JP5448406B2 - toner - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真法、静電記録法、磁気記録法、及びトナージェット法の如き記録方法に用いられるトナーに関する。 The present invention relates to a toner used in a recording method such as an electrophotographic method, an electrostatic recording method, a magnetic recording method, and a toner jet method.
従来、電子写真法においては、一般には光導電性物質を利用し、種々の手段により感光体上に静電荷像を形成し、次いで該静電荷像を、トナーを用いて現像し、必要に応じて紙の如き転写材にトナー画像を転写した後、加熱、加圧、加熱加圧或いは溶剤蒸気により定着し、トナー画像を得る。
近年、地球温暖化問題への対応として、省エネルギー定着技術の要望が高まっており、低い設定温度においても高品位な画像品質を満たす高光沢度や豊かな色再現性を発揮するトナーが望まれている。
Conventionally, in electrophotography, a photoconductive material is generally used, and an electrostatic charge image is formed on a photoreceptor by various means. Then, the electrostatic charge image is developed with toner, and if necessary. After the toner image is transferred to a transfer material such as paper, it is fixed by heating, pressing, heating and pressing, or solvent vapor to obtain a toner image.
In recent years, as a response to the global warming problem, there is an increasing demand for energy-saving fixing technology, and toners that exhibit high gloss and rich color reproducibility that satisfy high-quality image quality even at low set temperatures are desired. Yes.
その実現のためにはトナーの結着樹脂のガラス転移点(Tg)を下げることや、トナーの結着樹脂の平均分子量を下げることが必要である。しかし、単純にトナーの結着樹脂のTgや平均分子量を下げてしまうとトナーの保存安定性が損なわれたり、定着器にトナーがオフセットし画像を汚染してしまうなどの現象が起き易くなる。また、画像出力を進めると、度重なる現像器内でのストレスによって外添剤がトナー粒子表面へ埋め込まれることによる現像性の低下や、トナー粒子強度そのものの低下による破砕や圧延が増加し、部材汚染が促進され易くなるのが通常である。 In order to achieve this, it is necessary to lower the glass transition point (Tg) of the toner binder resin or to lower the average molecular weight of the toner binder resin. However, if the Tg or average molecular weight of the toner binder resin is simply lowered, the storage stability of the toner is impaired, or the toner is offset to the fixing device and the image is easily contaminated. Further, when the image output is advanced, the developability deteriorates due to the external additive being embedded in the toner particle surface due to repeated stress in the developing device, and crushing and rolling due to the decrease in the toner particle strength itself increase. Usually, contamination is likely to be promoted.
以上のようなトナーの低温定着性と多数枚出力時の画像安定性という一見矛盾する性能を両立するためにさまざまな提案がなされている。例えば、トナーの結着樹脂の平均分子量やガラス転移点を低めに制御し、トナー粒子表面近傍に結着樹脂より平均分子量やガラス転移点の高い樹脂成分でプロテクトした、所謂コアシェル構造を有するトナー技術が開示されている(例えば、特許文献1、2及び3参照)。
しかしながら、本発明者らの検討によると、これらのトナーは確かに低温定着性の効果は認められるものの、特に一成分接触現像システムを用いて現像出力操作を繰り返したところ、外添剤の埋没等のトナー劣化に伴う画像品質の低下に改善の余地があることが分かった。
Various proposals have been made to achieve both seemingly contradictory performances such as the low-temperature fixability of the toner as described above and the image stability when outputting a large number of sheets. For example, a toner technology having a so-called core-shell structure in which the average molecular weight and glass transition point of the binder resin of the toner are controlled to be low, and protected with a resin component having a higher average molecular weight and glass transition point than the binder resin in the vicinity of the toner particle surface. Is disclosed (for example, see Patent Documents 1, 2 and 3).
However, according to the study by the present inventors, although these toners certainly have the effect of low-temperature fixability, particularly when the development output operation was repeated using a one-component contact development system, embedded external additives, etc. It has been found that there is room for improvement in image quality deterioration due to toner deterioration.
コアシェル構造を有するトナーにおいて、更にシェル層のガラス転移点を高くすることで、保存安定性を高めたトナーも提案されている(例えば、特許文献4参照)。しかし、これらのトナーはトナー及び画像の保存安定性は高まるものの、トナー粒子に被覆される無機微粒子等の外添成分が、現像出力に伴って脱離し易い傾向が認められ、使用環境によっては画像品質の低下が避けられないのが現状である。 In the toner having a core-shell structure, a toner having a higher storage stability by further increasing the glass transition point of the shell layer has been proposed (for example, see Patent Document 4). However, although the storage stability of these toners and images increases, external components such as inorganic fine particles coated on the toner particles tend to be detached with development output. The current situation is that deterioration of quality is inevitable.
一方、電子写真技術が広く普及するなかで、より厳しい使用環境においても画像品質を維持する技術の要望も高まっている。環境安定性の改善を目的に、結着樹脂の酸価や水酸基価をコントロールする技術が開示されている(例えば、特許文献5及び6参照)。
しかしながら、本発明者らが結着樹脂の酸価や水酸基価が及ぼす環境依存性への影響を検討した結果、ポリエステル系の樹脂が有する酸価や水酸基価と、ビニル重合系の樹脂が有する酸価や水酸基価では効果が異なり、又メインバインダー組成やその他の添加剤との相互作用によっても効果の発現に影響が認められ、更なる環境安定性に向けた改善の余地が残されていることが分かった。
However, as a result of studying the influence of the acid value and hydroxyl value of the binder resin on the environment dependency, the present inventors have found that the acid value and hydroxyl value of the polyester resin and the acid of the vinyl polymerization resin have. The effect differs depending on the valence and hydroxyl value, and the effect of the effect is recognized by the interaction with the main binder composition and other additives, leaving room for further improvement in environmental stability. I understood.
本発明が解決しようとする課題は、トナーの定着特性の向上、環境差の影響を受け難い帯電安定性の向上及び耐部材汚染性を向上することにより、長期にわたる現像品質の維持を達成することにある。 The problems to be solved by the present invention are to achieve long-term development quality maintenance by improving toner fixing characteristics, improving charging stability that is not easily affected by environmental differences, and improving resistance to member contamination. It is in.
本発明は、結着樹脂、着色剤、ワックス成分、及び、水酸基を有するビニル系共重合体を含有するトナー粒子と、無機微粉体とを有するトナーであって、前記トナー粒子に含有される前記水酸基を有するビニル系共重合体の水酸基価が、3〜70mgKOH/gであり、前記トナーの示差走査熱量計により測定されるガラス転移温度(TgA)が40〜60℃であり、前記トナーのテトラヒドロフラン(THF)可溶分中におけるシクロヘキサン(CHX)不溶分のガラス転移温度(TgB)が80〜120℃であり、前記TgAとTgBが、25℃≦(TgB−TgA)≦70℃、の関係を満たし、前記無機微粉体が表面処理剤で表面が処理された無機微粉体であることを特徴とするトナーに関する。
The present invention is a toner having toner particles containing a binder resin, a colorant, a wax component, and a vinyl copolymer having a hydroxyl group , and an inorganic fine powder, wherein the toner particles are contained in the toner particles. The vinyl copolymer having a hydroxyl group has a hydroxyl value of 3 to 70 mgKOH / g, the glass transition temperature (TgA) measured by a differential scanning calorimeter of the toner is 40 to 60 ° C., and the tetrahydrofuran of the toner The glass transition temperature (TgB) of cyclohexane (CHX) insoluble matter in (THF) soluble matter is 80 to 120 ° C., and the relationship between TgA and TgB is 25 ° C. ≦ (TgB−TgA) ≦ 70 ° C. The present invention relates to a toner characterized in that the inorganic fine powder is an inorganic fine powder whose surface is treated with a surface treatment agent.
本発明によれば、トナー粒子を構成する樹脂成分の機能を有効に発揮させることによって、省エネルギー定着器に対応した低温定着特性と、高温高湿環境や低温低湿環境での帯電安定性と、トナー劣化の抑制による耐久性が向上し、長期にわたって高品位な画像品質を安定して提供することができる。 According to the present invention, by effectively exhibiting the function of the resin component constituting the toner particles, low temperature fixing characteristics corresponding to an energy saving fixing device, charging stability in a high temperature and high humidity environment and a low temperature and low humidity environment, and toner The durability is improved by suppressing deterioration, and high-quality image quality can be stably provided over a long period of time.
本発明のトナーは、結着樹脂、着色剤、ワックス成分、及び水酸基価が3乃至70mgKOH/gのビニル系共重合体を少なくとも含有するトナー粒子と、少なくとも表面処理剤で表面が処理された無機微粉体とを含有するトナーである。また、本発明のトナーは、トナーの示差走査熱量計により測定されるガラス転移温度(Tg)が40℃乃至60℃に少なくとも存在し、トナーのテトラヒドロフラン(THF)可溶分中におけるシクロヘキサン(CHX)不溶分のガラス転移温度(TgB)が、80乃至120℃に少なくとも存在し、当該TgAとTgBが、25℃≦TgB−TgA≦70℃、の関係を満たすトナーである。
上記構成とすることで、低温定着特性を狙った比較的低強度であるトナー粒子においても、トナー粒子を覆う無機微粉体の多数枚現像出力動作に伴う脱離が抑制され、トナー粒子の保護機能と現像特性の維持機能が働き画像品質の安定化が図られる。
The toner of the present invention includes an inorganic toner whose surface is treated with a binder resin, a colorant, a wax component, and toner particles containing at least a vinyl copolymer having a hydroxyl value of 3 to 70 mgKOH / g, and at least a surface treatment agent. A toner containing fine powder. Further, the toner of the present invention has a glass transition temperature (Tg) measured by a differential scanning calorimeter of the toner of at least 40 ° C. to 60 ° C., and cyclohexane (CHX) in the tetrahydrofuran (THF) soluble content of the toner. The toner has a glass transition temperature (TgB) in an insoluble content of at least 80 to 120 ° C., and the TgA and TgB satisfy a relationship of 25 ° C. ≦ TgB−TgA ≦ 70 ° C.
By adopting the above configuration, even in toner particles having a relatively low strength aiming at low-temperature fixing characteristics, the release of a large number of inorganic fine powders covering the toner particles during the development output operation is suppressed, and the toner particle protecting function The development characteristic maintaining function works to stabilize the image quality.
本発明のトナーが上記効果を発現する理由は必ずしも明らかでは無いが、本発明者らは以下の理由によるものと考えている。
即ち、本来流動性と帯電の均一性をトナー粒子に機能付与する目的で外部添加される無機微粉体は、無機微粉体表面に多数存在する水酸基等の極性基をカップリング剤やシリコーンオイル等により表面処理を施して、水分子の吸着サイトを保護している。しかし、実際にはその様な処理剤の効果で疎水化度は高められるものの、ナノメートルオーダーで比表面積の大きな無機微粒子表面の極性基を完全に保護することは難しく、ある程度の水酸基等の極性基が表面に露出することは避けられないのが現状である。
本発明者らの検討によると、トナー粒子に特定の水酸基を有する樹脂を添加した場合、トナー粒子表面に存在する水酸基と、添加した無機微粉体表面に露出している水酸基とが
相互作用を及ぼし親和し、現像器内で受ける攪拌ストレスに対しても親和力が脱離抗力に勝るため、長期に亘って無機微粒子の被覆が維持できることを見いだした。
また、上記構成のトナーは、トナー粒子表面の水酸基と無機微粉体表面の水酸基が互いに親和しているために水分子の吸着をブロックすることができ、優れた環境安定性を発揮できることも見いだした。
The reason why the toner of the present invention exhibits the above-mentioned effect is not necessarily clear, but the present inventors consider that the reason is as follows.
That is, the inorganic fine powder added externally for the purpose of imparting the function of toner to the fluidity and the uniformity of the charge originally has a polar group such as a hydroxyl group present on the surface of the inorganic fine powder by a coupling agent or silicone oil. Surface treatment is applied to protect the adsorption sites of water molecules. In reality, however, the hydrophobization degree is enhanced by the effect of such a treatment agent, but it is difficult to completely protect polar groups on the surface of inorganic fine particles having a large specific surface area in the order of nanometers. It is inevitable that the group is exposed on the surface.
According to the study by the present inventors, when a resin having a specific hydroxyl group is added to the toner particles, the hydroxyl groups present on the surface of the toner particles interact with the hydroxyl groups exposed on the surface of the added inorganic fine powder. It was found that the coating of the inorganic fine particles can be maintained over a long period of time because the affinity is superior to the desorption resistance against the stirring stress received in the developing unit.
In addition, it has been found that the toner having the above constitution can block the adsorption of water molecules because the hydroxyl groups on the surface of the toner particles and the hydroxyl groups on the surface of the inorganic fine powder are compatible with each other, and can exhibit excellent environmental stability. .
従来ポリエステル等の水酸基価を有する樹脂をトナーの結着樹脂に用いた場合、極性を有する水酸基が空気中の水分子を吸着し易い傾向を示すため、特に高湿環境下で現像出力を進めると帯電量の低下が避けられない問題があった。しかし、トナーの構成要素として、本発明の必須成分である水酸基価を有するビニル系共重合体を用いた場合、当該ビニル系共重合体は、主鎖から水酸基を有する機能部位がペンダント状にぶら下がる構造を取るため、トナー粒子表面において、当該水酸基と無機微粉体とが機能的に相互作用を及ぼし、接触点密度をかせげる。結果、トナー粒子と無機微粉体とのアンカー効果が高まり無機微粒子の被覆が長期に亘り維持でき、水分子の吸着による帯電量の低下を克服できるものと考えている。 Conventionally, when a resin having a hydroxyl value, such as polyester, is used as the binder resin for the toner, the polar hydroxyl group tends to adsorb water molecules in the air. There was a problem that the charge amount could not be reduced. However, when a vinyl copolymer having a hydroxyl value, which is an essential component of the present invention, is used as a component of the toner, the vinyl copolymer has pendant functional sites having a hydroxyl group from the main chain. Because of the structure, the hydroxyl group and the inorganic fine powder have a functional interaction on the surface of the toner particles, thereby increasing the contact point density. As a result, the anchor effect between the toner particles and the inorganic fine powder is enhanced, and the coating of the inorganic fine particles can be maintained for a long period of time, and the decrease in the charge amount due to the adsorption of water molecules can be overcome.
無機微粉体の脱離は特に低湿環境下で顕著な問題を引き起こす。その理由は、低湿環境下でトナーが攪拌されると摩擦帯電量が過多になり易く、チャージアップしたトナー粒子と無機微粒体が互いに反発することによるからと考えられる。この問題に対しても、トナー粒子表面に存在する水酸基が無機微粉体としっかり親和することで、トナー粒子表面が満遍なく無機微粉体で保護されてトナーと一体になるために、過度にトナー粒子がチャージアップする問題が防止できる。
上述のように、本発明のトナーが含有する特定の水酸基価を有する樹脂は、ビニル系共重合体である。この理由は明らかにはなって無いが、本発明者らは以下のように考えている。(1)ポリエステル系の水酸基価を有する樹脂は、構造上主鎖の末端に極性基を有するため、トナー粒子表面において、水酸基の配置が有効に機能する分布状態ではない。(2)ポリエステル系樹脂は、カルボン酸基が存在し、これは帯電をコントロールする上で不安定な要素を多く含み、ポリエステル系樹脂の使用が本発明の効果を薄める。
The desorption of inorganic fine powder causes a significant problem especially in a low humidity environment. The reason is considered to be that when the toner is stirred in a low humidity environment, the triboelectric charge amount tends to be excessive, and the charged toner particles and the inorganic fine particles repel each other. Against this problem, since the hydroxyl groups present on the surface of the toner particles have a good affinity with the inorganic fine powder, the toner particle surface is uniformly protected by the inorganic fine powder and becomes integral with the toner. The problem of charging up can be prevented.
As described above, the resin having a specific hydroxyl value contained in the toner of the present invention is a vinyl copolymer. The reason for this is not clear, but the present inventors consider as follows. (1) Since a polyester-based resin having a hydroxyl value has a polar group at the end of the main chain, it is not in a distribution state in which the hydroxyl group functions effectively on the toner particle surface. (2) The polyester resin has a carboxylic acid group, which contains many elements that are unstable in controlling charging, and the use of the polyester resin reduces the effect of the present invention.
上述のように、本発明のトナーに用いられるトナー粒子は、水酸基価が3乃至70mgKOH/gのビニル系共重合体を含有する。
水酸基価が3mgKOH/gに満たない場合、低温低湿下における多数枚の現像出力時に外添剤が脱離傾向を示すため、トナー消費寿命の到達前に部材汚染や現像性の低下が起こりやすい。
一方、水酸基価が70mgKOH/gを超える場合、高温高湿環境における帯電性能が劣るため、多数枚の現像出力時にカブリ等の現像特性が悪化する。
上記ビニル系共重合体の水酸基価は、5乃至34mgKOH/gであることが好ましく、10乃至25mgKOH/gであることがより好ましい。
As described above, the toner particles used in the toner of the present invention contain a vinyl copolymer having a hydroxyl value of 3 to 70 mgKOH / g.
When the hydroxyl value is less than 3 mgKOH / g, the external additive tends to detach at the time of development output of a large number of sheets under low temperature and low humidity. Therefore, the contamination of the member and the developability are liable to occur before the toner consumption life is reached.
On the other hand, when the hydroxyl value exceeds 70 mgKOH / g, the charging performance in a high-temperature and high-humidity environment is inferior, so that the development characteristics such as fog are deteriorated when a large number of sheets are developed.
The hydroxyl value of the vinyl copolymer is preferably 5 to 34 mgKOH / g, more preferably 10 to 25 mgKOH / g.
上記トナー粒子が含有する水酸基価が3乃至70mgKOH/gのビニル系共重合体の含有量は、トナーを構成する全結着樹脂に対して、3乃至30質量%であることが好ましく、10乃至27質量%であることがより好ましい。
上記特定の水酸基価を有するビニル系共重合体の含有量が、3質量%に満たない場合、現像動作を繰り返すにつれて外添剤の脱離が促進され、部材汚染を引き起こす恐れがある。
一方、含有量が30質量%を超える場合、上記特定の水酸基価を有するビニル系共重合体は、ガラス転移温度を高く設定することでトナー構造を強靭にする目的も担うため、低温定着特性が低下する傾向にある。
The content of the vinyl copolymer having a hydroxyl value of 3 to 70 mgKOH / g contained in the toner particles is preferably 3 to 30% by mass with respect to the total binder resin constituting the toner. It is more preferable that it is 27 mass%.
When the content of the vinyl copolymer having the specific hydroxyl value is less than 3% by mass, the detachment of the external additive is promoted as the developing operation is repeated, which may cause member contamination.
On the other hand, when the content exceeds 30% by mass, the vinyl-based copolymer having the specific hydroxyl value also serves to strengthen the toner structure by setting the glass transition temperature high, so that the low-temperature fixing characteristics are low. It tends to decrease.
上記特定の水酸基価を有するビニル系共重合体は、トナーのテトラヒドロフラン(TH
F)可溶分中におけるシクロヘキサン(CHX)不溶分としてその一部が抽出される。当該抽出物の水酸基価は、1乃至70mgKOH/gであることが好ましい。
トナーのテトラヒドロフラン(THF)可溶成分中におけるシクロヘキサン(CHX)不溶分として抽出された樹脂の水酸基価が1mgKOH/gに満たない場合、特定の水酸
基価を有するビニル系共重合体の極性が低いことを意味し、結着樹脂の主成分に相溶して取り込まれ易くなるため、トナー粒子表面で機能する水酸基の量が不足し現像耐久性が低下する傾向にある。
一方、上記抽出された樹脂の水酸基価が70mgKOH/gを超える場合、特定の水酸
基価を有するビニル系共重合体の極性が強いことを意味し、結着樹脂の主成分との相溶性に若干劣る傾向があり、現像性能が不安定になる恐れがある。
The vinyl copolymer having a specific hydroxyl value is a toner tetrahydrofuran (TH).
F) A part thereof is extracted as the insoluble matter in cyclohexane (CHX) in the soluble matter. The hydroxyl value of the extract is preferably 1 to 70 mgKOH / g.
When the hydroxyl value of the resin extracted as the insoluble component of cyclohexane (CHX) in the tetrahydrofuran (THF) soluble component of the toner is less than 1 mgKOH / g, the polarity of the vinyl copolymer having a specific hydroxyl value is low. The amount of hydroxyl groups that function on the surface of the toner particles is insufficient and the development durability tends to decrease.
On the other hand, when the hydroxyl value of the extracted resin exceeds 70 mgKOH / g, it means that the vinyl copolymer having a specific hydroxyl value has a strong polarity, and has a slight compatibility with the main component of the binder resin. There is a tendency to be inferior, and the development performance may become unstable.
本発明に用いられる無機微粉体は、少なくとも表面処理剤で表面が処理された無機微粉体であることが必須である。本来、無機微粉体の表面を処理剤でコートする目的は、疎水化を高めて環境特性を改善することにある。本発明においては上記目的に加え、表面処理を施した無機微粒子の僅かに露出している表面極性基とトナー粒子表面に存在する水酸基との親和性を利用して、無機微粒子の脱離を防止することを主目的とする。
本発明における無機微粉体の表面処理剤は、シランカップリング剤、チタニウムカップリング剤、アルミニウムカップリング剤の如きカップリング剤や、シリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、シリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シラン化合物等が挙げられる。したがって、上記無機微粉体はこれら表面処理剤から選ばれる少なくとも一種類以上の表面処理剤で表面が処理された無機微粉体である。
The inorganic fine powder used in the present invention is essential to be an inorganic fine powder having a surface treated with at least a surface treatment agent. Originally, the purpose of coating the surface of the inorganic fine powder with the treatment agent is to improve the hydrophobicity and improve the environmental characteristics. In the present invention, in addition to the above purpose, the removal of inorganic fine particles is prevented by utilizing the affinity between the slightly exposed surface polar groups of the surface-treated inorganic fine particles and the hydroxyl groups present on the toner particle surface. The main purpose is to do.
The surface treatment agent for inorganic fine powders in the present invention includes coupling agents such as silane coupling agents, titanium coupling agents, and aluminum coupling agents, silicone varnishes, various modified silicone varnishes, silicone oils, various modified silicone oils, and silanes. Compounds and the like. Therefore, the inorganic fine powder is an inorganic fine powder whose surface is treated with at least one kind of surface treatment agent selected from these surface treatment agents.
これらの中でも、特にシランカップリング剤、シリコーンオイル、シラン化合物(ヘキサメチルジシラザン等)から選ばれる処理剤が、無機微粉体を均一に処理でき、かつトナー粒子表面の水酸基との親和性に優れた表面状態を作り出せるため好ましい。 Among these, in particular, a treatment agent selected from silane coupling agents, silicone oils, and silane compounds (hexamethyldisilazane, etc.) can treat inorganic fine powder uniformly and has excellent affinity with hydroxyl groups on the surface of toner particles. This is preferable because a rough surface state can be created.
上記シランカップリング剤及びシラン化合物としては、例えば、ヘキサメチルジシラザン、卜リメチルシラン、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、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、β−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、トリオルガノシリルメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン、1,3−ジフェニルテトラメチルジシロキサン、及び1分子当り2から12個のシロキサン単位を有し、末端に位置する単位のSiに水酸基を1つずつ有するジメチルポリシロキサンが挙げられる。これらは1種あるいは2種以上の混合物で用いられる。 Examples of the silane coupling agent and silane compound include hexamethyldisilazane, trimethylsilane, trimethylchlorosilane, trimethylethoxysilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, allyldimethylchlorosilane, allylphenyldichlorosilane, and benzyl. Dimethylchlorosilane, bromomethyldimethylchlorosilane, α-chloroethyltrichlorosilane, β-chloroethyltrichlorosilane, chloromethyldimethylchlorosilane, triorganosilylmercaptan, trimethylsilylmercaptan, triorganosilylacrylate, vinyldimethylacetoxysilane, dimethylethoxy Silane, dimethyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, hexamethyldisiloxane, 1,3-divinyl Examples include tetramethyldisiloxane, 1,3-diphenyltetramethyldisiloxane, and dimethylpolysiloxane having 2 to 12 siloxane units per molecule, and having one hydroxyl group in Si at the terminal unit. . These are used alone or in a mixture of two or more.
なお、上記シランカップリング剤及びシラン化合物(表面処理剤)を用いた無機微粉体の処理方法は、乾式処理法でも湿式処理法でも可能である。乾式処理法の例としては、良く撹拌されている無機微粉体の原体に、上記表面処理剤を水または有機溶媒に希釈したものを均一に分散させる方法が用いられる。撹拌機としては、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、V型ブレンダー、スパルタンリューザー等が使用される。湿式処理法の例としては、上記表面処理剤の希薄溶液中に無機微粉体の原体を含浸させ、スラリー化したものを濾過、遠心分離、デカンテーション等の方法により溶液から分離し、加熱乾燥処理を行う。 In addition, the processing method of the inorganic fine powder using the said silane coupling agent and a silane compound (surface treatment agent) can be a dry processing method or a wet processing method. As an example of the dry treatment method, there is used a method of uniformly dispersing the surface treatment agent diluted with water or an organic solvent in a well-stirred inorganic fine powder base. As the stirrer, a Henschel mixer, a super mixer, a V-type blender, a spartan luzer, or the like is used. As an example of the wet processing method, impregnating the raw material of the inorganic fine powder into a dilute solution of the above surface treatment agent, and separating the slurry from the solution by a method such as filtration, centrifugation, decantation, etc., and heat drying Process.
上記シリコーンオイルとしては、下記一般式で示される、ジメチルポリシロキサン、メチルハイドロジェンポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン、α−メチルスチレ
ン変性シリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル等を好適に例示できる。また、これらのシリコーンオイルは、2種以上を混合して使用しても良い。
Preferred examples of the silicone oil include dimethylpolysiloxane, methylhydrogenpolysiloxane, methylphenylpolysiloxane, α-methylstyrene-modified silicone oil, chlorophenyl silicone oil, and fluorine-modified silicone oil represented by the following general formula. it can. Moreover, you may use these silicone oils in mixture of 2 or more types.
R’:アルキル、ハロゲン変性アルキル、フェニル、変性フェニル、水素等のシリコーンオイル変性基
R”:炭素数1〜炭素数3のアルキル基又はアルコキシ基
上記シリコーンオイルを用いた無機微粉体の処理方法としては、例えば、無機微粉体とシリコーンオイルとをヘンシェルミキサー等の混合機を用いて直接混合しても良いし、ベースの無機微粉体へシリコーンオイルを噴霧しながら撹拌する方法によっても良い。あるいは適当な溶剤(好ましくは有機酸等でpH4に調整)にシリコーンオイルを溶解あるいは分散せしめた後、ベースの無機微粉体を混合した後、溶剤を除去して作製しても良い。また、無機微粉体を反応槽に入れ、窒素雰囲気下、撹拌しながらアルコール水を添加し、シリコーンオイルを反応槽に導入して表面処理を行い、さらに加熱撹拌して溶剤を除去する方法をとってもよい。
As a method for treating the inorganic fine powder using the silicone oil, for example, the inorganic fine powder and the silicone oil may be directly mixed using a mixer such as a Henschel mixer, or the base inorganic fine powder may be mixed with the silicone oil. It is good also by the method of stirring while spraying. Alternatively, it may be prepared by dissolving or dispersing silicone oil in an appropriate solvent (preferably adjusted to
上記シリコーンオイルを用いた無機微粉体の処理方法としては、25℃における粘度が10乃至300cSt(mm2/s)のストレートシリコーンを無機微粉体原体に対して
5乃至40質量%の添加量で表面処理したものが好適に例示できる。
シリコーンオイルの粘度が10cSt(mm2/s)未満の場合、無機微粉体表面に対
するオイルの付着力が十分でなく、確かな効果が認められない。一方、シリコーンオイルの粘度が300cSt(mm2/s)を超える場合には、無機微粉体表面のシリコーンオ
イルの付着状態にムラが発生し、高湿環境下におけるカブリや低湿環境下における無機微粉体の脱離を誘発し、現像性の低下を引き起こし易くなる。
As a processing method of the inorganic fine powder using the silicone oil, a straight silicone having a viscosity of 10 to 300 cSt (mm 2 / s) at 25 ° C. is added in an amount of 5 to 40% by mass based on the inorganic fine powder base. What surface-treated can be illustrated suitably.
When the viscosity of the silicone oil is less than 10 cSt (mm 2 / s), the adhesive force of the oil to the surface of the inorganic fine powder is not sufficient, and a reliable effect is not recognized. On the other hand, when the viscosity of the silicone oil exceeds 300 cSt (mm 2 / s), unevenness occurs in the adhesion state of the silicone oil on the surface of the inorganic fine powder, and fogging in a high humidity environment or inorganic fine powder in a low humidity environment Is easily induced to cause a decrease in developability.
シリコーンオイルの添加量が5質量%未満の場合には、シリコーンオイルの量が少ないため、無機微粉体の表面露出面積が大きくなり、疎水化度が不十分となり環境帯電性が悪化する。一方、シリコーンオイルの量が40質量%を超える場合には、過剰なシリコーンオイルによる凝集塊の発生や、帯電性能の不均一化によるカブリが発生する可能性がある。 When the amount of silicone oil added is less than 5% by mass, the amount of silicone oil is small, so that the exposed surface area of the inorganic fine powder becomes large, the degree of hydrophobicity becomes insufficient, and the environmental chargeability deteriorates. On the other hand, when the amount of the silicone oil exceeds 40% by mass, there is a possibility that agglomeration due to excessive silicone oil or fogging due to non-uniform charging performance may occur.
本発明のトナーに用いられる無機微粉体は、少なくともカップリング剤で処理した後に、シリコーンオイルで疎水化処理したものも好ましく用いることができる。カップリング処理をすることで、無機微粉体原体の表面の疎水化を確実に高めることができ、更にシリコーンオイルを処理することで過度な帯電を抑える効果が付与できるため、この手順で処理することによってより環境特性に優れたトナーが得られる。 As the inorganic fine powder used in the toner of the present invention, one that has been treated with at least a coupling agent and then hydrophobized with silicone oil can be preferably used. By performing the coupling treatment, the surface of the inorganic fine powder raw material can be reliably increased in hydrophobicity, and further, by treating the silicone oil, an effect of suppressing excessive charging can be imparted. As a result, a toner having more excellent environmental characteristics can be obtained.
また、本発明のトナーは、無機微粉体の含有量が、トナーに対し、好ましくは0.05〜6.0質量%、より好ましくは0.1〜3.0質量%、さらに好ましくは0.2〜1.
5質量%である。無機微粉体の含有量が上記範囲より少なすぎる場合には、無機微粉体を添加することの効果が十分に得られ難く、また上記範囲より多すぎる場合には、トナー粒
子に対して過剰な無機微粉体が脱離傾向を示すため、現像動作を繰り返すことでこれらの脱離無機微粉体が部材汚染を引き起こすリスクが高まる傾向にある。
In the toner of the present invention, the content of the inorganic fine powder is preferably 0.05 to 6.0% by mass, more preferably 0.1 to 3.0% by mass, and still more preferably 0.00%, based on the toner. 2-1.
5% by mass. If the content of the inorganic fine powder is too small than the above range, it is difficult to obtain the effect of adding the inorganic fine powder. Since the fine powder shows a tendency to detach, there is a tendency that the risk of these detachment inorganic fine powders causing member contamination increases by repeating the developing operation.
さらに、上記無機微粉体は、5乃至80nmの個数平均一次粒径を有する無機微粉体を含有することが好ましい。無機微粉体の個数平均一次粒径が上記範囲内にある場合、特に本発明のトナー粒子との相互作用が好適に働き現像耐久安定性が高く機能する。
無機微粉体の個数平均一次粒径が5nmに満たない場合、現像動作が進むに伴いトナー粒子表面に無機微粉体が物理的に埋め込まれ易い傾向を示すため、現像性の低下に繋がる恐れがある。一方、無機微粉体の個数平均一次粒径が80nmを越える場合、度重なる現像器内での攪拌により、低温低湿環境下や他に外部添加される無機微粉体との相互作用によっては、無機微粉体同士の凝集力が働きトナー粒子から脱離し易い傾向が見られるため、現像安定性に懸念が生じる。
Further, the inorganic fine powder preferably contains an inorganic fine powder having a number average primary particle size of 5 to 80 nm. When the number average primary particle size of the inorganic fine powder is within the above range, the interaction with the toner particles of the present invention works particularly well and the development durability stability is high.
If the number average primary particle size of the inorganic fine powder is less than 5 nm, the development tendency tends to cause the inorganic fine powder to be physically embedded on the surface of the toner particles as the developing operation proceeds, which may lead to a decrease in developability. . On the other hand, when the number average primary particle size of the inorganic fine powder exceeds 80 nm, depending on the interaction with the inorganic fine powder externally added in a low temperature and low humidity environment due to repeated stirring in the developing device, the inorganic fine powder There is a concern about the development stability because the cohesive force between the bodies works and tends to be detached from the toner particles.
上記無機微粉体の個数平均一次粒径は、FE−SEM S−4800(日立製作所製)により10万倍に拡大したトナー粒子表面の写真を撮影し、当該拡大写真を用いて100個以上の無機微粉体の粒径を測定、算術平均から求めた。尚、無機微粉体の粒径は、形状が球形の場合はその絶対最大長を、長径と短径を有する場合は長径を、粒径としてカウントする。 The number average primary particle size of the inorganic fine powder was obtained by taking a photograph of the toner particle surface magnified 100,000 times with FE-SEM S-4800 (manufactured by Hitachi, Ltd.) and using the enlarged photograph, 100 or more inorganic particles The particle size of the fine powder was measured and obtained from the arithmetic average. The particle diameter of the inorganic fine powder is counted as the particle diameter when the shape is spherical, and the longest diameter when the shape has a major axis and a minor axis.
上記個数平均一次粒径が5〜80nmの無機微粉体は、BET法で測定された窒素吸着による比表面積が40〜300m2/gの範囲内のものが好ましく、60〜250m2/gのものがより好ましい。比表面積は、BET法に従って、比表面積測定装置オートソーブ1(湯浅アイオニクス社製)を用いて試料表面に窒素ガスを吸着させ、BET多点法を用いて算出することができる。 The inorganic fine powder having a number average primary particle size of 5 to 80 nm preferably has a specific surface area of 40 to 300 m 2 / g by nitrogen adsorption measured by the BET method, preferably 60 to 250 m 2 / g. Is more preferable. The specific surface area can be calculated using the BET multipoint method by adsorbing nitrogen gas to the sample surface using a specific surface area measuring device Autosorb 1 (manufactured by Yuasa Ionics Co., Ltd.) according to the BET method.
本発明で用いられる無機微粉体は、シリカ、酸化チタン、アルミナ、ハイドロタルサイト等の複酸化物の如き無機微粉体が挙げられるが、シリカが特に流動性と帯電特性のバランスが良く、本発明の効果を最も発現し易く好ましい。
上記シリカの例としては、ケイ素ハロゲン化物の蒸気相酸化により生成された乾式シリカ又はヒュームドシリカと称される乾式シリカ、及び水ガラスから製造される湿式シリカの両者が含まれる。上記無機微粉体としては、表面及びシリカ微粉体の内部にあるシラノール基が少なく、またNa2O、SO3 2−の製造残滓の少ない乾式シリカの方が好ましい
。また乾式シリカは、製造工程において例えば、塩化アルミニウム、塩化チタンの如き他の金属ハロゲン化合物をケイ素ハロゲン化合物と共に用いることによって、シリカと他の金属酸化物の複合微粉体を得ることも可能である。シリカはそれらも包含する。
Examples of the inorganic fine powder used in the present invention include inorganic fine powders such as double oxides such as silica, titanium oxide, alumina, and hydrotalcite. Silica has a particularly good balance between fluidity and charging characteristics. The effect of the above is most easily expressed and preferable.
Examples of the silica include both dry silica produced by vapor phase oxidation of silicon halide or dry silica called fumed silica, and wet silica produced from water glass. As the inorganic fine powder, dry silica having less silanol groups on the surface and inside of the silica fine powder and few production residues of Na 2 O and SO 3 2− is preferable. In addition, dry silica can also be used to produce composite fine powders of silica and other metal oxides by using other metal halogen compounds such as aluminum chloride and titanium chloride together with silicon halogen compounds in the production process. Silica also includes them.
本発明のトナーの示差走査熱量計により測定されるガラス転移温度(TgA)は40乃至60℃に少なくとも存在する。また、TgAは45乃至55℃に少なくとも存在することが好ましい。
上記TgAが40℃に満たない場合、トナーの保管環境や使用条件によってはブロッキングするリスクが高まるため不適である。一方、TgAが60℃を超える場合、省エネルギー定着器では満足な定着特性が発揮できない。
上記TgAは、トナーに含まれる結着樹脂の主成分のガラス転移温度を、40乃至60℃とすることで上記範囲に調整することが可能である。尚、本発明において、トナーに含まれる結着樹脂の主成分とは、トナーを構成する全樹脂成分において50質量%以上含有する結着樹脂成分のことを意味する。
The glass transition temperature (TgA) measured by the differential scanning calorimeter of the toner of the present invention is at least in the range of 40 to 60 ° C. TgA is preferably present at least at 45 to 55 ° C.
If the TgA is less than 40 ° C., it is not suitable because the risk of blocking increases depending on the storage environment and use conditions of the toner. On the other hand, when TgA exceeds 60 ° C., the energy-saving fixing device cannot exhibit satisfactory fixing characteristics.
The TgA can be adjusted to the above range by setting the glass transition temperature of the main component of the binder resin contained in the toner to 40 to 60 ° C. In the present invention, the main component of the binder resin contained in the toner means a binder resin component that is contained in an amount of 50% by mass or more in all resin components constituting the toner.
本発明のトナーのテトラヒドロフラン(THF)可溶分中におけるシクロヘキサン(CHX)不溶分のガラス転移温度(TgB)は、80乃至120℃に少なくとも存在する。また、TgBは86乃至110℃に少なくとも存在することが好ましい。
上記TgBが80℃に満たない場合、多数枚出力時の繰り返す現像動作に伴って、トナーが現像器内で受けるストレスに耐えきれず、劣化が促進され画像品質が低下する。一方、TgBが120℃を超える場合、現像出力枚数が進むにつれて外添剤の脱離が進行し易く、トナー層厚規制部材や潜像担持体への脱離外添剤汚染や、トナーの現像性能低下による画像品質の悪化を引き起こす。
尚、本発明において、トナーのテトラヒドロフラン(THF)可溶分中におけるシクロヘキサン(CHX)不溶分に相当する樹脂が、当該樹脂のトナーに対する添加部数が少ない場合、又は、結着樹脂の主成分と相溶し易い性質の樹脂である場合、トナーを示差走査熱量計(DSC)で測定してもそのガラス転移点が観察されないケースが多い。従って、トナーのテトラヒドロフラン(THF)可溶分を抽出し、その抽出物からシクロヘキサン(CHX)不溶分として回収した樹脂のDSC測定を行うことで、上記トナーのテトラヒドロフラン(THF)可溶分中におけるシクロヘキサン(CHX)不溶分に相当する樹脂の特性を明らかにすることができる。
The glass transition temperature (TgB) of the cyclohexane (CHX) insoluble component in the tetrahydrofuran (THF) soluble component of the toner of the present invention is at least from 80 to 120 ° C. Further, TgB is preferably present at least at 86 to 110 ° C.
When the TgB is less than 80 ° C., the toner cannot withstand the stress that the toner receives in the developing device with the repeated developing operation when outputting a large number of sheets, and the deterioration is accelerated and the image quality is lowered. On the other hand, when TgB exceeds 120 ° C., the removal of the external additive easily proceeds as the number of development outputs increases, so that the external additive contamination on the toner layer thickness regulating member or the latent image carrier or the toner development It causes image quality deterioration due to performance degradation.
In the present invention, the resin corresponding to the cyclohexane (CHX) insoluble component in the tetrahydrofuran (THF) soluble component of the toner has a small amount of the resin added to the toner, or is compatible with the main component of the binder resin. In the case of a resin that easily dissolves, the glass transition point is often not observed even when the toner is measured with a differential scanning calorimeter (DSC). Therefore, the tetrahydrofuran (THF) soluble matter of the toner is extracted, and the resin recovered from the extract as the cyclohexane (CHX) insoluble matter is subjected to DSC measurement. The characteristics of the resin corresponding to the (CHX) insoluble matter can be clarified.
本発明において、上記TgAとTgBは、25℃≦TgB−TgA≦70℃、の関係を満たす。また、上記TgAとTgBは、30℃≦TgB−TgA≦65℃、の関係を満たすことが好ましい。
本発明のトナーにおいて、[TgB−TgA]が25℃に満たない場合、ガラス転移温度の違う2成分の樹脂機能が効果的に発揮されず、定着工程におけるオフセット性能が劣る。一方、[TgB−TgA]が70℃を超える場合、使用環境によっては定着画像が光沢ムラを発生する恐れがあり好ましく無い。
In the present invention, the above TgA and TgB satisfy the relationship of 25 ° C. ≦ TgB−TgA ≦ 70 ° C. The TgA and TgB preferably satisfy the relationship of 30 ° C. ≦ TgB−TgA ≦ 65 ° C.
In the toner of the present invention, when [TgB-TgA] is less than 25 ° C., the two-component resin functions having different glass transition temperatures are not effectively exhibited, and the offset performance in the fixing process is inferior. On the other hand, when [TgB−TgA] exceeds 70 ° C., the fixed image may cause uneven glossiness depending on the use environment, which is not preferable.
本発明のトナーに用いられるトナー粒子は、懸濁重合法などの手法、すなわち、水系媒体中で製造されたトナー粒子であることが好ましい。水系媒体中でトナー粒子を製造した場合、極性を持つ水酸基は水との界面、つまりトナー粒子表面に一様に偏析する傾向を示すため、トナー粒子表面における無機微粒子の表面極性基との親和効果がより効果的に発揮されると考えられる。
また、懸濁重合法等のように、水系媒体中で重合を行うことで、極性を持たない樹脂、例えば、低いガラス転移温度を示す結着樹脂の主成分をトナー粒子のコア部に、極性を有する樹脂、例えば、水酸基価を有する高いガラス転移温度を示す樹脂をシェル層に存在させることができる。その結果、トナーの構造を制御することができ、堅牢性と水酸基の効果を同時に高めることができる。本発明のトナーは、トナー粒子を構成する樹脂極性を制御することで、より優れた水酸基価の効果を発揮することができる。
The toner particles used in the toner of the present invention are preferably toner particles produced by a technique such as suspension polymerization, that is, in an aqueous medium. When toner particles are produced in an aqueous medium, the polar hydroxyl group tends to segregate uniformly on the surface of the toner particle, that is, on the toner particle surface. Is considered to be more effective.
Further, by conducting polymerization in an aqueous medium, such as suspension polymerization, a nonpolar resin, for example, a binder resin having a low glass transition temperature is mainly contained in the core part of the toner particles. For example, a resin having a hydroxyl value and a high glass transition temperature can be present in the shell layer. As a result, the structure of the toner can be controlled, and the fastness and the effect of the hydroxyl group can be enhanced at the same time. The toner of the present invention can exhibit a superior hydroxyl value effect by controlling the polarity of the resin constituting the toner particles.
本発明において、結着樹脂の主成分がスチレン−アクリル系の共重合体であり、水酸基価を有する樹脂もスチレン−アクリル系の共重合体であるといった両成分の相溶性が高い場合には、両樹脂の相互作用が高く、低温定着特性とトナー粒子の構造的な強度が高まり好ましい。 In the present invention, when the compatibility of both components such that the main component of the binder resin is a styrene-acrylic copolymer and the resin having a hydroxyl value is also a styrene-acrylic copolymer, The interaction between the two resins is high, and the low-temperature fixing characteristics and the structural strength of the toner particles are preferably increased.
本発明のトナーにおいて、テトラヒドロフラン(THF)に可溶分中におけるシクロヘキサン(CHX)不溶分は、水酸基を有するビニル系共重合体を含有することが好ましい。
THFに可溶でCHXに不溶な樹脂成分の性質は、一般に溶媒の極性と樹脂の極性が近い場合に樹脂の溶解性が高まる性質があるため、THFには可溶であるがCHXには不溶となる比較的小さな極性を有する樹脂成分であることを示す。THFには可溶でCHXには不溶となる樹脂成分が水酸基を有するビニル重合体である場合、THFに可溶な結着樹脂成分と水酸基価を有するビニル系共重合体との極性が比較的近いことを表し、相溶性が良好で均質なトナー粒子の形成が行われ易く、低温定着性や外添剤の脱離抑制効果をバラツキ無く発揮することができる。
In the toner of the present invention, the cyclohexane (CHX) insoluble component in the soluble component in tetrahydrofuran (THF) preferably contains a vinyl copolymer having a hydroxyl group.
The property of the resin component that is soluble in THF and insoluble in CHX is generally that the solubility of the resin increases when the polarity of the solvent is close to the polarity of the resin, so that it is soluble in THF but insoluble in CHX. It shows that it is a resin component having a relatively small polarity. When the resin component that is soluble in THF and insoluble in CHX is a vinyl polymer having a hydroxyl group, the polarities of the binder resin component soluble in THF and the vinyl copolymer having a hydroxyl value are relatively This means that the toner particles having good compatibility and uniform toner particles are easily formed, and the low-temperature fixability and the effect of suppressing the detachment of the external additive can be exhibited without variation.
本発明のトナーにおいて、テトラヒドロフラン(THF)に可溶分中におけるシクロヘキサン(CHX)不溶分は、1級または2級の水酸基を有するビニル系共重合体であることが好ましい。より好ましくは、1級の水酸基を有するビニル系共重合体である。
1級または2級の水酸基を有するビニル系共重合体は極性が大きく、本発明の水酸基の効果をより発現し易い。
本発明における水酸基を有するビニル系共重合体としては、特に限定されないが、例えば下記の構造式で示される繰り返し単位(I)を少なくとも有するビニル系共重合体であることが好ましい。
In the toner of the present invention, the cyclohexane (CHX) insoluble component in the soluble component in tetrahydrofuran (THF) is preferably a vinyl copolymer having a primary or secondary hydroxyl group. More preferred is a vinyl copolymer having a primary hydroxyl group.
A vinyl copolymer having a primary or secondary hydroxyl group has a large polarity, and the effects of the hydroxyl group of the present invention are more easily exhibited.
Although it does not specifically limit as a vinyl-type copolymer which has a hydroxyl group in this invention, For example, it is preferable that it is a vinyl-type copolymer which has at least repeating unit (I) shown by the following structural formula.
上記繰り返し単位(I)としては、ヒドロキシメチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、及びヒドロキシイソブチルメタクリレート等を挙げることができる。
また、上記繰り返し単位(I)を持つ重合体組成物としては、例えばスチレン−ヒドロキシメチルメタクリレート共重合体、α−メチルスチレン−2−ヒドロキシエチルメタクリレート共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−2−ヒドロキシエチルメタクリレート共重合体、スチレン−2−ヒドロキシエチルメタクリレート−メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−n−ブチルアクリレート−2−ヒドロキシエチルメタクリレート−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−2−ヒドロキシエチルメタクリレート−メタクリル酸メチル共重合体、及びスチレン−α−メチルスチレン−2−ヒドロキシエチルメタクリレート−メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体等を挙げることができる。
Examples of the repeating unit (I) include hydroxymethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 3-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, and hydroxyisobutyl methacrylate.
Examples of the polymer composition having the repeating unit (I) include styrene-hydroxymethyl methacrylate copolymer, α-methylstyrene-2-hydroxyethyl methacrylate copolymer, and styrene-α-methylstyrene-2- Hydroxyethyl methacrylate copolymer, styrene-2-hydroxyethyl methacrylate-methacrylic acid-methyl methacrylate copolymer, styrene-n-butyl acrylate-2-hydroxyethyl methacrylate-methyl methacrylate copolymer, styrene-α-methyl Examples thereof include a styrene-2-hydroxyethyl methacrylate-methyl methacrylate copolymer and a styrene-α-methylstyrene-2-hydroxyethyl methacrylate-methacrylic acid-methyl methacrylate copolymer.
本発明のトナーを構成する結着樹脂は、ビニル系重合体を主成分として含有することが好ましい。本発明のトナーは、低温定着特性と耐久現像安定性をバランス良く発揮するためのものであり、結着樹脂の主成分は、帯電安定性に優れたビニル系重合体を用いることで、本発明の求める効果をより安定して発揮することができる。なお、本発明において、結着樹脂の主成分とは、結着樹脂の50質量%以上を占める樹脂成分のことを意味する。さらに、結着樹脂におけるビニル系重合体の含有量は、好ましくは70質量%以上、より好ましくは90質量%以上である。 The binder resin constituting the toner of the present invention preferably contains a vinyl polymer as a main component. The toner of the present invention is for exhibiting a low-temperature fixing property and durable development stability in a well-balanced manner. The main component of the binder resin is a vinyl polymer having excellent charging stability. The effect which is required can be exhibited more stably. In the present invention, the main component of the binder resin means a resin component occupying 50% by mass or more of the binder resin. Furthermore, the content of the vinyl polymer in the binder resin is preferably 70% by mass or more, more preferably 90% by mass or more.
本発明のトナーは、トナーに対する微小圧縮試験において、測定温度25℃で、前記トナー1粒子に負荷速度9.8×10−5N/secで2.94×10−4Nの最大荷重をかけ終えたときに得られる変位量(μm)を変位量X2、前記最大荷重をかけ終えた後、前記最大荷重で0.1秒間放置して得られる変位量(μm)を最大変位量X3、前記0.1秒間放置後、除荷速度9.8×10−5N/secで除荷し、荷重が0Nとなったときに得られる変位量(μm)を変位量X4 としたとき、(X3−X4)/X3×100で表わされる復元率Z(25)が、40≦Z(25)≦80、の関係を満足し、
前記トナーに対する微小圧縮試験における荷重と変位量をプロットした荷重−変位曲線において、原点から前記最大荷重をかけ終えるまでの荷重−変位曲線の傾きを、R(25)[R(25)=2.94×10−4 (N)/変位量X2 (μm)]としたときに、R(25)は、0.49×10−3≦R(25)≦1.70×10−3、の関係を満足することが好ましい。
上記トナーに対する微小圧縮試験の測定においては、従来の測定法と比較してトナーに対して2.94×10−4Nといった小さな荷重をかけて評価を行うことで、現像器内で受ける抗ストレス特性や、軽負荷定着器で求められるトナーの物理的特性に相関した復元率を求めることができる。
The toner of the present invention is subjected to a maximum load of 2.94 × 10 −4 N at a load speed of 9.8 × 10 −5 N / sec at a measurement temperature of 25 ° C. in a minute compression test for the toner. The amount of displacement (μm) obtained when finished is the amount of displacement X 2 , and after the maximum load is applied, the amount of displacement (μm) obtained by leaving for 0.1 second at the maximum load is the amount of maximum displacement X 3 after standing the 0.1 seconds, unloading rate of 9.8 × 10 -5 N / unloaded at an sec, displacement amount obtained when the load becomes 0 N a ([mu] m) and displacement X 4 when, (X 3 -X 4) / X 3 recovery ratio Z represented by × 100 (25) is satisfied 40 ≦ Z (25) ≦ 80 , the relationship,
In the load-displacement curve in which the load and the amount of displacement in the micro-compression test for the toner are plotted, the slope of the load- displacement curve from the origin to the end of applying the maximum load is R (25) [ R (25) = 2. 94 × 10 −4 (N) / displacement amount X 2 (μm )], R (25) is 0.49 × 10 −3 ≦ R (25) ≦ 1.70 × 10 −3 , It is preferable to satisfy this relationship.
In the measurement of the micro-compression test for the toner, the anti-stress received in the developing device is evaluated by applying a small load of 2.94 × 10 −4 N to the toner as compared with the conventional measurement method. It is possible to obtain a restoration rate that correlates with the characteristics and the physical characteristics of the toner obtained with the light load fixing device.
上記トナーに対する微小圧縮試験におけるZ(25)の値は、温度25℃において荷重をかけた後、除荷してどの程度トナーの表層がもとの状態に戻ろうとするかを表す指標である。
Z(25)が40未満の場合、トナーは度重なる現像装置内で受けるストレスによって、トナー粒子そのものが塑性変形しやすくなり、現像出力枚数が増えるに伴って部材へのトナー融着や現像性の低下が起こりやすく、画像品質の維持が難しくなる傾向を示す。
一方、Z(25)の値が80を超えると、トナー表層近傍は変形し難くなるため、軽負荷定着器や省エネルギー定着器においては低温定着性が劣る傾向にある、或いは定着面の平滑性に劣る傾向にある。
The value of Z (25) in the micro-compression test for the toner is an index representing how much the surface layer of the toner returns to its original state after unloading at a temperature of 25 ° C.
If Z (25) is less than 40, the toner particles themselves are likely to be plastically deformed due to repeated stress in the developing device, and as the number of development outputs increases, the toner is fused to the member or developable. Degradation tends to occur and it tends to be difficult to maintain image quality.
On the other hand, if the value of Z (25) exceeds 80, the vicinity of the toner surface layer becomes difficult to deform, so that low-temperature fixability tends to be inferior in light load fixing devices and energy saving fixing devices, or the fixing surface is smooth. It tends to be inferior.
上記トナーに対する微小圧縮試験におけるR(25)の値は、温度25℃において2.94×10−4Nといった小さな荷重をかけた時の変位量を表す指標であり、トナー粒子の表層硬さをモニターした値である。
R(25)が0.49×10−3未満の場合、トナー粒子の表層が比較的軟らかい性質を示すため、多数枚の現像動作に伴ってトナーが現像器内で受ける攪拌ストレスに対して無機微粉体がトナー表面に埋め込まれ易く、現像性の低下に繋がる恐れがある。
一方、R(25)の値が1.70×10−3を超える場合、トナー粒子は比較的硬い性質を示すため、現像動作時に受けるストレスに対して無機微粉体が脱離し易い傾向を示し、無機微粉体の部材汚染や現像性能の低下に繋がる傾向を示す。
上記R(25)とZ(25)の値が上記範囲を満足するためには、トナー粒子を、懸濁重合法を用いてコアシェル構造に制御する方法が好適に例示される。R(25)とZ(25)の値が上記関係を満足することで、トナー粒子は最適な硬さのシェル層を有する構造をとるため、現像耐久性が向上すると共に、コア層を十分に柔らかく設計することができ、低温定着性や画像光沢性等の向上も実現することができる。
The value of R (25) in the micro-compression test for the toner is an index that represents the amount of displacement when a small load of 2.94 × 10 −4 N is applied at a temperature of 25 ° C. This is the monitored value.
When R (25) is less than 0.49 × 10 −3 , the surface layer of the toner particles exhibits a relatively soft property. The fine powder is easily embedded in the toner surface, which may lead to a decrease in developability.
On the other hand, when the value of R (25) exceeds 1.70 × 10 −3 , the toner particles exhibit a relatively hard property, and thus the inorganic fine powder tends to be detached with respect to the stress applied during the developing operation. The tendency which leads to the member contamination of inorganic fine powder and the fall of development performance is shown.
In order for the values of R (25) and Z (25) to satisfy the above range, a method of controlling the toner particles to a core-shell structure using a suspension polymerization method is preferably exemplified. When the values of R (25) and Z (25) satisfy the above relationship, the toner particles have a structure having a shell layer with an optimum hardness, so that the development durability is improved and the core layer is sufficiently formed. It can be designed softly, and improvement in low-temperature fixability, image glossiness, etc. can also be realized.
本発明のトナーは、示差走査熱量計により測定される最大吸熱ピークの温度(P1)が70乃至120℃に存在し、当該最大吸熱ピークの温度(P1)と本発明のトナーの示差走査熱量計により測定されるガラス転移温度(TgA)が、15℃≦P1−TgA≦80℃、の関係を満たすことが好ましい。
本発明のトナーにおける最大吸熱ピークの温度(P1)は、ワックスに代表される定着助剤に相当する吸熱ピークであり、最大吸熱ピークの温度(P1)が、70℃以上120℃以下、より好ましくは70℃以上110℃以下に存在すると、本発明の結着樹脂の特性と相俟ってより良好な低温定着特性を発揮する。
上記P1が70℃未満の場合、本発明の低温定着特性を狙った結着樹脂の構成においては、高温高湿環境に長期間放置されると最大吸熱ピークに相当するワックス成分が含有する低分子の不純物等がトナー粒子表面にブリードし易い傾向があるため、現像耐久性へ悪
影響を及ぼす可能性がある。一方、P1が120℃を超える場合には、定着画像のグロスコントロールが難しくなる場合がある。
The toner of the present invention has a maximum endothermic peak temperature (P1) measured by a differential scanning calorimeter of 70 to 120 ° C., and the maximum endothermic peak temperature (P1) and the differential scanning calorimeter of the toner of the present invention. It is preferable that the glass transition temperature (TgA) measured by the above satisfies the relationship of 15 ° C. ≦ P1-TgA ≦ 80 ° C.
The maximum endothermic peak temperature (P1) in the toner of the present invention is an endothermic peak corresponding to a fixing aid typified by wax, and the maximum endothermic peak temperature (P1) is more preferably 70 ° C. or higher and 120 ° C. or lower. When present at 70 ° C. or higher and 110 ° C. or lower, better low-temperature fixing properties are exhibited in combination with the properties of the binder resin of the present invention.
When the P1 is less than 70 ° C., the low molecular weight contained in the wax component corresponding to the maximum endothermic peak when left in a high temperature and high humidity environment for a long time in the configuration of the binder resin aimed at the low temperature fixing characteristics of the present invention. Such impurities and the like tend to bleed on the toner particle surface, which may adversely affect development durability. On the other hand, when P1 exceeds 120 ° C., gloss control of the fixed image may be difficult.
本発明において、上記P1とTgが、15℃≦P1−TgA≦80℃、より好ましくは15℃≦P1−TgA≦70℃の関係を満たす場合に、定着時のワックスブリード性が最適化されるため、低温定着性能が向上する。
[P1−TgA]の値が15℃に満たない場合、低いガラス転移温度を示す樹脂においては樹脂の可塑化を促進するため、低温定着時に巻付きが発生し易くなる傾向にある。一方、[P1−TgA]の値が80℃を超える場合、低温定着時における離型効果が働き難くなる傾向にある。
In the present invention, when the above P1 and Tg satisfy the relationship of 15 ° C. ≦ P1-TgA ≦ 80 ° C., more preferably 15 ° C. ≦ P1-TgA ≦ 70 ° C., the wax bleeding property at the time of fixing is optimized. Therefore, the low-temperature fixing performance is improved.
When the value of [P1-TgA] is less than 15 ° C., in a resin showing a low glass transition temperature, plasticization of the resin is promoted, so that winding tends to occur at low temperature fixing. On the other hand, when the value of [P1-TgA] exceeds 80 ° C., the release effect during low-temperature fixing tends to be difficult to work.
本発明のトナーは、フローテスター昇温法により測定される100℃での粘度が5,000乃至32,000Pa・sであることが好ましく、より好ましくは5,000乃至22,000Pa・sである。100℃での粘度が当該範囲の場合、特に優れた定着特性を発揮する。
100℃での粘度が5,000Pa・sに満たない場合、低温定着における巻き付き性が低下する傾向にある。一方、100℃での粘度が32,000Pa・sを超える場合、低温定着時の定着性が低下する傾向にある。
なお、上記100℃での粘度は、トナーの結着樹脂や、本発明のトナーの必須成分である特定の水酸基価のビニル系共重合体の添加量、分子量及びガラス転移点を制御することで、上記範囲に調整することが可能である。
The toner of the present invention preferably has a viscosity at 100 ° C. measured by a flow tester temperature rising method of 5,000 to 32,000 Pa · s, more preferably 5,000 to 22,000 Pa · s. . When the viscosity at 100 ° C. is in this range, particularly excellent fixing characteristics are exhibited.
When the viscosity at 100 ° C. is less than 5,000 Pa · s, the winding property in low-temperature fixing tends to be lowered. On the other hand, when the viscosity at 100 ° C. exceeds 32,000 Pa · s, the fixability during low-temperature fixing tends to decrease.
The viscosity at 100 ° C. is controlled by controlling the addition amount, molecular weight, and glass transition point of the binder resin of the toner and a specific hydroxyl value vinyl copolymer that is an essential component of the toner of the present invention. It is possible to adjust to the above range.
本発明のトナーは、フロー式粒子像分析装置で測定される平均円形度が0.960乃至1.000であることが好ましい。
当該平均円形度が0.960に満たない場合、トナーが現像器内で受ける攪拌ストレスに対して無機微粉体が脱離し易い傾向があるため、現像耐久性が低下する傾向にある。
上記平均円形度のより好ましい範囲は0.970乃至1.000であり、更に好ましい範囲は0.975乃至1.000である。
The toner of the present invention preferably has an average circularity measured by a flow type particle image analyzer of 0.960 to 1.000.
When the average circularity is less than 0.960, the inorganic fine powder tends to be detached with respect to the agitation stress that the toner receives in the developing device, so that the development durability tends to be lowered.
A more preferable range of the average circularity is 0.970 to 1.000, and a more preferable range is 0.975 to 1.000.
本発明のトナーは、フロー式粒子像分析装置で測定される個数基準の円相当径分布に基づく平均円相当径の1/3以下の粒子径を有する粒子数が、測定される全粒子数に対して(以下、小粒子率と記すこともある)、20個数%以下であることが好ましい。
上記平均円相当径の1/3以下の粒子径を有する粒子は、平均円相当径を示す粒子と比べると現像性を制御することが難しい。
現像性に乏しいこれらの小径粒子が繰り返しの現像動作で現像器内に蓄積した場合、トナー残量が少なくなった段階で部材汚染等による著しい画像弊害を引き起こすリスクが高まる。従って、現像耐久安定性を発揮させるためには、平均円相当径の1/3以下の粒子径を有する粒子数が、解析される全粒子数に対して20個数%以下、より好ましくは15個数%以下、更に好ましくは12個数%以下の割合に制御することが好ましい。
In the toner of the present invention, the number of particles having a particle diameter of 1/3 or less of the average equivalent circle diameter based on the number-based equivalent circle diameter distribution measured by a flow type particle image analyzer is the total number of particles to be measured. On the other hand (hereinafter sometimes referred to as a small particle ratio), it is preferably 20% by number or less.
It is difficult to control the developability of particles having a particle diameter equal to or less than 1/3 of the average equivalent circle diameter than particles having an average equivalent circle diameter.
When these small-diameter particles having poor developability accumulate in the developing device by repeated development operations, there is an increased risk of causing significant image damage due to member contamination or the like when the remaining amount of toner is reduced. Therefore, in order to exhibit development durability stability, the number of particles having a particle diameter of 1/3 or less of the average equivalent-circle diameter is 20% or less, more preferably 15 % Or less, more preferably 12% by number or less.
本発明のトナーに用いられるトナー粒子は、ワックス成分を含有する結着樹脂が、水酸基価が3乃至70mgKOH/gのビニル系共重合体を含有する樹脂で被覆されたコアシェル構造であることが好ましい。当該構造を採用することで、特に優れた現像耐久特性を示す。
本発明のトナーは、低温定着特性を達成するために結着樹脂の主成分のガラス転移温度を低く制御している。上記ガラス転移温度の低い樹脂は、特に高温高湿環境においては内部に添加しているワックス成分由来の低分子量成分が染み出し易い傾向があり、現像特性の悪化要因に繋がる恐れが高い。従って、本発明のトナーが含有するワックス成分は、トナー粒子内部のコア層に存在する構造が最も環境安定性が高まるために好ましい。
The toner particles used in the toner of the present invention preferably have a core-shell structure in which a binder resin containing a wax component is coated with a resin containing a vinyl copolymer having a hydroxyl value of 3 to 70 mgKOH / g. . By adopting this structure, particularly excellent development durability characteristics are exhibited.
In the toner of the present invention, the glass transition temperature of the main component of the binder resin is controlled to be low in order to achieve low temperature fixing characteristics. The resin having a low glass transition temperature tends to ooze out a low molecular weight component derived from the wax component added therein, particularly in a high temperature and high humidity environment, and there is a high risk of deteriorating development characteristics. Therefore, the wax component contained in the toner of the present invention is preferable because the structure present in the core layer inside the toner particles has the highest environmental stability.
尚、上記平均円形度、及び小粒子率の上記範囲への調整方法、並びに、上記コアシェル構造を達成する方法としては、水系媒体中でトナー粒子を製造する方法が好適に例示できる。水系媒体中でトナー粒子を製造した場合、トナー粒子の各構成材料のSP(溶解パラメーター)値差を利用したコアシェル構造制御や、高い円形度のトナー粒子が得られ易く、粉砕法トナーと比べて粒度分布もシャープで小粒子率の制御も可能である。また、先に説明した微小圧縮試験におけるZ(25)とR(25)についても、上記コアシェル構造を形成することで、所望の範囲に調整することができる。 As a method for adjusting the average circularity and the small particle ratio to the above range and a method for achieving the core-shell structure, a method for producing toner particles in an aqueous medium can be suitably exemplified. When toner particles are produced in an aqueous medium, core-shell structure control using the difference in SP (solubility parameter) value of each constituent material of the toner particles and high circularity toner particles can be easily obtained. The particle size distribution is sharp and the small particle ratio can be controlled. Also, Z (25) and R (25) in the micro compression test described above can be adjusted to a desired range by forming the core-shell structure.
本発明に用いられるトナー粒子は、スルホン酸基、スルホン酸塩基若しくはスルホン酸エステル基を有する重合体または共重合体(以下、スルホン酸基等を有する重合体等ともいう)を含有することが、更に好ましい形態として挙げられる。
スルホン酸基、スルホン酸塩基若しくはスルホン酸エステル基を有する重合体または共重合体は、帯電量の維持能力が高い。従って、高温高湿環境においてはカブリの抑制等に効果を発揮するが、低温低湿環境においてはトナー粒子のチャージアップを引き起こし易い傾向があり、添加量の調整等工夫が必要であった。しかし、本発明のトナーにおいて、トナー粒子に水酸基を有するビニル系共重合体、及び、スルホン酸基、スルホン酸塩基若しくはスルホン酸エステル基を有する重合体または共重合体を含有する場合、低温低湿環境において樹脂同士の相互作用と思われる帯電量の安定化が図られるため、全環境において安定した帯電特性を示すことが可能となる。
The toner particles used in the present invention may contain a polymer or copolymer having a sulfonic acid group, a sulfonic acid group or a sulfonic acid ester group (hereinafter also referred to as a polymer having a sulfonic acid group or the like). Furthermore, it is mentioned as a preferable form.
A polymer or copolymer having a sulfonic acid group, a sulfonic acid group, or a sulfonic acid ester group has a high ability to maintain the charge amount. Accordingly, although it is effective in suppressing fogging in a high temperature and high humidity environment, it tends to cause charge-up of toner particles in a low temperature and low humidity environment. However, in the toner of the present invention, when the toner particles contain a vinyl copolymer having a hydroxyl group and a polymer or copolymer having a sulfonic acid group, a sulfonic acid group or a sulfonic acid ester group, a low-temperature and low-humidity environment. In this case, the amount of charge, which is considered to be an interaction between resins, can be stabilized, so that stable charging characteristics can be exhibited in all environments.
上記スルホン酸基等を有する重合体等を製造するためのスルホン酸基を有する単量体としては、スチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−メタクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸、メタクリルスルホン酸が例示できる。
本発明に用いられるスルホン酸基等を含有する重合体等は、上記単量体の単重合体であっても構わないが、上記単量体と他の単量体との共重合体であっても構わない。上記単量体と共重合体をなす単量体としては、ビニル系重合性単量体があり、単官能性重合性単量体或いは多官能性重合性単量体を使用することが出来る。
そして上記スルホン酸基等を有する重合体等の含有量は、上記結着樹脂を構成するための重合性単量体又は結着樹脂100質量部に対し、0.01乃至5.0質量部であることが好ましい。より好ましくは、0.1乃至3.0質量部である。
上記スルホン酸基等を有する重合体等が0.01乃至5.00質量部の場合には、十分な帯電性がとれ安定した現像特性を得ることができる。さらに、ポジ成分を有する分散安定剤を用いる水系媒体中での造粒工程においては、電気2重層の形成を強めるために、トナー粒子サイズのシャープな分布を得ることが出来る。
Examples of the monomer having a sulfonic acid group for producing the polymer having the sulfonic acid group and the like include styrenesulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, and 2-methacrylamide-2-methylpropane. Examples thereof include sulfonic acid, vinyl sulfonic acid, and methacryl sulfonic acid.
The polymer containing a sulfonic acid group and the like used in the present invention may be a homopolymer of the above monomer, but is a copolymer of the above monomer and another monomer. It doesn't matter. As a monomer that forms a copolymer with the above monomer, there is a vinyl polymerizable monomer, and a monofunctional polymerizable monomer or a polyfunctional polymerizable monomer can be used.
The content of the polymer having the sulfonic acid group or the like is 0.01 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer or binder resin for constituting the binder resin. Preferably there is. More preferably, it is 0.1 to 3.0 parts by mass.
When the polymer having a sulfonic acid group or the like is 0.01 to 5.00 parts by mass, sufficient chargeability can be obtained and stable development characteristics can be obtained. Further, in the granulation step in an aqueous medium using a dispersion stabilizer having a positive component, a sharp distribution of toner particle size can be obtained in order to enhance the formation of an electric double layer.
本発明のトナーに用いられるトナー粒子は、カルボン酸基を有する重合体または共重合体(以下、カルボン酸基を有する重合体等ともいう)を含有することが更に好ましい形態として挙げられる。
カルボン酸基を有する重合体等は、上記水酸基を有するビニル系共重合体とほぼ同極性を示すため互いの相溶性が極めて良く、本発明の効果を阻害することなく環境特性をより向上させる機能を果す。
本発明に用いることのできるカルボン酸基を有する重合体等は、結着樹脂との相溶性の観点から、結着樹脂と同組成のものを含むことが好ましい。本発明に使用できるカルボン酸基を有する重合体等は、スチレン系のアクリル酸共重合体、スチレン系のメタクリル酸共重合体、スチレン系のマレイン酸共重合体等が好ましく、スチレン−アクリル−アクリル酸系共重合体が帯電量を制御し易く特に好ましい。
尚、カルボン酸基を有する重合体等として、スチレン系の共重合体を使用する場合は、残留スチレンが0乃至300ppmの範囲のものが、カルボン酸基を有する重合体等と結着樹脂との馴染みを良好にするために好ましい。
The toner particles used in the toner of the present invention further preferably include a polymer or copolymer having a carboxylic acid group (hereinafter also referred to as a polymer having a carboxylic acid group).
Since the polymer having a carboxylic acid group has almost the same polarity as the vinyl copolymer having the hydroxyl group, the compatibility with each other is extremely good, and the function of improving environmental characteristics without impairing the effects of the present invention. Fulfill.
The polymer having a carboxylic acid group that can be used in the present invention preferably contains the same composition as the binder resin from the viewpoint of compatibility with the binder resin. The polymer having a carboxylic acid group that can be used in the present invention is preferably a styrene-based acrylic acid copolymer, a styrene-based methacrylic acid copolymer, a styrene-based maleic acid copolymer, or the like. An acid-based copolymer is particularly preferable because the charge amount can be easily controlled.
When a styrene copolymer is used as the polymer having a carboxylic acid group, the residual styrene is in the range of 0 to 300 ppm, and the polymer having the carboxylic acid group and the binder resin are used. It is preferable for improving the familiarity.
上記カルボン酸基を有する重合体等は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される分子量分布において、メインピーク分子量(Mp)が8,000乃至250,000であり、重量平均分子量(Mw)が8,000乃至260,000であり、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)が1.05乃至5.00であることが好ましい。また、上記カルボン酸基を有する重合体等の示差走査熱量計(DSC)により測定されるガラス転移温度(Tg)が80乃至120℃であり、上記カルボン酸基を有する重合体等の酸価が5乃至40mgKOH/gであることが、最も効果的な機能を果す上で好ましい。
上記カルボン酸基を有する重合体等の含有量は、トナー粒子を構成する全樹脂成分に対して、1乃至30質量%であることが好ましい。
The polymer having a carboxylic acid group has a main peak molecular weight (Mp) of 8,000 to 250,000 in a molecular weight distribution measured by gel permeation chromatography (GPC), and a weight average molecular weight (Mw). Is preferably 8,000 to 260,000, and the weight average molecular weight (Mw) / number average molecular weight (Mn) is preferably 1.05 to 5.00. The glass transition temperature (Tg) measured by a differential scanning calorimeter (DSC) of the polymer or the like having the carboxylic acid group is 80 to 120 ° C., and the acid value of the polymer or the like having the carboxylic acid group is 5 to 40 mgKOH / g is preferable for achieving the most effective function.
The content of the polymer having a carboxylic acid group is preferably 1 to 30% by mass with respect to all the resin components constituting the toner particles.
本発明のトナーは、トナーのテトラヒドロフラン(THF)可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される分子量分布において、メインピークの分子量(MpA)が10,000乃至40,000であることが好ましい。より好ましくは15,000乃至35,000である。
MpAが10,000乃至40,000の場合には、低温定着時に樹脂成分の溶融粘度とワックスのブリード性のバランスが良く、安定した定着性可能温度域が得られる。
MpAが15,000乃至35,000の場合には、上記効果はより向上する。
尚、上記MpAは、結着樹脂製造時或いはトナー製造時の重合条件(温度、開始剤種、及び開始剤量)等を調整することで上記範囲に制御することが可能である。
The toner of the present invention has a main peak molecular weight (MpA) of 10,000 to 40,000 in the molecular weight distribution measured by gel permeation chromatography (GPC) of the tetrahydrofuran (THF) soluble content of the toner. Is preferred. More preferably, it is 15,000 to 35,000.
When the MpA is 10,000 to 40,000, the melt viscosity of the resin component and the bleed property of the wax are well balanced during low temperature fixing, and a stable fixable temperature range is obtained.
When MpA is 15,000 to 35,000, the above effect is further improved.
The MpA can be controlled within the above range by adjusting the polymerization conditions (temperature, initiator type, and initiator amount) at the time of manufacturing the binder resin or toner.
本発明のトナーにおいて、トナーのテトラヒドロフラン(THF)可溶分中におけるシクロヘキサン(CHX)不溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される分子量分布において、メインピークの分子量(MpB)が10,000乃至250,000であることが好ましい。より好ましくは10,000乃至100,000である。
本発明におけるMpBに相当する樹脂が、水酸基を有するビニル系共重合体であって、80乃至120℃の高いガラス転移温度を有するものであり、メインピークの分子量が10,000乃至250,000の場合には、結着樹脂との相溶性が良好で、トナー粒子の強度を高める効果と現像耐久安定性を高める効果が有効に発揮される。
尚、上記MpBは、水酸基を有するビニル系共重合体の製造時の重合条件(温度、開始剤種、開始剤量等)及びトナー製造時の重合条件(温度、開始剤種、開始剤量等)等を調整することで上記範囲に制御することが可能である。
また、本発明のトナーが、上記カルボン酸基を有する重合体等を含有する場合、当該重合体等もTHF可溶分中におけるCHX不溶分を含むため、上記MpBの調整の際には考慮が必要である。
In the toner of the present invention, in the molecular weight distribution measured by gel permeation chromatography (GPC) of the cyclohexane (CHX) insoluble matter in the tetrahydrofuran (THF) soluble content of the toner, the main peak molecular weight (MpB) is 10, 000 to 250,000 is preferred. More preferably, it is 10,000 to 100,000.
The resin corresponding to MpB in the present invention is a vinyl copolymer having a hydroxyl group, having a high glass transition temperature of 80 to 120 ° C., and having a main peak molecular weight of 10,000 to 250,000. In this case, the compatibility with the binder resin is good, and the effect of increasing the strength of the toner particles and the effect of improving the development durability stability are effectively exhibited.
The above MpB is a polymerization condition (temperature, initiator species, initiator amount, etc.) at the time of production of a vinyl copolymer having a hydroxyl group, and a polymerization condition (temperature, initiator species, initiator amount, etc.) at the time of toner production. ) Etc. can be controlled within the above range.
Further, when the toner of the present invention contains the polymer having the carboxylic acid group, etc., since the polymer also contains CHX insoluble matter in the THF soluble matter, there is consideration when adjusting the MpB. is necessary.
本発明のトナーは、下記構造式(1)及び(2)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種のエーテル化合物を更に含有していることが好ましい。 The toner of the present invention preferably further contains at least one ether compound selected from the group consisting of compounds represented by the following structural formulas (1) and (2).
明確な理由は明らかではないが、上記で示すエーテル化合物は、極性が水分子と樹脂成分の間に位置するものであり、本発明のトナーが含有する結着樹脂成分と水酸基を有するビニル系共重合体との相溶性を高める性質があるために、環境依存性の少ない安定した帯電特性に効果を発揮するものと考える。
上記構造式(1)及び(2)で示される化合物において、式中にあるR1乃至R11は、炭素数1乃至6のアルキル基であることが好ましい。より好ましくは、炭素数1乃至4のアルキル基である。
上記R1乃至R11が炭素数1乃至6のアルキル基である場合には、疎水性と親水性のバランスが良く、適度な極性が本発明の樹脂成分の相溶効果をより高めることができ、帯電安定化に優れるため好ましい。
Although the reason is not clear, the ether compound described above has a polarity between the water molecule and the resin component, and the binder resin component contained in the toner of the present invention and the vinyl copolymer having a hydroxyl group. Since it has the property of increasing the compatibility with the polymer, it is considered that it is effective for stable charging characteristics with little environmental dependency.
In the compounds represented by the structural formulas (1) and (2), R 1 to R 11 in the formula are preferably alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms. More preferably, it is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
When R 1 to R 11 are alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, the balance between hydrophobicity and hydrophilicity is good, and appropriate polarity can further enhance the compatibility effect of the resin component of the present invention. It is preferable because of excellent charge stabilization.
一方、上記エーテル化合物は、結着樹脂との相溶性に優れているために、トナーに含有させた場合には、均一に近い状態で分散されて存在すると考えられる。また、酸素原子は電気陰性度が高い元素であるため、トナー中に発生した負電荷を非局在化させる。上記エーテル化合物はこの2つの特徴を有するため、上記エーテル化合物の存在は、トナーの負電荷を安定化させる。そのため、上記エーテル化合物を含有させる効果は、本発明のトナーが負摩擦帯電性トナーである場合に特に顕著となる。また、正摩擦帯電性の場合にもチャージアップを抑制する効果を有する。 On the other hand, since the ether compound is excellent in compatibility with the binder resin, it is considered that when the ether compound is contained in the toner, it is dispersed in a nearly uniform state. Further, since oxygen atoms are elements having high electronegativity, the negative charges generated in the toner are delocalized. Since the ether compound has these two characteristics, the presence of the ether compound stabilizes the negative charge of the toner. Therefore, the effect of containing the ether compound is particularly remarkable when the toner of the present invention is a negative triboelectrically chargeable toner. In addition, it has the effect of suppressing charge-up even in the case of positive frictional charging.
さらに、上記エーテル化合物は三級炭素を有しておりバルキーな構造である。三級炭素を中心とする官能基は立体障害として機能するため、水の影響を受けにくく電荷のリークが抑制される。しかし、酸素原子に結合している炭素が回転運動することにより、立体障害となりうる官能基も動くことができ、摩擦帯電のリークに関与する水分子が小さな分子であるため、完全な立体障害とはならない。その結果、三級炭素を中心とする官能基は、適度な立体障害としての機能を果たす。
したがって、上述の極性を有する樹脂と上記エーテル化合物を組み合わせることによって、従来内層樹脂全体の電荷安定化効果に寄与していたものが、外層樹脂中においても電荷安定化効果に寄与するようにできる。その為、高温高湿環境及び低温低湿環境において、トナー全体としての摩擦電荷のバランスが優れたトナーを得ることができる。
Furthermore, the ether compound has a tertiary carbon and has a bulky structure. Since the functional group centered on tertiary carbon functions as a steric hindrance, it is hardly affected by water and charge leakage is suppressed. However, since the carbon bonded to the oxygen atom rotates, the functional group that can become steric hindrance can move, and the water molecule involved in the leakage of triboelectric charge is a small molecule. Must not. As a result, the functional group centered on the tertiary carbon functions as an appropriate steric hindrance.
Therefore, by combining the resin having the above polarity and the ether compound, what has conventionally contributed to the charge stabilization effect of the entire inner layer resin can also contribute to the charge stabilization effect in the outer layer resin. Therefore, a toner having an excellent balance of triboelectric charge as a whole in a high temperature and high humidity environment and a low temperature and low humidity environment can be obtained.
上記エーテル化合物は、上記のような効果を十分に発現するためには、5乃至1,000ppmの範囲でトナーに含有されていることが好ましい。より好ましくは10乃至800ppmである。さらに好ましくは10乃至500ppmである。上記エーテル化合物は、上記構造の化合物が1種以上含有されていることが好ましく、別の構造のエーテル化合物が含まれていても構わない。その際の含有量は、含有されているエーテル化合物量の総和とする。また、上記エーテル化合物のトナー中の含有量が5乃至1000ppmの場合には、良好な摩擦帯電量が得られる。 The ether compound is preferably contained in the toner in the range of 5 to 1,000 ppm in order to sufficiently exhibit the above effects. More preferably, it is 10 to 800 ppm. More preferably, it is 10 to 500 ppm. The ether compound preferably contains at least one compound having the above structure, and may contain an ether compound having another structure. The content at that time is the total amount of the ether compounds contained. When the content of the ether compound in the toner is 5 to 1000 ppm, a good triboelectric charge amount can be obtained.
上記エーテル化合物の構造の一例として、以下のような構造が挙げられる。 Examples of the structure of the ether compound include the following structures.
次に、本発明の効果をより安定して発揮するための好ましい構成について説明する。
本発明のトナーは、重量平均粒径(D4)が4.5μm以上、8.5μm以下であることが好ましい。D4の値が4.5μm未満である場合、微小な粒子の割合が増えるためトナー粒子において構成成分の偏析が起こりやすく、環境によっては帯電安定性の乱れや部材汚染の進行が促進される恐れがある。D4の値が8.5μmを超える場合は、高精細な画像品質を満足する微小な潜像ドットの現像性が劣る恐れがある
Next, a preferable configuration for exhibiting the effects of the present invention more stably will be described.
The toner of the present invention preferably has a weight average particle diameter (D4) of 4.5 μm or more and 8.5 μm or less. When the value of D4 is less than 4.5 μm, the proportion of fine particles increases, so that segregation of the constituent components is likely to occur in the toner particles, and depending on the environment, disturbance of charging stability and progression of member contamination may be promoted. is there. If the value of D4 exceeds 8.5 μm, the developability of minute latent image dots that satisfy high-definition image quality may be inferior.
以下に、本発明で用いられる材料について説明する。
本発明で用いられる結着樹脂としては、ポリスチレン;ポリ−p−クロルスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン置換体の単重合体;スチレン−p−クロルスチレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体等のスチレン系共重合体;アクリル樹脂;メタクリル樹脂;ポリ酢酸ビニール;シリコーン樹脂;ポリエステル樹脂;ポリアミド樹脂;フラン樹脂;エポキシ樹脂;キシレン樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、単独で又は混合して使用される。
Below, the material used by this invention is demonstrated.
Examples of the binder resin used in the present invention include polystyrene; a styrene-substituted homopolymer such as poly-p-chlorostyrene and polyvinyltoluene; a styrene-p-chlorostyrene copolymer, a styrene-vinyltoluene copolymer, Styrene-vinyl naphthalene copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer, styrene-methacrylic acid ester copolymer, styrene-α-chloromethacrylic acid methyl copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ether Styrene copolymer such as copolymer, styrene-vinyl ethyl ether copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer Coalescence; acrylic resin; methacrylic tree ; Polyvinyl acetate; silicone resins; polyester resins; polyamide resin; furan resins, epoxy resins, xylene resins. These resins are used alone or in combination.
上記スチレン共重合体のスチレンモノマーに対するコモノマーとしては、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドジテル、アクリ
ル酸オクチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸オクチル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドのような二重結合を有するモノカルボン酸もしくはその置換体;マレイン酸、マレイン酸ブチル、マレイン酸メチル、マレイン酸ジメチルのような二重結合を有するジカルボン酸及びその置換体;塩化ビニル、酢酸ビニル、安息香酸ビニルのようなビニルエステル;エチレン、プロピレン、ブチレンのようなエチレン系オレフィン;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトンのようなビニルケトン;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルのようなビニルエーテルが挙げられる。これらビニルモノマーが単独もしくは2つ以上用いられる。
As the comonomer for the styrene monomer of the styrene copolymer, acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, doditer acrylate, octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, phenyl acrylate, methacrylic acid, Monocarboxylic acid having a double bond such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, octyl methacrylate, acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide or a substituted product thereof; maleic acid, butyl maleate, methyl maleate, Dicarboxylic acids having a double bond such as dimethyl maleate and substituted products thereof; vinyl esters such as vinyl chloride, vinyl acetate and vinyl benzoate; ethylene-based olefins such as ethylene, propylene and butylene ; Vinyl methyl ketone, vinyl ketones such as vinyl hexyl ketone, vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl ethers such as vinyl isobutyl ether. These vinyl monomers are used alone or in combination of two or more.
本発明のトナーを重合方法で製造する際に用いられる重合性単量体としては、ラジカル重合が可能なビニル系重合性単量体が用いられる。前記ビニル系重合性単量体としては、単官能性重合性単量体或いは多官能性重合性単量体を使用することが出来る。
単官能性重合性単量体としては、スチレン;α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、ο−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、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、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレンのようなスチレン誘導体;メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、iso−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、iso−ブチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、n−アミルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、n−オクチルアクリレート、n−ノニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ジメチルフォスフェートエチルアクリレート、ジエチルフォスフェートエチルアクリレート、ジブチルフォスフェートエチルアクリレート、2−ベンゾイルオキシエチルアクリレートのようなアクリル系重合性単量体;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、iso−プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、iso−ブチルメタクリレート、tert−ブチルメタクリレート、n−アミルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、n−オクチルメタクリレート、n−ノニルメタクリレート、ジエチルフォスフェートエチルメタクリレート、ジブチルフォスフェートエチルメタクリレートのようなメタクリル系重合性単量体;メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル、ギ酸ビニルのようなビニルエステル;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルのようなビニルエーテル;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロピルケトンのようなビニルケトンが挙げられる。
As the polymerizable monomer used when the toner of the present invention is produced by the polymerization method, a vinyl polymerizable monomer capable of radical polymerization is used. As the vinyl polymerizable monomer, a monofunctional polymerizable monomer or a polyfunctional polymerizable monomer can be used.
Monofunctional polymerizable monomers include styrene; α-methylstyrene, β-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, pn-butyl. Styrene, p-tert-butyl styrene, pn-hexyl styrene, pn-octyl styrene, pn-nonyl styrene, pn-decyl styrene, pn-dodecyl styrene, p-methoxy styrene, p A styrene derivative such as phenylstyrene; methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, iso-propyl acrylate, n-butyl acrylate, iso-butyl acrylate, tert-butyl acrylate, n-amyl acrylate, n-hexyl acrylate, 2-ethylhexyl accelerator Acrylic polymerizable monomers such as N-octyl acrylate, n-nonyl acrylate, cyclohexyl acrylate, benzyl acrylate, dimethyl phosphate ethyl acrylate, diethyl phosphate ethyl acrylate, dibutyl phosphate ethyl acrylate, 2-benzoyloxyethyl acrylate Body; methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, iso-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, iso-butyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, n-amyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, n- Octyl methacrylate, n-nonyl methacrylate, diethyl phosphate ethyl meta Methacrylic polymerizable monomers such as relate and dibutyl phosphate ethyl methacrylate; methylene aliphatic monocarboxylic acid esters; vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl benzoate and vinyl formate; vinylmethyl And vinyl ethers such as ether, vinyl ethyl ether and vinyl isobutyl ether; vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone and vinyl isopropyl ketone.
多官能性重合性単量体としては、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、2,2’−ビス(4−(アクリロキシ・ジエトキシ)フェニル)プロパン、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、2,2’−ビス(4−(メタクリロキシ・ジエトキシ)フェニル)プロパン、2,2’−ビス(4−(メタクリロキシ・ポリエトキシ)フェニル)プロパン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、
テトラメチロールメタンテトラメタクリレート、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタリン、ジビニルエーテル等が挙げられる。
As polyfunctional polymerizable monomers, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, tripropylene glycol Diacrylate, polypropylene glycol diacrylate, 2,2′-bis (4- (acryloxydiethoxy) phenyl) propane, trimethylolpropane triacrylate, tetramethylolmethane tetraacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol Dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol Dimethacrylate, 1,3-butylene glycol dimethacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, polypropylene glycol dimethacrylate, 2,2'-bis (4- (methacryloxy-diethoxy) phenyl) propane, 2,2′-bis (4- (methacryloxy polyethoxy) phenyl) propane, trimethylolpropane trimethacrylate,
Tetramethylolmethane tetramethacrylate, divinylbenzene, divinylnaphthalene, divinyl ether and the like can be mentioned.
本発明においては、前記した単官能性重合性単量体を単独で或いは2種以上組み合わせて、又は前記した単官能性重合性単量体と多官能性重合性単量体を組み合わせて使用することが可能である。多官能性重合性単量体は架橋剤としても作用するため、分岐度を制御する上で有効である。 In the present invention, the above-described monofunctional polymerizable monomers are used alone or in combination of two or more, or the above-mentioned monofunctional polymerizable monomers and polyfunctional polymerizable monomers are used in combination. It is possible. Since the polyfunctional polymerizable monomer also acts as a crosslinking agent, it is effective in controlling the degree of branching.
本発明のトナーは、結着樹脂成分の分子量及び分岐度を制御する手段として、結着樹脂の合成時に架橋剤を用いることが好ましい。
本発明に用いられる架橋剤において、2官能の架橋剤としては、以下のものが挙げられる。ジビニルベンゼン、ビス(4−アクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン、エチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール#200、#400、#600の各ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエステル型ジアクリレート(MANDA日本化薬)、及び上記のジアクリレートをジメタクリレートに代えたもの。
多官能の架橋剤としては、以下のものが挙げられる。ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルアクリレート及びそのメタクリレート、2,2−ビス(4−メタクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート及びトリアリルトリメリテート。これらの架橋剤の添加量は、前記単量体100質量部に対して、好ましくは0.05乃至10質量部、より好ましくは0.1乃至5質量部である。
The toner of the present invention preferably uses a crosslinking agent during the synthesis of the binder resin as a means for controlling the molecular weight and branching degree of the binder resin component.
In the crosslinking agent used in the present invention, examples of the bifunctional crosslinking agent include the following. Divinylbenzene, bis (4-acryloxypolyethoxyphenyl) propane, ethylene glycol diacrylate, 1,3-butylene glycol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,5-pentanediol diacrylate, 1,6 -Hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol # 200, # 400, # 600 diacrylate, dipropylene glycol diacrylate, polypropylene Glycol diacrylate, polyester-type diacrylate (MANDA Nippon Kayaku), and diacrylate above instead of diacrylate Thing.
The following are mentioned as a polyfunctional crosslinking agent. Pentaerythritol triacrylate, trimethylolethane triacrylate, trimethylolpropane triacrylate, tetramethylolmethane tetraacrylate, oligoester acrylate and methacrylate, 2,2-bis (4-methacryloxypolyethoxyphenyl) propane, diallyl phthalate, tri Allyl cyanurate, triallyl isocyanurate and triallyl trimellitate. The addition amount of these crosslinking agents is preferably 0.05 to 10 parts by mass, more preferably 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the monomer.
本発明に用いられる重合開始剤としては、油溶性開始剤及び/又は水溶性開始剤が用いられる。好ましくは、重合反応時の反応温度における半減期が0.5乃至30時間のものである。また重合性単量体100質量部に対し0.5乃至20質量部の添加量で重合反応を行うと、通常、分子量1万乃至10万の間に極大を有する重合体が得られ、適当な強度と溶融特性を有するトナーを得ることができる。 As the polymerization initiator used in the present invention, an oil-soluble initiator and / or a water-soluble initiator is used. Preferably, the half-life at the reaction temperature during the polymerization reaction is 0.5 to 30 hours. When the polymerization reaction is carried out at an addition amount of 0.5 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer, a polymer having a maximum between 10,000 and 100,000 is usually obtained. A toner having strength and melting characteristics can be obtained.
重合開始剤としては、以下の、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル如きのアゾ系またはジアゾ系重合開始剤;ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、クメンヒドロパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド如きの過酸化物系重合開始剤等が例示できる。
特に好ましくは、重合反応中の分解時にエーテル化合物を生成するような重合開始剤である。当該エーテル化合物は、上記構造式(1)又は(2)で表される化合物であることが好ましい。
As polymerization initiators, the following 2,2′-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobisisobutyronitrile, 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbohydrate) were used. Nitrile), 2,2′-azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile, azo or diazo polymerization initiators such as azobisisobutyronitrile; benzoyl peroxide, t-butylperoxy 2- Ethyl hexanoate, t-butyl peroxypivalate, t-butyl peroxyisobutyrate, t-butyl peroxyneodecanoate, methyl ethyl ketone peroxide, diisopropyl peroxycarbonate, cumene hydroperoxide, 2,4- Peroxides such as dichlorobenzoyl peroxide and lauroyl peroxide Examples thereof include initiators.
Particularly preferred is a polymerization initiator that produces an ether compound upon decomposition during the polymerization reaction. The ether compound is preferably a compound represented by the structural formula (1) or (2).
また本発明のトナーを製造する場合においては、本発明のトナーを好ましい分子量分布にするために、低分子量ポリマーを添加することが好ましい。低分子量ポリマーは、粉砕法でトナーを製造する場合には、結着樹脂等と溶融混練する際に添加することができ、ま
た懸濁重合法によってトナーを製造する場合には、重合性単量体組成物中に添加することができる。該低分子量ポリマーとしては、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される重量平均分子量(Mw)が2,000乃至5,000の範囲で、且つ、Mw/Mnが4.5未満、好ましくは3.0未満のものが好ましい。
低分子量ポリマーの例としては、低分子量ポリスチレン、低分子量スチレン−アクリル酸エステル共重合体、低分子量スチレン−アクリル共重合体が挙げられる。
本発明において、上述の結着樹脂と共にポリエステル樹脂やポリカーボネート樹脂の如き極性樹脂を併用することもできる。
In the production of the toner of the present invention, it is preferable to add a low molecular weight polymer in order to obtain a preferable molecular weight distribution of the toner of the present invention. The low molecular weight polymer can be added at the time of melt kneading with a binder resin or the like when the toner is produced by a pulverization method, and the polymerizable single monomer is produced when the toner is produced by a suspension polymerization method. It can be added to the body composition. The low molecular weight polymer has a weight average molecular weight (Mw) measured by gel permeation chromatography (GPC) in the range of 2,000 to 5,000, and Mw / Mn of less than 4.5, preferably Those less than 3.0 are preferred.
Examples of the low molecular weight polymer include low molecular weight polystyrene, low molecular weight styrene-acrylic acid ester copolymer, and low molecular weight styrene-acrylic copolymer.
In the present invention, a polar resin such as a polyester resin or a polycarbonate resin can be used in combination with the above-described binder resin.
本発明に用いられるワックス成分としては以下のものが挙げられる。
パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラクタム如きの石油系ワックス及びその誘導体;モンタンワックス及びその誘導体;フィッシャートロプシュ法による炭化水素ワックス及びその誘導体;ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスの如きポリオレフィンワックス及びその誘導体、カルナバワックス、キャンデリラワックスの如き天然ワックス及びその誘導体。誘導体としては酸化物や、ビニル系モノマーとのブロック共重合物、グラフト変性物などが挙げられる。さらには、以下のものが挙げられる。高級脂肪族アルコール;ステアリン酸、パルミチン酸の如きの脂肪酸;酸アミドワックス;エステルワックス;硬化ヒマシ油及びその誘導体;植物系ワックス;動物性ワックス。この中で特に、離型性に優れるという観点からエステルワックス及び炭化水素ワックスが好ましい。更に本発明のトナーにおいては、懸濁重合法によりトナーを製造する場合、コアシェル構造の強度維持と苛酷な条件下での現像出力においてもワックスの染み出しによる現像性低下抑制に効力のある炭化水素系ワックスを用いることがより好ましい。
The following are mentioned as a wax component used for this invention.
Petroleum waxes and derivatives thereof such as paraffin wax, microcrystalline wax, petrolactam; montan wax and derivatives thereof; hydrocarbon waxes and derivatives thereof according to Fischer-Tropsch method; polyolefin waxes and derivatives thereof such as polyethylene wax and polypropylene wax; carnauba wax Natural waxes such as candelilla wax and derivatives thereof. Examples of the derivatives include oxides, block copolymers with vinyl monomers, and graft modified products. Furthermore, the following are mentioned. Higher fatty alcohols; fatty acids such as stearic acid and palmitic acid; acid amide waxes; ester waxes; hydrogenated castor oil and derivatives thereof; plant waxes; Among these, ester wax and hydrocarbon wax are preferable from the viewpoint of excellent releasability. Further, in the toner of the present invention, when the toner is produced by a suspension polymerization method, the hydrocarbon is effective in maintaining the strength of the core-shell structure and suppressing the deterioration of the developability due to the exudation of the wax even in the development output under severe conditions. It is more preferable to use a system wax.
上記ワックス成分は結着樹脂100質量部に対し4乃至25質量部を含有させることが好ましい。ワックス成分が4乃至25質量部の場合には、トナーの加熱加圧時に適度なワックス成分のブリード性を持てることにより、優れた離型効果を発揮する。また、現像器内でトナーが受ける様々なストレスにより、ワックス成分がトナー表面に染み出すことも抑えられ、トナー個々の均一な摩擦帯電性を得ることができる。 The wax component is preferably contained in an amount of 4 to 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin. When the wax component is 4 to 25 parts by mass, an excellent release effect is exhibited by having an appropriate bleed property of the wax component when the toner is heated and pressurized. Further, it is possible to suppress the wax component from seeping out on the toner surface due to various stresses applied to the toner in the developing device, and uniform triboelectric chargeability of each toner can be obtained.
本発明のトナーは、着色力を付与するために着色剤を必須成分として含有する。本発明に好ましく使用される着色剤として、以下の有機顔料若しくは染料、又は無機顔料が挙げられる。
シアン系着色剤としての有機顔料又は有機染料としては、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アントラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物が利用できる。具体的には、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントブルー1、C.I.ピグメントブルー7、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:1、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントブルー62、C.I.ピグメントブルー66。
The toner of the present invention contains a colorant as an essential component in order to impart coloring power. Examples of the colorant preferably used in the present invention include the following organic pigments or dyes, or inorganic pigments.
As the organic pigment or organic dye as the cyan colorant, a copper phthalocyanine compound and a derivative thereof, an anthraquinone compound, or a basic dye lake compound can be used. Specific examples include the following. C. I. Pigment blue 1, C.I. I. Pigment blue 7, C.I. I. Pigment blue 15, C.I. I. Pigment blue 15: 1, C.I. I. Pigment blue 15: 2, C.I. I. Pigment blue 15: 3, C.I. I. Pigment blue 15: 4, C.I. I. Pigment blue 60, C.I. I. Pigment blue 62, C.I. I. Pigment Blue 66.
マゼンタ系着色剤としての有機顔料又は有機染料としては、以下のものが挙げられる。縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物。具体的には、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.ピグメントレッド23、C.I.ピグメントレッド48:2、C.I.ピグメントレッド48:3、C.I.ピグメントレッド48:4、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド81:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド146、C.I.ピグメントレッド150
、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド169、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド184、C.I.ピグメントレッド185、C.I.ピグメントレッド202、C.I.ピグメントレッド206、C.I.ピグメントレッド220、C.I.ピグメントレッド221、C.I.ピグメントレッド254。
Examples of the organic pigment or organic dye as the magenta colorant include the following. Condensed azo compounds, diketopyrrolopyrrole compounds, anthraquinones, quinacridone compounds, basic dye lake compounds, naphthol compounds, benzimidazolone compounds, thioindigo compounds, perylene compounds. Specific examples include the following. C. I. Pigment red 2, C.I. I. Pigment red 3, C.I. I. Pigment red 5, C.I. I. Pigment red 6, C.I. I.
, C.I. I. Pigment red 166, C.I. I. Pigment red 169, C.I. I. Pigment red 177, C.I. I. Pigment red 184, C.I. I. Pigment red 185, C.I. I. Pigment red 202, C.I. I. Pigment red 206, C.I. I. Pigment red 220, C.I. I. Pigment red 221, C.I. I. Pigment Red 254.
イエロー系着色剤としての有機顔料又は有機染料としては、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アントラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、アリルアミド化合物に代表される化合物が用いられる。具体的には、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー62、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー95、C.I.ピグメントイエロー97、C.I.ピグメントイエロー109、C.I.ピグメントイエロー110、C.I.ピグメントイエロー111、C.I.ピグメントイエロー120、C.I.ピグメントイエロー127、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー129、C.I.ピグメントイエロー147、C.I.ピグメントイエロー151、C.I.ピグメントイエロー154、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー168、C.I.ピグメントイエロー174、C.I.ピグメントイエロー175、C.I.ピグメントイエロー176、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー181、C.I.ピグメントイエロー191、C.I.ピグメントイエロー194。 As the organic pigment or organic dye as the yellow colorant, compounds represented by condensed azo compounds, isoindolinone compounds, anthraquinone compounds, azo metal complexes, methine compounds, and allylamide compounds are used. Specific examples include the following. C. I. Pigment yellow 12, C.I. I. Pigment yellow 13, C.I. I. Pigment yellow 14, C.I. I. Pigment yellow 15, C.I. I. Pigment yellow 17, C.I. I. Pigment yellow 62, C.I. I. Pigment yellow 74, C.I. I. Pigment yellow 83, C.I. I. Pigment yellow 93, C.I. I. Pigment yellow 94, C.I. I. Pigment yellow 95, C.I. I. Pigment yellow 97, C.I. I. Pigment yellow 109, C.I. I. Pigment yellow 110, C.I. I. Pigment yellow 111, C.I. I. Pigment yellow 120, C.I. I. Pigment yellow 127, C.I. I. Pigment yellow 128, C.I. I. Pigment yellow 129, C.I. I. Pigment yellow 147, C.I. I. Pigment yellow 151, C.I. I. Pigment yellow 154, C.I. I. Pigment yellow 155, C.I. I. Pigment yellow 168, C.I. I. Pigment yellow 174, C.I. I. Pigment yellow 175, C.I. I. Pigment yellow 176, C.I. I. Pigment yellow 180, C.I. I. Pigment yellow 181, C.I. I. Pigment yellow 191, C.I. I. Pigment Yellow 194.
黒色着色剤としては、カーボンブラック、磁性体、及び上記イエロー系、マゼンタ系及びシアン系着色剤を用い黒色に調色されたものが利用される。 As the black colorant, carbon black, a magnetic material, and a color toned to black using the yellow, magenta, and cyan colorants are used.
本発明において重合法を用いてトナー粒子を製造する場合には、着色剤の持つ重合阻害性や水相移行性に注意を払う必要がある。好ましくは、表面改質、例えば、重合阻害のない物質による疎水化処理を着色剤に施しておいたほうが良い。特に、染料系やカーボンブラックは、重合阻害性を有しているものが多いので使用の際に注意を要する。染料系を表面処理する好ましい方法としては、あらかじめこれら染料の存在下に重合性単量体を重合せしめる方法が挙げられ、得られた着色重合体を単量体系に添加する方法が挙げられる。
また、カーボンブラックについては、上記染料と同様の処理の他、カーボンブラックの表面官能基と反応する物質、例えば、ポリオルガノシロキサンで処理を行っても良い。
これらの着色剤は、単独又は混合し更には固溶体の状態で用いることができる。本発明のトナーに用いられる着色剤は、色相角、彩度、明度、耐光性、OHP透明性、トナー中の分散性の点から選択される。該着色剤は、好ましくは結着樹脂100質量部に対し1乃至20質量部添加して用いられる。
When toner particles are produced using a polymerization method in the present invention, it is necessary to pay attention to the polymerization inhibition property and water phase transfer property of the colorant. Preferably, the colorant should be subjected to surface modification, for example, a hydrophobic treatment with a substance that does not inhibit polymerization. In particular, dyes and carbon blacks have many polymerization inhibiting properties, so care must be taken when using them. A preferable method for surface-treating the dye system includes a method in which a polymerizable monomer is polymerized in the presence of these dyes in advance, and a method in which the obtained colored polymer is added to the monomer system.
Carbon black may be treated with a material that reacts with the surface functional group of carbon black, for example, polyorganosiloxane, in addition to the same treatment as the above dye.
These colorants can be used alone or in combination and further in the form of a solid solution. The colorant used in the toner of the present invention is selected from the viewpoints of hue angle, saturation, brightness, light resistance, OHP transparency, and dispersibility in the toner. The colorant is preferably used by adding 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
本発明のトナーにおいて、着色剤として磁性材料を含有させ磁性トナーとすることも可能である。この場合、磁性材料は着色剤の役割をかねることもできる。磁性材料としては、以下の、マグネタイト、ヘマタイト、フェライト如きの酸化鉄;鉄、コバルト、ニッケルの如き金属或いはこれらの金属のアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムの如き金属の合金及びその混合物等が例示できる。
上記磁性体は、より好ましくは、表面改質された磁性体が好ましい。重合法により磁性トナーを調整する場合には、重合阻害のない物質である表面改質剤により、疎水化処理を施したものが好ましい。このような表面改質剤としては、例えばシランカップリング剤、チタンカップリング剤を挙げることができる。
In the toner of the present invention, a magnetic material can be used by containing a magnetic material as a colorant. In this case, the magnetic material can also serve as a colorant. Magnetic materials include the following iron oxides such as magnetite, hematite and ferrite; metals such as iron, cobalt and nickel, or aluminum, cobalt, copper, lead, magnesium, tin, zinc, antimony, beryllium and bismuth of these metals. And alloys of metals such as cadmium, calcium, manganese, selenium, titanium, tungsten and vanadium, and mixtures thereof.
The magnetic material is more preferably a surface-modified magnetic material. When a magnetic toner is prepared by a polymerization method, it is preferable to apply a hydrophobic treatment with a surface modifier, which is a substance that does not inhibit polymerization. Examples of such surface modifiers include silane coupling agents and titanium coupling agents.
これらの磁性体は個数平均粒径が2μm以下であることが好ましく、より好ましくは0.1乃至0.5μmである。当該磁性体の含有量は、重合性単量体又は結着樹脂100質量部に対し、20乃至200質量部であることが好ましく、より好ましくは結着樹脂100質量部に対し40乃至150質量部である。 These magnetic materials preferably have a number average particle diameter of 2 μm or less, more preferably 0.1 to 0.5 μm. The content of the magnetic material is preferably 20 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer or binder resin, and more preferably 40 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin. It is.
本発明のトナーにおいては、先に説明したスルホン酸基等を側鎖に持つ高分子とは別に、或いは共に、必要に応じて荷電制御剤をトナー粒子と混合して用いることも可能である。荷電制御剤を配合することにより、荷電特性を安定化、現像システムに応じた最適の摩擦帯電量のコントロールが可能となる。
荷電制御剤としては、公知のものが利用でき、特に摩擦帯電スピードが速く、かつ、一定の摩擦帯電量を安定して維持できる荷電制御剤が好ましい。さらに、トナーを直接重合法により製造する場合には、重合阻害性が低く、水系分散媒体への可溶化物が実質的にない荷電制御剤が特に好ましい。
荷電制御剤の例として、トナーを負荷電性に制御するものとしては、有機金属化合物、キレート化合物が挙げられる。具体的には、モノアゾ金属化合物、アセチルアセトン金属化合物、芳香族オキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸、オキシカルボン酸及びダイカルボン酸系の金属化合物が挙げられる。他には、芳香族オキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、無水物、エステル類、ビスフェノールの如きフェノール誘導体類が挙げられる。さらに、尿素誘導体、含金属サリチル酸系化合物、含金属ナフトエ酸系化合物、ホウ素化合物、4級アンモニウム塩、カリックスアレーン、樹脂系帯電制御剤が挙げられる。
また、荷電制御剤の例として、トナーを正荷電性に制御するものとしては、以下のものが挙げられる。ニグロシン及び脂肪酸金属塩によるニグロシン変性物;グアニジン化合物;イミダゾール化合物;トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレートの如き4級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩及びこれらのレーキ顔料;トリフェ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、りんタングステン酸、りんモリブデン酸、りんタングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物);高級脂肪酸の金属塩;樹脂系荷電制御剤。
In the toner of the present invention, a charge control agent may be mixed with toner particles as necessary, separately from or together with the polymer having a sulfonic acid group or the like in the side chain described above. By adding a charge control agent, the charge characteristics can be stabilized, and the optimum triboelectric charge amount can be controlled according to the development system.
As the charge control agent, known ones can be used, and in particular, a charge control agent that has a high frictional charging speed and can stably maintain a constant triboelectric charge amount is preferable. Further, when the toner is produced by a direct polymerization method, a charge control agent having a low polymerization inhibitory property and substantially free from a solubilized product in an aqueous dispersion medium is particularly preferable.
Examples of charge control agents include those that control the toner to be negatively charged, such as organometallic compounds and chelate compounds. Specific examples include a monoazo metal compound, an acetylacetone metal compound, an aromatic oxycarboxylic acid, an aromatic dicarboxylic acid, an oxycarboxylic acid, and a dicarboxylic acid-based metal compound. Others include aromatic oxycarboxylic acids, aromatic mono and polycarboxylic acids and their metal salts, anhydrides, esters, and phenol derivatives such as bisphenols. Further examples include urea derivatives, metal-containing salicylic acid compounds, metal-containing naphthoic acid compounds, boron compounds, quaternary ammonium salts, calixarene, and resin charge control agents.
Examples of charge control agents include those that control the toner to be positively charged. Nigrosine modified products with nigrosine and fatty acid metal salts; guanidine compounds; imidazole compounds; quaternary ammonium salts such as tributylbenzylammonium-1-hydroxy-4-naphthosulfonate, tetrabutylammonium tetrafluoroborate, and the like Some onium salts such as phosphonium salts and their lake pigments; triphenylmethane dyes and their lake pigments (as rake agents, phosphotungstic acid, phosphomolybdic acid, phosphotungsten molybdic acid, tannic acid, lauric acid, gallic acid , Ferricyanides, ferrocyanides); metal salts of higher fatty acids; resin-based charge control agents.
本発明のトナーは、これら荷電制御剤を単独で或いは2種類以上組み合わせて含有することができる。これら荷電制御剤の中でも、本発明の効果を十分に発揮するためには、含金属サリチル酸系化合物が好ましく、特にその金属がアルミニウムもしくはジルコニウムが好ましい。最も好ましい荷電制御剤としては、3,5−ジ−tert−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物である。
荷電制御剤の好ましい配合量は、結着樹脂100質量部に対して0.01乃至20質量部、より好ましくは0.5乃至10質量部である。しかしながら、本発明のトナーには、荷電制御剤の添加は必須ではなく、トナーの層厚規制部材やトナー担持体との摩擦帯電を積極的に利用することでトナー中に必ずしも荷電制御剤を含ませる必要はない。
The toner of the present invention can contain these charge control agents alone or in combination of two or more. Among these charge control agents, a metal-containing salicylic acid-based compound is preferable in order to sufficiently exhibit the effects of the present invention, and the metal is particularly preferably aluminum or zirconium. The most preferred charge control agent is an aluminum 3,5-di-tert-butylsalicylate compound.
A preferable blending amount of the charge control agent is 0.01 to 20 parts by mass, more preferably 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin. However, it is not essential to add a charge control agent to the toner of the present invention, and the toner does not necessarily contain a charge control agent by actively utilizing frictional charging with the toner layer thickness regulating member or the toner carrier. There is no need to let it.
本発明のトナーは、十分な構造強度と高い現像耐久特性及び低温定着特性を得るために、水系媒体中で重合反応を行うことで、コアシェル構造を有するトナー粒子を製造することが好ましい。
水系媒体中でトナー粒子を製造する方法としては、以下の方法が挙げられる。トナー必須成分から構成される乳化液を水系媒体中で凝集させる乳化凝集法;有機溶媒中にトナー必須成分を溶解させた後、水系媒体中で造粒後有機溶媒を揮発させる懸濁造粒法;トナー必須成分を溶解させた重合性単量体を直接水系媒体中で造粒後重合する懸濁重合法や乳化重合法;その後シード重合を利用しトナーに外層を設ける方法;界面重縮合や液中乾燥に
代表されるマイクロカプセル法。
The toner of the present invention is preferably produced by carrying out a polymerization reaction in an aqueous medium in order to obtain sufficient structural strength, high development durability characteristics, and low-temperature fixing characteristics, thereby producing toner particles having a core-shell structure.
Examples of the method for producing toner particles in an aqueous medium include the following methods. An emulsion aggregation method in which an emulsion composed of essential toner components is aggregated in an aqueous medium; a suspension granulation method in which the essential toner components are dissolved in an organic solvent and then the organic solvent is volatilized after granulation in the aqueous medium. A suspension polymerization method or an emulsion polymerization method in which a polymerizable monomer in which an essential toner component is dissolved is directly granulated in an aqueous medium and then polymerized; a method in which an outer layer is then formed on the toner by using seed polymerization; A microcapsule method represented by drying in liquid.
これらの中で、本発明の作用効果を発揮しやすいものとして、特に懸濁重合法が好ましい。この懸濁重合法においては、重合性単量体にワックス成分及び着色剤(更に必要に応じて重合開始剤、架橋剤、帯電制御剤、その他の添加剤)を均一に溶解または分散せしめて重合性単量体組成物とする。その後、この重合性単量体組成物を、分散剤を含有する水系媒体中に適当な撹拌器を用いて分散し、そして重合反応を行わせ、所望の粒径を有するトナー粒子を得るものである。上記トナー粒子は重合終了後、公知の方法によって濾過、洗浄、乾燥を行い、表面処理剤で表面が処理された無機微粉体を混合し表面に付着させることで、本発明のトナーを得ることができる。 Among these, the suspension polymerization method is particularly preferable as the one that easily exhibits the effects of the present invention. In this suspension polymerization method, polymerization is performed by uniformly dissolving or dispersing a wax component and a colorant (and, if necessary, a polymerization initiator, a crosslinking agent, a charge control agent, and other additives) in a polymerizable monomer. It is set as a polymerizable monomer composition. Thereafter, the polymerizable monomer composition is dispersed in an aqueous medium containing a dispersant using a suitable stirrer, and a polymerization reaction is performed to obtain toner particles having a desired particle size. is there. After the polymerization, the toner particles are filtered, washed and dried by a known method, and the inorganic fine powder whose surface is treated with a surface treatment agent is mixed and adhered to the surface, whereby the toner of the present invention can be obtained. it can.
尚、重合反応を効率的に進行させる方法として、反応容器内の溶存酸素を管理することが好ましい。溶存酸素が少なければ重合反応は効率化する。その結果、現像耐久性や定着性に悪影響を及ぼす低分子量成分が抑制でき、安定した性能を発揮できる。 In addition, it is preferable to manage the dissolved oxygen in the reaction vessel as a method for efficiently proceeding the polymerization reaction. If there is little dissolved oxygen, the polymerization reaction will be more efficient. As a result, low molecular weight components that adversely affect development durability and fixability can be suppressed, and stable performance can be exhibited.
上記水系媒体の調製時に使用する分散剤としては、公知の無機系及び有機系の分散剤を用いることができる。
具体的には、無機系の分散剤としては、以下のものが挙げられる。リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ベントナイト、シリカ、アルミナが挙げられる。
また、有機系の分散剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、デンプン。
また、市販のノニオン、アニオン、カチオン型の界面活性剤の利用も可能である。この様な界面活性剤としては、以下のものが挙げられる。ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウム。
本発明のトナーに用いられる水系媒体の調製時に使用する分散剤としては、無機系の難水溶性の分散剤が好ましく、しかも酸に可溶性である難水溶性無機分散剤を用いることが好ましい。
As the dispersant used in the preparation of the aqueous medium, known inorganic and organic dispersants can be used.
Specifically, examples of the inorganic dispersant include the following. Tricalcium phosphate, magnesium phosphate, aluminum phosphate, zinc phosphate, magnesium carbonate, calcium carbonate, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, calcium metasilicate, calcium sulfate, barium sulfate, bentonite, silica, alumina Is mentioned.
Examples of the organic dispersant include polyvinyl alcohol, gelatin, methyl cellulose, methyl hydroxypropyl cellulose, ethyl cellulose, carboxymethyl cellulose sodium salt, and starch.
Commercially available nonionic, anionic and cationic surfactants can also be used. Examples of such surfactants include the following. Sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium dodecyl sulfate, sodium tetradecyl sulfate, sodium pentadecyl sulfate, sodium octyl sulfate, sodium oleate, sodium laurate, potassium stearate, calcium oleate.
As the dispersant used in preparing the aqueous medium used in the toner of the present invention, an inorganic poorly water-soluble dispersant is preferable, and it is preferable to use a poorly water-soluble inorganic dispersant that is soluble in an acid.
本発明においては、上記分散剤を用い、水系媒体を調製する場合に、これらの分散剤の使用量は、重合性単量体100質量部に対して、0.2乃至2.0質量部であることが好ましい。また、本発明においては、重合性単量体組成物100質量部に対して300乃至3,000質量部の水を用いて水系媒体を調製することが好ましい。 In the present invention, when an aqueous medium is prepared using the above dispersant, the amount of these dispersants used is 0.2 to 2.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer. Preferably there is. In the present invention, it is preferable to prepare an aqueous medium using 300 to 3,000 parts by mass of water with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer composition.
本発明において、上記のような分散剤が分散された水系媒体を調製する場合には、市販の分散剤をそのまま用いて分散させてもよい。しかし、細かい均一な粒度を有する分散剤粒子を得るために、水の如き液媒体中で、高速撹拌下、上記したような難水溶性無機分散剤を生成させて水系分散媒体を調製してもよい。例えば、リン酸三カルシウムを分散剤として使用する場合、高速撹拌下でリン酸ナトリウム水溶液と塩化カルシウム水溶液を混合してリン酸三カルシウムの微粒子を形成することで、好ましい分散剤を得ることができる。 In the present invention, when preparing an aqueous medium in which the above dispersant is dispersed, a commercially available dispersant may be used as it is and dispersed. However, in order to obtain dispersant particles having a fine and uniform particle size, a water-based dispersion medium can be prepared by generating a poorly water-soluble inorganic dispersant as described above in a liquid medium such as water under high-speed stirring. Good. For example, when tricalcium phosphate is used as a dispersant, a preferred dispersant can be obtained by mixing aqueous sodium phosphate solution and aqueous calcium chloride solution at high speed to form fine particles of tricalcium phosphate. .
また、本発明のトナーは、上記表面処理剤で表面が処理された無機微粉体に加えて更にシリカ、酸化チタン、アルミナまたはそれらの複酸化物の如き微粉体を併用することができる。
特に、上記表面処理剤で表面が処理された無機微粉体がシリカで有る場合は、粒径の異なるシリカや酸化チタンとの併用が好ましい。
上記表面処理剤で表面が処理された無機微粉体がシリカで有る場合、当該シリカに加えて添加される微粉体は、トナーの流動性改良及びトナー粒子の摩擦帯電の均一化、トナー粒子の現像耐久性向上のために添加される。また、これら微粉体も疎水化処理することによって、トナーの摩擦帯電量の調整、環境安定性の向上、高湿環境下での特性の向上等の機能を付与することができるので、疎水化処理された微粉体を用いることが好ましい。トナーに添加された無機微粉体等が吸湿すると、トナーとしての摩擦帯電量が低下し、現像性や転写性の低下が生じ易くなる。
上記微粉体の疎水化処理の処理剤としては、以下のものが挙げられる。未変性のシリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、未変性のシリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シラン化合物、シランカップリング剤、その他有機ケイ素化合物、有機チタン化合物。これらの如き処理剤は単独で或いは併用して用いられても良い。
その中でも、シリコーンオイルにより処理された微粉体が好ましい。より好ましくは、微粉体をカップリング剤で疎水化処理すると同時或いは処理した後に、シリコーンオイルにより処理したシリコーンオイル処理された疎水化処理微粉体が高湿環境下でもトナー粒子の摩擦帯電量を高く維持し、選択現像性を低減する上でよい。
The toner of the present invention can be used in combination with fine powders such as silica, titanium oxide, alumina or their double oxides in addition to the inorganic fine powders whose surface is treated with the surface treatment agent.
In particular, when the inorganic fine powder whose surface is treated with the surface treatment agent is silica, it is preferable to use silica or titanium oxide having different particle diameters in combination.
When the inorganic fine powder whose surface is treated with the surface treatment agent is silica, the fine powder added in addition to the silica improves the fluidity of the toner, makes the toner particles triboelectrically charged, and develops the toner particles. Added to improve durability. These fine powders can also be hydrophobized to provide functions such as adjusting the triboelectric charge amount of toner, improving environmental stability, and improving characteristics under high-humidity environments. It is preferable to use the fine powder prepared. When the inorganic fine powder or the like added to the toner absorbs moisture, the amount of triboelectric charge as the toner decreases, and the developability and transferability tend to decrease.
Examples of the treatment agent for hydrophobizing the fine powder include the following. Unmodified silicone varnish, various modified silicone varnishes, unmodified silicone oil, various modified silicone oils, silane compounds, silane coupling agents, other organosilicon compounds, and organotitanium compounds. These treatment agents may be used alone or in combination.
Among these, fine powder treated with silicone oil is preferable. More preferably, the hydrophobized fine powder treated with silicone oil treated with silicone oil at the same time or after hydrophobizing the fine powder with a coupling agent increases the triboelectric charge amount of the toner particles even in a high humidity environment. It is good for maintaining and reducing selective developability.
次に本発明のトナーを用いることのできる画像形成方法の一例を、図2及び図3を用いて説明する。
図3は、本発明のトナーを用いて画像形成を行うのに好適な画像形成装置の一例として、非磁性一成分接触現像方式を採用したタンデム型のカラーLBP(カラーレーザープリンタ)の断面図を示す。また、図2は該画像形成装置に装着することのできるプロセスカートリッジの断面模式図である。
Next, an example of an image forming method that can use the toner of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a tandem color LBP (color laser printer) that employs a non-magnetic one-component contact development system as an example of an image forming apparatus suitable for image formation using the toner of the present invention. Show. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a process cartridge that can be attached to the image forming apparatus.
上記画像形成方法についてその一例を、図面を参照しながら以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 An example of the image forming method will be described below with reference to the drawings, but the present invention is not limited to this.
<プロセスカートリッジ>
図2は、本発明のトナーを用いて画像形成を行うのに好適な画像形成装置に用いることのできる、プロセスカートリッジ7(以下、「カートリッジ」ともいう。)の断面模式図である。
カートリッジ7は、感光体ドラム1と、帯電手段2及びクリーニング手段6を備えたクリーナユニット50と、感光体ドラム1に形成された静電潜像を現像する現像手段を有する現像ユニット4Aとを有する。クリーナユニット50を構成するクリーニング枠体31には、感光体ドラム1が軸受部材(不図示)を介して回転自在に取り付けられている。
感光体ドラム1には、感光体ドラム1の外周面に設けられた感光層を一様に帯電させるための帯電ローラー2、転写後に感光体ドラム1上に残った現像剤(残留トナー)を除去するためのクリーニングブレード60が接触している。クリーニングブレード60によって感光体ドラム1表面から除去されたトナー(除去トナー)は、クリーニング枠体31に設けられた除去トナー収納室35に納められる。
現像ユニット4Aは、トナーを収容する現像枠体45(45a、45b、45e)を有しており、現像ローラー40(矢印Y方向に回転)が軸受部材を介して回転自在に現像枠体45に支持されている。また、現像ローラー40と接触してトナー供給ローラー43(矢印Z方向に回転)とトナー規制部材44がそれぞれ設けられている。さらに現像枠体45には収容されたトナーを撹拌するとともにトナー供給ローラー43に搬送するためのトナー搬送機構42が設けられている。
そして、現像ユニット4Aがクリーナユニット50に対して揺動自在に支持されている。すなわち、現像枠体45の両端に設けた結合穴47、48とクリーナユニット50のクリーニング枠体31両端に設けた支持穴(不図示)を合わせ、クリーナユニット50両端
からピン(不図示)を差し込んでいる。
また、支持穴を回転軸中心として現像ローラー40が感光体ドラム1に接触するように加圧バネ(不図示)によって現像ユニット4Aが常に付勢されている。
現像時には、トナー容器41内に収納されたトナーがトナー攪拌機構42によってトナー供給ローラー43へ搬送される。トナー供給ローラー43が、現像ローラー40との摺擦によって現像ローラー40にトナーを供給し、現像ローラー40上にトナーを付着させる。現像ローラー40上に付着されたトナーは、現像ローラー40の回転にともなってトナー規制部材44のところに至る。そして、トナー規制部材44がトナーを規制して所定のトナー薄層を形成し、所望の帯電電荷量を付与する。現像ローラー40上で薄層化されたトナーは、現像ローラー40の回転につれて、感光体ドラム1と現像ローラー40とが接近した現像部に搬送される。そして、現像部において、電源(不図示)から現像ローラー40に印加した現像バイアスにより、感光体ドラム1の表面に形成されている静電潜像に付着して、潜像を現像化する。静電潜像の現像化に寄与せずに現像ローラー40の表面に残留したトナーは、現像ローラー40の回転にともなって現像枠体45内に戻される。そして、トナー供給ローラー43との摺擦部で現像ローラー40から剥離、回収される。回収されたトナーは、トナー攪拌機構42により残りのトナーと撹拌混合される。
ここで現像ローラー40には弾性ローラーを用い、これを感光体ドラム1表面と接触さ
せる方法を用いることができる。一般にトナー担持体と感光体が接触する現像方式においては、トナーの破損、変形が生じやすくなるが、本発明記載のトナーを用いた場合にはこうした変化を効果的に抑制することが出来るため、好ましい。
トナー担持体と感光体が接触する現像方式では、トナーを介して感光体と感光体表面に対向する弾性ローラー間に働く電界によって現像が行われる。従って弾性ローラー表面或いは表面近傍が電位を持ち、感光体表面とトナー担持体表面の狭い間隙で電界を有する必要性がある。このため、弾性ローラーの弾性ゴムが中抵抗領域に抵抗制御されて感光体表面との導通を防ぎつつ電界を保つか、または導電性ローラーの表面層に薄層の絶縁層を設ける方法が利用できる。さらには、該導電性ローラー上に感光体表面に対向する側を絶縁性物質により被覆した導電性樹脂スリーブ或いは、絶縁性スリーブで感光体に対向しない側に導電層を設けた構成も可能である。また、トナー担持体として剛体ローラーを用い、感光体をベルトの如きフレキシブルな物とした構成も可能である。トナー担持体としてのローラーの抵抗値としては102〜109Ω・cmの範囲が好ましい。
トナー担持体の表面形状としては、その表面粗さRa(μm)を0.1〜3.0となるように設定すると、高画質及び高耐久性を両立できる。該表面粗さRaはトナー搬送能力及びトナー帯電能力と相関する。該トナー担持体の表面粗さRaが3.0を超えると、該トナー担持体上のトナー層の薄層化が困難となるばかりか、トナーの帯電性が改善されないので画質の向上は望めない。3.0以下にすることでトナー担持体表面のトナーの搬送能力を抑制し、該トナー担持体上のトナー層を薄層化すると共に、該トナー担持体とトナーの接触回数が多くなるため、該トナーの帯電性も改善されるので相乗的に画質が向上する。一方、表面粗さRaが0.1よりも小さくなると、トナーコート量の制御が難しくなる。
本発明において、トナー担持体の表面粗さRaは、日本工業規格(JIS)B06014.2.1項(改正年月日2001年1月20日、確認年月日2005年7月20日)に定める算術平均粗さである。本発明においては、表面粗さ測定器(小坂研究所社製サーフコーダSE3500)を用い、トナー担持体表面の任意の1点より、トナー担持体回転軸と平行となる方向に測定を行った。なお、カットオフ値は0.8mm、測定長さは2.5mm、測定速度は0.1mm/秒とした。
<Process cartridge>
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a process cartridge 7 (hereinafter also referred to as “cartridge”) that can be used in an image forming apparatus suitable for image formation using the toner of the present invention.
The
The photosensitive drum 1 has a charging roller 2 for uniformly charging the photosensitive layer provided on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1, and a developer (residual toner) remaining on the photosensitive drum 1 after transfer is removed. The
The developing
The developing
Further, the developing
At the time of development, the toner stored in the
Here, an elastic roller is used as the developing
In the developing method in which the toner carrying member and the photosensitive member are in contact with each other, development is performed by an electric field acting between the photosensitive member and the elastic roller facing the surface of the photosensitive member through the toner. Therefore, the surface of the elastic roller or the vicinity of the surface has a potential, and it is necessary to have an electric field in a narrow gap between the surface of the photosensitive member and the surface of the toner carrying member. Therefore, it is possible to use a method in which the elastic rubber of the elastic roller is resistance-controlled in the middle resistance region to keep the electric field while preventing conduction with the surface of the photoreceptor, or a method of providing a thin insulating layer on the surface layer of the conductive roller. . Further, a conductive resin sleeve in which the side facing the surface of the photoconductor is coated with an insulating material on the conductive roller, or a conductive layer is provided on the side not facing the photoconductor with an insulating sleeve is also possible. . Further, it is possible to employ a configuration in which a rigid roller is used as the toner carrier and the photosensitive member is a flexible material such as a belt. The resistance value of the roller as the toner carrier is preferably in the range of 10 2 to 10 9 Ω · cm.
As the surface shape of the toner carrier, when the surface roughness Ra (μm) is set to 0.1 to 3.0, both high image quality and high durability can be achieved. The surface roughness Ra correlates with the toner conveying ability and the toner charging ability. When the surface roughness Ra of the toner carrier exceeds 3.0, it is difficult not only to make the toner layer on the toner carrier thin, but also the chargeability of the toner is not improved, so that improvement in image quality cannot be expected. . Since the toner carrying ability on the surface of the toner carrier is suppressed by setting it to 3.0 or less, the toner layer on the toner carrier is thinned, and the number of contact between the toner carrier and the toner increases. Since the chargeability of the toner is also improved, the image quality is synergistically improved. On the other hand, when the surface roughness Ra is smaller than 0.1, it becomes difficult to control the toner coat amount.
In the present invention, the surface roughness Ra of the toner carrier is in accordance with Japanese Industrial Standard (JIS) B06014.2.1 (revision date January 20, 2001, confirmation date July 20, 2005). Arithmetic mean roughness determined. In the present invention, a surface roughness measuring device (Surfcoder SE3500 manufactured by Kosaka Laboratory Co., Ltd.) was used to measure from an arbitrary point on the surface of the toner carrier in a direction parallel to the rotation axis of the toner carrier. The cut-off value was 0.8 mm, the measurement length was 2.5 mm, and the measurement speed was 0.1 mm / second.
図2の画像形成方法においては、トナー担持体は感光体の周速同方向に回転しているが、逆方向に回転していてもよい。その回転が同方向である場合、トナー担持体の周速を感光体の周速に対し1.05〜3.0倍となるように設定することが好ましい。
トナー担持体の周速が、感光体の周速に対し1.05倍未満であると、感光体上のトナ
ーの受ける撹拌効果が不十分となり、良好な画像品質が望めない。また、周速比が3.0を超える場合には、機械的ストレスによるトナーの劣化やトナー担持体へのトナー固着が発生、促進され、好ましくない。
トナー担持体が弾性ローラーである場合、表面に弾性層を有する構造のものが好ましく用いられる。該弾性ローラーに使用される弾性層の材料の硬度としては、30〜60度(ASKER−C/荷重1kg)のものが好適に使用される。
また、トナーコート量はトナー規制部材44により制御されるが、このトナー規制部材44はトナー層を介して現像ローラー40に接触している。この時のトナー規制部材44と現像ローラー40との接触圧は、線圧として0.05N/cm以上0.5N/cm以下が好ましい範囲である。
尚、線圧とはトナー規制部材の長さ当たりに加えられる荷重のことであり、例えば1mの当接長さを有するトナー規制部材に1.2Nの荷重を加えて現像ローラーに接触させた場合、線圧は1.2N/mとなる。線圧が0.05N/cmよりも小さいとトナーコート量の制御に加え均一な摩擦帯電も難しくなり、カブリの悪化等の原因となる。一方、線圧が0.5N/cmよりも大きくなるとトナー粒子が過剰な負荷を受けるため、粒子の変形やトナー規制部材或いは現像ローラーへのトナーの融着等が発生しやすくなり、好ましくない。
トナー規制部材44の自由端部はどのような形状でもよく、例えば断面形状が直線状のもの以外にも、先端近傍で屈曲したL字形状のものや、先端近傍が球状に膨らんだ形状のもの等が好適に用いられる。
トナー規制部材としては、基材としてステンレス、鋼、リン青銅の如き金属弾性体を用い、スリーブ当接部に当る部位に樹脂を接着あるいはコーティング塗布したものが好適に用いられる。
またさらに、トナー規制部材に直流電場及び/または交流電場を印加することによっても、トナーへのほぐし作用のため、均一薄層塗布性、均一帯電性がより向上し、充分な画像濃度の達成及び良質の画像を得ることができる。
In the image forming method of FIG. 2, the toner carrier rotates in the same direction as the peripheral speed of the photosensitive member, but may rotate in the opposite direction. When the rotation is in the same direction, it is preferable to set the peripheral speed of the toner carrier to be 1.05 to 3.0 times the peripheral speed of the photosensitive member.
When the peripheral speed of the toner carrier is less than 1.05 times the peripheral speed of the photoreceptor, the stirring effect received by the toner on the photoreceptor is insufficient, and good image quality cannot be expected. On the other hand, when the peripheral speed ratio exceeds 3.0, toner deterioration due to mechanical stress and toner adhesion to the toner carrier are generated and promoted, which is not preferable.
When the toner carrier is an elastic roller, a structure having an elastic layer on the surface is preferably used. The hardness of the material of the elastic layer used for the elastic roller is preferably 30 to 60 degrees (ASKER-C / load 1 kg).
Further, the toner coating amount is controlled by the
The linear pressure is a load applied per length of the toner regulating member. For example, when a 1.2 N load is applied to the toner regulating member having a contact length of 1 m and brought into contact with the developing roller. The linear pressure is 1.2 N / m. If the linear pressure is less than 0.05 N / cm, it is difficult to control the toner coating amount and uniform triboelectric charging, resulting in fogging. On the other hand, if the linear pressure is higher than 0.5 N / cm, the toner particles are subjected to an excessive load, and therefore, deformation of the particles and adhesion of the toner to the toner regulating member or the developing roller are likely to occur.
The free end portion of the
As the toner regulating member, a material in which a metal elastic body such as stainless steel, steel, phosphor bronze or the like is used as a base material and a resin is adhered or coated on a portion that contacts the sleeve contact portion is preferably used.
Furthermore, by applying a DC electric field and / or an AC electric field to the toner regulating member, the uniform thin layer coating property and the uniform charging property are further improved due to the loosening action on the toner, and sufficient image density is achieved. A good quality image can be obtained.
<画像形成装置>
図3は、本発明のトナーを用いて画像形成を行うのに好適な画像形成装置の一例を示す断面模式図である。 画像形成装置100は4個の画像形成ステーションPa、Pb、P
c、Pdを縦方向に並設している。そして、各画像形成ステーションPa、Pb、Pc、Pdには、各々、装着手段(不図示)によってプロセスカートリッジ7(7a、7b、7c、7d)が着脱可能に装着される。なお、マゼンタ色、シアン色、イエロー色、ブラック色の各カートリッジ7a、7b、7c、7dは同一構成である。
本模式図では、画像形成ステーションPa、Pb、Pc、Pdは、縦方向に僅かに傾斜して並設されているが、傾斜することなく縦方向に整列して設けてもよい。また、プロセスカートリッジ7は、図2に例示したものと同じであっても良いし、異なっていても良い。
各カートリッジ7(7a、7b、7c、7d)は、感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)を備えている。感光体ドラム1は、駆動手段(不図示)によって、同図中、反時計回りに回転駆動される。感光体ドラム1の周囲には、その回転方向に従って順に以下の手段が設けられている。(A)感光体ドラム1表面を均一に帯電する帯電手段2(2a、2b、2c、2d)。(B)画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光体ドラム1に静電潜像を形成するスキャナユニット3(3a、3b、3c、3d)。(C)静電潜像に現像剤(以下、「トナー」という。)を付着させてトナー像として現像する現像手段4(4a、4b、4c、4d)。(D)感光体ドラム1上のトナー像を記録媒体Sに転写させる静電転写装置5。(E)転写後の感光体ドラム1表面に残ったトナーを除去するクリーニング手段6(6a、6b、6c、6d)。
ここで、感光体ドラム1と、プロセス手段である、帯電手段2、現像手段4、クリーニング手段6は、カートリッジ枠体により一体的に構成してカートリッジ化されカートリッ
ジ7を構成している。
感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)は、シリンダの外周面に感光層を設けて構成したものである。感光体ドラム1は、その両端部を支持部材によって回転自在に支持されている。そして、一方の端部に駆動モータ(不図示)からの駆動力が伝達されることにより、反時計周りに回転駆動される。
上記感光体としては、a−Se、CdS、ZnO2、OPC、a−Siの様な光導電絶
縁物質層を持つ感光体ドラムが好適に使用される。また、上記OPC感光体における有機系感光層の結着樹脂は、特に限定するものではない。中でもポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂が特に、転写性に優れ、感光体へのトナーの融着、外添剤のフィルミングが起こりにくいため好ましい。
帯電手段2(2a、2b、2c、2d)としては、接触帯電方式のものを使用している。帯電手段2は、ローラー状に形成された導電性ローラーである。このローラーを感光体ドラム1表面に当接させるとともに、このローラーに帯電バイアス電圧を印加する。これにより、感光体ドラム1表面を一様に帯電させる。
帯電ローラーを用いた時の好ましいプロセス条件としては、ローラーの当接圧が線圧として0.05〜5N/cmである。また印加電圧としては、直流電圧或いは直流電圧に交流電圧を重畳したものが好適に用いられる。直流電圧に交流電圧を重畳したものを用いた時には、交流電圧=0.5〜5dVpp、交流周波数=50Hz〜5kHz、直流電圧=±0.2〜±1.5kVであることが好ましい。また、直流電圧を用いた時には、直流電圧=±0.2〜±5kVであることが好ましい。
帯電ローラー以外の帯電手段としては、帯電ブレードを用いる方法や、導電性ブラシを用いる方法がある。これらの接触帯電手段は、非接触のコロナ帯電に比べて、高電圧が不必要になったり、オゾンの発生が低減するといった効果がある。接触帯電手段としての帯電ローラー及び帯電ブレードの材質としては、導電性ゴムが好ましく、その表面に離型性被膜を設けても良い。離型性被膜としては、ナイロン系樹脂、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)、PVDC(ポリ塩化ビニリデン)などが適用可能である。
スキャナユニット3(3a、3b、3c、3d)は、レーザーダイオード(不図示)によって画像信号に対応する画像光が、高速回転されるポリゴンミラー(不図示)及び結像レンズ(不図示)を介して帯電済みの感光体ドラム1表面を画像情報に応じ露光する。これによって、感光体ドラムに静電潜像を形成する。
現像手段4(4a、4b、4c、4d)は、マゼンタ色、シアン色、イエロー色、ブラック色の各色のトナーを夫々収納したトナー容器41から構成され、トナー容器41内のトナーをトナー搬送機構42によってトナー供給ローラー43へ送り込む。
前記トナー供給ローラー43は、図示時計方向に回転し、トナー担持体としての現像ローラー40へのトナーの供給、及び、静電潜像の現像化に寄与せず現像ローラー40上に残留したトナーのはぎとりを行う。
現像ローラー40へ供給されたトナーは、現像ローラー40外周に圧接されたトナー規制部材44によって現像ローラー40(時計回り方向に回転)の外周に塗布され、且つ電荷を付与される。そして、潜像が形成された感光体ドラム1と対向した現像ローラー40に現像バイアスを印加する。そして、潜像に応じて感光体ドラム1上にトナー現像を行う。
静電転写装置5には、すべての感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)に対向し、接するように循環移動する静電転写ベルト11が設けられている。この転写ベルト11は、駆動ローラー13、従動ローラー14a、14b、テンションローラー15に張架されていて、図中左側の外周面に記録媒体Sを静電吸着する。そして、転写ベルト11は、感光体ドラム1に記録媒体Sを接触させるべく循環移動する。これにより、記録媒体Sは転写ベルト11により転写位置まで搬送され、感光体ドラム1上のトナー像を転写される。
この転写ベルト11の内側に当接し、4個の感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)に対向した位置に転写ローラー12(12a、12b、12c、12d)が並設される。これら転写ローラー12には、転写時にバイアスが印加されて、電荷が静電転写ベルト
11を介して記録媒体Sに印加される。このとき生じた電界により、感光体ドラム1に接触中の記録媒体Sに、感光体ドラム1上のトナー像が転写される。
給送部16は、画像形成ステーションPa、Pb、Pc、Pdに記録媒体Sを給送搬送するものである。給送部16には、複数枚の記録媒体Sがカセット17に収納されている。画像形成時には給送ローラー18(半月ローラー)、レジストローラー19が画像形成動作に応じて駆動回転する。給送ローラー18は、カセット17内の記録媒体Sを1枚毎に分離給送した後、レジストローラー19に記録媒体S先端を突き当てて一旦停止させる。その後レジストローラー19は、転写ベルト11の回転と画像書出し位置の同期をとって、記録媒体Sを静電転写ベルト11へと給送する。
定着部20は、記録媒体Sに転写された複数色のトナー画像を定着させるものである。そして、定着部20は、加熱ローラー21aと、これに圧接して記録媒体Sに熱及び圧力を与える加圧ローラー21bとを有する。即ち、感光体ドラム1に形成されたトナー像を転写された記録媒体Sは定着部20を通過する際に、加圧ローラー21bで搬送されるとともに、加熱ローラー21aによって熱及び圧力を与えられる。これによって複数色のトナー像が記録媒体S表面に定着される。
画像形成の動作としては、カートリッジ7(7a、7b、7c、7d)が、画像形成タイミングに合わせて順次駆動される。そして、その駆動に応じて感光体ドラム1a、1b、1c、1dが、反時計回り方向に回転駆動される。そして、各々のカートリッジ7に対応するスキャナユニット3が順次駆動される。この駆動により、帯電ローラー2は感光体ドラム1の周面に一様な電荷を付与する。そして、スキャナユニット3は、その感光体ドラム1周面に画像信号に応じて露光を行って感光体ドラム1周面に静電潜像を形成する。現像手段4内の現像ローラー40は、静電潜像の低電位部にトナーを転移させて感光体ドラム1周面上にトナー像を形成(現像)する。
最上流の感光体ドラム1の周面上に形成されたトナー像の先端が、転写ベルト11との対向点に回転搬送されてくるタイミングで、その対向点に記録媒体Sの印字開始位置が一致するようにレジストローラー19が回転し記録媒体Sを転写ベルト11へ給送する。
記録媒体Sは吸着ローラー22と転写ベルト11とによって挟み込むようにして転写ベルト11の外周に圧接される。そして、転写ベルト11と吸着ローラー22との間に電圧を印加する。そして、誘電体である記録媒体Sと転写ベルト11の誘電体層に電荷を誘起して、記録媒体Sを転写ベルト11の外周に静電吸着させている。これにより、記録媒体Sは静電転写ベルト11に安定して吸着され、最下流の転写部まで搬送される。
このように搬送されながら記録媒体Sは、各感光体ドラム1と転写ローラー12との間に形成される電界によって、各感光体ドラム1のトナー像を順次転写される。
4色のトナー像を転写された記録媒体Sは、ベルト駆動ローラー13の曲率により静電転写ベルト11から曲率分離され、定着部20に搬入される。記録媒体Sは、定着部20で上記トナー像を熱定着された後、排紙ローラー23によって、排紙部24から画像面を下にした状態で本体外に排出される。
<Image forming apparatus>
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of an image forming apparatus suitable for image formation using the toner of the present invention. The
c and Pd are juxtaposed in the vertical direction. The process cartridges 7 (7a, 7b, 7c, 7d) are detachably attached to the image forming stations Pa, Pb, Pc, Pd by attachment means (not shown). The magenta, cyan, yellow, and
In this schematic diagram, the image forming stations Pa, Pb, Pc, and Pd are arranged side by side with a slight inclination in the vertical direction, but they may be arranged in the vertical direction without being inclined. Further, the
Each cartridge 7 (7a, 7b, 7c, 7d) includes a photosensitive drum 1 (1a, 1b, 1c, 1d). The photosensitive drum 1 is driven to rotate counterclockwise in the drawing by a driving means (not shown). The following means are provided around the photosensitive drum 1 in order according to the rotation direction. (A) Charging means 2 (2a, 2b, 2c, 2d) for uniformly charging the surface of the photosensitive drum 1. (B) A scanner unit 3 (3a, 3b, 3c, 3d) that irradiates a laser beam based on image information to form an electrostatic latent image on the photosensitive drum 1. (C) Developing means 4 (4a, 4b, 4c, 4d) for developing a toner image by attaching a developer (hereinafter referred to as “toner”) to the electrostatic latent image. (D) An electrostatic transfer device 5 that transfers the toner image on the photosensitive drum 1 to the recording medium S. (E) Cleaning means 6 (6a, 6b, 6c, 6d) for removing toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1 after transfer.
Here, the photosensitive drum 1 and the charging means 2, the developing
The photosensitive drum 1 (1a, 1b, 1c, 1d) is configured by providing a photosensitive layer on the outer peripheral surface of a cylinder. Both ends of the photosensitive drum 1 are rotatably supported by support members. Then, when a driving force from a driving motor (not shown) is transmitted to one end portion, it is rotationally driven counterclockwise.
As the photoconductor, a photoconductor drum having a photoconductive insulating material layer such as a-Se, CdS, ZnO 2 , OPC, or a-Si is preferably used. Further, the binder resin of the organic photosensitive layer in the OPC photoreceptor is not particularly limited. Of these, polycarbonate resins, polyester resins, and acrylic resins are particularly preferable because they are excellent in transferability and hardly cause toner fusion to the photoreceptor and filming of external additives.
As the charging means 2 (2a, 2b, 2c, 2d), a contact charging type is used. The charging means 2 is a conductive roller formed in a roller shape. The roller is brought into contact with the surface of the photosensitive drum 1 and a charging bias voltage is applied to the roller. As a result, the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged.
As a preferable process condition when the charging roller is used, the contact pressure of the roller is 0.05 to 5 N / cm as a linear pressure. As the applied voltage, a DC voltage or a DC voltage superimposed with an AC voltage is preferably used. When a DC voltage superimposed with an AC voltage is used, it is preferable that AC voltage = 0.5 to 5 dVpp, AC frequency = 50 Hz to 5 kHz, and DC voltage = ± 0.2 to ± 1.5 kV. When a DC voltage is used, the DC voltage is preferably ± 0.2 to ± 5 kV.
As charging means other than the charging roller, there are a method using a charging blade and a method using a conductive brush. These contact charging means have an effect that a high voltage is unnecessary and generation of ozone is reduced as compared with non-contact corona charging. The material of the charging roller and charging blade as the contact charging means is preferably conductive rubber, and a release coating may be provided on the surface thereof. As the releasable coating, nylon resin, PVDF (polyvinylidene fluoride), PVDC (polyvinylidene chloride), and the like are applicable.
In the scanner unit 3 (3a, 3b, 3c, 3d), a laser diode (not shown) passes image light corresponding to an image signal through a polygon mirror (not shown) and an imaging lens (not shown) rotated at high speed. Then, the surface of the charged photosensitive drum 1 is exposed according to image information. As a result, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum.
The developing means 4 (4a, 4b, 4c, 4d) is composed of a
The
The toner supplied to the developing
The electrostatic transfer device 5 is provided with an
The transfer roller 12 (12a, 12b, 12c, 12d) is arranged in parallel at a position in contact with the inside of the
The
The fixing
As an image forming operation, the cartridges 7 (7a, 7b, 7c, 7d) are sequentially driven in accordance with the image forming timing. In response to the driving, the
At the timing when the leading edge of the toner image formed on the circumferential surface of the most upstream photosensitive drum 1 is rotated and conveyed to the point facing the
The recording medium S is pressed against the outer periphery of the
While being conveyed in this manner, the toner image on each photosensitive drum 1 is sequentially transferred to the recording medium S by an electric field formed between each photosensitive drum 1 and the transfer roller 12.
The recording medium S to which the four color toner images are transferred is separated from the
以下に、本発明にかかる物性値の測定方法について説明する。
(1)トナーのテトラヒドロフラン(THF)可溶分中におけるシクロヘキサン(CHX)不溶分の抽出方法および含有量の測定方法
本発明のトナーにおけるTHF可溶分中におけるCHX不溶分の抽出方法及び含有量の測定方法は、以下の方法を用いることができる。
測定対象のトナーとTHFとを450mg/mlの濃度で混合し、室温にて10時間、試料の合一体がなくなるまで充分に振とうし、THFと試料を良く混ぜ、更に7日間静置する。その後、上記溶解液を冷却高速遠心機(例えばH−9R(コクサン社製))を用い、10℃環境にて15000r/minで60分間遠心分離することで、上澄み液と沈降物とに分離し上澄み液を採取する。さらに上澄み液を窒素ガスにてバブリングしながら上澄み液を50%減少させ濃縮液[X]を作製する。
その後、シクロヘキサン100ml中に、上記濃縮液5mlを添加し不溶分を生成させ
る。不溶分が生成した液を冷却高速遠心機(例えばH−9R(コクサン社製))を用い、10℃環境にて15000r/minで60分間遠心分離することで、上澄み液と沈降物(シクロヘキサン不溶分)とに分離して、上澄み液を除去する。
除去後の沈殿物を室温にて24時間静置させた後、真空乾燥機(40℃)において24時間脱溶媒をし、THFを除去して、THF可溶分中のシクロヘキサンに対して不溶分となった成分(A)を採取する。
トナーに対するTHF可溶分中のシクロヘキサン不溶分の含有量は、以下のように計算する。
CHX不溶分含有量(質量%)=(A)/トナー質量×100
また、上記手法で抽出した樹脂成分の同定は、IRやNMR等の分析装置を用いることで、ビニル系樹脂かポリエステル系樹脂の判別を行うことが出来る。
なお、本発明において、トナーのTHF可溶分は、上記濃縮液[X]を室温にて24時間風乾させた後、真空乾燥機(40℃)において48時間脱溶媒をし、得られた固形成分である。
Below, the measuring method of the physical-property value concerning this invention is demonstrated.
(1) Extraction method and content measurement method of cyclohexane (CHX) insoluble matter in tetrahydrofuran (THF) soluble content of toner The extraction method and content of CHX insoluble content in THF soluble content in the toner of the present invention The following methods can be used for the measurement method.
The toner to be measured and THF are mixed at a concentration of 450 mg / ml, and the mixture is sufficiently shaken at room temperature for 10 hours until the sample is no longer united, and the THF and sample are mixed well, and then allowed to stand for 7 days. Thereafter, the lysate is separated into a supernatant and a sediment by centrifuging at 15000 r / min for 60 minutes in a 10 ° C. environment using a cooling high-speed centrifuge (for example, H-9R (manufactured by Kokusan Co., Ltd.)). Collect the supernatant. Further, the supernatant liquid is reduced by 50% while bubbling the supernatant liquid with nitrogen gas to produce a concentrated liquid [X].
Thereafter, 5 ml of the concentrated solution is added to 100 ml of cyclohexane to produce an insoluble matter. The liquid in which insoluble matter is generated is centrifuged at 15000 r / min for 60 minutes in a 10 ° C. environment using a cooling high-speed centrifuge (for example, H-9R (manufactured by Kokusan Co., Ltd.)). And the supernatant liquid is removed.
The precipitate after removal was allowed to stand at room temperature for 24 hours, then the solvent was removed in a vacuum dryer (40 ° C.) for 24 hours to remove THF, and the insoluble matter in cyclohexane in the THF-soluble matter. The resulting component (A) is collected.
The content of the cyclohexane insoluble component in the THF soluble component for the toner is calculated as follows.
CHX insoluble content (mass%) = (A) / toner mass × 100
Further, the resin component extracted by the above method can be identified as a vinyl resin or a polyester resin by using an analyzer such as IR or NMR.
In the present invention, the THF soluble content of the toner is obtained by air-drying the concentrated liquid [X] at room temperature for 24 hours and then removing the solvent in a vacuum dryer (40 ° C.) for 48 hours. It is an ingredient.
(2)上記トナーのTHF可溶分及びCHX不溶分の分子量測定
上記トナーのTHF可溶分及びCHX不溶分の分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用い、以下の条件で測定される。
40℃のヒートチャンバー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1mlの流速で流す。試料(固形物)をTHFに分散し溶解後、24時間静置した後、0.2μmフィルターで濾過し、その濾過を試料として用いる。試料濃度として0.05〜0.6質量%に調整した樹脂のTHF溶液を50〜200μl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6×102、2.1×103、4×103、1.75×104、5.1×104、1.1×105、3.9×105、8.6×105、2×106、4.48×106のものを用い、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。
カラムとしては、1×103〜2×106の分子量領域を適確に測定するために、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く、昭和電工社製のshodex KF−801、802、803、804、805、806、807の7連カラムの組合せを用いる。
(2) Measurement of molecular weight of THF soluble matter and CHX insoluble matter of the toner The molecular weight of THF soluble matter and CHX insoluble matter of the toner is measured using gel permeation chromatography (GPC) under the following conditions. .
The column is stabilized in a heat chamber at 40 ° C., and tetrahydrofuran (THF) as a solvent is allowed to flow through the column at this temperature at a flow rate of 1 ml / min. A sample (solid) is dispersed in THF, dissolved, and allowed to stand for 24 hours, and then filtered through a 0.2 μm filter, and the filtration is used as a sample. Measurement is performed by injecting 50 to 200 μl of a THF solution of a resin adjusted to a sample concentration of 0.05 to 0.6 mass%. In measuring the molecular weight of a sample, the molecular weight distribution of the sample is calculated from the relationship between the logarithmic value of a calibration curve prepared from several types of monodisperse polystyrene standard samples and the number of counts. As a standard polystyrene sample for preparing a calibration curve, for example, Pressure Chemical Co. Or the molecular weight of Toyo Soda Industry Co., Ltd. is 6 × 10 2 , 2.1 × 10 3 , 4 × 10 3 , 1.75 × 10 4 , 5.1 × 10 4 , 1.1 × 10 5 , 3 It is suitable to use a standard polystyrene sample of at least about 10 points using 9.9 × 10 5 , 8.6 × 10 5 , 2 × 10 6 , 4.48 × 10 6 . An RI (refractive index) detector is used as the detector.
As a column, in order to accurately measure a molecular weight region of 1 × 10 3 to 2 × 10 6 , it is preferable to combine a plurality of commercially available polystyrene gel columns, shodex KF-801, 802, 803 manufactured by Showa Denko K.K. , 804, 805, 806, and 807 are used in combination.
(3)水酸基価を有するビニル系共重合体、及びCHX不溶分の水酸基価の測定方法
本発明において、水酸基価を有するビニル系共重合体、及びトナーのTHF可溶分中におけるCHX不溶分の水酸基価(JIS水酸基価)は、以下の方法により求める。
水酸基価とは,試料1gをアセチル化するとき、水酸基と結合した酢酸を中和するのに要する水酸化カリウムのmg数である。結着樹脂の水酸基価はJIS K 0070−1992に準じて測定されるが、具体的には、以下の手順に従って測定する。
(ア)試薬の準備
特級無水酢酸25gをメスフラスコ100mlに入れ、ピリジンを加えて全量を100mlにし、十分に振りまぜてアセチル化試薬を得る。得られたアセチル化試薬は、湿気、炭酸ガス等に触れないように、褐色びんにて保存する。
フェノールフタレイン1.0gをエチルアルコール(95体積%)90mlに溶かし、イオン交換水を加えて100mlとし、フェノールフタレイン溶液を得る。
特級水酸化カリウム35gを20mlの水に溶かし、エチルアルコール(95体積%)を加えて1リットル(l)とする。炭酸ガス等に触れないように、耐アルカリ性の容器に入れて3日間放置後、ろ過して、水酸化カリウム溶液を得る。得られた水酸化カリウム溶
液は、耐アルカリ性の容器に保管する。前記水酸化カリウム溶液のファクターは、0.5モル/l塩酸25mlを三角フラスコに取り、前記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸化カリウム溶液で滴定し、中和に要した前記水酸化カリウム溶液の量から求める。前記0.5モル/l塩酸は、JIS K 8001−1998に準じて作成されたものを用いる。
(イ)操作
(A)本試験
粉砕した結着樹脂の試料1.0gを200ml丸底フラスコに精秤し、これに前記のアセチル化試薬5.0mlを、ホールピペットを用いて正確に加える。この際、試料がアセチル化試薬に溶解しにくいときは、特級トルエンを少量加えて溶解する。
フラスコの口に小さな漏斗をのせ、約97℃のグリセリン浴中にフラスコ底部約1cmを浸して加熱する。このときフラスコの首の温度が浴の熱を受けて上昇するのを防ぐため、丸い穴をあけた厚紙をフラスコの首の付根にかぶせることが好ましい。
1時間後、グリセリン浴からフラスコを取り出して放冷する。放冷後、漏斗から水1mlを加えて振り動かして無水酢酸を加水分解する。さらに完全に加水分解するため、再びフラスコをグリセリン浴中で10分間加熱する。放冷後、エチルアルコール5mlで漏斗およびフラスコの壁を洗う。
指示薬として前記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸化カリウム溶液で滴定する。尚、滴定の終点は、指示薬の薄い紅色が約30秒間続いたときとする。
(B)空試験
樹脂等の試料を用いない以外は、上記操作と同様の滴定を行う。
(ウ)得られた結果を下記式に代入して、水酸基価を算出する。
A=[{(B−C)×28.05×f}/S]+D
ここで、A:水酸基価(mgKOH/g)、B:空試験の水酸化カリウム溶液の添加量(ml)、C:本試験の水酸化カリウム溶液の添加量(ml)、f:水酸化カリウム溶液のファクター、S:試料(g)、D:結着樹脂の酸価(mgKOH/g)である。
(3) Method for Measuring Hydroxyl Value of Vinyl Copolymer Having Hydroxyl Value and CHX Insoluble Content In the present invention, the vinyl copolymer having a hydroxyl value and the CHX insoluble content in the THF soluble content of the toner are used. The hydroxyl value (JIS hydroxyl value) is determined by the following method.
The hydroxyl value is the number of mg of potassium hydroxide required to neutralize acetic acid bonded to a hydroxyl group when 1 g of a sample is acetylated. The hydroxyl value of the binder resin is measured according to JIS K 0070-1992. Specifically, it is measured according to the following procedure.
(A) Preparation of reagent 25 g of special grade acetic anhydride is placed in a 100 ml volumetric flask, pyridine is added to make a total volume of 100 ml, and shaken sufficiently to obtain an acetylating reagent. The obtained acetylating reagent is stored in a brown bottle so as not to come into contact with moisture, carbon dioxide gas and the like.
Dissolve 1.0 g of phenolphthalein in 90 ml of ethyl alcohol (95% by volume), add ion exchanged water to make 100 ml, and obtain a phenolphthalein solution.
Dissolve 35 g of special grade potassium hydroxide in 20 ml of water and add ethyl alcohol (95 vol%) to make 1 liter (l). In order not to touch carbon dioxide, etc., put in an alkali-resistant container and let stand for 3 days, then filter to obtain a potassium hydroxide solution. The obtained potassium hydroxide solution is stored in an alkali-resistant container. The factor of the potassium hydroxide solution was as follows: 25 ml of 0.5 mol / l hydrochloric acid was placed in an Erlenmeyer flask, a few drops of the phenolphthalein solution were added, titrated with the potassium hydroxide solution, and the hydroxide required for neutralization. Determined from the amount of potassium solution. As the 0.5 mol / l hydrochloric acid, one prepared according to JIS K 8001-1998 is used.
(A) Operation (A) Main test A 1.0 g sample of the pulverized binder resin is precisely weighed into a 200 ml round bottom flask, and 5.0 ml of the acetylating reagent is accurately added to the sample using a whole pipette. At this time, if the sample is difficult to dissolve in the acetylating reagent, a small amount of special grade toluene is added and dissolved.
A small funnel is placed on the mouth of the flask, and the bottom of the flask is immersed in a glycerin bath at about 97 ° C. and heated. At this time, in order to prevent the temperature of the neck of the flask from rising due to the heat of the bath, it is preferable to cover the base of the neck of the flask with a cardboard having a round hole.
After 1 hour, the flask is removed from the glycerin bath and allowed to cool. After standing to cool, 1 ml of water is added from the funnel and shaken to hydrolyze acetic anhydride. The flask is again heated in the glycerin bath for 10 minutes for further complete hydrolysis. After cooling, wash the funnel and flask walls with 5 ml of ethyl alcohol.
Add several drops of the phenolphthalein solution as an indicator and titrate with the potassium hydroxide solution. The end point of titration is when the light red color of the indicator lasts for about 30 seconds.
(B) Blank test Titration similar to the above operation is performed except that a sample such as resin is not used.
(C) Substituting the obtained results into the following equation to calculate the hydroxyl value.
A = [{(BC) × 28.05 × f} / S] + D
Here, A: hydroxyl value (mg KOH / g), B: addition amount (ml) of potassium hydroxide solution in blank test, C: addition amount (ml) of potassium hydroxide solution in this test, f: potassium hydroxide Factor of solution, S: sample (g), D: acid value of binder resin (mgKOH / g).
(4)トナー及び上記CHX不溶分のガラス転移温度(TgA及びTgB)
本発明におけるトナーのガラス転移温度(TgA)及び最大吸熱ピークの温度(P1)、並びにCHXに不溶分のガラス転移温度(TgB)は、示差走査熱量計(DSC測定装置)Q1000(TAインスツルメンツジャパン社製)を用い、ASTM D3418−82に準じて以下のように測定する。
具体的には、上記示差走査熱量計のモジュレーティッドモードを用い、以下の条件にて測定し、昇温1回目のDSC曲線のピーク位置から求める。測定サンプルは約3mgを精密に秤量する。それをアルミニウム製のパン中に入れ、対照用に空のアルミパンを用い、測定範囲20〜140℃の間で測定を行う。
<測定条件>
・温度20℃で5分間平衡を保つ。
・1.0℃/minのモジュレーションをかけ、温度140℃まで1℃/minで昇温。・温度140℃で5分間平衡を保つ。
・温度20℃まで降温。
ここで、ガラス転移温度は、日本工業規格(JIS)K7121 9.3項(制定年月日1987年10月01日、確認年月日2006年03月25日)に定める中間点ガラス転移温度である。また、最大吸熱ピークの温度(P1)は、日本工業規格(JIS)K7121 9.1項(制定年月日1987年10月01日、確認年月日2006年03月25日)に定める融解ピーク温度のうち、高温側のベースラインからのピーク高さが最大となるピーク温度である。
(4) Glass transition temperature (TgA and TgB) of toner and CHX insoluble matter
The glass transition temperature (TgA) and maximum endothermic peak temperature (P1) of the toner in the present invention, and the glass transition temperature (TgB) insoluble in CHX are a differential scanning calorimeter (DSC measuring device) Q1000 (TA Instruments Japan). And manufactured in accordance with ASTM D3418-82.
Specifically, using the modulated mode of the differential scanning calorimeter, the measurement is performed under the following conditions, and is obtained from the peak position of the DSC curve at the first temperature increase. About 3 mg of the measurement sample is accurately weighed. It is placed in an aluminum pan, and an empty aluminum pan is used as a control, and measurement is performed between a measurement range of 20 to 140 ° C.
<Measurement conditions>
• Equilibrate at a temperature of 20 ° C for 5 minutes.
・ Modulation of 1.0 ° C / min was applied, and the temperature was increased to 140 ° C at 1 ° C / min. • Equilibrate at 140 ° C for 5 minutes.
・ Temperature drop to 20 ℃.
Here, the glass transition temperature is a midpoint glass transition temperature defined in Japanese Industrial Standard (JIS) K7121 9.3 (Established date: October 1, 1987, Confirmed date: March 25, 2006). is there. The maximum endothermic peak temperature (P1) is a melting peak defined in Japanese Industrial Standard (JIS) K7121 9.1 (established date: October 01, 1987, confirmed date: March 25, 2006). Among the temperatures, this is a peak temperature at which the peak height from the baseline on the high temperature side is maximized.
(5)トナーに対する微小圧縮試験を用いた復元率の測定方法
図1を参照しながら微小圧縮試験を用いた復元率の測定方法について説明する。
図1に、本発明のトナーに対する微小圧縮試験により取得されたプロファイル(変位曲線)を示す。横軸はトナーが変形した変位量、縦軸はトナーにかけている荷重量を表している。
本発明において、微小圧縮試験には、(株)エリオニクス製 超微小硬度計ENT1100を用いた。なお、使用圧子には、20μm×20μm四方の平圧子を用いた。
(1−1)は試験を始める前の最初の状態であり、最大荷重2.94×10−4Nに対
し、9.8×10−5N/secのスピードで荷重を掛ける。最大荷重に到達直後は(1−2)の状態であり、このときの変位量をX2(μm)とする。(1−2)の状態で0.1secの間その荷重で放置する。(1−3)は放置終了直後の状態を示しており、このときの最大変位量をX3(μm)とする。さらに最大荷重を経て9.8×10−5N/secのスピードで除荷し、荷重が0Nになったときが(1−4)の状態である。このときの変位量をX4(μm)とする。
復元率Z(25)は100×(X3−X4)/X3として求めた。
実際の測定はセラミックセル上にトナーを塗布し、トナーがセル上に分散するように微小なエアーを吹き付ける。そのセルを装置にセットして測定する。
また測定の際にはセルを温度制御が可能な状態にし、このセルの温度を測定温度とした。すなわちZ(25)はセルの温度を25℃として測定した。本発明における微小圧縮試験においては、セルの上にトナーを分散させた後、セルを本体に設置する。その後、セルが測定温度に到達してから10分以上放置した後、測定を開始する。
測定は装置付帯の顕微鏡を覗きながら測定用画面(横幅:160μm 縦幅:120μm)にトナーが1粒で存在しているもの選択する。変位量の誤差を極力無くすため、トナーの個数平均粒径(D1)の±0.2μmのものを選択して測定する。なお、測定用画面から任意のトナーを選択するが、測定画面上でのトナー粒子径の測定手段は超微小硬度計ENT1100付帯のソフトを用いてトナー粒子の長径と短径を測定し、それらから求められるアスペクト比[(長径+短径)/2]の値がD1の±0.2μmとなるトナーを選択して測定した。
測定データに関しては任意の粒子100個を選んで測定し、測定結果として得られたZ(25)について、最大値、最小値からそれぞれ10個を除いた残り80個をデータとして使用し、その80個の相加平均値としてZ(25)を求めた。
また、トナーに対する微小圧縮試験における荷重と変位量をプロットした荷重−変位曲線において、原点(1−1)から最大荷重をかけ終えるまでの荷重−変位曲線の傾きを、R(25)[2.94×10−4/変位量X2(N/μm)]とした。
(5) Method for Measuring Restoration Rate Using Fine Compression Test for Toner A method for measuring the restoration rate using the micro compression test will be described with reference to FIG.
FIG. 1 shows a profile (displacement curve) obtained by a micro-compression test for the toner of the present invention. The horizontal axis represents the amount of displacement of the toner, and the vertical axis represents the amount of load applied to the toner.
In the present invention, an ultra micro hardness tester ENT1100 manufactured by Elionix Co., Ltd. was used for the micro compression test. A 20 μm × 20 μm square flat indenter was used as the working indenter.
(1-1) is the initial state before starting the test, and a load is applied at a speed of 9.8 × 10 −5 N / sec with respect to the maximum load of 2.94 × 10 −4 N. Immediately after reaching the maximum load, the state is (1-2), and the amount of displacement at this time is X 2 (μm). In the state of (1-2), leave with the load for 0.1 sec. (1-3) shows a state immediately after the standing is finished, and the maximum displacement at this time is X 3 (μm). Furthermore, when the load is unloaded at a speed of 9.8 × 10 −5 N / sec through the maximum load and the load becomes 0 N , the state (1-4) is obtained. The amount of displacement at this time is X 4 (μm).
The restoration rate Z (25) was determined as 100 × (X 3 −X 4 ) / X 3 .
In actual measurement, a toner is applied on a ceramic cell, and minute air is blown so that the toner is dispersed on the cell. The cell is set in the apparatus and measured.
In the measurement, the cell was brought into a temperature-controllable state, and the temperature of this cell was taken as the measurement temperature. That is, Z (25) was measured at a cell temperature of 25 ° C. In the micro compression test according to the present invention, the toner is dispersed on the cell, and then the cell is placed on the main body. Thereafter, after the cell reaches the measurement temperature, it is left for 10 minutes or more, and then the measurement is started.
For the measurement, while looking through the microscope attached to the apparatus, select the measurement screen (horizontal width: 160 μm, vertical width: 120 μm) in which one toner exists. In order to eliminate the displacement error as much as possible, a toner having a number average particle diameter (D1) of ± 0.2 μm is selected and measured. An arbitrary toner is selected from the measurement screen. The toner particle diameter measuring means on the measurement screen measures the major axis and minor axis of the toner particles using the software attached to the microhardness meter ENT1100. A toner having an aspect ratio [(major axis + minor axis) / 2] obtained from the formula (1) of D1 of ± 0.2 μm was selected and measured.
With respect to the measurement data, 100 arbitrary particles were selected and measured, and with respect to Z (25) obtained as a measurement result, the remaining 80 values obtained by excluding 10 from the maximum value and the minimum value were used as data. Z (25) was determined as an arithmetic mean value.
Further, in the load-displacement curve in which the load and the amount of displacement in the micro-compression test for the toner are plotted, the slope of the load- displacement curve from the origin (1-1) until the maximum load is finished is represented by R (25) [2. 94 × 10 −4 / displacement amount X 2 (N / μm)].
(6)トナーの重量平均粒径(D4)及び個数平均粒径(D1)
トナーの重量平均粒径(D4)および個数平均粒径(D1)は、以下のようにして算出する。測定装置としては、細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)を用いる。測定条件の設定及び測定データの解析は、付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いる。尚、測定は実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで行なう。
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。
尚、測定、解析を行なう前に、以下のように専用ソフトの設定を行う。
専用ソフトの標準測定方法(SOM)を変更画面において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。閾値/ノイズレベルの測定ボタンを押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、測定後のアパーチャーチューブのフラッシュにチェックを入れる。
専用ソフトのパルスから粒径への変換設定画面において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μmから60μmまでに設定する。
具体的な測定法は以下の通りである。
(ア)Multisizer 3専用のガラス製250ml丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mlを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行なう。そして、専用ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(イ)ガラス製の100ml平底ビーカーに前記電解水溶液約30mlを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.3ml加える。
(ウ)発振周波数50kHzの発振器2個を、位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispension System Tetora150」(日科機バイオス社製)を準備する。超音波分散器の水槽内に所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に前記コンタミノンNを約2ml添加する。
(エ)前記(イ)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(オ)前記(エ)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。尚、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(カ)サンプルスタンド内に設置した前記(ア)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(オ)の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行なう。
(キ)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行ない、重量平均粒径(D4)および個数平均粒径(D1)を算出する。尚、専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、分析/体積統計値(算術平均)画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)であり、専用ソフトでグラフ/個数%と設定したときの、分析/個数統計値(算術平均)画面の「平均径」が個数平均粒径(D1)である。
(6) Weight average particle diameter (D4) and number average particle diameter (D1) of the toner
The weight average particle diameter (D4) and number average particle diameter (D1) of the toner are calculated as follows. As a measuring device, a precision particle size distribution measuring device “Coulter Counter Multisizer 3” (registered trademark, manufactured by Beckman Coulter, Inc.) using a pore electrical resistance method is used. For setting the measurement conditions and analyzing the measurement data, the attached dedicated software “Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51” (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) is used. Note that the measurement is performed with 25,000 effective measurement channels.
As the electrolytic aqueous solution used for the measurement, special grade sodium chloride is dissolved in ion-exchanged water so as to have a concentration of about 1% by mass, for example, “ISOTON II” (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) can be used.
Prior to measurement and analysis, the dedicated software is set as follows.
In the screen for changing the standard measurement method (SOM) of the dedicated software, set the total count in the control mode to 50000 particles, set the number of measurements once, and the Kd value is “standard particles 10.0 μm” (manufactured by Beckman Coulter) Set the value obtained using. The threshold and noise level are automatically set by pressing the threshold / noise level measurement button. Also, the current is set to 1600 μA, the gain is set to 2, the electrolyte is set to ISOTON II, and the aperture tube flash after measurement is checked.
In the special software pulse to particle size conversion setting screen, the bin interval is set to logarithmic particle size, the particle size bin is set to 256 particle size bin, and the particle size range is set to 2 μm to 60 μm.
The specific measurement method is as follows.
(A) About 200 ml of the electrolytic solution is put in a glass 250 ml round bottom beaker exclusively for Multisizer 3, set on a sample stand, and the stirrer rod is stirred counterclockwise at 24 rpm. Then, the dirt and bubbles in the aperture tube are removed by the “aperture flush” function of the dedicated software.
(A) About 30 ml of the electrolytic solution is put into a
(C) Two oscillators having an oscillation frequency of 50 kHz are built in with a phase shifted by 180 degrees, and an ultrasonic disperser “Ultrasonic Dissipation System Tetora 150” (manufactured by Nikki Bios Co., Ltd.) having an electrical output of 120 W is prepared. A predetermined amount of ion-exchanged water is placed in a water tank of an ultrasonic disperser, and about 2 ml of the contamination N is added to the water tank.
(D) The beaker of (a) is set in the beaker fixing hole of the ultrasonic disperser, and the ultrasonic disperser is operated. And the height position of a beaker is adjusted so that the resonance state of the liquid level of the electrolyte solution in a beaker may become the maximum.
(E) About 10 mg of toner is added to the electrolytic aqueous solution little by little in a state where ultrasonic waves are applied to the electrolytic aqueous solution in the beaker of (d). Then, the ultrasonic dispersion process is continued for another 60 seconds. In the ultrasonic dispersion, the temperature of the water tank is appropriately adjusted so as to be 10 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.
(F) To the round bottom beaker (A) installed in the sample stand, the electrolyte solution (O) in which the toner is dispersed is dropped using a pipette, and the measurement concentration is adjusted to about 5%. . The measurement is performed until the number of measured particles reaches 50,000.
(G) The measurement data is analyzed with the dedicated software attached to the apparatus, and the weight average particle diameter (D4) and the number average particle diameter (D1) are calculated. When the graph / volume% is set with the dedicated software, the “average diameter” on the analysis / volume statistics (arithmetic average) screen is the weight average particle size (D4), and the graph / number% is set with the dedicated software. The “average diameter” on the analysis / number statistic (arithmetic average) screen is the number average particle diameter (D1).
(7)トナーの平均円形度及び平均円相当径の測定
本発明におけるトナーの平均円形度及び平均円相当径とは、フロー式粒子像分析装置によって算出されたものである。
本発明の測定は、フロー式粒子像測定装置を用いる。
フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000型」(シスメックス製)の測定原理は、流れている粒子を静止画像として撮像し、画像解析を行うというものである。試料チャンバーへ加えられた試料は、試料吸引シリンジによって、フラットシースフローセルに送り込まれる。フラットシースフローに送り込まれた試料は、シース液に挟まれて扁平な流れを形成する。フラットシースフローセル内を通過する試料に対しては、1/60秒間隔でストロボ光が照射されており、流れている粒子を静止画像として撮影することが可能である。また、扁平な流れであるため、焦点の合った状態で撮像される。粒子像はCCDカメラで撮像され、撮像された画像は512×512の画像処理解像度(一画素あたり0.37×0.37μm)で画像処理され、各粒子像の輪郭抽出を行い、粒子像の投影面積や周囲長等が計測される。
画像処理部で画像信号は、A/D変換され、画像データとして取り込まれ、記憶した画像データに対して、粒子の有無を判別するための画像処理が行われる。
次に、粒子像の輪郭を的確に抽出するための前処理として輪郭強調処理が行われる。
次に、画像データをある適当なスレッシュホールドレベルで2値化する。
画像データをある適当なスレッシュホールドレベルで2値化すると各粒子画像は図4に示すような2値化画像となる。次に、2値化された各粒子画像に対してエッジ点(輪郭を表す輪郭画素)かどうかを判定するとともに、着目しているエッジ点に対して隣合うエッジ点がどの方向にあるかの情報、すなわちチェインコードを生成する。
次に、各粒子像の投影面積Sと周囲長Lを求める。上記面積Sと周囲長Lを用いて円相当径と円形度を求める。円相当径とは、粒子像の投影面積と同じ面積を持つ円の直径のことであり、円形度は、円相当径から求めた円の周囲長を粒子投影像の周囲長で割った値として定義され、次式で算出される。
(7) Measurement of average circularity and average equivalent circle diameter of toner The average circularity and average equivalent circle diameter of toner in the present invention are those calculated by a flow type particle image analyzer.
The measurement of the present invention uses a flow type particle image measuring apparatus.
The measurement principle of the flow type particle image analyzer “FPIA-3000 type” (manufactured by Sysmex) is to take a flowing particle as a still image and perform image analysis. The sample added to the sample chamber is fed into the flat sheath flow cell by a sample suction syringe. The sample fed into the flat sheath flow is sandwiched between sheath liquids to form a flat flow. The sample passing through the flat sheath flow cell is irradiated with strobe light at 1/60 second intervals, and the flowing particles can be photographed as a still image. Further, since the flow is flat, the image is taken in a focused state. The particle image is captured by a CCD camera, and the captured image is subjected to image processing at an image processing resolution of 512 × 512 (0.37 × 0.37 μm per pixel), and the contour of each particle image is extracted, Projected area, perimeter, etc. are measured.
The image signal is A / D converted by the image processing unit, captured as image data, and image processing for determining the presence or absence of particles is performed on the stored image data.
Next, contour enhancement processing is performed as preprocessing for accurately extracting the contour of the particle image.
Next, the image data is binarized at an appropriate threshold level.
When the image data is binarized at a certain appropriate threshold level, each particle image becomes a binarized image as shown in FIG. Next, it is determined whether each of the binarized particle images is an edge point (contour pixel representing a contour), and in which direction there is an edge point adjacent to the target edge point. Information, that is, chain code is generated.
Next, the projected area S and the perimeter L of each particle image are obtained. Using the area S and the perimeter L, the equivalent circle diameter and the circularity are obtained. The equivalent circle diameter is the diameter of a circle having the same area as the projected area of the particle image, and the circularity is a value obtained by dividing the circumference of the circle obtained from the equivalent circle diameter by the circumference of the projected particle image. Defined and calculated by the following formula.
粒子像が円形の時に円形度は1.000になり、粒子像の外周の凹凸の程度が大きくなればなるほど円形度は小さい値になる。
各粒子の円形度を算出後、円形度0.2000乃至1.000の範囲を800分割し、その分割点の中心値と測定粒子数を用いて平均円形度の算出を行う。
また、円相当径分布に基づく数及び規定された円相当径を有する粒子の割合(個数%)も測定できる。結果(頻度%及び累積%)は、表1に示す通り、粒径0.06乃至400μmの範囲を226チャンネル(1オクターブに対し30チャンネルに分割)に分割して得ることができる。
When the particle image is circular, the circularity is 1.000. The greater the degree of irregularities on the outer periphery of the particle image, the smaller the circularity.
After calculating the circularity of each particle, the range of the circularity of 0.2000 to 1.000 is divided into 800, and the average circularity is calculated using the center value of the division points and the number of measured particles.
Further, the number based on the equivalent circle diameter distribution and the ratio (number%) of particles having a prescribed equivalent circle diameter can also be measured. As shown in Table 1, the results (frequency% and cumulative%) can be obtained by dividing the particle size range of 0.06 to 400 μm into 226 channels (divided into 30 channels per octave).
具体的な測定方法としては、予め不純固形物などを除去したイオン交換水10mlを容器中に用意し、その中に分散剤としてアルキルベンゼンスルホン酸塩を加えた後、更に測定試料0.02gを加え、均一に分散させる。分散手段としては、超音波分散機UH−50型(エスエムテー製)に振動子として直径5mmのチタン合金チップを装着したものを用い、5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度以上にならないように適宜冷却する。
本発明におけるトナーの円形度及び円相当径の測定は、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3000〜10000個/μl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、平均円形度及び平均円相当径を求める。
また、本発明において、トナーの、フロー式粒子像分析装置で測定される個数基準の円相当径分布に基づく平均円相当径の1/3以下の粒子径を有する粒子数の、解析される全粒子数に対する割合(小粒子率)は、以下方法で求める。
すなわち、前記測定方法により求めたトナーの個数基準の平均円相当径に対して、該平均円相当径の1/3以下の粒子径を有する粒子個数を求め、全粒子数に対する割合を個数%で算出することにより得られる。
As a specific measuring method, 10 ml of ion-exchanged water from which impure solids have been removed in advance is prepared in a container, and after adding alkylbenzene sulfonate as a dispersant, 0.02 g of a measurement sample is further added. , Uniformly disperse. As a dispersion means, an ultrasonic disperser UH-50 type (manufactured by SMT) equipped with a titanium alloy chip having a diameter of 5 mm as a vibrator is used, and a dispersion treatment is performed for 5 minutes to obtain a dispersion for measurement. In that case, it cools suitably so that the temperature of this dispersion may not become 40 degree | times or more.
For the measurement of the circularity and equivalent circle diameter of the toner in the present invention, the flow type particle image measuring device is used, the concentration of the dispersion is readjusted so that the toner concentration at the time of measurement is 3000 to 10,000 / μl, Measure 1000 or more toners. After the measurement, the average circularity and the average equivalent circle diameter are obtained using this data.
Further, in the present invention, the total number of toner particles having a particle diameter equal to or less than 1/3 of the average equivalent circle diameter based on the number-based equivalent circle diameter distribution measured with a flow particle image analyzer is analyzed. The ratio to the number of particles (small particle ratio) is obtained by the following method.
That is, the number of particles having a particle diameter equal to or smaller than 1/3 of the average equivalent circle diameter is obtained with respect to the average number of equivalent circle diameters of the toner obtained by the measurement method, and the ratio to the total number of particles is expressed by number%. It is obtained by calculating.
(8)エーテル化合物の定量方法
本発明のトナー中に含まれるエーテル化合物量は、マルチプルヘッドスペース抽出方法により定量する。
(装置及び器具)
ヘッドスペースサンプラーは、株式会社パーキンエルマージャパン製、HS40XL、GC/MSはサーモクエスト株式会社製、TRACEGC、TRACE MSを用いる。
また、マルチプルヘッドスペース抽出方法によるピーク面積の計算は、下記近似式を用いて行うものとする。
(8) Method for quantifying ether compound The amount of the ether compound contained in the toner of the present invention is quantified by a multiple headspace extraction method.
(Devices and instruments)
The headspace sampler is manufactured by Perkin Elmer Japan Co., Ltd., HS40XL, and GC / MS is manufactured by ThermoQuest Co., Ltd., TRACEGC, and TRACE MS.
In addition, the calculation of the peak area by the multiple headspace extraction method is performed using the following approximate expression.
サンプルバイアルを、ガスクロマトグラフィー(GC)に接続し、マルチプルヘッドスペース抽出方法を使用して分析する。
(ア)ヘッドスペースサンプラー条件
サンプル量 :50mg
バイアル :22ml
サンプル温度 :120℃
ニードル温度 :150℃
トランスファーライン温度:180℃
保持時間 :60min
加圧時間 :0.25min
注入時間 :0.08min
(イ)GC条件
カラム :HP5−MS(0.25mm、60m)
カラム温度 :40℃(3min)、70℃(2.0℃/min)、150℃(5.0℃/min)、300℃(10.0℃/min)
スプリット比: 50:1
(ウ)器具
密閉容器として、株式会社パーキンエルマージャパン製、ヘッドスペース分析用ガラス製バイアル(22ml)を使用した。
(エ)方法
(1)標準試料の作製
まず、該エーテル化合物定量用の標準サンプルとして、エーテル化合物濃度が1000ppmのメタノール溶液を調製し、この液の5μlを、10μl容積のマイクロシリンジを用いて、22mlのガラス製バイアルに入れ、高温分析用セプタムによりすばやく密栓した。
また、エーテル化合物の構造が不明の場合には、ガスクロマトグラフィー質量分析(GC−MS)あるいは液体クロマトグラフィー−質量分析(LC−MS)等の分析方法により構造を特定し、特定された物質にて前述の方法により定量することが可能である。
(2)トナー試料の作製
トナー50mgを22mlのガラス製バイアルに入れ、高温分析用セプタムにより密栓しサンプルとした。
(オ)解析
まず、該エーテル化合物の標準サンプルを、定量的マルチプルヘッドスペース抽出方法を使用して測定し、エーテル化合物0.005μl当りの総ピーク面積を求めた(なお、GCの感度は日間変動があるため、エーテル化合物0.005μl当りのピーク面積は測
定毎に調べておく必要がある)。
次に、トナーの定量的マルチプルヘッドスペース抽出方法より求めた総ピーク面積と、エーテル化合物標準サンプルの総ピーク面積から比例計算により測定サンプル中のエーテル化合物体積を求め、算出された値にエーテル化合物の比重を乗じて重量換算を行い、トナー中のエーテル化合物濃度を計算した。
Sample vials are connected to gas chromatography (GC) and analyzed using multiple headspace extraction methods.
(A) Headspace sampler condition sample amount: 50 mg
Vials: 22 ml
Sample temperature: 120 ° C
Needle temperature: 150 ° C
Transfer line temperature: 180 ° C
Holding time: 60 min
Pressurization time: 0.25 min
Injection time: 0.08 min
(A) GC condition column: HP5-MS (0.25 mm, 60 m)
Column temperature: 40 ° C. (3 min), 70 ° C. (2.0 ° C./min), 150 ° C. (5.0 ° C./min), 300 ° C. (10.0 ° C./min)
Split ratio: 50: 1
(C) Instrument As a sealed container, a glass vial for headspace analysis (22 ml) manufactured by PerkinElmer Japan Co., Ltd. was used.
(D) Method (1) Preparation of Standard Sample First, as a standard sample for quantifying the ether compound, a methanol solution having an ether compound concentration of 1000 ppm is prepared, and 5 μl of this solution is used using a 10 μl volume microsyringe. It was placed in a 22 ml glass vial and quickly sealed with a high temperature analytical septum.
In addition, when the structure of the ether compound is unknown, the structure is identified by an analysis method such as gas chromatography mass spectrometry (GC-MS) or liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS), and the identified substance It is possible to quantify by the method described above.
(2) Preparation of
(E) Analysis First, a standard sample of the ether compound was measured using a quantitative multiple headspace extraction method, and the total peak area per 0.005 μl of the ether compound was determined (Note that the sensitivity of GC varies from day to day. Therefore, the peak area per 0.005 μl of the ether compound needs to be checked for each measurement).
Next, the ether compound volume in the measurement sample is obtained by proportional calculation from the total peak area obtained by the quantitative multiple headspace extraction method of the toner and the total peak area of the ether compound standard sample, and the calculated value of the ether compound is calculated. The specific gravity was multiplied and converted into a weight, and the ether compound concentration in the toner was calculated.
(9)トナーのフローテスター昇温法による100℃での粘度の測定方法
トナーのフローテスター昇温法による100℃での粘度は以下のように求められる。
フローテスターCFT−500A型(島津製作所製)を用いる。試料を1.00g秤量する。これを、成形器を使用し、10MPaの加重で1分間加圧する。
この加圧サンプルを下記の条件で、常温常湿下(温度約20〜30℃、湿度30〜70%RH)でフローテスター測定を行い、100℃での粘度を測定した。測定モードは昇温法とした。
RATE TEMP 4.0 D/M(℃/分)
SET TEMP 50.0 DEG(℃)
MAX TEMP 200.0 DEG
INTERVAL 4.0 DEG
PREHEAT 300.0 SEC(秒)
LOAD 10.0 KGF(kg)
DIE(DIA) 1.0 MM(mm)
DIE(LENG) 1.0 MM
PLUNGER 1.0 CM2(cm2)
(9) Method for Measuring Viscosity of Toner at 100 ° C. by Flow Tester Temperature Raising Method The viscosity of toner at 100 ° C. by the flow tester temperature raising method is determined as follows.
A flow tester CFT-500A type (manufactured by Shimadzu Corporation) is used. Weigh 1.00 g of sample. This is pressurized for 1 minute under a load of 10 MPa using a molding machine.
This pressure sample was subjected to flow tester measurement under the following conditions under normal temperature and normal humidity (temperature of about 20 to 30 ° C., humidity of 30 to 70% RH), and the viscosity at 100 ° C. was measured. The measurement mode was a temperature raising method.
RATE TEMP 4.0 D / M (℃ / min)
SET TEMP 50.0 DEG (℃)
MAX TEMP 200.0 DEG
INTERVAL 4.0 DEG
PREHEAT 300.0 SEC (seconds)
LOAD 10.0 KGF (kg)
DIE (DIA) 1.0 MM (mm)
DIE (LENG) 1.0 MM
PLUNGER 1.0 CM 2 (cm 2 )
本発明を以下に示す実施例により具体的に説明する。しかし、これは本発明をなんら限定するものではない。なお、以下の記載において「部」および「%」は特に断りがない場合、全て質量基準である。 The present invention will be specifically described with reference to the following examples. However, this does not limit the present invention in any way. In the following description, “part” and “%” are all based on mass unless otherwise specified.
(トナーの製造例1)
下記の手順によって重合法トナーを製造した。
60℃に加温したイオン交換水1300質量部に、リン酸三カルシウム9質量部、10%塩酸11質量部を添加し、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、10,000r/minにて撹拌し、pH5.2の水系媒体を調製した。
また、下記の材料をプロペラ式攪拌装置にて100r/minで溶解して溶解液を調製した。
・スチレン 70.0質量部
・n−ブチルアクリレート 30.0質量部
・帯電制御剤FCA1001NS(藤倉化成社製) 1.0質量部
・水酸基含有ビニル重合体1(表2に示す) 20.0質量部
次に上記溶解液に
・C.I.ピグメントブルー15:3 7.0質量部
・帯電制御剤ボントロンE-88(オリエント化学社製) 1.0質量部
・ワックスHNP−51(融点77℃:日本精蝋社製) 10.0質量部
・ジ−t−ブチルエーテル(エーテル化合物1) 0.05質量部
・ジビニルベンゼン 0.25質量部
を加え、その後、混合液を温度60℃に加温した後にTK式ホモミキサー(特殊機化工業製)にて、9,000r/minにて攪拌し、溶解、分散した。
これに重合開始剤2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)8.0質量部を溶解し、重合性単量体組成物を調製した。上記水系媒体中に上記重合性単量体組成物
を投入し、60℃にてTK式ホモミキサーを用いて10,000r/minで 30分間攪拌し、造粒した。
その後、プロペラ式攪拌装置に移して100r/minで攪拌しつつ、70℃で5時間反応させた後、80℃まで昇温し、更に5時間反応を行い、トナー粒子を製造した。重合反応終了後、該粒子を含むスラリーを冷却し、スラリーの10倍の水量で洗浄し、ろ過、乾燥の後、分級によって粒子径を調整してシアントナー粒子を得た。
上記シアントナー粒子100質量部に対して、流動性向上剤として、ジメチルシリコーンオイル(50cs)20質量%で処理された疎水性シリカ微粉体(1次粒子径:7nm、BET比表面積:130m2/g)1.7質量部をヘンシェルミキサー(三井三池社製
)で3000r/minで15分間混合してシアントナーNo.1を得た。シアントナーNo.1の物性を表3に示す。
(Toner Production Example 1)
A polymerized toner was produced according to the following procedure.
To 1300 parts by mass of ion-exchanged water heated to 60 ° C., 9 parts by mass of tricalcium phosphate and 11 parts by mass of 10% hydrochloric acid are added, and 10,000 r using a TK type homomixer (manufactured by Special Machine Industries). / Min, and an aqueous medium having a pH of 5.2 was prepared.
Moreover, the following material was melt | dissolved at 100 r / min with the propeller-type stirring apparatus, and the solution was prepared.
Styrene 70.0 parts by mass n-butyl acrylate 30.0 parts by mass Charge control agent FCA1001NS (manufactured by Fujikura Kasei) 1.0 part by mass Hydroxyl-containing vinyl polymer 1 (shown in Table 2) 20.0 parts by mass Part
Next, in the above solution, C.I. I. Pigment Blue 15: 3 7.0 parts by mass, charge control agent Bontron E-88 (manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.) 1.0 part by mass, wax HNP-51 (melting point 77 ° C .: manufactured by Nippon Seiwa Co., Ltd.) 10.0 parts by mass Di-t-butyl ether (ether compound 1) 0.05 part by mass Divinylbenzene 0.25 part by mass was added, and then the mixture was heated to a temperature of 60 ° C. ), And dissolved and dispersed at 9,000 r / min.
Into this, 8.0 parts by mass of a polymerization initiator 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) was dissolved to prepare a polymerizable monomer composition. The polymerizable monomer composition was charged into the aqueous medium, and the mixture was granulated by stirring at 60 ° C. with a TK homomixer at 10,000 r / min for 30 minutes.
Thereafter, the mixture was transferred to a propeller type stirring device and reacted at 70 ° C. for 5 hours while stirring at 100 r / min, then heated to 80 ° C. and further reacted for 5 hours to produce toner particles. After the completion of the polymerization reaction, the slurry containing the particles was cooled, washed with an amount of water 10 times that of the slurry, filtered and dried, and then the particle diameter was adjusted by classification to obtain cyan toner particles.
Hydrophobic silica fine powder treated with 20% by mass of dimethyl silicone oil (50 cs) as a fluidity improver with respect to 100 parts by mass of the cyan toner particles (primary particle size: 7 nm, BET specific surface area: 130 m 2 / g) 1.7 parts by mass were mixed with a Henschel mixer (manufactured by Mitsui Miike) at 3000 r / min for 15 minutes to obtain cyan toner No. 1 was obtained. Cyan toner no. The physical properties of 1 are shown in Table 3.
(トナーの製造例2)
トナーの製造例1において、水酸基含有ビニル重合体1を表2に示す水酸基含有ビニル重合体2に変更し、更にカルボン酸基含有樹脂として、スチレン-α-メチルスチレン‐メタクリル酸-メタクリル酸メチル共重合体(カルボン酸基含有ビニル重合体1)(スチレ
ン/α−メチルスチレン/メタクリル酸/メタクリル酸メチル=80.85/15.00/1.65/2.50、Mp=20,000、Mn=7,900、Mw=19,000、Mw/Mn=2.4、Tg=99℃、酸価=11.0mgKOH/g)を10質量部添加することを除いて、トナーの製造例1と同様にしてトナーNo.2を製造した。得られたトナーNo.2の物性を表3に示す。
(Toner Production Example 2)
In Toner Production Example 1, the hydroxyl group-containing vinyl polymer 1 is changed to the hydroxyl group-containing vinyl polymer 2 shown in Table 2, and styrene-α-methylstyrene-methacrylic acid-methyl methacrylate copolymer is used as the carboxylic acid group-containing resin. Polymer (carboxylic acid group-containing vinyl polymer 1) (styrene / α-methylstyrene / methacrylic acid / methyl methacrylate = 80.85 / 15.00 / 1.65 / 2.50, Mp = 20,000, Mn = 7,900, Mw = 19,000, Mw / Mn = 2.4, Tg = 99 ° C, acid value = 11.0 mgKOH / g) Similarly, toner No. 2 was produced. The obtained toner No. Table 3 shows the physical properties of 2.
(トナーの製造例3)
トナーの製造例1において、水酸基価含有ビニル重合体1を表2に示す水酸基含有ビニル重合体3に変更することを除いて、トナーの製造例1と同様にしてトナーNo.3を製造した。得られたトナーNo.3の物性を表3に示す。
(Toner Production Example 3)
Toner No. 1 was produced in the same manner as in Toner Production Example 1 except that the hydroxyl group-containing vinyl polymer 1 was changed to the hydroxyl group-containing vinyl polymer 3 shown in Table 2. 3 was produced. The obtained toner No. The physical properties of 3 are shown in Table 3.
(トナーの製造例4)
トナーの製造例3において、帯電制御剤FCA1001NS(藤倉化成社製)を添加しないことを除いて、トナーの製造例3と同様にしてトナーNo.4を製造した。得られたトナーNo.4の物性を表3に示す。
(Toner Production Example 4)
In Toner Production Example 3, the same procedure as in Toner Production Example 3 was performed except that no charge control agent FCA1001NS (Fujikura Kasei Co., Ltd.) was added. 4 was produced. The obtained toner No. The physical properties of 4 are shown in Table 3.
(トナーの製造例5)
トナーの製造例3において、ジ−t−ブチルエーテル(エーテル化合物1)を添加しないことを除いて、トナーの製造例3と同様にしてトナーNo.5を製造した。得られたトナーNo.5の物性を表3に示す。
(Toner Production Example 5)
In Toner Production Example 3, the same procedure as in Toner Production Example 3 was performed except that di-t-butyl ether (ether compound 1) was not added. 5 was produced. The obtained toner No. The physical properties of 5 are shown in Table 3.
(トナーの製造例6)
トナーの製造例3において、水酸基含有ビニル重合体3を表2に示す水酸基含有ビニル重合体4に変更することを除いて、トナーの製造例3と同様にしてトナーNo.6を製造した。得られたトナーNo.6の物性を表3に示す。
(Toner Production Example 6)
Toner No. 3 was prepared in the same manner as in Toner Production Example 3 except that the hydroxyl group-containing vinyl polymer 3 was changed to the hydroxyl group-containing
(トナーの製造例7)
トナーの製造例3において、水酸基含有ビニル重合体3を表2に示す水酸基含有ビニル重合体5に変更することを除いて、トナーの製造例3と同様にしてトナーNo.7を製造した。得られたトナーNo.7の物性を表3に示す。
(Toner Production Example 7)
Toner No. 3 was prepared in the same manner as in Toner Production Example 3 except that the hydroxyl group-containing vinyl polymer 3 was changed to the hydroxyl group-containing vinyl polymer 5 shown in Table 2. 7 was produced. The obtained toner No. The physical properties of 7 are shown in Table 3.
(トナーの製造例8)
トナーの製造例3において、水酸基含有ビニル重合体3を表2に示す水酸基含有ビニル重合体6に変更することを除いて、トナーの製造例3と同様にしてトナーNo.8を製造
した。得られたトナーNo.8の物性を表3に示す。
(Toner Production Example 8)
Toner No. 3 was prepared in the same manner as in Toner Production Example 3 except that the hydroxyl group-containing vinyl polymer 3 was changed to the hydroxyl group-containing vinyl polymer 6 shown in Table 2. 8 was produced. The obtained toner No. The physical properties of 8 are shown in Table 3.
(トナーの製造例9)
トナーの製造例3において、水酸基含有ビニル重合体3を表2に示す水酸基含有ビニル重合体7に変更することを除いて、トナーの製造例3と同様にしてトナーNo.9を製造した。得られたトナーNo.9の物性を表3に示す。
(Toner Production Example 9)
Toner No. 3 was prepared in the same manner as in Toner Production Example 3 except that the hydroxyl group-containing vinyl polymer 3 was changed to the hydroxyl group-containing
(トナーの製造例10)
トナーの製造例3において、水酸基含有ビニル重合体3を表2示す水酸基含有ビニル重合体8に変更し、重合開始剤2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)の添加量を10質量部に変更することを除いて、トナーの製造例3と同様にしてトナーNo.10を製造した。得られたトナーNo.10の物性を表3に示す。
(Toner Production Example 10)
In Toner Production Example 3, the hydroxyl group-containing vinyl polymer 3 is changed to the hydroxyl group-containing vinyl polymer 8 shown in Table 2, and the addition amount of the polymerization initiator 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) is set to 10. In the same manner as in Toner Production Example 3 except for changing to the mass part, the toner No. 10 was produced. The obtained toner No. The physical properties of 10 are shown in Table 3.
(トナーの製造例11)
トナーの製造例3において、重合開始剤2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)の添加量を5.0質量部に変更することを除いて、トナーの製造例3と同様にしてトナーNo.11を製造した。得られたトナーNo.11の物性を表3に示す。
(Toner Production Example 11)
In Toner Production Example 3, the same procedure as in Toner Production Example 3 was performed, except that the addition amount of the polymerization initiator 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) was changed to 5.0 parts by mass. Toner No. 11 was produced. The obtained toner No. The physical properties of 11 are shown in Table 3.
(トナーの製造例12)
トナーの製造例3において、水酸基含有ビニル重合体3を表2に示す水酸基価含有ビニル重合体9に変更することを除いて、トナーの製造例3と同様にしてトナーNo.12を製造した。得られたトナーNo.12の物性を表3に示す。
(Toner Production Example 12)
Toner No. 3 was prepared in the same manner as in Toner Production Example 3 except that the hydroxyl group-containing vinyl polymer 3 was changed to the hydroxyl group-containing vinyl polymer 9 shown in Table 2. 12 was produced. The obtained toner No. The physical properties of 12 are shown in Table 3.
(トナーの製造例13)
トナーの製造例3において、水酸基含有ビニル重合体3を表2示す水酸基含有ビニル重合体10に変更することを除いて、トナーの製造例3と同様にしてトナーNo.13を製造した。得られたトナーNo.13の物性を表3に示す。
(Toner Production Example 13)
Toner No. 3 was prepared in the same manner as in Toner Production Example 3, except that the hydroxyl group-containing vinyl polymer 3 was changed to the hydroxyl group-containing vinyl polymer 10 shown in Table 2. 13 was produced. The obtained toner No. The physical properties of 13 are shown in Table 3.
(トナーの製造例14)
トナーの製造例3において、添加するワックスHNP−51(融点77℃:日本精蝋社製)を融点が68℃のエステルワックスに変更し、トナー粒子に外部添加する無機微粉体として新たにヘキサメチルジシラザン15質量%で処理された疎水性シリカ微粉体(1次粒子径:50nm、BET比表面積:45m2/g)0.2質量部を添加することを除いて、トナーの製造例3と同様にしてトナーNo.14を製造した。得られたトナーNo.14の物性を表3に示す。
(Toner Production Example 14)
In Toner Production Example 3, the wax HNP-51 to be added (melting point: 77 ° C .: manufactured by Nippon Seiwa Co., Ltd.) is changed to an ester wax having a melting point of 68 ° C. Except for adding 0.2 part by mass of hydrophobic silica fine powder (primary particle size: 50 nm, BET specific surface area: 45 m 2 / g) treated with 15% by mass of disilazane, Similarly, toner No. 14 was produced. The obtained toner No. The physical properties of 14 are shown in Table 3.
(トナーの製造例15)
トナーの製造例3において、スチレンの添加量を72質量部、n−ブチルアクリレートの添加量を28質量部に変更し、添加するワックスHNP−51(融点77℃:日本精蝋社製)を融点が68℃のエステルワックスに変更し、トナー粒子に外部添加する無機微粉体として新たにメチルトリメトキシシラン20質量%で処理された疎水性シリカ微粉体(1次粒子径:50nm、BET比表面積:50m2/g)0.2質量部を添加することを除いて、トナーの製造例3と同様にしてトナーNo.15を製造した。得られたトナーNo.15の物性を表3に示す。
(Toner Production Example 15)
In Toner Production Example 3, the amount of styrene added was changed to 72 parts by mass, the amount of n-butyl acrylate added was changed to 28 parts by mass, and the added wax HNP-51 (melting point 77 ° C .: Nippon Seiwa Co., Ltd.) Is changed to ester wax of 68 ° C., and is a hydrophobic silica fine powder (primary particle diameter: 50 nm, BET specific surface area: newly treated with 20% by mass of methyltrimethoxysilane as an inorganic fine powder externally added to toner particles. 50 m 2 / g) Toner no. 15 was produced. The obtained toner No. Table 3 shows the 15 physical properties.
(トナーの製造例16)
トナーの製造例3において、水酸基含有ビニル重合体3を表2に示す水酸基含有ビニル重合体11に変更し、添加するワックスHNP−51(融点77℃:日本精蝋社製)を融点が85℃の炭化水素系ワックスに変更し、トナー粒子に外部添加する疎水性シリカ微粉体をジメチルシリコーンオイル(50cs)30質量%で処理された疎水性シリカ微粉体
(1次粒子径:12nm、BET比表面積:102m2/g)に変更することを除いて、トナーの製造例3と同様にしてトナーNo.16を製造した。得られたトナーNo.16の物性を表3に示す。
(Toner Production Example 16)
In Toner Production Example 3, the hydroxyl group-containing vinyl polymer 3 is changed to the hydroxyl group-containing
(トナーの製造例17)
トナーの製造例3において、スチレンの添加量を67質量部、n−ブチルアクリレートの添加量を33質量部に変更し、水酸基含有ビニル重合体3を表2に示す水酸基含有ビニル重合体12に、添加するワックスHNP−51(融点77℃:日本精蝋社製)をHNPO190(融点90℃:日本精蝋社製)に変更し、トナー粒子に外部添加する無機微粉体として新たにヘキサメチルジシラザン20質量%で処理した後にジメチルシリコーンオイル(100cs)20質量%で処理した疎水性シリカ微粉体(1次粒子径:30nm、BET比表面積:70m2/g)を添加することを除いて、トナーの製造例3と同様にしてトナーNo.17を製造した。得られたトナーNo.17の物性を表3に示す。
(Toner Production Example 17)
In Toner Production Example 3, the addition amount of styrene was changed to 67 parts by mass, the addition amount of n-butyl acrylate was changed to 33 parts by mass, and the hydroxyl group-containing vinyl polymer 3 was changed to the hydroxyl group-containing vinyl polymer 12 shown in Table 2. Wax HNP-51 to be added (melting point 77 ° C .: manufactured by Nippon Seiwa Co., Ltd.) is changed to HNPO 190 (melting point 90 ° C .: manufactured by Nippon Seiwa Co., Ltd.), and hexamethyldisilazane is newly added as an inorganic fine powder added externally to toner particles. Except for the addition of hydrophobic silica fine powder (primary particle size: 30 nm, BET specific surface area: 70 m 2 / g) treated with 20% by weight of dimethyl silicone oil (100 cs) after being treated with 20% by weight. In the same manner as in Production Example 3 of Toner No. 17 was produced. The obtained toner No. The physical properties of 17 are shown in Table 3.
(トナーの製造例18)
スチレン/n−ブチルアクリレート共重合体(質量比80/20) 100質量
(Mp=23,000、Mn=8,500、Mw=25,500、Mw/Mn=3.0、Tg=52℃)
水酸基含有ビニル重合体3(表2に示す) 20質量部
ボントロンE−88(オリエント化学工業(株)製) 3質量部
C.I.ピグメントブルー15:3 6.5質量部
ポリエチレンワックス (吸熱ピーク=126℃) 5質量部
上記材料をブレンダーにて混合し、110℃に加熱した二軸エクストルーダーで溶融混練し、冷却した混練物をハンマーミルで粗粉砕し、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して重量平均粒径7.5μmのトナー粒子(18)を得た。
上記シアントナー粒子(18)100質量部に対して、流動性向上剤として、ジメチルシリコーンオイル(50cs)20質量%で処理された疎水性シリカ微粉体(1次粒子径:7nm、BET比表面積:130m2/g)1.7質量部をヘンシェルミキサー(三井三池社製)で3000r/minで15分間混合してシアントナーNo.18を得た。シアントナーNo.18の物性を表3に示す。
(Toner Production Example 18)
Styrene / n-butyl acrylate copolymer (mass ratio 80/20) 100 mass
(Mp = 23,000, Mn = 8,500, Mw = 25,500, Mw / Mn = 3.0, Tg = 52 ° C.)
Hydroxyl group-containing vinyl polymer 3 (shown in Table 2) 20 parts by mass Bontron E-88 (manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.) 3 parts by mass C.I. I. Pigment Blue 15: 3 6.5 parts by mass polyethylene wax (endothermic peak = 126 ° C.) 5 parts by mass The above materials were mixed in a blender, melt-kneaded with a biaxial extruder heated to 110 ° C., and the cooled kneaded product was Coarsely pulverized with a hammer mill, the coarsely pulverized product was finely pulverized with a turbo mill (manufactured by Turbo Kogyo Co., Ltd.), and the resulting finely pulverized product was subjected to air classification to obtain toner particles (18) having a weight average particle diameter of 7.5 μm. .
Hydrophobic silica fine powder (primary particle size: 7 nm, BET specific surface area) treated with 20% by mass of dimethyl silicone oil (50 cs) as a fluidity improver with respect to 100 parts by mass of the cyan toner particles (18). 130 m 2 / g) 1.7 parts by mass were mixed with a Henschel mixer (Mitsui Miike Co., Ltd.) at 3000 r / min for 15 minutes to obtain cyan toner No. 18 was obtained. Cyan toner no. The physical properties of 18 are shown in Table 3.
(トナーの製造例19)
ポリエステル樹脂 100質量部
(Mp=20,000、Mn=6,000、Mw=18,000、Mw/Mn=3.0、酸価=18、水酸基価=20、Tg=55℃)
水酸基含有ビニル重合体13(表2に示す) 10質量部
ボントロンE−88(オリエント化学工業(株)製) 1.8質量部
C.I.ピグメントブルー15:3 6.5質量部
ワックスHNP−51(融点77℃:日本精蝋社製) 4質量部
上記成分をバンバリーミキサーにより溶融混練し、冷却後、混練物をハンマーミルで粗粉砕し、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により分級して、平均円形度は0.923、重量平均粒径8.0μmのトナー粒子(19)を得た。
上記シアントナー粒子(19)100質量部に対して、流動性向上剤として、ジメチルシリコーンオイル(50cs)20質量%で処理された疎水性シリカ微粉体(1次粒子径:7nm、BET比表面積:130m2/g)1.7質量部をヘンシェルミキサー(三井三池社製)で3000r/minで15分間混合してシアントナーNo.19を得た。シアントナーNo.19の物性を表3に示す。
(Toner Production Example 19)
100 parts by mass of polyester resin (Mp = 20,000, Mn = 6,000, Mw = 18,000, Mw / Mn = 3.0, acid value = 18, hydroxyl value = 20, Tg = 55 ° C.)
Hydroxyl group-containing vinyl polymer 13 (shown in Table 2) 10 parts by mass Bontron E-88 (manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.) 1.8 parts by mass C.I. I. Pigment Blue 15: 3 6.5 parts by mass Wax HNP-51 (melting point 77 ° C .: manufactured by Nippon Seiwa Co., Ltd.) 4 parts by mass The above components are melt-kneaded with a Banbury mixer, and after cooling, the kneaded product is coarsely pulverized with a hammer mill. The coarsely pulverized product is finely pulverized with a turbo mill (manufactured by Turbo Kogyo Co., Ltd.), and the resulting finely pulverized product is classified with an air classifier, and the toner particles having an average circularity of 0.923 and a weight average particle size of 8.0 μm (19) was obtained.
Hydrophobic silica fine powder (primary particle size: 7 nm, BET specific surface area) treated with 20% by mass of dimethyl silicone oil (50 cs) as a fluidity improver with respect to 100 parts by mass of the cyan toner particles (19). 130 m 2 / g) 1.7 parts by mass was mixed with a Henschel mixer (manufactured by Mitsui Miike) at 3000 r / min for 15 minutes to obtain cyan toner No. 19 was obtained. Cyan toner no. The physical properties of 19 are shown in Table 3.
(トナーの製造例20)
トナーの製造例3において、スチレンの添加量を64質量部、n−ブチルアクリレートの添加量を36質量部に変更することを除いて、トナーの製造例3と同様にしてトナーNo.20を製造した。得られたトナーNo.20の物性を表3に示す。
(Toner Production Example 20)
Toner No. 3 was prepared in the same manner as in Toner Production Example 3 except that the amount of styrene added was changed to 64 parts by mass and the amount of n-butyl acrylate added was changed to 36 parts by mass. 20 was produced. The obtained toner No. The physical properties of 20 are shown in Table 3.
(トナーの製造例21)
トナーの製造例3において、スチレンの添加量を74質量部、n−ブチルアクリレートの添加量を26質量部に変更し、水酸基含有ビニル重合体3を表2に示す水酸基含有ビニル重合体14に変更することを除いて、トナーの製造例3と同様にしてトナーNo.21を製造した。得られたトナーNo.21の物性を表3に示す。
(Toner Production Example 21)
In Toner Production Example 3, the addition amount of styrene was changed to 74 parts by mass, the addition amount of n-butyl acrylate was changed to 26 parts by mass, and the hydroxyl group-containing vinyl polymer 3 was changed to the hydroxyl group-containing vinyl polymer 14 shown in Table 2. In the same manner as in Toner Production Example 3, except that 21 was produced. The obtained toner No. The physical properties of 21 are shown in Table 3.
(トナーの製造例22)
トナーの製造例3において、水酸基含有ビニル重合体3を表2に示す水酸基含有ビニル重合体15に変更することを除いて、トナーの製造例3と同様にしてトナーNo.22を製造した。得られたトナーNo.22の物性を表3に示す。
(Toner Production Example 22)
Toner No. 3 was prepared in the same manner as in Toner Production Example 3 except that the hydroxyl group-containing vinyl polymer 3 was changed to the hydroxyl group-containing
(トナーの製造例23)
トナーの製造例3において、スチレンの添加量を69質量部、n−ブチルアクリレートの添加量を31質量部に変更し、水酸基含有ビニル重合体3を表2に示す水酸基含有ビニル重合体16に変更することを除いて、トナーの製造例3と同様にしてトナーNo.23を製造した。得られたトナーNo.23の物性を表3に示す。
(Toner Production Example 23)
In Toner Production Example 3, the addition amount of styrene was changed to 69 parts by mass, the addition amount of n-butyl acrylate was changed to 31 parts by mass, and the hydroxyl group-containing vinyl polymer 3 was changed to the hydroxyl group-containing
(トナーの製造例24)
トナーの製造例3において、スチレンの添加量を64質量部、n−ブチルアクリレートの添加量を36質量部に変更し、水酸基含有ビニル重合体3を表2に示す水酸基含有ビニル重合体12に変更することを除いて、トナーの製造例3と同様にしてトナーNo.24を製造した。得られたトナーNo.24の物性を表3に示す。
(Toner Production Example 24)
In Toner Production Example 3, the addition amount of styrene was changed to 64 parts by mass, the addition amount of n-butyl acrylate was changed to 36 parts by mass, and the hydroxyl group-containing vinyl polymer 3 was changed to the hydroxyl group-containing vinyl polymer 12 shown in Table 2. In the same manner as in Toner Production Example 3, except that 24 was produced. The obtained toner No. The physical properties of 24 are shown in Table 3.
(トナーの製造例25)
トナーの製造例3において、スチレンの添加量を79質量部、n−ブチルアクリレートの添加量を21質量部に変更することを除いて、トナーの製造例3と同様にしてトナーNo.25を製造した。得られたトナーNo.25の物性を表3に示す。
(Toner Production Example 25)
Toner No. 3 was prepared in the same manner as in Toner Production Example 3 except that the amount of styrene added was changed to 79 parts by mass and the amount of n-butyl acrylate added was changed to 21 parts by mass. 25 was produced. The obtained toner No. The physical properties of 25 are shown in Table 3.
(トナーの製造例26)
トナーの製造例3において、スチレンの添加量を72質量部、n−ブチルアクリレートの添加量を28質量部に変更し、水酸基含有ビニル重合体3を表2に示す水酸基含有ビニル重合体17に変更することを除いて、トナーの製造例3と同様にしてトナーNo.26を製造した。得られたトナーNo.26の物性を表3に示す。
(Toner Production Example 26)
In Toner Production Example 3, the addition amount of styrene was changed to 72 parts by mass, the addition amount of n-butyl acrylate was changed to 28 parts by mass, and the hydroxyl group-containing vinyl polymer 3 was changed to the hydroxyl group-containing
(トナーの製造例27)
トナーの製造例3において、水酸基含有ビニル重合体3を表2に示す水酸基価含有ビニル重合体18に変更することを除いて、トナーの製造例3と同様にしてトナーNo.27を製造した。得られたトナーNo.27の物性を表3に示す。
(Toner Production Example 27)
Toner No. 3 was prepared in the same manner as in Toner Production Example 3, except that the hydroxyl group-containing vinyl polymer 3 was changed to the hydroxyl group-containing
(トナーの製造例28)
トナーの製造例3において、水酸基含有ビニル重合体3を表2に示す水酸基含有ビニル重合体19に変更することを除いて、トナーの製造例3と同様にしてトナーNo.28を製造した。得られたトナーNo.28の物性を表3に示す。
(Toner Production Example 28)
Toner No. 3 was prepared in the same manner as in Toner Production Example 3 except that the hydroxyl group-containing vinyl polymer 3 was changed to the hydroxyl group-containing
(トナーの製造例29)
トナーの製造例3において、水酸基含有ビニル重合体3を表2に示す水酸基価含有ビニル重合体20に変更することを除いて、トナーの製造例3と同様にしてトナーNo.29を製造した。得られたトナーNo.29の物性を表3に示す。
(Toner Production Example 29)
Toner No. 3 was prepared in the same manner as in Toner Production Example 3 except that the hydroxyl group-containing vinyl polymer 3 was changed to the hydroxyl group-containing
(トナーの製造例30)
トナーの製造例3において、水酸基含有共重合体3の添加部数を31質量部に変更し、トナー粒子に添加するシリカ微粉体の表面処理を無くしたものに変更することを除いて、トナーの製造例3と同様にしてトナーNo.30を製造した。得られたトナーNo.30の物性を表3に示す。
(Toner Production Example 30)
In toner production example 3, except that the number of added parts of the hydroxyl group-containing copolymer 3 is changed to 31 parts by mass and the silica fine powder added to the toner particles is removed from the surface treatment. In the same manner as in Example 3, the toner No. 30 was produced. The obtained toner No. Table 3 shows the 30 physical properties.
MAAはメタクリル酸、2HEMAはメタクリル酸2−ヒドロキシエチル、2HPMAはメタクリル酸2−ヒドロキシプロピルを表す。
また、OHvは水酸基価(mgKOH/g)を、Avは酸価(mgKOH/g)を表す。
さらに、モノマー組成における数字は組成比(質量基準)を表す。]
MAA represents methacrylic acid, 2HEMA represents 2-hydroxyethyl methacrylate, and 2HPMA represents 2-hydroxypropyl methacrylate.
OHv represents a hydroxyl value (mgKOH / g), and Av represents an acid value (mgKOH / g).
Furthermore, the numbers in the monomer composition represent the composition ratio (mass basis). ]
<実施例1乃至23、比較例1乃至7>
トナーの製造例1乃至30で製造したトナーを、各々下記項目の基準に即して評価を行った。実施例1乃至23のトナーは低温定着特性と現像耐久特性に優れた効果を発揮したのに対して、比較例1乃至7のトナーは低温定着性と現像耐久特性のバランスに乏しい結果であった。評価結果を表4に示す。
<Examples 1 to 23 and Comparative Examples 1 to 7>
The toners produced in Toner Production Examples 1 to 30 were evaluated according to the following criteria. While the toners of Examples 1 to 23 exhibited excellent effects on the low temperature fixing characteristics and the development durability characteristics, the toners of Comparative Examples 1 to 7 had a poor balance between the low temperature fixing characteristics and the development durability characteristics. . The evaluation results are shown in Table 4.
以下に本発明の画像評価方法および評価基準について説明する。
<低温定着特性>
(1)定着性
LBP5400(キヤノン社製)のサーフ定着器を用い、ファーストプリントアウトタイムを20秒に設定し、10mm×10mmのベタ画像(トナー載り量0.50mg/cm2)をXerox社製Business4200(75g/m2)上に出力し、安定した定着画像が得られる最低定着可能温度を下記基準にて評価した。尚、本発明の安定した定着画像とは、得られた定着画像濃度と、定着画像を50g/cm2の荷重をかけたシルボン紙で5回摺擦した後の画像濃度を測定し、濃度低下率が10%以下の定着状態と定義する。
A:最低定着可能温度が150℃以上160℃以下で、安定した定着画像が得られる
B:最低定着可能温度が160℃より高く170℃以下で、安定した定着画像が得られるC:最低定着可能温度が170℃より高く190℃以下で、安定した定着画像が得られるD:最低定着可能温度が190℃より高い、又は定着可能温度を有さない
The image evaluation method and evaluation criteria of the present invention will be described below.
<Low-temperature fixing characteristics>
(1) Fixability Using a surf fuser of LBP5400 (Canon), the first printout time is set to 20 seconds, and a solid image of 10 mm × 10 mm (toner applied amount 0.50 mg / cm 2 ) is manufactured by Xerox. The image was output on Business 4200 (75 g / m 2 ), and the minimum fixing temperature at which a stable fixed image was obtained was evaluated according to the following criteria. The stable fixed image of the present invention is obtained by measuring the density of the obtained fixed image and the image density after rubbing the fixed image with Sylbon paper applied with a load of 50 g / cm 2 five times. It is defined as a fixing state with a rate of 10% or less.
A: A stable fixed image can be obtained when the minimum fixable temperature is 150 ° C. or more and 160 ° C. or less. B: A stable fixed image can be obtained when the minimum fixable temperature is higher than 160 ° C. but not more than 170 ° C. C: Minimum fixable A stable fixed image can be obtained when the temperature is higher than 170 ° C. and lower than 190 ° C. D: The minimum fixing temperature is higher than 190 ° C. or has no fixing temperature.
(2)グロス品質
ベタ全域画像(先端余白:5mm、トナー載り量0.50mg/cm2)をXerox社製business4200(75g/m2)上に170℃の定着温度で出力し、定着画像内を9等分した各区画の75°グロス(光沢度)を測定し、平均値を求めて下記基準により評価した。なお、本発明に使用した光沢度測定器は、日本電色工業(株)製のPG−3D(入射角θ=75°)を使用し、標準面は光沢度96.9の黒色ガラスを使用した。
A:75°グロス平均値 15.0以上
B:75°グロス平均値 10.0以上15.0未満
C:75°グロス平均値 5.0以上10.0未満
D:75°グロス平均値 5.0未満
(2) Gloss quality A solid whole area image (tip margin: 5 mm, toner applied amount 0.50 mg / cm 2 ) is output on a Xerox business 4200 (75 g / m 2 ) at a fixing temperature of 170 ° C. The 75 ° gloss (glossiness) of each section divided into 9 equal parts was measured, and an average value was obtained and evaluated according to the following criteria. The glossiness measuring instrument used in the present invention uses PG-3D (incident angle θ = 75 °) manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., and the standard surface uses black glass with a glossiness of 96.9. did.
A: 75 ° gloss average value 15.0 or more B: 75 ° gloss average value 10.0 or more and less than 15.0 C: 75 ° gloss average value 5.0 or more and less than 10.0 D: 75 ° gloss average value Less than 0
(3)画像カブリ
図2及び図3に示す、非磁性一成分接触現像システムのカートリッジと画像形成装置であるLBP5400(キヤノン社製)を用いて耐久試験を行うことによりトナーの耐久性を評価した(プロセススピード200mm/sec、スリーブ周速300mm/secに改造)。
耐久試験の条件は、高温高湿環境(30℃、80%RH[H/H])、常温常湿環境(23℃、50%RH[N/N])、低温低湿環境(15℃、10%RH[L/L])の各環境下において、印字比率が2%のオリジナル画像を20,000枚出力した。なお、評価するトナーは図2に示すカートリッジに詰めた後、図3の装置のシアンステーションCユニット部に装着して、1,000枚おきにべた白画像を出力して、下記評価基準により行った。
「REFLECTMETER MODEL TC−6DS」(東京電色社製)を用いて、標準紙とプリントアウト画像の白地部分の反射率を測定して、下記式によりカブリ(反射率;%)を算出した。フィルターは、シアンの場合はアンバー、イエローの場合はブルー、マゼンタ及びブラックではグリーンフィルターをそれぞれ装着して測定した。
カブリ(反射率;%)=(標準紙の反射率;%)−(サンプルの反射率;%)
なお、評価基準は耐久試験を通しての最悪値を以下の基準により判断した。
A:非常に良好 1.0%未満
B:良好 1.0%以上乃至2.0%未満
C:実用上問題なし 2.0%以上乃至3.0%未満
D:実用上問題あり 3.0%以上
(3) Image fog Toner durability was evaluated by conducting a durability test using a non-magnetic one-component contact development system cartridge shown in FIGS. 2 and 3 and an image forming apparatus LBP5400 (manufactured by Canon Inc.). (Modified to process speed 200 mm / sec, sleeve peripheral speed 300 mm / sec).
The conditions of the durability test are a high temperature and high humidity environment (30 ° C., 80% RH [H / H]), a normal temperature and normal humidity environment (23 ° C., 50% RH [N / N]), a low temperature and low humidity environment (15 ° C., 10% % RH [L / L]), 20,000 original images with a printing ratio of 2% were output. The toner to be evaluated is packed in the cartridge shown in FIG. 2 and then mounted on the cyan station C unit of the apparatus shown in FIG. 3 to output a white image every 1,000 sheets. It was.
Using “REFLECTMETER MODEL TC-6DS” (manufactured by Tokyo Denshoku Co., Ltd.), the reflectance of the white background portion of the standard paper and the printed image was measured, and the fog (reflectance:%) was calculated by the following formula. The filter was measured by attaching amber for cyan, blue for yellow, green filters for magenta and black.
Fog (reflectance;%) = (reflectance of standard paper;%) − (reflectance of sample;%)
In addition, the evaluation standard judged the worst value through an endurance test with the following standards.
A: Very good Less than 1.0% B: Good 1.0% or more to less than 2.0% C: No practical problem 2.0% or more to less than 3.0% D: Practical problem 3.0 %that's all
(4)画像濃度安定性
20mm四方のベタ黒パッチが現像域内に9箇所配置されたオリジナル画像を出力し、その9点平均濃度の初期画像濃度に対する耐久試験中の画像濃度の最大濃度差を比較することで、濃度安定性を評価した。
尚、画像濃度は「マクベス反射濃度計 RD918」(マクベス社製)を用いて、原稿濃度が0.00の白地部分の画像に対する相対濃度を測定した。
耐久試験条件及びサンプリングのタイミングは、上記(3)画像カブリの評価に従って行った。
A:非常に良好 最大濃度差0.15未満
B:良好 最大濃度差0.15以上、0.25未満
C:実用上問題なし 最大濃度差0.25以上、0.3未満
D:やや難あり 最大濃度差0.3以上
(4) Image density stability An original image in which nine 20 mm square solid black patches are arranged in the development area is output, and the maximum density difference of the image density during the durability test is compared with the initial image density of the nine-point average density. Thus, the concentration stability was evaluated.
The image density was measured by using a “Macbeth reflection densitometer RD918” (manufactured by Macbeth Co., Ltd.) to measure the relative density with respect to an image of a white background portion having a document density of 0.00.
The durability test conditions and the sampling timing were performed in accordance with the evaluation of (3) image fog.
A: Very good Maximum density difference less than 0.15 B: Good Maximum density difference between 0.15 and less than 0.25 C: No practical problem Maximum density difference between 0.25 and less than 0.3 D: Somewhat difficult Maximum density difference 0.3 or more
(5)ハーフトーン画像再現性
部材汚染やトナー劣化に起因する、ハーフトーン画像品質の低下度合いの有無を、オリジナルハーフトーン画像による目視評価と、より早期にかつ厳密に欠陥を確認するために、ベタ画像の中間調電位画像を出力して、画像欠陥の有無を目視確認により評価した。尚、耐久試験の条件及びサンプリングのタイミングは、上記(3)画像カブリの評価に従って行った。
A:ハーフトーン画像及びベタの中間調電位画像共に、再現性が良好。
B:オリジナルハーフトーン画像の再現性は良好であるが、ベタの中間調電位画像に関しては、画像の進行方向に沿ったスジや転写性の低下に伴うざらつき感が見られる。
但し画像品質上問題の無いレベル。
C:オリジナルハーフトーン画像において再現性がやや劣るものの実用上問題の無いレベル。中間調電位画像においては、画像進行方向に沿ったスジや転写性の低下が認められる。
D:オリジナルハーフトーン画像においても、欠陥やざらつき等の品質の低下が認められる。
(5) Halftone image reproducibility In order to confirm the presence or absence of halftone image quality deterioration due to member contamination or toner deterioration by visual evaluation based on the original halftone image, and earlier and strictly, A solid-tone potential image of a solid image was output, and the presence or absence of an image defect was evaluated by visual confirmation. The endurance test conditions and sampling timing were performed according to the above (3) evaluation of image fog.
A: Good reproducibility for both halftone images and solid halftone potential images.
B: Although the reproducibility of the original halftone image is good, the solid halftone potential image shows a streak along the image traveling direction and a rough feeling accompanying a decrease in transferability.
However, there is no problem with image quality.
C: Although the reproducibility is somewhat inferior in the original halftone image, there is no practical problem. In the halftone potential image, streaks along the image traveling direction and a decrease in transferability are recognized.
D: Even in the original halftone image, deterioration of quality such as defects and roughness is recognized.
Pa、Pb、Pc、Pd 画像形成ステーション
1(1a〜1d) 感光体ドラム(像担持体)
2(2a〜2d) 帯電手段(帯電ローラー)
3(3a〜3d) スキャナユニット
4(4a〜4d) 現像手段
4A 現像ユニット
5 静電転写装置
6(6a〜6d) クリーニング手段
7(7a〜7d) プロセスカートリッジ
11 静電転写ベルト
12(12a〜12d) 転写ローラー
13 ベルト駆動ローラー
14a、14b 従動ローラー
15 テンションローラー
16 給送部
17 カセット
18 給送ローラー
19 レジストローラー
20 定着部
21a 加熱ローラー
21b 加圧ローラー
22 吸着ローラー
23 排紙ローラー
24 排紙部
31 クリーニング枠体(カートリッジ枠体)
35 除去トナー収納室
40 現像ローラー(トナー担持体)
41 トナー容器(現像剤収納部)
42 トナー搬送機構
43 トナー供給ローラー
44 トナー規制部材(ブレード)
45(45a、45b、45e)現像枠体(カートリッジ枠体)
47、48 結合穴
50 クリーナーユニット
60 クリーニングブレード
100 画像形成装置本体
S 記録媒体(記録材シート)
Pa, Pb, Pc, Pd Image forming station 1 (1a to 1d) Photosensitive drum (image carrier)
2 (2a to 2d) Charging means (charging roller)
3 (3a to 3d) Scanner unit 4 (4a to 4d) Developing means 4A Developing unit 5 Electrostatic transfer device 6 (6a to 6d) Cleaning means 7 (7a to 7d)
35 Removal
41 Toner container (developer storage part)
42
45 (45a, 45b, 45e) development frame (cartridge frame)
47, 48
Claims (16)
前記トナー粒子に含有される前記水酸基を有するビニル系共重合体の水酸基価が、3〜70mgKOH/gであり、
前記トナーの示差走査熱量計により測定されるガラス転移温度(TgA)が40〜60℃であり、
前記トナーのテトラヒドロフラン(THF)可溶分中におけるシクロヘキサン(CHX)不溶分のガラス転移温度(TgB)が80〜120℃であり、前記TgAとTgBが、25℃≦(TgB−TgA)≦70℃、の関係を満たし、
前記無機微粉体が表面処理剤で表面が処理された無機微粉体である
ことを特徴とするトナー。 A toner having a binder resin, a colorant, a wax component, and toner particles containing a vinyl copolymer having a hydroxyl group , and an inorganic fine powder,
The hydroxyl value of the vinyl copolymer having the hydroxyl group contained in the toner particles is 3 to 70 mgKOH / g,
The toner has a glass transition temperature (TgA) measured by a differential scanning calorimeter of 40 to 60 ° C.,
The glass transition temperature (TgB) of the insoluble component of cyclohexane (CHX) in the tetrahydrofuran (THF) soluble component of the toner is 80 to 120 ° C., and the TgA and TgB are 25 ° C. ≦ (TgB−TgA) ≦ 70 ° C. Meet the relationship,
A toner characterized in that the inorganic fine powder is an inorganic fine powder whose surface is treated with a surface treatment agent.
[式(I)中、R[In formula (I), R 11 は炭素数が1〜6のアルキレン基であり、繰り返し単位(I)は複数種類であっても良い。]Is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and the repeating unit (I) may be of multiple types. ]
前記トナーに対する微小圧縮試験における荷重と変位量をプロットした荷重−変位曲線において、原点から前記最大荷重をかけ終えるまでの荷重−変位曲線の傾きを、R(25)[R(25)=2.94×10−4(N)/変位量X2(μm)]としたとき、前記R(25)が、0.49×10−3≦R(25)≦1.70×10−3、の関係を満足する請求項1〜7のいずれか1項に記載のトナー。 In the micro compression test for the previous Quito toner at a measurement temperature 25 ° C., applying a maximum load of the one toner over particle children loading rate 9.8 × 10 -5 N / sec at 2.94 × 10 -4 N displacement obtained when finished ([mu] m) and the displacement amount X 2, wherein after finishing applying a maximum load, displacement amount obtained was left 0.1 seconds the maximum load ([mu] m) the maximum displacement X 3 and then, after standing the 0.1 seconds, unloaded at an unloading rate 9.8 × 10 -5 N / sec, the amount of displacement obtained when the load becomes 0N ([mu] m) and the displacement amount X 4 the When the restoration rate Z (25) represented by (X 3 −X 4 ) / X 3 × 100 satisfies the relationship of 40 ≦ Z (25) ≦ 80,
In the load-displacement curve in which the load and displacement amount in the micro-compression test for the toner are plotted, the slope of the load-displacement curve from the origin to the end of applying the maximum load is represented by R (25) [R (25) = 2. can to have a 94 × 10 -4 (N) / displacement X 2 (μm)], wherein R (25) is, 0.49 × 10 -3 ≦ R ( 25) ≦ 1.70 × 10 -3, the toner according to any one of 請 Motomeko 1-7 you satisfy the relation.
前記最大吸熱ピークの温度(P1)と、前記トナーの示差走査熱量計により測定されるガラス転移温度(TgA)とが、15℃≦(P1−TgA)≦80℃、の関係を満たす
請求項1〜8のいずれか1項に記載のトナー。 The toner, the temperature of the maximum endothermic peak measured by differential scanning calorimetry (P1) is present in 70 ~ 120 ° C.,
The maximum endothermic peak temperature (P1), and the toner glass transition temperature measured by differential scanning calorimetry (TgA), but satisfying the 15 ℃ ≦ (P1-TgA) ≦ 80 ℃, the relationship
The toner according to any one of 請 Motomeko 1-8.
〔前記構造式(1)及び(2)中、R1 〜R11は、独立して、炭素数1〜6のアルキル基である。〕 The toner is represented by the following structural formula (1) contains a compound represented by and at least one ether compound selected from the group consisting of compounds represented by the following structural formula (2) in 請 Motomeko 1-14 of The toner according to any one of the above.
[In the structural formulas (1) and (2), R 1 to R 11 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. ]
前記水酸基価が3〜70mgKOH/gのビニル系共重合体を含有するシェル層と、
前記シェル層で被覆された、前記ワックス成分及び前記結着樹脂を含有するコア部と、を有するコアシェル構造を有する請求項1〜15のいずれか1項に記載のトナー。
The toner particles are
And a shell layer in which the hydroxyl value containing a vinyl copolymer of 3 ~ 70mgKOH / g,
The toner according to any one of claims 1 to 15 having a core-shell structure having a core portion containing said coated with a shell layer, the wax component and the binder resin.
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