JP6843563B2 - toner - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真、静電荷像を顕像化するための画像形成方法に使用されるトナーに関する。 The present invention relates to toners used in image forming methods for visualizing electrophotographic and electrostatic charge images.
電子写真法を用いた画像形成装置は、より高画質化が要求されている。ユーザーからは特に、環境に依存しない安定した画像品質を提供することが強く求められており、そのために使用環境によらず優れた帯電性能を示すトナーの開発が求められている。更に、近年では高画質化に加えて、装置の高速化、高寿命化に対する要望も高く、トナーが安定した帯電性を得ることがますます難しくなるといった課題がある。
一般的に、長期使用時にも安定した帯電性を得るために、トナーには金属酸化物などの無機微粒子粉末が外添剤として含まれている。さらに外添剤の中には、長期使用時にも安定した帯電性を得るために、外添剤表面を荷電制御剤で処理したものが提案されている。
例えば特許文献1では、外添剤表面に荷電制御剤を処理したものを添加したトナーが、優れた帯電立ち上がり性、及び帯電安定性を有するとの提案がなされている。しかし、外添剤表面に荷電制御剤を処理したものを添加したトナーを高温高湿(32℃,80%RT)環境下で使用すると、トナーの帯電性能に対する効果は見られず、かぶりが発生することが分かった。加えて、感光体ドラム上にはトナー粒子や外添剤が融着することによるフィルミングが発生することも分かった。つまり、荷電制御剤で処理した外添剤は、限られた環境下でしか帯電安定化の効果が得られなかった。
その課題を解決する為に、特許文献2では外添剤表面に荷電制御剤、及び疎水化処理剤を処理したものを添加したトナーが、優れた帯電立ち上がり性、及び帯電安定性を有するとの提案がなされている。しかし、外添剤表面に荷電制御剤、及び疎水化処理剤を処理したものを添加したトナーを低温低湿(15℃,30%RT)環境下で使用すると、トナーの帯電性能に一定の効果はあるものの、感光体ドラムフィルミング由来の画像弊害が発生することが分かった。
以上のように、安定した帯電性を得るために外添剤を荷電制御剤で処理しても、感光体ドラムに対するフィルミングを抑制する為には技術的な課題が多く、依然として改善の余地を有する。
An image forming apparatus using an electrophotographic method is required to have higher image quality. In particular, users are strongly demanding to provide stable image quality that does not depend on the environment, and for this reason, there is a demand for the development of toner that exhibits excellent charging performance regardless of the usage environment. Further, in recent years, in addition to improving the image quality, there is a high demand for higher speed and longer life of the device, and there is a problem that it becomes more difficult for the toner to obtain stable chargeability.
Generally, in order to obtain stable chargeability even during long-term use, the toner contains inorganic fine particle powder such as a metal oxide as an external additive. Further, among the external additives, those in which the surface of the external additive is treated with a charge control agent have been proposed in order to obtain stable chargeability even during long-term use.
For example, Patent Document 1 proposes that a toner to which a charge control agent is treated on the surface of an external additive has excellent charge rising property and charge stability. However, when toner containing a charge control agent treated on the surface of the external additive is used in a high temperature and high humidity (32 ° C, 80% RT) environment, no effect on the charge performance of the toner is observed and fog occurs. I found out that In addition, it was also found that filming occurs on the photoconductor drum due to the fusion of toner particles and an external additive. That is, the external additive treated with the charge control agent could obtain the effect of charge stabilization only in a limited environment.
In order to solve this problem, Patent Document 2 states that a toner obtained by adding a charge control agent and a hydrophobizing agent to the surface of an external additive has excellent charge rise and charge stability. Proposals have been made. However, when a toner containing a charge control agent and a hydrophobizing agent treated on the surface of the external additive is used in a low temperature and low humidity (15 ° C., 30% RT) environment, a certain effect on the charge performance of the toner is obtained. However, it was found that image harmful effects derived from the photoconductor drum filming occur.
As described above, even if the external additive is treated with a charge control agent in order to obtain stable chargeability, there are still many technical problems in suppressing filming on the photoconductor drum, and there is still room for improvement. Have.
本発明の目的は上記問題点を解消したトナーを提供することにある。具体的には、使用環境によらず感光体ドラム上のフィルミング、及びかぶりを抑制したトナーを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a toner that solves the above problems. Specifically, it is an object of the present invention to provide a toner that suppresses filming and fog on a photoconductor drum regardless of the usage environment.
本発明は、結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子と、外添剤Aとを有するトナーであって、
前記外添剤Aは、
i)下記式(1)で示される稠密度が0.40以上0.80以下の形状を有し、
稠密度=外添剤の面積/包絡線により囲まれた外添剤の面積 式(1)
ii)無機微粒子の表面をシランまたはシラザン化合物により処理を行った後に荷電制御剤による処理を行うことによって得られた外添剤であり、
iii)前記無機微粒子の比表面積が30m2/g以上140m2/g以下
であることを特徴とするトナーに関する。
また、本発明は、結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子と、外添剤Aとを有するトナーであって、
前記外添剤Aは、
i)下記式(1)で示される稠密度が0.40以上0.80以下の形状を有し、
稠密度=外添剤の面積/包絡線により囲まれた外添剤の面積 式(1)
ii)シランまたはシラザン化合物により表面処理をした後に、芳香族カルボン酸の金属化合物、アゾ染料あるいはアゾ顔料の金属化合物、スルホン酸基又はカルボン酸基を置換基として有する高分子化合物、尿素化合物、カリックスアレーン、四級アンモニウム塩、四級アンモニウム塩を側鎖に有する高分子化合物、グアニジン化合物、ニグロシン化合物、イミダゾール化合物からなる群より選択される化合物による処理を行うことによって得られた外添剤であり、
iii)前記無機微粒子の比表面積が30m2/g以上140m2/g以下
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 and a colorant and an external additive A.
The external preparation A is
i) It has a shape with a density of 0.40 or more and 0.80 or less represented by the following formula (1).
Dense density = Area of external additive / Area of external additive surrounded by envelopes Equation (1)
ii) An external additive obtained by treating the surface of inorganic fine particles with a silane or silazane compound and then treating with a charge control agent.
iii) The present invention relates to a toner characterized in that the specific surface area of the inorganic fine particles is 30 m 2 / g or more and 140 m 2 / g or less.
Further, the present invention is a toner having toner particles containing a binder resin and a colorant and an external additive A.
The external preparation A is
i) It has a shape with a density of 0.40 or more and 0.80 or less represented by the following formula (1).
Dense density = Area of external additive / Area of external additive surrounded by envelopes Equation (1)
ii) After surface treatment with a silane or silazane compound, a metal compound of aromatic carboxylic acid, a metal compound of azo dye or azo pigment, a polymer compound having a sulfonic acid group or a carboxylic acid group as a substituent, a urea compound, or calix. It is an external preparation obtained by treating with a compound selected from the group consisting of an arene, a quaternary ammonium salt, a polymer compound having a quaternary ammonium salt in a side chain, a guanidine compound, a niglosin compound, and an imidazole compound. ,
iii) The present invention relates to a toner characterized in that the specific surface area of the inorganic fine particles is 30 m 2 / g or more and 140 m 2 / g or less.
本発明によれば、使用環境によらず感光体ドラム上のフィルミング、及びかぶりを抑制したトナーを提供することが出来る。 According to the present invention, it is possible to provide a toner that suppresses filming and fog on a photoconductor drum regardless of the usage environment.
荷電制御剤により表面処理された外添剤を添加したトナーは、優れた帯電立ち上がり性、及び優れた帯電安定性を有することが知られている。加えて、異なる環境下(低温低湿、高温高湿)で使用した際にも環境間における帯電量の差を抑制できるという特徴がある。そこで画質向上の観点から、荷電制御剤により表面処理された外添剤を添加したトナーを評価したところ、トナーの帯電に一定の効果はあるものの、いずれの環境においても感光体ドラム上にフィルミングが発生し、画像弊害を生じることが分かった。 It is known that a toner to which an external additive which has been surface-treated with a charge control agent is added has excellent charge rising property and excellent charge stability. In addition, there is a feature that the difference in the amount of charge between the environments can be suppressed even when used in different environments (low temperature, low humidity, high temperature and high humidity). Therefore, from the viewpoint of improving the image quality, when the toner to which the external additive surface-treated with the charge control agent was added was evaluated, although there was a certain effect on the charge of the toner, the filming was performed on the photoconductor drum in any environment. Was generated, and it was found that the image was adversely affected.
フィルミングの原因となった感光体ドラム表面を分析した結果、低温低湿環境下において発生したフィルミングは、トナー粒子が起因となっていることが確認された。その理由を本発明者らは以下のように考えている。荷電制御剤により表面処理された外添剤を添加したトナーは、トナーの帯電量が増加した為に、感光体ドラムとトナーの静電付着力が上昇し、クリーニングブレードをすり抜ける。その結果、クリーニング部ですり抜けた一部のトナーが感光体ドラムに擦りつけられることで、フィルミングが発生したと考えられる。 As a result of analyzing the surface of the photoconductor drum that caused the filming, it was confirmed that the filming generated in the low temperature and low humidity environment was caused by the toner particles. The present inventors consider the reason as follows. The toner to which the external additive surface-treated by the charge control agent is added has an increased electrostatic charge amount of the toner, so that the electrostatic adhesion between the photoconductor drum and the toner increases and slips through the cleaning blade. As a result, it is considered that filming occurred because a part of the toner that had slipped through the cleaning part was rubbed against the photoconductor drum.
一方、高温高湿環境下において発生したフィルミングは、トナー表面から感光体ドラム表面に移行した外添剤が起因となっていることが確認された。その理由を本発明者らは以下のように考えている。荷電制御剤により表面処理された外添剤を構成する無機微粒子は、多くの水酸基を有しており、空気中の水分を吸着し易い構成である。その結果、感光体ドラム−外添剤間の付着力(液架橋力)が上昇しクリーニングブレードを外添剤がすり抜けた為に、フィルミングが発生したと考えられる。 On the other hand, it was confirmed that the filming that occurred in the high temperature and high humidity environment was caused by the external additive that had migrated from the toner surface to the photoconductor drum surface. The present inventors consider the reason as follows. The inorganic fine particles constituting the external additive surface-treated with the charge control agent have many hydroxyl groups and are configured to easily adsorb moisture in the air. As a result, it is considered that the filming occurred because the adhesive force (liquid cross-linking force) between the photoconductor drum and the external additive increased and the external additive slipped through the cleaning blade.
この様に、今後の高速化や長寿命化に対しては、トナーの帯電安定化とフィルミングの抑制を両立することの出来るトナーの開発が必要であった。本発明者らが、上記課題を解決すべく検討を進めた結果、下記に示す特徴を有する外添剤を添加したトナーを用いることで、上記の課題を解決できるという考えに行きついた。 As described above, in order to increase the speed and the life of the toner in the future, it is necessary to develop a toner capable of both stabilizing the charge of the toner and suppressing the filming. As a result of studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have come up with the idea that the above-mentioned problems can be solved by using a toner to which an external additive having the following characteristics is added.
即ち、結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子と、外添剤Aとを有するトナーであって、
前記外添剤Aは、
i)下記式(1)で示される稠密度が0.40以上0.80以下の形状を有し、
稠密度=外添剤の面積/包絡線により囲まれた外添剤の面積 式(1)
ii)無機微粒子の表面をシランまたはシラザン化合物により処理を行った後に荷電制御剤による処理を行うことによって得られた外添剤であり、
iii)前記無機微粒子の比表面積が30m2/g以上140m2/g以下
であることを特徴とする。
That is, it is a toner having toner particles containing a binder resin and a colorant and an external additive A.
The external preparation A is
i) It has a shape with a density of 0.40 or more and 0.80 or less represented by the following formula (1).
Dense density = Area of external additive / Area of external additive surrounded by envelopes Equation (1)
ii) An external additive obtained by treating the surface of inorganic fine particles with a silane or silazane compound and then treating with a charge control agent.
iii) The specific surface area of the inorganic fine particles is 30 m 2 / g or more and 140 m 2 / g or less.
以下に、本発明のトナーに用いる外添剤Aについて具体的に示していく。 The external additive A used for the toner of the present invention will be specifically described below.
本発明に用いる外添剤Aは、無機微粒子の表面を荷電制御剤により処理した外添剤である。 The external additive A used in the present invention is an external additive in which the surface of inorganic fine particles is treated with a charge control agent.
ブレード方式のクリーニング装置では、感光体ドラム−ブレード間に強い線圧を加えることでトナーや外添剤のすり抜けを防止しており、感光体ドラム上に生じた付着物がブレードニップ部を通過すると、フィルミングが発生しやすくなる。よって、感光体ドラム−ブレード間に外添剤が留まることによる層を形成させ、付着物が通過するのをブロックすることを考慮に入れてトナーを設計する必要がある。ブロック層の形成手段としては、トナー表面に固着、及び付着した外添剤を感光体ドラム表面と接触した際に移行させるのが一般的である。しかしながらブロック層は、感光体ドラム−ブレードニップ部に挟まれており、回転している感光体ドラムに対してブロック層の摩擦抵抗が大きい場合、ブロック層はニップ部の下流側に引き込まれブロック層を維持することが出来ない。上述したように、ブロック層はトナーが感光体ドラムに接触した際にトナーから移行する外添剤により形成されるため、トナーに外添される外添剤は、ドラム表面に対して良好な滑り性を示さなければならない。 In the blade type cleaning device, a strong linear pressure is applied between the photoconductor drum and the blade to prevent the toner and external additive from slipping through, and when the deposits generated on the photoconductor drum pass through the blade nip. , Filming is likely to occur. Therefore, it is necessary to design the toner in consideration of forming a layer by retaining the external additive between the photoconductor drum and the blade and blocking the passage of deposits. As a means for forming the block layer, it is common that the external additive that adheres to the toner surface and adheres to the toner surface is transferred when it comes into contact with the surface of the photoconductor drum. However, the block layer is sandwiched between the photoconductor drum-blade nip portion, and when the frictional resistance of the block layer with respect to the rotating photoconductor drum is large, the block layer is drawn to the downstream side of the nip portion and is a block layer. Cannot be maintained. As described above, since the block layer is formed by the external additive that migrates from the toner when the toner comes into contact with the photoconductor drum, the external additive externally added to the toner slides well on the drum surface. Must show sex.
本発明者らが、外添剤Aの滑り性に着目して鋭意検討を行った結果、無機微粒子の表面を荷電制御剤により処理することで、良好な滑り性を得られることが分かった。その理由は定かではないが、以下のように考察している。 As a result of diligent studies by the present inventors focusing on the slipperiness of the external additive A, it was found that good slipperiness can be obtained by treating the surface of the inorganic fine particles with a charge control agent. The reason is not clear, but it is considered as follows.
通常、荷電制御剤は極性を有する置換基を有しており、このような置換基は電気陰性度の大きな原子で構成されている。一般的に、電気陰性度が大きな原子を有する物質は、摩擦係数が小さくなることが知られており、これはvan der Waals力の定義を考えると理解できる。van der Waals力は、2つの原子が近づくことで生じる、電子の揺らぎがもたらす引力である。そのため電気陰性度が大きく電子の揺らぎが発生し難い物質に関しては、van der Waals力が小さくなる。よって、摩擦係数も小さくなる。このような理由から、荷電制御剤により表面処理を行った無機微粒子は、相手の物質に対して低摩擦特性を示すと考えている。 Usually, the charge control agent has a polar substituent, and such a substituent is composed of an atom having a high electronegativity. In general, it is known that a substance having an atom having a large electronegativity has a small coefficient of friction, which can be understood by considering the definition of van der Waals force. The van der Waals force is the attractive force caused by the fluctuation of electrons generated by the approach of two atoms. Therefore, the van der Waals force is small for a substance having a high electronegativity and less likely to cause electron fluctuations. Therefore, the coefficient of friction also becomes small. For this reason, it is considered that the inorganic fine particles surface-treated with the charge control agent exhibit low friction characteristics with respect to the partner substance.
なお、微粒子Aの表面処理に、トナー粒子中に荷電制御剤として用いられている化合物が有効であることから、その表面処理に用いる化合物を「荷電制御剤」と称しているが、荷電制御機能を利用しているのではない。 Since the compound used as a charge control agent in the toner particles is effective for the surface treatment of the fine particles A, the compound used for the surface treatment is called a "charge control agent", but the charge control function I'm not using.
本発明に用いられる荷電制御剤としては、トナーに用いられる公知の荷電制御剤であればよく、例えば、ネガ系荷電制御剤として、サリチル酸、アルキルサリチル酸、ジアルキルサリチル酸、ナフトエ酸、ダイカルボン酸の如き芳香族カルボン酸の金属化合物、アゾ染料あるいはアゾ顔料の金属化合物、スルホン酸基又はカルボン酸基を置換基として有する高分子化合物、尿素化合物、カリックスアレーンが挙げられる。また、ポジ系荷電制御剤として、四級アンモニウム塩、四級アンモニウム塩を側鎖に有する高分子化合物、グアニジン化合物、ニグロシン系化合物、イミダゾール化合物が挙げられる。本発明では、外添剤表面への処理のしやすさの観点から、高分子化合物(荷電制御樹脂)であることが好ましく、更に、スルホン酸基またはサリチル酸基を置換基として有する高分子化合物を用いることが好ましい。また、荷電制御樹脂の重量平均分子量(Mw)が1000以上300000以下であると、外添剤の表面を均一に処理できるためより好ましい。より好ましくは、3000以上50000以下である。 The charge control agent used in the present invention may be any known charge control agent used for toner, and examples of the negative charge control agent include salicylic acid, alkylsalicylic acid, dialkylsalicylic acid, naphthoic acid, and dicarboxylic acid. Examples thereof include a metal compound of an aromatic carboxylic acid, a metal compound of an azo dye or an azo pigment, a polymer compound having a sulfonic acid group or a carboxylic acid group as a substituent, a urea compound, and calix arene. Examples of the positive charge control agent include a quaternary ammonium salt, a polymer compound having a quaternary ammonium salt in the side chain, a guanidine compound, a niglosin compound, and an imidazole compound. In the present invention, from the viewpoint of ease of treatment on the surface of the external additive, a polymer compound (charge control resin) is preferable, and a polymer compound having a sulfonic acid group or a salicylic acid group as a substituent is further used. It is preferable to use it. Further, it is more preferable that the weight average molecular weight (Mw) of the charge control resin is 1000 or more and 300,000 or less because the surface of the external additive can be uniformly treated. More preferably, it is 3000 or more and 50,000 or less.
外添剤Aは表面に、芳香族カルボン酸の金属化合物、アゾ染料又はアゾ顔料の金属化合物、スルホン酸基又はカルボキシ基を有する重合体、四級アンモニウム塩、四級アンモニウム塩を有する重合体、グアニジン化合物、ニグロシン化合物及びイミダゾール化合物からなる群より選択される化合物を有するものであることが好ましい。また、該化合物が、モノアゾ金属化合物、スルホン酸基又はカルボキシ基を有する重合体からなる群より選択される化合物であることがより好ましい。 The external additive A has a metal compound of an aromatic carboxylic acid, a metal compound of an azo dye or an azo pigment, a polymer having a sulfonic acid group or a carboxy group, a quaternary ammonium salt, and a polymer having a quaternary ammonium salt on the surface. It is preferable that the compound has a compound selected from the group consisting of a guanidine compound, a niglosin compound and an imidazole compound. Further, it is more preferable that the compound is a compound selected from the group consisting of a monoazo metal compound, a polymer having a sulfonic acid group or a carboxy group.
スルホン酸基を有する重合体としては、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(AMPS)、ビニルスルホン酸、メタクリルスルホン酸、マレイミド誘導体、又はスチレン誘導体等に由来する樹脂や、下記式(5)のマレイン酸アミド誘導体が例示でき、特に2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸由来の部分構造を有する樹脂が好ましい。荷電制御樹脂中の2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸由来の部分構造の含有量は、0.3質量%以上20.0質量%以下が好ましい。 Examples of the polymer having a sulfonic acid group include resins derived from styrene sulfonic acid, 2-acrylamide-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS), vinyl sulfonic acid, methacryl sulfonic acid, maleimide derivatives, styrene derivatives and the like, and the following. The maleic acid amide derivative of the formula (5) can be exemplified, and a resin having a partial structure derived from 2-acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid is particularly preferable. The content of the partial structure derived from 2-acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid in the charge control resin is preferably 0.3% by mass or more and 20.0% by mass or less.
カルボキシ基を有する重合体及びサリチル酸基を有する重合体としては、3−ビニルサリチル酸、4−ビニルサリチル酸、5−ビニルサリチル酸、6−ビニルサリチル酸、3−ビニル−5−イソプロピルサリチル酸、3−ビニル−5−t−ブチルサリチル酸、4−ビニル−6−t−ブチルサリチル酸、下記式(4)で示される1価の基aを有する重合体Aが例示でき、特に下記式(4)で示される1価の基aを有する重合体Aが好ましい。 Examples of the polymer having a carboxy group and the polymer having a salicylic acid group include 3-vinylsalicylic acid, 4-vinylsalicylic acid, 5-vinylsalicylic acid, 6-vinylsalicylic acid, 3-vinyl-5-isopropylsalicylic acid, and 3-vinyl-5. Examples of -t-butylsalicylic acid, 4-vinyl-6-t-butylsalicylic acid, and polymer A having a monovalent group a represented by the following formula (4) can be exemplified, and in particular, the monovalent represented by the following formula (4). Polymer A having the group a of is preferable.
R1及びR2におけるアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基などが挙げられ、アルコキシ基の例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等が挙げられる。 Examples of the alkyl group in R 1 and R 2 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, an s-butyl group, a t-butyl group and the like, and examples of the alkoxy group include. Examples include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group and the like.
重合体Aの主鎖構造としては、特に制限はない。 The main chain structure of the polymer A is not particularly limited.
例えば、ビニル系重合体、ポリエステル系重合体、ポリアミド系重合体、ポリウレタン系重合体、ポリエーテル系重合体などが挙げられる。また、これらが2種以上組み合わさったハイブリッド型の重合体も挙げられる。ここに挙げた中でも、トナー母粒子との密着性を考慮すると、ビニル系重合体であることが好ましい。重合体Aにおける、一価の基の含有量は、0.3質量%以上30質量%以下が好ましい。 Examples thereof include vinyl-based polymers, polyester-based polymers, polyamide-based polymers, polyurethane-based polymers, and polyether-based polymers. In addition, a hybrid type polymer in which two or more of these are combined can also be mentioned. Among those listed here, a vinyl-based polymer is preferable in consideration of the adhesion to the toner matrix particles. The content of the monovalent group in the polymer A is preferably 0.3% by mass or more and 30% by mass or less.
重合体Aは、例えば、式(4)で示される基の置換位置にビニル基などの重合性官能基を有する化合物をモノマーとして用いることで合成することができる。その場合、一価の基aを有する重合体Aは以下の式(4−2)で表される。 The polymer A can be synthesized, for example, by using a compound having a polymerizable functional group such as a vinyl group at the substitution position of the group represented by the formula (4) as a monomer. In that case, the polymer A having a monovalent group a is represented by the following formula (4-2).
更に、本発明に用いられる荷電制御樹脂は、酸価が15mgKOH/mg以上35mgKOH/mg以下であることが好ましい。先述した通り、本発明における摩擦低減効果は、極性を有する置換基によって発現していると考えている。よって酸価の値を15mgKOH/mg以上にすることで、良好な摩擦低減効果を発揮出来る。また、酸価の値を35mgKOH/mg以下にすることで、荷電制御剤に対して空気中の水分が吸着し難く安定した帯電性を得られる為、かぶりの発生を抑制でき好ましい。酸価は、用いるモノマーの種類によって制御することが出来る。 Further, the charge control resin used in the present invention preferably has an acid value of 15 mgKOH / mg or more and 35 mgKOH / mg or less. As described above, it is considered that the friction reducing effect in the present invention is expressed by a polar substituent. Therefore, by setting the acid value to 15 mgKOH / mg or more, a good friction reducing effect can be exhibited. Further, by setting the acid value value to 35 mgKOH / mg or less, it is preferable that moisture in the air is less likely to be adsorbed on the charge control agent and stable chargeability can be obtained, so that the occurrence of fog can be suppressed. The acid value can be controlled by the type of monomer used.
また、異なる環境下(低温低湿、高温高湿)においても感光体ドラム上のフィルミングを抑制する為には、外添剤Aに対してシランまたはシラザン化合物による処理を行う必要がある。加えて、外添剤Aに対して荷電制御剤、及びシランまたはシラザン化合物を表面処理する順番が重要となる。即ち、本発明のトナーには、無機微粒子の表面をシランまたはシラザン化合物により処理を行った後に荷電制御剤による処理を行うことによって得られた外添剤Aを添加することが必要である。 Further, in order to suppress the filming on the photoconductor drum even in different environments (low temperature and low humidity, high temperature and high humidity), it is necessary to treat the external additive A with a silane or a silazane compound. In addition, the order in which the charge control agent and the silane or silazane compound are surface-treated with respect to the external additive A is important. That is, it is necessary to add the external additive A obtained by treating the surface of the inorganic fine particles with a silane or a silazane compound and then treating with a charge control agent to the toner of the present invention.
先述したように、高温高湿環境下において発生する感光体ドラム上のフィルミングは、無機微粒子表面に存在する水酸基に対して空気中の水分が吸着することで、感光体ドラム−外添剤間の付着力(液架橋力)が上昇したことが原因であると考えている。よって無機微粒子の表面に存在する水酸基を減少させる必要があり、シランまたはシラザン化合物による疎水化処理を行う必要がある。これにより、感光体ドラムに対する外添剤の付着力を抑制することが出来、高温高湿環境下におけるドラム上フィルミングは抑制できる。 As described above, the filming on the photoconductor drum that occurs in a high temperature and high humidity environment is performed between the photoconductor drum and the external additive by adsorbing moisture in the air to the hydroxyl groups existing on the surface of the inorganic fine particles. It is believed that this is due to the increase in the adhesive force (liquid cross-linking force) of the. Therefore, it is necessary to reduce the hydroxyl groups existing on the surface of the inorganic fine particles, and it is necessary to carry out a hydrophobizing treatment with a silane or a silazane compound. As a result, the adhesive force of the external additive to the photoconductor drum can be suppressed, and the filming on the drum in a high temperature and high humidity environment can be suppressed.
また、本発明者らが表面処理の順番に着目して、鋭意検討を行った結果、特定の順番で外添剤の表面処理を行わなければ、外添剤の滑り性が失われてしまうことが判明した。即ち、外添剤の滑り性と疎水性を両立する為には、無機微粒子の表面をシランまたはシラザン化合物により処理を行った後に荷電制御剤による処理を行うことによって得られた外添剤Aを添加することが必要である。 In addition, as a result of diligent studies by the present inventors focusing on the order of surface treatments, the slipperiness of the external additives is lost unless the surface treatments of the external additives are performed in a specific order. There was found. That is, in order to achieve both slipperiness and hydrophobicity of the external additive, the external additive A obtained by treating the surface of the inorganic fine particles with a silane or a silazane compound and then treating with a charge control agent is used. It is necessary to add.
また、この順序で処理が行われた外添剤Aの表面組成を特定する試みを行ったが、それぞれの量が微量であること、粒子サイズが小さいことなどの理由によって、その積層構成を特定することは困難であった。そのため、本発明においては、処理の順序を規定することによって、発明を特定している。 In addition, an attempt was made to specify the surface composition of the external additive A treated in this order, but the laminated structure was specified because the amount of each was very small and the particle size was small. It was difficult to do. Therefore, in the present invention, the invention is specified by defining the order of processing.
上記の順序で処理を行った場合に特に効果が得られる理由は定かではないが、以下のように考察している。 The reason why the effect is particularly obtained when the processing is performed in the above order is not clear, but it is considered as follows.
先述したように、外添剤が良好な滑り性を発現する為には、荷電制御剤の極性を有する置換基が外添剤の最表面に配置され、感光体ドラム表面と接触する関係でなければならない。一方、外添剤表面にカップリング反応したシランまたはシラザン化合物は、立体的に大きな構造を有している。そのため、荷電制御剤による処理を行った後にシランまたはシラザン化合物により処理を行った場合、シランまたはシラザン化合物の有する大きな立体構造が荷電制御剤の極性を有する置換基を覆ってしまう。このような理由から、極性を有する置換基が外添剤の最表面に配置されていない為に、滑り性が失われたのではないかと考えている。 As described above, in order for the external additive to exhibit good slipperiness, the substituent having the polarity of the charge control agent must be arranged on the outermost surface of the external additive and in contact with the surface of the photoconductor drum. Must be. On the other hand, the silane or silazane compound that has been coupled to the surface of the external additive has a sterically large structure. Therefore, when the treatment with the silane or the silazane compound is performed after the treatment with the charge control agent, the large three-dimensional structure of the silane or the silazane compound covers the polar substituent of the charge control agent. For this reason, it is considered that the slipperiness may be lost because the polar substituent is not arranged on the outermost surface of the external additive.
また、荷電制御剤による処理とシランまたはシラザン化合物による処理を同時に行った場合においても、外添剤の滑り性は発現されないことが分かった。これは、シランまたはシラザン化合物による処理が化学的結合であるため反応時間を伴うのに対し、荷電制御剤による処理は化学結合ではないため、反応時間を伴わないことによると考えている。つまり、2つの処理剤を同時に処理しても、先に処理が終了するのは荷電制御剤であり、その後、シランまたはシラザン化合物による処理が進行していく。結果として、荷電制御剤の極性を有する置換基が外添剤の最表面に配置されていない為に、滑り性が失われたのではないかと考えている。 It was also found that the slipperiness of the external additive was not exhibited even when the treatment with the charge control agent and the treatment with the silane or silazane compound were performed at the same time. It is considered that this is because the treatment with the silane or silazane compound involves a reaction time because it is a chemical bond, whereas the treatment with a charge control agent does not involve a reaction time because it is not a chemical bond. That is, even if the two treatment agents are treated at the same time, it is the charge control agent that finishes the treatment first, and then the treatment with the silane or silazane compound proceeds. As a result, it is suspected that the slipperiness may have been lost because the polar substituent of the charge control agent was not arranged on the outermost surface of the external additive.
本発明の外添剤の処理に用いられるシランまたはシラザン化合物としては特段の制限なく公知のシランまたはシラザン化合物を用いることができる。 As the silane or silazane compound used in the treatment of the external preparation of the present invention, known silane or silazane compounds can be used without particular limitation.
具体的には、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、イソブチルトリメトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、へキシルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン等が挙げられる。中でも、荷電制御剤の固定化率を高められるという点で、ケイ素原子に結合するアルキル基の炭素数は1〜2のものを用いることが好ましい。更に、処理の均一性およびカップリング結合の確実性の観点から、ヘキサメチルジシラザンを用いることがより好ましい。 Specifically, hexamethyldisilazane, lymethylsilane, trimethylchlorosilane, trimethylethoxysilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, allyldimethylchlorsilane, allylphenyldichlorosilane, benzyldimethylchlorosilane, brommethyldimethylchlor. Silane, α-chloroethyl trichlorosilane, β-chloroethyl trichlorosilane, chloromethyldimethylchlorosilane, triorganosilyl mercaptan, trimethylsilyl mercaptan, triorganosilyl acrylate, vinyl dimethylacetoxysilane, dimethylethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diphenyldi Examples thereof include ethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, octyltriethoxysilane, and decyltrimethoxysilane. Above all, it is preferable to use an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms bonded to the silicon atom in that the immobilization rate of the charge control agent can be increased. Further, from the viewpoint of treatment uniformity and certainty of coupling bond, it is more preferable to use hexamethyldisilazane.
本発明の外添剤を得るのに必要なアルコキシシランまたはシラザンの少なくとも一方による処理は、外添剤を撹拌によりクラウド状としたものに気化したアルコキシシランまたはシラザンを反応させる乾式処理を利用することができる。また、外添剤を溶媒中に分散させ、アルコキシシランまたはシラザンを滴下反応させる湿式法の如き一般に知られた処理方法も利用することができる。 The treatment with at least one of alkoxysilane or silazane required to obtain the external preparation of the present invention utilizes a dry treatment in which the vaporized alkoxysilane or silazane is reacted with the external additive in the form of a cloud by stirring. Can be done. Further, a generally known treatment method such as a wet method in which the external additive is dispersed in a solvent and alkoxysilane or silazane is dropped and reacted can also be used.
上記条件を満たす外添剤を用いて、更に詳細な検討を行った結果、ドラム上のフィルミングを抑制するためには、外添剤の表面処理を工夫するのみでは不十分であることが分かった。その理由は定かではないが、以下のように考察している。 As a result of further detailed examination using an external additive that satisfies the above conditions, it was found that it is not enough to devise the surface treatment of the external additive in order to suppress the filming on the drum. It was. The reason is not clear, but it is considered as follows.
先述したように、低摩擦特性を示す外添剤を用いることの効果は、ブロック層がブレードニップ部下流側に引き込まれる現象を抑制することにある。これにより、安定してブロック層は維持される一方、外添剤同士の滑り性も向上する為、外添剤同士の引っかかりが低下し、外添剤は感光体ドラム上を高速で回転してしまう。外添剤に表面処理された荷電制御剤は、外添剤表面と化学的に結合していないため、外添剤が回転しながら感光体ドラムに接触し続けることで徐々に感光体ドラム表面に移行し消費されていく。その結果、最終的にブロック層の滑り性が低下することでフィルミングが発生していると考えた。 As described above, the effect of using the external additive exhibiting low friction characteristics is to suppress the phenomenon that the block layer is drawn to the downstream side of the blade nip portion. As a result, while the block layer is stably maintained, the slipperiness between the external additives is also improved, so that the external agents are less likely to get caught, and the external agent rotates at high speed on the photoconductor drum. It ends up. Since the charge control agent surface-treated on the external additive is not chemically bonded to the surface of the external additive, the external additive keeps in contact with the photoconductor drum while rotating, so that the charge control agent gradually comes into contact with the photoconductor drum surface. It will be migrated and consumed. As a result, it was considered that filming was finally caused by the decrease in slipperiness of the block layer.
そこで本発明者らは外添剤の形状に着目して検討を行ったところ、外添剤の稠密度を制御することが必要であるということが分かった。即ち、本発明に用いる外添剤Aは、下記式(1)で示される稠密度の平均値が0.40以上0.80以下の形状有することが必要である。また、稠密度の平均値は、0.50以上0.80以下が好ましく、0.60以上0.75以下がより好ましい。
稠密度=外添剤の面積/包絡線により囲まれた外添剤の面積 式(1)
Therefore, the present inventors focused on the shape of the external additive and found that it was necessary to control the density of the external additive. That is, the external additive A used in the present invention needs to have a shape in which the average value of the density represented by the following formula (1) is 0.40 or more and 0.80 or less. The average value of the density is preferably 0.50 or more and 0.80 or less, and more preferably 0.60 or more and 0.75 or less.
Dense density = Area of external additive / Area of external additive surrounded by envelopes Equation (1)
稠密度とは上記式(1)で示される指標であり、外添剤の面積を外添剤の凸面積で除した値である。凸面積とは、対象の外添剤の輪郭を基に作成される包絡線で囲われた部分の面積である。稠密度は0より大きく1以下の値をとる量であり、値が小さいほど凹部が多い入り組んだ形状となる。つまり、用いる外添剤の稠密度の値が小さくなれば凹部が多い形状となり、外添剤同士が引っ掛かり易く転がりにくいため感光体ドラム−ブレード間に挟まっても回転せずにニップ部に留まり易く、安定したブロック層を形成し易いと考えている。 The density is an index represented by the above formula (1), and is a value obtained by dividing the area of the external additive by the convex area of the external additive. The convex area is the area of the portion surrounded by the envelope created based on the contour of the target external additive. The density is an amount that is greater than 0 and takes a value of 1 or less, and the smaller the value, the more intricate the shape is. In other words, if the density value of the external additive used becomes small, the shape has many recesses, and the external additives are easily caught by each other and are difficult to roll. Therefore, even if they are sandwiched between the photoconductor drum and the blade, they do not rotate and easily stay in the nip. , I think that it is easy to form a stable block layer.
また、ブロック層は通常、ブレードニップ部から受ける圧力により、感光体ドラム表面に強く押し付けられており、外添剤に表面処理された荷電制御剤が感光体ドラム表面に移行する速度を促進していると考えている。しかし、上記範囲を満たした外添剤で形成されるブロック層は、外添剤の凹部がもたらす空洞により、ブレードニップ部で受ける圧力を低減でき、摩擦が低減されることで荷電制御剤の消費を抑制する効果もあると考えている。加えて、外添剤の凹部が感光体ドラム表面に移行し消費されていく荷電制御剤をトラップし、ため込むことによって、より長期間良好な滑り性を維持できると考えている。 Further, the block layer is usually strongly pressed against the surface of the photoconductor drum by the pressure received from the blade nip portion, and accelerates the speed at which the charge control agent surface-treated by the external additive migrates to the surface of the photoconductor drum. I think there is. However, in the block layer formed of the external additive that satisfies the above range, the pressure received at the blade nip portion can be reduced due to the cavity provided by the concave portion of the external additive, and the friction is reduced, so that the charge control agent is consumed. I think that it also has the effect of suppressing. In addition, it is considered that good slipperiness can be maintained for a longer period of time by trapping and accumulating the charge control agent in which the recesses of the external additive migrate to the surface of the photoconductor drum and are consumed.
外添剤の稠密度の平均値が0.40より小さい場合、凹部が存在しすぎるため外添剤同士の絡まりが強く、結果として外添剤凝集体の発生が感光体ドラム上のフィルミングを促進してしまう。また外添剤の稠密度の平均値が0.80より大きい場合、凹部が少なくなるため外添剤が転がり易く、ドラム上のフィルミングが発生してしまう。 If the average density of the external additives is less than 0.40, there are too many recesses and the external additives are strongly entangled with each other, resulting in the generation of external additive aggregates causing filming on the photoconductor drum. It will promote. Further, when the average value of the density of the external additive is larger than 0.80, the number of recesses is reduced, so that the external additive easily rolls and filming on the drum occurs.
ちなみに、従来から外添剤形状の指標として用いられているアスペクト比では上記効果を説明するには不十分であった。何故なら、アスペクト比は単純に形状の細長さを示す指標であり、細長い形状だと外添剤同士が引っ掛かり易いということにはつながらないためである。 Incidentally, the aspect ratio conventionally used as an index of the shape of the external additive was insufficient to explain the above effect. This is because the aspect ratio is simply an index showing the length of the shape, and the elongated shape does not mean that the external additives are easily caught by each other.
本発明に用いられる無機微粒子の比表面積は30m2/g以上140m2/g以下である。また好ましくは40m2/g以上90m2/g以下である。 The specific surface area of the inorganic fine particles used in the present invention is 30 m 2 / g or more and 140 m 2 / g or less. Further, it is preferably 40 m 2 / g or more and 90 m 2 / g or less.
無機微粒子の比表面積が30m2/gよりも小さいと、外添剤同士の接触面積が少なくなるため、安定してブロック層を形成することが出来ず、感光体ドラム上のフィルミングが悪化する。また、無機微粒子の比表面積が140m2/gよりも大きいと、荷電制御剤を均一に処理することが難しく、良好な滑り性が得られないため感光体ドラム上のフィルミングが悪化する。 If the specific surface area of the inorganic fine particles is smaller than 30 m 2 / g, the contact area between the external additives becomes small, so that the block layer cannot be stably formed, and the filming on the photoconductor drum deteriorates. .. Further, when the specific surface area of the inorganic fine particles is larger than 140 m 2 / g, it is difficult to uniformly treat the charge control agent, and good slipperiness cannot be obtained, so that the filming on the photoconductor drum is deteriorated.
本発明に用いられる外添剤Aとしては、安定した流動性、帯電性を得ることができ、かぶりを抑制できることから、シリカを用いることが好ましい。尚、沈降法、ゾルゲル法等の湿式シリカ、爆燃法、ヒュームド法等の乾式シリカがあるが、本発明の特徴の一つである凹部が多い形状制御のしやすさから、乾式シリカであることがより好ましい。 As the external additive A used in the present invention, silica is preferably used because stable fluidity and chargeability can be obtained and fog can be suppressed. There are wet silica such as sedimentation method and sol-gel method, and dry silica such as explosive combustion method and fumed method. However, since it is easy to control the shape with many recesses, which is one of the features of the present invention, it should be dry silica. Is more preferable.
乾式シリカは、ケイ素ハロゲン化合物等を原料としている。 Dry silica is made from a silicon halogen compound or the like.
ケイ素ハロゲン化合物としては、四塩化ケイ素が用いられるが、メチルトリクロロシラン、トリクロロシランなどのシラン類単独、又は四塩化ケイ素とシラン類との混合状態でも原料として使用可能である。 Silicon tetrachloride is used as the silicon halogen compound, but silanes such as methyltrichlorosilane and trichlorosilane can be used alone, or silicon tetrachloride and silanes can be mixed as a raw material.
原料は気化した後、酸水素炎中で中間体として生じる水と反応する、いわゆる、火炎加水分解反応によって目的のシリカを得る。 After vaporizing the raw material, it reacts with water generated as an intermediate in an oxyhydrogen flame, that is, a so-called flame hydrolysis reaction to obtain the desired silica.
以下に、本発明に用いられる乾式非球状シリカの製造方法を説明する。 The method for producing the dry non-spherical silica used in the present invention will be described below.
酸素ガスをバーナーに供給し、着火用バーナーに点火した後、水素ガスをバーナーに供給して火炎を形成し、これに原料である四塩化ケイ素を投入しガス化させた。次に、火炎加水分解反応を行わせ、生成したシリカ粉末を回収した。 After supplying oxygen gas to the burner and igniting the ignition burner, hydrogen gas was supplied to the burner to form a flame, and silicon tetrachloride, which is a raw material, was added to the burner to gasify it. Next, a flame hydrolysis reaction was carried out, and the produced silica powder was recovered.
平均粒径および形状は、四塩化ケイ素流量、酸素ガス供給流量、水素ガス供給流量、シリカの火炎中滞留時間を適宜変えることによって、凹部が多い外添剤の形状を任意に調整可能である。凹部が多い形状を制御する手段として、得られたシリカ粉末を電気炉に移し、薄層状に敷きつめた後、加熱処理を施し焼結させても良い。焼結させることで、外添剤の合一強度が高まり、クリーニング部でのドラム傷を抑制する効果がより向上し易く好ましい。 The shape and shape of the external additive having many recesses can be arbitrarily adjusted by appropriately changing the silicon tetrachloride flow rate, the oxygen gas supply flow rate, the hydrogen gas supply flow rate, and the residence time of silica in the flame. As a means for controlling the shape having many recesses, the obtained silica powder may be transferred to an electric furnace, spread in a thin layer, and then heat-treated and sintered. By sintering, the coalescence strength of the external additive is increased, and the effect of suppressing drum scratches in the cleaning portion is more likely to be improved, which is preferable.
これら外添剤Aの添加量としては、所望の特性が得られれば特に限定させることはない。 The amount of the external additive A added is not particularly limited as long as the desired characteristics can be obtained.
荷電制御剤を外添剤表面に処理する方法としては、例えば、荷電制御剤を水または有機溶媒に溶解し、外添剤に対して溶解液を滴下または噴霧により添加して混合後、加熱処理によって水または有機溶媒を除去することで表面処理を行えば良い。これにより、荷電制御剤が表面に処理された外添剤Aを得ることが出来る。 As a method for treating the surface of the external additive, for example, the charge control agent is dissolved in water or an organic solvent, and the solution is added dropwise or sprayed to the external additive, mixed, and then heat-treated. The surface treatment may be performed by removing water or an organic solvent. Thereby, the external additive A having the charge control agent treated on the surface can be obtained.
外添剤Aの解砕方法としては、例えばアトマイザー(東京アトマイザー製造株式会社製)等の解砕機を用いることが出来る。解砕機の回転数、及び解砕機への供給量を任意に調整することで、外添剤Aの稠密度を制御することが可能となる。 As a method for crushing the external additive A, for example, a crusher such as an atomizer (manufactured by Tokyo Atomizer Manufacturing Co., Ltd.) can be used. By arbitrarily adjusting the rotation speed of the crusher and the supply amount to the crusher, it is possible to control the density of the external additive A.
また、溶媒に難溶性の荷電制御剤、及び荷電制御剤単一での表面処理が出来ないものについては、溶媒に可溶な樹脂を用いて溶解液を作製し、溶解液に荷電制御剤を混合させた後、外添剤に処理してやれば良い。 For charge control agents that are sparingly soluble in solvents and those that cannot be surface-treated with a single charge control agent, prepare a solution using a resin that is soluble in the solvent, and add the charge control agent to the solution. After mixing, it may be treated with an external additive.
また本発明に用いられる外添剤Aは、無機微粒子の比表面積をX(m2/g)とし、前記無機微粒子100質量部に対する前記荷電制御剤による処理量をY(質量部)としたとき、前記AおよびBが以下の式(2)および(3)を満たすことが好ましい。
1≦Y≦30 (2)
Y/X≦0.22 (3)
Further, in the external additive A used in the present invention, when the specific surface area of the inorganic fine particles is X (m 2 / g) and the amount treated by the charge control agent with respect to 100 parts by mass of the inorganic fine particles is Y (parts by mass). , A and B preferably satisfy the following formulas (2) and (3).
1 ≦ Y ≦ 30 (2)
Y / X ≤ 0.22 (3)
荷電制御剤による処理量Yを1以上とすることで、無機微粒子表面を容易に処理することができ、良好な滑り性を得ることが出来る。また、荷電制御剤による処理量Yを30以下とすることで、凝集体が発生し難く、画像スジの発生を抑制することが出来る。加えて、外添剤Aが、Y/X≦0.22の範囲を満たすことで、凝集体が発生し難く、画像スジの発生を抑制することが出来る。 By setting the amount of treatment Y by the charge control agent to 1 or more, the surface of the inorganic fine particles can be easily treated, and good slipperiness can be obtained. Further, by setting the processing amount Y by the charge control agent to 30 or less, aggregates are less likely to be generated, and the generation of image streaks can be suppressed. In addition, when the external additive A satisfies the range of Y / X ≦ 0.22, aggregates are less likely to be generated, and the generation of image streaks can be suppressed.
この様な外添剤Aがブロック層を形成するためには、外添剤がトナー表面から感光体ドラム表面に移行し、感光体ドラム−ブレードニップ間に供給される必要がある。その状態を計測する方法として、本発明者らが鋭意検討を行った結果、ポリカーボネート薄膜表面にトナーを堆積させ、トナーを吸引除去し、ポリカーボネート薄膜表面を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察する手法で測定できることがわかった。 In order for such an external additive A to form a block layer, the external additive needs to move from the toner surface to the surface of the photoconductor drum and be supplied between the photoconductor drum and the blade nip. As a method of measuring the state, as a result of diligent studies by the present inventors, toner is deposited on the surface of the polycarbonate thin film, the toner is sucked and removed, and the surface of the polycarbonate thin film is observed with a scanning electron microscope (SEM). It turned out that it can be measured by the method.
即ち、本発明のトナーは、ポリカーボネート薄膜付着測定法において、ポリカーボネート薄膜に付着する前記外添剤Aの付着量が、ポリカーボネート薄膜の面積を100.0面積%としたときに0.1面積%以上5.0面積%以下であることが好ましい。 That is, in the method for measuring the adhesion of the polycarbonate thin film, the toner of the present invention has an amount of the external additive A adhering to the polycarbonate thin film of 0.1 area% or more when the area of the polycarbonate thin film is 100.0 area%. It is preferably 5.0 area% or less.
外添剤Aの付着量を0.1面積%以上にすることで、ブレードニップ部に対して外添剤Aが安定して供給されるため、容易にブロック層を形成することが出来る。また外添剤Aの付着量を5.0面積%以下にすることで、外添剤Aの過剰供給による帯電ローラーの部材汚染を防止し、画像スジ発生を抑制できる。外添剤Aの付着量は、外添強度、及び添加量を変更することで制御することが出来る。 By setting the adhesion amount of the external additive A to 0.1 area% or more, the external additive A is stably supplied to the blade nip portion, so that the block layer can be easily formed. Further, by setting the adhering amount of the external additive A to 5.0 area% or less, it is possible to prevent the members of the charging roller from being contaminated due to the excessive supply of the external additive A and to suppress the occurrence of image streaks. The adhesion amount of the external additive A can be controlled by changing the external addition strength and the addition amount.
本発明のトナー粒子の製造方法は、特に限定されない。帯電特性が良好な、高い円形度のトナーを製造する方法としては、懸濁重合法・界面重合法・分散重合法の如き、親水性媒体中で直接トナーを製造する方法(以下、重合法とも称する)や、粉砕トナーを熱球形化する方法等が挙げられる。 The method for producing the toner particles of the present invention is not particularly limited. As a method for producing a toner having a high circularity having good charging characteristics, a method for directly producing the toner in a hydrophilic medium such as a suspension polymerization method, an interfacial polymerization method, and a dispersion polymerization method (hereinafter, also referred to as a polymerization method). ), A method of forming the pulverized toner into a thermosphere, and the like.
その中でも、個々の粒子がほぼ球形に揃っていて、帯電量の分布も比較的均一となるため高い転写性を有している、懸濁重合法で製造するトナーが好ましい。 Among them, a toner produced by a suspension polymerization method is preferable because the individual particles are substantially spherical and the distribution of the amount of charge is relatively uniform, so that the toner has high transferability.
懸濁重合法は、重合性単量体、着色剤、ワックス等を有する重合性単量体組成物を水系媒体中に分散して、重合性単量体組成物の液滴を製造する造粒工程、液滴中の重合性単量体を重合する重合工程を経ることによりトナー粒子を製造する製法である。 In the suspension polymerization method, a polymerizable monomer composition having a polymerizable monomer, a colorant, a wax, etc. is dispersed in an aqueous medium to produce droplets of the polymerizable monomer composition. It is a manufacturing method for producing toner particles through a step and a polymerization step of polymerizing a polymerizable monomer in a droplet.
本発明のトナーは、コア部とシェル部を少なくとも有するトナー粒子を有するトナーであることが好ましい。このような構造をとることによりコア部のトナー粒子表面への滲出による帯電不良やブロッキングを防ぐことができる。また、さらにシェル部の表面上にはシェル部とは樹脂組成の違う表層部が存在するものがより好ましい。この表層部が存在することにより環境安定性、耐久性、耐ブロッキング性をより向上させることができる。 The toner of the present invention is preferably a toner having toner particles having at least a core portion and a shell portion. By adopting such a structure, it is possible to prevent poor charging and blocking due to exudation of the core portion to the surface of the toner particles. Further, it is more preferable that a surface layer portion having a resin composition different from that of the shell portion is present on the surface of the shell portion. The presence of this surface layer can further improve environmental stability, durability, and blocking resistance.
本発明のトナー粒子を生成するために使用することが出来る重合性単量体として好ましいものに、ビニル系重合性単量体を挙げることができる。例えばスチレン;α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレンの如きスチレン誘導体;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、2−エチルヘキシルアクリレートの如き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の如き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類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル、蟻酸ビニルの如きビニルエステルが挙げられる。 A vinyl-based polymerizable monomer can be mentioned as a preferable polymerizable monomer that can be used to generate the toner particles of the present invention. For example, styrene; styrene derivatives such as α-methylstyrene, β-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene; methylacrylate, ethylacrylate, n-propylacrylate, Acrylic polymerizable monomers such as iso-propyl acrylate, n-butyl acrylate, iso-butyl acrylate, tert-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate; methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, iso-propyl methacrylate, Methacrylate-based polymerizable monomers such as n-butyl methacrylate, iso-butyl methacrylate, and tert-butyl methacrylate; methylene aliphatic monocarboxylic acid esters; vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl benzoate, vinyl butyrate, vinyl benzoate , Vinyl esters such as vinyl acetate.
シェル部は、ポリエステル、スチレン−アクリル共重合体、或いはスチレン−メタクリル共重合体などの樹脂により形成されることが好ましい。 The shell portion is preferably formed of a resin such as polyester, styrene-acrylic copolymer, or styrene-methacrylic copolymer.
本発明のトナーはワックスを含有することが好ましい。本発明に係わるトナーに使用可能なワックス成分としては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタムの如き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、ポリプロピレン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などで、誘導体には酸化物や、ビニル系モノマーとのブロック共重合物、グラフト変性物を含む。さらには、高級脂肪族アルコール、ステアリン酸、パルミチン酸等の脂肪酸、あるいはその化合物、酸アミドワックス、エステルワックスも使用できる。 The toner of the present invention preferably contains wax. Wax components that can be used in the toner according to the present invention include paraffin wax, microcrystalline wax, petroleum-based wax such as petrolatum and its derivatives, Montan wax and its derivatives, hydrocarbon wax and its derivatives by the Fisher Tropsch method, polyethylene, and the like. Polyethylene waxes and derivatives thereof such as polypropylene, natural waxes such as carnauba wax and candelilla wax and derivatives thereof, and the derivatives include oxides, block copolymers with vinyl-based monomers, and graft-modified products. Furthermore, fatty acids such as higher fatty alcohols, stearic acid and palmitic acid, or compounds thereof, acid amide waxes and ester waxes can also be used.
本発明に用いられる着色剤としては、以下の有機顔料、有機染料、及び、無機顔料が挙げられる。 Examples of the colorant used in the present invention include the following organic pigments, organic dyes, and inorganic pigments.
黒色着色剤としては、カーボンブラック、磁性体、以下に示すイエロー/マゼンタ/シアン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 black colorant using the following yellow / magenta / cyan colorants are used.
イエロー着色剤としては、縮合アゾ化合物,イソインドリノン化合物,アンスラキノン化合物、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挙げられる。具体的には、以下の、C.I.ピグメントイエロー12、13、14、15、17、62、73、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、128、129、138、147、150、151、154、155、168、180、185、214が挙げられる。 Examples of the yellow colorant include compounds typified by condensed azo compounds, isoindolinone compounds, anthraquinone compounds, azo metal complexes, methine compounds, and allylamide compounds. Specifically, the following C.I. I. Pigment Yellow 12, 13, 14, 15, 17, 62, 73, 74, 83, 93, 94, 95, 97, 109, 110, 111, 120, 128, 129, 138, 147, 150, 151, 154, 155, 168, 180, 185, 214 can be mentioned.
マゼンタ着色剤としては、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、ペリレン化合物が挙げられる。具体的には、以下の、C.I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、23、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、146、166、169、177、184、185、202、206、220、221、238、254、269、C.I.ピグメントバイオレット19が挙げられる。 Examples of the magenta colorant include condensed azo compounds, diketopyrrolopyrrole compounds, anthraquinones, quinacridone compounds, basic dye lake compounds, naphthol compounds, benzimidazolone compounds, thioindigo compounds and perylene compounds. Specifically, the following C.I. I. Pigment Red 2, 3, 5, 6, 7, 23, 48: 2, 48: 3, 48: 4, 57: 1, 81: 1, 122, 146, 166, 169, 177, 184, 185, 202, 206, 220, 221 238, 254, 269, C.I. I. Pigment Violet 19 can be mentioned.
シアン着色剤としては、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挙げられる。具体的には、C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、66が挙げられる。 Examples of the cyan colorant include a copper phthalocyanine compound and its derivative, an anthraquinone compound, and a basic dye lake compound. Specifically, C.I. I. Pigment Blue 1, 7, 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 60, 62, 66.
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。着色剤は、色相角、彩度、明度、耐光性、OHP透明性、トナー中への分散性の点から選択される。着色剤の添加量は、重合性単量体又は結着樹脂100質量部に対し1質量部以上20質量部以下であることが好ましい。 These colorants can be used alone or in the form of a solid solution. The colorant is selected in terms of hue angle, saturation, lightness, light resistance, OHP transparency, and dispersibility in toner. The amount of the colorant added is preferably 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer or the binder resin.
さらに本発明のトナーは、着色剤として磁性体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、磁性体は着色剤の役割をかねることもできる。磁性体としては、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、銅、マグネシウム、スズ、亜鉛、ベリリウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムの如き金属の合金及びその混合物が挙げられる。上記磁性体は、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製する場合には、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。これらの磁性体は個数平均粒径が2.0μm以下が好ましく、0.1μm以上0.5μm以下のものがさらに好ましい。トナー粒子中に含有させる量としては、重合性単量体又は結着樹脂100質量部に対し20質量部以上200質量部以下、特に好ましくは結着樹脂100質量部に対し40質量部以上150質量部以下が良い。 Further, the toner of the present invention can be made into a magnetic toner by containing a magnetic substance as a colorant. In this case, the magnetic material can also serve as a colorant. Magnetic materials include metals such as iron oxide such as magnetite, hematite and ferrite, iron, cobalt and nickel, or aluminum, copper, magnesium, tin, zinc, beryllium, calcium, manganese, selenium, titanium, tungsten, etc. Examples include alloys of metals such as vanadium and mixtures thereof. The magnetic material is preferably a surface-modified magnetic material. When the magnetic toner is prepared by a polymerization method, it is preferable that the magnetic toner is hydrophobized with a surface modifier which is a substance that does not inhibit polymerization. Examples of such a surface modifier include a silane coupling agent and a titanium coupling agent. The number average particle diameter of these magnetic materials is preferably 2.0 μm or less, and more preferably 0.1 μm or more and 0.5 μm or less. The amount contained in the toner particles is 20 parts by mass or more and 200 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer or the binder resin, and particularly preferably 40 parts by mass or more and 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin. The part or less is good.
トナーの平均円形度としては、0.960以上であることが好ましい。0.960以上だと、細線再現性が良化する。好ましくはトナーの平均円形度が0.970以上だと細線再現性がより良好となる。 The average circularity of the toner is preferably 0.960 or more. If it is 0.960 or more, the fine line reproducibility is improved. Preferably, when the average circularity of the toner is 0.970 or more, the fine line reproducibility becomes better.
また粉砕法でトナー粒子を製造するための製造方法としては、以下の例が挙げられる。 Further, as a production method for producing toner particles by the pulverization method, the following examples can be mentioned.
原料混合工程では、トナー粒子を構成する材料として、結着樹脂、着色剤、その他の添加剤等を、所定量秤量して配合し、混合する。混合装置の一例としては、ダブルコン・ミキサー、V型ミキサー、ドラム型ミキサー、スーパーミキサー、FMミキサ、ナウターミキサー、メカノハイブリッド(日本コークス工業株式会社製)などが挙げられる。 In the raw material mixing step, as a material constituting the toner particles, a binder resin, a colorant, other additives and the like are weighed in a predetermined amount, mixed and mixed. Examples of the mixing device include a double-con mixer, a V-type mixer, a drum-type mixer, a super mixer, an FM mixer, a Nauter mixer, a mechano hybrid (manufactured by Nippon Coke Industries, Ltd.) and the like.
次に、混合した材料を溶融混練して、結着樹脂中に着色剤等を分散させる。溶融混練工程では、加圧ニーダー、バンバリィミキサーの如きバッチ式練り機や、連続式の練り機を用いることができる。連続生産できる優位性から、1軸又は2軸押出機が主流となっている。例えば、KTK型2軸押出機(神戸製鋼所社製)、TEM型2軸押出機(東芝機械社製)、PCM混練機(池貝製)、2軸押出機(ケイ・シー・ケイ社製)、コ・ニーダー(ブス社製)、ニーデックス(日本コークス工業株式会社製)などが挙げられる。更に、溶融混練することによって得られる樹脂組成物は、2本ロール等で圧延され、冷却工程で水などによって冷却してもよい。 Next, the mixed materials are melt-kneaded to disperse the colorant and the like in the binder resin. In the melt-kneading step, a batch-type kneader such as a pressure kneader or a Bambary mixer or a continuous-type kneader can be used. Single-screw or twin-screw extruders have become the mainstream because of their superiority in continuous production. For example, KTK type twin-screw extruder (manufactured by Kobe Steel), TEM type twin-screw extruder (manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.), PCM kneader (manufactured by Ikekai), twin-screw extruder (manufactured by KTK). , Co-kneader (manufactured by Bus Co., Ltd.), Kneedex (manufactured by Nippon Coke Industries Co., Ltd.), etc. Further, the resin composition obtained by melt-kneading may be rolled with two rolls or the like and cooled with water or the like in the cooling step.
ついで、樹脂組成物の冷却物は、粉砕工程で所望の粒径にまで粉砕される。粉砕工程では、例えば、クラッシャー、ハンマーミル、フェザーミルの如き粉砕機で粗粉砕した後、更に、例えば、クリプトロンシステム(川崎重工業社製)、スーパーローター(日清エンジニアリング社製)、ターボ・ミル(フロイント・ターボ株式会社製)やエアージェット方式による微粉砕機で微粉砕する。 Then, the cooled product of the resin composition is pulverized to a desired particle size in the pulverization step. In the crushing process, after coarse crushing with a crusher such as a crusher, a hammer mill, or a feather mill, further, for example, a cryptron system (manufactured by Kawasaki Heavy Industries), a super rotor (manufactured by Nisshin Engineering Co., Ltd.), and a turbo mill (Made by Freund Turbo Co., Ltd.) or an air jet type crusher to pulverize.
その後、必要に応じて慣性分級方式のエルボージェット(日鉄鉱業社製)、遠心力分級方式のターボプレックス(ホソカワミクロン社製)、TSPセパレータ(ホソカワミクロン社製)、ファカルティ(ホソカワミクロン社製)の如き分級機や篩分機を用いて分級し、トナー粒子を得る。 After that, if necessary, classification such as inertial classification type elbow jet (manufactured by Nittetsu Mining Co., Ltd.), centrifugal force classification method turboplex (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.), TSP separator (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.), faculty (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.) Classify using a machine or a sieving machine to obtain toner particles.
また、トナー粒子を球形化する方法としては、粉砕後にハイブリタイゼーションシステム(奈良機械製作所製)、メカノフージョンシステム(ホソカワミクロン社製)、ファカルティ(ホソカワミクロン社製)、メテオレインボー MR Type(日本ニューマチック工業社製)を用いて行う。 As a method for making toner particles spherical, after crushing, a hybridization system (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), a mechanofusion system (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.), a faculty (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.), and Meteole Invo MR Type (Nippon Pneumatic Industries) (Manufactured by the company).
トナー粒子に外添剤を外添する方法する混合機としては、FMミキサ(日本コークス工業株式会社製)、スーパーミキサー(カワタ社製)、ノビルタ(ホソカワミクロン社製)、ハイブリダイザー(奈良機械社製)が挙げられる。 FM mixer (manufactured by Nippon Coke Industries Co., Ltd.), super mixer (manufactured by Kawata Co., Ltd.), Nobilta (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.), hybridizer (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.) ).
また、外添後に粗粒子をふるい分けるために用いられる篩い装置としては、以下のものが挙げられる。ウルトラソニック(晃栄産業社製);レゾナシーブ、ジャイロシフター(徳寿工作所社);バイブラソニックシステム(ダルトン社製);ソニクリーン(新東工業社製);ターボスクリーナー(フロイント・ターボエ業社製);ミクロシフター(槙野産業社製)を用いて行う。 In addition, examples of the sieving device used for sieving coarse particles after external addition include the following. Ultrasonic (manufactured by Koei Sangyo Co., Ltd.); Resona Sheave, Gyroshifter (manufactured by Tokuju Kogyo Co., Ltd.); Vibrasonic System (manufactured by Dalton); Soniclean (manufactured by Shinto Kogyo Co., Ltd.); Turbo Screener (manufactured by Freund Turboe Co., Ltd.) ); Use a micro shifter (manufactured by Makino Sangyo Co., Ltd.).
次に、本発明のトナーに係る各物性の測定方法に関して記載する。 Next, a method for measuring each physical property of the toner of the present invention will be described.
<外添剤の稠密度の測定方法>
外添剤の稠密度の測定は、ポリカーボネート薄膜付着測定法を用いて行った。
<Measurement method of the density of the external additive>
The density of the external additive was measured by using the polycarbonate thin film adhesion measurement method.
ポリカーボネート薄膜付着測定法の各過程を図1に示す。図1において、基板12にトナーTを配置する方法として、目開き75μmのステンレスメッシュのふるい11を用いている。基板としては感光体の表層を模擬するため、50μmの厚みのアルミシートにポリカーボネート(ユーピロンZ−400、三菱エンジニアリングプラスチックス(株)、粘度平均分子量(Mv)40,000)をトルエンに10質量%となる様に溶解して塗工液とした。この塗工液を、50番手のマイヤーバーを用いて上記アルミシートに塗工し、100℃で10分間乾燥させることで、アルミシート上に膜厚10μmのポリカーボネートを有するシートを作製した。
Each process of the polycarbonate thin film adhesion measurement method is shown in FIG. In FIG. 1, as a method of arranging the toner T on the
このシートを基板ホルダ13で保持した。基板は一辺が約3mmの正方形とした。ふるいにトナーを約10mg投入し、ふるいの直下20mmの距離に基板を配置した。ふるいから落下したトナーが効率よく基板に堆積されるように、ふるいの開口は直径10mmとしている。
This sheet was held by the
ふるいを保持する枠体に、加速度5G相当となる、振幅1mm、デューティー比33%ののこぎり波形振動を5Hzでふるい面内方向に30秒印加し、基板にトナーを堆積させた。 A saw waveform vibration with an amplitude of 1 mm and a duty ratio of 33%, which corresponds to an acceleration of 5 G, was applied to the frame holding the sieve at 5 Hz in the in-plane direction of the sieve for 30 seconds to deposit toner on the substrate.
・トナーを配置した基板に振動を印加する工程
次にトナーを堆積した基板に加速度0.5G相当となる、振幅1mm、デューティー比33%ののこぎり波形振動を3Hzで基板の面内方向に20秒印加し、基板とトナーの接触を促進させた。
-Step of applying vibration to the substrate on which the toner is placed Next, a saw waveform vibration with an amplitude of 1 mm and a duty ratio of 33%, which is equivalent to an acceleration of 0.5 G on the substrate on which the toner is deposited, is applied at 3 Hz in the in-plane direction of the substrate for 20 seconds. The application promoted the contact between the substrate and the toner.
・基板からトナーを除去する工程
振動印加後の基板に吸引手段14として、掃除機のノズル先端に接続した内径約5mmのエラストマー製の吸引口をトナー配置面と垂直となるように近づけ、基板に付着したトナーを除去する。トナーの残留程度を目視で確認しながら除去した。本実施の形態では吸引口端部と基板の距離を約1mm、吸引時間を約3秒とした。その時の吸引圧力を測定すると6kPaであった。
-Step of removing toner from the substrate As a suction means 14 on the substrate after applying vibration, an elastomer suction port with an inner diameter of about 5 mm connected to the tip of the nozzle of the vacuum cleaner is brought close to the substrate so that it is perpendicular to the toner placement surface. Remove the adhered toner. The toner was removed while visually checking the degree of residue. In this embodiment, the distance between the end of the suction port and the substrate is about 1 mm, and the suction time is about 3 seconds. The suction pressure at that time was 6 kPa.
・基板に供給された外添剤の付着量を定量化する工程
トナー除去後に基板12に残留する外添剤Aの量と形状を数値化する際には走査型電子顕微鏡による観察と画像計測を用いた。まず、トナー除去後の基板にPtを電流20mA、60秒間スパッタし、観察用試料とした。次に、走査型電子顕微鏡による観察においては、100nm前後の外添剤を観察できる観察倍率を任意に選択できる。走査型電子顕微鏡としては、日立超高分解能電界放出走査電子顕微鏡S−4800((株)日立ハイテクノロジーズ)を用い、S−4800の反射電子像にて観察を行う。観察倍率としては、外添剤の粒径によるが、例えば100nm前後であれば20000倍、加速電圧10kV、作動距離3mmの条件にて観察できる。20000倍における観察領域は約30μm×20μmの領域である。
-Step of quantifying the amount of the external additive supplied to the substrate When quantifying the amount and shape of the external additive A remaining on the
観察により得られた画像は外添剤が高輝度に、基板が低輝度に表されているので、二値化により、視野内の外添剤の量を定量化することができる。二値化の条件は観察装置やスパッタ条件により適切に選択することができる。ここでは二値化には画像解析ソフトウェアImage J(開発元Wayne Rasband)を用い、背景輝度分布をSubtract Backgroundメニューから平坦化半径40ピクセルで除去した後、輝度閾値50で二値化する。得られる二値化画像の一例を図2に示す。 Since the image obtained by observation shows the external additive at high brightness and the substrate at low brightness, the amount of the external additive in the visual field can be quantified by binarization. The binarization conditions can be appropriately selected depending on the observation device and the sputtering conditions. Here, image analysis software Image J (developed by Wayne Rasband) is used for binarization, and the background luminance distribution is removed from the Subtract Bakkround menu with a flattening radius of 40 pixels, and then binarized at a luminance threshold of 50. An example of the obtained binarized image is shown in FIG.
得られた二値化画像を、画像解析ソフトウェアImage Jで粒子解析することで、外添剤の付着量を算出する。付着量としては、二値化画像の粒子から面積や形状を規定して算出した。粒子の面積としては、観察視野中において高輝度の外添剤の内、0.005μm2以上1.0μm2以下で、稠密度が0.40以上0.80以下の形状の粒子を画像解析ソフトウェアで規定して抽出した値である。画像解析ソフトウェアImage Jにて稠密度はSolidityという名称で数値範囲の規定を行う事が可能である。 The obtained binarized image is subjected to particle analysis with the image analysis software Image J to calculate the amount of the external additive attached. The amount of adhesion was calculated by defining the area and shape from the particles of the binarized image. As for the area of the particles, among the high-intensity external additives in the observation field, the particles having a shape of 0.005 μm 2 or more and 1.0 μm 2 or less and a density of 0.40 or more and 0.80 or less are image analysis software. It is a value extracted by specifying in. With the image analysis software Image J, it is possible to specify the numerical range of the density by the name of Solidity.
二値化画像の粒子から面積や形状を規定して算出した粒子の面積を、観察領域のポリカーボネート薄膜の面積を100%とした時に、外添剤面積が視野全体に占める外添剤面積率を用いた。上記測定を二値化画像100枚について行い、その平均値を外添剤Aの付着量とした。 The area of the particles calculated by defining the area and shape from the particles of the binarized image is the ratio of the external additive area to the entire visual field when the area of the polycarbonate thin film in the observation area is 100%. Using. The above measurement was performed on 100 binarized images, and the average value was taken as the amount of the external additive A adhered.
<無機微粒子の比表面積の測定方法>
無機微粒子の比表面積の測定は、JIS Z8830(2001年)に準じて行なう。具体的な測定方法は、以下の通りである。
<Measurement method of specific surface area of inorganic fine particles>
The specific surface area of the inorganic fine particles is measured according to JIS Z8830 (2001). The specific measurement method is as follows.
測定装置としては、定容法によるガス吸着法を測定方式として採用している「自動比表面積・細孔分布測定装置 TriStar3000(島津製作所社製)」を用いる。測定条件の設定および測定データの解析は、本装置に付属の専用ソフト「TriStar3000 Version4.00」を用いて行い、また装置には真空ポンプ、窒素ガス配管、ヘリウムガス配管が接続される。窒素ガスを吸着ガスとして用い、BET多点法により算出した値を本発明におけるBET比表面積とする。 As the measuring device, an "automatic specific surface area / pore distribution measuring device TriStar3000 (manufactured by Shimadzu Corporation)" that employs a gas adsorption method based on a constant volume method is used. The setting of measurement conditions and the analysis of measurement data are performed using the dedicated software "TriStar3000 Version 4.00" attached to this device, and a vacuum pump, nitrogen gas pipe, and helium gas pipe are connected to the device. Nitrogen gas is used as the adsorbed gas, and the value calculated by the BET multipoint method is used as the BET specific surface area in the present invention.
尚、BET比表面積は以下のようにして算出する。 The BET specific surface area is calculated as follows.
まず、無機微粒子に窒素ガスを吸着させ、その時の試料セル内の平衡圧力P(Pa)と無機微粒子の窒素吸着量Va(モル・g-1)を測定する。そして、試料セル内の平衡圧力P(Pa)を窒素の飽和蒸気圧Po(Pa)で除した値である相対圧Prを横軸とし、窒素吸着量Va(モル・g-1)を縦軸とした吸着等温線を得る。次いで、無機微粒子の表面に単分子層を形成するのに必要な吸着量である単分子層吸着量Vm(モル・g-1)を、下記のBET式を適用して求める。
Pr/Va(1−Pr)=1/(Vm×C)+(C−1)×Pr/(Vm×C)
(ここで、CはBETパラメーターであり、測定サンプル種、吸着ガス種、吸着温度により変動する変数である。)
First, nitrogen gas is adsorbed on the inorganic fine particles, and the equilibrium pressure P (Pa) in the sample cell at that time and the nitrogen adsorption amount Va (mol g -1 ) of the inorganic fine particles are measured. Then, the horizontal axis is the relative pressure Pr, which is the value obtained by dividing the equilibrium pressure P (Pa) in the sample cell by the saturated vapor pressure Po (Pa) of nitrogen, and the vertical axis is the nitrogen adsorption amount Va (mol g -1 ). Obtain the adsorption isotherm. Next, the adsorption amount Vm (mol · g -1 ) of the single molecule layer, which is the adsorption amount required to form the single molecule layer on the surface of the inorganic fine particles, is obtained by applying the following BET formula.
Pr / Va (1-Pr) = 1 / (Vm × C) + (C-1) × Pr / (Vm × C)
(Here, C is a BET parameter, which is a variable that varies depending on the measurement sample type, adsorbed gas type, and adsorption temperature.)
BET式は、X軸をPr、Y軸をPr/Va(1−Pr)とすると、傾きが(C−1)/(Vm×C)、切片が1/(Vm×C)の直線と解釈できる(この直線をBETプロットという)。
直線の傾き=(C−1)/(Vm×C)
直線の切片=1/(Vm×C)
The BET formula is interpreted as a straight line with a slope of (C-1) / (Vm × C) and an intercept of 1 / (Vm × C), where Pr is the X-axis and Pr / Va (1-Pr) is the Y-axis. You can (this straight line is called the BET plot).
Slope of a line = (C-1) / (Vm × C)
Straight line intercept = 1 / (Vm × C)
Prの実測値とPr/Va(1−Pr)の実測値をグラフ上にプロットして最小二乗法により直線を引くと、その直線の傾きと切片の値が算出できる。これらの値を用いて上記の傾きと切片の連立方程式を解くと、VmとCが算出できる。 When the measured value of Pr and the measured value of Pr / Va (1-Pr) are plotted on a graph and a straight line is drawn by the least squares method, the slope of the straight line and the intercept value can be calculated. Vm and C can be calculated by solving the above simultaneous equations of slope and intercept using these values.
さらに、上記で算出したVmと窒素分子の分子占有断面積(0.162nm2)から、下記の式に基づいて、無機微粒子のBET比表面積S(m2・g-1)を算出する。
S=Vm×N×0.162×10-18
(ここで、Nはアボガドロ数(モル-1)である。)
Further, the BET specific surface area S (m 2 · g -1 ) of the inorganic fine particles is calculated from the molecular occupied cross-sectional area (0.162 nm 2) of Vm and the nitrogen molecule calculated above based on the following formula.
S = Vm x N x 0.162 x 10 -18
(Here, N is Avogadro's number (mol- 1 ).)
本装置を用いた測定は、装置に付属の「TriStar3000 取扱説明書V4.0」に従うが、具体的には、以下の手順で測定する。 The measurement using this device follows the "TriStar 3000 Instruction Manual V4.0" attached to the device, but specifically, the measurement is performed by the following procedure.
充分に洗浄、乾燥した専用のガラス製試料セル(ステム直径3/8インチ、容積約5ml)の風袋を精秤する。そして、ロートを使ってこの試料セルの中に約0.1gの無機微粒子を入れる。 Weigh the tare of a special glass sample cell (stem diameter 3/8 inch, volume about 5 ml) that has been thoroughly washed and dried. Then, about 0.1 g of inorganic fine particles are put into this sample cell using a funnel.
無機微粒子を入れた前記試料セルを真空ポンプと窒素ガス配管を接続した「前処理装置 バキュプレップ061(島津製作所社製)」にセットし、23℃にて真空脱気を約10時間継続する。尚、真空脱気の際には、無機微粒子が真空ポンプに吸引されないよう、バルブを調整しながら徐々に脱気する。セル内の圧力は脱気とともに徐々に下がり、最終的には約0.4Pa(約3ミリトール)となる。真空脱気終了後、窒素ガスを徐々に注入して試料セル内を大気圧に戻し、試料セルを前処理装置から取り外す。そして、この試料セルの質量を精秤し、風袋との差から無機微粒子の正確な質量を算出する。尚、この際に、試料セル内の無機微粒子が大気中の水分等で汚染されないように、秤量中はゴム栓で試料セルに蓋をしておく。 The sample cell containing the inorganic fine particles is set in a "pretreatment device Bakuprep 061 (manufactured by Shimadzu Corporation)" in which a vacuum pump and a nitrogen gas pipe are connected, and vacuum degassing is continued at 23 ° C. for about 10 hours. At the time of vacuum degassing, the valve is gradually degassed so that the inorganic fine particles are not sucked into the vacuum pump. The pressure in the cell gradually decreases with degassing, and finally reaches about 0.4 Pa (about 3 mitol). After the vacuum deaeration is completed, nitrogen gas is gradually injected to return the inside of the sample cell to atmospheric pressure, and the sample cell is removed from the pretreatment device. Then, the mass of this sample cell is precisely weighed, and the accurate mass of the inorganic fine particles is calculated from the difference from the tare. At this time, the sample cell is covered with a rubber stopper during weighing so that the inorganic fine particles in the sample cell are not contaminated by moisture in the atmosphere.
次に、無機微粒子が入った前記の試料セルのステム部に専用の「等温ジャケット」を取り付ける。そして、この試料セル内に専用のフィラーロッドを挿入し、前記装置の分析ポートに試料セルをセットする。尚、等温ジャケットとは、毛細管現象により液体窒素を一定レベルまで吸い上げることが可能な、内面が多孔性材料、外面が不浸透性材料で構成された筒状の部材である。 Next, a dedicated "isothermal jacket" is attached to the stem portion of the sample cell containing the inorganic fine particles. Then, a dedicated filler rod is inserted into the sample cell, and the sample cell is set in the analysis port of the apparatus. The isothermal jacket is a tubular member having a porous material on the inner surface and an impermeable material on the outer surface, which can suck up liquid nitrogen to a certain level by capillarity.
続いて、接続器具を含む試料セルのフリースペースの測定を行なう。フリースペースは、23℃においてヘリウムガスを用いて試料セルの容積を測定し、続いて液体窒素で試料セルを冷却した後の試料セルの容積を同様にヘリウムガスを用いて測定して、これらの容積の差から換算して算出する。また、窒素の飽和蒸気圧Po(Pa)は、装置に内蔵されたPoチューブを使用して、別途に自動で測定される。 Subsequently, the free space of the sample cell including the connecting device is measured. In the free space, the volume of the sample cell was measured using helium gas at 23 ° C., and then the volume of the sample cell after cooling the sample cell with liquid nitrogen was also measured using helium gas. Calculated by converting from the difference in volume. Further, the saturated vapor pressure Po (Pa) of nitrogen is automatically measured separately by using the Po tube built in the apparatus.
次に、試料セル内の真空脱気を行った後、真空脱気を継続しながら試料セルを液体窒素で冷却する。その後、窒素ガスを試料セル内に段階的に導入して無機微粒子に窒素分子を吸着させる。この際、平衡圧力P(Pa)を随時計測することにより前記した吸着等温線が得られるので、この吸着等温線をBETプロットに変換する。尚、データを収集する相対圧Prのポイントは、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30の合計6ポイントに設定する。得られた測定データに対して最小二乗法により直線を引き、その直線の傾きと切片からVmを算出する。さらに、このVmの値を用いて、前記したように無機微粒子のBET比表面積を算出する。 Next, after performing vacuum degassing in the sample cell, the sample cell is cooled with liquid nitrogen while continuing the vacuum degassing. Then, nitrogen gas is introduced stepwise into the sample cell to adsorb nitrogen molecules on the inorganic fine particles. At this time, since the above-mentioned adsorption isotherm is obtained by measuring the equilibrium pressure P (Pa) at any time, this adsorption isotherm is converted into a BET plot. The points of the relative pressure Pr for collecting data are set to a total of 6 points of 0.05, 0.10, 0.15, 0.25, 0.25, and 0.30. A straight line is drawn from the obtained measurement data by the method of least squares, and Vm is calculated from the slope and intercept of the straight line. Further, using this value of Vm, the BET specific surface area of the inorganic fine particles is calculated as described above.
<重量平均分子量(Mw)の測定>
荷電制御樹脂の重量平均分子量(Mw)はゲルパーミュエーションクロマトグラフィー(GPC)によって、ポリスチレン換算で算出される。スルホン酸を有する荷電制御樹脂は、カラム溶出速度がスルホン酸基の量にも依存してしまうため、正確な分子量及び分子量分布を測定したことにはならない。そのため、予めスルホン酸基をキャッピングした試料を用意する必要がある。キャッピングにはメチルエステル化が好ましく、市販のメチルエステル化剤が使用できる。具体的には、トリメチルシリルジアゾメタンで処理する方法が挙げられる。
<Measurement of weight average molecular weight (Mw)>
The weight average molecular weight (Mw) of the charge control resin is calculated by gel permeation chromatography (GPC) in terms of polystyrene. In the charge control resin having a sulfonic acid, the column elution rate also depends on the amount of the sulfonic acid group, so that the accurate molecular weight and the molecular weight distribution cannot be measured. Therefore, it is necessary to prepare a sample in which a sulfonic acid group is capped in advance. Methyl esterification is preferable for capping, and a commercially available methyl esterifying agent can be used. Specific examples thereof include a method of treating with trimethylsilyldiazomethane.
GPCによる分子量の測定は、以下の様にして行う。荷電制御剤樹脂をTHF(テトラヒドロフラン)に加え、室温で24時間静置した溶液を、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブランフィルター「マイショリディスク」(東ソー社製)で濾過してサンプル溶液とし、以下の条件で測定する。尚、サンプル調製は、樹脂の濃度が0.8質量%になるようにTHFの量を調整する。なお、樹脂がTHFに溶解しにくい場合には、DMF(N,N−ジメチルホルムアミド)などの塩基性溶媒を用いることも可能である。
装置:HLC8120 GPC(検出器:RI)(東ソー社製)
カラム:Shodex KF−801、802、803、804、805、806、807の7連(昭和電工社製)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0ml/min
オーブン温度:40.0℃
試料注入量:0.10ml
The molecular weight is measured by GPC as follows. A solution prepared by adding a charge control agent resin to THF (tetrahydrofuran) and allowing it to stand at room temperature for 24 hours is filtered through a solvent-resistant membrane filter "Mysholidisk" (manufactured by Tosoh Corporation) with a pore diameter of 0.2 μm to prepare a sample solution. Then, measure under the following conditions. In the sample preparation, the amount of THF is adjusted so that the concentration of the resin is 0.8% by mass. If the resin is difficult to dissolve in THF, a basic solvent such as DMF (N, N-dimethylformamide) can be used.
Equipment: HLC8120 GPC (Detector: RI) (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: 7 stations of Shodex KF-801, 802, 803, 804, 805, 806, 807 (manufactured by Showa Denko KK)
Eluent: tetrahydrofuran (THF)
Flow velocity: 1.0 ml / min
Oven temperature: 40.0 ° C
Sample injection volume: 0.10 ml
試料の分子量の算出にあたっては、以下に列挙する標準ポリスチレン樹脂カラムを用いて作成した分子量校正曲線を使用する。具体的には、東ソ−社製の商品名「TSKスタンダード ポリスチレン F−850、F−450、F−288、F−128、F−80、F−40、F−20、F−10、F−4、F−2、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、A−500」である。 In calculating the molecular weight of the sample, the molecular weight calibration curve prepared by using the standard polystyrene resin columns listed below is used. Specifically, the trade names "TSK Standard Polystyrene F-850, F-450, F-288, F-128, F-80, F-40, F-20, F-10, F" manufactured by Toso Co., Ltd. -4, F-2, F-1, A-5000, A-2500, A-1000, A-500 ".
<酸価の測定>
酸価は試料1gに含まれる酸を中和するために必要な水酸化カリウムのmg数である。荷電制御樹脂の酸価はJIS K 0070−1992に準じて測定されるが、具体的には、以下の手順に従って測定する。
<Measurement of acid value>
The acid value is the number of mg of potassium hydroxide required to neutralize the acid contained in 1 g of the sample. The acid value of the charge control resin is measured according to JIS K 0070-1992, but specifically, it is measured according to the following procedure.
(1)試薬の準備
フェノールフタレイン1.0gをエチルアルコール(95vol%)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。
(1) Preparation of Reagents 1.0 g of phenolphthalein is dissolved in 90 ml of ethyl alcohol (95 vol%), and ion-exchanged water is added to make 100 ml to obtain a phenolphthalein solution.
特級水酸化カリウム7gを5mlの水に溶かし、エチルアルコール(95vol%)を加えて1lとする。炭酸ガス等に触れないように、耐アルカリ性の容器に入れて3日間放置後、ろ過して、水酸化カリウム溶液を得る。得られた水酸化カリウム溶液は、耐アルカリ性の容器に保管する。前記水酸化カリウム溶液のファクターは、0.1モル/l塩酸25mlを三角フラスコに取り、前記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸化カリウム溶液で滴定し、中和に要した前記水酸化カリウム溶液の量から求める。前記0.1モル/l塩酸は、JIS K 8001−1998に準じて作成されたものを用いる。 Dissolve 7 g of special grade potassium hydroxide in 5 ml of water and add ethyl alcohol (95 vol%) to make 1 liter. Put it in an alkali-resistant container so as not to come into contact with carbon dioxide, leave it for 3 days, and then filter it to obtain a potassium hydroxide solution. The obtained potassium hydroxide solution is stored in an alkali-resistant container. The factor of the potassium hydroxide solution was that 25 ml of 0.1 mol / l hydrochloric acid was placed in a triangular flask, several drops of the phenolphthaline solution were added, titrated with the potassium hydroxide solution, and the hydroxylation required for neutralization was performed. Obtained from the amount of potassium solution. As the 0.1 mol / l hydrochloric acid, those prepared according to JIS K 8001-1998 are used.
(2)操作
(A)本試験
試料2.0gを200mlの三角フラスコに精秤し、トルエン/エタノール(2:1)の混合溶液100mlを加え、5時間かけて溶解する。次いで、指示薬として前記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸化カリウム溶液を用いて滴定する。尚、滴定の終点は、指示薬の薄い紅色が約30秒間続いたときとする。
(2) Operation (A) Main test 2.0 g of the sample is precisely weighed in a 200 ml Erlenmeyer flask, 100 ml of a mixed solution of toluene / ethanol (2: 1) is added, and the mixture is dissolved over 5 hours. Then, a few drops of the phenolphthalein solution are added as an indicator, and titration is performed using the potassium hydroxide solution. The end point of the titration is when the light red color of the indicator continues for about 30 seconds.
(B)空試験
試料を用いない(すなわちトルエン/エタノール(2:1)の混合溶液のみとする)以外は、上記操作と同様の滴定を行う。
(B) Blank test Titration is performed in the same manner as described above except that no sample is used (that is, only a mixed solution of toluene / ethanol (2: 1) is used).
(3)得られた結果を下記式に代入して、酸価を算出する。
A=[(C−B)×f×5.61]/S
(3) Substitute the obtained result into the following formula to calculate the acid value.
A = [(CB) x f x 5.61] / S
ここで、A:酸価(mgKOH/g)、B:空試験の水酸化カリウム溶液の添加量(ml)、C:本試験の水酸化カリウム溶液の添加量(ml)、f:水酸化カリウム溶液のファクター、S:試料(g)である。 Here, A: acid value (mgKOH / g), B: addition amount of potassium hydroxide solution in blank test (ml), C: addition amount of potassium hydroxide solution in this test (ml), f: potassium hydroxide Solution factor, S: sample (g).
<平均円形度の測定方法>
トナーの平均円形度は、フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000」(シスメックス社製)によって、校正作業時の測定及び解析条件で測定する。
<Measuring method of average circularity>
The average circularity of the toner is measured by the flow type particle image analyzer "FPIA-3000" (manufactured by Sysmex Corporation) under the measurement and analysis conditions at the time of calibration work.
具体的な測定方法は、以下の通りである。まず、ガラス製の容器中に予め不純固形物などを除去したイオン交換水約20mlを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.2ml加える。更に測定試料を約0.02g加え、超音波分散器を用いて2分間分散処理を行い、測定用の分散液とする。その際、分散液の温度が10℃以上40℃以下となる様に適宜冷却する。超音波分散器としては、発振周波数50kHz、電気的出力150Wの卓上型の超音波洗浄器分散器(例えば「VS−150」(ヴェルヴォクリーア社製))を用い、水槽内には所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に前記コンタミノンNを約2ml添加する。 The specific measurement method is as follows. First, about 20 ml of ion-exchanged water from which impure solids and the like have been removed in advance is placed in a glass container. Among them, as a dispersant, "Contaminone N" (a 10% by mass aqueous solution of a neutral detergent for cleaning a precision measuring instrument with a pH of 7 consisting of a nonionic surfactant, an anionic surfactant, and an organic builder, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. ) Is diluted about 3 times by mass with ion-exchanged water, and about 0.2 ml of the diluted solution is added. Further, about 0.02 g of the measurement sample is added, and the dispersion treatment is performed for 2 minutes using an ultrasonic disperser to prepare a dispersion liquid for measurement. At that time, the dispersion is appropriately cooled so that the temperature of the dispersion is 10 ° C. or higher and 40 ° C. or lower. As the ultrasonic disperser, a desktop ultrasonic cleaner disperser (for example, "VS-150" (manufactured by Vervocrea)) having an oscillation frequency of 50 kHz and an electrical output of 150 W is used, and a predetermined amount is contained in the water tank. Ion-exchanged water is added, and about 2 ml of the contaminanton N is added into the water tank.
測定には、対物レンズとして「UPlanApro」(倍率10倍、開口数0.40)を搭載した前記フロー式粒子像分析装置を用い、シース液にはパーティクルシース「PSE−900A」(シスメックス社製)を使用した。前記手順に従い調整した分散液を前記フロー式粒子像分析装置に導入し、HPF測定モードで、トータルカウントモードにて3000個のトナー粒子を計測する。そして、粒子解析時の2値化閾値を85%とし、解析粒子径を円相当径1.985μm以上39.69μm未満に限定し、トナー粒子の平均円形度を求める。 For the measurement, the flow type particle image analyzer equipped with "UPlanApro" (magnification 10 times, numerical aperture 0.40) was used as the objective lens, and the particle sheath "PSE-900A" (manufactured by Sysmex) was used as the sheath liquid. It was used. The dispersion liquid adjusted according to the above procedure is introduced into the flow type particle image analyzer, and 3000 toner particles are measured in the total count mode in the HPF measurement mode. Then, the binarization threshold value at the time of particle analysis is set to 85%, the diameter of the analyzed particle is limited to 1.985 μm or more and less than 39.69 μm, and the average circularity of the toner particles is obtained.
測定にあたっては、測定開始前に標準ラテックス粒子(例えば、Duke Scientific社製の「RESEARCH AND TEST PARTICLES Latex Microsphere Suspensions 5200A」をイオン交換水で希釈)を用いて自動焦点調整を行う。その後、測定開始から2時間毎に焦点調整を実施することが好ましい。 In the measurement, automatic focus adjustment is performed using standard latex particles (for example, "RESAARCH AND TEST PARTICLES Latex Microsphere Suspensions 5200A" manufactured by Duke Scientific Co., Ltd. diluted with ion-exchanged water) before the start of the measurement. After that, it is preferable to perform focus adjustment every 2 hours from the start of measurement.
なお、本願実施例では、シスメックス社による校正作業が行われた、シスメックス社が発行する校正証明書の発行を受けたフロー式粒子像分析装置を使用した。解析粒子径を円相当径1.985μm以上39.69μm未満に限定した以外は、校正証明を受けた時の測定及び解析条件で測定を行った。 In the embodiment of the present application, a flow-type particle image analyzer for which a calibration work was performed by Sysmex Corporation and a calibration certificate issued by Sysmex Corporation was issued was used. The measurement was performed under the measurement and analysis conditions at the time of receiving the calibration certificate, except that the diameter of the analysis particle was limited to the equivalent circle diameter of 1.985 μm or more and less than 39.69 μm.
以下実施例にもとづいて具体的に本発明について説明する。しかしながら、これによって本発明の実施の態様がなんら限定されるものではない。実施例中の部数は質量部である。 Hereinafter, the present invention will be specifically described based on Examples. However, this does not limit any embodiment of the present invention. The number of copies in the examples is parts by mass.
<荷電制御剤(微粒子A表面処理用)の製造例>
<CCA1の製造例>
撹拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管を付した3Lフラスコに純水1000部、乳化剤としてドデシル硫酸ナトリウム4部を仕込み、窒素置換を30分間行う。ペルオキソ二硫酸カリウム(KPS)2部を仕込み、撹拌し溶解する。内容物を窒素導入下80℃に昇温する。80℃に到達した時点でスチレン300部、アクリル酸−2−エチルヘキシル(2−EHA)60部の混合モノマーと、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(AMPS)40部を純水600部に溶解した水溶液を2時間かけて別々に滴下する。その後80℃のまま8時間重合を行いエマルション溶液を得た。エマルション溶液を50℃の真空乾燥機で水分が1%以下になるまで乾燥し、スチレン/2−EHA/AMPS共重合体であるCCA1を得た。このCCA1の物性を表1に示す。
<Production example of charge control agent (for fine particle A surface treatment)>
<Manufacturing example of CCA1>
A 3 L flask equipped with a stirrer, a condenser, a thermometer, and a nitrogen introduction tube is charged with 1000 parts of pure water and 4 parts of sodium dodecyl sulfate as an emulsifier, and nitrogen substitution is performed for 30 minutes. Add 2 parts of potassium persulfate (KPS) and stir to dissolve. The contents are heated to 80 ° C. with nitrogen introduced. When the temperature reaches 80 ° C., 300 parts of styrene, 60 parts of -2-ethylhexyl acrylate (2-EHA) and 40 parts of 2-acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid (AMPS) are added to 600 parts of pure water. The dissolved aqueous solution is added dropwise separately over 2 hours. Then, polymerization was carried out at 80 ° C. for 8 hours to obtain an emulsion solution. The emulsion solution was dried in a vacuum dryer at 50 ° C. until the water content became 1% or less to obtain CCA1 which is a styrene / 2-EHA / AMPS copolymer. The physical characteristics of this CCA1 are shown in Table 1.
<CCA2〜CCA5の製造例>
CCA1の製造例において、使用するモノマー量を表2に従って変更し、重合温度や重合時間を調整することにより分子量を制御しながら、CCA2〜CCA5を製造した。CCA2〜CCA5の物性を表1に示す。
<Manufacturing example of CCA2 to CCA5>
In the production example of CCA1, the amount of the monomer used was changed according to Table 2, and CCA2 to CCA5 were produced while controlling the molecular weight by adjusting the polymerization temperature and the polymerization time. The physical characteristics of CCA2 to CCA5 are shown in Table 1.
<CCA6の製造例>
2,4−ジヒドロキシ安息香酸18部をメタノール150部に溶解させ、炭酸カリウム36.9部を加えて65℃に加熱した。この反応液に4−(クロロメチル)スチレン18.7部とメタノール100部の混合液を滴下し、65℃にて3時間反応させた。反応液を冷却後、濾過し、濾液を濃縮して粗生成物を得た。粗生成物をpH2の水1500部に分散させ、酢酸エチルを加えて抽出した。その後、水洗し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下、酢酸エチルを留去して析出物を得た。析出物をヘキサン洗浄後、トルエンと酢酸エチルにて再結晶することで精製し、化学式(6)に示すビニル単量体を得た。
<Manufacturing example of CCA6>
18 parts of 2,4-dihydroxybenzoic acid was dissolved in 150 parts of methanol, 36.9 parts of potassium carbonate was added, and the mixture was heated to 65 ° C. A mixed solution of 18.7 parts of 4- (chloromethyl) styrene and 100 parts of methanol was added dropwise to this reaction solution, and the mixture was reacted at 65 ° C. for 3 hours. The reaction mixture was cooled, filtered, and the filtrate was concentrated to obtain a crude product. The crude product was dispersed in 1500 parts of water having a pH of 2, and ethyl acetate was added for extraction. Then, it was washed with water, dried over magnesium sulfate, and ethyl acetate was distilled off under reduced pressure to obtain a precipitate. The precipitate was washed with hexane and then purified by recrystallization from toluene and ethyl acetate to obtain a vinyl monomer represented by the chemical formula (6).
次に、化学式(6)に示すビニル単量体 13.1部とスチレン81.9部をトルエン42.0部に溶解させ、1時間撹拌した後、110℃まで加熱した。この反応液に、tert−ブチルパーオキシイソプロピルモノカルボネート(日本油脂株式会社製、商品名パーブチルI)3.0部とトルエン42部の混合液を滴下した。更に110℃にて4時間反応した。その後、冷却しメタノール1000部に滴下し、析出物を得た。得られた析出物をTHF120部に溶解後、メタノール1800部に滴下し、白色析出物を析出させ、濾過し、減圧下90℃にて乾燥させることで、スチレンと化学式(6)に示すビニル単量体との共重合体であるCCA6を得た。このCCA6の物性を表1に示す。 Next, 13.1 part of the vinyl monomer represented by the chemical formula (6) and 81.9 parts of styrene were dissolved in 42.0 parts of toluene, stirred for 1 hour, and then heated to 110 ° C. A mixed solution of 3.0 parts of tert-butylperoxyisopropyl monocarbonate (manufactured by NOF CORPORATION, trade name: Perbutyl I) and 42 parts of toluene was added dropwise to this reaction solution. The reaction was further carried out at 110 ° C. for 4 hours. Then, it was cooled and added dropwise to 1000 parts of methanol to obtain a precipitate. The obtained precipitate was dissolved in 120 parts of THF and then added dropwise to 1800 parts of methanol to precipitate a white precipitate, which was filtered and dried at 90 ° C. under reduced pressure to obtain styrene and a vinyl chloride represented by the chemical formula (6). CCA6, which is a copolymer with a metric, was obtained. The physical characteristics of this CCA6 are shown in Table 1.
<CCA7>
T−77(保土谷化学工業社製;含金属アゾ染料)を用いた。
<CCA7>
T-77 (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd .; metal-containing azo dye) was used.
<無機微粒子の製造例>
<無機微粒子1の製造例>
酸素ガスをバーナーに供給し、着火用バーナーに点火した後、水素ガスをバーナーに供給して火炎を形成し、これに原料である四塩化ケイ素を投入しガス化させることでシリカ微粒子を得た。具体的には、原料の四塩化珪素ガス量は150kg/hr、水素ガス50Nm3/hrおよび酸素ガスの量30Nm3/hr、火炎中のシリカ濃度0.50kg/Nm3と滞留時間0.020secとした。得られたシリカ微粒子を電気炉に移し、薄層状に敷きつめた後、700℃で加熱処理を施し焼結、凝集させ無機微粒子1を得た。無機微粒子1の物性を表3に示す。
<Production example of inorganic fine particles>
<Production example of inorganic fine particles 1>
After supplying oxygen gas to the burner and igniting the ignition burner, hydrogen gas was supplied to the burner to form a flame, and silicon tetrachloride, which is a raw material, was added to the burner to gasify it to obtain silica fine particles. .. Specifically, the amount of silicon tetrachloride gas as the raw material is 150 kg / hr, the amount of hydrogen gas 50 Nm 3 / hr and the amount of oxygen gas 30 Nm 3 / hr, the silica concentration in the flame is 0.50 kg / Nm 3, and the residence time is 0.020 sec. And said. The obtained silica fine particles were transferred to an electric furnace, spread in a thin layer, and then heat-treated at 700 ° C. for sintering and agglomeration to obtain inorganic fine particles 1. Table 3 shows the physical characteristics of the inorganic fine particles 1.
<無機微粒子2〜7、9、及び10の製造例>
四塩化ケイ素量、酸素ガス量、水素ガス量、シリカ濃度、滞留時間、焼結条件を調整することで、無機微粒子2〜7、9、及び10を得た。無機微粒子2〜7、9、及び10の物性は表3の通りである。
<Production examples of inorganic fine particles 2-7, 9, and 10>
Inorganic fine particles 2 to 7, 9 and 10 were obtained by adjusting the amount of silicon tetrachloride, the amount of oxygen gas, the amount of hydrogen gas, the silica concentration, the residence time, and the sintering conditions. Table 3 shows the physical characteristics of the inorganic fine particles 2 to 7, 9, and 10.
<無機微粒子8>
比表面積が81m2/gのアルミナ粒子を用意した。
<Inorganic fine particles 8>
Alumina particles having a specific surface area of 81 m 2 / g were prepared.
<外添剤Aの製造例>
<外添剤A−1の製造例>
第一処理工程として、無機微粒子1 100部に対し、15.0部のヘキサメチルジシラザン(以下HMDSとも言う)を内部に噴霧し、シリカの流動化状態でシラン化合物処理を行なった。この反応を60分間継続した後、反応を終了した。
<Production example of external additive A>
<Production example of external additive A-1>
As the first treatment step, 15.0 parts of hexamethyldisilazane (hereinafter, also referred to as HMDS) was sprayed inside 1100 parts of the inorganic fine particles, and the silane compound was treated in a fluidized state of silica. After continuing this reaction for 60 minutes, the reaction was terminated.
第二処理工程として、第一処理工程によって生成したシリカ微粒子に対し、荷電制御剤CCA1 5部をトルエンに溶解した液を噴霧し、2時間の撹拌混合によってCCA1の固定化を行った。その後、200℃で熱処理してトルエンを揮発させ、表面にCCA1を有する無機微粒子1/HMDS/CCA1複合物を得た。次に、得られた無機微粒子1/HMDS/CCA1複合物を、微粉砕機アトマイザーTAP−1W(東京アトマイザー製造株式会社製)によって解砕し、形状を制御することで外添剤A−1を得た。解砕機の回転数は4000rpm、解砕機への供給量は5kg/hである。得られた外添剤A−1の物性を表4に示す。 As the second treatment step, the silica fine particles produced in the first treatment step were sprayed with a solution prepared by dissolving 5 parts of the charge control agent CCA1 in toluene, and the CCA1 was immobilized by stirring and mixing for 2 hours. Then, it was heat-treated at 200 ° C. to volatilize toluene to obtain an inorganic fine particle 1 / HMDS / CCA1 complex having CCA1 on its surface. Next, the obtained inorganic fine particle 1 / HMDS / CCA1 composite was crushed by a pulverizer atomizer TAP-1W (manufactured by Tokyo Atomizer Manufacturing Co., Ltd.), and the shape of the external additive A-1 was controlled. Obtained. The rotation speed of the crusher is 4000 rpm, and the amount supplied to the crusher is 5 kg / h. Table 4 shows the physical characteristics of the obtained external preparation A-1.
<外添剤A−2〜A−18、A−20、及びA−24の製造例>
無機微粒子、シランまたはシラザン化合物、荷電制御剤の組み合わせ、及び解砕条件を表4に示すように変更した以外は、外添剤A−1の製造例と同様にして外添剤A−2〜A−18、A−20、及びA−24を得た。得られた外添剤A−2〜A−18、A−20、及びA−24の物性を表4に示す。
<Production examples of external additives A-2 to A-18, A-20, and A-24>
External preparations A-2 to A-2 to the same as in the production example of external preparation A-1, except that the combination of inorganic fine particles, silane or silazane compound, charge control agent, and crushing conditions were changed as shown in Table 4. A-18, A-20, and A-24 were obtained. Table 4 shows the physical characteristics of the obtained external additives A-2 to A-18, A-20, and A-24.
<外添剤A−19の製造例>
第一処理工程として、無機微粒子2 100部に対し、15.0部のHMDSを内部に噴霧し、シリカの流動化状態でシラン化合物処理を行なった。この反応を60分間継続した後、反応を終了した。
<Production example of external additive A-19>
As the first treatment step, 15.0 parts of HMDS was sprayed inside 2100 parts of the inorganic fine particles, and the silane compound was treated in a fluidized state of silica. After continuing this reaction for 60 minutes, the reaction was terminated.
第二処理工程として、ポリエステル系樹脂 5g(テレフタル酸−プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA(2モル付加物)共重合体(モル比=51:50)、酸価 10mgKOH/g、ガラス転移点 70℃、重量平均分子量(Mw) 10500、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn) 3.2)をトルエンに溶解し、さらにCCA7 5gを混合することでCCA7の分散溶液を準備した。得られた分散溶液を第一処理工程によって生成したシリカ微粒子に対して噴霧し、2時間の撹拌混合によってCCA7の固定化を行った。その後、200℃で熱処理してトルエンを揮発させ、表面にCCA7を有する無機微粒子2/HMDS/CCA7複合物を得た。解砕工程は表4に示す条件に変更して行うことで、外添剤A−19を得た。得られた外添剤A−19の物性を表4に示す。 As the second treatment step, 5 g of polyester resin (terephthalic acid-propylene oxide-modified bisphenol A (2 molar adduct) copolymer (molecular ratio = 51: 50), acid value 10 mgKOH / g, glass transition point 70 ° C., weight A dispersion solution of CCA7 was prepared by dissolving 10500 average molecular weight (Mw) and 3.2) weight average molecular weight (Mw) / number average molecular weight (Mn) 3.2) in toluene and further mixing 5 g of CCA7. The obtained dispersion solution was sprayed on the silica fine particles produced in the first treatment step, and CCA7 was immobilized by stirring and mixing for 2 hours. Then, it was heat-treated at 200 ° C. to volatilize toluene to obtain an inorganic fine particle 2 / HMDS / CCA7 complex having CCA7 on its surface. The crushing step was carried out by changing the conditions shown in Table 4 to obtain an external additive A-19. Table 4 shows the physical characteristics of the obtained external additive A-19.
<外添剤A−21の製造例>
第一処理工程として、無機微粒子2 100部に対し、荷電制御剤CCA1 5部をトルエンに溶解した液を噴霧し、2時間の撹拌混合によってCCA1の固定化を行った。その後、200℃で熱処理してトルエンを揮発させ、CCA1による表面処理を行った。
<Production example of external additive A-21>
As the first treatment step, 100 parts of the inorganic fine particles were sprayed with a solution prepared by dissolving 5 parts of the charge control agent CCA1 in toluene, and CCA1 was immobilized by stirring and mixing for 2 hours. Then, heat treatment was performed at 200 ° C. to volatilize toluene, and surface treatment with CCA1 was performed.
第二処理工程として、第一処理工程によって生成したシリカ微粒子に対し、15.0部のHMDSを内部に噴霧し、シリカの流動化状態でシラン化合物処理を行なった。この反応を60分間継続した後、反応を終了し、表面にCCA1を有する無機微粒子2/CCA1/HMDS複合物を得た。解砕工程は表4に示す条件に変更して行うことで、外添剤A−21を得た。得られた外添剤A−21の物性を表4に示す。 As the second treatment step, 15.0 parts of HMDS was sprayed inside the silica fine particles produced in the first treatment step, and the silane compound was treated in a fluidized state of silica. After continuing this reaction for 60 minutes, the reaction was terminated to obtain an inorganic fine particle 2 / CCA1 / HMDS composite having CCA1 on the surface. The crushing step was carried out by changing the conditions shown in Table 4 to obtain an external additive A-21. Table 4 shows the physical characteristics of the obtained external preparation A-21.
<外添剤A−22の製造例>
無機微粒子2 100部に対して、HMDS 15.0部、及び荷電制御剤CCA1 5部をトルエンに溶解した液を同時に噴霧し、2時間の撹拌混合によってCCA1の固定化、及びシラン化合物処理を行なった。その後、200℃で熱処理してトルエンを揮発させ、表面にCCA1を有する無機微粒子2/CCA1/HMDS複合物を得た。解砕工程は表4に示す条件に変更して行うことで、外添剤A−22を得た。得られた外添剤A−22の物性を表4に示す。
<Production example of external additive A-22>
A solution prepared by dissolving 15.0 parts of HMDS and 5 parts of the charge control agent CCA1 in toluene was simultaneously sprayed on 100 parts of 2100 inorganic fine particles, and CCA1 was immobilized and treated with a silane compound by stirring and mixing for 2 hours. It was. Then, it was heat-treated at 200 ° C. to volatilize toluene to obtain an inorganic fine particle 2 / CCA1 / HMDS composite having CCA1 on its surface. The crushing step was carried out by changing the conditions shown in Table 4 to obtain an external additive A-22. Table 4 shows the physical characteristics of the obtained external additive A-22.
<外添剤A−23の製造例>
無機微粒子2 100部に対して、荷電制御剤CCA1 5部をトルエンに溶解した液を噴霧し、2時間の撹拌混合によってCCA1の固定化を行った。その後、200℃で熱処理してトルエンを揮発させ、表面にCCA1を有する無機微粒子2/CCA1複合物を得た。解砕工程は表4に示す条件に変更して行うことで、外添剤A−23を得た。得られた外添剤A−23の物性を表4に示す。
<Production example of external additive A-23>
A solution prepared by dissolving 5 parts of the charge control agent CCA1 in toluene was sprayed on 100 parts of 2100 parts of the inorganic fine particles, and CCA1 was immobilized by stirring and mixing for 2 hours. Then, it was heat-treated at 200 ° C. to volatilize toluene to obtain an inorganic fine particle 2 / CCA1 composite having CCA1 on the surface. The crushing step was carried out by changing the conditions shown in Table 4 to obtain an external additive A-23. Table 4 shows the physical characteristics of the obtained external preparation A-23.
<トナー粒子の製造例>
四つ口容器中にイオン交換水710部と0.1モル/リットルのNa3PO4水溶液850部を添加し、高速撹拌装置T.K.ホモミクサー(特殊機化工業(株)製)を用いて12,000rpmで撹拌しながら、60℃に保持した。ここに1.0モル/リットル−CaCl2水溶液68部を徐々に添加し、微細なリン酸カルシウムを含む水系分散媒体を調製した。
<Manufacturing example of toner particles>
710 parts of ion-exchanged water and 850 parts of a 0.1 mol / liter Na 3 PO 4 aqueous solution were added to the four-mouthed container, and the high-speed agitator T.I. K. The temperature was maintained at 60 ° C. while stirring at 12,000 rpm using a homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.). 68 parts of a 1.0 mol / liter-CaCl 2 aqueous solution was gradually added thereto to prepare an aqueous dispersion medium containing fine calcium phosphate.
スチレン 124部
n−ブチルアクリレート 36部
銅フタロシアニン顔料(ピグメントブルー15:3) 13部
ポリエステル系樹脂(テレフタル酸−プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA(2モル付加物)共重合体(モル比=51:50)、酸価 10mgKOH/mg、ガラス転移点 70℃、Mw 10500、Mw/Mn 3.2) 10部
負荷電性制御剤(3,5−ジ−tert−ブチルサリチル酸のアルミニウム化合物) 0.8部
フィシャートロプシュワックス(吸熱メインピーク温度 78℃) 15部
上記の材料をアトライタ(日本コークス工業株式会社製)を用いて3時間撹拌し、各成分を重合性単量体中に分散させ、単量体混合物を調製した。単量体混合物に重合開始剤である1,1,3,3−テトラメチルブチルパ−オキシ2−エチルヘキサノエ−ト20.0部(トルエン溶液50%)を添加し、重合性単量体組成物を調製した。重合性単量体組成物を上記水系分散媒体中に投入し、撹拌機の回転数を10,000rpmに維持しつつ5分間造粒した。その後、高速撹拌装置をプロペラ式撹拌器に変えて、内部温度を70℃に昇温させ、ゆっくり撹拌しながら6時間反応させた。
Styrene 124 parts n-butyl acrylate 36 parts Copper phthalocyanine pigment (Pigment Blue 15: 3) 13 parts Polyester resin (terephthalic acid-propylene oxide modified bisphenol A (2 molar adduct) copolymer (molar ratio = 51: 50) , Acid value 10 mgKOH / mg, glass transition point 70 ° C., Mw 10500, Mw / Mn 3.2) 10 parts load electrical control agent (aluminum compound of 3,5-di-tert-butylsalicylic acid) 0.8 parts Fisher Tropschwax (heat absorption main peak temperature 78 ° C) 15 parts The above materials are stirred using an attritor (manufactured by Nippon Coke Industries Co., Ltd.) for 3 hours to disperse each component in a polymerizable monomer, and a monomer mixture. Was prepared. To the monomer mixture, 20.0 parts (50% of toluene solution) of 1,1,3,3-tetramethylbutylparoxy2-ethylhexanoate as a polymerization initiator was added, and the polymerizable monomer was added. The composition was prepared. The polymerizable monomer composition was put into the aqueous dispersion medium, and granulated for 5 minutes while maintaining the rotation speed of the stirrer at 10,000 rpm. Then, the high-speed stirrer was changed to a propeller-type stirrer, the internal temperature was raised to 70 ° C., and the reaction was carried out for 6 hours with slow stirring.
次いで、容器内を温度80℃に昇温して4時間維持し、その後冷却し、スラリー1を得た。スラリー1を含む容器内に希塩酸を添加して分散安定剤を除去した。更に、ろ別、洗浄、乾燥して重量平均粒径(D4)が6.2μmの重合体粒子(トナー粒子1)を得た。トナー粒子1の平均円形度は0.980であった。 Next, the inside of the container was heated to a temperature of 80 ° C. and maintained for 4 hours, and then cooled to obtain slurry 1. Dilute hydrochloric acid was added to the container containing the slurry 1 to remove the dispersion stabilizer. Further, it was filtered, washed, and dried to obtain polymer particles (toner particles 1) having a weight average particle diameter (D4) of 6.2 μm. The average circularity of the toner particles 1 was 0.980.
〔実施例1〕
得られたトナー粒子1 100部に対して、外添剤A−1 0.5部、及び外添剤B(一次粒子の個数平均粒子径(D1)が9nm、比表面積が215m2/gのシリカ微粉末) 1.0部を添加した。それらの材料をFM10C(日本コークス工業株式会社製)によって外添混合した。外添条件は、トナー粒子仕込み量 1.8kg、回転数 3600rpm、外添時間 5分で行った。その後、目開き100μmのメッシュで篩い、負摩擦帯電性のトナー1を得た。得られたトナー1の物性を表5に示す。
[Example 1]
With respect to 100 parts of the obtained toner particles, 0.5 part of the external additive A-1 and the external agent B (the number average particle diameter (D1) of the primary particles is 9 nm, and the specific surface area is 215 m 2 / g). Silica fine powder) 1.0 part was added. These materials were externally mixed by FM10C (manufactured by Nippon Coke Industries Co., Ltd.). The external addition conditions were as follows: the amount of toner particles charged was 1.8 kg, the rotation speed was 3600 rpm, and the external addition time was 5 minutes. Then, it was sieved with a mesh having a mesh size of 100 μm to obtain a negative triboelectric toner 1. Table 5 shows the physical characteristics of the obtained toner 1.
得られたトナーを用いて、以下の評価を行った。 The following evaluation was performed using the obtained toner.
<試験>
HP製レーザービームプリンタHP Color LaserJet Enterprise M651nを、プリンタの将来的な更なる高速化と高寿命化を考慮して、プロセススピードを400mm/sに改造して使用した。評価紙としては、キヤノンマーケティングジャパンが販売するCS−680を用いた。ドラム上フィルミングの評価は、低印字比率(1%)で行った。これにより、クリーニングニップ部に供給される外添剤Aの量が少なくなり、ドラム上フィルミング性に対して厳しい条件となる。
<Test>
The HP Laser Beam Printer HP Color LaserJet Enterprise M651n was used with the process speed modified to 400 mm / s in consideration of further speeding up and extending the life of the printer in the future. As the evaluation paper, CS-680 sold by Canon Marketing Japan was used. The evaluation of the filming on the drum was performed at a low printing ratio (1%). As a result, the amount of the external additive A supplied to the cleaning nip portion is reduced, which is a strict condition for the filming property on the drum.
<感光体ドラム上フィルミング>
感光体ドラム上フィルミングの評価は感光体ドラム表面の目視及び画像で評価を行った。低温低湿環境(温度15℃:相対湿度30%)、常温常室環境(温度25℃:相対湿度60%)、高温高湿環境(温度32℃:相対湿度80%)の各環境において、それぞれ印字比率が1%の画像を出力する動作を繰り返し、出力枚数が500枚に到達する毎に1晩放置した。その後、上記の様にして500枚出力し1晩放置する工程を繰り返し、最終的には5000枚の画像出力を行った。その後、ハーフトーン画像を5枚連続して出力し、出力画像と感光体ドラム表面の状態を以下の基準で評価した。A、Bランクを合格とした。
A:画像欠陥、及び感光体ドラム表面の付着物が全く見られない。
B:画像欠陥は全く見られないが、感光体ドラム表面に軽微な付着物が見られる。
C:画像上に軽微な白ポチ(平均1〜3つ)が見られる。
D:画像上に白ポチ(平均4つ以上)が見られる。
<Filming on the photoconductor drum>
The filming on the photoconductor drum was evaluated visually and by image on the surface of the photoconductor drum. Printing in low-temperature and low-humidity environment (temperature 15 ° C: relative humidity 30%), normal temperature room environment (temperature 25 ° C: relative humidity 60%), and high-temperature and high-humidity environment (temperature 32 ° C: relative humidity 80%). The operation of outputting an image having a ratio of 1% was repeated, and each time the number of output sheets reached 500, the mixture was left overnight. Then, the process of outputting 500 images and leaving them to stand overnight was repeated as described above, and finally 5000 images were output. After that, five halftone images were continuously output, and the output images and the state of the surface of the photoconductor drum were evaluated according to the following criteria. A and B ranks were accepted.
A: No image defects or deposits on the surface of the photoconductor drum are observed.
B: No image defects are observed, but slight deposits are observed on the surface of the photoconductor drum.
C: Minor white spots (1 to 3 on average) can be seen on the image.
D: White spots (4 or more on average) can be seen on the image.
<かぶりの評価>
高温高湿環境(温度32℃、相対湿度80%)で、印字比率が1%の画像を出力する動作を繰り返し、出力枚数が500枚に到達する毎に1晩放置した。その後、上記の様にして500枚出力し1晩放置する工程を繰り返し、最終的には5000枚の画像出力を行い、以下の方法で評価を行った。
<Evaluation of fog>
In a high-temperature and high-humidity environment (temperature 32 ° C., relative humidity 80%), the operation of outputting an image having a printing ratio of 1% was repeated, and each time the number of output sheets reached 500, the image was left overnight. Then, the process of outputting 500 images and leaving them to stand overnight was repeated as described above, and finally 5000 images were output and evaluated by the following method.
上記の画像出力試験において、毎回白地部分を有する画像を1枚ずつ出力した。その後、すべての白地部分を有する画像について、白地部分を有する画像の白地部分の白色度(反射率Ds(%))と転写紙の白色度(平均反射率Dr(%))の差から、かぶり濃度(%)(=Dr(%)−Ds(%))を算出した。なお、白色度は、「REFLECTMETER MODEL TC−6DS」(東京電色社製)により測定した。フィルターは、アンバーライトフィルターを用いた。かぶりが最悪であったものについて、以下のランク付けを行った。A、Bランクを合格とした。
A:かぶり濃度が1.0%未満である。
B:かぶり濃度が1.0%以上2.0%未満である。
C:かぶり濃度が2.0%以上3.0%未満である。
D:かぶり濃度が3.0%以上である。
In the above image output test, one image having a white background portion was output each time. After that, for the image having all the white background parts, the fog is obtained from the difference between the whiteness of the white background part of the image having the white background part (reflectance Ds (%)) and the whiteness of the transfer paper (average reflectance Dr (%)). The concentration (%) (= Dr (%) −Ds (%)) was calculated. The whiteness was measured by "REFLECTMER MODEL TC-6DS" (manufactured by Tokyo Denshoku Co., Ltd.). As the filter, an amber light filter was used. The ones with the worst fog were ranked as follows. A and B ranks were accepted.
A: The fog concentration is less than 1.0%.
B: The fog concentration is 1.0% or more and less than 2.0%.
C: The fog concentration is 2.0% or more and less than 3.0%.
D: The fog concentration is 3.0% or more.
<全面ベタ画像における白スジ(ベタ画像白スジ)>
画質の観点から、ベタ画像白スジの評価を行った。上記画像出力において5000枚出力後、画像形成装置の電源を落として1週間放置した。その後、画像形成装置を再起動させ、印字紙全面にベタ画像部を形成したチャートを1枚出力し、以下の基準で評価を行った。A、Bランクを合格とした。
A:画像上に白いスジ状の縦線が全く見られない。
B:画像上に白いスジ状の縦線が、1〜3本うすく見られる。
C:画像上にはっきりとした白いスジ状の縦線が、1〜3本見られる。
D:画像上にはっきりとした白いスジ状の縦線が、4本以上見られる。
<White streaks in a solid image on the entire surface (white streaks in a solid image)>
From the viewpoint of image quality, solid image white streaks were evaluated. After outputting 5000 images in the above image output, the power of the image forming apparatus was turned off and left for 1 week. After that, the image forming apparatus was restarted, and one chart having a solid image portion formed on the entire surface of the printing paper was output and evaluated according to the following criteria. A and B ranks were accepted.
A: No white streaky vertical lines can be seen on the image.
B: White streaky vertical lines are thinly seen on the image.
C: 1 to 3 clear white streaky vertical lines can be seen on the image.
D: Four or more clear white streaky vertical lines can be seen on the image.
〔実施例2〜23〕
表5記載の外添処方、及び外添条件とした以外は、実施例1と同様にして、トナー2〜23を得た。トナーの諸物性については表5に示した通りである。
[Examples 2 to 23]
Toners 2 to 23 were obtained in the same manner as in Example 1 except that the external preparations and external conditions shown in Table 5 were used. The physical characteristics of the toner are as shown in Table 5.
また、実施例1と同様にして評価を行った結果を表6に示す。 Table 6 shows the results of evaluation in the same manner as in Example 1.
〔比較例1〜5〕
表5記載の外添処方、及び外添条件とした以外は、実施例1と同様にして、トナー24〜28を得た。トナーの諸物性については表5に示した通りである。
[Comparative Examples 1 to 5]
Toners 24 to 28 were obtained in the same manner as in Example 1 except that the external preparations and external conditions shown in Table 5 were used. The physical characteristics of the toner are as shown in Table 5.
また、実施例1と同様にして評価を行った結果を表6に示す。 Table 6 shows the results of evaluation in the same manner as in Example 1.
T・・・トナー、A・・・外添剤、11・・・ふるい、12・・・基板、13・・・基板ホルダ、14・・・吸引手段 T ... toner, A ... external additive, 11 ... sieve, 12 ... substrate, 13 ... substrate holder, 14 ... suction means
Claims (9)
前記外添剤Aは、
i)下記式(1)で示される稠密度が0.40以上0.80以下の形状を有し、
稠密度=外添剤の面積/包絡線により囲まれた外添剤の面積 式(1)
ii)無機微粒子の表面をシランまたはシラザン化合物により処理を行った後に荷電制御剤による処理を行うことによって得られた外添剤であり、
iii)前記無機微粒子の比表面積が30m2/g以上140m2/g以下
であることを特徴とするトナー。 A toner having toner particles containing a binder resin and a colorant and an external additive A.
The external preparation A is
i) It has a shape with a density of 0.40 or more and 0.80 or less represented by the following formula (1).
Dense density = Area of external additive / Area of external additive surrounded by envelopes Equation (1)
ii) An external additive obtained by treating the surface of inorganic fine particles with a silane or silazane compound and then treating with a charge control agent.
iii) A toner characterized in that the specific surface area of the inorganic fine particles is 30 m 2 / g or more and 140 m 2 / g or less.
1≦Y≦30 (2)
Y/X≦0.22 (3) When the specific surface area of the inorganic fine particles is X (m 2 / g) and the amount treated by the charge control agent with respect to 100 parts by mass of the inorganic fine particles is Y (parts by mass), the X and Y are the following formula (2). ) And (3). The toner according to claim 1 or 2.
1 ≦ Y ≦ 30 (2)
Y / X ≤ 0.22 (3)
前記外添剤Aは、
i)下記式(1)で示される稠密度が0.40以上0.80以下の形状を有し、
稠密度=外添剤の面積/包絡線により囲まれた外添剤の面積 式(1)
ii)シランまたはシラザン化合物により表面処理をした後に、芳香族カルボン酸の金属化合物、アゾ染料あるいはアゾ顔料の金属化合物、スルホン酸基又はカルボン酸基を置換基として有する高分子化合物、尿素化合物、カリックスアレーン、四級アンモニウム塩、四級アンモニウム塩を側鎖に有する高分子化合物、グアニジン化合物、ニグロシン化合物、イミダゾール化合物からなる群より選択される化合物による処理を行うことによって得られた外添剤であり、
iii)前記無機微粒子の比表面積が30m2/g以上140m2/g以下
であることを特徴とするトナー。 A toner having toner particles containing a binder resin and a colorant and an external additive A.
The external preparation A is
i) It has a shape with a density of 0.40 or more and 0.80 or less represented by the following formula (1).
Dense density = Area of external additive / Area of external additive surrounded by envelopes Equation (1)
ii) After surface treatment with a silane or silazane compound, a metal compound of aromatic carboxylic acid, a metal compound of azo dye or azo pigment, a polymer compound having a sulfonic acid group or a carboxylic acid group as a substituent, a urea compound, or calix. It is an external preparation obtained by treating with a compound selected from the group consisting of an arene, a quaternary ammonium salt, a polymer compound having a quaternary ammonium salt in a side chain, a guanidine compound, a niglosin compound, and an imidazole compound. ,
iii) A toner characterized in that the specific surface area of the inorganic fine particles is 30 m 2 / g or more and 140 m 2 / g or less.
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