JP7115161B2 - black toner - Google Patents
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Description
本発明は、黒色トナーに関する。 The present invention relates to black toner.
例えば特許文献1には、ポリエステル樹脂粒子を水系媒体中で凝集させて、トナーを製造する技術が開示されている。
For example,
特許文献1に記載されるトナーでは、トナー粒子の大部分が結着樹脂で構成されている。こうしたトナーでは、耐熱保存性と、低温定着性と、黒色トナーとして用いる場合の発色性と、感光体ドラムへの付着の抑制とを同時に達成させることには限界がある。
In the toner described in
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐熱保存性、低温定着性及び発色性に優れ、かつ感光体ドラムに付着し難い黒色トナーを提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a black toner which is excellent in heat-resistant storage stability, low-temperature fixability and color-developing properties, and which hardly adheres to a photoreceptor drum.
本発明の黒色トナーは、トナー粒子を含む。前記トナー粒子は、カルボキシ基を有する離型剤を含有するトナーコアと、前記トナーコアの表面を部分的に被覆するシェル層と、前記トナーコアの表面のうち前記シェル層で被覆されていない箇所に付着する磁性粒子とを備える。前記磁性粒子は、表面の少なくとも一部が前記シェル層から露出し、かつ前記シェル層の表面よりも前記トナーコアの径方向外側に突出している。前記磁性粒子の含有量は、前記トナーコア100質量部に対して、0.1質量部以上1.5質量部以下である。前記シェル層は、未開環のオキサゾリン基を有するシェル樹脂を含有する。ガスクロマトグラフィー質量分析法により測定される未開環のオキサゾリン基の含有割合は、490μmol/g以上1,500μmol/g以下である。示差走査熱量分析法による測定において、前記離型剤の融解に由来する吸熱量は、80mJ/mg以上160mJ/mg以下である。 The black toner of the present invention contains toner particles. The toner particles adhere to a toner core containing a release agent having a carboxyl group, a shell layer partially covering the surface of the toner core, and portions of the surface of the toner core not covered with the shell layer. and magnetic particles. At least part of the surface of the magnetic particles is exposed from the shell layer, and protrudes radially outward of the toner core from the surface of the shell layer. The content of the magnetic particles is 0.1 parts by mass or more and 1.5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the toner core. The shell layer contains a shell resin having an unopened oxazoline group. The content of unopened oxazoline groups measured by gas chromatography-mass spectrometry is 490 μmol/g or more and 1,500 μmol/g or less. In measurement by differential scanning calorimetry, the endothermic amount derived from melting of the release agent is 80 mJ/mg or more and 160 mJ/mg or less.
本発明の黒色トナーは、耐熱保存性、低温定着性及び発色性に優れ、かつ感光体ドラムへの付着を抑制できる。 The black toner of the present invention is excellent in heat-resistant storage stability, low-temperature fixability, and color development, and can suppress adhesion to a photoreceptor drum.
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、トナーは、トナー粒子の集合体(例えば粉体)である。外添剤は、外添剤粒子の集合体(例えば粉体)である。粉体(より具体的には、トナー粒子の粉体、外添剤粒子の粉体等)に関する評価結果(形状、物性等を示す値)は、何ら規定していなければ、粉体から粒子を相当数選び取って、それら粒子の各々について測定した値の個数平均である。 Preferred embodiments of the present invention are described below. Note that the toner is an aggregate (for example, powder) of toner particles. The external additive is an aggregate (for example, powder) of external additive particles. Evaluation results (values indicating shape, physical properties, etc.) regarding powder (more specifically, powder of toner particles, powder of external additive particles, etc.) are the It is the number average of the values measured for each of the selected particles.
粉体の体積中位径(D50)の測定値は、何ら規定していなければ、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(株式会社堀場製作所製「LA-950」)を用いて測定されたメディアン径である。 The measured value of the volume median diameter (D 50 ) of the powder was measured using a laser diffraction/scattering particle size distribution analyzer ("LA-950" manufactured by Horiba, Ltd.) unless otherwise specified. is the median diameter.
粉体の個数平均1次粒子径は、何ら規定していなければ、走査型電子顕微鏡を用いて測定した1次粒子の円相当径(ヘイウッド径:1次粒子の投影面積と同じ面積を有する円の直径)の個数平均値である。粉体の個数平均1次粒子径は、例えば100個の1次粒子の円相当径の個数平均値である。なお、粒子の個数平均1次粒子径は、特に断りがない限り、粉体中の粒子の個数平均1次粒子径を指す。 Unless otherwise specified, the number average primary particle diameter of the powder is the circle-equivalent diameter of the primary particles measured using a scanning electron microscope (Heywood diameter: a circle having the same area as the projected area of the primary particles diameter). The number average primary particle diameter of the powder is, for example, the number average value of equivalent circle diameters of 100 primary particles. The number average primary particle size of particles refers to the number average primary particle size of particles in powder unless otherwise specified.
帯電性は、何ら規定していなければ、摩擦帯電における帯電性を意味する。摩擦帯電における正帯電性の強さ(又は負帯電性の強さ)は、公知の帯電列などで確認できる。例えばトナーは、日本画像学会から提供される標準キャリア(負帯電性トナー用標準キャリア:N-01、正帯電性トナー用標準キャリア:P-01)と混ぜて攪拌することで、測定対象を摩擦帯電させる。摩擦帯電させる前と後とでそれぞれ、例えば帯電量測定装置(Q/mメーター)で測定対象の帯電量を測定し、摩擦帯電の前後での帯電量の変化が大きい測定対象ほど帯電性が強いことを示す。 Chargeability means chargeability in triboelectrification unless otherwise specified. The strength of positive chargeability (or the strength of negative chargeability) in triboelectrification can be confirmed by a known electrification series or the like. For example, toner is mixed with standard carriers provided by the Imaging Society of Japan (standard carrier for negatively charged toner: N-01, standard carrier for positively charged toner: P-01). electrify. Before and after triboelectrification, the charge amount of the object to be measured is measured with, for example, a charge amount measuring device (Q/m meter). indicates that
ガラス転移点(Tg)は、何ら規定していなければ、示差走査熱量計(セイコーインスツル株式会社製「DSC-6220」)を用いて「JIS(日本工業規格)K7121-2012」に従って測定した値である。示差走査熱量計で測定された吸熱曲線(縦軸:熱流(DSC信号)、横軸:温度)において、ガラス転移に起因する変曲点の温度(詳しくは、ベースラインの外挿線と立ち下がりラインの外挿線との交点の温度)が、Tg(ガラス転移点)に相当する。 The glass transition point (Tg) is a value measured according to "JIS (Japanese Industrial Standards) K7121-2012" using a differential scanning calorimeter ("DSC-6220" manufactured by Seiko Instruments Inc.) unless otherwise specified. is. In the endothermic curve (vertical axis: heat flow (DSC signal), horizontal axis: temperature) measured with a differential scanning calorimeter, the temperature at the inflection point caused by the glass transition (specifically, the extrapolated line of the baseline and the falling edge The temperature at the intersection of the line with the extrapolated line) corresponds to Tg (glass transition point).
材料の「主成分」は、何ら規定していなければ、質量基準で、その材料に最も多く含まれる成分を意味する。 A "major component" of a material means, by mass, the component that is the most abundant in the material, unless otherwise specified.
以下、化合物名の後に「系」を付けて、化合物及びその誘導体を包括的に総称する場合がある。化合物名の後に「系」を付けて重合体名を表す場合には、重合体の繰り返し単位が化合物又はその誘導体に由来することを意味する。アクリル及びメタクリルを包括的に「(メタ)アクリル」と総称する場合がある。以下に記載する各成分については、特に断りのない限り、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。 Hereinafter, compounds and their derivatives may be collectively referred to by adding "system" after the compound name. When the polymer name is expressed by adding "system" after the compound name, it means that the repeating unit of the polymer is derived from the compound or its derivative. Acryl and methacryl may be collectively referred to as "(meth)acryl". Unless otherwise specified, each component described below may be used singly or in combination of two or more.
<黒色トナー>
本実施形態に係る黒色トナー(以下、「トナー」と記載することがある)は、トナー粒子を含む。トナー粒子は、カルボキシ基を有する離型剤を含有するトナーコアと、トナーコアの表面を部分的に被覆するシェル層と、トナーコアの表面のうちシェル層で被覆されていない箇所に付着する磁性粒子とを備える。磁性粒子は、表面の少なくとも一部がシェル層から露出し、かつシェル層の表面よりもトナーコアの径方向外側に突出している。磁性粒子の含有量は、トナーコア100質量部に対して、0.1質量部以上1.5質量部以下である。シェル層は、未開環のオキサゾリン基を有するシェル樹脂を含有する。ガスクロマトグラフィー質量分析法により測定される未開環のオキサゾリン基の含有割合は、490μmol/g以上1,500μmol/g以下である。示差走査熱量分析法による測定において、離型剤の融解に由来する吸熱量は、80mJ/mg以上160mJ/mg以下である。
<Black Toner>
The black toner (hereinafter sometimes referred to as “toner”) according to the exemplary embodiment contains toner particles. The toner particles comprise a toner core containing a release agent having a carboxyl group, a shell layer partially covering the surface of the toner core, and magnetic particles adhering to portions of the surface of the toner core that are not covered with the shell layer. Prepare. At least part of the surface of the magnetic particles is exposed from the shell layer, and protrudes radially outward of the toner core from the surface of the shell layer. The content of the magnetic particles is 0.1 parts by mass or more and 1.5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the toner core. The shell layer contains a shell resin having an unopened ring oxazoline group. The content of unopened oxazoline groups measured by gas chromatography-mass spectrometry is 490 μmol/g or more and 1,500 μmol/g or less. In measurement by differential scanning calorimetry, the endothermic amount derived from melting of the release agent is 80 mJ/mg or more and 160 mJ/mg or less.
トナーは、例えば正帯電性トナーとして、静電潜像の現像に好適である。トナーは、1成分現像剤として使用してもよい。トナーは、混合装置(例えば、ボールミル)を用いてキャリアと混合して2成分現像剤として使用してもよい。トナーは、1成分現像剤として使用する場合、現像装置内において現像スリーブ又はトナー帯電部材と摩擦することで正に帯電する。トナー帯電部材としては、例えば、ドクターブレードが挙げられる。トナーは、2成分現像剤を構成する場合、現像装置内においてキャリアと摩擦することで正に帯電する。 The toner is suitable for developing electrostatic latent images, for example, as a positively charged toner. The toner may be used as a single component developer. The toner may be mixed with a carrier using a mixing device (eg, ball mill) and used as a two-component developer. When used as a one-component developer, the toner is positively charged by friction with a developing sleeve or a toner charging member in the developing device. Examples of the toner charging member include a doctor blade. In the case of forming a two-component developer, the toner is positively charged by friction with the carrier in the developing device.
以下、トナーの詳細について、適宜図面を参照しながら説明する。 The details of the toner will be described below with appropriate reference to the drawings.
[トナー粒子]
図1は、トナーに含まれるトナー粒子10の断面構造の一例を示す。図1に示すように、トナー粒子1は、トナーコア11と、トナーコア11の表面を部分的に被覆するシェル層12と、トナーコア11の表面のうちシェル層12で被覆されていない箇所に付着する磁性粒子13とを有する。磁性粒子13の表面の一部は、シェル層12から露出している。また、磁性粒子13は、シェル層12の表面よりもトナーコア11の径方向外側に突出している。
[Toner particles]
FIG. 1 shows an example of a cross-sectional structure of toner particles 10 contained in toner. As shown in FIG. 1, the
但し、図1に示すトナー粒子1は、トナーに含まれるトナー粒子の一例に過ぎずない。具体的には、磁性粒子は、トナーコアの表面のうちシェル層で被覆されていない箇所の少なくとも一部を被覆していればよく、図1に示すようにトナーコア11の表面のうちシェル層12で被覆されていない箇所の全てを被覆していなくてもよい。例えば、トナーコアの表面のうち一部は、シェル層及び磁性粒子のいずれによっても被覆されておらず、露出していてもよい。また、磁性粒子は、トナーコア11との密着性を向上できるため、図1に示すようにトナーコア11に食い込んだ状態で付着することが好ましいが、トナーコアに食い込まずに付着していてもよい。更に、シェル層には、添加剤粒子が分散していてもよい。更に、トナー粒子は、シェル層の表面に付着する外添剤を更に備えてもよい。なお、外添剤を更に備えるトナー粒子においては、トナーコア、シェル層及び磁性粒子により構成される粒子がトナー母粒子に相当する。
However, the
図2は、トナーについて、示差走査熱量計を用いて2回目の昇温時に測定されるDSCデータの一例を示すグラフである。測定時の昇温速度及び降温速度は、例えば、それぞれ10℃/分とすることができる。図2のグラフは、熱流(DSC信号)を縦軸とし、温度を横軸とする吸熱曲線を示している。 FIG. 2 is a graph showing an example of DSC data measured using a differential scanning calorimeter when the temperature is raised for the second time. The rate of temperature increase and the rate of temperature decrease during measurement can each be, for example, 10° C./min. The graph in FIG. 2 shows an endothermic curve with heat flow (DSC signal) on the vertical axis and temperature on the horizontal axis.
図2中、トナーに含まれる離型剤の融解に由来する吸熱ピークの面積Sから、トナー1mg当たりの離型剤の融解に由来する吸熱量ΔH[mJ/mg]を求めることができる。 In FIG. 2, the endothermic amount ΔH [mJ/mg] derived from melting of the release agent per 1 mg of toner can be obtained from the area S of the endothermic peak derived from melting of the release agent contained in the toner.
ΔHは、80mJ/mg以上160mJ/mg以下であり、100mJ/mg以上140mJ/mg以下が好ましい。ΔHを80mJ/mg以上とすることで、低温定着性を向上させることができる。ΔHを160mJ/mg以下とすることで、耐熱保存性を向上させることができる。 ΔH is 80 mJ/mg or more and 160 mJ/mg or less, preferably 100 mJ/mg or more and 140 mJ/mg or less. By setting ΔH to 80 mJ/mg or more, low-temperature fixability can be improved. By setting ΔH to 160 mJ/mg or less, the heat-resistant storage stability can be improved.
本実施形態に係る黒色トナーは、上述の構成を備えることにより、耐熱保存性、低温定着性及び発色性に優れ、かつ感光体ドラムへの付着を抑制できる。その理由を以下に説明する。トナーのΔHは、その値が大きいほど離型剤の含有量が多いことを示す傾向にある。そして、ΔHが上述の数値範囲内であるトナーは、一般的なトナー(例えば、約90質量%の結着樹脂と、約5質量%の離型剤と、約5質量%の着色剤とを含有するトナー)と比較し、多量(例えば、10倍~20倍)の離型剤を含有する。ここで、一般的なトナーに多量の離型剤を添加した場合、低温定着性は向上するが、高温下で離型剤の脱離に起因したトナー粒子の凝集が生じ易くなり、かつ表面が画像形成装置の他の部材(例えば、感光体ドラム等)に付着し易くなる。そのため、多量の離型剤を添加したトナーは、耐熱保存性に劣り、かつ感光体ドラム等に付着して画像不良を生じ易い傾向がある。 The black toner according to the exemplary embodiment has the above-described structure, so that it is excellent in heat-resistant storage stability, low-temperature fixability, and color development, and can suppress adhesion to the photoreceptor drum. The reason is explained below. A larger value of ΔH of the toner tends to indicate a larger content of the release agent. A toner having a ΔH within the above numerical range is a general toner (for example, approximately 90% by mass of a binder resin, approximately 5% by mass of a release agent, and approximately 5% by mass of a colorant). It contains a large amount (for example, 10 to 20 times) of the release agent compared to the toner it contains. Here, when a large amount of a release agent is added to a general toner, the low-temperature fixability is improved, but the toner particles tend to aggregate due to the detachment of the release agent at high temperatures, and the surface becomes rough. It becomes easy to adhere to other members of the image forming apparatus (for example, a photosensitive drum, etc.). Therefore, a toner containing a large amount of release agent is inferior in heat-resistant storage stability, and tends to adhere to a photosensitive drum or the like to cause image defects.
一方、本実施形態においては、トナーは、トナーコアの表面がシェル層で被覆されているため、上述の耐熱保存性の低下及び感光体ドラムへの付着を抑制しつつ優れた低温定着性を発揮できる。また、トナーは、離型剤がカルボキシ基を有し、シェル層に含有されるシェル樹脂が未開環オキサゾリン基を有し、かつ未開環のオキサゾリン基の含有割合が一定範囲内である。そのため、トナーは、離型剤及びシェル樹脂の間に共有結合(アミドエステル結合)が適度な割合で形成され、トナーコア及びシェル層が適度に強く密着するため、優れた低温定着性を維持しつつ、耐熱保存性の低下及び感光体ドラムへの付着をより効果的に抑制できる。更に、トナーは、トナーコアの表面に比較的硬度の高い磁性粒子が付着している。この磁性粒子は、比較的硬質なシェル層ではなく比較的軟質なトナーコアに付着しているため、トナー粒子から脱離し難い。また、磁性粒子は、表面の少なくとも一部がシェル層から露出し、かつシェル層の表面よりもトナーコアの径方向外側に突出しているため、感光体ドラムを研磨(クリーニング)できる。そのため、磁性粒子は、トナーの感光体ドラムへの付着をより効果的に抑制する。更に、一般的にトナーに添加される無機粒子(例えば、酸化チタン粒子)の多くが黒色以外の色(例えば、白色)であるのに対し、磁性粒子は比較的黒色に近いためトナーの発色性を低下させ難い。更に、磁性粒子は、形成される画像の表面を適度に粗くし、グロスを適度に抑えることができる。そのため、トナーは、発色性に優れる。 On the other hand, in the present embodiment, since the surface of the toner core is coated with the shell layer, the toner can exhibit excellent low-temperature fixability while suppressing the above-described decrease in heat-resistant storage stability and adhesion to the photoreceptor drum. . In the toner, the release agent has a carboxy group, the shell resin contained in the shell layer has an unopened ring oxazoline group, and the content of the unopened ring oxazoline group is within a certain range. Therefore, in the toner, a covalent bond (amide ester bond) is formed between the release agent and the shell resin in an appropriate ratio, and the toner core and the shell layer adhere to each other appropriately. , deterioration of heat-resistant storage stability and adhesion to the photoreceptor drum can be more effectively suppressed. Furthermore, the toner has magnetic particles with relatively high hardness attached to the surface of the toner core. Since the magnetic particles adhere to the relatively soft toner core rather than the relatively hard shell layer, they are less likely to detach from the toner particles. In addition, since at least part of the surface of the magnetic particles is exposed from the shell layer and protrudes radially outward of the toner core from the surface of the shell layer, the photosensitive drum can be polished (cleaned). Therefore, the magnetic particles more effectively suppress adhesion of toner to the photosensitive drum. Furthermore, most of the inorganic particles (e.g., titanium oxide particles) that are generally added to the toner have a color other than black (e.g., white), whereas the magnetic particles are relatively close to black, so the toner color developability is improved. is difficult to reduce. Further, the magnetic particles can moderately roughen the surface of the formed image and moderately suppress glossiness. Therefore, the toner has excellent color developing properties.
また、トナーコアに付着している磁性粒子は、トナーコア成分の漏出を抑制する機能と、トナー粒子同士の接触を抑制するスペーサーとしての機能とを発揮することで、トナーの耐熱保存性の向上にも寄与する。 In addition, the magnetic particles adhering to the toner core have the function of suppressing the leakage of toner core components and the function of spacers that suppress the contact between toner particles, thereby improving the heat-resistant storage stability of the toner. contribute.
トナーは、耐熱保存性及び低温定着性の両立を図るため、シャープメルト性を有することが好ましい。具体的には、トナーにおいて、貯蔵弾性率が1.0×108Paとなる温度(以下、「第一温度」と記載することがある)としては70℃以上が好ましい。また、トナーにおいて、貯蔵弾性率が1.0×105Paとなる温度(以下、「第二温度」と記載することがある)としては85℃以下が好ましい。こうした特性を有するトナーは、70℃以下では貯蔵弾性率が高いため優れた保存性を発揮し、一方で加熱されると貯蔵弾性率が急激に低下し、85℃以上では貯蔵弾性率が十分に低下して優れた定着性を発揮する。こうしたシャープメルト性を有するトナーは、耐熱保存性及び低温定着性の両方に優れる傾向がある。なお、トナーの貯蔵弾性率は、レオメータにより測定される値をいう。 The toner preferably has a sharp melt property in order to achieve both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. Specifically, in the toner, the temperature at which the storage elastic modulus becomes 1.0×10 8 Pa (hereinafter sometimes referred to as “first temperature”) is preferably 70° C. or higher. Further, in the toner, the temperature at which the storage elastic modulus becomes 1.0×10 5 Pa (hereinafter sometimes referred to as “second temperature”) is preferably 85° C. or lower. A toner having such properties has a high storage elastic modulus at 70° C. or lower, and exhibits excellent storage stability. It lowers and exhibits excellent fixability. Toners having such sharp-melt properties tend to be excellent in both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. The storage elastic modulus of the toner is a value measured by a rheometer.
図3は、上述のシャープメルト性を有するトナーのG’温度依存性曲線(縦軸:貯蔵弾性率、横軸:温度)の一例を示す。詳しくは、図3は、レオメータを用いて、トナーの温度を一定速度(昇温速度4℃/分)で上昇させながら、各温度における貯蔵弾性率を測定した結果の一例である。図3に示すG’温度依存性曲線では、トナーの温度が上昇するにつれて貯蔵弾性率が小さくなっている。図3に示すトナーは、貯蔵弾性率1.0×108Paとなる第一温度が70℃以上であり、貯蔵弾性率1.0×105Paとなる第二温度が85℃以下である。 FIG. 3 shows an example of the G' temperature dependence curve (vertical axis: storage elastic modulus, horizontal axis: temperature) of the toner having sharp meltability. Specifically, FIG. 3 shows an example of the results of measuring the storage elastic modulus at each temperature while increasing the temperature of the toner at a constant rate (heating rate of 4° C./min) using a rheometer. In the G' temperature dependence curve shown in FIG. 3, the storage elastic modulus decreases as the temperature of the toner rises. In the toner shown in FIG. 3, the first temperature at which the storage elastic modulus is 1.0×10 8 Pa is 70° C. or higher, and the second temperature at which the storage elastic modulus is 1.0×10 5 Pa is 85° C. or lower. .
第一温度としては、70℃以上80℃以下がより好ましく、70℃以上75℃以下が更に好ましい。また、第二温度としては、80℃以上90℃以下がより好ましく、80℃以上85℃以下が更に好ましい。更に、上述のシャープメルト性をより向上させる観点から、トナーのガラス転移点としては、65℃以上70℃以下が好ましい。 The first temperature is more preferably 70° C. or higher and 80° C. or lower, and even more preferably 70° C. or higher and 75° C. or lower. In addition, the second temperature is more preferably 80° C. or higher and 90° C. or lower, and still more preferably 80° C. or higher and 85° C. or lower. Further, the glass transition point of the toner is preferably 65° C. or higher and 70° C. or lower from the viewpoint of further improving the above-mentioned sharp melt property.
低温定着性及び耐熱保存性に更に優れるトナーを得る観点から、シェル層の厚さとしては10nm以上100nm以下が好ましい。シェル層の厚さは、市販の画像解析ソフトウェア(例えば、三谷商事株式会社製「WinROOF」)を用いて、染色したトナー粒子の断面のTEM(透過電子顕微鏡)撮影像を解析することによって計測できる。なお、1つのトナー粒子においてシェル層の厚さが均一でない場合には、均等に離間した4箇所(詳しくは、トナー粒子の断面の略中心で直交する2本の直線を引き、それら2本の直線がシェル層と交差する4箇所)の各々でシェル層の厚さを測定し、得られた4つの測定値の算術平均を、そのトナー粒子の評価値(シェル層の厚さ)とする。 From the viewpoint of obtaining a toner having even better low-temperature fixability and heat-resistant storage stability, the thickness of the shell layer is preferably 10 nm or more and 100 nm or less. The thickness of the shell layer can be measured by analyzing a cross-sectional TEM (transmission electron microscope) image of the dyed toner particles using commercially available image analysis software (eg, "WinROOF" manufactured by Mitani Shoji Co., Ltd.). . If the thickness of the shell layer is not uniform in one toner particle, four evenly spaced points (specifically, two straight lines perpendicular to each other at approximately the center of the cross section of the toner particle are drawn and the two straight lines are drawn. The thickness of the shell layer is measured at each of the four points where the straight line intersects the shell layer, and the arithmetic average of the obtained four measured values is taken as the evaluation value (thickness of the shell layer) of the toner particles.
トナーコアの表面において、シェル層で覆われた領域の面積割合(シェル層の被覆率)としては、90%以上が好ましく、95%以上がより好ましい。シェル層の被覆率を90%以上とすることで、耐熱保存性に更に優れるトナーを得ることができる。シェル層の被覆率は、市販の画像解析ソフトウェア(例えば、三谷商事株式会社製「WinROOF」)を用いてトナー粒子の断面のTEM(透過電子顕微鏡)撮影像を解析することによって測定できる。詳しくは、染色したトナー粒子の断面のTEM撮影像において、トナーコアの表面領域(外縁を示す輪郭線)のうちシェル層で覆われた領域の割合を測定することにより、シェル層の被覆率が得られる。 On the surface of the toner core, the area ratio of the region covered with the shell layer (shell layer coverage) is preferably 90% or more, more preferably 95% or more. By setting the coverage of the shell layer to 90% or more, it is possible to obtain a toner having even better heat-resistant storage stability. The coverage of the shell layer can be measured by analyzing a cross-sectional TEM (transmission electron microscope) image of the toner particles using commercially available image analysis software (eg, "WinROOF" manufactured by Mitani Shoji Co., Ltd.). Specifically, in a TEM image of a cross section of a dyed toner particle, the coverage ratio of the shell layer is obtained by measuring the ratio of the area covered with the shell layer to the surface area of the toner core (outline indicating the outer edge). be done.
[トナーコア]
トナーコアは、カルボキシ基を有する離型剤を含有する。トナーコアは、離型剤に加え、必要に応じて内添剤(例えば、着色剤、電荷制御剤、及び磁性粒子の少なくとも1つ)を更に含有してもよい。
[Toner Core]
The toner core contains a release agent having a carboxy group. The toner core may further contain an internal additive (for example, at least one of a colorant, a charge control agent, and magnetic particles) in addition to the release agent, if necessary.
画像形成に適したトナーを得るためには、トナーコアの体積中位径(D50)としては、4μm以上9μm以下が好ましい。 In order to obtain a toner suitable for image formation, the volume median diameter (D 50 ) of the toner core is preferably 4 μm or more and 9 μm or less.
(離型剤)
離型剤は、カルボキシ基を有する。離型剤としては、ワックスが好ましい。ワックスとしては、例えば、エステルワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、フッ素樹脂ワックス、フィッシャートロプシュワックス、パラフィンワックス、及びモンタンワックスが挙げられる。なお、離型剤が複数の化合物の混合物である場合、離型剤は、少なくとも一種の化合物がカルボキシ基を有していればよい。
(Release agent)
A release agent has a carboxy group. Wax is preferred as the release agent. Examples of wax include ester wax, polyethylene wax, polypropylene wax, fluororesin wax, Fischer-Tropsch wax, paraffin wax, and montan wax. When the release agent is a mixture of a plurality of compounds, at least one compound of the release agent should have a carboxy group.
ワックスとしては、エステルワックス(より具体的には、合成エステルワックス又は天然エステルワックス)が好ましい。離型剤として合成エステルワックスを使用することで、離型剤の融点を所望の範囲に調整し易くなる。合成エステルワックスは、例えば、酸触媒の存在下でアルコールとカルボン酸(又は、カルボン酸ハライド)とを反応させることで、合成できる。合成エステルワックスの原料は、天然物に由来する物質(例えば、天然油脂から調製される長鎖脂肪酸)であってもよいし、市販されている合成品であってもよい。天然エステルワックスとしては、カルナバワックス又はライスワックスが好ましい。十分な量のカルボキシ基を確保する観点から、離型剤の酸価としては、1.0mgKOH/g以上が好ましく、1.0mgKOH/g以上10.0mgKOH/g以下がより好ましく、1.0mgKOH/g以上3.0mgKOH/g以下が更に好ましい。 Ester wax (more specifically, synthetic ester wax or natural ester wax) is preferable as the wax. By using a synthetic ester wax as the release agent, it becomes easier to adjust the melting point of the release agent to a desired range. A synthetic ester wax can be synthesized, for example, by reacting an alcohol with a carboxylic acid (or a carboxylic acid halide) in the presence of an acid catalyst. Raw materials for synthetic ester waxes may be substances derived from natural products (eg, long-chain fatty acids prepared from natural oils and fats), or commercially available synthetic products. Carnauba wax or rice wax is preferred as the natural ester wax. From the viewpoint of securing a sufficient amount of carboxy groups, the acid value of the release agent is preferably 1.0 mgKOH/g or more, more preferably 1.0 mgKOH/g or more and 10.0 mgKOH/g or less, and 1.0 mgKOH/g or more. more preferably 3.0 mgKOH/g or less.
トナーコアにおける離型剤の含有割合としては、60質量%以上95質量%以下が好ましく、85質量%以上95質量%以下がより好ましい。 The content of the release agent in the toner core is preferably 60% by mass or more and 95% by mass or less, more preferably 85% by mass or more and 95% by mass or less.
(着色剤)
トナーコアは、着色剤を含有することが好ましい。着色剤としては、公知の顔料又は染料を用いることができるが、例えば、黒色着色剤及びカラー着色剤が挙げられる。トナーコアが着色剤を含有する場合、その含有量としては、トナーにより形成される画像の画質を向上させる観点から、離型剤100質量部に対して、1.0質量部以上20.0質量部以下が好ましく、3.0質量部以上15.0質量部以下がより好ましい。
(coloring agent)
The toner core preferably contains a colorant. As the coloring agent, known pigments or dyes can be used, and examples thereof include black coloring agents and color coloring agents. When the toner core contains a colorant, the content thereof is 1.0 parts by mass or more and 20.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the release agent from the viewpoint of improving the image quality of the image formed by the toner. The following is preferable, and 3.0 parts by mass or more and 15.0 parts by mass or less is more preferable.
黒色着色剤としては、例えば、カーボンブラックが挙げられる。カラー着色剤としては、例えば、イエロー着色剤、マゼンタ着色剤、及びシアン着色剤が挙げられる。カラー着色剤は、組み合わせて用いることで黒色に調色することができる。 Examples of black colorants include carbon black. Color colorants include, for example, yellow colorants, magenta colorants, and cyan colorants. Coloring agents can be used in combination to produce a black tone.
イエロー着色剤としては、例えば、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アントラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、及びアリールアミド化合物が挙げられる。イエロー着色剤としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー(3、12、13、14、15、17、62、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、127、128、129、147、151、154、155、168、174、175、176、180、181、191、及び194)、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、並びにC.I.バットイエローが挙げられる。 Yellow colorants include, for example, condensed azo compounds, isoindolinone compounds, anthraquinone compounds, azo metal complexes, methine compounds, and arylamide compounds. Examples of yellow colorants include C.I. I. Pigment yellow (3, 12, 13, 14, 15, 17, 62, 74, 83, 93, 94, 95, 97, 109, 110, 111, 120, 127, 128, 129, 147, 151, 154, 155 , 168, 174, 175, 176, 180, 181, 191, and 194), Naphthol Yellow S, Hansa Yellow G, and C.I. I. Bat yellow is mentioned.
マゼンタ着色剤としては、例えば、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン化合物、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、及びペリレン化合物が挙げられる。マゼンタ着色剤としては、例えば、C.I.ピグメントレッド(2、3、5、6、7、19、23、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、144、146、150、166、169、177、184、185、202、206、220、221、及び254)が挙げられる。 Magenta colorants include, for example, condensed azo compounds, diketopyrrolopyrrole compounds, anthraquinone compounds, quinacridone compounds, basic dye lake compounds, naphthol compounds, benzimidazolone compounds, thioindigo compounds, and perylene compounds. Examples of magenta coloring agents include C.I. I. Pigment Red (2, 3, 5, 6, 7, 19, 23, 48:2, 48:3, 48:4, 57:1, 81:1, 122, 144, 146, 150, 166, 169, 177 , 184, 185, 202, 206, 220, 221, and 254).
シアン着色剤としては、例えば、銅フタロシアニン化合物、アントラキノン化合物、及び塩基染料レーキ化合物が挙げられる。シアン着色剤としては、例えば、C.I.ピグメントブルー(1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、及び66)、フタロシアニンブルー、C.I.バットブルー、並びにC.I.アシッドブルーが挙げられる。 Cyan colorants include, for example, copper phthalocyanine compounds, anthraquinone compounds, and basic dye lake compounds. Cyan colorants include, for example, C.I. I. pigment blue (1, 7, 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 60, 62, and 66), phthalocyanine blue, C.I. I. bat blue, and C.I. I. acid blue.
(電荷制御剤)
トナーコアは、電荷制御剤を含有してもよい。電荷制御剤は、例えば、トナーの帯電安定性又は帯電立ち上がり特性を向上させる目的で使用される。ここで、トナーの帯電立ち上がり特性は、短時間で所定の帯電レベルにトナーを帯電可能か否かの指標になる。
(Charge control agent)
The toner core may contain charge control agents. A charge control agent is used, for example, for the purpose of improving the charging stability or charging rise characteristics of the toner. Here, the charging rise characteristic of the toner is an index of whether or not the toner can be charged to a predetermined charging level in a short time.
トナーコアに負帯電性の電荷制御剤(より具体的には、有機金属錯体又はキレート化合物等)を含有させることで、トナーコアのアニオン性を強めることができる。また、トナーコアに正帯電性の電荷制御剤(より具体的には、ピリジン、ニグロシン、又は4級アンモニウム塩等)を含有させることで、トナーコアのカチオン性を強めることができる。但し、トナーが十分な帯電性を有する場合、トナーコアに電荷制御剤を含有させる必要はない。 By incorporating a negative charge control agent (more specifically, an organic metal complex, a chelate compound, or the like) into the toner core, the anionicity of the toner core can be enhanced. In addition, the cationic property of the toner core can be enhanced by incorporating a positive charge control agent (more specifically, pyridine, nigrosine, quaternary ammonium salt, etc.) into the toner core. However, if the toner has sufficient chargeability, the toner core does not need to contain a charge control agent.
(結着樹脂)
トナーコアは、比較的多量の離型剤を含有するため、結着樹脂を含有しなくても、画像形成に適した特性をトナーに付与できる。但し、トナーコアは、シェル層との密着性の向上、及び耐熱保存性の向上等を目的に、少量の結着樹脂を含有してもよい。トナーコアにおける結着樹脂の含有割合としては、15質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましく、0質量%が更に好ましい。
(Binder resin)
Since the toner core contains a relatively large amount of release agent, the toner can be imparted with characteristics suitable for image formation without containing a binder resin. However, the toner core may contain a small amount of binder resin for the purpose of improving adhesion to the shell layer and improving heat resistant storage stability. The content of the binder resin in the toner core is preferably 15% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and even more preferably 0% by mass.
結着樹脂としては、スチレン系モノマーと、(メタ)アクリル酸アルキルエステルと、(メタ)アクリル酸とを含む単量体(樹脂原料)の重合物が好ましい。こうした重合物を結着樹脂として使用することで、トナーの定着性を向上させつつ、トナーコア中に十分な量のカルボキシ基を導入することが可能になる。スチレン系モノマーとしては、例えば、スチレン、アルキルスチレン(より具体的には、α-メチルスチレン、p-エチルスチレン、又は4-tert-ブチルスチレン等)、ヒドロキシスチレン(より具体的には、p-ヒドロキシスチレン、又はm-ヒドロキシスチレン等)、及びハロゲン化スチレン(より具体的には、α-クロロスチレン、o-クロロスチレン、m-クロロスチレン、又はp-クロロスチレン等)が挙げられる。(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸iso-プロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸iso-ブチル、及び(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシルが挙げられる。 As the binder resin, a polymer of a monomer (resin raw material) containing a styrene-based monomer, a (meth)acrylic acid alkyl ester, and (meth)acrylic acid is preferable. By using such a polymer as a binder resin, it is possible to introduce a sufficient amount of carboxy groups into the toner core while improving the fixability of the toner. Styrenic monomers include, for example, styrene, alkylstyrene (more specifically, α-methylstyrene, p-ethylstyrene, 4-tert-butylstyrene, etc.), hydroxystyrene (more specifically, p- hydroxystyrene, m-hydroxystyrene, etc.), and halogenated styrenes (more specifically, α-chlorostyrene, o-chlorostyrene, m-chlorostyrene, p-chlorostyrene, etc.). Examples of (meth)acrylic acid alkyl esters include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, iso-propyl (meth)acrylate, and n-(meth)acrylate. -butyl, iso-butyl (meth)acrylate, and 2-ethylhexyl (meth)acrylate.
[磁性粒子]
磁性粒子は、トナーコアの表面のうちシェル層で被覆されていない箇所に付着する。磁性粒子は、感光体ドラムの表面を研磨(クリーニング)し、トナーの感光体ドラムへの付着を抑制する。また、磁性粒子は、外観が黒色であり、かつ形成される画像の表面を適度に荒らす(マットな質感を付与する)ため、トナーの発色性を向上させる。
[Magnetic particles]
The magnetic particles adhere to those portions of the toner core surface that are not covered by the shell layer. The magnetic particles polish (clean) the surface of the photoreceptor drum and suppress adhesion of toner to the photoreceptor drum. In addition, since the magnetic particles have a black appearance and moderately roughen the surface of the formed image (provide a matte texture), they improve the color developability of the toner.
磁性粒子の材料としては、例えば、強磁性金属(例えば、鉄、コバルト及びニッケル)又はその合金、強磁性金属酸化物(例えば、フェライト、マグネタイト、及び二酸化クロム)、並びに強磁性化処理が施された材料(例えば、熱処理により強磁性が付与された炭素材料)が挙げられる。なお、トナーは、トナーコアの表面に付着している磁性粒子を含有すると共に、他の部位(例えばトナーコアの内部、又はシェル層の表面)に更に磁性粒子を含有していてもよい。トナーにおいて、トナーコアの表面に付着する磁性粒子と、他の部位に含有される磁性粒子とが存在する場合、全磁性粒子におけるトナーコアの表面に付着する磁性粒子の割合としては、60質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好ましい。 Materials for the magnetic particles include, for example, ferromagnetic metals (such as iron, cobalt and nickel) or their alloys, ferromagnetic metal oxides (such as ferrite, magnetite, and chromium dioxide), and ferromagnetic treatment. (for example, a carbon material to which ferromagnetism is imparted by heat treatment). The toner may contain magnetic particles adhering to the surface of the toner core, and further contain magnetic particles in other parts (for example, inside the toner core or on the surface of the shell layer). In the toner, when there are magnetic particles adhering to the surface of the toner core and magnetic particles contained in other parts, the ratio of the magnetic particles adhering to the surface of the toner core to the total magnetic particles is 60% by mass or more. Preferably, 90% by mass or more is more preferable.
磁性粒子は、表面処理が施されていることが好ましい。表面処理が施されている磁性粒子は、金属イオン(例えば、鉄イオン)が溶出し難い。ここで、酸性条件下でトナーコアの表面にシェル層を形成する場合に、トナーコアの表面に金属イオンが溶出すると、トナーコア同士が固着し易くなる。これに対し、表面処理を施した磁性粒子を用いた場合、金属イオンの溶出が抑制されるため、トナーコア同士の固着が抑制されると考えられる。 The magnetic particles are preferably surface-treated. Metal ions (for example, iron ions) are less likely to elute from the surface-treated magnetic particles. Here, when the shell layer is formed on the surface of the toner core under acidic conditions, if metal ions are eluted on the surface of the toner core, the toner cores are likely to adhere to each other. On the other hand, when surface-treated magnetic particles are used, the elution of metal ions is suppressed, so it is thought that the sticking of toner cores to each other is suppressed.
磁性粒子の含有量としては、トナーコア100質量部に対して、0.1質量部以上1.5質量部以下であり、0.3質量部以上0.8質量部以下が好ましい。磁性粒子の含有量を0.1質量部以上とすることで、トナーの発色性をより向上させることができ、かつトナーの感光体ドラムへの付着をより効果的に抑制することができる。磁性粒子の含有量を1.5質量部以下とすることで、トナーの低温定着性及び発色性をより向上させることができる。 The content of the magnetic particles is 0.1 parts by mass or more and 1.5 parts by mass or less, preferably 0.3 parts by mass or more and 0.8 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the toner core. By setting the content of the magnetic particles to 0.1 parts by mass or more, the toner can be further improved in color developability, and adhesion of the toner to the photoreceptor drum can be more effectively suppressed. By setting the content of the magnetic particles to 1.5 parts by mass or less, the low-temperature fixability and color developability of the toner can be further improved.
[シェル層]
シェル層は、オキサゾリン基を有するシェル樹脂を主成分として含有する。シェル層としては、実質的にシェル樹脂から構成されている層(例えばシェル樹脂の含有割合が90質量%以上である層)が好ましく、シェル樹脂のみを含有する層がより好ましい。シェル樹脂の有するオキサゾリン基のうち少なくとも一部は、トナーコア中の離型剤と架橋していることが好ましい。
[Shell layer]
The shell layer mainly contains a shell resin having an oxazoline group. As the shell layer, a layer substantially composed of a shell resin (for example, a layer having a shell resin content of 90% by mass or more) is preferable, and a layer containing only the shell resin is more preferable. At least part of the oxazoline groups of the shell resin are preferably crosslinked with the release agent in the toner core.
シェル樹脂としては、下記一般式(1)で表される繰り返し単位(以下、「第1繰り返し単位」と記載することがある)と、下記一般式(2)で表される繰り返し単位(以下、「第2繰り返し単位」と記載することがある)とを有する樹脂が好ましい。 As the shell resin, a repeating unit represented by the following general formula (1) (hereinafter sometimes referred to as "first repeating unit") and a repeating unit represented by the following general formula (2) (hereinafter referred to as (sometimes referred to as a "second repeating unit").
一般式(I)中、R1は、水素原子、又はフェニル基で置換されていてもよい炭素原子数1以上10以下のアルキル基を表す。一般式(II)中、R2は、水素原子、又はフェニル基で置換されていてもよい炭素原子数1以上10以下のアルキル基を表す。*は、離型剤(トナーコアに含有される離型剤)に含まれる原子との結合部位を表す。 In general formula (I), R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having from 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with a phenyl group. In general formula (II), R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having from 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with a phenyl group. * represents a bonding site with an atom contained in the release agent (the release agent contained in the toner core).
R1及びR2としては、水素原子、メチル基、エチル基、又はイソプロピル基が好ましい。 R 1 and R 2 are preferably a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group.
オキサゾリン基(未開環)は強い正帯電性を有する。そのため、シェル樹脂としてオキサゾリン基を有する樹脂を用いることで、帯電特性に優れる正帯電性トナーを提供できる。 An oxazoline group (unopened ring) has a strong positive charge. Therefore, by using a resin having an oxazoline group as the shell resin, it is possible to provide a positively chargeable toner with excellent charging characteristics.
シェル樹脂は、下記一般式(III)で表される繰り返し単位を更に有してもよい。 The shell resin may further have a repeating unit represented by general formula (III) below.
一般式(III)中、R3は、水素原子、又はフェニル基で置換されていてもよい炭素原子数1以上10以下のアルキル基を表す。R4は、炭素原子数1以上3以下のアルキル基を表す。 In general formula (III), R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with a phenyl group. R 4 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
R3としては、水素原子、メチル基、エチル基、又はイソプロピル基が好ましい。R4としては、メチル基が好ましい。 R 3 is preferably a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group. R 4 is preferably a methyl group.
シェル樹脂の質量平均分子量としては、5,000以上50,000以下が好ましく、5,000以上30,000以下がより好ましい。 The mass average molecular weight of the shell resin is preferably 5,000 or more and 50,000 or less, more preferably 5,000 or more and 30,000 or less.
シェル樹脂は、繰り返し単位(I)~(III)以外に、他のビニル化合物に由来する繰り返し単位を更に有していてもよい。他のビニル化合物としては、例えば、エチレン、プロピレン、ブタジエン、塩化ビニル、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、アクリロニトリル、及びスチレンが挙げられる。(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましく、(メタ)アクリル酸メチル、又は(メタ)アクリル酸エチルがより好ましく、メタクリル酸メチルが更に好ましい。 The shell resin may further have repeating units derived from other vinyl compounds in addition to repeating units (I) to (III). Other vinyl compounds include, for example, ethylene, propylene, butadiene, vinyl chloride, (meth)acrylic acid, (meth)acrylic acid esters, acrylonitrile, and styrene. The (meth)acrylic acid ester is preferably an alkyl (meth)acrylate, more preferably methyl (meth)acrylate or ethyl (meth)acrylate, and still more preferably methyl methacrylate.
[外添剤]
トナー粒子は、シェル層の表面に付着した外添剤を更に備えていてもよい。外添剤は、外添剤粒子を含む。外添剤粒子としては、無機粒子が好ましい。無機粒子としては、例えば、シリカ粒子、及び金属酸化物(より具体的には、アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、チタン酸ストロンチウム、及びチタン酸バリウム)の粒子が挙げられる。無機粒子としては、シリカ粒子又は酸化チタン粒子が好ましい。無機粒子の個数平均1次粒子径としては、1nm以上100nm以下が好ましく、5nm以上40nm以下がより好ましい。
[External Additive]
The toner particles may further comprise an external additive adhered to the surface of the shell layer. The external additive includes external additive particles. Inorganic particles are preferable as the external additive particles. Inorganic particles include, for example, silica particles and particles of metal oxides (more specifically, alumina, titanium oxide, magnesium oxide, zinc oxide, strontium titanate, and barium titanate). Silica particles or titanium oxide particles are preferable as the inorganic particles. The number average primary particle diameter of the inorganic particles is preferably 1 nm or more and 100 nm or less, more preferably 5 nm or more and 40 nm or less.
トナー粒子が無機粒子を含有する場合、その含有量としては、トナー母粒子100質量部に対し、0.01質量部以上10.0質量部以下が好ましく、0.1質量部以上5.0質量部以下がより好ましい。 When the toner particles contain inorganic particles, the content thereof is preferably 0.01 parts by mass or more and 10.0 parts by mass or less, and 0.1 parts by mass or more and 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the toner base particles. Part or less is more preferable.
[トナーの製造方法]
以下、トナーの製造方法について説明する。トナーの製造方法は、トナーコアを調製する工程(トナーコア調製工程)と、トナーコアの表面に磁性粒子を付着させる工程(磁性粒子付着工程)と、トナーコアの表面における磁性粒子で被覆されていない領域の少なくとも一部をシェル層で被覆する工程(シェル層形成工程)とを備える。シェル層形成工程では、磁性粒子の表面の少なくとも一部がシェル層から露出し、かつシェル層の表面よりもトナーコアの径方向外側に磁性粒子が突出するように、シェル層の厚さを調節する。これにより、トナーコアと、磁性粒子と、シェル層とを備えるトナー母粒子が得られる。得られたトナー母粒子は、そのままトナー粒子として用いてもよく、外添剤を表面に付着させてからトナー粒子として用いてもよい。即ち、トナーの製造方法は、トナー母粒子の表面に外添剤を付着させる工程(外添工程)を更に備えても良い。以下、各工程について詳説する。
[Toner manufacturing method]
A method for manufacturing the toner will be described below. A toner manufacturing method comprises a step of preparing a toner core (toner core preparing step), a step of attaching magnetic particles to the surface of the toner core (magnetic particle attaching step), and at least a region of the surface of the toner core not covered with the magnetic particles. and a step of covering a portion with a shell layer (shell layer forming step). In the shell layer forming step, the thickness of the shell layer is adjusted so that at least part of the surface of the magnetic particles is exposed from the shell layer and the magnetic particles protrude radially outward of the toner core from the surface of the shell layer. . As a result, toner base particles comprising a toner core, magnetic particles, and a shell layer are obtained. The obtained toner base particles may be used as toner particles as they are, or may be used as toner particles after adhering an external additive to the surface thereof. That is, the toner manufacturing method may further include a step of attaching an external additive to the surface of the toner base particles (external addition step). Each step will be described in detail below.
[トナーコア調製工程]
本工程では、トナーコアを調製する。トナーコアを調製する方法としては、特に限定されず、公知の粉砕法又は公知の凝集法を用いることができるが、凝集法を用いることが好ましい。
[Toner core preparation process]
In this step, a toner core is prepared. The method for preparing the toner core is not particularly limited, and a known pulverization method or a known agglomeration method can be used, but the agglomeration method is preferably used.
粉砕法の一例では、まず、離型剤、及び必要に応じて添加される内添剤を混合する。続けて、得られた混合物を、溶融混練装置(例えば、1軸又は2軸の押出機)を用いて溶融混練する。続けて、得られた溶融混練物を粉砕及び分級する。これにより、トナーコアが得られる。 In one example of the pulverization method, first, a release agent and an internal additive added as necessary are mixed. Subsequently, the obtained mixture is melt-kneaded using a melt-kneading device (for example, a single-screw or twin-screw extruder). Subsequently, the obtained melt-kneaded product is pulverized and classified. A toner core is thus obtained.
凝集法の一例では、まず、離型剤、及び必要に応じて添加される内添剤の各々の微粒子を含む水性媒体中で、これらの微粒子を所望の粒子径になるまで凝集させる。これにより、離型剤等を含有する凝集粒子が形成される。続けて、得られた凝集粒子を加熱して、凝集粒子に含有される成分を合一化させる。これにより、トナーコアが得られる。 In one example of the aggregation method, first, in an aqueous medium containing fine particles of each of the release agent and the internal additive added as necessary, these fine particles are aggregated to a desired particle size. As a result, aggregated particles containing a releasing agent and the like are formed. Subsequently, the obtained aggregated particles are heated to coalesce the components contained in the aggregated particles. A toner core is thus obtained.
[磁性粒子付着工程]
本工程では、トナーコアの表面に磁性粒子を付着させる。磁性粒子を付着させる具体的方法としては、例えば、混合機(例えば、日本コークス工業株式会社製「マルチパーパスミキサ」)を用いてトナーコアと磁性粒子とを混合する方法が挙げられる。
[Magnetic particle adhesion step]
In this step, magnetic particles are attached to the surface of the toner core. A specific method of adhering the magnetic particles includes, for example, a method of mixing the toner cores and the magnetic particles using a mixer (for example, “Multi-Purpose Mixer” manufactured by Nippon Coke Kogyo Co., Ltd.).
[シェル層形成工程]
本工程では、トナーコアの表面における磁性粒子で被覆されていない領域の少なくとも一部をシェル層で被覆する。シェル層で被覆する方法としては、例えば、in-situ重合法、液中硬化被膜法、及びコアセルベーション法が挙げられる。より具体的には、水性媒体中に、シェル層を形成するための原料(シェル原料)と、磁性粒子を付着させたトナーコアとを投入した後、その水性媒体を加熱することにより、シェル原料の反応(例えば熱硬化反応)をトナーコアの表面における磁性粒子が付着していない領域で進行させて、この領域にシェル層を形成させる方法が挙げられる。この方法では、シェル原料の使用量(固形分換算値)を変更することにより、シェル層の厚さを調整できる。
[Shell layer forming step]
In this step, at least a portion of the area of the surface of the toner core that is not covered with the magnetic particles is covered with the shell layer. Methods of coating with a shell layer include, for example, an in-situ polymerization method, an in-liquid curing coating method, and a coacervation method. More specifically, a raw material for forming a shell layer (shell raw material) and toner cores to which magnetic particles are attached are put into an aqueous medium, and then the aqueous medium is heated to obtain the shell raw material. A method of allowing a reaction (for example, a thermosetting reaction) to proceed in a region on the surface of the toner core where the magnetic particles are not adhered to form a shell layer in this region can be used. In this method, the thickness of the shell layer can be adjusted by changing the amount of shell raw material used (converted to solid content).
本工程では、炭素原子数2以上4以下のカルボン酸(例えば、酢酸)を反応液に添加してもよい。酢酸の添加量としては、例えば、トナーコア100質量部に対し、0.1質量部以上5.0質量部以下とすることができる。 In this step, a carboxylic acid having 2 to 4 carbon atoms (for example, acetic acid) may be added to the reaction solution. The amount of acetic acid added can be, for example, 0.1 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the toner core.
シェル原料は、シェル層を形成するためのビニル樹脂(シェル層形成用ビニル樹脂)を含む。シェル層形成用ビニル樹脂は、オキサゾリン基を含む。シェル層形成用ビニル樹脂は、例えば、上述の第1繰り返し単位を有する。シェル層形成用ビニル樹脂が第1繰り返し単位を有する場合、本工程において、第1繰り返し単位が有するオキサゾリン基の少なくとも一部と、トナーコアに含まれる離型剤のカルボキシ基の少なくとも一部とが架橋構造を形成し、シェル層形成用ビニル樹脂に第2繰り返し単位が形成される。また、本工程において、反応液にカルボン酸を添加する場合、第1繰り返し単位の少なくとも一部と、添加されたカルボン酸との反応により、シェル層形成用ビニル樹脂に第3繰り返し単位が形成される。このように、シェル層形成用ビニル樹脂と、離型剤又はカルボン酸とが反応することで、シェル樹脂が形成される。 The shell raw material contains a vinyl resin for forming the shell layer (vinyl resin for shell layer formation). The shell layer-forming vinyl resin contains an oxazoline group. The shell layer-forming vinyl resin has, for example, the first repeating unit described above. When the shell layer-forming vinyl resin has the first repeating unit, in this step, at least part of the oxazoline group of the first repeating unit and at least part of the carboxyl group of the release agent contained in the toner core are crosslinked. A structure is formed, and the second repeating unit is formed in the shell layer-forming vinyl resin. Further, in this step, when a carboxylic acid is added to the reaction solution, the third repeating unit is formed in the shell layer-forming vinyl resin by the reaction of at least part of the first repeating unit with the added carboxylic acid. be. Thus, the shell resin is formed by the reaction between the shell layer-forming vinyl resin and the releasing agent or the carboxylic acid.
シェル原料としては、例えば、株式会社日本触媒製「エポクロス(登録商標)WS-300」又は「エポクロス(登録商標)WS-700」を使用できる。「エポクロス(登録商標)WS-300」は、2-ビニル-2-オキサゾリンとメタクリル酸メチルとの共重合体(水溶性架橋剤)を含む。共重合体を構成するモノマーの質量比は、(2-ビニル-2-オキサゾリン):(メタクリル酸メチル)=9:1である。「エポクロス(登録商標)WS-700」は、2-ビニル-2-オキサゾリンとメタクリル酸メチルとアクリル酸ブチルとの共重合体(水溶性架橋剤)を含む。共重合体を構成するモノマーの質量比は、(2-ビニル-2-オキサゾリン):(メタクリル酸メチル):(アクリル酸ブチル)=5:4:1である。 As the shell raw material, for example, "Epocross (registered trademark) WS-300" or "Epocross (registered trademark) WS-700" manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd. can be used. “Epocross® WS-300” contains a copolymer (water-soluble cross-linking agent) of 2-vinyl-2-oxazoline and methyl methacrylate. The mass ratio of the monomers constituting the copolymer was (2-vinyl-2-oxazoline):(methyl methacrylate)=9:1. “Epocross® WS-700” contains a copolymer (water-soluble cross-linking agent) of 2-vinyl-2-oxazoline, methyl methacrylate and butyl acrylate. The mass ratio of the monomers constituting the copolymer was (2-vinyl-2-oxazoline):(methyl methacrylate):(butyl acrylate)=5:4:1.
[外添工程]
本工程では、トナー母粒子の表面に外添剤を付着させる。外添剤を付着させる具体的方法としては、例えば、混合機(例えば、日本コークス工業株式会社製「マルチパーパスミキサ」)を用いてトナー母粒子と外添剤とを混合する方法が挙げられる。これにより、トナー母粒子と、トナー母粒子の表面に付着した外添剤とを備えるトナー粒子を含むトナーが得られる。
[External addition process]
In this step, an external additive is adhered to the surface of the toner base particles. A specific method of adhering the external additive includes, for example, a method of mixing the toner base particles and the external additive using a mixer (for example, “Multipurpose Mixer” manufactured by Nippon Coke Kogyo Co., Ltd.). As a result, a toner containing toner particles having the toner base particles and the external additive adhering to the surfaces of the toner base particles is obtained.
以下、実施例を用いて本発明を更に具体的に説明する。しかし、本発明は実施例の範囲に何ら限定されない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically using examples. However, the present invention is in no way limited to the scope of the examples.
(磁性粉)
実施例に用いた磁性紛(磁性粒子を含む粉体)、及び比較例において磁性紛の代わりに用いた酸化チタン粉末について説明する。
磁性紛(Y-1):戸田工業株式会社製のサンプル品、粒子の形状:八面体、平均粒子径200nm、飽和磁化85.5Am2/kg、主成分:フェライト
磁性紛(Y-2):戸田工業株式会社製のサンプル品、粒子の形状:球形、平均粒子径190nm、飽和磁化80.0Am2/kg、主成分:フェライト
酸化チタン粉末(y-1):チタン工業株式会社製「EC-100」、平均粒子径300nm、主成分:酸化チタン
(Magnetic powder)
The magnetic powder (powder containing magnetic particles) used in the examples and the titanium oxide powder used instead of the magnetic powder in the comparative examples will be described.
Magnetic powder (Y-1): sample product manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd., particle shape: octahedron, average particle size: 200 nm, saturation magnetization: 85.5 Am 2 /kg, main component: ferrite Magnetic powder (Y-2): Sample product manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd., particle shape: spherical, average particle size 190 nm, saturation magnetization 80.0 Am 2 / kg, main component: ferrite Titanium oxide powder (y-1): Titan Kogyo Co., Ltd. "EC- 100", average particle size 300 nm, main component: titanium oxide
[トナーの製造]
(離型剤分散液(x-1)の調製)
脱塩水530.0gと、離型剤としての高純度固体エステルワックス(日油株式会社製「ニッサンエレクトール(登録商標)WEP-9」、酸価:1.5mgKOH/g)450.0gと、アニオン界面活性剤(第一工業製薬株式会社製「ネオゲン(登録商標)SC」、成分:ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、有効成分:66質量%)20.0gとを混合した。続けて、得られた混合物を、ゴーリン式ホモジナイザー(SPX社製「APV(登録商標)」)を用いて高圧剪断により乳化させた。その結果、離型剤分散液(x-1)1,000.0gを得た。
[Toner manufacturing]
(Preparation of release agent dispersion (x-1))
530.0 g of demineralized water, 450.0 g of high-purity solid ester wax ("Nissan Electol (registered trademark) WEP-9" manufactured by NOF Corporation, acid value: 1.5 mg KOH / g) as a release agent, 20.0 g of an anionic surfactant (“Neogen (registered trademark) SC” manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., component: sodium dodecylbenzenesulfonate, active ingredient: 66% by mass) was mixed. Subsequently, the resulting mixture was emulsified by high-pressure shearing using a Gorlin homogenizer (“APV (registered trademark)” manufactured by SPX). As a result, 1,000.0 g of release agent dispersion (x-1) was obtained.
以下の点を変更した以外は、離型剤分散液(x-1)の調製と同様の方法により、離型剤分散液(x-2)~(x-5)を調製した。離型剤分散液(x-1)の調製では、脱塩水、離型剤及びアニオン界面活性剤の添加量を上述の通りとしたが、離型剤分散液(x-2)~(x-5)の調製では、脱塩水、離型剤及びアニオン界面活性剤の添加量を下記表1に示す通りとした。 Release agent dispersions (x-2) to (x-5) were prepared in the same manner as the release agent dispersion (x-1) except for the following changes. In the preparation of the release agent dispersion (x-1), the amounts of demineralized water, release agent, and anionic surfactant added were as described above. In preparation 5), the amounts of demineralized water, release agent and anionic surfactant added were as shown in Table 1 below.
(トナーコアの調製)
バッフル板付きアンカー型攪拌翼を備えた容量2Lの反応容器に、上述の離型剤分散液(x-1)1,000.0gと、着色剤分散液100.0gとを投入した。着色剤分散液は、着色剤(カーボンブラック)の水分散液(キャボット製「REGAL(登録商標)330R」、成分:固形分濃度:35質量%)であった(着色剤の投入量:35.0g)。
(Preparation of toner core)
1,000.0 g of the release agent dispersion (x-1) and 100.0 g of the colorant dispersion were charged into a 2 L reaction vessel equipped with an anchor-type stirring blade with a baffle plate. The colorant dispersion was an aqueous dispersion of a colorant (carbon black) ("REGAL (registered trademark) 330R" manufactured by Cabot Corporation, component: solid content concentration: 35% by mass) (input amount of colorant: 35% by mass). 0g).
続けて、容器内容物を攪拌しながら、容器内に、凝集剤(硫酸アルミニウム水溶液)を滴下した。凝集剤の滴下においては、合計滴下量を4g(硫酸アルミニウムの固形分換算値)、滴下速度を0.2g(硫酸アルミニウムの固形分換算値)/分とした。凝集剤の滴下が完了した後、容器内容物を攪拌しながら、容器内容物の温度を1℃/分の速度で50℃まで昇温させた。なお、昇温開始時における容器内容物の温度は30℃であった。昇温完了後、容器内容物を50℃で1時間保持することで、容器内での粒子の凝集を促進して造粒した。これにより、体積中位径(D50)が7μmの凝集粒子を得た。 Subsequently, while stirring the contents of the container, a flocculant (aqueous solution of aluminum sulfate) was added dropwise into the container. In the dropping of the coagulant, the total dropping amount was 4 g (solid content conversion value of aluminum sulfate), and the dropping rate was 0.2 g (solid content conversion value of aluminum sulfate)/min. After the dropping of the flocculant was completed, the temperature of the contents of the container was raised to 50°C at a rate of 1°C/min while stirring the contents of the container. The temperature of the contents of the container was 30° C. at the start of the temperature rise. After completion of the temperature rise, the contents of the container were held at 50° C. for 1 hour to promote aggregation of the particles in the container and granulate. As a result, aggregated particles having a volume median diameter (D 50 ) of 7 μm were obtained.
容器内の凝集粒子の体積中位径が7μmになった時点で、容器内にドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液(第一工業製薬株式会社製「ネオゲン(登録商標)SC」の水溶液、固形分濃度10質量%)を固形分換算で2g添加した。その後、容器内容物の温度を、40分間かけて50℃から90℃まで一定速度で昇温させた後、90℃で2時間保持した。その後、容器内容物を、10分間かけて40℃まで一定速度で冷却した。続けて、目開き5μmのろ紙をセットしたブフナー漏斗を用いて、容器内容物を吸引濾過した。続けて、容器内容物の濾過(即ち、固液分離)により得られた固形物(粉体)を、5Lのイオン交換水で洗浄した。洗浄後の固形物に4倍質量のイオン交換水を添加して再分散させ、これにより固形分濃度20質量%のトナーコア分散液を得た。得られたトナーコア分散液中には、多数のトナーコアが分散していた。その後、得られたトナーコア分散液を乾燥させ、得られた粉体をトナーコア(X-1)とした。トナーコア(X-1)は、投入した材料の量に対応する組成を有していた。具体的には、トナーコア(X-1)は、「離型剤/着色剤」の質量比が90/7(固形分における離型剤の含有割合が92.8質量%)であった。これは、トナーコア(X-1)の調製において用いた着色剤の質量(35.0g)に対する離型剤の質量(450.0g)の比(90/7)に対応していた。 When the volume median diameter of the aggregated particles in the container reached 7 μm, an aqueous solution of sodium dodecylbenzenesulfonate (an aqueous solution of “Neogen (registered trademark) SC” manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., solid content concentration 10) was added to the container. % by mass) was added in an amount of 2 g in terms of solid content. Thereafter, the temperature of the contents of the container was raised from 50° C. to 90° C. at a constant rate over 40 minutes, and then held at 90° C. for 2 hours. After that, the container contents were cooled at a constant rate to 40° C. over 10 minutes. Subsequently, the contents of the container were subjected to suction filtration using a Buchner funnel set with filter paper having an opening of 5 μm. Subsequently, the solid matter (powder) obtained by filtering the contents of the container (that is, solid-liquid separation) was washed with 5 L of ion-exchanged water. Four times the mass of ion-exchanged water was added to the washed solids to redisperse them, thereby obtaining a toner core dispersion having a solid content concentration of 20% by mass. A large number of toner cores were dispersed in the resulting toner core dispersion. Thereafter, the obtained toner core dispersion was dried, and the obtained powder was used as toner core (X-1). Toner core (X-1) had a composition corresponding to the amount of input material. Specifically, the toner core (X-1) had a “releasing agent/coloring agent” mass ratio of 90/7 (the content of the releasing agent in the solid content was 92.8% by mass). This corresponded to the ratio (90/7) of the mass of release agent (450.0 g) to the mass of colorant (35.0 g) used in the preparation of toner core (X-1).
以下の点を変更した以外は、トナーコア(X-1)の調製と同様の方法により、トナーコア(X-2)~(X-6)を調製した。トナーコア(X-1)の調製では、離型剤分散液(x-1)を用いた。一方、トナーコア(X-2)~(X-5)の調製では、下記表1に示す通り、それぞれ離型剤分散液(x-2)~(x-5)を用いた。また、トナーコア(X-1)の調製では、離型剤分散液(x-1)1,000.0gに、着色剤分散液100gを添加した。一方、トナーコア(X-6)の調製では、離型剤分散液(x-1)1,000.0gに、着色剤分散液100.0gと、磁性紛(Y-1)2.4gとを添加した。 Toner cores (X-2) to (X-6) were prepared in the same manner as toner core (X-1) except for the following changes. Release agent dispersion (x-1) was used in the preparation of toner core (X-1). On the other hand, in the preparation of toner cores (X-2) to (X-5), release agent dispersions (x-2) to (x-5) were used, respectively, as shown in Table 1 below. In the preparation of toner core (X-1), 100 g of colorant dispersion was added to 1,000.0 g of release agent dispersion (x-1). On the other hand, in the preparation of the toner core (X-6), 100.0 g of the colorant dispersion and 2.4 g of the magnetic powder (Y-1) were added to 1,000.0 g of the release agent dispersion (X-1). added.
(磁性粉付着工程)
トナーコア(X-1)200.0g(100質量部)に、多数の磁性粒子を含む磁性粉(Y-1)1.0g(0.5質量部)を添加し、FMミキサー(日本コークス株式会社製)で攪拌することでトナーコア(X-1)の表面に磁性粒子を付着させた。これにより、トナーコア(X-1)の表面に磁性粒子が付着した粉体201.0gを得た。
(Magnetic powder adhesion process)
1.0 g (0.5 parts by mass) of magnetic powder (Y-1) containing a large number of magnetic particles was added to 200.0 g (100 parts by mass) of toner core (X-1), and an FM mixer (Nippon Coke Co., Ltd. (manufacturer) to attach the magnetic particles to the surface of the toner core (X-1). As a result, 201.0 g of powder having magnetic particles adhered to the surface of toner core (X-1) was obtained.
(シェル層形成工程)
温度計及び攪拌羽根を備えた容量1Lの3つ口フラスコをウォーターバスにセットし、磁性粉付着工程で得た粉体の全量(201.0g)と、精製水600.0gとをフラスコ内に投入した。その後、ウォーターバスを用いてフラスコ内の温度を40℃に保持した。続けて、シェル材料9.5gをフラスコ内に添加し、フラスコ内容物を回転速度200rpmで1時間攪拌した。シェル材料としては、オキサゾリン基含有高分子水溶液(株式会社日本触媒製「エポクロス(登録商標)WS-300」、モノマー組成:メタクリル酸メチル/2-ビニル-2-オキサゾリン、固形分濃度:10質量%)を用いた。
(Shell layer forming step)
A 1-liter three-necked flask equipped with a thermometer and stirring blades was set in a water bath, and the total amount (201.0 g) of the powder obtained in the step of adhering the magnetic powder and 600.0 g of purified water were placed in the flask. put in. After that, the temperature inside the flask was maintained at 40° C. using a water bath. Subsequently, 9.5 g of shell material was added into the flask and the contents of the flask were stirred at a rotation speed of 200 rpm for 1 hour. As the shell material, an oxazoline group-containing polymer aqueous solution (“Epocross (registered trademark) WS-300” manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., monomer composition: methyl methacrylate/2-vinyl-2-oxazoline, solid content concentration: 10% by mass ) was used.
続けて、濃度1質量%アンモニア水溶液を8mL、フラスコ内に添加した。続けて、回転速度150rpmでフラスコ内容物を攪拌しながら、フラスコ内の温度を0.5℃/分の速度で60℃まで昇温させた。 Subsequently, 8 mL of an aqueous ammonia solution with a concentration of 1% by mass was added into the flask. Subsequently, the temperature inside the flask was raised to 60° C. at a rate of 0.5° C./min while stirring the contents of the flask at a rotational speed of 150 rpm.
続けて、回転速度100rpmでフラスコ内容物を攪拌しながら、フラスコ内の温度を60℃に10分間保った。続けて、フラスコ内容物のpHを7に調整した。pHの調整には、濃度1質量%アンモニア水溶液を使用した。続けて、フラスコ内容物をその温度が常温(約25℃)になるまで冷却して、多数のトナー母粒子を含む分散液を得た。 Subsequently, the temperature inside the flask was kept at 60° C. for 10 minutes while stirring the contents of the flask at a rotation speed of 100 rpm. Subsequently, the pH of the flask contents was adjusted to 7. An aqueous ammonia solution with a concentration of 1% by mass was used to adjust the pH. Subsequently, the contents of the flask were cooled to room temperature (about 25° C.) to obtain a dispersion liquid containing a large number of toner base particles.
(洗浄工程)
上記のようにして得られたトナー母粒子の分散液を、目開き5μmのろ紙をセットしたブフナー漏斗を用いてろ過(固液分離)して、ウェットケーキ状のトナー母粒子を得た。その後、得られたウェットケーキ状のトナー母粒子をイオン交換水に再分散させた。更に、ろ過と分散とを繰り返して、トナー母粒子を洗浄した。トナー母粒子の洗浄は、洗浄後のろ液(洗浄水)の導電率が1μS/cm以下になるまで、分散とろ過とを合計5回繰り返した。導電率の測定には、株式会社堀場製作所製の電気伝導率計「HORIBA(登録商標)ES-51」を用いた。
(Washing process)
The dispersion liquid of the toner base particles obtained as described above was filtered (solid-liquid separation) using a Buchner funnel set with filter paper having an opening of 5 μm to obtain toner base particles in the form of a wet cake. After that, the resulting wet cake-like toner base particles were redispersed in ion-exchanged water. Further, filtration and dispersion were repeated to wash the toner base particles. For the washing of the toner base particles, dispersion and filtration were repeated five times in total until the conductivity of the filtrate (washing water) after washing became 1 μS/cm or less. An electrical conductivity meter "HORIBA (registered trademark) ES-51" manufactured by HORIBA, Ltd. was used for the measurement of electrical conductivity.
(乾燥工程)
続けて、得られたトナー母粒子を、連続式表面改質装置(フロイント産業株式会社製「コートマイザー(登録商標)」)を用いて、熱風温度45℃かつブロアー風量2m3/分の条件で乾燥させた。その結果、乾燥したトナー母粒子の粉体が得られた。
(Drying process)
Subsequently, the obtained toner base particles were treated with a continuous surface modification device (“Coat Mizer (registered trademark)” manufactured by Freund Corporation) under the conditions of a hot air temperature of 45°C and a blower air volume of 2 m 3 /min. dried. As a result, powder of dried toner base particles was obtained.
(外添工程)
続けて、FMミキサー(日本コークス工業株式会社製)を用いて、トナー母粒子200gと、正帯電性シリカ粒子(日本アエロジル株式会社製「AEROSIL(登録商標)REA90」、内容:表面処理により正帯電性が付与された乾式シリカ粒子、個数平均1次粒子径:約20nm)3gと、導電性酸化チタン粒子(チタン工業株式会社製「EC-100」、基体:TiO2粒子、被覆層:SbドープSnO2膜)3gとを添加し、5分間混合した。これにより、トナー母粒子の表面に外添剤(シリカ粒子及び酸化チタン粒子)が付着した。その後、200メッシュ(目開き75μm)の篩を用いて篩別を行った。その結果、体積中位径(D50)7μmのトナー(A-1)が得られた。
(External addition process)
Subsequently, using an FM mixer (manufactured by Nippon Coke Kogyo Co., Ltd.), 200 g of toner base particles and positively charged silica particles (“AEROSIL (registered trademark) REA90” manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., content: positively charged by surface treatment) 3 g of dry silica particles imparted with properties, number average primary particle size: about 20 nm), and conductive titanium oxide particles (“EC-100” manufactured by Titan Kogyo Co., Ltd., substrate: TiO 2 particles, coating layer: Sb-doped 3 g of SnO 2 film) was added and mixed for 5 minutes. As a result, the external additives (silica particles and titanium oxide particles) adhered to the surface of the toner base particles. After that, sieving was performed using a 200-mesh (75 μm mesh) sieve. As a result, a toner (A-1) having a volume median diameter (D 50 ) of 7 μm was obtained.
以下の点を変更した以外は、トナー(A-1)の製造と同様の方法により、トナー(A-2)~(A-9)及び(B-1)~(B-9)を製造した。 Toners (A-2) to (A-9) and (B-1) to (B-9) were produced in the same manner as toner (A-1) except for the following changes. .
トナー(A-1)の製造では、トナーコア(X-1)を用い、シェル材料の添加量を9.5gとし、磁性紛(Y-1)を1.0g添加した。一方、トナー(A-2)~(A-9)、(B-1)~(B-6)及び(B-8)~(B-9)の製造では、トナーコアの種類と、シェル材料の添加量と、磁性紛の種類及び添加量とを下記表2に示す通りとした。なお、トナー(B-9)の製造では、磁性紛を添加する代わりに、酸化チタン粉末(y-1)を1.0g添加した。 Toner (A-1) was produced by using toner core (X-1), adding 9.5 g of shell material, and adding 1.0 g of magnetic powder (Y-1). On the other hand, in the production of toners (A-2) to (A-9), (B-1) to (B-6) and (B-8) to (B-9), the type of toner core and shell material The amount of addition, and the type and amount of magnetic powder added were as shown in Table 2 below. Incidentally, in the production of toner (B-9), 1.0 g of titanium oxide powder (y-1) was added instead of adding magnetic powder.
また、トナー(A-1)の製造では、シェル層の形成において酢酸を添加しなかった。一方、トナー(A-4)の製造では、シェル層の形成において、フラスコ内の温度が60℃に到達した直後、濃度99質量%の酢酸2.0gをフラスコ内に一定の速度で添加した。 In the production of toner (A-1), acetic acid was not added in the formation of the shell layer. On the other hand, in the production of toner (A-4), immediately after the temperature inside the flask reached 60° C., 2.0 g of acetic acid having a concentration of 99% by weight was added into the flask at a constant rate in the formation of the shell layer.
更に、トナー(A-1)の製造では、トナーコア(X-1)を用い、かつ磁性粉付着工程を実施した。一方、トナー(B-7)の製造では、トナーコア(X-6)を用い、かつ磁性粉付着工程を実施しなかった。即ち、トナー(A-1)の製造では、シェル層形成工程において、磁性粉付着工程で得た粉体を用いた。一方、トナー(B-7)の製造では、シェル層形成工程において、磁性粉付着工程で得た粉体の代わりにトナーコア(X-6)を200.0g用いた。 Further, in the production of toner (A-1), the toner core (X-1) was used and the magnetic powder adhering step was carried out. On the other hand, in the production of toner (B-7), the toner core (X-6) was used and the magnetic powder adhesion step was not carried out. That is, in the production of toner (A-1), the powder obtained in the magnetic powder adhering step was used in the shell layer forming step. On the other hand, in the production of toner (B-7), 200.0 g of toner core (X-6) was used in place of the powder obtained in the magnetic powder adhering step in the shell layer forming step.
得られたトナー(A-1)~(A-9)及び(B-1)~(B-9)を、それぞれ常温硬化性のエポキシ樹脂(富士フイルム和光純薬株式会社製「エポン815」)中に分散させ、40℃の雰囲気に2日間静置し、硬化物を得た。得られた硬化物を、四酸化オスミウムを用いて染色した。その後、ミクロトーム(ライカ株式会社製「EM UC6」)を用いて、染色した硬化物から厚さ200nmの薄片試料を切り出した。得られた薄片試料を、透過型電子顕微鏡(TEM、日本電子株式会社製「JSM-6700F」)を用いて倍率3,000倍及び10,000倍で観察し、トナーの断面のTEM写真を撮影した。トナーの断面のTEM写真により、トナー(A-1)~(A-9)、(B-1)~(B-6)及び(B-9)では、トナーコアの表面のうちシェル層で被覆されていない箇所に磁性粒子(又はチタン粒子)が付着していることが確認された。また、トナー(A-1)~(A-9)、(B-1)~(B-6)及び(B-9)における磁性粒子は、その表面の少なくとも一部がシェル層から露出し、かつシェル層の表面よりもトナーコアの径方向外側に突出していたことが確認された。一方、トナー(B-7)では、トナーコア中に磁性粒子が内包されていることが確認された。 The obtained toners (A-1) to (A-9) and (B-1) to (B-9) were each treated with a room temperature curable epoxy resin ("Epon 815" manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). and allowed to stand in an atmosphere of 40° C. for 2 days to obtain a cured product. The resulting cured product was dyed with osmium tetroxide. Then, using a microtome (“EM UC6” manufactured by Leica Corporation), a thin section sample with a thickness of 200 nm was cut out from the dyed cured product. The obtained flake sample was observed using a transmission electron microscope (TEM, "JSM-6700F" manufactured by JEOL Ltd.) at magnifications of 3,000 and 10,000, and TEM photographs of the cross section of the toner were taken. did. TEM photographs of the cross section of the toner show that the surface of the toner core is covered with the shell layer in toners (A-1) to (A-9), (B-1) to (B-6) and (B-9). It was confirmed that the magnetic particles (or titanium particles) adhered to the areas where the particles were not exposed. At least part of the surface of the magnetic particles in the toners (A-1) to (A-9), (B-1) to (B-6) and (B-9) is exposed from the shell layer, Moreover, it was confirmed that it protruded radially outward of the toner core from the surface of the shell layer. On the other hand, it was confirmed that the toner (B-7) contained magnetic particles in the toner core.
トナー(A-1)~(A-9)及び(B-1)~(B-9)について、未開環オキサゾリン基の含有割合と、示差走査熱量分析法による離型剤の融解に由来する吸熱量の測定と、レオメータによる貯蔵弾性率の測定とを行った。測定結果を下記表2に示す。 Regarding the toners (A-1) to (A-9) and (B-1) to (B-9), the content ratio of the unopened ring oxazoline group and the absorption resulting from melting of the release agent by differential scanning calorimetry. A calorific value measurement and a storage modulus measurement with a rheometer were performed. The measurement results are shown in Table 2 below.
[未開環オキサゾリン基の含有割合の測定]
未開環オキサゾリン基含有量は、ガスクロマトグラフィー質量分析法(GC/MS法)により測定した。GC/MS法では、測定装置として、ガスクロマトグラフ質量分析計(株式会社島津製作所製「GCMS-QP2010 Ultra」)及びマルチショット・パイロライザー(フロンティア・ラボ株式会社製「FRONTIER LAB Multi-functional Pyrolyzer(登録商標)PY-3030D」)を用いた。カラムとしては、GCカラム(アジレント・テクノロジー社製「Agilent(登録商標)J&W ウルトライナートキャピラリGCカラム DB-5ms」、相:シロキサンポリマーにアリレンを導入してポリマーの主鎖を強化したアリレン相、内径:0.25mm、膜厚:0.25μm、長さ:30m)を用いた。
[Measurement of Content Ratio of Unopened Ring Oxazoline Group]
The unopened ring oxazoline group content was measured by gas chromatography mass spectrometry (GC/MS method). In the GC / MS method, a gas chromatograph mass spectrometer (manufactured by Shimadzu Corporation "GCMS-QP2010 Ultra") and a multi-shot pyrolyzer (manufactured by Frontier Lab Co., Ltd. "FRONTIER LAB Multi-functional Pyrolyzer (registered Trademark) PY-3030D”) was used. The column used was a GC column (“Agilent (registered trademark) J&W Ultra Inert Capillary GC Column DB-5ms” manufactured by Agilent Technologies), phase: arylene phase obtained by introducing arylene into a siloxane polymer to strengthen the main chain of the polymer, inner diameter : 0.25 mm, film thickness: 0.25 μm, length: 30 m).
(ガスクロマトグラフ)
・キャリアガス:ヘリウム(He)ガス
・キャリア流量:1mL/分
・気化室温度:210℃
・熱分解温度:加熱炉「600℃」、インターフェイス部「320℃」
・昇温条件:40℃で3分間保持した後、40℃から速度10℃/分で300℃まで昇温し、300℃で15分間保持した。
(Gas chromatograph)
・Carrier gas: helium (He) gas ・Carrier flow rate: 1 mL/min ・Vaporization chamber temperature: 210°C
・ Thermal decomposition temperature: Furnace "600°C", interface part "320°C"
Temperature rising conditions: After holding at 40° C. for 3 minutes, the temperature was raised from 40° C. to 300° C. at a rate of 10° C./min, and held at 300° C. for 15 minutes.
(質量分析)
・イオン化法:EI(Electron Impact)法
・イオン源温度:200℃
・インターフェイス部の温度:320℃
・検出モード:スキャン(測定範囲:45m/z~500m/z)
(mass spectrometry)
・Ionization method: EI (Electron Impact) method ・Ion source temperature: 200°C
・Interface temperature: 320℃
・Detection mode: Scan (measurement range: 45m/z to 500m/z)
上記条件で測定されたマススペクトルを解析することにより未開環オキサゾリン基に由来するピークを特定し、測定されたクロマトグラムのピーク面積に基づいて、測定対象(トナー)に含まれる未開環オキサゾリン基の量(トナー1gに含まれる未開環のオキサゾリン基の量)を求めた。定量には、標準物質に基づく検量線を用いた。 By analyzing the mass spectrum measured under the above conditions, the peak derived from the unopened ring oxazoline group was identified, and based on the peak area of the measured chromatogram, the peak area of the unopened ring oxazoline group contained in the measurement target (toner) was determined. The amount (amount of unopened ring-opening oxazoline group contained in 1 g of toner) was determined. A calibration curve based on standard substances was used for quantification.
[示差走査熱量分析法による離型剤の融解に由来する吸熱量の測定]
測定装置として、示差走査熱量計(セイコーインスツル株式会社製「DSC-6220」)を用いた。この測定装置を用いてトナーの吸熱曲線を測定することにより、離型剤の融解に由来する吸熱量(ΔH)を求めた。具体的には、トナー10mgをアルミ皿(アルミニウム製の容器)に投入して、そのアルミ皿を測定装置の測定部にセットした。また、リファレンスとして空のアルミ皿を使用した。吸熱曲線の測定では、測定部の温度を、測定開始温度-20℃から150℃まで10℃/分の速度で昇温させた(RUN1)。その後、測定部の温度を150℃から-20℃まで10℃/分の速度で降温させた。続けて、測定部の温度を再び-20℃から150℃まで10℃/分の速度で昇温させた(RUN2)。RUN2により、試料の吸熱曲線(縦軸:熱流(DSC信号)、横軸:温度)を得た。得られた吸熱曲線における吸熱ピークの面積から、トナー1mg当たりの離型剤の融解に由来する吸熱量ΔH[mJ/mg]を求めた。
[Measurement of Endothermic Amount Derived from Melting of Release Agent by Differential Scanning Calorimetry]
A differential scanning calorimeter (“DSC-6220” manufactured by Seiko Instruments Inc.) was used as a measuring device. By measuring the heat absorption curve of the toner using this measuring device, the amount of heat absorption (ΔH) resulting from the melting of the release agent was obtained. Specifically, 10 mg of toner was placed in an aluminum dish (container made of aluminum), and the aluminum dish was set in the measuring section of the measuring device. Also, an empty aluminum pan was used as a reference. In the measurement of the endothermic curve, the temperature of the measurement part was raised from the measurement start temperature of -20°C to 150°C at a rate of 10°C/min (RUN 1). After that, the temperature of the measurement part was lowered from 150°C to -20°C at a rate of 10°C/min. Subsequently, the temperature of the measurement part was again raised from -20°C to 150°C at a rate of 10°C/min (RUN2). By RUN2, an endothermic curve (vertical axis: heat flow (DSC signal), horizontal axis: temperature) of the sample was obtained. From the area of the endothermic peak in the obtained endothermic curve, the endothermic amount ΔH [mJ/mg] derived from melting of the release agent per 1 mg of toner was obtained.
[貯蔵弾性率の測定]
トナー0.1gをペレット成形機にセットし、トナーに圧力5MPaを加えることで、直径10mm、厚さ1.2mmの円柱状のペレットを得た。続けて、得られたペレットを測定装置にセットした。測定装置としては、レオメータ(アントンパール社製「PhysicaMCR-301」)を用いた。測定装置のシャフト(詳しくは、モーターで駆動されるシャフト)の先端には、測定治具(パラレルプレート)を取り付けた。ペレットは、測定装置のプレート(詳しくは、ヒーターで加熱されるヒート台)上に載せた。プレート上のペレットを110℃まで加熱して、ペレット(トナーの塊)を一度溶融させた。ペレット全体が溶融したところで、溶融したトナーに上から測定治具(パラレルプレート)を密着させて、平行な2枚のプレート(上:測定治具、下:ヒート台)の間にトナーを挟んだ。そして、トナーを40℃まで冷却した。その後、測定装置を用いて、測定温度範囲40℃~200℃、昇温速度4℃/分、振動周波数1Hz、ひずみ1%(ただし、測定温度範囲40℃~100℃では、ひずみ0.01%~1%)の条件で、トナーのG’温度依存性曲線(縦軸:貯蔵弾性率、横軸:温度)を測定した。そして、得られた貯蔵弾性率温度依存性曲線から、貯蔵弾性率108Paにおける温度と、貯蔵弾性率105Paにおける温度とを読み取った。
[Measurement of storage modulus]
0.1 g of toner was set in a pellet molding machine, and a pressure of 5 MPa was applied to the toner to obtain cylindrical pellets having a diameter of 10 mm and a thickness of 1.2 mm. Subsequently, the obtained pellets were set in the measuring device. As a measuring device, a rheometer ("Physica MCR-301" manufactured by Anton Paar) was used. A measuring jig (parallel plate) was attached to the tip of the shaft of the measuring device (more specifically, the shaft driven by a motor). The pellet was placed on a plate of the measuring device (specifically, a heat table heated by a heater). The pellets on the plate were heated to 110° C. to melt the pellets (toner lumps) once. When the entire pellet is melted, a measuring jig (parallel plate) is brought into close contact with the melted toner, and the toner is sandwiched between two parallel plates (upper: measuring jig, lower: heat table). . Then, the toner was cooled to 40°C. After that, using a measuring device, the measurement temperature range is 40 ° C. to 200 ° C., the temperature increase rate is 4 ° C./min, the vibration frequency is 1 Hz, and the strain is 1% (however, in the measurement temperature range of 40 ° C. to 100 ° C., the strain is 0.01%. ~1%), the G' temperature dependency curve (vertical axis: storage modulus, horizontal axis: temperature) was measured. Then, the temperature at a storage elastic modulus of 10 8 Pa and the temperature at a storage elastic modulus of 10 5 Pa were read from the obtained storage elastic modulus temperature dependence curve.
下記表2において、「未開環OX基[μmol/g]」は、各トナーにおける未開環のオキサゾリン基の含有割合を示す。貯蔵弾性率における「105Pa温度」及び「108Pa温度」は、レオメータによるトナーの測定において、貯蔵弾性率が1.0×105Paとなる温度と、貯蔵弾性率が1.0×108Paとなる温度とをそれぞれ示す。トナー(B-9)において、磁性紛の飽和磁化及び形状の「-」は、該当する項目を測定又は観察していないことを示す。トナー(B-7)における磁性紛の添加量は、トナーコアに磁性紛が内添され、トナーコアにおける磁性紛の含有割合が0.5質量%であることを示す。 In Table 2 below, "unopened ring OX group [μmol/g]" indicates the content ratio of the unopened ring oxazoline group in each toner. The "10 5 Pa temperature" and "10 8 Pa temperature" in the storage elastic modulus are the temperature at which the storage elastic modulus is 1.0×10 5 Pa and the temperature at which the storage elastic modulus is 1.0× in measurement of the toner with a rheometer. and the temperature at which the pressure becomes 10 8 Pa, respectively. In Toner (B-9), "-" in the saturation magnetization and shape of the magnetic powder indicates that the corresponding item was not measured or observed. The amount of magnetic powder added in the toner (B-7) indicates that the magnetic powder was internally added to the toner core and the content of the magnetic powder in the toner core was 0.5% by mass.
<評価>
以下の方法により、トナー(A-1)~(A-9)及びトナー(B-1)~(B-9)について、耐熱保存性及び低温定着性(最低定着温度)と、発色性と、感光体ドラムへの付着とを評価した。評価結果を下記表3に示す。
<Evaluation>
Heat-resistant storage stability, low-temperature fixability (minimum fixation temperature), color development, and Adhesion to the photosensitive drum was evaluated. The evaluation results are shown in Table 3 below.
[耐熱保存性]
評価対象(トナー(A-1)~(A-9)及びトナー(B-1)~(B-9)の何れか)3gを容量20mLのポリエチレン製容器に投入した。このポリエチレン製容器を、60℃に設定された恒温器内に3時間静置した。その後、恒温器からポリエチレン製容器を取り出し、このポリエチレン製容器内のトナーを20℃で3時間冷却することで加熱処理後のトナーを得た。
[Heat resistant storage stability]
3 g of an object to be evaluated (one of toners (A-1) to (A-9) and toners (B-1) to (B-9)) was placed in a polyethylene container having a capacity of 20 mL. This polyethylene container was allowed to stand in a thermostat set at 60° C. for 3 hours. Thereafter, the polyethylene container was taken out from the thermostat, and the toner in the polyethylene container was cooled at 20° C. for 3 hours to obtain the heat-treated toner.
続けて、加熱処理後のトナーを質量既知の100メッシュ(目開き150μm)の篩に載せた。そして、トナー及び篩の合計質量を測定し、この測定結果から篩上のトナーの質量(篩別前のトナーの質量)を算出した。続けて、粉体特性評価装置(ホソカワミクロン株式会社製「パウダテスタ(登録商標)PT-X」)に上記篩をセットし、粉体特性評価装置のマニュアルに従い、振幅1.0mmの条件で30秒間、篩を振動させ、トナーを篩別した。そして、篩別後に、トナー及び篩の合計質量を測定し、この測定結果から篩上に残留したトナーの質量(篩別後のトナーの質量)を算出した。篩別前のトナーの質量と篩別後のトナーの質量とから、次の式に基づいて凝集率[質量%]を求めた。
凝集率=100×篩別後のトナーの質量/篩別前のトナーの質量
Subsequently, the heat-treated toner was placed on a 100-mesh (150 μm opening) sieve with a known mass. Then, the total mass of the toner and the sieve was measured, and the mass of the toner on the sieve (the mass of the toner before sieving) was calculated from the measurement results. Subsequently, the sieve is set in a powder property evaluation device ("Powder Tester (registered trademark) PT-X" manufactured by Hosokawa Micron Corporation), and the amplitude is 1.0 mm for 30 seconds according to the manual of the powder property evaluation device. The sieve was vibrated to screen out the toner. After sieving, the total mass of the toner and the sieve was measured, and the mass of the toner remaining on the sieve (the mass of the toner after sieving) was calculated from the measurement result. From the mass of the toner before sieving and the mass of the toner after sieving, the cohesion rate [% by mass] was calculated according to the following formula.
Aggregation rate = 100 x mass of toner after sieving/mass of toner before sieving
トナーの耐熱保存性は、凝集率が10質量%未満の場合を「良好」と評価でき、凝集率が10質量%以上の場合を「不良」と評価できる。 The heat-resistant storage stability of the toner can be evaluated as "good" when the aggregation rate is less than 10% by mass, and can be evaluated as "poor" when the aggregation rate is 10% by mass or more.
(評価用現像剤の調製)
以下の方法により、低温定着性、グロス及び測色の評価に用いる評価用現像剤を調製した。温度23℃かつ湿度50%RHの環境下、現像剤用キャリア(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製の「FS-C5250DN」用キャリア)100質量部と、評価対象(トナー(A-1)~(A-9)及びトナー(B-1)~(B-9)の何れか)10質量部とを、ボールミルを用いて30分間混合して、評価用現像剤(2成分現像剤)を得た。
(Preparation of developer for evaluation)
An evaluation developer used for evaluation of low-temperature fixability, glossiness and colorimetry was prepared by the following method. Under an environment of temperature 23 ° C. and humidity 50% RH, 100 parts by mass of developer carrier (carrier for "FS-C5250DN" manufactured by Kyocera Document Solutions Co., Ltd.) and evaluation objects (toner (A-1) to (A- 9) and 10 parts by mass of toners (B-1) to (B-9) were mixed for 30 minutes using a ball mill to obtain an evaluation developer (two-component developer).
[低温定着性]
上述のようにして調製した評価用現像剤(2成分現像剤)を用いて画像を形成して、低温定着性(最低定着温度)を評価した。評価機としては、Roller-Roller方式の加熱加圧型の定着装置を備えるプリンター(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製「FS-C5250DN」を改造して定着温度を変更可能にした評価機)を用いた。評価用現像剤(トナー(A-1)~(A-9)及び(B-1)~(B-9)の何れかを含む現像剤)を評価機のブラック用現像装置に投入し、補給用トナー(評価用現像剤に含まれるトナーと同一のトナー)を評価機のブラック用トナーコンテナに投入した。
[Low temperature fixability]
An image was formed using the evaluation developer (two-component developer) prepared as described above, and the low-temperature fixability (minimum fixation temperature) was evaluated. As an evaluation machine, a printer equipped with a Roller-Roller type heating and pressurizing fixing device (Kyocera Document Solutions Co., Ltd. "FS-C5250DN" was modified to enable the fixing temperature to be changed) was used. The developer for evaluation (developer containing any of toners (A-1) to (A-9) and (B-1) to (B-9)) is put into the black developing device of the evaluation machine and replenished. A toner for black (the same toner as the toner contained in the developer for evaluation) was put into the black toner container of the evaluation machine.
上記評価機を用いて、温度32.5℃かつ湿度80%RHの環境下、A4サイズの印刷用紙(坪量:90g/m2)に、トナー載り量1.0mg/cm2の条件で、ソリッド画像(詳しくは、未定着のトナー像)を形成した。続けて、ソリッド画像が形成された印刷用紙(評価用紙)を評価機の定着装置に通した。 Using the above evaluation machine, under the conditions of a temperature of 32.5° C. and a humidity of 80% RH, on A4 size printing paper (basis weight: 90 g/m 2 ), under the conditions of a toner amount of 1.0 mg/cm 2 , A solid image (more specifically, an unfixed toner image) was formed. Subsequently, the printing paper (evaluation paper) on which the solid image was formed was passed through the fixing device of the evaluation machine.
低温定着性の評価では、定着温度の測定範囲を90℃以上120℃以下とした。詳しくは、定着装置の定着温度を90℃から1℃ずつ上昇させて、ソリッド画像(未定着のトナー像)を紙に定着できる最低温度(最低定着温度)を測定した。未定着のトナー像を定着させることができたか否かは、以下に示すような折擦り試験で確認した。 In the evaluation of low-temperature fixability, the fixing temperature was measured in a range of 90° C. or higher and 120° C. or lower. Specifically, the fixing temperature of the fixing device was raised from 90° C. by 1° C., and the lowest temperature (minimum fixing temperature) at which a solid image (unfixed toner image) could be fixed on paper was measured. Whether or not the unfixed toner image could be fixed was confirmed by the following fold rubbing test.
定着装置に通した評価用紙を、ソリッド画像を形成した面が内側となるように折り曲げた。より詳細には、折り曲げ線がソリッド画像の略中央を通過するように評価用紙を折り曲げた。折り曲げた評価用紙について、布帛で被覆した1kgの分銅を用いて、上からの力を加えずに折り目上を5往復摩擦した。その後、評価用紙を広げ、評価用紙の折り曲げ部のうちソリッド画像が定着された部分におけるトナーの剥がれの長さ(剥がれ長)を測定した。剥がれ長が1mm以下である場合、未定着のトナー像を定着させることができたと判断した。 The evaluation paper passed through the fixing device was folded so that the surface on which the solid image was formed faces the inside. More specifically, the evaluation sheet was folded so that the folding line passed through approximately the center of the solid image. The folded evaluation paper was rubbed back and forth on the crease using a fabric-coated 1 kg weight with no force applied from above. After that, the evaluation paper was unfolded, and the length of toner peeling (peeling length) at the portion where the solid image was fixed in the folded portion of the evaluation paper was measured. When the peeling length was 1 mm or less, it was determined that the unfixed toner image could be fixed.
低温定着性は、最低定着温度が105℃以下の場合を「良好」と評価でき、最低定着温度が105℃超の場合を「不良」と評価できる。 Low-temperature fixability can be evaluated as "good" when the minimum fixing temperature is 105°C or less, and can be evaluated as "poor" when the minimum fixing temperature is over 105°C.
[発色性]
(グロス)
低温定着性の評価において記載した方法と同様の方法により、印刷用紙にソリッド画像(詳しくは、未定着のトナー像)を形成した。続けて、ソリッド画像が形成された印刷用紙(評価用紙)を評価機の定着装置に通した。定着温度は、130℃とした。そして、ハンディ光沢計(株式会社堀場製作所製「グロスチェッカーIG-331」)を用いて、測定角度60°の条件で、定着後のソリッド画像の光沢値を測定した。
[Color development]
(gross)
A solid image (more specifically, an unfixed toner image) was formed on printing paper by the same method as described in the evaluation of low-temperature fixability. Subsequently, the printing paper (evaluation paper) on which the solid image was formed was passed through the fixing device of the evaluation machine. The fixing temperature was 130°C. Then, using a handy gloss meter (“Gloss Checker IG-331” manufactured by Horiba, Ltd.), the gloss value of the solid image after fixing was measured at a measurement angle of 60°.
(測色)
低温定着性の評価において用いた評価機と同様の評価機により、温度23℃かつ湿度50%RHの環境下、A4サイズの印刷用紙(坪量:70g/m2)に、トナー載り量0.4mg/cm2の条件で、45mm×45mmのソリッド画像(詳しくは、未定着のトナー像)を形成した。続けて、ソリッド画像が形成された印刷用紙(評価用紙)を評価機の定着装置に通した。定着温度は、トナー(A-1)及び(B-8)については120℃、130℃又は140℃の3通りとし、トナー(A-2)~(A-9)、(B-1)~(B-7)及び(B-9)については130℃の1通りとした。定着後のソリッド画像を測色計(GretagMacbeth社製の「SpectroEye(登録商標)」)で測色した。
(colorimetry)
Using the same evaluator as that used in the evaluation of the low-temperature fixability, under the environment of a temperature of 23° C. and a humidity of 50% RH, an A4 size printing paper (basis weight: 70 g/m 2 ) was subjected to a toner loading amount of 0.00. A 45 mm×45 mm solid image (more specifically, an unfixed toner image) was formed under the condition of 4 mg/cm 2 . Subsequently, the printing paper (evaluation paper) on which the solid image was formed was passed through the fixing device of the evaluation machine. The fixing temperature is 120° C., 130° C. or 140° C. for toners (A-1) and (B-8). For (B-7) and (B-9), one set of 130°C was used. The solid image after fixing was measured by a colorimeter ("SpectroEye (registered trademark)" manufactured by GretagMacbeth).
各トナーは、光沢値が7以上15以下、かつ測色結果が「L*が20以下、a*が-3以上0以下、かつb*が-4以上0以下」の場合を黒色トナーとして「良好」と評価でき、それ以外の場合を黒色トナーとして「不良」と評価できる。なお、「L*が20以下、a*が-3以上0以下、かつb*が-4以上0以下」の画像は、人間の目に最も自然な黒色として知覚される傾向にある。 For each toner, when the gloss value is 7 or more and 15 or less, and the colorimetry result is "L* is 20 or less, a* is -3 or more and 0 or less, and b* is -4 or more and 0 or less", the black toner is defined as " Otherwise, it can be evaluated as "bad" as a black toner. An image with "L* of 20 or less, a* of -3 or more and 0 or less, and b* of -4 or more and 0 or less" tends to be perceived as the most natural black by human eyes.
[感光体ドラムへの付着]
以下の方法により、トナーの感光体ドラムへの付着の評価に用いる評価用現像剤を調製した。温度23℃かつ湿度50%RHの環境下、現像剤用キャリア(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製の「FS-C5300DN」用キャリア)100質量部と、評価対象(トナー(A-1)~(A-9)及びトナー(B-1)~(B-9)の何れか)10質量部とを、ボールミルを用いて30分間混合して、評価用現像剤(2成分現像剤)を得た。
[Adhesion to photoreceptor drum]
An evaluation developer used for evaluation of adhesion of toner to a photoreceptor drum was prepared by the following method. In an environment of temperature 23° C. and humidity 50% RH, 100 parts by mass of a developer carrier (carrier for “FS-C5300DN” manufactured by Kyocera Document Solutions Co., Ltd.) and an evaluation object (toner (A-1) to (A- 9) and 10 parts by mass of toners (B-1) to (B-9) were mixed for 30 minutes using a ball mill to obtain an evaluation developer (two-component developer).
上述のようにして調製した評価用現像剤(2成分現像剤)を用いて、トナーの感光体ドラムへの付着を評価した。評価機としては、Roller-Roller方式の加熱加圧型の定着装置を備えるプリンター(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製「FS-C5300DN」)を用いた。評価用現像剤(トナー(A-1)~(A-9)及び(B-1)~(B-9)の何れかを含む現像剤)を評価機のブラック用現像装置に投入し、補給用トナー(評価用現像剤に含まれるトナーと同一のトナー)を評価機のブラック用トナーコンテナに投入した。その後、評価機を24時間静置した。 Using the developer for evaluation (two-component developer) prepared as described above, adhesion of toner to the photosensitive drum was evaluated. As an evaluation machine, a printer (“FS-C5300DN” manufactured by Kyocera Document Solutions Co., Ltd.) equipped with a roller-roller heat-pressure fixing device was used. The developer for evaluation (developer containing any of toners (A-1) to (A-9) and (B-1) to (B-9)) is put into the black developing device of the evaluation machine and replenished. A toner for black (the same toner as the toner contained in the developer for evaluation) was put into the black toner container of the evaluation machine. After that, the evaluator was allowed to stand still for 24 hours.
温度23℃かつ湿度50%RHの環境下で、印字率5%での5万枚の連続印刷を行った。記録媒体としては、A4サイズの印刷用紙(坪量:70g/m2)を用いた。その後、評価機の感光体ドラムを取り出して目視で観察し、感光体ドラムの表面へのトナーの付着の有無を確認した。 Continuous printing of 50,000 sheets was performed at a printing rate of 5% under an environment of temperature of 23° C. and humidity of 50% RH. A4 size printing paper (basis weight: 70 g/m 2 ) was used as the recording medium. After that, the photoreceptor drum was taken out from the evaluation machine and visually observed to confirm whether or not toner adhered to the surface of the photoreceptor drum.
実施例のトナー(A-1)~(A-9)は、各々、トナー粒子を含んでいた。トナー粒子は、カルボキシ基を有する離型剤を含有するトナーコアと、トナーコアの表面を部分的に被覆するシェル層と、トナーコアの表面のうちシェル層で被覆されていない箇所に付着する磁性粒子とを備えていた。磁性粒子は、表面の少なくとも一部がシェル層から露出し、かつシェル層の表面よりもトナーコアの径方向外側に突出していた。磁性粒子の含有量は、トナーコア100質量部に対して、0.1質量部以上1.5質量部以下であった。シェル層は、未開環のオキサゾリン基を有するシェル樹脂を含有していた。ガスクロマトグラフィー質量分析法により測定される未開環のオキサゾリン基の含有割合は、490μmol/g以上1,500μmol/g以下であった。示差走査熱量分析法による測定において、離型剤の融解に由来する吸熱量は、80mJ/mg以上160mJ/mg以下であった。表3に示すように、トナー(A-1)~(A-9)は、いずれも耐熱保存性、低温定着性及び発色性に優れ、かつ感光体ドラムへの付着を抑制できた。また、トナー(A-1)は、定着温度を120℃、130℃及び140℃のいずれにした場合においても発色性に優れていた。 Toners (A-1) to (A-9) of Examples each contained toner particles. The toner particles comprise a toner core containing a release agent having a carboxyl group, a shell layer partially covering the surface of the toner core, and magnetic particles adhering to portions of the surface of the toner core that are not covered with the shell layer. I was prepared. At least part of the surface of the magnetic particles was exposed from the shell layer, and protruded radially outward of the toner core from the surface of the shell layer. The content of the magnetic particles was 0.1 parts by mass or more and 1.5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the toner core. The shell layer contained a shell resin with unopened oxazoline groups. The content of unopened oxazoline groups measured by gas chromatography-mass spectrometry was 490 μmol/g or more and 1,500 μmol/g or less. In measurement by differential scanning calorimetry, the endothermic amount derived from melting of the release agent was 80 mJ/mg or more and 160 mJ/mg or less. As shown in Table 3, toners (A-1) to (A-9) were all excellent in heat-resistant storage stability, low-temperature fixability and color development, and were able to suppress adhesion to the photoreceptor drum. In addition, the toner (A-1) was excellent in color development at any fixing temperature of 120.degree. C., 130.degree. C. and 140.degree.
一方、比較例のトナー(B-1)~(B-9)は、各々、上述の構成を備えていなかった。詳しくは、トナー(B-1)及び(B-3)は、それぞれ未開環のオキサゾリン基の含有割合が490μmol/g未満又は1,500μmol/g超であった。トナー(B-2)及び(B-4)は、それぞれ離型剤の融解に由来する吸熱量が80mJ/mg未満又は160mJ/mg超であった。トナー(B-5)及び(B-6)のトナーは、磁性紛の添加量がトナーコア100質量部に対して0.1質量部未満又は1.5質量部超であった。トナー(B-7)は、磁性粒子がトナーコアに内添され、トナーコアの表面に磁性粒子が付着していなかった。トナー(B-8)及び(B-9)は、磁性粒子が添加されていないか、又は磁性粒子の代わりに酸化チタン粉末が添加されていた。その結果、トナー(B-1)~(B-9)は、耐熱保存性、低温定着性及び発色性のうち少なくとも1つが不良であるか、又は感光体ドラムへの付着を抑制できなかった。 On the other hand, toners (B-1) to (B-9) of Comparative Examples did not have the above-described structure. Specifically, toners (B-1) and (B-3) each contained less than 490 μmol/g or more than 1,500 μmol/g of unopened oxazoline groups. Toners (B-2) and (B-4) each had an endothermic amount of less than 80 mJ/mg or more than 160 mJ/mg due to melting of the release agent. Toners (B-5) and (B-6) contained less than 0.1 parts by weight or more than 1.5 parts by weight of the magnetic powder with respect to 100 parts by weight of the toner core. In the toner (B-7), the magnetic particles were internally added to the toner core, and no magnetic particles adhered to the surface of the toner core. Toners (B-8) and (B-9) did not contain magnetic particles or contained titanium oxide powder instead of magnetic particles. As a result, the toners (B-1) to (B-9) were found to be poor in at least one of heat-resistant storage stability, low-temperature fixability, and color development, or could not be prevented from adhering to the photoreceptor drum.
なお、実施例のトナー(A-1)~(A-9)及び比較例のトナー(B-1)~(B-9)に外添剤として用いた酸化チタン粒子は、トナーの発色性に影響を与えなかった。これは、外添剤として用いた酸化チタン粒子は、感光体にトナー像を現像する際にトナー粒子から脱離し、トナー像を記録媒体に転写する際に感光体上に残存するためである。即ち、トナー粒子に外添されている酸化チタン粒子は、記録媒体に転写されないため、トナーの発色性に影響を与えなかった。 The titanium oxide particles used as an external additive in the toners (A-1) to (A-9) of the examples and the toners (B-1) to (B-9) of the comparative examples have an effect on the color developability of the toner. had no effect. This is because the titanium oxide particles used as the external additive are separated from the toner particles when the toner image is developed on the photoreceptor, and remain on the photoreceptor when the toner image is transferred to the recording medium. In other words, the titanium oxide particles externally added to the toner particles did not affect the color developability of the toner because they were not transferred to the recording medium.
本発明の一実施形態に係る黒色トナーは、例えば複写機、プリンター、又は複合機において画像を形成するために用いることができる。 A black toner according to one embodiment of the present invention can be used, for example, to form images in copiers, printers, or multifunction devices.
1 トナー粒子
11 トナーコア
12 シェル層
13 磁性粒子
S 離型剤の融解に由来する吸熱ピーク
REFERENCE SIGNS
Claims (7)
前記トナー粒子は、
カルボキシ基を有する離型剤を含有するトナーコアと、
前記トナーコアの表面を部分的に被覆するシェル層と、
前記トナーコアの表面のうち前記シェル層で被覆されていない箇所に付着する磁性粒子とを備え、
前記磁性粒子は、表面の少なくとも一部が前記シェル層から露出し、かつ前記シェル層の表面よりも前記トナーコアの径方向外側に突出しており、
前記磁性粒子の含有量は、前記トナーコア100質量部に対して、0.1質量部以上1.5質量部以下であり、
前記シェル層は、未開環のオキサゾリン基を有するシェル樹脂を含有し、
ガスクロマトグラフィー質量分析法により測定される未開環のオキサゾリン基の含有割合は、490μmol/g以上1,500μmol/g以下であり、
示差走査熱量分析法による測定において、前記離型剤の融解に由来する吸熱量は、80mJ/mg以上160mJ/mg以下である、黒色トナー。 A black toner comprising toner particles,
The toner particles are
a toner core containing a release agent having a carboxy group;
a shell layer partially covering the surface of the toner core;
Magnetic particles attached to a portion of the surface of the toner core that is not covered with the shell layer;
At least part of the surface of the magnetic particles is exposed from the shell layer and protrudes radially outward of the toner core from the surface of the shell layer,
The content of the magnetic particles is 0.1 parts by mass or more and 1.5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the toner core,
The shell layer contains a shell resin having an unopened ring oxazoline group,
The content of unopened oxazoline groups measured by gas chromatography-mass spectrometry is 490 μmol/g or more and 1,500 μmol/g or less,
A black toner, wherein, as measured by differential scanning calorimetry, an endothermic amount derived from melting of the release agent is 80 mJ/mg or more and 160 mJ/mg or less.
貯蔵弾性率が1.0×105Paとなる温度は、85℃以下である、請求項1~4の何れか一項に記載の黒色トナー。 The temperature at which the storage modulus becomes 1.0×10 8 Pa is 70° C. or higher,
5. The black toner according to claim 1, wherein the temperature at which the storage elastic modulus becomes 1.0×10 5 Pa is 85° C. or less.
前記一般式(II)中、R2は、水素原子、又はフェニル基で置換されていてもよい炭素原子数1以上10以下のアルキル基を表し、*は、前記離型剤に含まれる原子との結合部位を表す。) The black toner according to any one of claims 1 to 5, wherein the shell resin has a repeating unit represented by the following general formula (I) and a repeating unit represented by the following general formula (II). .
In the general formula (II), R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with a phenyl group, and * represents an atom contained in the release agent. represents the binding site of )
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