JP6659141B2 - toner - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真法、静電記-録法、磁気記録法などに用いられるトナーに関する。 The present invention relates to a toner used for electrophotography, electrostatic recording, magnetic recording, and the like.
近年、複写機やプリンター等の画像形成装置は、更なる高速化対応や省エネルギー対応が求められている。特にモノクロ画像形成装置については画像の生産性の向上に対する要望が高く、高速化対応、さらにはさらなる高画質化も求められている。
さらに、ビジネスユース、パーソナルユースを問わず、従来よりも小型の装置が望まれており、それに用いる定着システムとしては、簡素化及び安定化への要望が高い。トナーに対しては、定着温度が低く、定着領域の広いトナーが要求されてきている。
2. Description of the Related Art In recent years, image forming apparatuses such as copying machines and printers have been required to cope with higher speeds and energy savings. In particular, with respect to a monochrome image forming apparatus, there is a high demand for improvement in image productivity, and there is also a demand for high-speed operation and further higher image quality.
Further, regardless of business use or personal use, there is a demand for a smaller apparatus than ever before, and there is a high demand for simplification and stabilization as a fixing system used therefor. For toner, a toner having a low fixing temperature and a wide fixing area has been demanded.
また画像形成装置の省エネルギー対応のためには、トナーを紙に定着させる際の熱量を低減させることが効果的であり、より低い温度で紙に定着することができるトナーの開発が活発に行われている。
低温定着化の対応のため、トナー中に結晶性樹脂等、結晶性材料を含有させる技術が提案されている(特許文献1)。この技術は、定着器のニップ内においてトナーが熱に晒された際に、トナーの結着樹脂が、結晶性材料によって可塑化され、従来よりも低温サイドから低粘度化することによるものである。
For energy saving of the image forming apparatus, it is effective to reduce the amount of heat at the time of fixing the toner to the paper, and the development of a toner capable of fixing at a lower temperature to the paper is actively performed. ing.
In order to cope with low-temperature fixing, a technique has been proposed in which a crystalline material such as a crystalline resin is contained in a toner (Patent Document 1). This technique is based on the fact that when the toner is exposed to heat in the nip of the fixing device, the binder resin of the toner is plasticized by a crystalline material, and the viscosity is reduced from a lower temperature side than before. .
しかし結晶性材料を含むトナーは、定着方法やトナーの構成要件によって、得られる画像に微小なグロスムラが発生したり、画像の保存安定性が低下しやすい場合があった。
特に印刷速度が速い高速プリンターで、連続的に両面印刷を行うといった、高温で定着されたのちに、画像が急冷されるケースにおいて、得られる画像の保存安定性が低下する傾向にある。
具体的には、定着された画像を高温高湿環境下で長期間放置すると、放置前と比べて紙上に定着されたトナーが摩擦によって剥がれ易くなってしまう課題があった(放置前後の定着性変化)。特に近年の高画質化の中で、その弊害が現れやすい傾向にある。
また、坪量の低い薄紙を用い、表面と裏面で印字比率が大きく異なる画像を両面出力した場合、得られる画像を高温高湿環境下で長期放置すると、画像のカールが発生やすくなる場合があった(放置後の画像カール)。
However, with a toner containing a crystalline material, a minute gloss unevenness may occur in the obtained image or the storage stability of the image may be easily reduced depending on the fixing method and the constituent requirements of the toner.
In particular, in the case where the image is rapidly cooled after being fixed at a high temperature, such as continuous double-sided printing with a high-speed printer having a high printing speed, the storage stability of the obtained image tends to decrease.
Specifically, when the fixed image is left for a long time in a high-temperature and high-humidity environment, there is a problem that the toner fixed on the paper is more likely to be peeled off due to friction than before leaving (the fixing property before and after leaving) change). In particular, in recent years of higher image quality, the adverse effects tend to appear more easily.
Also, when thin paper with a low basis weight is used to output both sides of an image having a significantly different printing ratio between the front and back sides, if the obtained image is left for a long time in a high-temperature and high-humidity environment, the curling of the image may easily occur. (Image curl after standing).
さらに、坪量の高い厚紙を用い、出力した場合、画像白地部に黒い粒状の汚れが発生する場合があった(厚紙オフセット)。
一方でモノクロ画像形成装置に用いる磁性トナーにおいて、磁性粒子を改良する試みが数多くなされている(特許文献2,3)。
しかしながら、特許文献2,3では、上記課題に対しては何ら言及されていない。またこれらの磁性粒子の改良では、本発明の効果を得ることは困難であった。
以上のように、高速化対応と小型化対応の両立のためには、トナーの定着領域拡大と放置画像の保存安定性を両立させることが必要であるものの、いまだ改善の余地がある。
本発明の目的は上記の課題を解決するトナーを提供することにある。
すなわち、定着領域が広く、グロスムラが抑制されており、画像の保存安定性(放置前後の定着性変化、画像カール)も良好である、トナーを提供することにある。
Further, when a thick paper having a high basis weight is used and output, black granular stains may occur on a white background of an image (thick paper offset).
On the other hand, there have been many attempts to improve magnetic particles in magnetic toners used in monochrome image forming apparatuses (Patent Documents 2 and 3).
However, Patent Documents 2 and 3 do not mention the above problem at all. Further, it was difficult to obtain the effects of the present invention by improving these magnetic particles.
As described above, in order to cope with both high-speed operation and miniaturization, it is necessary to achieve both the expansion of the toner fixing area and the storage stability of the left image, but there is still room for improvement.
An object of the present invention is to provide a toner that solves the above problems.
That is, an object of the present invention is to provide a toner that has a wide fixing area, suppresses gloss unevenness, and has good image storage stability (change in fixing property before and after standing, image curl).
結着樹脂、結晶性材料A、及び磁性粒子を含有するトナー粒子を有するトナーであって、
該結晶性材料Aが、脂肪族ジオールに由来するユニットと脂肪族ジカルボン酸に由来するユニットとを有する結晶性ポリエステル樹脂であり、
該磁性粒子は、以下の(i)〜(iii)の全ての規定を満たすことを特徴とするトナー。
(i)八面体形状を有し、八面体における平面部に凸部を有する
(ii)マグネタイト粒子を含むコアと、該コアの表面に設けられた被覆層とを有する
(iii)該被覆層が、鉄を含む酸化物に加え、ケイ素を含む酸化物及びアルミニウムを含む酸化物を含有する
A toner having a binder resin, a crystalline material A, and toner particles containing magnetic particles,
The crystalline material A is a crystalline polyester resin having a unit derived from an aliphatic diol and a unit derived from an aliphatic dicarboxylic acid,
The toner, wherein the magnetic particles satisfy all of the following requirements (i) to (iii).
(I) having an octahedral shape, having a convex portion on a plane portion of the octahedron (ii) having a core containing magnetite particles, and a coating layer provided on the surface of the core (iii) the coating layer in addition to the oxide containing iron, it contains an oxide containing an oxide and aluminum containing silicon
本発明によれば、モノクロ高速プリンターにおいて、定着領域が広く、グロスムラが抑制されており、さらに画像の保存安定性(放置前後の定着性変化、画像カール)も良好なトナーを得ることができる。 According to the present invention, in a monochrome high-speed printer, it is possible to obtain a toner that has a wide fixing area, suppresses gloss unevenness, and has good storage stability of an image (fixation change before and after leaving, image curl).
本発明において、数値範囲を表す「○○以上××以下」や「○○〜××」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。
本発明者らは、定着領域が広く、グロスムラの発生を抑制でき、且つ保存安定性(放置前後の定着性変化、画像カール)に優れたトナーを実現するために、鋭意検討した。
一般的に、結晶性材料を含有するトナーは、熱定着時に、結晶性材料がトナーの結着樹脂を可塑化し、低粘度化する。この低粘度化したトナーは、定着後、急激に冷却され、結晶性材料の結晶化が進み、結晶性材料と結着樹脂とが相分離する場合が多い。この際、結晶化速度の違いによって、結晶性材料の収縮力に差が生まれ、そのひずみの差から、画像上に微小なグロスムラが発生する場合があった。
特に、近年は、高画質化が進み、従来問題にならなかったグロスムラも、問題となる場合があった。
よって、定着後のグロスムラを改良するには、定着ニップ通過後において、トナー中における結晶性材料の結晶化速度を高める必要があることがわかった。
In the present invention, description of “XX or more and XX or less” or “XX to XX” representing a numerical range means a numerical range including a lower limit and an upper limit which are endpoints unless otherwise specified.
The present inventors have intensively studied to realize a toner having a wide fixing area, suppressing occurrence of gloss unevenness, and having excellent storage stability (change in fixing property before and after standing, image curl).
Generally, in a toner containing a crystalline material, at the time of heat fixing, the crystalline material plasticizes the binder resin of the toner and lowers the viscosity. After fixing, the toner whose viscosity has been reduced is rapidly cooled, and the crystallization of the crystalline material proceeds, and the crystalline material and the binder resin are often phase-separated. At this time, the difference in the crystallization speed causes a difference in the contraction force of the crystalline material, and the difference in the strain sometimes causes minute gloss unevenness on an image.
In particular, in recent years, higher image quality has progressed, and gloss unevenness, which has not been a problem in the past, has sometimes become a problem.
Therefore, it was found that to improve the gloss unevenness after fixing, it is necessary to increase the crystallization speed of the crystalline material in the toner after passing through the fixing nip.
また高温高湿環境下で放置した画像においてカールが発生し易い原因についても詳細に検討した。その結果、放置した画像のカールは、表面と裏面で紙上に生じる収縮力に差があることが原因で発生していることがわかった。
そしてこの紙上の収縮力の差は、表面と裏面における熱履歴の差や、画像印字比率の差によって、定着直後のトナーにおいて、表面と裏面の結晶性材料の結晶化度に差があり、放置過程で結晶化する度合いが異なることで生じていることもわかった。
そのため、放置後の画像カールを更に良化させるには、定着直後のトナー中における結晶性材料を、均一に結晶化させることが重要であることをつかんだ。
なお高温高湿環境下で放置後の画像カールに関しては、表面を高印字比率画像とし、裏面を低印字比率画像とし、坪量の低い薄紙を使用して両面印刷を行って画像を得た場合、最も顕著に裏面を凸形状としたカールが発生しやすい。
In addition, the cause of easily causing curl in an image left in a high temperature and high humidity environment was also examined in detail. As a result, it was found that curling of the left image occurred due to a difference in the contraction force generated on the paper between the front surface and the back surface.
The difference in the contraction force on the paper is due to the difference in the thermal histories between the front and back surfaces and the difference in the image printing ratio. It was also found that this was caused by different degrees of crystallization in the process.
Therefore, it has been found that it is important to uniformly crystallize the crystalline material in the toner immediately after fixing in order to further improve the image curl after being left as it is.
Regarding image curl after standing in a high-temperature and high-humidity environment, the image is obtained by performing double-sided printing using thin paper with a low basis weight, using a high printing ratio image on the front surface and a low printing ratio image on the back surface. Most prominently, curling with a convex back surface is likely to occur.
この理由は必ずしも明確ではないが、以下の理由によるものと推定している。
まず熱履歴を多くうける表面の方が紙上の収縮力が高くなりやすい。これは熱履歴を多くうけることで、定着直後の結晶性材料の結晶化度が低下し易く、その分放置過程で多くの結晶性材料が結晶化するためである。
次に画像の印字比率が高いほど、紙上の収縮力が高くなりやすい。これは紙上に存在する定着トナーの絶対量が多くなるため、定着直後に結晶化していない結晶性材料が多くなり、放置過程で多くの結晶性材料が結晶化するためである。
以上のことから、低温定着性と微小なグロスムラ低減、画像の保存安定性を更に高めるためには、トナー中における結晶性材料の結晶化速度を高め、定着ニップを通過して急冷されるまでの間に、速やかに結晶化度を高める必要があるとの考えに至った。
The reason for this is not always clear, but it is presumed to be for the following reason.
First, the surface that receives more heat history tends to have a higher contraction force on the paper. This is because the crystallinity of the crystalline material immediately after fixing tends to decrease due to a large heat history, and a large amount of the crystalline material crystallizes during the standing process.
Next, as the printing ratio of the image is higher, the contraction force on the paper is likely to be higher. This is because the absolute amount of the fixing toner present on the paper increases, so that the amount of the crystalline material that has not crystallized immediately after fixing increases, and many crystalline materials crystallize during the standing process.
From the above, in order to further reduce the low-temperature fixing property and minute gloss unevenness and further improve the storage stability of the image, the crystallization speed of the crystalline material in the toner was increased, and the toner was cooled down rapidly after passing through the fixing nip. In the meantime, it was concluded that it was necessary to quickly increase the crystallinity.
本発明者らは、結晶性材料の定着時の可塑性を十分に発揮させながら、定着後のトナーの結晶化速度を高めるためには、特定の表面形状を有する磁性粒子を含有させることが重要であることを見出した。
本形態のトナーは、結着樹脂、結晶性材料A及び磁性粒子を含有するトナー粒子を有するトナーであって、
該磁性粒子は、以下の(i)〜(iii)の全ての規定を満たすことを特徴とするトナーである。
(i)八面体形状を有し、八面体における平面部に凸部を有する
(ii)マグネタイト粒子を含むコアと、該コアの表面に設けられた被覆層とを有する
(iii)該被覆層が、鉄を含む酸化物に加え、ケイ素を含む酸化物及びアルミニウムを含む酸化物からなる群より選ばれる少なくとも1種の酸化物を含有する
In order to increase the crystallization speed of the toner after fixing while sufficiently exhibiting the plasticity of the crystalline material at the time of fixing, it is important to include magnetic particles having a specific surface shape. I found something.
The toner of the present embodiment is a toner having toner particles containing a binder resin, a crystalline material A, and magnetic particles,
The magnetic particles are toners satisfying all of the following requirements (i) to (iii).
(I) having an octahedral shape, having a convex portion on a plane portion of the octahedron (ii) having a core containing magnetite particles, and a coating layer provided on the surface of the core (iii) the coating layer And at least one oxide selected from the group consisting of oxides containing silicon and oxides containing aluminum in addition to oxides containing iron
このような構成のトナーとすることで、低温定着性に優れ、グロスムラが少なく、画像の保存安定性にも優れたトナーとなる理由は明らかでないが、本発明者らは以下のように考えている。
本発明の磁性粒子は八面体形状の結晶構造を有し、八面体における平面部に凸部を有する。そのため磁性粒子の表面には結晶性材料を担持し易い凸部を複数有するものとなる。
これにより定着ニップ内でトナーが溶融される際に結晶性材料が該凸部の近傍に集まって溶融しやすくなるため、定着時に結晶性材料が微分散した状態で結着樹脂を可塑化できる。
It is not clear why the toner having such a configuration has excellent low-temperature fixability, little gloss unevenness, and excellent storage stability of an image, but the present inventors consider as follows. I have.
The magnetic particle of the present invention has an octahedral crystal structure, and has a convex portion on a plane portion of the octahedron. For this reason, the surface of the magnetic particles has a plurality of convex portions that easily support the crystalline material.
As a result, when the toner is melted in the fixing nip, the crystalline material gathers in the vicinity of the convex portion and is easily melted, so that the binder resin can be plasticized in a state where the crystalline material is finely dispersed at the time of fixing.
結果として高速プリンターのようにニップ内通過時間が短い定着器においても、結着樹脂を均一に可塑化でき、低温定着性を良化できるものと推定している。
一方で該凸部の近傍に結晶性材料が集まり易くなることで、定着ニップ通過後において、該凸部が結晶性材料の結晶核剤として作用するものと推定している。
該凸部によって結晶性材料の結晶核の生成速度と生成頻度が飛躍的に高まり、定着ニップを通過して定着画像が急冷される際に、定着トナー中における結晶化が速やかに且つ均一に進行することで、画像のグロスムラの低減と、保存安定性の良化につながるものと推測している。
本発明において、結晶性材料Aは特に制限されず、後述の結晶性ポリエステル樹脂や、ワックスを用いることができる。
As a result, it is presumed that even in a fixing device such as a high-speed printer in which the transit time in the nip is short, the binder resin can be uniformly plasticized and the low-temperature fixing property can be improved.
On the other hand, it is presumed that since the crystalline material easily gathers near the convex portion, the convex portion acts as a crystal nucleating agent for the crystalline material after passing through the fixing nip.
The projections dramatically increase the generation speed and frequency of crystal nuclei of the crystalline material, and when the fixed image is rapidly cooled through the fixing nip, crystallization in the fixing toner proceeds rapidly and uniformly. It is presumed that this will lead to a reduction in gloss unevenness of the image and an improvement in storage stability.
In the present invention, the crystalline material A is not particularly limited, and a crystalline polyester resin or wax described later can be used.
<好適な形態1>
本発明のトナーにおいて、結晶性材料Aは、結晶性ポリエステル樹脂であることが好ましい。
本発明の磁性粒子は被覆層が結晶性ポリエステル樹脂との親和性が高い酸化物を含有し、かつ八面体の平面部に凸部を有する。そのため磁性粒子の表面には結晶性ポリエステル樹脂をより担持し易くなる。
これにより定着ニップ内でのトナー溶融と結晶化がより迅速に行え、本発明の効果がより得られやすくなる。
なお、該被覆層は、最外層であることが好ましい。被覆層が最外層であることで、結晶性ポリエステル樹脂を効果的に担持する事ができる。
<Preferred embodiment 1>
In the toner of the present invention, the crystalline material A is preferably a crystalline polyester resin.
In the magnetic particles of the present invention, the coating layer contains an oxide having a high affinity for the crystalline polyester resin, and has a projection on the octahedral plane. Therefore, it becomes easier to carry the crystalline polyester resin on the surface of the magnetic particles.
Thereby, the melting and crystallization of the toner in the fixing nip can be performed more quickly, and the effect of the present invention can be more easily obtained.
The coating layer is preferably the outermost layer. When the coating layer is the outermost layer, the crystalline polyester resin can be effectively supported.
また、該結晶性材料Aが脂肪族ジオールに由来するユニットと脂肪族ジカルボン酸に由来するユニットとを有する結晶性ポリエステル樹脂であることが好ましい。
本形態における結晶性ポリエステル樹脂は、全アルコールモノマーに由来するユニットのうち、脂肪族ジオールに由来するユニットの割合が50モル%以上100モル%以下であることが好ましく、80モル%以上100モル%以下であることがより好ましく、90モル%以上100モル%以下であることがより好ましい。
また全酸モノマーに由来するユニットのうち、脂肪族ジカルボン酸に由来するユニットの割合が、50モル%以上100モル%以下であることが好ましく、80モル%以上100モル%以下であることがより好ましく、90モル%以上100モル%以下であることがより好ましい。
Further, the crystalline material A is preferably a crystalline polyester resin having a unit derived from an aliphatic diol and a unit derived from an aliphatic dicarboxylic acid.
In the crystalline polyester resin of the present embodiment, the proportion of units derived from aliphatic diol is preferably 50 mol% or more and 100 mol% or less, and is preferably 80 mol% or more and 100 mol% or less. It is more preferably at most 90 mol%, more preferably at most 90 mol%.
Further, among units derived from all acid monomers, the proportion of units derived from aliphatic dicarboxylic acid is preferably from 50 mol% to 100 mol%, more preferably from 80 mol% to 100 mol%. More preferably, it is 90 mol% or more and 100 mol% or less.
脂肪族ジオールとしては、例えば炭素数4以上18以下の脂肪族ジオールが挙げられ、脂肪族ジカルボン酸としては、例えば炭素数4以上18以下の脂肪族ジカルボン酸が挙げられる。
例えば、脂肪族ジオールとしては、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,11−ウンデカンジオール、1,12−ドデカンジオール等が挙げられる。
脂肪族ジカルボン酸化合物としては、フマル酸、1,8−オクタン二酸、1,9−ノナン二酸、1,10−デカン二酸、1,11−ウンデカン二酸、1,12−ドデカン二酸等が挙げられる。
Examples of the aliphatic diol include an aliphatic diol having 4 to 18 carbon atoms, and examples of the aliphatic dicarboxylic acid include an aliphatic dicarboxylic acid having 4 to 18 carbon atoms.
For example, as the aliphatic diol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, Examples thereof include 1,10-decanediol, 1,11-undecanediol, and 1,12-dodecanediol.
Examples of the aliphatic dicarboxylic acid compound include fumaric acid, 1,8-octanedioic acid, 1,9-nonanedioic acid, 1,10-decandioic acid, 1,11-undecandioic acid, and 1,12-dodecandioic acid. And the like.
より結晶性ポリエステル樹脂の結晶化速度が良好となり、得られる画像の保存安定性が良好となる点で、該脂肪族ジオールは炭素数6以上12以下の脂肪族ジオールであることが好ましく、該脂肪族ジカルボン酸は炭素数6以上12以下の脂肪族ジカルボン酸であることが好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂は、該脂肪族ジオールに由来するユニットのうち、炭素数6以上12以下の脂肪族ジオールに由来するユニットの割合が85モル%以上100モル%以下(より好ましくは90モル%以上100モル%以下)であり、該脂肪族カルボン酸成分に由来するユニットのうち、炭素数6以上12以下の脂肪族ジカルボン酸に由来するユニットの割合が85モル%以上100モル%以下(より好ましくは90モル%以上100モル%以下)であることが好ましい。
上記の構成の結晶性ポリエステル樹脂であることで、さらに定着ニップ通過後の定着トナー中における結晶性ポリエステル樹脂の結晶化速度を高めることができる。そのため放置前後の定着性変化を少なくできるため好ましい。
The aliphatic diol is preferably an aliphatic diol having 6 to 12 carbon atoms in that the crystallization rate of the crystalline polyester resin becomes better and the storage stability of the obtained image becomes better. The aliphatic dicarboxylic acid is preferably an aliphatic dicarboxylic acid having 6 to 12 carbon atoms.
In the crystalline polyester resin, among the units derived from the aliphatic diol, the proportion of units derived from an aliphatic diol having 6 to 12 carbon atoms is 85 mol% to 100 mol% (more preferably 90 mol% or more). 100 mol% or less), and among the units derived from the aliphatic carboxylic acid component, the proportion of units derived from an aliphatic dicarboxylic acid having 6 to 12 carbon atoms is 85 mol% or more and 100 mol% or less (more preferably). Is preferably 90 mol% or more and 100 mol% or less.
With the crystalline polyester resin having the above configuration, the crystallization speed of the crystalline polyester resin in the fixing toner after passing through the fixing nip can be further increased. Therefore, it is preferable because a change in fixability before and after standing can be reduced.
さらに該結晶性ポリエステル樹脂は、分子鎖の末端に、炭素数12以上30以下の脂肪族モノアルコール又は炭素数12以上30以下の脂肪族モノカルボン酸に由来するユニットが結合していることが好ましい。これにより、さらに低温定着性と画像の保存安定性を良化できる。具体的には、定着直後の擦り濃度低下率が良好となり、放置後の擦り濃度低下率が良好となり、放置後の画像カールも良好となるため好ましい。
これは該炭素数12以上30以下の脂肪族モノアルコール又は脂肪族モノカルボン酸に由来するユニットは、結晶性の高いユニットであるため、該ユニットが結晶性ポリエステル樹脂の分子内結晶核剤として作用して均一に結晶化速度を高められることによる。また該ユニットは磁性粒子の被覆層と親和性が高く、結晶性ポリエステル樹脂の分散性も良化
できるため、定着時の可塑性も高められるものと推定される。
Further, in the crystalline polyester resin, it is preferable that a unit derived from an aliphatic monoalcohol having 12 to 30 carbon atoms or an aliphatic monocarboxylic acid having 12 to 30 carbon atoms is bonded to a terminal of a molecular chain. . Thereby, the low-temperature fixability and the storage stability of the image can be further improved. Specifically, the reduction rate of the rubbing density immediately after fixing is good, the reduction rate of the rubbing density after leaving is good, and the curling of the image after leaving is also good.
This is because the unit derived from the aliphatic monoalcohol or aliphatic monocarboxylic acid having 12 or more and 30 or less carbon atoms is a unit having high crystallinity, so that the unit acts as an intramolecular nucleating agent for the crystalline polyester resin. The crystallization rate can be increased uniformly. It is also presumed that the unit has high affinity with the coating layer of the magnetic particles and can improve the dispersibility of the crystalline polyester resin, so that the plasticity at the time of fixing can be enhanced.
結晶性ポリエステル樹脂における、該炭素数12以上30以下の脂肪族モノアルコール又は脂肪族モノカルボン酸の添加量は、結晶性ポリエステル樹脂を構成するアルコールモノマーと酸モノマーの総量を100モルとした場合、0.1モル以上10.0モル以下であることが好ましい。
上記の範囲であることで、結晶性ポリエステル樹脂に脂肪族モノアルコール又は脂肪族モノカルボン酸を均一に結合させることができ、未反応物も少なくなる。低温定着性と画像の保存安定性がより良好となる点で、0.2モル以上5.0モル以下がより好ましい。
In the crystalline polyester resin, the addition amount of the aliphatic monoalcohol or aliphatic monocarboxylic acid having 12 to 30 carbon atoms, when the total amount of the alcohol monomer and the acid monomer constituting the crystalline polyester resin is 100 mol, It is preferable that the amount be 0.1 mol or more and 10.0 mol or less.
When the content is within the above range, the aliphatic monoalcohol or the aliphatic monocarboxylic acid can be uniformly bonded to the crystalline polyester resin, and the amount of unreacted substances is reduced. The amount is more preferably 0.2 mol or more and 5.0 mol or less from the viewpoint that the low-temperature fixability and the storage stability of the image become better.
結晶性ポリエステル樹脂の融点は、低温定着性と画像の保存安定性の両立の観点で、60.0℃以上100.0℃以下が好ましく、65℃以上90℃以下がより好ましい。
同様の観点から、結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量は、10,000以上100,000以下であることが好ましく、20,000以上40,000以下であることがより好ましい。また、結晶性ポリエステル樹脂の融解熱量は、60.0J/g以上150.0J/g以下が好ましく、75.0J/g以上130.0J/g以下がより好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂の酸価は1mgKOH/g以上、30mgKOH/g以下であることが、トナーの帯電性と耐久性の観点から好ましい。
そして、トナー中の結晶性ポリエステル樹脂の含有量は、結着樹脂100質量部に対し0.5質量部以上10質量部以下であることが好ましい。
The melting point of the crystalline polyester resin is preferably from 60.0 ° C. to 100.0 ° C., more preferably from 65 ° C. to 90 ° C., from the viewpoint of achieving both low-temperature fixability and image storage stability.
From the same viewpoint, the weight average molecular weight of the crystalline polyester resin is preferably from 10,000 to 100,000, more preferably from 20,000 to 40,000. The heat of fusion of the crystalline polyester resin is preferably from 60.0 J / g to 150.0 J / g, and more preferably from 75.0 J / g to 130.0 J / g.
The crystalline polyester resin preferably has an acid value of 1 mgKOH / g or more and 30 mgKOH / g or less from the viewpoints of chargeability and durability of the toner.
The content of the crystalline polyester resin in the toner is preferably 0.5 parts by mass or more and 10 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the binder resin.
<好適な形態2>
更に、定着領域の拡大と画像の保存安定性との両立をより良好に達成できる構成について検討した。
定着領域拡大のためには、融点の異なる複数の結晶性材料を使用することが知られているが、結晶性材料を改良するのみでは、定着領域拡大と画像の保存安定性の両立をより高いレベルで達成することは難しかった。これは該複数の結晶性材料が相溶化することが原因と考えられる。
そこで、相溶化した結晶性材料が、なぜ画像の保存安定性の更なる改善が困難であるのか、詳細に検討した。
<Preferred embodiment 2>
Further, a configuration was studied in which the compatibility between the enlargement of the fixing area and the storage stability of the image can be better achieved.
It is known to use a plurality of crystalline materials having different melting points in order to enlarge the fixing area.However, simply improving the crystalline material can achieve a higher balance between the fixing area enlargement and image storage stability. It was difficult to achieve at the level. This is considered to be due to the compatibilization of the plurality of crystalline materials.
Therefore, why the compatibilized crystalline material is difficult to further improve the storage stability of an image was examined in detail.
その結果、高温高湿環境下で放置している間に、定着トナー中の相溶化した結晶性材料の結晶化が進み、結着樹脂との相分離や、結晶性材料の高密度化に伴う収縮力によってひずみが生じ、定着トナーと紙との間の接着性を低下させやすいことがわかった。
特に、相溶化した結晶性材料を有するトナーは、元々の結晶性材料が結晶化する成分と、相溶化したものが結晶化する成分に二分化され、結晶状態が不均一となりやすく、結晶化速度にもむらが生じやすい。
つまり定着直後の画像において、定着トナー中の相溶化した結晶性成分が、放置後の擦り濃度低下率の改善を妨げていることがわかった。
よって、放置後の擦り濃度低下率を更に改良するには、定着ニップ通過後において、結晶化度が低い成分の結晶化速度を高める必要があることがわかった。
As a result, the crystallization of the compatibilized crystalline material in the fixing toner proceeds while being left in a high-temperature and high-humidity environment. It was found that the shrinkage caused distortion, and the adhesion between the fixing toner and the paper was easily reduced.
In particular, a toner having a compatibilized crystalline material is divided into a component in which the original crystalline material is crystallized and a component in which the compatibilized material is crystallized. Also tend to be uneven.
That is, in the image immediately after fixing, it was found that the compatibilized crystalline component in the fixing toner hindered the improvement of the reduction rate of the rubbing density after standing.
Therefore, it was found that in order to further improve the reduction rate of the rubbing density after standing, it is necessary to increase the crystallization speed of the component having low crystallinity after passing through the fixing nip.
また高温高湿環境下で放置した画像においてカールが発生し易い原因についても詳細に検討した。放置した画像のカールは、表面と裏面で紙上に生じる収縮力に差があることが原因で発生していることは前述の通りである。
放置後の画像カールを更に良化させるには、定着直後のトナー中における複数の結晶性成分を、均―に結晶化させることが重要である。
In addition, the cause of easily causing curl in an image left in a high temperature and high humidity environment was also examined in detail. As described above, the curl of the left image is caused by the difference in the contraction force generated on the paper between the front surface and the back surface.
In order to further improve the image curl after standing, it is important to uniformly crystallize a plurality of crystalline components in the toner immediately after fixing.
さらに、坪量の高い厚紙を用い、出力した場合の画像白地部に発生する黒い粒上の汚れ(厚紙オフセット)の原因についても詳細に検討した。
坪量の高い厚紙は、定着器から受ける定着圧が高く、定着時に定着ローラとトナーとが、より強く密着しやすくなる。その際、結晶化度の低い成分は、トナー中で部分的に低粘度化し、離形性が損なわれ、小さな黒いポチとなって発生することがわかった。
以上のことから、低温定着性と画像の保存安定性を更に高めるためには、トナー中における結晶性材料の結晶化速度を高め、定着ニップを通過して急冷されるまでの間に、速やかに結晶化度を高める必要があるとの考えに至った。
Further, the cause of the contamination (thick paper offset) on black particles generated on a white background of an image when a thick paper having a high basis weight is output was examined in detail.
Thick paper having a high basis weight has a high fixing pressure received from the fixing device, and the fixing roller and the toner are more likely to adhere to each other at the time of fixing. At that time, it was found that the component having a low degree of crystallinity was partially reduced in viscosity in the toner, the releasability was impaired, and small black spots were generated.
From the above, in order to further enhance the low-temperature fixability and the storage stability of an image, the crystallization speed of the crystalline material in the toner is increased, and the toner is rapidly cooled through the fixing nip until it is rapidly cooled. It was decided that the crystallinity had to be increased.
結晶性材料の定着時の可塑性を十分に発揮させながら、定着後のトナーの結晶化速度を高めるためには、特定の表面形状を有する磁性粒子を含有させることが好ましい。
本形態では前記トナー粒子が結晶性材料Aに加え、結晶性材料Bを含有し
該結晶性材料Aの融点をMa(℃)、該結晶性材料Bの融点をMb(℃)としたときに、下記式(1)を満足することが好ましい。
5 ≦ Mb−Ma ≦ 50 (1)
In order to increase the crystallization speed of the toner after fixing while sufficiently exhibiting the plasticity of the crystalline material during fixing, it is preferable to include magnetic particles having a specific surface shape.
In this embodiment, when the toner particles contain a crystalline material B in addition to the crystalline material A, and the melting point of the crystalline material A is Ma (° C.) and the melting point of the crystalline material B is Mb (° C.) It is preferable that the following formula (1) is satisfied.
5 ≦ Mb−Ma ≦ 50 (1)
該融点の差(Mb−Ma)が上記範囲であることで、迅速な結晶化ができるためより好ましい形態である。該Mb−Ma(℃)は、10以上40以下であることがより好ましい。 When the difference (Mb-Ma) in the melting point is in the above range, rapid crystallization can be achieved, which is a more preferable embodiment. The Mb-Ma (° C.) is more preferably 10 or more and 40 or less.
磁性粒子は被覆層が多面体形状の平面部に凸部を有する。そのため磁性粒子の表面には結晶性材料を担持し易い凸部を多数有するものとなる。
そして、上記の通り、該凸部の近傍に結晶性材料が集まり易くなることで、定着ニップ通過後において、該凸部が結晶性材料の結晶核剤として作用するものと推定している。
The magnetic particles have a convex portion on the plane portion of the polyhedron-shaped covering layer. Therefore, the surface of the magnetic particles has a large number of convex portions that easily support the crystalline material.
As described above, it is presumed that the crystalline material easily gathers in the vicinity of the convex portion, so that the convex portion acts as a crystal nucleating agent for the crystalline material after passing through the fixing nip.
融点の異なる結晶性材料が結晶化する際に、まず高融点成分が凸部の近傍で結晶化し、その後、低融点成分が結晶化する。そのため、融点の異なる結晶性材料が、お互いに相溶化することなく、迅速に結晶化できるものと考えられる。
さらに、高融点の結晶性材料も、低融点の結晶性材料に対し、結晶核剤として作用し、結晶性材料全体の結晶化速度を上げているものと考えられる。
その結果、該凸部によって結晶性材料の結晶核の生成速度と生成頻度が飛躍的に高まり、定着ニップを通過して定着画像が急冷される際に、定着トナー中における結晶化が速やかに進行することで、画像の保存安定性を良化できるものと推測している。
本形態において、結晶性材料A及び結晶性材料Bは、結晶性ポリエステル樹脂やワックス等、結晶性を有する材料であれば、何ら制限なく使用することができる。
When crystalline materials having different melting points are crystallized, first, the high melting point component is crystallized in the vicinity of the projection, and then the low melting point component is crystallized. Therefore, it is considered that crystalline materials having different melting points can be rapidly crystallized without being mutually compatible.
Further, it is considered that the crystalline material having a high melting point acts as a crystal nucleating agent for the crystalline material having a low melting point, thereby increasing the crystallization speed of the entire crystalline material.
As a result, the generation rate and generation frequency of crystal nuclei of the crystalline material are dramatically increased by the convex portions, and when the fixed image is rapidly cooled through the fixing nip, the crystallization in the fixing toner proceeds rapidly. It is presumed that the storage stability of the image can be improved by doing so.
In the present embodiment, the crystalline material A and the crystalline material B can be used without any limitation as long as the material has crystallinity, such as a crystalline polyester resin or a wax.
結晶性ポリエステル樹脂は、脂肪族ジオールに由来するユニットと脂肪族ジカルボン酸に由来するユニットとを有する結晶性ポリエステル樹脂であることが好ましい。結晶性ポリエステル樹脂としては上述のものを用いることができる。
脂肪族ジオールに由来するユニットと脂肪族ジカルボン酸に由来するユニットとを有することとで、上述の被覆層との親和性が高くなり、磁性粒子の表面近傍に結晶性ポリエステル樹脂が集まり易くなる。
これにより、定着時に磁性粒子の表面近傍において結晶性ポリエステル樹脂の可塑性が高まることで低温定着性に優れたものとなる。
また上述した磁性粒子の凸部と結晶性ポリエステル樹脂との接触確率が上がり、定着ニップ通過後における結晶性ポリエステル樹脂の結晶化速度が高まり、画像の保存安定性にも優れたものとなる。
トナー中における結晶性ポリエステル樹脂の含有量は、結着樹脂100質量部に対し0.5質量部以上10質量部以下であることで、低温定着性と画像の保存安定性のバランスが良好となるため好ましい。
The crystalline polyester resin is preferably a crystalline polyester resin having a unit derived from an aliphatic diol and a unit derived from an aliphatic dicarboxylic acid. As the crystalline polyester resin, those described above can be used.
By having a unit derived from the aliphatic diol and a unit derived from the aliphatic dicarboxylic acid, the affinity with the above-mentioned coating layer is increased, and the crystalline polyester resin is easily collected near the surface of the magnetic particles.
Thereby, the plasticity of the crystalline polyester resin increases near the surface of the magnetic particles at the time of fixing, so that the low-temperature fixing property is excellent.
In addition, the contact probability between the above-mentioned convex portions of the magnetic particles and the crystalline polyester resin is increased, the crystallization speed of the crystalline polyester resin after passing through the fixing nip is increased, and the storage stability of the image is also excellent.
When the content of the crystalline polyester resin in the toner is 0.5 parts by mass or more and 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder resin, the balance between low-temperature fixability and image storage stability is improved. Therefore, it is preferable.
ワックスとしては、例えばポリオレフィン共重合物、ポリオレフィンワックス、マイク
ロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスなどの炭化水素系ワックス、エステルワックス等が挙げられる。
また、これらのワックスを、プレス発汗法、溶剤法、再結晶法、真空蒸留法、超臨界ガス抽出法又は融液晶析法を用いて分子量分布をシャープにしたものなどがある。
ワックスの具体的な例としては、以下のものが挙げられる。
ビスコール(登録商標)330−P、550−P、660−P、TS−200(三洋化成工業社)、ハイワックス400P、200P、100P、410P、420P、320P、220P、210P、110P(三井化学社)、サゾールH1、H2、C80、C105、C77(シューマン・サゾール社)、HNP−1、HNP−3、HNP−9、HNP−10、HNP−11、HNP−12(日本精鑞株式会社)、ユニリン(登録商標)350、425、550、700、ユニシッド(登録商標)、ユニシッド(登録商標)350、425、550、700(東洋アドレ株式会社)、木ろう、蜜ろう、ライスワックス、キャンデリラワックス、カルナバワックス(株式会社セラリカNODAにて入手可能)。
Examples of the wax include hydrocarbon waxes such as polyolefin copolymer, polyolefin wax, microcrystalline wax, paraffin wax, Fischer-Tropsch wax, and ester wax.
Further, there is a wax obtained by sharpening the molecular weight distribution of these waxes by a press sweating method, a solvent method, a recrystallization method, a vacuum distillation method, a supercritical gas extraction method or a molten liquid crystal deposition method.
Specific examples of the wax include the following.
Viscol (registered trademark) 330-P, 550-P, 660-P, TS-200 (Sanyo Chemical Industries, Ltd.), high wax 400P, 200P, 100P, 410P, 420P, 320P, 220P, 210P, 110P (Mitsui Chemicals, Inc.) ), Sasol H1, H2, C80, C105, C77 (Schumann Sasol), HNP-1, HNP-3, HNP-9, HNP-10, HNP-11, HNP-12 (Nippon Seiro Co., Ltd.), Unilin (registered trademark) 350, 425, 550, 700, Unisid (registered trademark), Unisid (registered trademark) 350, 425, 550, 700 (Toyo Adress Co., Ltd.), wood wax, beeswax, rice wax, candelilla wax , Carnauba Wax (available from Celarica NODA).
該ワックスを添加するタイミングは、トナー製造中において添加してもよいが結着樹脂の製造時であってもよく、既存の方法から適宜選ばれる。又、これらのワックスは単独で使用しても、併用してもよい。
ワックスの融点は、低温定着性と画像の保存安定性の両立の観点で、60.0℃以上125.0℃以下が好ましく、65℃以上120℃以下がより好ましい。
結晶化速度を制御するという観点から、ワックスの融解熱量は、100J/g以上300J/g以下が好ましく、150J/g以上250J/g以下がより好ましい。
また、ワックスの酸価は1mgKOH/g以上、30mgKOH/g以下であることが、トナーの帯電性と耐久性の観点から好ましい。
トナー中におけるワックスの含有量は、結着樹脂100質量部に対し0.5質量部以上6.0質量部以下であることで、低温定着性と画像の保存安定性のバランスが良好となるため好ましい。
The timing of adding the wax may be during the production of the toner, or may be during the production of the binder resin, and is appropriately selected from existing methods. These waxes may be used alone or in combination.
The melting point of the wax is preferably from 60.0 ° C to 125.0 ° C, more preferably from 65 ° C to 120 ° C, from the viewpoint of achieving a balance between low-temperature fixability and storage stability of an image.
From the viewpoint of controlling the crystallization rate, the heat of fusion of the wax is preferably from 100 J / g to 300 J / g, more preferably from 150 J / g to 250 J / g.
The acid value of the wax is preferably 1 mgKOH / g or more and 30 mgKOH / g or less from the viewpoint of the chargeability and durability of the toner.
When the content of the wax in the toner is 0.5 parts by mass or more and 6.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder resin, the balance between low-temperature fixability and image storage stability is improved. preferable.
さらに、結晶性材料Aが結晶性ポリエステル樹脂で、結晶性材料Bが炭化水素系ワックスであることがより好ましい。
一般的に、炭化水素系ワックスは分子量が低く、結晶化度が高い。そのため、トナーが冷却される際、炭化水素系ワックスが最初に結晶化する。その後、結晶性ポリエステル樹脂が結晶化してくる。その際、すでに結晶化しているワックスが結晶核剤となり、結晶性ポリエステル樹脂の結晶化を促す。その結果、結晶化速度が向上し、また、結晶性材料が均一に分散するため、本発明の効果を得る上でより好ましい。
More preferably, the crystalline material A is a crystalline polyester resin and the crystalline material B is a hydrocarbon wax.
Generally, the hydrocarbon wax has a low molecular weight and a high crystallinity. Therefore, when the toner is cooled, the hydrocarbon wax first crystallizes. Thereafter, the crystalline polyester resin crystallizes. At that time, the wax already crystallized becomes a crystal nucleating agent, and promotes crystallization of the crystalline polyester resin. As a result, the crystallization speed is improved, and the crystalline material is uniformly dispersed, which is more preferable for obtaining the effects of the present invention.
<好適な形態3>
さらに、定着領域の拡大と画像の保存安定性との両立をより良好に達成できる構成について検討した。
定着領域拡大のためには、吸熱ピークの半値幅が広い結晶性材料を使用することが知られているが、結晶性材料を改良するのみでは、定着領域拡大と画像の保存安定性の両立をより高いレベルで達成することは難しかった。そこで、半値幅の広い結晶性材料を用いた場合に、なぜ画像の保存安定性の更なる改善が困難であるのか、詳細に検討した。
<Preferred embodiment 3>
Furthermore, a configuration that can better achieve both the enlargement of the fixing area and the storage stability of the image was studied.
To expand the fixing area, it is known to use a crystalline material having a wide half-width of the endothermic peak.However, simply improving the crystalline material can achieve both fixing area expansion and image storage stability. It was difficult to achieve at a higher level. Then, it was examined in detail why it is difficult to further improve the storage stability of an image when a crystalline material having a wide half width is used.
その結果、高温高湿環境下で放置している間に、定着トナー中の結晶性材料の結晶化が進み、結着樹脂との相分離や、結晶性材料の高密度化に伴う収縮力によってひずみが生じ、定着トナーと紙との間の接着性を低下させやすいことがわかった。特に、半値幅の広いトナーは、結晶性材料の結晶状態が不均一であるため、結晶化速度にむらが生じやすい。
つまり定着直後の画像において定着トナー中の結晶性材料の結晶化度が低い成分が、放置後の擦り濃度低下率の改善を妨げていることがわかった。
よって、放置後の擦り濃度低下率を更に改良するには、定着ニップ通過後において、結晶性材料の結晶化度が低い成分の結晶化速度を高める必要があることがわかった。
As a result, while left in a high-temperature and high-humidity environment, the crystallization of the crystalline material in the fixing toner proceeds, and phase separation from the binder resin and shrinkage caused by the densification of the crystalline material occur. It was found that distortion occurred and the adhesiveness between the fixing toner and the paper was easily reduced. In particular, in the case of a toner having a wide half-value width, the crystalline state of the crystalline material is not uniform, so that the crystallization speed tends to be uneven.
In other words, it was found that in the image immediately after fixing, the component having a low crystallinity of the crystalline material in the fixing toner hindered the improvement of the reduction rate of the rubbing density after standing.
Therefore, it was found that in order to further improve the reduction rate of the rubbing density after standing, it is necessary to increase the crystallization speed of the component having a low crystallinity of the crystalline material after passing through the fixing nip.
また高温高湿環境下で放置した画像においてカールが発生し易い原因についても詳細に検討した。
その結果、放置した画像のカールは、表面と裏面で紙上に生じる収縮力に差があることが原因で発生していることは前述の通りである。
そしてこの紙上の収縮力の差は、表面と裏面における熱履歴の差や、画像印字比率の差によって、表面と裏面の定着直後のトナーにおいて、結晶性材料の結晶化度に差があり、放置過程で結晶化する度合いが異なることで生じていることもわかった。
In addition, the cause of easily causing curl in an image left in a high temperature and high humidity environment was also examined in detail.
As a result, as described above, the curl of the left image is caused by the difference in the contraction force generated on the paper between the front surface and the back surface.
The difference in the contraction force on the paper is due to the difference in the thermal history between the front and back surfaces and the difference in the image printing ratio. It was also found that this was caused by different degrees of crystallization in the process.
そのため、放置後の画像カールを更に良化させるには、定着直後のトナー中における結晶性材料を、均一に結晶化させることが重要である。 Therefore, it is important to uniformly crystallize the crystalline material in the toner immediately after fixing in order to further improve the image curl after being left.
さらに、坪量の高い厚紙を用い、出力した場合の画像白地部に発生する黒い粒上の汚れ(厚紙オフセット)の原因についても詳細に検討した。
坪量の高い厚紙は、定着器から受ける定着圧が高く、定着時に定着ローラとトナーとが、より強く密着しやすくなる。その際、結晶性材料の結晶化度の低い成分は、トナー中で部分的に低粘度化し、離形性が損なわれ、小さな黒いポチとなって発生することがわかった。
Further, the cause of the contamination (thick paper offset) on black particles generated on a white background of an image when a thick paper having a high basis weight is output was examined in detail.
Thick paper having a high basis weight has a high fixing pressure received from the fixing device, and the fixing roller and the toner are more likely to adhere to each other at the time of fixing. At that time, it was found that the component having a low crystallinity of the crystalline material was partially reduced in viscosity in the toner, the releasability was impaired, and small black spots were generated.
以上のことから、低温定着性と画像の保存安定性を更に高めるためには、トナー中における結晶性材料全体の結晶化速度を高め、定着ニップを通過して急冷されるまでの間に、速やかに結晶化度を高める必要があるとの考えに至った。
結晶性材料の定着時の可塑性を十分に発揮させながら、定着後のトナーの結晶化速度を高めるためには、特定の表面形状を有する磁性粒子を含有させることが好ましい。
From the above, in order to further improve the low-temperature fixability and the storage stability of an image, the crystallization speed of the entire crystalline material in the toner is increased, and the toner is rapidly cooled before passing through the fixing nip and being rapidly cooled. It was concluded that the crystallinity needed to be increased.
In order to increase the crystallization speed of the toner after fixing while sufficiently exhibiting the plasticity of the crystalline material during fixing, it is preferable to include magnetic particles having a specific surface shape.
本形態では、結晶性材料Aは、示差走査熱量分析装置を用いて、200℃まで昇温速度10℃/minで加熱し、−10℃まで降温速度10℃/minで冷却し、更に200℃まで昇温速度10℃/minで加熱することによって測定される第二昇温過程において、吸熱ピークを有し、
該吸熱ピークのピークトップの温度Pが60℃以上120℃以下であり、
該吸熱ピークの半値幅W1が10℃以上50℃以下であることが好ましい。
In this embodiment, the crystalline material A is heated to 200 ° C. at a rate of 10 ° C./min, cooled to −10 ° C. at a rate of 10 ° C./min, and further cooled to 200 ° C. using a differential scanning calorimeter. Has an endothermic peak in the second heating process measured by heating at a heating rate of 10 ° C./min to
The temperature P at the peak top of the endothermic peak is 60 ° C. or more and 120 ° C. or less,
It is preferable that the half width W1 of the endothermic peak is from 10 ° C to 50 ° C.
磁性粒子は被覆層が多面体形状の平面部に凸部を有する。そのため磁性粒子の表面には結晶性材料Aを担持し易い凸部を多数有するものとなる。これにより定着ニップ内でトナーが溶融される際に結晶性材料Aが該凸部の近傍に集まって溶融しやすくなるため、定着時に結晶性材料Aが微分散した状態で結着樹脂を可塑化できる。
結果として高速プリンターのごとくニップ内通過時間が短い定着器においても結着樹脂を均一に可塑化でき、低温定着性を良化できるものと推定している。一方で該凸部の近傍に結晶性材料Aが集まり易くなることで、定着ニップ通過後において、該凸部が結晶性材料Aの結晶核剤として作用するものと推定している。
The magnetic particles have a convex portion on the plane portion of the polyhedron-shaped covering layer. Therefore, the surface of the magnetic particles has a large number of convex portions that easily support the crystalline material A. As a result, when the toner is melted in the fixing nip, the crystalline material A gathers in the vicinity of the convex portion and is easily melted, so that the binder resin is plasticized in a state where the crystalline material A is finely dispersed at the time of fixing. it can.
As a result, it is presumed that even in a fixing device such as a high-speed printer in which the transit time in the nip is short, the binder resin can be uniformly plasticized and the low-temperature fixing property can be improved. On the other hand, it is presumed that since the crystalline material A easily gathers near the convex portion, the convex portion acts as a crystal nucleating agent of the crystalline material A after passing through the fixing nip.
さらに、半値幅の広い結晶性材料Aが結晶化する際に、まず高融点成分が結晶化し、その後、低融点成分が結晶化する。そのため、高融点成分も、低融点成分に対し、結晶核剤として作用し、結晶性材料A全体の結晶化速度を上げているものと考えられる。
該凸部によって結晶性材料Aの結晶核の生成速度と生成頻度が飛躍的に高まり、定着ニップを通過して定着画像が急冷される際に、定着トナー中における結晶化が速やかに進行することで、画像の保存安定性を良化できるものと推測している。
本形態における結晶性材料Aの吸熱ピークのピークトップの温度Pは、低温定着性と画
像の保存安定性の両立の観点で、80℃以上110℃以下がより好ましい。また、結晶化速度を高めるという観点から、吸熱ピークの半値幅W1が12℃以上30℃以下であることがより好ましい。
該ピークトップの温度Pは、結晶性材料Aの分子量、ポリマー組成等により制御できる。また、該半値幅W1は、結晶性材料Aの分子量分布、製造方法等により制御できる。
Further, when the crystalline material A having a wide half width is crystallized, the high melting point component is first crystallized, and then the low melting point component is crystallized. Therefore, it is considered that the high melting point component also acts as a crystal nucleating agent for the low melting point component and increases the crystallization speed of the entire crystalline material A.
The projections dramatically increase the generation rate and frequency of crystal nuclei of the crystalline material A, and the crystallization in the fixing toner proceeds rapidly when the fixed image passes through the fixing nip and is rapidly cooled. It is speculated that the storage stability of the image can be improved.
The peak temperature P of the endothermic peak of the crystalline material A in the present embodiment is more preferably 80 ° C. or more and 110 ° C. or less from the viewpoint of achieving both low-temperature fixability and image storage stability. In addition, from the viewpoint of increasing the crystallization speed, it is more preferable that the half-value width W1 of the endothermic peak is from 12 ° C to 30 ° C.
The peak top temperature P can be controlled by the molecular weight of the crystalline material A, the polymer composition, and the like. Further, the half width W1 can be controlled by the molecular weight distribution of the crystalline material A, the manufacturing method, and the like.
本形態における結晶性材料Aは、前述した結晶性ポリエステルやワックスを用いることができる。
該結晶性材料Aを添加するタイミングは、トナー製造中に添加してもよいが結着樹脂の製造時であってもよく、既存の方法から適宜選ばれる。又、これらの結晶性材料Aは単独で使用しても、併用してもよい。本形態では、結晶化速度を制御するという観点から、結晶性材料Aの融解熱量は、100J/g以上300J/g以下が好ましく、150J/g以上250J/g以下がより好ましい。
また、結晶性材料Aの酸価は1mgKOH/g以上、30mgKOH/g以下であることが、トナーの帯電性と耐久性の観点から好ましい。
トナー中の結晶性材料Aの含有量は、結着樹脂100質量部に対し0.5質量部以上6.0質量部以下であることで、低温定着性と画像の保存安定性のバランスが良好となるため好ましい。
As the crystalline material A in this embodiment, the above-mentioned crystalline polyester or wax can be used.
The timing of adding the crystalline material A may be during the production of the toner or may be during the production of the binder resin, and is appropriately selected from existing methods. These crystalline materials A may be used alone or in combination. In this embodiment, from the viewpoint of controlling the crystallization rate, the heat of fusion of the crystalline material A is preferably from 100 J / g to 300 J / g, and more preferably from 150 J / g to 250 J / g.
The acid value of the crystalline material A is preferably 1 mgKOH / g or more and 30 mgKOH / g or less from the viewpoint of the chargeability and durability of the toner.
When the content of the crystalline material A in the toner is 0.5 parts by mass or more and 6.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder resin, the balance between low-temperature fixability and image storage stability is good. Is preferable.
<磁性粒子>
本発明において用いられる磁性粒子は、
(i)マグネタイト粒子を含むコアと、該コア表面に設けられた被覆層とを有することが必要である。
マグネタイト粒子としては、マグネタイトの他に、本発明の効果を損なわない程度に他の金属などを含んでいてもよい。例えば、ヘマタイト、フェライトのような酸化鉄、鉄、コバルト、ニッケルのような金属、あるいはこれらの金属とアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ビスマス、カルシウム、マンガン、チタン、タングステン、バナジウムのような金属との合金及びその混合物が挙げられる。
コアがマグネタイト粒子であると、磁性粒子の磁気特性や着色力が十分となる。
<Magnetic particles>
The magnetic particles used in the present invention,
(I) It is necessary to have a core containing magnetite particles and a coating layer provided on the surface of the core.
The magnetite particles may contain other metals in addition to magnetite to such an extent that the effect of the present invention is not impaired. For example, hematite, iron oxides such as ferrite, iron, cobalt, metals such as nickel, or these metals and aluminum, cobalt, copper, lead, magnesium, tin, zinc, antimony, bismuth, calcium, manganese, titanium, Alloys with metals such as tungsten, vanadium and mixtures thereof.
When the core is magnetite particles, the magnetic properties and coloring power of the magnetic particles are sufficient.
該被覆層は、コアの表面の全域を満遍なく被覆していても、又はコアの表面が一部露出した状態で被覆していてもよい。いずれの被覆態様であっても、被覆層はコアの表面を薄く被覆していることが好ましい。
被覆磁性粒子をTEM観察したとき被覆層の厚みは、1nm以上50nm以下であることが好ましく、2nm以上20nm以下であることが更に好ましい。
被覆層の厚みは、被覆磁性粒子をTEM観察し、15箇所以上の位置で該被覆層の厚みを測定し、測定値を相加平均することで求める。被覆層の厚みには、前記の凸部の大きさは含まれない。
The coating layer may cover the entire surface of the core evenly, or may cover the core in a partially exposed state. Regardless of the coating mode, the coating layer preferably thinly covers the surface of the core.
When the coated magnetic particles are observed by TEM, the thickness of the coating layer is preferably from 1 nm to 50 nm, more preferably from 2 nm to 20 nm.
The thickness of the coating layer is determined by TEM observation of the coated magnetic particles, measuring the thickness of the coating layer at 15 or more positions, and arithmetically averaging the measured values. The thickness of the coating layer does not include the size of the above-mentioned protrusion.
また磁性粒子の該被覆層は、鉄を含む酸化物に加え、ケイ素を含む酸化物及びアルミニウムを含む酸化物からなる群より選ばれる少なくとも1種の酸化物を含有することが必要である。
本発明者らの検討によれば、磁性粒子の該被覆層が、鉄を含む酸化物と、ケイ素を含む酸化物及びアルミニウムを含む酸化物からなる群より選ばれる少なくとも1種の酸化物を含有し、かつ後述する多面体形状の平面部に凸部を有する形状を有することで、初めて低温定着性と、画像の保存安定性を良化できる。
Further, the coating layer of the magnetic particles needs to contain at least one oxide selected from the group consisting of an oxide containing silicon and an oxide containing aluminum in addition to the oxide containing iron.
According to the study of the present inventors, the coating layer of the magnetic particles contains an oxide containing iron and at least one oxide selected from the group consisting of an oxide containing silicon and an oxide containing aluminum. In addition, the low-temperature fixability and the storage stability of an image can be improved for the first time by having a shape in which a convex portion is formed in a plane portion of a polyhedral shape described later.
該被覆層が鉄を含む酸化物を含まない場合や、ケイ素を含む酸化物及びアルミニウムを含む酸化物を含まない場合、結晶性樹脂やワックスなどの結晶性材料との親和性が低下してしまうため、磁性粒子の表面に結晶性樹脂やワックスなどの結晶性材料が集まりにくく
なる。
よって定着時における結晶性材料による可塑性が不十分となり、低温定着性が低下する。
また同様の理由により、磁性粒子の表面による結晶核剤効果も発現しにくくなるため、結晶化速度が低下し、画像の保存安定性が低下する。
When the coating layer does not contain an oxide containing iron or does not contain an oxide containing silicon and an oxide containing aluminum, affinity with a crystalline material such as a crystalline resin or a wax is reduced. Therefore, it becomes difficult for crystalline materials such as crystalline resin and wax to collect on the surface of the magnetic particles.
Therefore, the plasticity of the crystalline material at the time of fixing becomes insufficient, and the low-temperature fixability decreases.
For the same reason, the effect of the nucleating agent on the surface of the magnetic particles is less likely to be exhibited, so that the crystallization speed is reduced and the storage stability of the image is reduced.
該被覆層に含まれるケイ素、アルミニウム及び鉄のそれぞれの割合は、ケイ素に関しては、被覆層に含まれるケイ素、アルミニウム及び鉄の総質量に対して5質量%以上30質量%以下であることが好ましく、7質量%以上20質量%以下であることが更に好ましい。
アルミニウムに関しては、被覆層に含まれるケイ素、アルミニウム及び鉄の総質量に対して10質量%以上45質量%以下であることが好ましく、13質量%以上42質量%以下であることが更に好ましく、15質量%以上37質量%以下であることが一層好ましい。
鉄に関しては、被覆層に含まれるケイ素、アルミニウム及び鉄の総質量に対して40質量%以上83質量%以下であることが好ましく、42質量%以上80質量%以下であることが更に好ましく、44質量%以上78質量%以下であることが一層好ましい。
The respective proportions of silicon, aluminum and iron contained in the coating layer, with respect to silicon, are preferably 5% by mass or more and 30% by mass or less based on the total mass of silicon, aluminum and iron contained in the coating layer. And more preferably 7% by mass or more and 20% by mass or less.
With respect to aluminum, the content is preferably from 10% by mass to 45% by mass, more preferably from 13% by mass to 42% by mass, based on the total mass of silicon, aluminum and iron contained in the coating layer. More preferably, it is not less than 37% by mass and not more than 37% by mass.
Regarding iron, the content is preferably from 40% by mass to 83% by mass, more preferably from 42% by mass to 80% by mass, based on the total mass of silicon, aluminum and iron contained in the coating layer. The content is more preferably from 78% by mass to 78% by mass.
また、本発明の被覆マグネタイト粒子が、被覆層の表面に複数の凸部を有するためには、該被覆層における鉄に対するケイ素のモル比が0.2以上1.0以下、特に0.3以上0.9以下であることが好ましく、鉄に対するアルミニウムのモル比が0.5以上2.0以下、特に0.5以上1.8以下であることが好ましい。
これらの元素の割合等は、50℃の5質量%希硫酸5Lに、本発明の被覆マグネタイト粒子25gを懸濁させて測定液を得た後、測定液の一部を一定時間毎(5,15,25,35,45,60,75,90,105,120分)に25mLずつサンプリングし、これをメンブランフィルタで濾過し得られたろ液に含まれるケイ素、アルミニウム及び鉄の濃度をICPにて定量することによって測定することができる。この測定において、ケイ素及びアルミニウムの検出量が一定となった時点までに溶出した鉄の総量を、被覆層中の鉄の量とみなす。
Further, in order for the coated magnetite particles of the present invention to have a plurality of convex portions on the surface of the coating layer, the molar ratio of silicon to iron in the coating layer is 0.2 or more and 1.0 or less, particularly 0.3 or more. It is preferably 0.9 or less, and the molar ratio of aluminum to iron is 0.5 or more and 2.0 or less, particularly preferably 0.5 or more and 1.8 or less.
The ratio of these elements and the like is determined by suspending 25 g of the coated magnetite particles of the present invention in 5 L of 5% by mass of dilute sulfuric acid at 50 ° C. to obtain a measurement solution. (15, 25, 35, 45, 60, 75, 90, 105, 120 minutes) and sampled by a membrane filter, and the concentration of silicon, aluminum and iron contained in the filtrate obtained by ICP was measured by ICP. It can be measured by quantification. In this measurement, the total amount of iron eluted by the time when the detected amounts of silicon and aluminum became constant is regarded as the amount of iron in the coating layer.
被覆マグネタイト粒子に占める被覆層中のケイ素、アルミニウム及び鉄の総質量の割合は、1.0質量%以上5.5質量%以下であることが好ましく、1.8質量%以上4.1質量%以下であることが更に好ましい。この範囲で被覆層を形成することで、被覆マグネタイト粒子の抵抗を十分に高くすることができる。また、樹脂中への分散性を十分に高くすることができる。
被覆マグネタイト粒子に占める被覆層中のケイ素、アルミニウム及び鉄の総質量の割合は、50℃の5質量%希硫酸5Lに、本発明の被覆マグネタイト粒子25gを懸濁させて測定液を得た後、測定液の一部を一定時間毎(5,15,25,35,45,60,75,90,105,120分)に25mLずつサンプリングし、これをメンブランフィルタで濾過し得られたろ液に含まれるSi、Al及びFeの濃度をICPにて定量することで測定することができる。この測定において、ケイ素及びアルミニウムの検出量が一定となった時点までのケイ素、アルミニウム及び鉄それぞれの総量(g)を25gで除し、100を乗じることで、各元素の割合を算出する。
The ratio of the total mass of silicon, aluminum and iron in the coating layer to the coating magnetite particles is preferably from 1.0% by mass to 5.5% by mass, and preferably from 1.8% by mass to 4.1% by mass. It is more preferred that: By forming the coating layer in this range, the resistance of the coated magnetite particles can be sufficiently increased. In addition, the dispersibility in the resin can be sufficiently increased.
The ratio of the total mass of silicon, aluminum, and iron in the coating layer to the coating magnetite particles was determined by suspending 25 g of the coating magnetite particles of the present invention in 5 L of 5% by mass diluted sulfuric acid at 50 ° C. to obtain a measurement liquid. A part of the measurement solution was sampled at regular intervals (5, 15, 25, 35, 45, 60, 75, 90, 105, and 120 minutes) by 25 mL, and this was filtered through a membrane filter to obtain a filtrate. It can be measured by quantifying the concentrations of Si, Al and Fe contained by ICP. In this measurement, the total amount (g) of each of silicon, aluminum and iron up to the point where the detected amounts of silicon and aluminum became constant is divided by 25 g, and multiplied by 100 to calculate the ratio of each element.
本発明の磁性粒子は、八面体形状であって、八面体における平面部に凸部を有することが必要である。磁性粒子が八面体であると磁性粒子が平面部を多く有するものとなるため、結晶性樹脂やワックスなどの結晶性材料の結晶成長が促進されやすい。 The magnetic particles of the present invention have an octahedral shape, and need to have a convex portion on a plane portion of the octahedron. When the magnetic particles are octahedral, the magnetic particles have many flat portions, so that crystal growth of a crystalline material such as a crystalline resin or wax is easily promoted.
なお該凸部は、鉄含有酸化物の微粒子1個又は2個以上から構成されていることが好ましい。図1に示すとおり、被覆磁性粒子をTEM観察した場合、凸部は数nm程度の大き
さで観察される。
具体的には、好ましくは1nm以上40nm以下、より好ましくは7nm以上20nm以下の大きさである。凸部の大きさとは、被覆磁性粒子をTEM観察したときに、被覆層の基面から突出している高さのことである。凸部は、被覆層の表面に隙間なく存在していてもよく、あるいは、被覆層の基面(すなわち、凸部が立ち上がる基準面)がTEMで観察される程度に疎らに存在していてもよい。
凸部の大きさは、被覆磁性粒子をTEM観察し、15個以上の凸部を対象として、図3に示すとおり、被覆層の基面から凸部の頂点までの高さhを測定し、測定値を相加平均することで求める。
なお、該凸部は、多面体の平面部に隙間なく存在していてもよく、疎らに存在していてもよい。該凸部の個数は特に制限されるものではないが、磁性粒子1粒子に対して1個以上有すればよい。
In addition, it is preferable that the protruding portion is composed of one or more fine particles of the iron-containing oxide. As shown in FIG. 1, when the coated magnetic particles are observed with a TEM, the protrusions are observed to have a size of about several nm.
Specifically, the size is preferably 1 nm or more and 40 nm or less, more preferably 7 nm or more and 20 nm or less. The size of the convex portion refers to a height that protrudes from the base surface of the coating layer when the coated magnetic particles are observed with a TEM. The projections may be present on the surface of the coating layer without gaps, or may be present as sparse as the base surface of the coating layer (ie, the reference surface on which the projections rise) is observed by TEM. Good.
The size of the projections was measured by TEM observation of the coated magnetic particles, and measuring the height h from the base surface of the coating layer to the apex of the projections for 15 or more projections as shown in FIG. It is determined by arithmetically averaging the measured values.
In addition, the convex part may exist in the plane part of a polyhedron without a clearance gap, and may exist sparsely. The number of the protrusions is not particularly limited, but it is sufficient that at least one protrusion is provided for one magnetic particle.
また、本発明の磁性粒子が多面体の平面部に凸部を有するためには、該被覆層における鉄に対するケイ素のモル比が、0.2以上1.0以下であることが好ましく、0.3以上0.9以下であることがより好ましい。また、鉄に対するアルミニウムのモル比が、0.5以上2.0以下であることが好ましく、0.5以上1.8以下であることがより好ましい。
凸部の高さは該被覆層における上記の鉄に対するケイ素のモル比、鉄に対するアルミニウムのモル比や、コア粒子の個数平均粒子径を変えることによって調整することができる。
これらの元素の割合等は、50℃の5質量%希硫酸に、本発明の被覆マグネタイト粒子を懸濁させて測定液を得た後、測定液の一部を一定時間毎にサンプリングし、これをメンブランフィルタで濾過し得られたろ液に含まれるケイ素、アルミニウム及び鉄の濃度をICPにて定量することによって測定することができる。この測定において、ケイ素及びアルミニウムが検出されなくなるまでに溶解した鉄の量を、被覆層中の鉄の量とみなす。
Further, in order for the magnetic particles of the present invention to have a convex portion in the plane portion of the polyhedron, the molar ratio of silicon to iron in the coating layer is preferably 0.2 or more and 1.0 or less, and 0.3 More preferably, it is 0.9 or less. Further, the molar ratio of aluminum to iron is preferably 0.5 or more and 2.0 or less, and more preferably 0.5 or more and 1.8 or less.
The height of the projections can be adjusted by changing the molar ratio of silicon to iron, the molar ratio of aluminum to iron, and the number average particle diameter of core particles in the coating layer.
The proportions of these elements are determined by suspending the coated magnetite particles of the present invention in 5% by mass of dilute sulfuric acid at 50 ° C. to obtain a measurement solution, and sampling a part of the measurement solution at regular intervals. Can be measured by quantifying the concentration of silicon, aluminum and iron contained in the filtrate obtained by filtration through a membrane filter by ICP. In this measurement, the amount of iron dissolved until silicon and aluminum are no longer detected is regarded as the amount of iron in the coating layer.
磁性粒子の表面が特定の被覆層を含有するだけでなく、八面体形状を有することで初めて、結晶性樹脂やワックスなどの結晶性材料に対する優れた結晶核剤効果が発現する。これにより、定着ニップ通過後における結晶性樹脂やワックスなどの結晶性材料の結晶化速度を飛躍的に高めることができ、画像の保存安定性に優れたトナーとなるため好ましい。
八面体形状を有することで、結晶性樹脂やワックスなどの結晶性材料に対する結晶核剤効果が発現する理由は定かではないが、恐らく該凸部に結晶性材料が集まって結晶核を形成し、八面体形状の平面部に沿って結晶成長が促進されるものと本発明者らは推定している。
磁性粒子の形状が八面体でない場合には、結晶性材料に対する結晶核剤効果が低いため、画像の保存安定性が不十分となる。また八面体における平面部に凸部を有さない場合にも、結晶核剤効果が低いために、画像の保存安定性が不十分となる。
磁性粒子を八面体形状にする方法としては、例えばコア粒子の製造において酸化反応時のpHを9以上にすることが挙げられる。
Only when the surface of the magnetic particles not only contains a specific coating layer but also has an octahedral shape, an excellent nucleating agent effect on a crystalline material such as a crystalline resin or a wax is exhibited. This is preferable because the crystallization speed of a crystalline material such as a crystalline resin or a wax after passing through the fixing nip can be drastically increased, and a toner having excellent image storage stability can be obtained.
By having an octahedral shape, the reason why a crystal nucleating agent effect is exerted on a crystalline material such as a crystalline resin or a wax is not clear, but it is probably that the crystalline material gathers at the projections to form a crystal nucleus, The present inventors presume that crystal growth is promoted along the octahedral plane.
When the shape of the magnetic particles is not octahedral, the storage stability of the image becomes insufficient because the nucleating agent effect on the crystalline material is low. Even when the octahedron does not have a convex portion in the plane portion, the storage stability of the image becomes insufficient because of the low nucleating agent effect.
As a method of making the magnetic particles into an octahedral shape, for example, in the production of the core particles, the pH during the oxidation reaction is set to 9 or more.
磁性粒子は、より低温定着性が良好となる観点で、一次粒子の個数平均粒子径が50nm以上200nm以下であることが好ましく、50nm以上150nm以下であることがより好ましい。磁性粒子の一次粒子の個数平均粒子径は後述のように、SEM観察で100個の粒子を測定し、その平均値とする。磁性粒子の一次粒子の個数平均粒子径は、磁性粒子の合成条件等により制御できる。
磁性粒子は、全細孔容積が0.060cm3/g以上0.150cm3/g以下であると、画像の保存安定性、特に放置後の画像のカールがより良好となるため好ましい。より好ましくは0.060cm3/g以上0.100cm3/g以下である。
全細孔容積は、磁性粒子の一次粒子の個数平均粒子径だけでなく、磁性粒子の表面が有
する凸部の数や高さによって決まるものである。全細孔容積は、磁性粒子の合成条件等により制御できる。
The magnetic particles preferably have a number average particle size of 50 nm or more and 200 nm or less, and more preferably 50 nm or more and 150 nm or less, from the viewpoint of improving the low-temperature fixability. As described below, the number average particle diameter of the primary particles of the magnetic particles is determined by measuring 100 particles by SEM observation and using the average value. The number average particle diameter of the primary particles of the magnetic particles can be controlled by conditions for synthesizing the magnetic particles and the like.
When the magnetic particles have a total pore volume of 0.060 cm 3 / g or more and 0.150 cm 3 / g or less, it is preferable because the storage stability of the image, particularly the curl of the image after standing, becomes better. More preferably not more than 0.060cm 3 / g or more 0.100cm 3 / g.
The total pore volume is determined not only by the number average particle diameter of the primary particles of the magnetic particles, but also by the number and height of the projections on the surface of the magnetic particles. The total pore volume can be controlled by the conditions for synthesizing the magnetic particles and the like.
磁性粒子の全細孔容積が上記範囲にあることで、トナー中における磁性粒子の分散性がより良好となり、かつ磁性粒子の表面において結晶性樹脂やワックスを担持し易いため、それらに対する結晶核剤作用が均一に発現するため好ましい。
トナー中に含有させる磁性粒子の量としては、結着樹脂100質量部に対し、好ましくは30質量部以上100質量部以下、より好ましくは40質量部以上80質量部以下である。当該範囲であると低温定着性と着色力のバランスが良好となる。
When the total pore volume of the magnetic particles is in the above range, the dispersibility of the magnetic particles in the toner becomes better, and the crystalline resin or wax is easily carried on the surface of the magnetic particles. This is preferable because the action is uniformly exhibited.
The amount of the magnetic particles contained in the toner is preferably 30 parts by mass to 100 parts by mass, more preferably 40 parts by mass to 80 parts by mass, based on 100 parts by mass of the binder resin. Within this range, the balance between low-temperature fixability and coloring power is good.
<結着樹脂>
次に本発明のトナー粒子に用いられる結着樹脂について以下に説明する。
結着樹脂としては、ポリエステル樹脂、ビニル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂が挙げられるが、結晶性材料による定着時可塑性を考慮するとポリエステル樹脂であることが好ましい。
ポリエステル樹脂成分を合成する際に用いることができるアルコール成分及び酸成分は以下の通りである。
アルコール成分としては、以下のものが挙げられる。エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、水素化ビスフェールA、芳香族ジオールとしては、下記式(I)で表わされるビスフェノール及びその誘導体、下記式(II)で示されるジオール類、が挙げられる。
<Binder resin>
Next, the binder resin used for the toner particles of the present invention will be described below.
Examples of the binder resin include a polyester resin, a vinyl-based resin, an epoxy resin, and a polyurethane resin, and a polyester resin is preferable in consideration of the plasticity at the time of fixing with a crystalline material.
The alcohol component and the acid component that can be used when synthesizing the polyester resin component are as follows.
Examples of the alcohol component include the following. Ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol , 2-ethyl-1,3-hexanediol, bisphenol A hydride, and aromatic diols include bisphenols represented by the following formula (I) and derivatives thereof, and diols represented by the following formula (II). Can be
酸成分としては、以下のものが挙げられる。フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸のようなベンゼンジカルボン酸類又はその無水物;こはく酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸のようなアルキルジカルボン酸類又はその無水物;炭素数6以上18以下のアルキル基若しくはアルケニル基で置換されたこはく酸又はその無水物;フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸のような不飽和ジカルボン酸又はその無水物。
3価以上の多価アルコール成分としては、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオー
ル、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシベンゼンが挙げられる。
Examples of the acid component include the following. Benzenedicarboxylic acids such as phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, and phthalic anhydride or their anhydrides; alkyl dicarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid, and azelaic acid or their anhydrides; Succinic acids or anhydrides substituted with the following alkyl groups or alkenyl groups; unsaturated dicarboxylic acids such as fumaric acid, maleic acid, citraconic acid, and itaconic acid, or anhydrides thereof.
Examples of the trihydric or higher polyhydric alcohol component include sorbitol, 1,2,3,6-hexanetetrol, 1,4-sorbitan, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, and 1,2,4-butanetriol. , 1,2,5-pentanetriol, glycerol, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butanetriol, trimethylolethane, trimethylolpropane, and 1,3,5-trihydroxybenzene. Can be
三価以上の多価カルボン酸成分としては、トリメリット酸、ピロメリット酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、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、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシ−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、テトラ(メチレンカルボキシ)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、エンポール三量体酸、及びこれらの無水物が挙げられる。 Examples of the trivalent or higher polycarboxylic acid component include trimellitic acid, pyromellitic acid, 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,2,5-benzenetricarboxylic acid, 2,5,7-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-butanetricarboxylic acid, 1,2,5-hexanetricarboxylic acid, 1,3-dicarboxy-2-methyl-2-methylenecarboxypropane, tetra (methylene Carboxy) methane, 1,2,7,8-octanetetracarboxylic acid, empol trimer acid, and anhydrides thereof.
上記ポリエステル樹脂は通常一般に知られている縮重合によって得られる。
一方、ビニル系樹脂を生成する為のビニル系モノマーとしては、次の様なものが挙げられる。
スチレン、o−メチルスチレンのようなスチレン及びその誘導体;エチレン、プロピレンのようなスチレン不飽和モノオレフィン類;ブタジエン、イソプレンのような不飽和ポリエン類;塩化ビニルのようなビニルエステル類;メタクリル酸メチル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシルのようなα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシルのようなアクリル酸エステル類;ビニルメチルエーテルのようなビニルエーテル類;ビニルメチルケトンのようなビニルケトン類;N−ビニルピロールのようなN−ビニル化合物;ビニルナフタリン類;アクリロニトリルのようなアクリル酸又はメタクリル酸誘導体。
The polyester resin is usually obtained by commonly known condensation polymerization.
On the other hand, as a vinyl-based monomer for producing a vinyl-based resin, the following can be mentioned.
Styrene and its derivatives such as styrene and o-methylstyrene; styrene unsaturated monoolefins such as ethylene and propylene; unsaturated polyenes such as butadiene and isoprene; vinyl esters such as vinyl chloride; methyl methacrylate Α-methylene aliphatic monocarboxylic esters such as n-butyl methacrylate and 2-ethylhexyl methacrylate; acrylic esters such as n-butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate; vinyl methyl ether Vinyl ethers; vinyl ketones such as vinyl methyl ketone; N-vinyl compounds such as N-vinyl pyrrole; vinyl naphthalenes; acrylic acid or methacrylic acid derivatives such as acrylonitrile.
さらに、以下のものが挙げられる。マレイン酸、アルケニルコハク酸のような不飽和二塩基酸;マレイン酸無水物、アルケニルコハク酸無水物のような不飽和二塩基酸無水物;マレイン酸メチルハーフエステル、アルケニルコハク酸メチルハーフエステルのような不飽和二塩基酸エステル;アクリル酸、メタクリル酸のようなα,β−不飽和酸;クロトン酸無水物、ケイヒ酸無水物のようなα,β−不飽和酸無水物、該α,β−不飽和酸と低級脂肪酸との無水物;アルケニルマロン酸、アルケニルグルタル酸、アルケニルアジピン酸、これらの酸無水物及びこれらのモノエステルのようなカルボキシ基を有するモノマー。
さらに、2−ヒドロキシエチルアクリレートのようなアクリル酸又はメタクリル酸エステル類;4−(1−ヒドロキシ−1−メチルブチル)スチレン、4−(1−ヒドロキシ−1−メチルヘキシル)スチレンのようなヒドロキシ基を有するモノマーが挙げられる。
Further, the following may be mentioned. Unsaturated dibasic acids such as maleic acid and alkenyl succinic acid; unsaturated dibasic acid anhydrides such as maleic anhydride and alkenyl succinic anhydride; Unsaturated dibasic acid esters; α, β-unsaturated acids such as acrylic acid and methacrylic acid; α, β-unsaturated acid anhydrides such as crotonic anhydride and cinnamic anhydride; -Anhydrides of unsaturated acids and lower fatty acids; monomers having a carboxy group such as alkenyl malonic acid, alkenyl glutaric acid, alkenyl adipic acid, acid anhydrides and monoesters thereof.
Further, acrylic acid or methacrylic acid esters such as 2-hydroxyethyl acrylate; and hydroxy groups such as 4- (1-hydroxy-1-methylbutyl) styrene and 4- (1-hydroxy-1-methylhexyl) styrene. And a monomer having the same.
本発明のトナーにおいて、ビニル系樹脂は、ビニル基を2個以上有する架橋剤で架橋された架橋構造を有してもよい。架橋剤としては、芳香族ジビニル化合物(特にジビニルベンゼン)、芳香族基及びエーテル結合を含む鎖で結ばれたジアクリレート化合物類が挙げられる。
これらの架橋剤は、他のモノマー成分100質量部に対して、0.01質量部以上10.00質量部以下、さらに好ましくは0.03質量部以上5.00質量部以下用いることができる。
In the toner of the present invention, the vinyl resin may have a cross-linked structure cross-linked by a cross-linking agent having two or more vinyl groups. Examples of the crosslinking agent include aromatic divinyl compounds (particularly, divinylbenzene) and diacrylate compounds linked by a chain containing an aromatic group and an ether bond.
These crosslinking agents can be used in an amount of from 0.01 to 10.00 parts by mass, more preferably from 0.03 to 5.00 parts by mass, based on 100 parts by mass of the other monomer components.
本発明の結着樹脂は、ポリエステル樹脂とビニル系樹脂が結合したハイブリッド樹脂であってもよい。
本発明の結着樹脂が、ハイブリッド樹脂である場合、ビニル系樹脂及び/又はポリエステル樹脂成分中に、両樹脂成分と反応し得るモノマー成分を含むことが好ましい。ポリエステル樹脂成分を構成するモノマーのうちビニル系樹脂と反応し得るものとしては、例えば、フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸のような不飽和ジカルボン酸又はその無水物が挙げられる。ビニル系樹脂成分を構成するモノマーのうちポリエステル樹脂
成分と反応し得るものとしては、カルボキシ基又はヒドロキシ基を有するものや、アクリル酸又はメタクリル酸エステル類が挙げられる。
ビニル系樹脂とポリエステル樹脂の反応生成物を得る方法としては、先に挙げたビニル系樹脂及びポリエステル樹脂のそれぞれと反応しうるモノマー成分を含むポリマーが存在しているところで、どちらか一方又は両方の樹脂の重合反応をさせることにより得る方法が好ましい。
The binder resin of the present invention may be a hybrid resin in which a polyester resin and a vinyl resin are combined.
When the binder resin of the present invention is a hybrid resin, it is preferable that the vinyl resin and / or the polyester resin component include a monomer component capable of reacting with both resin components. Among the monomers constituting the polyester resin component, those which can react with the vinyl resin include, for example, unsaturated dicarboxylic acids such as fumaric acid, maleic acid, citraconic acid and itaconic acid or anhydrides thereof. Among the monomers constituting the vinyl-based resin component, those which can react with the polyester resin component include those having a carboxy group or a hydroxy group, and acrylic acid or methacrylic acid esters.
As a method for obtaining a reaction product of a vinyl resin and a polyester resin, where a polymer containing a monomer component capable of reacting with each of the above-mentioned vinyl resin and the polyester resin is present, one or both of the two may be used. A method obtained by polymerizing a resin is preferred.
結着樹脂のガラス転移温度(Tg)は、原材料の保管性の観点から50℃以上75℃以下であることが好ましい。
また同様の観点から、軟化点は80℃以上150℃以下であることが好ましい。
また結着樹脂の重量平均分子量は、トナーの耐久性と、定着性の観点から、8,000以上120,0000以下、好ましくは40,000以上300,000以下であることが好ましい。
さらに、結着樹脂のゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定されたテトラヒドロフラン可溶分の分子量分布のチャートにおいて、分子量2000以下の面積割合が、チャート全体の面積に対して5.0面積%以下であることが好ましい。
The glass transition temperature (Tg) of the binder resin is preferably 50 ° C. or more and 75 ° C. or less from the viewpoint of storage stability of the raw materials.
Further, from the same viewpoint, the softening point is preferably 80 ° C. or more and 150 ° C. or less.
The weight average molecular weight of the binder resin is preferably from 8,000 to 120,0000, more preferably from 40,000 to 300,000, from the viewpoints of the durability and the fixing property of the toner.
Further, in the chart of the molecular weight distribution of the tetrahydrofuran-soluble component measured by gel permeation chromatography of the binder resin, the area ratio of the molecular weight of 2000 or less is 5.0 area% or less with respect to the entire area of the chart. Is preferred.
結着樹脂として用いる樹脂の酸価は、2mgKOH/g以上40mgKOH/g以下であることが、トナーの耐久性や帯電立ち上がり性の観点から好ましい。
結着樹脂として用いる樹脂は、1種類であってもよいが、複数種併用してもよい。
また、本発明のトナーは、上記画像保存性を達成させるために、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定された該トナーのテトラヒドロフラン可溶分の分子量分布のチャートにおいて、分子量2000以下の面積割合が、チャート全体の面積に対して5.0面積%以下であることが好ましい。より好ましくは4.5面積%以下である。
上記範囲であることで、結晶化速度を高める観点で好ましい。該面積割合は、結着樹脂のモノマー組成、製造方法等により制御できる。
The acid value of the resin used as the binder resin is preferably 2 mgKOH / g or more and 40 mgKOH / g or less from the viewpoint of the durability of the toner and the charge rising property.
The resin used as the binder resin may be one type, or a plurality of types may be used in combination.
Further, in the toner of the present invention, in order to achieve the above-mentioned image preservability, in the molecular weight distribution chart of the tetrahydrofuran-soluble component of the toner measured by gel permeation chromatography, the area ratio of the molecular weight of 2000 or less is the chart. It is preferable that it is 5.0 area% or less with respect to the whole area. More preferably, it is 4.5 area% or less.
The above range is preferable from the viewpoint of increasing the crystallization speed. The area ratio can be controlled by the monomer composition of the binder resin, the production method, and the like.
<離型剤>
特定の形態に限定されず前記ワックスを離型剤として用いてもよい。
該離型剤を添加するタイミングは、トナー製造中に添加してもよいが結着樹脂の製造時であってもよく、既存の方法から適宜選ばれる。又、これらの離型剤は単独で使用しても、併用してもよい。
該離型剤は、結着樹脂の総量100.0質量部に対して、0.5質量部以上20.0質量部以下で添加することが好ましい。
該離型剤の融点ピーク温度は、トナーの耐久性と低温定着性の観点から、60℃以上120℃以下であることが好ましく、70℃以上110℃以下であることがより好ましい。
<Release agent>
The wax is not limited to a specific form and may be used as a release agent.
The release agent may be added during the production of the toner or at the time of production of the binder resin, and may be appropriately selected from existing methods. These release agents may be used alone or in combination.
The release agent is preferably added in an amount of 0.5 parts by mass or more and 20.0 parts by mass or less based on 100.0 parts by mass of the total amount of the binder resin.
The melting point peak temperature of the release agent is preferably from 60 ° C. to 120 ° C., more preferably from 70 ° C. to 110 ° C., from the viewpoints of durability and low-temperature fixability of the toner.
<その他の成分>
本発明のトナーは磁性トナーであるが、他の着色剤を含有してもよい。他の着色剤として、黒色着色剤としてカーボンブラックや、イエロー/マゼンタ/シアン着色剤を用い黒色に調色されたものを含有してもよい。
<Other ingredients>
The toner of the present invention is a magnetic toner, but may contain other colorants. Other colorants may include carbon black as a black colorant, and those toned to black using a yellow / magenta / cyan colorant.
また、トナーには、その摩擦帯電性を安定化させるために電荷制御剤を用いることができる。電荷制御剤としては、トナーを負帯電性に制御するものと、正帯電性に制御するものとが知られており、トナーの種類や用途に応じて種々のものを一種又は二種以上用いることができる。
トナーを負帯電性に制御するものとしては、以下のものが挙げられる。有機金属錯体(モノアゾ金属錯体;アセチルアセトン金属錯体);芳香族ヒドロキシカルボン酸又は芳香族ジカルボン酸の金属錯体又は金属塩。その他にも、トナーを負帯電性に制御するものとしては、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩や無水物;エステル類やビスフェ
ノール等のフェノール誘導体が挙げられる。この中でも特に、安定な帯電性能が得られる芳香族ヒドロキシカルボン酸の金属錯体又は金属塩が好ましく用いられる。
Further, a charge control agent can be used in the toner in order to stabilize its triboelectric charging property. As the charge control agent, those that control the toner to be negatively charged and those that control the toner to be positively charged are known. Depending on the type and use of the toner, one or more kinds of various types may be used. Can be.
The following are examples of controlling the toner to be negatively charged. Organometallic complexes (monoazo metal complexes; acetylacetone metal complexes); metal complexes or metal salts of aromatic hydroxycarboxylic acids or aromatic dicarboxylic acids. In addition, examples of a device that controls the toner to be negatively charged include aromatic mono- and polycarboxylic acids and metal salts and anhydrides thereof; esters and phenol derivatives such as bisphenol. Among these, a metal complex or a metal salt of an aromatic hydroxycarboxylic acid that can provide stable charging performance is particularly preferably used.
トナーを正帯電性に制御するものとしては、以下のものが挙げられる。ニグロシン及び脂肪酸金属塩による変性物;トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルホン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート等の四級アンモニウム塩、並びにこれらの類似体であるホスホニウム塩のようなオニウム塩及びこれらのレーキ顔料;トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、リンタングステン酸、リンモリブデン酸、リンタングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン酸、フェロシアン化合物等);高級脂肪酸の金属塩。本発明ではこれらの一種又は二種以上組み合わせて用いることができる。トナーを正帯電性に制御するものとしては、これらの中でもニグロシン系化合物、四級アンモニウム塩等の電荷制御剤が特に好ましく用いられる。 The following are examples of devices that control the toner to be positively charged. Modified products of nigrosine and fatty acid metal salts; quaternary ammonium salts such as tributylbenzylammonium-1-hydroxy-4-naphthosulfonate, tetrabutylammonium tetrafluoroborate, and oniums such as phosphonium salts which are analogs thereof Salts and lake pigments thereof; triphenylmethane dyes and lake pigments thereof (phosphorotungstic acid, phosphomolybdic acid, phosphotungsten molybdic acid, tannic acid, lauric acid, gallic acid, ferricyanic acid, Russian compounds, etc.); metal salts of higher fatty acids. In the present invention, these can be used alone or in combination of two or more. Among these, a charge control agent such as a nigrosine compound or a quaternary ammonium salt is particularly preferably used to control the toner to be positively chargeable.
具体例としては、以下のものが挙げられる。Spilon Black TRH、T−77、T−95、TN−105(保土谷化学工業株式会社);BONTRON(登録商標)S−34、S−44、E−84、E−88(オリエント化学工業株式会社);TP−302、TP−415(保土谷化学工業株式会社);BONTRON(登録商標)N−01、N−04、N−07、P−51(オリエント化学工業株式会社);コピーブルーPR(クラリアント社)。 The following are specific examples. Spiron Black TRH, T-77, T-95, TN-105 (Hodogaya Chemical Industry Co., Ltd.); BONTRON (registered trademark) S-34, S-44, E-84, E-88 (Orient Chemical Industry Co., Ltd.) ); TP-302, TP-415 (Hodogaya Chemical Industry Co., Ltd.); BONTRON (registered trademark) N-01, N-04, N-07, P-51 (Orient Chemical Industry Co., Ltd.); Copy Blue PR ( Clariant).
<製造方法>
本発明に係るトナー粒子は粉砕法で製造されることが好ましい。以下にその製造方法を例示する。
i)結着樹脂、結晶性材料A、及び磁性材料、並びに結晶性材料Bやその他の添加剤等を、ヘンシェルミキサー、ボールミルのような混合機により混合する
ii)得られた混合物を二軸混練押出機、加熱ロール、ニーダー、エクストルーダーのような熱混練機を用いて溶融混練する
iii)得られた溶融混練物を冷却固化した後、粉砕する
iv)得られた微粉砕物に対して分級を行う
ことによってトナー粒子を得ることができる。
<Production method>
The toner particles according to the present invention are preferably manufactured by a pulverization method. An example of the manufacturing method will be described below.
i) mixing the binder resin, the crystalline material A, the magnetic material, the crystalline material B and other additives, etc. with a mixer such as a Henschel mixer or a ball mill ii) biaxially kneading the resulting mixture Melt kneading using a hot kneader such as an extruder, a heating roll, a kneader, or an extruder iii) Cooling and solidifying the obtained melt-kneaded material, and pulverizing iv) Classifying the obtained finely pulverized material Is performed, toner particles can be obtained.
またトナー粒子の形状及び表面性の制御のために、粉砕又は分級後に、表面処理工程を有することが好ましい。
混合機としては、以下のものが挙げられる。ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製);スーパーミキサー(カワタ社製);リボコーン(大川原製作所社製);ナウターミキサー、タービュライザー、サイクロミックス(ホソカワミクロン社製);スパイラルピンミキサー(太平洋機工社製);レーディゲミキサー(マツボー社製)。
混練機としては、以下のものが挙げられる。KRCニーダー(栗本鉄工所社製);ブス・コ・ニーダー(Buss社製);TEM型押し出し機(東芝機械社製);TEX二軸混練機(日本製鋼所社製);PCM混練機(池貝鉄工所社製);三本ロールミル、ミキシングロールミル、ニーダー(井上製作所社製);ニーデックス(三井鉱山社製);MS式加圧ニーダー、ニダールーダー(森山製作所社製);バンバリーミキサー(神戸製鋼所社製)。
In order to control the shape and surface properties of the toner particles, it is preferable to have a surface treatment step after pulverization or classification.
The following are mentioned as a mixing machine. Henschel Mixer (Mitsui Mining); Super Mixer (Kawata); Ribocorn (Okawara Seisakusho); Nauta Mixer, Turbulizer, Cyclomix (Hosokawa Micron); Spiral Pin Mixer (Taikai Kiko) Ledige mixer (Matsubo).
Examples of the kneader include the following. KRC Kneader (Kurimoto Iron Works); Bus Co Kneader (Buss); TEM Extruder (Toshiba Machine); TEX Twin Screw Kneader (Japan Steel Works); PCM Kneader (Ikegai) Iron mill); Three-roll mill, mixing roll mill, kneader (manufactured by Inoue Seisakusho); Kneedex (manufactured by Mitsui Mining); MS type pressure kneader, nider ruder (manufactured by Moriyama Seisakusho); Banbury mixer (Kobe Steel) Manufactured by Toshosha).
粉砕機としては、以下のものが挙げられる。カウンタージェットミル、ミクロンジェット、イノマイザ(ホソカワミクロン社製);IDS型ミル、PJMジェット粉砕機(日本ニューマチック工業社製);クロスジェットミル(栗本鉄工所社製);ウルマックス(日曹エンジニアリング社製);SKジェット・オー・ミル(セイシン企業社製);クリプトロン(川崎重工業社製);ターボミル(ターボ工業社製);スーパーローター(日清エン
ジニアリング社製)。
分級機としては、以下のものが挙げられる。クラッシール、マイクロンクラッシファイアー、スペディッククラシファイアー(セイシン企業社製);ターボクラッシファイアー(日清エンジニアリング社製);ミクロンセパレータ、ターボプレックス(ATP)、TSPセパレータ(ホソカワミクロン社製);エルボージェット(日鉄鉱業社製)、ディスパージョンセパレータ(日本ニューマチック工業社製);YMマイクロカット(安川商事社製)。
Examples of the crusher include the following. Counter Jet Mill, Micron Jet, Inomaizer (manufactured by Hosokawa Micron); IDS-type Mill, PJM Jet Crusher (manufactured by Nippon Pneumatic); Cross Jet Mill (manufactured by Kurimoto Tekkosho); Urmax (manufactured by Nisso Engineering) ); SK Jet O Mill (manufactured by Seishin Enterprise); Kryptron (manufactured by Kawasaki Heavy Industries); Turbo Mill (manufactured by Turbo Kogyo); Super Rotor (manufactured by Nisshin Engineering).
The classifier includes the following. Classile, Micron Classifier, Spedd Classifier (Seishin Enterprise); Turbo Classifier (Nisshin Engineering); Micron Separator, Turboplex (ATP), TSP Separator (Hosokawa Micron); Elbow Jet (Japan) Iron Mining Co., Ltd.), dispersion separator (Nippon Pneumatic Industries Co., Ltd.); YM Microcut (Yaskawa Shoji Co., Ltd.).
表面改質装置としては、例えばファカルティー(ホソカワミクロン社製)、メカノフュージョン(ホソカワミクロン社製)、ノビルタ(ホソカワミクロン社製)、ハイブリダイザー(奈良機械社製)、イノマイザ(ホソカワミクロン社製)、シータコンポーザ(徳寿工作所社製)、メカノミル(岡田精工社製)が挙げられる。
粗粒子をふるい分けるために用いられる篩い装置としては、以下のものが挙げられる。ウルトラソニック(晃栄産業社製);レゾナシーブ、ジャイロシフター(徳寿工作所社);バイブラソニックシステム(ダルトン社製);ソニクリーン(新東工業社製);ターボスクリーナー(ターボ工業社製);ミクロシフター(槙野産業社製);円形振動篩い。
Examples of the surface modification device include Faculty (Hosokawa Micron), Mechanofusion (Hosokawa Micron), Novirta (Hosokawa Micron), Hybridizer (Nara Machinery), Inomaizer (Hosokawa Micron), Theta Composer (Manufactured by Tokuju Kosakusho) and Mechano Mill (manufactured by Okada Seiko).
Examples of the sieving apparatus used for sifting coarse particles include the following. Ultrasonic (made by Koei Sangyo Co., Ltd.); resonator sieve, gyro shifter (made by Tokuju Kogyo Co., Ltd.); Vibrasonic system (made by Dalton Co., Ltd.); Sonic Clean (made by Shinto Kogyo Co., Ltd.); Micro shifter (manufactured by Makino Sangyo); circular vibrating screen.
<外添剤>
本発明のトナーはトナーの流動性や帯電性を向上させるために小粒径(一次粒径の個数平均粒径が5〜30nm程度)の流動性向上剤を添加することが好ましい。
流動性向上剤としては、例えば、フッ化ビニリデン微粉体、ポリテトラフウルオロエチレン微粉体のようなフッ素系樹脂粉末;湿式製法シリカ、乾式製法シリカのような微粉体シリカ、微粉体酸化チタン、微粉体アルミナ、それらをシラン化合物、チタンカップリング剤、シリコーンオイルにより表面処理を施した処理シリカ;酸化亜鉛、酸化スズのような酸化物;チタン酸ストロンチウムやチタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、ジルコン酸ストロンチウムやジルコン酸カルシウムのような複酸化物;炭酸カルシウム及び、炭酸マグネシウムのような炭酸塩化合物が挙げられる。
<External additives>
In the toner of the present invention, it is preferable to add a fluidity improver having a small particle diameter (the number average particle diameter of the primary particle diameter is about 5 to 30 nm) in order to improve the fluidity and chargeability of the toner.
As the fluidity improver, for example, fluorine resin powder such as vinylidene fluoride fine powder, polytetrafluoroethylene fine powder; wet-process silica, fine-powder silica such as dry-process silica, fine-powder titanium oxide, Fine powder alumina, silica treated with a silane compound, titanium coupling agent, and silicone oil for surface treatment; oxides such as zinc oxide and tin oxide; strontium titanate, barium titanate, calcium titanate, zirconate Double oxides such as strontium and calcium zirconate; and carbonate compounds such as calcium carbonate and magnesium carbonate.
好ましい流動性向上剤としては、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成された微粉体であり、いわゆる乾式法シリカ又はヒュームドシリカと称されるものである。例えば、四塩化ケイ素ガスの酸水素焔中における熱分解酸化反応を利用するもので、基礎となる反応式は次のようなものである。
SiCl4+2H2+O2→SiO2+4HCl
この製造工程において、塩化アルミニウム又は塩化チタン等の他の金属ハロゲン化合物をケイ素ハロゲン化合物と共に用いることによってシリカと他の金属酸化物の複合微粉体を得ることも可能であり、シリカとしてはそれらも包含する。
Preferred fluidity improvers are fine powders produced by the vapor phase oxidation of silicon halides, and are so-called dry silica or fumed silica. For example, it utilizes the thermal decomposition oxidation reaction of silicon tetrachloride gas in an oxyhydrogen flame, and the basic reaction formula is as follows.
SiCl 4 + 2H 2 + O 2 → SiO 2 + 4HCl
In this production step, it is also possible to obtain a composite fine powder of silica and another metal oxide by using another metal halide compound such as aluminum chloride or titanium chloride together with the silicon halide compound. I do.
ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成された市販のシリカ微粉体としては、例えば、以下のものを例示できる。AEROSIL(日本アエロジル社)130、200、300、380、TT600、MOX170、MOX80、COK84、Ca−O−SiL(CABOT Co.社)M−5、MS−7、MS−75、HS−5、EH−5、Wacker HDK N 20(WACKER−CHEMIE GMBH社)V15、N20E、T30、T40、D−C Fine Silica(ダウコーニングCo.社)、Fransol(Fransil社)。
さらには、本発明に用いられる流動性向上剤としては、前記ケイ素ハロゲン化合物の気相酸化により生成されたシリカ微粉体に疎水化処理した処理シリカ微粉体がより好ましい。流動性向上剤は、BET法で測定した窒素吸着による比表面積が30m2/g以上300m2/g以下であることが好ましい。
Examples of commercially available fine silica powder produced by vapor phase oxidation of a silicon halide compound include the following. AEROSIL (Nippon Aerosil) 130, 200, 300, 380, TT600, MOX170, MOX80, COK84, Ca-O-SiL (CABOT Co.) M-5, MS-7, MS-75, HS-5, EH -5, Wacker HDK N20 (WACKER-CHEMIE GMBH) V15, N20E, T30, T40, DC Fine Silica (Dow Corning Co.), Fransol (Fransil).
Further, as the fluidity improver used in the present invention, a treated silica fine powder obtained by subjecting a silica fine powder generated by vapor-phase oxidation of the silicon halide to a hydrophobizing treatment is more preferable. The fluidity improver preferably has a specific surface area by nitrogen adsorption measured by the BET method of 30 m 2 / g or more and 300 m 2 / g or less.
次に、本発明に係る各物性の測定方法に関して記載する。
<磁性粒子の被覆層の元素の分析方法>
磁性粒子の被覆層の元素の割合は、50℃の5質量%希硫酸に、本発明の磁性粒子を懸濁させて測定液を得た後、測定液の一部を一定時間毎にサンプリングする。これをメンブランフィルタで濾過し得られたろ液に含まれるケイ素、アルミニウム及び鉄の濃度をICPにて定量することによって測定し求める。この測定において、ケイ素及びアルミニウムが検出されなくなるまでに溶解した鉄の量を、被覆層中の鉄の量とみなす。
Next, methods for measuring various physical properties according to the present invention will be described.
<Method of analyzing elements in coating layer of magnetic particles>
After the magnetic particles of the present invention are suspended in 5% by mass of dilute sulfuric acid at 50 ° C. to obtain a measurement solution, a part of the measurement solution is sampled at regular intervals. . This is measured and determined by quantifying the concentration of silicon, aluminum and iron contained in the filtrate obtained by filtration through a membrane filter by ICP. In this measurement, the amount of iron dissolved until silicon and aluminum are no longer detected is regarded as the amount of iron in the coating layer.
<磁性粒子の一次粒子の個数平均粒子径の測定及び磁性粒子の形状の確認方法>
本発明においては、磁性粒子の一次粒子の個数平均粒子径の測定は、走査型電子顕微鏡(日本電子製JSM−6830F)により磁性粒子を3万倍で観察し、任意の磁性粒子100個の粒子径(最大径)を測定して、100個の粒子径の測定結果の平均値を本発明における磁性粒子の一次粒子の個数平均粒子径とした。
また、磁性粒子の形状が八面体形状であるか否かは、該100個の磁性粒子の形状から判断した。
一方、磁性粒子の単体を得ることができない場合には、後述する、トナーからの磁性粒子の単離方法に準じて磁性粒子を単離してサンプルとして用いる。そして、上記と同様に測定及び確認を行う。
<Method of measuring number average particle diameter of primary particles of magnetic particles and confirming shape of magnetic particles>
In the present invention, the number average particle diameter of the primary particles of the magnetic particles is measured by observing the magnetic particles with a scanning electron microscope (JSM-6830F, manufactured by JEOL Ltd.) at a magnification of 30,000, and measuring 100 particles of arbitrary magnetic particles. The diameter (maximum diameter) was measured, and the average value of the measurement results of 100 particle diameters was defined as the number average particle diameter of the primary particles of the magnetic particles in the present invention.
Whether or not the shape of the magnetic particles was octahedral was determined from the shapes of the 100 magnetic particles.
On the other hand, when it is not possible to obtain a single magnetic particle, the magnetic particle is isolated and used as a sample according to a method for isolating the magnetic particle from the toner described below. Then, measurement and confirmation are performed in the same manner as described above.
<磁性粒子の凸部高さの測定方法>
磁性粒子を透過型電子顕微鏡(日本電子製JEM−2100)で観察し、八面体の平面部の基面を基準として突出している高さを測定した。凸部の大きさとは、被覆磁性粒子をTEM観察したときに、被覆層の基面から突出している高さのことである。そして、ランダムに選択した磁性体中、15個以上の凸部について、図3に示すとおり、被覆層の基面から凸部の頂点までの高さhを測定し、測定値を相加平均する。
一方、磁性粒子の単体を得ることができない場合には、後述する、トナーからの磁性粒子の単離方法に準じて磁性粒子を単離してサンプルとして用いる。そして、上記と同様に測定及び確認を行う。
<Measurement method of height of protrusion of magnetic particles>
The magnetic particles were observed with a transmission electron microscope (JEM-2100 manufactured by JEOL Ltd.), and the protruding height was measured with reference to the base surface of the octahedral plane. The size of the convex portion refers to a height that protrudes from the base surface of the coating layer when the coated magnetic particles are observed with a TEM. Then, as shown in FIG. 3, the height h from the base surface of the coating layer to the apex of the protrusion is measured for 15 or more protrusions in the randomly selected magnetic body, and the measured values are arithmetically averaged. .
On the other hand, when it is not possible to obtain a single magnetic particle, the magnetic particle is isolated and used as a sample according to a method for isolating the magnetic particle from the toner described below. Then, measurement and confirmation are performed in the same manner as described above.
<磁性粒子の凸部の有無の確認方法>
磁性粒子の表面における凸部の有無に関しては、透過型電子顕微鏡(日本電子製JEM−2100)で観察し、八面体の平面部の基面を基準として、突出している部分の高さが、1nm以上であるものを凸部とみなし、その有無を確認した。
一方、磁性粒子の単体を得ることができない場合には、後述する、トナーからの磁性粒子の単離方法に準じて磁性粒子を単離してサンプルとして用いる。そして、上記と同様に測定及び確認を行う。
<Method for confirming presence / absence of protrusions of magnetic particles>
The presence or absence of a convex portion on the surface of the magnetic particles was observed with a transmission electron microscope (JEM-2100 manufactured by JEOL Ltd.), and the height of the protruding portion was 1 nm based on the base surface of the octahedral flat portion. The above was regarded as a convex part, and the presence or absence thereof was confirmed.
On the other hand, when it is not possible to obtain a single magnetic particle, the magnetic particle is isolated and used as a sample according to a method for isolating the magnetic particle from the toner described below. Then, measurement and confirmation are performed in the same manner as described above.
<磁性粒子の全細孔容積の測定方法>
磁性粒子の細孔容積は、細孔分布測定装置Tristar3000(島津製作所社製)を用いて、試料表面に窒素ガスを吸着させるガス吸着法により測定する。
細孔分布の測定前には、試料管にサンプル1〜2gを入れ、100℃で24時間真空引きを行う。真空引き終了後サンプル重量を精秤し、サンプルを得る。得られたサンプルを、上記細孔分布測定装置を用いて、BJH脱着法により細孔径1.7nm以上300.0nm以下の範囲における全細孔容積を求める。細孔分布の評価には測定データ情報に最も近い全細孔容積を指標として用いるのが好ましい。
一方、磁性粒子の単体を得ることができない場合には、後述する、トナーからの磁性粒子の単離方法に準じて磁性粒子を単離してサンプルとして用いる。そして、上記と同様に測定及び確認を行う。
<Method of measuring total pore volume of magnetic particles>
The pore volume of the magnetic particles is measured by a gas adsorption method using a pore distribution measuring device Tristar 3000 (manufactured by Shimadzu Corporation) to adsorb nitrogen gas on the sample surface.
Before the measurement of the pore distribution, 1-2 g of the sample is placed in a sample tube and evacuated at 100 ° C. for 24 hours. After evacuation, the sample weight is precisely weighed to obtain a sample. The obtained sample is used to determine the total pore volume in the range of pore diameter of 1.7 nm or more and 300.0 nm or less by the BJH desorption method using the above pore distribution measuring device. For the evaluation of the pore distribution, it is preferable to use the total pore volume closest to the measurement data information as an index.
On the other hand, when it is not possible to obtain a single magnetic particle, the magnetic particle is isolated and used as a sample according to a method for isolating the magnetic particle from the toner described below. Then, measurement and confirmation are performed in the same manner as described above.
<トナー中からの磁性粒子に分離方法>
(1)50mLのバイアル瓶にトナーを50mg、THFを20mL秤量し、十分振とう
して、試料の合一体が無くなるまでTHFへ溶解する。溶解温度は25℃を基本とし、試料の溶解性に応じて25〜50℃の範囲で溶解させる。
(2)次にバイアル瓶の外側からネオジム磁石(アズワン社製 型式NE019、直径×厚みφ22mm×10mm、表面磁束密度450mT)をあて、磁性粒子をバイアル瓶の底面に担持させて、上澄みのTHF溶液と分離した。
(3)その後、バイアル瓶にTHFを20mL追加し、再度十分振とうして磁性粒子を洗浄した後、バイアル瓶の外側からネオジム磁石をあてて、磁性粒子をバイアル瓶の底面に担持させて、上澄みのTHF溶液と分離した。
(4)(3)の操作を少なくとも100回繰り返し行うことにより磁性粒子を十分に洗浄した。
(5)洗浄後の磁性粒子を乾燥することにより、トナーから磁性粒子を分離した。
<Method for separating magnetic particles from toner>
(1) 50 mg of toner and 20 mL of THF are weighed into a 50 mL vial, shaken sufficiently, and dissolved in THF until the sample is no longer united. The dissolution temperature is basically 25 ° C, and the dissolution is performed in the range of 25 to 50 ° C depending on the solubility of the sample.
(2) Next, a neodymium magnet (Model NE019, diameter × thickness φ22 mm × 10 mm, surface magnetic flux density: 450 mT) was applied from the outside of the vial to support the magnetic particles on the bottom surface of the vial, and the supernatant THF solution was used. And separated.
(3) Thereafter, 20 mL of THF was added to the vial, and the magnetic particles were washed by shaking again sufficiently. Then, a neodymium magnet was applied from the outside of the vial to support the magnetic particles on the bottom surface of the vial. Separated from the supernatant THF solution.
(4) The operation of (3) was repeated at least 100 times to sufficiently wash the magnetic particles.
(5) The magnetic particles were separated from the toner by drying the washed magnetic particles.
<ガラス転移温度Tg、吸熱ピークのピークトップの温度P(融点)、半値幅W1、融解熱量の測定>
ガラス転移温度Tg、吸熱ピークのピークトップの温度P、半値幅W1、融解熱量は、示差走査熱量分析装置「Q2000」(TA Instruments社製)を用いてASTM D3418−82に準じて測定する。
装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。
具体的には、試料約2.0mgを精秤し、これをアルミニウム製のパンの中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用い、測定温度範囲−10〜200℃の間で、昇温速度10℃/minで測定を行う。
なお、測定においては、一度200℃まで昇温速度10℃/minで加熱し、続いて−10℃まで降温速度10℃/minで冷却し、その後に再度昇温を行う。
この2度目の昇温過程での温度30℃〜100℃の範囲において比熱変化が得られる。このときの比熱変化が出る前と出た後のベースラインの中間点の線と示差熱曲線との交点を、ガラス転移温度Tgとした。
また吸熱ピークのピークトップの温度P、半値幅W1、融解熱量は、2度目の昇温過程における示差熱曲線について、ベースラインに対して吸熱サイドに現れた吸熱ピークの最大の吸熱ピーク温度を温度Pとし、またその吸熱ピークの半値幅をW1とした。さらに、該吸熱ピークの面積から融解熱量を求めた。
一方、結晶性材料の単体を得ることができない場合には、後述する、トナー中からの結晶性材料の分離方法に準じて結晶性材料を単離してサンプルとして用いる。そして、上記と同様に測定及び確認を行う。
<Measurement of glass transition temperature Tg, peak endothermic peak temperature P (melting point), half width W1, and heat of fusion>
The glass transition temperature Tg, the peak temperature P of the endothermic peak, the half width W1, and the heat of fusion are measured using a differential scanning calorimeter "Q2000" (manufactured by TA Instruments) in accordance with ASTM D3418-82.
The temperature correction of the device detection unit uses the melting points of indium and zinc, and the heat quantity correction uses the heat of fusion of indium.
Specifically, about 2.0 mg of the sample was precisely weighed, placed in an aluminum pan, and an empty aluminum pan was used as a reference. The measurement is performed at a temperature rate of 10 ° C./min.
In the measurement, the sample is heated once to 200 ° C. at a rate of 10 ° C./min, then cooled to −10 ° C. at a rate of 10 ° C./min, and then heated again.
A specific heat change is obtained in the temperature range of 30 ° C. to 100 ° C. in the second heating process. The intersection between the line at the midpoint of the baseline before and after the specific heat change and the differential heat curve at this time was defined as the glass transition temperature Tg.
The temperature P at the top of the endothermic peak, the half width W1, and the amount of heat of fusion represent the maximum endothermic peak temperature of the endothermic peak appearing on the endothermic side with respect to the base line with respect to the differential heat curve in the second heating process. P and the half width of the endothermic peak was W1. Further, the heat of fusion was determined from the area of the endothermic peak.
On the other hand, when the crystalline material alone cannot be obtained, the crystalline material is isolated and used as a sample according to a method for separating the crystalline material from the toner described below. Then, measurement and confirmation are performed in the same manner as described above.
<GPCによる重量平均分子量、分子量2000以下の割合の測定>
測定には、以下の装置・条件を採用した。
装置:高速GPC「HLC8120 GPC」(東ソー社製)
カラム:Shodex KF−801、802、803、804、805、806、807の7連(昭和電工社製)
溶離液 :THF
流速 :1.0mL/min
オーブン温度:40.0℃
試料注入量 :0.10mL
なお、試料の分子量測定にあたっては試料の有する分子量分布を数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント値との関係から算出した。
検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては例えば、東ソー社製又は昭和電工社製の分子量が102〜107程度のものを用い、10点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。
また、試料は以下のようにして作製する。
試料をTHF中に入れて5時間放置した後、十分振とうして、試料の合一体が無くなるまでTHFへ溶解させた。溶解温度は25℃を基本とし、試料の溶解性に応じて25〜50℃の範囲で溶解させた。その後更に25℃で12時間以上静置保管した。この時THF中への放置時間が24時間となるようにする。その後、サンプル処理フィルター(ポアサイズ0.2μm以上0.5μm以下、例えばマイショリディスクH−25−2(東ソー社製)など使用できる。)を通過させたものをGPCの試料とする。又、試料濃度は、樹脂成分が0.5mg/ml以上5.0mg/ml以下となるように調整した。
なお、該トナーのテトラヒドロフラン可溶分の分子量分布のチャートにあける分子量2000以下の面積割合は、上記分子量測定において得られる、該チャート全体の面積に対する、分子量2000以下の面積の割合として算出した。
<Measurement of weight average molecular weight and ratio of molecular weight of 2000 or less by GPC>
The following equipment and conditions were used for the measurement.
Equipment: High-speed GPC "HLC8120 GPC" (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: 7 columns of Shodex KF-801, 802, 803, 804, 805, 806, 807 (manufactured by Showa Denko KK)
Eluent: THF
Flow rate: 1.0 mL / min
Oven temperature: 40.0 ° C
Sample injection volume: 0.10 mL
In measuring the molecular weight of the sample, the molecular weight distribution of the sample was calculated from the relationship between the logarithmic value of a calibration curve prepared from several types of monodisperse polystyrene standard samples and the count value.
As a standard polystyrene sample for preparing a calibration curve, for example, a standard polystyrene sample having a molecular weight of about 10 2 to 10 7 manufactured by Tosoh Corporation or Showa Denko KK is suitably used.
A sample is prepared as follows.
After the sample was placed in THF and allowed to stand for 5 hours, it was shaken sufficiently and dissolved in THF until the sample was no longer united. The dissolution temperature was basically 25 ° C., and was dissolved in the range of 25 to 50 ° C. depending on the solubility of the sample. Thereafter, it was further stored at 25 ° C. for 12 hours or more. At this time, the time of being left in THF is set to 24 hours. After that, a sample that has been passed through a sample processing filter (pore size of 0.2 μm or more and 0.5 μm or less, for example, Mishori Disc H-25-2 (manufactured by Tosoh Corporation) can be used as a GPC sample. The sample concentration was adjusted so that the resin component was 0.5 mg / ml or more and 5.0 mg / ml or less.
The area ratio of the molecular weight of 2000 or less in the molecular weight distribution chart of the tetrahydrofuran-soluble component of the toner was calculated as the ratio of the area of the molecular weight of 2000 or less to the entire area of the chart obtained in the above molecular weight measurement.
<軟化点の測定>
軟化点の測定は、定荷重押し出し方式の細管式レオメータ「流動特性評価装置 フローテスターCFT−500D」(島津製作所社製)を用い、装置付属のマニュアルに従って行なう。本装置では、測定試料の上部からピストンによって一定荷重を加えつつ、シリンダに充填した測定試料を昇温させて溶融し、シリンダ底部のダイから溶融された測定試料を押し出し、この際のピストン降下量と温度との関係を示す流動曲線を得ることができる。
「流動特性評価装置 フローテスターCFT−500D」に付属のマニュアルに記載の「1/2法における溶融温度」を軟化点とする。尚、1/2法における溶融温度とは、次のようにして算出されたものである。まず、流出が終了した時点におけるピストンの降下量Smaxと、流出が開始した時点におけるピストンの降下量Sminとの差の1/2を求める(これをXとする。X=(Smax−Smin)/2)。そして、流動曲線においてピストンの降下量がXとSminの和となるときの流動曲線の温度が、1/2法における溶融温度である。
測定試料は、約1.0gの試料を、25℃の環境下で、錠剤成型圧縮機(例えば、NT−100H、エヌピーエーシステム社製)を用いて約10MPaで、約60秒間圧縮成型し、直径約8mmの円柱状としたものを用いる。
CFT−500Dの測定条件は、以下の通りである。
試験モード:昇温法
昇温速度:4℃/min
開始温度:40℃
到達温度:200℃
ピストン断面積:1.000cm2
試験荷重(ピストン荷重):10.0kgf(0.9807MPa)
予熱時間:420秒
ダイの穴の直径:1.0mm
ダイの長さ:1.0mm
<Measurement of softening point>
The softening point is measured using a capillary rheometer of constant load extrusion type “Flow characteristic evaluation device Flow Tester CFT-500D” (manufactured by Shimadzu Corporation) according to the manual attached to the device. In this device, while applying a constant load with the piston from the top of the measurement sample, the measurement sample filled in the cylinder is heated and melted, and the melted measurement sample is pushed out from the die at the bottom of the cylinder, and the piston descends at this time. A flow curve showing the relationship between temperature and temperature can be obtained.
The "melting temperature in the 1/2 method" described in the manual attached to the "flow characteristic evaluation apparatus flow tester CFT-500D" is defined as the softening point. The melting temperature in the 1/2 method is calculated as follows. First, the difference between the piston descending amount Smax at the time when the outflow ends and the piston descending amount Smin at the time when the outflow starts is obtained (this is defined as X. X = (Smax−Smin) / 2). Then, the temperature of the flow curve when the amount of depression of the piston becomes the sum of X and Smin in the flow curve is the melting temperature in the 1/2 method.
The measurement sample was obtained by compressing about 1.0 g of the sample under an environment of 25 ° C. using a tablet molding compressor (for example, NT-100H, manufactured by NPA System) at about 10 MPa for about 60 seconds. A cylinder having a diameter of about 8 mm is used.
The measurement conditions of CFT-500D are as follows.
Test mode: Heating method Heating rate: 4 ° C / min
Starting temperature: 40 ° C
Ultimate temperature: 200 ° C
Piston cross-sectional area: 1.000cm 2
Test load (piston load): 10.0 kgf (0.9807 MPa)
Preheating time: 420 seconds Diameter of die hole: 1.0 mm
Die length: 1.0mm
<酸価の測定>
酸価は試料1gに含まれる酸を中和するために必要な水酸化カリウムのmg数である。酸価はJIS K 0070−1992に準じて測定されるが、具体的には、以下の手順に従って測定する。
(1)試薬の準備
フェノールフタレイン1.0gをエチルアルコール(95vol%)90mLに溶かし、イオン交換水を加えて100mLとし、フェノールフタレイン溶液を得る。
特級水酸化カリウム7gを5mLの水に溶かし、エチルアルコール(95vol%)を加えて1Lとする。炭酸ガス等に触れないように、耐アルカリ性の容器に入れて3日間放置後、ろ過して、水酸化カリウム溶液を得る。得られた水酸化カリウム溶液は、耐アルカリ性の容器に保管する。前記水酸化カリウム溶液のファクターは、0.1モル/L塩酸2
5mLを三角フラスコに取り、前記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸化カリウム溶液で滴定し、中和に要した前記水酸化カリウム溶液の量から求める。前記0.1モル/L塩酸は、JIS K 8001−1998に準じて作成されたものを用いる。
(2)操作
(A)本試験
粉砕した試料2.0gを200mLの三角フラスコに精秤し、トルエン/エタノール(2:1)の混合溶液100mLを加え、5時間かけて溶解する。次いで、指示薬として前記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸化カリウム溶液を用いて滴定する。尚、滴定の終点は、指示薬の薄い紅色が約30秒間続いたときとする。
(B)空試験
試料を用いない(すなわちトルエン/エタノール(2:1)の混合溶液のみとする)以外は、上記操作と同様の滴定を行う。
(3)得られた結果を下記式に代入して、酸価を算出する。
A=[(C−B)×f×5.61]/S
ここで、A:酸価(mgKOH/g)、B:空試験の水酸化カリウム溶液の添加量(mL)、C:本試験の水酸化カリウム溶液の添加量(mL)、f:水酸化カリウム溶液のファクター、S:試料(g)である。
<Measurement of acid value>
The acid value is the number of mg of potassium hydroxide required to neutralize the acid contained in 1 g of the sample. The acid value is measured according to JIS K 0070-1992. Specifically, the acid value is measured according to the following procedure.
(1) Preparation of Reagent A phenolphthalein solution is obtained by dissolving 1.0 g of phenolphthalein in 90 mL of ethyl alcohol (95 vol%) and adding ion-exchanged water to make 100 mL.
Dissolve 7 g of special grade potassium hydroxide in 5 mL of water and add ethyl alcohol (95 vol%) to make 1 L. After leaving the container in an alkali-resistant container for 3 days so as not to be exposed to carbon dioxide gas and the like, filtration is performed to obtain a potassium hydroxide solution. The obtained potassium hydroxide solution is stored in an alkali-resistant container. The factor of the potassium hydroxide solution is 0.1 mol / L hydrochloric acid 2
5 mL is placed in an Erlenmeyer flask, a few drops of the phenolphthalein solution is added, titrated with the potassium hydroxide solution, and determined from the amount of the potassium hydroxide solution required for neutralization. The 0.1 mol / L hydrochloric acid used is prepared according to JIS K 8001-1998.
(2) Operation (A) This test 2.0 g of the pulverized sample is precisely weighed in a 200 mL Erlenmeyer flask, and 100 mL of a mixed solution of toluene / ethanol (2: 1) is added thereto and dissolved for 5 hours. Next, several drops of the phenolphthalein solution are added as an indicator, and titration is performed using the potassium hydroxide solution. Note that the end point of the titration is when the light red color of the indicator continues for about 30 seconds.
(B) Blank test Titration is performed in the same manner as above except that no sample is used (that is, only a mixed solution of toluene / ethanol (2: 1) is used).
(3) The obtained result is substituted into the following equation to calculate the acid value.
A = [(CB) × f × 5.61] / S
Here, A: acid value (mgKOH / g), B: added amount of potassium hydroxide solution in blank test (mL), C: added amount of potassium hydroxide solution in main test (mL), f: potassium hydroxide Solution factor, S: Sample (g).
<トナー粒子の重量平均粒径(D4)の測定方法>
トナーの重量平均粒径(D4)は、以下のようにして算出する。測定装置としては、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)を用いる。測定条件の設定及び測定データの解析は、付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いる。尚、測定は実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで行なう。
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。
なお、測定、解析を行なう前に、以下のように前記専用ソフトの設定を行なった。
前記専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更」画面において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。「閾値/ノイズレベルの測定ボタン」を押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、「測定後のアパーチャーチューブのフラッシュ」にチェックを入れる。
前記専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定」画面において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μmから60μmまでに設定する。
具体的な測定法は以下の通りである。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250mL丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mLを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行なう。そして、専用ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100mL平底ビーカーに前記電解水溶液約30mLを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(商品名;非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤及び有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.3mL加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispersion System Tetora150」(商品名;日科機バイオス社製)を準備する。超音波分散
器の水槽内に約3.3Lのイオン交換水を入れ、この水槽中にコンタミノンNを約2mL添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。なお、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)の電解水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行なう。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行ない、重量平均粒径(D4)を算出する。なお、前記専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、「分析/体積統計値(算術平均)」画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)である。
<Method of Measuring Weight Average Particle Size (D4) of Toner Particles>
The weight average particle diameter (D4) of the toner is calculated as follows. As a measuring device, a precise particle size distribution measuring device “Coulter Counter Multisizer 3” (registered trademark, manufactured by Beckman Coulter, Inc.) equipped with a 100 μm aperture tube by a pore electric resistance method is used. For setting the measurement conditions and analyzing the measurement data, the attached dedicated software “Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51” (manufactured by Beckman Coulter) is used. The measurement is performed with 25,000 effective measurement channels.
As the electrolytic aqueous solution used for the measurement, a solution prepared by dissolving a special grade sodium chloride in ion-exchanged water so as to have a concentration of about 1% by mass, for example, “ISOTON II” (manufactured by Beckman Coulter) can be used.
Before the measurement and analysis, the dedicated software was set as follows.
On the “Change Standard Measurement Method (SOM)” screen of the dedicated software, set the total count number in the control mode to 50,000 particles, set the number of measurements to 1, and set the Kd value to “standard particles 10.0 μm” (Beckman Coulter Set the value obtained by using the following method. By pressing the “threshold / noise level measurement button”, the threshold and the noise level are automatically set. Also, the current is set to 1600 μA, the gain is set to 2, and the electrolytic solution is set to ISOTON II, and a check is made in “Flush aperture tube after measurement”.
On the “pulse to particle size conversion setting” screen of the dedicated software, the bin interval is set to logarithmic particle size, the particle size bin is set to 256 particle size bin, and the particle size range is set from 2 μm to 60 μm.
The specific measuring method is as follows.
(1) About 200 mL of the aqueous electrolytic solution is placed in a 250 mL round bottom beaker made of glass exclusively for Multisizer 3, set on a sample stand, and the stirrer rod is stirred counterclockwise at 24 revolutions / second. Then, the dirt and air bubbles in the aperture tube are removed by the “aperture flush” function of the dedicated software.
(2) About 30 mL of the electrolytic aqueous solution is placed in a 100 mL flat bottom glass beaker. As a dispersant, "Contaminone N" (trade name; 10% by mass aqueous solution of a neutral detergent for cleaning a precision measuring instrument having a pH of 7 comprising a nonionic surfactant, an anionic surfactant and an organic builder, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (Manufactured by Kogyo Co., Ltd.) is diluted about 3 times by mass with ion-exchanged water, and about 0.3 mL of a diluent is added.
(3) An ultrasonic disperser “Ultrasonic Dispersion System Tetora 150” (trade name, manufactured by Nikkaki Bios Co., Ltd.) having two oscillators having an oscillation frequency of 50 kHz and having a phase difference of 180 degrees and having an electrical output of 120 W is prepared. I do. About 3.3 L of ion-exchanged water is put into the water tank of the ultrasonic disperser, and about 2 mL of contaminone N is added to this water tank.
(4) The beaker of (2) is set in the beaker fixing hole of the ultrasonic disperser, and the ultrasonic disperser is operated. Then, the height position of the beaker is adjusted so that the resonance state of the liquid level of the aqueous electrolytic solution in the beaker becomes maximum.
(5) In a state where the electrolytic aqueous solution in the beaker of (4) is irradiated with ultrasonic waves, about 10 mg of toner is added little by little to the electrolytic aqueous solution and dispersed. Then, the ultrasonic dispersion processing is continued for another 60 seconds. The ultrasonic dispersion is appropriately adjusted so that the water temperature of the water tank is 10 ° C. or more and 40 ° C. or less.
(6) To the round bottom beaker of (1) installed in the sample stand, the electrolytic aqueous solution of (5) in which the toner is dispersed is dropped using a pipette, and the measured concentration is adjusted to about 5%. . Then, measurement is performed until the number of particles to be measured reaches 50,000.
(7) Analyze the measured data with the dedicated software attached to the device, and calculate the weight average particle size (D4). The “average diameter” on the “analysis / volume statistics (arithmetic average)” screen when the graph / volume% is set by the dedicated software is the weight average particle diameter (D4).
<結晶性ポリエステル樹脂の末端と、脂肪族モノアルコール又は脂肪族モノカルボン酸との結合の有無の確認>
MALDI−TOFMS(Bruker Daltonics製 Reflex III)を用い、結晶性ポリエステル樹脂の末端と、脂肪族モノアルコール及び/又は脂肪族モノカルボン酸との結合の有無を確認した。
結晶性ポリエステル樹脂のサンプルを2mg精秤しクロロホルム2mLを加えて溶解させてサンプル溶液を作成した。サンプルとしてはトナーの原料である結晶性ポリエステル樹脂を用いるが、サンプルが入手困難な場合には、樹脂サンプルを含有するトナーを代用することも可能である。
次に2,5−ジヒドロキシ安息香酸(DHBA)20mg精秤し、クロロホルム1mLを添加して溶解させてマトリックス溶液を調製した。
そしてトリフルオロ酢酸Na(NaTFA)3mgを精秤した後、アセトンを1mL添加して溶解させてイオン化助剤溶液を調製した。
このようにして調整したサンプル溶液25μL、マトリックス溶液50μL、イオン化助剤溶液5μLを混合してMALDI分析用のサンプルプレートに滴下させ、乾燥させることで測定サンプルとした。
得られたマススペクトルにおいて、オリゴマー領域(m/Zが2000以下)の各ピークの帰属を行い、分子末端に脂肪族モノアルコール又は脂肪族モノカルボン酸が結合した組成に対応するピークが存在するか否かを確認し、結合の有無を判別した。
一方、結晶ポリエステル樹脂の単体を得ることができない場合には、後述する、トナー中からの結晶性材料の分離方法に準じて結晶ポリエステル樹脂を単離してサンプルとして用いる。そして、上記と同様に測定及び確認を行う。
<Confirmation of presence / absence of bond between terminal of crystalline polyester resin and aliphatic monoalcohol or aliphatic monocarboxylic acid>
Using MALDI-TOFMS (Reflex III manufactured by Bruker Daltonics), the presence or absence of a bond between the terminal of the crystalline polyester resin and the aliphatic monoalcohol and / or aliphatic monocarboxylic acid was confirmed.
2 mg of a crystalline polyester resin sample was precisely weighed, and 2 mL of chloroform was added and dissolved to prepare a sample solution. A crystalline polyester resin, which is a raw material of the toner, is used as a sample. However, when a sample is difficult to obtain, a toner containing a resin sample can be used instead.
Next, 20 mg of 2,5-dihydroxybenzoic acid (DHBA) was precisely weighed and dissolved by adding 1 mL of chloroform to prepare a matrix solution.
Then, after accurately weighing 3 mg of sodium trifluoroacetate (NaTFA), 1 mL of acetone was added and dissolved to prepare an ionization aid solution.
25 μL of the sample solution thus prepared, 50 μL of the matrix solution, and 5 μL of the ionization aid solution were mixed, dropped on a sample plate for MALDI analysis, and dried to obtain a measurement sample.
In the obtained mass spectrum, each peak in the oligomer region (m / Z is 2000 or less) is assigned, and a peak corresponding to a composition in which an aliphatic monoalcohol or an aliphatic monocarboxylic acid is bonded to a molecular terminal is present. No was confirmed, and the presence or absence of binding was determined.
On the other hand, when the crystalline polyester resin alone cannot be obtained, the crystalline polyester resin is isolated and used as a sample according to a method for separating a crystalline material from a toner described below. Then, measurement and confirmation are performed in the same manner as described above.
<トナー中からの結晶性材料の分離方法>
(1)50mLのバイアル瓶にトナーを50mg、THFを20mL秤量し、十分振とうして、試料の合一体が無くなるまでTHFへ溶解する。溶解温度は25℃で溶解させる。(2)次にバイアル瓶の外側からネオジム磁石(アズワン社製 型式NE019、直径×厚みφ22mm×10mm、表面磁束密度450mT)をあて、磁性粒子をバイアル瓶の底面に担持させて、上澄みのTHF溶液と分離した。
(3)上記上澄み液を、アドバンテック社製ろ紙No.5Cを用いて、溶液を全量ろ過する。その後、THF不溶成分をさらにTHFで3回洗浄する。
(4)ろ紙上の不溶成分を採取し、円筒ろ紙(例えばNo.86Rサイズ28×10mm
東洋ろ紙社製)に入れてソックスレー抽出器にかける。溶媒としてトルエン200mlを用いて、トルエン可溶分を16時間抽出する。このとき、トルエンの抽出サイクルが約
4〜5分に1回になるような還流速度で抽出を行う。抽出終了後、トルエン溶液を確保し、室温にて、24時間放置する。
(5)24時間後、析出した結晶性材料成分をアドバンテック社製ろ紙No.5Cを用いて分離し、トナーから結晶性材料を分離する。
<Method of separating crystalline material from toner>
(1) 50 mg of toner and 20 mL of THF are weighed into a 50 mL vial, shaken sufficiently, and dissolved in THF until the sample is no longer united. The dissolution temperature is 25 ° C. (2) Next, a neodymium magnet (Model NE019, diameter × thickness φ22 mm × 10 mm, surface magnetic flux density: 450 mT) was applied from the outside of the vial to support the magnetic particles on the bottom surface of the vial, and the supernatant THF solution was used. And separated.
(3) The supernatant was used as filter paper No. The solution is subjected to a total filtration using 5C. Thereafter, the THF-insoluble component is further washed three times with THF.
(4) The insoluble components on the filter paper are collected, and the cylindrical filter paper (for example, No. 86R size 28 × 10 mm
Into a Soxhlet extractor. The toluene-soluble matter is extracted for 16 hours using 200 ml of toluene as a solvent. At this time, extraction is performed at a reflux rate such that the extraction cycle of toluene is about once every 4 to 5 minutes. After completion of the extraction, a toluene solution is secured and left at room temperature for 24 hours.
(5) After 24 hours, the precipitated crystalline material component was filtered using a filter paper No. Separate using 5C to separate the crystalline material from the toner.
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明は何らこれに制約されるものではない。なお、実施例及び比較例の部数及び%は特に断りが無い場合、すべて質量基準である。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto. Unless otherwise specified, all parts and percentages in Examples and Comparative Examples are based on mass.
<実施例A>
<結着樹脂1の製造例>
窒素導入管、脱水管、撹拌器及び熱電対を装備した反応槽中に、表1に示す配合量(モル比)の原料モノマーを入れた後、触媒としてジブチル錫を原料モノマー総量100質量部に対して1.0質量部添加した。そして槽内温度を窒素雰囲気下にて140℃に撹拌しながら昇温した。
その後、撹拌しながら140℃から200℃まで10℃/時間の昇温速度で加熱しながら水を留去して重縮合を行った。200℃に到達してから反応槽内を5kPa以下まで減圧し、200℃、5kPa以下の条件下にて6時間重縮合を行い、冷却、粉砕して結着樹脂1を製造した。得られた結着樹脂1の諸物性を表1に示す。
<Example A>
<Production example of binder resin 1>
In a reaction vessel equipped with a nitrogen inlet tube, a dehydration tube, a stirrer, and a thermocouple, raw material monomers having the compounding amounts (molar ratios) shown in Table 1 were added. 1.0 part by mass was added. Then, the temperature in the tank was increased while stirring at 140 ° C. in a nitrogen atmosphere.
Thereafter, water was distilled off while heating at a heating rate of 10 ° C./hour from 140 ° C. to 200 ° C. with stirring to perform polycondensation. After the temperature reached 200 ° C., the pressure inside the reaction vessel was reduced to 5 kPa or less, polycondensation was performed at 200 ° C. for 6 hours under the conditions of 5 kPa or less, and the resin was cooled and pulverized to produce Binder Resin 1. Table 1 shows properties of the obtained binder resin 1.
<結晶性ポリエステル樹脂1の製造例>
窒素導入管、脱水管、撹拌器及び熱電対を装備した反応槽中に、脂肪族ジオールモノマーとして1,12−ドデカンジオールを、脂肪族ジカルボン酸モノマーとして1,10−デカン二酸を表2に示す配合量で投入した。
そして触媒としてジオクチル酸錫をモノマー総量100質量部に対して1質量部添加し、窒素雰囲気下で150℃に加熱して常圧下で水を留去しながら5時間反応させた。
次いで200℃まで10℃/時間で昇温しつつ反応させ、200℃に到達してから2時間反応させた後、200℃にて反応槽内を5kPa以下に減圧して2時間反応させた。
その後、反応槽内の圧力を序々に開放して常圧へ戻してサンプリングした後、表2に示したn−オクタデカン酸(炭素数18)を加え、常圧下にて200℃で2時間反応させた。サンプリングした樹脂の酸価は2mgKOH/gであった。その後、200℃にて再び反応槽内を5kPa以下へ減圧し、200℃で3時間反応させることにより結晶性ポリエステル樹脂1を得た。得られた結晶性ポリエステル樹脂1の諸物性を表3に示す。
得られた結晶性ポリエステル樹脂1のMALDI−TOFMSのマススペクトルには、結晶性ポリエステル樹脂1の分子末端にn−オクタデカン酸が結合した組成のピークが確認された。また、得られた結晶性ポリエステル樹脂1は明確な融点を示していた。
<Production example of crystalline polyester resin 1>
In a reaction vessel equipped with a nitrogen inlet tube, a dehydration tube, a stirrer and a thermocouple, 1,12-dodecanediol as an aliphatic diol monomer and 1,10-decanediacid as an aliphatic dicarboxylic acid monomer are shown in Table 2. The amounts indicated were used.
Then, tin dioctylate was added as a catalyst in an amount of 1 part by mass based on 100 parts by mass of the total amount of monomers, and the mixture was heated at 150 ° C. in a nitrogen atmosphere and reacted for 5 hours while distilling off water under normal pressure.
Next, the reaction was carried out while increasing the temperature to 200 ° C. at a rate of 10 ° C./hour. After the temperature reached 200 ° C., the reaction was carried out for 2 hours.
Thereafter, the pressure in the reaction tank was gradually released, and the pressure was returned to normal pressure. After sampling, n-octadecanoic acid (18 carbon atoms) shown in Table 2 was added, and the reaction was performed at 200 ° C. for 2 hours under normal pressure. Was. The acid value of the sampled resin was 2 mgKOH / g. Thereafter, the pressure inside the reaction vessel was again reduced to 5 kPa or less at 200 ° C., and the reaction was carried out at 200 ° C. for 3 hours to obtain a crystalline polyester resin 1. Table 3 shows properties of the obtained crystalline polyester resin 1.
In the MALDI-TOFMS mass spectrum of the obtained crystalline polyester resin 1, a peak having a composition in which n-octadecanoic acid was bonded to the molecular terminal of the crystalline polyester resin 1 was confirmed. Further, the obtained crystalline polyester resin 1 showed a clear melting point.
表中、ΔHは、融解熱量を示す。
In the table, ΔH indicates the heat of fusion.
<結晶性ポリエステル樹脂2〜13の製造例>
結晶性ポリエステル樹脂1の製造例において、表2に記載のようにモノマー構成を変更した以外は、同様にして、結晶性ポリエステル樹脂2〜13を得た。諸物性を表3に示す。
なお結晶性ポリエステル樹脂2〜4のMALDI−TOFMSのマススペクトルから、結晶性ポリエステル樹脂2〜4の分子末端には、表2に記載の脂肪族モノアルコール又は脂肪族モノカルボン酸に由来するユニットが結合していることが確認された。また、得られた結晶性ポリエステル樹脂は明確な融点を示していた。
<Production Examples of Crystalline Polyester Resins 2 to 13>
Crystalline polyester resins 2 to 13 were obtained in the same manner as in Production Example of crystalline polyester resin 1 except that the monomer constitution was changed as shown in Table 2. Table 3 shows various physical properties.
From the MALDI-TOFMS mass spectrum of the crystalline polyester resins 2 to 4, the units derived from the aliphatic monoalcohol or aliphatic monocarboxylic acid shown in Table 2 were present at the molecular terminals of the crystalline polyester resins 2 to 4. The binding was confirmed. Further, the obtained crystalline polyester resin had a distinct melting point.
<磁性粒子A1の製造例>
(1)コア粒子の製造
Fe2+濃度が1.79mo1/Lの硫酸第一鉄水溶液92Lと、3.74mo1/Lの水酸化ナトリウム水溶液88Lを加えて混合撹拌した。この溶液のpHは6.5であった。
この溶液を温度89℃、pH9〜12に維持しながら、20L/minの空気を吹き込み、酸化反応を起こさせてコア粒子を生成させた。水酸化第一鉄が完全に消費された時点で、空気の吹き込みを停止し、酸化反応を終了させた。得られたマグネタイトのコア粒子は八面体の形状を有するものであった。
(2)被覆層の形成
0.7mo1/Lのケイ酸ナトリウム水溶液2Lと、0.9mo1/Lの硫酸第一鉄水溶液2Lを混合した後、水1Lを加え、水溶液5Lとし、13500gのコア粒子を含む反応後のスラリーにpH7〜9を維持しながら添加した。その後、スラリー中のFe2+が残存しなくなるまで10L/minの空気を吹き込んだ。
続いて、1.5mo1/Lの硫酸アルミニウム水溶液2Lと0.9mo1/Lの硫酸第一鉄水溶液2Lを混合した後、水1Lを加え、水溶液5Lとし、コア粒子を含む反応後のスラリーにpH7〜9を維持しながら添加した。その後、スラリー中のFe2+が残存しなくなるまで10L/minの空気を吹き込んだ。スラリーの温度は89℃に維持した。30分混合撹拌後にスラリーを濾過して、洗浄、乾燥させて、磁性粒子A1を得た。
磁性粒子A1の形状は八面体であり、高さ10.3nmの凸部を有し、一次粒子の個数平均粒径は120nmであり、全細孔容積は0.069cm3/gであった。
磁性粒子A1の被覆層条件を表4に、磁性粒子A1の諸物性を表5に示す。
<Production Example of Magnetic Particle A1>
(1) Production of Core Particles 92 L of an aqueous ferrous sulfate solution having an Fe 2+ concentration of 1.79 mol / L and 88 L of an aqueous sodium hydroxide solution having a 3.74 mol / L were added and stirred. The pH of this solution was 6.5.
While maintaining this solution at a temperature of 89 ° C. and a pH of 9 to 12, air at 20 L / min was blown therein to cause an oxidation reaction to generate core particles. When the ferrous hydroxide was completely consumed, the blowing of air was stopped to terminate the oxidation reaction. The obtained magnetite core particles had an octahedral shape.
(2) Formation of coating layer After mixing 2 L of 0.7 mol / L sodium silicate aqueous solution and 2 L of 0.9 mol / L ferrous sulfate aqueous solution, 1 L of water was added to make 5 L of aqueous solution, and 13500 g of core particles Was added to the slurry after the reaction, while maintaining pH 7 to 9. Thereafter, air at 10 L / min was blown until Fe 2+ in the slurry did not remain.
Subsequently, after mixing 2 L of 1.5 mol / L aluminum sulfate aqueous solution and 2 L of 0.9 mol / L ferrous sulfate aqueous solution, 1 L of water was added to make 5 L of aqueous solution. -9 was maintained. Thereafter, air at 10 L / min was blown until Fe 2+ in the slurry did not remain. The temperature of the slurry was maintained at 89 ° C. After mixing and stirring for 30 minutes, the slurry was filtered, washed and dried to obtain magnetic particles A1.
The shape of the magnetic particles A1 was octahedral, had a convex portion with a height of 10.3 nm, the number average particle size of the primary particles was 120 nm, and the total pore volume was 0.069 cm 3 / g.
Table 4 shows conditions of the coating layer of the magnetic particles A1, and Table 5 shows properties of the magnetic particles A1.
<磁性粒子A2〜A14の製造例>
得られる磁性粒子の一次粒子の個数平均粒子径や、形状が表5の値となるように、コア粒子の製造条件を適宜調整した以外は、磁性粒子A1の製造方法と同様にしてコア粒子を得た。
その後、表4に示す条件で被覆層を形成し磁性粒子A2〜A14を得た。諸物性を表5に示す。
<Production Example of Magnetic Particles A2 to A14>
The core particles were prepared in the same manner as in the method for producing the magnetic particles A1, except that the production conditions of the core particles were appropriately adjusted so that the number average particle diameter and the shape of the primary particles of the obtained magnetic particles had the values shown in Table 5. Obtained.
Thereafter, a coating layer was formed under the conditions shown in Table 4 to obtain magnetic particles A2 to A14. Table 5 shows various physical properties.
<トナーA1の製造例>
・結着樹脂1 100.0質量部
・結晶性ポリエステル樹脂1 1.0質量部
・磁性粒子A1 60.0質量部
・離型剤(フィッシャートロプッシュワックス(サゾール社製、C105、融点105℃))
2.0質量部
・荷電制御剤(T−77:保土ヶ谷化学社製) 2.0質量部
上記材料を三井ヘンシェルミキサ(三井三池化工機株式会社製)で前混合した後、二軸混練押し出し機によって、溶融混練した。
得られた混練物を冷却し、ハンマーミルで粗粉砕した後、機械式粉砕機(ターボ工業(株)製T−250)で粉砕した。得られた微粉砕粉末をコアンダ効果を利用した多分割分級機を用いて分級し、重量平均粒径(D4)7.0μmの負帯電性の原料トナー粒子を得た。
その原料トナー粒子を、表面改質装置ファカルティー(ホソカワミクロン社製)で表面改質処理を行った。その際、分散ローターの回転周速を150m/secとし、微粉砕品の投入量を1サイクル当たり7.6kgとし、表面改質時間(=サイクルタイム、原料供給が終了してから排出弁が開くまでの時間)を82secとした。またトナー粒子排出時の温度は44℃であった。以上の工程を経てトナー粒子A1を得た。
三井ヘンシェルミキサー(FM−10型、処理容積10L、三井三池化工機株式会社製)を用い、トナー粒子A1を100.0部に対し、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体(一次粒子の個数平均粒子径:10nm、原体シリカBET比表面積200m2/g)を1.3部添加した。これらを三井ヘンシェルミキサ(三井三池化工機株式会社製)で3200rpmで3分間混合し、目開き75μm(#200)の篩いで篩って、トナーA1を得た。処方を表6に示す。
<Production Example of Toner A1>
Binder resin 1 100.0 parts by mass Crystalline polyester resin 1 1.0 parts by mass Magnetic particles A1 60.0 parts by mass )
2.0 parts by mass, charge control agent (T-77: manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 2.0 parts by mass The above materials are premixed with a Mitsui Henschel mixer (manufactured by Mitsui Miike Kakoki Co., Ltd.) and then biaxial kneading extruder. Was melt-kneaded.
The obtained kneaded material was cooled, coarsely pulverized by a hammer mill, and then pulverized by a mechanical pulverizer (T-250 manufactured by Turbo Kogyo KK). The obtained finely pulverized powder was classified using a multi-segment classifier utilizing the Coanda effect to obtain negatively chargeable raw toner particles having a weight average particle diameter (D4) of 7.0 μm.
The raw toner particles were subjected to a surface modification treatment with a surface modification device Faculty (manufactured by Hosokawa Micron Corporation). At that time, the rotational peripheral speed of the dispersion rotor was set to 150 m / sec, the input amount of the finely pulverized product was set to 7.6 kg per cycle, and the surface modification time (= cycle time, the discharge valve was opened after the raw material supply was completed) The time until the start) was set to 82 sec. The temperature at the time of discharging the toner particles was 44 ° C. Through the above steps, toner particles A1 were obtained.
Using a Mitsui Henschel mixer (Model FM-10, processing volume: 10 L, manufactured by Mitsui Miike Kakoki Co., Ltd.), 100.0 parts of toner particles A1 were added to hydrophobic silica fine powder surface-treated with hexamethyldisilazane ( 1.3 parts of primary particle number average particle diameter: 10 nm, original silica BET specific surface area: 200 m 2 / g) were added. These were mixed with a Mitsui Henschel mixer (manufactured by Mitsui Miike Kakoki Co., Ltd.) at 3200 rpm for 3 minutes and sieved with a sieve having a mesh size of 75 μm (# 200) to obtain a toner A1. The formulations are shown in Table 6.
<トナーA2〜A26の製造例>
トナー1の製造例において、表6のようにトナー処方を変更した以外は、トナーA1と同様にして、トナーA2〜A26を得た。
<Production Examples of Toners A2 to A26>
Toners A2 to A26 were obtained in the same manner as in Toner A1 except that the toner formulation was changed as shown in Table 6 in Production Example of Toner 1.
<実施例A1〜A19、比較例A1〜A7>
トナーA1を以下のようにして評価した。評価結果を表7に示す。また、同様にしてトナーA2〜A26を評価した。
<Examples A1 to A19, Comparative Examples A1 to A7>
The toner A1 was evaluated as follows. Table 7 shows the evaluation results. Further, the toners A2 to A26 were similarly evaluated.
<低温定着性(放置前の擦り濃度低下率)>
低温定着性は、ヒューレットパッカード社製レーザービームプリンタ(HP LaserJet Enterprise 600 M603)の定着器を外部に取り出し、定着器の温度を任意に設定可能にし、プロセススピードを550mm/secとなるように改造した外部定着器を用いた。
上記装置を用い、常温常湿環境下(温度23.5℃、湿度60%RH)において、160℃に温調した定着器に未定着画像を通紙した。このとき未定着画像上のトナー載り量は、定着画像の画像濃度が0.67〜0.73となるように調整した。なお、記録媒体には「プローバーボンド紙」(105g/m2、フォックスリバー社製)を用いた。得られた定着画像を4.9kPa(50g/cm2)の荷重をかけたシルボン紙で摺擦し、摺擦前後での画像濃度の低下率(擦り濃度低下率[%])を求め、以下の基準で評価した。
なお、画像濃度は、反射濃度計であるマクベス濃度計(マクベス社製)でSPIフィルターを使用して測定した。
A:擦り濃度低下率が5.0%未満である。
B:擦り濃度低下率が5.0%以上10.0%未満である。
C:擦り濃度低下率が10.0%以上20.0%未満である。
D:擦り濃度低下率が20.0%以上である。
本発明では、C以上が許容できる。
<Low-temperature fixability (decrease rate of rubbing density before leaving)>
The low-temperature fixing property was modified such that the fixing device of a laser beam printer (HP LaserJet Enterprise 600 M603) manufactured by Hewlett-Packard Company was taken out, the temperature of the fixing device could be set arbitrarily, and the process speed became 550 mm / sec. An external fixing device was used.
Using the above-described apparatus, an unfixed image was passed through a fixing device adjusted to 160 ° C. in a normal temperature and normal humidity environment (temperature: 23.5 ° C., humidity: 60% RH). At this time, the amount of applied toner on the unfixed image was adjusted so that the image density of the fixed image was 0.67 to 0.73. The recording medium used was “prober bond paper” (105 g / m 2 , manufactured by Fox River). The obtained fixed image was rubbed with a silbon paper under a load of 4.9 kPa (50 g / cm 2 ), and the reduction rate of image density before and after rubbing (rubbing density reduction rate [%]) was determined. The evaluation was based on the following criteria.
The image density was measured using a Macbeth densitometer (manufactured by Macbeth) as a reflection densitometer using an SPI filter.
A: Rubbing density reduction rate is less than 5.0%.
B: The rubbing density reduction rate is 5.0% or more and less than 10.0%.
C: The reduction rate of the rubbing density is 10.0% or more and less than 20.0%.
D: Rubbing density reduction rate is 20.0% or more.
In the present invention, C or more is acceptable.
<グロスムラ評価>
前記低温定着性試験と同様にして、低温低湿環境下(温度15.0℃、湿度5%RH)において、10枚出力し、画像を25倍のルーペを用い確認した。なお、評価紙はPB PAPER(キヤノンマーケティングジャパン社製、坪量66g/m2、レター)を用いた。
10枚の画像を確認し、ムラの数を数え、グロスムラ評価とした。
A:発生なし
B:1個以上、2個以下
C:3個以上、5個以下
D:6個以上
<Gloss unevenness evaluation>
In the same manner as in the low-temperature fixability test, 10 sheets were output in a low-temperature and low-humidity environment (temperature: 15.0 ° C., humidity: 5% RH), and images were confirmed using a 25-fold loupe. The evaluation paper used was PB PAPER (manufactured by Canon Marketing Japan Inc., basis weight 66 g / m 2 , letter).
Ten images were confirmed, the number of unevenness was counted, and gloss unevenness was evaluated.
A: No occurrence
B: 1 or more, 2 or less C: 3 or more, 5 or less D: 6 or more
<放置前後の定着性変化>
前記低温定着性試験と同様にして得た定着画像を高温高湿環境下(温度40℃、湿度95%RH)で30日間定着画像を放置した後取り出し、常温常湿環境下(温度23.5℃、湿度60%RH)で1日放置して、放置後の定着画像1とした。
そして放置後の定着画像1について、4.9kPa(50g/cm2)の荷重をかけたシルボン紙で摺擦し、摺擦前後での画像濃度の低下率を測定し、放置後の擦り濃度低下率[%]を測定した。そして、放置前の画像の擦り濃度低下率(A[%])と、放置後の画像の擦り濃度低下率(B[%])の差分を、放置前後の定着性変化(C[%])とし、以下の基準で評価を行った。
A:放置前後の定着性変化が5.0%未満である。
B:放置前後の定着性変化が5.0%以上10.0%未満である。
C:放置前後の定着性変化が10.0%以上15.0%未満である。
D:放置前後の定着性変化が15.0%以上である。
本発明では、C以上が許容できる。
<Change in fixability before and after standing>
The fixed image obtained in the same manner as in the low-temperature fixing property test was taken out after leaving the fixed image in a high-temperature and high-humidity environment (temperature: 40 ° C., humidity: 95% RH) for 30 days, and taken out under a normal temperature and normal humidity environment (temperature: 23.5). C. and humidity of 60% RH) for 1 day to obtain a fixed image 1 after the standing.
Then, the fixed image 1 after leaving was rubbed with a silbon paper under a load of 4.9 kPa (50 g / cm 2 ), and the rate of decrease in image density before and after rubbing was measured. The rate [%] was measured. Then, the difference between the rubbing density reduction rate (A [%]) of the image before leaving and the rubbing density reduction rate (B [%]) of the image after leaving is determined by a change in fixability before and after leaving (C [%]). And evaluated according to the following criteria.
A: Change in fixability before and after standing is less than 5.0%.
B: Change in fixability before and after standing is 5.0% or more and less than 10.0%.
C: Change in fixability before and after standing is 10.0% or more and less than 15.0%.
D: Change in fixability before and after standing is 15.0% or more.
In the present invention, C or more is acceptable.
<放置後の画像のカール>
ヒューレットパッカード社製レーザービームプリンタ(HP LaserJet Enterprise 600 M603)の定着器を外部に取り出し、定着器の温度を任意に設定可能にし、プロセススピードを550mm/secとなるように改造した外部定着器を用いた。
上記装置を用い、常温常湿環境下(温度23.5℃、湿度60%RH)において、表面
は印字比率100%のベタ画像、裏面は印字比率5%の縦線画像を両面印刷で50枚出力し、50枚目の画像をサンプリングした。
この評価紙はPB PAPER(キヤノンマーケティングジャパン社製、坪量66g/cm2、レター)を用いた。
得られた定着画像を、高温高湿環境下(温度40℃、湿度95%RH)で30日間定着画像を放置した後取り出し、常温常湿環境下(温度23.5℃、湿度60%RH)で1日放置して、放置後の定着画像2とした。
そして放置後の定着画像2を、表面の画像を上向きとして平面上に起き、紙の先端部と平面との距離の3点の平均値を測定することで、以下の基準で放置後の画像のカールの評価を行った。
A:紙端部と平面との距離が2.0mm未満である。
B:紙端部と平面との距離が2.0mm以上5.0mm未満である。
C:紙端部と平面との距離が5.0mm以上10.0mm未満である。
D:紙端部と平面との距離が10.0mm以上である。
本発明では、C以上が許容できる。
<Curl of left image>
The fixing unit of the laser beam printer (HP LaserJet Enterprise 600 M603) manufactured by Hewlett-Packard Company is taken out, the temperature of the fixing unit can be set arbitrarily, and an external fixing unit modified so that the process speed becomes 550 mm / sec is used. Was.
Using the above device, under normal temperature and normal humidity environment (temperature 23.5 ° C, humidity 60% RH), 50 sheets of solid image with 100% printing ratio on the front side and 50% vertical line image with 5% printing ratio on the back side Output and sampled the 50th image.
As this evaluation paper, PB PAPER (manufactured by Canon Marketing Japan Inc., basis weight 66 g / cm 2 , letter) was used.
The obtained fixed image is taken out after leaving the fixed image in a high-temperature and high-humidity environment (temperature: 40 ° C., humidity: 95% RH) for 30 days, and taken out under a normal temperature and normal humidity environment (temperature: 23.5 ° C., humidity: 60% RH). For one day to obtain a fixed image 2 after the standing.
Then, the left-fixed image 2 is raised on a flat surface with the surface image facing upward, and the average value of the three points of the distance between the leading end of the paper and the flat surface is measured. The curl was evaluated.
A: The distance between the paper edge and the plane is less than 2.0 mm.
B: The distance between the paper edge and the plane is 2.0 mm or more and less than 5.0 mm.
C: The distance between the paper edge and the plane is not less than 5.0 mm and less than 10.0 mm.
D: The distance between the paper edge and the plane is 10.0 mm or more.
In the present invention, C or more is acceptable.
<実施例B>
<結着樹脂1>
結着樹脂1は、前記と同様に製造した。
<Example B>
<Binder resin 1>
Binder resin 1 was produced in the same manner as described above.
<結晶性材料1の製造例>
窒素導入管、脱水管、撹拌器及び熱電対を装備した反応槽中に、脂肪族ジオールモノマーとして1,12−ドデカンジオールを、脂肪族ジカルボン酸モノマーとして1,10−デカン二酸を表8に示す配合量で投入した。
そして触媒としてジオクチル酸錫をモノマー総量100質量部に対して1質量部添加し、窒素雰囲気下で150℃に加熱して常圧下で水を留去しながら5時間反応させた。
次いで200℃まで10℃/時間で昇温しつつ反応させ、200℃に到達してから2時間反応させた後、200℃にて反応槽内を5kPa以下に減圧して2時間反応させた。
その後、反応槽内の圧力を序々に開放して常圧へ戻してサンプリングした後、表2に示したn−オクタデカン酸(炭素数18)を加え、常圧下にて200℃で2時間反応させた。サンプリングした樹脂の酸価は2であった。その後、200℃にて再び反応槽内を5kPa以下へ減圧し、200℃で3時間反応させることにより結晶性材料1を得た。得られた結晶性材料1の諸物性を表9に示す。
得られた結晶性材料1のMALDI−TOFMSのマススペクトルには、結晶性ポリエステル樹脂の分子末端にn−オクタデカン酸が結合した組成のピークが確認された。
<Example of manufacturing crystalline material 1>
In a reaction vessel equipped with a nitrogen introduction tube, a dehydration tube, a stirrer, and a thermocouple, Table 12 shows 1,12-dodecanediol as an aliphatic diol monomer and 1,10-decanediacid as an aliphatic dicarboxylic acid monomer. The amounts indicated were used.
Then, tin dioctylate was added as a catalyst in an amount of 1 part by mass based on 100 parts by mass of the total amount of monomers, and the mixture was heated at 150 ° C. in a nitrogen atmosphere and reacted for 5 hours while distilling off water under normal pressure.
Next, the reaction was carried out while increasing the temperature to 200 ° C. at a rate of 10 ° C./hour. After the temperature reached 200 ° C., the reaction was carried out for 2 hours.
Thereafter, the pressure in the reaction tank was gradually released, and the pressure was returned to normal pressure. After sampling, n-octadecanoic acid (18 carbon atoms) shown in Table 2 was added, and the reaction was performed at 200 ° C. for 2 hours under normal pressure. Was. The acid value of the sampled resin was 2. Thereafter, the pressure inside the reaction vessel was again reduced to 5 kPa or less at 200 ° C., and the reaction was performed at 200 ° C. for 3 hours to obtain a crystalline material 1. Table 9 shows properties of the obtained crystalline material 1.
In the MALDI-TOFMS mass spectrum of the obtained crystalline material 1, a peak having a composition in which n-octadecanoic acid was bonded to the molecular terminal of the crystalline polyester resin was confirmed.
<結晶性材料2〜4の製造例>
結晶性材料1の製造例において、表8に記載のようにモノマー構成を変更した以外は、結晶性材料1の製造例と同様にして、結晶性材料2〜4を得た。諸物性を表9に示す。
なお結晶性ポリエステル樹脂B2〜B3のMALDI−TOFMSのマススペクトルから、該結晶性ポリエステル樹脂B2〜B3の分子末端には、表8に記載の脂肪族モノアルコール又は脂肪族モノカルボン酸に由来するユニットが結合していることが確認された。また、結晶性材料1〜4は、明確な融点を示していた。
<Examples of production of crystalline materials 2 to 4>
Crystalline materials 2 to 4 were obtained in the same manner as in the production example of the crystalline material 1 except that the monomer configuration was changed as shown in Table 8 in the production example of the crystalline material 1. Table 9 shows various physical properties.
From the MALDI-TOFMS mass spectrum of the crystalline polyester resins B2 to B3, a unit derived from an aliphatic monoalcohol or an aliphatic monocarboxylic acid shown in Table 8 was added to the molecular terminals of the crystalline polyester resins B2 to B3. Were confirmed to be bonded. In addition, the crystalline materials 1 to 4 had clear melting points.
<結晶性材料5〜13の製造例>
結晶性材料5〜13は、表8に示す原料ワックス(パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス)を真空蒸留、分別結晶化等の方法で精製し、製造した。諸物性を表9に示す。
<Production Examples of Crystalline Materials 5 to 13>
The crystalline materials 5 to 13 were produced by purifying raw material waxes (paraffin wax, Fischer-Tropsch wax, polyethylene wax, and polypropylene wax) shown in Table 8 by a method such as vacuum distillation and fractional crystallization. Table 9 shows various physical properties.
表中、ΔHは、融解熱量を示す。
In the table, ΔH indicates the heat of fusion.
<磁性粒子B1の製造例>
(1)コア粒子の製造
Fe2+濃度が1.79mo1/Lの硫酸第一鉄水溶液92Lと、3.74mo1/Lの水酸化ナトリウム水溶液88Lを加えて混合撹拌した。この溶液のpHは6.5であった。
この溶液を温度89℃、pH9〜12に維持しながら、20L/minの空気を吹き込み、酸化反応を起こさせてコア粒子を生成させた。水酸化第一鉄が完全に消費された時点で、空気の吹き込みを停止し、酸化反応を終了させた。得られたマグネタイトのコア粒子は八面体の形状を有するものであった。
(2)被覆層の形成
0.7mo1/Lのケイ酸ナトリウム水溶液2Lと、0.9mo1/Lの硫酸第一鉄水溶液2Lを混合した後、水1Lを加え、水溶液5Lとし、13500gのコア粒子を含む反応後のスラリーにpH7〜9を維持しながら添加した。その後、スラリー中のFe2+が残存しなくなるまで10L/minの空気を吹き込んだ。
続いて、1.5mo1/Lの硫酸アルミニウム水溶液2Lと0.9mo1/Lの硫酸第一鉄水溶液2Lを混合した後、水1Lを加え、水溶液5Lとし、コア粒子を含む反応後のスラリーにpH7〜9を維持しながら添加した。その後、スラリー中のFe2+が残存しなくなるまで10L/minの空気を吹き込んだ。スラリーの温度は89℃に維持した。30分混合撹拌後にスラリーを濾過して、洗浄、乾燥させて、磁性粒子B1を得た。
磁性粒子B1の形状は八面体であり、高さ10.3nmの凸部を有し、一次粒子の個数平均粒径は120nmであり、全細孔容積は0.069cm3/gであった。
磁性粒子B1の被覆層条件を表10に諸物性を表11に示す。
<Production Example of Magnetic Particle B1>
(1) Production of Core Particles 92 L of an aqueous ferrous sulfate solution having an Fe 2+ concentration of 1.79 mol / L and 88 L of an aqueous sodium hydroxide solution having a 3.74 mol / L were added and stirred. The pH of this solution was 6.5.
While maintaining this solution at a temperature of 89 ° C. and a pH of 9 to 12, air at 20 L / min was blown therein to cause an oxidation reaction to generate core particles. When the ferrous hydroxide was completely consumed, the blowing of air was stopped to terminate the oxidation reaction. The obtained magnetite core particles had an octahedral shape.
(2) Formation of coating layer After mixing 2 L of 0.7 mol / L sodium silicate aqueous solution and 2 L of 0.9 mol / L ferrous sulfate aqueous solution, 1 L of water was added to make 5 L of aqueous solution, and 13500 g of core particles Was added to the slurry after the reaction, while maintaining pH 7 to 9. Thereafter, air at 10 L / min was blown until Fe 2+ in the slurry did not remain.
Subsequently, after mixing 2 L of 1.5 mol / L aluminum sulfate aqueous solution and 2 L of 0.9 mol / L ferrous sulfate aqueous solution, 1 L of water was added to make 5 L of aqueous solution. -9 was maintained. Thereafter, air at 10 L / min was blown until Fe 2+ in the slurry did not remain. The temperature of the slurry was maintained at 89 ° C. After mixing and stirring for 30 minutes, the slurry was filtered, washed and dried to obtain magnetic particles B1.
The shape of the magnetic particles B1 was octahedron, had a projection with a height of 10.3 nm, the number average particle size of the primary particles was 120 nm, and the total pore volume was 0.069 cm 3 / g.
Table 10 shows the conditions of the coating layer of the magnetic particles B1 and Table 11 shows various physical properties.
<磁性粒子B2〜B12の製造例>
得られる磁性粒子の一次粒子の個数平均粒子径や、形状が表11の値となるように、コア粒子の製造条件を適宜調整した以外は、磁性粒子B1の製造方法と同様にしてコア粒子を得た。
その後、表10に示す条件で被覆層を形成し、磁性粒子B2〜B12を得た。諸物性を
表11に示す。
<Production Example of Magnetic Particles B2 to B12>
The core particles were prepared in the same manner as in the method for producing the magnetic particles B1, except that the production conditions of the core particles were appropriately adjusted such that the number average particle diameter and the shape of the primary particles of the obtained magnetic particles had the values shown in Table 11. Obtained.
Thereafter, a coating layer was formed under the conditions shown in Table 10 to obtain magnetic particles B2 to B12. Table 11 shows various physical properties.
<トナーB1の製造例>
・結着樹脂1 100.0質量部
・結晶性材料1 1.0質量部
・結晶性材料5 2.0質量部
・磁性粒子B1 60.0質量部
・荷電制御剤(T−77:保土ヶ谷化学社製) 2.0質量部
上記材料をヘンシェルミキサーで前混合した後、二軸混練押し出し機によって、溶融混練した。
得られた混練物を冷却し、ハンマーミルで粗粉砕した後、機械式粉砕機(ターボ工業(株)製T−250)で粉砕した。得られた微粉砕粉末をコアンダ効果を利用した多分割分級機を用いて分級し、重量平均粒径(D4)7.0μmの負帯電性の原料トナー粒子を得た。
その原料トナー粒子を、表面改質装置ファカルティー(ホソカワミクロン社製)で表面
改質処理を行った。その際、分散ローターの回転周速を150m/secとし、微粉砕品の投入量を1サイクル当たり7.6kgとし、表面改質時間(=サイクルタイム、原料供給が終了してから排出弁が開くまでの時間)を82secとした。またトナー粒子排出時の温度は44℃であった。以上の工程を経てトナー粒子B1を得た。
ヘンシェルミキサー(FM−10型、処理容積10L、三井鉱山社製)を用い、トナー粒子B1を100.0部に対し、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体(一次粒子の個数平均粒子径:10nm、原体シリカBET比表面積200m2/g)を1.3部添加した。これらをヘンシェルミキサーで3200rpmで3分間混合し、目開き75μm(#200)の篩いで篩って、トナーB1を得た。
<Production Example of Toner B1>
100.0 parts by mass of binder resin 1 1.0 part by mass of crystalline material 1 2.0 parts by mass of crystalline material 5 60.0 parts by mass of magnetic particles B1 Charge control agent (T-77: Hodogaya Chemical 2.0 parts by mass The above materials were pre-mixed with a Henschel mixer, and then melt-kneaded with a twin-screw kneading extruder.
The obtained kneaded material was cooled, coarsely pulverized by a hammer mill, and then pulverized by a mechanical pulverizer (T-250 manufactured by Turbo Kogyo KK). The obtained finely pulverized powder was classified using a multi-segment classifier utilizing the Coanda effect to obtain negatively chargeable raw toner particles having a weight average particle diameter (D4) of 7.0 μm.
The raw toner particles were subjected to a surface modification treatment with a surface modification device Faculty (manufactured by Hosokawa Micron Corporation). At that time, the rotational peripheral speed of the dispersion rotor was set to 150 m / sec, the input amount of the finely pulverized product was set to 7.6 kg per cycle, and the surface modification time (= cycle time, the discharge valve was opened after the raw material supply was completed) The time until the start) was set to 82 sec. The temperature at the time of discharging the toner particles was 44 ° C. Through the above steps, toner particles B1 were obtained.
Using a Henschel mixer (Model FM-10, processing volume 10 L, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.), 100.0 parts of the toner particles B1 were added to hydrophobic silica fine powder surface-treated with hexamethyldisilazane (the number of primary particles). Average particle diameter: 10 nm, 1.3 parts of original silica BET specific surface area: 200 m 2 / g) were added. These were mixed with a Henschel mixer at 3200 rpm for 3 minutes, and sieved with a sieve having openings of 75 μm (# 200) to obtain a toner B1.
<トナーB2〜B19の製造例>
トナーB1の製造例において、表12のようにトナー処方を変更した以外は、トナーB1と同様にして、トナーB2〜B19を得た。
<Production Examples of Toners B2 to B19>
In the production example of the toner B1, toners B2 to B19 were obtained in the same manner as the toner B1, except that the toner formulation was changed as shown in Table 12.
<実施例B1>
トナーB1を以下のようにして評価した。評価結果を表13に示す。また、同様にして、トナーB2〜B19を評価した。
<Example B1>
The toner B1 was evaluated as follows. Table 13 shows the evaluation results. Similarly, the toners B2 to B19 were evaluated.
<低温定着性(放置前の擦り濃度低下率)>
低温定着性は、上記と同様に評価した。
<Low-temperature fixability (decrease rate of rubbing density before leaving)>
The low-temperature fixability was evaluated in the same manner as described above.
<グロスムラ評価>
前記と同様にして、グロスムラを評価した。
<Gloss unevenness evaluation>
Gloss unevenness was evaluated in the same manner as described above.
<厚紙オフセット試験>
厚紙オフセット試験は、ヒューレットパッカード社製レーザービームプリンタ(HP LaserJet Enterprise 600 M603)の定着器を外部に取り出
し、定着器の温度を任意に設定可能にし、プロセススピードを250mm/secとなるように改造した外部定着器を用いた。
上記装置を用い、常温常湿環境下(温度23.5℃、湿度60%RH)において、160℃に温調した定着器にベタ黒画像を10枚通紙した後、ベタ白画像を1枚出力した。なお、記録媒体にはレーザーコピア用紙(キヤノン製GF−C209 A4紙 坪量209g/m2)を用いた。
ベタ白画像のポチの数を数え、厚紙オフセット試験評価とした。
A:発生なし
B:1個以上2個以下
C:3個以上5個以下
D:6個以上
<Cardboard offset test>
In the thick paper offset test, a fixing device of a laser beam printer (HP LaserJet Enterprise 600 M603) manufactured by Hewlett-Packard Company was taken out, the temperature of the fixing device could be set arbitrarily, and the process speed was changed to 250 mm / sec. An external fixing device was used.
Using the above apparatus, in a normal temperature and normal humidity environment (temperature: 23.5 ° C., humidity: 60% RH), after passing 10 solid black images through a fixing device adjusted to 160 ° C., one solid white image is printed. Output. In addition, laser copier paper (GF-C209 A4 paper manufactured by Canon, basis weight 209 g / m 2 ) was used as a recording medium.
The number of spots on the solid white image was counted and evaluated as a thick paper offset test.
A: No occurrence B: 1 or more and 2 or less C: 3 or more and 5 or less D: 6 or more
<放置前後の定着性変化>
放置前後の定着性変化は上記と同様に評価した。
<Change in fixability before and after standing>
The change in fixability before and after standing was evaluated in the same manner as described above.
<放置後の画像のカール>
放置後の画像のカールについても、上記と同様に評価した。
<Curl of left image>
The curl of the image after standing was evaluated in the same manner as above.
<実施例C>
<結着樹脂1>
結着樹脂1は、前記と同様に製造した。
<Example C>
<Binder resin 1>
Binder resin 1 was produced in the same manner as described above.
<ワックスの製造例>
表14に示す原料ワックス(パラフィンワックス、フィシャートロプシュワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス)を真空蒸留、分別結晶化等の方法で精製した。
<Example of wax production>
Raw material waxes (paraffin wax, Fischer-Tropsch wax, polyethylene wax, polypropylene wax) shown in Table 14 were purified by a method such as vacuum distillation and fractional crystallization.
<磁性粒子C1の製造例>
(1)コア粒子の製造
Fe2+濃度が1.79mo1/Lの硫酸第一鉄水溶液92Lと、3.74mo1/Lの水酸化ナトリウム水溶液88Lを加えて混合撹拌した。この溶液のpHは6.5であった。
この溶液を温度89℃、pH9〜12に維持しながら、20L/minの空気を吹き込み、酸化反応を起こさせてコア粒子を生成させた。水酸化第一鉄が完全に消費された時点で、空気の吹き込みを停止し、酸化反応を終了させた。得られたマグネタイトのコア粒子は八面体の形状を有するものであった。
(2)被覆層の形成
0.7mo1/Lのケイ酸ナトリウム水溶液2Lと、0.9mo1/Lの硫酸第一鉄水溶液2Lを混合した後、水1Lを加え、水溶液5Lとし、13500gのコア粒子を含む反応後のスラリーにpH7〜9を維持しながら添加した。その後、スラリー中のFe2+が残存しなくなるまで10L/minの空気を吹き込んだ。
続いて、1.5mo1/Lの硫酸アルミニウム水溶液2Lと0.9mo1/Lの硫酸第一鉄水溶液2Lを混合した後、水1Lを加え、水溶液5Lとし、コア粒子を含む反応後のスラリーにpH7〜9を維持しながら添加した。その後、スラリー中のFe2+が残存しなくなるまで10L/minの空気を吹き込んだ。スラリーの温度は89℃に維持した。30分混合撹拌後にスラリーを濾過して、洗浄、乾燥させて、磁性粒子C1を得た。
磁性粒子C1の形状は八面体であり、高さ10.3nmの凸部を有し、一次粒子の個数平均粒径は120nmであり、全細孔容積は0.069cm3/gであった。
磁性粒子C1の被覆層条件を表16に、諸物性を表15に示す。
<Production Example of Magnetic Particle C1>
(1) Production of Core Particles 92 L of an aqueous ferrous sulfate solution having an Fe 2+ concentration of 1.79 mol / L and 88 L of an aqueous sodium hydroxide solution having a 3.74 mol / L were added and stirred. The pH of this solution was 6.5.
While maintaining this solution at a temperature of 89 ° C. and a pH of 9 to 12, air at 20 L / min was blown therein to cause an oxidation reaction to generate core particles. When the ferrous hydroxide was completely consumed, the blowing of air was stopped to terminate the oxidation reaction. The obtained magnetite core particles had an octahedral shape.
(2) Formation of coating layer After mixing 2 L of 0.7 mol / L sodium silicate aqueous solution and 2 L of 0.9 mol / L ferrous sulfate aqueous solution, 1 L of water was added to make 5 L of aqueous solution, and 13500 g of core particles Was added to the slurry after the reaction, while maintaining pH 7 to 9. Thereafter, air at 10 L / min was blown until Fe 2+ in the slurry did not remain.
Subsequently, after mixing 2 L of 1.5 mol / L aluminum sulfate aqueous solution and 2 L of 0.9 mol / L ferrous sulfate aqueous solution, 1 L of water was added to make 5 L of aqueous solution. -9 was maintained. Thereafter, air at 10 L / min was blown until Fe 2+ in the slurry did not remain. The temperature of the slurry was maintained at 89 ° C. After mixing and stirring for 30 minutes, the slurry was filtered, washed and dried to obtain magnetic particles C1.
The shape of the magnetic particles C1 was octahedral, had a projection with a height of 10.3 nm, the number average particle size of the primary particles was 120 nm, and the total pore volume was 0.069 cm 3 / g.
Table 16 shows the coating layer conditions of the magnetic particles C1, and Table 15 shows various physical properties.
<磁性粒子C2〜C13の製造例>
得られる磁性粒子の一次粒子の個数平均粒子径や、形状が表15の値となるように、コア粒子の製造条件を適宜調整した以外は、磁性粒子C1の製造方法と同様にしてコア粒子
を得た。
その後、表16に示す条件で被覆層を形成し磁性粒子C2〜C13を得た。諸物性を表15に示す。
<Production Example of Magnetic Particles C2 to C13>
The core particles were prepared in the same manner as the method for producing the magnetic particles C1, except that the production conditions of the core particles were appropriately adjusted so that the number average particle diameter and the shape of the primary particles of the obtained magnetic particles had the values shown in Table 15. Obtained.
Thereafter, a coating layer was formed under the conditions shown in Table 16 to obtain magnetic particles C2 to C13. Table 15 shows the physical properties.
<トナーC1の製造例>
・結着樹脂1 100.0質量部
・ワックス1 2.0質量部
・磁性粒子C1 60.0質量部
・荷電制御剤(T−77:保土ヶ谷化学社製) 2.0質量部
上記材料をヘンシェルミキサーで前混合した後、二軸混練押し出し機によって、溶融混練した。
得られた混練物を冷却し、ハンマーミルで粗粉砕した後、機械式粉砕機(ターボ工業(
株)製T−250)で粉砕した。得られた微粉砕粉末をコアンダ効果を利用した多分割分級機を用いて分級し、重量平均粒径(D4)7.0μmの負帯電性の原料トナー粒子を得た。
その原料トナー粒子を、表面改質装置ファカルティー(ホソカワミクロン社製)で表面改質処理を行った。その際、分散ローターの回転周速を150m/secとし、微粉砕品の投入量を1サイクル当たり7.6kgとし、表面改質時間(=サイクルタイム、原料供給が終了してから排出弁が開くまでの時間)を82secとした。またトナー粒子排出時の温度は44℃であった。以上の工程を経てトナー粒子C1を得た。
ヘンシェルミキサー(FM−10型、処理容積10L、三井鉱山社製)を用い、トナー粒子C1を100.0部に対し、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体(一次粒子の個数平均粒子径:10nm、原体シリカBET比表面積200m2/g)を1.3部添加した。これらをヘンシェルミキサーで3200rpmで3分間混合し、目開き75μm(#200)の篩いで篩って、トナーC1を得た。
<Production Example of Toner C1>
-100.0 parts by mass of binder resin 1-2.0 parts by mass of wax 1-60.0 parts by mass of magnetic particles C1-2.0 parts by mass of charge control agent (T-77: manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) After pre-mixing with a mixer, the mixture was melt-kneaded by a twin-screw kneading extruder.
After cooling the obtained kneaded material and coarsely pulverizing it with a hammer mill, a mechanical pulverizer (Turbo Kogyo (
(T-250). The obtained finely pulverized powder was classified using a multi-segment classifier utilizing the Coanda effect to obtain negatively chargeable raw toner particles having a weight average particle diameter (D4) of 7.0 μm.
The raw toner particles were subjected to a surface modification treatment with a surface modification device Faculty (manufactured by Hosokawa Micron Corporation). At that time, the rotational peripheral speed of the dispersion rotor was set to 150 m / sec, the input amount of the finely pulverized product was set to 7.6 kg per cycle, and the surface modification time (= cycle time, the discharge valve was opened after the raw material supply was completed) The time until the start) was set to 82 sec. The temperature at the time of discharging the toner particles was 44 ° C. Through the above steps, toner particles C1 were obtained.
Using a Henschel mixer (Model FM-10, processing volume: 10 L, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.), 100.0 parts of toner particles C1 were added to hydrophobic silica fine powder surface-treated with hexamethyldisilazane (the number of primary particles). Average particle diameter: 10 nm, 1.3 parts of original silica BET specific surface area: 200 m 2 / g) were added. These were mixed with a Henschel mixer at 3200 rpm for 3 minutes, and sieved with a sieve having openings of 75 μm (# 200) to obtain a toner C1.
<トナーC2〜C18の製造例>
トナーC1の製造例において、表17のようにトナー処方を変更した以外は、同様にして、トナーC2〜C18を得た。
<Production Examples of Toners C2 to C18>
Toners C2 to C18 were obtained in the same manner as in Production Example of Toner C1, except that the toner formulation was changed as shown in Table 17.
<実施例C1>
トナーC1を以下のようにして評価した。評価結果を表18に示す。また、同様にしてトナーC2〜C18を評価した。
<Example C1>
The toner C1 was evaluated as follows. Table 18 shows the evaluation results. In the same manner, the toners C2 to C18 were evaluated.
<グロスムラ評価>
前記と同様にしてグロスムラを評価した。
<Gloss unevenness evaluation>
Gloss unevenness was evaluated in the same manner as described above.
<低温定着性(放置前の擦り濃度低下率)>
低温定着性は、上記と同様に評価した。
<Low-temperature fixability (decrease rate of rubbing density before leaving)>
The low-temperature fixability was evaluated in the same manner as described above.
<厚紙オフセット試験>
厚紙オフセット試験は上記と同様にして評価した。
<Cardboard offset test>
The thick paper offset test was evaluated in the same manner as described above.
<放置前後の定着性変化>
放置前後の定着性変化も上記と同様に評価した。
<Change in fixability before and after standing>
Changes in fixability before and after standing were also evaluated in the same manner as above.
<放置後の画像のカール>
放置後の画像のカールについても、上記と同様に評価した。
<Curl of left image>
The curl of the image after standing was evaluated in the same manner as above.
Claims (7)
該結晶性材料Aが、脂肪族ジオールに由来するユニットと脂肪族ジカルボン酸に由来するユニットとを有する結晶性ポリエステル樹脂であり、
該磁性粒子は、以下の(i)〜(iii)の全ての規定を満たすことを特徴とするトナー。
(i)八面体形状を有し、八面体における平面部に凸部を有する
(ii)マグネタイト粒子を含むコアと、該コアの表面に設けられた被覆層とを有する
(iii)該被覆層が、鉄を含む酸化物に加え、ケイ素を含む酸化物及びアルミニウムを含む酸化物を含有する A toner having toner particles containing a binder resin, a crystalline material A, and magnetic particles,
The crystalline material A is a crystalline polyester resin having a unit derived from an aliphatic diol and a unit derived from an aliphatic dicarboxylic acid,
The toner, wherein the magnetic particles satisfy all of the following requirements (i) to (iii).
(I) having an octahedral shape, a core having magnetite particles having a convex portion on a plane portion of the octahedron, and (ii) having a coating layer provided on the surface of the core. (Iii) the coating layer is in addition to the oxide containing iron, it contains an oxide containing an oxide and aluminum containing silicon
前記脂肪族ジカルボン酸に由来するユニットのうち、炭素数6以上12以下の脂肪族ジカルボン酸に由来するユニットの割合が85モル%以上である請求項1〜3のいずれか1項に記載のトナー Among the units derived from the aliphatic diol, the proportion of units derived from an aliphatic diol having 6 to 12 carbon atoms is 85 mol% or more,
The toner according to any one of claims 1 to 3 , wherein a proportion of a unit derived from an aliphatic dicarboxylic acid having 6 to 12 carbon atoms among units derived from the aliphatic dicarboxylic acid is 85 mol% or more.
前記結晶性ポリエステル樹脂の融点をMa(℃)、該結晶性材料Bの融点をMb(℃)としたときに、下記式(1)を満足する請求項1〜4のいずれか1項に記載のトナー。
5 ≦ Mb−Ma ≦ 50 (1) The toner particles further contain a crystalline material B,
The melting point of the crystalline polyester resin Ma (° C.), when the melting point of the crystalline material B Mb and (° C.), according to any one of claims 1 to 4, satisfying the following formula (1) Toner.
5 ≦ Mb−Ma ≦ 50 (1)
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