JP7589451B2 - Electrophotographic developer, replenishment developer, image forming apparatus, process cartridge, and image forming method - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真用現像剤、補給用現像剤、画像形成装置、プロセスカートリッジ及び画像形成方法に関する。 The present invention relates to an electrophotographic developer, a replenishment developer, an image forming apparatus, a process cartridge, and an image forming method.
電子写真方式による画像形成では、光導電性物質等の静電潜像担持体上に静電潜像を形成し、この静電潜像に対して、帯電したトナーを付着させてトナー像を形成した後、トナー像を記録媒体に転写し、定着して、出力画像を得る。近年はプリント速度の高速化も相まって、キャリアのトナーへの素早い帯電付与能力が強く要求されているのが現状である。 In electrophotographic image formation, an electrostatic latent image is formed on an electrostatic latent image carrier such as a photoconductive material, and a toner image is formed by attaching charged toner to this electrostatic latent image. The toner image is then transferred to a recording medium and fixed to obtain an output image. In recent years, coupled with the increasing printing speed, there is a strong demand for carriers with the ability to quickly impart a charge to the toner.
そのため従来の帯電付与能力では、現像剤に補給されたトナーがキャリアと十分に摩擦帯電されないために帯電せず、現像器外にトナーが堆積してしまうトナー飛散や、白紙部にトナーが現像されてしまう地汚れといった問題が発生している。
このため、トナーの帯電量を一定に制御することがこれまで以上に求められており、従来のキャリアでは要求特性を満たすことができない。
As a result, with conventional charging capabilities, the toner replenished to the developer is not sufficiently frictionally charged with the carrier, resulting in problems such as toner scattering, in which the toner accumulates outside the developing unit, and background scumming, in which the toner is developed into blank areas.
For this reason, there is an increased demand for controlling the charge amount of toner to a constant level, and conventional carriers are unable to satisfy the required characteristics.
また、経時でのかぶり画像の発生等の画像品質を改善するために、トナーの外添剤として表面処理した金属酸化物粒子を用いることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In addition, in order to improve image quality, such as the occurrence of fogged images over time, it has been proposed to use surface-treated metal oxide particles as an external additive to the toner (see, for example, Patent Document 1).
一方、キャリアにおいては、キャリアの耐久性の向上を目的に、様々な試みが行われている。例えば、特許文献2、6では適当な樹脂材料で被覆する方法が挙げられている。また、特許文献3~5には、その樹脂層に種々の添加剤を添加する方法が行なわれている。 On the other hand, various attempts have been made to improve the durability of carriers. For example, Patent Documents 2 and 6 describe a method of coating the carrier with a suitable resin material. Patent Documents 3 to 5 also describe a method of adding various additives to the resin layer.
本発明の目的は、長期の印刷において経時のかぶり画像の発生を防止し、長期の帯電安定性に優れ、キャリアのトナースペント性、樹脂層の耐摩耗性(削れ・剥がれ)に優れる電子写真用現像剤を提供することにある。 The object of the present invention is to provide an electrophotographic developer that prevents the occurrence of fogged images over time during long-term printing, has excellent long-term charging stability, and is excellent in the toner-spent properties of the carrier and the wear resistance (abrasion and peeling) of the resin layer.
上記課題は、下記構成1)により解決される。
1)無機粒子を含有するトナーと、芯材粒子及び該芯材粒子の表面を被覆する樹脂層を有するキャリアと、を含有する電子写真用現像剤であって、
前記トナーが前記無機粒子として少なくともフッ素含有アルミナ粒子を含み、前記樹脂層がアクリルシリコーン樹脂を含み、前記アクリルシリコーン樹脂が、少なくとも下記一般式(A)で表されるA成分と下記一般式(B)で表されるB成分とを含む共重合体の架橋物を含むことを特徴とする電子写真用現像剤。
なお、一般式(A)と一般式(B)は発明を実施するための形態で示す。
The above problem is solved by the following configuration 1).
1) An electrophotographic developer comprising a toner containing inorganic particles and a carrier having core particles and a resin layer covering the surfaces of the core particles,
the toner contains at least fluorine-containing alumina particles as the inorganic particles, the resin layer contains an acrylic silicone resin, and the acrylic silicone resin contains a crosslinked product of a copolymer containing at least a component A represented by the following general formula (A) and a component B represented by the following general formula (B) :
General formula (A) and general formula (B) are shown in the mode for carrying out the invention.
本発明によれば、長期の印刷において経時のかぶり画像の発生を防止し、長期の帯電安定性に優れ、キャリアのトナースペント性、樹脂層の耐摩耗性(削れ・剥がれ)に優れる電子写真用現像剤を提供することができる。 The present invention provides an electrophotographic developer that prevents the occurrence of fogged images over time during long-term printing, has excellent long-term charging stability, and is excellent in toner-spent properties of the carrier and wear resistance (abrasion and peeling) of the resin layer.
本発明者らの検討によれば、トナーおよびキャリアを含む電子写真用現像剤において、トナーにフッ素含有アルミナ粒子を無機粒子として添加することで経時でのかぶり画像などの画像品質を改善できるが、このような無機粒子を使用すると、長期印刷時にアルミナ粒子やキャリア同士の衝突によってキャリア表面の樹脂層が削られ、経時で帯電が上昇してキャリア付着や画像濃度(ID)不足になる問題が見出された。
一方で、耐摩耗性を向上させるためにキャリアの樹脂層に添加剤を添加する方法が行われている。しかし、このような方法では、キャリアの耐久性は上がるが、印刷時の帯電能力に対しても影響を及ぼし、さらにキャリア表面にトナースペントが生じ、長期間の使用で帯電付与能力が低下してしまい画像品質を維持できない問題があった。
According to the studies of the present inventors, in an electrophotographic developer containing a toner and a carrier, image quality such as fog images that occur over time can be improved by adding fluorine-containing alumina particles to the toner as inorganic particles. However, it has been found that when such inorganic particles are used, the resin layer on the carrier surface is scraped off due to collisions between the alumina particles and between the carrier particles during long-term printing, causing an increase in charge over time, resulting in problems such as carrier adhesion and insufficient image density (ID).
On the other hand, a method of adding additives to the resin layer of the carrier to improve the abrasion resistance has been carried out, but while this method increases the durability of the carrier, it also affects the charging ability during printing, and further causes toner spent on the carrier surface, which reduces the charging ability over long-term use, making it difficult to maintain image quality.
以下に、本発明をさらに詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の説明において本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
The present invention will now be described in further detail.
It should be noted that the embodiments described below are preferred embodiments of the present invention and therefore include various technically preferable limitations. However, the scope of the present invention is not limited to these embodiments unless otherwise stated in the following description to the effect that the present invention is limited thereto.
(現像剤)
本発明の電子写真用現像剤は、無機粒子を含有するトナーと、芯材粒子及び該芯材粒子の表面を被覆する樹脂層を有するキャリアと、を含有し、前記トナーが前記無機粒子として少なくともフッ素含有アルミナ粒子を含み、前記樹脂層がアクリルシリコーン樹脂を含むことを特徴とする。
(Developer)
The electrophotographic developer of the present invention contains a toner containing inorganic particles and a carrier having core particles and a resin layer covering the surfaces of the core particles, and is characterized in that the toner contains at least fluorine-containing alumina particles as the inorganic particles, and the resin layer contains an acrylic silicone resin.
また本発明は、下記2)~9)の構成を好適な実施形態として含むものである。
2)前記アクリルシリコーン樹脂が、少なくとも下記一般式(A)で表されるA成分と下記一般式(B)で表されるB成分とを含む共重合体の架橋物を含むことを特徴とする上記1)に記載の電子写真用現像剤。
The present invention also includes the following configurations 2) to 9) as preferred embodiments.
2) The electrophotographic developer according to 1) above, wherein the acrylic silicone resin contains a crosslinked product of a copolymer containing at least a component A represented by the following general formula (A) and a component B represented by the following general formula (B):
(式(A)および(B)中、R1は水素原子又はメチル基を示し、R2は炭素数1~4のアルキル基を示し、R3は炭素数1~8のアルキル基又は炭素数1~4のアルコキシ基を示し、mは1~8の整数を示す。複数のR2は同一でも異なっていてもよい。Xは10~90モル%を示し、Yは90~10モル%を示す。) (In formulas (A) and (B), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 3 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and m represents an integer of 1 to 8. A plurality of R 2 may be the same or different. X represents 10 to 90 mol %, and Y represents 90 to 10 mol %).
3)前記共重合体は、下記一般式(1)で表される共重合体を含むことを特徴とする上記1)または2)に記載の電子写真用現像剤。 3) The electrophotographic developer according to 1) or 2) above, characterized in that the copolymer contains a copolymer represented by the following general formula (1):
(式(1)中、R1は水素原子又はメチル基を示し、R2は炭素数1~4のアルキル基を示し、R3は炭素数1~8のアルキル基又は炭素数1~4のアルコキシ基を示し、mは1~8の整数を示す。複数のR2は同一でも異なっていてもよい。Xは10~40モル%を示し、Yは10~40モル%を示し、Zは30~80モル%を示し、60モル%≦Y+Z≦90モル%である。) (In formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 3 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and m represents an integer of 1 to 8. A plurality of R 2 may be the same or different. X represents 10 to 40 mol %, Y represents 10 to 40 mol %, Z represents 30 to 80 mol %, and 60 mol %≦Y+Z≦90 mol %).
4)前記トナーにおけるX線光電子分析(XPS)法により求めたアルミニウム濃度(atomic%)をX1とし、フッ素濃度(atomic%)をX2としたとき、下記式(2)及び式(3)の関係式を満たすことを特徴とする上記1)~3)のいずれかに記載の電子写真用現像剤。
2.7≦X1/X2≦5.5 式(2)
2.1≦X1≦3.0 式(3)
4) The electrophotographic developer according to any one of 1) to 3) above, wherein when the aluminum concentration (atomic %) and the fluorine concentration (atomic %) in the toner determined by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) are X1 and X2, respectively, the toner satisfies the following relational expressions (2) and (3):
2.7≦X1/X2≦5.5 Formula (2)
2.1≦X1≦3.0 Formula (3)
5)前記トナーが、前記フッ素含有アルミナ粒子以外の無機粒子を更に含み、前記フッ素含有アルミナ粒子以外の無機粒子のメジアン径が、60nm以上300nm以下である上記1)~4)のいずれかに記載の電子写真用現像剤。 5) The electrophotographic developer according to any one of 1) to 4) above, wherein the toner further contains inorganic particles other than the fluorine-containing alumina particles, and the median diameter of the inorganic particles other than the fluorine-containing alumina particles is 60 nm or more and 300 nm or less.
6)キャリア及びトナーを含む補給用現像剤であって、該補給用現像剤が上記1)~5)のいずれかに記載した現像剤であり、かつ、前記キャリア1質量部に対して、前記トナーを2質量部以上50質量部以下含有することを特徴とする補給用現像剤。 6) A refill developer containing a carrier and a toner, the refill developer being any one of the developers described in 1) to 5) above, and characterized in that the refill developer contains 2 parts by weight or more and 50 parts by weight or less of the toner per 1 part by weight of the carrier.
7)静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体を帯電させる帯電手段と、前記静電潜像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像担持体に近接した状態で回転し上記1)~5)のいずれかに記載の電子写真用現像剤を担持する現像剤担持体と、前記静電潜像担持体上に形成された静電潜像を上記1)~5)のいずれかに記載の電子写真用現像剤を用いて現像してトナー像を形成する現像装置と、前記静電潜像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写されたトナー像を定着させる定着手段とを有することを特徴とする画像形成装置。 7) An image forming apparatus comprising: an electrostatic latent image carrier; a charging means for charging the electrostatic latent image carrier; an exposure means for forming an electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier; a developer carrier that rotates in close proximity to the electrostatic latent image carrier and carries an electrophotographic developer described in any one of 1) to 5) above; a developing device that develops the electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image carrier using the electrophotographic developer described in any one of 1) to 5) above to form a toner image; a transfer means that transfers the toner image formed on the electrostatic latent image carrier to a recording medium; and a fixing means that fixes the toner image transferred to the recording medium.
8)静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体の表面を帯電させる帯電部材と、前記静電潜像担持体上に形成された静電潜像を上記1)~5)のいずれかに記載の電子写真用現像剤を用いて現像する現像部と、前記静電潜像担持体をクリーニングするクリーニング部材とを有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
9)静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程と、前記静電潜像担持体上に形成された静電潜像を上記1)~5)のいずれかに記載の電子写真用現像剤を用いて現像してトナー像を形成する工程と、前記静電潜像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する工程と、前記記録媒体に転写されたトナー像を定着させる工程とを有することを特徴とする画像形成方法。
8) A process cartridge comprising: an electrostatic latent image carrier; a charging member for charging the surface of the electrostatic latent image carrier; a developing unit for developing an electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image carrier by using the electrophotographic developer described in any one of 1) to 5) above; and a cleaning member for cleaning the electrostatic latent image carrier.
9) An image forming method comprising the steps of: forming an electrostatic latent image on an electrostatic latent image carrier; developing the electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image carrier with the electrophotographic developer described in any one of 1) to 5) above to form a toner image; transferring the toner image formed on the electrostatic latent image carrier to a recording medium; and fixing the toner image transferred to the recording medium.
上述のように、トナーおよびキャリアを含む電子写真用現像剤において、トナーにフッ素含有アルミナ粒子を無機粒子として添加することで経時でのかぶり画像などの画像品質を改善できるが、アルミナ粒子は摩耗性が高く、このような無機粒子を使用すると、長期印刷時にアルミナ粒子やキャリア同士の衝突によってキャリア表面の樹脂層が削られ、経時で帯電が上昇してキャリア付着や画像濃度(ID)不足になってしまう。本発明では、キャリアを被覆する樹脂層にアクリルシリコーン樹脂を含有させることで、長期の印刷においてかぶり画像の発生を抑制し、キャリアの耐摩耗性、トナースペント性を向上させ、帯電を安定させることができる。 As described above, in an electrophotographic developer containing a toner and a carrier, the image quality, such as fogged images over time, can be improved by adding fluorine-containing alumina particles as inorganic particles to the toner. However, alumina particles are highly abrasive, and when such inorganic particles are used, the resin layer on the carrier surface is scraped off by collisions between the alumina particles and the carriers during long-term printing, causing the charge to increase over time, resulting in carrier adhesion and insufficient image density (ID). In the present invention, by incorporating an acrylic silicone resin into the resin layer that coats the carrier, it is possible to suppress the occurrence of fogged images over long-term printing, improve the abrasion resistance and toner spent properties of the carrier, and stabilize the charge.
(樹脂層)
前記アクリルシリコーン樹脂は、特にその材質に限定はないが、下記一般式(A)で表されるA成分と下記一般式(B)で表されるB成分とを含む共重合体の架橋物を含むことが好ましい。該架橋物は、該共重合体を加熱処理して得られる。樹脂層中の該架橋物の含有量は、25~65質量%が好ましく、30~50質量%がさらに好ましい。
(Resin Layer)
The acrylic silicone resin is not particularly limited in terms of its material, but preferably contains a crosslinked product of a copolymer containing a component A represented by the following general formula (A) and a component B represented by the following general formula (B). The crosslinked product is obtained by heat-treating the copolymer. The content of the crosslinked product in the resin layer is preferably 25 to 65% by mass, more preferably 30 to 50% by mass.
式(A)中、R1は水素原子又はメチル基を示す。R2は炭素数1~4のアルキル基を示し、アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基及びブチル基等が挙げられる。mは1~8の整数を示し、(CH2)mで表されるアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等が挙げられる。複数のR2は同一でも異なっていてもよい。 In formula (A), R1 represents a hydrogen atom or a methyl group. R2 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, and a butyl group. m represents an integer of 1 to 8, and examples of the alkylene group represented by ( CH2 ) m include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, and a butylene group. Multiple R2s may be the same or different.
A成分において、Xは10~90モル%であり、好ましくは10~40モル%であり、より好ましくは20~30モル%である。A成分は、側鎖にメチル基が多数存在する原子団・トリス(トリメチルシロキシ)シランを有しており、樹脂全体に対してA成分の比率が高くなると表面エネルギーが小さくなり、トナーの樹脂成分、ワックス成分などの付着が少なくなる。A成分が10モル%以上であることにより、所望の効果が得られ、トナー成分の付着が防止される。また、90モル%以下であることにより、B成分の量が適切となり、十分な架橋が進み、強靭性が高まると共に、芯材粒子と樹脂層の接着性および樹脂層の耐久性が高くなる。 In component A, X is 10 to 90 mol%, preferably 10 to 40 mol%, and more preferably 20 to 30 mol%. Component A has an atomic group, tris(trimethylsiloxy)silane, which has many methyl groups in the side chain, and as the ratio of component A to the entire resin increases, the surface energy decreases and adhesion of the resin components, wax components, etc. of the toner decreases. By having component A at 10 mol% or more, the desired effect is obtained and adhesion of the toner components is prevented. Also, by having component A at 90 mol% or less, the amount of component B is appropriate, sufficient crosslinking proceeds, and toughness is increased, as well as the adhesion between the core particles and the resin layer and the durability of the resin layer are improved.
このようなA成分を生じるモノマーA成分としては、下記式で表されるトリス(トリアルキルシロキシ)シラン化合物が例示される。式中、Meはメチル基、Etはエチル基、Prはプロピル基である。
CH2=CMe-COO-C3H6-Si(OSiMe3)3
CH2=CH-COO-C3H6-Si(OSiMe3)3
CH2=CMe-COO-C4H8-Si(OSiMe3)3
CH2=CMe-COO-C3H6-Si(OSiEt3)3
CH2=CH-COO-C3H6-Si(OSiEt3)3
CH2=CMe-COO-C4H8-Si(OSiEt3)3
CH2=CMe-COO-C3H6-Si(OSiPr3)3
CH2=CH-COO-C3H6-Si(OSiPr3)3
CH2=CMe-COO-C4H8-Si(OSiPr3)3
A成分のためのモノマーA成分の製造方法は特に限定されないが、トリス(トリアルキルシロキシ)シランを白金触媒の存在下にアリルアクリレートまたはアリルメタクリレートと反応させる方法や、特開平11-217389号公報に記載されている、カルボン酸と酸触媒の存在下で、メタクリロキシアルキルトリアルコキシシランとヘキサアルキルジシロキサンとを反応させる方法などにより得ることができる。前記シラン化合物は一種を単独で使用してもよく、二種以上の混合物を使用してもよい。
An example of the monomer A that produces such an A component is a tris(trialkylsiloxy)silane compound represented by the following formula: In the formula, Me is a methyl group, Et is an ethyl group, and Pr is a propyl group.
CH 2 =CMe-COO-C 3 H 6 -Si(OSiMe 3 ) 3
CH 2 =CH-COO-C 3 H 6 -Si(OSiMe 3 ) 3
CH 2 =CMe-COO-C 4 H 8 -Si(OSiMe 3 ) 3
CH 2 =CMe-COO-C 3 H 6 -Si(OSiEt 3 ) 3
CH 2 =CH-COO-C 3 H 6 -Si(OSiEt 3 ) 3
CH 2 =CMe-COO-C 4 H 8 -Si(OSiEt 3 ) 3
CH 2 =CMe-COO-C 3 H 6 -Si(OSiPr 3 ) 3
CH 2 =CH-COO-C 3 H 6 -Si(OSiPr 3 ) 3
CH 2 =CMe-COO-C 4 H 8 -Si(OSiPr 3 ) 3
The method for producing the monomer A for component A is not particularly limited, but it can be obtained by a method of reacting tris(trialkylsiloxy)silane with allyl acrylate or allyl methacrylate in the presence of a platinum catalyst, or a method described in JP-A-11-217389 of reacting methacryloxyalkyltrialkoxysilane with hexaalkyldisiloxane in the presence of a carboxylic acid and an acid catalyst, etc. The silane compounds may be used alone or in combination of two or more.
B成分は架橋成分であり、下記一般式(B)で表される。 Component B is a cross-linking component and is represented by the following general formula (B).
式(B)中、R1、R2及びmは、前記一般式(A)において説明したものと同様である。R3は炭素数1~8のアルキル基又は炭素数1~4のアルコキシ基を示し、アルキル基としては上述したものと同様のものが挙げられる。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等が挙げられる。
B成分において、Yは10~90モル%であり、好ましくは10~80モル%であり、より好ましくは15~70モル%である。B成分が10モル%以上であることにより、十分な強靭さが得られる。一方、90モル%以下であることにより、樹脂層が固く脆くなることを抑制し、膜削れが防止される。また、環境特性が良化する。さらに加水分解した架橋成分がシラノール基として多数残ることがなく、環境特性(湿度依存性)も良化する。
In formula (B), R 1 , R 2 and m are the same as those explained in formula (A). R 3 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and examples of the alkyl group include those similar to those described above. Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group.
In the B component, Y is 10 to 90 mol%, preferably 10 to 80 mol%, and more preferably 15 to 70 mol%. When the B component is 10 mol% or more, sufficient toughness is obtained. On the other hand, when the B component is 90 mol% or less, the resin layer is prevented from becoming hard and brittle, and film scraping is prevented. In addition, environmental characteristics are improved. Furthermore, the hydrolyzed crosslinking components do not remain in large numbers as silanol groups, and environmental characteristics (humidity dependency) are also improved.
このようなB成分を生じるモノマーB成分(前駆体を含む)は、ラジカル重合性の2官能性(R3がアルキル基の場合)又は3官能性(R3もアルコキシ基の場合)のシラン化合物である。
このようなモノマーB成分としては、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリトキシプロピルトリ(イソプロペキシ)シラン及び3-アクリロキシプロピルトリ(イソプロペキシ)シラン等が例示される。これらの化合物は一種を単独で使用してもよく、二種以上の混合物を使用してもよい。
The monomer B component (including the precursor) which produces such a B component is a radically polymerizable difunctional (when R 3 is an alkyl group) or trifunctional (when R 3 is also an alkoxy group) silane compound.
Examples of such monomer B component include 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltri(isopropoxy)silane, 3-acryloxypropyltri(isopropoxy)silane, etc. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
被膜の架橋による高耐久化技術としては、例えば特許第3691115号公報に記載の技術がある。特許第3691115号公報に記載のキャリアは、磁性粒子表面を、少なくとも末端にビニル基を有するオルガノポリシロキサンと、ヒドロキシル基、アミノ基、アミド基及びイミド基からなる群から選択される少なくとも1つの官能基を有するラジカル共重合性単量体との共重合体をイソシアネート系化合物により架橋させた熱硬化性樹脂で被覆したことを特徴とする静電荷像現像用キャリアであるが、被膜の剥がれ・削れにおいて十分な耐久性が得られていないのが現状である。 For example, a technology for enhancing durability by crosslinking a coating is described in Japanese Patent No. 3691115. The carrier described in Japanese Patent No. 3691115 is a carrier for developing electrostatic images, characterized in that the surface of the magnetic particles is coated with a thermosetting resin in which a copolymer of an organopolysiloxane having at least a vinyl group at the end and a radical copolymerizable monomer having at least one functional group selected from the group consisting of a hydroxyl group, an amino group, an amide group, and an imide group is crosslinked with an isocyanate compound. However, the coating does not currently have sufficient durability against peeling and scraping.
その理由は十分明らかになっているとは言えないが、共重合体をイソシアネート系化合物により架橋させた熱硬化性樹脂の場合、構造式からも分かるように、共重合体樹脂中のイソシアネート化合物と反応(架橋)する単位質量当りの官能基(アミノ基、ヒドロキシ基、カルボキル基、メルカプト基等の活性水素含有基)が少なく、架橋点において、二次元あるいは三次元的な緻密な架橋構造を形成することができず、そのために長時間使用すると、被膜剥がれ・削れなどが生じ(被膜の耐摩耗性が小さく)易く、十分な耐久性が得られていないと推察される。
被膜の剥がれ・削れが生じると、キャリア抵抗低下による画像品質の変化、キャリア付着が起こる。また、被膜の剥がれ・削れは、現像剤の流動性を低下させ、汲み上げ量低下を引き起こし、画像濃度低下、トナー濃度(TC)アップに伴う地汚れ、トナー飛散の原因となっている。
The reason for this is not fully clear, but in the case of a thermosetting resin in which a copolymer is crosslinked with an isocyanate compound, as can be seen from the structural formula, there are few functional groups (active hydrogen-containing groups such as amino groups, hydroxyl groups, carboxyl groups, mercapto groups, etc.) per unit mass that react (crosslink) with the isocyanate compound in the copolymer resin, and a dense two-dimensional or three-dimensional crosslinked structure cannot be formed at the crosslinking points. Therefore, when used for a long period of time, the coating is likely to peel off or be scraped off (the coating has low abrasion resistance), and it is presumed that sufficient durability is not obtained.
When the coating peels off or is scraped off, the carrier resistance decreases, causing changes in image quality and carrier adhesion.Furthermore, peeling or scraping of the coating reduces the fluidity of the developer, causing a decrease in the amount of developer pumped up, resulting in a decrease in image density, background scumming due to an increase in toner concentration (TC), and toner scattering.
本発明においては、樹脂単位質量当たり、二官能あるいは三官能の架橋可能な官能基(点)を多数(単位質量当り、2倍~3倍多い)有する共重合体を用い、この共重合体をさらに縮重合により架橋させたものを樹脂層に含有させるため、被膜が極めて強靭で削れ難く、高耐久化が図られていると考えられる。
また、イソシアネート化合物による架橋より、本発明におけるシロキサン結合による架橋の方が、結合エネルギーが大きく熱ストレスに対しても安定しているため、樹脂層の経時安定性が保たれていると推察される。
In the present invention, a copolymer having a large number of bifunctional or trifunctional crosslinkable functional groups (points) per unit mass of resin (2 to 3 times more per unit mass) is used, and this copolymer is further crosslinked by condensation polymerization and contained in the resin layer, so that the coating is extremely tough and difficult to scrape, and it is believed that high durability is achieved.
Furthermore, it is presumed that the crosslinking by the siloxane bond in the present invention has a larger bond energy and is more stable against heat stress than the crosslinking by an isocyanate compound, and therefore the stability over time of the resin layer is maintained.
本発明においては、十分な可とう性を付与し、かつ、芯材粒子と樹脂層との接着性を良好にするため、さらに下記一般式(C)で表されるC成分を樹脂層に含有させることができる。すなわち、下記一般式(1)で表される共重合体を樹脂層に含有させることができる。 In the present invention, in order to impart sufficient flexibility and improve the adhesion between the core particles and the resin layer, the resin layer can further contain a component C represented by the following general formula (C). That is, the resin layer can contain a copolymer represented by the following general formula (1).
式中、R1は水素原子又はメチル基を示す。R2は炭素数1~4のアルキル基を示し、アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基及びブチル基等が挙げられる。R3は炭素数1~8のアルキル基又は炭素数1~4のアルコキシ基を示し、アルキル基としては上述したものと同様のものが挙げられる。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等が挙げられる。mは1~8の整数を示し、(CH2)mで表されるアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等が挙げられる。複数のR1及びR2は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。 In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group. R 2 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, and a butyl group. R 3 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and examples of the alkyl group include those described above. Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group. m represents an integer of 1 to 8, and examples of the alkylene group represented by (CH 2 )m include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, and a butylene group. A plurality of R 1s and R 2s may be the same or different from each other.
前記一般式(1)で表される共重合体において、Xは10~40モル%であり、好ましくは20~30モル%である。Yは10~40モル%であり、好ましくは15~25モル%である。Zは30~80モル%であり、好ましくは35~75モル%である。YとZの合計は、60モル%≦Y+Z≦90モル%であり、好ましくは70モル%<Y+Z<85モル%である。C成分が80モル%以下であることにより、X及びYのいずれかが10モル%以上となるため、樹脂層の撥水性、硬さ、可とう性(膜削れ)を両立できる。 In the copolymer represented by the general formula (1), X is 10 to 40 mol%, preferably 20 to 30 mol%. Y is 10 to 40 mol%, preferably 15 to 25 mol%. Z is 30 to 80 mol%, preferably 35 to 75 mol%. The sum of Y and Z is 60 mol%≦Y+Z≦90 mol%, preferably 70 mol%<Y+Z<85 mol%. By making the C component 80 mol% or less, either X or Y is 10 mol% or more, so that the resin layer can have both water repellency, hardness, and flexibility (film abrasion resistance).
C成分を生じるモノマーC成分は、アクリロイル基又はメタアクリロイル基を有するラジカル重合性(メタ)アクリル系化合物(モノマー)である。
このような(メタ)アクリル系化合物としては、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルが好ましく、具体的には、メチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルメタクリレート、エチルアクリレート、ブチルメタクリレート、ブチルアクリレート、2-(ジメチルアミノ)エチルメタクリレート、2-(ジメチルアミノ)エチルアクリレート、3-(ジメチルアミノ)プロピルメタクリレート、3-(ジメチルアミノ)プロピルアクリレート、2-(ジエチルアミノ)エチルメタクリレート及び2-(ジエチルアミノ)エチルアクリレート等が例示される。
これらの内ではアルキルメタクリレートが好ましく、特にメチルメタクリレートが好ましい。これらの化合物は一種を単独で使用してもよく、二種以上の混合物を使用してもよい。
Monomer that produces component C Component C is a radical polymerizable (meth)acrylic compound (monomer) having an acryloyl group or a methacryloyl group.
As such a (meth)acrylic compound, acrylic acid esters and methacrylic acid esters are preferred, and specific examples thereof include methyl methacrylate, methyl acrylate, ethyl methacrylate, ethyl acrylate, butyl methacrylate, butyl acrylate, 2-(dimethylamino)ethyl methacrylate, 2-(dimethylamino)ethyl acrylate, 3-(dimethylamino)propyl methacrylate, 3-(dimethylamino)propyl acrylate, 2-(diethylamino)ethyl methacrylate, and 2-(diethylamino)ethyl acrylate.
Among these, alkyl methacrylates are preferred, and methyl methacrylate is particularly preferred. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
本発明における共重合体は、A成分及びB成分を含む各モノマーをラジカル共重合して得られた(メタ)アクリル系共重合体であり、樹脂単位質量当たりの架橋可能な官能基が多いものであるのに加えて、加熱処理により架橋成分であるB成分を縮重合させ架橋させたものであるため、樹脂層が極めて強靭で削れ難く、高耐久化が図られていると考えられる。
また、イソシアネート化合物による架橋より、本発明におけるシロキサン結合による架橋の方が、結合エネルギーが大きく熱ストレスに対しても安定しているため、樹脂層の経時安定性が保たれていると推察される。
The copolymer in the present invention is a (meth)acrylic copolymer obtained by radical copolymerization of each monomer including component A and component B, and in addition to having many crosslinkable functional groups per unit mass of resin, component B, which is a crosslinking component, is crosslinked by condensation polymerization through heat treatment. Therefore, it is believed that the resin layer is extremely tough and difficult to scrape, thereby achieving high durability.
Furthermore, it is presumed that the crosslinking by the siloxane bond in the present invention has a larger bond energy and is more stable against heat stress than the crosslinking by an isocyanate compound, and therefore the stability over time of the resin layer is maintained.
本発明において、前記樹脂層を形成するための樹脂層用組成物は、シラノール基、及び/又は加水分解によりシラノ-ル基を生成することが可能な官能基を有するシリコーン樹脂を含むことが好ましい。
シラノール基、及び/又は加水分解によりシラノ-ル基を生成することが可能な官能基(例えば、アルコキシ基やSi原子に結合するハロゲノ基等の陰性基)を有するシリコーン樹脂は、前記共重合体のB成分と直接的に、あるいはシラノール基に変化した状態のB成分と縮重合することができる。そして、前記共重合体に、シリコーン樹脂成分を含有させることにより、トナースペント性がさらに改善される。
In the present invention, the resin layer composition for forming the resin layer preferably contains a silicone resin having a silanol group and/or a functional group capable of generating a silanol group by hydrolysis.
Silicone resins having silanol groups and/or functional groups capable of generating silanol groups by hydrolysis (e.g., negative groups such as alkoxy groups and halogeno groups bonded to Si atoms) can be condensed with the component B of the copolymer directly or with the component B in a state in which it has been converted to a silanol group. The inclusion of a silicone resin component in the copolymer further improves the toner spent property.
本発明において、樹脂層を形成する際に用いられるシラノール基、及び/又は加水分解によりシラノ-ル基を生成することが可能な官能基を有するシリコーン樹脂は、下記一般式(4)で表される繰り返し単位の少なくとも一つを含有することが好ましい。 In the present invention, the silicone resin having a silanol group and/or a functional group capable of generating a silanol group by hydrolysis used in forming the resin layer preferably contains at least one repeating unit represented by the following general formula (4):
一般式(4)中、A1は、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、メトキシ基、炭素数1~4のアルキル基又はアリール基を示し、A2は、炭素数1~4のアルキレン基又はアリーレン基を示す。 In general formula (4), A 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, a methoxy group, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group, and A 2 represents an alkylene group or an arylene group having 1 to 4 carbon atoms.
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素などが挙げられる。炭素数1~4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基及びブチル基等が挙げられる。アリール基としては、フェニル基及びトリル基等が挙げられる。炭素数1~4のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等が挙げられる。アリーレン基としては、フェニレン基及びナフチレン基等が挙げられる。 Examples of halogen atoms include fluorine, chlorine, bromine, and iodine. Examples of alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, and butyl groups. Examples of aryl groups include phenyl and tolyl groups. Examples of alkylene groups having 1 to 4 carbon atoms include methylene, ethylene, propylene, and butylene groups. Examples of arylene groups include phenylene and naphthylene groups.
アリール基において、その炭素数は6~20、好ましくは6~14である。このアリール基には、ベンゼン由来のアリール基(フェニル基)の他、ナフタレンやフェナントレン、アントラセン等の縮合多環式芳香族炭化水素由来のアリール基及びビフェニルやターフェニル等の鎖状多環式芳香族炭化水素由来のアリール基等が包含される。なお、アリール基は、各種の置換基で置換されていてもよい。 The aryl group has 6 to 20 carbon atoms, preferably 6 to 14. The aryl group includes aryl groups derived from benzene (phenyl groups), as well as aryl groups derived from condensed polycyclic aromatic hydrocarbons such as naphthalene, phenanthrene, and anthracene, and aryl groups derived from chain polycyclic aromatic hydrocarbons such as biphenyl and terphenyl. The aryl group may be substituted with various substituents.
アリーレン基の炭素数は、6~20、好ましくは6~14である。このアリーレン基としては、ベンゼン由来のアリーレン基(フェニレン基)の他、ナフタレンやフェナントレン、アントラセン等の縮合多環式芳香族炭化水素由来のアリーレン基及びビフェニルやターフェニル等の鎖状多環式芳香族炭化水素由来のアリーレン基等が包含される。なお、アリーレン基は、各種の置換基で置換されていてもよい。 The number of carbon atoms in the arylene group is 6 to 20, preferably 6 to 14. Examples of the arylene group include arylene groups derived from benzene (phenylene groups), as well as arylene groups derived from condensed polycyclic aromatic hydrocarbons such as naphthalene, phenanthrene, and anthracene, and arylene groups derived from chain polycyclic aromatic hydrocarbons such as biphenyl and terphenyl. The arylene group may be substituted with various substituents.
本発明に使用できるシリコーン樹脂の市販品としては、特に限定されないが、KR251、KR271、KR272、KR282、KR252、KR255、KR152、KR155、KR211、KR216及びKR213(以上、信越シリコーン社製)、AY42-170、SR2510、SR2400、SR2406、SR2410、SR2405及びSR2411(東レ・ダウコーニング社製)等が挙げられる。 Commercially available silicone resins that can be used in the present invention include, but are not limited to, KR251, KR271, KR272, KR282, KR252, KR255, KR152, KR155, KR211, KR216, and KR213 (all manufactured by Shin-Etsu Silicones), AY42-170, SR2510, SR2400, SR2406, SR2410, SR2405, and SR2411 (manufactured by Dow Corning Toray Co., Ltd.).
上述のように、種々のシリコーン樹脂が使用可能であるが、中でも、メチルシリコーン樹脂は、低トナースペント性、帯電量の環境変動が小さいことなどの理由から特に好ましい。 As mentioned above, various silicone resins can be used, but methyl silicone resins are particularly preferred due to their low toner spent property and small environmental fluctuations in charge amount.
シリコーン樹脂の重量平均分子量としては、1,000~100,000、好ましくは1,000~30,000程度である。用いる樹脂の分子量が100,000以下であることにより、塗布時に塗布液の粘度の上昇が抑制され、塗膜の均一性が十分に得られ、また硬化後に樹脂層の密度も十分に上昇する。分子量が1,000以上であることにより、硬化後の樹脂層がもろくなるなどの不具合が発生しにくい。
シリコーン樹脂の含有比率としては、前記共重合体100質量部に対して通常5~80質量部程度、好ましくは10~60質量部である。シリコーン樹脂の含有比率が5質量部以上であることにより、スペント性などが改良され、80質量部以下であることにより、樹脂層の強靭性が高まり、膜の削れが防止される。
The weight average molecular weight of the silicone resin is about 1,000 to 100,000, preferably about 1,000 to 30,000. By using a resin with a molecular weight of 100,000 or less, the increase in viscosity of the coating liquid during coating is suppressed, sufficient uniformity of the coating film is obtained, and the density of the resin layer after curing is also sufficiently increased. By using a molecular weight of 1,000 or more, problems such as the resin layer becoming brittle after curing are unlikely to occur.
The content of the silicone resin is usually about 5 to 80 parts by mass, preferably 10 to 60 parts by mass, based on 100 parts by mass of the copolymer. When the content of the silicone resin is 5 parts by mass or more, spent resistance is improved, and when it is 80 parts by mass or less, the toughness of the resin layer is increased and scraping of the film is prevented.
また、本発明では、導電性微粒子の分散性向上、及びトナー帯電量調整などのために、シランカップリング剤を用いることも可能である。
シランカップリング剤としては、特に限定されないが、γ-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-(2-アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、r-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N-β-(N-ビニルベンジルアミノエチル)-r-アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、r-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ-クロルプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、γ-アニリノプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、オクタデシルジメチル[3-(トリメトキシシリル)プロピル]アンモニウムクロライド、γ-クロルプロピルメチルジメトキシシラン、メチルトリクロルシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、アリルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、1,3-ジビニルテトラメチルジシラザン、メタクリルオキシエチルジメチル(3-トリメトキシシリルプロピル)アンモニウムクロライド等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
In the present invention, a silane coupling agent can be used to improve the dispersibility of the conductive fine particles and to adjust the toner charge amount.
Examples of the silane coupling agent include, but are not limited to, γ-(2-aminoethyl)aminopropyltrimethoxysilane, γ-(2-aminoethyl)aminopropylmethyldimethoxysilane, r-methacryloxypropyltrimethoxysilane, N-β-(N-vinylbenzylaminoethyl)-r-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, r-mercaptopropyltrimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, hexamethyldisilazane, γ-anilino Propyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, octadecyldimethyl[3-(trimethoxysilyl)propyl]ammonium chloride, γ-chloropropylmethyldimethoxysilane, methyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, allyltriethoxysilane, 3-aminopropylmethyldiethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, 1,3-divinyltetramethyldisilazane, methacryloxyethyldimethyl(3-trimethoxysilylpropyl)ammonium chloride, and the like can be mentioned, and two or more of them may be used in combination.
シランカップリング剤の市販品としては、AY43-059、SR6020、SZ6023、SH6026、SZ6032、SZ6050、AY43-310M、SZ6030、SH6040、AY43-026、AY43-031、sh6062、Z-6911、sz6300、sz6075、sz6079、sz6083、sz6070、sz6072、Z-6721、AY43-004、Z-6187、AY43-021、AY43-043、AY43-040、AY43-047、Z-6265、AY43-204M、AY43-048、Z-6403、AY43-206M、AY43-206E、Z6341、AY43-210MC、AY43-083、AY43-101、AY43-013、AY43-158E、Z-6920、Z-6940(東レ・シリコーン社製)等が挙げられる。 Commercially available silane coupling agents include AY43-059, SR6020, SZ6023, SH6026, SZ6032, SZ6050, AY43-310M, SZ6030, SH6040, AY43-026, AY43-031, sh6062, Z-6911, sz6300, sz6075, sz6079, sz6083, sz6070, sz6072, Z-6721, AY43-004, Z-6 187, AY43-021, AY43-043, AY43-040, AY43-047, Z-6265, AY43-204M, AY43-048, Z-6403, AY43-206M, AY43-206E, Z6341, AY43-210MC, AY43-083, AY43-101, AY43-013, AY43-158E, Z-6920, Z-6940 (manufactured by Toray Silicone Co., Ltd.), etc.
シランカップリング剤の添加量は、シリコーン樹脂に対して、0.1~10質量%であることが好ましい。シランカップリング剤の添加量が0.1質量%以上であることにより、芯材粒子や導電性微粒子とシリコーン樹脂の接着性が向上し、長期間の印刷中の樹脂層の脱落を防止でき、10質量%以下であることにより、長期間の印刷中のトナーのフィルミングが抑制される。 The amount of silane coupling agent added is preferably 0.1 to 10% by mass relative to the silicone resin. When the amount of silane coupling agent added is 0.1% by mass or more, the adhesion between the core particles or conductive fine particles and the silicone resin is improved, preventing the resin layer from falling off during long periods of printing, and when the amount is 10% by mass or less, toner filming during long periods of printing is suppressed.
また、本発明に係る樹脂層用組成物は、前記シラノール基及び/又は加水分解性官能基を有するシリコーン樹脂以外の樹脂も含有することができ、そのような樹脂としては、特に限定されないが、アクリル樹脂、アミノ樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、フッ化ビニリデンとフッ化ビニルの共重合体、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンと非フッ化単量体のターポリマー等のフルオロターポリマー、シラノール基又は加水分解性官能基を有さないシリコーン樹脂等が挙げられる。これらは、二種以上を併用してもよい。中でも、芯材粒子及び導電性微粒子との密着性が強く、脆性が低いことから、アクリル樹脂が好ましい。 The resin layer composition according to the present invention may also contain resins other than the silicone resin having the silanol group and/or hydrolyzable functional group. Examples of such resins include, but are not limited to, acrylic resins, amino resins, polyvinyl resins, polystyrene resins, halogenated olefin resins, polyester resins, polycarbonate resins, polyethylene resins, polyvinyl fluoride resins, polyvinylidene fluoride resins, polytrifluoroethylene resins, polyhexafluoropropylene resins, copolymers of vinylidene fluoride and vinyl fluoride, fluoro terpolymers such as terpolymers of tetrafluoroethylene, vinylidene fluoride and non-fluorinated monomers, silicone resins that do not have silanol groups or hydrolyzable functional groups, etc. Two or more of these may be used in combination. Among them, acrylic resins are preferred because of their strong adhesion to the core particles and conductive fine particles and low brittleness.
アクリル樹脂は、ガラス転移点が20~100℃であることが好ましく、25~80℃がより好ましい。このようなアクリル樹脂は、適度な弾性を有しているため、現像剤を摩擦帯電させる際に、トナーとキャリアの摩擦あるいはキャリア同士の摩擦による樹脂層への強い衝撃を伴う場合に、衝撃を吸収することができ、樹脂層及び導電性微粒子の劣化を防止することができる。 The acrylic resin preferably has a glass transition point of 20 to 100°C, more preferably 25 to 80°C. Such acrylic resin has a suitable elasticity, so that when a strong impact is applied to the resin layer due to friction between the toner and carrier or between carriers when the developer is triboelectrically charged, the impact can be absorbed, and deterioration of the resin layer and conductive fine particles can be prevented.
また、樹脂層は、アクリル樹脂とアミノ樹脂の架橋物を含有することがさらに好ましい。これにより、適度な弾性を維持したまま、樹脂層同士の融着を抑制することができる。
アミノ樹脂としては、特に限定されないが、キャリアの帯電付与能力を向上させることができるため、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂が好ましい。また、適度にキャリアの帯電付与能力を制御する必要がある場合には、メラミン樹脂及び/又はベンゾグアナミン樹脂と、他のアミノ樹脂を併用してもよい。
Further, it is more preferable that the resin layer contains a crosslinked product of an acrylic resin and an amino resin, which can suppress fusion between the resin layers while maintaining an appropriate elasticity.
The amino resin is not particularly limited, but is preferably a melamine resin or a benzoguanamine resin because it can improve the chargeability of the carrier. In addition, when it is necessary to appropriately control the chargeability of the carrier, the melamine resin and/or the benzoguanamine resin may be used in combination with other amino resins.
アミノ樹脂と架橋し得るアクリル樹脂としては、ヒドロキシル基及び/又はカルボキシル基を有するものが好ましく、ヒドロキシル基を有するものがさらに好ましい。これにより、芯材粒子や導電性微粒子との密着性をさらに向上させることができ、導電性微粒子の分散安定性も向上させることができる。このとき、アクリル樹脂は、水酸基価が10mgKOH/g以上であることが好ましく、20mgKOH/g以上がより好ましい。 As the acrylic resin that can be crosslinked with the amino resin, one having a hydroxyl group and/or a carboxyl group is preferable, and one having a hydroxyl group is more preferable. This can further improve the adhesion with the core particles and the conductive fine particles, and can also improve the dispersion stability of the conductive fine particles. In this case, the acrylic resin preferably has a hydroxyl value of 10 mgKOH/g or more, and more preferably 20 mgKOH/g or more.
また、架橋成分であるB成分の縮合反応を促進するために、チタン系触媒、スズ系触媒、ジルコニウム系触媒及びアルミニウム系触媒を使用することができる。これら各種触媒のうち、優れた結果をもたらすチタン系触媒が好ましく、特にチタンアルコキシドとチタンキレートが好ましい。
これは、B成分に由来するシラノール基の縮合反応を促進する効果が大きく、且つ触媒が失活しにくいためであると考えられる。チタンアルコキシド系触媒の例としては、下記式(5)で表されるチタンジイソプロポキシビス(エチルアセトアセテート)が挙げられ、また、チタンキレート系触媒の例としては、下記式(6)で表されるチタンジイソプロポキシビス(トリエタノールアミネート)が挙げられる。
Titanium-based catalysts, tin-based catalysts, zirconium-based catalysts and aluminum-based catalysts can be used to promote the condensation reaction of the crosslinking component B. Among these catalysts, titanium-based catalysts that provide excellent results are preferred, and titanium alkoxides and titanium chelates are particularly preferred.
This is believed to be because the catalyst is highly effective in promoting the condensation reaction of the silanol groups derived from component B and is not easily deactivated. An example of a titanium alkoxide catalyst is titanium diisopropoxybis(ethylacetoacetate) represented by the following formula (5), and an example of a titanium chelate catalyst is titanium diisopropoxybis(triethanolamine) represented by the following formula (6).
Ti(O-i-C3H7)2(C6H9O3)2(5)
Ti(O-i-C3H7)2(C6H14N)2(6)
Ti(Oi-C 3 H 7 ) 2 (C 6 H 9 O 3 ) 2 (5)
Ti(O-i-C 3 H 7 ) 2 (C 6 H 14 N) 2 (6)
前記樹脂層は、前記A成分及びB成分を含む共重合体、チタンジイソプロポキシビス(エチルアセトアセテート)触媒、必要に応じて、前記A成分及びB成分を含む共重合体以外の樹脂、及び溶媒を含む樹脂層用組成物を用いて形成することができる。
具体的には、樹脂層用組成物で芯材粒子を被覆しながら、シラノール基を縮合させることにより樹脂層を形成してもよいし、樹脂層用組成物で芯材粒子を被覆した後に、シラノール基を縮合させることにより樹脂層を形成してもよい。
樹脂層用組成物で芯材粒子を被覆しながら、シラノール基を縮合させる方法としては、特に限定されないが、熱、光等を付与しながら、樹脂層用組成物で芯材粒子を被覆する方法等が挙げられる。また、樹脂層用組成物で芯材粒子を被覆した後に、シラノール基を縮合させる方法としては、特に限定されないが、樹脂層用組成物で芯材粒子を被覆した後に加熱処理する方法等が挙げられる。
The resin layer can be formed using a resin layer composition containing a copolymer containing the A component and the B component, a titanium diisopropoxybis(ethylacetoacetate) catalyst, and, if necessary, a resin other than the copolymer containing the A component and the B component, and a solvent.
Specifically, the resin layer may be formed by condensing the silanol groups while coating the core particles with the resin layer composition, or the resin layer may be formed by condensing the silanol groups after coating the core particles with the resin layer composition.
The method of condensing the silanol groups while coating the core particles with the resin layer composition is not particularly limited, but examples thereof include a method of coating the core particles with the resin layer composition while applying heat, light, etc. Furthermore, the method of condensing the silanol groups after coating the core particles with the resin layer composition is not particularly limited, but examples thereof include a method of coating the core particles with the resin layer composition and then performing a heat treatment.
また、通常は分子量の大きい樹脂は粘度が非常に高く、粒径の小さい芯材粒子に塗布する場合、粒子の凝集、樹脂層の不均一化などが生じ易く、コートキャリアを製造することが極めて難しい。
したがって、本発明に係る共重合体は、重量平均分子量が5,000~100,000であることが好ましく、10,000~70,000であることがより好ましく、30,000~40,000であることがさらに好ましい。重量平均分子量が5,000以上であることにより、樹脂層の強度が向上し、100,000以下であることにより、樹脂層用組成物の液粘度の上昇が抑制され、キャリア製造性が向上する。
Furthermore, resins with large molecular weights usually have very high viscosities, and when applied to small core particles, they are prone to particle aggregation and non-uniformity of the resin layer, making it extremely difficult to produce a coated carrier.
Therefore, the copolymer according to the present invention preferably has a weight average molecular weight of 5,000 to 100,000, more preferably 10,000 to 70,000, and even more preferably 30,000 to 40,000. When the weight average molecular weight is 5,000 or more, the strength of the resin layer is improved, and when it is 100,000 or less, an increase in the liquid viscosity of the resin layer composition is suppressed, and the carrier manufacturability is improved.
本発明においては、樹脂層用組成物を芯材粒子に被覆した後、使用する芯材粒子のキュリー点未満の温度、好ましくは100~350℃の温度で熱処理することにより、縮合による架橋反応が促進される。
熱処理温度が100℃以上であることにより、縮合による架橋反応が進み、樹脂層の十分な強度が得られる。一方、350℃以下であることにより、前記共重合体の炭化等が防止され、樹脂層が削れにくくなる。
In the present invention, after the core particles are coated with the resin layer composition, the core particles are heat-treated at a temperature lower than the Curie point of the core particles used, preferably at a temperature of 100 to 350° C., to promote the crosslinking reaction by condensation.
When the heat treatment temperature is 100° C. or higher, the crosslinking reaction due to condensation proceeds, and sufficient strength of the resin layer is obtained, whereas when the heat treatment temperature is 350° C. or lower, carbonization of the copolymer is prevented, and the resin layer is less likely to be scraped off.
(無機粒子)
本発明において、樹脂層は無機粒子を含んでもよい。これにより、長期印刷時に無機粒子が露出し、スペーサー効果により攪拌のストレスによる樹脂層の削れや剥離を顕著に抑制することができる。
(Inorganic particles)
In the present invention, the resin layer may contain inorganic particles, whereby the inorganic particles are exposed during long-term printing, and the scraping and peeling of the resin layer due to the stress of stirring can be significantly suppressed by the spacer effect.
前記無機粒子は、特にその材質に限定はないが、負帯電トナーを用いた場合、無機粒子に、正帯電性を持つ材料を用いると、長期での帯電付与能力が安定する。特に好ましい材料としては、硫酸バリウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、ハイドロタルサイトが挙げられる。特に硫酸バリウムは、負帯電トナーに対する帯電能力が高いこと、白色であり被覆樹脂から脱離した場合でも、トナーの色味への影響が少ないため、良好である。
前記無機粒子は、樹脂層中に樹脂に対し10~70質量%含まれるのが好ましい。
The inorganic particles are not particularly limited in terms of material, but when a negatively charged toner is used, if a material having positive charging properties is used for the inorganic particles, the charging ability will be stable over a long period of time. Particularly preferred materials include barium sulfate, zinc oxide, magnesium oxide, magnesium hydroxide, and hydrotalcite. Barium sulfate is particularly preferable because it has a high charging ability for negatively charged toner, is white, and has little effect on the color of the toner even when it is detached from the coating resin.
The content of the inorganic particles in the resin layer is preferably 10 to 70% by mass relative to the resin.
樹脂層の厚みは、0.05μm~4μmが好ましく、0.2μm~1μmがさらに好ましい。 The thickness of the resin layer is preferably 0.05 μm to 4 μm, and more preferably 0.2 μm to 1 μm.
(芯材粒子)
本発明において、芯材粒子としては、磁性体であれば、特に限定されないが、鉄、コバルト等の強磁性金属;マグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の酸化鉄;各種合金や化合物;これらの磁性体を樹脂中に分散させた樹脂粒子等が挙げられる。中でも、環境面への配慮から、Mn系フェライト、Mn-Mg系フェライト、Mn-Mg-Srフェライト等が好ましい。
(Core particles)
In the present invention, the core particles are not particularly limited as long as they are magnetic, and examples thereof include ferromagnetic metals such as iron and cobalt, iron oxides such as magnetite, hematite, and ferrite, various alloys and compounds, and resin particles in which these magnetic materials are dispersed in resin. Among these, Mn-based ferrite, Mn-Mg-based ferrite, Mn-Mg-Sr ferrite, etc. are preferred from the viewpoint of environmental friendliness.
(トナー)
本発明におけるトナーは、無機粒子として少なくともフッ素含有アルミナ粒子を含む。これにより、高温高湿下における摩擦帯電量と低温低湿における摩擦帯電量の差が小さくなり帯電の環境安定性が良好となる。
(toner)
The toner of the present invention contains at least fluorine-containing alumina particles as inorganic particles, which reduces the difference between the amount of triboelectric charge at high temperature and high humidity and at low temperature and low humidity, improving the environmental stability of charging.
また、前記トナーにおけるX線光電子分析(XPS)法により求めたアルミニウム濃度(atomic%)をX1とし、フッ素濃度(atomic%)をX2としたとき、下記式(2)及び式(3)の関係式をいずれも満たすことが好ましい。
2.7≦X1/X2≦5.5 式(2)
2.1≦X1≦3.0 式(3)
In addition, when the aluminum concentration (atomic %) in the toner determined by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) is X1 and the fluorine concentration (atomic %) is X2, it is preferable that both of the following relational expressions (2) and (3) are satisfied.
2.7≦X1/X2≦5.5 Formula (2)
2.1≦X1≦3.0 Formula (3)
従来技術ではフッ素含有アルミナ粒子をトナーの外添剤として用いる場合があるが、本発明者らの研究によって、アルミナ粉体及びアルミナ表面処理に用いられているフッ素の量の比率相関及びトナー中での状態を下記のように特定するのが好ましく、トナー中のアルミナ及びアルミナ表層のフッ素量、特にトナーの最表層約5nm深さまでの領域に存在するアルミナ及びアルミナ表層のフッ素量が、キャリア、特に経時で帯電能力が劣化したキャリアと摩擦して帯電する際に、短時間で帯電する能力、いわゆる帯電立ち上がり性に大きく影響することを知見した。
すなわち、上記アルミニウム濃度X1、フッ素濃度X2が、式(2)及び式(3)を満たすことが好ましい。
In the prior art, fluorine-containing alumina particles are sometimes used as an external additive for a toner, but the present inventors have found through their research that it is preferable to specify the relative amounts of fluorine used in the alumina powder and the alumina surface treatment, and the state of the fluorine in the toner, as described below, and that the amount of fluorine in the alumina and the alumina surface layer in the toner, particularly the amount of fluorine in the alumina and the alumina surface layer present in a region up to a depth of about 5 nm in the outermost layer of the toner, greatly affects the ability to charge in a short period of time, that is, the so-called charge rise property, when charging due to friction with a carrier, particularly a carrier whose charging ability has deteriorated over time.
That is, it is preferable that the aluminum concentration X1 and the fluorine concentration X2 satisfy the formulas (2) and (3).
式(3)のアルミニウム濃度のX1が2.1以上であることにより、低温低湿環境でのトナーの飽和帯電値が適切となり、画像濃度(ID)が薄くなる品質課題を防止できる。一方、X1が3.0以下であることにより、アルミナ由来のフッ素が経時でキャリアにスペント(固着)しにくく、キャリアの帯電能力が向上し、低温低湿環境でのトナーの帯電立ち上がり性が改善され、また弱帯電または逆帯電するトナー微粒子量を抑制し、いわゆるかぶり画像課題を防止できる。
式(2)のアルミニウム濃度X1と、フッ素濃度X2の比率であるX1/X2が2.7以上であることにより、アルミナ由来のフッ素が経時でキャリアにスペント(固着)しにくく、キャリアの帯電能力が向上し、低温低湿環境でのトナーの帯電立ち上がり性が改善され、また弱帯電または逆帯電するトナー微粒子量を抑制し、いわゆるかぶり画像課題を防止できる。一方、X1/X2が5.5以下であることにより、トナー帯電立ち上がりに寄与するフッ素量が適切となり、低温低湿環境でのトナーの帯電立ち上がり性が向上し、弱帯電または逆帯電するトナー微粒子量を抑制し、いわゆるかぶり画像課題を防止できる。
By setting X1 of the aluminum concentration in formula (3) to 2.1 or more, the saturated charge value of the toner in a low-temperature, low-humidity environment becomes appropriate, and the quality problem of thin image density (ID) can be prevented. On the other hand, by setting X1 to 3.0 or less, fluorine derived from alumina is less likely to be spent (adhered) to the carrier over time, the charging ability of the carrier is improved, the charge rise property of the toner in a low-temperature, low-humidity environment is improved, and the amount of weakly or reversely charged toner particles is suppressed, thereby preventing the so-called fog image problem.
By setting the ratio X1/X2 of the aluminum concentration X1 and the fluorine concentration X2 in formula (2) to 2.7 or more, fluorine derived from alumina is less likely to be spent (adhered) to the carrier over time, the charging ability of the carrier is improved, the charge rise property of the toner in a low-temperature, low-humidity environment is improved, and the amount of weakly or reversely charged toner particles is suppressed, thereby preventing the so-called fog image problem. On the other hand, by setting X1/X2 to 5.5 or less, the amount of fluorine contributing to the toner charge rise becomes appropriate, the charge rise property of the toner in a low-temperature, low-humidity environment is improved, and the amount of weakly or reversely charged toner particles is suppressed, thereby preventing the so-called fog image problem.
更に、前記X1及びX1/X2の範囲は、下記式(7)及び(8)の関係をいずれも満たすことがより好ましい。その理由は、特に経時でのトナーとキャリアの摩擦による帯電の立ち上がり不足によるかぶりなどの画像品質課題が、より改善されるからである。
2.8≦X1/X2≦5.2 式(7)
2.1≦X1≦2.9 式(8)
Furthermore, it is more preferable that the ranges of X1 and X1/X2 satisfy both of the relationships of the following formulas (7) and (8), because image quality issues such as fogging caused by insufficient charge build-up due to friction between the toner and carrier over time are further improved.
2.8≦X1/X2≦5.2 Formula (7)
2.1≦X1≦2.9 Formula (8)
前記トナーにおけるX線光電子分析(XPS)法は、下記測定条件に従って実施される。
分析装置 :AXIS-ULTRA (島津製作所製)
X-ray :15kV, 9mA, Hybrid
中和銃 :2.0A(F-Current), 1.3V(F-Bias), 1.8V(C-Balance)
Step :0.1eV(Narrow), 2.0eV(Wide)
PassE :20eV(Narrow), 160eV(Wide)
相対感度係数:CasaXPS の相対感度係数を使用
The X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) method for the toner is carried out under the following measurement conditions.
Analytical equipment: AXIS-ULTRA (Shimadzu Corporation)
X-ray: 15kV, 9mA, Hybrid
Neutralization gun: 2.0A (F-Current), 1.3V (F-Bias), 1.8V (C-Balance)
Step: 0.1eV(Narrow), 2.0eV(Wide)
PassE: 20eV(Narrow), 160eV(Wide)
Relative sensitivity coefficient: Use the relative sensitivity coefficient of CasaXPS
本発明に使用するフッ素含有アルミナ粒子の調製方法はとくに制限されないが、例えばアルミナに含フッ素シランカップリング剤を塗布する等の方法がある。前記含フッ素シランカップリング剤としては、特に限定されないが、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリエトキシトリデカフルオロ-n-オクチルシラン、トリエトキシペルフルオロヘキシルシラン、トリエトキシペルフルオロデシルシラン、トリメトキシペルフルオロデシルシラン、トリメトキシペルフルオロヘキシルシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン等が挙げられる。
アルミナに対する含フッ素シランカップリング剤の付着量は、例えば1~90質量%であり、好ましくは2~80質量%である。
The method for preparing the fluorine-containing alumina particles used in the present invention is not particularly limited, but may be, for example, a method of coating alumina with a fluorine-containing silane coupling agent. The fluorine-containing silane coupling agent is not particularly limited, but may include trifluoropropyltrimethoxysilane, triethoxytridecafluoro-n-octylsilane, triethoxyperfluorohexylsilane, triethoxyperfluorodecylsilane, trimethoxyperfluorodecylsilane, trimethoxyperfluorohexylsilane, and heptadecafluorodecyltrimethoxysilane.
The amount of the fluorine-containing silane coupling agent attached to the alumina is, for example, 1 to 90% by mass, and preferably 2 to 80% by mass.
また、トナー中のフッ素含有アルミナ粒子の含有量は、トナー100質量部に対し、0.2~4.0質量部が好ましく、0.3~2.0質量部がさらに好ましい。 The content of fluorine-containing alumina particles in the toner is preferably 0.2 to 4.0 parts by mass, and more preferably 0.3 to 2.0 parts by mass, per 100 parts by mass of the toner.
また本発明におけるトナーは、前記フッ素含有アルミナ粒子以外の無機粒子を更に含むことができる。
このような無機粒子としては、例えばシリカ、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。
また、前記無機粒子は、表面の疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止するために、表面処理を施してもよい。表面処理剤として好ましいものは、例えばフッ素含有シランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどである。
The toner in the present invention may further contain inorganic particles other than the fluorine-containing alumina particles.
Examples of such inorganic particles include silica, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, tin oxide, silica sand, clay, mica, wollastonite, diatomaceous earth, chromium oxide, cerium oxide, pengallo, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, and silicon nitride.
The inorganic particles may be surface-treated to increase the hydrophobicity of the surface and prevent deterioration of flow characteristics and charging characteristics even under high humidity.Preferable surface treatment agents include, for example, fluorine-containing silane coupling agents, silylating agents, silane coupling agents having a fluorinated alkyl group, organic titanate coupling agents, aluminum coupling agents, silicone oils, modified silicone oils, etc.
更に、前記フッ素含有アルミナ粒子以外の無機粒子の添加量は、トナー100質量部に対し0.4~4.0質量部、より好ましくは1.0~2.2質量部である。添加量が0.4質量部より多いことで、トナーの流動性や凝集性を十分に向上させることができ、ハーフ画像の画質が低下したり、トナー凝集による画像の白抜けの問題を発生させない。一方、4.0質量部より少ないことで、定着下限温度が上昇し、低温定着性に劣る問題を発生させない。 Furthermore, the amount of inorganic particles other than the fluorine-containing alumina particles added is 0.4 to 4.0 parts by weight, more preferably 1.0 to 2.2 parts by weight, per 100 parts by weight of toner. Adding an amount of more than 0.4 parts by weight can sufficiently improve the fluidity and cohesiveness of the toner, and does not cause problems such as a decrease in the image quality of halftone images or white spots in images due to toner cohesion. On the other hand, adding an amount of less than 4.0 parts by weight does not cause problems such as an increase in the minimum fixing temperature and poor low-temperature fixing ability.
前記フッ素含有アルミナ粒子以外の無機粒子のメジアン径は、60nm以上300nm以下が好ましい。
前記メジアン径が60nm以上であることにより、トナーの最表層に大粒径の無機粒子のスペッサ効果が働き、フッ素含有アルミナが画像形成装置中での撹拌ストレスによってトナー母体粒子に埋没し、経時において画像濃度が薄くなるという課題や、かぶり画像の発生を防止できる。
また、前記メジアン径が300nm以下であることにより、トナー最表層に大粒径の無機粒子はきっちり外添される状態になり、撹拌ストレスによって該大粒径の無機粒子がトナー表層から脱離し、スペッサ効果が弱まり、フッ素含有アルミナが画像形成装置中での撹拌ストレスによってトナー母体粒子に埋没し、経時において画像濃度が薄くなるという課題や、かぶり画像の発生を防止できる。
The median diameter of the inorganic particles other than the fluorine-containing alumina particles is preferably 60 nm or more and 300 nm or less.
When the median diameter is 60 nm or more, the spacer effect of the large particle size inorganic particles acts on the outermost layer of the toner, and the fluorine-containing alumina is embedded in the toner base particles due to stirring stress in the image forming device, which can prevent the problem of low image density over time and the occurrence of fogged images.
In addition, by making the median diameter 300 nm or less, the large-diameter inorganic particles are tightly externally added to the outermost surface layer of the toner, and the large-diameter inorganic particles are detached from the toner surface layer due to stirring stress, weakening the spacer effect, and the fluorine-containing alumina is embedded in the toner base particles due to stirring stress in the image forming device, which can prevent problems such as low image density over time and the occurrence of fogged images.
なお前記メジアン径は、下記条件で測定される。
(1)試料0.1gをガラス瓶に採り、メタノール20gを加え撹拌する。
(2)超音波分散装置にて10分間分散し、測定試料とする。
(3)レーザー回折散乱式粒度分布測定装置を用いて、(2)の試料を測定し、メジアン径を求める。
The median diameter is measured under the following conditions.
(1) Place 0.1 g of a sample in a glass bottle, add 20 g of methanol, and stir.
(2) Disperse the mixture in an ultrasonic dispersing device for 10 minutes to prepare a measurement sample.
(3) The sample from (2) is measured using a laser diffraction/scattering particle size distribution analyzer to determine the median diameter.
本発明におけるトナーは、ワックス成分としてカルナウバワックス、ライスワックス及びエステルワックスの少なくとも一つを含有することが好ましい。
カルナウバワックスはカルナウバヤシの葉から得られる天然のワックスであるが、特に遊離脂肪酸脱離した低酸価タイプのものが結着樹脂中に均一分散が可能であるので好ましい。
ライスワックスは米糠から抽出される米糠油を精製する際に、脱ろうまたはウィンタリング工程で製出される粗ろうを精製して得られる天然ワックスである。
エステルワックスは単官能直鎖脂肪酸と単官能直鎖アルコールからエステル反応で合成される。
これらのワックス成分は単独または併用して使用される。ワックス成分の添加量はトナー100質量部に対し、0.5~20質量部、さらに好ましくは2~10質量部である。
本発明では、上記以外の他のワックス成分も使用可能である。例えば、ポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックス等のようなポリオレフィンワックスなどである。
The toner in the present invention preferably contains at least one of carnauba wax, rice wax and ester wax as a wax component.
Carnauba wax is a natural wax obtained from the leaves of the carnauba palm, and in particular, a low acid value type from which free fatty acids have been removed is preferred because it can be uniformly dispersed in the binder resin.
Rice wax is a natural wax obtained by refining the sparse wax produced during the dewaxing or wintering process of refining rice bran oil extracted from rice bran.
Ester wax is synthesized by an ester reaction between a monofunctional straight-chain fatty acid and a monofunctional straight-chain alcohol.
These wax components may be used alone or in combination. The amount of the wax component added is preferably 0.5 to 20 parts by weight, more preferably 2 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the toner.
In the present invention, wax components other than those mentioned above can also be used, for example, polyolefin waxes such as polypropylene wax, polyethylene wax, etc.
本発明におけるトナーの結着樹脂としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリエステル・ポリアミド樹脂等の縮重合反応により得られるポリマー樹脂、もしくはスチレンアクリル、スチレンブタジエン等の付加重合反応により得られるポリマー樹脂すべてが使用可能である。 As the binder resin for the toner in the present invention, all polymer resins obtained by condensation polymerization reactions of polyester, polyamide, polyester-polyamide resins, etc., or polymer resins obtained by addition polymerization reactions of styrene-acrylic, styrene-butadiene, etc. can be used.
本発明で用いられるポリエステル樹脂としては、多価ヒドロキシ化合物と多塩基酸との縮重合によって得られるポリマーである。多価ヒドロキシ化合物としては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類、1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン等の2つのヒドロキシル基を含有する脂環式化合物、ビスフェノールA等の2価フェノール化合物等を挙げることができる。また、多価ヒドロキシ化合物には、ヒドロキシル基を3個以上含むものを包含される。 The polyester resin used in the present invention is a polymer obtained by condensation polymerization of a polyhydric hydroxy compound and a polybasic acid. Examples of polyhydric hydroxy compounds include glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, and propylene glycol, alicyclic compounds containing two hydroxyl groups such as 1,4-bis(hydroxymethyl)cyclohexane, and dihydric phenol compounds such as bisphenol A. Polyhydric hydroxy compounds also include those containing three or more hydroxyl groups.
多塩基酸としては、例えばマレイン酸、フマル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、マロン酸等の2価カルボン酸の他、1,2,4-ベンゼントリカルボン酸、1,2,5-ベンゼントリカルボン酸、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸、1,2,4-ナフタレントリカルボン酸、1,2,5-ヘキサントリカルボン酸、1,3-ジカルボキシル-2-メチレンカルボキシプロパン、1,2,7,8-オクタンテトラカルボン酸等の3価以上の多価カルボン酸単量体を挙げることができる。 Examples of polybasic acids include dibasic carboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, succinic acid, and malonic acid, as well as tribasic or higher polybasic carboxylic acid monomers such as 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,2,5-benzenetricarboxylic acid, 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid, 1,2,4-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,5-hexanetricarboxylic acid, 1,3-dicarboxyl-2-methylenecarboxypropane, and 1,2,7,8-octanetetracarboxylic acid.
ポリエステル・ポリアミド、ポリアミドの原料モノマーとしては、上記モノマー原料以外に、アミド成分を形成するモノマーとして、例えば、エチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、フェニレンジアミン、トリエチレンテトラミン等のポリアミン、6-アミノカプロン酸、ε-カプロラクタム等のアミノカルボン酸等が挙げられる。ここで、樹脂のガラス転位温度Tgは熱保存性の関係から例えば55℃以上であり、より好ましくは57℃以上である。 In addition to the above-mentioned monomer raw materials, raw material monomers for polyester polyamide and polyamide include monomers that form amide components, such as polyamines such as ethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, phenylenediamine, and triethylenetetramine, and aminocarboxylic acids such as 6-aminocaproic acid and ε-caprolactam. Here, the glass transition temperature Tg of the resin is, for example, 55°C or higher, more preferably 57°C or higher, in terms of thermal storage stability.
付加重合反応で得られるポリマー樹脂としては、ラジカル重合によりビニル系樹脂が代表的であるが、特に限定されるものではない。付加重合系樹脂の原料モノマーとしては、スチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、α-メチルスチレン、p-エチルスチレン、ビニルナフタレン、例えばエチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のエチレン系不飽和モノオレフィン類、例えば塩化ビニル、臭化ビニル、酢酸ビニル、ぎ酸ビニル等のビニルエステル類、例えばアクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸tert-ブチル、アクリル酸アミル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n-プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸tert-ブチル、メタクリル酸アミル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸メトキシエチル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等のエチレン性モノカルボン酸及びそのエステル、例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のエチレン性モノカルボン酸置換体、マレイン酸ジメチル等のエチレン性ジカルボン酸及びその置換体、例えばビニルメチルケトン等のビニルケトン類が挙げられる。また、必要に応じて架橋剤を添加することができる。付加重合系モノマーの架橋剤としては、例えばジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、フタル酸ジアリルなど、一般の架橋剤を用いることができる。 Polymer resins obtained by addition polymerization reactions are typically vinyl resins obtained by radical polymerization, but are not particularly limited thereto. Raw monomers for addition polymerization resins include styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, p-ethylstyrene, vinylnaphthalene, ethylenically unsaturated monoolefins such as ethylene, propylene, butylene, and isobutylene, vinyl esters such as vinyl chloride, vinyl bromide, vinyl acetate, and vinyl formate, and acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, tert-butyl acrylate, amyl acrylate, methacrylic acid, methyl methacrylate, and ethyl methacrylate. Examples of the crosslinking agent include ethylenic monocarboxylic acids and esters thereof such as ethylenic monocarboxylic acids, n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, amyl methacrylate, stearyl methacrylate, methoxyethyl methacrylate, glycidyl methacrylate, phenyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, and diethylaminoethyl methacrylate; ethylenic monocarboxylic acid substitutes such as acrylonitrile, methacrylonitrile, and acrylamide; ethylenic dicarboxylic acids and substitutes thereof such as dimethyl maleate; and vinyl ketones such as vinyl methyl ketone. If necessary, a crosslinking agent can be added. Examples of the crosslinking agent for the addition polymerization monomer include general crosslinking agents such as divinylbenzene, divinylnaphthalene, polyethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol diacrylate, dipropylene glycol dimethacrylate, polypropylene glycol dimethacrylate, and diallyl phthalate.
これら架橋剤の使用量は、付加重合系樹脂の原料モノマー100部を基準として、0.05~15質量部、より好ましくは0.1~10質量部である。0.05質量部以上の使用により、架橋剤の効果が発現し、15質量部以下の使用により、熱による溶融が容易となり、熱を用いて定着する際のトナーの定着が良好となる。 The amount of these crosslinking agents used is 0.05 to 15 parts by mass, and more preferably 0.1 to 10 parts by mass, based on 100 parts of the raw material monomer of the addition polymerization resin. By using 0.05 parts by mass or more, the effect of the crosslinking agent is manifested, and by using 15 parts by mass or less, melting by heat becomes easier, and the toner is fixed well when fixed using heat.
また、付加重合系樹脂の原料モノマーを重合させる際に重合開始剤を使用する。例えば、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、その他のアゾ系またはジアゾ系重合開始剤、又は、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、2,4-ジクロロベンゾイルパーオキサイド等の過酸化物重合開始剤が挙げられる。これらは、重合体の分子量及び分子量分布を調節する目的で二種類以上の重合開始剤を混合して使用することもできる。重合開始剤の使用量は、付加重合系樹脂の原料モノマー100部を基準として、0.05~15質量部、より好ましくは0.5~10質量部である。 A polymerization initiator is used when polymerizing the raw material monomers of the addition polymerization resin. Examples include 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobisisobutyronitrile, other azo or diazo polymerization initiators, or peroxide polymerization initiators such as benzoyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, and 2,4-dichlorobenzoyl peroxide. Two or more types of polymerization initiators can be mixed and used to adjust the molecular weight and molecular weight distribution of the polymer. The amount of polymerization initiator used is 0.05 to 15 parts by mass, more preferably 0.5 to 10 parts by mass, based on 100 parts of the raw material monomers of the addition polymerization resin.
これら縮重合反応もしくは付加重合反応においては、反応原料等の相違によって、得られるポリマー樹脂は、非線状の構造を有するポリマーとなる場合と線状の構造を有するポリマーとなる場合がある。本発明においては、非線状ポリマー樹脂(A)と線状ポリマー樹脂(B)の両方を使用することができる。本発明で言う非線状ポリマー樹脂とは実質的な架橋構造を有するポリマー樹脂を意味し、線状ポリマー樹脂とは架橋構造を実質的に有しないポリマー樹脂を意味する。 In these condensation polymerization reactions or addition polymerization reactions, depending on the difference in the reaction raw materials, the resulting polymer resin may be a polymer having a non-linear structure or a polymer having a linear structure. In the present invention, both non-linear polymer resin (A) and linear polymer resin (B) can be used. In the present invention, non-linear polymer resin means a polymer resin having a substantial cross-linked structure, and linear polymer resin means a polymer resin having substantially no cross-linked structure.
本発明においては、縮重合系樹脂と付加重合系樹脂が化学的に結合されたハイブリッド樹脂を得るため、両樹脂のモノマーのいずれとも反応しうる化合物を用いて重合するのが好ましい。このような両反応性モノマーとしては、フマル酸、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸ジメチル等の化合物が挙げられる。
両反応性モノマーの使用量は、付加重合系樹脂の原料モノマー100質量部を基準として、1~25質量部、好ましくは2~10質量部である。前記使用量が1質量部以上であることにより着色剤や帯電制御剤の分散が良好となりかぶりなどの画像品質を防止でき、25質量部以下であることにより樹脂のゲル化を防止できる。
In the present invention, in order to obtain a hybrid resin in which a condensation polymerization resin and an addition polymerization resin are chemically bonded, it is preferable to carry out polymerization using a compound capable of reacting with both monomers of the resins. Examples of such a dual-reactive monomer include compounds such as fumaric acid, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, and dimethyl fumarate.
The amount of the bireactive monomer used is 1 to 25 parts by mass, preferably 2 to 10 parts by mass, based on 100 parts by mass of the raw material monomer of the addition polymerization resin. When the amount is 1 part by mass or more, the colorant and charge control agent are dispersed well, and image quality problems such as fogging can be prevented, and when the amount is 25 parts by mass or less, gelation of the resin can be prevented.
上記のようなハイブリッド樹脂は、両反応の進行及び完了を同時にする必要はなく、それぞれの反応温度、時間を選択して、独立に反応の進行を完了することができる。例えば、反応容器中にポリエステル樹脂の縮重合系原料モノマーの混合物中に、ビニル系樹脂の付加重合系原料モノマー及び重合開始剤からなる混合物を滴下してあらかじめ混合し、まずラジカル反応によりビニル系樹脂からなる重合反応を完了させ、次に反応温度を上昇させることにより縮重合反応によりポリエステル樹脂からなる縮重合反応を完了させる方法がある。この方法により、反応容器中で独立した2つの反応を並行して進行させることにより、2種の樹脂を効果的に分散させることが可能である。 The above hybrid resin does not require both reactions to proceed and complete simultaneously, and each reaction can be completed independently by selecting the reaction temperature and time for each. For example, a method is available in which a mixture of vinyl resin addition polymerization raw material monomers and a polymerization initiator is dripped into a mixture of polyester resin condensation polymerization raw material monomers in a reaction vessel and mixed in advance, first completing the polymerization reaction of the vinyl resin by a radical reaction, and then completing the condensation polymerization reaction of the polyester resin by raising the reaction temperature. With this method, two independent reactions can proceed in parallel in the reaction vessel, making it possible to effectively disperse the two types of resin.
本発明において、トナー中の樹脂成分として、上記記載の樹脂以外の樹脂を、トナーの性能を損なわない範囲で、併用することもできる。この場合の使用可能な樹脂としては、例えば次のようなものが挙げられるが、これらに限定はされない。ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、石油系樹脂、水素添加された石油系樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は単独使用に限らず、二種以上併用することもできる。 In the present invention, resins other than those described above can be used as the resin component in the toner, provided that the toner performance is not impaired. Examples of resins that can be used in this case include, but are not limited to, polyurethane resins, silicone resins, ketone resins, petroleum-based resins, and hydrogenated petroleum-based resins. These resins can be used alone or in combination of two or more.
<<その他の成分>>
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、着色剤、帯電制御剤、流動性向上剤、クリーニング性向上剤、磁性材料などが挙げられる。
<<Other ingredients>>
The other components are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. Examples of the other components include colorants, charge control agents, flowability improvers, cleaning improvers, and magnetic materials.
-着色剤-
前記着色剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミウムレッド、カドミウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボンなどが挙げられる。
前記着色剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記トナー100質量部に対して、1質量部以上15質量部以下が好ましく、3質量部以上10質量部以下がより好ましい。
- Coloring agent -
The colorant is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples of the colorant include carbon black, nigrosine dye, iron black, naphthol yellow S, Hansa yellow (10G, 5G, G), cadmium yellow, yellow iron oxide, yellow ocher, yellow lead, titanium yellow, polyazo yellow, oil yellow, Hansa yellow (GR, A, RN, R), pigment yellow L, benzidine yellow (G, GR), permanent yellow (NCG), Balkan fast yellow (5G, R), tartrazine lake, quinoline yellow lake, anthrazan yellow BGL, isoindolinone yellow, Red iron oxide, red lead, vermilion, cadmium red, cadmium mercury red, antimony vermilion, permanent red 4R, para red, phisee red, parachlor orthonitroaniline red, lithol fast scarlet G, brilliant fast scarlet, brilliant carmine BS, permanent red (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), fast scarlet VD, belkan fast rubin B, brilliant scarlet G, lithol rubin GX, permanent red F5R, brilliant carmine 6B, pigment scarlet 3B, bordeaux 5B, Toluidine Maroon, Permanent Bordeaux F2K, Helio Bordeaux BL, Bordeaux 10B, Bon Maroon Light, Bon Maroon Medium, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Rhodamine Lake Y, Alizarin Lake, Thioindigo Red B, Thioindigo Maroon, Oil Red, Quinacridone Red, Pyrazolone Red, Polyazo Red, Chrome Vermilion, Benzidine Orange, Perinone Orange, Oil Orange, Cobalt Blue, Cerulean Blue, Alkaline Blue Lake, Peacock Blue Lake, Victoria Blue Lake, Metal-free Phthalocyanine Blue, Phthalo Examples of the pigments include cyanine blue, fast sky blue, indanthrene blue (RS, BC), indigo, ultramarine blue, Prussian blue, anthraquinone blue, fast violet B, methyl violet lake, cobalt purple, manganese purple, dioxane violet, anthraquinone violet, chrome green, zinc green, chromium oxide, pyridian, emerald green, pigment green B, naphthol green B, green gold, acid green lake, malachite green lake, phthalocyanine green, anthraquinone green, titanium oxide, zinc oxide, and lithopone.
The content of the colorant is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but is preferably 1 part by mass or more and 15 parts by mass or less, and more preferably 3 parts by mass or more and 10 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the toner.
前記着色剤は、樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造又はマスターバッチとともに混練される樹脂としては、例えば、前記非晶質ポリエステル樹脂の他にポリスチレン、ポリp-クロロスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン又はその置換体の重合体;スチレン-p-クロロスチレン共重合体、スチレン-プロピレン共重合体、スチレン-ビニルトルエン共重合体、スチレン-ビニルナフタリン共重合体、スチレン-アクリル酸メチル共重合体、スチレン-アクリル酸エチル共重合体、スチレン-アクリル酸ブチル共重合体、スチレン-アクリル酸オクチル共重合体、スチレン-メタクリル酸メチル共重合体、スチレン-メタクリル酸エチル共重合体、スチレン-メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン-α-クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン-アクリロニトリル共重合体、スチレン-ビニルメチルケトン共重合体、スチレン-ブタジエン共重合体、スチレン-イソプレン共重合体、スチレン-アクリロニトリル-インデン共重合体、スチレン-マレイン酸共重合体、スチレン-マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記マスターバッチは、マスターバッチ用の樹脂と着色剤とを高せん断力をかけて混合し、混練して得ることができる。この際、着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶剤を用いることができる。また、いわゆるフラッシング法と呼ばれる着色剤の水を含んだ水性ペーストを樹脂と有機溶剤とともに混合混練を行い、着色剤を樹脂側に移行させ、水分と有機溶剤成分を除去する方法も着色剤のウエットケーキをそのまま用いることができるため乾燥する必要がなく、好ましく用いられる。混合混練するには3本ロールミル等の高せん断分散装置が好ましく用いられる。
The colorant can also be used as a masterbatch composited with a resin. Examples of resins to be used in the preparation of the masterbatch or to be kneaded together with the masterbatch include, in addition to the amorphous polyester resin, polymers of styrene or its substitutes, such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, and polyvinyltoluene; styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer, styrene-vinylnaphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, and styrene-α-chloromethyl methacrylate copolymer. Examples of the styrene-based copolymers include styrene-acrylonitrile copolymers, styrene-vinyl methyl ketone copolymers, styrene-butadiene copolymers, styrene-isoprene copolymers, styrene-acrylonitrile-indene copolymers, styrene-maleic acid copolymers, and styrene-maleic acid ester copolymers; polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resins, epoxy polyol resins, polyurethanes, polyamides, polyvinyl butyral, polyacrylic acid resins, rosin, modified rosin, terpene resins, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resins, aromatic petroleum resins, chlorinated paraffins, and paraffin waxes. These may be used alone or in combination of two or more.
The master batch can be obtained by mixing and kneading a resin for the master batch and a colorant under high shear force. In this case, an organic solvent can be used to enhance the interaction between the colorant and the resin. In addition, a method called a flushing method, in which an aqueous paste containing water of the colorant is mixed and kneaded with a resin and an organic solvent, the colorant is transferred to the resin side, and the water and organic solvent components are removed, is also preferably used because the wet cake of the colorant can be used as it is and does not need to be dried. A high shear dispersing device such as a three-roll mill is preferably used for mixing and kneading.
-帯電制御剤-
前記帯電制御剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体又は化合物、タングステンの単体又は化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩などが挙げられる。
具体的には、ニグロシン系染料のボントロン03、第四級アンモニウム塩のボントロンP-51、含金属アゾ染料のボントロンS-34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE-82、サリチル酸系金属錯体のE-84、フェノール系縮合物のE-89(以上、オリエント化学工業株式会社製)、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP-302、TP-415(以上、保土谷化学工業株式会社製)、LRA-901、ホウ素錯体であるLR-147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他のスルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物などが挙げられる。
前記帯電制御剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記トナー100質量部に対して、0.1質量部以上10質量部以下が好ましく、0.2質量部以上5質量部以下がより好ましい。前記含有量が、10質量部以下であると、トナーの帯電性が適正であり、主帯電制御剤の効果が良好であり、現像ローラとの静電的吸引力が適切であり、現像剤の流動性が良好となり、高画像濃度が得られる。これらの帯電制御剤はマスターバッチ、樹脂とともに溶融混練した後溶解分散させることもできるし、有機溶剤に直接溶解、分散する際に加えてもよいし、トナー表面にトナー粒子作製後、固定化させてもよい。
-Charge control agent-
The charge control agent is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples of the charge control agent include nigrosine dyes, triphenylmethane dyes, chromium-containing metal complex dyes, molybdic acid chelate pigments, rhodamine dyes, alkoxy amines, quaternary ammonium salts (including fluorine-modified quaternary ammonium salts), alkylamides, phosphorus simple substance or compounds, tungsten simple substance or compounds, fluorine-based activators, metal salicylate, and metal salts of salicylic acid derivatives.
Specific examples include the nigrosine dye Bontron 03, the quaternary ammonium salt Bontron P-51, the metal-containing azo dye Bontron S-34, the oxynaphthoic acid metal complex E-82, the salicylic acid metal complex E-84, and the phenol condensate E-89 (all manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.), the quaternary ammonium salt molybdenum complexes TP-302 and TP-415 (all manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), LRA-901, the boron complex LR-147 (manufactured by Japan Carlit Co., Ltd.), copper phthalocyanine, perylene, quinacridone, azo pigments, and other polymeric compounds having functional groups such as sulfonic acid groups, carboxyl groups, and quaternary ammonium salts.
The content of the charge control agent is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose, but is preferably 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less, more preferably 0.2 parts by mass or more and 5 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the toner. When the content is 10 parts by mass or less, the chargeability of the toner is appropriate, the effect of the main charge control agent is good, the electrostatic attraction force with the developing roller is appropriate, the fluidity of the developer is good, and a high image density is obtained. These charge control agents can be melt-kneaded with the master batch and resin and then dissolved and dispersed, or can be added when directly dissolved and dispersed in an organic solvent, or can be fixed on the toner surface after the toner particles are produced.
-流動性向上剤-
前記流動性向上剤は、表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止可能なものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが挙げられる。前記シリカ、前記酸化チタンは、このような流動性向上剤により表面処理を行い、疎水性シリカ、疎水性酸化チタンとして使用するのが特に好ましい。
- Fluidity improver -
The flowability improver is not particularly limited as long as it is capable of performing a surface treatment to increase hydrophobicity and prevent deterioration of flowability and charging properties even under high humidity, and can be appropriately selected according to the purpose, and examples thereof include silane coupling agents, silylating agents, silane coupling agents having a fluorinated alkyl group, organic titanate coupling agents, aluminum coupling agents, silicone oils, modified silicone oils, etc. It is particularly preferable that the silica and titanium oxide are surface-treated with such a flowability improver and used as hydrophobic silica and hydrophobic titanium oxide.
-クリーニング性向上剤-
前記クリーニング性向上剤は、感光体や一次転写媒体に残存する転写後の現像剤を除去するために前記トナーに添加されるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸等の脂肪酸金属塩、ポリメチルメタクリレート粒子、ポリスチレン粒子等のソープフリー乳化重合により製造されたポリマー粒子などが挙げられる。前記ポリマー粒子は、比較的粒度分布が狭いものが好ましく、体積平均粒径が0.01μm以上1μm以下のものが好適である。
-Cleaning improver-
The cleaning property improver is not particularly limited as long as it is added to the toner in order to remove the developer remaining on the photoconductor or primary transfer medium after transfer, and may be appropriately selected depending on the purpose, and examples thereof include fatty acid metal salts such as zinc stearate, calcium stearate, and stearic acid, polymer particles produced by soap-free emulsion polymerization such as polymethyl methacrylate particles and polystyrene particles. The polymer particles preferably have a relatively narrow particle size distribution, and are preferably ones having a volume average particle size of 0.01 μm or more and 1 μm or less.
(トナーの製造方法)
本発明におけるトナーの製造方法は、従来公知の方法を採用でき、樹脂成分、着色剤、ワックス成分、その他場合によっては荷電制御剤等をミキサー等を用いて混合し、熱ロール、エクストルーダー等の混練機を用い混練した後、冷却固化し、これをジェットミル等の粉砕機で粉砕し、その後分級して得られる。また、これらの製造法も特に限定されるものではなく、塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合のいずれも使用できる。
(Toner Manufacturing Method)
The toner of the present invention can be produced by a conventional method, which involves mixing a resin component, a colorant, a wax component, and optionally a charge control agent, etc., using a mixer or the like, kneading the mixture using a kneading machine such as a heat roll or an extruder, cooling and solidifying the mixture, pulverizing the mixture using a pulverizer such as a jet mill, and then classifying the mixture to obtain the toner. The production method is not particularly limited, and any of bulk polymerization, solution polymerization, emulsion polymerization, and suspension polymerization can be used.
(補給用現像剤)
本発明のキャリアを、キャリアとトナーから成る補給用現像剤とし、現像装置内の余剰の現像剤を排出しながら画像形成を行う画像形成装置に適用することで、極めて長期に渡って安定した画像品質が得られる。つまり、現像装置内の劣化したキャリアと、補給用現像剤中の劣化していないキャリアを入れ替え、長期間に渡って帯電量を安定に保ち、安定した画像が得られる。本方式は、特に高画像面積印字時に有効である。高画像面積印字時は、キャリアへのトナースペントによるキャリア帯電劣化が主なキャリア劣化であるが、本方式を用いることで、高画像面積時には、キャリア補給量も多くなるため、劣化したキャリアが入れ替わる頻度があがる。これにより、極めて長期間に渡って安定した画像を得られる。
(Replenishing Developer)
The carrier of the present invention is used as a refill developer consisting of a carrier and a toner, and is applied to an image forming apparatus that forms an image while discharging excess developer from a developing device, thereby obtaining a stable image quality for an extremely long period of time. In other words, the deteriorated carrier in the developing device is replaced with undegraded carrier in the refill developer, and the charge amount is kept stable for an extremely long period of time, resulting in a stable image. This method is particularly effective when printing a large image area. When printing a large image area, the main carrier deterioration is carrier charge deterioration due to toner spent on the carrier, but by using this method, the amount of carrier replenishment is also large when the image area is large, so the deteriorated carrier is replaced more frequently. This allows a stable image to be obtained for an extremely long period of time.
補給用現像剤の混合比率は、キャリア1質量部に対してトナーを2~50質量部の配合割合とすることが好ましい。トナーが2質量部未満の場合には、補給キャリア量が多すぎ、キャリア供給過多となり現像装置中のキャリア濃度が高くなりすぎるため、現像剤の帯電量が増加しやすい。また、現像剤帯電量が上がることにより、現像能力が下がり画像濃度が低下してしまう。また50質量部を超えると、補給用現像剤中のキャリア割合が少なくなるため、画像形成装置中のキャリアの入れ替わりが少なくなり、キャリア劣化に対する効果が期待できなくなる。 The mixing ratio of the replenishment developer is preferably 2 to 50 parts by weight of toner to 1 part by weight of carrier. If the toner is less than 2 parts by weight, the amount of replenishment carrier is too much, resulting in an oversupply of carrier and an excessive carrier concentration in the developing device, which tends to increase the charge amount of the developer. In addition, the increased charge amount of the developer reduces the development ability and reduces the image density. If the amount exceeds 50 parts by weight, the carrier ratio in the replenishment developer is low, which reduces the replacement of carrier in the image forming device and makes it difficult to expect any effect against carrier deterioration.
(画像形成装置および画像形成方法)
本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体を帯電させる帯電手段と、前記静電潜像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像担持体に近接した状態で回転し上記本発明の電子写真用現像剤を担持する現像剤担持体と、前記静電潜像担持体上に形成された静電潜像を上記本発明の電子写真用現像剤を用いて現像してトナー像を形成する現像装置と、前記静電潜像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写されたトナー像を定着させる定着手段とを有することを特徴とし、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、除電手段、クリーニング手段、リサイクル手段、制御手段等を有してなるものである。
また本発明の画像形成方法は、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程と、前記静電潜像担持体上に形成された静電潜像を上記本発明の電子写真用現像剤を用いて現像してトナー像を形成する工程と、前記静電潜像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する工程と、前記記録媒体に転写されたトナー像を定着させる工程とを有することを特徴とし、更に必要に応じて適宜選択したその他の手工程、例えば、除電工程、クリーニング工程、リサイクル工程、制御工程等を有してなるものである。
(Image forming apparatus and image forming method)
The image forming apparatus of the present invention is characterized by comprising an electrostatic latent image carrier, charging means for charging the electrostatic latent image carrier, exposure means for forming an electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier, a developer carrier which rotates in the vicinity of the electrostatic latent image carrier and carries the electrophotographic developer of the present invention, a developing device which develops the electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image carrier with the electrophotographic developer of the present invention to form a toner image, transfer means for transferring the toner image formed on the electrostatic latent image carrier to a recording medium, and fixing means for fixing the toner image transferred to the recording medium, and further comprises other means appropriately selected as necessary, such as a static elimination means, a cleaning means, a recycling means, a control means, etc.
The image forming method of the present invention is characterized by comprising the steps of forming an electrostatic latent image on an electrostatic latent image carrier, developing the electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image carrier with the electrophotographic developer of the present invention to form a toner image, transferring the toner image formed on the electrostatic latent image carrier to a recording medium, and fixing the toner image transferred to the recording medium, and further comprising other manual steps appropriately selected as necessary, such as a static elimination step, a cleaning step, a recycling step, a control step, etc.
(プロセスカートリッジ)
本発明のプロセスカートリッジは、静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体の表面を帯電させる帯電部材と、前記静電潜像担持体上に形成された静電潜像を上記本発明の電子写真用現像剤を用いて現像する現像部と、前記静電潜像担持体をクリーニングするクリーニング部材とを有することを特徴とする。
(Process cartridge)
The process cartridge of the present invention is characterized by comprising: an electrostatic latent image carrier; a charging member for charging the surface of the electrostatic latent image carrier; a developing section for developing an electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image carrier using the electrophotographic developer of the present invention; and a cleaning member for cleaning the electrostatic latent image carrier.
図1に、本発明のプロセスカートリッジの一例を示す。プロセスカートリッジ(10)は、感光体(11)、感光体(11)を帯電する帯電装置(12)、感光体(11)上に形成された静電潜像を本発明の現像剤を用いて現像してトナー像を形成する現像装置(13)及び感光体(11)上に形成されたトナー像を記録媒体に転写した後、感光体(11)上に残留したトナーを除去するクリーニング装置(14)が一体に支持されており、プロセスカートリッジ(10)は、複写機、プリンタ等の画像形成装置の本体に対して着脱可能である。
以下、プロセスカートリッジ(10)を搭載した画像形成装置を用いて画像を形成する方法について説明する。まず、感光体(11)が所定の周速度で回転駆動され、帯電装置(12)により、感光体(11)の周面が正又は負の所定電位に均一に帯電される。次に、スリット露光方式の露光装置、レーザービームで走査露光する露光装置等の露光装置(不図示)から感光体(11)の周面に露光光が照射され、静電潜像が順次形成される。さらに、感光体(11)の周面に形成された静電潜像は、現像装置(13)により、本発明の現像剤を用いて現像され、トナー像が形成される。次に、感光体(11)の周面に形成されたトナー像は、感光体(11)の回転と同期されて、給紙部(不図示)から感光体(11)と転写装置(不図示)の間に給紙された転写紙に、順次転写される。さらに、トナー像が転写された転写紙は、感光体(11)の周面から分離されて定着装置(不図示)に導入されて定着された後、複写物(コピー)として、画像形成装置の外部へプリントアウトされる。一方、トナー像が転写された後の感光体(11)の表面は、クリーニング装置(14)により、残留したトナーが除去されて清浄化された後、除電装置(不図示)により除電され、繰り返し画像形成に使用される。
An example of the process cartridge of the present invention is shown in Fig. 1. The process cartridge (10) integrally supports a photoconductor (11), a charging device (12) that charges the photoconductor (11), a developing device (13) that develops an electrostatic latent image formed on the photoconductor (11) with the developer of the present invention to form a toner image, and a cleaning device (14) that removes toner remaining on the photoconductor (11) after the toner image formed on the photoconductor (11) is transferred to a recording medium, and the process cartridge (10) is detachably attached to the main body of an image forming apparatus such as a copier or printer.
Hereinafter, a method of forming an image using an image forming apparatus equipped with a process cartridge (10) will be described. First, the photoconductor (11) is rotated at a predetermined peripheral speed, and the peripheral surface of the photoconductor (11) is uniformly charged to a predetermined positive or negative potential by the charging device (12). Next, exposure light is irradiated onto the peripheral surface of the photoconductor (11) from an exposure device (not shown), such as a slit exposure type exposure device or an exposure device that scans and exposes with a laser beam, to sequentially form electrostatic latent images. Furthermore, the electrostatic latent images formed on the peripheral surface of the photoconductor (11) are developed by the developing device (13) using the developer of the present invention, to form toner images. Next, the toner images formed on the peripheral surface of the photoconductor (11) are sequentially transferred to transfer paper fed from a paper feed section (not shown) between the photoconductor (11) and a transfer device (not shown) in synchronization with the rotation of the photoconductor (11). Furthermore, the transfer paper onto which the toner image has been transferred is separated from the peripheral surface of the photoconductor (11) and introduced into a fixing device (not shown) where the toner image is fixed, and then printed out as a duplicate (copy) to the outside of the image forming apparatus. Meanwhile, the surface of the photoconductor (11) onto which the toner image has been transferred is cleaned by a cleaning device (14) to remove residual toner, and then discharged by a discharge device (not shown) for repeated use in image formation.
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。なお、「部」は、質量部を表わす。 The present invention will be explained in more detail below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these. Note that "parts" refers to parts by mass.
(トナーの製造例)
まずトナーの製造例を示す。樹脂の軟化温度、ガラス転移点、及び重量平均分子量は、以下のようにして測定した。
(Toner Production Example)
First, a production example of a toner will be described. The softening temperature, glass transition point, and weight average molecular weight of a resin were measured as follows.
<樹脂の軟化温度(Tm)及びガラス転移点(Tg)の測定>
軟化温度(Tm)は、高化式フローテスター(株式会社島津製作所製)を用いてJIS K72101に記載された方法に準拠して行った。1cm3の試料を昇温速度6℃/minで加熱しながら、プランジャーにより20kg/cm2の荷重を与え、直径1mm、長さ1mmのノズルを押し出すようにした。これにより、プランジャー降下量-温度曲線を描き、そのS字曲線の高さをhとするとき、h/2に対応する温度(樹脂の半分が流出した温度)を軟化点(Tm)とした。
ガラス転移点(Tg)は、示差走査熱量計(DSC-60、株式会社島津製作所製)を用いて、10℃/分で室温(25℃)から200℃まで昇温した後、降温速度10℃/分で室温まで冷却した後、昇温速度10℃/分で測定した際に、ガラス転移点以下のベースラインとガラス転移点以上のベースラインの高さhが1/2に相当する曲線をガラス転移点(Tg)とした。
<Measurement of Softening Temperature (Tm) and Glass Transition Point (Tg) of Resin>
The softening temperature (Tm) was measured using a high-temperature flow tester (manufactured by Shimadzu Corporation) in accordance with the method described in JIS K72101. A 1 cm3 sample was heated at a temperature rise rate of 6°C/min, while a load of 20 kg/ cm2 was applied by the plunger to push out a nozzle with a diameter of 1 mm and a length of 1 mm. As a result, a plunger drop-temperature curve was drawn, and when the height of the S-shaped curve was h, the temperature corresponding to h/2 (the temperature at which half of the resin flowed out) was taken as the softening point (Tm).
The glass transition point (Tg) was measured using a differential scanning calorimeter (DSC-60, manufactured by Shimadzu Corporation) by heating from room temperature (25° C.) to 200° C. at a rate of 10° C./min, then cooling to room temperature at a rate of 10° C./min, and then measuring at a rate of 10° C./min. The glass transition point (Tg) was determined as a curve in which the height h of the baseline below the glass transition point and the height h of the baseline above the glass transition point corresponded to 1/2.
<樹脂の重量平均分子量(Mw)>
GPC測定装置(HLC-8220GPC、東ソー株式会社製)、及びカラム(TSKgel SuperHZM-H 15cm 3連、東ソー株式会社製)を用いて、重量平均分子量を測定した。具体的には、40℃のヒートチャンバー中でカラムを安定させた。次に、1mL/minの流速でテトラヒドロフラン(THF)をカラムに流し、0.05質量%~0.6質量%の試料のTHF溶液を50μL~200μL注入して、試料の重量平均分子量を測定した。このとき、数種の単分散ポリスチレン標準試料を用いて作成された検量線の対数値とカウント数との関係から、試料の数平均分子量を算出した。
なお、標準ポリスチレン試料としては、重量平均分子量が6×102、2.1×103、4×103、1.75×104、5.1×104、1.1×105、3.9×105、8.6×105、2×106、4.48×106の試料(Pressure Chemical社製又は東ソー株式会社製)を用いた。
また、検出器としては、RI(屈折率)検出器を用いた。
<Weight average molecular weight (Mw) of resin>
The weight average molecular weight was measured using a GPC measuring device (HLC-8220GPC, manufactured by Tosoh Corporation) and a column (TSKgel SuperHZM-H 15 cm triplet, manufactured by Tosoh Corporation). Specifically, the column was stabilized in a heat chamber at 40 ° C. Next, tetrahydrofuran (THF) was passed through the column at a flow rate of 1 mL / min, and 50 μL to 200 μL of a THF solution of a 0.05% by mass to 0.6% by mass sample was injected to measure the weight average molecular weight of the sample. At this time, the number average molecular weight of the sample was calculated from the relationship between the logarithm value and the count number of a calibration curve created using several types of monodisperse polystyrene standard samples.
The standard polystyrene samples used were those having weight average molecular weights of 6×10 2 , 2.1×10 3 , 4×10 3 , 1.75×10 4 , 5.1×10 4 , 1.1×10 5 , 3.9×10 5 , 8.6×10 5 , 2×10 6 , and 4.48×10 6 (manufactured by Pressure Chemical Co. or Tosoh Corporation).
As a detector, an RI (refractive index) detector was used.
(非線状ポリエステル樹脂の製造例)
フマル酸9.0mol、無水トリメリット酸3.5mol、ビスフェノールA(2,2)プロピレンオキサイド5.5mol、ビスフェノールA(2,2)エチレンオキサイド3.5molをステンレス撹拌棒、流下式コンデンサー、窒素ガス導入管、及び温度計を装備したフラスコに入れ、窒素雰囲気下で230℃の温度で撹拌しつつ縮重合反応を行い、非線状ポリエステル樹脂Aを得た。
得られた非線状ポリエステル樹脂Aの軟化点(Tm)は145.1℃、ガラス転移点(Tg)は61.5℃、重量平均分子量(Mw)は82,000であった。
(Production Example of Non-Linear Polyester Resin)
9.0 mol of fumaric acid, 3.5 mol of trimellitic anhydride, 5.5 mol of bisphenol A (2,2) propylene oxide, and 3.5 mol of bisphenol A (2,2) ethylene oxide were placed in a flask equipped with a stainless steel stirring rod, a downflow condenser, a nitrogen gas inlet tube, and a thermometer, and a condensation polymerization reaction was carried out with stirring at a temperature of 230° C. under a nitrogen atmosphere, to obtain a non-linear polyester resin A.
The resulting non-linear polyester resin A had a softening point (Tm) of 145.1° C., a glass transition point (Tg) of 61.5° C. and a weight average molecular weight (Mw) of 82,000.
(線状ポリエステル樹脂の製造例)
テレフタル酸7mol、無水トリメリット酸2.5mol、ビスフェノールA(2,2)プロピレンオキサイド5.5mol、及びビスフェノールA(2,2)エチレンオキサイド3.5molをステンレス撹拌棒、流下式コンデンサー、窒素ガス導入管、及び温度計を装備したフラスコに入れ、窒素雰囲気下で230℃の温度で撹拌しつつ縮重合反応を行い、線状ポリエステル樹脂Bを得た。
得られた線状ポリエステル樹脂Bの軟化点(Tm)は102.8℃、ガラス転移点(Tg)は61.2℃、重量平均分子量(Mw)は8,000であった。
(Production Example of Linear Polyester Resin)
7 mol of terephthalic acid, 2.5 mol of trimellitic anhydride, 5.5 mol of bisphenol A (2,2) propylene oxide, and 3.5 mol of bisphenol A (2,2) ethylene oxide were placed in a flask equipped with a stainless steel stirring rod, a downflow condenser, a nitrogen gas inlet tube, and a thermometer, and a condensation polymerization reaction was carried out with stirring at a temperature of 230° C. under a nitrogen atmosphere, to obtain a linear polyester resin B.
The resulting Linear Polyester Resin B had a softening point (Tm) of 102.8° C., a glass transition point (Tg) of 61.2° C. and a weight average molecular weight (Mw) of 8,000.
(ハイブリッド樹脂の製造例)
付加重合反応モノマーとしてスチレン18mol、ブチルメタクリレート4.5mol、及び重合開始剤としてt-ブチルハイドロパーオキサイド0.35molを滴下ロートに入れ、付加重合及び縮重合両反応性モノマーとしてフマル酸9.0mol、縮重合反応モノマーとして無水トリメリット酸3.5mol、ビスフェノールA(2,2)プロピレンオキサイド5.5mol、ビスフェノールA(2,2)エチレンオキサイド3.8mol、及びエステル化触媒としてジブチルスズオキシド58molをステンレス撹拌棒、流下式コンデンサー、窒素ガス導入管、及び温度計を装備したフラスコに入れ、窒素雰囲気下、138℃で撹拌しつつ、滴下ロートより付加重合系原料をあらかじめ混合したものを4時間かけて滴下した。
終了後138℃に保ったまま6時間熟成した後、230℃に昇温して反応して、ハイブリッド樹脂Cを得た。
得られたハイブリッド樹脂Cの軟化点(Tm)は151.5℃、ガラス転移点(Tg)は62.1であった。
得られたハイブリッド樹脂Cは、ポリエステル樹脂(重量平均分子量(Mw)=48,000)/スチレン-アクリル共重合樹脂(重量平均分子量(Mw)=190,000)=78/22(質量比)の組成であった。
(Example of hybrid resin production)
18 mol of styrene as an addition polymerization reaction monomer, 4.5 mol of butyl methacrylate, and 0.35 mol of t-butyl hydroperoxide as a polymerization initiator were placed in a dropping funnel, and 9.0 mol of fumaric acid as an addition polymerization and condensation polymerization reactive monomer, 3.5 mol of trimellitic anhydride as condensation polymerization reaction monomers, 5.5 mol of bisphenol A (2,2) propylene oxide, 3.8 mol of bisphenol A (2,2) ethylene oxide, and 58 mol of dibutyltin oxide as an esterification catalyst were placed in a flask equipped with a stainless steel stirring rod, a downflow condenser, a nitrogen gas inlet tube, and a thermometer, and while stirring under a nitrogen atmosphere at 138° C., a mixture of addition polymerization raw materials was added dropwise from the dropping funnel over a period of 4 hours.
After completion of the reaction, the mixture was aged for 6 hours while maintaining the temperature at 138° C., and then the temperature was raised to 230° C. for reaction, thereby obtaining a hybrid resin C.
The resulting hybrid resin C had a softening point (Tm) of 151.5° C. and a glass transition point (Tg) of 62.1° C.
The obtained hybrid resin C had a composition of polyester resin (weight average molecular weight (Mw) = 48,000)/styrene-acrylic copolymer resin (weight average molecular weight (Mw) = 190,000) = 78/22 (mass ratio).
(フッ素含有アルミナ粒子の製造例1)
BET比表面積120m2/gのアルミナ粉体を反応槽に入れ、窒素雰囲気下、撹拌しながらアルミナ粉体100gに対して、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン8g、及びヘキサメチルジシラザン1.8gの混合溶液をスプレーし、220℃で150分間加熱撹拌後、冷却して、フッ素含有アルミナ粒子1を得た。
(Production Example 1 of Fluorine-Containing Alumina Particles)
Alumina powder with a BET specific surface area of 120 m2 /g was placed in a reaction tank, and a mixed solution of 8 g of heptadecafluorodecyltrimethoxysilane and 1.8 g of hexamethyldisilazane was sprayed onto 100 g of the alumina powder while stirring under a nitrogen atmosphere. The mixture was heated and stirred at 220°C for 150 minutes, and then cooled to obtain fluorine-containing alumina particles 1.
(フッ素含有アルミナ粒子の製造例2)
BET比表面積120m2/gのアルミナ粉体を反応槽に入れ、窒素雰囲気下、撹拌しながらアルミナ粉体100gに対して、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン4g、及びヘキサメチルジシラザン0.5gの混合溶液をスプレーし、220℃で150分間加熱撹拌後、冷却して、フッ素含有アルミナ粒子2を得た。
(Production Example 2 of Fluorine-Containing Alumina Particles)
Alumina powder with a BET specific surface area of 120 m2 /g was placed in a reaction tank, and a mixed solution of 4 g of heptadecafluorodecyltrimethoxysilane and 0.5 g of hexamethyldisilazane was sprayed onto 100 g of the alumina powder while stirring under a nitrogen atmosphere. The mixture was heated and stirred at 220°C for 150 minutes, and then cooled to obtain fluorine-containing alumina particles 2.
(トナー製造例1)
[トナー処方]
・非線状ポリエステル樹脂A:42質量部
・線状ポリエステル樹脂B:45質量部
・ハイブリッド樹脂C:13質量部
・カーボンブラック:18質量部
・帯電制御剤(スピロンブラックTR-H、保土谷化学株式会社製):2.5質量部
・離型剤(低分子ポリプロピレン、重量平均分子量(Mw)=5,500):2.5質量部
(Toner Production Example 1)
[Toner formulation]
Non-linear polyester resin A: 42 parts by weight Linear polyester resin B: 45 parts by weight Hybrid resin C: 13 parts by weight Carbon black: 18 parts by weight Charge control agent (Spiron Black TR-H, manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.): 2.5 parts by weight Release agent (low molecular weight polypropylene, weight average molecular weight (Mw) = 5,500): 2.5 parts by weight
上記トナー処方をヘンシェルミキサーにて撹拌混合した後、ロールミルで125℃~130℃の温度で40分間加熱溶融し、室温(25℃)まで冷却した後、得られた混練物をジェットミルで粉砕分級し、体積平均粒径が7.0μmでありかつ5μm以下の粒子が35個数%の粒径分布を有するトナー母体粒子Aを得た。 The above toner formulation was mixed and stirred in a Henschel mixer, then heated and melted in a roll mill at a temperature of 125°C to 130°C for 40 minutes, cooled to room temperature (25°C), and the resulting kneaded material was pulverized and classified in a jet mill to obtain toner base particles A with a volume average particle size of 7.0 μm and a particle size distribution in which 35% by number of particles are 5 μm or less.
次に、トナー母体粒子A100質量部に対して、シリカ(R-972、クラリアントジャパン社製)1.2質量部、及びフッ素含有アルミナ粒子1を0.4質量部添加し、ヘンシェルミキサーを用い、下記無機粒子の混合条件にて、撹拌混合後、メッシュを通して大粒径の粒子を除去し、トナーAを得た。
-混合条件-
・周波数:80Hz
・時間:10min
Next, 1.2 parts by mass of silica (R-972, manufactured by Clariant Japan K.K.) and 0.4 parts by mass of fluorine-containing alumina particles 1 were added to 100 parts by mass of the toner base particles A, and the mixture was stirred and mixed using a Henschel mixer under the mixing conditions for inorganic particles described below. After that, large particles were removed through a mesh to obtain toner A.
-Mixing conditions-
Frequency: 80Hz
Time: 10 minutes
(トナー製造例2)
トナー製造例1において、トナー母体粒子Aを100質量部に対して、シリカ(R-972、クラリアントジャパン社製)1.2質量部、及びフッ素含有アルミナ粒子2を1.0質量部添加し、無機粒子の混合条件を下記の内容に変更した以外は、トナー製造例1と同様にして、トナーBを得た。
-混合条件-
・周波数:90Hz
・時間:15min
(Toner Production Example 2)
Toner B was obtained in the same manner as in Toner Production Example 1, except that in Toner Production Example 1, 1.2 parts by mass of silica (R-972, manufactured by Clariant Japan K.K.) and 1.0 part by mass of fluorine-containing alumina particles 2 were added per 100 parts by mass of toner base particles A, and the mixing conditions for the inorganic particles were changed to the following:
-Mixing conditions-
Frequency: 90Hz
Time: 15 min
(トナー製造例3)
トナー製造例1において、トナー母体粒子Aを100質量部に対して、シリカ(R-972、クラリアントジャパン社製)1.2質量部、及びフッ素含有アルミナ粒子1を1.0質量部添加し、無機粒子の混合条件を下記の内容に変更した以外は、トナー製造例1と同様にして、トナーCを得た。
-混合条件-
・周波数:90Hz
・時間:15min
(Toner Production Example 3)
Toner C was obtained in the same manner as in Toner Production Example 1, except that in Toner Production Example 1, 1.2 parts by mass of silica (R-972, manufactured by Clariant Japan K.K.) and 1.0 part by mass of fluorine-containing alumina particles 1 were added per 100 parts by mass of toner base particles A, and the mixing conditions for the inorganic particles were changed to the following:
-Mixing conditions-
Frequency: 90Hz
Time: 15 min
(キャリアの製造例)
<共重合体の合成>
上記のように重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて標準ポリスチレン換算で求めた。粘度は25℃でJIS-K2283に準じて測定した。また、不揮発分はコーティング剤組成物1gをアルミニウム皿に秤取り、150℃で1時間加熱した後の質量を測定して、次式に従って算出した。
不揮発分(%)=(加熱前の質量-加熱後の質量)×100/加熱前の質量
以下、本発明に使用する樹脂の合成例を示す。
(Carrier manufacturing example)
<Synthesis of copolymer>
As described above, the weight average molecular weight was determined in terms of standard polystyrene using gel permeation chromatography. The viscosity was measured at 25°C in accordance with JIS-K2283. The non-volatile content was calculated according to the following formula by weighing 1 g of the coating composition into an aluminum dish, heating it at 150°C for 1 hour, and then measuring the mass.
Non-volatile content (%)=(mass before heating−mass after heating)×100/mass before heating Hereinafter, examples of synthesis of resins used in the present invention will be described.
(樹脂合成例1)
撹拌機付きフラスコにトルエン300gを投入して、窒素ガス気流下で90℃まで昇温した。 次いでこれに、CH2=CMe-COO-C3H6-Si(OSiMe3)3(式中、Meはメチル基である。)で示される3-メタクリロキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン(サイラプレーン TM-0701T チッソ社製)84.4g(200ミリモル)、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン39g(150ミリモル)、メタクリル酸メチル65.0g(650ミリモル)及び2,2’-アゾビス-2-メチルブチロニトリル0.58g(3ミリモル)の混合物を1時間かけて滴下した。
滴下終了後、さらに、2,2’-アゾビス-2-メチルブチロニトリル0.06g(0.3ミリモル)をトルエン15gに溶解した溶液(2,2’-アゾビス-2-メチルブチロニトリルの合計量0.64g=3.3ミリモル)を加え、90~100℃で3時間混合することによってラジカル共重合させてメタクリル系共重合体Aを得た。
得られたメタクリル系共重合体Aの重量平均分子量は34,000であった。次いで、このメタクリル系共重合体溶液の不揮発分が25質量%になるようにトルエンで希釈した。このようにして得られた共重合体溶液の粘度は8.8mm2/sであり、比重は0.91であった。
(Resin Synthesis Example 1)
300 g of toluene was placed in a flask equipped with a stirrer and heated to 90° C. under a nitrogen gas flow. Next, a mixture of 84.4 g (200 mmol) of 3-methacryloxypropyltris(trimethylsiloxy)silane (Silaplane TM-0701T, manufactured by Chisso Corporation) represented by CH 2 ═CMe-COO-C 3 H 6 -Si(OSiMe 3 ) 3 (wherein Me is a methyl group), 39 g (150 mmol) of 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 65.0 g (650 mmol) of methyl methacrylate, and 0.58 g (3 mmol) of 2,2′-azobis-2-methylbutyronitrile was added dropwise to the flask over a period of 1 hour.
After the dropwise addition was completed, a solution of 0.06 g (0.3 mmol) of 2,2'-azobis-2-methylbutyronitrile dissolved in 15 g of toluene (total amount of 2,2'-azobis-2-methylbutyronitrile: 0.64 g = 3.3 mmol) was further added, and the mixture was mixed at 90 to 100°C for 3 hours to effect radical copolymerization, thereby obtaining a methacrylic copolymer A.
The weight average molecular weight of the obtained methacrylic copolymer A was 34,000. The methacrylic copolymer solution was then diluted with toluene so that the non-volatile content of the solution was 25% by mass. The viscosity of the copolymer solution thus obtained was 8.8 mm 2 /s, and the specific gravity was 0.91.
(樹脂合成例2)
樹脂合成例1において、3-メタクリロキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン(サイラプレーン TM-0701T チッソ社製)84.4g(200ミリモル)を126.6g(300ミリモル)、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン39g(150ミリモル)を33.8g(130ミリモル)、メタクリル酸メチル65.0g(650ミリモル)を57.0g(570ミリモル)に替えた以外は、樹脂合成例1と全く同じようにして、ラジカル共重合させてメタクリル系共重合体Bを得た。
得られたメタクリル系共重合体Bの重量平均分子量は35,000であった。次いで、このメタクリル系共重合体溶液の不揮発分が25質量%になるようにトルエンで希釈した。このようにして得られた共重合体溶液の粘度は8.7mm2/sであり、比重は0.91であった。
(Resin Synthesis Example 2)
A methacrylic copolymer B was obtained by radical copolymerization in exactly the same manner as in Resin Synthesis Example 1, except that in Resin Synthesis Example 1, 84.4 g (200 mmol) of 3-methacryloxypropyltris(trimethylsiloxy)silane (Silaplane TM-0701T, manufactured by Chisso Corporation) was changed to 126.6 g (300 mmol), 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane was changed to 33.8 g (130 mmol), and 65.0 g (650 mmol) of methyl methacrylate was changed to 57.0 g (570 mmol).
The weight average molecular weight of the resulting methacrylic copolymer B was 35,000. The methacrylic copolymer solution was then diluted with toluene so that the non-volatile content of the solution was 25% by mass. The viscosity of the copolymer solution thus obtained was 8.7 mm 2 /s, and the specific gravity was 0.91.
(樹脂合成例3)
樹脂合成例1において、3-メタクリロキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン(サイラプレーン TM-0701T チッソ社製)84.4g(200ミリモル)を46.4g(110ミリモル)、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン39g(150ミリモル)を31.2g(120ミリモル)、メタクリル酸メチル65.0g(650ミリモル)を77.0g(770ミリモル)に替えた以外は、樹脂合成例1と全く同じようにして、ラジカル共重合させてメタクリル系共重合体Cを得た。
得られたメタクリル系共重合体Cの重量平均分子量は33,000であった。次いで、このメタクリル系共重合体溶液の不揮発分が25質量%になるようにトルエンで希釈した。このようにして得られた共重合体溶液の粘度は8.7mm2/sであり、比重は0.91であった。
(Resin Synthesis Example 3)
A methacrylic copolymer C was obtained by radical copolymerization in exactly the same manner as in Resin Synthesis Example 1, except that in Resin Synthesis Example 1, 84.4 g (200 mmol) of 3-methacryloxypropyltris(trimethylsiloxy)silane (Silaplane TM-0701T, manufactured by Chisso Corporation) was changed to 46.4 g (110 mmol), 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane was changed to 31.2 g (120 mmol), and 65.0 g (650 mmol) of methyl methacrylate was changed to 77.0 g (770 mmol).
The weight average molecular weight of the resulting methacrylic copolymer C was 33,000. The methacrylic copolymer solution was then diluted with toluene to a non-volatile content of 25% by mass. The viscosity of the copolymer solution thus obtained was 8.7 mm 2 /s, and the specific gravity was 0.91.
(樹脂合成例4)
樹脂合成例1において、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン39g(150ミリモル)を26g(100ミリモル)、メタクリル酸メチル65.0g(650ミリモル)を70.0g(700ミリモル)に替えた以外は、樹脂合成例1と全く同じようにして、ラジカル共重合させてメタクリル系共重合体Dを得た。
得られたメタクリル系共重合体Dの重量平均分子量は34,000であった。次いで、このメタクリル系共重合体溶液の不揮発分が25質量%になるようにトルエンで希釈した。このようにして得られた共重合体溶液の粘度は8.8mm2/sであり、比重は0.91であった。
(Resin Synthesis Example 4)
Radical copolymerization was carried out in the same manner as in Resin Synthesis Example 1, except that in Resin Synthesis Example 1, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane was changed from 39 g (150 mmol) to 26 g (100 mmol) and methyl methacrylate was changed from 65.0 g (650 mmol) to 70.0 g (700 mmol), to obtain a methacrylic copolymer D.
The weight average molecular weight of the obtained methacrylic copolymer D was 34,000. The methacrylic copolymer solution was then diluted with toluene so that the non-volatile content of the solution became 25% by mass. The viscosity of the copolymer solution thus obtained was 8.8 mm 2 /s, and the specific gravity was 0.91.
(キャリア製造例1)
(樹脂液1の製造)
・メタクリル系共重合体A(固形分濃度:25%) 3400部
・アミノシラン(固形分濃度:100%) 30部
・トルエン 4800部
以上の各材料をホモミキサーにて10分間分散し、樹脂層形成用の樹脂液1を調合した。
(Carrier Production Example 1)
(Production of resin liquid 1)
Methacrylic copolymer A (solids concentration: 25%) 3400 parts Aminosilane (solids concentration: 100%) 30 parts Toluene 4800 parts The above materials were dispersed in a homomixer for 10 minutes to prepare resin liquid 1 for forming a resin layer.
(樹脂層被覆キャリアの製造)
キャリア芯材粒子として体積平均粒径35μmのMnMgフェライト粒子を用い、上記樹脂液1を芯材粒子表面に厚みが0.50μmとなるようにスピラコーター(岡田精工社製)により60℃の雰囲気下で30g/minの割合で塗布し、その後、乾燥させた。得られたキャリアを、電気炉中にて230℃で1時間放置して焼成し、冷却後に目開き100μmの篩を用いて解砕して、[キャリア1]を得た。平均厚さTは0.50μmであった。
芯材粒子の体積平均粒径の測定は、マイクロトラック粒度分析計(日機装株式会社)のSRAタイプを使用し、0.7μm以上、125μm以下のレンジ設定で行ったものを用いた。
前記芯材粒子表面から樹脂層表面までの厚みT(μm)は、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて、キャリア断面の観察をし、芯材粒子表面から樹脂層表面までの厚みTを、キャリア表面に沿って0.2μm間隔で50点測定し、得られた測定値を平均して求めた。
(Production of Resin Layer-Coated Carrier)
MnMg ferrite particles with a volume average particle size of 35 μm were used as carrier core particles, and the above resin liquid 1 was applied to the surface of the core particles at a rate of 30 g/min in an atmosphere of 60° C. using a Spiracoater (manufactured by Okada Seiko Co., Ltd.) so that the thickness was 0.50 μm, and then dried. The obtained carrier was left to stand in an electric furnace at 230° C. for 1 hour for firing, and after cooling, it was crushed using a sieve with a mesh size of 100 μm to obtain [Carrier 1]. The average thickness T was 0.50 μm.
The volume average particle size of the core particles was measured using a Microtrac particle size analyzer (Nikkiso Co., Ltd., SRA type) with the range set to 0.7 μm or more and 125 μm or less.
The thickness T (μm) from the surface of the core particle to the surface of the resin layer was determined by observing the cross section of the carrier using a transmission electron microscope (TEM), measuring the thickness T from the surface of the core particle to the surface of the resin layer at 50 points at intervals of 0.2 μm along the carrier surface, and averaging the measured values obtained.
(キャリア製造例2)
(樹脂液2)
・メタクリル系共重合体B(固形分濃度:25%) 3400部
・アミノシラン(固形分濃度:100%) 30部
・トルエン 4800部
キャリア製造例1において樹脂液1を上記樹脂液2に変更したこと以外はキャリア製造例1と同様にして[キャリア2]を得た。
(Carrier Manufacturing Example 2)
(Resin Liquid 2)
Methacrylic copolymer B (solid content: 25%) 3,400 parts Aminosilane (solid content: 100%) 30 parts Toluene 4,800 parts [Carrier 2] was obtained in the same manner as in Carrier Production Example 1, except that Resin Liquid 1 in Carrier Production Example 1 was changed to Resin Liquid 2.
(キャリア製造例3)
(樹脂液3)
・メタクリル系共重合体C(固形分濃度:25%) 3400部
・アミノシラン(固形分濃度:100%) 30部
・トルエン 4800部
キャリア製造例1において樹脂液1を上記樹脂液3に変更したこと以外はキャリア製造例1と同様にして[キャリア3]を得た。
(Carrier Production Example 3)
(Resin Liquid 3)
Methacrylic copolymer C (solid content: 25%) 3,400 parts Aminosilane (solid content: 100%) 30 parts Toluene 4,800 parts [Carrier 3] was obtained in the same manner as in Carrier Production Example 1, except that Resin Liquid 1 in Carrier Production Example 1 was changed to Resin Liquid 3.
(キャリア製造例4)
(樹脂液4)
・メタクリル系共重合体D(固形分濃度:25%) 3400部
・アミノシラン(固形分濃度:100%) 30部
・トルエン 4800部
キャリア製造例1において樹脂液1を上記樹脂液4に変更したこと以外はキャリア製造例1と同様にして[キャリア4]を得た。
(Carrier Production Example 4)
(Resin Liquid 4)
- Methacrylic copolymer D (solid content: 25%) 3,400 parts - Aminosilane (solid content: 100%) 30 parts - Toluene 4,800 parts [Carrier 4] was obtained in the same manner as in Carrier Production Example 1, except that Resin Liquid 1 in Carrier Production Example 1 was changed to Resin Liquid 4.
(キャリア製造例5)
(樹脂液5)
(樹脂液5の製造)
・シリコーン樹脂溶液[SR2410:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製]
(固形分濃度:20%) 4200部
・アミノシラン(固形分濃度:100%) 30部
・トルエン 4000部
キャリア製造例1において樹脂液1を上記樹脂液5に変更したこと以外はキャリア製造例1と同様にして[キャリア5]を得た。
(Carrier Production Example 5)
(Resin Liquid 5)
(Production of resin liquid 5)
Silicone resin solution [SR2410: manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.]
(solid content concentration: 20%) 4,200 parts Aminosilane (solid content concentration: 100%) 30 parts Toluene 4,000 parts [Carrier 5] was obtained in the same manner as in Carrier Production Example 1, except that Resin Liquid 1 in Carrier Production Example 1 was changed to Resin Liquid 5.
(キャリア製造例6)
(樹脂液6)
・アクリル樹脂溶液[ヒタロイド3001:日立化成社製]
(固形分濃度:50%) 500部
・グアナミン溶液[マイコート106:MTアクアポリマー社製]
(固形分濃度:70%) 90部
・酸性触媒 0.25質量部[キャタリスト4040:MTアクアポリマー社製]
(固形分濃度:40%) 3部
・シリコーン樹脂溶液 [SR2410:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製]
(固形分濃度:20%) 2100部
・アミノシラン(固形分濃度:100%) 30部
・トルエン 5400部
キャリア製造例1において樹脂液1を上記樹脂液6に変更したこと以外はキャリア製造例1と同様にして[キャリア6]を得た。
(Carrier Production Example 6)
(Resin Liquid 6)
Acrylic resin solution [Hitaroid 3001: manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.]
(Solid content concentration: 50%) 500 parts of guanamine solution [Mycoat 106: manufactured by MT Aquapolymer Co., Ltd.]
(Solid content: 70%) 90 parts Acid catalyst 0.25 parts by mass [Catalyst 4040: manufactured by MT Aqua Polymer Co., Ltd.]
(Solid content concentration: 40%) 3 parts silicone resin solution [SR2410: manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.]
(Solid content concentration: 20%) 2,100 parts Aminosilane (Solid content concentration: 100%) 30 parts Toluene 5,400 parts [Carrier 6] was obtained in the same manner as in Carrier Production Example 1, except that Resin Liquid 1 in Carrier Production Example 1 was changed to Resin Liquid 6.
[実施例1]
トナー製造例1で得たトナーAを7質量部と、キャリア製造例1で得たキャリア1を93質量部用い、ミキサーで3分攪拌して現像剤1を作成した。
[Example 1]
Developer 1 was prepared by mixing 7 parts by weight of Toner A obtained in Toner Production Example 1 and 93 parts by weight of Carrier 1 obtained in Carrier Production Example 1 in a mixer for 3 minutes.
[実施例2]
キャリア1をキャリア2に変更したこと以外は実施例1と同様にして現像剤2を作成した。
[Example 2]
Developer 2 was prepared in the same manner as in Example 1, except that Carrier 1 was changed to Carrier 2.
[実施例3]
キャリア1をキャリア3に変更したこと以外は実施例1と同様にして現像剤3を作成した。
[Example 3]
Developer 3 was prepared in the same manner as in Example 1, except that Carrier 1 was changed to Carrier 3.
[実施例4]
キャリア1をキャリア4に変更したこと以外は実施例1と同様にして現像剤4を作成した。
[Example 4]
Developer 4 was prepared in the same manner as in Example 1, except that Carrier 1 was changed to Carrier 4.
[実施例5]
トナーAをトナーBに変更したこと以外は実施例1と同様にして現像剤5を作成した。
[Example 5]
Developer 5 was prepared in the same manner as in Example 1, except that toner A was changed to toner B.
[実施例6]
トナーAをトナーCに変更したこと以外は実施例1と同様にして現像剤6を作成した。
[Example 6]
Developer 6 was prepared in the same manner as in Example 1, except that toner A was changed to toner C.
[比較例1]
キャリア1をキャリア5に変更したこと以外は実施例1と同様にして現像剤7を作成した。
[Comparative Example 1]
Developer 7 was prepared in the same manner as in Example 1, except that Carrier 1 was changed to Carrier 5.
[比較例2]
キャリア1をキャリア6に変更したこと以外は実施例1と同様にして現像剤8を作成した。
[Comparative Example 2]
Developer 8 was prepared in the same manner as in Example 1, except that Carrier 1 was changed to Carrier 6.
得られた現像剤について、各キャリアの樹脂層の構成、各トナーのX線光電子分析(XPS)法により求めたアルミニウム濃度(atomic%)X1と、X1とフッ素濃度(atomic%)X2の比を表1に示した。 For the resulting developers, the composition of the resin layer of each carrier, the aluminum concentration (atomic%) X1 of each toner determined by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and the ratio of X1 to the fluorine concentration (atomic%) X2 are shown in Table 1.
(現像剤特性評価)
得られた現像剤を用いて、下記の評価を行った。
長期印刷時におけるキャリアの削れ、抵抗の変動の評価としてエッジキャリア付着、ベタキャリア付着の評価を行い、長期印刷時の帯電安定性の評価として、トナー飛散、地肌かぶり、IDの評価を行った。
(Developer characteristic evaluation)
The resulting developer was subjected to the following evaluations.
To evaluate the carrier scraping and resistance fluctuation during long-term printing, edge carrier adhesion and solid carrier adhesion were evaluated, and toner scattering, background fogging, and ID were evaluated to evaluate the charging stability during long-term printing.
得られた現像剤を用いて市販のデジタルフルカラー複合機(株式会社リコー製、Pro C9100)にセットし、画像評価を実施した。 The resulting developer was used in a commercially available digital full-color multifunction printer (Ricoh Co., Ltd., Pro C9100) and image evaluation was performed.
(トナー飛散)
100万枚ランニング後に現像剤担持体下部に溜まったトナーの量を吸引、回収し、トナー重量を測定した。評価基準を以下に示す。
0mg以上~50mg未満 : ◎(大変良好)
50mg以上~100mg未満 : ○(良好)
100mg以上~250mg未満 : △(使用可能)
250mg以上 : ×(不良)
(Toner scattering)
After the 1,000,000 sheets were printed, the amount of toner remaining in the lower part of the developer carrying member was sucked and collected, and the weight of the toner was measured.
0 mg or more to less than 50 mg: ◎ (very good)
50 mg or more but less than 100 mg: ○ (good)
100mg or more but less than 250mg: △ (usable)
250mg or more: × (defective)
(地肌かぶり)
本発明の重要な狙いの一つに、帯電性能付与微粒子によって、印刷開始から長期間に渡って安定した帯電能力が得られるということがある。その狙いを評価する方法の一つとして、地肌かぶり評価がある。
100万枚ランニング後に白紙画像を現像中に停止させ、現像後の感光体上のトナーをテープ転写し、未転写のテープの画像濃度との差(ΔID)を938スペクトロデンシトメーター(X-Rite社製)により測定を行なった。評価基準を以下に示す。
0以上~0.005未満 : ◎(大変良好)
0.005以上~0.01未満 : ○(良好)
0.01以上~0.02未満 : △(使用可能)
0.02以上 : ×(不良)
(Skin cover)
One of the important aims of the present invention is to obtain a stable charging ability for a long period of time from the start of printing by the charge performance imparting fine particles. One method for evaluating this aim is to evaluate background fogging.
After 1 million sheets were printed, the development of the blank image was stopped, the toner on the photoreceptor after development was transferred to tape, and the difference in image density (ΔID) from that of the untransferred tape was measured using a 938 spectrodensitometer (manufactured by X-Rite). The evaluation criteria are as follows:
0 or more and less than 0.005: ◎ (very good)
0.005 or more to less than 0.01: ○ (good)
0.01 or more and less than 0.02: △ (usable)
0.02 or more: × (defective)
(エッジキャリア付着)
マシンを環境評価室(10℃15%の低温低湿環境)に入れて一日放置し、その後、各現像剤を用いてエッジキャリア付着を評価した。
現像条件(帯電電位(Vd):-630V、現像バイアス:DC-500V)にて170μm×170μmを1マスとして、ベタ部と白紙を縦横交互に配置させた画像をA3サイズで出力し、1マス1マスの境目にあるキャリア付着による画像の白抜け個数をカウントした。評価基準を下記に示す。
0個 : ◎(大変良好)
1~3個 : ○(良好)
4~10個 : △(使用可能)
11個以上 : ×(不良)
(Edge carrier adhesion)
The machine was placed in an environmental evaluation room (low-temperature, low-humidity environment of 10° C. and 15%) and left for a day, after which edge carrier adhesion was evaluated using each developer.
Under the development conditions (charging potential (Vd): -630 V, development bias: DC -500 V), an image in which solid areas and blank paper were arranged vertically and horizontally alternately, with 170 μm x 170 μm as one square, was output on A3 size, and the number of white spots in the image due to carrier adhesion at the boundary of each square was counted. The evaluation criteria are shown below.
0: ◎ (very good)
1 to 3 pieces: ○ (good)
4 to 10 pieces: △ (available)
11 or more: × (defective)
(ベタキャリア付着)
マシンを実験室環境(25℃60%環境)にて、各現像剤を用いてベタキャリア付着を評価した。
ベタ画像を所定の現像条件(帯電電位(Vd):-600V、画像部(ベタ原稿)にあたる部分の感光後の電位:-100V、現像バイアス:DC -500V)にて作像中に電源をOFFにする等の方法で作像を中断し、転写後の感光体上のキャリア付着の個数を数えて評価を実施した。なお、評価する領域は感光体上の10mm×100mmの領域とした。評価基準を下記に示す。
0個 : ◎(大変良好)
1~3個 : ○(良好)
4~10個 : △(使用可能)
11個以上 : ×(不良)
(Solid carrier adhesion)
The machine was placed in a laboratory environment (25° C., 60% humidity) and solid carrier adhesion was evaluated using each developer.
A solid image was formed under specified development conditions (charging potential (Vd): -600 V, potential after exposure of image area (solid original): -100 V, development bias: DC -500 V), and image formation was interrupted by a method such as turning off the power during image formation, and the number of carrier particles adhering to the photoconductor after transfer was counted and evaluated. The area to be evaluated was a 10 mm x 100 mm area on the photoconductor. The evaluation criteria are shown below.
0: ◎ (very good)
1 to 3 pieces: ○ (good)
4 to 10 pieces: △ (available)
11 or more: × (defective)
(ID)
マシンを環境評価室(10℃15%の低温低湿環境)に入れて100K枚(100000枚)ラン後、白ベター、及び黒ベター画像、A3紙(銘柄:RICOH MyPaper)を各3枚を印字し、画像サンプル上の画像濃度(目視評価)を評価した。
以上の評価結果を次の4段階でランク付けした。
◎:大変良い、○:良い、△:使用可能、×:悪い
(ID)
The machine was placed in an environmental evaluation room (a low-temperature, low-humidity environment of 10°C and 15%) and run for 100,000 sheets (100,000 sheets). After that, three sheets each of white solid and black solid images were printed on A3 paper (brand: RICOH MyPaper), and the image density (visual evaluation) on the image samples was evaluated.
The above evaluation results were ranked in the following four stages.
◎: Very good, ○: Good, △: Usable, ×: Bad
画像評価の結果を表2に示す。 The results of the image evaluation are shown in Table 2.
10 プロセスカートリッジ
11 感光体
12 帯電装置
13 現像装置
14 クリーニング装置
10: process cartridge 11: photoconductor 12: charging device 13: developing device 14: cleaning device
Claims (8)
前記トナーが前記無機粒子として少なくともフッ素含有アルミナ粒子を含み、前記樹脂層がアクリルシリコーン樹脂を含み、
前記アクリルシリコーン樹脂が、少なくとも下記一般式(A)で表されるA成分と下記一般式(B)で表されるB成分とを含む共重合体の架橋物を含むことを特徴とする電子写真用現像剤。
the toner contains at least fluorine-containing alumina particles as the inorganic particles, and the resin layer contains an acrylic silicone resin,
The electrophotographic developer , wherein the acrylic silicone resin contains a crosslinked product of a copolymer containing at least a component A represented by the following general formula (A) and a component B represented by the following general formula (B) :
2.7≦X1/X2≦5.5 式(2)
2.1≦X1≦3.0 式(3) 3. The electrophotographic developer according to claim 1, wherein when an aluminum concentration (atomic %) in the toner determined by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) is X1 and a fluorine concentration (atomic %) in the toner is X2, the toner satisfies the following relational expressions (2) and (3):
2.7≦X1/X2≦5.5 Formula (2)
2.1≦X1≦3.0 Formula (3)
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