WO2005043251A1 - 磁性トナー - Google Patents

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Tadashi Dojo
Nene Dojo
Tomohisa Sano
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Canon Kabushiki Kaisha
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Definitions

  • the present invention relates to a toner used in a recording method using an electrophotographic method, an electrostatic recording method, an electrostatic printing method, or a toner jet recording method.
  • electrophotography uses a photoconductive substance to form an electric latent image on a photoreceptor by various means, and then develops the latent image using toner.
  • a method is known in which a toner image is transferred onto a transfer material such as paper and then fixed by heating, pressing, heating / pressing, or solvent vapor to obtain a toner image.
  • a magnetic one-component developing method using a magnetic toner is preferably used because a carrier is not required and the apparatus can be downsized.
  • a considerable amount of a fine powdery magnetic substance is mixed and dispersed, and the presence state greatly affects the fluidity and triboelectricity of the toner.
  • the dielectric properties of the toner are controlled to improve the developability of the magnetic toner. Attempts have been made to do so.
  • a toner in which the dispersibility of a magnetic material is improved by adjusting the dielectric loss tangent is known (for example, see Patent Document 1).
  • Patent Document 1 a toner in which the dispersibility of a magnetic material is improved by adjusting the dielectric loss tangent.
  • the effect can be seen in stabilizing the charging characteristics in a certain environment, when the toner is reduced in particle size or the amount of the magnetic material is reduced, the charging due to environmental fluctuations and aging changes. Stabilization of the characteristics is not sufficient.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-221881
  • Patent Document 2 JP-A-6-118700
  • Patent Document 3 JP-A-11-295925
  • An object of the present invention is to provide a toner that solves the above problems. Specifically, it is a magnetic toner that can provide a stable image density regardless of the usage environment, has excellent low-temperature fixing properties, has high coloring power with little image deterioration during fixing, and has low toner consumption. The task is to provide.
  • the present inventors have specified the true specific gravity, the amount of magnetization, and the dielectric properties of the toner, By controlling the state, it was found that a magnetic toner having excellent low-temperature fixation and having stable charging characteristics over a long period of time, irrespective of the environment, could be obtained, and the present invention was completed.
  • the present invention is as follows.
  • the binder resin contains a polyester unit
  • the toner has a weight average particle diameter (D4) of 5.0-9.0 / im,
  • the toner contains 60% by number or more of toner having a circularity of 0.93 or more;
  • tan 5 represents the dielectric loss tangent at the glass transition temperature (° C) of the toner + 10 ° C
  • tan S represents a dielectric loss tangent at a glass transition temperature (° C) of the toner of 10 ° C. ]
  • the toner is characterized in that an inorganic fine powder is externally added, and the inorganic fine powder contains at least two kinds of metal oxides having a number average particle diameter of 10 Onm or less (1).
  • the magnetic toner according to any one of the above.
  • FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a surface modification device used in the present invention.
  • FIG. 2 shows a schematic view of the dispersion rotor in FIG. 1 as viewed from above.
  • the magnetic toner of the present invention is a magnetic toner containing magnetic toner base particles containing at least a binder resin and a magnetic material,
  • the binder resin contains a polyester unit
  • the toner has a weight average particle diameter (D4) of 5.0-9. O / im,
  • the toner contains 60% by number or more of toner having a circularity of 0.93 or more;
  • the present invention relates to a magnetic toner, wherein the dielectric loss tangent (tan S) at 100 kHz of the toner satisfies the following expression (1).
  • tan S represents a dielectric loss tangent at a glass transition temperature (° C) of the toner of 10 ° C. ]
  • the value of the dielectric loss tangent is an index that indicates the degree of charge retention. It has been used. The lower this value is, the higher the charge retention ability is, and the toner can be.
  • the value of the induced tangent is used as an index indicating the stability of the charging characteristics of the toner in an electric field.
  • an index that quantitatively indicates the rate of change in the charging characteristics when the environment changes during the development process from the toner carrier to the latent image carrier specifically when the temperature, humidity, and applied bias change.
  • the value of the dielectric loss tangent is used.
  • the research by the present inventors has yielded a finding that the rate of change of the dielectric loss tangent before and after the glass transition temperature of the toner has a high correlation with the change in the charging characteristics due to the change in the development environment.
  • the value of the dielectric loss tangent is mainly affected by the dispersion state of the colorant in the toner, and particularly in the case of a magnetic toner, mainly by the dispersion state of the magnetic substance.
  • the value of the dielectric loss tangent becomes low by improving the dispersibility of the magnetic material.
  • the value of the dielectric loss tangent tends to increase as the temperature increases, and this change increases particularly as the amount of added magnetic material decreases.
  • the development stability index is used by using the change rate between the dielectric tangent before and after the glass transition temperature of the toner, that is, the normal state and the weak tangent state.
  • the dielectric loss tangent (tan ⁇ ) of the toner may satisfy the above formula (1), and more preferably satisfy the following formula (2).
  • tan S represents a dielectric loss tangent at a glass transition temperature (° C) of the toner of 10 ° C. ]
  • the reason why the frequency is set to 100 kHz as a reference for measuring the dielectric loss tangent is that the frequency is suitable for verifying the dispersion state of the magnetic material. If the frequency is lower than 100 kHz, the influence of the glass transition temperature of the binder resin becomes large, and the rate of change of the dielectric loss tangent before and after the glass transition temperature becomes too large, making it difficult to determine the dispersion state of the magnetic material. On the other hand, when the frequency is higher than 100 kHz, the rate of change of the dielectric loss tangent becomes too small, and it becomes difficult to see the influence of the dispersibility of the magnetic material. When the rate of change of the dielectric loss tangent (tan ⁇ -tan ⁇ ) / tan ⁇ becomes larger than 0.20, the toner
  • the charging characteristics are greatly affected by environmental fluctuations such as temperature, humidity and development conditions, it is important that the charging characteristics be 0.20 or less.
  • the magnetic material is reduced in particle size, the particle size distribution of the magnetic material is controlled, the magnetic cohesion is suppressed by performing a mechanical treatment after the synthesis of the magnetic material, and the magnetic material is coated with an inorganic or organic material. Improvements from a magnetic material such as improving fluidity can be given. In addition to the raw material mixing step in the production of the toner, the improvement by the mixing step such as reducing the particle size of the binder resin and the release agent and lengthening the mixing time may be mentioned.
  • a method of adjusting the kneading temperature to be equal to or higher than the softening point of the binder resin to control the viscosity of the melt, and adjusting the cooling method of the kneaded melt can be mentioned. Also, the above methods may be combined.
  • the shape of the toner in order to obtain more stable charging ability.
  • Several power effects can be obtained by making the toner closer to a true sphere, that is, by increasing the circularity.
  • it is easier to obtain a uniform charge distribution which reduces the change in charge by reducing the so-called selective image, which consumes selective charge components due to environmental fluctuations and repeated use. It is possible to do.
  • the amount of fine powder generated by crushing is reduced, so that contamination of the toner carrier by the fine powder can be suppressed. It becomes possible.
  • By performing such shape control it is possible to obtain a toner having more stable charging characteristics by achieving both the control of the dielectric characteristics described above.
  • the above effect can be obtained by including a certain percentage or more of the number of particles having a relatively high circularity of 0.93 or more in the circularity distribution of the toner.
  • the toner has a toner circularity distribution in a range of 0.93 or more, more than 60% by number, more preferably more than 75% by number. If the amount is less than the above range, phenomena such as a decrease in charge amount and contamination of the developing sleeve will be caused during repeated use over a long period, and problems such as a decrease in image density are likely to occur.
  • the true specific gravity of the magnetic toner is 1.3 to 1.7 gZcm 3
  • the saturation magnetization at a magnetic field of 796 kA / m is 20 to 35 Am 2 / kg.
  • the true specific gravity is greater than 1.7 g / cm 3 or the saturation magnetization is greater than 35 Am 2 / kg, then in such a case, the fact that the magnetic substance is contained in a relatively large amount may result in multiple magnetic cohesion. As a result, excessive toner is likely to be developed, causing problems such as image deterioration at the time of fixing and an increase in consumption, and low-temperature fixing property also decreases.
  • the true specific gravity is less than 1.3 g / cm 3 or the saturation magnetization is less than 20 Am 2 / kg, in such a case, the content of the magnetic substance is often low in many cases. The spike forming ability is too low, and image quality is likely to deteriorate. In addition, the rate of change of the dielectric loss tangent becomes too large, and the change in charging characteristics due to the environment becomes large.
  • the content of the magnetic substance is preferably 25 to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin, but is preferably 45 to 65 parts by mass. More preferred.
  • the magnetic toner of the present invention has a weight average particle diameter (D4) adjusted to 5.0-9.0 / im in order to faithfully develop minute latent image dots and achieve high image quality. Is done. In the case of a toner having a weight average particle diameter of less than 5.mu.m, the amount of magnetic powder contained in one toner particle is reduced, resulting in an increase in capri, which is undesirable. On the other hand, when the weight average particle diameter of the toner exceeds 9. ⁇ , since the reproduction of one dot is deteriorated, it is difficult to achieve high image quality.
  • the binder resin is a resin containing a polyester unit.
  • the resin containing a polyester unit include a polyester resin and a hybrid resin in which a polyester unit and a styrene-acrylic resin unit are chemically bonded. Also, a mixture of these resins and another resin can be used as the binder resin.
  • the polyester resin is originally excellent in sharp melt property and advantageous in low-temperature fixability, and is also excellent in dispersibility of a magnetic substance in a hot-melt mixing process during toner production. It is also possible to make the dielectric constant of the toner relatively high, and it is a resin suitable for controlling the dielectric properties in the present invention.
  • Polyester resin is a resin formed by polycondensation of polyhydric alcohol and polybasic acid.
  • the following are examples of the monomer of the polyester resin component.
  • dihydric alcohol component examples include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3_butanediol, 1,4_butanediol, 2,3_butanediol, diethylene glycolone, triethylene glycol, and 1,5_pentane.
  • R represents an ethylene or propylene group
  • X and y are each an integer of I 1 or more
  • the average value of x + y is 2 to 10.
  • divalent carboxylic acid examples include benzenedicarboxylic acids such as phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, and phthalic anhydride or anhydrides thereof; and alkyls such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid, and azelaic acid.
  • polyester resin examples include glycerin and pentaerythritol.
  • examples include polyhydric alcohols such as nore, sonorebit, sorbitan, and oxyalkylene ether of novolak type phenol resin; and polyvalent carboxylic acids such as trimellitic acid, pyromellitic acid, benzophenonetetracarboxylic acid, and anhydride thereof. .
  • the hybrid resin as a monomer for producing a polyester unit, an acid or alcohol component that can be used when producing the above polyester resin can be used, and a styrene-acrylic resin component is produced.
  • an acid or alcohol component that can be used when producing the above polyester resin can be used, and a styrene-acrylic resin component is produced.
  • bullet-type monomers for this purpose.
  • Styrene monomers include styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p_methylstyrene, p-phenylstyrene, p-ethylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, p-n-butylstyrene, p_tert -Butylstyrene, p_n-hexylstyrene, p-n-octylstyrene, p-n-nonylstyrene, p_n-decylstyrene, p-n_dodecylstyrene, ⁇ -methoxystyrene, p-chlorostyrene, 3, 4- Styrene such as dichlorostyrene, m-nitrostyrene, o-nitrostyrene, and p-nitro
  • acrylic monomer examples include acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, 1-n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, 1-n-octyl acrylate, dodecyl acrylate, acrylic acid Acrylic acid and acrylates such as -2-ethylhexyl, stearyl acrylate, monochloro-2-acrylate, phenyl acrylate, methacrylic acid, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propynole methacrylate, methacrylic acid I-n-butyl, isobutyl methacrylate, _n_ otatyl methacrylate, dodecyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, stearyl methacrylate, phenyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoethyl me
  • acrylic acid such as 2-hydroxynorethynoleate tallate, 2-hydroxynorethynolemethallate, and 2-hydroxynolepropinolemethacrylate
  • Hydroxyl such as methacrylates, 4_ (1-hydroxy-1-methylbutyl) styrene, 4_ (1-hydroxy-1-methylhexyl) styrene
  • examples include a monomer having a group.
  • styrene-acrylic resin unit various monomers capable of bullet polymerization can be used in combination, if necessary.
  • a monomer include ethylenically unsaturated monoolefins such as ethylene, propylene, butylene and isobutylene; unsaturated polyenes such as butadiene and isoprene; and vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl bromide and vinyl fluoride.
  • Vinyl halides such as vinyl acetate, vinyl propionate, and vinyl benzoate; vinyl ethers such as vinyl methine oleate, vinyl ethynoleate phenol, and vinyl oleate such as vinyl butyl ketone; Vinyl ketones such as vinylhexyl ketone and methyl isopropenyl ketone; N_vinyl compounds such as N-vinyl virol, N-vinyl carbazole, N_vielindole and N_bierpyrrolidone; vinylnaphthalenes; And unsaturated dibasic acids such as itaconic acid, alkenyl succinic acid, fumaric acid and mesaconic acid; unsaturated dibasic acid anhydrides such as maleic anhydride, citraconic anhydride, itaconic anhydride and alkenyl succinic anhydride Products: Methyl maleate half ester, maleic acid half ester, maleic acid butyrate half ester, citraconic acid
  • the styrene-acrylic resin unit may be cross-linked by a cross-linkable monomer as exemplified below as necessary.
  • the crosslinkable monomer include an aromatic divinyl compound, a diatalylate compound linked by an alkyl chain, a diacrylate compound linked by an alkyl chain containing an ether bond, an aromatic group and an ether bond.
  • Diacrylate compounds, polyester-type diatalylates, and polyfunctional Crosslinking agents and the like can be mentioned.
  • examples of the aromatic dibutyl compound include divinyl, benzene and divinylnaphthalene.
  • diacrylate conjugates linked by alkyl chains include, for example, ethylene glycol diatalylate, 1,3-butylene glycol diatalylate, 1,4-butanediol diatalylate, 1,5_pentanediol diatalylate, 1 , 6-hexanediol diatalylate, neopentyl glycol diatalylate, and those obtained by replacing atalylate of the above compounds with metathalylate.
  • diatalylate compounds linked by an alkyl chain containing an ether bond include, for example, ethylene glycol diatalylate, triethylene glycol diatalylate, tetraethylene glycol diatalylate, polyethylene glycol # 400 diatalylate, polyethylene glycol # 600 diatalylate. , Dipropylene glycol diatalylate, and those in which the atalylate of the above compound is replaced with meta acrylate.
  • Diacrylic M conjugates linked by a chain containing an aromatic group and an ether bond include, for example, polyoxyethylene (2) _2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane diatalylate, polyoxyethylene (4) _2,2_bis (4-hydroxyphenyl) propane diatalylate, and those obtained by replacing atalylate of the above compounds with metathalylate.
  • polyester type diatalylates include MANDA (Nippon Kayaku).
  • polyfunctional crosslinking agents examples include pentaerythritol triatalylate, trimethylolethane triatalylate, trimethylolpropane triatalylate, tetramethylolmethanetetraatalylate, oligoester atalylate, and acrylates of the above compounds And triaryl cyanurate, triallyl trimellitate; and the like.
  • crosslinking monomers relative to the other monomer component 100 mass 0/0, 0. 01- 10 mass% (more preferably 0.5 03 5 wt%) can be used.
  • crosslinkable monomers those which are preferably used from the viewpoint of fixing property and offset resistance include an aromatic dibutyl compound (particularly dibutylbenzene) and a chain containing an aromatic group and an ether bond. And diacrylate products.
  • the styrene-acrylic resin unit may be a resin unit manufactured using a polymerization initiator.
  • a polymerization initiator examples include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2, azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2, _ Azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2, 2'-azobis (2-methylbutyronitrile), dimethinole 2,2'-azobisisobutyrate, 1,1'-azobis (1-cyclohexyl) Xancanolevo nitrile), 2_carbamoylazoisobutyronitrile, 2,2'-azobis (2,4,4_trimethylpentane), 2_phenylazo-1,4,4-dimethyl-14-methoxyvaleronitrile 2,2'-azobis (2-methylpropane), methylethylketone peroxide, acetylacetone peroxide, ket
  • T-butyl peroxyisopropyl carbonate di-t_butyl peroxyisophthalate, t_butyl peroxyaryl carbonate, t-amyl peroxy-2-ethyl hexanoate, di_t_butyl peroxyhexahydroterephthalate And di_t_butyl peroxyzelate.
  • the hybrid resin is a resin in which a polyester unit and a styrene-acrylic resin unit are chemically bonded directly or indirectly.
  • the above-mentioned polyester resin component, styrene-acrylic resin component, and these resin components are used. It is composed of one component that can react with both.
  • the monomers constituting the polyester unit those that can react with the styrene-acrylic resin unit include, for example, fumaric acid, maleic acid, citraconic acid, and the like. And unsaturated dicarboxylic acids such as acid and itaconic acid and anhydrides thereof.
  • those which can react with the polyester resin unit include those having a carboxyl group or a hydroxy group, and acrylic acid or methacrylic acid esters.
  • a method for obtaining an hybrid resin is that a polymer containing a monomer component capable of reacting with each of the polyester resin and the styrene-acrylic resin described above is present. It is preferable to use a method obtained by subjecting the resin to a polymerization reaction.
  • the polyester unit is contained in the resin at 60% by mass or more, preferably at 80% by mass or more.
  • the polyester resin and / or the hybrid resin contains a resin crosslinked with a trivalent or higher polycarboxylic acid and / or a trivalent or higher polyhydric alcohol. It is preferable to achieve both high-temperature offset properties.
  • a low molecular weight component having a molecular weight of 10,000 or less is contained in an amount of 30% by mass or more. Further, in the present invention, in order to control the dispersibility of the magnetic substance, two or more kinds of polyester resins or hybrid resins having different softening points may be mixed.
  • the particle size of the binder resin introduced in the raw material mixing step at the time of production is not more than 300 ⁇ m in number from the viewpoint of the dispersibility of the magnetic substance in the toner base particles. Preferred from ,.
  • the magnetic material used in the toner of the present invention a conventionally known magnetic material is used.
  • the magnetic materials contained in the magnetic toner include iron oxides such as magnetite, maghemite, and ferrite, and iron oxides containing other metal oxides; metals such as Fe, Co, and Ni; Alloys with metals such as Co, Cu, Pb, Mg, Ni, Sn, Zn, Sb, Be, Bi, Cd, Ca, Mn, Se, Ti, W, and V; and mixtures thereof.
  • ferric oxide Fe ⁇
  • iron sesquioxide ⁇ _Fe ⁇
  • zinc iron oxide ZnFe
  • NiFe O iron neodymium oxide
  • NaFe O barium iron oxide
  • BaFe O iron oxide mug
  • Nesmium MgFe O
  • iron manganese oxide MnFe O
  • lanthanum iron oxide LaFeO
  • At least magnetic iron is contained as a magnetic material, and one or more other metals can be arbitrarily selected and used as necessary.
  • the magnetic properties of these magnetic materials when 796 kAZm (10 k Oersted) was applied were as follows: coercive force: 1.5 kA / m—12 kA / m, saturation magnetic force: 0—200 Am 2 / kg (preferably 50 - 100 Am 2 / kg), preferably those residual magnetization of 2- 20Am 2 / kg.
  • the magnetic properties of the magnetic material can be measured using a vibrating magnetometer, for example, VSM P-1-10 (manufactured by Toei Kogyo) under the conditions of 25 ° C. and an external magnetic field of 796 kA / m.
  • the magnetic toner of the present invention it is preferable to use a magnetic iron oxide fine powder such as iron tetroxide or ⁇ -iron sesquioxide as the magnetic substance.
  • the magnetic properties and the addition amount of the magnetic substance may be controlled so that the saturation magnetization of the toner in a magnetic field of 796 kA / m is 20 to 35 Am 2 / kg.
  • the number average particle diameter of the magnetic material is preferably from 0.08 / im to 0.30 / im. If it is less than 0.08 xm, the magnetic substance itself becomes reddish, so that the color of the toner becomes reddish, and the fine dispersibility in the binder resin deteriorates. Is difficult to control. If it exceeds 0.30 zm, the coloring power of the toner will decrease, and if the magnetic material content is low, the rate of change of the dielectric loss tangent will increase, and the dielectric loss tangent must be controlled so as to satisfy the above formula (1). Becomes difficult.
  • a different metal such as silicon, zinc, or titanium may be contained in the inside of the magnetic material and in the Z or surface thereof. This is because the magnetic cohesion can be reduced and the dispersibility of the magnetic substance in the toner can be improved.
  • the magnetic material of the present invention in a slurry state after the synthesis of the magnetic material, it is preferable to reduce the magnetic cohesion by increasing the mechanical shear. This is because by performing such a treatment, the fine dispersibility during the production of the toner is dramatically improved.
  • colorant one or more of carbon black and other known pigments and dyes may be used. it can.
  • additives can be added to the toner particles as needed.
  • various additives known to be added to the inside of the toner particles can be used, and examples thereof include a release agent and a charge control agent.
  • the release agent examples include aliphatic hydrocarbon waxes such as low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, microcrystalline wax, and paraffin wax; oxides of aliphatic hydrocarbon waxes such as oxidized polyethylene wax Or block copolymers thereof; waxes mainly containing a fatty acid ester, such as carnauba wax, sasol wax, and montanic acid ester wax; and partial or whole removal of fatty acid esters, such as deoxidized carnauba wax.
  • aliphatic hydrocarbon waxes such as low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, microcrystalline wax, and paraffin wax
  • oxides of aliphatic hydrocarbon waxes such as oxidized polyethylene wax Or block copolymers thereof
  • waxes mainly containing a fatty acid ester such as carnauba wax, sasol wax, and montanic acid ester wax
  • partial or whole removal of fatty acid esters such as deoxid
  • Oxidized products saturated straight-chain fatty acids such as palmitic acid, stearic acid, and montanic acid; unsaturated fatty acids such as blandic acid, eleostearic acid, and oxalic acid; stearyl alcohol, aralkyl alcohol, and behenyl Alcohol, carnaubavir alcohol, seryl alcohol, Saturated alcohols such as lysyl alcohol; polyhydric alcohols such as sorbitol; fatty amides such as linoleamide, oleic acid amide, and lauric amide; methylenebisstearic acid amide, ethylenebisphosphoramide, ethylene Saturated fatty acid bisamides such as bislauric acid amide and hexamethylene bisstearic acid amide; ethylene bisoleic acid amide, hexamethylene bisoleic acid amide, N, N, -dioleyl adipamide, N, N, —Unsaturated fatty acid amides such as di
  • Examples of the release agent particularly preferably used in the present invention include aliphatic hydrocarbon resins.
  • an aliphatic hydrocarbon wax for example, alkylene Low-molecular-weight alkylene polymer polymerized by radical polymerization at high pressure or Ziegler catalyst at low pressure; alkylene polymer obtained by thermal decomposition of high-molecular-weight alkylene polymer; Hydrocarbon wax obtained from the distillation residue of hydrocarbon obtained by the method and a synthetic hydrocarbon wax obtained by hydrogenating the same; these aliphatic hydrocarbon waxes are subjected to a press sweating method, a solvent method, and vacuum distillation. Fractionated by use or fractional crystallization method.
  • hydrocarbon as a parent of the above-mentioned aliphatic hydrocarbon-based wax examples include, for example, a reaction between carbon monoxide and hydrogen using a metal oxide-based catalyst (often a multi-component system of two or more types).
  • Synthesized for example, hydrocarbon compounds synthesized by the Zintall method or hydrocord method (using a fluidized catalyst bed)); carbon obtained by the Aage method (using an identified catalyst bed) that produces a large amount of waxy hydrocarbons Hydrocarbons whose number is up to about several hundred; hydrocarbons obtained by polymerizing anoalkylene such as ethylene with a Ziegler catalyst; Among such hydrocarbons, in the present invention, it is preferable that the hydrocarbon is a straight-chain hydrocarbon having a small number of branches, a small size and a long saturation, and particularly, a hydrocarbon synthesized by a method not based on the polymerization of alkylene has a high molecular weight. Preferred from the distribution.
  • the DSC curve obtained has an endothermic main peak in the region of 70 to 140 ° C. Is preferable in terms of low-temperature fixing property and high-temperature offset resistance of the toner.
  • the endothermic peak temperature can be measured according to ASTM D3418-82 using a high-precision differential scanning calorimeter of internal heat type input compensation type, for example, DSC-7 manufactured by Perkin Elmer Co., Ltd.
  • the temperature at which the above-mentioned peak appears can be adjusted by using a release agent whose melting point, glass transition point, degree of polymerization and the like are appropriately adjusted.
  • the above DSC-7 is applied to the measurement of the temperature indicating the thermal physical properties of toner particles and toner particle materials, such as the glass transition point, softening point, and melting point of wax, in addition to the peak temperature described above. That can be S.
  • the release agent is preferably contained in the toner particles at a ratio of 2 to 15 parts by mass per 100 parts by mass of the binder resin, and is preferable from the viewpoints of fixability and charging characteristics.
  • a charge control agent can be used in the toner of the present invention to stabilize the chargeability.
  • the charge control agent varies depending on the type of the charge control agent and the physical properties of other toner particle constituting materials, but generally, 0.1 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of the binder resin in the toner base particles. Preferable 0.1 to 5 parts by mass is more preferable.
  • a charge controlling agent those which control the toner to be negatively charged and those which control the toner to be positively charged are known, and various types are controlled depending on the type and use of the toner. More than one species can be used.
  • an organic metal complex or a chelate compound is effective as an agent for controlling the toner to be negatively charged.
  • an organic metal complex or a chelate compound examples thereof include a monoazo metal complex; an acetylacetone metal complex; an aromatic hydroxycarboxylic acid or an aromatic hydroxycarboxylic acid.
  • examples of the toner that controls the toner to be negatively charged include aromatic mono- and polycarboxylic acids and metal salts and anhydrides thereof; esters such as bis-phenols and phenol derivatives; and the like.
  • examples of the toner that controls the toner to have a positive charge include denatured products such as nigrosine and fatty acid metal salts; tributylbenzylammonium_1-hydroxy-14_naphthosulfonate, tetrabutylammoniumtetrafluoroborate And quaternary ammonium salts such as phosphonium salts and their analogs, and lake pigments thereof; triphenyl methane dyes and these lake pigments (phosphotungstic acid, phosphomolybdic acid Metal salts of higher fatty acids; dibutyltin oxide, dioctyltin oxide, dicyclohexyltin oxide.
  • diorganotin borates such as dibutinoresuzuborate, dioctinoresuzuborate, dicyclohexyltin borate and the like.
  • these can be used alone or in combination of two or more.
  • a charge control agent such as a nigric syn compound or a quaternary ammonium salt is particularly preferably used.
  • a negatively chargeable charge control agent is preferred.
  • an azo-based iron complex such as T-77 is used as a binder resin and a magnetic material. It is preferably used from the viewpoint of dispersibility with the body.
  • the toner of the present invention is 2 X 10- 3 measured at frequencies 100kHz - 1
  • the dielectric constant of the toner at a frequency of 100 kHz at 40 ° C. is preferably 15 to 40 (pFZm).
  • the dielectric constant is less than 15 pF / m, the charge amount of the toner becomes too high, and it becomes difficult to have stable image characteristics in a low humidity environment. If the dielectric constant is greater than 40 P FZm, the rise of the toner charge will be delayed, and the charge amount will easily decrease due to standing.
  • the toner of the present invention is preferably used by externally adding various materials according to the type of the toner.
  • a fluidity improver such as an inorganic fine powder for improving the fluidity of the toner, or a conductive fine particle for adjusting the chargeability of the toner such as metal oxide fine particles.
  • An external additive such as a powder may be used.
  • Examples of the fluidity improver include those which can improve the fluidity of toner by externally adding to toner particles.
  • Such fluidity improvers include, for example, fluororesin powders such as vinylidene fluoride fine powder and polytetrafluoroethylene fine powder; fine powder silica such as wet-process silica, dry process silica, and fine powder oxidation. Titanium, fine powdered alumina; treated silica, titanium oxide, and treated alumina obtained by subjecting these to surface treatment with a silane coupling agent, a titanium coupling agent, silicone oil, and the like.
  • an external additive as described above, which has a power average particle diameter of 100 nm or less and contains at least two or more metal oxides. Further, it is more preferable to contain a metal oxide (I) having a dielectric constant of at least 5 pF / m larger than that of the toner and a metal oxide (II) having a dielectric constant of at least 5 pF / m smaller than the toner.
  • the number average particle size is larger than 100 nm, the particles are easily released from the toner surface, and the effect of the present invention is not obtained.
  • the dielectric constant of the metal oxide (I) is only 5 pF / m or less than that of the S toner, electrostatic attraction between the toner particles promotes toner aggregation, thereby improving dot reproducibility. Tends to worsen.
  • the dielectric constant of the metal oxide (II) is smaller than the toner by less than 5 pF / m, the image density tends to decrease due to the decrease in charge.
  • the BET specific surface area of the metal oxide (II) is 1.3 to 10 times the BET specific surface area of the metal oxide (I).
  • the external additive having a high dielectric constant remarkably reduces the electric field concentrated between toner particles, and the toner coverage with the external additive having a low dielectric constant is improved. This is because it is possible to obtain a toner in which the effects of the invention are sufficiently exhibited.
  • Titanium oxide fine particles are preferably used as those having a number average particle diameter of 100 nm or less and a dielectric constant 5 pFZm or more larger than that of the toner. Further, among the titanium oxide fine particles, the dielectric constant is preferably 40 pF / m or more, more preferably 100 pF / m or more, because it has a remarkable effect of alleviating electrostatic aggregation in an electric field.
  • the titanium oxide fine particles used in the present invention include a sulfuric acid method, a chlorine method, and a low-temperature oxidation (thermal decomposition, hydrolysis) of a volatile titanium compound such as titanium alkoxide, titanium halide, or titanium acetylacetonate.
  • a volatile titanium compound such as titanium alkoxide, titanium halide, or titanium acetylacetonate.
  • the obtained titanium oxide fine particles are used.
  • Crystal system any of anatase type, rutile type, mixed crystal type and amorphous type thereof can be used.
  • the fine particles of titanium oxide used in the present invention having a specific surface area of 10 m 2 / g or more, and preferably 30 m 2 / g or more, as measured by the BET method, based on nitrogen adsorption give good results. If the BET specific surface area is less than 10 m 2 / g, the flowability of the toner is reduced and the titanium oxide fine particles are easily released from the toner particles.Therefore, a large amount of the released titanium oxide fine particles remains in the developing machine, It is not preferable because it adheres to various devices in the image forming apparatus main body and promotes deterioration of image quality.
  • the hydrophobic titanium oxide fine particles used in the present invention preferably have a volume resistivity of 10 8 ⁇ 'cm or more. If the volume resistivity is less than 10 8 ⁇ 'cm, titanium oxide acts as a leaking site for charging, causing a significant decrease in the amount of charge, resulting in poor capri and image quality.
  • the titanium oxide fine particles used as the metal oxide (I) may be mixed in 0.01 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the toner base particles. If the content is less than 0.01 parts by mass, it is difficult to obtain the effect of suppressing electrostatic aggregation. If the content is more than 5 parts by mass, the fluidity of the toner may become excessively high, and uniform charging may be immediately inhibited.
  • a method for producing hydrophobized titanium oxide fine particles that can be used in the present invention is illustrated below, but the present invention is not particularly limited to these methods.
  • Examples of the above-mentioned hydrophobizing agent that can be used for the titanium oxide fine particles include coupling agents such as silane coupling agent J, titanate coupling agent, aluminum coupling agent lj, and zircoaluminate coupling agent.
  • coupling agents such as silane coupling agent J, titanate coupling agent, aluminum coupling agent lj, and zircoaluminate coupling agent.
  • silane coupling agent examples include those represented by the following general formula.
  • R represents an alkoxy group
  • m represents an integer of 13
  • Y represents an alkyl group, a vinyl group, a phenyl group, a methacryl group, an amino group, an epoxy group, a mercapto group or a derivative thereof.
  • N represents an integer of 1 to 3.
  • the treatment amount of the hydrophobizing agent is preferably 1 to 60 parts by mass, more preferably 3 to 50 parts by mass, per 100 parts by mass of the titanium oxide fine particles.
  • silane coupling agents in the present invention are alkylene compounds represented by the following general formula.
  • n represents an integer of 4-12
  • m represents an integer of 113.
  • the treatment amount of the alkylalkoxysilane coupling agent represented by the above general formula is also preferably 1 to 60 parts by mass, and more preferably 100 parts by mass of the titanium oxide fine particles, similarly to the treatment amount described above. 3-50 parts by mass.
  • the hydrophobizing treatment may be performed with one type of hydrophobizing agent alone, or may be performed using two or more types of hydrophobizing agents.
  • one type of coupling agent may be subjected to hydrophobic treatment alone, or two types of coupling agent may be simultaneously subjected to hydrophobizing treatment, or may be subjected to hydrophobizing treatment with force coupling agent, and then further subjected to hydrophobic treatment with another coupling agent. Good to go.
  • a predetermined amount of a hydrophobizing agent or a diluent thereof or a mixture thereof is sufficiently mechanically mixed and stirred in a predetermined amount of a dispersion of metatitanic acid fine particles or titanium oxide fine particles.
  • the liquid is added, and the mixture is further mixed and stirred so that the particles are not united. After thoroughly mixing and stirring, the mixture is dried and crushed.
  • the resulting mixture is then heated and dried. Then, it is crushed by stirring with a device such as a blender.
  • a substance having a low dielectric constant such as alumina or silica fine particles, having a number average particle diameter of 100 nm or less and a dielectric constant smaller than that of the toner by 5 pFZm or more can be used.
  • the silica fine particles have a desired dielectric constant and are excellent in the charging stability of the toner, and thus are preferably used for the toner of the present invention.
  • Silica fine particles include finely divided silica such as wet-process silica and dry-process silica; And silica treated with a surface treatment with silicone oil or the like.
  • Preferred silica fine particles include so-called dry silica or fumed silica produced by the vapor phase oxidation of a silicon halide compound, and are produced by a conventionally known technique. Things. For example, it utilizes the thermal decomposition oxidation reaction of silicon tetrachloride gas in oxygen and hydrogen, and the basic reaction formula is represented by the following formula.
  • a composite fine powder of silica and another metal oxide is obtained by using, for example, another metal such as aluminum chloride or titanium titanium, and a halogen compound together with a silicon halide compound. It is also possible to include them as silica.
  • the average particle size is preferably in the range of 0.001 to 2 ⁇ , particularly preferably, silica fine powder in the range of 0.002 to 0.2 ⁇ is used. Is good.
  • treated silica fine particles obtained by subjecting silica fine particles generated by the gas phase oxidation of the silicon halide compound to hydrophobization treatment it is preferable to use treated silica fine particles obtained by subjecting silica fine particles generated by the gas phase oxidation of the silicon halide compound to hydrophobization treatment.
  • the method of hydrophobizing is applied by chemically treating with an organic silicon compound or the like that reacts or physically adsorbs with silica fine particles.
  • an organic silicon compound or the like that reacts or physically adsorbs with silica fine particles.
  • the silica fine particles generated by the vapor phase oxidation of the silicon halide conjugate are treated with an organic silicon compound.
  • organosilicon compounds include hexamethyldisilazane, trimethylsilane, trimethylchlorosilane, trimethylethoxysilane, dimethyldichlorosilane, methinoleto
  • Examples thereof include diphenylethoxysilane, 11-hexamethyldisiloxane, and 1,3-dibutyltetramethyldisiloxane. These are used in one kind or in a mixture of two or more kinds.
  • aminopropyltrimethoxysilane having a nitrogen atom an aminopropyltriethoxy Silane, dimethylami
  • silane coupling agents such as ninoleamine and trimethoxysilyl-gamma-propylbenzylamine are also used alone or in combination.
  • Preferred silane coupling agents include hexamethyldisilazane (HMDS).
  • the silica fine particles may be treated with silicone oil, or may be treated in combination with the above-mentioned hydrophobizing agent.
  • Preferred silicone oils are those having a viscosity of 30 to 1000 centistokes at 25 ° C. Examples thereof include dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, ⁇ -methylstyrene-modified silicone oil, and silicone oil. Rolfenyl silicone oil, fluorine-modified silicone oil and the like are preferred.
  • a method of treating the silicone oil for example, a method of directly mixing the silicone oil fine particles treated with the silane coupling agent with the silicone oil using a mixer such as a Henschel mixer; Or a method of dissolving or dispersing the silicone oil in an appropriate solvent, adding silica fine particles, mixing and removing the solvent, and the like. It is more preferable that the silica treated with silicone oil is heated to 200 ° C. or more (more preferably 250 ° C. or more) in an inert gas after the treatment of the silicone oil to stabilize the surface coat.
  • the amount of the metal oxide (I) added is preferably 0.1 to 10 times the amount of the metal oxide (II) added. If the ratio is less than 0.1, a substance having a low dielectric constant becomes excessive, so that the toner is liable to be charged up, and both the dot and the capri tend to deteriorate. If the ratio exceeds 10 times, on the contrary, the chargeability of the toner decreases, so that the image density and the amount of toner applied to the latent image become insufficient.
  • the toner of the present invention may be added with an external additive other than the inorganic fine powder, if necessary.
  • Those additives are used in an amount of 0.1 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the toner. Is preferred.
  • Examples of such external additives include resin fine particles that function as charge auxiliary agents, conductivity-imparting agents, fluidity-imparting agents, anti-caking agents, release agents, lubricants, and abrasives other than those described above.
  • inorganic fine particles More specifically, for example, lubricants such as Teflon (registered trademark) and polyvinylidene fluoride stearate, and polyvinylidene fluoride are particularly preferable.
  • abrasives such as cerium oxide, silicon carbide, and strontium titanate are preferred, and strontium titanate is particularly preferred.
  • a fluidity-imparting agent such as aluminum oxide, in particular, a hydrophobicity-imparting agent is preferable.
  • examples thereof include an anti-caking agent, a conductivity imparting agent such as carbon black, zinc oxide, antimony oxide, and tin oxide, or fine particles of opposite polarity.
  • the method for producing the toner of the present invention is not particularly limited, but the binder resin, the magnetic substance, and other additives, if necessary, are sufficiently mixed with a mixer such as a Henschel mixer or a ball mill. Then, melting, kneading and kneading using a hot kneading machine such as a kneader or an eta-struder to make the resins compatible with each other, cool and solidify the melt-kneaded material, and then pulverize the solidified material.
  • a method of obtaining toner base particles by classifying the pulverized product is preferable.
  • the toner base particles and the external additive can be obtained by sufficiently mixing them as needed with a mixer such as a Henschel mixer.
  • classification can be performed at any time after the formation of the toner base particles.
  • classification may be performed after mixing with an external additive.
  • Table 1 shows an example of a pulverizer for toner production
  • Table 2 shows an example of a classifier for toner production
  • Table 3 shows an example of a sieve for toner production
  • Table 4 shows a mixing apparatus for toner production. Examples are shown in Table 5, and examples of kneading apparatuses for toner production are shown.
  • the toner in order to control the circularity of the toner, it is preferable that the toner is pulverized by a method of applying a mechanical impact force.
  • a mechanical pulverizer such as a crusher KTM manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd., a turbo mill manufactured by Turbo Kogyo Co., Ltd., a mechanofusion system manufactured by Hosokawa Micron Corporation, and There is a method of processing using a device such as a hybridization system manufactured by Machinery Works. These devices can be used as they are or after being appropriately modified. By controlling the conditions under which such a mechanical shock is applied, the circularity of the toner can be controlled.
  • the circularity of the toner of the present invention can also be adjusted by using a specific processing device that makes the shape of the toner particles closer to a sphere.
  • An apparatus capable of performing a sphering process suitable for the toner of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
  • FIG. 1 shows an example of a surface modification device used in the present invention.
  • the surface reforming apparatus shown in Fig. 1 includes a casing 15, a jacket (not shown) through which cooling water or antifreeze liquid can pass, and particles larger than a predetermined particle size and particles smaller than a predetermined particle size.
  • Means for collecting fine powder Means for collecting fine powder, a means for collecting fine powder, a cooling air inlet 5 for circulating particles whose surface has been treated by the dispersion rotor 6 to the classification rotor 1, and a means for introducing particles to be treated into the casing 15. And a powder discharge port 7 having an openable and closable discharge valve 8 for discharging the surface-treated particles from the inside of the casing 15.
  • the classifying rotor 1 is a cylindrical rotor, and is provided on one end surface side in the casing 15.
  • the discharge port 2 for fine powder collection is provided at one end of the casing 15 so as to discharge particles inside the classification rotor 1.
  • the raw material supply port 3 is provided at the center of the peripheral surface of the casing 15.
  • the cool air inlet 5 is provided on the other end surface side of the peripheral surface of the casing 15.
  • the powder discharge port 7 is provided at a position facing the raw material supply port 3 on the peripheral surface of the casing 15.
  • the discharge valve 8 is a valve that freely opens and closes the powder discharge port 7.
  • a dispersing rotor 6 and a liner 4 are provided between the cool air inlet 5 and the raw material supply port 3 and the powder discharge port 7.
  • the liner 4 is provided along the inner peripheral surface of the casing 15.
  • the dispersion rotor 6 has a disk, and a plurality of rectangular disks 10 arranged on the periphery of the disk along the normal line of the disk.
  • the dispersion rotor 6 is provided on the other end surface side of the casing 15 and is provided at a position where a predetermined space is formed between the liner 4 and the square disk 10.
  • a guide ring 9 is provided at the center of the casing 15.
  • the guide ring 9 is a cylindrical body, and is provided so as to extend from a position covering a part of the outer peripheral surface of the classification rotor 1 and near the classification rotor 6.
  • the guide ring 9 has a first space 11 which is a space between the outer peripheral surface of the guide ring 9 and an inner peripheral surface of the casing 15 inside the casing 15 and a second space which is a space inside the guide ring 9. To form a space 12.
  • the dispersion rotor 6 may have a cylindrical pin instead of the square disk 10.
  • the liner 4 has a large number of grooves on the surface facing the rectangular disk 10.
  • the liner 4 has no grooves on the surface.
  • the installation direction of the classification rotor 1 may be vertical or horizontal as shown in FIG. Further, the number of the classification rotors 1 may be a single as shown in FIG. 1 or a plurality of them.
  • the raw material is supplied while the discharge valve 8 is closed.
  • the introduced finely pulverized product is first suctioned by a blower (not shown) and classified by the classification rotor 1.
  • the classified fine powder having a particle diameter equal to or smaller than the predetermined particle diameter passes through the peripheral surface of the classification rotor 1 and is guided to the inside of the classification rotor 1, and is continuously discharged and removed outside the apparatus.
  • Coarse powder having a predetermined particle size or more flows along the inner circumference (second space 12) of the guide ring 9 due to centrifugal force and enters the circulating flow generated by the dispersion rotor 6, and the gap between the square disk 10 and the liner 4 (Hereinafter also referred to as “surface modification zone”).
  • the powder guided to the surface modification zone receives a mechanical impact between the dispersion rotor 6 and the liner 4 and is subjected to a surface modification treatment.
  • the surface-modified surface-modified particles are carried along the outer periphery (first space 11) of the guide ring 9 to the classification rotor 1 by cold air passing through the inside of the machine, and are classified by the classification port 1 by the classification rotor 1.
  • the fine powder is discharged out of the machine, and the coarse powder is circulated and returned to the second space 12 again, where the fine powder is repeatedly subjected to the surface modification action in the surface modification zone.
  • the classification of the particles by the classification rotor 1 and the treatment of the surface of the particles by the dispersion rotor 6 are repeated.
  • the discharge valve 8 is opened, and the surface-modified particles are collected from the discharge port 7.
  • the dielectric constant of the magnetic toner according to the present invention is measured by the following method.
  • the magnetic toner is weighed in lg, and a load of 19600 kPa (200 kg / cm 2 ) is applied for 2 minutes to obtain a disk-shaped measurement sample having a diameter of 25 mm and a thickness of lmm or less (preferably 0.5-0.9 mm). Mold.
  • the measurement sample is mounted on an ARES (Rheometrics Scientific F.F., Ltd.) equipped with a dielectric constant measuring jig (electrode) with a diameter of 25 mm, and heated and melted to a temperature of 80 ° C.
  • the dielectric constant of the inorganic fine powder according to the present invention is measured by the following method. Inorganic fine powder is weighed in lg, and a load of 19600 kPa (200 kg / cm 2 ) is applied for 2 minutes to obtain a disk-shaped measurement sample having a diameter of 25 mm and a thickness of lmm or less (preferably 0.5-0.9 mm).
  • Mold into This measurement sample was mounted on an ARES (rheometric 'Scientific'F'Eine clay) equipped with a dielectric constant measuring jig (electrode) with a diameter of 25 mm, and the temperature was fixed at 40 ° C and 1.47N ( Measure the dielectric constant of the inorganic fine powder by measuring the frequency range of 500-5 x 103 ⁇ 4z under a load of 150g).
  • ARES rheometric 'Scientific'F'Eine clay
  • a force that can be measured by various methods is used in the present invention using a multisizer of a coulter counter.
  • a Coulter Counter Multisizer II type manufactured by Coulter
  • an interface manufactured by Nikkaki
  • a surfactant preferably an alkylbenzene sulfonate
  • a dispersing agent is added as a dispersing agent to 100 to 150 ml of the above electrolytic aqueous solution, and 2 to 20 mg of a measuring sample is further added.
  • the electrolyte in which the sample is suspended is subjected to dispersion treatment for about 13 minutes using an ultrasonic disperser.
  • a 100 zm aperture is used. Measure using one.
  • the volume distribution and the number distribution are calculated by measuring the volume and the number of the toner. Then determine the weight average particle size (D4).
  • a gas replacement method using helium is employed as a measuring instrument.
  • Acupic 1330 manufactured by Shimadzu Corporation
  • the measurement method is as follows. Put 4 g of the measurement sample in a stainless steel cell with an inner diameter of 18.5 mm, a length of 39.5 mm, and a capacity of 10 cm 3 . Next, the volume of the magnetic toner in the sample cell is measured by a change in the pressure of helium, and the obtained volume and the weight force of the sample are determined.
  • the saturation magnetization of the magnetic toner is measured using a vibration magnetometer VSMP-110 (manufactured by Toei Kogyo Co., Ltd.). Measurements are performed at room temperature of 25 ° C with an external magnetic field of 796 kAZm.
  • the average particle size of the magnetic material is measured using a laser diffraction type particle size distribution meter (manufactured by Horiba, Ltd.).
  • Softening point of binder resin Measured by a descending flow tester according to the measurement method described in ISK 7210. A specific measuring method will be described below.
  • the molecular weight of the chromatogram by GPC is measured under the following conditions.
  • THF tetrahydrofuran
  • the solution is filtered through a 0.2 m filter, and the filtrate is used as a sample.
  • inject 50-200 ⁇ l of the THF sample solution adjusted to 0.05-0.6% by weight as the sample concentration and measure.
  • the molecular weight distribution of the sample is calculated from the relationship between the logarithmic value of a calibration curve prepared with several types of monodisperse polystyrene standard samples and the count number.
  • An RI (refractive index) detector is used as the detector.
  • DSC-7 manufactured by Pa-
  • the circularity of the toner is measured using a flow-type particle image measuring device “FPIA-2100” (manufactured by Sysmetas Corporation), and is calculated using the following equation.
  • the “particle projection area” is the area of the binarized toner particle image
  • the “perimeter of the particle projection image” is the contour obtained by connecting the edge points of the toner particle image. Is defined as the length.
  • the measurement uses the perimeter of the particle image when image processing is performed at 512 x 512 image processing resolution (0.3 zm X O. 3 zm pixels).
  • the circularity in the present invention is an index indicating the degree of unevenness of the toner particles. When the toner particles are perfectly spherical, the circularity is 1.00, and the circularity becomes smaller as the surface shape becomes more complicated.
  • the installation environment of the flow-type particle image analyzer FPIA-2100 was controlled to 23 ° C ⁇ 0.5 ° C so that the temperature inside the instrument was 26 to 27 ° C. , Every 2 hours, preferably every 2 hours Automatic focus adjustment is performed using TAS particles.
  • the flow type particle image measuring apparatus was used, and the dispersion concentration was readjusted so that the toner concentration at the time of measurement was 3000 to 10,000 particles / ⁇ m. Measure 1000 or more. After the measurement, the circularity of the toner is obtained using this data.
  • FPIA-2100 which is a measuring device used in the present invention, compared with "FPIA-1000" which has been conventionally used for calculating the shape of a toner, has a higher image quality of the processed particle image.
  • the accuracy of toner shape measurement has been improved by improving the magnification and the processing resolution of the captured image (256 x 256 ⁇ 512 x 512), thereby achieving more reliable capture of the fine particle shape.
  • Re a device.
  • the average particle size of the inorganic fine powder according to the present invention is measured using a transmission electron microscope. That is, the inorganic fine powder sample is observed with a transmission electron microscope, and the particle diameter of 100 particles in the visual field is measured to determine the average particle diameter.
  • Binder Resin 1 50 parts by mass of each of Resins A and B were mixed with a Henschel mixer to give Binder Resin 1.
  • the binder resin 1 had a glass transition temperature of 59 ° C and a softening point of 128 ° C, and contained 43% by mass of a component having a molecular weight of 10,000 or less in gel permeation chromatography.
  • Binder resin 2 was obtained by mixing 70 parts by weight of resin C and 30 parts by weight of resin D with a Henschel mixer.
  • the binder resin 2 had a glass transition temperature of 57 ° C and a softening point of 135 ° C, and contained 33% of a component having a molecular weight of 10,000 or less in gel permeation chromatography. (Production example 3 of binder resin)
  • the binder resin 3 had a glass transition temperature of 62 ° C and a softening point of 130 ° C, and contained 28% of a component having a molecular weight of 10,000 or less in gel permeation chromatography. (Production example 4 of binder resin)
  • Binder resin 4 was obtained by mixing 60 parts by mass of resin E and 40 parts by mass of resin F with a Henschel mixer. [0169] The binder resin 4 had a glass transition temperature of 60 ° C and a softening point of 129 ° C, and contained 38% by mass of a component having a molecular weight of 10,000 or less in gel permeation chromatography.
  • the monomer composition was mixed with 200 parts by mass of xylene heated to the reflux temperature.
  • the solution polymerization was completed in 6 hours under xylene reflux to obtain a low molecular weight resin solution.
  • the following monomer composition was mixed, suspended and dispersed in 200 parts by mass of deaerated water and 0.2 parts by mass of polyvinyl alcohol.
  • This suspension-dispersed solution was heated and kept at 80 ° C for 24 hours under a nitrogen atmosphere to complete the polymerization, dehydrated, and dried to obtain a high molecular weight resin.
  • aqueous solution containing a ferrous salt containing zinc as a main component was prepared so that the mass ratio of zinc to iron, ZnZFe, became 0.005, and sodium hydroxide having an equivalent weight or more to iron and zinc was added to the aqueous solution.
  • the aqueous solutions are mixed to obtain a ferrous hydroxide slurry.
  • the oxidation reaction is performed at 80 ° C while maintaining the pH of the ferrous hydroxide slurry at 12.
  • the slurry containing magnetite particles obtained was subjected to a dispersion treatment by applying a mechanical shearing force, and then filtered, washed, dried and pulverized to obtain a magnetic substance 1.
  • the resulting number average particle size of the magnetic body 1 0.
  • Magnetic body production example 2 the magnetic characteristics in the magnetic field 796kAZm saturation magnetization 89Am 2 / kg, residual magnetization l lAm 2 / kg, a coercive force of 12kAZm .
  • An aqueous solution containing a ferrous salt containing titanium as a main component was prepared so that the mass ratio of titanium to iron, Ti / Fe, was 0.008.
  • the aqueous sodium oxide solution is mixed to obtain a ferrous hydroxide slurry.
  • the oxidation reaction is carried out at 80 ° C while maintaining the pH of the ferrous hydroxide slurry at 12.
  • the slurry containing magnetite particles obtained was subjected to a dispersion treatment by applying a mechanical shearing force, and then filtered, washed, dried, and pulverized to obtain a magnetic substance 2.
  • Magnetic substance 3 was obtained in the same manner as in magnetic substance production example 2, except that the slurry containing the magnetite particles after the oxidation reaction was not subjected to the dispersion treatment.
  • the number average particle diameter of the resulting magnetic body 3 is 0. 25 mu m, the magnetic field 796 kA / magnetic characteristics in m the saturation magnetization 82Am 2 / kg, residual magnetization 10Am 2 / kg, the coercive force 12 kA / m Met.
  • aqueous solution containing a ferrous salt containing silicon as a main component was prepared so that the mass ratio of silicon to iron to Si / Fe was 0.008, and this aqueous solution was equivalent to iron and silicon.
  • the above aqueous sodium hydroxide solution is mixed to obtain a ferrous hydroxide slurry.
  • the oxidation reaction is carried out at 80 ° C while maintaining the pH of the ferrous hydroxide slurry at 12.
  • the resulting slurry containing magnetite particles was subjected to a dispersion treatment by applying a mechanical shearing force, and then filtered, washed, dried and pulverized to obtain a magnetic substance 4.
  • a ferrous hydroxide slurry is obtained by mixing an aqueous solution containing a ferrous salt as a main component with an aqueous solution of sodium hydroxide in an amount equal to or more than iron. Keep the pH of this ferrous hydroxide slurry at 12 And carry out oxidation reaction at 80 ° C. The resulting slurry containing magnetite particles was filtered, washed, dried and pulverized to obtain a magnetic substance 5.
  • Binder resin 1 100 parts by mass
  • Magnetic material 1 50 parts by mass
  • T-77 (azo compound, Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 2 parts by mass
  • Magnetic toner 1 containing 62.3% of particles having a diameter of 0.0 xm and a circularity of 0.93 or more was obtained.
  • the magnetic toner 1 had a glass transition temperature of 59 ° C, a true specific gravity of 1.56 g / cm 3 , and a saturation magnetization of 28 Am 2 Zkg. Further than the dielectric constant measured at 100kHz, a tan [delta] is 6 X 1 0 3 in 40 ° C, the dielectric constant is 35 pF / m, the change rate of the tan [delta] at the glass transition temperature ⁇ 10 ° C is 0. 07.
  • Table 7 shows the results of each evaluation. As a result, good results were obtained as shown in Table 7.
  • the image density was measured using a Macbeth densitometer (manufactured by Macbeth) using an SPI filter and comparing the reflection densities of 5mm circles (1.1 densities) on the chart before and after the endurance test under each environment. The qualitative evaluation was made.
  • The change rate is 5% or less, and almost no image deterioration is observed.
  • The rate of change is 5-10%, and image deterioration is not visually confirmed.
  • the change rate is 10-20%, and the deterioration of the image can be visually confirmed.
  • the rate of change is 20% or more, and image deterioration is severe.
  • the IR6010 was installed in a low-temperature, low-humidity environment, and the input power was changed from the normal set voltage of 100V to 80V using the stabilized power supply. In this state, 1000 sheets of an original (A3 size) having an image ratio of 5% were continuously fed. In this evaluation, the fixing property was evaluated by performing continuous image output under conditions that lower the fixing roller temperature such that the input voltage is lower than the normal setting and the paper is continuously passed.
  • a magnetic toner 8 was obtained in the same manner as in Example 7, except that the raw material mixing time during the production of the toner was changed from 3 minutes to 1 minute. By shortening the raw material mixing time
  • a toner was obtained under conditions where the dispersibility of the material became severe.
  • the obtained magnetic toner 8 was evaluated in the same manner as in Example 1 above. As a result, the results shown in Table 7 were obtained.
  • Magnetic toner 9 was obtained in the same manner as in Example 7, except that the kneading temperature during toner production was changed from 160 ° C to 130 ° C. By lowering the kneading temperature and kneading the resin in a state where the melt viscosity of the resin is high, a toner was obtained in a state where the dispersibility of the magnetic material was more severe.
  • a magnetic toner 11 was obtained in the same manner as in Example 7, except that the binder resin used was changed to the binder resin 3.
  • a magnetic toner 12 was obtained in the same manner as in Example 7, except that the binder resin used was changed to the binder resin 4.
  • the obtained magnetic toner 12 was evaluated in the same manner as in Example 1 above. As a result, good results as shown in Table 7 were obtained.
  • the finely pulverized product obtained in Example 1 was removed using a processing apparatus as shown in FIGS. 1 and 2 while removing fine particles at a classification rotor rotation speed of 120 s- 1 while reducing the dispersion rotor rotation speed of 100 s—rotational peripheral speed. (130 m / sec) for 45 seconds (after pulverization of the pulverized material from the raw material supply port 3 was completed, after processing for 45 seconds, the discharge valve 8 was opened and the product was taken out as a processed product).
  • Magnetic toner 13 containing 79.4% of particles having a degree of 0.93 or more was obtained.
  • the glass transition temperature of the magnetic toner 13 was 59 ° C, the true specific gravity was 1.56 g / cm 3 , and the saturation magnetization was 28 Am 2 / kg. Further than the dielectric constant measured at 100kHz, tan 5 at 40 ° C is 6 X 10- 3, tan ⁇ rate of change in the glass transition temperature ⁇ 10 was 0.07.
  • Table 13 shows the results obtained in Example 13 by using the same method as in Example 13 except that the types, the addition amounts, and the toner particle diameters of the binder resin and the magnetic material were changed as shown in Table 6. Magnetic toners 14 and 16 were obtained.
  • Magnetic toner 17 was obtained in the same manner as in Example 7, except that the inorganic fine powder to be externally added was changed to the following two types of metal oxides.
  • Magnetic toner 18 was obtained in the same manner as in Example 7, except that the externally added inorganic fine powder was changed to the following two types of metal oxides.
  • Hydrophobic fumed silica BET; 180m 2 Zg, dielectric constant; 5) Anatase-type titanium oxide surface-treated with 1.0 parts by mass iC H Si ( ⁇ CH)
  • Binder resin 2 100 parts by mass
  • Magnetic material 5 50 parts by mass
  • Comparative toner 2 was obtained in the same manner as in Example 7 except that binder resin 5 was used.
  • Comparative toner 5 shown in Table 6 was obtained in the same manner as in Example 7, except that the fine pulverization was performed using a PJM jet pulverizer (Nippon Pneumatic).
  • the binder toner manufactured by changing the resin particle size during kneading to 400 / im
  • a magnetic toner capable of obtaining a stable image density irrespective of the use environment, has excellent low-temperature fixing properties, has high coloring power with little image deterioration during fixing, and has a small toner consumption.
  • a toner can be provided.

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Abstract

 使用環境によらず安定した画像濃度が得られる磁性トナーであり、低温定着性に優れ、定着時での画像劣化が少なく、高着色力で、トナー消費量も少ない磁性トナーを提供することを課題とする。  本発明は、少なくとも結着樹脂及び磁性体を含有する磁性トナーにおいて、該結着樹脂がポリエステルユニットを含有しており、該トナーの重量平均粒径が5.0~9.0μmであり、該トナーの真比重が1.3~1.7g/cm3であり、該トナーの磁場796kA/mにおける飽和磁化が20~35Am2/kgであり、該トナーの100kHzにおける誘電正接(tanδ)が、(tanδH−tanδL)/tanδL≦0.20を満足する磁性トナーに関する。

Description

明 細 書
磁性トナー
技術分野
[0001] この出願は、 2003年 10月 31日に出願した日本語特許出願(出願番号 2003—37 2544)に基づく優先権を主張するものとしてここに記載する。
本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷法又はトナージェット方式記録法 を利用した記録方法に用いられるトナーに関する。
背景技術
[0002] 従来電子写真法としては、光導電性物質を利用し、種々の手段により感光体上に 電気的潜像を形成し、次いで該潜像をトナーを用いて現像し、必要に応じて紙のごと き転写材にトナー画像を転写した後、加熱、加圧、加熱加圧あるいは溶剤蒸気により 定着し、トナー画像を得る方法が知られている。
[0003] トナーを現像する方法においては、キャリアを必要とせず、装置の小型化が有利な 点で磁性トナーを用いた磁性一成分現像方式が好ましく用いられる。磁性一成分現 像方式に用いるトナー中には、微粉末状の磁性体が相当量混合分散されており、こ の存在状態がトナーの流動性及び摩擦帯電性に大きく影響する。
[0004] 磁性トナーにおいて、ドット再現性などを向上させるために小粒径化を行う場合、帯 電特性と磁気特性のバランスを良くするため、従来は添加する磁性体の量を増やす ことにより対応している。し力しこの場合、以下に述べる問題が生じる。 1つには、トナ 一中での結着成分が相対的に減量されることで、低温定着性が阻害されるようになる 。 2つめにはトナーの飽和磁化量及び真比重の増加に伴い流動性が低下しやすくな り、トナー担持体上において凝集状態で穂立ちが形成されやすくなるため、適切な 穂立ち状態を形成することが難しくなる。このため潜像担持体への現像時にトナーが 凝集体で挙動するようになる。その結果、尾引き現象などの画質劣化や、潜像へのト ナー載り量の増加により定着時に画像がつぶれる画質劣化や、消費量の増大などの 問題を引き起こしやすくなる。
[0005] これらの問題に対し、磁性トナーの現像性向上の目的で、トナーの誘電特性を制御 する試みがなされている。例えば、誘電正接を調整することで磁性体の分散性を向 上したトナーが知られている(例えば、特許文献 1参照)。しかし、この場合、ある一定 環境での帯電特性の安定化には効果が見られるが、トナーを小粒径化したり、磁性 体量を減量した場合などには、環境変動及び経時変化に伴う帯電特性の安定化は 十分なものとはいえない。
[0006] また、高温域及び常温域における誘電正接の比を規定し、環境によるトナーの帯 電性の変化を小さくする技術が知られている(例えば、特許文献 2参照)。しかし、こ の場合も、磁性トナーの環境安定性や低消費量化については十分なものとはいえな い。
[0007] また 1成分現像方式においては、現像スリーブと規制部材との間隙にトナーを通過 させることで帯電を付与せしめている。この際トナーには大きなストレスが力かるため、 トナー母粒子へ後から外添した処理剤力 Sトナー母粒子に坦没したり、トナー母粒子か ら脱離したり、トナー母粒子が欠けたりする、いわゆるトナー劣化という問題も発生す る。このような劣化が進むと、繰り返しで使用された場合に、帯電量が低下したり、発 生した微粉が現像スリーブや規制部材に固着したりすることで帯電不良に伴う画像 欠陥が起こりやすくなる。このような現象を防ぐためにトナーを球形化し、表面平滑性 を高めることにより、磁性トナーの耐久性を向上させる試みもなされている(例えば、 特許文献 3参照)。しかしながらこの方法においても、環境変動などによる帯電特性 の安定化には未だ課題を残している。
[0008] 特許文献 1 :特開平 10— 221881号公報
特許文献 2 :特開平 6 - 118700号公報
特許文献 3:特開平 11一 295925号公報
発明の開示
[0009] 本発明は、上述のごとき問題点を解決したトナーを提供することを課題とする。具体 的には、使用環境によらず安定した画像濃度が得られる磁性トナーであり、低温定着 性に優れ、定着時での画像劣化が少なぐ高着色力で、トナー消費量も少ない磁性 トナーを提供することを課題とする。
[0010] 本発明者らは、トナーの真比重、磁化量及び誘電特性を規定し、さらにはトナー形 状を制御することにより、低温定着に優れ、且つ環境によらず、長期にわたり安定し た帯電特性を有する磁性トナーが得られることを見出し、本発明を完成させるに至つ た。
[0011] すなわち本発明は、以下のとおりである。
(1)少なくとも結着樹脂及び磁性体を含有する磁性トナー母粒子を含有する磁性ト ナ一であって、
(i)該結着樹脂がポリエステルユニットを含有しており、
(ii)該トナーの重量平均粒径(D4)が 5. 0-9. 0 /i mであり、
(iii)該トナーの真比重が 1. 3— 1. 7g/cm3であり、
(iv)該トナーの磁場 796kA/mにおける飽和磁化が 20— 35Am2/kgであり、
(V)該トナーにおいて、円形度が 0. 93以上の範囲にあるトナーを 60個数%以上含 有し、
(vi)該トナーの 100kHzにおける誘電正接 (tan S )が、下記式(1)を満足すること を特徴とする磁性トナー。
[0012] (数 1)
(tan S — tan S ) /tan S ≤ 0. 20 (1)
H L L
〔式中、 tan 5 は、トナーのガラス転移温度(°C) + 10°Cでの誘電正接を表し、
H
tan S は、トナーのガラス転移温度(°C)一 10°Cでの誘電正接を表す。〕
L
(2)該トナーにおいて、円形度が 0. 93以上の範囲にあるトナーを 75個数%以上含 有することを特徴とする(1)に記載の磁性トナー。
(3)前記トナーの 100kHz、 40。Cにおける誘電正接(tan δ )が 2 X 10— 3— 1 X 10_2 であることを特徴とする(1)又は(2)に記載の磁性トナー。
(4)前記トナーの 100kHz、 40°Cにおける誘電率が 15— 40 (pFZm)であることを 特徴とする(1)一(3)の何れかに記載の磁性トナー。
(5)前記磁性体の個数平均粒径が 0. 08-0. 30 z mであることを特徴とする(1)一 (4)の何れかに記載の磁性トナー。
(6)前記トナーの分子量分布において、分子量 1万以下の成分を 30質量%以上含 有することを特徴とする(1)一(5)の何れかに記載の磁性トナー。 (7)前記結着樹脂が、軟化点の異なる 2種以上の樹脂を含有することを特徴とする( 1)一(6)の何れかに記載の磁性トナー。
(8)前記トナーは、無機微粉体が外添されており、該無機微粉体が個数平均粒径 10 Onm以下の金属酸化物を少なくとも 2種以上含有していることを特徴とする(1)一(7
)の何れかに記載の磁性トナー。
(9)誘電率がトナーの誘電率よりも 5PFZm以上大きい金属酸化物(I)と、誘電率が トナーの誘電率よりも 5pF/m以上小さい金属酸化物(II)とが少なくとも含有されて レ、ることを特徴とする(8)に記載の磁性トナー。
図面の簡単な説明
[0013] [図 1]本発明で使用される表面改質装置の概略断面図を示す。
[図 2]図 1における分散ローターの上面からみた概略図を示す。
発明を実施するための最良の形態
[0014] 以下、本発明を詳細に説明する。
[0015] 本発明の磁性トナーは、少なくとも結着樹脂及び磁性体を含有する磁性トナー母 粒子を含有する磁性トナーであって、
(i)該結着樹脂がポリエステルユニットを含有しており、
(ii)該トナーの重量平均粒径(D4)が 5. 0-9. O /i mであり、
(iii)該トナーの真比重が 1. 3— 1. 7g/cm3であり、
(iv)該トナーの磁場 796kA/mにおける飽和磁化が 20— 35Am2/kgであり、
(V)該トナーにおいて、円形度が 0. 93以上の範囲にあるトナーを 60個数%以上含 有し、
(vi)該トナーの 100kHzにおける誘電正接 (tan S )が、下記式(1)を満足すること を特徴とする磁性トナーに関するものである。
[0016] (数 2)
(tan S -tan S ) /tan δ ≤ 0. 20 (1)
Η L L
〔式中、 tan δ は、トナーのガラス転移温度(°C) + 10°Cでの誘電正接を表し、
H
tan S は、トナーのガラス転移温度(°C)一 10°Cでの誘電正接を表す。〕
L
[0017] 従来、磁性トナーにおいて誘電正接の値は帯電量の保持のしゃすさを表す指標と して用いられてきた。この値が低いほど電荷保持能が高レ、トナーとなり得る。
[0018] 一方、本発明では、電場内でのトナーの帯電特性の安定性を表す指標として、誘 電正接の値を利用する。特にトナー担持体から潜像担持体への現像過程における 環境の変動、具体的には温度や湿度、印加されるバイアスなどが変化した場合に帯 電特性が変化する割合を定量的に示す指標として、誘電正接の値を用いる。
[0019] 本発明者らの研究により、トナーのガラス転移温度前後での誘電正接の変化率と、 現像環境の変動による帯電特性の変化とが高い相関を示すという知見が得られた。 それによると、誘電正接の値は、トナー中での着色剤の分散状態の影響を主に受け 、特に磁性トナーの場合には、磁性体の分散状態の影響を主に受ける。同一の材料 で比較した場合、磁性体の分散性を向上させることにより、誘電正接の値は低い値を 取るようになる。また誘電正接の値は、温度が上がるに従い大きな値を取る傾向があ り、特に磁性体の添カ卩量が少なくなるに従い、この変化が大きくなる。これはトナー中 での磁性体含有量が相対的に低くなることにより、磁性体の分散状態が帯電特性に 大きな影響を及ぼすためと考えられる。そこで、本発明では、トナーのガラス転移温 度前後、つまりは通常状態における誘電正接と弱溶融状態における誘電正接との変 化率を用いて、現像安定性の指標とした。
[0020] 本発明においては、トナーの誘電正接(tan δ )は、上記の式(1)を満たせばよぐ 更には、下記式(2)を満足することがより好ましい。
[0021] (数 3)
(tan S -tan S ) /tan δ ≤ 0. 15 (2)
Η L L
〔式中、 tan δ は、トナーのガラス転移温度(°C) + 10°Cでの誘電正接を表し、
H
tan S は、トナーのガラス転移温度(°C)一 10°Cでの誘電正接を表す。〕
L
[0022] ここで、誘電正接を測定する基準として周波数を 100kHzとしたのは、磁性体の分 散状態を検証するために好適な周波数であるためである。 100kHzより低周波数とし た場合は結着樹脂のガラス転移温度の影響が大きくなることでガラス転移温度前後 での誘電正接の変化率が大きくなりすぎ、磁性体の分散状態を見極めることが困難 となり、一方 100kHzより高周波数とした場合は、誘電正接の変化率が小さくなりすぎ 、磁性体の分散性の影響を見ることが難しくなるためである。 [0023] 誘電正接の変化率(tan δ -tan δ ) /tan δ は 0. 20より大きくなると、トナーの
H L L
帯電特性が温度、湿度及び現像条件などの環境変動により大きく影響を受けること になることから、 0. 20以下であることが重要である。
[0024] 誘電正接の変化率を制御するためには、トナー中での磁性体の分散状態を制御す る必要がある。具体的には、磁性体を小粒径化する、磁性体の粒度分布を制御する 、磁性体合成後に機械的処理を行うことで磁気凝集性を抑える、磁性体に無機物又 は有機物を被覆し流動性を向上させる、などの磁性体からの改良が挙げられる。また トナー製造時の原材料混合工程にぉレ、て、結着樹脂や離型剤などの粒度を細かく する、混合時間を長くするなどの混合工程による改良が挙げられる。更には熱溶融 混練時において、混練温度を結着樹脂の軟化点以上に調整し溶融物の粘度を制御 する、混練溶融物の冷却方法を調整するなどの方法が挙げられる。また、上記各方 法を組み合わせてもよレ、
[0025] また本発明においては、更に安定した帯電能を得る上で、トナーの形状を制御する ことが好ましい。トナーが真球状に近くなる、つまりは円形度を上がることによりいくつ 力の効果が得られる。ひとつには、均一な帯電量分布を得られやすくなることで、環 境変動及び繰り返しの使用に伴う選択的な帯電量成分を消費する、いわゆる選択現 像を低減できることで、帯電量変化を抑制することが可能となる。更には磁性 1成分 現像方式において現像スリーブと規制部材間のストレスを受けた場合でも、粉砕され て発生する微粉の量を軽減することで、この微粉によるトナー担持体への汚染を抑制 することが可能となる。このような形状制御を行うことで、上記の誘電特性の制御とを 両立することにより、更に安定した帯電特性を有するトナーを得ることが可能となる。
[0026] 本発明においては、トナーの円形度分布において、比較的円形度の高い 0. 93以 上の粒子数をトナー中に一定割合以上含有させることで上記効果を得ることが可能 となる。
[0027] 本発明では、トナーの円形度分布において 0. 93以上の範囲にあるトナーを 60個 数%以上含有させることが好ましぐより好ましくは 75個数%以上である。この範囲よ り少なくなると、長期の繰り返し使用時において帯電量の低下及び現像スリーブの汚 染といった現象を引き起こし、画像濃度の低下などの問題を起こしやすくなる。 [0028] 本発明において、磁性トナーの真比重は 1. 3- 1. 7gZcm3であり、且つ磁場 796 kA/mにおける飽和磁化量は 20— 35Am2/kgである。真比重が 1. 7g/cm3より 大きい、又は飽和磁化量が 35Am2/kgより大きい場合、このような場合は実際には 磁性体が比較的多量に含有されていることが多 磁気凝集性により必要過多のトナ 一が現像されやすくなり、定着時の画像劣化や消費量の増大などの問題が起こり、 低温定着性も低下してしまう。一方、真比重が 1. 3g/cm3より小さい、又は飽和磁化 量が 20Am2/kgより小さい場合、このような場合は実際には磁性体の含有量が少な い場合が多ぐトナー担持体上での穂形成能が低下しすぎ、画質の劣化が生じやす い。また誘電正接の変化率が大きくなりすぎ、環境による帯電特性の変化が大きくな る。
[0029] 本発明のトナーにおいては、磁性体の含有量は、結着樹脂 100質量部に対して、 25— 70質量部含有されることが好ましいが、 45— 65質量部含有されることがより好 ましい。
[0030] また、本発明の磁性トナーは、微小な潜像ドットを忠実に現像し、高画質化を達成 するため、重量平均粒径(D4)が 5. 0-9. 0 /i mに調整される。重量平均粒径が 5. Ο μ m未満のトナーにおいては、トナー粒子一粒が含有する磁性粉体の量が減少す ることからカプリの増大を招き好ましくなレ、。一方、トナーの重量平均粒径が 9. Ο μ ηι を超える場合には、 1ドットの再現が悪化するため、高画質化を達成するのが困難に なる ί頃向にある。
[0031] 本発明において結着樹脂は、ポリエステルユニットを含有する樹脂である。ポリエス テルユニットを含有する樹脂としては、ポリエステル樹脂や、ポリエステルユニットとス チレン—アクリル系樹脂ユニットとが化学的に結合したハイブリッド樹脂が挙げられる。 また、これらの樹脂と他の樹脂との混合物も結着樹脂として用いることができる。
[0032] ポリエステル樹脂は、元来シャープメルト性に優れ、低温定着性の面で有利である とともに、トナー製造時の熱溶融混鍊過程での磁性体の分散性に優れるものである。 またトナーの誘電率に関しても比較的高くすることが可能であり、本発明における誘 電特性の制御を行う上で好適な樹脂である。
[0033] ポリエステル樹脂は、多価アルコールと多塩基酸との縮重合により生成する樹脂で あり、ポリエステル樹脂成分のモノマーとしては以下のものが挙げられる。
[0034] 二価のアルコール成分としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、 1 , 3_ ブタンジオール、 1, 4_ブタンジオール、 2, 3_ブタンジオール、ジエチレングリコー ノレ、トリエチレングリコール、 1 , 5_ペンタンジオール、 1, 6—へキサンジオール、ネオ ペンチルグリコール、 2—ェチノレ— 1 , 3—へキサンジオール、水素化ビスフエノーノレ A、 また下記(i)式で表されるビスフエノール誘導体、及び下記(ii)式で示されるジォー ル類が挙げられる。
[0035] [化 1]
Figure imgf000009_0001
f式中、 Rはエチレン又はプロピレン基を示し、 X及び yはそれぞれ、 I 1 以上の整数であり、 かつ x + yの平均値は 2〜1 0である。 )
[0036] [化 2]
Figure imgf000009_0002
C H a C H 3
I式中、 R ' は一 C H 2 C H 2— . C H 2— C H—、 又は一C H 2— C一を示す c
C H a
[0037] また、二価のカルボン酸としては、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタ ル酸等のベンゼンジカルボン酸類又はその無水物;コハク酸、アジピン酸、セバシン 酸、ァゼライン酸等のアルキルジカルボン酸類又はその無水物;またさらに炭素数 6 一 18のアルキル基またはアルケニル基で置換されたコハク酸若しくはその無水物; フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、ィタコン酸等の不飽和ジカルボン酸又はその無 水物等が挙げられる。
[0038] また、ポリエステル樹脂のその他のモノマーとしては、グリセリン、ペンタエリスリトー ノレ、ソノレビット、ソルビタン、さらには例えばノボラック型フエノール樹脂のォキシアル キレンエーテル等の多価アルコール類;トリメリット酸、ピロメリット酸、ベンゾフエノンテ トラカルボン酸やその無水物等の多価カルボン酸類等が挙げられる。
[0039] ハイブリッド樹脂において、ポリエステルユニットを生成するためのモノマーとしては 、上記のポリエステル樹脂を生成する場合に用いることのできる酸、アルコール成分 を用いることができ、スチレン一アクリル系樹脂成分を生成するためのビュル系モノマ 一としては次のようなものが挙げられる。
[0040] スチレン系モノマーとしては、スチレン、 o—メチルスチレン、 m—メチルスチレン、 p_ メチルスチレン、 p—フエニルスチレン、 p—ェチルスチレン、 2, 4—ジメチルスチレン、 p 一 n—ブチルスチレン、 p_tert—ブチルスチレン、 p_n—へキシルスチレン、 p— n—オタ チルスチレン、 p— n—ノニルスチレン、 p_n—デシルスチレン、 p— n_ドデシルスチレン 、 ρ—メトキシスチレン、 p—クロルスチレン、 3, 4—ジクロルスチレン、 m—ニトロスチレン 、 o—二トロスチレン、 p—二トロスチレンの如きスチレン及びその誘導体が挙げられる。
[0041] またアクリル酸系モノマーとしては、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸ェチル 、アクリル酸プロピル、アクリル酸一 n—ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸一 n— ォクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸 _2—ェチルへキシル、アクリル酸ステアリノレ 、アクリル酸一 2—クロルェチル、アクリル酸フエニルの如きアクリル酸及びアクリル酸ェ ステル類や、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ェチル、メタクリル酸プロピ ノレ、メタクリル酸一 n—ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸 _n_オタチル、メタ クリル酸ドデシル、メタクリル酸 _2—ェチルへキシル、メタクリル酸ステアリル、メタタリ ル酸フエニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジェチルアミノエチルの 如きひ—メチレン脂肪族モノカルボン酸及びそのエステル類や、アクリロニトリル、メタ タリロニトリル、アクリルアミドの如きアクリル酸若しくはメタクリル酸誘導体等が挙げら れる。
[0042] さらに、スチレン一アクリル系樹脂ユニットを生成するモノマーとしては、 2—ヒドロキシ ノレエチノレアタリレート、 2—ヒドロキシノレェチノレメタタリレート、 2—ヒドロキシノレプロピノレメ タクリレート等のアクリル酸又はメタクリル酸エステル類、 4_ (1—ヒドロキシー 1一メチル ブチル)スチレン、 4_ (1—ヒドロキシー 1—メチルへキシル)スチレンの如きヒドロキシル 基を有するモノマーが挙げられる。
[0043] またスチレン一アクリル系樹脂ユニットには、ビュル重合が可能な種々のモノマーを 必要に応じて併用することができる。このようなモノマーとしては、エチレン、プロピレ ン、ブチレン、イソブチレンの如きエチレン不飽和モノォレフィン類;ブタジエン、イソ プレンの如き不飽和ポリェン類;塩化ビュル、塩化ビニリデン、臭化ビュル、フッ化ビ ニルの如きハロゲン化ビュル類;酢酸ビュル、プロピオン酸ビュル、ベンゾェ酸ビニ ノレの如きビニノレエステノレ類;ビニノレメチノレエーテノレ、ビニノレエチノレエーテノレ、ビニノレ イソブチルエーテルの如きビニルエーテル類:ビュルメチルケトン、ビニルへキシルケ トン、メチルイソプロぺニルケトンの如きビニルケトン類; N—ビニルビロール、 N—ビニ ルカルバゾール、 N_ビエルインドール、 N_ビエルピロリドンの如き N_ビニル化合物 ;ビニルナフタリン類;さらに、マレイン酸、シトラコン酸、ィタコン酸、アルケニルコハク 酸、フマル酸、メサコン酸の如き不飽和二塩基酸;マレイン酸無水物、シトラコン酸無 水物、ィタコン酸無水物、アルケニルコハク酸無水物の如き不飽和二塩基酸無水物; マレイン酸メチルハーフエステル、マレイン酸ェチルハーフエステル、マレイン酸ブチ ルハーフエステル、シトラコン酸メチルハーフエステル、シトラコン酸ェチルハーフエ ステル、シトラコン酸ブチルハーフエステル、ィタコン酸メチルハーフエステル、アル ケニルコハク酸メチルハーフエステル、フマル酸メチルハーフエステル、メサコン酸メ チルハーフエステルの如き不飽和塩基酸のハーフエステル;ジメチルマレイン酸、ジ メチルフマル酸の如き不飽和塩基酸エステル;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、 ケィヒ酸の如き a、 β—不飽和酸の酸無水物;該ひ、 β—不飽和酸と低級脂肪酸との 無水物;アルケニルマロン酸、ァルケニルダルタル酸、アルケニルアジピン酸、これら の酸無水物及びこれらのモノエステルの如きカルボキシル基を有するモノマーが挙 げられる。
[0044] また、上記スチレン一アクリル系樹脂ユニットは、必要に応じて以下に例示するような 架橋性モノマーで架橋されていてもよい。架橋性モノマーには、例えば芳香族ジビニ ル化合物、アルキル鎖で結ばれたジアタリレート化合物類、エーテル結合を含むァ ルキル鎖で結ばれたジァクリレートイヒ合物類、芳香族基及びエーテル結合を含む鎖 で結ばれたジァクリレートイヒ合物類、ポリエステル型ジアタリレート類、及び多官能の 架橋剤等が挙げられる。ここで、芳香族ジビュル化合物としては、例えばジビ二, ンゼン、ジビュルナフタレン等が挙げられる。アルキル鎖で結ばれたジァクリレートイ匕 合物類としては、例えばエチレングリコールジアタリレート、 1 , 3—ブチレングリコール ジアタリレート、 1 , 4_ブタンジオールジアタリレート、 1 , 5_ペンタンジオールジアタリ レート、 1, 6—へキサンジオールジアタリレート、ネオペンチルグリコールジアタリレート 、及び以上の化合物のアタリレートをメタタリレートに代えたもの等が挙げられる。エー テル結合を含むアルキル鎖で結ばれたジアタリレート化合物類としては、例えばジェ チレングリコールジアタリレート、トリエチレングリコールジアタリレート、テトラエチレン グリコールジアタリレート、ポリエチレングリコール # 400ジアタリレート、ポリエチレン グリコール # 600ジアタリレート、ジプロピレングリコールジアタリレート、及び以上の 化合物のアタリレートをメタアタリレートに代えたもの等が挙げられる。芳香族基及び エーテル結合を含む鎖で結ばれたジァクリレー M匕合物類としては、例えばポリオキ シエチレン(2) _2, 2—ビス(4ーヒドロキシフエニル)プロパンジアタリレート、ポリオキシ エチレン(4) _2, 2_ビス(4—ヒドロキシフエニル)プロパンジアタリレート、及び以上の 化合物のアタリレートをメタタリレートに代えたもの等が挙げられる。ポリエステル型ジ アタリレート類としては、例えば商品名 MANDA (日本化薬)が挙げられる。多官能の 架橋剤としては、例えばペンタエリスリトールトリアタリレート、トリメチロールェタントリア タリレート、トリメチロールプロパントリアタリレート、テトラメチロールメタンテトラアタリレ ート、オリゴエステルアタリレート、及び以上の化合物のアタリレートをメタタリレートに 代えたもの;トリァリルシアヌレート、トリアリルトリメリテート;等が挙げられる。
[0045] これらの架橋性モノマーは、他のモノマー成分 100質量0 /0に対して、 0. 01— 10質 量% (さらに好ましくは 0. 03— 5質量%)用いることができる。またこれらの架橋性モ ノマーのうち、定着性、耐オフセット性の点から好適に用いられるものとして、芳香族 ジビュル化合物(特にジビュルベンゼン)や、芳香族基及びエーテル結合を含む鎖 で結ばれたジァクリレートイ匕合物類が挙げられる。
[0046] また上記スチレン—アクリル系樹脂ユニットは、重合開始剤を用いて製造された樹脂 ユニットであっても良い。このような重合開始剤としては、例えば 2, 2'—ァゾビスイソ ブチロニトリル、 2, 2,ーァゾビス(4—メトキシー 2, 4—ジメチルバレロニトリル)、 2, 2,_ ァゾビス(2, 4—ジメチルバレロニトリル)、 2, 2'—ァゾビス(2—メチルブチロニトリル)、 ジメチノレー 2, 2'—ァゾビスイソブチレート、 1, 1 '—ァゾビス(1—シクロへキサンカノレボ 二トリル)、 2_カーバモイルァゾイソブチロニトリル、 2, 2'—ァゾビス(2, 4, 4_トリメチ ルペンタン)、 2_フエ二ルァゾ一2, 4—ジメチル一 4—メトキシバレロ二トリル、 2, 2 '—ァ ゾビス(2—メチルプロパン)、メチルェチルケトンパーオキサイド、ァセチルアセトンパ 一オキサイド、シクロへキサノンパーオキサイドの如きケトンパーオキサイド類、 2, 2- ビス(t_ブチルパーォキシ)ブタン、 t_ブチルハイド口パーオキサイド、クメンハイド口 パーオキサイド、 1, 1 , 3, 3—テトラメチルブチルハイド口パーオキサイド、ジー tーブチ ルパーオキサイド、 t一ブチルタミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、 a , a ' 一ビス(t一ブチルパーォキシイソプロピル)ベンゼン、イソブチルパーオキサイド、オタ タノィルパーオキサイド、デカノィルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、 3, 5 , 5-トリメチルへキサノィルパーオキサイド、ベンゾィルパーオキサイド、 m-トリオイル パーオキサイド、ジイソプロピルパーォキシジカーボネート、ジー 2—ェチルへキシルパ ーォキシジカーボネート、ジ _n_プロビルパーォキシジカーボネート、ジ一 2—エトキシ ェチルパーォキシカーボネート、ジメトキシイソプロピルパーォキシジカーボネート、 ジ(3—メチノレー 3—メトキシブチル)パーォキシカーボネート、ァセチルシクロへキシル スルホニルパーオキサイド、 t-ブチルパーォキシアセテート、 t一ブチルパーォキシィ ソブチレート、 t_ブチルパーォキシネオデカノエイト、 t_ブチルパーォキシ _2—ェチ ノレへキサノエイト、 t_ブチルパーォキシラウレート、 t_ブチルパーォキシベンゾエイト
、 t_ブチルパーォキシイソプロピルカーボネート、ジ一 t_ブチルパーォキシイソフタレ ート、 t_ブチルバーオキシァリルカーボネート、 t—アミルパーォキシ _2—ェチルへキ サノエイト、ジ _t_ブチルパーォキシへキサハイドロテレフタレート、ジ _t_ブチルパー ォキシァゼレートが挙げられる。
上記ハイブリッド樹脂は、ポリエステルユニット及びスチレン—アクリル系樹脂ユニット が直接又は間接的に化学的に結合している樹脂であり、上述のポリエステル樹脂成 分、スチレン一アクリル系樹脂成分、及びこれらの樹脂成分の両方と反応し得るモノマ 一成分から構成される。ポリエステルユニットを構成するモノマーのうちスチレンーァク リル系樹脂ユニットと反応し得るものとしては、例えばフマル酸、マレイン酸、シトラコ ン酸、ィタコン酸等の不飽和ジカルボン酸又はその無水物等が挙げられる。
[0048] スチレン—アクリル系樹脂ユニットを構成するモノマーのうちポリエステル樹脂ュニッ トと反応し得るものとしては、カルボキシノレ基又はヒドロキシノレ基を有するものや、ァク リル酸若しくはメタクリル酸エステル類が挙げられる。
[0049] ノ、イブリツド樹脂を得る方法としては、先に挙げたポリエステル樹脂及びスチレン— アクリル系樹脂のそれぞれと反応しうるモノマー成分を含むポリマーが存在していると ころで、どちらか一方若しくは両方の樹脂の重合反応をさせることにより得る方法が好 ましい。
[0050] 本発明において、結着樹脂としてハイブリッド樹脂を用いる場合には、ノ、イブリツド 樹脂中にポリエステルユニットが 60質量%以上、好ましくは 80質量%以上含有され ていることが好ましい。
[0051] 本発明において、ポリエステル樹脂及び/又はハイブリッド樹脂は、 3価以上の多 価カルボン酸及び/又は 3価以上の多価アルコールで架橋された樹脂を含有するこ と力 低温定着性と耐高温オフセット性の両立を達成するために好ましい。
[0052] また本発明においては、分子量 1万以下の低分子量成分を 30質量%以上含有し ているとよい。また、本発明においては、磁性体の分散性を制御する上で、軟化点の 異なるポリエステル樹脂またはハイブリッド樹脂が 2種以上混合されているとよい。
[0053] また本発明においては、製造時の原材料混合工程において投入される結着樹脂 の粒度が個数平均粒径 300 μ m以下であることが、トナー母粒子中における磁性体 の分散性の観点から好ましレ、。
[0054] 本発明のトナーで使用される磁性体としては、従来公知の磁性材料が用いられる。
磁性トナーに含まれる磁性材料としては、マグネタイト、マグへマイト、フェライト等の 酸化鉄、及び他の金属酸化物を含む酸化鉄; Fe、 Co、 Niのような金属あるいはこれ らの金属と Al、 Co、 Cu、 Pb、 Mg、 Ni、 Sn、 Zn、 Sb、 Be、 Bi、 Cd、 Ca、 Mn、 Se、 Ti 、 W、 Vのような金属との合金;及びこれらの混合物等が挙げられる。
[0055] 具体的には、四三酸化鉄(Fe〇)、三二酸化鉄( γ _Fe〇)、酸化鉄亜鉛 (ZnFe
3 4 2 3 2
〇 )、酸化鉄イットリウム (Y Fe O )、酸化鉄力ドミニゥム(CdFe O )、酸化鉄ガドリニ
4 3 5 12 2 4
ゥム(Gd Fe O )、酸化鉄銅(CuFe O )、酸化鉄鉛(PbFe O )、酸化鉄ニッケル(
3 5 12 2 4 12 19 NiFe O )、酸化鉄ネオジム(NdFe O )、酸化鉄バリウム(BaFe O )、酸化鉄マグ
2 4 2 3 12 19 ネシゥム(MgFe O )、酸化鉄マンガン(MnFe O )、酸化鉄ランタン(LaFeO )、鉄
2 4 2 4 3 粉 (Fe)、コバルト粉 (Co)、 二ッケノレ粉 (Ni)等が挙げられる。本発明では磁性材料と して、少なくとも磁性鉄を含有し、必要に応じて一種又は二種以上の他の金属を任 意に選択して使用することが可能である。
[0056] これらの磁性材料の 796kAZm (10kエルステッド)印加での磁気特性は、抗磁力 が 1. 5kA/m— 12kA/m、飽禾ロ磁ィ匕力 0— 200Am2/kg (好ましくは 50— 100 Am2/kg)、残留磁化が 2— 20Am2/kgのものが好ましい。磁性材料の磁気特性 は、 25°C、外部磁場 796kA/mの条件下において振動型磁力計、例えば VSM P -1-10 (東英工業社製)を用いて測定することができる。
[0057] 本発明の磁性トナーでは、磁性体として四三酸化鉄や γ—三二酸化鉄の如き磁性 酸化鉄の微粉末を用いることが好ましい。
[0058] 本発明において、トナーの磁場 796kA/mにおける飽和磁化量が 20— 35Am2/ kgとなるように、磁性体の磁気特性及び添加量を制御するとよい。
[0059] 本発明において、磁性体の個数平均粒径は 0. 08 /i m乃至 0. 30 /i mであることが 好ましい。 0. 08 x m未満になると、磁性体自身が赤みを帯びることによりトナーの色 味も赤みを増してしまうとともに、結着樹脂中での微分散性が悪化する事で、誘電正 接の変化率を制御することが難しくなる。また 0. 30 z mを超えると、トナーの着色力 が低下するとともに、磁性体含有量が少ない場合に誘電正接の変化率が高くなり、 上記式(1)を満足するよう誘電正接を制御することが難しくなる。
[0060] また本発明においては、磁性体の内部及び Zまたは表面に、ケィ素、亜鉛、チタン などの異種金属を含有させるとよい。これは磁気凝集性を低下させることができ、トナ 一中での磁性体の分散性を向上させることができるからである。
[0061] また本発明の磁性体は、磁性体合成後のスラリー状態において、機械的シェアを 力け磁気凝集力を低減させておくことが好ましい。このような処理を行うことで、トナー 製造時の微分散性が飛躍的に向上するからである。
[0062] 本発明においては必要に応じて他の着色剤を含有することもできる。着色剤として は、カーボンブラックやその他公知の顔料や染料を一種又は二種以上用いることが できる。
[0063] 本発明においては、他の添加剤を必要に応じてトナー粒子に添加することも可能 である。このような他の添加剤としては、トナー粒子の内部に添カ卩することが公知の種 々の添加剤を用いることができ、離型剤や電荷制御剤等が挙げられる。
[0064] 上記離型剤としては、例えば低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、マイ クロクリスタリンワックス、パラフィンワックス等の脂肪族炭化水素系ワックス;酸化ポリ エチレンワックス等の脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物又はそれらのブロック共重 合物;カルナバワックス、サゾールワックス、モンタン酸エステルワックス等の、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等の、脂肪酸エステル類を 一部又は全部を脱酸化したもの;パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸等の飽和直 鎖脂肪酸類;ブランジン酸、エレォステアリン酸、ノくリナリン酸等の不飽和脂肪酸類; ステアリルアルコール、ァラルキルアルコール、ベへニルアルコール、カルナウビルァ ルコール、セリルアルコール、メリシルアルコール等の飽和アルコール類;ソルビトー ル等の多価アルコール類;リノール酸アミド、ォレイン酸アミド、ラウリン酸アミド等の脂 肪酸アミド類;メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビス力プリン酸アミド、エチレン ビスラウリン酸アミド、へキサメチレンビスステアリン酸アミド等の飽和脂肪酸ビスアミド 類;エチレンビスォレイン酸アミド、へキサメチレンビスォレイン酸アミド、 N, N,—ジォ レイルアジピン酸アミド、 N, N,—ジォレイルセバシン酸アミド等の不飽和脂肪酸アミド 類; m—キシレンビスステアリン酸アミド、 N, N,一ジステアリルイソフタル酸アミド等の 芳香族系ビスアミド類;ステアリン酸カルシウム、フゥリン酸カルシウム、ステアリン酸亜 鉛、ステアリン酸マグネシウム等の脂肪族金属塩 (一般に金属石けんといわれている もの);脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸等のビュル系モノマーを用 いてグラフト化させたワックス類;ベへニン酸モノグリセリド等の、脂肪酸と多価アルコ ールの部分エステル化物;植物性油脂の水素添カ卩等によって得られる、ヒドロキシノレ 基を有するメチルエステル化合物;炭素数 12以上の長鎖アルキルアルコール又は長 鎖アルキルカルボン酸;等が挙げられる。
[0065] 本発明において特に好ましく用いられる離型剤としては、脂肪族炭化水素系ヮック スが挙げられる。このような脂肪族炭化水素系ワックスとしては、例えば、アルキレンを 高圧化でラジカル重合し、又は低圧化でチーグラー触媒を用いて重合した低分子量 のアルキレンポリマー;高分子量のアルキレンポリマーを熱分解して得られるアルキレ ンポリマー;一酸化炭素及び水素を含む合成ガスからァーゲ法により得られる炭化水 素の蒸留残分から得られる合成炭化水素ワックス及びそれを水素添加して得られる 合成炭化水素ワックス;これらの脂肪族炭化水素系ワックスをプレス発汗法、溶剤法、 真空蒸留の利用や分別結晶方式により分別したもの;が挙げられる。
[0066] 上記脂肪族炭化水素系ワックスの母体としての炭化水素としては、例えば、金属酸 化物系触媒 (多くは二種以上の多元系)を使用した一酸化炭素と水素の反応によつ て合成されるもの(例えばジントール法、ヒドロコール法(流動触媒床を使用)によって 合成された炭化水素化合物);ワックス状炭化水素が多く得られるァーゲ法(同定触 媒床を使用)により得られる炭素数が数百ぐらいまでの炭化水素;エチレン等のァノレ キレンをチーグラー触媒により重合した炭化水素;が挙げられる。このような炭化水素 の中でも、本発明では、分岐が少なくて小さぐ飽和の長い直鎖状炭化水素であるこ と力好ましく、特にアルキレンの重合によらない方法により合成された炭化水素がそ の分子量分布からも好ましレヽ。
[0067] 本発明において離型剤は、離型剤を含有するトナー粒子を示差走査熱量計で測 定したときに、得られる DSC曲線において 70— 140°Cの領域に吸熱メインピークが 現れるようにトナー粒子に含まれていることが、トナーの低温定着性及び耐高温オフ セット性の点で好ましい。
[0068] 上記吸熱ピーク温度は、高精度の内熱式入力補償型の示差走查熱量計、例えば パーキンエルマ一社製の DSC—7を用レ、、 ASTM D3418—82に準じて測定するこ とができ、上記のピークが出現する温度は、融点やガラス転移点、及び重合度等を 適切に調整された離型剤を用いることによって調整することが可能である。なお、上 記 DSC—7は、上記ピーク温度の他、結着樹脂のガラス転移点、軟化点、ワックスの 融点等の、トナー粒子やトナー粒子材料の熱的物性を示す温度の測定に適用する こと力 Sできる。
[0069] 本発明において離型剤として使用できるワックスの具体的な例としては、ビスコール
(登録商標) 330— P、 550— P、 660— P、 TS— 200 (三洋化成工業社)、ノ、ィワックス 400P、 200P、 100P、 410P、 420P、 320P、 220P、 210P、 110P (三井ィ匕学社)、 サゾール Hl、 H2、 C80、 C105、 C77 (シユーマン'サゾール社)、 HNP— 1、 HNP— 3、 HNP_9、 HNP_10、 HNP_11、 HNP—12 (日本精鱲株式会社)、ュニリン(登 録商標) 350、 425、 550、 700、ュニシッド(登録商標)、ュニシッド(登録商標) 350 、 425、 550、 700 (東洋ペトロライト社)、木ろう、蜜ろう、ライスワックス、キャンデリラヮ ッタス、カルナバワックス (株式会社セラリカ NODAにて入手可能)等が挙げられる。
[0070] 離型剤は、結着樹脂 100質量部あたり 2— 15質量部の割合でトナー粒子中に含ま れること力 定着性、帯電特性の点から好ましい。
[0071] 本発明のトナーには、その帯電性を安定化させるために上述したように、電荷制御 剤を用いることができる。電荷制御剤は、電荷制御剤の種類や他のトナー粒子構成 材料の物性等によっても異なるが、一般にトナー母粒子中に結着樹脂 100質量部当 たり 0. 1— 10質量部含まれることが好ましぐ 0. 1一 5質量部含まれることがより好ま しい。このような電荷制御剤としては、トナーを負帯電性に制御するものと、正帯電性 に制御するものとが知られており、トナーの種類や用途に応じて種々のものを一種又 は二種以上用いることができる。
[0072] トナーを負帯電性に制御するものとしては、例えば有機金属錯体、キレート化合物 が有効で、その例としては、モノァゾ金属錯体;ァセチルアセトン金属錯体;芳香族ヒ ドロキシカルボン酸又は芳香族ジカルボン酸の金属錯体又は金属塩;が挙げられる
。その他にも、トナーを負帯電性に制御するものとしては、例えば芳香族モノ及びポリ カルボン酸及びその金属塩や無水物;エステル類ゃビスフヱノール等のフヱノール誘 導体;等が挙げられる。トナーを正帯電性に制御するものとしては、例えば、ニグロシ ン及び脂肪酸金属塩等による変性物;トリブチルベンジルアンモニゥム _1ーヒドロキシ 一 4_ナフトスルホン酸塩、テトラプチルアンモニゥムテトラフルォロボレート等の四級 アンモニゥム塩、及びこれらの類似体であるホスホニゥム塩等のォニゥム塩及びこれ らのレーキ顔料;トリフエニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては 、リンタングステン酸、リンモリブデン酸、リンタングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラ ゥリン酸、没食子酸、フェリシアン酸、フエロシアンィ匕合物等);高級脂肪酸の金属塩; ジブチルスズオキサイド、ジォクチルスズオキサイド、ジシクロへキシルスズオキサイド 等のジォノレガノスズオキサイド;ジブチノレスズボレート、ジォクチノレスズボレート、ジシ クロへキシルスズボレート等のジオルガノスズボレート;等が挙げられる。本発明では これらの一種又は二種以上組み合わせて用いることができる。トナーを正帯電性に 制御するものとしては、これらの中でもニグ口シン系化合物、四級アンモニゥム塩等の 電荷制御剤が特に好ましく用いられる。
[0073] より具体的には、負帯電用として、例えば Spilon Black TRH、 T_77、 T一 95 ( 保土谷化学社)、 BONTRON (登録商標) S_34、 S_44、 S_54、 E_84、 E_88、 E -89 (オリエント化学社)がより好ましいものとして挙げられ、正帯電用として、例えば TP - 302、 TP - 415 (保土谷化学社)、 BONTRON (登録商標) N - 01、 N_04、 N_07、 P-51 (オリエントィ匕学社)、コピーブルー PR (クラリアント社)が好ましいものと して挙げられる。
[0074] なお、本発明のトナーはトナー材料の物性等の観点から、荷電制御剤として負帯電 性のものが好ましぐ特に、 T-77の如きァゾ系鉄錯体が結着樹脂及び磁性体との分 散性の点から好ましく使用される。
[0075] 本発明のトナーは、周波数 100kHzで測定した誘電正接(tan S )が 2 X 10— 3— 1
X 10_2の範囲にあることが好ましレ、。誘電正接がこの範囲にあると、トナー中での磁 性体の分散性が良好となり、環境による帯電特性の変動を抑制しやすくなる。さらに 本発明においては、 40°Cにおける周波数 100kHzでのトナーの誘電率が 15— 40 ( pFZm)であると好ましい。
[0076] このように、誘電正接の値や誘電率を制御することで、帯電安定性を飛躍的に向上 させることができる。誘電率を 15pF/mより小さくすると、トナーの帯電量が高くなり すぎ、低湿環境下などで安定した画像特性を有することが難しくなる。また誘電率が 40PFZmより大きくなると、トナーの帯電の立ち上がりが遅くなるとともに、放置による 帯電量の低下も起こりやすくなる。
[0077] 本発明のトナーは、トナーの種類に応じた種々の材料を外添して用いられることが 好ましい。
[0078] 外添剤としては、例えば無機微粉体等のようにトナーの流動性を向上させる流動性 向上剤や、金属酸化物微粒子等のようにトナーの帯電性を調整するための導電性微 粉体等の外添剤が挙げられる。
[0079] 上記流動性向上剤としては、トナー粒子に外添することによりトナーの流動性を向 上し得るもの力 S挙げられる。このような流動性向上剤としては、例えばフッ化ビニリデ ン微粉末、ポリテトラフルォロエチレン微粉末の如きフッ素系樹脂粉末;湿式製法シリ 力、乾式製法シリカの如き微粉末シリカ、微粉末酸化チタン、微粉末アルミナ;これら をシランカップリング剤、チタンカップリング剤、シリコーンオイル等により表面処理を 施した処理シリカ、処理酸化チタン、処理アルミナ;等が挙げられる。
[0080] 本発明においては、上記の如き外添剤を用いることもできる力 個数平均粒径が 1 OOnm以下であって、金属酸化物を少なくとも 2種以上含有するものを用いることが好 ましい。更に、誘電率力 Sトナーよりも 5pF/m以上大きい金属酸化物(I)と、誘電率が トナーよりも 5pF/m以上小さい金属酸化物(II)とを含有していることがより好ましい。
[0081] 個数平均粒径が lOOnmより大きいと、トナー表面から遊離しやすくなり本発明の効 果が得られに《なる。また、金属酸化物(I)の誘電率力 Sトナーより 5pF/m未満の大 きさしかない場合、トナー粒子間の静電的な引力によってトナー凝集が促進され、ド ットの再現性が悪化する傾向がある。金属酸化物(II)の誘電率がトナーより 5pF/m 未満の小ささしかない場合、帯電の低下によって画像濃度が低下する傾向がある。 そして、上記金属酸化物(II)の BET比表面積は、金属酸化物(I)の BET比表面積 の 1. 3— 10倍であるとよレ、。この範囲にあると、誘電率の高い外添剤によって、トナ 一粒子間に集中する電場の緩和が顕著になり、また、誘電率の低い外添剤によるト ナー被覆性が向上するため、本発明の効果が十分に発揮されたトナーを得ることが できるからである。
[0082] 個数平均粒径が lOOnm以下であって、誘電率がトナーよりも 5pFZm以上大きい ものとしては、酸化チタン微粒子が好ましく用いられる。更に、酸化チタン微粒子の中 でも誘電率が 40pF/m以上、より好ましくは 100pF/m以上の微粒子力 電場内で の静電凝集を緩和する効果を顕著に有するために好ましい。
[0083] 本発明に用いられる酸化チタン微粒子としては、硫酸法、塩素法、揮発性チタン化 合物例えばチタンアルコキシド、チタンハライド、チタンァセチルァセトネートの低温 酸化 (熱分解,加水分解)により得られる酸化チタン微粒子が用いられる。結晶系とし てはアナターゼ型、ルチル型、これらの混晶型、アモルファスのいずれのものも用レヽ ること力 Sできる。
[0084] さらに、本発明に用いられる酸化チタン微粒子は、 BET法で測定した窒素吸着に よる比表面積が 10m2/g以上、好ましくは 30m2/g以上のものが良好な結果を与え る。 BET比表面積が 10m2/gより小さい場合には、トナーの流動性の低下や酸化チ タン微粒子がトナー粒子から遊離し易いため、遊離した酸化チタン微粒子が、多量 に現像機内に残留したり、画像形成装置本体内の各種装置に付着したりし、画質の 悪化を促すため、好ましくない。
[0085] また、本発明に使用する疎水性酸化チタン微粒子は、体積抵抗値 108 Ω ' cm以上 有することが好ましい。体積抵抗値 108 Ω ' cm未満の場合、酸化チタンが帯電のリー クサイトとして働いて帯電量の大幅な低下が起こり、カプリや画質の悪化を生じるため 好ましくない。
[0086] 金属酸化物(I)として用いられる酸化チタン微粒子はトナー母粒子 100質量部に対 して 0. 01— 5質量部で混合させるとよい。含有量が 0. 01質量部よりも少ない場合に は、静電凝集の抑制効果が得にくい。含有量が 5質量部を超える場合にはトナーの 流動性が過剰に高くなつてしまいやすぐ均一な帯電が阻害される場合がある。
[0087] 本発明において使用することのできる疎水化酸化チタン微粒子の製造方法を以下 に例示するが、本発明は特にこれらの方法に制約されるものではない。
(a)ィルメナイトを出発原料として、これを硫酸で分解して得られた分数液を加水分解 することによって、スラリー状のメタチタン酸を生成する。このメタチタン酸のスラリーの pH調整をした後、スラリー中でメタチタン酸粒子の合一が生じないように十分に水素 媒体中に分散させながら疎水化剤を滴下混合し反応させる。これを、ろ過、乾燥、解 砕処理を行うことによって疎水化酸化チタン微粒子を生成する。
(b)原料にチタンテトライソプロボキシドを使用し、ケミカルポンプで減量を極く少量ず つ、チッ素ガスをキャリアガスとして使用して、 200°C程度に加熱したベーパライザ一 のグラスウールに送り込んで蒸発させ、反応器内において 300°C程度で瞬時に加熱 分解した後、急冷却を行い、生成物を捕集する。これを 300°C程度でさらに約 2時間 焼成して、さらに疎水化処理することによって疎水性酸化チタン微粒子を生成する。 [0088] 本発明において、上述のような疎水化処理が施されている酸化チタン微粒子を用 レ、ると、樹脂との親和性が増すため、酸化チタン微粒子を外部添加した際にトナー表 面へ定着が容易となり、静電凝集抑制の効果を発揮しやすくなるため、好ましい。
[0089] 酸化チタン微粒子に用いることの出来る上記疎水化剤としては、シランカップリング 斉' J、チタネートカップリング剤、アルミニウムカップリング斉 lj、ジルコアルミネートカツプリ ング剤の如きカップリング剤が挙げられる。
[0090] 上記シランカップリング剤としては、例えば、下記一般式で表されるものが挙げられ る。
[0091] (化 3)
R SiY
m n
〔式中、 Rはアルコキシ基を示し、 mは 1一 3の整数を示し、 Yはアルキル基、ビニル基 、フエニル基、メタアクリル基、アミノ基、エポキシ基、メルカプト基又はこれらの誘導体 を示し、 nは 1一 3の整数を示す。〕
[0092] 具体的には、例えばビニルトリメトキシシラン、ビエルトリエトキシシラン、 γ -メタタリ ルォキシプロピルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン
Figure imgf000022_0001
、 η—へキサデシルトリメトキシシラン、 η—ォクタデシルトリメトキシシラン等を挙げること ができる。
[0093] 疎水化剤の処理量は、酸化チタン微粒子 100質量部に対して、好ましくは 1一 60 質量部、より好ましくは 3— 50質量部である。
[0094] 特に本発明において好適なシランカップリング剤は、下記一般式で表されるアルキ
[0095] (化 4)
C H -Si- (OC H )
n 2n+ l m 2m+ l 3
〔式中、 nは 4一 12の整数を示し、 mは 1一 3の整数を示す。〕
[0096] 上記アルキルアルコキシシランカップリング剤において、 n力 より小さレ、と、処理は 容易となるが疎水化度が低ぐ好ましくなレ、。 nが 12より大きいと、疎水性が十分にな るが、酸化チタン微粒子同士の合一が多くなり、流動性が低下しやすぐ画質に対し て悪影響を及ぼす場合がある。 mは 3より大きいと、該アルキルアルコキシシランカツ プリング剤の反応性が低下して疎水化が良好に行えなくなる。より好ましいアルキル アルコキシシランカップリング剤は nが 4一 8であり、 mが 1一 2である。
[0097] 上記一般式で表されるアルキルアルコキシシランカップリング剤の処理量も、上述し た処理量と同様、酸化チタン微粒子 100質量部に対して、好ましくは 1一 60質量部、 より好ましくは 3— 50質量部である。
[0098] 疎水化処理は 1種類の疎水化剤単独で行っても良いし、 2種類以上の疎水化剤を 使用しても良レ、。例えば 1種類のカツプリング剤単独で疎水化処理を行つても良いし 、 2種類のカツプリング剤で同時に、または力ップリング剤での疎水化処理を行つた後 、別のカップリング剤で更に疎水化処理を行っても良レ、。
[0099] 疎水化剤を用いて酸化チタン微粒子の疎水化処理を行う方法としては、以下のよう な方法があるが、本発明は特にこれらの方法に制約されるものではない。
(a)湿式法による疎水化処理としては、所定量のメタチタン酸微粒子又は酸化チタン 微粒子の分散液中で十分に機械的に混合撹拌しながら、所定量の疎水化剤または その希釈液またはその混合液を添加し、粒子が合一しなレ、ようさらに混合撹拌を行う 。十分に混合撹拌を行った後、乾燥、解砕する。
(b)乾式法による疎水化処理法例としては、まず所定量の酸化チタン微粒子をブレ ンダ一の如き装置によって撹拌しながら、所定量の疎水化剤またはその希釈液また はその混合液を滴下またはスプレーによって加え十分に混合撹拌する。その後、さら に所定量の疎水化剤または希釈液またはその混合液をカ卩え、十分に混合撹拌する
。次に得られた混合物を加熱し乾燥させる。その後、プレンダ一の如き装置によって 撹拌して解砕する。
[0100] 個数平均粒径が lOOnm以下であって、誘電率がトナーよりも 5pFZm以上小さレ、 ものとしては、アルミナやシリカ微粒子のような誘電率の低い物質を使うことが出来る 。特に、シリカ微粒子は求める誘電率を有し、更にトナーの帯電安定性に優れること から、本発明のトナーには好適に用いられる。シリカ微粒子には、湿式製法シリカ、乾 式製法シリカ等の微粉末シリカ、それらシリカをシランカップリング剤、チタンカツプリ ング斉 lj、シリコーンオイル等により表面処理を施した処理シリカ等がある。また、好まし いシリカ微粒子としては、ケィ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成された、い わゆる乾式法シリカ又はヒュームドシリカと称されるものがあり、従来公知の技術によ つて製造されるものである。例えば、四塩化ケィ素ガスの酸素、水素中における熱分 解酸化反応を利用するもので、基礎となる反応式は下記式で表されるものである。
[0101] (化 5)
SiCl + 2H +0 → Si〇 +4HC1
4 2 2 2
[0102] また、この製造工程において、例えば塩ィ匕アルミニウム又は塩ィ匕チタン等他の金属 ノ、ロゲン化合物をケィ素ハロゲン化合物と共に用いることによってシリカと他の金属 酸化物の複合微粉体を得ることも可能であり、それらもシリカとして包含する。その粒 径は、平均粒径として、 0. 001— 2 μ ΐηの範囲内であることが好ましぐ特に好ましく は、 0. 002—0. 2 μ ΐηの範囲内のシリカ微粉体を使用するのが良い。
[0103] さらには、該ケィ素ハロゲン化合物の気相酸化により生成されたシリカ微粒子に疎 水化処理した処理シリカ微粒子を用いることが好ましレ、。
[0104] 疎水化方法としては、シリカ微粒子と反応あるいは物理吸着する有機ケィ素化合物 等で化学的に処理することによって付与される。好ましい方法としては、ケィ素ハロゲ ンィ匕合物の蒸気相酸化により生成されたシリカ微微粒子を有機ケィ素化合物で処理 する。そのような有機ケィ素化合物としては、へキサメチルジシラザン、トリメチルシラ ン、トリメチルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジクロルシラン、メチノレト
\ァリルフエニルジクロルシラン、ベンジル ひ—クロルェチルトリクロル
ジフエ二ルジェトキシシラン、 1一へキサメチルジシロキサン、 1 , 3—ジビュルテトラメチ ルジシロキサン等が挙げられる。これらは 1種あるいは 2種以上の混合物で用いられ る。
[0105] また、窒素原子を有するァミノプロピルトリメトキシシラン、ァミノプロピルトリエトキシ シラン、ジメチルアミ
ラン、ジプロピルアミ
ラン、モノブチルァミノプロピルトリメトキシシラン、ジォクチルァミノプロピルジメトキシ シラン、ジブチルァミノプロピルジメトキシシラン、ジブチルァミノプロピルモノメトキシ シラン、ジメチルァミノフエニルトリエトキシシラン、トリメトキシシリル一 γ—プロピルフエ ニノレアミン、トリメトキシシリル一 γ—プロピルベンジルァミンの如きシランカップリング剤 も単独あるいは併用して使用される。好ましいシランカップリング剤としては、へキサメ チルジシラザン(HMDS)が挙げられる。
[0106] 該シリカ微粒子は、シリコーンオイル処理されても良ぐまた、上記疎水化処理剤と 併せて処理されても良い。
[0107] 好ましいシリコーンオイルとしては、 25°Cにおける粘度が 30— 1000センチストーク スのものが用いられ、例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルフエニルシリコーンォ ィル、 α—メチルスチレン変性シリコーンオイル、クロルフエニルシリコーンオイル、フッ 素変性シリコーンオイル等が好ましい。
[0108] シリコーンオイル処理の方法としては、例えばシランカップリング剤で処理されたシリ 力微粒子とシリコーンオイルとをヘンシェルミキサーの如き混合機を用いて直接混合 する方法;ベースとなるシリカ微粒子にシリコーンオイルを噴霧する方法;あるいは適 当な溶剤にシリコーンオイルを溶解あるいは分散せしめた後、シリカ微粒子を加え混 合し溶剤を除去する方法;を用いることが可能である。シリコーンオイル処理シリカは 、シリコーンオイルの処理後にシリカを不活性ガス中で 200°C以上(より好ましくは 25 0°C以上)に加熱し表面のコートを安定化させることがより好ましい。
[0109] また、本発明の外添剤においては、金属酸化物(I)の添加量が、金属酸化物(II) の添加量の 0. 1— 10倍であることが好ましい。 0. 1倍未満になると、誘電率の低い 物質が過剰となるため、トナーはチャージアップし易くなるため、ドット、カプリ共に悪 化する傾向にある。 10倍を超えるようになると、逆にトナーの帯電性が低下するため に画像濃度や潜像に対するトナーののり量が不十分となる。
[0110] また、本発明のトナーには必要に応じて上記無機微粉体以外の外添剤を添加して も良ぐそれらはトナー 100質量部に対して、 0. 1一 5質量部使用するのが好ましい。 [0111] このような外添剤として例えば、上述した以外の帯電補助剤、導電性付与剤、流動 性付与剤、ケーキング防止剤、離型剤、滑剤、研磨剤などの働きをする各樹脂微粒 子や各無機微粒子などが挙げられる。より具体的には、例えば、テフロン (登録商標) 、ステアリン酸亜 ポリフッ化ビニリデンの如き滑剤、中でもポリフッ化ビニリデンが 好ましく挙げられる。あるいは、酸化セリウム、炭化ケィ素、チタン酸ストロンチウム等 の研磨剤、中でもチタン酸ストロンチウムが好ましく挙げられる。あるいは、酸化アルミ ニゥムなどの流動性付与剤、中でも特に疎水性のものが好ましく挙げられる。あるい はケーキング防止剤や、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化アンチモン、酸化スズな どの導電性付与剤、または、逆極性の微粒子を挙げることができる。
[0112] 本発明のトナーは、その製造方法については特に限定されないが、前述した結着 樹脂、磁性体、及び必要に応じて他の添加剤をヘンシェルミキサー、ボールミルの如 き混合機により十分混合し、ニーダー、エタストルーダーの如き熱混練機を用いて溶 融、捏和及び練肉して樹脂類を互いに相溶せしめ、溶融混練物を冷却固化し、その 後、固化物を粉砕し、粉砕物を分級することによりトナー母粒子を得る方法が好まし レ、。このトナー母粒子と外添剤をヘンシェルミキサーの如き混合機により必要に応じ て十分混合することにより得ることができる。
[0113] また本発明のトナーを製造するに当たって、分級はトナー母粒子生成後の任意の 時期に行うことができ、例えば外添剤との混合後に分級を行っても良い。
[0114] 以下にトナー製造用装置として一般的に使用できる装置の例を挙げるが、これらに 限定されるものではない。表 1にはトナー製造用粉砕装置の例を、表 2にはトナー製 造用分級装置の例を、表 3にはトナー製造用篩装置の例を、表 4にはトナー製造用 混合装置の例を、表 5にはトナー製造用混練装置の例を、それぞれ挙げる。
[0115] [表 1] 表 1 卜ナ-製造用粉砕装置例
[0116] [
Figure imgf000027_0001
[0117] [表 3]
表 3 卜ナ-製造用篩装置例
[0118] [表
Figure imgf000028_0001
[0119] [表 5]
表 5 卜ナ-製造用混練装置例
Figure imgf000029_0001
[0120] 本発明において、トナーの円形度を制御するためには、機械的衝撃力を加える方 法で粉碎することが好ましい。機械的衝撃力を与える処理としては、例えば川崎重工 業 (株)製粉砕機 KTM、ターボ工業 (株)製ターボミルのごとき機械式粉砕機を用い る方法、及びホソカワミクロン社製のメカノフュージョンシステムや、奈良機械製作所 製のハイブリダィゼーシヨンシステム等の装置により処理する方法が挙げられる。これ らの装置をそのまま、あるいは適宜改良して使用することが可能である。このような機 械的衝撃を与える際の条件を制御することにより、トナーの円形度を制御することが 可能となる。
本発明のトナーは、トナー粒子の形状を球形に近づける特定の処理装置を用いるこ とによって、円形度を調整することも可能である。本発明のトナーに好適な球形化処 理を行える装置を、図面を参照しながら具体的に説明する。
[0121] 図 1は、本発明に使用する表面改質装置の一例を示す。
[0122] 図 1に示す表面改質装置は、ケーシング 15と、冷却水或いは不凍液を通水できる ジャケット(図示しない)と、所定の粒径よりも大きい粒子と所定の粒径以下の微粒子 とを分ける分級手段である分級ロータ 1と、粒子に機械的な衝撃を与えて前記粒子の 表面を処理する表面処理手段である分散ロータ 6と、分散ロータ 6の外周に対して所 定の間隔を有して周設されるライナ 4と、分級ロータ 1で分けられた粒子のうちの所定 の粒径より大きい粒子を分散ロータ 6に案内する案内手段であるガイドリング 9と、分 級ロータ 1で分けられた粒子のうちの所定の粒径以下の微粒子を装置の外に排出す る排出手段である微粉回収用排出口 2と、分散ロータ 6で表面を処理された粒子を分 級ロータ 1に送る粒子循環手段である冷風導入口 5と、被処理粒子をケーシング 15 内に導入するための原料供給口 3と、表面を処理された粒子をケーシング 15内から 排出するための開閉自在な排出弁 8とを有する粉体排出口 7を有する。
[0123] 分級ロータ 1は、円筒状のロータであり、ケーシング 15内の一端面側に設けられて いる。微粉回収用排出口 2は、分級ロータ 1の内側の粒子を排出するように、ケーシ ング 15の一端部に設けられている。原料供給口 3は、ケーシング 15の周面の中央部 に設けられている。冷風導入口 5は、ケーシング 15の周面の他端面側に設けられて いる。粉体排出口 7は、ケーシング 15の周面で原料供給口 3に対向する位置に設け られている。排出弁 8は、粉体排出口 7を自在に開閉する弁である。冷風導入口 5と、 原料供給口 3及び粉体排出口 7との間には、分散ロータ 6及びライナ 4が設けられて いる。ライナ 4は、ケーシング 15の内周面に沿って周設されている。分散ロータ 6は、 図 2に示すように、円盤と、この円盤の周縁に、円盤の法線に沿って配置される複数 の角型ディスク 10とを有する。分散ロータ 6は、ケーシング 15の他端面側に設けられ ており、かつライナ 4と角型ディスク 10との間に所定の間隔が形成される位置に設け られている。ケーシング 15の中央部にはガイドリング 9が設けられている。ガイドリング 9は、円筒体であり、分級ロータ 1の外周面の一部に被さる位置から、かつ分級ロータ 6の近傍まで延出するように設けられている。ガイドリング 9は、ケーシング 15内に、ガ イドリング 9の外周面とケーシング 15の内周面とに挟まれた空間である第一の空間 1 1と、ガイドリング 9の内側の空間である第二の空間 12とを形成する。
[0124] なお、分散ロータ 6は、角型ディスク 10の代わりに円柱状のピンを有していても良い 。ライナ 4は、本実施の形態では角型ディスク 10に対向する表面に多数の溝が設け られているものとする力 表面に溝を有さなレ、ものであっても良レ、。また、分級ロータ 1 の設置方向は、図 1に示したように縦型でも構わないし、横型でも構わない。また、分 級ロータ 1の個数は、図 1に示したように単体でも構わないし、複数でも構わない。
[0125] 以上のように構成してなる表面改質装置では、排出弁 8を閉じた状態で原料供給 口 3から微粉砕品を一定量投入すると、投入された微粉砕品は、まずブロワ一(図示 しない)により吸引され、分級ロータ 1で分級される。その際、分級された所定粒径以 下の微粉は、分級ロータ 1の周面を通過して分級ロータ 1の内側に導かれ、装置外へ 連続的に排出除去される。所定粒径以上の粗粉は、遠心力によりガイドリング 9の内 周(第二の空間 12)に沿いながら分散ロータ 6により発生する循環流にのり、角型ディ スク 10とライナ 4との隙間(以下、「表面改質ゾーン」とも言う)へ導かれる。表面改質 ゾーンに導かれた粉体は、分散ロータ 6とライナ 4との間で機械式衝撃力を受け、表 面改質処理される。表面改質された表面改質粒子は、機内を通過する冷風にのって 、ガイドリング 9の外周(第一の空間 11)に沿いながら分級ロータ 1に運ばれ、分級口 ータ 1により、さらに微粉は機外へ排出され、粗粉は、循環流にのり、再度第二の空 間 12に戻され、表面改質ゾーンで繰り返し表面改質作用を受ける。このように、図 1 の表面改質装置では、分級ロータ 1による粒子の分級と、分散ロータ 6による粒子の 表面の処理とが繰り返される。一定時間経過後、排出弁 8を開とし、排出口 7より表面 改質粒子を回収する。
[0126] このような装置では、熱による離型剤のしみ出しはほとんど無ぐ前述した公知の機 械的衝撃力を与えるシステムに比べ、新しい表面が出ることによるトナー粒子の表面 への離型剤のしみ出しも生じ難ぐトナー粒子の球形化と離型剤のしみ出しの調整を 容易に行うことができ、非常に好ましい。
[0127] 本発明のトナーに係る物性の測定方法は以下に示す通りである。後述の実施例も この方法に基づいている。
[0128] (1)トナー及び無機微粉体の誘電率及び誘電正接
本発明に係わる磁性トナーの誘電率は以下の方法で測定する。磁性トナーを lg枰 量し、 19600kPa (200kg/cm2)の荷重を 2分間力けて、直径 25mm,厚さ lmm以 下(好ましくは 0. 5-0. 9mm)の円盤状の測定試料に成型する。この測定試料を直 径 25mmの誘電率測定治具(電極)を装着した ARES (レオメトリック 'サイェンティフ イツク'エフ'ィ一社製)に装着し、温度 80°Cまで加熱して溶融固定する。その後、温 度 40°Cまで冷却し、 1. 47N (150g)の荷重をかけた状態で 500— 5 X 105Hzの周 波数範囲を測定することによりトナーの誘電率を測定する。 また、本発明に係わる無機微粉体の誘電率は以下の方法で測定する。無機微粉 体を lg禾平量し、 19600kPa (200kg/cm2)の荷重を 2分間力けて、直径 25mm,厚 さ lmm以下(好ましくは 0. 5-0. 9mm)の円盤状の測定試料に成型する。この測定 試料を直径 25mmの誘電率測定治具 (電極)を装着した ARES (レオメトリック 'サイ ェンティフィック 'エフ 'イーネ土製)に装着し、温度を 40°Cに固定して 1. 47N (150g) の荷重をかけた状態で 500— 5 X 10¾zの周波数範囲を測定することにより無機微 粉体の誘電率を測定する。
[0129] (2)トナーの重量平均粒径(D4)の測定
粒度分布については、種々の方法によって測定できる力 本発明においてはコー ルターカウンターのマルチサイザ一を用いて行う。
測定装置としてはコールターカウンターのマルチサイザ一 II型(コールター社製)を 用い、個数分布、体積分布を出力するインターフェイス(日科機製)及び解析用コン ピューターを接続し、電解液は特級または 1級塩ィ匕ナトリウムを用いて l%NaCl水溶 液を調整する。測定法としては上記電解水溶液 100— 150ml中に分散剤として界面 活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩)を 0. 1— 5ml加え、さらに測定試 料を 2— 20mg加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約 1一 3分間分散 処理を行い、上記コールターカウンターのマルチサイザ一 II型により、アパーチャ一と してトナー粒径を測定するときは、 100 z mアパーチャ一を用いて測定する。トナー の体積、個数を測定して、体積分布と、個数分布とを算出する。それから重量平均粒 径(D4)を求める。
[0130] (3)トナーの真比重測定
本発明に係わる磁性トナーの真比重の測定法として、ヘリウムによるガス置換式の 測定法を採用する。測定器はアキュピック 1330 (島津製作所社製)を用いる。測定法 は、ステンレス製の内径 18. 5mm,長さ 39. 5mm,容量 10cm3のセルに、測定サン プルを 4g入れる。次いで、試料セル中の磁性トナーの容積をヘリウムの圧力変化に よって測定し、求められた容積とサンプノレの重さ力 磁性トナーの密度を求める。
[0131] (4)トナーの飽和磁化測定
磁性トナーの飽和磁化は、振動型磁力計 VSMP - 1一 10 (東英工業社製)を用いて 、 25°Cの室温にて外部磁場 796kAZmで測定する。
[0132] (5)磁性体の粒径測定
磁性体の平均粒径は、レーザー回折式粒度分布計 (堀場製作所株式会社製)を用 いて測定する。
[0133] (6)結着樹脂の軟化点の測定方法
結着樹脂の軟化点 ίお IS K 7210に示される測定方法に則り、降下式フローテス タにより測定される。具体的な測定方法を以下に示す。
降下式フローテスタ(島津製作社製)を用いて lcm3の試料を昇温速度 6°C/min で加熱しながら、プランジャーにより 1960N/m2 (20kg/cm2)の荷重を与え、直径 lmm、長さ lmmのノズノレを押し出すようにし、これによりプランジャー降下量(流れ 値)一温度曲線を描き、その S字曲線の高さを hとするとき、 h/2に対する温度 (樹脂 の半分が流出した温度)を軟化点とする。
[0134] (7)トナーの分子量分布測定
GPCによるクロマトグラムの分子量は次の条件で測定される。
40°Cのヒートチャンバ一中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに、溶媒 としてテトラヒドロフラン (THF)を毎分 lmlの流速で流す。試料を THFに溶解後 0. 2 mフィルターで濾過し、その濾液を試料として用いる。試料濃度として 0. 05-0. 6 重量%に調整した THF試料溶液を 50— 200 μ 1注入して測定する。試料の分子量 測定にあたっては、試料の有する分子量分布を、数種の単分散ポリスチレン標準試 料により作製された検量線の対数値とカウント数との関係から算出する。検量線作成 用の標準ポリスチレン試料としては、例えば、 Pressure Chemical Co.製あるい は、東洋ソーダ工業社製の分子量が 6 X 102、 2. 1 X 103、 4 X 103、 1. 75 Χ
Figure imgf000033_0001
5 . 1 X 104, 1. 1 X 105、 3. 9 X 105、 8. 6 X 10°, 2 X 106、 4. 48 X 106のものを用レ、 、少なくとも 10点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。検出器には RI (屈折率)検出器を用いる。
[0135] カラムとしては、市販のポリスチレンゲルカラムを複数組み合わせるのが良ぐ例え ば、 Waters社製の μ—styragel 500、 103
Figure imgf000033_0002
105の組合せや、昭和電工社製 の shodex KA-801 , 802、 803、 804、 805、 806、 807の糸且合せ力 S好ましレヽ。 [0136] (8)結着樹脂及びトナーのガラス転移温度の測定
示差走査熱量計 (DSC測定装置)、 DSC - 7 (パ -社製)を用いて、 A
STM D3418—82に準じて測定する。
測定試料は 2— 10mg、好ましくは 5mgを精密に秤量する。これをアルミパン中に 入れ、リファレンスとして空のアルミパンを用レ、、測定温度範囲 30— 200°Cの間で、 昇温速度 10°CZminで、常温常湿下で測定を行う。この昇温過程で、 40— 100°C の範囲における DSC曲線のメインピークの吸熱ピークが得られる。この吸熱メインピ ークの前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本発明におけるガ ラス転移温度とする。
[0137] (9)トナーの円形度の測定
トナーの円形度は、フロー式粒子像測定装置「FPIA— 2100型」(シスメッタス社製) を用いて測定を行い、下式を用いて算出する。
[0138] [数 4]
产 粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長
^ 粒子投影懐の周囲長
[0139] ここで、「粒子投影面積」とは二値化されたトナー粒子像の面積であり、「粒子投影 像の周囲長」とは該トナー粒子像のエッジ点を結んで得られる輪郭線の長さと定義す る。測定は、 512 X 512の画像処理解像度(0. 3 z m X O. 3 z mの画素)で画像処 理した時の粒子像の周囲長を用いる。本発明における円形度はトナー粒子の凹凸の 度合いを示す指標であり、トナー粒子が完全な球形の場合に 1. 00を示し、表面形 状が複雑になる程、円形度は小さな値となる。
[0140] 具体的な測定方法としては、容器中に予め不純固形物などを除去したイオン交換 水 10mlを用意し、その中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼン スルホン酸塩をカ卩えた後、更に測定試料を 0. 02g加え、均一に分散させる。分散さ せる手段としては、超音波分散機「Tetoral50型」(日科機バイオス社製)を用い、 2 分間分散処理を行い、測定用の分散液とする。その際、該分散液の温度が 40°C以 上とならない様に適宜冷却する。また、円形度のバラツキを抑えるため、フロー式粒 子像分析装置 FPIA— 2100の機内温度が 26— 27°Cになるよう装置の設置環境を 2 3°C ± 0. 5°Cにコントロールし、一定時間おきに、好ましくは 2時間おきに 2 μ ΐηラテツ タス粒子を用いて自動焦点調整を行う。
[0141] トナーの円形度測定には、前記フロー式粒子像測定装置を用い、測定時のトナー 濃度が 3000— 1万個/ μ ΐとなる様に該分散液濃度を再調整し、トナーを 1000個以 上計測する。計測後、このデータを用いて、トナーの円形度を求める。
[0142] さらに本発明で用いている測定装置である「FPIA-2100」は、従来よりトナーの形 状を算出するために用いられていた「FPIA— 1000」と比較して、処理粒子画像の倍 率の向上、さらに取り込んだ画像の処理解像度を向上(256 X 256→512 X 512)に よりトナーの形状測定の精度が上がっており、それにより微粒子形状のより確実な捕 捉を達成してレ、る装置である。
[0143] (10)本発明に係わる無機微粉体の平均粒径は、透過型電子顕微鏡を用いて測定 する。即ち、無機微粉体サンプルを透過型電子顕微鏡で観察し、視野中の 100個の 粒子径を測定して、平均粒径を求める。
実施例
[0144] 以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例 にのみ限定されるものではない。
(結着樹脂の製造例 1)
[0145] テレフタル酸 27mol%
アジピン酸 15mol%
トリメリット酸 6mol%
前記式(i)で示されるビスフヱノール誘導体 35mol%
(プロピレンオキサイド 2· 5mol付加物)
前記式(i)で示されるビスフエノール誘導体 17mol%
(エチレンオキサイド 2. 5mol付加物)
[0146] 上記に示す酸成分及びアルコール成分と、エステル化触媒として 2—ェチルへキサ ン酸錫を 4口フラスコに仕込み、減圧装置、水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測 定装置及び攪拌装置を装着し、窒素雰囲気下にて 230°Cに昇温して反応を行った。 反応終了後、生成物を容器力 取り出し、冷却、粉砕し、軟化点 143°Cの樹脂 Aを得 た。このとき粉碎条件を調整し、個数平均粒径を 200 μ ηとした。 [0147] 次に、
テレフタル酸 24mol%
16mol%
トリメリット酸 10mol%
前記式 (i)で示されるビスフエノール誘導体 30mol%
(プロピレンオキサイド 2. 5mol付加物)
前記式 (i)で示されるビスフエノール誘導体 20mol%
(エチレンオキサイド 2. 5mol付加物)
[0148] 上記に示す酸成分及びアルコール成分と、エステル化触媒を 4口フラスコに仕込み 、減圧装置、水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置及び攪拌装置を装着 し、窒素雰囲気下にて 230°Cに昇温して反応を行った。反応終了後、生成物を容器 から取り出し、冷却、粉砕し、軟化点 98°Cの樹脂 Bを得た。このとき粉碎条件を調整 し、個数平均粒径を 200 μ mとした。
[0149] 樹脂 A及び Bのそれぞれ 50質量部をヘンシェルミキサーで混合し、結着樹脂 1とし た。
[0150] この結着樹脂 1は、ガラス転移温度 59°C、軟化点 128°Cであり、ゲルパーミエーシ ヨンクロマトグラフィーにおける分子量 1万以下の成分を 43質量%含有するものであ つた。
(結着樹脂の製造例 2)
[0151] テレフタル酸 30mol%
ドデセニルコハク酸 12mol%
トリメリット酸 6mol%
前記式 (i)で示されるビスフエノール誘導体 35mol%
(プロピレンオキサイド 2. 5mol付加物)
前記式 (i)で示されるビスフエノール誘導体 17mol%
(エチレンオキサイド 2. 5mol付加物)
[0152] 上記に示す酸成分及びアルコール成分と、エステル化触媒を 4口フラスコに仕込み 、減圧装置、水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置及び攪拌装置を装着 し、窒素雰囲気下にて 230°Cに昇温して反応を行った。反応終了後、生成物を容器 力も取り出し、冷却、粉砕し、軟化点 143°Cの樹脂 Cを得た。このとき粉砕条件を調整 し、個数平均粒径を 200 μ mとした。
[0153] 次に、
テレフタル酸 26mol%
ドデセニルコハク酸 10mol%
トリメリット酸 10mol%
前記式 (i)で示されるビスフエノール誘導体 32mol%
(プロピレンオキサイド 2· 5mol付加物)
前記式 (i)で示されるビスフエノール誘導体 22mol%
(エチレンオキサイド 2. 5mol付加物)
[0154] 上記に示す酸成分及びアルコール成分と、エステル化触媒を 4口フラスコに仕込み 、減圧装置、水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置及び攪拌装置を装着 し、窒素雰囲気下にて 230°Cに昇温して反応を行った。反応終了後、生成物を容器 力も取り出し、冷却、粉砕し、軟化点 98°Cの樹脂 Dを得た。このとき粉碎条件を調整 し、個数平均粒径が 200 μ mとした。
[0155] 樹脂 C70質量部と樹脂 D30質量部とをヘンシェルミキサーで混合し、結着樹脂 2と した。
[0156] この結着樹脂 2は、ガラス転移温度 57°C、軟化点 135°Cであり、ゲルパーミエーシ ヨンクロマトグラフィーにおける分子量 1万以下の成分を 33%含有するものであった。 (結着樹脂の製造例 3)
[0157] テレフタル酸 25mol%
フマル酸 10mol%
ドデセニルコハク酸 8mol%
トリメリット酸 6mol%
前記式 (i)で示されるビスフエノール誘導体 30mol%
(プロピレンオキサイド 2. 5mol付加物)
前記式(i)で示されるビスフエノール誘導体 21mol% (エチレンオキサイド 2. 5mol付加物)
[0158] 上記に示す酸成分及びアルコール成分と、エステルィヒ触媒を 4口フラスコに仕込み 、減圧装置、水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置及び攪拌装置を装着 し、窒素雰囲気下にて 230°Cに昇温して反応を行った。反応終了後、生成物を容器 力 取り出し、冷却、粉砕し、結着樹脂 3を得た。このとき粉砕条件を調整し、個数平 均粒径が 200 z mとした。
[0159] この結着樹脂 3は、ガラス転移温度 62°C、軟化点 130°Cであり、ゲルパーミエーシ ヨンクロマトグラフィーにおける分子量 1万以下の成分を 28%含有するものであった。 (結着樹脂の製造例 4)
[0160] テレフタル酸 25mol%
ドデセニルコハク酸 15mol%
トリメリット酸 8mol%
前記式(i)で示されるビスフエノール誘導体 32mol%
(プロピレンオキサイド 2· 5mol付加物)
前記式(i)で示されるビスフエノール誘導体 20mol%
(エチレンオキサイド 2. 5mol付加物)
[0161] ポリエステルユニットを生成するためのモノマーとして、上記の酸成分及びアルコー ル成分及び触媒として 2—ェチルへキサン酸錫を 4口フラスコに仕込み、減圧装置、 水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置及び攪拌装置を装着し、窒素雰囲 気下にて 130°Cの温度で攪拌しつつ、上記のポリエステルユニットを生成するための モノマー成分 100質量部に対し、下記に示すスチレン一アクリル系樹脂ユニットを生 成するためのモノマー 25質量部を重合開始剤(ベンゾィルパーオキサイド)とともに 混合したものを滴下ロートから 4時間かけて滴下した。
[0162] スチレン 83質量0 /0
2_ェチルへキシルアタリレート 15質量0 /0
アクリル酸 2質量%
[0163] これを 130°Cに保持したまま 3時間熟成し、 230°Cに昇温して反応を行った。反応 終了後、生成物を容器から取り出し後粉碎し、ポリエステル樹脂成分、ビニル系重合 体成分、及び、ポリエステルユニットとスチレン一アクリル系樹脂ユニットとが化学的に 結合したハイブリッド樹脂成分を含有し、軟ィ匕点 132°Cの樹脂 Eを得た。このとき粉砕 条件を調整し、個数平均粒径を 200 μ mとした。
[0164] 次に、
テレフタル酸 28mol%
ドデセニルコハク酸 12mol%
トリメリット酸 4mol%
前記式 (i)で示されるビスフエノール誘導体 30mol%
(プロピレンオキサイド 2· 5mol付加物)
前記式 (i)で示されるビスフエノール誘導体 26mol%
(エチレンオキサイド 2. 5mol付加物)
[0165] ポリエステルユニットを生成するためのモノマーとして、上記の酸成分及びアルコー ル成分及び触媒として 2—ェチルへキサン酸錫を 4口フラスコに仕込み、減圧装置、 水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置及び攪拌装置を装着し、窒素雰囲 気下にて 130°Cの温度で攪拌しつつ、上記ポリエステルユニットを生成するためのモ ノマー成分 100質量部に対し、下記に示すスチレン一アクリル系樹脂ユニットを生成 するためのモノマー 25質量部を重合開始剤(ベ 一オキサイド)と共に混合 したものを滴下ロートから 4時間かけて滴下した c
[0166] 83質量%
2_ェチルへキシルアタリレート 15質量0 /0
アクリル酸 2質量%
[0167] これを 130°Cに保持したまま 3時間熟成し、 230°Cに昇温して反応を行った。反応 終了後、生成物を容器力 取り出し後粉砕し、ポリエステル樹脂成分、ビニル系重合 体成分、及び、ポリエステルユニットとスチレン一アクリル系樹脂ユニットとが化学的に 結合したハイブリッド樹脂成分を含有し、軟ィ匕点 100°Cの樹脂 Fを得た。このとき粉砕 条件を調整し、個数平均粒径を 200 μ mとした。
[0168] 樹脂 E60質量部と樹脂 F40質量部とをヘンシェルミキサーで混合し、結着樹脂 4と した。 [0169] この結着樹脂 4は、ガラス転移温度 60°C、軟化点 129°Cであり、ゲルパーミエーシ ヨンクロマトグラフィーにおける分子量 1万以下の成分を 38質量%含有するものであ つた。
(結着樹脂の製造例 5)
[0170] 82 質量部
アクリル酸ブチル 18 質量部
マレイン酸モノブチノレ 0. 5質量部
ジ一 tert—ブチルパーオキサイド 2 質量部
[0171] 上記モノマー組成物を還流温度まで上昇させたキシレン 200質量部に混合した。
キシレン還流下、 6時間で溶液重合を完了し、低分子量樹脂溶液を得た。一方、脱 気水 200質量部、ポリビニルァノレコール 0. 2質量部に下記のモノマー組成物を混合 懸濁分散させた。
[0172] 68 質量部
アクリル酸ブチル 26 質量部
マ I 6 質量部
一オキサイド 0. 1質量部
[0173] この懸濁分散溶液を加熱し、窒素雰囲気下において 80°Cに 24時間保持し、重合 を完了させ、脱水、乾燥させて高分子量樹脂を得た。
[0174] この高分子量樹脂 23質量部を前述の低分子量樹脂溶液 (樹脂分 77質量部含有) 中に投入し、溶液中に完全に溶解せしめ混合を行い、その後高温(180°C)で減圧 蒸留を行って溶媒を除去して、 目的とするスチレン系共重合体組成物を得た。
(磁性体製造例 1)
[0175] 鉄に対する亜鉛の質量比 ZnZFeが 0. 005となるように亜鉛を含む第一鉄塩を主 成分とする水溶液を調製し、この水溶液に鉄及び亜鉛に対して当量以上の水酸化 ナトリウム水溶液を混合し、水酸化第一鉄スラリーを得る。この水酸化第一鉄スラリー の pHを 12に維持して 80°Cで酸化反応を行う。得られたマグネタイト粒子を含むスラ リーに機械的せん断力を加え分散処理を施した後、ろ別、洗浄、乾燥、粉砕を行い 磁性体 1を得た。 [0176] 得られた磁性体 1の個数平均粒径は 0. 12 μ m、磁場 796kAZmにおける磁気特 性は飽和磁化 89Am2/kg、残留磁化 l lAm2/kg、保磁力が 12kAZmであった。 (磁性体製造例 2)
[0177] 鉄に対するチタンの質量比 Ti/Feが 0. 008となるようにチタンを含む第一鉄塩を 主成分とする水溶液を調製し、この水溶液に鉄及びチタンに対して当量以上の水酸 化ナトリウム水溶液を混合し、水酸化第一鉄スラリーを得る。この水酸化第一鉄スラリ 一の pHを 12に維持して 80°Cで酸化反応を行う。得られたマグネタイト粒子を含むス ラリーに機械的せん断力を加え分散処理を施した後、ろ別、洗浄、乾燥、粉碎を行い 磁性体 2を得た。
[0178] 得られた磁性体 2の個数平均粒径は 0. 25 μ m、磁場 796kA/mにおける磁気特 性は飽和磁化 82Am2/kg、残留磁化 10Am2/kg、保磁力が 12kA/mであった。 (磁性体製造例 3)
[0179] 磁性体製造例 2で、酸化反応後のマグネタイト粒子を含むスラリーに対する分散処 理を行わない以外は、同様にして磁性体 3を得た。
[0180] 得られた磁性体 3の個数平均粒径は 0. 25 μ m、磁場 796kA/mにおける磁気特 性は飽和磁化 82Am2/kg、残留磁化 10Am2/kg、保磁力が 12kA/mであった。
(磁性体製造例 4)
[0181] 鉄に対するケィ素の質量比 Si/Feが 0. 008となるようにケィ素を含む第一鉄塩を 主成分とする水溶液を調製し、この水溶液に鉄及びケィ素に対して当量以上の水酸 化ナトリウム水溶液を混合し、水酸化第一鉄スラリーを得る。この水酸化第一鉄スラリ 一の pHを 12に維持して 80°Cで酸化反応を行う。得られたマグネタイト粒子を含むス ラリーに機械的せん断力を加え分散処理を施した後、ろ別、洗浄、乾燥、粉砕を行い 磁性体 4を得た。
[0182] 得られた磁性体 4の個数平均粒径は 0. 08 μ m、磁場 796kAZmにおける磁気特 性は飽和磁化 86Am2Zkg、残留磁化 12Am2Zkg、保磁力が 12kAZmであった。 (磁性体製造例 5)
[0183] 第一鉄塩を主成分とする水溶液に鉄に対して当量以上の水酸化ナトリウム水溶液 を混合し、水酸化第一鉄スラリーを得る。この水酸化第一鉄スラリーの pHを 12に維 持して 80°Cで酸化反応を行う。得られたマグネタイト粒子を含むスラリーを、ろ別、洗 浄、乾燥、粉砕を行い磁性体 5を得た。
[0184] 得られた磁性体 5の個数平均粒径は 0. 33 x m、磁場 796kAZmにおける磁気特 性は飽和磁化 78Am2Zkg、残留磁化 8Am2Zkg、保磁力が 9kAZmであった。 〈実施例 1〉
[0185] 結着樹脂 1 100質量部
磁性体 1 50質量部
T - 77 (ァゾ系鉄化合物、保土ケ谷化学社製) 2質量部
ポリエチレンワックス(サゾール社製、 C105、融点 105°C)
[0186] 上記の原材料をヘンシェルミキサーで 3分間混合した後、 160°Cに加熱された二軸 エタストルーダー PCM-30で溶融混練し、冷却ベルト(冷却水 15°C)により冷却後、 混合物をハンマーミルで粗粉砕した。この粗粉碎物をターボミル (ターボ工業社製) で微粉碎し、得られた微粉砕物を風力分級機で分級して磁性トナー母粒子を得た。
[0187] この磁性トナー母粒子 100質量部に、疎水性乾式シリカ(BET180m2/g) l . 2質 量部をヘンシェルミキサーにて外部添加し、下記表 6で示すように重量平均粒径 7. 0 x m、円形度 0. 93以上の粒子を 62. 3%含有する磁性トナー 1を得た。
[0188] この磁性トナー 1のガラス転移温度は 59°C、真比重は 1. 56g/cm3、飽和磁化 28 Am2Zkgであった。また 100kHzでの誘電率測定より、 40°Cにおける tan δは 6 X 1 0 3であり、誘電率は 35pF/mであり、ガラス転移温度 ± 10°Cでの tan δの変化率 は 0. 07であった。
(磁性トナーの評価)
[0189] 市販のキャノン製デジタル複写機 IR6010を使用し、プロセススピードを 265mm/ sから 320mm/sとし、 A4横サイズを 1分間に 75枚通紙できるように改造を行った。 この改造により、連続通紙を行った場合、機内温度、及び現像器近傍温度はともに 上がりやすい条件となっている。この状態で本発明のトナー 1を用いて、低温低湿環 境(温度 15°C、湿度 10%)において 10万枚の通紙耐久試験を行った。その後、高温 高湿環境(温度 30°C、湿度 80%)において、さらに 10万枚の通紙耐久試験を行った 。その後常温常湿環境 (温度 23°C、湿度 50%)において、さらに 30万枚の通紙耐久 を行った。原稿は画像比率 5%のチャートを使用した。画像に関する評価を以下のよ うにして行った。また、別途、定着での画像劣化、トナーの消費量測定、及び定着性 評価も以下のようにして行った。
[0190] 各評価の結果を表 7に示す。その結果、表 7に示すように良好な結果が得られた。
<画像評価 >
1.画像濃度
[0191] 画像濃度はマクベス濃度計(マクベス社製)で SPIフィルターを使用して、チャート の 5mm丸(1. 1濃度)の反射濃度を各環境下での耐久試験前後で比較し、濃度安 定性を評価した。
2.デジタル画像の鮮鋭さ
[0192] ライン及び文字を含む原稿を使用し、各環境下での耐久試験後の画像を目視及び 拡大顕微鏡を使用して、以下の基準で評価した。
[0193] A:文字画像及びライン画像ともに、細部まで忠実に再現している。
B :細部に多少の乱れまたは飛び散りが生じている力 目視では問題ないレベルで める。
C :目視でも乱れや飛び散りがわ力るレベルである。
D :乱れ、飛び散りが多数発生し、原稿を再現していない。
<定着での画像劣化 >
[0194] 常温常湿環境下、通紙耐久の初期、潜像担持体及びトナー担持体間の電位差を 調整し、定着前画像で幅 150 x mの画像を得る。この画像を IR6010の定着器を取り 外した外部電源及び外部駆動を取り付けた外部定着器で定着させ、定着後のライン 幅の変化率を以下の基準で判断した。
[0195] Α:変化率 5%以下であり、画像の劣化がほとんど見られない。
Β:変化率が 5— 10%であり、画像の劣化は目視では確認されなレ、。
C :変化率が 10— 20%であり、画像の劣化が目視で確認できる。
D :変化率が 20%以上であり、画像の劣化が激しい。
<トナー消費量 > [0196] 常温常湿環境下での画出し試験において、初期の現像器質量と 2000枚出力後の 現像器質量から下記式にてトナー消費量を求めた。
[0197] (数 5)
(トナー消費量)
= { (初期の現像器質量)— (2000枚出力後の現像器質量) }/2000
<定着性評価 >
[0198] 低温低湿環境に IR6010を設置し、安定化電源により入力電源を通常の設定電圧 である 100Vから 80Vに変更した。この状態で画像比率 5%の原稿(A3サイズ)を 10 00枚連続通紙を行った。本評価は、入力電圧を通常設定より低くして連続通紙させ るという定着ローラ温度の低下が生じるような条件で連続画出しを行うことによって、 定着性を評価したものである。
[0199] A: 1000枚通紙中、全くオフセットが見られない。
B: 800— 1000枚の間で軽微なオフセットが見られる。
C : 500枚一 800枚の間でオフセットが見られる。
D : 500枚通紙までにオフセットが見られる。
〈実施例 2— 7〉
[0200] 実施例 1において結着樹脂及び磁性体の種類、添加量、トナー粒径を表 6に示す とおりに変更した以外は、上記実施例 1と同様の方法を用いて表 6に示す磁性トナー 2— 7を得た。
[0201] 得られた各磁性トナー 2— 7について、上記実施例 1と同様に評価を行った。その 結果、表 7に示すような結果が得られた。
〈実施例 8〉
[0202] 実施例 7において、トナー製造時の原料混合時間を 3分から 1分に変更した以外は 実施例 7と同様の方法を用いて磁性トナー 8を得た。原料混合時間を短縮することで
、材料の分散性が厳しくなる条件下でトナーを得た。
[0203] 得られた磁性トナー 8について、上記実施例 1と同様に評価を行った。その結果、 表 7に示すような結果が得られた。
〈実施例 9〉 [0204] 実施例 7において、トナー製造時の混練温度を 160°Cから 130°Cに変更した以外 は実施例 7と同様の方法を用いて磁性トナー 9を得た。混練温度を下げることで、樹 脂の溶融粘度が高い状態で混練することで、磁性体の分散性がより厳しい状態でト ナーを得た。
[0205] 得られた磁性トナー 9について、上記実施例 1と同様に評価を行った。その結果、 表 7に示すような結果が得られた。
〈実施例 10〉
[0206] 結着樹脂 2の製造にぉレ、て、樹脂 Cと樹脂 Dとをヘンシェルミキサーで混合するとき の両榭脂の樹脂粒径を 200 μ m力ら 400 μ mに変更した以外は実施例 7と同様の方 法を用いて磁性トナー 10を得た。
[0207] 得られた磁性トナー 10について、上記実施例 1と同様に評価を行った。その結果、 表 7に示すような結果が得られた。
〈実施例 11〉
[0208] 実施例 7において、使用する結着樹脂を結着樹脂 3に変更した以外は実施例 7と同 様の方法を用レ、て磁性トナー 11を得た。
[0209] 得られた磁性トナー 11について、上記実施例 1と同様に評価を行った。その結果、 表 7に示すような結果が得られた。
〈実施例 12〉
[0210] 実施例 7において、使用する結着樹脂を結着樹脂 4に変更した以外は実施例 7と同 様の方法を用レ、て磁性トナー 12を得た。
[0211] 得られた磁性トナー 12について、上記実施例 1と同様に評価を行った。その結果、 表 7に示すような良好な結果が得られた。
〈実施例 13〉
実施例 1において得られた微粉砕物を図 1及び図 2に示したような処理装置を用い、 分級ロータ回転数 120s— 1で微粒子を除去しながら、分散ロータ回転数 100s— 回転 周速を 130m/sec)で 45秒間表面処理を行った (原料供給口 3より微粉砕物を投入 終了後、 45秒間処理後、排出弁 8を開けて処理品として取り出した)。その際、分散 ロータ 6上部に角型のディスクを 10個設置し、ガイドリング 9と分散ロータ 6上角型ディ スクの間隔を 30mm、分散ロータ 6とライナ 4との間隔を 5mmとした。またブロワ一風 量を 14m3Zmin、ジャケットに通す冷媒の温度及び冷風温度 Tlを一 20°Cとし、磁性 トナー母粒子を得た。
[0212] この磁性トナー母粒子 100質量部に、疎水性乾式シリカ(BET180m2/g) 1. 2質 量部をヘンシェルミキサーにて外部添カ卩し、重量平均粒径 7. 0 z m、円形度 0. 93 以上の粒子を 79. 4%含有する磁性トナー 13を得た。
[0213] この磁性トナー 13のガラス転移温度は 59°C、真比重は 1. 56g/cm3、飽和磁化 2 8Am2/kgであった。また 100kHzでの誘電率測定より、 40°Cにおける tan 5は 6 X 10— 3であり、ガラス転移温度 ± 10での tan δ変化率は 0. 07であった。
[0214] 得られた磁性トナー 13について、上記実施例 1と同様に評価を行った。その結果、 表 7に示すような良好な結果が得られた。
〈実施例 14一 16〉
[0215] 実施例 13において結着樹脂及び磁性体の種類、添加量、トナー粒径を表 6に示 すとおりに変更した以外は、上記実施例 13と同様の方法を用いて表 6に示す磁性ト ナー 14一 16を得た。
[0216] 得られた各磁性トナー 14一 16について、上記実施例 1と同様に評価を行った。そ の結果、表 7に示すような結果が得られた。
〈実施例 17〉
[0217] 実施例 7において、外部添加する無機微粉体を以下に示す 2種類の金属酸化物に 変更した以外は実施例 7と同様の方法を用いて磁性トナー 17を得た。
[0218] 疎水性乾式シリカ(BET; 180m2Zg、誘電率; 5) 1. 0質量部
i-C H Si (〇CH ) で表面処理されたルチル酸化チタン
4 9 3 3
(BET90m2/g、誘電率; 118) 0. 2質量部
[0219] 得られた磁性トナー 17について、上記実施例 1と同様に評価を行った。その結果、 表 7に示すような結果が得られた。
〈実施例 18〉
[0220] 実施例 7において、外部添加する無機微粉体を以下に示す 2種類の金属酸化物に 変更した以外は実施例 7と同様の方法を用いて磁性トナー 18を得た。 [0221] 疎水性乾式シリカ(BET ; 180m2Zg、誘電率; 5) 1. 0質量部 i-C H Si (〇CH ) で表面処理されたアナターゼ型酸化チタン
4 9 3 3
(BET100m2/g、誘電率; 48) 0. 2質量部
[0222] 得られた磁性トナー 18について、上記実施例 1と同様に評価を行った。その結果、 表 7に示すような結果が得られた。
〈比較例 1〉
[0223] 結着樹脂 2 100質量部
磁性体 5 50質量部
T - 77 (保土ケ谷化学社製) 2質量部
ポリエチレンワックス(サゾール社製、 C 105、融点 105°C)
[0224] 上記の原材料をヘンシェルミキサーで 1分間混合した後、 130°Cに加熱された二軸 エタストノレーダー PCM-30で溶融混練し、冷却した混合物をハンマーミルで粗粉砕 した。この粗粉砕物をターボミル (ターボ工業社製)で微粉砕し、得られた微粉砕物を 風力分級機で分級して磁性トナー母粒子を得た。
[0225] この磁性トナー母粒子 100質量部に、疎水性乾式シリカ(BET180m2/g) l . 2質 量部をヘンシェルミキサーにて外部添カ卩し、表 6で示すように重量平均粒径 7. 5 μ ηι の比較トナー 1を得た。
[0226] 得られた比較トナー 1について、上記実施例 1と同様に評価を行った。その結果、 表 7に示すような結果が得られた。
〈比較例 2〉
[0227] 実施例 7において結着樹脂 5に変更し、比較トナー 2を得た。
[0228] 得られた比較トナー 2について、上記実施例 1と同様に評価を行った。その結果、 表 7に示すような結果が得られた。
〈比較例 3— 4〉
[0229] 比較例 1において結着樹脂及び磁性体の種類、添加量、トナー粒径を表 6に示す とおりに変更した以外は、上記比較例 1と同様の方法を用いて表 6に示す比較トナー 3— 4を得た。 [0230] 得られた各比較トナー 3— 4について、上記実施例 1と同様に評価を行った。その 結果、表 7に示すような結果が得られた。
〈比較例 5〉
[0231] 実施例 7において、微粉砕を PJMジェット粉砕機 (日本ニューマチック工業)で行つ た以外は、同様の方法を用いて表 6に示す比較トナー 5を得た。
[0232] 得られた比較トナー 5について、上記実施例 1と同様に評価を行った。その結果、 表 7に示すような結果が得られた。
[0233] [表 6]
表 6
Figure imgf000049_0001
性トナー 1 0においては、 混練時の榭脂粒径を 4 0 0 /i mに変更して製造した結着榭脂を用い
Figure imgf000050_0001
産業上の利用の可能性
本発明により、使用環境によらず安定した画像濃度が得られる磁性トナーであり、 低温定着性に優れ、定着時での画像劣化が少なぐ高着色力で、トナー消費量も少 なレ、磁性トナーを提供することができる。

Claims

請求の範囲 [1] 少なくとも結着樹脂及び磁性体を含有する磁性トナー母粒子を含有する磁性トナ 一であって、 (i)該結着樹脂がポリエステルユニットを含有しており、 (ii)該トナーの重量平均粒径(D4)が 5. 0-9. 0 /i mであり、 (iii)該トナーの真比重が 1. 3— 1. 7g/cm3であり、 (iv)該トナーの磁場 796kA/mにおける飽和磁化が 20— 35Am2/kgであり、(V)該トナーにおいて、円形度が 0. 93以上の範囲にあるトナーを 60個数%以上含 有し、 (vi)該トナーの 100kHzにおける誘電正接 (tan S )が、下記式(1 )を満足すること を特徴とする磁性トナー。
(数 1 )
(tan S -tan S ) /tan δ ≤ 0. 20 ( 1 )
Η L L
〔式中、 tan δ は、トナーのガラス転移温度(°C) + 10°Cでの誘電正接を表し、
H
tan S は、トナーのガラス転移温度(°C)一 10°Cでの誘電正接を表す。〕
L
[2] 該トナーにおいて、円形度が 0. 93以上の範囲にあるトナーを 75個数%以上含有 することを特徴とする請求項 1に記載の磁性トナー。
[3] 前記トナーの 100kHz、 40。Cにおける誘電正接(tan δ )が 2 X 10— 3— I X 10— 2で あることを特徴とする請求項 1又は 2に記載の磁性トナー。
[4] 前記トナーの 100kHz、 40°Cにおける誘電率が 15— 40 (pFZm)であることを特 徴とする請求項 1一 3の何れか一項に記載の磁性トナー。
[5] 前記磁性体の個数平均粒径が 0. 08-0. 30 /i mであることを特徴とする請求項 1 一 4の何れか一項に記載の磁性トナー。
[6] 前記トナーの分子量分布において、分子量 1万以下の成分を 30質量%以上含有 することを特徴とする請求項 1一 5の何れか一項に記載の磁性トナー。
[7] 前記結着樹脂が、軟化点の異なる 2種以上の樹脂を含有することを特徴とする請求 項 1一 6の何れか一項に記載の磁性トナー。
[8] 前記トナーは、無機微粉体が外添されており、該無機微粉体が個数平均粒径 100 nm以下の金属酸化物を少なくとも 2種以上含有していることを特徴とする請求項 1 7の何れか一項に記載の磁性トナー。
[9] 誘電率がトナーの誘電率よりも 5PFZm以上大きレ、金属酸化物(I)と、誘電率がト ナ一の誘電率よりも 5pFZm以上小さい金属酸化物(II)とが少なくとも含有されてレ' ることを特徴とする請求項 8に記載の磁性トナー。
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