JP3752865B2 - Toner and method for producing the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法、静電印刷法、静電記録法などの画像形成方法における静電潜像を顕像化するためのトナーおよびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
画像情報から可視画像を形成する方法として、電子写真法、静電印刷法、静電記録法等のように静電潜像を経由する方法が広く利用されている。
電子写真法による画像形成プロセスの一例においては、感光体上に、帯電、露光により静電荷像が形成され、この静電荷像はトナーを含む現像剤によって現像されてトナー像が形成され、次いでこのトナー像が転写紙に転写され、定着されて可視画像が形成される。
【0003】
このような画像形成プロセスの定着工程において、熱ローラ定着器により定着画像を形成することが広く行われている。
然るに、熱ローラ定着器による定着においては、溶融トナーの一部が熱ローラの表面に転移付着し、これが次に送られてくる転写紙に再転移して画像を汚すという、いわゆるオフセット現像が発生しやすい。
また、最近における複写機の小型化および低消費電力化などの要請から、従来のものより一層低温で定着が可能なトナーの開発が強く望まれている。
このため、トナーとしては、定着可能な最低温度(最低定着温度)とオフセット現象が発生しない最高温度の範囲(定着適応温度域)が広いことが望ましい。
従来、オフセット現象の発生を防止するための手段として、トナーにワックス(離型剤)を含有させることにより、当該トナー自体に離型性を付与することが行われている。
【0004】
一方、トナーの製造方法として、従来の混練・粉砕法に代えて、乳化重合法、懸濁重合法などの重合法による製造方法が提案されている(例えば特開昭63−186253号公報、特開昭63−232749号公報、特開平4−51251号公報、特開平6−329947号公報、特開平9−50149号公報、特開平9−146295号公報参照。)
特に、乳化重合法によって得られる重合トナーによれば、代表的なバインダー樹脂であるスチレン−アクリル系樹脂とワックスとが相溶することがなく、当該ワックスは、ドメインとして重合トナー粒子内に導入される。このため、混練・粉砕法により得られるトナーと比較して、広い温度領域で離型性(オフセット防止効果)を発揮することができる。
【0005】
ここに、重合トナーの製造方法の一例においては、バインダー粒子の水性分散液と、着色剤粒子の水性分散液と、ワックス粒子の水性分散液とを混合し、前記バインダー粒子と、前記着色剤粒子と、前記ワックス粒子とを水性媒体中で熱融着させる。これにより、トナー粒子の水性分散液を調製することができ、当該水性分散液から濾別した粒子を乾燥することにより、ワックスを含有するトナー粒子を得ることができる。
【0006】
しかしながら、安定した水性分散液中におけるワックス粒子の平均粒径は50〜150nm程度と小さく、このような小径のワックス粒子を導入してなる重合トナーは、十分な離型性を有するものとならない。
このため、良好な離型性(オフセット防止効果)を有する重合トナーとするために、当該重合トナー中におけるワックス粒子(ドメイン)の大粒径化が望まれている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上のような事情に基いてなされたものである。
本発明の第1の目的は、良好な離型性を有し、耐オフセット性および低温定着性に優れたトナーを提供することにある。
本発明の第2の目的は、画像汚れのない高画質の可視画像を長期にわたり安定して形成することができるトナーを提供することにある。
本発明の第3の目的は、良好な離型性を有し、耐オフセット性および低温定着性に優れた重合トナーを製造することができる方法を提供することにある。
本発明の第4の目的は、トナー粒子内において大径のワックスドメインを形成することができるトナーの製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明のトナーは、ワックス粒子、バインダー粒子および着色剤粒子を熱融着してなる静電荷像現像用のトナーであって、前記ワックス粒子が、エステル成分を20重量%以上の割合で含有し、針入度が4以下であるワックスから構成され、その平均粒径が20〜300nmであり、円相当径の平均値が200〜500nmのワックスドメインを含有してなることを特徴とする。
【0009】
本発明のトナーにおいては下記の形態が好ましい。
(1)ワックス粒子を構成するワックスの融点が60〜110℃の範囲にあること。
(2)ワックス粒子の平均粒径が50〜150nmの範囲にあること。
(3)ワックスの含有割合が1〜20重量%であること。
(4)バインダー粒子を構成するバインダー樹脂がスチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体であること。
【0010】
本発明のトナーの製造方法は、上記トナー(本発明のトナー)を製造する方法であって、エステル成分を20重量%以上の割合で含有し、針入度が4以下であるワックスを乳化分散させて得られる、平均粒径が20〜300nmのワックス粒子の水性分散液と、バインダー粒子の水性分散液と、着色剤粒子の水性分散液とを混合し、前記ワックス粒子と、前記バインダー粒子と、前記着色剤粒子とを水性媒体中で熱融着させる工程を有することを特徴とする。
【0011】
本発明の製造方法においては下記の形態が好ましい。
(1)ワックス粒子を構成するワックスの融点が60〜110℃の範囲にあること。
(2)ワックス粒子の水性分散液のpHが8.5〜13の範囲にあること。
【0012】
また、本発明のトナーの製造方法は、上記トナー(本発明のトナー)を製造する方法であって、エステル成分を20重量%以上の割合で含有し、針入度が4以下であるワックスから構成されるワックス粒子を水性媒体中で会合させることにより、円相当径の平均値が200〜500nmの二次粒子を形成し、当該二次粒子と、バインダー粒子と、着色剤粒子とを水性媒体中で熱融着させる工程を有することを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
<トナー>
本発明のトナーは、ワックス粒子、バインダー粒子および着色剤粒子を熱融着してなる静電荷像現像用のトナーであり、前記ワックス粒子が、エステル成分を20重量%以上の割合で含有し、針入度が4以下であるワックスから構成され、円相当径の平均値が200〜500nmの実質的に球状のワックスドメインを含有してなる点に特徴を有している。
【0014】
<ワックス粒子>
バインダー粒子および着色剤粒子との熱融着に供されるワックス粒子は、エステル成分を20重量%以上の割合で含有し、針入度が4以下であるワックスから構成される。
ここに、エステル成分としては、脂肪酸エステル、モンタン酸のエチレングリコールエステル、モンタン酸のエチレングリコールエステルの部分ケン化物、グリセリン−トリ−1,2−ヒドロキシステオレート、不飽和アルコールと不飽和酸とのエステルなどを例示することができる。
【0015】
ワックス粒子を構成するワックスがエステル成分を20重量%以上の割合で含有することは、当該ワックスの融点を60〜110℃の範囲にするために必須の条件であり、エステル成分が20重量%未満では、ワックスの融点が110℃を超えることとなり、定着性が悪化する。
【0016】
また、当該ワックスの針入度が4以下であることにより、トナーの機械的強度を増すことができる。
【0017】
また、ワックス粒子を構成するワックスの融点が60〜110℃の範囲にあることが好ましい。この融点が低すぎる場合には、トナー粒子同士の凝集により、流動性が低下し、この結果、搬送量が低下して画像の悪化が起こる。また、定着時、高温側で十分な離型性を発現することができず、オフセットの原因となる。
【0018】
斯かるワックスの具体例(市販品)としては、下記表1に示すものを挙げることができる。
【0019】
【表1】
【0020】
ワックス粒子は水性媒体中に分散された状態(水性分散液)で使用される。
ワックス粒子の水性分散液は、界面活性剤が溶解されてなる水性媒体(界面活性剤水溶液)中にワックスを添加し、加熱下に乳化攪拌を行い、少なくとも当該ワックスの酸価に相当するアルカリを添加して安定化させることにより調製することができる。ここに、乳化攪拌の際の加熱温度としては、ワックスの固体−液体転移温度以上、またはワックスの融点以上とされる。
【0021】
なお、前記アルカリは、乳化攪拌処理を行う前から添加されていてもよい。
また、ワックスの酸化を防止する観点から、前記界面活性剤水溶液として脱気処理したものを用い、窒素気流下または窒素雰囲気下で乳化攪拌処理を実施することが好ましい。
さらに、安定した乳化分散液(水性分散液)を得る観点から、専用の乳化分散機を使用することが好ましい。
【0022】
ワックス粒子の水性分散液を調製するために使用される界面活性剤としては、ノニオン系の界面活性剤を挙げることができ、その使用量としては、ワックスの添加量100重量部に対して、通常1〜20重量部とされ、好ましくは3〜18重量部とされる。
【0023】
ワックス粒子の水性分散液のpHは、安定した乳化分散液とする観点から、通常8.5〜13、好ましくは9.0〜12.5に調整される。
水性分散液中におけるワックス粒子の濃度は、目的に応じて適宜調整することができ、通常10〜30重量%とされ、好ましくは15〜28重量%とされる。
【0024】
水性分散液中におけるワックス粒子の平均粒径は、乳化処理条件によって適宜調整することができ、通常20〜300nmとされ、ワックス粒子の乳化安定性を向上させる観点から、50〜200nmであることが好ましく、更に好ましくは50〜150nm、特に好ましくは80〜150nmとされる。
【0025】
<バインダー粒子>
ワックス粒子および着色剤粒子との熱融着に供されるバインダー粒子としては、乳化重合法、懸濁重合法、分散重合法、沈澱重合法、界面重合法などの重合法により調製される重合体粒子、合成樹脂(重合体)を粉砕処理して得られる粒子などを挙げることができる。これらのうち、乳化重合法により調製される重合体粒子が好ましい。
【0026】
バインダー粒子を構成するバインダー樹脂のガラス転移温度(Tg)は、−10〜120℃の範囲にあることが好ましく、更に好ましくは0〜90℃とされる。また、当該バインダー樹脂の軟化点(Ts)は80〜220℃の範囲にあることが好ましい。
【0027】
バインダー粒子を調製するために使用する単量体組成としては、ガラス転移温度(Tg)および軟化点(Ts)が、上記の好ましい範囲にあり、解離性基を有する構成単位を0.1〜20重量%の割合で含有する重合体を構成できるものであれば特に限定されるものではない。
【0028】
バインダー粒子を構成するバインダー樹脂の分子量としては、重量平均分子量(Mw)が2,000〜1,000,000であることが好ましく、更に好ましくは8,000〜500,000とされる。
また、バインダー樹脂の分子量分布としては、前記重量平均分子量(Mw)の数平均分子量(Mn)に対する比(Mw/Mn)が1.5〜100であることが好ましく、更に好ましくは1.8〜50とされる。
【0029】
バインダー粒子を調製するために使用する重合性単量体としては、疎水性単量体を必須とする1種または2種以上の単量体を使用することができる。
また、必要に応じて架橋性単量体を併用することができる。
更に、後述する酸性極性基を有する単量体および塩基性極性基を有する単量体から選ばれた少なくとも1種の単量体を併用することが好ましい。
【0030】
(1)疎水性単量体:
必須成分の単量体成分である『疎水性単量体』としては、特に限定されるものではなく、従来公知の単量体を挙げることができる。具体的には、ビニル芳香族系単量体、(メタ)アクリル酸エステル系単量体、ビニルエステル系単量体、ビニルエーテル系単量体、モノオレフィン系単量体、ジオレフィン系単量体、ハロゲン化オレフィン系単量体等を例示することができ、これらは単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
【0031】
ビニル芳香族系単量体としては、例えばスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレン、p−クロロスチレン、p−エチルスチレン、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、2,4−ジメチルスチレン、3,4−ジクロロスチレン等のスチレン系単量体およびその誘導体が挙げられる。
【0032】
(メタ)アクリル酸エステル系単量体としては、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−2−エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、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、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、β−ヒドロキシアクリル酸エチル、γ−アミノアクリル酸プロピル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等が挙げられる。
【0033】
ビニルエステル系単量体としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等が挙げられる。
ビニルエーテル系単量体としては、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、ビニルフェニルエーテル等が挙げられる。
モノオレフィン系単量体としては、エチレン、プロピレン、イソブチレン、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン等が挙げられる。
ジオレフィン系単量体としては、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等が挙げられる。
【0034】
(2)架橋性単量体
バインダー粒子の特性を改良するために併用される『架橋性単量体』の具体例としては、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、ジビニルエーテル、ジエチレングリコールメタクリレート、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、フタル酸ジアリル等の不飽和結合を2個以上有するものを挙げることができる。
【0035】
(3)酸性極性基を有する単量体
『酸性極性基を有する単量体』としては、(i)カルボキシル基(−COOH)を有するα,β−エチレン性不飽和化合物、および(ii)スルホン酸基(−SO3 H)を有するα,β−エチレン性不飽和化合物を挙げることができる。
【0036】
(i)カルボキシル基を有するα,β−エチレン性不飽和化合物の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、フマール酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、マレイン酸モノブチルエステル、マレイン酸モノオクチルエステル、およびこれらの金属塩類(例えばNa塩、Zn塩)を挙げることができる。
【0037】
(ii)スルホン酸基を有するα,β−エチレン性不飽和化合物の具体例としては、スルホン化スチレン、スルホン化スチレンのNa塩、アリルスルホコハク酸、アリルスルホコハク酸オクチル、アリルスルホコハク酸オクチルのNa塩等を挙げることができる。
【0038】
(4)塩基性極性基を有する単量体
『塩基性極性基を有する単量体』としては、(i)置換もしくは未置換のアミノ基または4級アンモニウム基を有する脂肪族アルコールの(メタ)アクリル酸エステル、(ii)(メタ)アクリル酸アミド、あるいは窒素原子(N)上で炭素原子数1〜18のアルキル基でモノまたはジ置換された(メタ)アクリル酸アミド、(iii) 窒素原子(N)を環員として有する複素環基で置換されたビニール化合物、並びに(iv)N,N−ジアリル−アルキルアミン、N,N−ジアリル−アルキルアミンの4級アンモニウム塩を挙げることができ、これらのうち、上記(i)の化合物が好ましい。また、上記(i)の化合物を得るための「置換もしくは未置換のアミノ基または4級アンモニウム基を有する脂肪族アルコール」の炭素数は1〜12であることが好ましく、更に好ましくは2〜8、特に好ましくは2とされる。
【0039】
(i)置換もしくは未置換のアミノ基または4級アンモニウム基を有する脂肪族アルコールの(メタ)アクリル酸エステルの具体例としては、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレートの4級アンモニウム塩ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレートの4級アンモニウム塩ジエチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレートの4級アンモニウム塩ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレートの4級アンモニウム塩、3−ジメチルアミノフェニルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−メタクリルオキシプロピルトリメチルアンモニウム塩等を挙げることができる。
【0040】
(ii)(メタ)アクリル酸アミド、あるいは窒素原子(N)上で炭素原子数1〜18のアルキル基でモノまたはジ置換された(メタ)アクリル酸アミドの具体例としては、アクリルアミド、N−ブチルアクリルアミド、N,N−ジブチルアクリルアミド、ピペリジルアクリルアミド、メタクリルアミド、N−ブチルメタクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−オクタデシルアクリルアミド等を挙げることができる。
【0041】
(iii) 窒素原子(N)を環員として有する複素環基で置換されたビニール化合物の具体例としては、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニル−N−メチルピリジニウムクロリド、ビニル−N−エチルピリジニウムクロリド等を挙げることができる。
【0042】
(iv)N,N−ジアリル−アルキルアミンの具体例としては、N,N−ジアリルメチルアンモニウムクロリド、N,N−ジアリルエチルアンモニウムクロリド等を挙げることができる。
【0043】
また、得られる重合体(バインダー粒子)の分子量を調整することを目的として、連鎖移動剤を用いることができ、かかる連鎖移動剤としては、オクチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタン等のメルカプタン類を例示することができる。
【0044】
バインダー粒子を得るために好適に使用される重合開始剤としては、水溶性のラジカル重合開始剤を挙げることができ、過硫酸塩(過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等)、アゾ系化合物(4,4’−アゾビス4−シアノ吉草酸およびその塩、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)塩等)、過酸化水素、ベンゾイルパーオキサイド等のパーオキサイド化合物等を例示することができる。
さらに、上記のラジカル性重合開始剤は、還元剤と組み合わせてレドックス系開始剤とすることが可能である。レドックス系開始剤を用いることにより、重合活性が上昇し、重合温度の低下および重合時間の短縮化を図ることができる。
【0045】
バインダー粒子を得るための重合温度は、重合開始剤の最低ラジカル生成温度以上であれば特に限定されないが、通常50〜80℃の範囲とされる。また、常温開始の重合開始剤、例えば過酸化水素−還元剤(アスコルビン酸等)の組合せを用いることにより、室温またはそれに近い温度で重合することも可能である。
【0046】
重合の際に用いることのできる界面活性剤としては、スルホン酸塩(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アリールアルキルポリエーテルスルホン酸ナトリウム、3,3−ジスルホンジフェニル尿素−4,4−ジアゾ−ビス−アミノ−8−ナフトール−6−スルホン酸ナトリウム、オルト−カルボキシベンゼン−アゾ−ジメチルアニリン、2,2,5,5−テトラメチル−トリフェニルメタン−4,4−ジアゾ−ビス−β−ナフトール−6−スルホン酸ナトリウムなど)、硫酸エステル塩(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など)、脂肪酸塩(オレイン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム、カプリン酸ナトリウム、カプリル酸ナトリウム、カプロン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウムなど)などが挙げられる。
【0047】
<着色剤粒子>
バインダー粒子およびワックス粒子との熱融着に供される着色剤粒子としては、無機顔料および有機顔料からなる粒子を挙げることができる。
【0048】
着色剤粒子を構成する無機顔料としては、従来公知のものを全て使用することができる。
ここに、黒色の無機顔料としては、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラック等のカーボンブラック、マグネタイト、フェライト等の磁性粉などを例示することができ、これらは単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
無機顔料からなる着色剤粒子の使用割合としては、バインダー100重量部に対して、通常2〜20重量部とされる。
【0049】
着色剤粒子を構成する有機顔料としては、従来公知のものを全て使用することができる。
ここに、マゼンタまたはレッド用の顔料としては、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.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド222などを例示することができる。
オレンジまたはイエロー用の顔料としては、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、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93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー138などを例示するこができる。
グリーンまたはシアン用の顔料としては、C.I.ピグメントブルー15、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16、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントグリーン7などを例示することができる。
これらの有機顔料は、単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
有機顔料からなる着色剤粒子の使用割合としては、バインダー100重量部に対して、通常2〜20重量部とされる。
【0050】
着色剤粒子は、シラン化合物、チタン化合物、アルミニウム化合物等からなる表面改質剤により表面処理されていることが好ましい。
かかる表面改質剤としては、従来公知のものを全て使用することができる。
【0051】
ここに、表面改質剤として用いられるシラン化合物としては、メチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、等のアルコキシシラン、ヘキサメチルジシロザン等のシリザン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
また、チタン化合物としては、例えば、味の素(株)から「プレンアクト」の商品名で市販されているTTS、9S、38S、41B、46B、55、138S、238S等、日本曹達(株)製の市販品A−1、B−1、TOT、TST、TAA、TAT、TLA、TOG、TBSTA、A−10、TBT、B−2、B−4、B−7、B−10、TBSTA−400、TTS、TOA−30、TSDMA、TTAB、TTOP等が挙げられる。
また、アルミニウム化合物としては、例えば、味の素(株)製の「プレンアクトAL−M」等が挙げられる。
表面改質剤の使用割合としては、着色剤粒子100重量部に対して0.01〜20重量部であることが好ましく、更に好ましくは1〜15重量部とされる。
【0052】
<ワックスドメイン>
本発明のトナーには、円相当径の平均値が200〜500nmの実質的に球状のワックスドメインが含有されている。ここに、『ワックスドメインの円相当径』とは、ワックスドメインの周囲長を円周にして考えたときの当該円の直径をいうものとする。
【0053】
また、このような円相当径の平均値(以下において、単に「円相当径」ともいう。)を有するワックスドメインがトナー中に含有されていることにより、当該トナーは、広い温度領域において十分な離型性(オフセット防止効果)を発揮することができる。
ワックスドメインの円相当径が200nm未満である場合には、これを含有してなるトナーが広い温度領域でオフセット防止効果を発揮することができない。一方、この円相当径が500nmを超える場合には、トナーの機械的強度の低下を起こし、十分な耐久性を維持することができない。
【0054】
本発明のトナーにおけるワックス(ワックスドメイン)の含有割合は、1〜20重量%であることが好ましい。
ワックスの含有割合が1重量%未満である場合には、十分な離型性を発現することができない。一方、ワックスの含有割合が20重量%を超える場合には、トナーのガラス転移温度が下がり、トナー粒子同士が凝集を起こし、十分な流動性を維持することができない。
【0055】
本発明のトナーにワックスが導入されていることは、透過型電子顕微鏡によりトナー切片を直接観察すること、または、示差走査熱量計(DSC)により融点のピーク観察することにより容易に確認することができる。
また、トナー粒子中におけるワックスドメインの形状の確認および円相当径の測定は、下記のようにして行うことができる。
【0056】
〔形状の確認および円相当径の測定法〕
トナー粒子を光硬化性樹脂で包埋し、ミクロトーム「ウロトラカットE」(Reichert−Jung社製)で薄片とし、透過型電子顕微鏡「LEM−2000」(トプコン(株)製)を用いて写真撮影を行い、当該写真からワックスの形状を確認するとともに、画像処理装置「SUPICCA」(日本アビオニクス(株)製)を用いてワックスドメインの円相当径を測定する。
【0057】
本発明のトナーには、荷電制御剤など各種の内添剤および外添剤(後添加剤)が含有されていてもよい。
ここに、荷電制御剤としては従来公知の正帯電性制御剤(ニグロシン系の電子供与性染料、ナフテン酸の金属塩、高級脂肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第4級アンモニウム塩、アルキルアミド、金属錯体、顔料、フッ素処理活性剤等)、および負帯電性制御剤(電子受容性の有機錯体、塩素化パラフィン、塩素化ポリエステル、銅フタロシアニンのスルホニルアミン等)を全て使用することができる。
なお、極性基を有する単量体を共重合させて、表面に極性基を有するバインダー粒子を調製する場合には、当該荷電制御剤を含有させる必要がない場合もある。ここに、『極性基』とは、カルボキシル基、スルホン酸基、アミノ基、アンモニウム塩基等、正負に問わず電荷を有する基をいうものとする。
【0058】
外添剤としては、流動化剤、帯電制御剤および滑剤等の微粒子を例示することができる。
ここに、流動化剤としては、無機微粉末、例えば疎水性シリカ、酸化チタン、アルミナおよびこれらの硫化物、窒化物および炭化ケイ素等が挙げられる。
帯電制御剤としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリスチレン粉末、ポリメチルメタクリレート粉末およびポリエチレン微粒子等が挙げられる。
滑剤としては、ステアリン酸のカドミウム塩、バリウム塩、ニッケル塩、コバルト塩、ストロンチウム塩、銅塩、マグネシウム塩、カルシウム塩等;オレイン酸の亜鉛塩、マンガン塩、鉄塩、コバルト塩、銅塩、鉛塩、マグネシウム塩;パルミチン酸の亜鉛塩、コバルト塩、銅塩、マグネシウム塩、ケイ素塩、カルシウム塩;リノール酸の亜鉛塩、コバルト塩、カルシウム塩;リシノール酸の亜鉛塩、カドミウム塩;カプリル酸の鉛塩、カプロン酸の鉛塩等の高級脂肪酸の金属塩を挙げることができる。
【0059】
本発明のトナーの平均粒径(体積平均粒径)としては、通常3〜20μmとされ、好ましくは4〜15μmとされる。
ここに、トナーの平均粒径は、「コールターマルチサイザーII」(コールター社製)を用いて測定することができる。
本発明のトナーは、キャリアと混合せずに一成分現像剤として使用してもよいが、キャリアと混合して二成分現像剤として使用することが好ましい。
一成分現像剤を構成する本発明のトナーは、磁性粒子を含有しない非磁性トナー、磁性粒子を含有する磁性トナーの何れであってもよい。ここに、磁性粒子の粒径は0.1〜5μm程度とされる。
【0060】
二成分現像剤を構成するキャリアとしては、従来公知のキャリアを使用することができ、例えば鉄、フェライト、マグネタイト等の金属、それらの金属とアルミニウム、鉛等の金属との合金等の従来から公知の磁性粒子を用いることができる。特にLi2 O、MgO、MnOの少なくとも一種を含有するFe2 O3 からなる磁性粒子が好ましい。上記磁性粒子の体積平均粒径としては15〜100μm、より好ましくは20〜60μmのものがよい。
【0061】
キャリアの体積平均粒径は、湿式分散機を備えたレーザ回折式粒度分布測定装置「ヘロス(HELOS)」(シンパテク(SYMPATEC)社製)を用いて測定することができる。
【0062】
キャリアは、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、エステル系樹脂、フッ素含有重合体系樹脂等の公知の樹脂により前記磁性粒子の表面が被覆されてなることが好ましい。
【0063】
キャリアの比抵抗は105 〜1014Ω・cmであることが好ましい。比抵抗が過小である場合には電荷注入が起こる場合があり、一方、比抵抗が過大であると現像層の上面(現像剤の穂の先端)まで電荷が達しにくく現像性が低くなる。
【0064】
キャリアの磁化は20〜60emu/cm3 であることが好ましく、更に好ましくは30〜50emu/cm3 とされる。この磁化が過小である場合には、当該キャリアが感光体の非現像部に付着する現象を起こしやすく、一方、この磁化が過大であると、柔らかく均一な現像層を現像スリーブ上に形成することが困難となる。
【0065】
<トナーの製造方法(ワックスの導入法)>
水性媒体中に分散された状態のワックス粒子をトナー粒子内に導入して、本発明のトナーを製造する方法としては、下記(1)〜(5)の方法を挙げることができる。
【0066】
(1)ワックス粒子の水性分散液と、着色剤粒子の水性分散液と、バインダー粒子の水性分散液を所定の比率で混合し、前記ワックス粒子と、前記バインダー粒子と、前記着色剤粒子とを常法に従って凝集させ、Tg乃至Tg+50℃(Tg:バインダー粒子のガラス転移温度)の温度で熱融着させた後、室温まで冷却し、洗浄・濾過を繰り返して精製を行った後、Tg以下の温度で乾燥処理する方法。
【0067】
(2)ワックス粒子の水性分散液と、バインダー粒子を得るための単量体混合物と、界面活性剤とを水相中に添加し、この系を攪拌しながら重合温度まで昇温させた後、ラジカル重合開始剤を添加して前記単量体混合物を共重合させることにより、ワックス粒子およびバインダー粒子の水性分散液を調製する。次いで、得られた水性分散液に、着色剤粒子の水性分散液を添加して混合し、前記ワックス粒子と、前記バインダー粒子と、前記着色剤粒子とを常法に従って凝集させ、Tg乃至Tg+50℃の温度で熱融着させた後、室温まで冷却し、洗浄・濾過を繰り返して精製を行った後、Tg以下の温度で乾燥処理する方法。
【0068】
(3)ワックス粒子の水性分散液と、着色剤粒子の水性分散液と、バインダー粒子を得るための単量体混合物と、界面活性剤とを水相中に添加し、この系を攪拌しながら重合温度まで昇温させた後、ラジカル重合開始剤を添加して前記単量体混合物を共重合させることにより、ワックス粒子、着色剤粒子およびバインダー粒子の水性分散液を調製する。次いで、得られた水性分散液において、前記ワックス粒子と、前記着色剤粒子と、前記バインダー粒子とを常法に従って凝集させ、Tg乃至Tg+50℃の温度で熱融着させた後、室温まで冷却し、洗浄・濾過を繰り返して精製を行った後、Tg以下の温度で乾燥処理する方法。
【0069】
(4)常法に従って、水性媒体中でワックス粒子を会合させることにより、円相当径が200〜500nmの二次粒子を形成する。次いで、当該二次粒子の水性分散液中に、バインダー粒子の水性分散液と、着色剤粒子の水性分散液とを添加混合し、前記二次粒子と、前記バインダー粒子と、前記着色剤粒子とを、常法に従って凝集させ、Tg乃至Tg+50℃の温度で熱融着させた後、室温まで冷却し、洗浄・濾過を繰り返して精製を行った後、Tg以下の温度で乾燥処理する方法。
【0070】
(5)ワックス粒子および着色剤粒子が分散されている水性媒体中で、前記ワックス粒子を会合させることにより、円相当径が200〜500nmの二次粒子を形成する。次いで、当該二次粒子および着色剤粒子の水性分散液中に、バインダー粒子の水性分散液を添加混合し、前記二次粒子と、前記バインダー粒子と、前記着色剤粒子とを、常法に従って凝集させ、Tg乃至Tg+50℃の温度で熱融着させた後、室温まで冷却し、洗浄・濾過を繰り返して精製を行った後、Tg以下の温度で乾燥処理する方法。
【0071】
上記(1)〜(5)の各方法により、トナー粒子内にワックス粒子(ワックスドメイン)を導入することができる。
そして、上記(4)〜(5)の方法によれば、ワックス粒子の粒径が80〜150nm(良好な乳化安定性が得られる粒径)であっても、トナー粒子内に、円相当径が200〜500nmであるワックスドメインを確実に導入することができる。
【0072】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0073】
<ワックス粒子の水性分散液の調製例>
〔調製例(W−1)〕
攪拌装置、温度センサー、窒素導入管及び冷却管を備えた1000mlの4頭コルベンに、表2に示す処方に従って、脱気された蒸留水500mlと、ノニオン界面活性剤「ニューコール565C」(日本乳化剤社製)28.5gと、「カルナウバワックスNo.1」(野田ワックス社製)185.5gとを仕込み、窒素気流下に攪拌を行いながら昇温させた。内容物の温度が85℃になった時点で5Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加し、95℃まで昇温させ、当該温度で1時間攪拌を継続した。次いで、内容物を室温まで冷却することにより、pHが11.2、固形分濃度が26重量%の乳化分散液(ワックス粒子の水性分散液。以下、「ワックス分散液(W−1)」という。)を得た。
このワックス分散液(W−1)中に分散されているワックス粒子の粒径を動的光散乱法粒度分析装置「ELS−800」(大塚電子工業社製)を用いて測定したところ、平均粒径は120nmであった。
【0074】
〔調製例(W−2)〕
攪拌装置、温度センサー、窒素導入管及び冷却管を備えた1000mlの4頭コルベンに、表2に示す処方に従って、脱気された蒸留水500mlと、ノニオン界面活性剤「ニューコール565C」(日本乳化剤社製)12.5gと、「カルナウバワックスNo.1」(野田ワックス社製)185.5gとを仕込み、窒素気流下に攪拌を行いながら昇温させた。内容物の温度が85℃になった時点で5Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加し、95℃まで昇温させ、当該温度で1時間攪拌を継続した。次いで、内容物を室温まで冷却することにより、pHが11.2、固形分濃度が26重量%の乳化分散液(ワックス粒子の水性分散液。以下、「ワックス分散液(W−2)」という。)を得た。
このワックス分散液(W−2)中に分散されているワックス粒子の粒径を動的光散乱法粒度分析装置「ELS−800」(大塚電子工業社製)を用いて測定したところ、平均粒径は280nmであった。
【0075】
〔調製例(W−3)〕
攪拌装置、温度センサー、窒素導入管及び冷却管を備えた1000mlの4頭コルベンに、表2に示す処方に従って、脱気された蒸留水500mlと、ノニオン界面活性剤「ニューコール565C」(日本乳化剤社製)12.5gと、「キャンデリアワックス(特)」(野田ワックス社製)185.5gとを仕込み、窒素気流下に攪拌を行いながら昇温させた。内容物の温度が50℃になった時点で5Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加し、75℃まで昇温させ、当該温度で1時間攪拌を継続した。次いで、内容物を室温まで冷却することにより、pHが10.8、固形分濃度が26重量%の乳化分散液(ワックス粒子の水性分散液。以下、「ワックス分散液(W−3)」という。)を得た。
このワックス分散液(W−3)中に分散されているワックス粒子の粒径を動的光散乱法粒度分析装置「ELS−800」(大塚電子工業社製)を用いて測定したところ、平均粒径は105nmであった。
【0076】
〔調製例(W−4)〕
攪拌装置、温度センサー、窒素導入管及び冷却管を備えた1000mlの4頭コルベンに、表2に示す処方に従って、脱気された蒸留水500mlと、ノニオン界面活性剤「ニューコール565C」(日本乳化剤社製)12.5gと、「キャンデリラワックスNo.1」(野田ワックス社製)185.5gとを仕込み、窒素気流下に攪拌を行いながら昇温させた。内容物の温度が50℃になった時点で5Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加し、75℃まで昇温させ、当該温度で1時間攪拌を継続した。次いで、内容物を室温まで冷却することにより、pHが10.7、固形分濃度が26重量%の乳化分散液(ワックス粒子の水性分散液。以下、「ワックス分散液(W−4)」という。)を得た。
このワックス分散液(W−4)中に分散されているワックス粒子の粒径を動的光散乱法粒度分析装置「ELS−800」(大塚電子工業社製)を用いて測定したところ、平均粒径は112nmであった。
【0077】
【表2】
【0078】
<着色剤粒子の水性分散液の調製例>
着色剤粒子としてカーボンブラック「モーガルL」(キャボット社製)100gと、ドデシル硫酸ナトリウム25gとを蒸留水540mlに添加して十分攪拌した後、加圧型分散機「MINI−LAB」(ラーニー社製)を用いて分散処理することにより、カーボンブラックの水性分散液(以下、「着色剤分散液(C)」という。)を得た。
この着色剤分散液(C)中に分散されているカーボンブラックの粒径を動的光散乱法粒度分析装置「ELS−800」(大塚電子工業社製)を用いて測定したところ、平均粒径は82nmであった。
【0079】
<バインダー粒子の水性分散液の調製例>
〔調製例(HP−1)〕
攪拌装置、温度センサー、窒素導入管及び冷却管を備えた1000mlの4頭コルベンに、表3に示す処方に従って、蒸留水480mlと、ドデシル硫酸ナトリウム0.6gと、スチレン106.4gと、n−ブチルアクリレート43.2gと、メタクリル酸10.4gとを仕込み、窒素気流下に攪拌を行いながら昇温させた。内容物の温度が70℃になった時点で、過硫酸カリウム(重合開始剤)2.1gを120mlの蒸留水に溶解してなる開始剤水溶液を添加し、窒素気流下に70℃で3時間攪拌を継続することにより重合を完結させた。次いで、内容物を室温まで冷却することにより、固形分濃度が21重量%の水性分散液(バインダー粒子の水性分散液以下、「バインダー分散液(HP−1)」という。)を得た。このバインダー分散液(HP−1)中に分散されているバインダー粒子の粒径を動的光散乱法粒度分析装置「ELS−800」(大塚電子工業社製)を用いて測定したところ、平均粒径は105nmであった。
【0080】
〔調製例(LP−1)〕
攪拌装置、温度センサー、窒素導入管及び冷却管を備えた5000mlの4頭コルベンに、表3に示す処方に従って、蒸留水2400mlと、ドデシル硫酸ナトリウム2.8gと、スチレン620gと、n−ブチルアクリレート128gと、メタクリル酸52gと、tert−ドデシルメルカプタン27.4gとを仕込み、窒素気流下に攪拌を行いながら昇温させた。内容物の温度が70℃になった時点で、過硫酸カリウム(重合開始剤)11.2gを600mlの蒸留水に溶解してなる開始剤水溶液を添加し、窒素気流下に70℃で3時間攪拌を継続することにより重合を完結させた。次いで、内容物を室温まで冷却することにより、固形分濃度が21重量%の水性分散液(バインダー粒子の水性分散液以下、「バインダー分散液(LP−1)」という。)を得た。このバインダー分散液(LP−1)中に分散されているバインダー粒子の粒径を動的光散乱法粒度分析装置「ELS−800」(大塚電子工業社製)を用いて測定したところ、平均粒径は115nmであった。
【0081】
〔調製例(HP−2)〕
攪拌装置、温度センサー、窒素導入管及び冷却管を備えた1000mlの4頭コルベンに、表3に示す処方に従って、蒸留水463mlと、ドデシル硫酸ナトリウム0.6gと、調製例(W−2)で得られたワックス分散液(W−2)23.0gと、スチレン106.4gと、n−ブチルアクリレート43.2gと、メタクリル酸10.4gとを仕込み、窒素気流下に攪拌を行いながら昇温させた。内容物の温度が70℃になった時点で、過硫酸カリウム(重合開始剤)2.1gを120mlの蒸留水に溶解してなる開始剤水溶液を添加し、窒素気流下に70℃で3時間攪拌を継続することにより重合を完結させた。次いで、内容物を室温まで冷却することにより、固形分濃度が21重量%の水性分散液(バインダー粒子の水性分散液以下、「バインダー分散液(HP−2)」という。)を得た。このバインダー分散液(HP−2)中に分散されているバインダー粒子の粒径を動的光散乱法粒度分析装置「ELS−800」(大塚電子工業社製)を用いて測定したところ、平均粒径は115nmであった。
【0082】
〔調製例(LP−2)〕
攪拌装置、温度センサー、窒素導入管及び冷却管を備えた5000mlの4頭コルベンに、表3に示す処方に従って、蒸留水2309mlと、ドデシル硫酸ナトリウム2.8gと、調製例(W−2)で得られたワックス分散液(W−2)123.0gと、スチレン620gと、n−ブチルアクリレート128gと、メタクリル酸52gと、tert−ドデシルメルカプタン27.4gとを仕込み、窒素気流下に攪拌を行いながら昇温させた。内容物の温度が70℃になった時点で、過硫酸カリウム(重合開始剤)11.2gを600mlの蒸留水に溶解してなる開始剤水溶液を添加し、窒素気流下に70℃で3時間攪拌を継続することにより重合を完結させた。次いで、内容物を室温まで冷却することにより、固形分濃度が21重量%の水性分散液(バインダー粒子の水性分散液以下、「バインダー分散液(LP−2)」という。)を得た。このバインダー分散液(LP−2)中に分散されているバインダー粒子の粒径を動的光散乱法粒度分析装置「ELS−800」(大塚電子工業社製)を用いて測定したところ、平均粒径は108nmであった。
【0083】
【表3】
【0084】
<実施例1>
攪拌装置、冷却管および温度センサーを備えた1000mlのセパラブルフラスコに、バインダー分散液(HP−2)47.6gと、バインダー分散液(LP−2)190.5gと、ワックス分散液(W−3)7.7gと、着色剤分散液(C)26.7gと、蒸留水252.5mlとを仕込んで混合攪拌した後、5Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加して、この系のpHを9.5に調節した。
さらに攪拌を行いながら、塩化ナトリウム50gを蒸留水600mlに溶解してなる塩化ナトリウム水溶液と、イソプロパノール77mlと、フッ素系ノニオン界面活性剤「フルオラードFC−170C」(住友3M社製)10mgを10mlの蒸留水に溶解てなる界面活性剤水溶液とを順次添加し、内容物の温度を85℃に上昇させて攪拌を6時間にわたり継続することにより、ワックス粒子と、バインダー粒子と、着色剤粒子とを熱融着させた。次いで、内容物を室温に冷却し、5Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加して、当該内容物のpHを13に調節した。次いで、固形分の濾過処理および蒸留水への再懸濁処理を繰り返し、その後、洗浄・乾燥することにより、本発明のトナー(T−1)を得た。
【0085】
このトナー(T−1)の体積平均粒径(d50)を「コールターマルチサイザーII」(コールター社製)を用い測定したところ、d50=6.55μm、CV=20%であった。
また、トナー(T−1)中におけるワックスの存在は、示差走査熱量計「DSC−50」(島津製作所製)を用いて確認することができた。さらに、トナー(T−1)を構成するトナー粒子を光硬化性樹脂で包埋し、ミクロトーム「ウロトラカットE」(Reichert−Jung社製)で薄片とし、透過型電子顕微鏡「LEM−2000」(トプコン(株)製)を用いて写真撮影を行い、当該写真からワックスの形状を確認し、更に、画像処理装置「SUPICCA」(日本アビオニクス(株)製)を用いてワックスドメインの円相当径を測定したところ、ワックスドメインの形状は球形であり、その円相当径は290nmであった。
【0086】
<実施例2>
攪拌装置、冷却管および温度センサーを備えた1000mlのセパラブルフラスコに、ワックス分散液(W−1)7.7gと、蒸留水252.5mlと、着色剤分散液(C)26.7gとを仕込んで混合攪拌した後、塩化ナトリウム50gを蒸留水600mlに溶解してなる塩化ナトリウム水溶液と、イソプロパノール77ml、フッ素系ノニオン界面活性剤「フルオラードFC−170C」(住友3M社製)10mgを10mlの蒸留水に溶解てなる界面活性剤水溶液とを順次添加して攪拌を継続した。この系におけるワックス粒子が会合して、二次粒子の粒径が350nmになったことを確認した後、バインダー分散液(HP−1)47.6gと、バインダー分散液(LP−1)190.5gとの混合液(5Nの水酸化ナトリウム水溶液によりpHが9.5に調整されている混合液)を添加し、内容物の温度を85℃に上昇させて攪拌を6時間にわたり継続することにより、前記二次粒子と、バインダー粒子と、着色剤粒子とを熱融着させた。次いで、内容物を室温に冷却し、5Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加して、当該内容物のpHを13に調節した。次いで、固形分の濾過処理および蒸留水への再懸濁処理を繰り返し、その後、洗浄・乾燥することにより、本発明のトナー(T−2)を得た。
このトナー(T−2)の体積平均粒径(d50)を「コールターマルチサイザーII」(コールター社製)を用い測定したところ、d50=6.48μm、CV=19%であった。
また、トナー(T−2)中におけるワックスの存在は、示差走査熱量計「DSC−50」(島津製作所製)を用いて確認することができた。さらに、実施例1と同様にして確認されたワックスドメインの形状は球形であり、その円相当径は375nmであった。
【0087】
<実施例3>
下記表4に示す処方に従って、ワックス分散液(W−1)に代えて、ワックス分散液(W−3)7.7gを使用したこと以外は実施例2と同様にして、本発明のトナー(T−3)を得た。
このトナー(T−3)の体積平均粒径(d50)を「コールターマルチサイザーII」(コールター社製)を用い測定したところ、d50=6.61μm、CV=18%であった。
また、トナー(T−3)中におけるワックスの存在は、示差走査熱量計「DSC−50」(島津製作所製)を用いて確認することができた。さらに、実施例1と同様にして確認されたワックスドメインの形状は球形であり、その円相当径は360nmであった。
【0088】
<実施例4>
下記表4に示す処方に従って、ワックス分散液(W−1)に代えて、ワックス分散液(W−4)7.7gを使用したこと以外は実施例2と同様にして、本発明のトナー(T−4)を得た。
このトナー(T−4)の体積平均粒径(d50)を「コールターマルチサイザーII」(コールター社製)を用い測定したところ、d50=6.42μm、CV=21%であった。
また、トナー(T−4)中におけるワックスの存在は、示差走査熱量計「DSC−50」(島津製作所製)を用いて確認することができた。さらに、実施例1と同様にして確認されたワックスドメインの形状は球形であり、その円相当径は410nmであった。
【0089】
<比較例1>
攪拌装置、冷却管および温度センサーを備えた1000mlのセパラブルフラスコに、バインダー分散液(HP−1)47.6gと、バインダー分散液(LP−1)190.5gと、ワックス分散液(W−1)7.7gと、着色剤分散液(C)26.7gと、蒸留水252.5mlとを仕込んで混合攪拌した後、5Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加して、この系のpHを9.5に調節した。
さらに攪拌を行いながら、塩化ナトリウム50gを蒸留水600mlに溶解してなる塩化ナトリウム水溶液と、イソプロパノール77mlと、フッ素系ノニオン界面活性剤「フルオラードFC−170C」(住友3M社製)10mgを10mlの蒸留水に溶解てなる界面活性剤水溶液とを順次添加し、内容物の温度を85℃に上昇させて攪拌を6時間にわたり継続した。次いで、内容物を室温に冷却し、5Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加して、当該内容物のpHを13に調節した。次いで、固形分の濾過処理および蒸留水への再懸濁処理を繰り返し、その後、洗浄・乾燥することにより、比較用のトナー(t−1)を得た。
このトナー(t−1)の体積平均粒径(d50)を「コールターマルチサイザーII」(コールター社製)を用い測定したところ、d50=6.59μm、CV=20%であった。
また、トナー(t−1)中におけるワックスの存在は、示差走査熱量計「DSC−50」(島津製作所製)を用いて確認することができた。さらに、実施例1と同様にして確認されたワックスドメインの形状は球形であり、その円相当径は105nmであった。
【0090】
<比較例2>
下記表4に示す処方に従って、ワックス分散液(W−1)に代えて、ワックス分散液(W−3)7.7gを使用したこと以外は比較例1と同様にして、比較用のトナー(t−2)を得た。
このトナー(t−2)の体積平均粒径(d50)を「コールターマルチサイザーII」(コールター社製)を用い測定したところ、d50=6.55μm、CV=21%であった。
また、トナー(t−2)中におけるワックスの存在は、示差走査熱量計「DSC−50」(島津製作所製)を用いて確認することができた。さらに、実施例1と同様にして確認されたワックスドメインの形状は球形であり、その円相当径は89nmであった。
【0091】
【表4】
【0092】
<現像剤の調製>
実施例1〜4および比較例1〜2により得られたトナーの各々に対し、外添剤として疎水性シリカ微粒子(一次数平均粒径=12nm)を2重量%となる割合で添加混合し、この外添処理トナー7重量部と、スチレン−アクリル樹脂により表面被覆したフェライト粒子からなるキャリア(体積平均粒径=30μm)93重量部とを混合することにより二成分現像剤(現像剤1〜4および比較現像剤1〜2)を調製した。
【0093】
<現像剤の評価>
上記のようにして得られた現像剤1〜4および比較現像剤1〜2の各々を用い、感光体(積層型有機感光体)と、二成分現像剤用の現像器と、図1に示したような熱ローラ定着器とを備え、熱ローラの設定温度を可変調整できるように改造したカラー電子写真複写機「9028」(コニカ(株)製)により、熱ローラの設定温度を100〜230℃の範囲内で段階的に変化させながら、定着トナー像を形成するテストを行い、下記の項目について評価した。結果を下記表5に示す。なお、熱ローラ定着器を示す図1において、1は熱ローラ、2は熱源(線状ヒータ)、3は加圧ローラ、4は含浸ローラ、Pは転写紙、Tはトナー像であり、熱ローラ1は、金属シリンダーの表面が樹脂被覆されて構成され、加圧ローラ3はシリコーンゴムにより構成されている。
また、当該熱ローラ定着器は、線圧7N/cm、ニップ幅3.5mm、線速度210mm/秒で、クリーニン機構は備えていないものである。
【0094】
(1)最低定着温度:
得られた定着トナー像の画像進行方向に対する手前側端部を、こすり試験機により一定の荷重をかけてこすった後、マイクロデンシトメータで当該端部の定着トナー像の残存率を測定し、この残存率が80%以上であるときの熱ローラの設定温度の最低値(定着最低設定温度)を求めた。
【0095】
(2)オフセット発生温度:
画像の先端部に10mmの幅でベタ黒部を有する原稿を使用して定着トナー像を形成し、その直後、白紙の転写紙を同様の条件下で熱ローラ定着器に送ってこれにトナー汚れが生ずるか否かを目視により観察する操作を、熱ローラの各設定温度(10°刻み)において行い、トナー汚れが生じたときの最低の設定温度(オフセット発生温度)を求めた。
【0096】
(3)画像汚れ:
カラー電子写真複写機「9028」(コニカ(株)製)改造機により、下記の条件に従い、画素率が5%の原稿を用いて5万回にわたる連続複写を行い、24時間経過後、白紙原稿を複写して複写画像における汚れの状態を観察した。
【0097】
〔条件〕
・感光体(積層型有機感光体)表面電位:−550V
・DCバイアス :−250V
・ACバイアス :Vp−p:−50〜−450V
・交番電界周波数:1800Hz
・現像領域の最小間隙(Dsd):300μm
・押圧規制力 :10gf/mm
・押圧規制棒 :SUS416(磁性ステンレス製)/直径3mm
・現像剤層厚 :150μm
・現像スリーブ :20mm
・熱ローラの設定温度:180℃
・環境条件:温度25℃,相対湿度30%
【0098】
【表5】
【0099】
【発明の効果】
本発明のトナーは、良好な離型性を有し、耐オフセット性および低温定着性に優れている。
本発明のトナーによれば、画像汚れのない高画質の可視画像を長期にわたり安定して形成することができる。
本発明の製造方法によれば、良好な離型性を有し、耐オフセット性および低温定着性に優れた重合トナーを確実に製造することができる。
本発明の製造方法によれば、トナー粒子内において大径(円相当径が200〜500nm)のワックスドメインを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】現像剤の評価のために使用した複写機の熱ローラ定着器を示す概略図である。
【符号の説明】
1 熱ローラ
2 熱源
3 加圧ローラ
4 含浸ローラ
P 転写紙
T トナー像[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a toner for visualizing an electrostatic latent image in an image forming method such as an electrophotographic method, an electrostatic printing method, and an electrostatic recording method, and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
As a method for forming a visible image from image information, a method using an electrostatic latent image, such as an electrophotographic method, an electrostatic printing method, and an electrostatic recording method, is widely used.
In an example of an electrophotographic image forming process, an electrostatic charge image is formed on a photoreceptor by charging and exposure, and the electrostatic charge image is developed with a developer containing toner to form a toner image. The toner image is transferred to a transfer paper and fixed to form a visible image.
[0003]
In such a fixing step of the image forming process, it is widely performed to form a fixed image by a heat roller fixing device.
However, in the fixing by the heat roller fixing device, a part of the molten toner is transferred and adhered to the surface of the heat roller, and this causes re-transfer to the next transfer paper, which causes so-called offset development. It's easy to do.
Further, due to recent demands for miniaturization and low power consumption of copying machines, development of toner that can be fixed at a lower temperature than conventional ones is strongly desired.
For this reason, it is desirable for the toner to have a wide range between the lowest fixable temperature (minimum fixing temperature) and the highest temperature at which no offset phenomenon occurs (fixing adaptive temperature range).
Conventionally, as a means for preventing the occurrence of an offset phenomenon, a toner (wax release agent) is included in a toner to impart a releasability to the toner itself.
[0004]
On the other hand, as a method for producing a toner, a production method using a polymerization method such as an emulsion polymerization method or a suspension polymerization method has been proposed instead of the conventional kneading / pulverization method (for example, JP-A 63-186253, (See Japanese Utility Model Laid-Open Nos. 63-232749, 4-51251, 6-329947, 9-50149, and 9-146295.)
In particular, in a polymerized toner obtained by an emulsion polymerization method, a styrene-acrylic resin that is a typical binder resin and a wax are not compatible with each other, and the wax is introduced into the polymerized toner particles as a domain. The For this reason, the releasability (offset prevention effect) can be exhibited in a wide temperature range as compared with the toner obtained by the kneading and pulverization method.
[0005]
Here, in an example of a method for producing a polymerized toner, an aqueous dispersion of binder particles, an aqueous dispersion of colorant particles, and an aqueous dispersion of wax particles are mixed, and the binder particles and the colorant particles are mixed. And the wax particles are heat-sealed in an aqueous medium. Thereby, an aqueous dispersion of toner particles can be prepared, and toner particles containing wax can be obtained by drying the particles filtered off from the aqueous dispersion.
[0006]
However, the average particle size of the wax particles in the stable aqueous dispersion is as small as about 50 to 150 nm, and the polymerized toner obtained by introducing such small-diameter wax particles does not have sufficient releasability.
For this reason, in order to obtain a polymer toner having good releasability (offset prevention effect), it is desired to increase the particle diameter of wax particles (domains) in the polymer toner.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made based on the above situation.
A first object of the present invention is to provide a toner having good releasability and excellent offset resistance and low-temperature fixability.
A second object of the present invention is to provide a toner capable of stably forming a high-quality visible image free from image contamination over a long period of time.
A third object of the present invention is to provide a method capable of producing a polymerized toner having good releasability and excellent offset resistance and low-temperature fixability.
A fourth object of the present invention is to provide a toner production method capable of forming a wax domain having a large diameter in toner particles.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The toner of the present invention is an electrostatic image developing toner obtained by thermally fusing wax particles, binder particles and colorant particles, and the wax particles contain an ester component in a proportion of 20% by weight or more. , Composed of wax having a penetration of 4 or less, the average particle size is 20-300 nm, Average circle equivalent diameter Is characterized by containing a wax domain of 200 to 500 nm.
[0009]
In the toner of the present invention, the following forms are preferable.
(1) The melting point of the wax constituting the wax particles is in the range of 60 to 110 ° C.
(2) The average particle diameter of the wax particles is in the range of 50 to 150 nm.
(3) The wax content is 1 to 20% by weight.
(4) The binder resin constituting the binder particles is a styrene- (meth) acrylic acid ester copolymer.
[0010]
The method for producing the toner of the present invention is a method for producing the above-described toner (the toner of the present invention), which emulsifies and disperses a wax containing an ester component in a proportion of 20% by weight or more and having a penetration of 4 or less. Obtained by letting The average particle size is 20-300 nm An aqueous dispersion of wax particles, an aqueous dispersion of binder particles, and an aqueous dispersion of colorant particles are mixed, and the wax particles, the binder particles, and the colorant particles are thermally melted in an aqueous medium. It has the process to make it wear, It is characterized by the above-mentioned.
[0011]
In the production method of the present invention, the following modes are preferred.
(1) The melting point of the wax constituting the wax particles is in the range of 60 to 110 ° C.
(2) The pH of the aqueous dispersion of wax particles is in the range of 8.5-13.
[0012]
Further, the method for producing the toner of the present invention is a method for producing the above-described toner (the toner of the present invention), which comprises a wax containing an ester component in a proportion of 20% by weight or more and having a penetration of 4 or less. Associating composed wax particles in aqueous media The average value of the equivalent circle diameter Forming secondary particles of 200 to 500 nm, and having a step of thermally fusing the secondary particles, binder particles, and colorant particles in an aqueous medium.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
<Toner>
The toner of the present invention is an electrostatic charge image developing toner obtained by thermally fusing wax particles, binder particles and colorant particles, and the wax particles contain an ester component in a proportion of 20% by weight or more. It is composed of wax with a penetration of 4 or less, Average circle equivalent diameter Is characterized by containing substantially spherical wax domains of 200 to 500 nm.
[0014]
<Wax particles>
The wax particles used for heat fusion with the binder particles and the colorant particles are composed of a wax containing an ester component in a proportion of 20% by weight or more and having a penetration of 4 or less.
Here, as the ester component, fatty acid ester, ethylene glycol ester of montanic acid, partially saponified product of ethylene glycol ester of montanic acid, glycerin-tri-1,2-hydroxystearate, unsaturated alcohol and unsaturated acid An ester etc. can be illustrated.
[0015]
The wax constituting the wax particles contains the ester component in a proportion of 20% by weight or more, which is an essential condition for setting the melting point of the wax in the range of 60 to 110 ° C., and the ester component is less than 20% by weight. Then, the melting point of the wax exceeds 110 ° C., and the fixability is deteriorated.
[0016]
Further, since the penetration of the wax is 4 or less, the mechanical strength of the toner can be increased.
[0017]
Moreover, it is preferable that melting | fusing point of the wax which comprises a wax particle exists in the range of 60-110 degreeC. When the melting point is too low, the fluidity is lowered due to the aggregation of the toner particles, and as a result, the transport amount is lowered and the image is deteriorated. Further, at the time of fixing, sufficient releasability cannot be exhibited on the high temperature side, which causes an offset.
[0018]
Specific examples of such wax (commercially available products) include those shown in Table 1 below.
[0019]
[Table 1]
[0020]
The wax particles are used in a state of being dispersed in an aqueous medium (aqueous dispersion).
The aqueous dispersion of wax particles is prepared by adding a wax to an aqueous medium (surfactant aqueous solution) in which a surfactant is dissolved, emulsifying and stirring the mixture with heating, and at least adding an alkali corresponding to the acid value of the wax. It can be prepared by adding and stabilizing. Here, the heating temperature at the time of emulsification and stirring is not less than the solid-liquid transition temperature of the wax or not less than the melting point of the wax.
[0021]
The alkali may be added before the emulsification stirring process.
Further, from the viewpoint of preventing the oxidation of the wax, it is preferable to carry out an emulsification stirring process under a nitrogen stream or a nitrogen atmosphere using a deaerated treatment as the surfactant aqueous solution.
Furthermore, from the viewpoint of obtaining a stable emulsified dispersion (aqueous dispersion), it is preferable to use a dedicated emulsifier / disperser.
[0022]
Examples of the surfactant used for preparing the aqueous dispersion of wax particles include nonionic surfactants, and the amount used is usually based on 100 parts by weight of the added amount of wax. 1 to 20 parts by weight, preferably 3 to 18 parts by weight.
[0023]
The pH of the aqueous dispersion of wax particles is usually adjusted to 8.5 to 13, preferably 9.0 to 12.5 from the viewpoint of obtaining a stable emulsified dispersion.
The concentration of the wax particles in the aqueous dispersion can be appropriately adjusted according to the purpose, and is usually 10 to 30% by weight, preferably 15 to 28% by weight.
[0024]
The average particle size of the wax particles in the aqueous dispersion can be appropriately adjusted depending on the emulsification treatment conditions, and is usually 20 to 300 nm, and from the viewpoint of improving the emulsion stability of the wax particles, it may be 50 to 200 nm. More preferably, it is 50-150 nm, Most preferably, it is 80-150 nm.
[0025]
<Binder particles>
As binder particles used for heat fusion with wax particles and colorant particles, polymers prepared by polymerization methods such as emulsion polymerization, suspension polymerization, dispersion polymerization, precipitation polymerization, and interfacial polymerization Examples thereof include particles and particles obtained by pulverizing synthetic resin (polymer). Of these, polymer particles prepared by an emulsion polymerization method are preferred.
[0026]
The glass transition temperature (Tg) of the binder resin constituting the binder particles is preferably in the range of −10 to 120 ° C., more preferably 0 to 90 ° C. Moreover, it is preferable that the softening point (Ts) of the said binder resin exists in the range of 80-220 degreeC.
[0027]
As a monomer composition used for preparing the binder particles, the glass transition temperature (Tg) and the softening point (Ts) are in the above preferred ranges, and the structural unit having a dissociable group is from 0.1 to 20 The polymer is not particularly limited as long as it can constitute a polymer contained in a proportion by weight.
[0028]
As the molecular weight of the binder resin constituting the binder particles, the weight average molecular weight (Mw) is preferably 2,000 to 1,000,000, and more preferably 8,000 to 500,000.
Moreover, as molecular weight distribution of binder resin, it is preferable that ratio (Mw / Mn) with respect to the number average molecular weight (Mn) of the said weight average molecular weight (Mw) is 1.5-100, More preferably, it is 1.8- 50.
[0029]
As the polymerizable monomer used for preparing the binder particles, one or more monomers having a hydrophobic monomer as an essential component can be used.
Moreover, a crosslinkable monomer can be used together as needed.
Furthermore, it is preferable to use at least one monomer selected from a monomer having an acidic polar group and a monomer having a basic polar group, which will be described later.
[0030]
(1) Hydrophobic monomer:
The “hydrophobic monomer” which is an essential monomer component is not particularly limited, and conventionally known monomers can be exemplified. Specifically, vinyl aromatic monomers, (meth) acrylic acid ester monomers, vinyl ester monomers, vinyl ether monomers, monoolefin monomers, diolefin monomers , Halogenated olefin monomers and the like can be exemplified, and these can be used alone or in combination of two or more.
[0031]
Examples of the vinyl aromatic monomer include styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, p-methoxystyrene, p-phenylstyrene, p-chlorostyrene, p-ethylstyrene, p- n-butyl styrene, p-tert-butyl styrene, pn-hexyl styrene, pn-octyl styrene, pn-nonyl styrene, pn-decyl styrene, pn-dodecyl styrene, 2,4 -Styrenic monomers such as dimethylstyrene and 3,4-dichlorostyrene and derivatives thereof.
[0032]
(Meth) acrylic acid ester monomers include methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, phenyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, methacrylic acid Examples include butyl, hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, ethyl β-hydroxyacrylate, propyl γ-aminoacrylate, stearyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, and the like.
[0033]
Examples of vinyl ester monomers include vinyl acetate, vinyl propionate, and vinyl benzoate.
Examples of the vinyl ether monomer include vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl isobutyl ether, vinyl phenyl ether and the like.
Examples of the monoolefin monomer include ethylene, propylene, isobutylene, 1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene and the like.
Examples of the diolefin monomer include butadiene, isoprene, chloroprene and the like.
[0034]
(2) Crosslinkable monomer
Specific examples of “crosslinkable monomers” used in combination to improve the properties of binder particles include divinylbenzene, divinylnaphthalene, divinyl ether, diethylene glycol methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, and diallyl phthalate. And those having two or more unsaturated bonds.
[0035]
(3) Monomers having acidic polar groups
Examples of the “monomer having an acidic polar group” include (i) an α, β-ethylenically unsaturated compound having a carboxyl group (—COOH), and (ii) a sulfonic acid group (—SO Three Mention may be made of α, β-ethylenically unsaturated compounds having H).
[0036]
(I) Specific examples of the α, β-ethylenically unsaturated compound having a carboxyl group include acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, cinnamic acid, maleic acid monobutyl ester, maleic acid mono Mention may be made of octyl esters and their metal salts (eg Na salts, Zn salts).
[0037]
(Ii) Specific examples of α, β-ethylenically unsaturated compounds having a sulfonic acid group include sulfonated styrene, sulfonated styrene Na salt, allylsulfosuccinate, allylsulfosuccinate octyl, allylsulfosuccinate octyl Na salt Etc. can be mentioned.
[0038]
(4) Monomers having basic polar groups
As the “monomer having a basic polar group”, (i) (meth) acrylic acid ester of aliphatic alcohol having a substituted or unsubstituted amino group or quaternary ammonium group, (ii) (meth) acrylic acid An amide or a (meth) acrylic acid amide mono- or di-substituted with an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms on the nitrogen atom (N), or (iii) a heterocyclic group having the nitrogen atom (N) as a ring member Examples thereof include substituted vinyl compounds, and (iv) quaternary ammonium salts of N, N-diallyl-alkylamine and N, N-diallyl-alkylamine, and among these, the compound (i) is preferable. . The “aliphatic alcohol having a substituted or unsubstituted amino group or quaternary ammonium group” for obtaining the compound (i) preferably has 1 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 8 carbon atoms. Particularly preferably, it is 2.
[0039]
(I) Specific examples of (meth) acrylic acid esters of aliphatic alcohols having a substituted or unsubstituted amino group or quaternary ammonium group include dimethylaminoethyl acrylate, quaternary ammonium salt of dimethylaminoethyl acrylate, dimethylaminoethyl Methacrylate, quaternary ammonium salt of dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl acrylate, quaternary ammonium salt of diethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl methacrylate, quaternary ammonium salt of diethylaminoethyl methacrylate, 3-dimethylaminophenyl acrylate, 2-hydroxy-3-methacryl Examples thereof include oxypropyltrimethylammonium salt.
[0040]
(Ii) Specific examples of (meth) acrylic acid amide, or (meth) acrylic acid amide mono- or disubstituted with an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms on the nitrogen atom (N) include acrylamide, N- Examples thereof include butyl acrylamide, N, N-dibutyl acrylamide, piperidyl acrylamide, methacrylamide, N-butyl methacrylamide, N, N-dimethyl acrylamide, N-octadecyl acrylamide and the like.
[0041]
(iii) Specific examples of vinyl compounds substituted with a heterocyclic group having a nitrogen atom (N) as a ring member include vinylpyridine, vinylpyrrolidone, vinyl-N-methylpyridinium chloride, vinyl-N-ethylpyridinium chloride, and the like. Can be mentioned.
[0042]
(Iv) Specific examples of N, N-diallyl-alkylamine include N, N-diallylmethylammonium chloride and N, N-diallylethylammonium chloride.
[0043]
A chain transfer agent can be used for the purpose of adjusting the molecular weight of the resulting polymer (binder particles). Examples of such chain transfer agents include mercaptans such as octyl mercaptan, dodecyl mercaptan, and tert-dodecyl mercaptan. Can be illustrated.
[0044]
Examples of the polymerization initiator suitably used for obtaining the binder particles include water-soluble radical polymerization initiators such as persulfates (potassium persulfate, ammonium persulfate, etc.), azo compounds (4, 4). Examples thereof include peroxide compounds such as' -azobis-4-cyanovaleric acid and salts thereof, 2,2'-azobis (2-amidinopropane) salt), hydrogen peroxide, and benzoyl peroxide.
Furthermore, the above radical polymerization initiator can be combined with a reducing agent to form a redox initiator. By using a redox initiator, the polymerization activity increases, and the polymerization temperature can be lowered and the polymerization time can be shortened.
[0045]
The polymerization temperature for obtaining the binder particles is not particularly limited as long as it is equal to or higher than the lowest radical generation temperature of the polymerization initiator, but is usually in the range of 50 to 80 ° C. Moreover, it is also possible to perform polymerization at room temperature or a temperature close thereto by using a polymerization initiator that starts at room temperature, for example, a combination of hydrogen peroxide and a reducing agent (ascorbic acid or the like).
[0046]
Surfactants that can be used in the polymerization include sulfonates (sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium arylalkylpolyethersulfonate, 3,3-disulfonediphenylurea-4,4-diazo-bis-amino- Sodium 8-naphthol-6-sulfonate, ortho-carboxybenzene-azo-dimethylaniline, 2,2,5,5-tetramethyl-triphenylmethane-4,4-diazo-bis-β-naphthol-6-sulfone Acid salts), sulfate salts (sodium dodecyl sulfate, sodium tetradecyl sulfate, sodium pentadecyl sulfate, sodium octyl sulfate, etc.), fatty acid salts (sodium oleate, sodium laurate, sodium caprate, sodium caprylate, sodium caproate) Um, potassium stearate, calcium oleate), and the like.
[0047]
<Colorant particles>
Examples of the colorant particles used for heat fusion with the binder particles and the wax particles include particles composed of inorganic pigments and organic pigments.
[0048]
As the inorganic pigment constituting the colorant particles, all conventionally known pigments can be used.
Examples of the black inorganic pigment include carbon black such as furnace black, channel black, acetylene black, thermal black, and lamp black, and magnetic powder such as magnetite and ferrite. More than one species can be used in combination.
The use ratio of the colorant particles made of an inorganic pigment is usually 2 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder.
[0049]
Any conventionally known organic pigment can be used as the organic pigment constituting the colorant particles.
Examples of the pigment for magenta or red include C.I. I.
Examples of the orange or yellow pigment include C.I. I. Pigment orange 31, C.I. I. Pigment orange 43, C.I. 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 93, C.I. I. Pigment yellow 94, C.I. I. Pigment Yellow 138 and the like can be exemplified.
Examples of pigments for green or cyan include C.I. I. Pigment blue 15, C.I. I. Pigment blue 15: 2, C.I. I. Pigment blue 15: 3, C.I. I. Pigment blue 16, C.I. I. Pigment blue 60, C.I. I. Pigment Green 7 and the like can be exemplified.
These organic pigments can be used alone or in combination of two or more.
The use ratio of the colorant particles composed of the organic pigment is usually 2 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder.
[0050]
The colorant particles are preferably surface-treated with a surface modifier made of a silane compound, a titanium compound, an aluminum compound or the like.
As such a surface modifier, any conventionally known one can be used.
[0051]
Examples of the silane compound used as the surface modifier include alkoxysilanes such as methyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, methylphenyldimethoxysilane, and diphenyldimethoxysilane, silisans such as hexamethyldisilozan, and γ-chloro. Propyltrimethoxysilane, vinyltrichlorosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyl Examples include triethoxysilane and γ-ureidopropyltriethoxysilane.
Moreover, as a titanium compound, for example, TTS, 9S, 38S, 41B, 46B, 55, 138S, 238S marketed by Ajinomoto Co., Inc. under the trade name “Plenact” is commercially available from Nippon Soda Co., Ltd. Product A-1, B-1, TOT, TST, TAA, TAT, TLA, TOG, TBSTA, A-10, TBT, B-2, B-4, B-7, B-10, TBSTA-400, TTS , TOA-30, TSDMA, TTAB, TTOP and the like.
Examples of the aluminum compound include “Plenact AL-M” manufactured by Ajinomoto Co., Inc.
The use ratio of the surface modifier is preferably 0.01 to 20 parts by weight, more preferably 1 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the colorant particles.
[0052]
<Wax domain>
The toner of the present invention includes Average circle equivalent diameter Contains substantially spherical wax domains of 200-500 nm. Here, the “equivalent circle diameter of the wax domain” refers to the diameter of the circle when the circumference of the wax domain is considered as the circumference.
[0053]
Also like this Average value of equivalent circle diameter (hereinafter, also simply referred to as “equivalent circle diameter”) In the toner, the toner domain can exhibit sufficient releasability (offset prevention effect) in a wide temperature range.
When the equivalent circle diameter of the wax domain is less than 200 nm, the toner containing the wax domain cannot exhibit the effect of preventing offset in a wide temperature range. On the other hand, when the equivalent circle diameter exceeds 500 nm, the mechanical strength of the toner is lowered, and sufficient durability cannot be maintained.
[0054]
The content of wax (wax domain) in the toner of the present invention is preferably 1 to 20% by weight.
When the wax content is less than 1% by weight, sufficient releasability cannot be exhibited. On the other hand, when the content ratio of the wax exceeds 20% by weight, the glass transition temperature of the toner is lowered, the toner particles are aggregated, and sufficient fluidity cannot be maintained.
[0055]
The introduction of the wax into the toner of the present invention can be easily confirmed by directly observing the toner slice with a transmission electron microscope or by observing the melting point peak with a differential scanning calorimeter (DSC). it can.
The confirmation of the shape of the wax domain in the toner particles and the measurement of the equivalent circle diameter can be performed as follows.
[0056]
[Confirming shape and measuring equivalent circle diameter]
The toner particles are embedded with a photocurable resin, sliced with a microtome “Urotracut E” (manufactured by Reichert-Jung), and photographed using a transmission electron microscope “LEM-2000” (manufactured by Topcon Corporation). The wax shape is confirmed from the photograph, and the equivalent circle diameter of the wax domain is measured using an image processing apparatus “SUPICCA” (manufactured by Nippon Avionics Co., Ltd.).
[0057]
The toner of the present invention may contain various internal additives such as a charge control agent and external additives (post-additives).
Here, as the charge control agent, a conventionally known positive charge control agent (a nigrosine electron donating dye, a metal salt of naphthenic acid, a metal salt of a higher fatty acid, an alkoxylated amine, a quaternary ammonium salt, an alkylamide, Metal complexes, pigments, fluorine treatment activators, etc.), and negative charge control agents (electron-accepting organic complexes, chlorinated paraffins, chlorinated polyesters, sulfonylamines of copper phthalocyanine, etc.) can all be used.
In addition, when preparing the binder particle | grains which have a polar group on the surface by copolymerizing the monomer which has a polar group, it may not be necessary to contain the said charge control agent. Here, the “polar group” refers to a group having a charge regardless of positive or negative, such as a carboxyl group, a sulfonic acid group, an amino group, and an ammonium base.
[0058]
Examples of the external additive include fine particles such as a fluidizing agent, a charge control agent, and a lubricant.
Examples of the fluidizing agent include inorganic fine powders such as hydrophobic silica, titanium oxide, alumina, and sulfides, nitrides, and silicon carbide thereof.
Examples of the charge control agent include polyvinylidene fluoride, polystyrene powder, polymethyl methacrylate powder, and polyethylene fine particles.
As the lubricant, cadmium salt, barium salt, nickel salt, cobalt salt, strontium salt, copper salt, magnesium salt, calcium salt, etc. of stearic acid; zinc salt of oleic acid, manganese salt, iron salt, cobalt salt, copper salt, Lead salt, magnesium salt; zinc salt of palmitic acid, cobalt salt, copper salt, magnesium salt, silicon salt, calcium salt; zinc salt of linoleic acid, cobalt salt, calcium salt; zinc salt of ricinoleic acid, cadmium salt; caprylic acid Higher fatty acid metal salts such as lead salts of caproic acid and lead salts of caproic acid.
[0059]
The average particle size (volume average particle size) of the toner of the present invention is usually from 3 to 20 μm, preferably from 4 to 15 μm.
Here, the average particle diameter of the toner can be measured using “Coulter Multisizer II” (manufactured by Coulter).
The toner of the present invention may be used as a one-component developer without being mixed with a carrier, but is preferably mixed with a carrier and used as a two-component developer.
The toner of the present invention constituting the one-component developer may be either a non-magnetic toner containing no magnetic particles or a magnetic toner containing magnetic particles. Here, the particle size of the magnetic particles is about 0.1 to 5 μm.
[0060]
As the carrier constituting the two-component developer, conventionally known carriers can be used, and conventionally known metals such as iron, ferrite and magnetite, and alloys of these metals with metals such as aluminum and lead are conventionally known. The magnetic particles can be used. Especially Li 2 Fe containing at least one of O, MgO and MnO 2 O Three Magnetic particles consisting of The volume average particle diameter of the magnetic particles is 15 to 100 μm, more preferably 20 to 60 μm.
[0061]
The volume average particle diameter of the carrier can be measured using a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus “HELOS” (manufactured by SYMPATEC) equipped with a wet disperser.
[0062]
The carrier is preferably formed by coating the surface of the magnetic particles with a known resin such as an olefin resin, a styrene resin, a styrene-acrylic resin, a silicone resin, an ester resin, or a fluorine-containing polymer resin.
[0063]
Carrier resistivity is 10 Five -10 14 It is preferably Ω · cm. If the specific resistance is too low, charge injection may occur. On the other hand, if the specific resistance is too high, the charge does not easily reach the upper surface of the developing layer (the tip of the developer ear), resulting in poor developability.
[0064]
Carrier magnetization is 20-60 emu / cm Three And more preferably 30-50 emu / cm. Three It is said. If this magnetization is excessively small, the carrier tends to cause a phenomenon of adhering to the non-development portion of the photoreceptor. On the other hand, if this magnetization is excessive, a soft and uniform development layer is formed on the developing sleeve. It becomes difficult.
[0065]
<Toner production method (wax introduction method)>
Examples of the method for producing the toner of the present invention by introducing wax particles dispersed in an aqueous medium into the toner particles include the following methods (1) to (5).
[0066]
(1) An aqueous dispersion of wax particles, an aqueous dispersion of colorant particles, and an aqueous dispersion of binder particles are mixed at a predetermined ratio, and the wax particles, the binder particles, and the colorant particles are mixed. After agglomeration in accordance with a conventional method and heat-sealing at a temperature of Tg to Tg + 50 ° C. (Tg: glass transition temperature of binder particles), the mixture is cooled to room temperature, purified by repeated washing and filtration, and then Tg or less. A method of drying at temperature.
[0067]
(2) An aqueous dispersion of wax particles, a monomer mixture for obtaining binder particles, and a surfactant are added to the aqueous phase, and this system is heated to the polymerization temperature while stirring. An aqueous dispersion of wax particles and binder particles is prepared by adding a radical polymerization initiator and copolymerizing the monomer mixture. Next, an aqueous dispersion of colorant particles is added to and mixed with the obtained aqueous dispersion, and the wax particles, the binder particles, and the colorant particles are aggregated according to a conventional method, and Tg to Tg + 50 ° C. A method of heat-sealing at a temperature of 5 ° C., cooling to room temperature, purifying by repeating washing and filtering, and then drying at a temperature of Tg or less.
[0068]
(3) An aqueous dispersion of wax particles, an aqueous dispersion of colorant particles, a monomer mixture for obtaining binder particles, and a surfactant are added to an aqueous phase, and this system is stirred. After raising the temperature to the polymerization temperature, an aqueous dispersion of wax particles, colorant particles and binder particles is prepared by adding a radical polymerization initiator and copolymerizing the monomer mixture. Next, in the obtained aqueous dispersion, the wax particles, the colorant particles, and the binder particles are aggregated according to a conventional method, thermally fused at a temperature of Tg to Tg + 50 ° C., and then cooled to room temperature. , After repeating purification by washing and filtration, followed by drying at a temperature of Tg or less.
[0069]
(4) According to a conventional method, secondary particles having an equivalent circle diameter of 200 to 500 nm are formed by associating wax particles in an aqueous medium. Next, an aqueous dispersion of binder particles and an aqueous dispersion of colorant particles are added and mixed in the aqueous dispersion of secondary particles, and the secondary particles, the binder particles, and the colorant particles are mixed. Is agglomerated in accordance with a conventional method, thermally fused at a temperature of Tg to Tg + 50 ° C., cooled to room temperature, purified by repeated washing and filtration, and then dried at a temperature of Tg or lower.
[0070]
(5) Secondary particles having an equivalent circle diameter of 200 to 500 nm are formed by associating the wax particles in an aqueous medium in which wax particles and colorant particles are dispersed. Next, an aqueous dispersion of binder particles is added and mixed in the aqueous dispersion of the secondary particles and the colorant particles, and the secondary particles, the binder particles, and the colorant particles are aggregated according to a conventional method. And then heat-sealing at a temperature of Tg to Tg + 50 ° C., cooling to room temperature, purifying by repeating washing and filtering, and then drying at a temperature of Tg or less.
[0071]
Wax particles (wax domains) can be introduced into the toner particles by the methods (1) to (5).
According to the above methods (4) to (5), even if the wax particles have a particle size of 80 to 150 nm (a particle size that provides good emulsification stability), the equivalent circle diameter is contained in the toner particles. It is possible to reliably introduce a wax domain having a diameter of 200 to 500 nm.
[0072]
【Example】
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto.
[0073]
<Preparation example of aqueous dispersion of wax particles>
[Preparation Example (W-1)]
According to the formulation shown in Table 2, 500 ml of degassed distilled water and nonionic surfactant “New Coal 565C” (Nippon Emulsifier) were added to a 1000 ml four-headed Kolben equipped with a stirrer, temperature sensor, nitrogen introduction tube and cooling tube. 28.5 g) and “Carnauba Wax No. 1” (manufactured by Noda Wax) 185.5 g were charged, and the temperature was raised while stirring under a nitrogen stream. When the temperature of the contents reached 85 ° C., a 5N sodium hydroxide aqueous solution was added, the temperature was raised to 95 ° C., and stirring was continued at that temperature for 1 hour. Next, by cooling the contents to room temperature, an emulsified dispersion having a pH of 11.2 and a solid content concentration of 26% by weight (an aqueous dispersion of wax particles; hereinafter referred to as “wax dispersion (W-1)”). .)
The particle size of the wax particles dispersed in the wax dispersion (W-1) was measured using a dynamic light scattering particle size analyzer “ELS-800” (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). The diameter was 120 nm.
[0074]
[Preparation Example (W-2)]
According to the formulation shown in Table 2, 500 ml of degassed distilled water and nonionic surfactant “New Coal 565C” (Nippon Emulsifier) were added to a 1000 ml four-headed Kolben equipped with a stirrer, temperature sensor, nitrogen introduction tube and cooling tube. 12.5 g and “Carnauba Wax No. 1” (manufactured by Noda Wax) were charged, and the temperature was raised while stirring under a nitrogen stream. When the temperature of the contents reached 85 ° C., a 5N sodium hydroxide aqueous solution was added, the temperature was raised to 95 ° C., and stirring was continued at that temperature for 1 hour. Next, by cooling the contents to room temperature, an emulsified dispersion having a pH of 11.2 and a solid content concentration of 26% by weight (an aqueous dispersion of wax particles, hereinafter referred to as “wax dispersion (W-2)”). .)
When the particle size of the wax particles dispersed in the wax dispersion (W-2) was measured using a dynamic light scattering particle size analyzer “ELS-800” (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.), the average particle size was determined. The diameter was 280 nm.
[0075]
[Preparation Example (W-3)]
According to the formulation shown in Table 2, 500 ml of degassed distilled water and nonionic surfactant “New Coal 565C” (Nippon Emulsifier) were added to a 1000 ml four-headed Kolben equipped with a stirrer, temperature sensor, nitrogen introduction tube and cooling tube. 12.5 g of “Canderia Wax (special)” (manufactured by Noda Wax Co., Ltd.) was charged, and the temperature was raised while stirring under a nitrogen stream. When the temperature of the contents reached 50 ° C, a 5N aqueous sodium hydroxide solution was added, the temperature was raised to 75 ° C, and stirring was continued at that temperature for 1 hour. Next, by cooling the contents to room temperature, an emulsified dispersion having a pH of 10.8 and a solid concentration of 26% by weight (an aqueous dispersion of wax particles; hereinafter referred to as “wax dispersion (W-3)”). .)
The particle size of the wax particles dispersed in the wax dispersion (W-3) was measured using a dynamic light scattering particle size analyzer “ELS-800” (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). The diameter was 105 nm.
[0076]
[Preparation Example (W-4)]
According to the formulation shown in Table 2, 500 ml of degassed distilled water and nonionic surfactant “New Coal 565C” (Nippon Emulsifier) were added to a 1000 ml four-headed Kolben equipped with a stirrer, temperature sensor, nitrogen introduction tube and cooling tube. 12.5 g and “Candelilla Wax No. 1” (manufactured by Noda Wax) were charged, and the temperature was raised while stirring under a nitrogen stream. When the temperature of the contents reached 50 ° C, a 5N aqueous sodium hydroxide solution was added, the temperature was raised to 75 ° C, and stirring was continued at that temperature for 1 hour. Next, by cooling the contents to room temperature, an emulsified dispersion having a pH of 10.7 and a solid concentration of 26% by weight (an aqueous dispersion of wax particles, hereinafter referred to as “wax dispersion (W-4)”). .)
When the particle size of the wax particles dispersed in the wax dispersion (W-4) was measured using a dynamic light scattering particle size analyzer “ELS-800” (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.), the average particle size was determined. The diameter was 112 nm.
[0077]
[Table 2]
[0078]
<Example of Preparation of Aqueous Dispersion of Colorant Particles>
After adding 100 g of carbon black “Mogal L” (Cabot Corp.) and 25 g of sodium dodecyl sulfate to 540 ml of distilled water as colorant particles and sufficiently stirring, a pressure disperser “MINI-LAB” (Lani Corp.) An aqueous dispersion of carbon black (hereinafter referred to as “colorant dispersion (C)”) was obtained.
When the particle size of carbon black dispersed in the colorant dispersion (C) was measured using a dynamic light scattering particle size analyzer “ELS-800” (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.), the average particle size was determined. Was 82 nm.
[0079]
<Preparation example of aqueous dispersion of binder particles>
[Preparation Example (HP-1)]
In accordance with the formulation shown in Table 3, 480 ml of distilled water, 0.6 g of sodium dodecyl sulfate, 106.4 g of styrene, n − are added to 1000 ml of four-headed Kolben equipped with a stirrer, a temperature sensor, a nitrogen introduction tube and a cooling tube. 43.2 g of butyl acrylate and 10.4 g of methacrylic acid were charged and the temperature was raised while stirring under a nitrogen stream. When the temperature of the contents reaches 70 ° C., an initiator aqueous solution prepared by dissolving 2.1 g of potassium persulfate (polymerization initiator) in 120 ml of distilled water is added, and the mixture is kept at 70 ° C. for 3 hours under a nitrogen stream. Polymerization was completed by continuing stirring. Subsequently, the content was cooled to room temperature to obtain an aqueous dispersion having a solid content concentration of 21 wt% (hereinafter referred to as “binder dispersion (HP-1)”). The particle size of the binder particles dispersed in the binder dispersion (HP-1) was measured using a dynamic light scattering particle size analyzer “ELS-800” (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). The diameter was 105 nm.
[0080]
[Preparation Example (LP-1)]
According to the formulation shown in Table 3, 2400 ml of distilled water, 2.8 g of sodium dodecyl sulfate, 620 g of styrene, and n-butyl acrylate were added to a 5000 ml 4-head Kolben equipped with a stirrer, a temperature sensor, a nitrogen introduction tube and a cooling tube. 128 g, methacrylic acid 52 g, and tert-dodecyl mercaptan 27.4 g were charged, and the temperature was increased while stirring under a nitrogen stream. When the temperature of the contents reaches 70 ° C., an initiator aqueous solution prepared by dissolving 11.2 g of potassium persulfate (polymerization initiator) in 600 ml of distilled water is added, and the mixture is kept at 70 ° C. for 3 hours under a nitrogen stream. Polymerization was completed by continuing stirring. Subsequently, the content was cooled to room temperature to obtain an aqueous dispersion having a solid content concentration of 21 wt% (hereinafter referred to as “binder dispersion (LP-1)”). The particle size of the binder particles dispersed in the binder dispersion (LP-1) was measured using a dynamic light scattering particle size analyzer “ELS-800” (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). The diameter was 115 nm.
[0081]
[Preparation Example (HP-2)]
According to the formulation shown in Table 3, 463 ml of distilled water, 0.6 g of sodium dodecyl sulfate, and Preparation Example (W-2) in a 1000 ml 4-head Kolben equipped with a stirrer, a temperature sensor, a nitrogen introduction tube and a cooling tube The obtained wax dispersion (W-2) 23.0 g, styrene 106.4 g, n-butyl acrylate 43.2 g and methacrylic acid 10.4 g were charged, and the temperature was increased while stirring under a nitrogen stream. I let you. When the temperature of the contents reaches 70 ° C., an initiator aqueous solution prepared by dissolving 2.1 g of potassium persulfate (polymerization initiator) in 120 ml of distilled water is added, and the mixture is kept at 70 ° C. for 3 hours under a nitrogen stream. Polymerization was completed by continuing stirring. Subsequently, the content was cooled to room temperature to obtain an aqueous dispersion having a solid content concentration of 21 wt% (hereinafter, referred to as “binder dispersion (HP-2)”). The particle size of the binder particles dispersed in the binder dispersion (HP-2) was measured using a dynamic light scattering particle size analyzer “ELS-800” (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). The diameter was 115 nm.
[0082]
[Preparation Example (LP-2)]
According to the formulation shown in Table 3, 2309 ml of distilled water, 2.8 g of sodium dodecyl sulfate, and Preparation Example (W-2) were added to a 5000 ml 4-head Kolben equipped with a stirrer, a temperature sensor, a nitrogen introduction tube and a cooling tube. 123.0 g of the obtained wax dispersion (W-2), 620 g of styrene, 128 g of n-butyl acrylate, 52 g of methacrylic acid, and 27.4 g of tert-dodecyl mercaptan were charged and stirred under a nitrogen stream. The temperature was raised. When the temperature of the contents reaches 70 ° C., an initiator aqueous solution prepared by dissolving 11.2 g of potassium persulfate (polymerization initiator) in 600 ml of distilled water is added, and the mixture is kept at 70 ° C. for 3 hours under a nitrogen stream. Polymerization was completed by continuing stirring. Subsequently, the content was cooled to room temperature to obtain an aqueous dispersion having a solid content concentration of 21 wt% (hereinafter, referred to as “binder dispersion (LP-2)”). The particle size of the binder particles dispersed in this binder dispersion (LP-2) was measured using a dynamic light scattering particle size analyzer “ELS-800” (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). The diameter was 108 nm.
[0083]
[Table 3]
[0084]
<Example 1>
In a 1000 ml separable flask equipped with a stirrer, a cooling tube and a temperature sensor, 47.6 g of binder dispersion (HP-2), 190.5 g of binder dispersion (LP-2), and wax dispersion (W- 3) 7.7 g, 26.7 g of the colorant dispersion (C), and 252.5 ml of distilled water were added and mixed and stirred, and then 5N aqueous sodium hydroxide solution was added to adjust the pH of the system to 9 .5.
While further stirring, 10 ml of 10 ml of 10 ml of sodium chloride aqueous solution prepared by dissolving 50 g of sodium chloride in 600 ml of distilled water, 77 ml of isopropanol, and fluorine-based nonionic surfactant “Fluorard FC-170C” (manufactured by Sumitomo 3M) A surfactant aqueous solution dissolved in water is sequentially added, and the temperature of the contents is increased to 85 ° C. and stirring is continued for 6 hours, whereby the wax particles, binder particles, and colorant particles are heated. Fused. The contents were then cooled to room temperature and 5N aqueous sodium hydroxide was added to adjust the pH of the contents to 13. Then, the solid content filtration treatment and the resuspension treatment in distilled water were repeated, and then washed and dried to obtain the toner (T-1) of the present invention.
[0085]
The volume average particle diameter (d) of this toner (T-1) 50 ) Was measured using “Coulter Multisizer II” (manufactured by Coulter), d 50 = 6.55 µm, CV = 20%.
Further, the presence of wax in the toner (T-1) could be confirmed using a differential scanning calorimeter “DSC-50” (manufactured by Shimadzu Corporation). Further, the toner particles constituting the toner (T-1) are embedded with a photo-curable resin, thinned with a microtome “Urotracut E” (manufactured by Reichert-Jung), and transmitted through an electron microscope “LEM-2000” (Topcon). Taken from the photograph, the shape of the wax is confirmed from the photograph, and the equivalent circle diameter of the wax domain is measured using the image processing apparatus “SUPICCA” (manufactured by Nippon Avionics Co., Ltd.). As a result, the shape of the wax domain was spherical, and the equivalent circle diameter was 290 nm.
[0086]
<Example 2>
In a 1000 ml separable flask equipped with a stirrer, a condenser, and a temperature sensor, 7.7 g of a wax dispersion (W-1), 252.5 ml of distilled water, and 26.7 g of a colorant dispersion (C) are placed. After mixing and stirring, 10 ml of 10 ml of 10 ml of sodium chloride aqueous solution obtained by dissolving 50 g of sodium chloride in 600 ml of distilled water, 77 ml of isopropanol, and fluorine-based nonionic surfactant “Fluorard FC-170C” (manufactured by Sumitomo 3M) A surfactant aqueous solution dissolved in water was sequentially added and stirring was continued. After confirming that the wax particles in this system were associated and the particle size of the secondary particles was 350 nm, 47.6 g of binder dispersion (HP-1) and 190. binder dispersion (LP-1). By adding 5 g of a mixture (mixture whose pH is adjusted to 9.5 with 5 N aqueous sodium hydroxide), raising the temperature of the contents to 85 ° C. and continuing stirring for 6 hours The secondary particles, binder particles, and colorant particles were thermally fused. The contents were then cooled to room temperature and 5N aqueous sodium hydroxide was added to adjust the pH of the contents to 13. Then, the solid content filtration treatment and the resuspension treatment in distilled water were repeated, and then washed and dried to obtain the toner (T-2) of the present invention.
Volume average particle diameter (d) of this toner (T-2) 50 ) Was measured using “Coulter Multisizer II” (manufactured by Coulter), d 50 = 6.48 µm, CV = 19%.
The presence of wax in the toner (T-2) could be confirmed using a differential scanning calorimeter “DSC-50” (manufactured by Shimadzu Corporation). Further, the shape of the wax domain confirmed in the same manner as in Example 1 was spherical, and the equivalent circle diameter was 375 nm.
[0087]
<Example 3>
In accordance with the formulation shown in Table 4 below, the toner of the present invention (Example 3) was used in the same manner as in Example 2 except that 7.7 g of the wax dispersion (W-3) was used instead of the wax dispersion (W-1). T-3) was obtained.
Volume average particle diameter (d) of this toner (T-3) 50 ) Was measured using “Coulter Multisizer II” (manufactured by Coulter), d 50 = 6.61 μm, CV = 18%.
The presence of wax in the toner (T-3) could be confirmed using a differential scanning calorimeter “DSC-50” (manufactured by Shimadzu Corporation). Further, the shape of the wax domain confirmed in the same manner as in Example 1 was spherical, and the equivalent circle diameter was 360 nm.
[0088]
<Example 4>
In accordance with the formulation shown in Table 4 below, the toner of the present invention (Example 2) was used in the same manner as in Example 2 except that 7.7 g of the wax dispersion (W-4) was used instead of the wax dispersion (W-1). T-4) was obtained.
Volume average particle diameter (d) of this toner (T-4) 50 ) Was measured using “Coulter Multisizer II” (manufactured by Coulter), d 50 = 6.42 μm, CV = 21%.
The presence of wax in the toner (T-4) could be confirmed using a differential scanning calorimeter “DSC-50” (manufactured by Shimadzu Corporation). Further, the shape of the wax domain confirmed in the same manner as in Example 1 was spherical, and the equivalent circle diameter was 410 nm.
[0089]
<Comparative Example 1>
In a 1000 ml separable flask equipped with a stirrer, a condenser and a temperature sensor, 47.6 g of binder dispersion (HP-1), 190.5 g of binder dispersion (LP-1), and wax dispersion (W- 1) 7.7 g, 26.7 g of the colorant dispersion (C), and 252.5 ml of distilled water were charged and mixed and stirred, and then 5N aqueous sodium hydroxide solution was added to adjust the pH of the system to 9 .5.
While further stirring, 10 ml of 10 ml of 10 ml of sodium chloride aqueous solution prepared by dissolving 50 g of sodium chloride in 600 ml of distilled water, 77 ml of isopropanol, and fluorine-based nonionic surfactant “Fluorard FC-170C” (manufactured by Sumitomo 3M) A surfactant aqueous solution dissolved in water was sequentially added, the temperature of the contents was raised to 85 ° C., and stirring was continued for 6 hours. The contents were then cooled to room temperature and 5N aqueous sodium hydroxide was added to adjust the pH of the contents to 13. Subsequently, the solid content filtration treatment and the resuspension treatment in distilled water were repeated, and then washed and dried to obtain a comparative toner (t-1).
Volume average particle diameter (d) of this toner (t-1) 50 ) Was measured using “Coulter Multisizer II” (manufactured by Coulter), d 50 = 6.59 µm, CV = 20%.
The presence of wax in the toner (t-1) could be confirmed using a differential scanning calorimeter “DSC-50” (manufactured by Shimadzu Corporation). Further, the shape of the wax domain confirmed in the same manner as in Example 1 was spherical, and the equivalent circle diameter was 105 nm.
[0090]
<Comparative Example 2>
In accordance with the formulation shown in Table 4 below, in the same manner as in Comparative Example 1 except that 7.7 g of the wax dispersion (W-3) was used instead of the wax dispersion (W-1), a comparative toner ( t-2) was obtained.
The volume average particle diameter (d) of this toner (t-2) 50 ) Was measured using “Coulter Multisizer II” (manufactured by Coulter), d 50 = 6.55 µm, CV = 21%.
The presence of wax in the toner (t-2) could be confirmed using a differential scanning calorimeter “DSC-50” (manufactured by Shimadzu Corporation). Further, the shape of the wax domain confirmed in the same manner as in Example 1 was spherical, and the equivalent circle diameter was 89 nm.
[0091]
[Table 4]
[0092]
<Preparation of developer>
To each of the toners obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 2, hydrophobic silica fine particles (primary average particle diameter = 12 nm) were added and mixed as an external additive in a ratio of 2% by weight. By mixing 7 parts by weight of the externally-treated toner and 93 parts by weight of a carrier (volume average particle size = 30 μm) made of ferrite particles surface-coated with styrene-acrylic resin, a two-component developer (developers 1 to 4) is mixed. And comparative developers 1-2) were prepared.
[0093]
<Evaluation of developer>
Using each of the developers 1 to 4 and the
The heat roller fixing device has a linear pressure of 7 N / cm, a nip width of 3.5 mm, a linear velocity of 210 mm / second, and is not equipped with a cleaning mechanism.
[0094]
(1) Minimum fixing temperature:
After rubbing the front end portion of the obtained fixed toner image with respect to the image advancing direction under a constant load with a rubbing tester, the residual ratio of the fixed toner image at the end portion was measured with a microdensitometer, The lowest value of the set temperature of the heat roller when the residual ratio is 80% or more (fixed minimum set temperature) was determined.
[0095]
(2) Offset generation temperature:
A fixed toner image is formed by using a document having a solid black portion with a width of 10 mm at the leading end of the image, and immediately after that, a blank transfer paper is sent to a heat roller fixing device under the same conditions, and toner stains are formed on this. The operation of visually observing whether or not this occurs was performed at each set temperature (in increments of 10 °) of the heat roller, and the lowest set temperature (offset generation temperature) when toner contamination occurred was determined.
[0096]
(3) Image contamination:
A color electrophotographic copying machine "9028" (manufactured by Konica Corporation) was used to make a continuous copy of 50,000 times using a 5% -pixel original under the following conditions. After 24 hours, a blank original Was copied and the state of dirt in the copied image was observed.
[0097]
〔conditions〕
-Photoconductor (laminated organic photoconductor) surface potential: -550V
・ DC bias: -250V
AC bias: Vp-p: -50 to -450V
・ Alternating electric field frequency: 1800Hz
・ Minimum gap (Dsd) in development area: 300 μm
・ Pressing restriction force: 10 gf / mm
・ Pressing restriction bar: SUS416 (made of magnetic stainless steel) /
・ Developer layer thickness: 150 μm
・ Developing sleeve: 20mm
・ Set temperature of heat roller: 180 ℃
・ Environmental conditions: temperature 25 ° C, relative humidity 30%
[0098]
[Table 5]
[0099]
【The invention's effect】
The toner of the present invention has good releasability, and is excellent in offset resistance and low-temperature fixability.
According to the toner of the present invention, a high-quality visible image free from image smear can be stably formed over a long period of time.
According to the production method of the present invention, it is possible to reliably produce a polymerized toner having good releasability and excellent offset resistance and low-temperature fixability.
According to the production method of the present invention, wax domains having a large diameter (equivalent circle diameter of 200 to 500 nm) can be formed in toner particles.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a heat roller fixing device of a copying machine used for evaluation of a developer.
[Explanation of symbols]
1 Heat roller
2 heat sources
3 Pressure roller
4 Impregnation roller
P transfer paper
T Toner image
Claims (9)
前記ワックス粒子が、エステル成分を20重量%以上の割合で含有し、針入度が4以下であるワックスから構成され、その平均粒径が20〜300nmであり、
円相当径の平均値が200〜500nmのワックスドメインを含有してなることを特徴とするトナー。A toner for developing an electrostatic image obtained by thermally fusing wax particles, binder particles and colorant particles,
The wax particles are composed of a wax containing an ester component in a proportion of 20% by weight or more and having a penetration of 4 or less, and an average particle diameter thereof is 20 to 300 nm.
A toner comprising wax domains having an average equivalent circle diameter of 200 to 500 nm .
エステル成分を20重量%以上の割合で含有し、針入度が4以下であるワックスを乳化分散させて得られる、平均粒径が20〜300nmのワックス粒子の水性分散液と、
バインダー粒子の水性分散液と、
着色剤粒子の水性分散液とを混合し、
前記ワックス粒子と、前記バインダー粒子と、前記着色剤粒子とを水性媒体中で熱融着させる工程を有することを特徴とするトナーの製造方法。A method for producing the toner according to claim 1, comprising:
An aqueous dispersion of wax particles having an average particle size of 20 to 300 nm, obtained by emulsifying and dispersing a wax containing an ester component in a proportion of 20% by weight or more and having a penetration of 4 or less;
An aqueous dispersion of binder particles;
Mixed with an aqueous dispersion of colorant particles,
A method for producing toner, comprising a step of thermally fusing the wax particles, the binder particles, and the colorant particles in an aqueous medium.
エステル成分を20重量%以上の割合で含有し、針入度が4以下であるワックスから構成されるワックス粒子を水性媒体中で会合させることにより、円相当径の平均値が200〜500nmの二次粒子を形成し、当該二次粒子と、バインダー粒子と、着色剤粒子とを水性媒体中で熱融着させる工程を有することを特徴とするトナーの製造方法。A method for producing the toner according to claim 1, comprising:
By associating wax particles comprising an ester component in a proportion of 20% by weight or more and having a penetration of 4 or less in an aqueous medium, an average equivalent circle diameter of 200 to 500 nm is obtained. A method for producing a toner, comprising a step of forming secondary particles and thermally fusing the secondary particles, binder particles, and colorant particles in an aqueous medium.
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