JP2010266804A - External additive of electrophotographic toner, and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a silica fine particle as an external additive for preventing burial in electrophotographic toner resin. <P>SOLUTION: This external additive of the electrophotographic toner is a fine particle having a core shell structure having silica compound in a shell layer, and the specific gravity is 1.8 or lower. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子写真用トナーの外添剤として使用した場合に、トナー樹脂への埋没を大幅に低減させることのできるハイブリッド微粒子に関する。   The present invention relates to a hybrid fine particle capable of greatly reducing the embedding in a toner resin when used as an external additive for an electrophotographic toner.

電子写真用トナーには、外添剤としてシリカ微粒子が主に用いられている。これらのシリカ微粒子は、トナーの表面に付着して、トナーの流動性の向上、帯電効率の向上、転写性の向上等の効果を発揮している。しかしながら近年のトナーは、消費電力の削減から、トナーを定着させる際に加える熱量を低下させる傾向にあり、そのためにトナー樹脂の軟化点を低下させている。そのため、外添剤として添加したシリカ微粒子が、トナー樹脂に埋没するという問題が多く発生するようになった。トナー樹脂にシリカ微粒子等の外添剤が埋没すると、トナーの流動性の向上、帯電効率の向上、転写性の向上等の効果が低減してしまう。   In electrophotographic toner, silica fine particles are mainly used as an external additive. These silica fine particles adhere to the surface of the toner and exhibit effects such as improvement in toner fluidity, charging efficiency, and transferability. However, recent toners tend to reduce the amount of heat applied when fixing the toner due to the reduction in power consumption, and thus the softening point of the toner resin is lowered. For this reason, there are many problems that silica fine particles added as an external additive are buried in the toner resin. When an external additive such as silica fine particles is embedded in the toner resin, effects such as improvement in toner fluidity, charging efficiency, and transferability are reduced.

そこで、粒径の異なる外添剤を添加する方法(例えば、特許文献1を参照)や、シリカの表面を特定の基で変性する方法(例えば、特許文献2を参照)が知られている。しかしながら、これらの方法で外添剤の埋没はある程度防げるものの、完全に防ぐことはできず、更なる改善が要求されていた。   Therefore, a method of adding external additives having different particle sizes (for example, see Patent Document 1) and a method of modifying the surface of silica with a specific group (for example, see Patent Document 2) are known. However, although these methods can prevent the burying of external additives to some extent, they cannot be completely prevented, and further improvements have been required.

特開昭64−68765号公報JP-A 64-68765 特開2007−171713号公報JP 2007-171713 A

従って、本発明が解決しようとする課題は、電子写真用トナー樹脂への埋没を防止することのできる外添剤としてのシリカ微粒子を提供することにある。   Accordingly, the problem to be solved by the present invention is to provide silica fine particles as an external additive that can be prevented from being embedded in an electrophotographic toner resin.

そこで本発明者等は鋭意検討し、電子写真用トナー樹脂への埋没を防止することのできる外添剤を見出し、本発明に至った。即ち、本発明は、外殻層にシリカ化合物を有するコアシェル構造を持つ微粒子であって、比重が1.8以下であることを特徴とする電子写真用トナーの外添剤である。   Accordingly, the present inventors have intensively studied and found an external additive capable of preventing the burying in the toner resin for electrophotography, leading to the present invention. That is, the present invention is an external additive for an electrophotographic toner, which is a fine particle having a core-shell structure having a silica compound in an outer shell layer and having a specific gravity of 1.8 or less.

本発明のシリカ微粒子を用いた電子写真用トナーの外添剤は、電子写真用トナー樹脂への埋没を防止することができる。   The external additive for an electrophotographic toner using the silica fine particles of the present invention can prevent burying in an electrophotographic toner resin.

実施例3の微粒子3のポリマービーズ表面に付着した状態を示す写真である。4 is a photograph showing a state where fine particles 3 of Example 3 are attached to the surface of polymer beads. 比較例1の湿式シリカ微粒子のポリマービーズ表面に付着した状態を示す写真である。4 is a photograph showing a state in which wet silica fine particles of Comparative Example 1 are attached to the surface of polymer beads.

本発明の電子写真用トナーの外添剤は、シリカ化合物を外殻層に有し、その比重が1.8以下の微粒子である。微粒子の全てがシリカ化合物で作られている場合、シリカの比重は2前後であるため、微粒子の比重は1.8以下にならない。よって、当該微粒子はコアシェル構造を有し、コア(内殻)の部分が比重の軽い物質である必要がある。比重の軽い物質は、例えば、有機物や空気が挙げられ、また、酸化アルミニウムや酸化チタン、酸化亜鉛等の比重の重い金属酸化物等であってもポーラス状で空気が入っている状態であるならば比重は軽くなる。しかしながら、粒子の中に空洞を作って内殻の部分を空気にした中空微粒子や、内殻の部分がポーラス状の微粒子は、製造に時間と費用がかかり、大量生産が困難であることや、シェルの部分(外殻)が薄いとトナー樹脂との衝突により崩壊する場合があることから、内殻の部分は有機物であることが好ましい。   The external additive for the electrophotographic toner of the present invention is a fine particle having a silica compound in the outer shell layer and a specific gravity of 1.8 or less. When all of the fine particles are made of a silica compound, the specific gravity of the fine particles is not lower than 1.8 because the specific gravity of silica is around 2. Therefore, the fine particles have a core-shell structure, and the core (inner shell) portion needs to be a substance having a light specific gravity. Substances with low specific gravity include, for example, organic matter and air, and metal oxides with high specific gravity such as aluminum oxide, titanium oxide, zinc oxide, etc., are porous and contain air. The specific gravity will be lighter. However, hollow fine particles in which voids are created in the particles and the inner shell part is made into air, and fine particles whose inner shell part is porous are time-consuming and expensive to manufacture, and mass production is difficult, If the shell portion (outer shell) is thin, it may collapse due to collision with the toner resin, and therefore the inner shell portion is preferably organic.

本発明の電子写真用トナーの外添剤であるハイブリッド微粒子の内殻を形成する有機物としては、微粒子状の有機物であればいずれの材質でもよく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリル酸エステル、ナイロン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、尿素樹脂等の合成樹脂;セルロース、キチン、キトサン等の天然高分子が挙げられる。これらの材質が大きな形態の場合は、粉砕、造粒等により微粒子状にすればよいが、合成樹脂においては製造段階で微粒子状に製造してもよい。微粒子状に製造する方法としては、例えば乳化重合が挙げられる。乳化重合で製造した微粒子は粒子の形状がほぼ球状であり、反応条件によって小さな粒子径から大きな粒子径まで自由に製造でき、更に得られた微粒子の粒子径はばらつきが非常に小さいという利点を持つ。つまり乳化重合で製造すると、粒度の整った球状の微粒子が容易に得られる。電子写真用トナー用の外添剤としては、粒子の大きさが均一であることが好ましいことから、本発明のハイブリッド微粒子の原料として用いる有機物としては、乳化重合によって得られる合成樹脂が好ましい。   The organic substance forming the inner shell of the hybrid fine particles that is the external additive of the electrophotographic toner of the present invention may be any material as long as it is a fine particle organic substance. For example, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyacrylate , Synthetic resins such as nylon, phenolic resin, epoxy resin, urethane resin, and urea resin; and natural polymers such as cellulose, chitin, and chitosan. When these materials are in a large form, they may be made into fine particles by pulverization, granulation or the like, but in the case of synthetic resins, they may be made into fine particles at the production stage. Examples of the method for producing fine particles include emulsion polymerization. The fine particles produced by emulsion polymerization have an almost spherical shape, and can be produced freely from small to large particle sizes depending on the reaction conditions, and the obtained fine particles have the advantage of very little variation. . That is, when produced by emulsion polymerization, spherical fine particles having a uniform particle size can be easily obtained. As an external additive for an electrophotographic toner, since the particle size is preferably uniform, a synthetic resin obtained by emulsion polymerization is preferable as an organic material used as a raw material of the hybrid fine particles of the present invention.

乳化重合によって微粒子を得る方法としては、乳化重合として公知の方法であればいずれの方法を使用してもよく、例えば、エチレン、プロピレン、スチレン、アクリル酸エステル等のモノマーを水と界面活性剤(乳化剤)で乳化して重合開始剤で重合すればよい。モノマーの種類、モノマー濃度、反応温度、乳化剤濃度、開始剤濃度等の条件によって得られる合成樹脂の微粒子の大きさや粒度分布が決定するので、微粒子の大きさに指定がある場合にはこれらの条件を適宜調整して乳化重合を行えばよい。   As a method for obtaining fine particles by emulsion polymerization, any method may be used as long as it is a known method for emulsion polymerization. For example, monomers such as ethylene, propylene, styrene, and acrylate are mixed with water and a surfactant ( What is necessary is just to emulsify with an emulsifier and polymerize with a polymerization initiator. Since the size and particle size distribution of the synthetic resin particles obtained are determined by conditions such as monomer type, monomer concentration, reaction temperature, emulsifier concentration, initiator concentration, etc., these conditions are specified when the particle size is specified. The emulsion polymerization may be carried out by appropriately adjusting the above.

上記の乳化重合により得られる具体的なエマルションとしては、例えば、ウレタン系エマルション、アクリレート系エマルション、スチレン系エマルション、酢酸ビニル系エマルション、SBR(スチレン/ブタジエン)エマルション、ABS(アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン)エマルション、BR(ブタジエン)エマルション、IR(イソプレン)エマルション、NBR(アクリロニトリル/ブタジエン)エマルション、あるいはこれらの混合物等が挙げられる。
ウレタン系エマルションとしては、例えば、ポリエーテルポリオール系、ポリエステルポリオール系、ポリカーボネートポリオール系等が挙げられる。
Specific emulsions obtained by the above emulsion polymerization include, for example, urethane emulsion, acrylate emulsion, styrene emulsion, vinyl acetate emulsion, SBR (styrene / butadiene) emulsion, ABS (acrylonitrile / butadiene / styrene) emulsion. , BR (butadiene) emulsion, IR (isoprene) emulsion, NBR (acrylonitrile / butadiene) emulsion, or a mixture thereof.
Examples of the urethane emulsion include polyether polyol, polyester polyol, and polycarbonate polyol.

アクリレート系エマルションとしては、例えば、(メタ)アクリル酸(エステル)単独、(メタ)アクリル酸(エステル)/スチレン、(メタ)アクリル酸(エステル)/酢酸ビニル、(メタ)アクリル酸(エステル)/アクリロニトリル、(メタ)アクリル酸(エステル)/ブタジエン、(メタ)アクリル酸(エステル)/塩化ビニリデン、(メタ)アクリル酸(エステル)/アリルアミン、(メタ)アクリル酸(エステル)/ビニルピリジン、(メタ)アクリル酸(エステル)/アルキロールアミド、(メタ)アクリル酸(エステル)/N,N―ジメチルアミノエチルエステル、(メタ)アクリル酸(エステル)/N,N−ジエチルアミノエチルビニルエーテル、シクロヘキシルメタクリレート系、エポキシ変性系、ウレタン変性系等の重合物が挙げられる。   Examples of the acrylate emulsion include (meth) acrylic acid (ester) alone, (meth) acrylic acid (ester) / styrene, (meth) acrylic acid (ester) / vinyl acetate, (meth) acrylic acid (ester) / Acrylonitrile, (meth) acrylic acid (ester) / butadiene, (meth) acrylic acid (ester) / vinylidene chloride, (meth) acrylic acid (ester) / allylamine, (meth) acrylic acid (ester) / vinylpyridine, (meth ) Acrylic acid (ester) / alkylolamide, (meth) acrylic acid (ester) / N, N-dimethylaminoethyl ester, (meth) acrylic acid (ester) / N, N-diethylaminoethyl vinyl ether, cyclohexyl methacrylate, Epoxy-modified, urethane-modified, etc. Compounds, and the like.

スチレン系エマルションとしては、例えば、スチレン単独、スチレン/アクリロニトリル、スチレン/ブタジエン、スチレン/フマルニトリル、スチレン/マレインニトリル、スチレン/シアノアクリル酸エステル、スチレン/酢酸フェニルビニル、スチレン/クロロメチルスチレン、スチレン/ジクロロスチレン、スチレン/ビニルカルバゾール、スチレン/N,N−ジフェニルアクリルアミド、スチレン/メチルスチレン、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン、スチレン/アクリロニトリル/メチルスチレン、スチレン/アクリロニトリル/ビニルカルバゾール、スチレン/マレイン酸等の重合物が挙げられる。   Examples of the styrene emulsion include styrene alone, styrene / acrylonitrile, styrene / butadiene, styrene / fumaronitrile, styrene / maleonitrile, styrene / cyanoacrylate, styrene / phenylvinyl acetate, styrene / chloromethylstyrene, styrene / Polymers such as dichlorostyrene, styrene / vinyl carbazole, styrene / N, N-diphenylacrylamide, styrene / methyl styrene, acrylonitrile / butadiene / styrene, styrene / acrylonitrile / methyl styrene, styrene / acrylonitrile / vinyl carbazole, styrene / maleic acid, etc. Is mentioned.

酢酸ビニル系エマルションとしては、例えば、酢酸ビニル単独、酢酸ビニル/スチレン、酢酸ビニル/塩化ビニル、酢酸ビニル/アクリロニトリル、酢酸ビニル/マレイン酸(エステル)、酢酸ビニル/フマル酸(エステル)、酢酸ビニル/エチレン、酢酸ビニル/プロピレン、酢酸ビニル/イソブチレン、酢酸ビニル/塩化ビニリデン、酢酸ビニル/シクロペンタジエン、酢酸ビニル/クロトン酸、酢酸ビニル/アクロレイン、酢酸ビニル/アルキルビニルエーテル等の重合物が挙げられる。
上記に挙げたエマルションの中でも、容易に望みの粒径を得ることができることから、アクリレート系エマルジョン及びスチレン系エマルジョンが好ましい。
Examples of vinyl acetate emulsions include vinyl acetate alone, vinyl acetate / styrene, vinyl acetate / vinyl chloride, vinyl acetate / acrylonitrile, vinyl acetate / maleic acid (ester), vinyl acetate / fumaric acid (ester), vinyl acetate / Polymers such as ethylene, vinyl acetate / propylene, vinyl acetate / isobutylene, vinyl acetate / vinylidene chloride, vinyl acetate / cyclopentadiene, vinyl acetate / crotonic acid, vinyl acetate / acrolein, vinyl acetate / alkyl vinyl ether and the like can be mentioned.
Among the emulsions listed above, an acrylate emulsion and a styrene emulsion are preferred because a desired particle size can be easily obtained.

上記の乳化重合に使用できる乳化剤は、公知の界面活性剤であればいずれも使用することができ、例えば、アニオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤及び両性界面活性剤が挙げられる。   Any emulsifier that can be used in the above emulsion polymerization can be used as long as it is a known surfactant, and examples thereof include an anionic surfactant, a nonionic surfactant, a cationic surfactant, and an amphoteric surfactant. .

アニオン界面活性剤としては、例えば、高級脂肪酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、硫化オレフィン塩、高級アルキルスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、硫酸化脂肪酸塩、スルホン化脂肪酸塩、リン酸エステル塩、脂肪酸エステルの硫酸エステル塩、グリセライド硫酸エステル塩、脂肪酸エステルのスルホン酸塩、α−スルホ脂肪酸メチルエステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルカルボン酸塩、アシル化ペプチド、脂肪酸アルカノールアミド又はそのアルキレンオキサイド付加物の硫酸エステル塩、スルホコハク酸エステル、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルベンゾイミダゾールスルホン酸塩、ポリオキシアルキレンスルホコハク酸塩、N−アシル−N−メチルタウリンの塩、N−アシルグルタミン酸又はその塩、アシルオキシエタンスルホン酸塩、アルコキシエタンスルホン酸塩、N−アシル−β−アラニン又はその塩、N−アシル−N−カルボキシエチルタウリン又はその塩、N−アシル−N−カルボキシメチルグリシン又はその塩、アシル乳酸塩、N−アシルサルコシン塩、及びアルキル又はアルケニルアミノカルボキシメチル硫酸塩等の1種または2種以上の混合物を挙げることができる。   Examples of the anionic surfactant include higher fatty acid salts, higher alcohol sulfate esters, sulfurized olefin salts, higher alkyl sulfonates, α-olefin sulfonates, sulfated fatty acid salts, sulfonated fatty acid salts, and phosphate ester salts. , Fatty acid ester sulfate ester salt, glyceride sulfate ester salt, fatty acid ester sulfonate salt, α-sulfo fatty acid methyl ester salt, polyoxyalkylene alkyl ether sulfate ester salt, polyoxyalkylene alkyl phenyl ether sulfate ester salt, polyoxyalkylene Alkyl ether carboxylate, acylated peptide, sulfate ester salt of fatty acid alkanolamide or its alkylene oxide adduct, sulfosuccinate ester, alkylbenzene sulfonate, alkyl naphthalene sulfonate Salt, alkylbenzimidazole sulfonate, polyoxyalkylene sulfosuccinate, N-acyl-N-methyltaurine salt, N-acyl glutamic acid or salt thereof, acyloxyethane sulfonate, alkoxyethane sulfonate, N-acyl -Β-alanine or salt thereof, N-acyl-N-carboxyethyltaurine or salt thereof, N-acyl-N-carboxymethylglycine or salt thereof, acyl lactate, N-acyl sarcosine salt, and alkyl or alkenylaminocarboxy One type or a mixture of two or more types such as methyl sulfate can be mentioned.

ノニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル(エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの付加形態は、ランダム状、ブロック状の何れでもよい。)、ポリエチレングリコールプロピレンオキサイド付加物、ポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付加物、グリセリン脂肪酸エステル又はそのエチレンオキサイド付加物、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、アルキルポリグルコシド、脂肪酸モノエタノールアミド又はそのエチレンオキサイド付加物、脂肪酸−N−メチルモノエタノールアミド又はそのエチレンオキサイド付加物、脂肪酸ジエタノールアミド又はそのエチレンオキサイド付加物、ショ糖脂肪酸エステル、アルキル(ポリ)グリセリンエーテル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、脂肪酸メチルエステルエトキシレート、N−長鎖アルキルジメチルアミンオキサイド等が挙げられる。   Nonionic surfactants include, for example, polyoxyalkylene alkyl ether, polyoxyalkylene alkenyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether (addition form of ethylene oxide and propylene oxide may be random or block) .), Polyethylene glycol propylene oxide adduct, polypropylene glycol ethylene oxide adduct, glycerin fatty acid ester or ethylene oxide adduct thereof, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, alkyl polyglucoside, fatty acid monoethanolamide or ethylene oxide thereof Adduct, fatty acid-N-methylmonoethanolamide or its ethylene oxide adduct, fatty acid dietano Ruamido or an ethylene oxide adduct, a sucrose fatty acid ester, alkyl (poly) glycerol ether, polyglycerol fatty acid esters, polyethylene glycol fatty acid esters, fatty acid methyl ester ethoxylates, N- long chain alkyl dimethyl amine oxides, and the like.

カチオン界面活性剤としては、例えば、アルキル(アルケニル)トリメチルアンモニウム塩、ジアルキル(アルケニル)ジメチルアンモニウム塩、アルキル(アルケニル)四級アンモニウム塩、エーテル基或いはエステル基或いはアミド基を含有するモノ或いはジアルキル(アルケニル)四級アンモニウム塩、アルキル(アルケニル)ピリジニウム塩、アルキル(アルケニル)ジメチルベンジルアンモニウム塩、アルキル(アルケニル)イソキノリニウム塩、ジアルキル(アルケニル)モルホニウム塩、ポリオキシエチレンアルキル(アルケニル)アミン、アルキル(アルケニル)アミン塩、ポリアミン脂肪酸誘導体、アミルアルコール脂肪酸誘導体、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、例えば、カルボキシベタイン、スルホベタイン、ホスホベタイン、アミドアミノ酸、イミダゾリニウムベタイン系界面活性剤等が挙げられる。
上記の界面活性剤の中では、アニオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤およびカチオン界面活性剤が好ましい。
Examples of the cationic surfactant include alkyl (alkenyl) trimethyl ammonium salt, dialkyl (alkenyl) dimethyl ammonium salt, alkyl (alkenyl) quaternary ammonium salt, mono- or dialkyl (alkenyl) containing ether group, ester group or amide group. ) Quaternary ammonium salt, alkyl (alkenyl) pyridinium salt, alkyl (alkenyl) dimethylbenzyl ammonium salt, alkyl (alkenyl) isoquinolinium salt, dialkyl (alkenyl) morphonium salt, polyoxyethylene alkyl (alkenyl) amine, alkyl (alkenyl) amine Examples thereof include salts, polyamine fatty acid derivatives, amyl alcohol fatty acid derivatives, benzalkonium chloride, and benzethonium chloride.
Examples of the amphoteric surfactant include carboxybetaine, sulfobetaine, phosphobetaine, amide amino acid, imidazolinium betaine surfactant and the like.
Among the above surfactants, anionic surfactants, nonionic surfactants and cationic surfactants are preferable.

また、分子内に二重結合を有する反応性界面活性剤も使用することができ、こうした反応性界面活性剤としては、例えば、特開昭58−203960号公報、特開昭61−222530号公報、特開昭63−023725号公報、特開昭63−091130号公報、特開平04−256429号公報、特開平06−239908号公報、特開平08−041113号公報、特開2002−301353号公報等に記載されたものが挙げられる。   In addition, a reactive surfactant having a double bond in the molecule can also be used. Examples of such reactive surfactant include, for example, JP-A-58-203960 and JP-A-61-222530. JP-A 63-023725, JP-A 63-091130, JP-A 04-256429, JP-A 06-239908, JP-A 08-041113, JP-A 2002-301353. Etc. are mentioned.

エマルションを製造する際、上記の乳化剤は通常の使用量の範囲で任意に使用することができるが、概ね原料モノマーに対して、好ましくは0.1〜20質量%、より好ましくは0.2〜10質量%、更に好ましくは0.5〜8質量%添加して使用することができる。   When the emulsion is produced, the above-mentioned emulsifier can be arbitrarily used within the range of the usual use amount, but is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 0.2 to 0.2% with respect to the raw material monomer. 10 mass%, More preferably, 0.5-8 mass% can be added and used.

本発明のハイブリッド微粒子を製造するときは、内殻である有機物の微粒子を水中あるいは水と有機溶媒の混合液中に分散させた後、外殻層になるシリカ化合物を被覆させる。よって上記乳化重合で得られた微粒子は、そのまま次の反応に使用することができる。一方、粉砕等によって得られる微粒子状の化合物については、水に分散するものであれば、そのまま水中に分散させればよく、水に分散しないものであれば、分散剤等を使用して水中に分散すればよい。使用できる分散剤としては、乳化剤として上記に挙げた界面活性剤を使用することができる。   When producing the hybrid fine particles of the present invention, the organic fine particles, which are the inner shell, are dispersed in water or a mixture of water and an organic solvent, and then the silica compound that forms the outer shell layer is coated. Therefore, the fine particles obtained by the emulsion polymerization can be used for the next reaction as they are. On the other hand, the fine compound obtained by pulverization or the like can be dispersed in water as long as it is dispersed in water, and if it is not dispersed in water, it can be dispersed in water using a dispersant or the like. What is necessary is just to disperse. As the dispersant that can be used, the surfactants listed above as emulsifiers can be used.

外殻層にシリカ化合物層を形成するためには、内殻の微粒子に特定の珪素化合物を反応させればよい。こうした珪素化合物としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン等のテトラアルコキシシラン化合物;モノメチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルモノメトキシシラン、モノエチルトリメトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、トリエチルモノメトキシシラン等のアルキルアルコキシシラン化合物;フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、トリフェニルモノメトキシシラン等のフェニルアルコキシシラン化合物;アミノプロピルトリメトキシシラン、(アミノエチル)アミノプロピルジメトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルジメチルエトキシシラン、アミノプロピルメチルジエトキシシラン、アミノブチルトリエトキシシラン等のアミノ基含有シラン化合物;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニル基含有シラン化合物;3-グリシドキシプロピルメチルエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のグリシジル基含有シラン化合物;3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の(メタ)アクリル基含有シラン化合物;モノクロロシラン、ジクロロシラン、トリクロロシラン等のクロロシラン化合物;珪酸ナトリウム、珪酸カリウム等の珪酸塩が挙げられる。   In order to form the silica compound layer in the outer shell layer, a specific silicon compound may be reacted with the fine particles in the inner shell. Examples of such silicon compounds include tetraalkoxysilane compounds such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, and tetrabutoxysilane; monomethyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, trimethylmonomethoxysilane, monoethyltrimethoxysilane, Alkyl alkoxysilane compounds such as diethyldimethoxysilane and triethylmonomethoxysilane; phenylalkoxysilane compounds such as phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane and triphenylmonomethoxysilane; aminopropyltrimethoxysilane and (aminoethyl) aminopropyldimethoxysilane Aminopropyltriethoxysilane, aminopropyldimethylethoxysilane, aminopropylmethyldiethoxy Amino group-containing silane compounds such as silane and aminobutyltriethoxysilane; Vinyl group-containing silane compounds such as vinyltrimethoxysilane and vinyltriethoxysilane; 3-glycidoxypropylmethylethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxy Glycidyl group-containing silane compounds such as silane; 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxy (Meth) acrylic group-containing silane compounds such as propyltrimethoxysilane; chlorosilane compounds such as monochlorosilane, dichlorosilane, and trichlorosilane; silicates such as sodium silicate and potassium silicate.

上記の珪素化合物を内殻の有機物微粒子に反応させるためには、例えば、内殻となる有機物微粒子を0.1〜30質量%水中あるいは水と有機溶媒の混合液中に分散させ、0〜50℃で珪素化合物を添加し、同温度で1〜48時間攪拌して反応させる。その後、系の温度を60〜80℃に上げて1〜20時間熟成を行えばよく、その際、触媒を使用してもよい。使用できる触媒としては、硫酸やトルエンスルフォン酸などの強酸;四塩化チタン、塩化ハフニウム、塩化ジルコニウム、塩化アルミニウム、塩化ガリウム、塩化インジウム、塩化鉄、塩化スズ、フッ化硼素等の金属ハロゲン化物;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ソヂウムメチラート、炭酸ナトリウム等のアルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物やアルコラート物または炭酸塩;酸化アルミニウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ナトリウム等の金属酸化物;テトライソプロピルチタネート、ジブチル錫ジクロライド、ジブチル錫オキサイド等の有機金属化合物が挙げられる。   In order to make the silicon compound react with the organic fine particles in the inner shell, for example, the organic fine particles as the inner shell are dispersed in 0.1 to 30% by mass in water or a mixture of water and an organic solvent, and 0 to 50 A silicon compound is added at a temperature, and the reaction is carried out by stirring at the same temperature for 1 to 48 hours. Thereafter, the temperature of the system may be raised to 60 to 80 ° C. and aging may be performed for 1 to 20 hours. Catalysts that can be used include strong acids such as sulfuric acid and toluenesulfonic acid; metal halides such as titanium tetrachloride, hafnium chloride, zirconium chloride, aluminum chloride, gallium chloride, indium chloride, iron chloride, tin chloride, boron fluoride; water Sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium methylate, alkali metal or alkaline earth metal hydroxides or carbonates such as sodium carbonate; metal oxides such as aluminum oxide, calcium oxide, barium oxide, sodium oxide And organic metal compounds such as tetraisopropyl titanate, dibutyltin dichloride, and dibutyltin oxide.

上記珪素化合物を有機物微粒子に反応させて得られる外殻層は、テトラアルコキシシラン化合物、クロロシラン化合物、珪酸塩の場合はシリカ層となり、アルキル変性された珪素化合物やアミノ変性された珪素化合物等は変性シリカ層となる(例えば、アルキルアルコキシシラン化合物の場合はアルキル変性シリカとなり、アミノ基含有シラン化合物の場合であればアミノ基変性シリカとなる。)。   The outer shell layer obtained by reacting the silicon compound with organic fine particles becomes a silica layer in the case of a tetraalkoxysilane compound, a chlorosilane compound, or a silicate, and an alkyl-modified silicon compound or an amino-modified silicon compound is modified. It becomes a silica layer (for example, it becomes an alkyl-modified silica in the case of an alkylalkoxysilane compound, and an amino group-modified silica in the case of an amino group-containing silane compound).

上記の珪素化合物は内殻の有機物微粒子に対して任意の量を反応させればよいが、好ましくは内殻の有機物微粒子100質量部に対して珪素化合物の珪素原子が0.5〜30質量部、より好ましくは1〜20質量部、更に好ましくは0.8〜10質量部になるように反応させればよい。珪素化合物の量が少なすぎると外殻層をうまく形成できない場合があり、珪素化合物の量が多すぎると粒子同士の融合や凝集が起こる場合がある。   The silicon compound may be reacted in an arbitrary amount with respect to the organic fine particles in the inner shell. Preferably, the silicon atom of the silicon compound is 0.5 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the organic fine particles in the inner shell. More preferably, the reaction may be performed so as to be 1 to 20 parts by mass, and more preferably 0.8 to 10 parts by mass. If the amount of the silicon compound is too small, the outer shell layer may not be formed well, and if the amount of the silicon compound is too large, the particles may be fused or aggregated.

ここで、上記のように珪素化合物を有機微粒子に反応させて得られた微粒子には、原料や触媒由来の不純物が含有される場合がある。これらの不純物がトナーに含有すると、帯電量が低くなる場合や帯電量の制御が困難になる場合があるため、本発明のハイブリッド微粒子にはこれらの不純物の含有量を制限することが好ましい。具体的には、不純物として金属元素とハロゲン元素の合計量が100ppm以下、好ましくは50ppm以下、より好ましくは10ppm以下である。   Here, the fine particles obtained by reacting the silicon compound with the organic fine particles as described above may contain impurities derived from raw materials and catalysts. If these impurities are contained in the toner, the charge amount may be low or the charge amount may be difficult to control. Therefore, it is preferable to limit the content of these impurities in the hybrid fine particles of the present invention. Specifically, the total amount of metal elements and halogen elements as impurities is 100 ppm or less, preferably 50 ppm or less, more preferably 10 ppm or less.

不純物を含有させない製造方法としては、例えば、原料にテトラアルコキシシラン化合物を使用して、無触媒で有機物微粒子に反応させればよい。テトラアルコキシシラン化合物の中でも、反応を制御しやすいことからテトラメトキシシラン、テトラエトキシシランが好ましく、テトラメトキシシランがより好ましい。なお、クロロシラン化合物や珪酸塩も無触媒で反応するが、これらの原料を使用するとクロル化合物やアルカリ金属等が不純物として系内に残留してしまう。また、アルキルアルコキシシランやアミノ基含有シラン化合物等の変性シリカを形成する原料は、反応性が劣るため無触媒での反応には適さない。   As a manufacturing method that does not contain impurities, for example, a tetraalkoxysilane compound may be used as a raw material and reacted with organic fine particles without a catalyst. Among the tetraalkoxysilane compounds, tetramethoxysilane and tetraethoxysilane are preferable because the reaction is easily controlled, and tetramethoxysilane is more preferable. In addition, although a chlorosilane compound and a silicate react without a catalyst, when these raw materials are used, a chloro compound, an alkali metal, etc. will remain in the system as impurities. In addition, raw materials for forming modified silica such as alkyl alkoxysilanes and amino group-containing silane compounds are not suitable for non-catalytic reactions because of poor reactivity.

上記のようにテトラアルコキシシラン化合物で反応して得られた粒子の外殻層はシリカで被覆されている。しかしながらトナーの外添剤としては、帯電制御のためにシリカの表面を変性したものも用いることが好ましい。よって、テトラアルコキシシラン化合物を原料にして得られた本発明のハイブリッド微粒子に、更に変性シリカ層を形成する珪素化合物を反応させることが好ましい。   As described above, the outer shell layer of the particles obtained by reacting with the tetraalkoxysilane compound is coated with silica. However, as a toner external additive, it is preferable to use a silica modified surface for charge control. Therefore, it is preferable that the hybrid fine particles of the present invention obtained using a tetraalkoxysilane compound as a raw material further react with a silicon compound that forms a modified silica layer.

変性シリカを形成させる珪素化合物(変性珪素化合物)としては、例えば、モノメチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルモノメトキシシラン、モノエチルトリメトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、トリエチルモノメトキシシラン等のアルキルアルコキシシラン化合物;フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、トリフェニルモノメトキシシラン等のフェニルアルコキシシラン化合物;アミノプロピルトリメトキシシラン、(アミノエチル)アミノプロピルジメトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルジメチルエトキシシラン、アミノプロピルメチルジエトキシシラン、アミノブチルトリエトキシシラン等のアミノ基含有シラン化合物;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニル基含有シラン化合物;3-グリシドキシプロピルメチルエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のグリシジル基含有シラン化合物;3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の(メタ)アクリル基含有シラン化合物、ノナフルオロヘキシルトリメトキシシラン、ノナフルオロヘキシルトリエトキシシラン、トリデカフルオロヘキシルトリメトキシシラン、トリデカフルオロヘキシルトリエトキシシラン等のフッ素原子含有シラン化合物等及びこれらの混合物が挙げられる。   Examples of the silicon compound (modified silicon compound) for forming the modified silica include alkyl alkoxysilanes such as monomethyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, trimethylmonomethoxysilane, monoethyltrimethoxysilane, diethyldimethoxysilane, and triethylmonomethoxysilane. Compound: Phenylalkoxysilane compound such as phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, triphenylmonomethoxysilane; aminopropyltrimethoxysilane, (aminoethyl) aminopropyldimethoxysilane, aminopropyltriethoxysilane, aminopropyldimethylethoxysilane, Amino group-containing silane compounds such as aminopropylmethyldiethoxysilane and aminobutyltriethoxysilane; vinyltrimethoxysilane Vinyl group-containing silane compounds such as vinyltriethoxysilane; 3-glycidoxypropylmethylethoxysilane; glycidyl group-containing silane compounds such as 3-glycidoxypropyltriethoxysilane; 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane; (Meth) acrylic group-containing silane compounds such as 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, and nonafluorohexyl Fluorine atom-containing silane compounds such as trimethoxysilane, nonafluorohexyltriethoxysilane, tridecafluorohexyltrimethoxysilane, and tridecafluorohexyltriethoxysilane, and mixtures thereof. It is.

これらの変性珪素化合物は、シリカを被覆した微粒子に直接反応させればよく、反応時に触媒を使用しなくても反応する。ここで、変性珪素化合物の反応性について詳しく説明する。先にも述べたが、アルキルシランやアミノ変性シラン等は、テトラアルコキシシランと比較して反応性が劣るため、一般的に触媒がないと反応しない。しかしアルキルシランやアミノ変性シラン等の変性珪素化合物は、親和性の高い基材に付着すると反応するという特性持っており、中でもシリカは最も親和性の高い基材の一つである。よって、シリカで被覆された微粒子に対して変性珪素化合物は無触媒でも容易に反応するのである。これにより、更に変性シリカ層を形成した微粒子にも触媒に由来する不純物が含まれることはない。   These modified silicon compounds may be reacted directly with the fine particles coated with silica, and react even without using a catalyst during the reaction. Here, the reactivity of the modified silicon compound will be described in detail. As described above, alkylsilane, amino-modified silane, and the like are inferior in reactivity compared to tetraalkoxysilane, and therefore generally do not react without a catalyst. However, modified silicon compounds such as alkylsilanes and amino-modified silanes have the property of reacting when attached to a substrate with high affinity, and silica is one of the substrates with the highest affinity. Therefore, the modified silicon compound easily reacts with the fine particles coated with silica even without a catalyst. Thereby, the fine particles on which the modified silica layer is further formed do not contain impurities derived from the catalyst.

変性珪素化合物は任意の量を反応させればよいが、あまりに少ない量だと効果を発揮できない場合があり、あまりに多い量だと粒子が凝集する場合があるため、好ましくはシリカ層を製造した原料であるテトラアルコキシシラン化合物の珪素原子1モルに対して、変性珪素化合物の珪素原子が0.01〜5モル、より好ましくは0.1〜3モル、更に好ましくは0.5〜2モルになるように反応させればよい。具体的な反応方法としては、例えば、シリカ層を持った微粒子を0.1〜30質量%水中あるいは水と有機溶媒の混合液中に分散させ、0〜50℃で変性珪素化合物を添加し、同温度で1〜48時間攪拌して反応させる。その後、系の温度を60〜80℃に上げて1〜20時間熟成を行えばよい。   Any amount of the modified silicon compound may be allowed to react, but if the amount is too small, the effect may not be exhibited. If the amount is too large, the particles may agglomerate. The silicon atom of the modified silicon compound is 0.01 to 5 mol, more preferably 0.1 to 3 mol, still more preferably 0.5 to 2 mol, per 1 mol of silicon atom of the tetraalkoxysilane compound. The reaction may be as follows. As a specific reaction method, for example, fine particles having a silica layer are dispersed in 0.1 to 30% by mass in water or a mixture of water and an organic solvent, and a modified silicon compound is added at 0 to 50 ° C., The reaction is allowed to stir at the same temperature for 1 to 48 hours. Thereafter, the temperature of the system is raised to 60 to 80 ° C. and aging is performed for 1 to 20 hours.

本発明の電子写真用トナーの外添剤は、乳化重合の条件等によって小さな粒子から大きな粒子まで容易に製造することができる。具体的には粒径が10〜350nmのものであれば自由に製造することができ、また、得られたハイブリッド微粒子の粒子径のばらつきが少なく、均一な大きさの粒子を製造することができるという利点を持つ。   The external additive of the electrophotographic toner of the present invention can be easily produced from small particles to large particles depending on the conditions of emulsion polymerization. Specifically, if the particle size is 10 to 350 nm, it can be produced freely, and the obtained hybrid fine particles can be produced with small variation in particle size and with uniform size. Has the advantage.

本発明の電子写真用トナーの外添剤は、水中あるいは水と有機溶媒の混合液中で製造するが、製造後は乾燥して粉末化する。乾燥方法としては公知の方法であればいずれの方法でもよく、例えば、加熱乾燥、減圧乾燥、スプレードライ、あるいはこれらの方法を組み合わせてもよい。   The external additive for the electrophotographic toner of the present invention is produced in water or in a mixed solution of water and an organic solvent, but is dried and powdered after production. Any drying method may be used as long as it is a known method. For example, heat drying, vacuum drying, spray drying, or a combination of these methods may be used.

ここで、外添剤のトナー樹脂への埋没について説明する。電子写真用トナーの外添剤がトナー樹脂へ埋没する理由としては、トナー樹脂が軟化している現状に加え、シリカ等の外添剤の比重が大きいことが挙げられる。トナーに添加された外添剤は混合され、一定の速度をもってトナー樹脂と衝突してトナー樹脂の表面に付着するが、外添剤の持つ運動エネルギーが一定量以上になると、トナー樹脂の表面はこの衝突に耐えられず、外添剤はトナー樹脂に埋没してしまう。周知の通り、運動エネルギーは物質の速度と質量に依存しているが、外添剤の速度を制御することは実質できないため、外添剤の質量を制御することが最も効果的であることがわかる。外添剤として最も一般的に用いられるシリカ微粒子は、比重が2.0前後の物質であるが、この比重を下げることができれば、トナー樹脂に衝突した際のエネルギーを低減させることができる。   Here, the embedding of the external additive in the toner resin will be described. The reason why the external additive of the electrophotographic toner is buried in the toner resin is that the specific gravity of the external additive such as silica is large in addition to the current situation that the toner resin is softened. The external additive added to the toner is mixed and collides with the toner resin at a constant speed and adheres to the surface of the toner resin, but when the kinetic energy of the external additive exceeds a certain amount, the surface of the toner resin The external additive cannot be withstood and is buried in the toner resin. As is well known, the kinetic energy depends on the speed and mass of the substance, but since it is virtually impossible to control the speed of the external additive, it may be most effective to control the mass of the external additive. Recognize. Silica fine particles that are most commonly used as an external additive are substances having a specific gravity of about 2.0. If the specific gravity can be lowered, energy at the time of collision with the toner resin can be reduced.

本発明の電子写真用トナー用の外添剤は、内殻に有機物を有し、外殻層にシリカ化合物を有するコアシェル構造を持つハイブリッド微粒子である。外殻層にシリカ化合物を有することから、外見上は従来のシリカ微粒子と同様であるが、内殻が有機物であることから、粒子としての比重はシリカと比較して大きく低下する。例えば、有機物がポリスチレンであればその比重は1.05〜1.07程度であり、ABS樹脂であれば1.04程度である。よって、これらの有機物を使用した本発明のハイブリッド微粒子の比重は2.0を下回って1.8以下になるが、好ましくは1.6以下、より好ましくは1.4以下になるように製造すればよい。この比重の低下により、トナー樹脂表面へ衝突した際の運動エネルギーを低下させることができ、外添剤のトナー樹脂への埋没を防止することができる。   The external additive for an electrophotographic toner of the present invention is a hybrid fine particle having a core-shell structure having an organic substance in the inner shell and a silica compound in the outer shell layer. Since the outer shell layer has a silica compound, it is similar in appearance to conventional silica fine particles, but since the inner shell is an organic substance, the specific gravity as particles is greatly reduced compared to silica. For example, if the organic substance is polystyrene, the specific gravity is about 1.05 to 1.07, and if the organic resin is ABS resin, the specific gravity is about 1.04. Therefore, the specific gravity of the hybrid fine particles of the present invention using these organic substances is less than 2.0 and becomes 1.8 or less, preferably 1.6 or less, more preferably 1.4 or less. That's fine. Due to the decrease in specific gravity, the kinetic energy when colliding with the toner resin surface can be reduced, and the embedding of the external additive in the toner resin can be prevented.

なお、本発明のハイブリッド微粒子の内殻である有機物が、粒子中に隙間なく充填されている状態での比重は、有機物の種類にもよるが、およそ1.05が最低値である。しかし、比重を1.05未満にする方法もある。比重を1.05未満にするためには、内殻の有機物をポーラス状にすればよい。ポーラス状にするためには、例えば、内殻の有機物に珪素化合物を反応させた後、有機物を溶解させることができる有機溶媒中に該反応物を入れて処理することにより、内殻の一部を溶解して取り除けばよい。しかしこれらの処理には時間と費用がかかり、更に内殻の一部を取り除くと粒子の強度が低下し、トナー樹脂への衝突の際に粒子が崩壊する場合がある。そのため、内殻の一部を除去せず、比重は1.05以上であることが好ましい。なお、上記の有機溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン、テトロヒドロフラン、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン等が挙げられる。   The specific gravity of the organic particles that are the inner shells of the hybrid fine particles of the present invention in a state where the particles are filled in the particles without gaps is about 1.05, although it depends on the type of the organic material. However, there is a method in which the specific gravity is less than 1.05. In order to make the specific gravity less than 1.05, the organic substance in the inner shell may be made porous. In order to obtain a porous shape, for example, after reacting a silicon compound with an organic substance in the inner shell, the reactant is put in an organic solvent capable of dissolving the organic substance, and then treated, whereby a part of the inner shell is processed. Can be dissolved and removed. However, these treatments require time and cost. Further, if a part of the inner shell is removed, the strength of the particles is lowered, and the particles may be collapsed when colliding with the toner resin. Therefore, it is preferable that a part of the inner shell is not removed and the specific gravity is 1.05 or more. Examples of the organic solvent include benzene, toluene, xylene, hexane, tetrohydrofuran, ethyl acetate, butyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, dimethylformamide, dimethylacetamide, chloroform, dichloromethane, dichloroethane, and the like. Can be mentioned.

本発明の電子写真用トナーは、本発明の電子写真用トナーの外添剤を含有したトナーである。使用可能なトナーとしては、黒トナー及びカラートナーのいずれにも使用でき、また、磁性一成分、非磁性一成分、二成分等のいずれの電子写真システムにも使用可能である。トナーのバインダー樹脂も、一般的に使用されるものであればいずれも使用でき、例えば、スチレン/アクリル共重合体樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等、特に制限なく使用可能である。また、トナー製造方法も、主流の粉砕・混練法はもとより、懸濁重合や乳化重合等の重合法で得られたトナーにも適用できる。その他使用できる原料としては、トナーに通常使用されるものであればいずれも使用でき、例えば、黒の着色剤や、シアン、マゼンタ、イエロー等のカラー着色剤、正帯電及び負帯電の帯電制御剤、ワックス等の離型剤が挙げられる。また、必要に応じて本発明の外添剤以外のシリカ化合物粒子を組合せたり、チタニア、アルミナ等のシリカ以外の酸化物微粒子や、テフロン(登録商標)、ステアリン酸亜鉛、ポリフッ化ビニリデン等の滑剤、あるいはポリエチレン、ポリプロピレン等の定着助剤等の他の添加剤を併用したりすることもできる。   The electrophotographic toner of the present invention is a toner containing the external additive of the electrophotographic toner of the present invention. As the usable toner, any of black toner and color toner can be used, and it can be used for any one of electrophotographic systems such as magnetic one component, non-magnetic one component, and two component. Any toner binder resin can be used as long as it is generally used. For example, a styrene / acrylic copolymer resin, a polyester resin, an epoxy resin, and the like can be used without particular limitation. The toner production method can be applied not only to mainstream pulverization / kneading methods but also to toners obtained by polymerization methods such as suspension polymerization and emulsion polymerization. As other usable raw materials, any materials that are usually used for toners can be used. For example, black colorants, color colorants such as cyan, magenta, and yellow, positive charge and negative charge control agents. And mold release agents such as wax. Further, if necessary, silica compound particles other than the external additive of the present invention may be combined, oxide fine particles other than silica such as titania and alumina, and lubricants such as Teflon (registered trademark), zinc stearate, polyvinylidene fluoride and the like. Alternatively, other additives such as fixing aids such as polyethylene and polypropylene can be used in combination.

本発明の電子写真用トナーの外添剤のトナーに対する添加量は、得られるトナーが所望する特性となるような量であれば、特に制限はされないが、好ましくは0.05〜5質量%、より好ましくは0.1〜4質量%であり、公知の方法でトナーに添加することができる。   The amount of the external additive of the electrophotographic toner of the present invention added to the toner is not particularly limited as long as the obtained toner has desired characteristics, but preferably 0.05 to 5% by mass, More preferably, the content is 0.1 to 4% by mass and can be added to the toner by a known method.

以下本発明を実施例により、具体的に説明する。尚、以下の実施例等において%、ppmは特に記載が無い限り質量基準である。   Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples. In the following examples and the like,% and ppm are based on mass unless otherwise specified.

実施例1
温度計、窒素導入管及び攪拌機付きの1000mlの4つ口フラスコに、スチレンモノマー50g、蒸留水500g、乳化剤としてドデシルトリメチルアンモニウムクロライド4gを入れて窒素置換し、攪拌しながら70℃まで昇温させた。昇温後、開始剤として水溶性アゾ系重合開始剤V−50(和光純薬工業株式会社製)を0.7g添加し、70℃で3時間反応させて、乳白色液状のポリスチレン乳化物を得た。得られたポリスチレン乳化物100gを、温度計、窒素導入管及び攪拌機付きの2000mlの4つ口フラスコに入れ、更に蒸留水を886.9g添加して窒素置換をおこなった。系内の温度を25℃に調整した後、系内を攪拌しながらテトラメトキシシラン13.2g(珪素原子換算で2.4g)添加し、25℃のまま24時間反応させ、その後70℃に昇温して更に6時間反応させて本発明の外添剤1の2.3%水溶液を得た。
Example 1
In a 1000 ml four-necked flask equipped with a thermometer, a nitrogen inlet tube and a stirrer, 50 g of styrene monomer, 500 g of distilled water and 4 g of dodecyltrimethylammonium chloride as an emulsifier were substituted with nitrogen, and the temperature was raised to 70 ° C. while stirring. . After the temperature rise, 0.7 g of water-soluble azo polymerization initiator V-50 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added as an initiator and reacted at 70 ° C. for 3 hours to obtain a milky white polystyrene emulsion. It was. 100 g of the obtained polystyrene emulsion was put into a 2000 ml four-necked flask equipped with a thermometer, a nitrogen inlet tube and a stirrer, and 886.9 g of distilled water was further added to perform nitrogen substitution. After adjusting the temperature in the system to 25 ° C., 13.2 g of tetramethoxysilane (2.4 g in terms of silicon atom) was added while stirring the system, and the reaction was continued for 24 hours at 25 ° C. Then, the temperature was raised to 70 ° C. The mixture was further heated for 6 hours to obtain a 2.3% aqueous solution of the external additive 1 of the present invention.

実施例2
実施例1の製造方法において、スチレンモノマー50gをスチレンモノマー40gとビニルピリジン10gに変更し、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド4gをドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウム4gに変更した以外は、実施例1と同様の方法で製造し、本発明の外添剤2の2.3%水溶液を得た。
Example 2
Manufactured in the same manner as in Example 1 except that 50 g of styrene monomer was changed to 40 g of styrene monomer and 10 g of vinylpyridine, and 4 g of dodecyltrimethylammonium chloride was changed to 4 g of ammonium dodecylbenzenesulfonate. Thus, a 2.3% aqueous solution of the external additive 2 of the present invention was obtained.

実施例3
実施例1で得たハイブリッド微粒子1の2.3%水溶液950gを、温度計、窒素導入管及び攪拌機付きの2000mlの4つ口フラスコに入れ、系内を攪拌しながらジメチルジメトキシシラン1.6g(珪素原子換算で0.37g)添加し、25℃のまま24時間反応させ、その後70℃に昇温して更に6時間反応させて本発明の外添剤3の2.5%水溶液を得た。
Example 3
950 g of a 2.3% aqueous solution of the hybrid fine particle 1 obtained in Example 1 was placed in a 2000 ml four-necked flask equipped with a thermometer, a nitrogen inlet tube and a stirrer, and 1.6 g of dimethyldimethoxysilane ( 0.37 g in terms of silicon atoms) was added, reacted at 25 ° C. for 24 hours, then heated to 70 ° C. and further reacted for 6 hours to obtain a 2.5% aqueous solution of external additive 3 of the present invention. .

実施例4
実施例2で得たハイブリッド微粒子1の2.3%水溶液950gを、温度計、窒素導入管及び攪拌機付きの2000mlの4つ口フラスコに入れ、系内を攪拌しながらアミノプロピルトリエトキシシラン5.3g(珪素換算で0.83g)添加し、25℃のまま24時間反応させ、その後70℃に昇温して更に6時間反応させて本発明の外添剤4の2.8%水溶液を得た。
Example 4
950 g of a 2.3% aqueous solution of the hybrid fine particles 1 obtained in Example 2 was placed in a 2000 ml four-necked flask equipped with a thermometer, a nitrogen inlet tube and a stirrer, and aminopropyltriethoxysilane was added while stirring the system. 3 g (0.83 g in terms of silicon) was added and reacted at 25 ° C. for 24 hours, then heated to 70 ° C. and further reacted for 6 hours to obtain a 2.8% aqueous solution of external additive 4 of the present invention. It was.

実施例5
実施例1の製造方法において、テトラメトキシシラン13.2gをテトラエトキシシラン18.1g(珪素原子換算で2.4g)に変更、及び25℃での反応時間を150時間に変更した以外は、実施例1と同じ方法で製造し、本発明の外添剤5の2.2%水溶液を得た。
Example 5
In the production method of Example 1, except that 13.2 g of tetramethoxysilane was changed to 18.1 g of tetraethoxysilane (2.4 g in terms of silicon atom) and the reaction time at 25 ° C. was changed to 150 hours. The same method as in Example 1 was used to obtain a 2.2% aqueous solution of the external additive 5 of the present invention.

比較例1
湿式シリカ:アデライトAT−20Q(株式会社ADEKA製)
比較例2
乾式シリカ:アエロジルR974(日本アエロジル株式会社製)
Comparative Example 1
Wet silica: Adelite AT-20Q (manufactured by ADEKA Corporation)
Comparative Example 2
Dry silica: Aerosil R974 (Nippon Aerosil Co., Ltd.)

<比重の測定>
JIS−R7212に準拠して比重を測定した。
空の比重瓶1の秤量(M1)、比重瓶1に乾燥させた微粒子を入れて秤量(M2)、サンプルを入れた比重瓶1(M2と同量のサンプル)に溶媒(THF)を入れて脱泡し、30℃にしてから秤量(M3)、比重瓶1に溶媒(THF)のみを入れて秤量(M4)。以上、4つの測定結果を使用し、下記の式より微粒子の比重を算出した。結果を表1に示す。
比重=(M1−M2)ρ/{(M4−M1)−(M3−M2)}
ρは30℃の溶媒(THF)の比重
<Measurement of specific gravity>
Specific gravity was measured according to JIS-R7212.
Weigh the empty specific gravity bottle 1 (M1), put the dried fine particles in the specific gravity bottle 1 and weigh (M2), and put the solvent (THF) in the specific gravity bottle 1 (sample of the same amount as M2) containing the sample. After defoaming and setting to 30 ° C., weighing (M3), only the solvent (THF) was placed in the specific gravity bottle 1 and weighing (M4). As described above, the specific gravity of the fine particles was calculated from the following formula using the four measurement results. The results are shown in Table 1.
Specific gravity = (M1-M2) ρ / {(M4-M1)-(M3-M2)}
ρ is the specific gravity of the solvent (THF) at 30 ° C

Figure 2010266804
Figure 2010266804

<トナー樹脂付着試験>
下記の機器を使用して、下記の手順でトナー用の樹脂に見立てたポリマービーズ(ケミスノーMX−800S:綜研化学株式会社製)と実施例3の微粒子3及び比較例1の湿式シリカ微粒子とをそれぞれ混合し、電子顕微鏡(S−4800:株式会社日立ハイテクノロジーズ社製)にてそれぞれのポリマービーズ表面に付着した微粒子の状態を観察した。なお、いずれの微粒子もスプレードライにて乾燥させてから使用した。観察した写真を図1および2に示す。
<Toner resin adhesion test>
Using the following equipment, polymer beads (Chemisnow MX-800S: manufactured by Soken Chemical Co., Ltd.) that are assumed to be a resin for toner in the following procedure, fine particles 3 of Example 3 and wet silica fine particles of Comparative Example 1 Each was mixed, and the state of fine particles adhering to the surface of each polymer bead was observed with an electron microscope (S-4800: manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). All fine particles were used after being dried by spray drying. The observed photographs are shown in FIGS.

<混合用の機器>
ミルサー:IFM−650D(岩谷産業株式会社製)
ミルサーカッター:IMF−6C(岩谷産業株式会社製)
<混合の手順>
1.ミルサー容器に微粒子を0.1g、ポリマービーズ9.9g、計10g測り取る。
2.上記粉末が入っているミルサー容器にミルサーカッターを装着し、ミルサー本体にセットする。
3.スイッチを入れ、10秒間混合処理を行う。
4.得られた混合粉末を電子顕微鏡で観察(倍率200倍)する。
<Mixing equipment>
Milcer: IFM-650D (manufactured by Iwatani Corporation)
Milcer cutter: IMF-6C (manufactured by Iwatani Corporation)
<Procedure for mixing>
1. Weigh 0.1 g of fine particles and 9.9 g of polymer beads in a Mircer container for a total of 10 g.
2. A miller cutter is attached to the miller container containing the above powder, and is set on the miller body.
3. Switch on and mix for 10 seconds.
4). The obtained mixed powder is observed with an electron microscope (magnification 200 times).

図1および2の写真を比べると、比較例1の微粒子が1/3から半分程度ポリマービーズ中に埋没していることがわかる。一方、実施例3の微粒子は、ポリマービーズ上に付着していてほとんど埋没していない。さらに、他の実施例に関しても同様な結果が得られることを確認した。   Comparing the photographs of FIGS. 1 and 2, it can be seen that the fine particles of Comparative Example 1 are embedded in the polymer beads by about 1/3 to half. On the other hand, the fine particles of Example 3 are attached on the polymer beads and are hardly buried. Furthermore, it was confirmed that similar results were obtained for other examples.

Claims (8)

外殻層にシリカ化合物を有するコアシェル構造を持つ微粒子であって、比重が1.8以下であることを特徴とする電子写真用トナーの外添剤。   An external additive for an electrophotographic toner, wherein the outer shell layer is a fine particle having a core-shell structure having a silica compound and has a specific gravity of 1.8 or less. 内殻に有機物を有し、外殻層にシリカ化合物を有するコアシェル構造を持つハイブリッド微粒子であることを特徴とする、請求項1に記載の電子写真用トナーの外添剤。   2. The external additive for an electrophotographic toner according to claim 1, wherein the external additive is a hybrid fine particle having a core-shell structure having an organic substance in an inner shell and a silica compound in an outer shell layer. 内殻の有機物が乳化重合で得られる樹脂であることを特徴とする、請求項2に記載の電子写真用トナーの外添剤。   3. The external additive for an electrophotographic toner according to claim 2, wherein the organic substance in the inner shell is a resin obtained by emulsion polymerization. 外殻のシリカ層が、テトラアルコキシシランの反応物で形成されることを特徴とする、請求項2または3に記載の電子写真用トナーの外添剤。   4. The external additive for an electrophotographic toner according to claim 2, wherein the outer silica layer is formed of a reaction product of tetraalkoxysilane. 外殻のシリカ層が、テトラアルコキシシランの反応物及び変性珪素化合物の反応物で形成されることを特徴とする、請求項2または3に記載の電子写真用トナーの外添剤。   4. The external additive for an electrophotographic toner according to claim 2, wherein the outer shell silica layer is formed of a reaction product of a tetraalkoxysilane and a reaction product of a modified silicon compound. 平均粒径が10〜350nmであることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の電子写真用トナーの外添剤。   6. The external additive for an electrophotographic toner according to claim 1, wherein the average particle diameter is 10 to 350 nm. 有機物の微粒子に、珪素化合物を無触媒下で反応させることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の電子写真用トナーの外添剤の製造方法。   The method for producing an external additive for an electrophotographic toner according to claim 1, wherein a silicon compound is reacted with organic fine particles in the absence of a catalyst. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の電子写真用トナーの外添剤を含有することを特徴とする電子写真用トナー。   An electrophotographic toner comprising the external additive for an electrophotographic toner according to claim 1.
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