JP7809506B2 - Cyan toner - Google Patents
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Description
本開示は、電子写真方式の画像形成方法において使用するシアントナーに関する。 This disclosure relates to cyan toner used in electrophotographic image forming methods.
近年、電子写真方式のフルカラー複写機が広く普及し、高速、高画質、高い生産性と同時に、低コスト化が要求されている。そのような高画質化を達成するため、顔料を微細にトナー中に分散させることで印字物の画像濃度が高く得られることが知られている(特許文献1)。また、低コスト化を実現するために安価な充填剤を使用してトナー原材料の使用量を低減するという技術が知られている(特許文献2)。 In recent years, electrophotographic full-color copiers have become widely used, and there is a demand for high speed, high image quality, and high productivity, all while reducing costs. To achieve such high image quality, it is known that high image density can be achieved by finely dispersing pigments in toner (Patent Document 1). Another known technology for achieving cost reduction is the use of inexpensive fillers to reduce the amount of toner raw materials used (Patent Document 2).
しかしながら、上記文献1および2に記載のトナーは、低温低湿環境での長期印字後の色味安定性の観点で改善の余地があった。本開示は、高い着色力を維持しつつ、低温低湿環境においても安定した色味を実現するトナーを提供する。 However, the toners described in the above-mentioned documents 1 and 2 have room for improvement in terms of color stability after long-term printing in low-temperature, low-humidity environments. The present disclosure provides a toner that maintains high coloring power while achieving stable color even in low-temperature, low-humidity environments.
本開示は、銅フタロシアニン及び炭酸カルシウム粒子を含有するトナー粒子と、
無機微粒子と、
を有するシアントナーであって、
該シアントナーを試料とした粉末X線回折の測定において、ブラッグ角をθとしたときの2θ(2θ±0.2°)が、9.0~9.4°のピーク強度をA、23.6~24.0°のピーク強度をBとしたとき、B/Aは0.70以上1.20以下であり、
該無機微粒子の体積抵抗率が、2.0×109Ω・cm以上2.0×1012Ω・cm以下であることを特徴とするシアントナーに関する。
The present disclosure provides a toner comprising toner particles containing copper phthalocyanine and calcium carbonate particles ;
Inorganic fine particles ,
A cyan toner having
In powder X-ray diffraction measurement using the cyan toner as a sample, when the Bragg angle is θ, the peak intensity at 2θ (2θ±0.2°) of 9.0 to 9.4° is A and the peak intensity at 23.6 to 24.0° is B, the ratio B/A is 0.70 or more and 1.20 or less,
The cyan toner is characterized in that the inorganic fine particles have a volume resistivity of 2.0×10 9 Ω·cm or more and 2.0×10 12 Ω·cm or less.
本開示により、高い着色力を維持しつつ、低温低湿環境においても安定した色味を実現するトナーを提供できる。 This disclosure makes it possible to provide a toner that maintains high coloring power while achieving stable color even in low-temperature, low-humidity environments.
本開示において、数値範囲を表す「XX以上YY以下」の記載は、特に断りのない限り、端点である下限及び上限を含む数値範囲を意味する。数値範囲が段階的に記載されている場合、各数値範囲の上限及び下限は任意に組み合わせることができる。 In this disclosure, unless otherwise specified, the expression "XX or greater and YY or less" representing a numerical range means a numerical range including the endpoints, that is, the lower and upper limits. When a numerical range is stated in stages, the upper and lower limits of each numerical range can be combined in any way.
本開示は、銅フタロシアニンを含有するトナー粒子と無機微粒子を有するシアントナーであって、
該トナーを試料とした粉末X線回折の測定において、CuKαの特性X線回折におけるブラッグ角をθとしたときの2θ(2θ±0.2°)が、9.0~9.4°のピーク強度をA、23.6~24.0°のピーク強度をBとしたとき、B/Aは0.70以上1.20以下であり、
該無機微粒子の体積抵抗率が、2.0×109Ω・cm以上2.0×1012Ω・cm以下であることを特徴とするシアントナーに関する。
The present disclosure provides a cyan toner having toner particles containing copper phthalocyanine and inorganic particulates,
In powder X-ray diffraction measurement using the toner as a sample, when the Bragg angle in CuKα characteristic X-ray diffraction is θ, the peak intensity in 2θ (2θ±0.2°) of 9.0 to 9.4° is A and the peak intensity in 2θ of 23.6 to 24.0° is B, the ratio B/A is 0.70 or more and 1.20 or less,
The cyan toner is characterized in that the inorganic fine particles have a volume resistivity of 2.0×10 9 Ω·cm or more and 2.0×10 12 Ω·cm or less.
上記シアントナーにより高い画像濃度と、低温低湿環境における長期印字後の色味安定性が両立できる理由として、以下のようなことが考えられる。 The following are thought to be the reasons why the above cyan toner achieves both high image density and color stability after long-term printing in low-temperature, low-humidity environments.
トナーの定着後の画像層内部においてシアントナーの着色剤である銅フタロシアニンが微細に分散されていれば、可視光の吸収が効率的に起きるため、高い画像濃度の画像が得られることが分かっている。一方で、銅フタロシアニンが微細になればなるほど、銅フタロシアニンの凝集力が高くなり、トナー中や表面に凝集して偏在する部分が生じやすくなる。 It has been found that if copper phthalocyanine, the colorant in cyan toner, is finely dispersed within the image layer after toner fixation, visible light is absorbed efficiently, resulting in an image with high image density. On the other hand, the finer the copper phthalocyanine, the stronger its cohesive force, making it more likely to aggregate and become unevenly distributed within or on the surface of the toner.
この銅フタロシアニンの凝集部は、トナー粒子表面に露出されていると、特に低温低湿環境において現像剤中のキャリアとの摩擦帯電によって正帯電しやすい。その結果、トナー粒子としての帯電性が損なわれ、印刷枚数を増やすことによって色味の変動が生じる。 When this copper phthalocyanine aggregate is exposed on the surface of a toner particle, it is prone to becoming positively charged due to frictional charging with the carrier in the developer, especially in low-temperature, low-humidity environments. As a result, the chargeability of the toner particles is impaired, and color variations occur as the number of printed pages increases.
しかしながら、本開示のシアントナーであれば、高い画像濃度を実現しながら、色味安定性にも優れることを見出した。その理由としては、以下のように推測している。 However, we have found that the cyan toner disclosed herein achieves high image density while also offering excellent color stability. We believe the reasons for this are as follows:
本発明のシアントナーに含有される銅フタロシアニンのCuKαの特性X線回折におけるブラッグ角をθとしたときの2θ(2θ±0.2°)は、9.0~9.4°のピーク強度をA、23.6~24.0°のピーク強度をBとしたとき、B/Aは0.70以上1.20以下である。 When the Bragg angle in CuKα characteristic X-ray diffraction of the copper phthalocyanine contained in the cyan toner of the present invention is taken as θ, the 2θ (2θ±0.2°) peak intensity between 9.0 and 9.4° is taken as A and the peak intensity between 23.6 and 24.0° is taken as B, and the ratio B/A is 0.70 or greater and 1.20 or less.
このことは、銅フタロシアニン結晶の格子面間隔が小さい面が程よく多いことを示唆しており、この場合においては銅フタロシアニン上の電荷が動きやすくなると考えられる。さらに低抵抗である外添剤成分が銅フタロシアニンの近傍にあると、銅フタロシアニンへ、低抵抗外添剤からの電荷授受がされやすくなる。その結果、銅フタロシアニン上の電荷が動きやすくなっているがゆえに、銅フタロシアニン表面上の帯電のポジ化を解消することができ、色味安定性が優れると考えている。 This suggests that the copper phthalocyanine crystals have an adequate number of planes with small lattice spacing, which is thought to facilitate the movement of charges on the copper phthalocyanine. Furthermore, when low-resistance external additive components are present in the vicinity of the copper phthalocyanine, charges are more easily transferred from the low-resistance external additive to the copper phthalocyanine. As a result, because the charges on the copper phthalocyanine are more easily mobile, it is possible to eliminate the positive charge on the copper phthalocyanine surface, resulting in excellent color stability.
以下、トナーの各構成成分について記載する。 The components of the toner are described below.
<銅フタロシアニン>
トナー粒子は、銅フタロシアニン顔料を含有する。
<Copper phthalocyanine>
The toner particles contain a copper phthalocyanine pigment.
銅フタロシアニン顔料としては、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントブルー2、3、15:2、15:3、15:4、16、17;C.I.バットブルー6;C.I.アシッドブルー45、フタロシアニン骨格にフタルイミドメチル基を1~5個置換した銅フタロシアニン顔料。発色性の観点から、C.I.ピグメントブルー15:3が好ましい。 Examples of copper phthalocyanine pigments include: C.I. Pigment Blue 2, 3, 15:2, 15:3, 15:4, 16, and 17; C.I. Vat Blue 6; C.I. Acid Blue 45; and copper phthalocyanine pigments in which one to five phthalimidomethyl groups are substituted on the phthalocyanine skeleton. From the standpoint of color development, C.I. Pigment Blue 15:3 is preferred.
ここで、銅フタロシアニンのCuKαの特性X線回折におけるブラッグ角をθとしたときの2θ(2θ±0.2°)は、9.0~9.4°のピーク強度をA、23.6~24.0°のピーク強度をBとしたとき、B/Aは0.70以上1.20以下である。 Here, when the Bragg angle in the CuKα characteristic X-ray diffraction of copper phthalocyanine is θ, 2θ (2θ±0.2°) is A, the peak intensity between 9.0 and 9.4° is B, and the peak intensity between 23.6 and 24.0° is B, and the ratio B/A is 0.70 or greater and 1.20 or less.
この強度比は、例えば銅フタロシアニンを後述の炭酸カルシウム粒子および樹脂と高温・高せん断条件下において二軸押出機で混練することによって制御可能である。例えば固形分濃度を高く、高せん断応力下で練ることで、銅フタロシアニンの結晶に衝撃が加わり、B/Aの値を大きくすることが可能である。B/Aの好ましい範囲の値は0.78以上1.10以下である。 This strength ratio can be controlled, for example, by kneading copper phthalocyanine with calcium carbonate particles and a resin (described below) in a twin-screw extruder under high temperature and high shear conditions. For example, by increasing the solids concentration and kneading under high shear stress, the copper phthalocyanine crystals are subjected to impact, making it possible to increase the B/A value. The preferred range for B/A is 0.78 or more and 1.10 or less.
<結着樹脂>
トナー粒子は結着樹脂を含む。結着樹脂には、公知の重合体を使用することが可能であり、具体的には、例えば下記の重合体を用いることが可能である。
<Binder resin>
The toner particles contain a binder resin. As the binder resin, known polymers can be used, and specifically, for example, the following polymers can be used.
ポリスチレン、ポリ-p-クロルスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン-p-クロルスチレン共重合体、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-アクリル酸エステル共重合体、スチレン-メタクリル酸エステル共重合体、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-ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン-ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン-ビニルメチルケトン共重合体、スチレン-アクリロニトリル-インデン共重合体などのスチレン系共重合体;ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、天然樹脂変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロン-インデン樹脂、石油系樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は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。これらの中でも、ポリエステル樹脂がトナー粒子の帯電性の観点から好ましい。 Examples of suitable resins include homopolymers of styrene and its substituted derivatives, such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, and polyvinyltoluene; styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer, styrene-vinylnaphthalene copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer, styrene-methacrylic acid ester copolymer, styrene-α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer, styrene-vinyl ethyl ether copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, and styrene-acrylonitrile-indene copolymer; and styrene-based copolymers, such as polyvinyl chloride, phenolic resin, natural resin-modified phenolic resin, natural resin-modified maleic acid resin, acrylic resin, methacrylic resin, polyvinyl acetate, silicone resin, polyester resin, polyurethane resin, polyamide resin, furan resin, epoxy resin, xylene resin, polyvinyl butyral, terpene resin, coumarone-indene resin, and petroleum-based resin. These resins may be used alone or in combination. Among these, polyester resin is preferred from the viewpoint of the chargeability of toner particles.
さらに、結着樹脂と併用して結晶性ポリエステル樹脂を含有することが好ましい。結晶性ポリエステルを含有することで、後述するトナー混練プロセスにおいて顔料粒子の小さい格子面間隔の結晶子が多くなりやすくなり、色味の安定性が向上する。 It is also preferable to use a crystalline polyester resin in combination with the binder resin. By using a crystalline polyester, the pigment particles tend to have more crystallites with small lattice spacing during the toner kneading process described below, improving color stability.
結晶性ポリエステルの含有量は、銅フタロシアニンに対して20質量%以上170質量%以下が好ましい。20質量%以上であると、上述の効果が発現しやすい。170質量%以下であると、銅フタロシアニンに生じたポジ電荷がトナー粒子全体に漏洩し難く、色味の安定性が向上する。 The content of crystalline polyester is preferably 20% by weight or more and 170% by weight or less relative to the copper phthalocyanine. If it is 20% by weight or more, the above-mentioned effects are more likely to be achieved. If it is 170% by weight or less, the positive charge generated in the copper phthalocyanine is less likely to leak throughout the toner particles, improving color stability.
結晶性ポリエステルのモノマーユニットは特に限定されないが、アルコール成分がエチレングリコールであり、カルボン酸成分が1,12-ドデカンジカルボン酸であることが特に好ましい。このような親水性のユニットと疎水性のユニットが含まれる結晶性ポリエステルを含有することで、顔料の分散性が向上し、画像濃度が向上しやすい。 The monomer unit of the crystalline polyester is not particularly limited, but it is particularly preferred that the alcohol component be ethylene glycol and the carboxylic acid component be 1,12-dodecanedicarboxylic acid. By incorporating a crystalline polyester containing such hydrophilic and hydrophobic units, the dispersibility of the pigment is improved, which tends to improve image density.
<炭酸カルシウム粒子>
トナー粒子は、トナー粒子の総質量100質量部に対して、炭酸カルシウム粒子を1.0質量部以上15.0質量部以下含有することが好ましい。この範囲に炭酸カルシウムを含むと、長期印字中において銅フタロシアニン近くに存在する炭酸カルシウムが、銅フタロシアニンのシアントナー中への埋め込みを抑制し、無機粒子から生じる電荷の受け渡しが効率的に起こり、色味安定性が損なわれづらい。
<Calcium carbonate particles>
The toner particles preferably contain calcium carbonate particles in an amount of 1.0 part by mass or more and 15.0 parts by mass or less per 100 parts by mass of the total mass of the toner particles. When calcium carbonate is contained within this range, calcium carbonate present near the copper phthalocyanine during long-term printing suppresses the copper phthalocyanine from being embedded in the cyan toner, allowing efficient transfer of charges generated from the inorganic particles and preventing the loss of color stability.
シアントナー中に上記1.0質量部より炭酸カルシウム粒子の含有量が低い場合は、上述の効果が起こりにくい。上記15.0質量部より多い場合は、炭酸カルシウム粒子が多すぎるため、シアントナー中の炭酸カルシウム粒子による光の散乱のため、発色性が悪化しやすくなる。 If the content of calcium carbonate particles in the cyan toner is less than 1.0 part by mass, the above-mentioned effect is unlikely to occur. If it is more than 15.0 parts by mass, the amount of calcium carbonate particles is too high, and light is scattered by the calcium carbonate particles in the cyan toner, which can easily lead to poor color development.
トナー粒子中の炭酸カルシウム粒子の上記含有量は、より好ましくは1.5質量部以上12.0質量部以下であり、特に好ましくは2.0質量部以上10.0質量部以下である。 The above content of calcium carbonate particles in the toner particles is more preferably 1.5 parts by mass or more and 12.0 parts by mass or less, and particularly preferably 2.0 parts by mass or more and 10.0 parts by mass or less.
尚、炭酸カルシウムは、トナー粒子または顔料マスターバッチから、塩酸などを用いて塩化カルシウムや水、二酸化炭素などに反応させた後、水洗後、除去することもできる。 In addition, calcium carbonate can also be removed from toner particles or pigment master batches by reacting them with calcium chloride, water, carbon dioxide, etc. using hydrochloric acid, etc., and then rinsing with water.
炭酸カルシウム粒子は、トナーに対するCuKα線よるX線回折測定を行った際、CuKαの特性X線回折におけるブラッグ角をθとしたときの2θ(2θ±0.2°)が26.5±0.1および29.5±0.1にピークを有し、
ブラッグ角をθとしたときの2θ(2θ±0.2°)が29.5±0.1のピークから算出される炭酸カルシウムの結晶子サイズが、10nm以上45nm以下であり、
上記26.5±0.1のピーク強度と上記29.5±0.1のピーク強度との比が0.11以上0.24以下である
ことが好ましい。
When the toner is subjected to X-ray diffraction measurement using CuKα radiation, the calcium carbonate particles have peaks at 26.5±0.1 and 29.5±0.1 in 2θ (2θ±0.2°) where θ is the Bragg angle in the characteristic X-ray diffraction of CuKα,
the crystallite size of calcium carbonate calculated from a peak at 29.5±0.1° at 2θ (2θ±0.2°) when θ is the Bragg angle is 10 nm or more and 45 nm or less;
It is preferable that the ratio of the peak intensity at 26.5±0.1 to the peak intensity at 29.5±0.1 be 0.11 or more and 0.24 or less.
このような炭酸カルシウムの状態にすることで、銅フタロシアニン近傍の炭酸カルシウムへポジ電荷が緩和され、無機粒子からの電荷授受が効率的に起こり、より色味安定性が損なわれづらい。 By creating calcium carbonate in this state, the positive charge on the calcium carbonate near the copper phthalocyanine is alleviated, allowing charge transfer from the inorganic particles to occur more efficiently, making it less likely that color stability will be compromised.
ここで、ブラッグ角(2θ)29.5±0.1のピークから算出される炭酸カルシウムの結晶子サイズは、例えば後述する第一混練工程の炭酸カルシウムや顔料の濃度を変えることで、制御可能である。炭酸カルシウムや顔料の濃度を高くすると、よりせん断応力が大きい混練条件になり、炭酸カルシウムの結晶子サイズが小さくなる。 Here, the crystallite size of calcium carbonate calculated from the peak at a Bragg angle (2θ) of 29.5±0.1 can be controlled, for example, by changing the concentration of calcium carbonate or pigment in the first kneading step described below. Increasing the concentration of calcium carbonate or pigment results in kneading conditions with greater shear stress, resulting in a smaller crystallite size of calcium carbonate.
また、ブラッグ角(2θ)が26.5±0.1のピーク強度とブラッグ角(2θ)が29.5±0.1のピーク強度との比も後述する第一混練工程の炭酸カルシウムや顔料の濃度を変えることで、制御可能である。炭酸カルシウムや顔料の濃度を高くすると、よりせん断応力が大きい混練条件になり、26.5±0.1のピーク強度とブラッグ角(2θ)が29.5±0.1のピーク強度との比が大きくなる。 The ratio of the peak intensity at a Bragg angle (2θ) of 26.5±0.1 to the peak intensity at a Bragg angle (2θ) of 29.5±0.1 can also be controlled by changing the concentration of calcium carbonate and pigment in the first kneading process described below. Increasing the concentration of calcium carbonate and pigment results in kneading conditions with greater shear stress, increasing the ratio of the peak intensity at a Bragg angle (2θ) of 26.5±0.1 to the peak intensity at a Bragg angle (2θ) of 29.5±0.1.
<離型剤>
必要に応じて、シアントナーの加熱定着時にホットオフセットの発生を抑制する離型剤を用いてもよい。該離型剤としては、低分子量ポリオレフィン類、シリコーンワックス、脂肪酸アミド類、エステルワックス類、カルナバワックス、炭化水素系ワックスなどが一般的に例示できる。
<Release Agent>
If necessary, a release agent may be used to suppress the occurrence of hot offset during heat fixing of the cyan toner. Typical examples of the release agent include low-molecular-weight polyolefins, silicone wax, fatty acid amides, ester waxes, carnauba wax, and hydrocarbon waxes.
<外添剤>
(無機微粒子)
シアントナーは、体積抵抗率が、2.0×109Ω・cm以上2.0×1012Ω・cm以下の無機微粒子を外添する。このような体積抵抗率の無機微粒子を含むことで、ポジに帯電した顔料粒子へ電荷の移動を生じさせ、ポジ帯電を解消させ、色味変動を抑制する。体積抵抗率は、無機微粒子の種類や表面処理によって制御することができる。
<External additives>
(Inorganic fine particles)
The cyan toner contains inorganic fine particles with a volume resistivity of 2.0× 10 Ω·cm or more and 2.0× 10 Ω·cm or less. The inclusion of inorganic fine particles with such a volume resistivity causes charge transfer to the positively charged pigment particles, thereby eliminating the positive charge and suppressing color variation. The volume resistivity can be controlled by the type of inorganic fine particles and surface treatment.
このような無機微粒子として、チタン酸ストロンチウム粒子や酸化チタン粒子が好ましく、チタン酸ストロンチウム粒子が誘電率の観点からより好ましい。 Such inorganic fine particles are preferably strontium titanate particles or titanium oxide particles, with strontium titanate particles being more preferred from the standpoint of dielectric constant.
チタン酸ストロンチウムの個数平均粒径は、20nm以上80nm以下であることが好ましい。このような粒径の範囲にあることで、より効果的に銅フタロシアニン表面のポジ電荷を解消させる。チタン酸ストロンチウムの粒径は、製造時の粉砕強度などで制御可能である。 The number-average particle size of strontium titanate is preferably 20 nm or more and 80 nm or less. This particle size range more effectively eliminates the positive charge on the copper phthalocyanine surface. The particle size of strontium titanate can be controlled by the crushing strength during production, etc.
チタン酸ストロンチウムの誘電率は、25.0pF/m以上100.0pF/m以下が好ましい。このような誘電率の範囲にあることで現像中において適度にチタン酸ストロンチウムが分極し、より効果的に銅フタロシアニン表面のポジ電荷を解消させる。誘電率の制御方法としては、影響を及ぼす因子としては、粒子結晶性を崩す条件や操作が挙げられる。例えば、反応液の濃度を大きくした状態で結晶成長を乱すエネルギーを与える操作を行うことが好ましい。具体的な方法としては、結晶成長工程に窒素によるマイクロバブリングを加えることが挙げられる。 The dielectric constant of strontium titanate is preferably 25.0 pF/m or more and 100.0 pF/m or less. By keeping the dielectric constant within this range, strontium titanate is appropriately polarized during development, more effectively eliminating the positive charge on the copper phthalocyanine surface. Factors that influence the dielectric constant include conditions and operations that disrupt particle crystallinity. For example, it is preferable to increase the concentration of the reaction solution and perform an operation that applies energy that disrupts crystal growth. A specific method is to add nitrogen microbubbling to the crystal growth process.
チタン酸ストロンチウムの添加量は、トナー粒子100質量部に対して、0.2質量部以上1.0質量部以下が好ましい。 The amount of strontium titanate added is preferably 0.2 parts by weight or more and 1.0 parts by weight or less per 100 parts by weight of toner particles.
(有機ケイ素重合体粒子)
さらに、シアントナーは、有機ケイ素重合体粒子を外添することが好ましい。有機ケイ素重合体粒子とは、有機基をもつケイ素と酸素が交互に結合してできた主鎖より構成される樹脂粒子である。
(Organosilicon Polymer Particles)
Furthermore, it is preferable that cyan toner contains externally added organosilicon polymer particles, which are resin particles having a main chain formed by alternating bonds between silicon and oxygen atoms having organic groups.
有機ケイ素重合体粒子のような微粒子がシアントナーに外添されていることによって、帯電・現像プロセス中においてシアントナー表面を有機ケイ素重合体粒子が転がることによって、上述のような体積抵抗率が、2.0×109Ω・cm以上2.0×1012Ω・cm以下の無機微粒子も連動してトナー粒子表面を移動する。その結果、上述の無機微粒子からポジに帯電した顔料粒子へ電荷の移動を効率的に生じさせ、色味の変動を抑制できる。 By adding fine particles such as organosilicon polymer particles to the cyan toner, the organosilicon polymer particles roll on the surface of the cyan toner during the charging and development process, causing the inorganic fine particles with a volume resistivity of 2.0 x 10 Ω·cm or more and 2.0 x 10 Ω·cm or less to migrate along the toner particle surface, resulting in efficient charge transfer from the inorganic fine particles to the positively charged pigment particles, thereby suppressing color variation.
有機ケイ素重合体粒子の添加量は、トナー粒子100質量部に対して、0.5質量部以上5.0質量部以下が好ましい。 The amount of organosilicon polymer particles added is preferably 0.5 parts by weight or more and 5.0 parts by weight or less per 100 parts by weight of toner particles.
また、必要に応じて、外添剤はシリカ、アルミナ等の無機粒体や、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂粒子を併用してもよい。 If necessary, external additives may be used in combination with inorganic particles such as silica and alumina, or resin particles such as vinyl resin, polyester resin, and silicone resin.
<シアントナーの製造方法>
シアントナーの製造方法は特に制限されず、公知の方法、例えば、乳化凝集法、混練粉砕法、及び懸濁重合法などを用いることができるが、混練粉砕法での製造方法が好ましい。
<Manufacturing Method of Cyan Toner>
The method for producing the cyan toner is not particularly limited, and known methods such as emulsion aggregation, kneading and pulverization, and suspension polymerization can be used, but the kneading and pulverization method is preferred.
以下、混練粉砕法の製造方法について記載する。 The manufacturing method using the kneading and grinding method is described below.
まず、トナー粒子を構成する材料として、例えば、結着樹脂、顔料、炭酸カルシウム、並びに必要に応じて離型剤等の他の成分を所定量秤量して配合し、混合する。混合装置の一例としては、ダブルコン・ミキサー、V型ミキサー、ドラム型ミキサー、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウタミキサ、メカノハイブリッド(日本コークス工業株式会社製)などが挙げられる。 First, the materials that make up the toner particles, such as binder resin, pigment, calcium carbonate, and, if necessary, other ingredients such as a release agent, are weighed out in predetermined amounts, blended, and mixed. Examples of mixing devices include a double-con mixer, V-type mixer, drum mixer, super mixer, Henschel mixer, Nauta mixer, and Mechano Hybrid (manufactured by Nippon Coke and Engineering Co., Ltd.).
次に、混合した材料を溶融混練する。溶融混練工程では、加圧ニーダー、バンバリィミキサーのようなバッチ式練り機や、連続式の練り機を用いることができ、連続生産できる優位性から、1軸又は2軸押出機が好ましい。溶融混練の温度は、100~200℃程度が好ましい。 Next, the mixed materials are melt-kneaded. For the melt-kneading process, a batch-type kneader such as a pressure kneader or a Banbury mixer, or a continuous kneader can be used, but a single-screw or twin-screw extruder is preferred due to its advantage of allowing for continuous production. The melt-kneading temperature is preferably around 100 to 200°C.
ここで、溶融混練工程においては、結着樹脂の一部と、銅フタロシアニン及び炭酸カルシウム粒子を溶融混練し、顔料混合物を得る第一混練工程、該銅フタロシアニン混合物と結着樹脂の残りとを溶融混練する第二混練工程を含んでもよい。 The melt-kneading process may include a first kneading process in which a portion of the binder resin is melt-kneaded with copper phthalocyanine and calcium carbonate particles to obtain a pigment mixture, and a second kneading process in which the copper phthalocyanine mixture is melt-kneaded with the remainder of the binder resin.
第一混練工程においては銅フタロシアニンや炭酸カルシウム粒子などの、混練中において溶融しない固形分が高い割合で含むことができ、銅フタロシアニンを、高いせん断応力下で、銅フタロシアニン同士、または炭酸カルシウムと衝突させることができる。このような条件においては、銅フタロシアニンの結晶格子が変化し、狭い格子面間隔の結晶部が増える。 The first kneading step can contain a high proportion of solids that do not melt during kneading, such as copper phthalocyanine and calcium carbonate particles, and can cause copper phthalocyanine to collide with other copper phthalocyanine particles or with calcium carbonate under high shear stress. Under these conditions, the crystal lattice of copper phthalocyanine changes, increasing the number of crystals with narrow lattice spacing.
用いる混練装置としては、例えば、KTK型2軸押出機(神戸製鋼所社製)、TEM型2軸押出機(東芝機械社製)、PCM混練機(池貝鉄工製)、2軸押出機(ケイ・シー・ケイ社製)、コ・ニーダー(ブス社製)、ニーデックス(日本コークス工業株式会社製)などが挙げられる。さらに、溶融混練することによって得られる樹脂組成物は、2本ロール等で圧延され、冷却工程で水などによって急冷する。 Kneading equipment used includes, for example, a KTK twin-screw extruder (manufactured by Kobe Steel, Ltd.), a TEM twin-screw extruder (manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.), a PCM kneader (manufactured by Ikegai Iron Works), a twin-screw extruder (manufactured by KCK Corporation), a Co-Kneader (manufactured by Buss Corporation), and a Kneedex (manufactured by Nippon Coke and Engineering Co., Ltd.). Furthermore, the resin composition obtained by melt-kneading is rolled using a twin roll or the like, and then quenched with water or the like in a cooling process.
ついで、樹脂組成物の冷却物は、粉砕工程で所望の粒径にまで粉砕される。粉砕工程では、例えば、クラッシャー、ハンマーミル、フェザーミルのような粉砕機で粗粉砕した後、さらに、例えば、クリプトロンシステム(川崎重工業社製)、スーパーローター(日清エンジニアリング社製)、ターボ・ミル(ターボ工業製)やエアージェット方式による微粉砕機で微粉砕する。 The cooled resin composition is then pulverized to the desired particle size in a pulverization process. In this process, the resin is coarsely pulverized using a pulverizer such as a crusher, hammer mill, or feather mill, and then further pulverized using a pulverizer such as a Kryptron System (Kawasaki Heavy Industries), a Super Rotor (Nisshin Engineering), a Turbo Mill (Turbo Kogyo), or an air jet type pulverizer.
その後、必要に応じて慣性分級方式のエルボージェット(日鉄鉱業社製)、遠心力分級方式のターボプレックス(ホソカワミクロン社製)、TSPセパレータ(ホソカワミクロン社製)、ファカルティ(ホソカワミクロン社製)のような分級機や篩分機を用いて分級し、分級品を得る。 Then, if necessary, the mixture is classified using a classifier or sieve such as the inertial classification Elbow Jet (manufactured by Nittetsu Mining Co., Ltd.), the centrifugal classification Turboplex (manufactured by Hosokawa Micron Corporation), the TSP Separator (manufactured by Hosokawa Micron Corporation), or the Faculty (manufactured by Hosokawa Micron Corporation) to obtain a classified product.
トナー粒子の重量平均粒径は、好ましくは4μm以上12μm以下であり、より好ましくは5μm以上8μm以下である。 The weight average particle size of the toner particles is preferably 4 μm or more and 12 μm or less, and more preferably 5 μm or more and 8 μm or less.
上記工程を経て作製したトナー粒子と、体積抵抗率が2.0×109Ω・cm以上2.0×1012Ω・cm以下の無機微粒子、有機ケイ素重合体微粒子、必要に応じてシリカ、アルミナ、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂などの樹脂微粒子を、乾燥状態で剪断力を印加して添加してトナーとする。 The toner particles produced through the above process are mixed with inorganic fine particles, organosilicon polymer fine particles, and optionally resin fine particles such as silica, alumina, vinyl resin, or polyester resin, with a volume resistivity of 2.0×10 9 Ω·cm or more and 2.0×10 12 Ω·cm or less, and a shear force is applied in a dry state to produce a toner.
これらの無機微粒子や樹脂微粒子は、流動性助剤やクリーニング助剤等の外添剤として機能する。 These inorganic and resin microparticles function as external additives such as flow aids and cleaning aids.
シアントナーは、一成分系現像剤としても使用できるが、磁性キャリアと混合して二成分系現像剤として用いてもよい。磁性キャリアとしては、例えば、表面を酸化した鉄粉、あるいは、未酸化の鉄粉や、鉄、リチウム、カルシウム、マグネシウム、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、マンガン、希土類のような金属粒子、それらの合金粒子、酸化物粒子、フェライト等の磁性体や、磁性体と、この磁性体を分散した状態で保持するバインダー樹脂とを含有する磁性体分散樹脂キャリア(いわゆる樹脂キャリア)等、一般に公知のものを使用できる。 Cyan toner can be used as a one-component developer, but it can also be mixed with a magnetic carrier to be used as a two-component developer. Examples of magnetic carriers that can be used include commonly known types such as surface-oxidized or unoxidized iron powder, metal particles such as iron, lithium, calcium, magnesium, nickel, copper, zinc, cobalt, manganese, and rare earth elements, alloy particles thereof, oxide particles, and magnetic materials such as ferrite, as well as magnetic material-dispersed resin carriers (so-called resin carriers) that contain magnetic materials and a binder resin that holds the magnetic materials in a dispersed state.
トナーを磁性キャリアと混合して二成分系現像剤として使用する場合、その際のキャリア混合比率は、二成分系現像剤中のトナー濃度として、好ましくは2質量%以上15質量%以下、より好ましくは4質量%以上13質量%以下にすると良好な結果が得られる。 When toner is mixed with a magnetic carrier to be used as a two-component developer, good results can be obtained by mixing the carrier at a ratio of 2% by weight to 15% by weight, more preferably 4% by weight to 13% by weight, in terms of toner concentration in the two-component developer.
以下、各物性の測定方法について記載する。 The measurement methods for each physical property are described below.
<シアントナーの粉末X線回折>
測定装置「RINT-TTRII」((株)リガク製)を用い、CuKα特性X線において、ブラッグ角(2θ±0.20deg)3deg~60degの範囲で測定を行い、得られたスペクトルの全積分強度から、ブラッグ角(2θ)が9.0~9.4°のピーク強度、23.6~24.0°のピーク強度を求める。
<X-ray powder diffraction of cyan toner>
Using a measuring device "RINT-TTRII" (manufactured by Rigaku Corporation), measurements are performed using CuKα characteristic X-rays over a Bragg angle range (2θ±0.20°) of 3° to 60°, and the peak intensity at a Bragg angle (2θ) of 9.0 to 9.4° and the peak intensity at a Bragg angle (2θ) of 23.6 to 24.0° are determined from the total integrated intensity of the obtained spectrum.
尚、測定条件は以下の通りである。
X線:Cu/50kV/300mA
ゴニオメータ:ローター水平ゴニオメータ(TTR-2)
アタッチメント:標準試料ホルダー
発散スリット:解放
発散縦制限スリット:10.00mm
散乱スリット:開放
受光スリット:開放
カウンタ:シンチレーションカウンタ
走査モード:連続
スキャンスピード:4.0000°/min.
サンプリング幅:0.0200°
走査軸:2θ/θ
走査範囲:10.0000~40.0000°
The measurement conditions are as follows:
X-ray: Cu/50kV/300mA
Goniometer: Rotor horizontal goniometer (TTR-2)
Attachment: Standard sample holder Divergence slit: Open Divergence vertical limit slit: 10.00 mm
Scattering slit: open Receiving slit: open Counter: scintillation counter Scanning mode: continuous Scanning speed: 4.0000°/min.
Sampling width: 0.0200°
Scanning axis: 2θ/θ
Scanning range: 10.0000 to 40.0000°
<無機微粒子の体積抵抗率>
無機微粒子の体積抵抗率は、以下のようにして測定する。装置としてはケースレーインスツルメンツ社製6517型エレクトロメーター/高抵抗システムを用いる。直径25mmの電極を接続し、電極間に無機微粒子を厚みが約0.5mmとなるように乗せて、約2.0Nの荷重をかけた状態で、電極間の距離を測定する。
<Volume resistivity of inorganic fine particles>
The volume resistivity of inorganic fine particles is measured as follows: A Keithley Instruments 6517 Electrometer/High Resistance System is used as the device. Electrodes with a diameter of 25 mm are connected, and inorganic fine particles are placed between the electrodes to a thickness of about 0.5 mm. A load of about 2.0 N is applied, and the distance between the electrodes is measured.
無機微粒子に1,000Vの電圧を1分間印加した時の抵抗値を測定し、以下の式を用いて体積抵抗率を算出する。
体積抵抗率(Ω・cm)=R×L
R:抵抗値(Ω)
L:電極間距離(cm)
A voltage of 1,000 V is applied to the inorganic fine particles for 1 minute, and the resistance value is measured, and the volume resistivity is calculated using the following formula.
Volume resistivity (Ω・cm)=R×L
R: Resistance value (Ω)
L: Distance between electrodes (cm)
また、シアントナーから、以下の方法により、無機微粒子を分離して測定することもできる。 In addition, inorganic fine particles can be separated from cyan toner and measured using the following method.
イオン交換水100mLにスクロース(キシダ化学製)200gを加え、湯せんをしながら溶解させショ糖濃厚液を調製する。遠心分離用チューブに該ショ糖濃厚液31gと、6mLのコンタミノンN(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)を入れ、分散液を作製する。この分散液にシアントナー1gを添加し、スパチュラなどでトナーのかたまりをほぐす。 200 g of sucrose (Kishida Chemical) is added to 100 mL of ion-exchanged water and dissolved over a hot water bath to prepare a concentrated sucrose solution. 31 g of the concentrated sucrose solution and 6 mL of Contaminon N (a 10% by weight aqueous solution of a pH 7 neutral detergent for cleaning precision measuring instruments, consisting of a nonionic surfactant, anionic surfactant, and organic builder, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) are placed in a centrifuge tube to prepare a dispersion. 1 g of cyan toner is added to this dispersion, and any clumps of toner are broken up using a spatula or similar tool.
遠心分離用チューブをシェイカー(いわき産業(株)製「KM Shaker」(model:V.SX))にて1分当たり350往復の条件で20分間振盪する。振盪後、溶液をスイングローター用ガラスチューブ(50mL)に入れ替えて、遠心分離機にて、3500rpm、30分の条件で遠心分離を行う。遠心分離後のガラスチューブ内においては、最上層にはトナーが存在し、下層の水溶液側には無機微粒子が存在する。下層の水溶液を採取して、遠心分離を行い、ショ糖と無機微粒子とを分離し、無機微粒子を採集する。必要に応じて、遠心分離を繰り返し行い、分離を十分に行った後、分散液を乾燥し、無機微粒子を採集する。 The centrifuge tube is shaken for 20 minutes in a shaker (Iwaki Sangyo Co., Ltd. "KM Shaker" (model: V.SX)) at 350 reciprocations per minute. After shaking, the solution is transferred to a 50 mL glass tube for a swing rotor and centrifuged at 3,500 rpm for 30 minutes in a centrifuge. After centrifugation, the toner is present in the top layer of the glass tube, and inorganic fine particles are present in the aqueous solution below. The aqueous solution below is sampled and centrifuged to separate the sucrose and inorganic fine particles, and the inorganic fine particles are collected. Centrifugation is repeated as necessary to thoroughly separate the dispersion, after which the dispersion is dried and the inorganic fine particles are collected.
複数の無機微粒子が添加されている場合には、遠心分離法などを利用して、選別することができる。 If multiple inorganic microparticles are added, they can be separated using methods such as centrifugation.
<無機微粒子の誘電率の測定方法>
284AプレシジョンLCRメーター(ヒューレット・パッカード社製)を用いて、1kHz及び1MHzの周波数で校正後、周波数2kHzにおける複素誘電率を測定する。測定する試料に39200kPa(400kg/cm2)の荷重を5分間かけて、直径25mm,厚さ1mm以下(好ましくは0.5~0.9mm)の円盤状の測定試料に成型する。この測定試料を直径25mmの誘電率測定治具(電極)を装着したARES(レオメトリック・サイエンティフィック・エフ・イー社製)に装着し、温度25℃の雰囲気下で0.49N(50g)の荷重をかけた状態で2kHzの周波数で測定することにより得られる。
<Method for measuring the dielectric constant of inorganic fine particles>
Using a 284A Precision LCR Meter (manufactured by Hewlett-Packard), the complex dielectric constant at a frequency of 2 kHz is measured after calibration at frequencies of 1 kHz and 1 MHz. A load of 39,200 kPa (400 kg/ cm2 ) is applied to the sample to be measured for 5 minutes, and the sample is molded into a disk-shaped measurement sample with a diameter of 25 mm and a thickness of 1 mm or less (preferably 0.5 to 0.9 mm). This measurement sample is mounted on an ARES (manufactured by Rheometric Scientific F.E.) equipped with a 25 mm diameter dielectric constant measurement jig (electrode), and measurement is performed at a frequency of 2 kHz under a load of 0.49 N (50 g) in an atmosphere at 25°C.
必要に応じて、上述の体積抵抗率の測定方法に記載した、シアントナーからの無機微粒子の分離手法を用いて、トナーから無機微粒子を抽出して誘電率を測定することもできる。 If necessary, the inorganic fine particles can be extracted from the toner and the dielectric constant measured using the method for separating inorganic fine particles from cyan toner described above in the method for measuring volume resistivity.
<無機微粒子の個数平均粒径の測定方法>
上述に記載した、シアントナーからの無機微粒子の分離手法を用いて、シアントナーから無機微粒子を抽出し、日立超高分解能電界放出形走査型電子顕微鏡(FE-SEM)S-4800((株)日立ハイテクノロジーズ)を用いて観察を行う。
<Method for measuring number average particle diameter of inorganic fine particles>
Using the above-described method for separating inorganic particles from cyan toner, inorganic particles are extracted from the cyan toner and observed using a Hitachi ultra-high resolution field emission scanning electron microscope (FE-SEM) S-4800 (Hitachi High-Technologies Corporation).
100個の無機微粒子の粒径を計測し算術平均を求め、無機微粉末の一次粒子の個数平均径とする。 Measure the particle diameter of 100 inorganic microparticles and calculate the arithmetic average, which is the number-average diameter of the primary particles of the inorganic micropowder.
<結晶性ポリエステルのモノマーユニットの同定>
熱分解ガスクロマトグラフィー質量分析装置(GC・MS)により、以下のようにして構造を解析する。結晶性ポリエステル300μgをパイロホイル(日本分析工業社製:F590)に包埋して熱分解炉に導入し、不活性(ヘリウム)雰囲気の中590℃-5秒間加熱し発生した分解ガスをガスクロの注入口に導入し、下記オーブンプロファイルを実施する。カラム出口はトランスファーラインでMS分析装置に繋ぎ、イオン電流を縦軸に横軸にリテンション時間をプロットしたトータルイオンクロマトグラム(TIC)を得る。次いで、得られたクロマトグラムにおいて、検出された全ピークについて、付属のソフトでマススペクトルを抽出して、NIST-2017データベースに基づいて化合物を帰属させる。
<Identification of Monomer Units of Crystalline Polyester>
The structure is analyzed using a pyrolysis gas chromatography mass spectrometer (GC-MS) as follows. 300 μg of crystalline polyester is embedded in Pyrofoil (F590 manufactured by Japan Analytical Industry Co., Ltd.) and introduced into a pyrolysis furnace. It is heated at 590°C for 5 seconds in an inert (helium) atmosphere, and the generated decomposition gas is introduced into the gas chromatograph inlet, and the following oven profile is performed. The column outlet is connected to an MS analyzer via a transfer line, and a total ion chromatogram (TIC) is obtained, plotting ion current on the vertical axis and retention time on the horizontal axis. Next, mass spectra are extracted for all peaks detected in the obtained chromatogram using the accompanying software, and the compounds are assigned based on the NIST-2017 database.
また、シアントナーから、以下の方法により、結晶性ポリエステルを分離して測定することもできる。イオン交換水100mLにスクロース(キシダ化学製)200gを加え、湯せんをしながら溶解させショ糖濃厚液を調製する。遠心分離用チューブに該ショ糖濃厚液31gと、6mLのコンタミノンN(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)を入れ、分散液を作製する。この分散液にトナー1gを添加し、スパチュラなどでシアントナーのかたまりをほぐす。 Alternatively, crystalline polyester can be separated from cyan toner and measured using the following method. 200 g of sucrose (Kishida Chemical) is added to 100 mL of ion-exchanged water and dissolved over a hot water bath to prepare a sucrose concentrate. 31 g of this sucrose concentrate and 6 mL of Contaminon N (a 10% by weight aqueous solution of a pH 7 neutral detergent for cleaning precision measuring instruments, consisting of a nonionic surfactant, an anionic surfactant, and an organic builder, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) are placed in a centrifuge tube to prepare a dispersion. 1 g of toner is added to this dispersion, and clumps of cyan toner are broken up using a spatula or similar tool.
遠心分離用チューブをシェイカー(いわき産業(株)製「KM Shaker」(model:V.SX))にて1分当たり350往復の条件で20分間振盪する。振盪後、溶液をスイングローター用ガラスチューブ(50mL)に入れ替えて、遠心分離機にて、3500rpm、30分の条件で遠心分離を行う。遠心分離後のガラスチューブ内においては、最上層にはトナーが存在し、下層の水溶液側には無機微粒子が存在する。 The centrifuge tube is shaken for 20 minutes in a shaker (Iwaki Sangyo Co., Ltd. "KM Shaker" (model: V.SX)) at 350 strokes per minute. After shaking, the solution is transferred to a glass tube (50 mL) for a swing-out rotor and centrifuged at 3,500 rpm for 30 minutes in a centrifuge. After centrifugation, toner is present in the top layer of the glass tube, and inorganic fine particles are present in the lower aqueous solution layer.
上層のシアントナーを分取し、トルエンに溶解させる。その後、不溶分をろ過にて分け取り、上述の熱分解ガスクロマトグラフィー質量分析装置にて測定を実施する。 The upper layer of cyan toner is separated and dissolved in toluene. The insoluble matter is then filtered off and measured using the pyrolysis gas chromatography mass spectrometer described above.
<シアントナー中に含まれる有機ケイ素重合体微粒子の定量>
シアントナー1gをバイアル瓶に入れクロロホルム31gに溶解させ、分散させる。分散には超音波式ホモジナイザーを用いて30分間処理して分散液を作製する。その後に遠心分離を用い、比重の差で有機ケイ素重合体微粒子と、その他の外添剤を分離し各サンプルを得、有機ケイ素重合体微粒子の含有量を求める。
<Quantitative Determination of Organosilicon Polymer Fine Particles in Cyan Toner>
1g of cyan toner was placed in a vial and dissolved in 31g of chloroform, followed by 30 minutes of processing using an ultrasonic homogenizer to create a dispersion. The dispersion was then centrifuged to separate the organosilicon polymer microparticles from other external additives based on differences in specific gravity, yielding samples from which the organosilicon polymer microparticle content was determined.
必要に応じて各サンプルについて、固体29Si-NMR及び熱分解GC/MSなどを用いて構造を特定し、有機ケイ素重合体微粒子を同定する。 If necessary, the structure of each sample is determined using solid-state 29 Si-NMR and pyrolysis GC/MS, and the organosilicon polymer fine particles are identified.
<炭酸カルシウムの含有量同定>
イオン交換水100mLにスクロース160gを加え、湯せんをしながら溶解させ、ショ糖濃厚液を調製する。遠心分離用チューブに該ショ糖濃厚液を31gと、非イオン界面活性剤、を6mL入れ分散液を作製する。この分散液にシアントナー5.0gを添加し、スパチュラなどでシアントナーのかたまりをほぐす。次に、遠心分離用チューブを振とう機にて振とうする。振とう後、溶液を遠心分離機にて3500rpm、30分の条件で沈殿物を取り除く。浮いた固形分を、減圧濾過器で濾過した後、乾燥機で1時間以上乾燥し、得られた固形分1gを20mLのクロロホルムに溶解させ、15000rpmで180分間遠心分離し、上澄み液を捨てる。更にクロロホルム20mLを加え、同様の操作を2回繰り返し、沈殿した固形分を乾燥機で5時間以上乾燥させ、重量を測定し、炭酸カルシウムの含有量を同定する。
<Identification of calcium carbonate content>
A sucrose concentrate was prepared by adding 160 g of sucrose to 100 mL of ion-exchanged water and dissolving it in a hot water bath. A centrifuge tube was charged with 31 g of the sucrose concentrate and 6 mL of nonionic surfactant to prepare a dispersion. 5.0 g of cyan toner was added to the dispersion, and the cyan toner clumps were broken down using a spatula or similar. The centrifuge tube was then shaken in a shaker. After shaking, the solution was centrifuged at 3,500 rpm for 30 minutes to remove the precipitate. The floating solids were filtered through a vacuum filter and dried in a dryer for at least one hour. 1 g of the resulting solids was dissolved in 20 mL of chloroform and centrifuged at 15,000 rpm for 180 minutes. The supernatant was discarded. Another 20 mL of chloroform was added, and the same procedure was repeated twice. The precipitated solids were dried in a dryer for at least five hours, weighed, and the calcium carbonate content was determined.
尚、必要に応じて、上記で得た固形分を波長分散型蛍光X線分析装置「Axios」(PANalytical社製)を用いて、成分を同定する。 If necessary, the components of the solid obtained above can be identified using an "Axios" wavelength dispersive X-ray fluorescence analyzer (manufactured by PANalytical).
<炭酸カルシウムのX線回折測定ピーク測定>
シアントナーに含有される炭酸カルシウムのX線回折測定は、測定装置「RINT-TTRII」((株)リガク製)を用い、CuKα特性X線において、ブラッグ角(2θ±0.20deg)3deg~60degの範囲で測定を行い、得られたスペクトルの全積分強度から、ブラッグ角(2θ)29.5±0.5に帰属される結晶の結晶子サイズ、ブラッグ角(2θ)26.5±0.5に帰属される結晶のピーク強度とブラッグ角(2θ)が29.5±0.5に帰属される結晶のピーク強度の比を求める。
<X-ray diffraction peak measurement of calcium carbonate>
X-ray diffraction measurement of calcium carbonate contained in cyan toner is performed using a measuring device "RINT-TTRII" (manufactured by Rigaku Corporation) with CuKα characteristic X-rays, measuring at a Bragg angle (2θ±0.20°) in the range of 3° to 60°, and from the total integrated intensity of the obtained spectrum, the crystallite size of the crystals assigned to a Bragg angle (2θ) of 29.5±0.5 and the ratio of the peak intensity of the crystals assigned to a Bragg angle (2θ) of 26.5±0.5 to the peak intensity of the crystals assigned to a Bragg angle (2θ) of 29.5±0.5 are determined.
尚、測定条件は以下の通りである。
X線:Cu/50kV/300mA
ゴニオメータ:ローター水平ゴニオメータ(TTR-2)
アタッチメント:標準試料ホルダー
発散スリット:解放
発散縦制限スリット:10.00mm
散乱スリット:開放
受光スリット:開放
カウンタ:シンチレーションカウンタ
走査モード:連続
スキャンスピード:4.0000°/min.
サンプリング幅:0.0200°
走査軸:2θ/θ
走査範囲:10.0000~40.0000°
The measurement conditions are as follows:
X-ray: Cu/50kV/300mA
Goniometer: Rotor horizontal goniometer (TTR-2)
Attachment: Standard sample holder Divergence slit: Open Divergence vertical limit slit: 10.00 mm
Scattering slit: open Receiving slit: open Counter: scintillation counter Scanning mode: continuous Scanning speed: 4.0000°/min.
Sampling width: 0.0200°
Scanning axis: 2θ/θ
Scanning range: 10.0000 to 40.0000°
以下、本発明を実施例及び比較例を用いてさらに詳細に説明するが、これらは本発明をなんら限定するものではない。 The present invention will be explained in more detail below using examples and comparative examples, but these should not be construed as limiting the present invention in any way.
<銅フタロシアニン1の製造>
C.I.ピグメントブルー15:3をそのまま用いて銅フタロシアニン1とした。
<Production of Copper Phthalocyanine 1>
C.I. Pigment Blue 15:3 was used as it was to prepare copper phthalocyanine 1.
<銅フタロシアニン2の製造>
・C.I.ピグメントブルー15:3 100質量部
・塩化ナトリウム 700質量部
・ジエチレングリコール 200質量部
上記材料をトリミックス(TX-15型、(株)井上製作所製)を用いて、回転数2s-1で4時間撹拌した。得られた混合物を水洗・ろ過し、乾燥させて銅フタロシアニン2を得た。
<Production of Copper Phthalocyanine 2>
The above materials were stirred for 4 hours at a rotation speed of 2 s using a Trimix (TX-15 model, manufactured by Inoue Seisakusho Co., Ltd.). The resulting mixture was washed with water, filtered, and dried to obtain copper phthalocyanine 2.
<シアン顔料マスターバッチCM1の製造(第一混練工程)>
・銅フタロシアニン1 30質量部
・炭酸カルシウム1(個数平均粒径400nm) 40質量部
・非晶性ポリエステル樹脂A 27質量部
[非晶性ポリエステル樹脂A:組成(モル%)〔ポリオキシプロピレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン:イソフタル酸:テレフタル酸=100:50:50〕]
・結晶性ポリエステルC1 3質量部 [結晶性ポリエステルC1:組成(モル%)〔エチレングリコール:ドデカン二酸=100:100〕]
<Production of cyan pigment masterbatch CM1 (first kneading step)>
Copper phthalocyanine 1 30 parts by mass Calcium carbonate 1 (number average particle size 400 nm) 40 parts by mass Amorphous polyester resin A 27 parts by mass [Amorphous polyester resin A: composition (mol %) [polyoxypropylene(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane:isophthalic acid:terephthalic acid=100:50:50]]
Crystalline polyester C1: 3 parts by mass [Crystalline polyester C1: composition (mol %) [ethylene glycol: dodecanedioic acid = 100:100]]
(第一混練工程)
上記材料をヘンシェルミキサー(FM-75型、三井鉱山(株)製)を用いて、回転数20s-1、回転時間5minで混合した後、二軸混練機(PCM-30型、株式会社池貝製)にて200rpm、150℃で混練した。
(First kneading step)
The above materials were mixed using a Henschel mixer (FM-75, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.) at a rotation speed of 20 s for a rotation time of 5 min, and then kneaded in a twin-screw kneader (PCM-30, manufactured by Ikegai Corporation) at 200 rpm and 150°C.
得られた混練物を冷却し、ピンミルにて体積平均粒径100μm以下に粗粉砕し、シアン顔料マスターバッチCM1の粗砕物を得た。 The resulting kneaded material was cooled and coarsely pulverized in a pin mill to a volume average particle size of 100 μm or less, yielding coarsely pulverized cyan pigment masterbatch CM1.
<シアン顔料マスターバッチCM2~CM8、CM10~CM12の製造>
表1に示す材料および配合量に変更した以外は、シアン顔料マスターバッチCM1と同様に製造し、シアン顔料マスターバッチCM2~CM8、CM10~CM12を得た。シアン顔料マスターバッチCM2で使用の結晶性ポリエステルC2の組成は下記の通りである。
結晶性ポリエステルC2:組成(モル%)〔1,6-ヘキサンジオール:ドデカン二酸=100:100〕)
<Production of cyan pigment masterbatches CM2 to CM8 and CM10 to CM12>
Cyan pigment masterbatches CM2 to CM8 and CM10 to CM12 were obtained in the same manner as for cyan pigment masterbatch CM1, except that the materials and blending amounts were changed as shown in Table 1. The composition of crystalline polyester C2 used in cyan pigment masterbatch CM2 is as follows.
Crystalline polyester C2: Composition (mol %) [1,6-hexanediol:dodecanedioic acid=100:100]
<シアン顔料マスターバッチCM9の製造>
表1に示す材料に変更し、シアン顔料マスターバッチCM1と同様に製造してシアン顔料マスターバッチの粗砕物を得た。その後、シアン顔料マスターバッチの粗砕物100gに対して1000gのアセトンを加え、更に10gの1N塩酸を加え、6h撹拌しながら放置し、炭酸カルシウムを反応させ、二酸化炭素、水、塩化カルシウムとした。その後、得られた液体を乾固し、さらにピンミルにて体積平均粒径100μm以下に粗粉砕することで、シアン顔料マスターバッチCM9を得た。
<Production of cyan pigment masterbatch CM9>
A coarsely crushed cyan pigment masterbatch was obtained by manufacturing in the same manner as cyan pigment masterbatch CM1, except for the materials shown in Table 1. Subsequently, 1,000 g of acetone was added to 100 g of the coarsely crushed cyan pigment masterbatch, and then 10 g of 1 N hydrochloric acid was added. The mixture was left to stand with stirring for 6 hours to react with calcium carbonate, producing carbon dioxide, water, and calcium chloride. The resulting liquid was then dried and coarsely crushed using a pin mill to a volume average particle size of 100 μm or less, thereby obtaining cyan pigment masterbatch CM9.
<トナー粒子CP1の製造>
・非晶性ポリエステル樹脂A 70.6質量部
・結晶性ポリエステルC1 1.4質量部
・顔料マスターバッチCM1 20.0質量部
・合成ワックス1 8.0質量部
(炭化水素ワックス、最大吸熱ピークのピーク温度90℃)
<Production of Toner Particles CP1>
Amorphous polyester resin A 70.6 parts by mass Crystalline polyester C1 1.4 parts by mass Pigment masterbatch CM1 20.0 parts by mass Synthetic wax 1 8.0 parts by mass (hydrocarbon wax, maximum endothermic peak temperature 90°C)
(第二混練工程)
上記材料をヘンシェルミキサー(FM-75型、三井鉱山(株)製)を用いて、回転数20s-1、回転時間5minで混合した後、二軸混練機(PCM-30型、株式会社池貝製)にて200rpm、120℃で混練し、得られた混練物を冷却した。
(Second kneading step)
The above materials were mixed using a Henschel mixer (FM-75, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.) at a rotation speed of 20 s for a rotation time of 5 min, and then kneaded in a twin-screw kneader (PCM-30, manufactured by Ikegai Corporation) at 200 rpm and 120°C, and the resulting kneaded product was cooled.
ピンミルにて体積平均粒径100μm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。得られた粗砕物を、機械式粉砕機(T-250、ターボ工業(株)製)にて目的粒径となるように回転数やパス回数を調整して微粉砕した。 The material was coarsely crushed using a pin mill to a volume average particle size of 100 μm or less, yielding a coarsely crushed product. The resulting coarsely crushed product was then finely crushed using a mechanical crusher (T-250, manufactured by Turbo Kogyo Co., Ltd.) by adjusting the rotation speed and number of passes to obtain the desired particle size.
さらに回転型分級機(200TSP、ホソカワミクロン社製)を用い、分級を行い、トナー粒子を得た。回転型分級機(200TSP、ホソカワミクロン社製)の運転条件は、目的粒径および粒度分布が得られるように回転数を調整して分級を行い、トナー粒子CP1を得た。 Further classification was performed using a rotary classifier (200TSP, manufactured by Hosokawa Micron Corporation) to obtain toner particles. The operating conditions of the rotary classifier (200TSP, manufactured by Hosokawa Micron Corporation) were such that the rotation speed was adjusted to obtain the desired particle size and particle size distribution, and toner particles CP1 were obtained.
<トナー粒子CP2~CP12の製造例>
表2に示す材料および配合量に変更した以外は、シアントナー粒子CP1と同様に製造し、シアントナー粒子CP2~CP12を得た。
<Production Example of Toner Particles CP2 to CP12>
Cyan toner particles CP2 to CP12 were obtained in the same manner as in the cyan toner particles CP1, except that the materials and blending amounts were changed as shown in Table 2.
<チタン酸ストロンチウム1の製造例>
硫酸法で製造されたメタチタン酸を脱鉄漂白処理した後、3モル/L水酸化ナトリウム水溶液を加えpH9.0とし脱硫処理を行い、その後、5モル/L塩酸によりpH5.6まで中和し、ろ過水洗を行った。洗浄済みのケーキに水を加えTiO2として1.90モル/Lのスラリーとした後、塩酸を加えpH1.4とし解膠処理を行った。
<Production Example of Strontium Titanate 1>
Metatitanic acid produced by the sulfuric acid method was deironized and bleached, then desulfurized by adding a 3 mol/L aqueous solution of sodium hydroxide to adjust the pH to 9.0, and then neutralized to pH 5.6 with 5 mol/L hydrochloric acid, filtered, and washed with water. Water was added to the washed cake to make a slurry of 1.90 mol/L in terms of TiO2 , and hydrochloric acid was added to adjust the pH to 1.4, which was then subjected to peptization.
脱硫・解膠を行ったメタチタン酸をTiO2として1.90モルを採取し、3Lの反応容器に投入した。該解膠メタチタン酸スラリーに、塩化ストロンチウム水溶液をSrO/TiO2(モル比)で1.15となるよう2.185モル添加した後、TiO2濃度1.039モル/Lに調整した。 1.90 moles of TiO2 were collected from the desulfurized and peptized metatitanic acid and charged into a 3 L reaction vessel. 2.185 moles of an aqueous strontium chloride solution were added to the peptized metatitanic acid slurry so that the SrO/ TiO2 (molar ratio) was 1.15, and the TiO2 concentration was then adjusted to 1.039 mole/L.
次に、撹拌混合しながら90℃に加温した後、10モル/L水酸化ナトリウム水溶液440mLを40分間かけて添加し、その後、95℃で45分間撹拌を続けたのち、氷水中に投入し急冷させて反応を終了した。 Next, the mixture was heated to 90°C while stirring, and 440 mL of a 10 mol/L aqueous solution of sodium hydroxide was added over 40 minutes. Stirring was then continued at 95°C for 45 minutes, after which the mixture was poured into ice water and rapidly cooled to terminate the reaction.
該反応スラリーを70℃まで加熱し、pH5.0となるまで12モル/L塩酸を加え1時間撹拌を続け、得られた沈殿をデカンテーションした。 The reaction slurry was heated to 70°C, 12 mol/L hydrochloric acid was added until the pH reached 5.0, and stirring was continued for 1 hour, after which the resulting precipitate was decanted.
得られた沈殿物を含むスラリーを40℃に調整し、塩酸を加えてpH2.5に調整した。その後、表面処理剤1として固形分に対して4.0質量%の3,3,3-トリフロロプロピルトリメトキシシランと、表面処理剤2として固形分に対して4.0質量%のイソブチルトリメトキシシランとを添加して10時間撹拌を行った。5モル/L水酸化ナトリウム水溶液を加えpH6.5に調整し1時間撹拌を続けた後、ろ過・洗浄を行い、得られたケーキを120℃の大気中に8時間乾燥してチタン酸ストロンチウム1を得た。 The resulting slurry containing the precipitate was adjusted to 40°C, and hydrochloric acid was added to adjust the pH to 2.5. Subsequently, 4.0 mass% of 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane (based on the solids) as surface treatment agent 1 and 4.0 mass% of isobutyltrimethoxysilane (based on the solids) as surface treatment agent 2 were added, and the mixture was stirred for 10 hours. A 5 mol/L aqueous sodium hydroxide solution was added to adjust the pH to 6.5, and stirring was continued for 1 hour. After filtering and washing, the resulting cake was dried in air at 120°C for 8 hours to obtain strontium titanate 1.
得られたチタン酸ストロンチウム1の誘電率は70pF/m、体積抵抗率は1.5×1011Ωcm、一次粒子の個数平均粒径(D1)は40nmであった。物性を表3に示す。 The resulting strontium titanate 1 had a dielectric constant of 70 pF/m, a volume resistivity of 1.5×10 11 Ωcm, and a number average particle size (D1) of the primary particles of 40 nm.
<チタン酸ストロンチウム2~9の製造例>
チタン酸ストロンチウム1の製造例において、塩化ストロンチウム水溶液を添加した後の混合溶液におけるTiO2濃度、水酸化ナトリウム水溶液の滴下時間、滴下後の撹拌時間、及び急冷の有無、および表面処理剤を表3に記載したように変更した。かかる変更以外はチタン酸ストロンチウム1の製造例と同様にして、チタン酸ストロンチウム2~9を得た。物性を表3に示す。
<Production Examples of Strontium Titanates 2 to 9>
In the production example of strontium titanate 1, the TiO2 concentration in the mixed solution after the addition of the strontium chloride aqueous solution, the dropping time of the sodium hydroxide aqueous solution, the stirring time after dropping, whether or not quenching was performed, and the surface treatment agent were changed as shown in Table 3. Apart from these changes, strontium titanates 2 to 9 were obtained in the same manner as in the production example of strontium titanate 1. Their physical properties are shown in Table 3.
<酸化チタン1の製造例>
出発原料としてTiO2相当分を50質量%含有しているイルメナイト鉱石を使用した。この原料を温度150℃で2時間乾燥させた後、硫酸を添加して溶解させることによって、TiOSO2の水溶液を得た。この水溶液に炭酸ナトリウムを加えてpH9.0に調整してアルカリ中和を行い、濾過することにより白色沈殿物を得た。この白色沈殿物に純水を加えて温度約90℃に保ちながら2.5時間加熱処理して加水分解処理を行い、濾過・水洗浄を繰り返し行うことでアナターゼ型の酸化チタンを得た。
<Production Example of Titanium Oxide 1>
Ilmenite ore containing 50% by mass of TiO2 equivalent was used as the starting material. This raw material was dried at 150°C for 2 hours, and then sulfuric acid was added and dissolved to obtain an aqueous solution of TiOSO2 . Sodium carbonate was added to this aqueous solution to adjust the pH to 9.0 for alkaline neutralization, and the solution was filtered to obtain a white precipitate. Pure water was added to this white precipitate, and the mixture was heated at approximately 90°C for 2.5 hours to perform hydrolysis. This was followed by repeated filtration and washing with water to obtain anatase-type titanium oxide.
得られたアナターゼ型の酸化チタンを1100℃の高温加熱によって焼結させることによってルチル型の酸化チタンを得た。このルチル型の酸化チタンをジェットミルにて解砕処理を行い、酸化チタン微粒子を得た。この酸化チタン微粒子をエタノール中に分散させ、酸化チタン微粒子100質量部に対して、疎水化剤としてイソブチルトリメトキシシランを固形分で10質量部を粒子の合一が生じないように十分に撹拌しながら滴下混合し、反応させて疎水化処理を行った。 The resulting anatase-type titanium oxide was sintered at a high temperature of 1100°C to obtain rutile-type titanium oxide. This rutile-type titanium oxide was then crushed in a jet mill to obtain titanium oxide microparticles. These titanium oxide microparticles were dispersed in ethanol, and 10 parts by mass (solids) of isobutyltrimethoxysilane as a hydrophobizing agent was added dropwise to 100 parts by mass of titanium oxide microparticles while stirring thoroughly to prevent particle coalescence, and the mixture was reacted to perform a hydrophobizing treatment.
さらに十分に撹拌しながら、スラリーのpHを6.5に調整した。これを濾過、乾燥した後、温度170℃で2時間加熱処理し、その後、酸化チタンの凝集体がなくなるまで繰り返しジェットミルにより解砕処理を行い、酸化チタン1を得た。 The pH of the slurry was adjusted to 6.5 while stirring thoroughly. After filtering and drying, the slurry was heat-treated at 170°C for 2 hours, and then repeatedly crushed using a jet mill until no titanium oxide agglomerates remained, yielding titanium oxide 1.
酸化チタン1の体積抵抗率は2.7×1010Ωcm、誘電率は25pF/m、一次粒子の個数平均粒径は30nmであった。 Titanium oxide 1 had a volume resistivity of 2.7×10 10 Ωcm, a dielectric constant of 25 pF/m, and a number average particle size of the primary particles of 30 nm.
<チタン酸カルシウム1の製造例>
原料にチタンテトライソプロポキシドを使用し、ケミカルポンプで少量ずつ、チッ素ガスをキャリアガスとして使用して、200℃程度に加熱したベーパライザーのグラスウールに送り込んで蒸発させ、反応器内において300℃程度で瞬時に加熱分解した後、急冷却を行ない、生成物を捕集する。これを300℃程度でさらに約2時間焼成し、ジェットミルにて粉砕して酸化チタンを得た。
<Production Example of Calcium Titanate 1>
Titanium tetraisopropoxide was used as the raw material, and was pumped little by little by a chemical pump using nitrogen gas as a carrier gas into glass wool in a vaporizer heated to about 200°C to evaporate it, and after instantaneous thermal decomposition at about 300°C in a reactor, it was rapidly cooled and the product was collected, which was then calcined at about 300°C for another 2 hours and pulverized in a jet mill to obtain titanium oxide.
上記酸化チタン52質量部と炭酸カルシウム48質量部を100質量部の水に分散させ、よく混合し、1000℃程度の温度で熱処理し、チタン酸カルシウム1を得た。 52 parts by mass of the above titanium oxide and 48 parts by mass of calcium carbonate were dispersed in 100 parts by mass of water, mixed well, and heat-treated at a temperature of approximately 1000°C to obtain calcium titanate 1.
チタン酸カルシウム1の体積抵抗率は3.6×1011Ωcm、誘電率は30pF/m、一次粒子の個数平均粒径は40nmであった。 Calcium titanate 1 had a volume resistivity of 3.6×10 11 Ωcm, a dielectric constant of 30 pF/m, and a number average particle size of the primary particles of 40 nm.
<有機ケイ素重合体粒子1の製造例>
1.加水分解工程
200mlビーカーに、RO水43.2g、触媒として酢酸0.008gを仕込み、45℃で撹拌した。ここにテトラエトキシシラン27.2g、及びジメチルジメトキシシラン27.2gを加えて1.5時間撹拌し、原料溶液を得た。
<Preparation Example of Organosilicon Polymer Particles 1>
1. Hydrolysis Step 43.2 g of RO water and 0.008 g of acetic acid as a catalyst were placed in a 200 ml beaker and stirred at 45° C. 27.2 g of tetraethoxysilane and 27.2 g of dimethyldimethoxysilane were added thereto and stirred for 1.5 hours to obtain a raw material solution.
2.縮重合工程
1000mlビーカーに、RO水68.8g、メタノール340.0g、25%アンモニア水2.0gを投入して30℃で撹拌し、アルカリ性水系媒体を調製した。このアルカリ性水系媒体に、前記加水分解工程で得た原料溶液を1分間かけて滴下した。この原料溶液を滴下後の混合液をそのまま30℃に保ったまま1.5時間撹拌して、重縮合反応を進行させ重縮合反応液を得た。
2. Condensation polymerization step: 68.8 g of RO water, 340.0 g of methanol, and 2.0 g of 25% aqueous ammonia were added to a 1000 ml beaker and stirred at 30°C to prepare an alkaline aqueous medium. The raw material solution obtained in the hydrolysis step was added dropwise to this alkaline aqueous medium over 1 minute. After the dropwise addition of this raw material solution, the mixture was stirred for 1.5 hours while maintaining the temperature at 30°C to allow the polycondensation reaction to proceed, thereby obtaining a polycondensation reaction solution.
3.粒子化工程
2000mlビーカーにRO水1000gを投入し、これを25℃で撹拌しながら2.縮重合工程で得た重縮合反応液を10分間かけて滴下した。重縮合反応液が水に混ざるとすぐに白濁し、シロキサン結合を有するケイ素重合体粒子を含む分散液を得た。
3. Particle Formation Step: 1000 g of RO water was placed in a 2000 ml beaker, and the polycondensation reaction solution obtained in 2. Polycondensation Step was added dropwise over 10 minutes while stirring at 25° C. The polycondensation reaction solution immediately became cloudy upon mixing with the water, yielding a dispersion containing silicon polymer particles having siloxane bonds.
4.疎水化工程
粒子化工程で得たシロキサン結合を有するケイ素重合体粒子を含む分散液に、疎水化剤としてヘキサメチルジシラザン27.1gを添加して、60℃で2.5時間撹拌した。5分静置して溶液下部に沈殿した粉体を吸引濾過で回収し、120℃で24時間減圧乾燥して有機ケイ素重合体粒子1を得た。
27.1 g of hexamethyldisilazane was added as a hydrophobizing agent to the dispersion containing the silicon polymer particles having siloxane bonds obtained in the particulation step, and the mixture was stirred for 2.5 hours at 60° C. After leaving the mixture to stand for 5 minutes, the powder that precipitated at the bottom of the solution was recovered by suction filtration and dried under reduced pressure at 120° C. for 24 hours to obtain organosilicon polymer particles 1.
<シアントナーCT1の製造例>
・トナー粒子CP1 100質量部
・シリカ微粒子1 1.8質量部
(シリカ微粒子1:BET法で測定した比表面積が200m2/gであり、シリコーンオイルにより疎水化処理されたシリカ微粒子)
・チタン酸ストロンチウム1 0.5質量部
・有機ケイ素重合体粒子1 1.0質量部
上記材料をヘンシェルミキサー(FM-75型、三井鉱山(株)製)で、回転数30s-1、回転時間10minで混合し、シアントナーCT1を得た。
<Production Example of Cyan Toner CT1>
Toner particles CP1 100 parts by mass Silica fine particles 1 1.8 parts by mass (Silica fine particles 1: silica fine particles having a specific surface area of 200 m 2 /g measured by the BET method and hydrophobized with silicone oil)
Strontium titanate 1 0.5 parts by weight Organosilicon polymer particles 1 1.0 parts by weight The above materials were mixed in a Henschel mixer (FM-75, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.) at a rotation speed of 30 s −1 for a rotation time of 10 minutes to obtain cyan toner CT1.
図1は、シアントナーCT1のX線回折測定結果を示しており、測定結果の各種データを表4に示した。 Figure 1 shows the X-ray diffraction measurement results for cyan toner CT1, and various data from the measurement results are shown in Table 4.
<シアントナーCT2~CT26の製造例>
表4に示す材料に変更した以外は、シアントナーCT1と同様に製造し、シアントナーCT2~CT26を得た。また、X線回折測定結果の各種データも併せて示した。
<Production Example of Cyan Toners CT2 to CT26>
Cyan toners CT2 to CT26 were obtained in the same manner as cyan toner CT1, except that the materials were changed to those shown in Table 4. Various data from the results of X-ray diffraction measurements are also shown.
<磁性キャリア1の製造例>
・個数平均粒径0.30μm(1000/4π(kA/m)の磁界下における磁化の強さ65Am2/kg)のマグネタイト1
・個数平均粒径0.50μm(1000/4π(kA/m)の磁界下における磁化の強さ65Am2/kg)のマグネタイト2
上記の材料それぞれ100質量部に対し、4.0質量部のシラン化合物(3-(2-アミノエチルアミノプロピル)トリメトキシシラン)を加え、容器内にて100℃以上で高速混合撹拌し、それぞれの微粒子を処理した。
・フェノール:10質量%
・ホルムアルデヒド溶液:6質量%(ホルムアルデヒド40質量%、メタノール10質量%、水50質量%)
・上記シラン化合物で処理したマグネタイト1:58質量%
・上記シラン化合物で処理したマグネタイト2:26質量%
上記材料100質量部と、28質量%アンモニア水溶液5質量部、水20質量部をフラスコに入れ、撹拌、混合しながら30分間で85℃まで昇温及び保持し、3時間重合反応させて、生成するフェノール樹脂を硬化させた。
<Production Example of Magnetic Carrier 1>
Magnetite 1 having a number average particle size of 0.30 μm (magnetization strength of 65 Am 2 /kg under a magnetic field of 1000/4π (kA/m))
Magnetite 2 with a number average particle size of 0.50 μm (magnetization strength of 65 Am 2 /kg under a magnetic field of 1000/4π (kA/m))
To 100 parts by mass of each of the above materials, 4.0 parts by mass of a silane compound (3-(2-aminoethylaminopropyl)trimethoxysilane) was added, and the mixture was mixed and stirred at high speed in a container at 100° C. or higher to treat each of the fine particles.
Phenol: 10% by mass
Formaldehyde solution: 6% by mass (40% by mass of formaldehyde, 10% by mass of methanol, 50% by mass of water)
Magnetite treated with the above silane compound 1: 58% by mass
Magnetite 2 treated with the above silane compound: 26% by mass
100 parts by mass of the above material, 5 parts by mass of a 28% by mass aqueous ammonia solution, and 20 parts by mass of water were placed in a flask, and the mixture was heated to 85°C over 30 minutes while stirring and mixing, and maintained at that temperature. A polymerization reaction was carried out for 3 hours, and the resulting phenolic resin was cured.
その後、硬化したフェノール樹脂を30℃まで冷却し、さらに水を添加した後、上澄み液を除去し、沈殿物を水洗した後、風乾した。 The hardened phenolic resin was then cooled to 30°C, and more water was added. The supernatant was then removed, and the precipitate was washed with water and air-dried.
次いで、これを減圧下(5mmHg以下)、60℃の温度で乾燥して、磁性体分散型の球状の磁性キャリア1を得た。磁性キャリア1の体積基準の50%粒径(D50)は、34.2μmであった。 This was then dried under reduced pressure (5 mmHg or less) at a temperature of 60°C to obtain spherical magnetic carrier 1 with dispersed magnetic material. The volume-based 50% particle size (D50) of magnetic carrier 1 was 34.2 μm.
<シアン二成分系現像剤CD1の製造例>
92.0質量部の磁性キャリア1に対して、8.0質量部のシアントナーCT1を加え、V型混合機(V-20、セイシン企業製)により混合し、二成分系現像剤CD1を得た。
<Production Example of Cyan Two-Component Developer CD1>
8.0 parts by weight of cyan toner CT1 was added to 92.0 parts by weight of magnetic carrier 1, and mixed in a V-type mixer (V-20, manufactured by Seishin Enterprises) to obtain two-component developer CD1.
<シアン二成分系現像剤CD2~CD26>
表5に示すトナーに変更した以外は、シアン二成分系現像剤CD1と同様に製造し、シアン二成分現像剤CD2~CD26を得た。
<Cyan two-component developers CD2 to CD26>
Except for changing the toner shown in Table 5, the same production method as for the cyan two-component developer CD1 was carried out to obtain cyan two-component developers CD2 to CD26.
〔実施例1~21、比較例1~5〕 上記それぞれの現像剤を用いて得られた画像の評価を行った。評価方法は以下の通りである。 [Examples 1-21, Comparative Examples 1-5] Images obtained using each of the above developers were evaluated. The evaluation methods were as follows.
[トナー着色力の評価方法]
電子写真方式の画像形成装置として、キヤノン(株)製のフルカラー複写機(商品名:image RUNNER ADVANCE C5255)の改造機を用い、シアンステーションの現像器に二成分系現像剤を投入して、評価を行った。
[Method for Evaluating Toner Tinting Power]
A modified full-color copying machine (product name: image RUNNER ADVANCE C5255) manufactured by Canon Inc. was used as the electrophotographic image forming apparatus, and a two-component developer was charged into the developing device of the cyan station, and evaluation was carried out.
評価環境は、常温常湿環境下(23℃/50%RH)とし、評価紙は、コピー用普通紙(商品名:GFC-081、A4紙、坪量:81.4g/m2、キヤノンマーケティングジャパン(株)より販売)を用い、未定着のトナー画像(トナー載り量0.45mg/cm2)を形成した。市販のフルカラーデジタル複写機(image RUNNER ADVANCE C5255、キヤノン製)から取り外した定着ユニットを用いて未定着画像の定着を行った。得られた定着画像の画像濃度は、X-Riteカラー反射濃度計(500シリーズ:X-Rite社製)を使用して測定した。このときの画像濃度を、以下の基準に従って評価した。 The evaluation environment was a room temperature and humidity environment (23°C/50% RH), and the evaluation paper was plain copy paper (product name: GFC-081, A4 paper, basis weight: 81.4 g/ m2 , sold by Canon Marketing Japan Inc.), on which an unfixed toner image (toner loading amount 0.45 mg/ cm2 ) was formed. The unfixed image was fixed using a fixing unit removed from a commercially available full-color digital copier (image RUNNER ADVANCE C5255, manufactured by Canon). The image density of the resulting fixed image was measured using an X-Rite color reflection densitometer (500 series: manufactured by X-Rite). The image density at this time was evaluated according to the following criteria:
(シアントナーの評価基準)
A:1.80以上
B:1.70以上1.80未満
C:1.60以上1.70未満
D:1.60未満
(Evaluation Criteria for Cyan Toner)
A: 1.80 or more B: 1.70 or more but less than 1.80 C: 1.60 or more but less than 1.70 D: Less than 1.60
評価結果を表6に示す。 The evaluation results are shown in Table 6.
[色味安定性の評価方法]
電子写真方式の画像形成装置として、キヤノン(株)製のフルカラー複写機(商品名:image RUNNER ADVANCE C5255)の改造機を用い、シアンステーションの現像器に二成分系現像剤を投入して、評価を行った。
[Evaluation method for color stability]
A modified full-color copying machine (product name: image RUNNER ADVANCE C5255) manufactured by Canon Inc. was used as the electrophotographic image forming apparatus, and a two-component developer was charged into the developing device of the cyan station, and evaluation was carried out.
評価環境は、温度10℃/相対湿度15%の低温低湿環境下とした。評価紙は、コピー用普通紙(商品名:GFC-081、A4紙、坪量:81.4g/m2、キヤノンマーケティングジャパン(株)より販売)を用いた。 The evaluation environment was a low-temperature, low-humidity environment of 10° C. temperature and 15% relative humidity. The evaluation paper used was plain copy paper (product name: GFC-081, A4 paper, basis weight: 81.4 g/m 2 , sold by Canon Marketing Japan Inc.).
紙上のトナーの載り量を変化させ、16階調画像を形成した。画像は、Spectro Scan Transmission(Gretag Macbeth社製)(測定条件:D50視野角2°)を用い、得られた画像のL*、a*、b*を測定した。測定は、L*-c*座標軸におけるC*=85になるトナーの載り量でのL1*、a1*およびb1*をそれぞれ測定した。 A 16-level image was created by varying the amount of toner applied to the paper. The images were measured using a Spectro Scan Transmission (manufactured by Gretag Macbeth) (measurement conditions: D50, viewing angle 2°) to measure the L*, a*, and b* of the resulting image. Measurements were taken for L1*, a1*, and b1* at a toner application amount where C* = 85 on the L*-c* coordinate axis.
次に、FFH画像(ベタ部)の画像濃度が1.45になる際のトナーの載り量を求め、現像バイアスを調整した。 Next, the amount of toner applied when the image density of the FFH image (solid area) was 1.45 was determined, and the development bias was adjusted.
現像バイアスを調整した後、印字比率1%の画像にて、トナーの濃度が一定となるよう定量補給し、5万枚(50k)の画像出力を行った。 After adjusting the development bias, a fixed amount of toner was replenished to maintain a consistent toner density for an image with a print ratio of 1%, and 50,000 images (50k) were output.
5万枚の画像出力が終了した後、紙上のトナーの載り量を変化させ、16階調画像を形成した。画像は、Spectro Scan Transmission(Gretag Macbeth社製)(測定条件:D50視野角2°)を用い、得られた画像のL*、a*、b*を測定した。測定は、L*-c*座標軸におけるC*=85になるトナーの載り量でのL2*、a2*およびb2*をそれぞれ測定し、初期画像および5万枚画像出力後の画像のL*、a*およびb*の値からΔEを算出した。評価結果を表6に示す。
ΔE={(L1*-L2*)2+(a1*-a2*)2+(b1*-b2*)2}1/2
A:ΔEが2.0より小さい
B:ΔEが2.0以上3.5未満
C:ΔEが3.5以上5.0未満
D:ΔEが5.0以上
After outputting 50,000 images, the toner amount on the paper was varied to form a 16-level image. The images were measured using a Spectro Scan Transmission (manufactured by Gretag Macbeth) (measurement conditions: D50, viewing angle 2°) to measure the L*, a*, and b* of the resulting images. Measurements were made by measuring L2*, a2*, and b2* at a toner amount where C*=85 on the L*-c* coordinate axis, and ΔE was calculated from the L*, a*, and b* values of the initial image and the image after outputting 50,000 images. The evaluation results are shown in Table 6.
ΔE={(L1*-L2*) 2 + (a1*-a2*) 2 + (b1*-b2*) 2 } 1/2
A: ΔE is less than 2.0 B: ΔE is 2.0 or more and less than 3.5 C: ΔE is 3.5 or more and less than 5.0 D: ΔE is 5.0 or more
Claims (9)
無機微粒子と、
を有するシアントナーであって、
該シアントナーを試料とした粉末X線回折の測定において、ブラッグ角をθとしたときの2θ(2θ±0.2°)が、9.0~9.4°のピーク強度をA、23.6~24.0°のピーク強度をBとしたとき、B/Aは0.70以上1.20以下であり、
該無機微粒子の体積抵抗率が、2.0×109Ω・cm以上2.0×1012Ω・cm以下であることを特徴とするシアントナー。 toner particles containing copper phthalocyanine and calcium carbonate particles ;
Inorganic fine particles ,
A cyan toner having
In powder X-ray diffraction measurement using the cyan toner as a sample, when the Bragg angle is θ, the peak intensity at 2θ (2θ±0.2°) of 9.0 to 9.4° is A and the peak intensity at 23.6 to 24.0° is B, the ratio B/A is 0.70 or more and 1.20 or less,
The cyan toner is characterized in that the inorganic fine particles have a volume resistivity of 2.0×10 9 Ω·cm or more and 2.0×10 12 Ω·cm or less.
ブラッグ角をθとしたときの2θ(2θ±0.2°)が29.5±0.1のピークから算出される炭酸カルシウムの結晶子サイズが、10nm以上45nm以下であり、
前記26.5±0.1のピーク強度と前記29.5±0.1のピーク強度との比が0.11以上0.24以下である請求項1~8のいずれか1項に記載のシアントナー。 When X-ray diffraction measurement is performed on the toner using CuKα rays, the calcium carbonate particles have peaks at 26.5±0.1 and 29.5±0.1 in 2θ (2θ±0.2°) where θ is the Bragg angle in characteristic X-ray diffraction of CuKα,
the crystallite size of calcium carbonate calculated from a peak at 29.5±0.1° at 2θ (2θ±0.2°) when θ is the Bragg angle is 10 nm or more and 45 nm or less;
9. The cyan toner according to claim 1 , wherein the ratio of the peak intensity at 26.5±0.1 to the peak intensity at 29.5±0.1 is 0.11 or more and 0.24 or less.
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