JP2007279596A - Toner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真法、静電印刷法、及びトナージェット法の如き画像形成方法に用いられるトナーに関するものである。 The present invention relates to a toner used in an image forming method such as an electrophotographic method, an electrostatic printing method, and a toner jet method.
従来、トナー用結着樹脂としてはポリエステル樹脂等の縮重合樹脂、及びスチレン系樹脂などのビニル系樹脂が主に使用されている。ポリエステル樹脂は定着性に優れた性能を有しているが、高分子量化が難しく、高温でのオフセット現象を発生しやすいという欠点を併せ持っている。
この欠点を補うために、ポリエステル樹脂に架橋成分を含有させて樹脂の溶融粘度を上げ、高温オフセットの改良を行おうとすると、定着性を損なうばかりでなく、トナー製造時の粉砕性も悪化してしまう。
Conventionally, polycondensation resins such as polyester resins and vinyl resins such as styrene resins are mainly used as toner binder resins. Polyester resins have excellent fixing properties, but they also have the disadvantages that it is difficult to increase the molecular weight and that an offset phenomenon is likely to occur at high temperatures.
In order to make up for this defect, if the polyester resin contains a cross-linking component to increase the melt viscosity of the resin and attempt to improve the high temperature offset, not only the fixability is impaired, but the grindability at the time of toner production also deteriorates. End up.
一方、スチレン系樹脂などのビニル系樹脂は、トナー製造時の粉砕性に優れており、高分子量化が容易なため、高温オフセット性には優れているが、定着性を向上させるために低分子量化や低Tg(ガラス転移温度)化を行うと、ブロッキング性や現像性が悪化する傾向がある。
これら2種類の樹脂の長所を有効に生かし、欠点を補うためにこれらの樹脂を混合して使用する方法もいくつか検討されている。
On the other hand, vinyl resins such as styrene resins are excellent in pulverization properties during toner production and easy to increase in molecular weight, and thus excellent in high-temperature offset properties, but have low molecular weight in order to improve fixability. When the temperature is lowered or the glass transition temperature is lowered, the blocking property and the developing property tend to deteriorate.
In order to make effective use of the advantages of these two types of resins and to make up for the drawbacks, several methods of mixing and using these resins have been studied.
特許文献1には、ポリエステル樹脂とビニル系樹脂を混合した樹脂を含有してなるトナーが開示されている。しかしながら、ポリエステル樹脂とビニル系樹脂は本質的に相溶性が悪く、トナーに添加される着色剤やワックスなどの分散性が不十分なものとなるため、現像性に問題を生じやすくなる。 Patent Document 1 discloses a toner containing a resin obtained by mixing a polyester resin and a vinyl resin. However, the polyester resin and the vinyl resin are inherently poorly compatible, and the dispersibility of the colorant or wax added to the toner becomes insufficient.
特許文献2には、反応性ポリエステル樹脂の存在下でビニル系単量体を重合して得られる重合体を含有することを特徴とするトナーが開示されているが、ビニル系単量体に対してポリエステル樹脂の含有量が少なく、定着性改良の効果が小さい。 Patent Document 2 discloses a toner containing a polymer obtained by polymerizing a vinyl monomer in the presence of a reactive polyester resin. Therefore, the polyester resin content is small and the effect of improving the fixing property is small.
特許文献3には、飽和ポリエステル樹脂の存在下でスチレンアクリル系単量体を重合して得られる重合体を含有することを特徴とするトナーが開示されている。しかし、より優れた定着性、高温オフセット性を得るには、結着樹脂の分子量分布を制御することが不可欠であり、ポリエステル樹脂の存在下でスチレンアクリル系単量体を重合するだけでは不十分である。 Patent Document 3 discloses a toner characterized by containing a polymer obtained by polymerizing a styrene acrylic monomer in the presence of a saturated polyester resin. However, in order to obtain better fixing properties and high-temperature offset properties, it is essential to control the molecular weight distribution of the binder resin, and it is not sufficient to polymerize styrene acrylic monomers in the presence of polyester resin. It is.
特許文献4には、不飽和ポリエステル樹脂の存在下でスチレンアクリル系単量体を重合して得られる重合体を含有することを特徴とするトナーが開示されている。しかし、ビニル系単量体に対してポリエステル樹脂の含有量が99.5:0.5〜91:9と少なく、定着性改良の効果が小さい。 Patent Document 4 discloses a toner characterized by containing a polymer obtained by polymerizing a styrene acrylic monomer in the presence of an unsaturated polyester resin. However, the content of the polyester resin with respect to the vinyl monomer is as small as 99.5: 0.5 to 91: 9, and the effect of improving the fixing property is small.
特許文献5には、不飽和ポリエステル樹脂にビニル系モノマーをグラフト重合して得られる、重量平均分子量が8,000〜20,000、100℃における溶融粘度が104〜106ポアズ、ガラス転移温度が50〜75℃であるグラフトポリマーを結着樹脂として用いるトナーについて開示されている。しかし、更なる定着性、高温オフセット性の向上には、トナーの分子量分布をより精密に制御する必要がある。 Patent Document 5 discloses that a weight-average molecular weight obtained by graft polymerization of an unsaturated polyester resin with a vinyl monomer is 8,000 to 20,000, a melt viscosity at 100 ° C. is 10 4 to 10 6 poise, and a glass transition temperature. A toner using a graft polymer having a temperature of 50 to 75 ° C. as a binder resin is disclosed. However, in order to further improve the fixing property and high temperature offset property, it is necessary to control the molecular weight distribution of the toner more precisely.
特許文献6には、酸価含有スチレン系樹脂とポリエステル樹脂をエステル化した重合体
を含むことを特徴とするトナーが開示されている。これらの方法では、ポリエステル樹脂とビニル系共重合体の相溶性は向上するものの、ゲル成分の含有量や、ゲル成分中に含まれるビニル系樹脂成分の分子量を制御していない為、定着性と高温オフセット性をより高度なレベルで満足させるには問題がある。
Patent Document 6 discloses a toner including a polymer obtained by esterifying an acid value-containing styrene resin and a polyester resin. In these methods, although the compatibility between the polyester resin and the vinyl copolymer is improved, the content of the gel component and the molecular weight of the vinyl resin component contained in the gel component are not controlled. There is a problem in satisfying the high temperature offset property at a higher level.
特許文献7には、重量平均分子量(Mw)が5,000〜200,000、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)の比が3〜50である非線状ポリエステルと、ビニル系ポリマーとを反応させることで得られる電子写真用トナーバインダーが開示されている。この方法では、ビニル系ポリマーとポリエステルポリマーをエステル反応によってハイブリッド化するため、ハイブリッド化率を高める為には高い温度で反応を行う必要があり、ビニル系ポリマーが熱で分解してしまう可能性がある。ビニル系ポリマーが分解しない温度ではエステル反応が充分に進まない為、ハイブリッド化が充分に行われにくく、定着性、耐高温オフセット性、現像性を満足させることが出来ない。このように、結着樹脂には更なる現像性、定着性と高温オフセット性の向上が求められており、より優れた結着樹脂の開発が切望されている。 Patent Document 7 discloses a non-linear polyester having a weight average molecular weight (Mw) of 5,000 to 200,000 and a weight average molecular weight (Mw) / number average molecular weight (Mn) ratio of 3 to 50; An electrophotographic toner binder obtained by reacting with a polymer is disclosed. In this method, since the vinyl polymer and the polyester polymer are hybridized by an ester reaction, it is necessary to perform the reaction at a high temperature in order to increase the hybridization rate, and the vinyl polymer may be decomposed by heat. is there. Since the ester reaction does not proceed sufficiently at a temperature at which the vinyl polymer does not decompose, it is difficult to achieve sufficient hybridization, and the fixing property, high temperature offset resistance, and developability cannot be satisfied. Thus, the binder resin is required to further improve developability, fixability and high temperature offset property, and development of a better binder resin is eagerly desired.
一方で、より一層のトナーの定着性と離型性の向上のために、二種類のワックス成分をトナーに含むことが提案されている(例えば、特許文献8〜10参照。)。
しかしながら、これらの離型剤を使ったトナーでは確かに低温定着性と耐高温オフセット性の幅は拡大するものの、各々のワックス成分をトナー中に均一に分散させることが困難であった。ワックスの分散性が不十分であるとトナー粒子の帯電量が不均一となりやすく、尾引きの悪化を起こす場合がある。
ワックスの分散性を向上させるという観点から、特許文献11及び12では特定の水酸基価のポリエステル樹脂及び離型剤を特定の割合で用いたトナーが開示されている。また、フィッシャートロプシュワックスに極性基を持たせることや、所定のアルコール系ワックスを含有させて低温定着性、定着強度及び結着樹脂との相溶性の向上が提案されている(例えば、特許文献13〜15参照。)。
これらのトナーには低温定着性・耐オフセット性に優れた効果が得られることは事実であるが、特に近年、微粒子化が進んでいるトナーにおいてはワックスの分散性が十分でないという問題がある。
However, although the range of low-temperature fixability and high-temperature offset resistance certainly increases with toners using these release agents, it is difficult to uniformly disperse each wax component in the toner. If the dispersibility of the wax is insufficient, the charge amount of the toner particles tends to be non-uniform, and tailing may be deteriorated.
From the viewpoint of improving the dispersibility of the wax, Patent Documents 11 and 12 disclose a toner using a polyester resin having a specific hydroxyl value and a release agent in a specific ratio. In addition, it has been proposed to improve the low-temperature fixability, fixing strength, and compatibility with the binder resin by providing a Fischer-Tropsch wax with a polar group or containing a predetermined alcohol wax (for example, Patent Document 13). To 15).
Although it is true that these toners are excellent in low-temperature fixability and offset resistance, there is a problem that the dispersibility of the wax is not sufficient particularly in toners that are becoming finer in recent years.
本発明の目的は、定着性、高温オフセット性及びブロッキング性に優れ、かつ現像性に優れ、尾引きを起こさないトナーを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a toner that is excellent in fixing property, high temperature offset property and blocking property, is excellent in developability, and does not cause tailing.
本発明は、少なくとも結着樹脂、ワックス及び着色剤を含有するトナーであって、上記結着樹脂は、ポリエステル系樹脂成分を結着樹脂全量に対して50〜95質量%含有し、且つ、ポリエステル系樹脂成分とビニル系樹脂成分とが化学的に結合したハイブリッド樹脂を含有しており、上記トナーは、結着樹脂由来のテトラヒドロフラン(THF)不溶分を3〜50質量%と、上記ワックスとして、水酸基価(WHv)が5〜150mgKOH/gであるワックスとを含有し、上記THF不溶分はハイブリッド樹脂を含有し、上記THF不溶分を加水分解した際の、残留物中に含まれるビニル系樹脂成分が、分子量5万〜50万の範囲にメインピークを持つことを特徴とするトナーに関する。 The present invention is a toner containing at least a binder resin, a wax, and a colorant, wherein the binder resin contains 50 to 95% by mass of a polyester-based resin component with respect to the total amount of the binder resin. The resin contains a hybrid resin in which a vinyl resin component and a vinyl resin component are chemically bonded, and the toner contains 3 to 50% by mass of tetrahydrofuran (THF) insoluble matter derived from a binder resin, And a wax having a hydroxyl value (WHv) of 5 to 150 mgKOH / g, the THF-insoluble matter contains a hybrid resin, and the vinyl-based resin contained in the residue when the THF-insoluble matter is hydrolyzed The present invention relates to a toner wherein the component has a main peak in the molecular weight range of 50,000 to 500,000.
本発明によれば定着性、高温オフセット性及びブロッキング性に優れ、かつ現像性に優れ、尾引きを起こさないトナー得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a toner that is excellent in fixing property, high-temperature offset property and blocking property, is excellent in developability, and does not cause tailing.
本発明者らは、上記のようなポリエステル樹脂成分とビニル系樹脂成分を組み合わせたハイブリッド樹脂を用い、テトラヒドロフラン不溶分(ゲル成分)を加水分解した際の残留物に含まれるビニル系樹脂成分の分子量分布を制御することで、ポリエステル樹脂成分の定着性と、ビニル系樹脂成分の耐高温オフセット性という、両者の優れた性能を良好に発揮できる構成を見出した。 The present inventors use a hybrid resin in which a polyester resin component and a vinyl resin component as described above are combined, and the molecular weight of the vinyl resin component contained in the residue when hydrolyzing tetrahydrofuran-insoluble matter (gel component). By controlling the distribution, the present inventors have found a configuration capable of satisfactorily exhibiting the excellent performance of both the fixing property of the polyester resin component and the high temperature offset resistance of the vinyl resin component.
本発明に用いられるトナーに含まれる結着樹脂は、良好な定着性を確保する為に、少なくともポリエステル系樹脂成分を結着樹脂全量に対して50〜95質量%含有する必要がある。ポリエステル系樹脂成分の含有量が結着樹脂全量に対して50質量%未満であると、充分な定着性が得られない。ポリエステル系樹脂成分の含有量が結着樹脂全量に対して95質量%よりも多くなると、高温オフセット性を満足させることが出来ない。本発明におけるポリエステル系樹脂成分の含有量とは、ポリエステル樹脂として存在するもの、ハイブリッド樹脂等の中に存在するポリエステル系樹脂成分を合わせたものである。 The binder resin contained in the toner used in the present invention needs to contain at least a polyester-based resin component in an amount of 50 to 95% by mass with respect to the total amount of the binder resin in order to ensure good fixability. When the content of the polyester-based resin component is less than 50% by mass with respect to the total amount of the binder resin, sufficient fixability cannot be obtained. When the content of the polyester resin component is more than 95% by mass with respect to the total amount of the binder resin, the high temperature offset property cannot be satisfied. The content of the polyester-based resin component in the present invention is a combination of the polyester-based resin component present in the polyester resin or the hybrid resin.
また、本発明のトナーは、結着樹脂由来のテトラヒドロフラン不溶分(ゲル成分)を3〜50質量%(好ましくは5〜40質量%、より好ましくは5〜30質量%)含有し、さらにこのようなゲル成分中にポリエステル系樹脂成分とビニル系樹脂成分の反応生成物であるハイブリッド樹脂を含有することを特徴とする。テトラヒドロフラン不溶分が3質量%未満であると、高温オフセットを満足させることが出来ない。テトラヒドロフラン不溶分が50質量%より多いと、着色剤などの材料をトナー中に均一に分散させることが難しくなり、トナーの帯電性が悪化し、カブリや画像濃度の低下が起こる。 In addition, the toner of the present invention contains 3 to 50% by mass (preferably 5 to 40% by mass, more preferably 5 to 30% by mass) of a tetrahydrofuran-insoluble component (gel component) derived from the binder resin. The gel component contains a hybrid resin which is a reaction product of a polyester resin component and a vinyl resin component. If the tetrahydrofuran insoluble content is less than 3% by mass, the high temperature offset cannot be satisfied. When the tetrahydrofuran insoluble content is more than 50% by mass, it becomes difficult to uniformly disperse a material such as a colorant in the toner, the chargeability of the toner deteriorates, and fogging and image density decrease occur.
ハイブリッド樹脂は同一分子内にポリエステル樹脂の組成とビニル系樹脂の組成の両方を持つ為に、ポリエステル樹脂成分に混ざり易い原材料(例えば親水性の高い磁性体などの着色剤)とビニル系樹脂に混ざり易い原材料(例えば極性の低いワックス成分など)の分散性を同時に向上させる働きをもっている。 Since hybrid resin has both polyester resin composition and vinyl resin composition in the same molecule, it mixes with raw materials that are easily mixed with polyester resin components (for example, coloring agents such as highly hydrophilic magnetic substances) and vinyl resin. It has the function of simultaneously improving the dispersibility of easy-to-use raw materials (for example, wax components with low polarity).
特に、テトラヒドロフラン不溶分(ゲル成分)中にハイブリッド樹脂を含有させることによりトナー中でワックスがゲル成分の近傍に存在しやすくなる為、定着時にワックス成分が溶融することでゲル成分を軟化させやすくなり、トナーのシャープメルト性が高くなり、定着性が大幅に向上する。さらに、ゲル成分中にハイブリッド樹脂を含有させることで、本来ゲル成分中には入り込みにくい磁性体などの着色剤をゲル成分中に取り込みやすくするため、材料の均一分散性が向上してトナーの帯電性が安定し、現像性や画質が向上する。 In particular, the inclusion of a hybrid resin in the tetrahydrofuran-insoluble component (gel component) makes it easier for the wax to be present in the vicinity of the gel component in the toner. The sharp melt property of the toner is increased, and the fixing property is greatly improved. In addition, the inclusion of a hybrid resin in the gel component facilitates the incorporation of a colorant such as a magnetic substance that is not likely to enter the gel component into the gel component. Stability is improved, and developability and image quality are improved.
また、結着樹脂由来のテトラヒドロフラン不溶分中に含まれるポリエステル系樹脂成分を加水分解し、残留物として得られるビニル系樹脂成分のTHF可溶分が、分子量5万〜50万(好ましくは5万〜30万、より好ましくは5万〜20万)の範囲にメインピークを有すると、分子量の大きいビニル系樹脂成分にポリエステル系樹脂成分がハイブリッド化されることで、分子量が大きく、架橋点間分子量の大きいゲル構造を得ることが可能になる。 Further, the polyester resin component contained in the tetrahydrofuran insoluble component derived from the binder resin is hydrolyzed, and the THF soluble component of the vinyl resin component obtained as a residue has a molecular weight of 50,000 to 500,000 (preferably 50,000). To 300,000, more preferably 50,000 to 200,000), the polyester resin component is hybridized to the vinyl resin component having a high molecular weight, resulting in a large molecular weight and a molecular weight between cross-linking points. It is possible to obtain a large gel structure.
このようなテトラヒドロフラン不溶分を含有するトナーは、定着時に少ない熱量でもゲル成分であるテトラヒドロフラン不溶分が分子運動をしやすくなり、架橋点間分子量が小さいゲル成分を含有する場合と比較して結着樹脂が熱で軟化しやすくなるため、定着性が向上する。さらに、このようなゲル成分は、高温でも高い粘度を維持することが可能になり、高温オフセット性を改良することができる。また、少量のゲル成分でも高温オフセット性を維持できる為に、低分子量成分を多く含有させることが出来、更に定着性を改良することも可能となる。 A toner containing such a tetrahydrofuran-insoluble component makes the tetrahydrofuran-insoluble component, which is a gel component, easy to move even with a small amount of heat at the time of fixing, and is bound compared to a case where a gel component having a low molecular weight between crosslinks is contained. Since the resin is easily softened by heat, fixability is improved. Further, such a gel component can maintain a high viscosity even at a high temperature, and can improve the high temperature offset property. In addition, since a high temperature offset property can be maintained even with a small amount of gel component, a large amount of low molecular weight components can be contained, and the fixability can be further improved.
結着樹脂由来のテトラヒドロフラン不溶分中に含まれるポリエステル系樹脂成分を加水分解し、残留物として得られるビニル系樹脂成分のTHF可溶分のメインピーク分子量が5万未満であると、ゲル成分が硬くなりやすく、定着性が悪化する。また、架橋点間分子量が小さくなるので、ゲル成分に柔軟性がなくなり、トナー化の混練時の剪断力でゲル成分が切れやすくなり、高温オフセット性が悪化する。メインピーク分子量が50万より大きいと、ゲル成分をトナー中に均一に分散させることが難しくなり、現像性が悪化する。 When the polyester resin component contained in the tetrahydrofuran-insoluble component derived from the binder resin is hydrolyzed and the main peak molecular weight of the THF-soluble component of the vinyl resin component obtained as a residue is less than 50,000, the gel component is It tends to become hard and the fixability deteriorates. Further, since the molecular weight between the crosslinking points is small, the gel component is not flexible, the gel component is easily cut by the shearing force at the time of kneading to toner, and the high temperature offset property is deteriorated. When the main peak molecular weight is larger than 500,000, it becomes difficult to uniformly disperse the gel component in the toner, and developability deteriorates.
結着樹脂由来のテトラヒドロフラン不溶分中に含まれるポリエステル系樹脂成分を加水分解し、残留物として得られるビニル系樹脂成分のTHF可溶分の分子量分布は、以下のような手順で測定できる。 The molecular weight distribution of the THF-soluble component of the vinyl resin component obtained by hydrolyzing the polyester resin component contained in the tetrahydrofuran-insoluble component derived from the binder resin can be measured by the following procedure.
まず、トナーから結着樹脂由来のテトラヒドロフラン不溶分を取り出し、このテトラヒドロフラン不溶分をアルカリ性水溶液中で加熱し、ポリエステル系樹脂成分を加水分解して取り除く。ビニル系樹脂成分は加水分解されずに樹脂成分として残留するため、残留物をTHFで抽出してGPCにより分子量分布を測定する。具体的な測定法を以下に示す。 First, the tetrahydrofuran-insoluble matter derived from the binder resin is taken out from the toner, and the tetrahydrofuran-insoluble matter is heated in an alkaline aqueous solution to hydrolyze and remove the polyester resin component. Since the vinyl resin component remains as a resin component without being hydrolyzed, the residue is extracted with THF and the molecular weight distribution is measured by GPC. A specific measurement method is shown below.
(1)テトラヒドロフラン不溶分の分離
トナーを秤量し、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。溶媒としてテトラヒドロフラン200mlを用いて、テトラヒドロフラン可溶分を16時間抽出する。このとき、テトラヒドロフラ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、円筒ろ紙を取り出し、円筒ろ紙上のトナーのテトラヒドロフラン不溶分を採取する。
トナーが磁性体を含有する磁性トナーの場合、この採取したテトラヒドロフラン不溶分をビーカーに入れ、テトラヒドロフランを加えて充分に分散させた後、ビーカー底部に磁石を近づけて磁性体をビーカー底部に沈殿、固定させる。この状態でテトラヒドロフランとテトラヒドロフランに分散されたゲル成分を別の容器に移し替えることで磁性体を取り除き、テトラヒドロフランをエバポレートすることで、結着樹脂由来のテトラヒドロフラン不溶分を分離する。
(2)加水分解によるビニル系樹脂成分の分離
得られた結着樹脂由来のテトラヒドロフラン不溶分を2molのNaOH水溶液に1質量%の濃度で分散させ、耐圧容器、150℃、24時間の条件でポリエステル系樹脂成分を加水分解する。この加水分解液から以下の手順でビニル系樹脂成分を分離する。
i)加水分解液をメンブランフィルターを用いて吸引ろ過して残留物であるビニル系樹脂成分を分離した。これにより、ポリエステル系樹脂成分の分解物であるモノマー成分を
ろ液中に除去する。
ii)残留物であるビニル系樹脂成分は、ビニル系樹脂成分に含まれるアクリル酸エステル成分が加水分解することでナトリウム塩となっている為、残留物を水中に分散し、塩酸を加えてpH=2に調整し、ビニル系樹脂成分に含まれるアクリル酸エステル成分が加水分解することにより生じたCOO−基をプロトン化した後、メンブランフィルターでろ過分離した。
(3)ビニル系樹脂成分のGPC測定
加水分解により分離したテトラヒドロフラン不溶分中に含まれるビニル系樹脂成分をテトラヒドロフランに溶解し、GPCにより分子量分布の測定を実施する。
(1) Separation of tetrahydrofuran-insoluble matter The toner is weighed and placed in a cylindrical filter paper (for example, No. 86R size 28 × 10 mm, manufactured by Toyo Filter Paper Co., Ltd.) and applied to a Soxhlet extractor. Using 200 ml of tetrahydrofuran as a solvent, the tetrahydrofuran solubles are extracted for 16 hours. At this time, extraction is performed at a reflux rate such that the extraction cycle of tetrahydrofuran is about once every 4 to 5 minutes. After completion of the extraction, the cylindrical filter paper is taken out, and the tetrahydrofuran-insoluble content of the toner on the cylindrical filter paper is collected.
When the toner is a magnetic toner containing a magnetic material, the collected tetrahydrofuran-insoluble matter is put in a beaker, and tetrahydrofuran is added and dispersed sufficiently. Then, the magnet is brought close to the bottom of the beaker and the magnetic material is precipitated and fixed on the bottom of the beaker. Let In this state, the gel component dispersed in tetrahydrofuran and tetrahydrofuran is transferred to another container to remove the magnetic material, and tetrahydrofuran is evaporated to separate the tetrahydrofuran-insoluble matter derived from the binder resin.
(2) Separation of vinyl-based resin component by hydrolysis The tetrahydrofuran-insoluble matter derived from the resulting binder resin was dispersed in a 2 mol NaOH aqueous solution at a concentration of 1% by mass, and the polyester was obtained under the conditions of a pressure vessel, 150 ° C. and 24 hours. Hydrolyzes the resin component. The vinyl resin component is separated from this hydrolyzed solution by the following procedure.
i) The hydrolyzate was suction filtered using a membrane filter to separate the vinyl resin component as a residue. Thereby, the monomer component which is a decomposition product of the polyester resin component is removed in the filtrate.
ii) Since the vinyl resin component as a residue is a sodium salt due to hydrolysis of the acrylic acid ester component contained in the vinyl resin component, the residue is dispersed in water, and hydrochloric acid is added to adjust the pH. The COO group produced by hydrolysis of the acrylic ester component contained in the vinyl resin component was protonated, and then filtered and separated with a membrane filter.
(3) GPC measurement of vinyl resin component The vinyl resin component contained in the tetrahydrofuran insoluble matter separated by hydrolysis is dissolved in tetrahydrofuran, and the molecular weight distribution is measured by GPC.
また、本発明のトナーは、トナーのTHF可溶分のGPC分子量分布において、分子量2千〜3万(好ましくは3千〜2万、より好ましくは5千〜1万)の範囲にメインピークを有し、分子量4万〜100万の範囲の成分を3〜30面積%(好ましくは5〜25面積%、より好ましくは5〜20面積%)含有することが好ましい。トナーのTHF可溶分の分子量分布において、低分子量域にメインピークを有し、高分子量域の成分を一定量含有し、さらには前述したようなゲル成分を持たせることで、高いレベルの定着性と高温オフセット性を維持しながら、長期の使用にわたり安定した現像性(高耐久性)を与えることが可能になる。 The toner of the present invention has a main peak in the molecular weight distribution of 2,000 to 30,000 (preferably 3,000 to 20,000, more preferably 5,000 to 10,000) in the GPC molecular weight distribution of the THF soluble content of the toner. And containing 3 to 30 area% (preferably 5 to 25 area%, more preferably 5 to 20 area%) of a component having a molecular weight in the range of 40,000 to 1,000,000. In the molecular weight distribution of the THF soluble matter of the toner, it has a main peak in the low molecular weight region, contains a certain amount of components in the high molecular weight region, and further has a gel component as described above, thereby fixing at a high level. It is possible to provide stable developability (high durability) over a long period of use while maintaining the property and the high temperature offset property.
本発明の特徴である、架橋点間分子量の大きいハイブリッド樹脂成分は、2千〜3万にピーク分子量を持つような低分子量成分を架橋構造内に取り込みやすいため、ゲル成分が熱による溶融をしやすくなり、定着性が向上する。また、分子量4万〜100万の範囲の高分子量成分が、低分子量成分とゲル成分の混合性を高める為、高温オフセット性を向上させる。また、ゲル成分がトナー中に均一に混合されることでトナー製造時の粉砕性が向上し、粉砕時に発生する超微粉や粗大粉が大幅に少なくなる。その結果、トナーの帯電を阻害する因子が減少し、優れた現像耐久性を持たせることが可能になる。 The hybrid resin component having a large molecular weight between crosslinking points, which is a feature of the present invention, easily incorporates a low molecular weight component having a peak molecular weight of 2,000 to 30,000 into the crosslinked structure, so that the gel component is melted by heat. It becomes easy and fixing property improves. Moreover, since the high molecular weight component having a molecular weight in the range of 40,000 to 1,000,000 improves the mixing property of the low molecular weight component and the gel component, the high temperature offset property is improved. In addition, since the gel component is uniformly mixed in the toner, the pulverization property at the time of toner production is improved, and the ultrafine powder and coarse powder generated during the pulverization are greatly reduced. As a result, the factor that inhibits charging of the toner is reduced, and excellent development durability can be provided.
メインピークが分子量2千未満であると、トナーの保存性や現像性が悪化しやすく、3万より大きいと、定着性が悪化しやすい。 When the main peak has a molecular weight of less than 2,000, the storability and developability of the toner tend to deteriorate, and when it exceeds 30,000, the fixability tends to deteriorate.
分子量4万〜100万の範囲の成分が3面積%未満であると、ゲル成分の均一混合性が低下しやすく、粉砕時に超微粉や粗大粉が発生しやすくなり、現像耐久性が悪化しやすい。分子量4万〜100万の範囲の成分が30面積%より多いと、トナー粘度が高くなりすぎて定着性が悪化しやすい。 When the component having a molecular weight in the range of 40,000 to 1,000,000 is less than 3% by area, the uniform mixing property of the gel component is liable to be lowered, and ultrafine powder and coarse powder are liable to be generated during pulverization, and the development durability is liable to deteriorate. . If the component having a molecular weight in the range of 40,000 to 1,000,000 is more than 30% by area, the toner viscosity becomes too high and the fixability tends to deteriorate.
本発明で用いられる結着樹脂は、ハイブリッド樹脂単独で用いることも可能であるが、少なくともハイブリッド樹脂を含有していれば、他の樹脂成分を含有する混合物であっても良い。 The binder resin used in the present invention can be used alone as a hybrid resin, but may be a mixture containing other resin components as long as it contains at least a hybrid resin.
例えば、ハイブリッド樹脂とビニル系樹脂との混合物、又はハイブリッド樹脂とポリエステル樹脂との混合物、又はポリエステル樹脂とハイブリッド樹脂とビニル系樹脂の混合物などが挙げられる。 For example, a mixture of a hybrid resin and a vinyl resin, a mixture of a hybrid resin and a polyester resin, a mixture of a polyester resin, a hybrid resin, and a vinyl resin, or the like can be given.
ハイブリッド樹脂は、ポリエステル樹脂成分と(メタ)アクリル酸エステルの如きカルボン酸エステル基を有するモノマー成分を重合したビニル系重合体成分とがエステル交換反応によって形成されるもの、ポリエステル樹脂成分と(メタ)アクリル酸の如きカルボン酸基を有するモノマー成分を重合したビニル系重合体成分とがエステル化反応によって形成されるもの、あるいはフマル酸のような不飽和基を持つモノマーを用いて重合された不飽和ポリエステル樹脂成分の存在下でビニル系モノマーを重合して形成されるものなどがある。 The hybrid resin is formed by a transesterification reaction between a polyester resin component and a vinyl polymer component obtained by polymerizing a monomer component having a carboxylic acid ester group such as (meth) acrylic acid ester, and a polyester resin component and (meth). Unsaturation produced by esterification reaction with a vinyl polymer component obtained by polymerizing a monomer component having a carboxylic acid group such as acrylic acid, or a monomer having an unsaturated group such as fumaric acid There are those formed by polymerizing vinyl monomers in the presence of a polyester resin component.
ハイブリッド樹脂は、ビニル系樹脂成分及び/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有させ、それらを反応させることによって得ることができる。ポリエステル樹脂成分を構成するモノマーのうち、ビニル系樹脂成分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、イタコン酸の如き不飽和ジカルボン酸又はその無水物などが挙げられる。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、カルボキシル基又はヒドロキシ基を有するものや、(メタ)アクリル酸もしくは(メタ)アクリル酸エステル類が挙げられる。 The hybrid resin can be obtained by containing a monomer component capable of reacting with both resin components in a vinyl resin component and / or a polyester resin component and reacting them. Among the monomers constituting the polyester resin component, those capable of reacting with the vinyl resin component 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 resin component, those capable of reacting with the polyester resin component include those having a carboxyl group or a hydroxy group, and (meth) acrylic acid or (meth) acrylic acid esters.
本発明で用いられるハイブリッド樹脂の調製が可能な製造方法としては、例えば、以下の(1)〜(5)に示す製造方法を挙げることができる。 As a manufacturing method which can prepare the hybrid resin used by this invention, the manufacturing method shown to the following (1)-(5) can be mentioned, for example.
(1)ハイブリッド樹脂成分は、ビニル系樹脂成分とポリエステル樹脂成分を別々に製造後、少量の有機溶剤に溶解・膨潤させ、エステル化触媒及びアルコールを添加し、加熱することによりエステル交換反応を行って、ポリエステル樹脂成分とビニル系樹脂成分を有するハイブリッド樹脂を得ることが出来る。
(2)ビニル系樹脂成分製造後に、この存在下にポリエステル樹脂成分を反応させ、ポリエステル樹脂成分とビニル系樹脂成分を有するハイブリッド樹脂を製造する方法である。ハイブリッド樹脂はビニル系樹脂成分(必要に応じてビニル系モノマーも添加できる)とポリエステルモノマー(アルコール、カルボン酸)及び/またはポリエステル樹脂成分との反応により製造される。この場合も適宜、有機溶剤を使用することができる。
(3)ポリエステル樹脂成分製造後に、この存在下にビニル系樹脂成分を生成し、ポリエステル樹脂成分とビニル系樹脂成分を反応させてハイブリッド樹脂を製造する方法である。ハイブリッド樹脂はポリエステル樹脂成分(必要に応じてポリエステルモノマーも添加できる)とビニル系モノマー及び/またはビニル系樹脂成分との反応により製造される。
(4)ビニル系樹脂成分及びポリエステル樹脂成分製造後に、これらの重合体成分存在下にビニル系モノマー及び/またはポリエステルモノマー(アルコール、カルボン酸)を添加することによりハイブリッド樹脂が製造される。この場合も適宜、有機溶剤を使用することができる。
(5)ビニル系モノマー及びポリエステルモノマー(アルコール、カルボン酸等)を混合して付加重合及び縮重合反応を連続して行うことによりビニル系樹脂成分、ポリエステル樹脂成分及びポリエステル樹脂成分とビニル系樹脂成分を有するハイブリッド樹脂が製造される。さらに、適宜、有機溶剤を使用することができる。
(1) The hybrid resin component is manufactured separately from the vinyl resin component and the polyester resin component, dissolved and swollen in a small amount of an organic solvent, added with an esterification catalyst and alcohol, and heated to perform a transesterification reaction. Thus, a hybrid resin having a polyester resin component and a vinyl resin component can be obtained.
(2) A method of producing a hybrid resin having a polyester resin component and a vinyl resin component by reacting the polyester resin component in the presence of the vinyl resin component after the production. The hybrid resin is produced by a reaction between a vinyl resin component (a vinyl monomer can be added if necessary) and a polyester monomer (alcohol, carboxylic acid) and / or a polyester resin component. Also in this case, an organic solvent can be appropriately used.
(3) A method of producing a hybrid resin by producing a vinyl resin component in the presence of the polyester resin component after production and reacting the polyester resin component with the vinyl resin component. The hybrid resin is produced by a reaction between a polyester resin component (a polyester monomer can be added if necessary) and a vinyl monomer and / or a vinyl resin component.
(4) After the vinyl resin component and the polyester resin component are produced, a hybrid resin is produced by adding a vinyl monomer and / or a polyester monomer (alcohol, carboxylic acid) in the presence of these polymer components. Also in this case, an organic solvent can be appropriately used.
(5) Vinyl resin component, polyester resin component, polyester resin component and vinyl resin component by mixing vinyl monomer and polyester monomer (alcohol, carboxylic acid, etc.) and continuously performing addition polymerization and condensation polymerization reaction Is produced. Furthermore, an organic solvent can be used as appropriate.
上記(1)〜(5)の製造方法において、ビニル系樹脂成分及び/またはポリエステル樹脂成分は複数の異なる分子量、架橋度を有する重合体成分を使用することができる。 In the production methods (1) to (5) above, a vinyl resin component and / or a polyester resin component can use polymer components having a plurality of different molecular weights and degrees of crosslinking.
本発明で特に好ましく用いられる製造方法としては(3)が挙げられ、なかでも、ビニル系モノマーと反応可能な不飽和ポリエステル樹脂をビニル系モノマーに溶解し、このポリエステル樹脂とビニル系モノマーの混合物を塊状重合法により重合して得られたものが好ましい。 The production method particularly preferably used in the present invention includes (3). Among them, an unsaturated polyester resin capable of reacting with a vinyl monomer is dissolved in the vinyl monomer, and a mixture of the polyester resin and the vinyl monomer is prepared. Those obtained by polymerization by a bulk polymerization method are preferred.
塊状重合法では、ビニル系樹脂成分の分子量を大きくすることが出来るため、ゲル成分中に含まれるビニル系樹脂成分のメインピーク分子量を大きくすることが可能になることから、本発明で好ましく用いられる。 In the bulk polymerization method, since the molecular weight of the vinyl resin component can be increased, the main peak molecular weight of the vinyl resin component contained in the gel component can be increased. Therefore, it is preferably used in the present invention. .
塊状重合法では、溶液重合法と比較して溶媒の留去などの工程が必要ないため低コストで結着樹脂を得ることができる、また、懸濁重合法と比較して、塊状重合法により作製さ
れたトナーは分散剤等の不純物を含まず、トナーの帯電性などへの影響が少なく優れた現像性を得られるため、トナー用結着樹脂の製造方法としてのメリットが大きく、好ましい。
In the bulk polymerization method, a binder resin can be obtained at a low cost because steps such as evaporation of the solvent are not required as compared with the solution polymerization method. Also, compared with the suspension polymerization method, the bulk polymerization method is used. The produced toner does not contain impurities such as a dispersant, and has an excellent developability with little influence on the chargeability of the toner, so that it has a great merit as a method for producing a binder resin for toner and is preferable.
特に、本発明で用いる結着樹脂は、不飽和ポリエステル樹脂の存在下でビニル系モノマーを、不飽和ポリエステル樹脂:ビニル系モノマー=50:50〜95:5(好ましくは60:40〜80:20)の質量比で塊状重合することにより得られるハイブリッド樹脂成分を含有することが好ましい。不飽和ポリエステル樹脂の質量比が50:50よりも少ないと定着性が悪化しやすく、95:5よりも多いと高温オフセット性が悪化しやすい。 In particular, the binder resin used in the present invention is a vinyl monomer in the presence of an unsaturated polyester resin, unsaturated polyester resin: vinyl monomer = 50: 50 to 95: 5 (preferably 60:40 to 80:20). It is preferable to contain a hybrid resin component obtained by bulk polymerization at a mass ratio of If the mass ratio of the unsaturated polyester resin is less than 50:50, the fixability tends to deteriorate, and if it exceeds 95: 5, the high temperature offset property tends to deteriorate.
本発明の塊状重合法で得られるハイブリッド樹脂に用いられる不飽和ポリエステル樹脂成分としては、THF可溶分のGPC分子量分布において、分子量2千〜3万(好ましくは3千〜2万、より好ましくは5千〜1万)の範囲にメインピークを有する低分子量不飽和ポリエステル樹脂成分が好ましく用いられ、さらには、ゲル成分を含まない線状の不飽和ポリエステル樹脂成分が特に好ましい。メインピーク分子量が2千より小さいと現像性が悪化しやすく、3万より大きいと定着性が悪化しやすい。 The unsaturated polyester resin component used in the hybrid resin obtained by the bulk polymerization method of the present invention has a molecular weight of 2,000 to 30,000 (preferably 3,000 to 20,000, more preferably, in the GPC molecular weight distribution of THF soluble matter). A low molecular weight unsaturated polyester resin component having a main peak in the range of 5,000 to 10,000) is preferably used, and a linear unsaturated polyester resin component containing no gel component is particularly preferable. When the main peak molecular weight is less than 2,000, the developability tends to deteriorate, and when it exceeds 30,000, the fixability tends to deteriorate.
さらに、本発明で用いられる不飽和ポリエステル樹脂成分としては、数平均分子量(Mn)が2千〜2万、好ましくは3千〜1万のものが良い。数平均分子量(Mn)が2千より小さいと、ハイブリッド樹脂にゲル成分が生成しにくく、高温オフセット性や現像耐久性が悪化しやすい。数平均分子量(Mn)が2万よりも大きいと、不飽和ポリエステル樹脂成分のビニル系モノマーへの溶解性が低くなって塊状重合によりハイブリッド樹脂を得ることが難しくなり、ポリエステル系樹脂成分とビニル系樹脂成分が分離したり、トナーの帯電性が悪化したりする場合がある。 Further, the unsaturated polyester resin component used in the present invention has a number average molecular weight (Mn) of 2,000 to 20,000, preferably 3,000 to 10,000. When the number average molecular weight (Mn) is less than 2,000, a gel component is hardly generated in the hybrid resin, and high temperature offset property and development durability are likely to deteriorate. If the number average molecular weight (Mn) is greater than 20,000, the solubility of the unsaturated polyester resin component in the vinyl monomer is lowered, making it difficult to obtain a hybrid resin by bulk polymerization, and the polyester resin component and the vinyl resin The resin component may be separated or the chargeability of the toner may be deteriorated.
また、本発明で用いる不飽和ポリエステル樹脂成分は、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比、Mw/Mnが1.0〜5.0、好ましくは1.0〜3.0のものが、分子量分布が小さく、定着時のシャープメルト性の観点から好ましい。Mw/Mnが5.0より大きいと、定着性が悪化しやすい。 また、本発明で用いられる不飽和ポリエステル樹脂成分は、酸価が0.1〜30mgKOH/g(好ましくは1〜20mgKOH/g、より好ましくは1〜10mgKOH/g)、水酸基価が10〜60mgKOH/g
(好ましくは20〜60mgKOH/g、より好ましくは30〜50mgKOH/g)である場合に、トナーが優れた帯電性を示す為、好ましい。この範囲よりも酸価や水酸基価が小さいと、トナーの帯電性が不十分になり、現像性が悪化しやすく、この範囲よりも大きいと、結着樹脂の水分吸着性が高くなり、トナーの帯電が不安定になりやすいのでカブリが悪化する。
The unsaturated polyester resin component used in the present invention is a ratio of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn), Mw / Mn is 1.0 to 5.0, preferably 1.0 to 3.0. Is preferable from the viewpoint of a sharp melt property at the time of fixing, since the molecular weight distribution is small. If Mw / Mn is greater than 5.0, the fixability tends to deteriorate. The unsaturated polyester resin component used in the present invention has an acid value of 0.1 to 30 mgKOH / g (preferably 1 to 20 mgKOH / g, more preferably 1 to 10 mgKOH / g), and a hydroxyl value of 10 to 60 mgKOH / g. g
In the case of (preferably 20 to 60 mg KOH / g, more preferably 30 to 50 mg KOH / g), it is preferable because the toner exhibits excellent chargeability. If the acid value or the hydroxyl value is smaller than this range, the chargeability of the toner becomes insufficient and the developability tends to deteriorate, and if it is larger than this range, the water adsorption property of the binder resin increases, As the charging is likely to be unstable, fog is deteriorated.
このような不飽和線状ポリエステル樹脂成分の存在下でビニル系モノマーを塊状重合することで、分子量が大きくて直鎖性の高いビニル系樹脂成分を主鎖として、低分子量ポリエステル樹脂成分がビニル系樹脂成分から分岐した形の分子構造を持つ、ハイブリッド樹脂成分を得ることが出来る。更に、この分岐構造を持つハイブリッド樹脂中の酸基や水酸基が、分子間でエステル結合することによりゲル成分を形成する。 By bulk polymerization of vinyl monomers in the presence of such unsaturated linear polyester resin components, low molecular weight polyester resin components are vinyl-based with a vinyl resin component having a large molecular weight and high linearity as the main chain. A hybrid resin component having a molecular structure branched from the resin component can be obtained. Furthermore, the acid group and the hydroxyl group in the hybrid resin having this branched structure form an ester bond between molecules to form a gel component.
こうして得られたハイブリッド樹脂により形成されるゲル成分は、架橋点間分子量が大きいため熱により軟化しやすい。また、分子構造にポリエステル系樹脂成分を多量に含むため、ハイブリッド化していない低分子量のポリエステル系樹脂成分をゲル構造内に多量に取り込むことができる。その結果、軟化点の低い低分子量のポリエステル系樹脂成分を多量に添加しても、トナーの機械的強度を維持することが可能となり、優れた定着性と現像耐久性を両立させることが可能になる。さらに、架橋点間分子量が大きく、直鎖性の高いゲル成分は、分子構造に柔軟性があるため剪断力に強く、トナー化の混練工程でゲル成
分の分子切断が起こりにくい。そのため、混練条件によらず一定のゲル成分をトナーに含有させることが可能となり、優れた高温オフセット性をトナーに安定して与えることが出来る。
Since the gel component formed by the hybrid resin thus obtained has a large molecular weight between cross-linking points, it is easily softened by heat. Further, since the molecular structure contains a large amount of the polyester resin component, a low molecular weight polyester resin component that is not hybridized can be incorporated in a large amount into the gel structure. As a result, even if a large amount of a low molecular weight polyester resin component having a low softening point is added, the mechanical strength of the toner can be maintained, and both excellent fixability and development durability can be achieved. Become. Furthermore, a gel component having a large molecular weight between cross-linking points and a high linearity has a high molecular structure and is strong in shearing force, so that the gel component is less likely to be cut in the kneading step of toner formation. Therefore, it is possible to contain a constant gel component in the toner regardless of the kneading conditions, and excellent high temperature offset property can be stably given to the toner.
本発明に用いられるポリエステル樹脂の組成は以下の通りである。
2価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、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、水素化ビスフェノールAが挙げられ、また、下記(A)式で表わされるビスフェノール及びその誘導体が挙げられる。
The composition of the polyester resin used in the present invention is as follows.
Examples of the divalent alcohol component include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,5-pentanediol, 1, Examples include 6-hexanediol, neopentyl glycol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, hydrogenated bisphenol A, and bisphenol represented by the following formula (A) and derivatives thereof.
(式中Rはエチレンまたはプロピレン基であり、x,yはそれぞれ0以上の整数であり、かつ、x+yの平均値は0〜10である。) (In the formula, R is an ethylene or propylene group, x and y are each an integer of 0 or more, and the average value of x + y is 0 to 10.)
また下記(B)式で示されるジオール類が挙げられる。 Moreover, the diol shown by the following (B) formula is mentioned.
2価の酸成分としては、例えばフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸などのベンゼンジカルボン酸類又はその無水物、低級アルキルエステル;こはく酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸などのアルキルジカルボン酸類又はその無水物、低級アルキルエステル;n−ドデセニルコハク酸、n−ドデシルコハク酸などのアルケニルコハク酸類もしくはアルキルコハク酸類、又はその無水物、低級アルキルエステル;等のジカルボン酸類及びその誘導体が挙げられる。 Examples of the divalent acid component include benzene dicarboxylic acids such as phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, and phthalic anhydride or anhydrides thereof, lower alkyl esters; alkyl dicarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid, and azelaic acid. Dicarboxylic acids and derivatives thereof such as acids or anhydrides thereof, lower alkyl esters; alkenyl succinic acids or alkyl succinic acids such as n-dodecenyl succinic acid and n-dodecyl succinic acid, or anhydrides, lower alkyl esters thereof, and the like.
また、不飽和ポリエステル樹脂を得る為の不飽和基を持つ酸成分として、フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸などの不飽和ジカルボン酸類又はその無水物、低級アルキルエステル等が好ましく用いられる。 As the acid component having an unsaturated group for obtaining an unsaturated polyester resin, unsaturated dicarboxylic acids such as fumaric acid, maleic acid, citraconic acid and itaconic acid, or anhydrides thereof, lower alkyl esters and the like are preferably used.
これら不飽和ジカルボン酸は、ポリエステルモノマーの全酸成分に対して、0.1〜10mol%(好ましくは0.3〜5mol%、より好ましくは0.5〜3mol%)の割合で添加することが好ましい。この範囲で不飽和ジカルボン酸を添加した場合に、低分子量ポリエステル分子中に占める不飽和基濃度が最適となる。不飽和ジカルボン酸が0.1mol%より少ないと、ポリエステル系樹脂成分とビニル系樹脂成分のハイブリッド化が起
こりにくく、定着性や現像性の改良効果が得られにくくなる。不飽和ジカルボン酸が10mol%より多いと、ポリエステル樹脂1分子に含まれる不飽和基が多くなる為、ポリエステル樹脂1分子とハイブリッド化するビニル系樹脂が多くなり、架橋点間分子量が小さくなるため、ゲル成分が硬くなりやすい。その結果、定着性が悪化したり、トナー化時の混練でゲル成分が剪断されて高温オフセット性が悪化したりする。
These unsaturated dicarboxylic acids may be added at a ratio of 0.1 to 10 mol% (preferably 0.3 to 5 mol%, more preferably 0.5 to 3 mol%) with respect to the total acid component of the polyester monomer. preferable. When the unsaturated dicarboxylic acid is added in this range, the unsaturated group concentration in the low molecular weight polyester molecule is optimal. When the amount of unsaturated dicarboxylic acid is less than 0.1 mol%, the polyester resin component and the vinyl resin component are not easily hybridized, and the effect of improving the fixability and developability is hardly obtained. When the amount of unsaturated dicarboxylic acid is more than 10 mol%, the number of unsaturated groups contained in one molecule of the polyester resin increases, so the vinyl resin that hybridizes with one molecule of the polyester resin increases, and the molecular weight between crosslinking points decreases. Gel component tends to be hard. As a result, the fixability is deteriorated, or the gel component is sheared by kneading at the time of toner formation and the high temperature offset property is deteriorated.
また必要に応じて3価以上のアルコール成分や3価以上の酸成分を使用することも可能である。 Further, a trivalent or higher alcohol component or a trivalent or higher acid component may be used as necessary.
3価以上の多価アルコール成分としては、例えばソルビトール、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等が挙げられる。 Examples of the trihydric or higher polyhydric alcohol component include sorbitol, 1,2,3,6-hexanetetrol, 1,4-sorbitan, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, 1,2,4-butane. Triol, 1,2,5-pentanetriol, glycerol, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butanetriol, trimethylolethane, trimethylolpropane, 1,3,5-trihydroxybenzene, etc. Is mentioned.
3価以上の多価カルボン酸成分としては、例えばピロメリット酸、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−ジカルボキシル−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ル)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、低級アルキルエステルが挙げられ、例えば次式で表わされるテトラカルボン酸等、及びこれらの無水物、低級アルキルエステル等の多価カルボン酸類及びその誘導体が挙げられる。なかでも、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およびこれらの無水物、低級アルキルエステルが好ましい。 Examples of the trivalent or higher polyvalent carboxylic acid component include 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-dicarboxyl-2-methyl-2-methylenecarboxypropane, tetra (methylenecarboxyl) methane 1,2,7,8-octanetetracarboxylic acid, emporic trimer acid, and anhydrides thereof, and lower alkyl esters, for example, tetracarboxylic acid represented by the following formula and the like, and anhydrides thereof: Examples thereof include polyvalent carboxylic acids such as lower alkyl esters and derivatives thereof. Of these, 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,2,5-benzenetricarboxylic acid, anhydrides thereof, and lower alkyl esters are preferable.
(式中、Xは炭素数3以上の側鎖を1個以上有する炭素数5〜30のアルキレン基又はアルケニレン基である。) (In the formula, X is an alkylene group or alkenylene group having 5 to 30 carbon atoms having one or more side chains having 3 or more carbon atoms.)
本発明に用いられるアルコール成分としては40〜60mol%、好ましくは45〜55mol%、酸成分としては60〜40mol%、好ましくは55〜45mol%であることが好ましい。また三価以上の多価の成分は、全成分中の0.1〜60mol%であることが好ましい。 The alcohol component used in the present invention is 40 to 60 mol%, preferably 45 to 55 mol%, and the acid component is 60 to 40 mol%, preferably 55 to 45 mol%. Moreover, it is preferable that the polyvalent component more than trivalence is 0.1-60 mol% in all the components.
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。ポリエステル樹脂の重合反応は通常触媒の存在下150〜300℃、好ましくは170〜280℃程度の温度条件下で行われる。また反応は常圧下、減圧下、もしくは加圧下で行うことができるが、所定の反応率(例えば30〜90%程度)に到達後は反応系を200mmHg以下、好ましくは25mmHg以下、更に好ましくは10mmHg以下に減圧し、反応を行うのが望ましい。 The polyester resin is usually obtained by commonly known condensation polymerization. The polymerization reaction of the polyester resin is usually performed in the presence of a catalyst at a temperature of about 150 to 300 ° C., preferably about 170 to 280 ° C. The reaction can be performed under normal pressure, reduced pressure, or increased pressure, but after reaching a predetermined reaction rate (for example, about 30 to 90%), the reaction system is 200 mmHg or less, preferably 25 mmHg or less, more preferably 10 mmHg. It is desirable to carry out the reaction under reduced pressure below.
上記触媒としては、通常ポリエステル化に用いられる触媒、例えばスズ、チタン、アン
チモン、マンガン、ニッケル、亜鉛、鉛、鉄、マグネシウム、カルシウム、ゲルマニウム等の金属;およびこれら金属含有化合物(ジブチルスズオキサイド、オルソジブチルチタネート、テトラブチルチタネート、テトライソプロピルチタネート、酢酸亜鉛、酢酸鉛、酢酸コバルト、酢酸ナトリウム、三酸化アンチモンなど)が挙げられる。
Examples of the catalyst include catalysts usually used for polyesterification, for example, metals such as tin, titanium, antimony, manganese, nickel, zinc, lead, iron, magnesium, calcium, germanium; and these metal-containing compounds (dibutyltin oxide, orthodibutyl). Titanate, tetrabutyl titanate, tetraisopropyl titanate, zinc acetate, lead acetate, cobalt acetate, sodium acetate, antimony trioxide, etc.).
本発明では、重合反応の制御のしやすさや、ビニル系モノマーとの反応性の高さからチタン化合物が好ましく用いられ、特に好ましいものとしてテトラブチルイソプロピルチタネート、シュウ酸チタン酸二カリウム、テレフタル酸チタン酸カリウムが挙げられる。この際、結着樹脂の着色防止として酸化防止剤(特にリン系酸化防止剤)や、反応促進剤として助触媒(マグネシウム化合物が好ましく、特に酢酸マグネシウムが好ましい)を添加することが特に好ましい。 In the present invention, a titanium compound is preferably used because of easy control of the polymerization reaction and high reactivity with the vinyl monomer, and tetrabutylisopropyl titanate, dipotassium oxalate titanate, titanium terephthalate are particularly preferable. Examples include potassium acid. At this time, it is particularly preferable to add an antioxidant (particularly a phosphorus-based antioxidant) as an anti-coloring agent for the binder resin and a co-catalyst (a magnesium compound is preferable, and magnesium acetate is particularly preferable) as a reaction accelerator.
反応物の性質(例えば酸価、軟化点等)が所定の値に到達した時点、あるいは反応機の攪拌トルクまたは攪拌動力が所定の値に到達した時点で反応を停止させることによって本発明のポリエステル系樹脂を得ることができる。 The polyester of the present invention is stopped by stopping the reaction when the properties of the reactant (for example, acid value, softening point, etc.) reach a predetermined value, or when the stirring torque or stirring power of the reactor reaches a predetermined value. System resin can be obtained.
本発明において、ビニル系樹脂成分とは、ビニル系ホモポリマーもしくはビニル系コポリマーを意味するものである。 In the present invention, the vinyl resin component means a vinyl homopolymer or a vinyl copolymer.
ビニル系樹脂成分を得る為のモノマーとしては、次のようなものが挙げられる。
例えばスチレン;o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレン、p−クロルスチレン、3,4−ジクロルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレンの如きスチレン誘導体;エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンの如きエチレン不飽和モノオレフィン類;ブタジエン,イソプレンの如き不飽和ポリエン類;塩化ビニル、臭化ビニル、沸化ビニルの如きハロゲン化ビニル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニルの如きビニルエステル類;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルの如きα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−クロルエチル、アクリル酸フェニルの如きアクリル酸エステル類;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルの如きビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトンの如きビニルケトン類;N−ビニルピロール、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドンの如きN−ビニル化合物;ビニルナフタリン類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドの如きアクリル酸誘導体もしくはメタクリル酸誘導体が挙げられる。これらのビニルモノマーは単独もしくは2つ以上のモノマーを混合して用いられる。
Examples of the monomer for obtaining the vinyl resin component include the following.
For example, styrene; o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, p-methoxystyrene, p-phenylstyrene, p-chlorostyrene, 3,4-dichlorostyrene, p-ethylstyrene, 2,4- Dimethyl styrene, pn-butyl styrene, p-tert-butyl styrene, pn-hexyl styrene, pn-octyl styrene, pn-nonyl styrene, pn-decyl styrene, pn-dodecyl Styrene derivatives such as styrene; Ethylene unsaturated monoolefins such as ethylene, propylene, butylene and isobutylene; Unsaturated polyenes such as butadiene and isoprene; Vinyl halides such as vinyl chloride, vinyl bromide and vinyl fluoride; Acetic acid Vinyl esthetics such as vinyl, vinyl propionate and vinyl benzoate Class: Methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-octyl methacrylate, dodecyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, stearyl methacrylate, phenyl methacrylate, methacryl Α-methylene aliphatic monocarboxylic acid esters such as dimethylaminoethyl acid, diethylaminoethyl methacrylate; methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, propyl acrylate, n-octyl acrylate, Acrylic esters such as dodecyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, stearyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate, phenyl acrylate; vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether Ter, vinyl ethers such as vinyl isobutyl ether; vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone, methyl isopropenyl ketone; N- such as N-vinyl pyrrole, N-vinyl carbazole, N-vinyl indole, N-vinyl pyrrolidone. Vinyl compounds; vinyl naphthalenes; acrylic acid derivatives or methacrylic acid derivatives such as acrylonitrile, methacrylonitrile, and acrylamide. These vinyl monomers are used alone or in admixture of two or more monomers.
これらの中でもスチレン系共重合体、スチレンアクリル系共重合体となるようなモノマーの組み合せが好ましい。 Among these, a combination of monomers that becomes a styrene copolymer or a styrene acrylic copolymer is preferable.
さらに、結着樹脂の酸価を調整するモノマーとして、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、α−エチルアクリル酸、クロトン酸などのアクリル酸及びそのα−或いはβ−アルキル誘導体、フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸などの不飽和ジカルボン酸及びそのモノ
エステル誘導体又は無水マレイン酸などがあり、このようなモノマーを単独、或いは混合して、他のモノマーと共重合させることにより所望の結着樹脂を作ることができる。この中でも、特に不飽和ジカルボン酸のモノエステル誘導体を用いることが酸価をコントロールする上で好ましい。
Furthermore, as a monomer for adjusting the acid value of the binder resin, for example, acrylic acid such as acrylic acid, methacrylic acid, α-ethylacrylic acid, crotonic acid, and α- or β-alkyl derivatives thereof, fumaric acid, maleic acid, There are unsaturated dicarboxylic acids such as citraconic acid and their monoester derivatives or maleic anhydride, and such monomers are used alone or mixed to copolymerize with other monomers to produce the desired binder resin. Can do. Among these, it is particularly preferable to use a monoester derivative of an unsaturated dicarboxylic acid in order to control the acid value.
より具体的には、例えば、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノブチル、マレイン酸モノオクチル、マレイン酸モノアリル、マレイン酸モノフェニル、フマル酸モノメチル、フマル酸モノエチル、フマル酸モノブチル、フマル酸モノフェニルなどのようなα,β−不飽和ジカルボン酸のモノエステル類;n−ブテニルコハク酸モノブチル、n−オクテニルコハク酸モノメチル、n−ブテニルマロン酸モノエチル、n−ドデセニルグルタル酸モノメチル、n−ブテニルアジピン酸モノブチルなどのようなアルケニルジカルボン酸のモノエステル類;フタル酸モノメチルエステル、フタル酸モノエチルエステル、フタル酸モノブチルエステルなどのような芳香族ジカルボン酸のモノエステル類;などが挙げられる。 More specifically, for example, monomethyl maleate, monoethyl maleate, monobutyl maleate, monooctyl maleate, monoallyl maleate, monophenyl maleate, monomethyl fumarate, monoethyl fumarate, monobutyl fumarate, monophenyl fumarate Monoesters of α, β-unsaturated dicarboxylic acids such as: monobutyl n-butenyl succinate, monomethyl n-octenyl succinate, monoethyl n-butenylmalonate, monomethyl n-dodecenyl glutarate, monobutyl n-butenyl adipate Monoesters of alkenyl dicarboxylic acids such as, and the like; monoesters of aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid monomethyl ester, phthalic acid monoethyl ester, phthalic acid monobutyl ester, and the like.
以上のようなカルボキシル基含有モノマーは、ビニル系樹脂成分を構成している全モノマーに対し0.1〜30質量%添加することが好ましい(より好ましくは0.5〜10質量%)。酸価を有するモノマーを添加することで、トナー中のゲル成分の分子構造に適度に酸価を有することが可能となる。ゲル成分が極性基をもたない場合には、ワックスの分散状態を制御するのが困難となり、トナーの帯電性が悪化して現像性などに問題を生じやすくなる。このようにゲル成分の分子構造に酸価を含有させることで、分散状態を制御するのが困難であるトナー中のワックス成分をゲル成分の近傍に微分散させ易くなり、帯電性が安定したトナーを提供することが可能となる。 The carboxyl group-containing monomer as described above is preferably added in an amount of 0.1 to 30% by mass (more preferably 0.5 to 10% by mass) with respect to all monomers constituting the vinyl resin component. By adding a monomer having an acid value, the molecular structure of the gel component in the toner can have an appropriate acid value. If the gel component does not have a polar group, it becomes difficult to control the dispersion state of the wax, and the chargeability of the toner is deteriorated, and problems such as developability are likely to occur. In this way, by adding an acid value to the molecular structure of the gel component, it becomes easier to finely disperse the wax component in the toner, which is difficult to control the dispersion state, in the vicinity of the gel component, and the toner has a stable chargeability. Can be provided.
本発明のゲル成分中に含まれるビニル系樹脂成分は、直鎖性が高いものが好ましい為、架橋性モノマーは含有しないものがより好ましいが、本発明の目的を達成する為に、以下に例示する様な架橋性モノマーを添加することも可能である。 Since the vinyl resin component contained in the gel component of the present invention preferably has a high linearity, it preferably contains no crosslinkable monomer, but in order to achieve the object of the present invention, the following examples are given. It is also possible to add such a crosslinkable monomer.
架橋性モノマーとしては主として2個以上の重合可能な二重結合を有するモノマーが用いられる。芳香族ジビニル化合物(例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等);アルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類(例えば、エチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,5−ペンタンジオールアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグルコールジアクリレート、及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの);エーテル結合を含むアルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類(例えば、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングルコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール#400ジアクリレート、ポリエチレングリコール#600ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの);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(例えば、ポリオキシエチレン(2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジアクリレート、ポリオキシエチレン(4)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジアクリレート、及び、以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの);ポリエステル型ジアクリレート化合物類(例えば、商品名MANDA(日本化薬))が挙げられる。多官能の架橋剤としては、ペンタエリスリトールアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルアクリレート、及び以上の化合物のアクリレートをメタアクリレートに代えたもの;トリアリルシアヌレート、トリアリルトリメリテート等が挙げられる。 As the crosslinkable monomer, a monomer having two or more polymerizable double bonds is mainly used. Aromatic divinyl compounds (eg, divinylbenzene, divinylnaphthalene, etc.); diacrylate compounds linked by alkyl chains (eg, ethylene glycol diacrylate, 1,3-butylene glycol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate) , 1,5-pentanediol acrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, and acrylates of the above compounds replaced with methacrylate); di-linked by an alkyl chain containing an ether bond Acrylate compounds (eg, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol # 400 diacrylate, polyethylene glycol # 600 diacrylate, dipropylene glycol diacrylate, and acrylates of the above compounds replaced with methacrylate); diacrylate compounds linked by a chain containing an aromatic group and an ether bond (eg, polyoxyethylene (2 ) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane diacrylate, polyoxyethylene (4) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane diacrylate, and acrylates of the above compounds are replaced with methacrylate. Polyester type diacrylate compounds (for example, trade name MANDA (Nippon Kayaku)). Polyfunctional crosslinkers include pentaerythritol acrylate, trimethylol ethane triacrylate, trimethylol propane triacrylate, tetramethylol propane triacrylate, tetramethylol methane tetraacrylate, oligoester acrylate, and acrylates of the above compounds to methacrylate. Alternatives: triallyl cyanurate, triallyl trimellitate and the like.
上記の架橋剤は、他のビニル系モノマー成分100質量部に対して、1質量部以下、好ましくは0.001〜0.05質量部の範囲で用いることが好ましい。 The crosslinking agent is preferably used in an amount of 1 part by mass or less, preferably 0.001 to 0.05 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the other vinyl monomer components.
結着樹脂の調製に使用されるビニル系樹脂成分は、本発明の目的を達成する為に以下に例示する様な多官能性重合開始剤を単独で、あるいは単官能性重合開始剤と併用して生成することが好ましい。 In order to achieve the object of the present invention, the vinyl resin component used in the preparation of the binder resin may be a polyfunctional polymerization initiator as exemplified below alone or in combination with a monofunctional polymerization initiator. It is preferable to produce them.
多官能構造を有する多官能性重合開始剤の具体例としては、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ジ−t−ヘキシルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ジ−t−アミルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシ−2−メチルシクロヘキサン、1,3−ビス−(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、1,3−ビス−(ネオデカノールパーオキシイソプロピル)ベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(2−エチルヘキサノールパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(m−トルオールパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、トリス−(t−ブチルパーオキシ)トリアジン、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキサン、1,1−ジ−t−ヘキシルパーオキシシクロヘキサン、1,1−ジ−t−アミルパーオキシシクロヘキサン、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシシクロドデカン、2,2−ジ−t−ブチルパーオキシブタン、4,4−ジ−t−ブチルパーオキシバレリックアシッド−n−ブチルエステル、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレート、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサハイドロイソフタレート、ジ−t−ブチルパーオキシアゼレート、ジーt−ブチルパーオキシトリメチルアジペート、2,2−ビス−(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、2,2−t−ブチルパーオキシオクタン及び各種ポリマーオキサイド等の1分子内に2つ以上のパーオキサイド基などの重合開始機能を有する官能基を有する多官能性重合開始剤、及びジアリルパーオキシジカーボネート、t−ブチルパーオキシマレイン酸、t−ブチルパーオキシアリルカーボネート及びt−ブチルパーオキシイソプロピルフマレート等の1分子内に、パーオキサイド基などの重合開始機能を有する官能基と重合性不飽和基の両方を有する多官能性重合開始剤が挙げられる。 Specific examples of the polyfunctional polymerization initiator having a polyfunctional structure include 1,1-di-t-butylperoxy-3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-di-t-hexylperoxy- 3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-di-t-amylperoxy-3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-di-t-butylperoxy-2-methylcyclohexane, 1,3 -Bis- (t-butylperoxyisopropyl) benzene, 1,3-bis- (neodecanolperoxyisopropyl) benzene, 2,5-dimethyl-2,5-di- (t-butylperoxy) hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di- (t-butylperoxy) hexyne-3, 2,5-dimethyl-2,5-di- (2-ethylhexanolperoxy) hexane, 2, 5-dimethyl-2,5-di- (m-toluolperoxy) hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di- (benzoylperoxy) hexane, tris- (t-butylperoxy) triazine, 1,1-di-t-butylperoxycyclohexane, 1,1-di-t-hexylperoxycyclohexane, 1,1-di-t-amylperoxycyclohexane, 1,1-di-t-butylperoxycyclohexane Cyclododecane, 2,2-di-t-butylperoxybutane, 4,4-di-t-butylperoxyvaleric acid-n-butyl ester, di-t-butylperoxyhexahydroterephthalate, di-t -Butylperoxyhexahydroisophthalate, di-t-butylperoxyazelate, tert-butylperoxytrimethyladipate , 2,2-bis- (4,4-di-t-butylperoxycyclohexyl) propane, 2,2-t-butylperoxyoctane and various polymer oxides, and two or more peroxide groups in one molecule A polyfunctional polymerization initiator having a functional group having a polymerization initiation function such as diallyl peroxydicarbonate, t-butylperoxymaleic acid, t-butylperoxyallylcarbonate, t-butylperoxyisopropyl fumarate, etc. The polyfunctional polymerization initiator which has both the functional group which has polymerization initiation functions, such as a peroxide group, and a polymerizable unsaturated group in 1 molecule of these is mentioned.
上記の多官能性重合開始剤の内、より好ましいものは、1,3−ビス−(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、及び2,2−ビス−(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパンである。これらの多官能性重合開始剤は、効率の点からモノマー100質量部に対し0.01〜10質量部用いるのが好ましい。
さらに、これらの多官能性重合開始剤は、トナー用結着樹脂として要求される種々の性能を満足する為には、単官能性重合開始剤と併用されることも可能である。
Of the polyfunctional polymerization initiators, more preferred are 1,3-bis- (t-butylperoxyisopropyl) benzene, 2,5-dimethyl-2,5-di- (t-butylperoxy). ) Hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di- (t-butylperoxy) hexyne-3, and 2,2-bis- (4,4-di-t-butylperoxycyclohexyl) propane. . These polyfunctional polymerization initiators are preferably used in an amount of 0.01 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the monomer from the viewpoint of efficiency.
Furthermore, these polyfunctional polymerization initiators can be used in combination with a monofunctional polymerization initiator in order to satisfy various performances required as a binder resin for toner.
特に上記多官能性重合開始剤の半減期10時間を得る為の分解温度よりも低い、半減期10時間を得る為の分解温度を有する重合開始剤と併用することが好ましい。 In particular, the polyfunctional polymerization initiator is preferably used in combination with a polymerization initiator having a decomposition temperature for obtaining a half-life of 10 hours, which is lower than the decomposition temperature for obtaining a half-life of 10 hours.
具体的には、ベンゾイルパーオキシド、n−ブチル−4,4−ジ(t−ブチルパーオキシ)バレレート、ジクミルパーオキシド、α,α′−ビス(t−ブチルパーオキシジイソプロピル)ベンゼン、t−ブチルパーオキシクメン、ジーt−ブチルパーオキシド等の有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、ジアゾアミノアゾベンゼン等のアゾおよびジアゾ化合物等の単官能性重合開始剤が挙げられる。 Specifically, benzoyl peroxide, n-butyl-4,4-di (t-butylperoxy) valerate, dicumyl peroxide, α, α'-bis (t-butylperoxydiisopropyl) benzene, t- Examples thereof include organic peroxides such as butyl peroxycumene and di-t-butyl peroxide, and monofunctional polymerization initiators such as azo and diazo compounds such as azobisisobutyronitrile and diazoaminoazobenzene.
上記の単官能性重合開始剤は、上記多官能性重合開始剤と同時にモノマー中に添加しても良いが、上記多官能性重合開始剤の効率を適正に保つ為には、重合工程においてビニル系モノマーの重合添加率が50%以上に達した後に添加するのが好ましい。 The above monofunctional polymerization initiator may be added to the monomer at the same time as the above polyfunctional polymerization initiator, but in order to keep the efficiency of the above polyfunctional polymerization initiator properly, vinyl in the polymerization step is used. It is preferable to add after the polymerization addition rate of the monomer reaches 50% or more.
本発明の結着樹脂として、上記のような不飽和ポリエステル樹脂成分存在下で、溶媒などを使わずにビニル系モノマーを重合する、塊状重合法によりハイブリッド樹脂を得ることが好ましい。さらに、この工程でワックス類を添加することがワックス類の分散性を向上させる観点から好ましい。特に、重合開始剤として、10時間半減期温度が100〜150℃のものを用い、重合開始剤の10時間半減期温度よりも30℃低い温度から、10時間半減期温度よりも10℃高い温度の範囲で、ビニル系モノマーの重合転化率が60%、好ましくは80%以上に達するまで重合反応を行い、塊状重合により生成するビニル系樹脂成分の分子量を大きくすることが好ましい。さらに、重合転化率が60%(好ましくは80%)以上に達した後に、10時間半減期温度よりも10℃以上高い温度で重合反応を行い、反応を終了させることが良い。 As the binder resin of the present invention, it is preferable to obtain a hybrid resin by a bulk polymerization method in which a vinyl monomer is polymerized without using a solvent in the presence of the unsaturated polyester resin component as described above. Furthermore, it is preferable to add waxes in this step from the viewpoint of improving the dispersibility of the waxes. In particular, a polymerization initiator having a 10-hour half-life temperature of 100 to 150 ° C. is used, a temperature that is 30 ° C. lower than the 10-hour half-life temperature of the polymerization initiator, and a temperature that is 10 ° C. higher than the 10-hour half-life temperature. In this range, it is preferable to carry out the polymerization reaction until the polymerization conversion rate of the vinyl monomer reaches 60%, preferably 80% or more, and to increase the molecular weight of the vinyl resin component produced by bulk polymerization. Furthermore, after the polymerization conversion rate reaches 60% (preferably 80%) or more, the polymerization reaction is preferably carried out at a temperature higher by 10 ° C. or more than the 10-hour half-life temperature to terminate the reaction.
このようにして得られた結着樹脂は、テトラヒドロフラン(THF)不溶分がトナー全量に対して3〜50質量%であることが、トナーの現像性、高温オフセット性を高めるうえで好ましい。
結着樹脂由来のテトラヒドロフラン(THF)不溶分の含有量は、不飽和ポリエステル樹脂の不飽和基の数、ビニル系樹脂の重合開始剤および酸価を有するモノマー、架橋性モノマーの添加量、ハイブリッド樹脂重合時の重合温度などにより調整することができる。
また、本発明において、結着樹脂由来のテトラヒドロフラン不溶分中に含まれるポリエステル系樹脂成分を加水分解し、残留物として得られるビニル系樹脂成分のTHF可溶分のメインピーク分子量は、上記の塊状重合法において、ビニル系樹脂の重合開始剤および酸価を有するモノマー、架橋性モノマーの添加量、ハイブリッド樹脂重合時の重合温度などにより調整することができる。
The binder resin thus obtained preferably has a tetrahydrofuran (THF) insoluble content of 3 to 50% by mass based on the total amount of the toner in order to improve the developing property and high temperature offset property of the toner.
The content of insoluble content of tetrahydrofuran (THF) derived from the binder resin is the number of unsaturated groups of the unsaturated polyester resin, the polymerization initiator of the vinyl resin, the monomer having an acid value, the addition amount of the crosslinkable monomer, the hybrid resin It can be adjusted by the polymerization temperature at the time of polymerization.
In the present invention, the main peak molecular weight of the THF-soluble component of the vinyl resin component obtained as a residue by hydrolyzing the polyester resin component contained in the tetrahydrofuran-insoluble component derived from the binder resin is the above-mentioned mass In the polymerization method, the polymerization can be adjusted by the polymerization initiator of the vinyl resin, the monomer having an acid value, the addition amount of the crosslinkable monomer, the polymerization temperature during the hybrid resin polymerization, and the like.
本発明で用いられる結着樹脂のガラス転移温度(Tg)は、50〜75℃であることが好ましい。結着樹脂のガラス転移温度が50℃未満であると、トナーの保存安定性が不十分となることがあり、75℃よりも大きいとトナーの定着性が不十分となることがある。 The glass transition temperature (Tg) of the binder resin used in the present invention is preferably 50 to 75 ° C. When the glass transition temperature of the binder resin is less than 50 ° C., the storage stability of the toner may be insufficient, and when it is higher than 75 ° C., the toner fixability may be insufficient.
本発明に用いられる結着樹脂は、酸価が0.1〜50mgKOH/g(好ましくは1〜40mgKOH/g、より好ましくは1〜30mgKOH/g)、水酸基価が5〜80mgKOH/g(好ましくは5〜60mgKOH/g、より好ましくは10〜50mgKOH/g)の範囲であることが、トナーの帯電性を安定させる点で好ましい。本発明のトナーは、上記結着樹脂と本発明に用いられるワックスとを用いることにより、樹脂ならびにワックスの分散性を良好にし、且つ定着時のワックスの染み出し速度を調整することが可能となり、優れた低温定着、耐オフセット性を有するようになる。そしてこの分散性とワックスの染み出し速度の調整を両立させるために、上記の結着樹脂とワックスの酸価および水酸基価の範囲が規定される。 The binder resin used in the present invention has an acid value of 0.1 to 50 mgKOH / g (preferably 1 to 40 mgKOH / g, more preferably 1 to 30 mgKOH / g), and a hydroxyl value of 5 to 80 mgKOH / g (preferably The range of 5 to 60 mgKOH / g, more preferably 10 to 50 mgKOH / g) is preferable from the viewpoint of stabilizing the chargeability of the toner. In the toner of the present invention, by using the binder resin and the wax used in the present invention, it becomes possible to improve the dispersibility of the resin and the wax, and to adjust the speed of the wax exudation during fixing, Excellent low-temperature fixing and offset resistance. In order to achieve both the dispersibility and the adjustment of the wax exuding speed, the ranges of the acid value and the hydroxyl value of the binder resin and the wax are defined.
また、本発明に用いられるワックスは、水酸基価が5〜150mgKOH/gである。上記ワックスは、このようなワックスであれば特に限定されない。 The wax used in the present invention has a hydroxyl value of 5 to 150 mgKOH / g. The wax is not particularly limited as long as it is such a wax.
本発明に用いられるワックスは炭化水素系ワックスを含むことが好ましい。
上記炭化水素系ワックスは結着樹脂との酸価、水酸基価の関係において所望の範囲を有し、さらに炭化水素系ワックスの水酸基価とエステル価の関係において所望の範囲を有する観点から、以下の構造を有する炭化水素分子鎖を好ましくは含むものである。
The wax used in the present invention preferably contains a hydrocarbon wax.
From the viewpoint that the hydrocarbon wax has a desired range in the relationship between the acid value and the hydroxyl value with the binder resin, and further has a desired range in the relationship between the hydroxyl value and the ester value of the hydrocarbon wax, the following It preferably includes a hydrocarbon molecular chain having a structure.
すなわち、上記炭化水素系ワックスは、少なくとも下記部分構造式A又はEで表せる、
二級炭素に水酸基を有する二級アルコールの構造を有する分子鎖、又は一級炭素に水酸基を有する一級アルコールの構造を有する分子鎖を有する。あるいは、上記炭化水素系ワックスは、下記部分構造式C又はDで表せる、一級乃至二級の炭素にカルボキシル基を有する分子鎖を有する。
That is, the hydrocarbon wax can be represented by at least the following partial structural formula A or E.
It has a molecular chain having a structure of a secondary alcohol having a hydroxyl group on the secondary carbon, or a molecular chain having a structure of a primary alcohol having a hydroxyl group on the primary carbon. Alternatively, the hydrocarbon wax has a molecular chain having a carboxyl group on primary or secondary carbon, which can be represented by the following partial structural formula C or D.
下記部分構造式A又はE、あるいはC又はDは、それぞれ一つの炭化水素鎖に両方を有していても良い。さらに上記炭化水素系ワックスは、下記部分構造式Bで表せる、エステル結合を有するエステルの構造を有する分子鎖を有していても良い。より好ましくは、下記部分構造式A乃至E、C乃至D、Bで表されるアルコール構造、カルボキシル基、ならびにエステル結合をそれぞれ有する分子鎖を有する炭化水素鎖である。 The following partial structural formulas A or E, or C or D may each have both in one hydrocarbon chain. Further, the hydrocarbon wax may have a molecular chain having an ester structure having an ester bond, which can be represented by the following partial structural formula B. More preferably, it is a hydrocarbon chain having a molecular chain having an alcohol structure represented by the following partial structural formulas A to E, C to D, and B, a carboxyl group, and an ester bond.
また、前記炭化水素系ワックスは、一つの炭化水素鎖に任意の下記部分構造式A、C、D及びEの構造を有していても良い。さらに、下記部分構造式Bの構造を有していても良い。 The hydrocarbon wax may have a structure of any of the following partial structural formulas A, C, D, and E in one hydrocarbon chain. Furthermore, you may have the structure of the following partial structural formula B.
本発明に用いられる炭化水素系ワックスは、トナー粒子中の分散性や、トナーの帯電性に与える影響から、脂肪族炭化水素系ワックスが好ましい。特に、水酸基を有する炭化水素系ワックスが好ましい。 The hydrocarbon wax used in the present invention is preferably an aliphatic hydrocarbon wax because of its influence on the dispersibility in the toner particles and the chargeability of the toner. In particular, a hydrocarbon wax having a hydroxyl group is preferred.
脂肪族炭化水素系ワックスから水酸基を有する炭化水素系ワックスを生成する一連の工程をアルコール転化と称する。アルコール転化には、種々の工程群を挙げることができるが、例えば、炭化水素系ワックスから上記炭化水素系ワックスのホウ酸エステルを生成し、上記炭化水素系ワックスのホウ酸エステルを加水分解して、水酸基を有する炭化水素系ワックスを生成する方法が挙げられる。アルコール転化の工程を利用して所望の特性を有する炭化水素系ワックスを得ることが、炭化水素系ワックスの酸基、水酸基、エステル基の転化率をコントロールしやすいという点で好ましい。 A series of steps for producing a hydrocarbon wax having a hydroxyl group from an aliphatic hydrocarbon wax is referred to as alcohol conversion. The alcohol conversion can include various process groups. For example, a boric acid ester of the hydrocarbon wax is produced from a hydrocarbon wax, and the boric acid ester of the hydrocarbon wax is hydrolyzed. And a method of producing a hydrocarbon wax having a hydroxyl group. It is preferable to obtain a hydrocarbon wax having desired characteristics by utilizing an alcohol conversion step because the conversion of acid groups, hydroxyl groups and ester groups of the hydrocarbon wax can be easily controlled.
脂肪族炭化水素系ワックスから水酸基を有する炭化水素系ワックスを生成する製造例として、炭化水素系ワックスを、ホウ酸及び無水ホウ酸の存在下で、分子状酸素含有ガスで液相酸化することで得られる方法が挙げられる。触媒としてはホウ酸と無水ホウ酸の混合物を使用することができる。ホウ酸と無水ホウ酸の混合比(ホウ酸/無水ホウ酸)はmo
l比で1.0〜2.0好ましくは1.2〜1.7の範囲である。無水ホウ酸の割合が上記範囲より少ないと、ホウ酸の過剰分が凝集現象を引き起こし好ましくない。また、無水ホウ酸の割合が上記範囲より多いと、反応後無水ホウ酸に由来する粉末物質が回収され、また過剰の無水ホウ酸は反応に寄与せず経済的な面からも好ましくない。
As an example of production of a hydrocarbon wax having a hydroxyl group from an aliphatic hydrocarbon wax, a hydrocarbon wax is subjected to liquid phase oxidation with a molecular oxygen-containing gas in the presence of boric acid and boric anhydride. The method obtained is mentioned. A mixture of boric acid and boric anhydride can be used as the catalyst. The mixing ratio of boric acid and boric anhydride (boric acid / boric anhydride) is mo
The ratio is 1.0 to 2.0, preferably 1.2 to 1.7. When the proportion of boric anhydride is less than the above range, an excess of boric acid is not preferable because it causes an aggregation phenomenon. On the other hand, if the proportion of boric anhydride is more than the above range, the powder substance derived from boric anhydride is recovered after the reaction, and excess boric anhydride does not contribute to the reaction, which is not preferable from an economical viewpoint.
使用されるホウ酸と無水ホウ酸の添加量は、その混合物をホウ酸に換算して、原料の脂肪族炭化水素1molに対して0.001〜10mol、特に0.1〜1.0molが好ましい。 The addition amount of boric acid and boric anhydride used is preferably 0.001 to 10 mol, particularly preferably 0.1 to 1.0 mol with respect to 1 mol of the aliphatic hydrocarbon as a raw material when the mixture is converted to boric acid. .
反応系に吹き込む分子状酸素含有ガスとしては酸素、空気、又はそれらを不活性ガスで希釈した広範囲のものが使用可能であるが、酸素濃度が1〜30容量%であるのが好ましく、より好ましくは3〜20容量%である。 As the molecular oxygen-containing gas blown into the reaction system, oxygen, air, or a wide range of those diluted with an inert gas can be used, but the oxygen concentration is preferably 1 to 30% by volume, more preferably. Is 3-20% by volume.
液相酸化反応は通常溶媒を使用せず、原料の脂肪族炭化水素の溶融状態下で行われる。反応温度は120〜280℃、好ましくは150〜250℃である。反応時間は1〜15時間が好ましい。ホウ酸と無水ホウ酸はあらかじめ混合して反応系に添加するのが好ましい。ホウ酸のみを単独で添加すると、ホウ酸の脱水反応等が起こり好ましくない。また、ホウ酸と無水ホウ酸の混合溶媒の添加温度は100℃〜180℃がよく、好ましくは110〜160℃であり、100℃より低い場合には系内に残存する水分等に起因して、無水ホウ酸の触媒機能が低下するので好ましくない。 The liquid phase oxidation reaction is usually carried out in the molten state of the starting aliphatic hydrocarbon without using a solvent. The reaction temperature is 120 to 280 ° C, preferably 150 to 250 ° C. The reaction time is preferably 1 to 15 hours. It is preferable that boric acid and boric anhydride are mixed in advance and added to the reaction system. If only boric acid is added alone, a dehydration reaction of boric acid or the like occurs and is not preferable. Further, the addition temperature of the mixed solvent of boric acid and boric anhydride is preferably 100 ° C. to 180 ° C., preferably 110 ° C. to 160 ° C. When the temperature is lower than 100 ° C., it is caused by moisture remaining in the system. This is not preferable because the catalytic function of boric anhydride is lowered.
反応終了後、反応混合物に水を加え、生成したワックスのホウ酸エステルを加水分解後、精製して、所望のワックスが得られる。 After completion of the reaction, water is added to the reaction mixture, and the resulting borate ester of the wax is hydrolyzed and purified to obtain the desired wax.
本発明で用いられる炭化水素系ワックスの水酸基価(WOHv)は、5〜150mgKOH/g(好ましくは10〜100mgKOH/g、より好ましくは30〜80mgKOH/g)である。 The hydroxyl value (WOHv) of the hydrocarbon wax used in the present invention is 5 to 150 mgKOH / g (preferably 10 to 100 mgKOH / g, more preferably 30 to 80 mgKOH / g).
炭化水素系ワックスの分子中に適度な水酸基を有していることにより、炭化水素系ワックスを結着樹脂中に微粒子状に分散できるので、適度な可塑効果が得られ、定着性が向上する。炭化水素系ワックスの水酸基価が5mgKOH/g未満だと、炭化水素系ワックスが十分に微分散せず、トナーの定着性が低下することがある。また、炭化水素系ワックスの水酸基価が150mgKOH/gより大きいと、炭化水素系ワックスの可塑効果が大きくなりすぎ、トナーの耐ブロッキング性が低下することがある。 By having an appropriate hydroxyl group in the molecule of the hydrocarbon-based wax, the hydrocarbon-based wax can be dispersed in fine particles in the binder resin, so that an appropriate plastic effect is obtained and fixing properties are improved. When the hydroxyl value of the hydrocarbon wax is less than 5 mgKOH / g, the hydrocarbon wax is not sufficiently finely dispersed, and the toner fixability may be lowered. On the other hand, if the hydroxyl value of the hydrocarbon wax is larger than 150 mgKOH / g, the plasticizing effect of the hydrocarbon wax becomes too large, and the toner blocking resistance may be lowered.
本発明に用いられる炭化水素系ワックスのエステル価(WEv)は、1〜50mgKOH/gであることが好ましく、5〜20mgKOH/gであることがより好ましい。上記炭化水素系ワックスは、さらに、水酸基価とエステル価の関係が下記式(1)を満足することが好ましい。
[数1]
WHv>WEv ・・・ (1)
The ester value (WEv) of the hydrocarbon wax used in the present invention is preferably 1 to 50 mgKOH / g, and more preferably 5 to 20 mgKOH / g. The hydrocarbon wax preferably further satisfies the following formula (1) in terms of the relationship between the hydroxyl value and the ester value.
[Equation 1]
WHv> WEv (1)
炭化水素系ワックスのエステル価が1mgKOH/g未満だと、トナーの定着性に対する炭化水素系ワックスの効果が低下することがある。また、炭化水素系ワックスのエステル価が50mgKOH/gより大きいと、炭化水素系ワックスの結着樹脂に対する親和性が高くなりすぎて結着樹脂の劣化が進みやすくなり、長期の使用においてトナーの現像性が劣るようになることがある。 If the ester value of the hydrocarbon wax is less than 1 mg KOH / g, the effect of the hydrocarbon wax on the toner fixability may be reduced. If the ester value of the hydrocarbon wax is larger than 50 mgKOH / g, the affinity of the hydrocarbon wax to the binder resin becomes too high, and the binder resin is likely to deteriorate. It may become inferior.
炭化水素系ワックスのエステル価が水酸基価以上だと、炭化水素系ワックスと結着樹脂の親和性が高くなり、炭化水素系ワックスがトナー粒子の表面に染み出しにくくなり、ト
ナーの低温定着性、耐オフセット性に影響を及ぼすようになることがある。
If the ester value of the hydrocarbon wax is greater than the hydroxyl value, the affinity between the hydrocarbon wax and the binder resin is increased, making it difficult for the hydrocarbon wax to permeate the surface of the toner particles. The offset resistance may be affected.
本発明に用いられるワックスの酸価(WAv)は1〜30mgKOH/g(好ましくは1〜15mgKOH/g、より好ましくは1〜10mgKOH/g)であることが好ましい。 The acid value (WAv) of the wax used in the present invention is preferably 1 to 30 mgKOH / g (preferably 1 to 15 mgKOH / g, more preferably 1 to 10 mgKOH / g).
炭化水素系ワックスが酸基を有していることにより、トナー粒子を構成する他の成分との界面接着力が大きくなり、炭化水素系ワックスがトナーを可塑化する効果が高くなり、トナーの定着性が向上する。炭化水素系ワックスの酸価が1mgKOH/g未満だと、トナー粒子を構成する他成分との界面接着力が小さくなり、炭化水素系ワックスの遊離が発生しやすく、炭化水素系ワックスの作用が十分に得られない場合がある。また、炭化水素系ワックスの酸価が30mgKOH/gより大きいと、逆に界面接着力が大きくなりすぎ、トナーの可塑化が大きく進み、十分な離型性を保持できなくなる場合がある。上記炭化水素系ワックスは、さらに、酸価(WAv)と水酸基価(WHv)の関係が下記式(2)を満足することが好ましい。
[数2]
WHv>WAv ・・・ (2)
Since the hydrocarbon wax has an acid group, the interfacial adhesive force with other components constituting the toner particles is increased, and the effect of the hydrocarbon wax in plasticizing the toner is increased, so that the toner is fixed. Improves. If the acid value of the hydrocarbon wax is less than 1 mg KOH / g, the interfacial adhesive force with other components constituting the toner particles becomes small, the hydrocarbon wax is easily released, and the action of the hydrocarbon wax is sufficient. May not be obtained. On the other hand, if the acid value of the hydrocarbon wax is greater than 30 mgKOH / g, the interfacial adhesive force is excessively increased, and the toner is plasticized so that sufficient release properties may not be maintained. In the hydrocarbon wax, it is preferable that the relationship between the acid value (WAv) and the hydroxyl value (WHv) satisfies the following formula (2).
[Equation 2]
WHv> WAv (2)
炭化水素系ワックスの酸価が水酸基価以上だと、炭化水素系ワックスと結着樹脂の親和性が高くなり、炭化水素系ワックスとトナー粒子の相溶性が高くなり過ぎ、ワックスの離型性が損なわれてしまう。 If the acid value of the hydrocarbon wax is higher than the hydroxyl value, the affinity between the hydrocarbon wax and the binder resin will be high, the compatibility between the hydrocarbon wax and the toner particles will be too high, and the release property of the wax will be high. It will be damaged.
上記炭化水素系ワックスの酸価、水酸基価、エステル価は後述する方法により測定することが出来る。また炭化水素系ワックスの酸価、水酸基価、エステル価は、例えば脂肪族炭化水素系ワックスから炭化水素系ワックスのホウ酸エステルを生成し、該炭化水素系ワックスのホウ酸エステルを加水分解する工程において、触媒として添加するホウ酸と無水ホウ酸の添加量又は添加比、反応温度、反応時間によって調整することが可能である。特に水酸基価とエステル価の割合は、エステル化反応と加水分解反応それぞれの反応工程において、反応温度、反応時間によって転化率を調整することにより、調整することが可能である。 The acid value, hydroxyl value, and ester value of the hydrocarbon wax can be measured by the methods described later. The acid value, hydroxyl value, and ester value of the hydrocarbon wax are, for example, a step of producing a boric acid ester of a hydrocarbon wax from an aliphatic hydrocarbon wax and hydrolyzing the boric acid ester of the hydrocarbon wax. In addition, it is possible to adjust by the addition amount or addition ratio of the boric acid and boric anhydride added as a catalyst, reaction temperature, and reaction time. In particular, the ratio between the hydroxyl value and the ester value can be adjusted by adjusting the conversion rate according to the reaction temperature and the reaction time in each reaction step of the esterification reaction and the hydrolysis reaction.
炭化水素系ワックスとしては、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される数平均分子量(Mn)がポリエチレン換算で100〜3,000、より好ましくは200〜2,000、さらに好ましくは250〜1,000の範囲にある飽和又は不飽和の脂肪族炭化水素が好ましく用いられる。 As the hydrocarbon wax, the number average molecular weight (Mn) measured by gel permeation chromatography (GPC) is 100 to 3,000, more preferably 200 to 2,000, still more preferably 250 to 1, in terms of polyethylene. Saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbons in the range of 1,000 are preferably used.
上記炭化水素系ワックスの数平均分子量が100未満だと、熱的影響を過度に受けやすく、耐ブロッキング性、現像性が劣るようになることがある。上記炭化水素系ワックスの数平均分子量が3,000より大きくなると、外部からの熱を効果的に利用できず、優れた定着性を得ることが出来なくなることがある。上記炭化水素系ワックスの数平均分子量は、後述する方法によって測定することができる。 If the number average molecular weight of the hydrocarbon wax is less than 100, it is likely to be excessively affected by heat, resulting in poor blocking resistance and developability. If the number average molecular weight of the hydrocarbon wax is greater than 3,000, heat from the outside cannot be used effectively, and excellent fixability may not be obtained. The number average molecular weight of the hydrocarbon wax can be measured by the method described later.
また、上記炭化水素系ワックスの数平均分子量は、例えば炭化水素系ワックスの原料となる脂肪族炭化水素ワックスの種類や、合成、熱分解、石油抽出といった製法に伴う数平均分子量の調整によって調整することが可能である。また、酸価、水酸基価、およびエステル価を調整する方法として前述した脂肪族炭化水素系ワックスから炭化水素系ワックスのホウ酸エステルを生成し、上記炭化水素系ワックスのホウ酸エステルを加水分解する工程において、熱分解により数平均分子量も変化する。よって、さらに種類の異なる炭化水素系ワックスを組み合わせることでも数平均分子量の調整をすることが可能である。 The number average molecular weight of the hydrocarbon wax is adjusted, for example, by adjusting the type of the aliphatic hydrocarbon wax used as a raw material for the hydrocarbon wax and the number average molecular weight associated with the production process such as synthesis, pyrolysis, and petroleum extraction. It is possible. Further, as a method for adjusting the acid value, the hydroxyl value, and the ester value, a boric acid ester of a hydrocarbon wax is generated from the aliphatic hydrocarbon wax described above, and the boric acid ester of the hydrocarbon wax is hydrolyzed. In the process, the number average molecular weight also changes due to thermal decomposition. Therefore, the number average molecular weight can be adjusted by combining different types of hydrocarbon waxes.
また、上記炭化水素系ワックスの融点は、50〜130℃であることが好ましく、50℃〜100℃であることがより好ましく、60℃〜80℃であることがより一層好ましい。 The melting point of the hydrocarbon wax is preferably 50 to 130 ° C, more preferably 50 ° C to 100 ° C, and still more preferably 60 ° C to 80 ° C.
上記炭化水素系ワックスの融点が50℃未満になると、トナーの耐ブロッキング性、耐オフセット性が低下し、現像剤担持部材の汚染を引き起こしやすくなり、130℃以上になると、トナーの定着性能に悪影響を与える場合がある。 When the melting point of the hydrocarbon wax is less than 50 ° C., the blocking resistance and offset resistance of the toner are lowered, and the developer carrying member is likely to be contaminated. When the melting point is 130 ° C. or more, the toner fixing performance is adversely affected. May give.
上記炭化水素系ワックスの融点は、後述する方法によって測定することができる。また、上記炭化水素系ワックスの融点は、例えば炭化水素系ワックスの種類やアルコール転化等による改質によって調整することが可能である。 The melting point of the hydrocarbon wax can be measured by the method described later. In addition, the melting point of the hydrocarbon wax can be adjusted by, for example, reforming by the type of hydrocarbon wax or alcohol conversion.
上記炭化水素系ワックスの25℃における針入度が5以上15以下であることが、トナーの帯電性能を高め、環境変化に対して安定した画像を提供する観点から好ましい。このような観点において、炭化水素ワックスの針入度が5以上9以下であることがより好ましい。 The penetration of the hydrocarbon wax at 25 ° C. is preferably 5 or more and 15 or less from the viewpoint of improving the charging performance of the toner and providing a stable image against environmental changes. From such a viewpoint, the penetration of the hydrocarbon wax is more preferably 5 or more and 9 or less.
炭化水素系ワックスの25℃における針入度が5未満であると、結着樹脂との相溶性が悪化し、トナー粒子内におけるワックスの分散が悪くなり、帯電性が不均一となり、現像性を悪化させる。また、上記針入度が15よりも大きいと、高温下でのトナーの保存性(耐ブロッキング性)が低下する場合がある。本発明において、炭化水素系ワックスの針入度はJIS K2235の「5.4 針入度試験方法」により求められる。 If the penetration of the hydrocarbon wax at 25 ° C. is less than 5, the compatibility with the binder resin is deteriorated, the dispersion of the wax in the toner particles is deteriorated, the chargeability is uneven, and the developability is improved. make worse. On the other hand, if the penetration is greater than 15, the storage stability (blocking resistance) of the toner at high temperatures may be reduced. In the present invention, the penetration of the hydrocarbon wax is determined according to “5.4 Penetration test method” of JIS K2235.
上記針入度は、例えば炭化水素系ワックスの種類やアルコール転化等による改質によって調整することが可能である。さらに、炭化水素系ワックスの製造工程において、炭化水素系ワックスの分子量や分子量分布、分岐状態を調製することによって調整することが可能である。 The penetration can be adjusted, for example, by reforming by the type of hydrocarbon wax or alcohol conversion. Furthermore, in the manufacturing process of hydrocarbon wax, it is possible to adjust by adjusting the molecular weight, molecular weight distribution, and branching state of the hydrocarbon wax.
上記炭化水素系ワックスは、示差走査熱量計(DSC)により測定されるトナーのDSC曲線の吸熱ピークにおいて、炭化水素系ワックスの融解熱に相当するΔH(J/g)のうち、35℃以上85℃以下の融解熱ΔHaに対する、35℃以上60℃以下の融解熱ΔHbの割合が1%以上20%以下であることが、高温高湿下での安定性の観点から好ましい。このような観点において、炭化水素系ワックスの融解熱のΔHaに対するΔHbの割合は5%以上20%以下であることがより好ましい。 The hydrocarbon wax has a heat absorption peak of the DSC curve of the toner measured by a differential scanning calorimeter (DSC), and the ΔH (J / g) corresponding to the heat of fusion of the hydrocarbon wax is 35 ° C. or more and 85 The ratio of the heat of fusion ΔHb of 35 ° C. or higher and 60 ° C. or lower to the heat of fusion ΔHa of 0 ° C. or lower is preferably 1% or higher and 20% or lower from the viewpoint of stability at high temperature and high humidity. From such a viewpoint, the ratio of ΔHb to ΔHa of the heat of fusion of the hydrocarbon wax is more preferably 5% or more and 20% or less.
炭化水素系ワックスの融解熱のうち、35℃以上85℃以下の融解熱ΔHaは上記炭化水素系ワックス全体の融解熱に相当する。また、35℃以上60℃以下の融解熱ΔHbは低分子量の低融点成分の融解熱に相当すると考えられる。本発明で用いられる炭化水素系ワックスは、分子中に適度な水酸基を有していることにより、炭化水素系ワックスが結着樹脂中に微粒子状に分散できるので、適度な可塑効果が得られ、定着性が向上するものである。 Of the heat of fusion of the hydrocarbon wax, the heat of fusion ΔHa between 35 ° C. and 85 ° C. corresponds to the heat of fusion of the entire hydrocarbon wax. Further, it is considered that the heat of fusion ΔHb of 35 ° C. or more and 60 ° C. or less corresponds to the heat of fusion of the low molecular weight low melting point component. Since the hydrocarbon wax used in the present invention has an appropriate hydroxyl group in the molecule, the hydrocarbon wax can be dispersed in fine particles in the binder resin, so that an appropriate plastic effect is obtained, Fixability is improved.
しかしながら、ΔHaに対するΔHbの割合が1%未満であると、炭化水素系ワックスがトナー中で十分に微分散せず、トナーの定着性の改善効果が十分に得られないことがある。また、ΔHaに対するΔHbの割合が20%より大きい、即ち低分子量化した低融点成分が多くなりすぎると、可塑効果が大きくなりすぎ、トナーの耐ブロッキング性が低下する傾向にある。 However, if the ratio of ΔHb to ΔHa is less than 1%, the hydrocarbon wax may not be sufficiently finely dispersed in the toner, and the effect of improving the toner fixability may not be sufficiently obtained. On the other hand, if the ratio of ΔHb to ΔHa is greater than 20%, that is, if the amount of the low melting point component having a low molecular weight is too large, the plastic effect tends to be too large, and the blocking resistance of the toner tends to decrease.
トナーの融解熱ΔHaに対するΔHbの割合は、例えば炭化水素系ワックスの原料となる脂肪族炭化水素ワックスの低分子量成分の除去などによる分子量分布の調整によって可
能である。また、脂肪族炭化水素系ワックスから、水酸基を有する炭化水素系ワックスを生成するアルコール転化工程を経た後に、分子量分布を調整することによっても調整することが可能である。
The ratio of ΔHb to the heat of fusion ΔHa of the toner can be adjusted by adjusting the molecular weight distribution, for example, by removing low molecular weight components of the aliphatic hydrocarbon wax used as the raw material for the hydrocarbon wax. It can also be adjusted by adjusting the molecular weight distribution after an alcohol conversion step for producing a hydrocarbon wax having a hydroxyl group from an aliphatic hydrocarbon wax.
本発明に用いられるトナー粒子には、上記炭化水素系ワックスの他に、下記群より選ばれる一種以上のワックスを含んでいることが好ましい。一種以上のワックスをトナー粒子中に含有させることによって、低温定着性と耐オフセット性のバランスにより一層優れたトナーを得ることが出来る。 The toner particles used in the present invention preferably contain one or more waxes selected from the following group in addition to the hydrocarbon wax. By including one or more waxes in the toner particles, it is possible to obtain a toner that is more excellent in the balance between low-temperature fixability and offset resistance.
本発明に用いられる、二種類目のワックスとしては下記のようなものが挙げられる。
例えば低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、ポリオレフィン共重合体、ポリオレフィンワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックスの如き脂肪族炭化水素ワックス、酸化ポリエチレンワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物、及び、それら酸化物を加水分解したアルコール、又は、それら酸化物のブロック共重合体;キャンデリラワックス、カルナバワックス、木ろう、ライスワックス、ホホバろうの如き植物系ワックス;みつろう、ラノリン、鯨ろうの如き動物系ワックス;オゾケライト、セレシン、ペトロラタムの如き鉱物系ワックス;モンタン酸エステル、カスターワックスの如き脂肪酸エステルを主成分とするワックス類;脱酸カルナバワックスの如き脂肪酸エステルを一部又は全部を脱酸化したものが挙げられる。さらに、パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸、あるいは更に長鎖のアルキル基を有する長鎖アルキルカルボン酸類の如き飽和直鎖脂肪酸;ブラシジン酸、エレオステアリン酸、パリナリン酸の如き不飽和脂肪酸;ステアリルアルコール、エイコシルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコール、あるいは更に長鎖のアルキル基を有する長鎖アルキルアルコールの如き飽和アルコール;ソルビトールの如き多価アルコール;リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドの如き脂肪酸アミド;メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミドの如き飽和脂肪酸ビスアミド;エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’−ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’−ジオレイルセバシン酸アミドの如き不飽和脂肪酸アミド類;m−キシレンビスステアリン酸アミド、N,N’−ジステアリルイソフタル酸アミドの如き芳香族系ビスアミド;ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムの如き脂肪酸金属塩(一般に金属石けんといわれているもの);脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸の如きビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス;ベヘニン酸モノグリセリドの如き脂肪族と多価アルコールの部分エステル化物;植物性油脂を水素添加することによって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物;等が挙げられる。
Examples of the second type of wax used in the present invention include the following.
For example, low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, polyolefin copolymer, polyolefin wax, paraffin wax, microcrystalline wax, aliphatic hydrocarbon wax such as Fischer-Tropsch wax, oxide of aliphatic hydrocarbon wax such as oxidized polyethylene wax, And alcohols obtained by hydrolyzing these oxides, or block copolymers of these oxides; plant waxes such as candelilla wax, carnauba wax, wood wax, rice wax, jojoba wax; beeswax, lanolin, whale wax Animal waxes such as mineral waxes such as ozokerite, ceresin and petrolatum; waxes based on fatty acid esters such as montanic acid esters and castor waxes; deacidified carnauba waxes Those deoxidizing a part or the whole of fatty acid esters. Further, saturated linear fatty acids such as palmitic acid, stearic acid, montanic acid, or long-chain alkyl carboxylic acids having a long-chain alkyl group; unsaturated fatty acids such as brassic acid, eleostearic acid, parinaric acid; stearyl alcohol Saturated alcohols such as eicosyl alcohol, behenyl alcohol, carnauvir alcohol, seryl alcohol, melyl alcohol, or long chain alkyl alcohols having a long chain alkyl group; polyhydric alcohols such as sorbitol; linoleic acid amide, oleic acid Fatty acid amides such as amides and lauric acid amides; saturated fatty acid bisamides such as methylene bisstearic acid amides, ethylene biscapric acid amides, ethylene bislauric acid amides and hexamethylene bisstearic acid amides; Unsaturated fatty acid amides such as lenbis oleic acid amide, hexamethylene bis oleic acid amide, N, N′-dioleyl adipic acid amide, N, N′-dioleyl sebacic acid amide; Aromatic bisamides such as N, N'-distearylisophthalamide; fatty acid metal salts such as calcium stearate, calcium laurate, zinc stearate and magnesium stearate (commonly referred to as metal soap); aliphatic hydrocarbons Wax grafted with vinyl monomers such as styrene and acrylic acid; partially esterified products of aliphatic and polyhydric alcohols such as behenic acid monoglyceride; hydroxyl groups obtained by hydrogenating vegetable oils and fats Methyl esterification with Objects; and the like.
本発明に用いられる二種類目のワックスは、トナー粒子中におけるトナー粒子の材料の分散性や、トナーの帯電性に与える影響から、炭化水素ワックスが好ましい。例えば、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス、オレフィンを高圧下でラジカル重合あるいは低圧下でチーグラー触媒、メタロセン触媒等で重合した低分子のポリオレフィン(例えば分子量5〜50万の高分子ポリオレフィンを280〜390℃の高温で熱分解(熱減成)することで得られる熱減成型ポリオレフィン)、高分子量のポリオレフィンを高温で熱分解(熱減成)して得られるポリオレフィン、一酸化炭素・水素からなる合成ガスからアーゲ法により得られる炭化水素の蒸留成分から、あるいはこれらを水素添加して得られる合成炭化水素等のフィッシャートロプシュワックスが挙げられる。上記炭化水素ワックスには、酸化防止剤が添加されていても良い。 The wax of the second type used in the present invention is preferably a hydrocarbon wax because of its influence on the dispersibility of the material of the toner particles in the toner particles and the chargeability of the toner. For example, low molecular weight polyolefins obtained by polymerizing paraffin wax, Fischer-Tropsch wax, olefins under high pressure radical polymerization or under low pressure with Ziegler catalysts, metallocene catalysts, etc. Heat-degraded polyolefin obtained by thermal decomposition (thermal degradation) at high temperature), polyolefin obtained by thermal decomposition (thermal degradation) of high-molecular-weight polyolefin at high temperature, synthesis gas composed of carbon monoxide and hydrogen A Fischer-Tropsch wax such as a synthetic hydrocarbon obtained from a distilled component of a hydrocarbon obtained by the age method or by hydrogenating these components can be used. An antioxidant may be added to the hydrocarbon wax.
さらに二種類目のワックスとして用いられる炭化水素ワックスには、プレス発汗法、溶
剤法、真空蒸留の利用や分別結晶方式により炭化水素系ワックスの分別を行った物が好ましく用いられる。母体としての炭化水素は、金属酸化物系触媒(多くは二種以上の多元系)を使用した、一酸化炭素と水素の反応によって合成されるもの(原料は石炭であっても、天然ガスであってもかまわない)、例えばジントール法、ヒドロコール法(流動触媒床を使用)、あるいはワックス状炭化水素が多く得られるアーゲ法(固定触媒床を使用)により得られる炭素数が数百ぐらいまでの炭化水素や、エチレン等のオレフィンをチーグラー触媒、メタロセン触媒により重合した炭化水素等が挙げられ、分岐が少なく、飽和の長い直鎖状炭化水素であるので好ましい。
Further, as the hydrocarbon wax used as the second type of wax, a product obtained by fractionating the hydrocarbon wax by using a press sweating method, a solvent method, vacuum distillation or a fractional crystallization method is preferably used. Hydrocarbon as a base is synthesized by the reaction of carbon monoxide and hydrogen using a metal oxide catalyst (mostly two or more multi-component systems) (even if the raw material is coal, it is natural gas) For example, the Jintole method, Hydrocol method (using a fluidized catalyst bed), or the Age method (using a fixed catalyst bed) in which a large amount of waxy hydrocarbons can be obtained up to about several hundred carbon atoms And hydrocarbons obtained by polymerizing olefins such as ethylene with a Ziegler catalyst or a metallocene catalyst, and are preferred because they are straight-chain hydrocarbons with little branching and long saturation.
二種類目のワックスとして用いられる炭化水素ワックスには、特に、フィッシャートロプシュワックスが、トナー粒子中の分散性や離型性の観点から好ましく用いられる。 As the hydrocarbon wax used as the second type of wax, Fischer-Tropsch wax is particularly preferably used from the viewpoint of dispersibility in the toner particles and releasability.
本発明におけるワックスの添加量は、結着樹脂100質量部に対し、1〜15質量部であることが好ましく、より好ましくは2〜10質量部である。ワックスが二種以上含まれる場合でも、ワックスの総量が上記範囲にあればどのような配合比でも構わないが、本発明の水酸基価を有する炭化水素系ワックスがトナーに多く含まれていることが好ましい。さらに、結着樹脂重合時にワックスを二種類とも添加することがワックスの分散性の観点からより好ましい。結着樹脂重合時に添加するワックス量については、二種類目のワックスを添加する場合は二種類目のワックスを全量添加し、かつ、水酸基価を有する炭化水素系ワックスの添加量は、二種類目のワックスよりも少ないことがより一層好ましい。結着樹脂重合時において、水酸基価を有する炭化水素系ワックスの添加量を二種類目のワックスの添加量よりも多くした場合には、結着樹脂のTgが低下し、現像性が低下しやすくなる。 The addition amount of the wax in the present invention is preferably 1 to 15 parts by mass, more preferably 2 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin. Even when two or more kinds of wax are included, any mixing ratio may be used as long as the total amount of the wax is within the above range, but the toner may contain a large amount of the hydrocarbon wax having a hydroxyl value of the present invention. preferable. Furthermore, it is more preferable from the viewpoint of the dispersibility of the wax to add two types of waxes during the binder resin polymerization. Regarding the amount of wax added at the time of polymerizing the binder resin, when adding the second type wax, the total amount of the second type wax is added, and the addition amount of the hydrocarbon wax having a hydroxyl value is the second type. It is even more preferable that the amount is less than that of the wax. When the addition amount of the hydrocarbon wax having a hydroxyl value is larger than the addition amount of the second type wax during the binder resin polymerization, the Tg of the binder resin is lowered and the developability is likely to be lowered. Become.
なお、結着樹脂100質量部に対するワックスの添加量が1質量部未満になるとトナーとしての定着性が低下しやすくなり、15質量部超になると、耐オフセット性が低下しやすくなる。 When the amount of the wax added to 100 parts by mass of the binder resin is less than 1 part by mass, the fixability as a toner tends to be lowered, and when it exceeds 15 parts by mass, the offset resistance tends to be lowered.
本発明は、上記結着樹脂の酸価(RAv)と上記炭化水素系ワックスの酸価(WAv)ならびに、上記炭化水素系ワックスの水酸基価(WHv)と上記結着樹脂の水酸基価(RHv)が、それぞれ以下の関係を満たすことを特徴としている。
[数3]
0<|RAv−WAv|≦35 ・・・ (3−1)
0<|WHv−RHv|<90 ・・・ (3−2)
The present invention includes an acid value (RAv) of the binder resin, an acid value (WAv) of the hydrocarbon wax, a hydroxyl value (WHv) of the hydrocarbon wax, and a hydroxyl value (RHv) of the binder resin. Are characterized by satisfying the following relationships.
[Equation 3]
0 <| RAv-WAv | ≦ 35 (3-1)
0 <| WHv-RHv | <90 (3-2)
結着樹脂と炭化水素系ワックスの酸価及び水酸基価が、上記の関係にあることにより、両者の相溶性及び結着性が向上し、結着樹脂中に分散している炭化水素系ワックスの分散径が適度の大きさになり、その機能を十分に発揮できるようになる。 Since the acid value and hydroxyl value of the binder resin and the hydrocarbon wax are in the above relationship, the compatibility and the binding property of both are improved, and the hydrocarbon wax dispersed in the binder resin is improved. The dispersion diameter becomes an appropriate size, and the function can be sufficiently exhibited.
結着樹脂と炭化水素系ワックスの酸価及び水酸基価の関係が上記範囲を外れてしまうと、結着樹脂中における炭化水素系ワックスの分散径が小さく又は大きくなりすぎるため、炭化水素系ワックスの機能が十分に発揮出来なくなり、低温定着性、耐オフセット性に影響を及ぼすようになる。 If the relationship between the acid value and the hydroxyl value of the binder resin and the hydrocarbon wax is out of the above range, the dispersion diameter of the hydrocarbon wax in the binder resin is too small or too large. The function cannot be fully exerted, and the low-temperature fixability and offset resistance are affected.
結着樹脂及び炭化水素系ワックスの酸価の値が上記関係にあることは、トナーの可塑化を適度に調整して優れた低温定着性、耐オフセット性を発揮する観点から好ましい。結着樹脂及び炭化水素系ワックスの酸価の関係が上記関係より外れてしまうと、トナーの可塑化が大きく進んでしまい、十分な離型性を保持出来なくなることがある。 It is preferable that the acid values of the binder resin and the hydrocarbon wax have the above relationship from the viewpoint of appropriately adjusting the plasticization of the toner and exhibiting excellent low-temperature fixability and offset resistance. If the relationship between the acid values of the binder resin and the hydrocarbon wax deviates from the above relationship, the plasticization of the toner may be greatly advanced, and sufficient releasability may not be maintained.
さらに、結着樹脂の水酸基価(RHv)と、上記炭化水素系ワックスの水酸基価(WH
v)との関係が下記式を満たすことが好ましい。
[数4]
RHv<WHv ・・・ (4)
Further, the hydroxyl value (RHv) of the binder resin and the hydroxyl value (WH) of the hydrocarbon-based wax.
The relationship with v) preferably satisfies the following formula.
[Equation 4]
RHv <WHv (4)
さらに、結着樹脂の水酸基価(RHv)と、上記炭化水素系ワックスの水酸基価(WHv)との関係は、下記式(5)を満たすことがより好ましい。
[数5]
21<(WHv−RHv)<80 ・・・ (5)
Furthermore, the relationship between the hydroxyl value (RHv) of the binder resin and the hydroxyl value (WHv) of the hydrocarbon wax preferably satisfies the following formula (5).
[Equation 5]
21 <(WHv−RHv) <80 (5)
結着樹脂及び炭化水素系ワックスの水酸基価が上記関係式を満たすことは、トナー粒子中の炭化水素系ワックスの分散径を適度な大きさに調整し、適度な可塑効果を得、また低温定着性を向上させる観点から好ましい。また、ワックスの分散状態を良好なものに出来るため、トナーの帯電特性を損なうことなく、前述の効果が得られるようになる。水酸基価の関係が上記関係から外れてしまうと、炭化水素系ワックスの分散径が大きくなりすぎるため、耐オフセット性が悪化してしまうことがあるばかりか、トナーの帯電特性を著しく損なうため、現像性も悪化してしまうことがある。 The hydroxyl value of the binder resin and the hydrocarbon wax satisfying the above relational expression means that the dispersion diameter of the hydrocarbon wax in the toner particles is adjusted to an appropriate size to obtain an appropriate plastic effect, and low temperature fixing. From the viewpoint of improving the property. Further, since the wax dispersion state can be improved, the above-described effects can be obtained without impairing the charging characteristics of the toner. If the relationship between the hydroxyl values deviates from the above relationship, the dispersion diameter of the hydrocarbon wax becomes too large, and the offset resistance may be deteriorated, and the charging characteristics of the toner may be significantly impaired. Sexuality may also deteriorate.
本発明のトナーは更に磁性材料を含有させ磁性トナーとしても使用しうる。この場合、磁性材料は着色剤の役割を兼ねることもできる。 The toner of the present invention may further contain a magnetic material and be used as a magnetic toner. In this case, the magnetic material can also serve as a colorant.
本発明において、磁性トナー中に含まれる磁性材料としては、マグネタイト、マグヘマイト、フェライト等の酸化鉄;鉄、コバルト、ニッケルのような金属或はこれらの金属アルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムのような金属の合金及びその混合物等が挙げられる。
これらの磁性材料は平均粒子径が2μm以下、好ましくは0.05〜0.5μmのものが好ましい。トナー中に含有させる量としては樹脂成分100質量部に対し約20〜200質量部、特に好ましくは樹脂成分100質量部に対し40〜150質量部が良い。
In the present invention, the magnetic material contained in the magnetic toner includes iron oxides such as magnetite, maghemite, and ferrite; metals such as iron, cobalt, and nickel, or these metals aluminum, cobalt, copper, lead, magnesium, tin And alloys of metals such as zinc, antimony, beryllium, bismuth, cadmium, calcium, manganese, selenium, titanium, tungsten, vanadium, and mixtures thereof.
These magnetic materials have an average particle diameter of 2 μm or less, preferably 0.05 to 0.5 μm. The amount to be contained in the toner is about 20 to 200 parts by mass, particularly preferably 40 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component.
本発明に用いられる着色剤は、黒色着色剤としてカーボンブラック,グラフト化カーボンや以下に示すイエロー/マゼンタ/シアン着色剤を用い黒色に調色されたものが利用可能である。
イエロー着色剤としては、縮合アゾ化合物,イソインドリノン化合物,アントラキノン化合物,アゾ金属錯体,メチン化合物,アリルアミド化合物に代表される化合物等が用いられる。
マゼンタ着色剤としては、縮合アゾ化合物,ジケトピロロピロール化合物,アントラキノン,キナクリドン化合物,塩基染料レーキ化合物,ナフトール化合物,ベンズイミダゾロン化合物,チオインジゴ化合物,ペリレン化合物等が用いられる。
シアン着色剤としては、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体,アントラキノン化合物,塩基染料レーキ化合物等が利用できる。これらの着色剤は、単独又は混合し更には固溶体の状態で用いることができる。
本発明の着色剤は、色相角,彩度,明度,耐候性,OHP透明性,トナー中への分散性の点から選択される。上記着色剤の添加量は、樹脂100質量部に対し1〜20質量部添加して用いられる。
As the colorant used in the present invention, a black colorant that is toned in black using carbon black, grafted carbon or the following yellow / magenta / cyan colorant can be used.
As the yellow colorant, compounds represented by condensed azo compounds, isoindolinone compounds, anthraquinone compounds, azo metal complexes, methine compounds, allylamide compounds, and the like are used.
As the magenta colorant, condensed azo compounds, diketopyrrolopyrrole compounds, anthraquinones, quinacridone compounds, basic dye lake compounds, naphthol compounds, benzimidazolone compounds, thioindigo compounds, perylene compounds and the like are used.
As the cyan colorant, copper phthalocyanine compounds and derivatives thereof, anthraquinone compounds, basic dye lake compounds, and the like can be used. These colorants can be used alone or in combination and further in the form of a solid solution.
The colorant of the present invention is selected from the viewpoints of hue angle, saturation, brightness, weather resistance, OHP transparency, and dispersibility in the toner. The colorant is added in an amount of 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin.
本発明のトナーには、荷電制御剤を含有させることが好ましい。トナーを負荷電性に制御するものとして下記物質がある。
例えば有機金属化合物、キレート化合物が有効であり、モノアゾ金属化合物、アセチルアセトン金属化合物、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸系の金属化合物がある。他には、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及
びその金属塩、無水物、エステル類、ビスフェノール等のフェノール誘導体類などがある。
また、次に示した一般式(1)で表わされるアゾ系金属化合物が好ましい。
The toner of the present invention preferably contains a charge control agent. The following substances are used for controlling the toner to be negatively charged.
For example, an organic metal compound and a chelate compound are effective, and there are a monoazo metal compound, an acetylacetone metal compound, an aromatic hydroxycarboxylic acid, and an aromatic dicarboxylic acid metal compound. Other examples include aromatic hydroxycarboxylic acids, aromatic mono- and polycarboxylic acids and metal salts thereof, anhydrides, esters, and phenol derivatives such as bisphenol.
Moreover, the azo metal compound represented by the following general formula (1) is preferable.
〔式中、Mは配位中心金属を表わし、Sc、Ti、V、Cr、Co、Ni、Mn、Fe等があげられる。Arはアリーレン基であり、フェニレン基、ナフチレン基などがあげられ、置換基を有してもよい。この場合の置換基としては、ニトロ基、ハロゲン基、カルボキシル基、アニリド基および炭素数1〜18のアルキル基、アルコキシ基などがある。X,X’、Y,Y’は−O−、−CO−、−NH−、−NR−(Rは炭素数1〜4のアルキル基)である。A+は水素イオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、アンモニウムイオン、脂肪族アンモニウムイオン、それらの混合物或いはなしを示す。〕 [Wherein M represents a coordination center metal, and examples thereof include Sc, Ti, V, Cr, Co, Ni, Mn, and Fe. Ar is an arylene group such as a phenylene group or a naphthylene group, which may have a substituent. Examples of the substituent in this case include a nitro group, a halogen group, a carboxyl group, an anilide group, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and an alkoxy group. X, X ′, Y, and Y ′ are —O—, —CO—, —NH—, and —NR— (R represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms). A + represents hydrogen ion, sodium ion, potassium ion, ammonium ion, aliphatic ammonium ion, a mixture thereof or none. ]
特に、中心金属としてはFe又はCrが好ましく、置換基としてはハロゲン、アルキル基、アニリド基が好ましく、カウンターイオンとしては水素イオン、アルカリ金属アンモニウムイオン、脂肪族アンモニウムイオンが好ましい。またカウンターイオンの異なる化合物の混合物も好ましく用いられる。 In particular, the central metal is preferably Fe or Cr, the substituent is preferably a halogen, an alkyl group, or an anilide group, and the counter ion is preferably a hydrogen ion, an alkali metal ammonium ion, or an aliphatic ammonium ion. A mixture of compounds having different counter ions is also preferably used.
あるいは、次の一般式(2)に示した塩基性有機酸金属化合物も負帯電性を与えるものであり、本発明に使用できる。 Alternatively, the basic organic acid metal compound represented by the following general formula (2) also gives negative chargeability and can be used in the present invention.
次に、上記化合物の具体例を示す。 Next, specific examples of the above compounds are shown.
トナーを正荷電性に制御するものとして下記の物質がある。ニグロシン及び脂肪酸金属塩等による変成物;トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレートなどの四級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩等の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、りんタングステン酸、りんモリブデン酸、りん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、フェリシアン化物、フェロシアン化物など)、高級脂肪酸の金属塩;ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイドなどのジオ
ルガノスズオキサイド;ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレートなどのジオルガノスズボレート類;グアニジン化合物、イミダゾール化合物。これらを単独で或いは2種類以上組み合わせて用いることができる。これらの中でも、トリフェニルメタン化合物、カウンターイオンがハロゲンでない四級アンモニウム塩が好ましく用いられる。
The following substances are used for controlling the toner to be positively charged. Modified products with nigrosine and fatty acid metal salts, etc .; quaternary ammonium salts such as tributylbenzylammonium-1-hydroxy-4-naphthosulfonate, tetrabutylammonium tetrafluoroborate, and analogs such as oniums such as phosphonium salts Salts and their lake pigments, triphenylmethane dyes and their lake pigments (as rake agents, phosphotungstic acid, phosphomolybdic acid, phosphotungsten molybdic acid, tannic acid, lauric acid, gallic acid, ferricyanide, Russian compounds, metal salts of higher fatty acids; diorganotin oxides such as dibutyltin oxide, dioctyltin oxide, dicyclohexyltin oxide; dibutyltin borate, dioctyltin borate, dicyclohexyl Diorgano tin borate such as Suzuboreto; guanidine compounds, imidazole compounds. These can be used alone or in combination of two or more. Among these, triphenylmethane compounds and quaternary ammonium salts whose counter ions are not halogen are preferably used.
また、下記一般式(4)で表わされるモノマーの単重合体;前述したスチレン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルの如き重合性モノマーとの共重合体を正荷電性制御剤として用いることができる。この場合これらの荷電制御剤は、結着樹脂(の全部または一部)としての作用をも有する。 Further, a homopolymer of a monomer represented by the following general formula (4); a copolymer with a polymerizable monomer such as styrene, acrylic acid ester or methacrylic acid ester described above can be used as a positive charge control agent. In this case, these charge control agents also have an action as a binder resin (all or a part thereof).
〔式中、R1はH又はCH3を示し、R2及びR3は置換または未置換のアルキル基(好ましくは、C1〜C4)を示す〕 [Wherein R 1 represents H or CH 3 , and R 2 and R 3 represent a substituted or unsubstituted alkyl group (preferably C 1 to C 4 )]
特に下記一般式(5)で表わされる化合物が本発明の構成においては好ましい。 In particular, a compound represented by the following general formula (5) is preferable in the constitution of the present invention.
〔式中、R1、R2、R3、R4、R5及びR6は、各々互いに同一でも異なっていてもよい水素原子、置換もしくは未置換のアルキル基または、置換もしくは未置換のアリール基を表し、R7、R8及びR9は、各々互いに同一でも異なっていてもよい水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基を表し、A−は、硫酸イオン、硝酸イオン、ほう酸イオン、りん酸イオン、水酸イオン、有機硫酸イオン、有機スルホン酸イオン、有機りん酸イオン、カルボン酸イオン、有機ほう酸イオン又はテトラフルオロボレートから選択される陰イオンを示す。〕 [Wherein R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each a hydrogen atom which may be the same as or different from each other, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl. R 7 , R 8 and R 9 each represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group or an alkoxy group, which may be the same or different from each other, and A − represents a sulfate ion, a nitrate ion, a borate ion, An anion selected from phosphate ion, hydroxide ion, organic sulfate ion, organic sulfonate ion, organic phosphate ion, carboxylate ion, organic borate ion or tetrafluoroborate. ]
負帯電用として好ましいものは、例えばSpilon Black TRH、T−77、T−95(保土谷化学社)、BONTRON(登録商標)S−34、S−44、S−5
4、E−84、E−88、E−89(オリエント化学社)があげられ、正帯電用として好ましいものは、例えばTP−302、TP−415(保土谷化学社)、BONTRON(登録商標)N−01、N−04、N−07、P−51(オリエント化学社)、コピーブルーPR(クラリアント社)が例示できる。
Preferred for negative charging are, for example, Spiron Black TRH, T-77, T-95 (Hodogaya Chemical Co., Ltd.), BONTRON (registered trademark) S-34, S-44, S-5.
4, E-84, E-88, E-89 (Orient Chemical Co., Ltd.), and those preferable for positive charging are, for example, TP-302, TP-415 (Hodogaya Chemical Co., Ltd.), BONTRON (registered trademark). Examples thereof include N-01, N-04, N-07, P-51 (Orient Chemical Co.), and Copy Blue PR (Clariant).
荷電制御剤をトナーに含有させる方法としては、トナー内部に添加する方法と外添する方法がある。これらの電荷制御剤の使用量としては、結着樹脂の種類、他の添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくは結着樹脂100質量部に対して0.1〜10質量部、より好ましくは0.1〜5質量部の範囲で用いられる。 As a method of incorporating a charge control agent into the toner, there are a method of adding it inside the toner and a method of adding it externally. The amount of use of these charge control agents is determined by the toner production method including the type of binder resin, the presence or absence of other additives, and the dispersion method, and is not uniquely limited. Preferably, it is used in the range of 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
本発明のトナーには、流動性向上剤を添加しても良い。流動性向上剤は、トナー粒子に外添することにより、流動性が添加前後を比較すると増加し得るものである。このような流動性向上剤としては、例えば、フッ化ビニリデン微粉末、ポリテトラフルオロエチレン微粉末の如きフッ素系樹脂粉末;湿式製法シリカ、乾式製法シリカの如き微粉末シリカ、微粉末酸化チタン、微粉末アルミナ、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微粉末;酸化亜鉛、酸化スズの如き酸化物;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如き複酸化物;炭酸カルシウム及び、炭酸マグネシウムの如き炭酸塩化合物等が挙げられる。 A fluidity improver may be added to the toner of the present invention. The fluidity improver can be added to the toner particles to increase the fluidity before and after the addition. Examples of such fluidity improvers include fluorine resin powders such as vinylidene fluoride fine powder and polytetrafluoroethylene fine powder; wet powder silica, fine powder silica such as dry process silica, fine powder titanium oxide, fine powder Powdered alumina, fine powder with surface treatment with silane compound, titanium coupling agent, silicone oil; oxides such as zinc oxide and tin oxide; strontium titanate, barium titanate, calcium titanate, strontium zirconate, Examples thereof include double oxides such as calcium zirconate; calcium carbonate and carbonate compounds such as 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末であり、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。 A preferred fluidity improver is a fine powder produced by vapor phase oxidation of a silicon halogen compound, and is referred to as so-called dry process silica or fumed silica. For example, a thermal decomposition oxidation reaction of silicon tetrachloride gas in an oxyhydrogen flame is used, and the basic reaction formula is as follows.
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。その粒径は、平均の一次粒径として、0.001〜2μmの範囲内であることが好ましく、特に0.002〜0.2μmの範囲内のシリカ微粉体を使用することが好ましい。 In this production process, it is also possible to obtain composite fine powders of silica and other metal oxides by using other metal halogen compounds such as aluminum chloride or titanium chloride together with silicon halogen compounds. To do. The particle size is preferably within the range of 0.001 to 2 μm as the average primary particle size, and particularly silica fine powder within the range of 0.002 to 0.2 μm is preferably used.
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)等の商品名で市販されているものがあり、本発明ではこれらも好適に用いることができる。 Examples of commercially available silica fine powders produced by vapor phase oxidation of silicon halogen compounds include AEROSIL (Nippon Aerosil Co., Ltd.) 130, 200, 300, 380, TT600, MOX170, MOX80, COK84, Ca—O—SiL (CABOT CoL). Company) M-5, MS-7, MS-75, HS-5, EH-5, Wacker HDK N 20 (WACKER-CHEMIE GMBH) V15, N20E, T30, T40, DC Fine Silica (Dow Corning) Co.) and Fransol (Fransil) are commercially available, and these can also be used favorably in the present invention.
さらには、本発明に用いられる流動性向上剤としては、上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。上記処理シリカ微粉体において、メタノール滴定試験によって測定された疎水化度が30〜80の範囲の値を示すようにシリカ微粉体を処理したものが特に好ましい。 Furthermore, as the fluidity improver used in the present invention, a treated silica fine powder obtained by hydrophobizing a silica fine powder produced by vapor phase oxidation of the silicon halide compound is more preferable. In the above treated silica fine powder, it is particularly preferable to treat the silica fine powder so that the degree of hydrophobicity measured by a methanol titration test is in the range of 30-80.
疎水化方法としては、シリカ微粉体と反応或いは物理吸着する有機ケイ素化合物等で化学的に処理することによって付与される。好ましい方法としては、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成されたシリカ微粉体を有機ケイ素化合物で処理する。 As a hydrophobizing method, it is applied by chemical treatment with an organosilicon compound that reacts or physically adsorbs with silica fine powder. As a preferred method, silica fine powder produced by vapor phase oxidation of a silicon halogen compound is treated with an organosilicon compound.
上記有機ケイ素化合物としては、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルクロロシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、アリルジメチルクロロシラン、アリルフェニルジクロロシラン、ベンジルジメチルクロロシラン、ブロモメトリジメチルクロロシラン、α−クロロエチルトリクロロシラン、β−クロロエチルトリクロロシラン、クロロメチルジメチルクロロシラン、トリオルガノシリルメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン、1,3−ジフェニルテトラメチルジシロキサン、及び1分子当たり2〜12個のシロキサン単位を有し末端に位置する単位にそれぞれ1個宛のSiに結合した水酸基を含有するジメチルポリシロキサン等がある。さらに、ジメチルシリコーンオイルの如きシリコーンオイルが挙げられる。これらは一種或いは二種以上の混合物で用いられる。 Examples of the organosilicon compound include hexamethyldisilazane, trimethylsilane, trimethylchlorosilane, trimethylethoxysilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, allyldimethylchlorosilane, allylphenyldichlorosilane, benzyldimethylchlorosilane, bromomethridimethylchlorosilane, α- Chloroethyltrichlorosilane, β-chloroethyltrichlorosilane, chloromethyldimethylchlorosilane, triorganosilylmercaptan, trimethylsilylmercaptan, triorganosilylacrylate, vinyldimethylacetoxysilane, dimethylethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, hexamethyl Disiloxane, 1,3-divinyltetramethyldisiloxane, 1 , 3-diphenyltetramethyldisiloxane, and dimethylpolysiloxane containing 2 to 12 siloxane units per molecule and containing hydroxyl groups bonded to one Si at each terminal unit. Furthermore, silicone oils such as dimethyl silicone oil can be mentioned. These may be used alone or as a mixture of two or more.
上記流動性向上剤は、BET法で測定した窒素吸着による比表面積が30m2/g以上、好ましくは50m2/g以上のものが良好な結果を与える。トナー100質量部に対して流動性向上剤を総量で0.01〜8質量部、好ましくは0.1〜4質量部使用することが良い。 The above fluidity improver has a specific surface area by nitrogen adsorption measured by the BET method of 30 m 2 / g or more, preferably 50 m 2 / g or more, giving good results. The total amount of the fluidity improver is 0.01 to 8 parts by weight, preferably 0.1 to 4 parts by weight, based on 100 parts by weight of the toner.
本発明のトナーは、上記流動性向上剤と混合して、また必要に応じてさらに他の外添剤(例えば荷電制御剤等)と混合して一成分現像剤として用いることができ、またキャリアと併用して二成分現像剤として用いることができる。二成分現像方法に用いる場合のキャリアとしては、従来知られているものがすべて使用可能であるが、具体的には、表面酸化又は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類等の金属及びそれらの合金又は酸化物等の、平均粒径20〜300μmの粒子が好ましくは使用される。 The toner of the present invention can be used as a one-component developer by mixing with the above fluidity improver and further mixing with other external additives (for example, a charge control agent) if necessary. And can be used as a two-component developer. As the carrier for use in the two-component development method, all conventionally known carriers can be used. Specifically, surface oxidized or unoxidized iron, nickel, cobalt, manganese, chromium, rare earth, etc. Particles with an average particle size of 20 to 300 μm, such as metals and their alloys or oxides, are preferably used.
また、それらキャリア粒子の表面に、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリエステル樹脂等の物質を付着又は被覆させたもの等が好ましく使用される。 Further, those obtained by adhering or coating substances such as styrene resin, acrylic resin, silicone resin, fluorine resin, polyester resin on the surface of the carrier particles are preferably used.
本発明のトナーを作製するには、結着樹脂、ワックス及び着色剤を少なくとも含有する混合物が材料として用いられるが、必要に応じて磁性体や荷電制御剤、その他の添加剤等が用いられる。これらの材料をヘンシェルミキサー又はボールミルの如き混合機により十分混合してから、ロール、ニーダー及びエクストルーダーの如き熱混練機を用いて溶融、捏和及び混練して樹脂類を互いに相溶せしめた中に、ワックスや磁性体を分散せしめ、冷却固化後、粉砕及び分級を行ってトナーを得ることができる。 In order to produce the toner of the present invention, a mixture containing at least a binder resin, a wax and a colorant is used as a material, and a magnetic substance, a charge control agent, other additives, and the like are used as necessary. These materials are thoroughly mixed by a mixer such as a Henschel mixer or a ball mill, and then melted, kneaded and kneaded using a heat kneader such as a roll, a kneader and an extruder so that the resins are mutually compatible. In addition, a toner can be obtained by dispersing wax and magnetic material, cooling and solidifying, and then pulverizing and classifying.
本発明のトナーは、公知の製造装置を用いて製造することができ、例えば、状況に応じて以下の製造装置を用いることができる。 The toner of the present invention can be manufactured using a known manufacturing apparatus. For example, the following manufacturing apparatus can be used depending on the situation.
トナー製造装置としては、例えば混合機としては、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)等が挙げられる。 As a toner production apparatus, for example, as a mixer, Henschel mixer (manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.); Super mixer (manufactured by Kawata Corporation); Ribocorn (manufactured by Okawara Seisakusho Co., Ltd.); A spiral pin mixer (manufactured by Taiheiyo Kiko Co., Ltd.); a radige mixer (manufactured by Matsubo).
混練機としては、例えば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)等が挙げられる。 As a kneading machine, for example, KRC kneader (manufactured by Kurimoto Iron Works); Bus co-kneader (manufactured by Buss); TEM type extruder (manufactured by Toshiba Machine); TEX twin-screw kneader (manufactured by Nippon Steel Works) PCM kneading machine (Ikegai Iron Works); Three roll mill, mixing roll mill, kneader (Inoue Seisakusho); Needex (Mitsui Mining); MS pressure kneader, Nider Ruder (Moriyama Seisakusho) A Banbury mixer (manufactured by Kobe Steel).
粉砕機としては、例えば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)等が挙げられる。 Examples of the pulverizer include counter jet mill, micron jet, inomizer (manufactured by Hosokawa Micron); IDS type mill, PJM jet pulverizer (manufactured by Nippon Pneumatic Industry); cross jet mill (manufactured by Kurimoto Iron Works); (Nisso Engineering Co., Ltd.); SK Jet Oh Mill (Seishin Enterprise Co., Ltd.); Kryptron (Kawasaki Heavy Industries Co., Ltd.); Turbo Mill (Turbo Industry Co., Ltd.); Super Rotor (Nisshin Engineering Co., Ltd.) It is done.
分級機としては、例えばクラッシール、マイクロンクラッシファイアー、スペディッククラッシファイアー(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)等が挙げられる。 Classifiers include, for example, a class seal, a micron classifier, a speck classifier (manufactured by Seishin Enterprise); a turbo classifier (manufactured by Nisshin Engineering); a micron separator, a turboplex (ATP), a TSP separator (manufactured by Hosokawa Micron) ); Elbow Jet (manufactured by Nippon Steel & Mining Co., Ltd.), Dispersion Separator (manufactured by Nippon Pneumatic Industrial Co., Ltd.); YM Microcut (manufactured by Yaskawa Shoji Co., Ltd.)
粗粒等をふるい分けるために用いられる篩い装置としては、例えばウルトラソニック(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);円形振動篩い等が挙げられる。 Examples of sieving devices used to screen coarse particles include Ultrasonic (manufactured by Sakae Sangyo Co., Ltd.); Resonator Sheave, Gyroshifter (Tokuju Kosakusha Co., Ltd.); Vibrasonic System (Dalton Co., Ltd.); Examples include a turbo screener (manufactured by Turbo Industry Co., Ltd.), a micro shifter (manufactured by Kanno Sangyo Co., Ltd.), and a circular vibrating sieve.
本発明におけるワックス、結着樹脂の物性測定は、下記方法により実施することができる。 The physical properties of the wax and binder resin in the present invention can be measured by the following method.
(1)テトラヒドロフラン(THF)可溶分の分子量の測定
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるクロマトグラムの分子量は次の条件で測定される。
40℃のヒートチャンバー中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を毎分1mlの流速で流す。カラムとしては、103〜2×106の分子量領域を適確に測定するために、市販のポリスチレンゲルカラムを複数組み合わせるのが良く、例えば昭和電工社製のshodexGPC KF−801,
802,803,804,805,806,807,800Pの組み合せや、東ソー社製のTSKgelG1000H(HXL)、G2000H(HXL)、G3000H(HXL)、G4000H(HXL)、G5000H(HXL)、G6000H(HXL)、G7000H(HXL)、TSKgurdcolumnの組み合せを挙げることができるが、特に昭和電工社製のshodex KF−801、802、803、804、805、806、807の7連カラムの組み合せが好ましい。
試料は以下のようにして作製する。まず試料をテトラヒドロフラン中に入れ、数時間放置した後、十分振とうし、テトラヒドロフランとよく混ぜ(試料の合一体が無くなるまで)、さらに12時間以上静置する。その時テトラヒドロフラン中への放置時間が24時間以上となるようにする。その後、サンプル処理フィルター(ポアサイズ0.2〜0.5μm、例えばマイショリディスクH−25−2(東ソー社製)等使用できる。)を通過させる。これをGPCの試料とする。試料濃度として樹脂成分が0.5〜5mg/mlとなるように調整したトナーのテトラヒドロフラン溶液を50〜200μl注入して測定する。なお、検出器にはRI(屈折率)検出器を用いる。
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数との関係から算出する。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、例えば、Pressure Chemical
Co.製あるいは、東洋ソーダ工業社製の分子量が6×102、2.1×103、4×103、1.75×104、5.1×104、1.1×105、3.9×105、8.6×105、2×106、4.48×106のものを用い、少なくとも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。
(1) Measurement of molecular weight soluble in tetrahydrofuran (THF) The molecular weight of the chromatogram by gel permeation chromatography (GPC) is measured under the following conditions.
The column is stabilized in a heat chamber at 40 ° C., and tetrahydrofuran (THF) as a solvent is allowed to flow through the column at this temperature at a flow rate of 1 ml / min. As a column, in order to accurately measure a molecular weight region of 10 3 to 2 × 10 6 , it is preferable to combine a plurality of commercially available polystyrene gel columns. For example, shodex GPC KF-801 manufactured by Showa Denko KK
A combination of 802, 803, 804, 805, 806, 807, 800P, or TSKgel G1000H (HXL), G2000H (HXL), G3000H (HXL), G4000H (HXL), G5000H (HXL), G6000H (HXL) manufactured by Tosoh Corporation G7000H (HXL) and TSKgullcolumn can be mentioned, and a combination of seven columns of shodex KF-801, 802, 803, 804, 805, 806, and 807 manufactured by Showa Denko is particularly preferable.
The sample is prepared as follows. First, a sample is put in tetrahydrofuran and left for several hours, and then shaken sufficiently, mixed well with tetrahydrofuran (until the sample is no longer united), and further left to stand for 12 hours or more. At that time, the standing time in tetrahydrofuran is set to 24 hours or more. Thereafter, a sample processing filter (pore size 0.2 to 0.5 μm, for example, Mysori Disc H-25-2 (manufactured by Tosoh Corporation) can be used) is passed. This is a GPC sample. Measurement is performed by injecting 50 to 200 μl of a tetrahydrofuran solution of the toner adjusted so that the resin concentration of the sample component is 0.5 to 5 mg / ml. An RI (refractive index) detector is used as the detector.
In measuring the molecular weight of a sample, the molecular weight distribution of the sample is calculated from the relationship between the logarithmic value of a calibration curve prepared from several types of monodisperse polystyrene standard samples and the number of counts. As a standard polystyrene sample for preparing a calibration curve, for example, Pressure Chemical
Co. Or the molecular weight of Toyo Soda Industry Co., Ltd. is 6 × 10 2 , 2.1 × 10 3 , 4 × 10 3 , 1.75 × 10 4 , 5.1 × 10 4 , 1.1 × 10 5 , 3 It is suitable to use a standard polystyrene sample of at least about 10 points using 9.9 × 10 5 , 8.6 × 10 5 , 2 × 10 6 , 4.48 × 10 6 .
(2)テトラヒドロフラン(THF)不溶分量
結着樹脂又はトナーを秤量し、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。溶媒としてテトラヒドロフラン200mlを用いて、16時間抽出する。このとき、テトラヒドロフラ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、円筒ろ紙を取り出し、秤量することによって結着樹脂又はトナーの不溶分を得る。
トナーが樹脂成分以外の磁性体又は顔料の如き、テトラヒドロフラン不溶分を含有している場合、円筒ろ紙に入れたトナーの質量をW1gとし、抽出されたTHF可溶樹脂成分の質量をW2gとし、トナーに含まれている樹脂成分以外のテトラヒドロフラン不溶成分の質量をW3gとすると、トナー中の樹脂成分のテトラヒドロフラン不溶分の含有量は下記式から求められる。
[数6]
テトラヒドロフラン不溶分(質量%)=[{W1−(W3+W2)}/(W1−W3)]×100 ・・・ (6)
(2) Tetrahydrofuran (THF) insoluble content A binder resin or toner is weighed and placed in a cylindrical filter paper (for example, No. 86R size 28 × 10 mm, manufactured by Toyo Filter Paper Co., Ltd.) and applied to a Soxhlet extractor. Extraction is performed for 16 hours using 200 ml of tetrahydrofuran as a solvent. At this time, extraction is performed at a reflux rate such that the extraction cycle of tetrahydrofuran is about once every 4 to 5 minutes. After the extraction is completed, the cylindrical filter paper is taken out and weighed to obtain an insoluble content of the binder resin or toner.
When the toner contains a tetrahydrofuran-insoluble component such as a magnetic substance or pigment other than the resin component, the weight of the toner put in the cylindrical filter paper is W1 g, and the extracted THF-soluble resin component is W2 g. When the mass of the tetrahydrofuran-insoluble component other than the resin component contained in the toner is W3 g, the content of the tetrahydrofuran-insoluble component of the resin component in the toner can be obtained from the following formula.
[Equation 6]
Tetrahydrofuran insoluble matter (mass%) = [{W1- (W3 + W2)} / (W1-W3)] × 100 (6)
(3)ワックスの水酸基価の測定法
本発明におけるワックスの水酸基価の測定は、下記のように実施することができる。
(装置及び器具)
メスシリンダー(100ml)
全量ピペット(5ml)
平底フラスコ(200ml)
グリセリン浴
(試薬)
アセチル化試薬(無水酢酸25gを全量フラスコ100mlに取り、ピリジンを加えて全量を100mlにし、十分に振り混ぜる。)
フェノールフタレイン溶液
0.5kmol/m3水酸化カリウムエタノール溶液
(測定法)
(a)炭化水素系ワックスを0.5〜6.0g平底フラスコに精秤して、これにアセチル化試薬5mlを全量ピペットを用いて加える。
(b)フラスコの口に小さな漏斗を置き、温度95〜100℃のグリセリン浴中に底部約1cmを浸して加熱する。フラスコの首がグリセリン浴の熱を受けて温度が上がるのを防ぐために、中に丸い穴をあけた厚紙の円板をフラスコの首の付け根にかぶせる。
(c)1時間後フラスコをグリセリン浴から取り出し、放冷後漏斗から水1mlを加えて振り動かして無水酢酸を分解する。
(d)更に、分解を完全にするため、再びフラスコをグリセリン浴中で10分間加熱し、放冷後エタノール(95vol%)5mlで漏斗及びフラスコの壁を洗う。
(e)フェノールフタレイン溶液数滴を指示薬として加え、0.5kmol/m3水酸化カリウムエタノール溶液で滴定し、指示薬の薄い紅色が約30秒間続いたときを終点とする。
(f)空試験は、炭化水素系ワックス(a)を入れないで(a)〜(e)を行う。
(g)試料が溶解しにくい場合は、少量のピリジンを追加するか、キシレン又はトルエンを加えて溶解する。
(計算)
得られた結果から下記の式によって炭化水素系ワックスの水酸基価を求める。
[数7]
A=[{(B−C)×28.05×f}/S]+D ・・・ (7)
但し、
A:炭化水素系ワックスの水酸基価(mgKOH/g)
B:空試験に用いた0.5kmol/m3水酸化カリウムエタノール溶液の量(ml)
C:滴定に用いた0.5kmol/m3水酸化カリウムエタノール溶液の量(ml)
f:0.5kmol/m3水酸化カリウムエタノール溶液のファクター
S:炭化水素系ワックスの質量(g)
D:炭化水素系ワックスの酸価(mgKOH/g)
28.05:水酸化カリウムの式量56.11×1/2
(3) Measuring method of hydroxyl value of wax The measurement of the hydroxyl value of the wax in the present invention can be carried out as follows.
(Devices and instruments)
Measuring cylinder (100ml)
Full pipette (5ml)
Flat bottom flask (200ml)
Glycerin bath (reagent)
Acetylation reagent (25 g of acetic anhydride is taken into a 100-ml volumetric flask and pyridine is added to make a total volume of 100 ml, and shaken well.)
Phenolphthalein solution 0.5 kmol / m 3 Potassium hydroxide ethanol solution (Measurement method)
(A) A hydrocarbon wax is precisely weighed into a 0.5 to 6.0 g flat bottom flask, and 5 ml of an acetylating reagent is added to the flask using a pipette.
(B) Place a small funnel on the mouth of the flask and immerse the bottom of about 1 cm in a glycerin bath at a temperature of 95-100 ° C. and heat. In order to prevent the temperature of the neck of the flask from rising due to the heat of the glycerin bath, a cardboard disc with a round hole in it is put on the base of the neck of the flask.
(C) After 1 hour, the flask is removed from the glycerin bath, allowed to cool, 1 ml of water is added from the funnel and shaken to decompose acetic anhydride.
(D) Further, in order to complete the decomposition, the flask is heated again in a glycerin bath for 10 minutes, and after cooling, the funnel and the wall of the flask are washed with 5 ml of ethanol (95 vol%).
(E) A few drops of phenolphthalein solution is added as an indicator, and titrated with 0.5 kmol / m 3 potassium hydroxide ethanol solution, and the end point is when the indicator is light red for about 30 seconds.
(F) In the blank test, (a) to (e) are performed without adding the hydrocarbon wax (a).
(G) If the sample is difficult to dissolve, add a small amount of pyridine, or add xylene or toluene to dissolve.
(Calculation)
From the obtained results, the hydroxyl value of the hydrocarbon wax is determined by the following formula.
[Equation 7]
A = [{(BC) × 28.05 × f} / S] + D (7)
However,
A: Hydroxyl value of hydrocarbon wax (mgKOH / g)
B: Amount (ml) of 0.5 kmol / m 3 potassium hydroxide ethanol solution used for the blank test
C: Amount of 0.5 kmol / m 3 potassium hydroxide ethanol solution used for titration (ml)
f: Factor of 0.5 kmol / m 3 potassium hydroxide ethanol solution S: Mass of hydrocarbon wax (g)
D: Acid value of hydrocarbon wax (mgKOH / g)
28.05: Formula weight of potassium hydroxide 56.11 × 1/2
(4)ワックスのエステル価の測定法
本発明におけるワックスのエステル価の測定は、下記のようにケン化価を用いて下記式により算出することができる。
[数8]
(ワックスのエステル価)=(ワックスのケン化価)−(ワックスの酸価) ・・・ (8)
ケン化価の測定
(装置及び器具)
三角フラスコ(200〜300ml)
空気冷却器(外径6〜8mm,長さ100cmのガラス管又は環流冷却器で、いずれも三角フラスコの口にすりあわせ接続できるもの)
水浴、砂浴又は熱板(約80℃の温度に調節できるもの)
ビュレット(50ml)
全量ピペット(25ml)
(試薬)
0.5kmol/m3塩酸
0.5kmol/m3水酸化カリウムエタノール溶液
フェノールフタレイン溶液
(測定法)
(a)炭化水素系ワックス(a)1.5〜3.0gを三角フラスコに1mgの桁まで精秤する。
(b)0.5kmol/m3水酸化カリウムエタノール溶液25mlを全量ピペットを用いて加える。
(c)三角フラスコに空気冷却器を取り付け、ときどき内容物を振り混ぜながら30分間水浴、砂浴又は熱板上で穏やかに加熱して反応させる。加熱するときは、環流するエタノールの環が空気冷却器の上端に達しないように加熱温度を調節する。
(d)反応が終わった後、直ちに冷却し、内容物が寒天状に固まらないうちに空気冷却器の上から少量の水、又はキシレン:エタノール=1:3混合溶液を吹き付けてその内壁を洗浄した後、空気冷却器を外す。
(e)指示薬としてフェノールフタレイン溶液1mlを加えて、0.5kmol/m3塩酸で滴定し、指示薬の薄い紅色が約1分間現れなくなったときを終点とする。
(f)空試験は、炭化水素系ワックス(a)を入れないで(a)〜(e)を行う。
(g)試料が溶解しにくい場合は、予めキシレン、又はキシレン−エタノール混合溶媒を用いて溶解する。
(計算)
得られた結果から下記式によりワックスのケン化価を算出する。
[数9]
A={(B−C)×28.05×f}/S ・・・ (9)
但し、
A:炭化水素系ワックスのケン化価(mgKOH/g)
B:空試験に用いた0.5kmol/m3塩酸の量(ml)
C:滴定に用いた0.5kmol/m3塩酸の量(ml)
f:0.5kmol/m3塩酸のファクター
S:炭化水素系ワックス(a)の質量(g)
28.05:水酸化カリウムの式量56.11×1/2
(4) Measuring method of ester value of wax The ester value of the wax in the present invention can be calculated by the following formula using the saponification value as follows.
[Equation 8]
(Ester value of wax) = (Saponification value of wax) − (Acid value of wax) (8)
Measurement of saponification value (apparatus and instruments)
Erlenmeyer flask (200-300ml)
Air cooler (outer diameter 6-8mm, length 100cm glass tube or recirculating cooler, all of which can be connected to the mouth of the Erlenmeyer flask)
Water bath, sand bath or hot plate (can be adjusted to a temperature of about 80 ° C)
Burette (50ml)
Full pipette (25ml)
(reagent)
0.5 kmol / m 3 hydrochloric acid 0.5 kmol / m 3 potassium hydroxide ethanol solution phenolphthalein solution (measurement method)
(A) Hydrocarbon wax (a) 1.5-3.0 g is accurately weighed to an order of 1 mg in an Erlenmeyer flask.
(B) Add 25 ml of 0.5 kmol / m 3 potassium hydroxide ethanol solution using a pipette.
(C) Attach an air cooler to the Erlenmeyer flask and allow it to react by gently heating on a water bath, sand bath or hot plate for 30 minutes with occasional shaking. When heating, the heating temperature is adjusted so that the circulating ethanol ring does not reach the top of the air cooler.
(D) Immediately after the reaction is completed, the inner wall is washed by spraying a small amount of water or a mixed solution of xylene: ethanol = 1: 3 from the top of the air cooler before the contents are hardened into agar. After that, remove the air cooler.
(E) Add 1 ml of phenolphthalein solution as an indicator, titrate with 0.5 kmol / m 3 hydrochloric acid, and when the light red color of the indicator does not appear for about 1 minute, the end point is set.
(F) In the blank test, (a) to (e) are performed without adding the hydrocarbon wax (a).
(G) If the sample is difficult to dissolve, dissolve it in advance using xylene or a xylene-ethanol mixed solvent.
(Calculation)
The saponification value of the wax is calculated from the obtained result by the following formula.
[Equation 9]
A = {(BC) × 28.05 × f} / S (9)
However,
A: Saponification value of hydrocarbon wax (mgKOH / g)
B: Amount of 0.5 kmol / m 3 hydrochloric acid used for the blank test (ml)
C: Amount of 0.5 kmol / m 3 hydrochloric acid used for titration (ml)
f: Factor of 0.5 kmol / m 3 hydrochloric acid S: Mass (g) of hydrocarbon wax (a)
28.05: Formula weight of potassium hydroxide 56.11 × 1/2
(5)ワックスの酸価の測定法
本発明におけるワックスの酸価の測定は、下記のように実施することができる。
(装置及び器具)
三角フラスコ(300ml)
ビュレット(25ml)
水浴又は熱板
(試薬)
0.1kmol/m3塩酸
0.1kmol/m3水酸化カリウムエタノール溶液(標定は、0.1kmol/m3塩酸25mlを全ピペットを用いて三角フラスコに取り、フェノールフタレイン溶液を加え、0.1kmol/m3水酸化カリウムエタノール溶液で滴定し、中和に要した量からファクターを求める。)
フェノールフタレイン溶液溶剤(ジエチルエーテルとエタノール(99.5vol%)を体積比で1:1又は2:1で混合したもの。これらは、使用直前にフェノールフタレイン溶液を指示薬として数滴加え、0.1kmol/m3水酸化カリウムエタノール溶液で中和する。)
(測定法)
(a)ワックス1〜20gを三角フラスコに精秤する。
(b)溶剤100ml及び指示薬としてフェノールフタレイン溶液を数滴加え、水浴上でワックスが完全に溶けるまで十分に振り混ぜる。
(c)0.1kmol/m3水酸化カリウムエタノール溶液で滴定し、指示薬の薄い紅色が30秒間続いたときを終点とする。
(計算)
得られた結果から下記式によりワックスの酸価を算出する。
[数10]
A=5.611×B×f/S ・・・ (10)
但し、
A:ワックスの酸価(mgKOH/g)
B:滴定に用いた0.1kmol/m3水酸化カリウムエタノール溶液の量(ml)
f:0.1kmol/m3水酸化カリウムエタノール溶液のファクター
S:ワックスの質量(g)
5.611:水酸化カリウムの式量56.11×1/10
(5) Method for Measuring Acid Value of Wax The acid value of the wax in the present invention can be measured as follows.
(Devices and instruments)
Erlenmeyer flask (300 ml)
Burette (25ml)
Water bath or hot plate (reagent)
0.1 kmol / m 3 hydrochloric acid 0.1 kmol / m 3 potassium hydroxide ethanol solution (standardization: 25 ml of 0.1 kmol / m 3 hydrochloric acid is taken into an Erlenmeyer flask using a total pipette, and a phenolphthalein solution is added. Titrate with 1 kmol / m 3 potassium hydroxide ethanol solution, and determine the factor from the amount required for neutralization.)
Phenolphthalein solution solvent (diethyl ether and ethanol (99.5 vol%) mixed at a volume ratio of 1: 1 or 2: 1. These were added several drops of phenolphthalein solution as an indicator just before use. Neutralize with 1 kmol / m 3 potassium hydroxide ethanol solution.)
(Measurement method)
(A) Weigh accurately 1 to 20 g of wax into an Erlenmeyer flask.
(B) Add 100 ml of solvent and a few drops of phenolphthalein solution as an indicator, and shake well until the wax is completely dissolved in a water bath.
(C) Titrate with a 0.1 kmol / m 3 potassium hydroxide ethanol solution, and the end point is when the light red color of the indicator lasts for 30 seconds.
(Calculation)
The acid value of the wax is calculated from the obtained result by the following formula.
[Equation 10]
A = 5.611 × B × f / S (10)
However,
A: Acid value of wax (mgKOH / g)
B: Amount of 0.1 kmol / m 3 potassium hydroxide ethanol solution used for titration (ml)
f: Factor of 0.1 kmol / m 3 potassium hydroxide ethanol solution S: Mass of wax (g)
5.611: Formula weight of potassium hydroxide 56.11 × 1/10
(6)樹脂の酸価の測定法
本発明における結着樹脂の酸価の測定は、下記のように実施することができる。基本操作はJIS K0070に準ずる。
1)結着樹脂の粉砕品0.5乃至2.0(g)を精秤し、結着樹脂の重さW(g)とする。
2)300(ml)のビーカーに試料を入れ、トルエン/エタノール(4/1)の混合液150(ml)を加え溶解する。
3)0.1規定のKOHのメタノール溶液を用いて、電位差滴定装置を用いて滴定する(例えば、京都電子工業株式会社製の電位差滴定装置AT−400(win workstation)とABP−410電動ビュレットとを用いての自動滴定が利用できる。)
4)この時のKOH溶液の使用量をS(ml)とし、同時にブランクを測定しこの時のKOH溶液の使用量をB(ml)とする。
5)次式により結着樹脂の酸価を計算する。fはKOHのファクターである。
[数11]
酸価(mgKOH/g)=((S−B)×f×5.61)/W ・・・ (11)
(6) Method for Measuring Acid Value of Resin The acid value of the binder resin in the present invention can be measured as follows. Basic operation conforms to JIS K0070.
1) The binder resin pulverized product 0.5 to 2.0 (g) is precisely weighed to obtain the weight W (g) of the binder resin.
2) A sample is put into a 300 (ml) beaker, and a mixed solution 150 (ml) of toluene / ethanol (4/1) is added and dissolved.
3) Titrate with a potentiometric titrator using a 0.1N methanol solution of KOH (for example, potentiometric titrator AT-400 (winworkstation) manufactured by Kyoto Electronics Co., Ltd. and ABP-410 electric burette Automatic titration using can be used.)
4) The amount of KOH solution used at this time is set to S (ml), and a blank is measured at the same time, and the amount of KOH solution used at this time is set to B (ml).
5) Calculate the acid value of the binder resin by the following formula. f is a factor of KOH.
[Equation 11]
Acid value (mgKOH / g) = ((SB) × f × 5.61) / W (11)
(7)樹脂の水酸基価の測定法
本発明における結着樹脂の水酸基価の測定は、下記のように実施することができる。
(A) 試薬
(a)アセチル化試薬:無水酢酸25gをメスフラスコ100mlに入れ、ピリジンを加えて全量を100mlにし、十分に振りまぜる。アセチル化試薬は、湿気、炭酸ガス及び酸の蒸気に触れないようにし、褐色びんに保存する。
(b)フェノールフタレイン溶液 フェノールフタレイン1gをエチルアルコール(95vol%)100mlに溶かす。
(c)0.5mol/リットル−水酸化カリウム−エチルアルコール溶液 水酸化カリウム35gをできるだけ少量の水に溶かし、エチルアルコール(95vol%)を加えて1リットルとし、2〜3日間放置後ろ過する。標定はJIS K8006によって行う。
(B) 操作
試料0.5〜2.0gを丸底フラスコに正しくはかりとり、これにアセチル化試薬5mlを正しく加える。フラスコの口に小さな漏斗をかけ、95〜100℃のグリセリン浴中に底部約1cmを浸して加熱する。このときフラスコの首が浴の熱を受けて温度の上がるのを防ぐために、中に丸い穴をあけた厚紙の円盤をフラスコの首の付根にかぶせる。1時間後フラスコを浴から取り出し、放冷後漏斗から水1mlを加えて振り動かして無水酢酸を分解する。さらに分解を完全にするため、再びフラスコをグリセリン浴中で10分間加熱し、放冷後エチルアルコール5mlで漏斗及びフラスコの壁を洗い、フェノールフタレイン溶液を指示薬として0.5mol/リットル−水酸化カリウムエチルアルコール溶液で滴定する。なお、本試験と並行して空試験を行う。
(C) 計算式
次式によって結着樹脂の水酸基価を算出する。
[数12]
A=[{(B+C)×f×28.05}/S]+D ・・・ (12)
但し、
A:樹脂の水酸基価
B:空試験の0.5mol/リットル−水酸化カリウムエチルアルコール溶液の使用量(ml)
C:本試験の0.5mol/リットル−水酸化カリウムエチルアルコール溶液の使用量(ml)
f:0.5mol/リットル−水酸化カリウムエチルアルコール溶液のファクター
S:試料の質量(g)
D:樹脂の酸価
(7) Measuring method of hydroxyl value of resin The hydroxyl value of the binder resin in the present invention can be measured as follows.
(A) Reagent (a) Acetylation reagent: Add 25 g of acetic anhydride to a 100 ml volumetric flask, add pyridine to make a total volume of 100 ml, and shake well. The acetylating reagent should be kept in brown bottles away from moisture, carbon dioxide and acid vapors.
(B) Phenolphthalein solution 1 g of phenolphthalein is dissolved in 100 ml of ethyl alcohol (95 vol%).
(C) 0.5 mol / liter-potassium hydroxide-ethyl alcohol solution Dissolve 35 g of potassium hydroxide in as little water as possible, add ethyl alcohol (95 vol%) to 1 liter, leave it for 2 to 3 days, and filter. The orientation is performed according to JIS K8006.
(B) Operation 0.5-2.0 g of a sample is correctly weighed into a round bottom flask, and 5 ml of an acetylating reagent is correctly added thereto. Put a small funnel over the mouth of the flask and immerse the bottom of about 1 cm in a glycerin bath at 95-100 ° C. and heat. At this time, in order to prevent the temperature of the neck of the flask from rising due to the heat of the bath, a cardboard disk with a round hole in it is put on the base of the neck of the flask. After 1 hour, the flask is removed from the bath, and after cooling, 1 ml of water is added from the funnel and shaken to decompose acetic anhydride. In order to further complete the decomposition, the flask was heated again in a glycerin bath for 10 minutes, allowed to cool, and then the funnel and the wall of the flask were washed with 5 ml of ethyl alcohol, and 0.5 mol / liter-hydroxylated with a phenolphthalein solution as an indicator. Titrate with potassium ethyl alcohol solution. A blank test is performed in parallel with the main test.
(C) Calculation formula The hydroxyl value of the binder resin is calculated by the following formula.
[Equation 12]
A = [{(B + C) × f × 28.05} / S] + D (12)
However,
A: Hydroxyl value of resin B: Amount used of 0.5 mol / liter-potassium hydroxide ethyl alcohol solution in blank test (ml)
C: Amount used of 0.5 mol / liter-potassium hydroxide ethyl alcohol solution in this test (ml)
f: Factor of 0.5 mol / liter-potassium hydroxide ethyl alcohol solution S: Mass of sample (g)
D: Acid value of resin
(8)ワックスの融点、トナーの融解熱、結着樹脂のガラス転移温度の測定法
本発明におけるワックスの融点及び、結着樹脂のガラス転移温度は、示差走査熱量計(DSC測定装置)、Q−1000(TAインスツルメンツジャパン社製)を用いて、下記条件にしたがって行うことができる。ワックスの融点及び結着樹脂のガラス転移温度は、
下記温度曲線の昇温IIで測定される吸熱ピークが検出される温度を用いる。
試料 :5〜20mg、好ましくは10mg
測定法 :試料をアルミパン中に入れ、リファレンスとして空のアルミパンを用いる。
温度曲線:昇温I(20℃→180℃、昇温速度10℃/min.)
降温I(180℃→10℃、降温速度10℃/min.)
昇温II(10℃→180℃、昇温速度10℃/min.)
トナーのDSC曲線における35℃以上85℃以下の融解熱ΔHaは、(トナー中のワックス成分に帰属する吸熱ピークが呈する35℃以上85℃以下の範囲での融解熱であり、同様に、トナーのDSC曲線における35℃以上60℃以下の融解熱ΔHbは、(トナー中のワックス成分に帰属する吸熱ピークが呈する融解熱のうち、35℃以上60℃以下の領域での融解熱を算出)することによって求められる。
(8) Method for Measuring Melting Point of Wax, Heat of Melting of Toner, Glass Transition Temperature of Binder Resin Melting point of wax and glass transition temperature of binder resin in the present invention are the differential scanning calorimeter (DSC measuring device), Q -1000 (TA Instruments Japan) can be used according to the following conditions. The melting point of the wax and the glass transition temperature of the binder resin are
The temperature at which an endothermic peak measured at temperature increase II of the following temperature curve is detected is used.
Sample: 5-20 mg, preferably 10 mg
Measurement method: Place the sample in an aluminum pan, and use an empty aluminum pan as a reference.
Temperature curve: Temperature increase I (20 ° C. → 180 ° C., temperature increase rate 10 ° C./min.)
Temperature drop I (180 ° C. → 10 ° C., temperature drop rate 10 ° C./min.)
Temperature increase II (10 ° C. → 180 ° C., temperature increase rate 10 ° C./min.)
The heat of fusion ΔHa of 35 ° C. or more and 85 ° C. or less in the DSC curve of the toner is the heat of fusion in the range of 35 ° C. or more and 85 ° C. or less where the endothermic peak attributed to the wax component in the toner is exhibited. The heat of fusion ΔHb of 35 ° C. or more and 60 ° C. or less in the DSC curve is calculated (calculation of the heat of fusion in the region of 35 ° C. or more and 60 ° C. or less of the heat of fusion exhibited by the endothermic peak attributed to the wax component in the toner). Sought by.
以下に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、これは本発明を何ら限定するものではない。
[ワックス合成例]
(ワックス合成例A)
原料物質としてフィッシャートロプシュワックス(数平均分子量711)1,000gをガラス製の円筒反応器に入れ、窒素ガスを少量(3リットル/分)吹き込みながら、140℃まで昇温した。ホウ酸/無水ホウ酸=1.4(モル比)の混合触媒48.24g(0.33mol)を加えた後、空気(21リットル/分)と窒素(18リットル/分)を吹き込みながら、180℃で2.5時間反応を行った。反応終了後反応混合物に等量の温水(95℃)を加え、反応混合物を加水分解してワックスAを得た。ワックスAの水酸基価は65.0mgKOH/g、エステル価は13.0mgKOH/g、酸価は7mgKOH/g、融点は75℃、針入度は6、粘度は12.1mPa・s、軟化点は87℃であった。ワックスAの物性を表1に示す。
(ワックス合成例B)
原料物質としてフィッシャートロプシュワックス(数平均分子量720)1,000gを用い、合成条件を変えた以外はワックス合成例Aと同様にしてワックスBを得た。ワックスBの物性を表1に示す。
(ワックス合成例C)
原料物質としてα−オレフィンワックス(数平均分子量1,633)1,000gを用い、合成条件を変えた以外はワックス合成例Aと同様にしてワックスCを得た。ワックスCの物性を表1に示す。
(ワックス合成例D)
原料物質としてマイクロクリスタリンワックス(数平均分子量362)1,000gを用い、合成条件を変えた以外はワックス合成例Aと同様にしてワックスDを得た。ワックスDの物性を表1に示す。
(ワックス合成例E〜G)
表1に示すような物性のワックスをワックスE〜Gとして使用した。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the examples.
[Example of wax synthesis]
(Wax synthesis example A)
1,000 g of Fischer-Tropsch wax (number average molecular weight 711) as a raw material was put into a glass cylindrical reactor, and the temperature was raised to 140 ° C. while blowing a small amount of nitrogen gas (3 liters / minute). After adding 48.24 g (0.33 mol) of a mixed catalyst of boric acid / boric anhydride = 1.4 (molar ratio), while blowing air (21 liter / min) and nitrogen (18 liter / min), 180 The reaction was performed at ° C for 2.5 hours. After completion of the reaction, an equal amount of warm water (95 ° C.) was added to the reaction mixture, and the reaction mixture was hydrolyzed to obtain wax A. The hydroxyl value of wax A is 65.0 mgKOH / g, the ester value is 13.0 mgKOH / g, the acid value is 7 mgKOH / g, the melting point is 75 ° C., the penetration is 6, the viscosity is 12.1 mPa · s, and the softening point is It was 87 ° C. Table 1 shows the physical properties of Wax A.
(Wax synthesis example B)
Wax B was obtained in the same manner as in Wax Synthesis Example A except that 1,000 g of Fischer-Tropsch wax (number average molecular weight 720) was used as a raw material and the synthesis conditions were changed. Table 1 shows the physical properties of Wax B.
(Wax synthesis example C)
A wax C was obtained in the same manner as in the wax synthesis example A except that 1,000 g of α-olefin wax (number average molecular weight 1,633) was used as a raw material and the synthesis conditions were changed. Table 1 shows the physical properties of Wax C.
(Wax synthesis example D)
Wax D was obtained in the same manner as in Wax Synthesis Example A except that 1,000 g of microcrystalline wax (number average molecular weight 362) was used as a raw material and the synthesis conditions were changed. Table 1 shows the physical properties of the wax D.
(Wax synthesis examples E to G)
The physical properties of wax as shown in Table 1 were used as waxes EG.
[結着樹脂製造例]
(ポリエステル樹脂製造例1)
ポリエステルモノマーを下記比率で混合する。
・上記式(A)で表されるビスフェノール誘導体(R:プロピレン基2.2mol付加)
1.150mol
・テレフタル酸 0.430mol
・イソフタル酸 0.370mol
・フマル酸 0.040mol
・ドデセニル無水琥珀酸 0.160mol
これらに触媒としてテトラブチルチタネート0.1質量%を添加し、220℃で縮合重合して、不飽和ポリエステル樹脂P−1(Tg=59℃、ピーク分子量=6,400、数平均分子量=3,900、Mw/Mn=2.8、酸価=11mgKOH/g、水酸基価=56mgKOH/g)を得た。
[Binder resin production example]
(Polyester resin production example 1)
The polyester monomer is mixed in the following ratio.
-Bisphenol derivative represented by the above formula (A) (R: 2.2 mol addition of propylene group)
1.150 mol
・ Terephthalic acid 0.430 mol
・ Isophthalic acid 0.370 mol
・ Fumaric acid 0.040 mol
・ Dodecenyl succinic anhydride 0.160 mol
To these, 0.1% by mass of tetrabutyl titanate as a catalyst was added and subjected to condensation polymerization at 220 ° C. to obtain unsaturated polyester resin P-1 (Tg = 59 ° C., peak molecular weight = 6,400, number average molecular weight = 3, 900, Mw / Mn = 2.8, acid value = 11 mgKOH / g, hydroxyl value = 56 mgKOH / g).
(ポリエステル樹脂製造例2)
ポリエステルモノマーを下記比率で混合する以外は、ポリエステル樹脂製造例1と同様にして、不飽和ポリエステル樹脂P−2(Tg=55℃、ピーク分子量=5,000、数平均分子量=3,200、Mw/Mn=2.1、酸価=38mgKOH/g、水酸基価=33mgKOH/g)を得た。
・上記式(A)で表されるビスフェノール誘導体(R:プロピレン基2.2mol付加)
1.110mol
・テレフタル酸 0.420mol
・イソフタル酸 0.380mol
・フマル酸 0.040mol
・ドデセニル無水琥珀酸 0.160mol
(Polyester resin production example 2)
The unsaturated polyester resin P-2 (Tg = 55 ° C., peak molecular weight = 5,000, number average molecular weight = 3,200, Mw) in the same manner as in the polyester resin production example 1 except that the polyester monomer is mixed in the following ratio. /Mn=2.1, acid value = 38 mgKOH / g, hydroxyl value = 33 mgKOH / g).
-Bisphenol derivative represented by the above formula (A) (R: 2.2 mol addition of propylene group)
1.110 mol
・ Terephthalic acid 0.420 mol
・ Isophthalic acid 0.380 mol
・ Fumaric acid 0.040 mol
・ Dodecenyl succinic anhydride 0.160 mol
(ポリエステル樹脂製造例3)
ポリエステルモノマーを下記比率で混合する以外は、ポリエステル樹脂製造例1と同様にして、飽和ポリエステル樹脂P−3(Tg=56℃、ピーク分子量=5,000、数平均分子量=3,200、Mw/Mn=2.1、酸価=38mgKOH/g、水酸基価=33mgKOH/g)を得た。
・上記式(A)で表されるビスフェノール誘導体(R:プロピレン基2.2mol付加)
1.110mol
・テレフタル酸 0.420mol
・イソフタル酸 0.380mol
・フマル酸 0.040mol
・ドデセニル無水琥珀酸 0.160mol
(Polyester resin production example 3)
Saturated polyester resin P-3 (Tg = 56 ° C., peak molecular weight = 5,000, number average molecular weight = 3,200, Mw / M) is the same as polyester resin production example 1 except that the polyester monomer is mixed in the following ratio. Mn = 2.1, acid value = 38 mgKOH / g, hydroxyl value = 33 mgKOH / g).
-Bisphenol derivative represented by the above formula (A) (R: 2.2 mol addition of propylene group)
1.110 mol
・ Terephthalic acid 0.420 mol
・ Isophthalic acid 0.380 mol
・ Fumaric acid 0.040 mol
・ Dodecenyl succinic anhydride 0.160 mol
(ハイブリッド樹脂製造例1)
不飽和ポリエステル樹脂P−1:75質量部と、ビニル系モノマーとして、スチレン:18質量部、アクリル酸ブチル:6.5質量部、マレイン酸モノブチル:0.5質量部、重合開始剤として2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)へキシン−3:0.15質量部、2種のワックスを混合した。このビニル系モノマー/ポリエステル樹脂混合物を110℃で15時間かけてビニル系モノマーの重合転化率が73%になるまで重合後、さらに160℃に温度を上げて5時間保持して未反応のビニル系モノマーを重合させ、ハイブリッド樹脂1中にワックスが分散されたハイブリッド樹脂組成物を得た。このハイブリッド樹脂1に関する物性を表2に示す。
なお、ハイブリッド樹脂組成物に含有されるハイブリッド樹脂1の物性を求める際には、予め含有されるワックスを除去した後に測定を行った。ワックスの除去が困難な場合は、含有されるワックスの物性を別途調べて、ハイブリッド樹脂組成物として測定された各物性値からワックスの影響を計算において除いた。以下に記載のハイブリッド樹脂製造例により作製されたハイブリッド樹脂の物性についても上記と同様の操作により測定を行った。
(Hybrid resin production example 1)
Unsaturated polyester resin P-1: 75 parts by mass, vinyl monomer: styrene: 18 parts by mass, butyl acrylate: 6.5 parts by mass, monobutyl maleate: 0.5 parts by mass, polymerization initiator: 2, 5-Dimethyl-2,5-bis (t-butylperoxy) hexyne-3: 0.15 parts by mass, and two kinds of waxes were mixed. After this vinyl monomer / polyester resin mixture was polymerized at 110 ° C. over 15 hours until the polymerization conversion of the vinyl monomer reached 73%, the temperature was further raised to 160 ° C. and held for 5 hours to leave unreacted vinyl Monomers were polymerized to obtain a hybrid resin composition in which a wax was dispersed in the hybrid resin 1. Table 2 shows the physical properties of this hybrid resin 1.
In addition, when calculating | requiring the physical property of the hybrid resin 1 contained in a hybrid resin composition, it measured after removing the wax contained previously. When it was difficult to remove the wax, the physical properties of the contained wax were separately examined, and the influence of the wax was removed from the physical property values measured as the hybrid resin composition in the calculation. The physical properties of the hybrid resin produced by the hybrid resin production example described below were also measured by the same operation as described above.
(ハイブリッド樹脂製造例2)
不飽和ポリエステル樹脂P−1:70質量部と、ビニル系モノマーとして、スチレン:23質量部、アクリル酸ブチル:6.0質量部、マレイン酸モノブチル:1.0質量部、重合開始剤として2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)へキシン−3:0.08質量部、2種のワックスを混合した。このビニル系モノマー/ポリエステル樹脂混合物を120℃で20時間かけてビニル系モノマーの重合転化率が97%になるまで重合後、さらに150℃に温度を上げて5時間保持して未反応のビニル系モノマーを重合させ、ハイブリッド樹脂2中にワックスが分散されたハイブリッド樹脂組成物を得た。このハイブリッド樹脂2に関する物性を表2に示す。
(Hybrid resin production example 2)
Unsaturated polyester resin P-1: 70 parts by mass, vinyl monomer, styrene: 23 parts by mass, butyl acrylate: 6.0 parts by mass, monobutyl maleate: 1.0 part by mass, 2, 2, 5-Dimethyl-2,5-bis (t-butylperoxy) hexyne-3: 0.08 part by mass, and two kinds of waxes were mixed. After this vinyl monomer / polyester resin mixture was polymerized at 120 ° C. over 20 hours until the polymerization conversion of the vinyl monomer reached 97%, the temperature was further raised to 150 ° C. and held for 5 hours to leave unreacted vinyl Monomers were polymerized to obtain a hybrid resin composition in which a wax was dispersed in the hybrid resin 2. Table 2 shows the physical properties of this hybrid resin 2.
(ハイブリッド樹脂製造例3)
不飽和ポリエステル樹脂P−2:80質量部と、ビニル系モノマーとして、スチレン:14質量部、アクリル酸ブチル:5.0質量部、マレイン酸モノブチル:1.0質量部、重合開始剤として2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)へキシン−3:0.05質量部、1種目のワックスと必要に応じて2種目のワックスを混合した。このビニル系モノマー/ポリエステル樹脂混合物を115℃で20時間かけてビニル系モノマーの重合転化率が84%になるまで重合後、さらに150℃に温度を上げて5時間保持して未反応のビニル系モノマーを重合させ、ハイブリッド樹脂3中にワックスが分散されたハイブリッド樹脂組成物を得た。このハイブリッド樹脂3に関する物性を表2に示す。
(Hybrid resin production example 3)
Unsaturated polyester resin P-2: 80 parts by mass, vinyl monomer, styrene: 14 parts by mass, butyl acrylate: 5.0 parts by mass, monobutyl maleate: 1.0 part by mass, 2, 2, 5-dimethyl-2,5-bis (t-butylperoxy) hexyne-3: 0.05 part by mass A first type of wax and, if necessary, a second type of wax were mixed. After this vinyl monomer / polyester resin mixture was polymerized at 115 ° C. over 20 hours until the polymerization conversion of the vinyl monomer reached 84%, the temperature was further raised to 150 ° C. and held for 5 hours to leave unreacted vinyl Monomers were polymerized to obtain a hybrid resin composition in which wax was dispersed in the hybrid resin 3. Table 2 shows the physical properties of this hybrid resin 3.
(ハイブリッド樹脂製造例4)
不飽和ポリエステル樹脂P−2:55質量部と、ビニル系モノマーとして、スチレン:30質量部、アクリル酸ブチル:15.0質量部、重合開始剤として2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3:0.15質量部、1種目のワックスと必要に応じて2種目のワックスを混合した。このビニル系モノマー/ポリエステル樹脂混合物を110℃で10時間かけてビニル系モノマーの重合転化率が63%になるまで重合後、さらに150℃に温度を上げて10時間保持して未反応のビニル系モノマーを重合させ、ハイブリッド樹脂4中にワックスが分散されたハイブリッド樹脂組成物を得た。このハイブリッド樹脂4に関する物性を表2に示す。
(Hybrid resin production example 4)
Unsaturated polyester resin P-2: 55 parts by mass, vinyl monomer as styrene: 30 parts by mass, butyl acrylate: 15.0 parts by mass, polymerization initiator as 2,5-dimethyl-2,5-bis ( (t-Butylperoxy) hexyne-3: 0.15 parts by mass A first wax and, if necessary, a second wax were mixed. After this vinyl monomer / polyester resin mixture was polymerized at 110 ° C. over 10 hours until the polymerization conversion of the vinyl monomer reached 63%, the temperature was further raised to 150 ° C. and held for 10 hours to leave unreacted vinyl Monomers were polymerized to obtain a hybrid resin composition in which a wax was dispersed in the hybrid resin 4. Table 2 shows the physical properties of this hybrid resin 4.
(ハイブリッド樹脂製造例5)
飽和ポリエステル樹脂P−3:70質量部と、ビニル系モノマーとして、スチレン:2
3質量部、アクリル酸ブチル:5質量部、マレイン酸モノブチル:2質量部、重合開始剤として2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3:0.08質量部、2種のワックスを混合した。このビニル系モノマーの重合転化率が94%になるまで重合後、さらに150℃に温度を上げて5時間保持して未反応のビニル系モノマーを重合させ、ハイブリッド樹脂5中にワックスが分散されたハイブリッド樹脂組成物を得た。このハイブリッド樹脂5に関する物性を表2に示す。
(Hybrid resin production example 5)
Saturated polyester resin P-3: 70 parts by mass and, as a vinyl monomer, styrene: 2
3 parts by mass, butyl acrylate: 5 parts by mass, monobutyl maleate: 2 parts by mass, 2,5-dimethyl-2,5-bis (t-butylperoxy) hexyne-3 as a polymerization initiator: 0.08 mass 2 types of waxes were mixed. After polymerization until the polymerization conversion rate of this vinyl monomer reached 94%, the temperature was further raised to 150 ° C. and held for 5 hours to polymerize the unreacted vinyl monomer, and the wax was dispersed in the hybrid resin 5. A hybrid resin composition was obtained. Table 2 shows the physical properties of this hybrid resin 5.
<実施例1>
・ハイブリッド樹脂製造例1に記載のハイブリッド樹脂組成物 100質量部
・マグネタイト(平均粒径0.18μm) 100質量部
・例示のモノアゾ鉄化合物(1) 2質量部
・ワックスA 3質量部
上記原材料をヘンシェルミキサーで予備混合した後、130℃、200rpmに設定した二軸混練押し出し機(PCM−30:池貝鉄工所社製)によって混練した。得られた混練物を冷却し、カッターミルで粗粉砕した後、ジェット気流を用いた粉砕機を用いて微粉砕し、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)6.0μmの負帯電性磁性トナーを得た。このトナー粒子100質量部に負帯電性疎水性シリカ1.0質量部をヘンシェルミキサーで外添混合しトナー1を得た。トナー1に用いられるワックスの種類及び量を表3に示す。また、結着樹脂(ハイブリッド樹脂1)及びハイブリッド樹脂の製造時に内添されるワックス(1種類目)の物性を表4に示す。
<Example 1>
Hybrid resin composition described in Production Example 1 of hybrid resin 100 parts by mass Magnetite (average particle size 0.18 μm) 100 parts by mass Illustrative monoazo iron compound (1) 2 parts by mass Wax A 3 parts by mass After premixing with a Henschel mixer, the mixture was kneaded by a twin-screw kneading extruder (PCM-30, manufactured by Ikegai Iron Works Co., Ltd.) set at 130 ° C. and 200 rpm. The obtained kneaded product is cooled, coarsely pulverized by a cutter mill, finely pulverized using a pulverizer using a jet stream, classified using a multi-division classifier utilizing the Coanda effect, and the weight average particle diameter (D4) A 6.0 μm negatively chargeable magnetic toner was obtained. Toner 1 was obtained by adding 1.0 part by mass of negatively chargeable hydrophobic silica to 100 parts by mass of the toner particles with a Henschel mixer. Table 3 shows the types and amounts of the waxes used for the toner 1. Table 4 shows the physical properties of the binder resin (hybrid resin 1) and the wax (first type) added internally during the production of the hybrid resin.
<実施例2〜7及び比較例1〜3>
ハイブリッド樹脂1の代わりにハイブリッド樹脂2〜5を用い、及び添加するワックスの種類及び量を変化させることにより、異なる種類のハイブリッド樹脂組成物を用いること以外は実施例1と同様にしてトナー2〜10得た。トナー2〜10に使用したハイブリ
ッド樹脂の種類、及び使用したワックスの種類及び量を表3に示す。また、トナー2〜10に使用したハイブリッド樹脂の物性、及びハイブリッド樹脂の製造時に内添されるワックス(1種類目)の物性を表4に示す。得られたトナー1〜10について、下記評価を実施した。評価結果を表5に示す。
<Examples 2-7 and Comparative Examples 1-3>
Toners 2 to 5 are used in the same manner as in Example 1 except that hybrid resins 2 to 5 are used in place of hybrid resin 1 and that different types of hybrid resin compositions are used by changing the type and amount of wax to be added. 10 were obtained. Table 3 shows the type of hybrid resin used for toners 2 to 10 and the type and amount of wax used. In addition, Table 4 shows the physical properties of the hybrid resin used for the toners 2 to 10 and the physical properties of the wax (first type) added internally during the production of the hybrid resin. The obtained toners 1 to 10 were evaluated as follows. The evaluation results are shown in Table 5.
[定着試験]
ヒューレットパッカード社製レーザービームプリンタ:LaserJet4350の定着器を取り出し、定着装置の定着温度を任意に設定できるようにし、かつプロセススピードを400mm/secとなるようにした外部定着器を用いた。この外部定着器を140〜220℃の範囲で5℃おきに温調し、普通紙(75g/m2)紙に現像したベタ黒(紙上トナー現像量を0.6mg/cm2に設定)未定着画像の定着を行い、得られた画像を4.9kPaの荷重をかけたシルボン紙で5往復摺擦し、摺擦前後の画像濃度の濃度低下率が10%以下になる点を定着温度とした。この温度が低いほど低温定着性に優れたトナーである(評価1)。
[Fixing test]
Laser beam printer manufactured by Hewlett-Packard Company: LaserJet 4350 fixing device was taken out, and an external fixing device was used so that the fixing temperature of the fixing device could be arbitrarily set and the process speed was 400 mm / sec. This external fixing device is temperature-controlled every 5 ° C. within a range of 140 to 220 ° C., and is developed on plain paper (75 g / m 2 ) paper (solid toner development amount on paper set to 0.6 mg / cm 2 ) The fixed image is fixed, and the obtained image is rubbed and reciprocated 5 times with sylbon paper with a load of 4.9 kPa. The fixing temperature is the point at which the density reduction rate of the image density before and after the rubbing is 10% or less. did. The lower this temperature, the better the toner at low temperature fixability (Evaluation 1).
高温オフセット性については、プロセススピードを100mm/secにし、200〜240℃の範囲で5℃おきに温調し、未定着画像の定着を行い、画像上のオフセット現象による汚れを目視で確認し、発生した温度を高温オフセット性とした。この温度が高いほど高温オフセット性に優れたトナーである(評価2)。 For the high temperature offset property, the process speed is set to 100 mm / sec, the temperature is adjusted every 5 ° C. within the range of 200 to 240 ° C., the unfixed image is fixed, and the stain due to the offset phenomenon on the image is visually confirmed. The generated temperature was defined as a high temperature offset property. The higher this temperature is, the more excellent the high temperature offset property (Evaluation 2).
[現像試験]
市販のレーザービームプリンタLaserJet 4350(Hewlett Packard社製)を65枚機に改造して、常温常湿(23℃、60%RH)環境にて、A4サイズの画像面積率が2%の原稿で、A4サイズの75g/m2の転写紙を用いて画出し試験を行い、3万枚通紙時のベタ黒画像濃度とカブリの測定を行った。
画像濃度の測定は、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反射濃度を測定することにより行い、5点平均で算出した。この濃度が高いほど、画像濃度の安定性に優れたトナーである(評価3)。
カブリの測定は、リフレクトメーター(東京電色(株)製)により測定した転写紙の白色度と、ベタ白をプリント後の転写紙の白色度との比較からカブリを算出した。この数値が小さいほど、耐久安定性に優れたトナーである(評価4)。
[Development test]
A commercially available laser beam printer LaserJet 4350 (manufactured by Hewlett Packard) was remodeled into a 65-sheet machine, and in a normal temperature and normal humidity (23 ° C., 60% RH) environment, an A4 size image area ratio was 2%. An image formation test was performed using A4 size 75 g / m 2 transfer paper, and solid black image density and fogging were measured when 30,000 sheets were passed.
The image density was measured by measuring the reflection density using a SPI filter with a Macbeth densitometer (manufactured by Macbeth Co.), and the five-point average was calculated. The higher this density is, the better the toner is in image density stability (Evaluation 3).
The fog was calculated by comparing the whiteness of the transfer paper measured with a reflectometer (manufactured by Tokyo Denshoku Co., Ltd.) and the whiteness of the transfer paper after printing solid white. The smaller this value, the better the durability and stability of the toner (Evaluation 4).
[保存性試験]
トナー10gをポリプロピレンのカップに量り、表面を平らにならした後、薬包紙をしきその上に10gの鉄粉キャリアをのせ、50℃で5日間放置し、トナーのブロッキング
状態を評価した(評価5)。
A:カップを傾けるとトナーがさらさらと流れる。
B:カップを回していると、トナー表面が少しずつ崩れだし、さらさらの粉になる。
C:カップを回しながら外から力を加えるとトナー表面が崩れ、そのうちさらさらと流れだす。実用上問題ないレベルである。
D:ブロッキング球が発生。先の尖ったものでつつくと崩れる。やや問題があるレベルである。
E:ブロッキング球が発生。つついても崩れにくい。問題があるレベルである。
[Preservation test]
10 g of toner was weighed into a polypropylene cup and the surface was flattened, and then a medicine-wrapping paper was placed on it, and 10 g of iron powder carrier was placed on it and left at 50 ° C. for 5 days to evaluate the blocking state of the toner (Evaluation 5). .
A: When the cup is tilted, the toner flows smoothly.
B: When the cup is rotated, the toner surface gradually collapses and becomes a smooth powder.
C: When a force is applied from the outside while turning the cup, the toner surface collapses and gradually flows out. This is a level where there is no practical problem.
D: A blocking sphere is generated. It collapses when you prick it with a pointed object. Slightly problematic level.
E: Blocking spheres are generated. Even if it sticks, it is hard to collapse. There is a problem level.
[尾引き]
低温定着性及び耐コールドオフセット性試験で用いた外部定着装置を定着温度210℃に設定し、75g/m2紙を32.5℃,80%RH環境下に一日放置したものを用いた。
尾引きの評価方法は、上記高湿環境放置紙に4ドットの横ラインを20ドットスペースに印字したパターンを1枚画出しし、上記設定の外部定着器に通紙し、ライン上で尾引いた数を数えた(評価6)。
A :発生なし
B :3個未満
C :3〜7個未満
D :7〜10個未満 実用上問題ないレベル。
E :10〜15未満 やや問題となるレベル。
F :15個以上 問題となるレベル。
[Tailing]
The external fixing device used in the low-temperature fixing property and cold offset resistance test was set at a fixing temperature of 210 ° C., and 75 g / m 2 paper was left in a 32.5 ° C., 80% RH environment for one day.
The evaluation method for tailing is to print out a pattern of 4 dots horizontal lines printed in 20-dot space on the high-humidity environment paper, and pass it through the external fixing device set as above. The number subtracted was counted (evaluation 6).
A: No occurrence B: Less than 3 C: 3 to less than 7 D: Less than 7 to 10 A level at which there is no practical problem.
E: Less than 10-15 A slightly problematic level.
F: 15 or more Levels in question.
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