JP7776115B2 - Toner for developing electrostatic latent images - Google Patents
Toner for developing electrostatic latent imagesInfo
- Publication number
- JP7776115B2 JP7776115B2 JP2021165206A JP2021165206A JP7776115B2 JP 7776115 B2 JP7776115 B2 JP 7776115B2 JP 2021165206 A JP2021165206 A JP 2021165206A JP 2021165206 A JP2021165206 A JP 2021165206A JP 7776115 B2 JP7776115 B2 JP 7776115B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- mass
- silica particles
- electrostatic latent
- particles
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Description
本発明は静電潜像現像用トナーに関し、より詳しくはファクシミリやプリンター、複写機などの、いわゆる電子写真法を利用した画像形成装置に使用される静電潜像現像用トナー(以下、単に「トナー」と記すことがある)などに関するものである。 The present invention relates to a toner for developing electrostatic latent images, and more specifically to a toner for developing electrostatic latent images (hereinafter sometimes simply referred to as "toner") used in image forming devices that utilize electrophotography, such as facsimiles, printers, and copiers.
例えば、電子写真方式を用いたファクシミリやプリンター、複写機などの画像形成装置では、一般に、用紙などの転写材に転写されたトナー画像を加熱し溶融させて転写材に定着させている。近年の省エネルギー化の意識の高まりを受けて、従来よりも一層低温で定着するトナーが望まれている。 For example, in electrophotographic image forming devices such as facsimiles, printers, and copiers, a toner image transferred to a transfer material such as paper is generally heated, melted, and fixed to the transfer material. In response to growing awareness of energy conservation in recent years, there is a demand for toner that can be fixed at even lower temperatures than conventional toners.
トナーを低温で定着させる方法として、これまで、トナーを構成する結着樹脂の分子量や分子量分布を調整する方法(特許文献1)、結着樹脂として非結晶性樹脂と結晶性樹脂とを併用する方法(特許文献2)など種々提案されている。 Various methods have been proposed for fixing toner at low temperatures, including adjusting the molecular weight and molecular weight distribution of the binder resin that makes up the toner (Patent Document 1) and using a combination of an amorphous resin and a crystalline resin as the binder resin (Patent Document 2).
前記提案の方法によれば、ある程度のトナーの低温定着性は図れるものの、近年の画像形成装置の高速化に十分に対応しているとはいえず、トナーの低温定着性の一層の向上が望まれている。 While the proposed method achieves a certain degree of low-temperature fixability for toner, it cannot be said to be fully compatible with the increasing speed of image forming devices in recent years, and further improvements in the low-temperature fixability of toner are desired.
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、低温定着性の一層の向上が可能なトナーを提供することにある。 The present invention was made in consideration of these conventional problems, and its purpose is to provide a toner that can further improve low-temperature fixability.
前記目的を達成する本発明に係るトナーは、トナー母粒子と、前記トナー母粒子に外添されたシリカ粒子とを有する静電潜像現像用トナーであって、前記トナー母粒子が、少なくとも結着樹脂と着色剤とを含み、前記シリカ粒子が、アルキルシランカップリング剤で疎水化処理されたものであり、下記式から算出される前記アルキルシランカップリング剤の実質処理量が0.01質量%以上30質量%未満であることを特徴とする。
アルキルシランカップリング剤による実質処理量(質量%)=強熱減量-乾燥減量
強熱減量(質量%):シリカ粒子を温度500℃で2時間保持したときの質量減少率
乾燥減量(質量%):シリカ粒子を温度105℃で2時間保持したときの質量減少率
The toner according to the present invention, which achieves the above-mentioned object, is a toner for developing electrostatic latent images, which comprises toner base particles and silica particles externally added to the toner base particles, wherein the toner base particles contain at least a binder resin and a colorant, the silica particles are hydrophobized with an alkylsilane coupling agent, and the actual treated amount of the alkylsilane coupling agent, calculated from the following formula, is 0.01% by mass or more and less than 30% by mass:
Actual treatment amount with alkylsilane coupling agent (mass%) = loss on ignition - loss on drying Loss on ignition (mass%): mass loss rate when silica particles are kept at a temperature of 500°C for 2 hours Loss on drying (mass%): mass loss rate when silica particles are kept at a temperature of 105°C for 2 hours
前記構成のトナーにおいて、前記シリカ粒子が、平均一次粒子径5nm以上70nm以下のフュームドシリカまたは平均一次粒子径50nm以上200nm以下のコロイダルシリカであるのが好ましい。 In the toner having the above configuration, it is preferable that the silica particles be fumed silica having an average primary particle diameter of 5 nm to 70 nm or colloidal silica having an average primary particle diameter of 50 nm to 200 nm.
前記構成のトナーにおいて、前記アルキルシランカップリング剤が、置換基を有さない炭素数3以上の直鎖のアルキル基を有するものであるのが好ましい。 In the toner having the above configuration, it is preferable that the alkylsilane coupling agent has an unsubstituted, linear alkyl group having 3 or more carbon atoms.
また前記構成のトナーにおいて、前記シリカ粒子の外添量が前記トナー母粒子に対して0.5質量%以上10質量%以下の範囲であるのが好ましい。 Furthermore, in the toner having the above-described configuration, it is preferable that the amount of the silica particles added externally is in the range of 0.5% by mass or more and 10% by mass or less relative to the toner base particles.
また前記構成のトナーに対して、前記トナー母粒子の体積平均粒径が4μm以上15μm以下の範囲であるのが好ましい。 Furthermore, for a toner having the above-described configuration, it is preferable that the volume average particle size of the toner base particles is in the range of 4 μm or more and 15 μm or less.
また本発明によれば、前記のいずれかに記載のトナーとキャリアとを有することを特徴とする静電潜像現像用現像剤が提供される。 The present invention also provides a developer for developing electrostatic latent images, characterized by comprising any of the toners described above and a carrier.
本発明のトナーによれば、低温定着性の一層の向上が可能となる。また本発明の現像剤によれば、画像形成装置の高速化にも対応可能となる。 The toner of the present invention enables further improvement in low-temperature fixability. Furthermore, the developer of the present invention can also accommodate faster image forming devices.
本発明者等はトナーの低温定着性の向上を図るため鋭意検討を重ねた結果、トナーの低温定着性には結着樹脂の外、トナー母粒子の外添剤も影響するとの新たな知見を得た。より具体的には、外添剤としての疎水化処理されたシリカ粒子が、溶融トナーの粘度を上昇させて、結果としてトナー画像の被転写材への定着性を低下させているとの知見を得た。そしてまた本発明者等がさらに検討を進めたところ、シリカ粒子の疎水化処理剤の種類および処理量によって溶融トナーの粘度の上昇を抑えることができることを見出し本発明を成すに至った。 After extensive research into improving the low-temperature fixability of toner, the inventors discovered that in addition to the binder resin, the external additives on the toner base particles also affect the low-temperature fixability of toner. More specifically, they discovered that hydrophobically treated silica particles used as external additives increase the viscosity of molten toner, thereby reducing the fixability of the toner image to the transfer material. Further research led the inventors to discover that the increase in viscosity of molten toner can be suppressed by adjusting the type and amount of hydrophobizing agent used on the silica particles, which led to the present invention.
すなわち本発明に係るトナーは、トナー母粒子と、トナー母粒子に外添されたシリカ粒子とを有するトナーであって、シリカ粒子が、アルキルシランカップリング剤で疎水化処理されていることが大きな特徴の一つである。 In other words, the toner according to the present invention is a toner comprising toner base particles and silica particles externally added to the toner base particles, and one of its major features is that the silica particles have been hydrophobized with an alkylsilane coupling agent.
これまでシリカ粒子はトナーの流動性や帯電性を向上させる目的でトナーの外添剤として広く用いられてきた。また、シリカ粒子はそれ自体が親水性であるため温湿度の影響を受けやすいため、これまで疎水化処理されたシリカ粒子が好適に用いられてきた。疎水化処理剤としてはHMDS(ヘキサメチルジシラザン)やPDMS(ポリジメチルシロキサン)などが主に用いられてきた。 To date, silica particles have been widely used as an external toner additive to improve the fluidity and charging properties of toner. Furthermore, because silica particles themselves are hydrophilic and susceptible to temperature and humidity, hydrophobically treated silica particles have been used favorably. HMDS (hexamethyldisilazane) and PDMS (polydimethylsiloxane) have primarily been used as hydrophobizing agents.
しかしながら、本発明者等の検討の結果によれば、HMDSやPDMSで処理されたシリカ粒子が外添されたトナーは、トナー流動性や帯電性は向上するものの、トナーが溶融したときのトナー粘度が上昇してトナーの転写材への定着性が阻害されることがわかった。加えて、シリカ粒子の疎水化処理剤としてアルキルシランカップリング剤を用いれば溶融トナーの増粘が抑えられること、また、アルキルシランカップリング剤による処理量は所定範囲とするのがよいことがわかった。本発明で使用するアルキルシランカップリング剤について以下説明する。 However, according to the results of the inventors' research, it was found that although toner to which silica particles treated with HMDS or PDMS are externally added improves toner fluidity and charging properties, the viscosity of the toner increases when the toner melts, impairing the toner's fixability to the transfer material. In addition, it was found that using an alkylsilane coupling agent as a hydrophobic treatment agent for silica particles can suppress the increase in viscosity of the molten toner, and that it is best to keep the amount of alkylsilane coupling agent used within a specified range. The alkylsilane coupling agent used in the present invention is described below.
(アルキルシランカップリング剤)
本発明で使用するアルキルシランカップリング剤としては、次式で示されるトリアルコキシアルキルシランカップリング剤が好ましい。
CnH2n+1-Si(OCmH2m+1)3
(式中、n:3以上の整数、m:1~3の整数)
nが3より小さいと疎水性の効果が小さくなるおそれがある。nの好ましい最大値は18である。nが大きいほど溶融トナーの増粘作用は抑えられる。nのより好ましい範囲は8~12の整数である。また、mが3より大きいと疎水化処理の反応性が低下するおそれがある。mのより好ましい範囲は1~2の整数である。またアルキル基は置換基を有していないのが好ましい。
(Alkylsilane coupling agent)
The alkylsilane coupling agent used in the present invention is preferably a trialkoxyalkylsilane coupling agent represented by the following formula:
C n H 2n+1 -Si(OC m H 2m+1 ) 3
(wherein n is an integer of 3 or more, and m is an integer of 1 to 3)
If n is less than 3, the hydrophobic effect may be reduced. The preferred maximum value for n is 18. The larger n is, the more the thickening effect of the molten toner is suppressed. A more preferred range for n is an integer from 8 to 12. Furthermore, if m is greater than 3, the reactivity of the hydrophobic treatment may decrease. A more preferred range for m is an integer from 1 to 2. Furthermore, it is preferable that the alkyl group does not have a substituent.
シリカ粒子に対するアルキルシランカップリング剤の前記式から算出される実質処理量は0.01質量%以上30質量%未満の範囲である。アルキルシランカップリング剤の実質処理量が0.01質量%未満であるとシリカ粒子に疎水性を付与できない。一方、アルキルシランカップリング剤の実質処理量が30質量%以上であると溶融トナーの増粘作用が大きくなる。アルキルシランカップリング剤の実質処理量の好ましい範囲は1質量%以上10質量%以下の範囲である。 The effective treatment amount of alkylsilane coupling agent relative to silica particles, calculated from the above formula, is in the range of 0.01% by mass or more and less than 30% by mass. If the effective treatment amount of alkylsilane coupling agent is less than 0.01% by mass, hydrophobicity cannot be imparted to the silica particles. On the other hand, if the effective treatment amount of alkylsilane coupling agent is 30% by mass or more, the thickening effect of the molten toner becomes greater. The preferred range of the effective treatment amount of alkylsilane coupling agent is in the range of 1% by mass or more and 10% by mass or less.
なお、シリカ粒子の強熱減量は、シリカ粒子を500℃で2時間保持したときの質量減少率であって、シリカ粒子に存在する有機物、揮発性成分および水分の質量割合を意味する。一方、乾燥減量はシリカ粒子を105℃で2時間保持したときの質量減少率であって、シリカ粒子に存在する揮発性成分および水分の質量割合を意味する。したがって、強熱減量から乾燥減量を引くとシリカ粒子に存在する有機物、すなわちアルキルシランカップリング剤の実質の存在量が算出される。 The ignition loss of silica particles is the mass loss rate when the silica particles are held at 500°C for two hours, and refers to the mass proportion of organic matter, volatile components, and moisture present in the silica particles. On the other hand, the drying loss is the mass loss rate when the silica particles are held at 105°C for two hours, and refers to the mass proportion of volatile components and moisture present in the silica particles. Therefore, subtracting the drying loss from the ignition loss calculates the actual amount of organic matter present in the silica particles, i.e., the amount of alkylsilane coupling agent present.
アルキルシランカップリング剤によるシリカ粒子の疎水化処理方法としては特に限定はなく、従来公知の方法が用いられる。例えば、シリカ粒子とアルキルシランカップリング剤とをヘンシェルミキサーなどの混合機を用いて直接混合する方法やシリカ粒子にアルキルシランカップリング剤を噴霧する方法、あるいは適当な溶媒にアルキルシランカップリング剤を溶解又は分散させた液にシリカ粒子を加えた後、溶媒を除去する方法などが挙げられる。 There are no particular limitations on the method for hydrophobizing silica particles with an alkylsilane coupling agent, and conventional methods can be used. Examples include directly mixing silica particles and an alkylsilane coupling agent using a mixer such as a Henschel mixer, spraying the alkylsilane coupling agent onto silica particles, or adding silica particles to a solution in which an alkylsilane coupling agent is dissolved or dispersed in a suitable solvent, followed by removing the solvent.
(シリカ粒子)
本発明で使用するシリカ粒子は、従来公知の方法で製造されたものをいずれも用いることできるが、シリカ粒子の分散性などの観点から、乾式法又は高温加水分解法により製造されたものが好ましい。具体的にはフュームドシリカまたはコロイダルシリカが好適に使用される。シリカ粒子としてフュームドシリカが使用される場合、その平均一次粒子径は5nm以上70nm以下のものが好ましい。またシリカ粒子としてコロイダルシリカが使用される場合、その平均一次粒子径は50nm以上200nm以下のものが好ましい。
(Silica particles)
The silica particles used in the present invention can be any particles produced by a conventionally known method, but from the viewpoint of the dispersibility of the silica particles, those produced by a dry method or a high-temperature hydrolysis method are preferred. Specifically, fumed silica or colloidal silica is preferably used. When fumed silica is used as the silica particles, the average primary particle diameter is preferably 5 nm or more and 70 nm or less. When colloidal silica is used as the silica particles, the average primary particle diameter is preferably 50 nm or more and 200 nm or less.
なお、シリカ粒子の平均一次粒子径は、シリカ粒子を走査型電子顕微鏡(SEM)で撮影し、無作為に抽出した複数個(100個)の粒子の直径または最大径の平均値である。 The average primary particle size of silica particles is the average value of the diameters or maximum diameters of several (100) particles randomly selected from photographs of silica particles taken with a scanning electron microscope (SEM).
シリカ粒子のトナー母粒子の表面への外添量としては、トナー母粒子に対して0.5質量%以上10質量%以下の範囲が好ましい。シリカ粒子の外添量が0.5質量%未満であるとトナーの流動性や帯電性などの向上が図れないおそれある。一方、シリカ粒子の外添量が10質量%を超えるとトナーが溶融したときの粘度が上昇し低温定着性が低下するおそれがある。 The amount of silica particles externally added to the surface of the toner base particles is preferably in the range of 0.5% to 10% by weight relative to the toner base particles. If the amount of silica particles externally added is less than 0.5% by weight, the fluidity and chargeability of the toner may not be improved. On the other hand, if the amount of silica particles externally added exceeds 10% by weight, the viscosity of the toner when melted may increase, resulting in a decrease in low-temperature fixability.
(トナー母粒子)
本発明で使用するトナー母粒子は少なくとも結着樹脂と着色剤とを含む。結着樹脂としては特に限定はなく、例えばスチレン-アクリル樹脂やポリエステル樹脂を挙げることができる。もちろん必要によりこれらの樹脂にその他の樹脂を併用してもよい。
(Toner base particles)
The toner base particles used in the present invention contain at least a binder resin and a colorant. There are no particular limitations on the binder resin, and examples thereof include styrene-acrylic resin and polyester resin. Of course, these resins may be used in combination with other resins as needed.
スチレン-アクリル樹脂の基体となる単量体としては、例えばスチレン、α-メチルスチレン、p-メチルスチレン、p-t-ブチルスチレン、p-クロルスチレン、ヒドロキシスチレン等のスチレン誘導体;メタクリル酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、プロポキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3-ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステルを挙げることができる。 Examples of monomers that form the base of styrene-acrylic resins include styrene derivatives such as styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, p-t-butylstyrene, p-chlorostyrene, and hydroxystyrene; methacrylic acid, methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, glycidyl (meth)acrylate, methoxyethyl (meth)acrylate, propoxyethyl (meth)acrylate, methoxydiethylene glycol (meth)acrylate, and ethoxyethyl (meth)acrylate. Examples of (meth)acrylic acid esters include diethylene glycol (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth)acrylate, (meth)acrylonitrile, (meth)acrylamide, N-methylol (meth)acrylamide, ethylene glycol di(meth)acrylate, 1,3-butylene glycol di(meth)acrylate, 1,4-butanediol di(meth)acrylate, and trimethylolethane tri(meth)acrylate.
またポリエステル樹脂は、主として多価カルボン酸類と多価アルコール類との縮重合により得られるものであって、多価カルボン酸類としては、例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、1,2,4-ベンゼントリカルボン酸、2,5,7-ナフタレントリカルボン酸、1,2,4-ナフタレントリカルボン酸、ピロメリット酸等の芳香族多価カルボン酸;マレイン酸、フマール酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、アゼライン酸、メサコン酸、シトラコン酸、グルタコン酸等の脂肪族ジカルボン酸;シクロヘキサンジカルボン酸、メチルメジック酸等の脂環式ジカルボン酸;これらカルボン酸の無水物や低級アルキルエステルが挙げられ、これらの1種又は2種以上が使用される。 Polyester resins are primarily obtained by condensation polymerization of polycarboxylic acids and polyhydric alcohols. Examples of polycarboxylic acids include aromatic polycarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, succinic acid, 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 2,5,7-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-naphthalenetricarboxylic acid, and pyromellitic acid; aliphatic dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, malonic acid, azelaic acid, mesaconic acid, citraconic acid, and glutaconic acid; alicyclic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid and methylmedic acid; and anhydrides and lower alkyl esters of these carboxylic acids. One or more of these may be used.
ここで3価以上の成分の含有量は架橋度に依存し、所望の架橋度とするためにはその添加量を調整すればよい。一般的には、3価以上の成分の含有量は15mol%以下が好ましい。 The content of trivalent or higher valent components here depends on the degree of crosslinking, and the amount added can be adjusted to achieve the desired degree of crosslinking. Generally, the content of trivalent or higher valent components is preferably 15 mol% or less.
一方、ポリエステル樹脂に用いられる多価アルコール類としては、例えば、エチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,4-ブテンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5-ペンタングリコール、1,6-ヘキサングリコール等のアルキレングリコール類;ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のアルキレンエーテルグリコール類;1,4-シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールA等の脂環族多価アルコール類;ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS等のビスフェノール類及びビスフェノール類のアルキレンオキサイドを挙げることができ、これらの1種又は2種以上を組み合わせて使用できる。 On the other hand, examples of polyhydric alcohols used in polyester resins include alkylene glycols such as ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,4-butenediol, neopentyl glycol, 1,5-pentane glycol, and 1,6-hexane glycol; alkylene ether glycols such as diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene glycol; alicyclic polyhydric alcohols such as 1,4-cyclohexanedimethanol and hydrogenated bisphenol A; bisphenols such as bisphenol A, bisphenol F, and bisphenol S, and alkylene oxides of bisphenols. These can be used alone or in combination of two or more.
なお、分子量の調整や反応の制御を目的として、モノカルボン酸、モノアルコールを必要により使用してもよい。モノカルボン酸としては、例えば安息香酸、パラオキシ安息香酸、トルエンカルボン酸、サリチル酸、酢酸、プロピオン酸及びステアリン酸等が挙げられる。モノアルコールとしては、ベンジルアルコール、トルエン-4-メタノール、シクロヘキサンメタノールなどのモノアルコールが挙げられる。 Monocarboxylic acids and monoalcohols may be used as needed to adjust the molecular weight and control the reaction. Examples of monocarboxylic acids include benzoic acid, parahydroxybenzoic acid, toluenecarboxylic acid, salicylic acid, acetic acid, propionic acid, and stearic acid. Examples of monoalcohols include benzyl alcohol, toluene-4-methanol, and cyclohexanemethanol.
本発明で使用する結着樹脂はガラス転移温度が45℃~90℃の範囲にあることが好ましい。ガラス転移温度が45℃未満の場合、トナーカートリッジや現像装置内で固まるおそれがある。他方、ガラス転移温度が90℃を超える場合、紙などの被転写物にトナーが十分に定着しないことがあるからである。 The binder resin used in the present invention preferably has a glass transition temperature in the range of 45°C to 90°C. If the glass transition temperature is below 45°C, there is a risk of solidification inside the toner cartridge or developing device. On the other hand, if the glass transition temperature exceeds 90°C, the toner may not be sufficiently fixed to the transfer material, such as paper.
本発明で使用する着色剤としては、例えば、黒色顔料として、アセチレンブラック、ランブラック、アニリンブラック等のカーボンブラック;黄色顔料として、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマンネントイエローNCG、タートラジンレーキ;橙色顔料として、赤口黄鉛、モリブテンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジG、インダスレンブリリアントオレンジGK;赤色顔料として、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀カドミウム、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3B;紫色顔料として、マンガン紫、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ;青色顔料として、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーBC;緑色顔料として、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキ、ファナルイエローグリーンG;白色顔料として、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛;白色顔料として、バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等が挙げられる。これら着色剤の1種又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。 Colorants used in the present invention include, for example, black pigments such as carbon blacks, including acetylene black, orchid black, and aniline black; yellow pigments such as yellow lead, zinc yellow, cadmium yellow, yellow iron oxide, mineral fast yellow, nickel titanium yellow, navel yellow, naphthol yellow S, Hansa yellow G, Hansa yellow 10G, benzidine yellow G, benzidine yellow GR, quinoline yellow lake, permanent yellow NCG, and tartrazine lake; orange pigments such as red yellow lead, molybdenum orange, permanent orange GTR, pyrazolone orange, Balkan orange, induthrene brilliant orange RK, benzidine orange G, and induthrene brilliant orange GK; red pigments such as red iron oxide, cadmium red, red lead, mercury cadmium sulfide, permanent red 4R, and lithol red. Examples of suitable pigments include pyrazolone red, watching red calcium salt, lake red D, brilliant carmine 6B, eosin lake, rhodamine lake B, alizarin lake, and brilliant carmine 3B; purple pigments include manganese violet, fast violet B, and methyl violet lake; blue pigments include iron blue, cobalt blue, alkali blue lake, Victoria blue lake, phthalocyanine blue, metal-free phthalocyanine blue, partially chlorinated phthalocyanine blue, fast sky blue, and indanthrene blue BC; green pigments include chrome green, chromium oxide, pigment green B, malachite green lake, and Fanal yellow green G; white pigments include zinc oxide, titanium oxide, antimony white, and zinc sulfide; and white pigments include baryte powder, barium carbonate, clay, silica, white carbon, talc, and alumina white. These colorants may be used alone or in combination.
着色剤の総含有量は結着樹脂100質量部に対して0.1質量部~20質量部、特に1質量部~15質量部の範囲が好ましい。 The total content of colorants is preferably in the range of 0.1 to 20 parts by weight, and particularly 1 to 15 parts by weight, per 100 parts by weight of binder resin.
(トナー母粒子の作製)
本発明のトナー母粒子は、粉砕分級法、溶融造粒法、スプレー造粒法、懸濁・乳化重合法等のそれ自体公知の方法で製造し得るが、製造設備や生産性などの点から粉砕分級法が好適に使用できる。かかる粉砕分級法について以下説明する。
(Preparation of Toner Base Particles)
The toner base particles of the present invention can be produced by a method known per se, such as a pulverization classification method, a melt granulation method, a spray granulation method, or a suspension/emulsion polymerization method, but the pulverization classification method is preferably used in terms of production equipment, productivity, etc. Such a pulverization classification method is described below.
まず結着樹脂、着色剤および必要により電荷制御剤や離型剤、磁性粉などのトナー組成物をヘンシェルミキサーやV型混合機などで前混合した後、二軸押出機などの溶融混練装置を用いて溶融混練する。この溶融混練物を冷却した後、粗粉砕・微粉砕し、必要によりその後分級して、所定の粒度分布を有するトナー母粒子とする。トナー母粒子の体積平均粒径としては4μm以上15μm以下の範囲が好ましい。なお、トナー母粒子の体積平均粒径は、コールター社製「コールターマルチサイザーII」により測定した値である。 First, toner components such as binder resin, colorant, and optionally charge control agent, release agent, and magnetic powder are premixed using a Henschel mixer or V-type mixer, and then melt-kneaded using a melt-kneading device such as a twin-screw extruder. After cooling, the molten mixture is coarsely pulverized and finely pulverized, and then classified as necessary to obtain toner base particles with a predetermined particle size distribution. The volume average particle size of the toner base particles is preferably in the range of 4 μm to 15 μm. The volume average particle size of the toner base particles is measured using a Coulter Multisizer II manufactured by Coulter.
ここで、電荷制御剤としては、これまで公知の電荷制御剤を使用でき、例えば正帯電性電荷制御剤としては、ニグロシン染料、脂肪酸変性ニグロシン染料、カルボキシル基含有脂肪酸変性ニグロシン染料、四級アンモニウム塩、アミン系化合物、有機金属化合物等を使用でき、負帯電性電荷制御剤としては、オキシカルボン酸の金属錯体、アゾ化合物の金属錯体、金属錯塩染料やサリチル酸誘導体等を使用できる。電荷制御剤の添加量としては、結着樹脂100質量部に対して0.1質量部~10質量部の範囲が好ましい。 Here, any known charge control agent can be used. For example, positively chargeable charge control agents include nigrosine dyes, fatty acid-modified nigrosine dyes, carboxyl-containing fatty acid-modified nigrosine dyes, quaternary ammonium salts, amine compounds, and organometallic compounds. Negatively chargeable charge control agents include metal complexes of oxycarboxylic acids, metal complexes of azo compounds, metal complex dyes, and salicylic acid derivatives. The amount of charge control agent added is preferably in the range of 0.1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of binder resin.
離型剤としては、各種ワックス類や低分子量オレフィン系樹脂を使用することができる。ワックス類としては、例えば脂肪酸の多価アルコールエステル、脂肪酸の高級アルコールエステル、アルキレンビス脂肪酸アミド化合物、天然ワックスを使用することができる。低分子量オレフィン系樹脂としては、数平均分子量が1,000~10,000、特に2,000~6,000の範囲にあるポリプロピレン、ポリエチレン、プロピレン-エチレン共重合体等を使用することができ、特にポリプロピレンを好適に使用することができる。離型剤の添加量としては、結着樹脂100質量部に対して0.1質量部~10質量部の範囲が好ましい。 Various waxes and low-molecular-weight olefin resins can be used as release agents. Examples of waxes that can be used include polyhydric alcohol esters of fatty acids, higher alcohol esters of fatty acids, alkylene bis-fatty acid amide compounds, and natural waxes. Examples of low-molecular-weight olefin resins that can be used include polypropylene, polyethylene, and propylene-ethylene copolymers with number-average molecular weights in the range of 1,000 to 10,000, particularly 2,000 to 6,000, with polypropylene being particularly preferred. The amount of release agent added is preferably in the range of 0.1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of binder resin.
磁性粉としては、例えば、四三酸化鉄(Fe3O4)、三二酸化鉄(γ-Fe2O3)、酸化鉄亜鉛(ZnFe3O4)、酸化鉄イットリウム(Y3Fe5O12)、酸化鉄カドミウム(CdFe2O4)、酸化鉄ガドリウム(Gd3Fe5O12)、酸化鉄銅(CuFe2O4)、酸化鉄鉛(PbFe12O19)、酸化鉄ニッケル(NiFe2O4)、酸化鉄ネオジウム(NdFeO3)、酸化鉄バリウム(BaFe12O19)、酸化鉄マグネシウム(MgFe2O4)、酸化鉄マンガン(MnFe2O4)、酸化鉄ランタン(LaFeO3)、鉄粉(Fe)、コバルト粉(Co)、ニッケル粉(Ni)等が挙げられる。磁性粉の添加量は、結着樹脂100質量部に対して0.1質量部~5質量部の範囲が好ましく、0.5質量部~3.0質量部の範囲がより好ましい。 Examples of magnetic powders include black iron tetroxide (Fe 3 O 4 ), red iron oxide (γ-Fe 2 O 3 ), zinc iron oxide (ZnFe 3 O 4 ), yttrium iron oxide (Y 3 Fe 5 O 12 ), cadmium iron oxide (CdFe 2 O 4 ), gadolinium iron oxide (Gd 3 Fe 5 O 12 ), copper iron oxide (CuFe 2 O 4 ), lead iron oxide (PbFe 12 O 19 ), nickel iron oxide (NiFe 2 O 4 ), neodymium iron oxide (NdFeO 3 ), barium iron oxide (BaFe 12 O 19 ), magnesium iron oxide (MgFe 2 O 4 ), manganese iron oxide (MnFe 2 O 4 ), and lanthanum iron oxide (LaFeO 3 ) . ), iron powder (Fe), cobalt powder (Co), nickel powder (Ni), etc. The amount of magnetic powder added is preferably in the range of 0.1 to 5 parts by mass, more preferably 0.5 to 3.0 parts by mass, per 100 parts by mass of the binder resin.
このようにして作製したトナー母粒子の表面に前記のシリカ粒子を付着させて本発明のトナーとする。シリカ粒子をトナー母粒子に混合添加する方法としては従来公知の処理を用いることができ、例えばヘンシェルミキサー、V型混合機、ターブラミキサー、ハイブリタイザー等の混合機にトナー粒子とシリカ微粒子とを投入し撹拌混合する方法が挙げられる。 The toner of the present invention is obtained by adhering the silica particles to the surface of the toner base particles prepared in this manner. The silica particles can be mixed into the toner base particles using conventional methods, such as a Henschel mixer, V-type mixer, Turbula mixer, or hybridizer, where the toner particles and silica fine particles are placed and stirred.
その他、トナーの帯電性や流動性などを調整するために必要により表面処理剤がトナー母粒子に外添されてもよい。表面処理剤としては、例えば、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム等の無機微粉末;ポリメチルメタクリレート等の有機微粉末;ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩等の1種又は2種以上が挙げられる。表面処理剤の添加量は、トナー母粒子100質量部に対して0.1質量部~2.0質量部の範囲が好ましい。 In addition, a surface treatment agent may be added to the toner base particles as needed to adjust the chargeability, fluidity, etc. of the toner. Examples of surface treatment agents include one or more of the following: inorganic fine powders such as alumina, zinc oxide, magnesium oxide, and calcium carbonate; organic fine powders such as polymethyl methacrylate; and fatty acid metal salts such as zinc stearate. The amount of surface treatment agent added is preferably in the range of 0.1 to 2.0 parts by weight per 100 parts by weight of the toner base particles.
(静電潜像現像用現像剤)
本発明のトナーは一成分系現像剤又は二成分系現像剤として用いることができる。二成分系現像剤として用いる場合に使用するキャリアに限定はなく、例えば、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性体金属及びそれらの合金、あるいは希土類を含有する合金類、ヘマタイト、マグネタイト、マンガン-亜鉛系フェライト、ニッケル-亜鉛系フェライト、マンガン-マグネシウム系フェライト、リチウム系フェライトなどのソフトフェライト、銅-亜鉛系フェライト等の鉄系酸化物及びそれらの混合物等の磁性体材料を焼結及びアトマイズ等を行うことによって製造した磁性体粒子、及び当該磁性体粒子の表面を樹脂被覆したものを使用することができる。また、上記キャリアとして磁性体分散型樹脂を使用することもできる。この場合、用いる磁性体としては上記磁性体材料が使用でき、結着樹脂としては、例えばビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂あるいはこれらの混合物を挙げることができる。
(Electrostatic latent image developer)
The toner of the present invention can be used as a one-component developer or a two-component developer. When used as a two-component developer, the carrier used is not limited. Examples of the carrier include magnetic metals such as iron, nickel, and cobalt, and their alloys, or alloys containing rare earth elements; soft ferrites such as hematite, magnetite, manganese-zinc ferrite, nickel-zinc ferrite, manganese-magnesium ferrite, and lithium ferrite; iron oxides such as copper-zinc ferrite; and mixtures thereof. These magnetic particles can also be produced by sintering and atomizing magnetic materials, as well as magnetic particles whose surfaces are coated with a resin. A magnetic material-dispersed resin can also be used as the carrier. In this case, the magnetic material can be any of the magnetic materials described above, and the binder resin can be, for example, a vinyl resin, a polyester resin, an epoxy resin, a phenolic resin, a urea resin, a polyurethane resin, a polyimide resin, a cellulose resin, a polyether resin, or a mixture thereof.
キャリアの粒子径は、一般に電子顕微鏡法による粒径で表して30μm~200μm、特に50μm~150μmのものが好ましい。またキャリアの見掛け密度は、磁性材料を主体とする場合は磁性体の組成や表面構造等によっても相違するが、一般に2.4g/cm3~3.0g/cm3の範囲が好ましい。 The particle size of the carrier is generally preferably 30 μm to 200 μm, particularly 50 μm to 150 μm, as measured by electron microscopy. The apparent density of the carrier, when mainly made of a magnetic material, differs depending on the composition and surface structure of the magnetic material, but is generally preferably in the range of 2.4 g/cm 3 to 3.0 g/cm 3 .
前記トナーとキャリアからなる二成分系現像剤中の、トナー濃度は1質量%~10質量%、好ましくは1質量%~7質量%である。トナー濃度が1質量%未満の場合、画像濃度が薄くなりすぎ、他方トナー濃度が10質量%を超える場合、現像装置内でトナー飛散が発生し機内汚れや転写紙などの背景部分にトナーが付着する不具合が生じるおそれがあるからである。 The toner concentration in the two-component developer consisting of the toner and carrier is 1% to 10% by weight, and preferably 1% to 7% by weight. If the toner concentration is less than 1% by weight, the image density will be too low, while if the toner concentration exceeds 10% by weight, toner may scatter within the developing device, causing problems such as contamination inside the device or toner adhering to background areas on transfer paper, etc.
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが本発明はこれらの例に何ら限定されるものではない。 The present invention will be explained in more detail below using examples, but the present invention is not limited to these examples in any way.
(トナー母粒子Iの作製)
ポリエステル樹脂(三菱ケミカル社製、商品名:ER-508)100質量部、カーボンブラック(キャボット社製、商品名:BP-L)6質量部、サリチル酸亜鉛錯体1.0質量部およびポリプロピレンワックス(三洋化成工業社製、商品名:660P)2.0質量部を、ヘンシェルミキサーを用いて混合したのち、二軸押出機を使用して溶融、混練した。得られた混合物を、冷却プレスローラを用いて圧延し、フェザーミルで粗粉砕した。次いで、エアージェット方式による微粉砕機を用いて粉砕し、気流分級機を用いて分級することにより、体積平均粒径7.5μmのトナー母粒子Iを得た。
トナー母粒子Iのガラス転移温度(Tg)および軟化温度(T1/2)を下記方法によって測定したところ、Tgは63℃、T1/2温度は128℃であった。
(Preparation of Toner Base Particles I)
100 parts by mass of polyester resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, product name: ER-508), 6 parts by mass of carbon black (manufactured by Cabot Corporation, product name: BP-L), 1.0 part by mass of zinc salicylate complex, and 2.0 parts by mass of polypropylene wax (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., product name: 660P) were mixed using a Henschel mixer, and then melted and kneaded using a twin-screw extruder. The resulting mixture was rolled using a cooling press roller and coarsely pulverized using a feather mill. The mixture was then pulverized using an air jet type fine pulverizer and classified using an air flow classifier to obtain toner base particles I having a volume average particle size of 7.5 μm.
The glass transition temperature (Tg) and softening temperature (T1/2) of the toner base particles I were measured by the following methods, and found to be 63°C and 128°C, respectively.
(トナー母粒子IIの作製)
アジピン酸238質量部、1,6-ヘキサンジオール265質量部、ヒドロキノン1質量部を縮合重合し、融点70℃、Mw=10000の結晶性ポリエステル樹脂を作製した。
ポリエステル樹脂として、ポリエステル樹脂(三菱ケミカル社製、商品名:ER-508)93質量部および上記作製した結晶性ポリエステル樹脂7質量部を用いた以外はトナー母粒子Iと同様にしてトナー母粒子IIを作製した。トナー母粒子IIのガラス転移温度(Tg)および軟化温度(T1/2)をトナー母粒子Iと同様にして測定したところ、Tgは50℃、T1/2温度は104℃であった。
(Preparation of Toner Base Particles II)
A crystalline polyester resin having a melting point of 70° C. and Mw=10,000 was prepared by condensation polymerization of 238 parts by mass of adipic acid, 265 parts by mass of 1,6-hexanediol, and 1 part by mass of hydroquinone.
Toner base particles II were prepared in the same manner as toner base particles I, except that 93 parts by mass of a polyester resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, product name: ER-508) and 7 parts by mass of the crystalline polyester resin prepared above were used as the polyester resin. The glass transition temperature (Tg) and softening temperature (T1/2) of toner base particles II were measured in the same manner as toner base particles I, and the Tg was 50°C and the T1/2 temperature was 104°C.
(ガラス転移温度(Tg))
示差走査熱量計(島津製作所社製、DSC-60)を用いて、試料10mg±0.5mgをアルミパン内に計量し、昇温速度5℃/分におけるチャートのベースラインと吸熱カーブの接線との交点からガラス転移温度Tgを測定した。
(Glass transition temperature (Tg))
Using a differential scanning calorimeter (Shimadzu Corporation, DSC-60), 10 mg±0.5 mg of a sample was weighed into an aluminum pan, and the glass transition temperature Tg was measured from the intersection of the baseline of the chart and the tangent to the endothermic curve at a heating rate of 5°C/min.
(軟化温度(T1/2))
キャピラリーレオメータ(島津製作所社製、フローテスターCFT-500D)を用いて、昇温速度6℃/分、ノズル1.0mmφ×1mm、荷重10kgf、試料量1.5gとして、ピストンが流出開始から流出終了までの工程において中間点に来た時の温度とした。
(Softening temperature (T1/2))
Using a capillary rheometer (Shimadzu Corporation, Flow Tester CFT-500D), the temperature was increased at a rate of 6°C/min, the nozzle was 1.0 mmφ x 1 mm, the load was 10 kgf, and the sample amount was 1.5 g. The temperature was measured when the piston reached the midpoint in the process from the start to the end of the outflow.
(シリカ粒子Aの作製)
未処理のフュームドシリカ粉末(BET比表面積130m2/g)100質量部をn-プロパノール100質量部とともに撹拌機で混合した。この混合物にn-プロパノール50質量部と少量のジエチルアミンとを加え、1時間攪拌した。この混合物にn-プロパノール100質量部とイソブチルトリエトキシシラン4.0質量部を加え、不活性雰囲気中で攪拌しながら5時間加熱還流後、室温まで放冷した。この混合物を過熱減圧下、ロータリーエバポレーターで溶媒を除去後、真空オーブンにて18時間乾燥してシリカ粒子Aを作製した。
(Preparation of Silica Particles A)
100 parts by mass of untreated fumed silica powder (BET specific surface area 130 m 2 /g) was mixed with 100 parts by mass of n-propanol using a stirrer. 50 parts by mass of n-propanol and a small amount of diethylamine were added to this mixture and stirred for 1 hour. 100 parts by mass of n-propanol and 4.0 parts by mass of isobutyltriethoxysilane were added to this mixture and heated to reflux with stirring in an inert atmosphere for 5 hours, and then allowed to cool to room temperature. The solvent was removed from this mixture using a rotary evaporator under superheated reduced pressure, and then it was dried in a vacuum oven for 18 hours to produce silica particles A.
(シリカ粒子Bの作製)
イソブチルトリエトキシシランをオクチルトリエトキシシラン5.0質量部に換えた以外は、シリカ粒子Aと同様にしてシリカ粒子Bを作製した。
(Preparation of Silica Particles B)
Silica particles B were prepared in the same manner as silica particles A, except that isobutyltriethoxysilane was replaced with 5.0 parts by mass of octyltriethoxysilane.
(シリカ粒子Cの作製)
イソブチルトリエトキシシランをデシルトリエトキシシラン7.0質量部に換えた以外は、シリカ粒子Aと同様にしてシリカ粒子Cを作製した。
(Preparation of Silica Particles C)
Silica particles C were prepared in the same manner as silica particles A, except that isobutyltriethoxysilane was replaced with 7.0 parts by mass of decyltriethoxysilane.
(シリカ粒子Dの作製)
未処理のフュームドシリカ粉末をBET比表面積が50m2/gのものに換え、イソブチルトリエトキシシランをデシルトリエトキシシラン2.5質量部に換えた以外は、シリカ粒子Aと同様にしてシリカ粒子Dを作製した。
(Preparation of Silica Particles D)
Silica particles D were prepared in the same manner as silica particles A, except that the untreated fumed silica powder was replaced with one having a BET specific surface area of 50 m 2 /g and isobutyltriethoxysilane was replaced with 2.5 parts by mass of decyltriethoxysilane.
(シリカ粒子Eの作製)
未処理のフュームドシリカ粉末(BET比表面積200m2/g)100質量部を反応容器に入れ、窒素雰囲気下、攪拌により粉末を流動状態とし、オクチルトリメトキシシラン3.0質量部を噴霧した。攪拌を継続した状態で室温から340℃まで昇温し、そこで30分間保持した。これを冷却することにより、シリカ粒子Eを得た。
(Preparation of Silica Particles E)
100 parts by mass of untreated fumed silica powder (BET specific surface area 200 m2 /g) was placed in a reaction vessel, and the powder was fluidized by stirring under a nitrogen atmosphere, and 3.0 parts by mass of octyltrimethoxysilane was sprayed onto it. With continued stirring, the temperature was raised from room temperature to 340°C and maintained at that temperature for 30 minutes. Silica particles E were obtained by cooling.
(シリカ粒子Fの作製)
市販の親水性コロイダルシリカ分散液(BET比表面積30m2/g、40%固形分)100重量部に、少量のアンモニア水と、オクチルトリエトキシシラン2.0重量部を加え、この混合物を室温でオーバーヘッド型撹拌機にて24時間攪拌した。この混合物を128℃の強制循環式定温乾燥機中で乾燥してシリカ粒子Fを得た。
(Preparation of Silica Particles F)
A small amount of aqueous ammonia and 2.0 parts by weight of octyltriethoxysilane were added to 100 parts by weight of a commercially available hydrophilic colloidal silica dispersion (BET specific surface area: 30 m /g, solid content: 40%), and the mixture was stirred at room temperature with an overhead stirrer for 24 hours. The mixture was then dried in a forced circulation constant temperature dryer at 128°C to obtain silica particles F.
(シリカ粒子Gの作製)
シリカ粒子Gとして、市販品の疎水性シリカ粒子(HMDSにより表面処理されたフュームドシリカ粒子、クラリアント社製、商品名:H13TM、平均一次粒子径:16nm)を準備した。
(Preparation of Silica Particles G)
As silica particles G, commercially available hydrophobic silica particles (fumed silica particles surface-treated with HMDS, manufactured by Clariant, trade name: H13TM, average primary particle diameter: 16 nm) were prepared.
(シリカ粒子H)
シリカ粒子Hとして、市販品の疎水性シリカ粒子(シリコーンオイルにより表面処理されたフュームドシリカ粒子、テイカ社製、商品名:MSN-002、平均一次粒子径:16nm)を準備した。
(Silica particles H)
As silica particles H, commercially available hydrophobic silica particles (fumed silica particles surface-treated with silicone oil, manufactured by Teika Corporation, trade name: MSN-002, average primary particle diameter: 16 nm) were prepared.
(シリカ粒子I)
シリカ粒子Iとして、市販品の疎水性シリカ粒子(シリコーンオイルにより表面処理されたフュームドシリカ粒子、アエロジル社製、商品名:RY-50、平均一次粒子径:40nm)を準備した。
(Silica particles I)
As silica particles I, commercially available hydrophobic silica particles (fumed silica particles surface-treated with silicone oil, manufactured by Aerosil Co., Ltd., trade name: RY-50, average primary particle diameter: 40 nm) were prepared.
(シリカ粒子J)
シリカ粒子Jとして、市販品の疎水性シリカ粒子(シリコーンオイルにより表面処理されたフュームドシリカ粒子、キャボット社製、商品名:TG-308F、平均一次粒子径:12nm)を準備した。
(Silica particles J)
As silica particles J, commercially available hydrophobic silica particles (fumed silica particles surface-treated with silicone oil, manufactured by Cabot Corporation, trade name: TG-308F, average primary particle diameter: 12 nm) were prepared.
(乾燥減量)
前記の作製または準備したシリカ粒子A~Jの乾燥減量を下記方法で測定した。測定結果を表1に示す。
・予め乾燥、放冷、精秤した容器に試料3gを取り精秤する。
・加熱乾燥式水分計MX-50を用いて、105℃で2時間乾燥する。デシケータ中で30分間放冷後その質量を精秤し次式より算出する。
乾燥減量(%)=乾燥による減量(g)/試料量(g)×100
(loss on drying)
The loss on drying of the silica particles A to J prepared as above was measured by the following method. The measurement results are shown in Table 1.
- Place 3 g of sample in a container that has been dried, cooled, and weighed accurately in advance, and weigh it accurately.
Using a heat-drying moisture meter MX-50, dry at 105°C for 2 hours. Allow to cool in a desiccator for 30 minutes, then weigh the mass and calculate using the following formula.
Loss on drying (%) = Loss on drying (g) / Sample weight (g) × 100
(強熱減量)
前記の作製または準備したシリカ粒子A~Jの強熱減量を下記方法で測定した。測定結果を表1に示す。
・予め乾燥、放冷、精秤した磁性ルツボに試料0.5gを取り、精秤する。
・500℃に設定した電気炉(小型電気炉ブラックmini-BS1)中で2時間強熱する。デシケータ中で1時間放冷後その質量を精秤し次式より算出する。
強熱減量(%)=強熱による減量(g)/試料量(g)×100
(Ignition loss)
The ignition losses of the silica particles A to J prepared as described above were measured by the following method. The measurement results are shown in Table 1.
・Place 0.5 g of sample in a magnetic crucible that has been dried, cooled, and precisely weighed in advance, and then weigh it precisely.
Ignite for 2 hours in an electric furnace (small electric furnace Black mini-BS1) set to 500°C. Allow to cool in a desiccator for 1 hour, then weigh the mass and calculate it using the following formula.
Loss on ignition (%) = Loss on ignition (g) / Sample weight (g) × 100
(粘弾性測定)
前記の作製または準備したシリカ粒子A~Jの粘弾性を下記方法で測定した。測定結果を表1に示す。
ポリエステル樹脂(三菱ケミカル社製、商品名:ER-508)90質量部に対して各シリカ粒子A~Jの10質量部を、株式会社カワタ製スーパーミキサーピッコロSMP-2を用いて混合してサンプルを作製し、サンプル1.0gを粘弾性測定装置(ティー・エイ・インスツルメント社製、ARES-G2レオメータ)を用いて、下記条件にて粘弾性測定を行った。測定されたデータから110℃における貯蔵弾性率G‘と損失弾性率G’’の比(G’’/G’)をtanδ(110℃)として値を読みとった。
動的粘弾性の測定条件
パラレルプレート直径:25mm
測定周波数:1.0Hz
測定歪み:0.2%
測定温度:70℃から200℃まで毎分3.0℃で昇温し加熱する。
(Viscoelasticity measurement)
The viscoelasticity of the silica particles A to J prepared as above was measured by the following method. The measurement results are shown in Table 1.
A sample was prepared by mixing 10 parts by mass of each of the silica particles A to J with 90 parts by mass of polyester resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, product name: ER-508) using a Super Mixer Piccolo SMP-2 manufactured by Kawata Co., Ltd., and viscoelasticity measurements of 1.0 g of the sample were performed using a viscoelasticity measuring device (manufactured by TA Instruments, ARES-G2 rheometer) under the following conditions. From the measured data, the ratio of the storage modulus G' to the loss modulus G'' at 110°C (G''/G') was read as tan δ(110°C).
Dynamic viscoelasticity measurement conditions Parallel plate diameter: 25 mm
Measurement frequency: 1.0Hz
Measured distortion: 0.2%
Measurement temperature: heated from 70°C to 200°C at a rate of 3.0°C per minute.
実施例1
トナー母粒子Iを100質量部、シリカ粒子Aを2.0質量部、株式会社カワタ製スーパーミキサーピッコロSMP-2に投入し、回転数3000で6分間混合した後、目開き74μmの篩にて篩処理して実施例1のトナーを作製した。作製したトナーの定着下限温度、低温定着性および保存性を下記方法にて測定・評価した。結果を表2に合わせて示す。
Example 1
100 parts by mass of toner base particles I and 2.0 parts by mass of silica particles A were charged into a Super Mixer Piccolo SMP-2 manufactured by Kawata Corporation, mixed at 3000 revolutions per minute for 6 minutes, and then sieved through a sieve with 74 μm openings to prepare the toner of Example 1. The minimum fixing temperature, low-temperature fixing property, and storage stability of the prepared toner were measured and evaluated by the following methods. The results are also shown in Table 2.
実施例2~6および比較例1~5
シリカ粒子の種類および添加量を表2に示すシリカ粒子の種類および添加量に変えた以外は実施例1と同様にして実施例2~6および比較例1~5のトナーを作製した。作製したトナーの定着下限温度、低温定着性および保存性を実施例1と同様に下記方法にて測定・評価した。結果を表2に合わせて示す。
Examples 2 to 6 and Comparative Examples 1 to 5
Toners of Examples 2 to 6 and Comparative Examples 1 to 5 were prepared in the same manner as in Example 1, except that the type and amount of silica particles were changed to those shown in Table 2. The minimum fixing temperature, low-temperature fixability, and storage stability of the prepared toners were measured and evaluated by the following methods in the same manner as in Example 1. The results are also shown in Table 2.
比較例5
トナー母粒子をトナー母粒子IIに変えた以外は比較例2と同様にして比較例5のトナーを作製した。作製したトナーの定着下限温度、低温定着性および保存性を実施例1と同様に下記方法にて測定・評価した。結果を表2に合わせて示す。
Comparative Example 5
A toner of Comparative Example 5 was prepared in the same manner as in Comparative Example 2, except that the toner base particles were changed to toner base particles II. The minimum fixing temperature, low-temperature fixing property, and storage stability of the prepared toner were measured and evaluated by the following methods in the same manner as in Example 1. The results are also shown in Table 2.
なお、実施例および比較例におけるシリカ粒子の添加量は、シリカ粒によるトナー母粒子の表面の被覆率がおよそ100%となるように、トナー母粒子とシリカ粒子の粒子径から幾何学計算で求めた。 The amount of silica particles added in the examples and comparative examples was determined by geometric calculation from the particle sizes of the toner base particles and silica particles so that the coverage of the surface of the toner base particles with silica particles was approximately 100%.
(定着下限温度)
市販の75g/m2のPPC用紙上に、0.40mg/cm2となるように、作製したトナーを均一に載せた。このPPC用紙を市販のヒートローラータイプのトナー定着機を用いた外部定着試験機で、定着速度(加熱ローラーの周速)375mm/秒、加熱ローラーの温度150~230℃の範囲を10℃刻みに設定して定着し、定着画像を得た。得られた定着画像の画像濃度をX-Rite eXactにて測定した後、下記の方法で剥離試験を実施し、剥離後に再度画像濃度を測定した。そして、下記式からから定着率を算出し、定着率が90%以上となるときの加熱ローラー温度のうち、最も低い温度を定着下限温度とした。
定着率(%)=剥離試験後の定着画像濃度/剥離試験前の定着画像濃度×100
(Lower limit fixing temperature)
The prepared toner was uniformly applied to a commercially available 75 g/ m² PPC paper sheet to a density of 0.40 mg/ cm² . This PPC paper sheet was fixed using an external fixing tester employing a commercially available heat roller-type toner fixing device, with the fixing speed (heat roller peripheral speed) set at 375 mm/sec and the heat roller temperature set in 10°C increments within the range of 150 to 230°C, to obtain a fixed image. The image density of the resulting fixed image was measured using an X-Rite eXact, followed by a peel test using the method described below. The image density was measured again after peeling. The fixation rate was calculated using the following formula, and the lowest temperature among the heat roller temperatures at which the fixation rate was 90% or higher was designated the minimum fixation temperature.
Fixation rate (%)=Fixed image density after peeling test/Fixed image density before peeling test×100
(剥離試験方法)
定着画像にメンディングテープを貼り付け、テープ上を500gの錘を1cm/秒で5往復させた後、メンディングテープを1cm/秒で剥がす。
(Peel test method)
A mending tape is applied to the fixed image, and a 500 g weight is moved back and forth on the tape at 1 cm/sec 5 times, and then the mending tape is peeled off at 1 cm/sec.
(低温定着性)
定着下限温度の結果をもとに、低温定着性を下記基準で評価した。
〇:定着下限温度が170℃以下
△:定着下限温度が170℃超180℃以下
×:定着下限温度が180℃超
(Low temperature fixability)
Based on the results of the minimum fixing temperature, the low-temperature fixing property was evaluated according to the following criteria.
◯: The minimum fixing temperature is 170°C or less. △: The minimum fixing temperature is more than 170°C and less than 180°C. ×: The minimum fixing temperature is more than 180°C.
(保存性)
トナー20.0gを密閉容器に入れ、温度50℃で8時間静置した。静置後の密閉容器をタッピング後、トナー全量を篩に移し、パウダーテスターを用いて下記条件で篩処理を行った。篩処理後、篩上に残存したトナー質量を測定し、保存性を下記基準で評価した。 〇:0.2g未満
△:0.2g以上1.0g未満
×:1.0g以上
篩処理条件
装置:POWDER TESTER PT-X(ホソカワミクロン製)
篩の目開き:355μm
振動幅:1mm
振動時間:10秒
操作方法:パウダーテスターの振動台に篩をセットし、篩にトナーを載せ、1mmの振動幅で10秒間振動させて、篩上に残存したトナー重量を測定する。
(Storability)
20.0 g of toner was placed in a sealed container and allowed to stand at 50°C for 8 hours. After standing, the sealed container was tapped, and the entire amount of toner was transferred to a sieve and sieved using a powder tester under the following conditions. After sieving, the mass of toner remaining on the sieve was measured, and the storage stability was evaluated according to the following criteria: Good: Less than 0.2 g Fair: 0.2 g or more but less than 1.0 g X: 1.0 g or more Sieving condition device: Powder Tester PT-X (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.)
Sieve opening: 355 μm
Vibration width: 1mm
Vibration time: 10 seconds Operation method: A sieve is set on the vibration table of the powder tester, toner is placed on the sieve, and the sieve is vibrated at a vibration amplitude of 1 mm for 10 seconds, and the weight of the toner remaining on the sieve is measured.
表2から明らかなように、実施例1~6のトナーは、定着下限温度が170℃といずれも低温定着性能において優れた結果が得られ、かつ保存性も良好であった。 As is clear from Table 2, the toners of Examples 1 to 6 all exhibited excellent low-temperature fixing performance, with a minimum fixing temperature of 170°C, and also had good storage stability.
これに対して、ヘキサメチルシラザンで疎水化処理したシリカ粒子を外添した比較例1のトナーおよびポリジメチルシロキサンで疎水化処理したシリカ粒子を外添した比較例2~4のトナーでは、定着下限温度が180℃および190℃と実施例1~6のトナーに比べて高かった。また、トナー母粒子IIに、ポリジメチルシロキサンで疎水化処理したシリカ粒子を外添した比較例5のトナーでは定着下限温度は160℃と低温定着性能は良好であったが保存性が悪かった。 In contrast, the toner of Comparative Example 1, in which silica particles hydrophobized with hexamethylsilazane were externally added, and the toners of Comparative Examples 2 to 4, in which silica particles hydrophobized with polydimethylsiloxane were externally added, had lower limit fixing temperatures of 180°C and 190°C, respectively, which were higher than the toners of Examples 1 to 6. Furthermore, the toner of Comparative Example 5, in which silica particles hydrophobized with polydimethylsiloxane were externally added to toner base particles II, had a lower limit fixing temperature of 160°C, which showed good low-temperature fixing performance, but poor storage stability.
本発明のトナーによれば低温定着性の一層の向上が可能となる。 The toner of the present invention enables further improvement in low-temperature fixability.
Claims (6)
前記トナー母粒子が、少なくとも結着樹脂と着色剤とを含み、
前記シリカ粒子が、
C n H 2n+1 -Si(OC m H 2m+1 ) 3 (式中、n:3以上の整数、m:1~3の整数)
で示されるアルキルシランカップリング剤のみで疎水化処理されたものであり、
下記式から算出される前記アルキルシランカップリング剤の実質処理量が0.01質量%以上30質量%未満であることを特徴とする静電潜像現像用トナー。
アルキルシランカップリング剤による実質処理量(質量%)=強熱減量-乾燥減量
強熱減量(質量%):シリカ粒子を温度500℃で2時間保持したときの質量減少率
乾燥減量(質量%):シリカ粒子を温度105℃で2時間保持したときの質量減少率 A toner for developing an electrostatic latent image, comprising toner base particles and silica particles externally added to the toner base particles,
the toner base particles contain at least a binder resin and a colorant,
The silica particles are
C n H 2n+1 —Si(OC m H 2m+1 ) 3 (wherein n is an integer of 3 or more, and m is an integer of 1 to 3)
The hydrophobic treatment is carried out using only an alkylsilane coupling agent represented by the formula :
1. A toner for developing electrostatic latent images, wherein the actual amount of the alkylsilane coupling agent to be treated is 0.01% by mass or more and less than 30% by mass, as calculated by the following formula:
Actual treatment amount with alkylsilane coupling agent (mass%) = loss on ignition - loss on drying Loss on ignition (mass%): mass loss rate when silica particles are kept at a temperature of 500°C for 2 hours Loss on drying (mass%): mass loss rate when silica particles are kept at a temperature of 105°C for 2 hours
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021165206A JP7776115B2 (en) | 2021-10-07 | 2021-10-07 | Toner for developing electrostatic latent images |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021165206A JP7776115B2 (en) | 2021-10-07 | 2021-10-07 | Toner for developing electrostatic latent images |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023056099A JP2023056099A (en) | 2023-04-19 |
| JP7776115B2 true JP7776115B2 (en) | 2025-11-26 |
Family
ID=86004535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021165206A Active JP7776115B2 (en) | 2021-10-07 | 2021-10-07 | Toner for developing electrostatic latent images |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7776115B2 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007171713A (en) | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Tokuyama Corp | Modified silica powder |
-
2021
- 2021-10-07 JP JP2021165206A patent/JP7776115B2/en active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007171713A (en) | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Tokuyama Corp | Modified silica powder |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2023056099A (en) | 2023-04-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3154088B2 (en) | Toner for developing electrostatic images | |
| JP4341533B2 (en) | Toner for developing electrostatic image and method for producing the same | |
| JPS6214166A (en) | Magnetic toner | |
| JP4533061B2 (en) | toner | |
| CN103376679B (en) | Magnetic single component developer | |
| US9885968B2 (en) | Toner | |
| JP2016042135A (en) | toner | |
| JP2000305319A (en) | Electrophotographic toner and image forming method using the same | |
| JP7776115B2 (en) | Toner for developing electrostatic latent images | |
| JPH0251175B2 (en) | ||
| JP6448319B2 (en) | Toner and two-component developer | |
| JP7188547B2 (en) | TONER, TONER CONTAINING UNIT, IMAGE FORMING APPARATUS, AND IMAGE FORMING METHOD | |
| JPH0251176B2 (en) | ||
| JP5312004B2 (en) | toner | |
| JP4298614B2 (en) | Magnetic toner | |
| JP6371619B2 (en) | Toner and two-component developer | |
| JP2841382B2 (en) | Electrostatic toner | |
| JP7570218B2 (en) | Toner and two-component developer | |
| JP3590759B2 (en) | Toner for electrostatic image development and two-component developer | |
| JP7816766B2 (en) | Magnetic toner and its manufacturing method | |
| JP2000039739A (en) | Toner for non-crystalline silicon photoreceptor | |
| JP2007072395A (en) | Electrostatic charge image developing toner and method for manufacturing same, electrostatic charge image developer, and image forming method | |
| JP3127345B2 (en) | Magnetic toner | |
| JP7087500B2 (en) | Toner for electrostatic latent image development and two-component developer for electrostatic latent image development | |
| JP2004334068A (en) | Electrostatic latent image developing toner |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240920 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20250630 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20250708 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20250901 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20251104 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20251106 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7776115 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |