all polymerizable monomers in the composition, 10 . 0 mol% to 60.0 mol%,
The content of the second polymerizable monomer in the composition is 20.0 mol% to 95.0 mol% based on the total number of moles of all polymerizable monomers in the composition. can be,
The SP value of the first polymerizable monomer is SP 12 (J/cm 3 ) 0.5 , and the SP value of the second polymerizable monomer is SP 22 (J/cm 3 ) 0.5 . Then, the following formulas (5) to (6) are satisfied,
0.60≦(SP 22 −SP 12 )≦15.00 (5)
18.30≦SP 22 ...(6)
The magnetic carrier has a magnetic core and a coating resin on the surface of the magnetic core,
The coating resin includes a monomer unit (a) derived from a polymerizable monomer (a) and a monomer unit (b) derived from a polymerizable monomer (b) different from the polymerizable monomer (a). ) containing a polymer B having
The content of the monomer unit (a) in the polymer B is 10.0 mol% to 70.0 mol%, based on the total number of moles of all monomer units in the polymer B,
The content of the monomer unit (b) in the polymer B is 30.0 mol% to 90.0 mol%, based on the total number of moles of all monomer units in the polymer B,
The SP value of the monomer unit (a) was set to SP(a) (J/cm 3 ) 0.5 , and the SP value of the monomer unit (b) was set to SP(b) (J/cm 3 ) 0.5 . A two-component developer characterized by satisfying the following formulas (3) and (4).
20.30≦SP(a)≦22.00 (3)
19.00≦SP(b)≦20.20...(4)
前記重合体Bの総モル数に対する前記モノマーユニット(a)の総モル数の比をFとしたとき、下記式(9)を満たす請求項1又は3に記載の二成分系現像剤。
0.20≦E/F≦7.00 ・・・(9) The ratio of the total number of moles of the second monomer unit to the total number of moles of the polymer A is E,
The two-component developer according to claim 1 or 3, which satisfies the following formula (9), where F is a ratio of the total number of moles of the monomer unit (a) to the total number of moles of the polymer B.
0.20≦E/F≦7.00 (9)
(式(A)中、Xは単結合又は炭素数1~6のアルキレン基を示し、
R1は、-C≡N、
-C(=O)NHR10(R10は水素原子、若しくは炭素数1~4のアルキル基)、
ヒドロキシ基、
-COOR11(R11は炭素数1~6のアルキル基若しくは炭素数1~6のヒドロキシアルキル基)、
-NHCOOR12(R12は炭素数1~4のアルキル基)、
-NH-C(=O)-N(R13)2(R13はそれぞれ独立して、水素原子若しくは炭素数1~6のアルキル基)、
-COO(CH2)2NHCOOR14(R14は炭素数1~4のアルキル基)、又は
-COO(CH2)2-NH-C(=O)-N(R15)2(R15はそれぞれ独立して、水素原子若しくは炭素数1~6のアルキル基)
であり、R3は、水素原子又はメチル基である。)
(式(B)中、R2は、炭素数1~4のアルキル基であり、R3は、水素原子又はメチル基である。) The two-component developer according to any one of claims 1 to 6, wherein the second polymerizable monomer is at least one selected from the group consisting of the following formulas (A) and (B).
(In formula (A), X represents a single bond or an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms,
R 1 is -C≡N,
-C(=O)NHR 10 (R 10 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms),
hydroxy group,
-COOR 11 (R 11 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms),
-NHCOOR 12 (R 12 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms),
-NH-C(=O)-N(R 13 ) 2 (R 13 is each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms),
-COO(CH 2 ) 2 NHCOOR 14 (R 14 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms), or -COO(CH 2 ) 2 -NH-C(=O)-N(R 15 ) 2 (R 15 is each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms)
and R 3 is a hydrogen atom or a methyl group. )
(In formula (B), R 2 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 3 is a hydrogen atom or a methyl group.)
(式(A)中、Xは単結合又は炭素数1~6のアルキレン基を示し、
R1は、-C≡N、
-C(=O)NHR10(R10は水素原子、若しくは炭素数1~4のアルキル基)、
ヒドロキシ基、
-COOR11(R11は炭素数1~6のアルキル基若しくは炭素数1~6のヒドロキシアルキル基)、
-COO(CH2)2NHCOOR14(R14は炭素数1~4のアルキル基)、又は
-COO(CH2)2-NH-C(=O)-N(R15)2(R15はそれぞれ独立して、水素原子若しくは炭素数1~6のアルキル基)
であり、R3は、水素原子又はメチル基である。)
(式(B)中、R2は、炭素数1~4のアルキル基であり、R3は、水素原子又はメチル基である。) The two-component developer according to any one of claims 1 to 7, wherein the second polymerizable monomer is at least one selected from the group consisting of the following formulas (A) and (B).
(In formula (A), X represents a single bond or an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms,
R 1 is -C≡N,
-C(=O)NHR 10 (R 10 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms),
hydroxy group,
-COOR 11 (R 11 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms),
-COO(CH 2 ) 2 NHCOOR 14 (R 14 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms), or -COO(CH 2 ) 2 -NH-C(=O)-N(R 15 ) 2 (R 15 is each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms)
and R 3 is a hydrogen atom or a methyl group. )
(In formula (B), R 2 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 3 is a hydrogen atom or a methyl group.)
該多孔質磁性コアが該多孔質磁性コアの空孔に存在する充填樹脂を有する樹脂充填型磁性コア粒子であって、
該多孔質磁性コアの細孔径分布において、
0.1μm以上3.0μm以下の範囲における微分細孔容積が最大となるピーク細孔径が、0.20μm以上0.70μm以下であり、
0.1μm以上3.0μm以下の範囲における微分細孔容積の積分値である細孔容積が、20mm3/g以上57mm3/g以下であり、
該磁性キャリアは、以下のように定義される領域R1及び領域R2において、
樹脂成分由来の組成の質量基準の割合をそれぞれJR1及びJR2とし、
該多孔質磁性コア由来の組成の質量基準の割合をそれぞれFR1及びFR2とし、
さらにJR1/FR1をMR1、JR2/FR2をMR2としたとき、該MR1と該MR2とが、
0.20≦MR2/MR1≦0.90
の関係を満たす請求項1~16のいずれか一項に記載の二成分系現像剤。
(領域R1は、該磁性キャリアの断面画像において、該断面の重心を通り該樹脂充填型磁性コア粒子の最大長となる線分を引き、該線分と平行であり、該線分と2.5μm離れた2本の直線を直線A及びBとし、
該線分と該樹脂充填型磁性コア粒子の輪郭線との交点を通り、該線分と直交する直線を直線Cとし、
該直線Cと平行であり、前記磁性キャリアの中心方向に向けて該直線Cから5.0μm離れた直線を直線Dとしたときに、
該樹脂充填型磁性コア粒子の輪郭線と、該直線A、B及びDとに囲まれ、かつ該直線Cに接している領域である。
領域R2は、該直線A、B、Dと、該直線Dと平行であり、
前記磁性キャリアの中心方向に向けて該直線Dから5.0μm離れた直線Eとに囲まれた領域である。) The magnetic core is a porous magnetic core,
A resin-filled magnetic core particle in which the porous magnetic core has a filled resin present in the pores of the porous magnetic core,
In the pore size distribution of the porous magnetic core,
The peak pore diameter at which the differential pore volume is maximum in the range of 0.1 μm or more and 3.0 μm or less is 0.20 μm or more and 0.70 μm or less,
The pore volume, which is the integral value of the differential pore volume in the range of 0.1 μm or more and 3.0 μm or less, is 20 mm 3 /g or more and 57 mm 3 /g or less,
The magnetic carrier has a region R1 and a region R2 defined as follows:
The mass-based proportions of the composition derived from the resin component are respectively JR1 and JR2,
Let the mass-based ratios of the composition derived from the porous magnetic core be FR1 and FR2, respectively,
Furthermore, when JR1/FR1 is MR1 and JR2/FR2 is MR2, MR1 and MR2 are
0.20≦MR2/MR1≦0.90
The two-component developer according to any one of claims 1 to 16 , which satisfies the following relationship.
(Region R1 is defined by drawing a line segment passing through the center of gravity of the cross section and having the maximum length of the resin-filled magnetic core particles in the cross-sectional image of the magnetic carrier, being parallel to the line segment, and 2. Let two straight lines 5 μm apart be straight lines A and B,
A straight line passing through the intersection of the line segment and the outline of the resin-filled magnetic core particle and perpendicular to the line segment is defined as a straight line C,
When a straight line D is parallel to the straight line C and is 5.0 μm away from the straight line C toward the center of the magnetic carrier,
This region is surrounded by the outline of the resin-filled magnetic core particle and the straight lines A, B, and D, and is in contact with the straight line C.
Region R2 is parallel to the straight lines A, B, D and the straight line D,
This is a region surrounded by a straight line E that is 5.0 μm away from the straight line D toward the center of the magnetic carrier. )
該磁性体分散型樹脂キャリア芯材は、一次粒子の個数平均粒子径がra(μm)の磁性粒子A、及び一次粒子の個数平均粒子径がrb(μm)の磁性粒子Bを含有し、
該ra及びrbは、ra≧rbの関係を満たし、
該磁性粒子Aは、マンガン元素、アルミニウム元素、マグネシウム元素、チタン元素、及びニッケル元素からなる群より選択される少なくとも1種の非鉄金属元素の酸化物、並びに酸化鉄を含有し、
前記磁性キャリアの蛍光X線回折法による測定において、該非鉄金属元素の総含有率をM1(質量%)とし、鉄元素の含有率をF1(質量%)としたとき、M1のF1に対する比の値(M1/F1)が、0.010以上0.100以下であり、
前記磁性キャリアのX線光電子分光法による測定において、該非鉄金属元素の総含有率をM2(質量%)とし、該鉄元素の含有率をF2(質量%)としたとき、M2のF2に対する比の値(M2/F2)が、1.0以上10.0以下である
請求項1~16のいずれか一項に記載の二成分系現像剤。
The magnetic core is a magnetic material-dispersed resin carrier core material,
The magnetic substance-dispersed resin carrier core material contains magnetic particles A whose primary particles have a number average particle diameter of ra (μm), and magnetic particles B whose primary particles have a number average particle diameter of rb (μm),
The ra and rb satisfy the relationship ra≧rb,
The magnetic particles A contain an oxide of at least one non-ferrous metal element selected from the group consisting of manganese element, aluminum element, magnesium element, titanium element, and nickel element, and iron oxide,
In the measurement of the magnetic carrier by X-ray fluorescence diffraction, when the total content of the nonferrous metal element is M1 (mass%) and the content of iron element is F1 (mass%), the ratio of M1 to F1 is The value (M1/F1) is 0.010 or more and 0.100 or less,
In the measurement of the magnetic carrier by X-ray photoelectron spectroscopy, when the total content of the nonferrous metal element is M2 (mass%) and the content of the iron element is F2 (mass%), the ratio of M2 to F2 The two-component developer according to any one of claims 1 to 16 , wherein the value (M2/F2) is 1.0 or more and 10.0 or less.
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