JP2004037504A - Method for manufacturing toner - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing toner excellent in fixing property, color developing property and durability even when the toner is used for a high-speed machine. <P>SOLUTION: The method for manufacturing toner includes a process of fusing and kneading at least a binder resin, a coloring agent and a release agent by using an open roll type kneading machine. As for the binder resin, polyester having ≥70°C glass transition point is used by 10 to 50 wt.% in the whole binder resin. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等において形成される潜像の現像に用いられるトナーの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フルカラープリンタにおける低電力化、小型化の流れの中で、フルカラートナーのオイルレス定着に対する要求が高まっている。オイルレス定着が可能なトナーとして、特定のポリエステルに低融点ワックスを含有させたトナーが特開２０００−２１４６３８号公報に開示されているが、定着性、発色性、耐久性等の低下が問題となる場合があり、更なる改良が求められている。
【０００３】
さらに、高速化の観点から、高速機におけるトナーの耐久性と定着性の改善が望まれており、特に、オイルレス定着可能で、かつマシンの単色印字速度が１００ｍｍ／ｓｅｃ〜３５０ｍｍ／ｓｅｃ程度のフルカラープリンタでの耐久性と定着性の両立が可能なトナーは未だ報告されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、高速機に用いた場合であっても、定着性、発色性及び耐久性に優れたトナーの製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、オイルレス定着可能なトナーの製造について検討した結果、オープンロール型混練機を用いることにより、離型剤、特に低融点ワックスの分散性が向上し、さらに、ガラス転移点が７０℃以上のポリエステルを結着樹脂として用いることにより、耐久性の向上のみならず、定着可能温度域も広がることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
本発明は、少なくとも結着樹脂、着色剤及び離型剤をオープンロール型混練機を用いて溶融混練する工程を有するトナーの製造方法であって、前記結着樹脂として、ガラス転移点が７０℃以上のポリエステルを、全結着樹脂中、１０〜５０重量％用いるトナーの製造方法に関する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明では、結着樹脂として、ガラス転移点の高いポリエステル（以下、高Ｔｇポリエステルという）を用いることにより、トナーの耐久性のみならず、定着可能温度域までも広げることができる。さらに、仮説ではあるが、かかるポリエステルをオープンロール型混練機を用いて溶融混練することにより、トナー中に、線型ポリエステルでは達成されない、フルカラートナーに要求される透明性及び発色性に優れた高分子量成分を得ることができるのではないかと推定される。
【０００８】
高Ｔｇポリエステルのガラス転移点は、７０℃以上であり、好ましくは７０〜１３５℃、より好ましくは７０〜８０℃である。ガラス転移点は、原料モノマー中の芳香族化合物の濃度を高めて、剛直なポリエステルを設計したり、原料モノマー中の架橋剤の配合比、反応時間等を検討することにより、調整することができる。
【０００９】
高Ｔｇポリエステルの重量平均分子量は、トナーの耐久性及びトナー製造時の製造性の観点から、５万以上が好ましく、５万〜１０万がより好ましい。
【００１０】
高Ｔｇポリエステルの使用量は、トナー耐久性、保存性及び色再現性の観点から、全結着樹脂中、１０〜５０重量％であり、好ましくは３０〜５０重量％、より好ましくは３０〜４５重量％である。
【００１１】
高Ｔｇポリエステルの原料モノマーとしては、２価以上のアルコールからなるアルコール成分と、２価以上のカルボン酸、カルボン酸無水物、カルボン酸エステル等のカルボン酸化合物からなるカルボン酸成分が用いられる。
【００１２】
アルコール成分としては、式（Ｉ）：
【００１３】
【化１】

【００１４】
（式中、Ｒは炭素数２〜４のアルキレン基、ｘ及びｙは正の数を示し、ｘとｙの和は１〜１６である）で表される化合物が含有されていることが好ましい。
【００１５】
式（Ｉ）で表される化合物としては、ポリオキシプロピレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシエチレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン等のビスフェノールＡのアルキレンオキサイド（平均付加モル数１〜１６）付加物等が挙げられる。また、その他のアルコール成分としては、エチレングリコール、プロピレングリコール等の２価のアルコール、グリセリン、ペンタエリスリトール等の３価以上のアルコール成分等が挙げられる。
【００１６】
また、カルボン酸成分としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、フマル酸、マレイン酸、ドデセニルコハク酸、オクチルコハク酸等の炭素数１〜２０のアルキル基又は炭素数２〜２０のアルケニル基で置換されたコハク酸等のジカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等の３価以上のカルボン酸、これらの酸の無水物、アルキル（炭素数１〜８）エステル等が挙げられる。
【００１７】
高Ｔｇポリエステルはアルコール成分とカルボン酸成分を、不活性ガス雰囲気中にて、要すればエステル化触媒を用いて、１８０〜２５０℃の温度で縮重合させることにより製造することができる。
【００１８】
高Ｔｇポリエステルの酸価は、着色剤の分散性、トナーの帯電性の観点から、０．５〜６０ｍｇＫＯＨ／ｇが好ましく、水酸基価は、１〜６０ｍｇＫＯＨ／ｇが好ましい。また、ポリエステルの軟化点は、８０〜１６５℃が好ましい。
【００１９】
本発明においては、結着樹脂として、さらに、ガラス転移点が７０℃未満のポリエステル、スチレン−アクリル樹脂等のビニル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリウレタン、２種以上の樹脂成分が部分的に化学結合したハイブリッド樹脂等の樹脂を用いるのが好ましく、これらの中では、色再現性及び透明性の観点から、ガラス転移点が７０℃未満の線型ポリエステルがより好ましい。
【００２０】
ガラス転移点が７０℃未満の線型ポリエステルも、高Ｔｇポリエステルと同様にして製造することができるが、ガラス転移点を考慮して、原料モノマー中の芳香族化合物の濃度を調整することが好ましい。また線型のものを得るために、３価以上のカルボン酸化合物の含有量は、カルボン酸成分中、５モル％以下であるのが好ましい。
【００２１】
なお、本発明において、ハイブリッド樹脂は、２種以上の樹脂を原料として得られたものであっても、１種の樹脂と他種の樹脂の原料モノマーから得られたものであっても、さらに２種以上の樹脂の原料モノマーの混合物から得られたものであってもよいが、効率よくハイブリッド樹脂を得るためには、２種以上の樹脂の原料モノマーの混合物から得られたものが好ましい。
【００２２】
従って、ハイブリッド樹脂としては、各々独立した反応経路を有する二つの重合系樹脂の原料モノマー、好ましくはポリエステルの原料モノマーとビニル系樹脂の原料モノマーを混合し、該二つの重合反応を行わせることにより得られる樹脂が好ましく、具体的には、特開平１０−０８７８３９号公報に記載のハイブリッド樹脂が好ましい。
【００２３】
着色剤としては、トナー用着色剤として用いられている染料、顔料等のすべてを使用することができ、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、パーマネントブラウンＦＧ、ブリリアントファーストスカーレット、ピグメントグリーンＢ、ローダミン−Ｂベース、ソルベントレッド４９、ソルベントレッド１４６　、ソルベントブルー３５、キナクリドン、カーミン６Ｂ、ジスアゾエロー等が挙げられ、これらは単独で又は２種以上を混合して用いることができ、本発明のトナーは、黒トナー、カラートナー、フルカラートナーのいずれにも使用することができる。着色剤の含有量は、結着樹脂１００重量部に対して、１〜４０重量部が好ましく、３〜１０重量部がより好ましい。
【００２４】
離型剤としては、ポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックス、フィッシャートロプッシュ等の合成ワックス、モンタンワックス等の石炭系ワックス、アルコール系ワックス等のワックスが挙げられ、特に限定されないが、本発明では、後述するヒドロキシ酸エステルを含有した低融点の離型剤が好ましい。
【００２５】
ヒドロキシ酸エステルを含有した離型剤としては、カルナウバワックス、ライスワックス等の天然ワックス、セリル−ω−ヒドロキシセロテート（Ｃｅｒｙｌ−ω−ｈｙｄｒｏｘｙｃｅｒｏｔａｔｅ）　、セリル−ω−ヒドロキシメリセート（Ｃｅｒｙｌ−ω−ｈｙｄｒｏｘｙｍｅｌｉｓｓａｔｅ）、ミリシル−ω−ヒドロキシメリセート（Ｍｙｒｉｃｙｌ−ω−ｈｙｄｒｏｘｙｍｅｌｉｓｓａｔｅ）等のヒドロキシ酸エステルを含有した合成ワックス等が挙げられる。離型剤におけるヒドロキシ酸エステルの含有量は、２０重量％以上が好ましく、３０重量％以上がより好ましく、４０重量％以上が特に好ましく、５０重量％以上が最も好ましい。
【００２６】
ヒドロキシ酸エステルを含有した低融点の離型剤の融点は、保存性及び耐オフセット性の観点から、好ましくは６５〜１１０℃、より好ましくは７０〜１００℃である。
【００２７】
ヒドロキシ酸エステルを含有した離型剤の含有量は、耐オフセット性及び定着性の観点から、結着樹脂１００重量部に対して、好ましくは５〜２５重量部、より好ましくは７〜２０重量部である。
【００２８】
本発明のトナーの製造方法は、少なくとも結着樹脂、着色剤及び離型剤を、オープンロール型混練機を用いて溶融混練する工程を有する方法であれば特に限定されない。
【００２９】
溶融混練工程は、例えば、結着樹脂、着色剤及及び離型剤を含み、必要に応じて添加剤を併用した原料を、ヘンシェルミキサー等の混合機で適宜混合し、テーブルフィーダー、減算式スクリューフィーダー等を用いてオープンロール型混練機に投入して行うことができる。なお、原料は、混練機のロールをロール間で下向きに回転するように互いに逆方向に回転させたロールの上面又はその間隙に投入することが好ましい。
【００３０】
本発明で用いるオープンロール型混練機としては、回転速度の異なる２本のロールを有する二本ロール型混練機であるのが好ましく、また、生産効率と設備の簡素化の観点から連続式の混練機であるのが好ましい。
【００３１】
ロールの回転速度は、回転速度が速い方のロール（高回転ロール）では、５０〜１５０ｒ／ｍｉｎが好ましく、５０〜１００ｒ／ｍｉｎがより好ましい。また、回転速度が遅い方のロール（低回転ロール）では、高回転ロールの回転速度よりも、１０〜７５ｒ／ｍｉｎ、より好ましくは１０〜３０ｒ／ｍｉｎ低回転であるのが好ましい。
【００３２】
混練物が高回転ロールに張りつきやすくするために、高回転ロールの温度は結着樹脂の軟化点及び離型剤の融点のいずれの温度よりも高く、低回転ロールの温度は結着樹脂の軟化点及び離型剤の融点のいずれの温度よりも低く調整されているのが好ましい。
【００３３】
高回転ロールの温度は、結着樹脂の軟化点及び離型剤の融点のいずれの温度よりも高いことが好ましく、そのいずれかの高い方の温度よりも、０〜８０℃高いことがより好ましく、０〜５０℃高いことが特に好ましい。また、低回転ロールの温度は、結着樹脂の軟化点及び離型剤の融点のいずれの温度よりも低いことが好ましく、そのいずれかの低い方の温度よりも、０〜８０℃低いことがより好ましく、４０〜８０℃低いことが特に好ましい。
【００３４】
高回転ロールと低回転ロールの温度の差は、６０〜１５０℃が好ましく、８０〜１２０℃がより好ましい。なお、ロールの温度は、ロール内部に通す熱媒体の温度により調整することができ、各ロールには、ロール内部を２以上に分割して温度の異なる熱媒体を通じてもよい。
【００３５】
２本のロールは互いに近接して配設されているのが好ましく、ロールの間隙は、０．０１〜５ｍｍが好ましく、０．０５〜２ｍｍがより好ましい。
【００３６】
ロールの構造、大きさ、材料等は特に限定されず、ロール表面も、平滑、波型、凸凹型等のいずれであってもよい。
【００３７】
さらに、オープンロール型混練機を用いて溶融混練した混練物を、例えば、冷却、粉砕、分級工程等の公知の粉砕トナーの製造工程に供することにより、トナーを得ることができる。
【００３８】
本発明により得られるトナーの体積平均粒子径は３〜１５μｍが好ましい。また、トナーと疎水性シリカ等の流動性向上剤等の外添剤とをスーパーミキサー、ヘンシェルミキサー等の高速攪拌機等で攪拌混合することにより、トナー表面に外添剤を添加してもよい。
【００３９】
本発明の方法により得られるトナーは、離型剤の分散性に優れており、耐オフセット性に極めて優れているため、オイル供給装置を備えていないヒートロール定着装置を有する印字装置に好適に使用することができる。かかる印字装置のシートスピードは、特に限定されないが、単色印字速度が１００〜３５０ｍｍ／ｓｅｃの高速装置に特に好適に用いることができる。ここで、オイル供給装置とは、オイルタンクを有し、定量的にオイルをヒートロール表面に塗布する機構を有する装置の他、オイルを予め含浸させたロールをヒートロールに接触させるような機構を有する装置等を含む。
【００４０】
【実施例】
〔軟化点〕
高化式フローテスター（島津製作所製、ＣＦＴ−５００Ｄ）を用い、樹脂の半分が流出する温度を軟化点とする（試料：１ｇ、昇温速度：６℃／分、荷重：１．９６ＭＰａ、ノズル：１ｍｍφ×１ｍｍ）。
【００４１】
〔ガラス転移点及び融点〕
示差走査熱量計（セイコー電子工業社製、ＤＳＣ２１０）を用いて昇温速度１０℃／分で測定する。
【００４２】
〔酸価及び水酸基価〕
ＪＩＳ　Ｋ００７０の方法により測定する。
【００４３】
樹脂製造例１
ポリオキシプロピレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン５４０ｇ、ポリオキシエチレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン２１５ｇ、テレフタル酸２５５ｇ、ｎ−ドデセニル無水琥珀酸３１．５ｇ及び酸化ジブチル錫４ｇの混合物を、温度計、ステンレス攪拌棒、コンデンサー及び窒素導入管を装備した４つ口フラスコに入れ、電熱マントル中で２３０℃に昇温させて窒素気流下で反応させた。反応により生成する水が流出しなくなった時点で測定した酸価が、１．５ｍｇＫＯＨ／ｇであった。
さらに、無水トリメリット酸９４ｇを加えて８時間反応させ、環球法による軟化点が１３０℃に達した時点で反応を終了させて、淡黄白色の固体として、架橋ポリエステル（樹脂Ａ）を得た。樹脂Ａのガラス転移点は７４℃、酸価は２５ｍｇＫＯＨ／ｇ、水酸基価は２６ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量は１８万であった。
【００４４】
樹脂製造例２
ポリオキシプロピレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン３５０ｇ、ポリオキシエチレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン９７５ｇ、テレフタル酸２９９ｇ、トリメリット酸２ｇ及び酸化ジブチル錫４ｇの混合物を、温度計、ステンレス攪拌棒、コンデンサー及び窒素導入管を装備した４つ口フラスコに入れ、電熱マントル中で２３０℃に昇温させて窒素気流下で反応させた。反応により生成する水が流出しなくなった時点で、フラスコ内を減圧し、樹脂製造例１と同様にして、軟化点が１１０℃に達するまで反応させて、白色の固体として線型ポリエステル（樹脂Ｂ）を得た。樹脂Ｂのガラス転移点は６４℃、酸価は６．０ｍｇＫＯＨ／ｇ、水酸基価は３９ｍｇＫＯＨ／ｇであった。
【００４５】
実施例１、２、比較例１、２
表１に示す結着樹脂、青色顔料「ＥＣＢ−３０１」（大日精化社製）３．５重量部、離型剤「カルナバワックス　Ｃ１」（加藤洋行社製、ヒドロキシ酸エステルの含有率：３８〜４０重量％、融点：７９℃）５．０重量部及び荷電制御剤「ＬＲ−１４７」（日本カーリット社製）１．２重量部からなる原料３ｋｇを、ヘンシェルミキサー（有効容量：１０リットル）を用い、羽根回転数を２３００回転／分に設定して３分間予備混合を行った。
【００４６】
得られた原料混合物をテーブルフィーダーにて、オープンロール型連続式混練機「ニーデックス」（三井鉱山（株）製）に供給して混練を行い、混練物を得た。この際に使用したオープンロール型連続式混練機は、ロール外径が０．１４ｍ、有効ロール長が０．８ｍのものであり、運転条件は、高回転側ロール（前ロール）の回転数が７５回転／分、低回転側ロール（後ロール）の回転数が５０回転／分、ロール間隙が０．１ｍｍであった。ロール内の加熱及び冷却媒体温度は、高回転ロールの原料投入側の温度を１５０℃、混練物排出側の温度を１３０℃、低回転ロールの原料投入側の温度を３５℃及び混練物排出側の温度を３０℃に設定した。また、原料混合物の供給速度は５ｋｇ／時、平均滞留時間は約５分間であった。
【００４７】
得られた溶融混練物を冷却ベルトにて冷却後、２ｍｍφのスクリーンを有するミルにて粗砕した。次に、この粗砕物を衝突板型ジェットミルにて粉砕し、さらに、サイクロン型風力分級機にて粗粉及び微粉を除去し、体積平均粒径が８．０μｍの粉体を得た。なお、トナーの平均粒径は、コールターカウンターにて測定した。
【００４８】
得られた粉体１００重量部に対し、疎水性シリカ「Ｒ−９７２」（キャボット製）２重量部を、ヘンシェルミキサーにより混合し、シアントナーを得た。
【００４９】
比較例３
オープンロール型連続式混練機の代わりに、２軸型連続混練機「ＰＣＭ−３０」（（株）池貝製）を使用して、溶融混練を行った以外は、実施例１と同様にして、シアントナーを得た。なお、混練機のシリンダー温度を８０℃に設定し、回転数は２００回転／分に設定した。また、原料混合物の供給速度は５ｋｇ／時、平均滞留時間は約１分間であった。
【００５０】
試験例１
「マイクロライン３０１０ｃ」（沖電気製）を、１分間に３２枚印字できるように改造した装置に、トナーを実装し、定着温度を変化させながら、紙上へのトナー付着量が１．３ｍｇ／ｃｍ^２となるように現像条件を設定して画像出しを行い、定着可能温度域を調べた。ここで定着可能温度域とは、コールドオフセット消滅温度から、ホットオフセット発生温度もしくは紙が定着器に巻き付くまでの温度をいう。なお、定着可能領域で得られた画像の発色性に関しては、少量のトナーをスライドガラス上にのせ、２００℃のホットプレートにより３分間加熱し、その後顕微鏡で着色剤の分散性を観察して評価した。結果を表１に示す。
【００５１】
〔発色性の評価基準〕
◎：　着色剤が均一に分散している。
○：　着色剤の分散がやや悪いが、実使用上問題がない。
×：　着色剤の分散状態が悪い。
【００５２】
試験例２
試験例１と同様の装置を用い、印字率５％で１００００枚の画像出しを行った後、ベタ画像を印刷して、画像上の白スジの発生状況及びベタ追従性を目視にて観察し、耐久性として評価した。結果を表１に示す。
【００５３】
〔ベタ追従性の評価基準〕
◎：　カスレがなく良好。
○：　ややカスレあり。
×：　カスレあり。
【００５４】
【表１】

【００５５】
以上の結果より、実施例１、２で得られたトナーは定着可能領域が広く、発色性に優れ、かつ白スジの発生やベタ追従性の低下がみられない高品質な画像が得られていることが分かる。これに対し、比較例１における発色性の低下は、ガラス転移点の高いポリエステルを過剰量で使用しているために、透明性及び適度な光沢性が維持されておらず、比較例２において、定着可能領域が狭く、耐久性が低下しているのは、ガラス転移点の高いポリエステルの使用量が少なすぎて、荷電制御剤の分散性を向上させる効果が発揮されていないためと、それぞれ推定される。また、実施例１と比較例３の対比より、オープンロール型混練機の使用により、着色剤や離型剤の分散性が向上することが分かる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明により、高速機に用いた場合であっても、定着性及び発色性に優れ、かつ多数枚を印字した際にも、画像に白スジが発生することのない耐久性に優れたトナーを、オープンロール型混練機を用いて製造することができる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a toner used for developing a latent image formed in an electrophotographic method, an electrostatic recording method, an electrostatic printing method, or the like.
[0002]
[Prior art]
With the trend toward lower power and smaller size in full-color printers, demands for oil-less fixing of full-color toners are increasing. As a toner capable of oilless fixing, a toner in which a low melting point wax is added to a specific polyester is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-214638, but there is a problem that the fixing property, the color developing property, the durability and the like are deteriorated. In some cases, further improvements are required.
[0003]
Further, from the viewpoint of speeding up, it is desired to improve the durability and fixing property of the toner in a high-speed machine. In particular, the oilless fixing is possible, and the monochrome printing speed of the machine is about 100 mm / sec to 350 mm / sec. Toners that can achieve both durability and fixability in a full-color printer have not been reported yet.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for producing a toner having excellent fixability, color development and durability even when used in a high-speed machine.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have studied the production of an oil-less fixable toner, and as a result, by using an open roll-type kneader, the dispersibility of a release agent, particularly a low melting point wax, has been improved, and further, the glass transition point has been improved. It has been found that the use of polyester having a temperature of 70 ° C. or higher as a binder resin not only improves the durability but also widens the temperature range in which fixation is possible, and has completed the present invention.
[0006]
The present invention is a method for producing a toner having a step of melting and kneading at least a binder resin, a colorant and a release agent using an open roll kneader, wherein the binder resin has a glass transition point of 70 ° C. The present invention relates to a method for producing a toner in which the above polyester is used in an amount of 10 to 50% by weight in all binder resins.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the present invention, by using a polyester having a high glass transition point (hereinafter, referred to as a high Tg polyester) as the binder resin, not only the durability of the toner but also the fixing temperature range can be widened. Furthermore, although it is a hypothesis, by melting and kneading such a polyester using an open roll kneader, a high molecular weight excellent in transparency and color development required for a full-color toner, which is not achieved by a linear polyester, is obtained in the toner. It is presumed that the components can be obtained.
[0008]
The glass transition point of the high Tg polyester is 70C or higher, preferably 70 to 135C, more preferably 70 to 80C. The glass transition point can be adjusted by increasing the concentration of the aromatic compound in the raw material monomer, designing a rigid polyester, or examining the mixing ratio of the crosslinking agent in the raw material monomer, the reaction time, and the like. .
[0009]
The weight average molecular weight of the high Tg polyester is preferably 50,000 or more, more preferably 50,000 to 100,000, from the viewpoint of the durability of the toner and the productivity during the production of the toner.
[0010]
The amount of the high Tg polyester used is 10 to 50% by weight, preferably 30 to 50% by weight, more preferably 30 to 45% by weight, based on the total binder resin, from the viewpoints of toner durability, storability and color reproducibility. % By weight.
[0011]
As a raw material monomer for the high Tg polyester, an alcohol component composed of a divalent or higher valent alcohol and a carboxylic acid component composed of a carboxylic acid compound such as a divalent or higher carboxylic acid, a carboxylic anhydride, and a carboxylic ester are used.
[0012]
As the alcohol component, the formula (I):
[0013]
Embedded image

[0014]
(Wherein, R represents an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, x and y each represent a positive number, and the sum of x and y is 1 to 16). .
[0015]
Examples of the compound represented by the formula (I) include polyoxypropylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane and polyoxyethylene (2.2) -2,2-bis (4 (Hydroxyphenyl) propane and the like, and alkylene oxide (average addition mole number 1 to 16) adduct of bisphenol A and the like. Examples of other alcohol components include dihydric alcohols such as ethylene glycol and propylene glycol, and trihydric or higher alcohol components such as glycerin and pentaerythritol.
[0016]
As the carboxylic acid component, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, fumaric acid, maleic acid, dodecenyl succinic acid, substituted with an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, such as octyl succinic acid. Dicarboxylic acids such as succinic acid, etc., trivalent or higher carboxylic acids such as trimellitic acid and pyromellitic acid, anhydrides of these acids, and alkyl (C1-8) esters.
[0017]
The high Tg polyester can be produced by condensation polymerization of an alcohol component and a carboxylic acid component in an inert gas atmosphere, if necessary, using an esterification catalyst at a temperature of 180 to 250 ° C.
[0018]
The acid value of the high Tg polyester is preferably from 0.5 to 60 mgKOH / g, and the hydroxyl value is preferably from 1 to 60 mgKOH / g from the viewpoints of the dispersibility of the colorant and the chargeability of the toner. The softening point of the polyester is preferably from 80 to 165C.
[0019]
In the present invention, as the binder resin, a polyester resin having a glass transition point of less than 70 ° C., a vinyl-based resin such as a styrene-acrylic resin, an epoxy resin, a polycarbonate, a polyurethane, and two or more resin components are partially chemically. It is preferable to use a resin such as a bonded hybrid resin, and among these, a linear polyester having a glass transition point of less than 70 ° C. is more preferable from the viewpoint of color reproducibility and transparency.
[0020]
Although a linear polyester having a glass transition point of less than 70 ° C. can be produced in the same manner as the high Tg polyester, it is preferable to adjust the concentration of the aromatic compound in the raw material monomer in consideration of the glass transition point. In order to obtain a linear compound, the content of the trivalent or higher carboxylic acid compound is preferably 5 mol% or less in the carboxylic acid component.
[0021]
In the present invention, the hybrid resin may be obtained from two or more kinds of resins as raw materials, or may be obtained from one kind of resin and a raw material monomer of another kind of resin. A resin obtained from a mixture of two or more kinds of resin raw material monomers may be used. However, in order to obtain a hybrid resin efficiently, a resin obtained from a mixture of two or more kinds of resin raw material monomers is preferable.
[0022]
Therefore, as a hybrid resin, by mixing the raw material monomers of two polymerizable resins each having an independent reaction path, preferably a raw material monomer of a polyester and a raw material monomer of a vinyl resin, and allowing the two polymerization reactions to take place. The obtained resin is preferred, and specifically, the hybrid resin described in JP-A-10-08739 is preferred.
[0023]
As the colorant, any of dyes and pigments used as toner colorants can be used, and carbon black, phthalocyanine blue, permanent brown FG, brilliant first scarlet, Pigment Green B, Rhodamine-B base, Solvent Red 49, Solvent Red 146, Solvent Blue 35, Quinacridone, Carmine 6B, Disazo Yellow, and the like. These can be used alone or as a mixture of two or more kinds. It can be used for both toner and full-color toner. The content of the colorant is preferably 1 to 40 parts by weight, more preferably 3 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the binder resin.
[0024]
Examples of the release agent include polypropylene wax, polyethylene wax, synthetic wax such as Fischer-Tropsch, coal-based wax such as montan wax, and wax such as alcohol-based wax, and are not particularly limited. A low melting point release agent containing an acid ester is preferred.
[0025]
Examples of the release agent containing a hydroxy acid ester include natural waxes such as carnauba wax and rice wax, ceryl-ω-hydroxycerotate, and ceryl-ω-hydroxymelosate (Ceryl-ω-). and a synthetic wax containing a hydroxy acid ester such as hydroxymethylislate and myricyl-ω-hydroxymelisate. The content of the hydroxy acid ester in the release agent is preferably 20% by weight or more, more preferably 30% by weight or more, particularly preferably 40% by weight or more, and most preferably 50% by weight or more.
[0026]
The melting point of the releasing agent having a low melting point containing a hydroxy acid ester is preferably from 65 to 110 ° C, more preferably from 70 to 100 ° C, from the viewpoint of storage stability and offset resistance.
[0027]
The content of the release agent containing a hydroxy acid ester is preferably from 5 to 25 parts by weight, more preferably from 7 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the binder resin, from the viewpoint of offset resistance and fixability. It is.
[0028]
The method for producing the toner of the present invention is not particularly limited as long as it has a step of melting and kneading at least a binder resin, a colorant and a release agent using an open roll kneader.
[0029]
The melt-kneading step includes, for example, a binder resin, a colorant, and a release agent, and optionally mixes raw materials with additives as needed using a mixer such as a Henschel mixer, a table feeder, and a subtraction screw. It can be carried out by feeding into an open roll type kneader using a feeder or the like. In addition, it is preferable that the raw material is put into the upper surface of the rolls or the gap between the rolls, which are rotated in opposite directions so that the rolls of the kneader rotate downward between the rolls.
[0030]
The open-roll type kneader used in the present invention is preferably a two-roll type kneader having two rolls having different rotation speeds, and a continuous kneader from the viewpoint of production efficiency and simplification of equipment. Machine.
[0031]
The rotation speed of the roll is preferably 50 to 150 r / min, and more preferably 50 to 100 r / min, for a roll having a higher rotation speed (high rotation roll). Further, it is preferable that the rotation speed of the roll having a lower rotation speed (low rotation roll) is lower than that of the high rotation roll by 10 to 75 r / min, more preferably 10 to 30 r / min.
[0032]
The temperature of the high rotation roll is higher than the softening point of the binder resin and the melting point of the release agent, and the temperature of the low rotation roll is It is preferable that the temperature is adjusted to be lower than either the point or the melting point of the release agent.
[0033]
The temperature of the high rotation roll is preferably higher than any of the softening point of the binder resin and the melting point of the release agent, and more preferably 0 to 80 ° C. higher than any of the higher temperatures. , 0 to 50 ° C higher is particularly preferred. Further, the temperature of the low rotation roll is preferably lower than any of the softening point of the binder resin and the melting point of the release agent, and it is preferably 0 to 80 ° C. lower than the lower one of the temperatures. It is more preferable that the temperature is lower by 40 to 80 ° C.
[0034]
The temperature difference between the high rotation roll and the low rotation roll is preferably from 60 to 150 ° C, more preferably from 80 to 120 ° C. In addition, the temperature of the roll can be adjusted by the temperature of the heat medium passed through the inside of the roll. For each roll, the inside of the roll may be divided into two or more and heat medium having different temperatures may be passed.
[0035]
The two rolls are preferably disposed close to each other, and the gap between the rolls is preferably 0.01 to 5 mm, more preferably 0.05 to 2 mm.
[0036]
The structure, size, material, and the like of the roll are not particularly limited, and the roll surface may be any of a smooth, corrugated, and uneven type.
[0037]
Further, the kneaded material melt-kneaded using an open roll type kneader is subjected to a known pulverized toner production process such as a cooling, pulverization, and classification process to obtain a toner.
[0038]
The volume average particle diameter of the toner obtained by the present invention is preferably 3 to 15 μm. The external additive may be added to the toner surface by stirring and mixing the toner and an external additive such as a fluidity improver such as hydrophobic silica with a high-speed stirrer such as a super mixer or a Henschel mixer.
[0039]
The toner obtained by the method of the present invention is excellent in dispersibility of a release agent and extremely excellent in offset resistance, so that it is suitably used for a printing apparatus having a heat roll fixing device without an oil supply device. can do. Although the sheet speed of such a printing apparatus is not particularly limited, it can be particularly suitably used for a high-speed apparatus having a single-color printing speed of 100 to 350 mm / sec. Here, the oil supply device includes an oil tank, a device having a mechanism for applying oil to the surface of the heat roll quantitatively, and a mechanism for bringing a roll pre-impregnated with oil into contact with the heat roll. And the like.
[0040]
【Example】
(Softening point)
Using a Koka type flow tester (CFT-500D, manufactured by Shimadzu Corporation), the temperature at which half of the resin flows out is taken as the softening point (sample: 1 g, heating rate: 6 ° C./min, load: 1.96 MPa, nozzle) : 1 mmφ × 1 mm).
[0041]
(Glass transition point and melting point)
The measurement is performed at a heating rate of 10 ° C./min using a differential scanning calorimeter (DSC210, manufactured by Seiko Instruments Inc.).
[0042]
(Acid value and hydroxyl value)
It is measured by the method of JIS K0070.
[0043]
Resin production example 1
540 g of polyoxypropylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 215 g of polyoxyethylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 255 g of terephthalic acid, A mixture of 31.5 g of n-dodecenyl succinic anhydride and 4 g of dibutyltin oxide was placed in a four-necked flask equipped with a thermometer, a stainless steel stir bar, a condenser and a nitrogen inlet tube, and heated to 230 ° C. in an electric heating mantle. And reacted under a nitrogen stream. The acid value measured at the time when the water generated by the reaction stopped flowing out was 1.5 mgKOH / g.
Further, 94 g of trimellitic anhydride was added and reacted for 8 hours. When the softening point by the ring and ball method reached 130 ° C., the reaction was terminated to obtain a crosslinked polyester (resin A) as a pale yellow-white solid. . The resin A had a glass transition point of 74 ° C., an acid value of 25 mg KOH / g, a hydroxyl value of 26 mg KOH / g, and a weight average molecular weight of 180,000.
[0044]
Resin production example 2
350 g of polyoxypropylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 975 g of polyoxyethylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 299 g of terephthalic acid, A mixture of 2 g of trimellitic acid and 4 g of dibutyltin oxide was placed in a four-necked flask equipped with a thermometer, a stainless steel stirrer, a condenser and a nitrogen inlet tube, and heated to 230 ° C. in an electric heating mantle under a nitrogen stream. Reacted. When the water generated by the reaction no longer flows out, the pressure in the flask is reduced, and the reaction is carried out until the softening point reaches 110 ° C. in the same manner as in Resin Production Example 1 to obtain a linear polyester (resin B) as a white solid. Got. The resin B had a glass transition point of 64 ° C., an acid value of 6.0 mg KOH / g, and a hydroxyl value of 39 mg KOH / g.
[0045]
Examples 1 and 2, Comparative Examples 1 and 2
Binder resin shown in Table 1, 3.5 parts by weight of blue pigment "ECB-301" (manufactured by Dainichi Seika), release agent "carnauba wax C1" (manufactured by Kato Yoko Co., Ltd., content of hydroxy acid ester: 38) 3 kg of a raw material consisting of 5.0 parts by weight of -40% by weight and a melting point of 79 ° C.) and 1.2 parts by weight of a charge control agent “LR-147” (manufactured by Nippon Carlit Co., Ltd.) was mixed with a Henschel mixer (effective capacity: 10 liters). And premixing was performed for 3 minutes at a blade rotation speed of 2300 rpm.
[0046]
The obtained raw material mixture was supplied to an open roll type continuous kneader “Kneedex” (manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.) using a table feeder and kneaded to obtain a kneaded material. The open-roll type continuous kneader used at this time had a roll outer diameter of 0.14 m and an effective roll length of 0.8 m. The operating conditions were as follows. The number of rotations of the low rotation side roll (post-roll) was 75 rotations / minute, and the gap between the rolls was 0.1 mm. The temperature of the heating and cooling medium in the roll is 150 ° C. on the material input side of the high-speed roll, 130 ° C. on the kneaded material discharge side, 35 ° C. on the low-speed roll material input side, and 35 ° C. on the kneaded material discharge side. Was set to 30 ° C. The feed rate of the raw material mixture was 5 kg / hour, and the average residence time was about 5 minutes.
[0047]
The obtained melt-kneaded product was cooled by a cooling belt, and crushed by a mill having a 2 mmφ screen. Next, the crushed material was pulverized by a collision plate type jet mill, and coarse and fine powders were further removed by a cyclone type air classifier to obtain a powder having a volume average particle size of 8.0 μm. The average particle size of the toner was measured with a Coulter counter.
[0048]
To 100 parts by weight of the obtained powder, 2 parts by weight of hydrophobic silica "R-972" (manufactured by Cabot) were mixed with a Henschel mixer to obtain a cyan toner.
[0049]
Comparative Example 3
In the same manner as in Example 1 except that melt kneading was performed using a twin-screw continuous kneader “PCM-30” (manufactured by Ikegai Co., Ltd.) instead of the open roll type continuous kneader, A cyan toner was obtained. In addition, the cylinder temperature of the kneader was set to 80 ° C., and the number of rotations was set to 200 rotations / minute. The feed rate of the raw material mixture was 5 kg / hour, and the average residence time was about 1 minute.
[0050]
Test example 1
"Microline 3010c" (manufactured by Oki Electric Co., Ltd.) was modified to print 32 sheets per minute, and the toner was mounted on the device. The toner adhesion amount on the paper was changed to 1.3 mg / cm while changing the fixing temperature. ^An image was formed by setting development conditions so as to be ^2, and the feasible temperature range was examined. Here, the fixable temperature range refers to the temperature from the cold offset disappearance temperature to the hot offset occurrence temperature or the temperature until the paper is wound around the fixing device. The color development of the image obtained in the fixable area was evaluated by placing a small amount of toner on a slide glass and heating it for 3 minutes on a hot plate at 200 ° C., and then observing the dispersibility of the colorant with a microscope. did. Table 1 shows the results.
[0051]
[Evaluation criteria for color development]
A: The coloring agent is uniformly dispersed.
：: Dispersion of the colorant is rather poor, but there is no problem in practical use.
×: Dispersion of colorant is poor.
[0052]
Test example 2
Using the same apparatus as in Test Example 1, after printing 10,000 images at a printing rate of 5%, a solid image was printed, and the occurrence of white streaks on the image and the solid followability were visually observed. , And durability. Table 1 shows the results.
[0053]
[Evaluation criteria for solid followability]
◎: good with no scum
○: There is a slight blur.
×: There is a thread.
[0054]
[Table 1]

[0055]
From the above results, the toners obtained in Examples 1 and 2 have a wide fixable area, are excellent in color development, and can provide high-quality images in which generation of white streaks and deterioration of solid followability are not observed. I understand that there is. On the other hand, the decrease in color development in Comparative Example 1 was due to the fact that the polyester having a high glass transition point was used in an excessive amount, so that transparency and appropriate glossiness were not maintained. The narrow fixable area and reduced durability are presumed to be because the amount of polyester with a high glass transition point was too small and the effect of improving the dispersibility of the charge control agent was not exhibited. Is done. Further, from the comparison between Example 1 and Comparative Example 3, it can be seen that the dispersibility of the colorant and the release agent is improved by using the open roll kneader.
[0056]
【The invention's effect】
According to the present invention, even when used in a high-speed machine, a toner having excellent fixing properties and coloring properties, and having excellent durability without causing white stripes on an image even when printing a large number of sheets. Can be manufactured using an open roll type kneader.

Claims (5)

少なくとも結着樹脂、着色剤及び離型剤をオープンロール型混練機を用いて溶融混練する工程を有するトナーの製造方法であって、前記結着樹脂として、ガラス転移点が７０℃以上のポリエステルを、全結着樹脂中、１０〜５０重量％用いるトナーの製造方法。A method for producing a toner, comprising a step of melt-kneading at least a binder resin, a colorant and a release agent using an open roll-type kneader, wherein a polyester having a glass transition point of 70 ° C or more is used as the binder resin. And a method for producing a toner used in an amount of 10 to 50% by weight in all binder resins. 離型剤として、ヒドロキシ酸エステルを含有してなる離型剤を用いる請求項１記載の製造方法。The method according to claim 1, wherein a release agent containing a hydroxy acid ester is used as the release agent. ガラス転移点が７０℃以上のポリエステルの重量平均分子量が５万以上である請求項１又は２記載の製造方法。The method according to claim 1 or 2, wherein the polyester having a glass transition point of 70 ° C or more has a weight average molecular weight of 50,000 or more. さらに、結着樹脂としてガラス転移点が７０℃未満の線型ポリエステルを用いる請求項１〜３いずれか記載の製造方法。The method according to claim 1, further comprising using a linear polyester having a glass transition point of less than 70 ° C. as the binder resin. オープンロール型混練機が回転速度の異なる２本のロールを有する二本ロール型混練機であり、回転速度が速い方のロールの温度は結着樹脂の軟化点及び離型剤の融点のいずれの温度よりも高く、回転速度が遅い方のロールの温度は結着樹脂の軟化点及び離型剤の融点のいずれの温度よりも低く調整されている請求項１〜４いずれか記載の製造方法。The open roll type kneader is a two-roll type kneader having two rolls having different rotation speeds, and the temperature of the roll having the higher rotation speed is determined by either the softening point of the binder resin or the melting point of the release agent. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the temperature of the roll having a higher rotation temperature and a lower rotation speed is adjusted to be lower than any of the softening point of the binder resin and the melting point of the release agent.