JP2023085816A - Manufacturing method of electrostatic charge image development toner - Google Patents
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Landscapes
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等において形成される潜像の現像に用いられる静電荷像現像用トナーの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing an electrostatic charge image developing toner used for developing a latent image formed in an electrophotography method, an electrostatic recording method, an electrostatic printing method, or the like.
近年、プリンターの高速化に伴いトナー性能に対する要求が高まっており、トナーの帯電安定化及び流動性向上のために外添処方の工夫がなされている。 In recent years, as the speed of printers has increased, the demand for toner performance has increased, and external additive formulations have been devised in order to stabilize charging stability and improve fluidity of toner.
例えば、特許文献1では、トナー母粒子の極性を弱める外添剤を添加し、攪拌する工程の後、トナー母粒子の極性を強める外添剤を添加、攪拌することで、連続印刷においても、カブリやスジの発生が低減され、良好な現像性を維持することができると記載されている。 For example, in Patent Document 1, after the step of adding and stirring an external additive that weakens the polarity of the toner base particles, an external additive that strengthens the polarity of the toner base particles is added and stirred, whereby even in continuous printing, It is described that the occurrence of fogging and streaks can be reduced and good developability can be maintained.
また、特許文献2には、第一段階として正帯電性トナー母粒子に負帯電性疎水性シリカ微粒子を外添処理し、第二段階として比表面積の大きい正帯電性疎水性シリカ微粒子Aを外添処理し、第三段階として比表面積が小さい正帯電性疎水性シリカ微粒子Bを外添処理することによって、いわゆるかぶりが発生する等の問題を引き起こすことがないとされる非磁性静電荷像現像用トナーの製造方法が記載されている。 Further, in Patent Document 2, as a first step, negatively charged hydrophobic silica fine particles are externally added to positively charged toner base particles, and as a second step, positively charged hydrophobic silica fine particles A having a large specific surface area are added. Non-magnetic electrostatic image development is said to be free from problems such as the occurrence of so-called fogging by adding the positively charged hydrophobic silica fine particles B, which have a small specific surface area, in the third step. A method of making a toner for a printer is described.
さらに、特許文献3には、トナー母粒子に対して同帯電極性の外添剤を添加したのちに、逆帯電極性の外添剤を添加する方法や、特許文献4には、トナー母粒子に対して同帯電極性及び逆帯電極性の外添剤を同時に添加する方法が記載されており、トナーの帯電安定性などを高めることができると記載されている。 Furthermore, Patent Document 3 discloses a method in which an external additive having the same charging polarity is added to toner base particles, and then an external additive having opposite charging polarity is added. On the other hand, it describes a method of simultaneously adding external additives having the same charging polarity and the opposite charging polarity, and is described as being able to improve the charging stability of the toner.
しかしながら、従来の方法では、細線再現性が未だ十分とは言えず、改善の余地がある。 However, the conventional methods are still insufficient in fine line reproducibility, and there is room for improvement.
本発明は、良好な細線再現性を得ることができる静電荷現像用トナーの製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a toner for electrostatic charge development capable of obtaining good fine line reproducibility.
本発明は、結着樹脂及び着色剤を含有するトナー母粒子と、個数平均粒子径が60nm以上100nm以下であり、該トナー母粒子に対して逆帯電極性の無機粒子A及び個数平均粒子径が30nm以上60nm以下であり、該トナー母粒子に対して同帯電極性の無機粒子Bを含有する外添剤とを含有する静電荷像現像用トナーの製造方法であって、
前記トナー母粒子と、該トナー母粒子100質量部に対して、3.2質量部以上4.8質量部以下の無機粒子Aを混合し、トナー母粒子に無機粒子Aを外添する工程A、及び
前記トナー母粒子と、該トナー母粒子100質量部に対して、0.2質量部以上1.7質量部以下の無機粒子Bを混合し、トナー母粒子に無機粒子Bを外添する工程B
を含む、静電荷像現像用トナーの製造方法に関する。
The present invention comprises toner base particles containing a binder resin and a colorant, inorganic particles A having a number average particle diameter of 60 nm or more and 100 nm or less and having a reverse charge polarity with respect to the toner base particles, and a number average particle diameter of A method for producing a toner for developing an electrostatic charge image, comprising:
A step A of mixing the toner base particles and 3.2 parts by mass or more and 4.8 parts by weight or less of inorganic particles A with respect to 100 parts by weight of the toner base particles, and externally adding the inorganic particles A to the toner base particles; Step B of mixing the mother particles and 0.2 parts by mass or more and 1.7 parts by mass or less of the inorganic particles B with respect to 100 parts by mass of the toner mother particles, and externally adding the inorganic particles B to the toner mother particles.
and a method for producing a toner for developing an electrostatic charge image.
本発明の方法により得られる静電荷像現像用トナーは、良好な細線再現性を達成することができる。 The electrostatic charge image developing toner obtained by the method of the present invention can achieve good fine line reproducibility.
本発明は、トナー母粒子を外添処理する際に、それぞれ、所定の粒径を有する帯電極性の異なる無機粒子A、Bを所定量用いて、別々にトナー母粒子に外添する方法により、トナーを得る方法であり、詳細の不明なるも、以下のメカニズムにより本発明の効果が奏されるものと推察される。 According to the present invention, when the toner base particles are externally added, predetermined amounts of inorganic particles A and B each having a predetermined particle size and having different charging polarities are externally added to the toner base particles separately. This is a method for obtaining a toner, and although the details are unknown, it is presumed that the effects of the present invention are exhibited by the following mechanism.
無機粒子Aは、比較的大きな粒径の外添剤である。粒径の大きな外添剤は、流動性付与には効果的であるものの、トナー母粒子に付着し難いという欠点を有する。しかしながら、無機粒子Aはトナー母粒子に対して逆帯電極性を有しているため、静電引力を利用してトナー母粒子に効率的に付着させることができる。一方、粒子の小さな外添剤は、帯電性付与に効果的であるものの、凝集しやすいという欠点を有する。しかしながら、本発明では、無機粒子Aに比較して小さく、かつトナーに広く用いられる外添剤に比較して大きな粒径である無機粒子Bを用いることで、帯電付与性を維持しつつ凝集を抑制できる。また、トナー母粒子表面の無機粒子Aが付着していない露出面に無機粒子Bが付着するため、トナー母粒子表面を効率よく被覆することができる。これにより、トナーの流動性が向上し、カートリッジ内で摩擦帯電される際にトナー粒子が均一に帯電されるため、現像プロセスにおいて感光体上の潜像に対し正確にトナーが移動することで、良好な細線再現性を達成することができるものと考えられる。 The inorganic particles A are an external additive with a relatively large particle size. An external additive having a large particle size is effective in imparting fluidity, but has the drawback of being difficult to adhere to toner base particles. However, since the inorganic particles A have a charge polarity opposite to that of the toner base particles, they can be efficiently attached to the toner base particles using electrostatic attraction. On the other hand, an external additive with small particles is effective in imparting chargeability, but has the disadvantage of being prone to agglomeration. However, in the present invention, by using the inorganic particles B, which are smaller than the inorganic particles A and have a larger particle size than the external additives widely used in toners, aggregation can be prevented while maintaining chargeability. can be suppressed. In addition, since the inorganic particles B adhere to the exposed surfaces of the toner base particles to which the inorganic particles A do not adhere, the surfaces of the toner base particles can be efficiently coated. This improves the fluidity of the toner and evenly charges the toner particles when they are triboelectrically charged in the cartridge. It is considered that good fine line reproducibility can be achieved.
トナー母粒子は、結着樹脂と着色剤を含有する。 The toner base particles contain a binder resin and a colorant.
結着樹脂としては、ポリエステル樹脂、スチレン-アクリル樹脂等のビニル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリウレタン、これらの樹脂を2種以上含む複合樹脂等が挙げられるが、本発明では、低温定着性及び製造安定性の観点から、ポリエステル樹脂を含むことが好ましく、非晶質ポリエステル樹脂を含むことがより好ましい。 Examples of binder resins include polyester resins, vinyl resins such as styrene-acrylic resins, epoxy resins, polycarbonates, polyurethanes, and composite resins containing two or more of these resins. From the viewpoint of production stability, it preferably contains a polyester resin, and more preferably contains an amorphous polyester resin.
非晶質ポリエステル樹脂は、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物を含むアルコール成分とカルボン酸成分との重縮合物が好ましい。 The amorphous polyester resin is preferably a polycondensate of an alcohol component containing an alkylene oxide adduct of bisphenol A and a carboxylic acid component.
ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物としては、式(I): The alkylene oxide adduct of bisphenol A has the formula (I):
(式中、OR及びROはオキシアルキレン基であり、Rはエチレン基及び/又はプロピレン基であり、x及びyはアルキレンオキサイドの平均付加モル数を示し、それぞれ正の数であり、xとyの和の値は、1以上、好ましくは1.5以上であり、そして、16以下、好ましくは8以下、より好ましくは6以下、さらに好ましくは4以下である)
で表される化合物が好ましい。
(Wherein, OR and RO are oxyalkylene groups, R is an ethylene group and/or propylene group, x and y represent the average number of added moles of alkylene oxide, each being a positive number, and x and y is 1 or more, preferably 1.5 or more, and 16 or less, preferably 8 or less, more preferably 6 or less, and still more preferably 4 or less)
A compound represented by is preferred.
ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物の含有量は、低温定着性の観点から、アルコール成分中、好ましくは70モル%以上、より好ましくは80モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上、さらに好ましくは95モル%以上、さらに好ましくは100モル%である。 From the viewpoint of low-temperature fixability, the content of the alkylene oxide adduct of bisphenol A is preferably 70 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, still more preferably 90 mol% or more, still more preferably 95 mol% or more, in the alcohol component. mol % or more, more preferably 100 mol %.
他のアルコール成分としては、脂肪族ジオール、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ソルビトール、ペンタエリスリトール、グリセリン、トリメチロールプロパン等の3価以上のアルコール等が挙げられる。 Other alcohol components include trihydric or higher alcohols such as aliphatic diols, bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, sorbitol, pentaerythritol, glycerin, and trimethylolpropane.
カルボン酸成分としては、芳香族ジカルボン酸系化合物、脂肪族ジカルボン酸系化合物、3価以上のカルボン酸系化合物等が挙げられる。 Examples of the carboxylic acid component include aromatic dicarboxylic acid-based compounds, aliphatic dicarboxylic acid-based compounds, and trivalent or higher carboxylic acid-based compounds.
芳香族ジカルボン酸系化合物としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、これらの酸の無水物、これらの酸の炭素数が1以上3以下のアルキルエステル等が挙げられる。 Examples of aromatic dicarboxylic acid compounds include phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, anhydrides of these acids, and alkyl esters of these acids having 1 to 3 carbon atoms.
カルボン酸成分は、画像濃度の観点から、芳香族ジカルボン酸系化合物を含むことが好ましい。芳香族ジカルボン酸系化合物の含有量は、カルボン酸成分中、好ましくは20モル%以上、より好ましくは35モル%以上、さらに好ましくは50モル%以上であり、そして、低温定着性の観点から、100モル%以下、好ましくは90モル%以下、より好ましくは80モル%以下である。 From the viewpoint of image density, the carboxylic acid component preferably contains an aromatic dicarboxylic acid compound. The content of the aromatic dicarboxylic acid compound in the carboxylic acid component is preferably 20 mol% or more, more preferably 35 mol% or more, and still more preferably 50 mol% or more. It is 100 mol % or less, preferably 90 mol % or less, more preferably 80 mol % or less.
脂肪族ジカルボン酸系化合物としては、フマル酸、マレイン酸、コハク酸、炭化水素基で置換されたコハク酸誘導体、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、これらの酸の無水物、これらの酸の炭素数が1以上3以下のアルキルエステル等が挙げられる。 Aliphatic dicarboxylic acid compounds include fumaric acid, maleic acid, succinic acid, hydrocarbon-substituted succinic acid derivatives, glutaric acid, adipic acid, sebacic acid, anhydrides of these acids, and carbon atoms of these acids. Examples thereof include alkyl esters having a number of 1 or more and 3 or less.
3価以上のカルボン酸系化合物としては、トリメリット酸、ピロメリット酸、これらの酸の無水物、これらの酸の炭素数が1以上3以下のアルキルエステル等が挙げられる。 Trivalent or higher carboxylic acid compounds include trimellitic acid, pyromellitic acid, anhydrides of these acids, alkyl esters of these acids having 1 to 3 carbon atoms, and the like.
なお、アルコール成分には1価のアルコールが、カルボン酸成分には1価のカルボン酸系化合物が、適宜含有されていてもよい。 The alcohol component may contain a monohydric alcohol, and the carboxylic acid component may contain a monovalent carboxylic acid-based compound, as appropriate.
カルボン酸成分のカルボキシ基とアルコール成分の水酸基との当量比(COOH基/OH基)は、ポリエステル樹脂の軟化点を調整する観点から、好ましくは0.6以上、より好ましくは0.7以上、さらに好ましくは0.75以上であり、そして、好ましくは1.2以下、より好ましくは1.15以下である。 The equivalent ratio of the carboxy group of the carboxylic acid component to the hydroxyl group of the alcohol component (COOH group/OH group) is preferably 0.6 or more, more preferably 0.7 or more, and still more preferably 0.75 from the viewpoint of adjusting the softening point of the polyester resin. and preferably 1.2 or less, more preferably 1.15 or less.
非晶質ポリエステル樹脂は、例えば、原料モノマーであるアルコール成分とカルボン酸成分とを不活性ガス雰囲気中、好ましくはエステル化触媒の存在下、さらに必要に応じて、エステル化助触媒、重合禁止剤等の存在下、好ましくは130℃以上、より好ましくは170℃以上、そして、好ましくは250℃以下、より好ましくは240℃以下の温度で重縮合させて製造することができる。 The amorphous polyester resin can be produced, for example, by mixing an alcohol component and a carboxylic acid component, which are raw material monomers, in an inert gas atmosphere, preferably in the presence of an esterification catalyst, and if necessary, an esterification co-catalyst and a polymerization inhibitor. etc., preferably at a temperature of 130° C. or higher, more preferably 170° C. or higher, and preferably 250° C. or lower, more preferably 240° C. or lower.
エステル化触媒としては、酸化ジブチル錫、2-エチルヘキサン酸錫(II)等の錫化合物、チタンジイソプロピレートビストリエタノールアミネート等のチタン化合物等が挙げられ、錫化合物が好ましい。エステル化触媒の使用量は、原料モノマー100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.1質量部以上であり、そして、好ましくは1.5質量部以下、より好ましくは1質量部以下である。エステル化助触媒としては、没食子酸等が挙げられる。エステル化助触媒の使用量は、原料モノマー100質量部に対して、好ましくは0.001質量部以上、より好ましくは0.01質量部以上であり、そして、好ましくは0.5質量部以下、より好ましくは0.1質量部以下である。重合禁止剤としては、tert-ブチルカテコール等が挙げられる。重合禁止剤の使用量は、原料モノマー100質量部に対して、好ましくは0.001質量部以上、より好ましくは0.01質量部以上であり、そして、好ましくは0.5質量部以下、より好ましくは0.1質量部以下である。 Examples of the esterification catalyst include tin compounds such as dibutyltin oxide and tin(II) 2-ethylhexanoate, and titanium compounds such as titanium diisopropylate bistriethanolamine, and tin compounds are preferred. The amount of the esterification catalyst used is preferably 0.01 parts by mass or more, more preferably 0.1 parts by mass or more, and preferably 1.5 parts by mass or less, more preferably 1 part by mass or less, relative to 100 parts by mass of the raw material monomer. is. Gallic acid etc. are mentioned as an esterification co-catalyst. The amount of the esterification promoter used is preferably 0.001 parts by mass or more, more preferably 0.01 parts by mass or more, and preferably 0.5 parts by mass or less, more preferably 0.1 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the raw material monomer. It is below. Polymerization inhibitors include tert-butyl catechol and the like. The amount of the polymerization inhibitor used is preferably 0.001 parts by mass or more, more preferably 0.01 parts by mass or more, and preferably 0.5 parts by mass or less, more preferably 0.1 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the raw material monomer. is.
なお、本発明において、ポリエステル樹脂は、実質的にその特性を損なわない程度に変性されたポリエステル樹脂であってもよい。変性されたポリエステル樹脂としては、例えば、特開平11-133668号公報、特開平10-239903号公報、特開平8-20636号公報等に記載の方法によりフェノール、ウレタン、エポキシ等によりグラフト化やブロック化したポリエステル樹脂が挙げられるが、変性されたポリエステル樹脂のなかでは、ポリエステル樹脂をポリイソシアネート化合物でウレタン伸長したウレタン変性ポリエステル樹脂が好ましい。 In addition, in the present invention, the polyester resin may be a polyester resin that has been modified to such an extent that its properties are not substantially impaired. Modified polyester resins include, for example, grafting or blocking with phenol, urethane, epoxy, etc. by the methods described in JP-A-11-133668, JP-A-10-239903, JP-A-8-20636, etc. Among the modified polyester resins, urethane-modified polyester resins obtained by urethane-extending a polyester resin with a polyisocyanate compound are preferred.
非晶質ポリエステル樹脂の軟化点は、耐ホットオフセット性の観点から、好ましくは90℃以上、より好ましくは100℃以上、さらに好ましくは110℃以上であり、そして、低温定着性の観点から、好ましくは160℃以下、より好ましくは150℃以下、さらに好ましくは140℃以下である。 The softening point of the amorphous polyester resin is preferably 90° C. or higher, more preferably 100° C. or higher, and still more preferably 110° C. or higher from the viewpoint of hot offset resistance. is 160° C. or lower, more preferably 150° C. or lower, and still more preferably 140° C. or lower.
なお、樹脂の結晶性は、軟化点と示差走査熱量計による吸熱の最大ピーク温度との比、即ち[軟化点/吸熱の最大ピーク温度]の値で定義される結晶性指数によって表わされる。結晶性樹脂は、結晶性指数が0.6以上、好ましくは0.7以上、より好ましくは0.9以上であり、そして、1.4以下、好ましくは1.2以下、より好ましくは1.1以下の樹脂である。
一方、非晶質樹脂は、吸熱ピークが観測されないか、観測される場合は、結晶性指数が1.4を超える、好ましくは1.5を超える、より好ましくは1.6以上の樹脂であるか、または、0.6未満、好ましくは0.5以下の樹脂である。
樹脂の結晶性は、原料モノマーの種類とその比率、及び製造条件(例えば、反応温度、反応時間、冷却速度)等により調整することができる。なお、吸熱の最大ピーク温度とは、観測される吸熱ピークのうち、ピーク面積が最大のピークの温度を指す。結晶性樹脂においては、吸熱の最大ピーク温度を融点とする。
The crystallinity of the resin is represented by the ratio of the softening point to the maximum endothermic peak temperature measured by a differential scanning calorimeter, that is, the crystallinity index defined by the value of [softening point/maximum endothermic peak temperature]. The crystalline resin is a resin having a crystallinity index of 0.6 or more, preferably 0.7 or more, more preferably 0.9 or more, and 1.4 or less, preferably 1.2 or less, more preferably 1.1 or less.
On the other hand, the amorphous resin is a resin having a crystallinity index of greater than 1.4, preferably greater than 1.5, and more preferably greater than 1.6, or less than 0.6 when no endothermic peak is observed. , preferably 0.5 or less.
The crystallinity of the resin can be adjusted by the type and ratio of raw material monomers, production conditions (eg, reaction temperature, reaction time, cooling rate), and the like. The maximum endothermic peak temperature refers to the temperature of the peak with the maximum peak area among the observed endothermic peaks. In a crystalline resin, the maximum endothermic peak temperature is defined as the melting point.
非晶質ポリエステル樹脂のガラス転移温度は、耐熱保存性の観点から、好ましくは40℃以上、より好ましくは45℃以上、さらに好ましくは50℃以上であり、そして、低温定着性の観点から、好ましくは75℃以下、より好ましくは70℃以下、さらに好ましくは65℃以下である。 The glass transition temperature of the amorphous polyester resin is preferably 40° C. or higher, more preferably 45° C. or higher, and still more preferably 50° C. or higher from the viewpoint of heat-resistant storage stability. is 75°C or lower, more preferably 70°C or lower, and even more preferably 65°C or lower.
非晶質ポリエステル樹脂の酸価は、低温定着性の観点から、好ましくは1mgKOH/g以上、より好ましくは3mgKOH/g以上であり、そして、好ましくは40mgKOH/g以下、より好ましくは30mgKOH/g以下である。 The acid value of the amorphous polyester resin is preferably 1 mgKOH/g or more, more preferably 3 mgKOH/g or more, and preferably 40 mgKOH/g or less, more preferably 30 mgKOH/g or less, from the viewpoint of low-temperature fixability. is.
非晶質ポリエステル樹脂の含有量は、結着樹脂中、耐久性の観点から、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上であり、そして、低温定着性の観点から、99質量%以下、より好ましくは98質量%以下である。 The content of the amorphous polyester resin in the binder resin is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, from the viewpoint of durability, and 99% by mass from the viewpoint of low-temperature fixability. 98% by mass or less, more preferably 98% by mass or less.
結着樹脂は、低温定着性の観点から、非晶質ポリエステル樹脂に加えて、結晶性ポリエステル系樹脂を含有することが好ましい。 From the viewpoint of low-temperature fixability, the binder resin preferably contains a crystalline polyester resin in addition to the amorphous polyester resin.
結晶性ポリエステル系樹脂としては、結晶性ポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂とスチレン系樹脂を有する結晶性複合樹脂等が挙げられる。 Examples of the crystalline polyester-based resin include a crystalline polyester resin, a crystalline composite resin containing a crystalline polyester resin and a styrene-based resin, and the like.
結晶性ポリエステル樹脂は、脂肪族ジオールを含有するアルコール成分とカルボン酸成分との重縮合物が好ましい。 The crystalline polyester resin is preferably a polycondensate of an alcohol component containing an aliphatic diol and a carboxylic acid component.
脂肪族ジオールとしては、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール等が挙げられる。 Aliphatic diols include 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 1, 11-undecanediol, 1,12-dodecanediol and the like.
脂肪族ジオールの炭素数は、低温定着性の観点から、好ましくは4以上、より好ましくは6以上であり、そして、非晶質ポリエステル樹脂と適度に相溶させる観点から、好ましくは12以下、より好ましくは10以下である。 The number of carbon atoms in the aliphatic diol is preferably 4 or more, more preferably 6 or more, from the viewpoint of low-temperature fixability. It is preferably 10 or less.
また、脂肪族ジオールは、トナーの低温定着性を向上させる観点から、水酸基を炭素鎖の末端に有していることが好ましく、α,ω-直鎖アルカンジオールであることがより好ましい。 From the viewpoint of improving the low-temperature fixability of the toner, the aliphatic diol preferably has a hydroxyl group at the end of the carbon chain, and is more preferably an α,ω-straight-chain alkanediol.
アルコール成分には、脂肪族ジオール以外のアルコールが含まれていてもよいが、脂肪族ジオールの含有量は、アルコール成分中、好ましくは70モル%以上、より好ましくは90モル%以上、さらに好ましくは95モル%以上、さらに好ましくは100モル%である。 The alcohol component may contain an alcohol other than the aliphatic diol, but the content of the aliphatic diol in the alcohol component is preferably 70 mol% or more, more preferably 90 mol% or more, and still more preferably It is 95 mol % or more, more preferably 100 mol %.
脂肪族ジオール以外のアルコール成分としては、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物等の芳香族ジオール、グリセリン等の3価以上のアルコール等が挙げられる。 Alcohol components other than aliphatic diols include aromatic diols such as alkylene oxide adducts of bisphenol A, trihydric or higher alcohols such as glycerin, and the like.
カルボン酸成分は、耐久性の観点から、芳香族ジカルボン酸系化合物を含有することが好ましい。 From the viewpoint of durability, the carboxylic acid component preferably contains an aromatic dicarboxylic acid-based compound.
芳香族ジカルボン酸系化合物としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、これらの酸の無水物、これらの酸の炭素数が1以上3以下のアルキルエステル等が挙げられ、これらの中では、テレフタル酸が好ましい。 Examples of aromatic dicarboxylic acid compounds include phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, anhydrides of these acids, and alkyl esters of these acids having 1 to 3 carbon atoms. Acids are preferred.
芳香族ジカルボン酸系化合物の含有量は、カルボン酸成分中、好ましくは70モル%以上、より好ましくは90モル%以上、さらに好ましくは95モル%以上、さらに好ましくは100モル%である。 The content of the aromatic dicarboxylic acid compound is preferably 70 mol% or more, more preferably 90 mol% or more, still more preferably 95 mol% or more, still more preferably 100 mol% of the carboxylic acid component.
芳香族ジカルボン酸系化合物以外のカルボン酸成分としては、脂肪族ジカルボン酸系化合物、3価以上のカルボン酸系化合物等が挙げられる。 Examples of carboxylic acid components other than aromatic dicarboxylic acid compounds include aliphatic dicarboxylic acid compounds and trivalent or higher carboxylic acid compounds.
結晶性ポリエステル樹脂は、非晶質ポリエステル樹脂と同様にして、アルコールとカルボン酸系化合物を重縮合させて製造することができる。重縮合の反応温度は、好ましくは130℃以上、より好ましくは140℃以上であり、そして、好ましくは230℃以下、より好ましくは220℃以下である。 The crystalline polyester resin can be produced by polycondensation of an alcohol and a carboxylic acid compound in the same manner as the amorphous polyester resin. The polycondensation reaction temperature is preferably 130° C. or higher, more preferably 140° C. or higher, and preferably 230° C. or lower, more preferably 220° C. or lower.
結晶性複合樹脂は、前記結晶性ポリエステル樹脂とスチレン系樹脂を有するものが好ましい。 The crystalline composite resin preferably contains the crystalline polyester resin and the styrene resin.
スチレン系樹脂は、少なくとも、スチレン、又はα-メチルスチレン、ビニルトルエン等のスチレン誘導体(以下、スチレンとスチレン誘導体をまとめて「スチレン化合物」という)を含む原料モノマーの付加重合物である。 Styrenic resins are addition polymers of raw material monomers containing at least styrene or styrene derivatives such as α-methylstyrene and vinyltoluene (hereinafter, styrene and styrene derivatives are collectively referred to as "styrene compounds").
スチレン化合物、好ましくはスチレンの含有量は、スチレン系樹脂の原料モノマー中、耐久性及び保存性の観点から、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上、さらに好ましくは100質量%である。 The content of styrene compounds, preferably styrene, is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and still more preferably 90% by mass or more, in the raw material monomer of the styrene resin, from the viewpoint of durability and storage stability. , more preferably 95% by mass or more, more preferably 100% by mass.
スチレン化合物以外の原料モノマーとしては、(メタ)アクリル酸アルキルエステル;エチレン、プロピレン等のエチレン性不飽和モノオレフィン類;ブタジエン等のジオレフィン類;塩化ビニル等のハロビニル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類;(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル等のエチレン性モノカルボン酸エステル;メチルビニルエーテル等のビニルエーテル類;ビニリデンクロリド等のビニリデンハロゲン化物;N-ビニルピロリドン等のN-ビニル化合物類等が挙げられる。 Raw material monomers other than styrene compounds include (meth)acrylic acid alkyl esters; ethylenically unsaturated monoolefins such as ethylene and propylene; diolefins such as butadiene; halovinyls such as vinyl chloride; vinyl esters such as dimethylaminoethyl (meth)acrylate; vinyl ethers such as methyl vinyl ether; vinylidene halides such as vinylidene chloride; N-vinyl compounds such as N-vinylpyrrolidone, etc. is mentioned.
スチレン系樹脂の原料モノマーの付加重合反応は、例えば、ジクミルパーオキサイド等の重合開始剤、重合禁止剤、架橋剤等の存在下、有機溶媒存在下又は無溶媒下で、常法により行うことができるが、温度条件としては、好ましくは110℃以上、より好ましくは140℃以上であり、そして、好ましくは200℃以下、より好ましくは170℃以下である。 The addition polymerization reaction of raw material monomers for styrene resins can be carried out by conventional methods, for example, in the presence of a polymerization initiator such as dicumyl peroxide, a polymerization inhibitor, a cross-linking agent, or the like, in the presence or absence of an organic solvent. However, the temperature conditions are preferably 110° C. or higher, more preferably 140° C. or higher, and preferably 200° C. or lower, more preferably 170° C. or lower.
付加重合反応の際に有機溶媒を使用する場合、キシレン、トルエン、メチルエチルケトン、アセトン等を用いることができる。有機溶媒の使用量は、スチレン系樹脂の原料モノマー100質量部に対して、10質量部以上50質量部以下が好ましい。 When using an organic solvent for the addition polymerization reaction, xylene, toluene, methyl ethyl ketone, acetone, etc. can be used. The amount of the organic solvent used is preferably 10 parts by mass or more and 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the raw material monomer for the styrene resin.
複合樹脂は、ポリエステル樹脂の原料モノマーとスチレン系樹脂の原料モノマーのいずれとも反応し得る両反応性モノマーを介して共有結合により化学的に結合した樹脂であることがより好ましい。 More preferably, the composite resin is a resin chemically bonded by covalent bonds via a bi-reactive monomer capable of reacting with both the starting monomer for the polyester resin and the starting monomer for the styrenic resin.
両反応性モノマーは、分子内に、水酸基、カルボキシ基、エポキシ基、第1級アミノ基及び第2級アミノ基からなる群より選ばれた少なくとも1種の官能基、好ましくは水酸基及び/又はカルボキシ基、より好ましくはカルボキシ基と、エチレン性不飽和結合とを有する化合物が好ましく、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸及び無水マレイン酸からなる群より選ばれた少なくとも1種がより好ましく、重縮合反応及び付加重合反応の反応性の観点から、アクリル酸、メタクリル酸及びフマル酸からなる群より選ばれた少なくとも1種がさらに好ましく、アクリル酸がさらに好ましい。但し、重合禁止剤と共に用いた場合は、フマル酸等のエチレン性不飽和結合を有する多価カルボン酸系化合物は、ポリエステル樹脂の原料モノマーとして機能する。この場合、フマル酸等は両反応性モノマーではなく、ポリエステル樹脂の原料モノマーである。 Both reactive monomers have, in the molecule, at least one functional group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxyl group, an epoxy group, a primary amino group and a secondary amino group, preferably a hydroxyl group and/or a carboxyl group. A compound having a group, more preferably a carboxy group, and an ethylenically unsaturated bond is preferred, and at least one selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid, maleic acid and maleic anhydride is more preferred, At least one selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid and fumaric acid is more preferable, and acrylic acid is more preferable, from the viewpoint of reactivity in polycondensation reaction and addition polymerization reaction. However, when used together with a polymerization inhibitor, polyvalent carboxylic acid compounds having an ethylenically unsaturated bond such as fumaric acid function as raw material monomers for polyester resins. In this case, fumaric acid or the like is not a bireactive monomer but a starting monomer for the polyester resin.
両反応性モノマーの使用量は、低温定着性の観点から、ポリエステル樹脂のアルコール成分の合計100モルに対して、好ましくは1モル以上、より好ましくは2モル以上、さらに好ましくは3モル以上であり、そして、スチレン系樹脂とポリエステル樹脂との分散性を高め、トナーの耐久性を向上させる観点から、好ましくは30モル以下、より好ましくは20モル以下、さらに好ましくは10モル以下である。
また、両反応性モノマーの使用量は、低温定着性の観点から、スチレン系樹脂の原料モノマーの合計100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは2質量部以上であり、そして、スチレン系樹脂とポリエステル樹脂との分散性を高め、トナーの耐久性を向上させる観点から、好ましくは30質量部以下、より好ましくは20質量部以下、さらに好ましくは10質量部以下である。ここで、スチレン系樹脂の原料モノマーの合計は重合開始剤を含む。
From the viewpoint of low-temperature fixability, the amount of the bi-reactive monomer used is preferably 1 mol or more, more preferably 2 mol or more, and still more preferably 3 mol or more with respect to a total of 100 mol of the alcohol component of the polyester resin. From the viewpoint of enhancing the dispersibility of the styrene-based resin and the polyester resin and improving the durability of the toner, the amount is preferably 30 mol or less, more preferably 20 mol or less, and still more preferably 10 mol or less.
In addition, from the viewpoint of low-temperature fixability, the amount of the bi-reactive monomer used is preferably 1 part by mass or more, more preferably 2 parts by mass or more, relative to a total of 100 parts by mass of raw material monomers for the styrene resin. From the viewpoint of increasing the dispersibility of the styrene-based resin and the polyester resin and improving the durability of the toner, the amount is preferably 30 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass or less, and even more preferably 10 parts by mass or less. Here, the total amount of raw material monomers for the styrene resin includes the polymerization initiator.
複合樹脂は、例えば、ポリエステル樹脂の原料モノマーによる重縮合反応の工程(A)と、スチレン系樹脂の原料モノマーによる付加重合反応の工程(B)とを含む方法により製造することができる。(i) 工程(A)の後に工程(B)を行ってもよいし、(ii) 工程(B)の後に工程(A)を行ってもよく、(iii) 工程(A)と工程(B)を同時に行ってもよい。なお、両反応性モノマーは、スチレン系樹脂の原料モノマーとともに用いることが好ましい。 The composite resin can be produced, for example, by a method including a step (A) of polycondensation reaction using raw material monomers of the polyester resin and a step (B) of addition polymerization reaction using raw material monomers of the styrene resin. (i) step (B) may be performed after step (A); (ii) step (A) may be performed after step (B); (iii) step (A) and step (B ) may be performed at the same time. The bi-reactive monomer is preferably used together with the raw material monomer for the styrenic resin.
(i)の方法において、工程(B)の後に、再度反応温度を上昇させ、必要に応じて架橋剤となる3価以上の非晶質ポリエステル樹脂の原料モノマー等を反応系に添加し、工程(A)の重縮合反応や両反応性モノマーとの反応をさらに進めてもよい。
また、重縮合反応を行う工程(A)の代わりに、予め重合した重縮合系樹脂を用いてもよい。工程(A)と工程(B)を並行して進行する際には、ポリエステル樹脂の原料モノマーを含有した混合物中に、スチレン系樹脂の原料モノマーを含有した混合物を滴下して反応させることもできる。
In the method (i), after the step (B), the reaction temperature is raised again, and if necessary, a raw material monomer for a trivalent or higher amorphous polyester resin as a cross-linking agent is added to the reaction system, and the step The polycondensation reaction of (A) and the reaction with the bireactive monomer may be further advanced.
Further, instead of the step (A) of conducting a polycondensation reaction, a prepolymerized polycondensation resin may be used. When the step (A) and the step (B) are carried out in parallel, the mixture containing the raw material monomers for the styrene-based resin may be added dropwise to the mixture containing the raw material monomers for the polyester resin to cause the reaction. .
工程(A)と工程(B)は、同一容器内で行うことが好ましい。 Step (A) and step (B) are preferably carried out in the same container.
複合樹脂における結晶性ポリエステル樹脂とスチレン系樹脂の質量比(結晶性ポリエステル樹脂/スチレン系樹脂)は、低温定着性の観点から、好ましくは60/40以上、より好ましくは70/30以上であり、そして、耐久性の観点から、好ましくは97/3以下、より好ましくは93/7以下、さらに好ましくは90/10以下である。なお、上記の計算において、ポリエステル樹脂の質量は、用いられるポリエステル樹脂の原料モノマーの質量から、重縮合反応により脱水される反応水の量(計算値)を除いた量であり、両反応性モノマーの量は、ポリエステル樹脂の原料モノマー量に含める。また、スチレン系樹脂の量は、スチレン系樹脂の原料モノマーの合計量である。 The mass ratio of the crystalline polyester resin to the styrene resin in the composite resin (crystalline polyester resin/styrene resin) is preferably 60/40 or more, more preferably 70/30 or more, from the viewpoint of low-temperature fixability. From the viewpoint of durability, it is preferably 97/3 or less, more preferably 93/7 or less, and even more preferably 90/10 or less. In the above calculation, the mass of the polyester resin is the amount obtained by subtracting the amount of reaction water dehydrated by the polycondensation reaction (calculated value) from the mass of the raw material monomer of the polyester resin used. The amount of is included in the raw material monomer amount of the polyester resin. Moreover, the amount of styrene resin is the total amount of raw material monomers of the styrene resin.
結晶性ポリエステル系樹脂の軟化点は、保存性の観点から、好ましくは50℃以上、より好ましくは60℃以上であり、そして、低温定着性の観点から、好ましくは130℃以下、より好ましくは120℃以下である。 The softening point of the crystalline polyester resin is preferably 50°C or higher, more preferably 60°C or higher, from the viewpoint of storage stability, and preferably 130°C or lower, more preferably 120°C, from the viewpoint of low-temperature fixability. ℃ or less.
結晶性ポリエステル系樹脂の融点は、保存性の観点から、好ましくは50℃以上、より好ましくは60℃以上であり、そして、低温定着性の観点から、好ましくは130℃以下、より好ましくは120℃以下である。 The melting point of the crystalline polyester resin is preferably 50°C or higher, more preferably 60°C or higher, from the viewpoint of storage stability, and preferably 130°C or lower, more preferably 120°C, from the viewpoint of low-temperature fixability. It is below.
非晶質ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル系樹脂の質量比(非晶質ポリエステル樹脂/結晶性ポリエステル系樹脂)は、耐久性の観点から、好ましくは70/30以上、より好ましくは75/25以上、さらに好ましくは80/20以上であり、そして、低温定着性の観点から、好ましくは97/3以下、より好ましくは95/5以下である。 The mass ratio of the amorphous polyester resin to the crystalline polyester resin (amorphous polyester resin/crystalline polyester resin) is preferably 70/30 or more, more preferably 75/25 or more, from the viewpoint of durability. It is more preferably 80/20 or more, and from the viewpoint of low-temperature fixability, preferably 97/3 or less, more preferably 95/5 or less.
ポリエステル樹脂の総含有量は、結着樹脂中、好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上、さらに好ましくは100質量%である。 The total content of the polyester resin in the binder resin is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, still more preferably 95% by mass or more, and still more preferably 100% by mass.
結着樹脂の含有量は、トナー母粒子中、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは75質量%以上であり、そして、好ましくは100質量%未満、より好ましくは98質量%以下、さらに好ましくは95質量%以下である。 The content of the binder resin in the toner base particles is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, still more preferably 70% by mass or more, and still more preferably 75% by mass or more. It is less than 100% by mass, more preferably 98% by mass or less, and even more preferably 95% by mass or less.
着色剤としては、トナー用着色剤として用いられている染料、顔料、磁性体等を使用することができる。本発明において、トナーは、黒トナー、カラートナーのいずれであってもよい。 As the coloring agent, dyes, pigments, magnetic substances, etc., which are used as coloring agents for toners, can be used. In the present invention, the toner may be black toner or color toner.
着色剤としては、トナー用着色剤として用いられている染料、顔料、磁性体等を使用することができる。例えば、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、パーマネントブラウンFG、ブリリアントファーストスカーレット、ピグメントレッド122、ピグメントグリーンB、ローダミン-Bベース、ソルベントレッド49、ソルベントレッド146、ソルベントブルー35、キナクリドン、カーミン6B、イソインドリン、ジスアゾエロー等が挙げられる。なお、本発明において、トナーは、黒トナー、カラートナーのいずれであってもよい。 As the coloring agent, dyes, pigments, magnetic substances, etc., which are used as coloring agents for toners, can be used. For example, Carbon Black, Phthalocyanine Blue, Permanent Brown FG, Brilliant First Scarlet, Pigment Red 122, Pigment Green B, Rhodamine-B Base, Solvent Red 49, Solvent Red 146, Solvent Blue 35, Quinacridone, Carmine 6B, Isoindoline, Disazo Yellow. etc. In the present invention, the toner may be either black toner or color toner.
着色剤の含有量は、トナーの画像濃度及び低温定着性を向上させる観点から、結着樹脂100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは2質量部以上であり、そして、好ましくは40質量部以下、より好ましくは20質量部以下、さらに好ましくは10質量部以下である。 The content of the colorant is preferably 1 part by mass or more, more preferably 2 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the binder resin, from the viewpoint of improving the image density and low-temperature fixability of the toner, and It is preferably 40 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass or less, and even more preferably 10 parts by mass or less.
トナー母粒子には、結着樹脂及び着色剤以外に、離型剤、荷電制御剤、磁性粉、流動性向上剤、導電性調整剤、繊維状物質等の補強充填剤、酸化防止剤、クリーニング性向上剤等の添加剤が含有されていてもよく、離型剤及び荷電制御剤が含有されることが好ましい。 In addition to the binder resin and the colorant, the toner base particles contain release agents, charge control agents, magnetic powders, fluidity improvers, conductivity modifiers, reinforcing fillers such as fibrous substances, antioxidants, and cleaning agents. Additives such as a property improver may be contained, and it is preferable to contain a release agent and a charge control agent.
離型剤としては、ポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンポリエチレン共重合体ワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の炭化水素系ワックス及びそれらの酸化物;カルナウバワックス、モンタンワックス及びそれらの脱酸ワックス、脂肪酸エステルワックス等のエステル系ワックス;脂肪酸アミド類、脂肪酸類、高級アルコール類、脂肪酸金属塩等が挙げられ、これらは単独で又は2種以上を用いることができる。 Release agents include hydrocarbon waxes such as polypropylene wax, polyethylene wax, polypropylene polyethylene copolymer wax, microcrystalline wax, paraffin wax, Fischer-Tropsch wax, oxides thereof; carnauba wax, montan wax and their Ester waxes such as deacidified waxes and fatty acid ester waxes; fatty acid amides, fatty acids, higher alcohols, fatty acid metal salts and the like; these may be used alone or in combination of two or more.
離型剤の融点は、トナーの転写性の観点から、好ましくは60℃以上、より好ましくは70℃以上であり、そして、低温定着性の観点から、好ましくは160℃以下、より好ましくは140℃以下、さらに好ましくは120℃以下、さらに好ましくは110℃以下である。 The melting point of the release agent is preferably 60° C. or higher, more preferably 70° C. or higher, from the viewpoint of toner transferability, and preferably 160° C. or lower, more preferably 140° C., from the viewpoint of low-temperature fixability. 120° C. or lower, more preferably 110° C. or lower.
離型剤の含有量は、トナーの低温定着性と耐オフセット性の観点及び結着樹脂中への分散性の観点から、結着樹脂100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上、さらに好ましくは1.5質量部以上であり、そして、好ましくは10質量部以下、より好ましくは8質量部以下、さらに好ましくは7質量部以下である。 The content of the release agent is preferably 0.5 parts by mass or more, or more, with respect to 100 parts by mass of the binder resin, from the viewpoints of low-temperature fixability and anti-offset properties of the toner and dispersibility in the binder resin. It is preferably 1 part by mass or more, more preferably 1.5 parts by mass or more, and preferably 10 parts by mass or less, more preferably 8 parts by mass or less, and even more preferably 7 parts by mass or less.
荷電制御剤は、特に限定されず、正帯電性荷電制御剤及び負帯電性荷電制御剤のいずれを含有していてもよい。 The charge control agent is not particularly limited, and may contain either a positive charge control agent or a negative charge control agent.
正帯電性荷電制御剤としては、ニグロシン染料、例えば「ニグロシンベースEX」、「オイルブラックBS」、「オイルブラックSO」、「ボントロンN-01」、「ボントロンN-04」、「ボントロンN-07」、「ボントロンN-09」、「ボントロンN-11」(以上、オリヱント化学工業(株)製)等;3級アミンを側鎖として含有するトリフェニルメタン系染料;4級アンモニウム塩化合物、例えば「ボントロンP-51」(オリヱント化学工業(株)製)、セチルトリメチルアンモニウムブロミド、「COPY CHARGE PX VP435」(クラリアント社製)等;ポリアミン樹脂、例えば「AFP-B」(オリヱント化学工業(株)製)等;イミダゾール誘導体、例えば「PLZ-2001」、「PLZ-8001」(以上、四国化成工業(株)製)等;スチレン-アクリル系樹脂、例えば「FCA-701PT」、「FCA-201-PS」(藤倉化成(株)製)等が挙げられる。 Examples of positive charge control agents include nigrosine dyes such as "Nigrosine Base EX", "Oil Black BS", "Oil Black SO", "Bontron N-01", "Bontron N-04", and "Bontron N-07". , "Bontron N-09", "Bontron N-11" (manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.), etc.; triphenylmethane dyes containing tertiary amines as side chains; quaternary ammonium salt compounds, such as "Bontron P-51" (manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.), cetyltrimethylammonium bromide, "COPY CHARGE PX VP435" (manufactured by Clariant Co., Ltd.), etc.; ), etc.; imidazole derivatives, such as “PLZ-2001” and “PLZ-8001” (manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.), etc.; styrene-acrylic resins, such as “FCA-701PT” and “FCA-201- PS" (manufactured by Fujikura Kasei Co., Ltd.) and the like.
また、負帯電性荷電制御剤としては、含金属アゾ染料、例えば「バリファーストブラック3804」、「ボントロンS-31」、「ボントロンS-32」、「ボントロンS-34」、「ボントロンS-36」(以上、オリヱント化学工業(株)製)、「アイゼンスピロンブラックTRH」、「T-77」(保土谷化学工業(株)製)等;ベンジル酸化合物の金属化合物、例えば、「LR-147」、「LR-297」(以上、日本カーリット(株)製)等;サリチル酸化合物の金属化合物、例えば、「ボントロンE-81」、「ボントロンE-84」、「ボントロンE-88」、「ボントロンE-304」(以上、オリヱント化学工業(株)製)、「TN-105」(保土谷化学工業(株)製)等;銅フタロシアニン染料;4級アンモニウム塩、例えば「COPY CHARGE NX VP434」(クラリアント社製)、ニトロイミダゾール誘導体等;有機金属化合物等が挙げられる。 In addition, as a negative charge control agent, a metal-containing azo dye such as "Barifast Black 3804", "Bontron S-31", "Bontron S-32", "Bontron S-34", "Bontron S-36" ” (manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.), “Aizenspiron Black TRH”, “T-77” (manufactured by Hodogaya Chemical Industry Co., Ltd.), etc.; metal compounds of benzilic acid compounds, such as “LR- 147", "LR-297" (manufactured by Nippon Carlit Co., Ltd.), etc.; metal compounds of salicylic acid compounds, such as "Bontron E-81", "Bontron E-84", "Bontron E-88", " Bontron E-304" (manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.), "TN-105" (manufactured by Hodogaya Chemical Industry Co., Ltd.), etc.; copper phthalocyanine dye; quaternary ammonium salt, such as "COPY CHARGE NX VP434" (manufactured by Clariant), nitroimidazole derivatives and the like; organometallic compounds and the like.
荷電制御剤の含有量は、トナーの帯電安定性の観点から、結着樹脂100質量部に対して、好ましくは2質量部以上、より好ましくは5質量部以上、さらに好ましくは10質量部以上であり、そして、好ましくは20質量部以下、より好ましくは18質量部以下である。 From the viewpoint of charging stability of the toner, the content of the charge control agent is preferably 2 parts by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, and still more preferably 10 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the binder resin. Yes, and preferably 20 parts by mass or less, more preferably 18 parts by mass or less.
トナー母粒子は、溶融混練法、乳化転相法、重合法等の従来より公知のいずれの方法により製造したものであってもよいが、生産性や着色剤の分散性の観点から、溶融混練法による粉砕トナーが好ましい。従って、本発明におけるトナー母粒子は、結着樹脂と着色剤、必要に応じて離型剤、荷電制御剤等を含む原料を溶融混練する混練工程、及び得られた混練物を粉砕する粉砕工程を含む方法により、製造することが好ましい。 The toner base particles may be produced by any conventionally known method such as a melt-kneading method, an emulsification phase inversion method, and a polymerization method. A ground toner according to the method is preferred. Therefore, the toner base particles in the present invention are prepared by a kneading step of melting and kneading raw materials containing a binder resin, a colorant, and optionally a release agent, a charge control agent, etc., and a pulverizing step of pulverizing the resulting kneaded product. It is preferable to manufacture by a method comprising
混練工程は、少なくとも結着樹脂及び着色剤を溶融混練する工程である。結着樹脂及び着色剤を含む溶融混練に供する原料は、一度に混練に供しても、分割して混練に供してもよいが、あらかじめヘンシェルミキサー、ボールミル等の混合機で混合した後、混練機に供給することが好ましい。結着樹脂が複数の樹脂からなる場合は、予め複数の樹脂を混合して用いても、トナーを製造する際に、それぞれの樹脂を直接溶融混練に供してもよい。 The kneading step is a step of melt-kneading at least the binder resin and the colorant. The raw material to be melt-kneaded, including the binder resin and the colorant, may be kneaded all at once or divided and kneaded. preferably supplied to When the binder resin is composed of a plurality of resins, the plurality of resins may be mixed in advance, or each resin may be directly melt-kneaded when the toner is produced.
溶融混練には、密閉式ニーダー、1軸もしくは2軸の押出機、オープンロール型混練機等の公知の混練機を用いて行うことができる。 Melt-kneading can be performed using a known kneader such as a closed kneader, a single-screw or twin-screw extruder, and an open-roll kneader.
溶融混練の後、混練物を粉砕可能な硬度に達するまで適宜冷却し、粉砕工程、及び必要に応じて分級工程を行ってトナー母粒子を得ることが好ましい。ここで、冷却とは、混練物を0℃以上50℃以下まで冷却すること、または、混練物中の結着樹脂のガラス転移温度以下まで冷却することを言う。 After melt-kneading, the kneaded product is preferably cooled until it reaches a pulverizable hardness, and then subjected to a pulverization step and, if necessary, a classification step to obtain toner base particles. Here, cooling means cooling the kneaded material to 0° C. or more and 50° C. or less, or cooling it to the glass transition temperature or less of the binder resin in the kneaded material.
粉砕工程は、得られた混練物を粉砕して、トナー母粒子を得る工程である。混練物は、所望の粒径まで一度に粉砕しても、段階的に粉砕してもよいが、効率よく、かつより均一に粉砕する観点から、粗粉砕と微粉砕の2段階で行うことが好ましい。 The pulverization step is a step of pulverizing the obtained kneaded material to obtain toner base particles. The kneaded material may be pulverized to a desired particle size at once or in stages, but from the viewpoint of efficient and uniform pulverization, it is preferable to perform coarse pulverization and fine pulverization in two stages. preferable.
粗粉砕に用いられる粉砕機としては、ハンマーミル、アトマイザー、ロートプレックス等が挙げられる。 Examples of pulverizers used for coarse pulverization include hammer mills, atomizers, and rotoplexes.
粗粉砕では、最大径が3mm以下になるまで粉砕することが好ましい。最大径が3mm以下の粉砕物は、混練物を、粒径が0.05mm以上3mm以下程度になるまで適宜粗粉砕した後、目開きが3mmの篩に通し、篩を通過した粉砕物として得ることができる。 In coarse pulverization, it is preferable to pulverize until the maximum diameter becomes 3 mm or less. The pulverized material with a maximum diameter of 3 mm or less is obtained by coarsely pulverizing the kneaded material to a particle size of 0.05 mm or more and 3 mm or less, passing it through a sieve with an opening of 3 mm, and obtaining a pulverized material that has passed through the sieve. can be done.
微粉砕に用いる粉砕機としては、流動層式ジェットミル、衝突板式ジェットミル等のジェットミル、回転式機械式ミル等が挙げられる。これらの中では、粉砕効率の観点から、流動層式ジェットミル及び衝突板式ジェットミルが好ましく、衝突板式ジェットミルがより好ましい。 Pulverizers used for fine pulverization include jet mills such as fluidized bed jet mills and impingement plate jet mills, rotary mechanical mills, and the like. Among these, the fluidized bed jet mill and the impingement plate jet mill are preferred, and the impingement plate jet mill is more preferred, from the viewpoint of pulverization efficiency.
微粉砕の程度は、目的とするトナーの粒径に応じて、適宜調整することが好ましい。 The degree of fine pulverization is preferably adjusted appropriately according to the desired particle size of the toner.
分級工程に用いられる分級機としては、気流式分級機、慣性式分級機、篩式分級機等が挙げられる。 Classifiers used in the classification process include air classifiers, inertial classifiers, sieve classifiers, and the like.
分級後、ターボミル、クリプトロン、ファカルティ等を用いた機械式球形化や、メテオレインボー等を用いた熱風式球形化等により、球形化処理を行ってもよい。 After classification, spheronization may be performed by mechanical spheronization using a turbo mill, kryptron, faculty, or the like, or hot air spheronization using a Meteor Rainbow or the like.
トナー母粒子の体積中位粒径(D50)は、好ましくは3μm以上、より好ましくは4μm以上であり、そして、好ましくは15μm以下、より好ましくは10μm以下である。なお、本明細書において、体積中位粒径(D50)とは、体積分率で計算した累積体積頻度が粒径の小さい方から計算して50%になる粒径を意味する。 The volume median particle diameter ( D50 ) of the toner base particles is preferably 3 μm or more, more preferably 4 μm or more, and preferably 15 μm or less, more preferably 10 μm or less. In the present specification, the volume-median particle size (D 50 ) means a particle size at which the cumulative volume frequency calculated as a volume fraction is 50% from the smaller particle size.
外添剤には、トナー母粒子に対して、逆帯電極性の無機粒子Aと同帯電極性の無機粒子Bを用いる。従って、トナー母粒子が正帯電性の場合、無機粒子Aは負帯電性、無機粒子Bは正帯電性であり、トナー母粒子が負帯電性の場合、無機粒子Aは正帯電性、無機粒子Bは負帯電性である。トナー母粒子と外添剤の帯電性は、鉄粉との摩擦帯電により測定される帯電量の符号によって確認することができるが、トナー母粒子の場合、含有している荷電制御剤や用いる樹脂の種類等によって、外添剤の場合、表面処理剤や官能基等によって、判断することもできる。本発明において、トナー母粒子の帯電極性は、使用するプリンターの特性に対応して選択すればよいが、本発明の効果がより顕著に発揮されることから、正帯電性であることが好ましい。 As the external additive, inorganic particles A having the opposite charging polarity and inorganic particles B having the same charging polarity as the toner base particles are used. Therefore, when the toner base particles are positively charged, the inorganic particles A are negatively charged and the inorganic particles B are positively charged. B is negatively charged. The chargeability of the toner base particles and the external additive can be confirmed by the sign of the charge amount measured by triboelectrification with iron powder. In the case of an external additive, it can also be determined by the surface treatment agent, functional groups, and the like. In the present invention, the charge polarity of the toner base particles may be selected according to the characteristics of the printer to be used.
無機粒子Aの個数平均粒子径は、凝集が少なく、流動性付与効果が大きいことから、60nm以上であり、好ましくは70nm以上、より好ましくは75nm以上であり、そして、トナー母粒子への付着性の観点から、100nm以下であり、好ましくは98nm以下、より好ましくは95nm以下である。 The inorganic particles A have a number average particle diameter of 60 nm or more, preferably 70 nm or more, and more preferably 75 nm or more, because they are less likely to aggregate and have a greater fluidity-imparting effect. from the viewpoint of , it is 100 nm or less, preferably 98 nm or less, more preferably 95 nm or less.
無機粒子Bの個数平均粒子径は、凝集が少ないことから、30nm以上であり、好ましくは40nm以上、より好ましくは45nm以上であり、そして、帯電安定性の観点から、60nm以下であり、好ましくは55nm以下、より好ましくは50nm以下である。 The number average particle diameter of the inorganic particles B is 30 nm or more, preferably 40 nm or more, more preferably 45 nm or more, because of less aggregation, and is 60 nm or less, preferably 60 nm or less, from the viewpoint of charging stability. 55 nm or less, more preferably 50 nm or less.
外添剤として用いられる無機粒子としては、シリカ、アルミナ、酸化チタン、ジルコニア、チタン酸ストロンチウム、酸化錫、酸化亜鉛等の無機微粒子等が挙げられ、帯電性及び流動性の観点から、無機粒子A及び無機粒子Bは、帯電安定性及び流動性の観点から、いずれもシリカ粒子であることが好ましい。 Examples of inorganic particles used as an external additive include inorganic fine particles such as silica, alumina, titanium oxide, zirconia, strontium titanate, tin oxide, and zinc oxide. and inorganic particles B are preferably silica particles from the viewpoint of charging stability and fluidity.
無機粒子は、帯電極性制御の観点から、表面処理剤により処理されていることが好ましく、無機粒子の帯電極性には、表面処理剤によって自身が有する帯電極性とは逆の帯電極性を付与することができる。例えば、シリカ粒子は負帯電性であるが、表面処理剤に正帯電能付与基を導入することによって、正帯電性の無機粒子として用いることもできる。 From the viewpoint of charge polarity control, the inorganic particles are preferably treated with a surface treatment agent, and the charge polarity of the inorganic particles is imparted by the surface treatment agent with a charge polarity opposite to the charge polarity of the particles themselves. can be done. For example, although silica particles are negatively charged, they can be used as positively charged inorganic particles by introducing a positively chargeable group into the surface treatment agent.
汎用的な表面処理剤としては、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)、ポリジメチルシロキサン(PDMS)、シリコーンオイル等の疎水化処理剤等が挙げられる。 General-purpose surface treatment agents include hydrophobizing agents such as hexamethyldisilazane (HMDS), polydimethylsiloxane (PDMS), and silicone oil.
ヘキサメチルジシラザン(HMDS)、ポリジメチルシロキサン(PDMS)等の疎水化処理剤は、それ自体は無機粒子の帯電性に影響を及ぼすものではないが、疎水化処理剤に正帯電能付与基を導入することで負帯電性の無機粒子に正帯電性を、負帯電能付与基を導入することで正帯電性の無機粒子に負帯電性を付与することができる。 Hydrophobizing agents such as hexamethyldisilazane (HMDS) and polydimethylsiloxane (PDMS) do not themselves affect the chargeability of inorganic particles, but the hydrophobizing agent has a group that imparts positive charging ability. By introducing the negative chargeability-imparting group, positive chargeability can be imparted to the negatively chargeable inorganic particles, and by introducing the negative chargeability imparting group, negative chargeability can be imparted to the positively chargeable inorganic particles.
正帯電能付与基としては、アミノ基等が挙げられる。 Examples of the positively chargeable group include an amino group and the like.
正帯電性シリカの市販品としては、「RA 50 H」、「NA 50 Y」、「NA 50 H」、「REA 90」、「RA 200H」、「RA 200 HS」、「REA 200」、「NA 300 H」、(以上、日本アエロジル(株))、「TG-828F」、「TG-820F」、「TG-7120」、「TG-6120F」(以上、キャボット・スペシャリティ・ケミカルズ・インク)等が挙げられる。 Commercial products of positively charged silica include "RA 50 H", "NA 50 Y", "NA 50 H", "REA 90", "RA 200H", "RA 200 HS", "REA 200", " NA 300 H", (Nippon Aerosil Co., Ltd.), "TG-828F", "TG-820F", "TG-7120", "TG-6120F" (Cabot Specialty Chemicals, Inc.), etc. is mentioned.
負帯電性シリカの市販品としては、「RY 50」、「RY 50 L」、「RX 50」、「NY 50」、「NY 50 L」、「R 972」、「RY 200 S」、「NX 130」、「R974」、「RY 200 L」、「RX 200」、「R 805」、「NK 200」、「R 976」、「R 976 S」、「RY 300」、「RX 300」(以上、日本アエロジル(株))、「TG-811F」、「TG-810G」、「TG-815F」、「TG-3110」、「TG-3155F」、「TG-308F」、「TG-3130」、「TG-7180」、「TG-7110」、「TG-6110G」、「TG-709G」、「TG-5110」、「TG-5150」、「TG-5180」、「TG-C413」、「TG-C390」、「TG-C243」、「TG-C110」、「TG-C191」、「TG-C6020」(以上、キャボット・スペシャリティ・ケミカルズ・インク)等が挙げられる。 Commercially available products of negatively charged silica include "RY 50", "RY 50 L", "RX 50", "NY 50", "NY 50 L", "R 972", "RY 200 S", "NX 130", "R974", "RY 200 L", "RX 200", "R 805", "NK 200", "R 976", "R 976 S", "RY 300", "RX 300" (and more , Nippon Aerosil Co., Ltd.), "TG-811F", "TG-810G", "TG-815F", "TG-3110", "TG-3155F", "TG-308F", "TG-3130", "TG-7180", "TG-7110", "TG-6110G", "TG-709G", "TG-5110", "TG-5150", "TG-5180", "TG-C413", "TG -C390", "TG-C243", "TG-C110", "TG-C191", "TG-C6020" (Cabot Specialty Chemicals, Inc.).
無機粒子Aと無機粒子Bは、トナー母粒子に無機粒子Aを混合し、トナー母粒子に無機粒子Aを外添する工程Aと、トナー母粒子に無機粒子Bを混合し、トナー母粒子に無機粒子Bを外添する工程Bにより、別々に、トナー母粒子に外添する。 The inorganic particles A and the inorganic particles B are produced by mixing the inorganic particles A with the toner base particles and externally adding the inorganic particles A to the toner base particles, and mixing the inorganic particles B with the toner base particles and adding the inorganic particles B to the toner base particles. In the step B of externally adding the inorganic particles B, they are separately externally added to the toner base particles.
工程Aにおける無機粒子Aの使用量は、トナー母粒子100質量部に対して、被覆率の観点から、3.2質量部以上であり、好ましくは3.5質量部以上、より好ましくは3.8質量部以上であり、そして、遊離量の観点から、4.8質量部以下であり、好ましくは4.5質量部以下、より好ましくは4.3質量部以下である。 The amount of the inorganic particles A used in step A is 3.2 parts by mass or more, preferably 3.5 parts by mass or more, and more preferably 3.8 parts by mass or more from the viewpoint of coverage with respect to 100 parts by mass of the toner base particles. , and from the viewpoint of the liberated amount, it is 4.8 parts by mass or less, preferably 4.5 parts by mass or less, more preferably 4.3 parts by mass or less.
工程Bにおける無機粒子Bの使用量は、トナー母粒子100質量部に対して、被覆率の観点から、0.2質量部以上であり、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは0.8質量部以上であり、そして、遊離量の観点から、1.7質量部以下であり、好ましくは1.5質量部以下、より好ましくは1.3質量部以下である。 The amount of the inorganic particles B used in step B is 0.2 parts by mass or more, preferably 0.5 parts by mass or more, and more preferably 0.8 parts by mass or more from the viewpoint of coverage with respect to 100 parts by mass of the toner base particles. , and from the viewpoint of the liberated amount, it is 1.7 parts by mass or less, preferably 1.5 parts by mass or less, and more preferably 1.3 parts by mass or less.
工程Aと工程Bの順序は限定されず、工程Aの後に工程Bを行っても、工程Bの後に工程Aを行ってもよいが、本発明においては、小粒径の外添剤に比べてトナー母粒子に付着し難い大粒径の無機粒子Aを優先的に付着させる観点から、工程Aの後に工程Bを行うことが好ましい。 The order of the steps A and B is not limited, and the step B may be performed after the step A or the step A may be performed after the step B. It is preferable to perform the step B after the step A from the viewpoint of preferentially attaching the large-diameter inorganic particles A, which are difficult to adhere to the toner base particles.
トナー母粒子と外添剤との混合による外添処理は、常法に従って行うことができ、ヘンシェルミキサー等の混合機を用いることができる。 The external addition treatment by mixing the toner base particles and the external additive can be carried out according to a conventional method, and a mixer such as a Henschel mixer can be used.
本発明においては、工程A及び工程Bの後に、さらに、
無機粒子A及び無機粒子Bを外添したトナー母粒子に、無機粒子Aよりもさらに粒径が大きく、トナー母粒子に対して逆帯電極性のポリマービーズCを混合し、トナー母粒子にポリマービーズCを外添する工程C
を行うことが好ましい。大粒径のポリマービーズCはトナー母粒子表面から外れやすく、遊離したポリマービーズCがマイクロキャリアとして作用し、トナー母粒子が逆帯電極性のポリマービーズCに摩擦されることで、トナーの帯電性がさらに向上する。
In the present invention, after steps A and B, further
To the toner base particles externally added with inorganic particles A and inorganic particles B, polymer beads C having a particle size larger than that of the inorganic particles A and oppositely charged to the toner base particles are mixed, and the polymer beads are mixed with the toner base particles. Step C of externally adding C
It is preferable to The polymer beads C having a large particle size are easily removed from the surface of the toner base particles, and the liberated polymer beads C act as microcarriers. is further improved.
ポリマービーズCの個数平均粒子径は、好ましくは200nm以上であり、そして、好ましくは1000nm以下、より好ましくは500nm以下である。 The number average particle size of the polymer beads C is preferably 200 nm or more, preferably 1000 nm or less, more preferably 500 nm or less.
正帯電性のポリマービーズCとしては、メラミン-ホルムアルデヒド樹脂、スチレン(St)/メチルメタクリレート(MMA)共重合体、St/ブチルアクリレート(BA)共重合体、MMA/BA共重合体等が挙げられる。具体的には、「エポスターS」、「エポスターSS」、「エポスターS6」、「エポスターS12」、「エポスターMS」、「エポスターM05」、「エポスターL15」、「エポスターM30」(以上、(株)日本触媒)、「FFP-8202」、「FFP-8203」、「FFP-8252」(以上、藤倉化成(株))等が挙げられる。 Positively charged polymer beads C include melamine-formaldehyde resin, styrene (St)/methyl methacrylate (MMA) copolymer, St/butyl acrylate (BA) copolymer, MMA/BA copolymer, and the like. . Specifically, "Eposter S", "Eposter SS", "Eposter S6", "Eposter S12", "Eposter MS", "Eposter M05", "Eposter L15", "Eposter M30" Nippon Shokubai), "FFP-8202", "FFP-8203", and "FFP-8252" (all of which are Fujikura Kasei Co., Ltd.).
負帯電性のポリマービーズCとしては、ポリテトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、ビニリデンフルオロライド、フルオロエチレン等のフッ素系樹脂等が挙げられる。具体的には、「L-5F」(以上、ダイキン工業(株))、「KTL-500F」(以上、(株)喜多村)等が挙げられる。 Examples of the negatively charged polymer beads C include fluorine-based resins such as polytetrafluoroethylene, trifluoroethylene, vinylidene fluoride, and fluoroethylene. Specifically, "L-5F" (above, Daikin Industries, Ltd.), "KTL-500F" (above, Kitamura Co., Ltd.) and the like can be mentioned.
工程CにおけるポリマービーズCの使用量は、トナー母粒子100質量部に対して、帯電安定性の観点から、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.15質量部以上、さらに好ましくは0.18質量部以上であり、そして、耐久性の観点から、好ましくは1質量部以下、より好ましくは0.5質量部以下、さらに好ましくは0.3質量部以下である。 The amount of polymer beads C used in step C is preferably 0.1 parts by mass or more, more preferably 0.15 parts by mass or more, and still more preferably 0.18 parts by mass or more from the viewpoint of charging stability with respect to 100 parts by mass of the toner base particles. And, from the viewpoint of durability, it is preferably 1 part by mass or less, more preferably 0.5 parts by mass or less, and still more preferably 0.3 parts by mass or less.
本発明の方法により得られるトナーは、無機粒子A、B及びポリマービーズC以外の外添剤を含有していてもよいが、無機粒子Aと無機粒子Bの合計含有量は、外添剤中、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上であり、そして、100質量%以下、好ましくは99質量%以下である。 The toner obtained by the method of the present invention may contain external additives other than inorganic particles A and B and polymer beads C, but the total content of inorganic particles A and inorganic particles B is , preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and 100% by mass or less, preferably 99% by mass or less.
また、無機粒子A、無機粒子B及びポリマービーズCの合計含有量は、外添剤中、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上、さらに好ましくは98質量%以上、さらに好ましくは100質量%である。 The total content of inorganic particles A, inorganic particles B and polymer beads C in the external additive is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, still more preferably 95% by mass or more, and still more preferably 98% by mass or more, more preferably 100% by mass.
本発明に方法により、外添剤を効率よくトナー母粒子に外添することができる。
本発明のトナーにおいて、式(1):
According to the method of the present invention, the external additive can be efficiently externally added to the toner base particles.
In the toner of the present invention, formula (1):
から算出される外添剤の被覆効率Pは、好ましくは40%以上、より好ましくは50%以上、さらに好ましくは60%以上、さらに好ましくは70%以上である。 is preferably 40% or higher, more preferably 50% or higher, even more preferably 60% or higher, and still more preferably 70% or higher.
ここで、実被覆率は、画像解析ソフトウェアによりトナー表面の凸部を数値化することにより、トナー表面における割合を算出した。具体的には、外添処理を行ったトナー表面の走査型電子顕微鏡(SEM)写真を画像解析ソフトウェア(パブリックドメインソフトウェアImageJ)により解析し、トナー10個について、投影されたトナーの面積と、トナー表面の外添剤の投影面積を測定し、式(2): Here, the actual coverage rate was calculated as the rate on the toner surface by digitizing the convex portions on the toner surface using image analysis software. Specifically, scanning electron microscope (SEM) photographs of the surface of the toner subjected to the external additive treatment were analyzed using image analysis software (public domain software ImageJ). Measure the projected area of the external additive on the surface and use the formula (2):
に基づいて実被覆率を算出し、さらにトナー10個の平均値を算出する。さらに、トナーと外添剤のコントラスト差が少なくなることから補正係数(42)を加える。 Then, the average value of 10 toner particles is calculated. Furthermore, a correction coefficient (42) is added because the contrast difference between the toner and the external additive is reduced.
一方、計算被覆率は、トナー母粒子及び外添剤を球形と仮定して、Ricoh technical report(2000年)に記載の方法に準じて、式(3): On the other hand, the calculated coverage is calculated according to the method described in Ricoh technical report (2000), assuming that the toner base particles and the external additive are spherical, using formula (3):
(式中、Dtはトナー母粒子の体積中位粒径、ρtはトナー母粒子の真比重、Daは外添剤の個数平均粒子径、ρaは外添剤の真比重、Waはトナー母粒子の重量に対する外添剤の添加量の比を示す)
から算出する。
本発明においては、2種以上の外添剤を使用しているため、各外添剤毎の計算被覆率を算出し、それらの総和を外添剤の計算被覆率とする。
(where Dt is the volume median particle size of the toner base particles, ρt is the true specific gravity of the toner base particles, Da is the number average particle size of the external additive, ρa is the true specific gravity of the external additive, W a indicates the ratio of the amount of the external additive added to the weight of the toner base particles)
Calculate from
In the present invention, since two or more types of external additives are used, the calculated coverage for each external additive is calculated, and the sum of these is taken as the calculated coverage of the external additive.
本発明の方法により得られるトナーは、一成分現像用トナーとして、又はキャリアと混合して二成分現像剤として、それぞれ一成分現像方式又は二成分現像方式の画像形成装置に用いることができる。 The toner obtained by the method of the present invention can be used as a toner for one-component development or as a two-component developer by mixing with a carrier in an image forming apparatus of a one-component development system or a two-component development system, respectively.
以下に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定されるものではない。樹脂等の物性は、以下の方法により測定することができる。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. Physical properties of resins and the like can be measured by the following methods.
〔樹脂の軟化点〕
フローテスター「CFT-500D」((株)島津製作所製)を用い、1gの試料を昇温速度6℃/minで加熱しながら、プランジャーにより1.96MPaの荷重を与え、直径1mm、長さ1mmのノズルから押し出す。温度に対し、フローテスターのプランジャー降下量をプロットし、試料の半量が流出した温度を軟化点とする。
[Resin softening point]
Using a flow tester "CFT-500D" (manufactured by Shimadzu Corporation), while heating a 1 g sample at a temperature increase rate of 6 ° C / min, a load of 1.96 MPa was applied with a plunger, and the diameter was 1 mm and the length was 1 mm. extruded from the nozzle of Plot the amount of plunger descent of the flow tester against the temperature, and let the softening point be the temperature at which half of the sample flows out.
〔樹脂の吸熱の最大ピーク温度〕
示差走査熱量計「Q-100」(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン(株)製)を用いて、試料0.01~0.02gをアルミパンに計量し、室温(25℃)から降温速度10℃/minで0℃まで冷却し、0℃にて1分間維持する。その後、昇温速度10℃/minで測定する。観測される吸熱ピークのうち、ピーク面積が最大のピークの温度を吸熱の最大ピーク温度とする。
[Maximum peak temperature of resin absorption]
Using a differential scanning calorimeter "Q-100" (manufactured by TA Instruments Japan Co., Ltd.), weigh 0.01 to 0.02 g of the sample in an aluminum pan and cool it from room temperature (25 ° C) to a cooling rate of 10 ° C. /min to 0°C and hold at 0°C for 1 minute. After that, measure at a heating rate of 10°C/min. Among the observed endothermic peaks, the temperature of the peak having the maximum peak area is defined as the maximum endothermic peak temperature.
〔非晶質樹脂のガラス転移温度〕
示差走査熱量計「Q-100」(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン社製)を用いて、試料0.01~0.02gをアルミパンに計量し、200℃まで昇温し、その温度から降温速度10℃/minで0℃まで冷却する。次に試料を昇温速度10℃/minで昇温し、吸熱ピークを測定する。吸熱の最大ピーク温度以下のベースラインの延長線とピークの立ち上がり部分からピークの頂点までの最大傾斜を示す接線との交点の温度をガラス転移温度とする。
[Glass transition temperature of amorphous resin]
Using a differential scanning calorimeter "Q-100" (manufactured by TA Instruments Japan), weigh 0.01 to 0.02 g of the sample in an aluminum pan, raise the temperature to 200 ° C, and then decrease the cooling rate from that temperature. Cool to 0°C at 10°C/min. Next, the sample is heated at a heating rate of 10°C/min, and the endothermic peak is measured. The glass transition temperature is defined as the temperature at the intersection of the extended line of the baseline below the maximum endothermic peak temperature and the tangent line showing the maximum slope from the rising portion of the peak to the apex of the peak.
〔非晶質樹脂の酸価〕
JIS K 0070:1992の方法に基づき測定する。ただし、測定溶媒のみJIS K 0070の規定のエタノールとエーテルの混合溶媒から、アセトンとトルエンの混合溶媒(アセトン:トルエン=1:1(容量比))に変更する。
[Acid value of amorphous resin]
Measured based on the method of JIS K 0070:1992. However, only the measurement solvent is changed from the mixed solvent of ethanol and ether specified in JIS K 0070 to a mixed solvent of acetone and toluene (acetone:toluene = 1:1 (volume ratio)).
〔離型剤の融点〕
示差走査熱量計「Q100」(ティー エイ インスツルメント ジャパン(株)製)を用いて、試料0.02gをアルミパンに計量し、200℃まで昇温した後、200℃から降温速度10℃/minで0℃まで冷却する。次いで、試料を昇温速度10℃/minで昇温し、熱量を測定し、吸熱の最大ピーク温度を融点とする。
[Melting point of release agent]
Using a differential scanning calorimeter "Q100" (manufactured by TA Instruments Japan Co., Ltd.), 0.02 g of the sample was weighed into an aluminum pan, heated to 200 ° C, and then cooled from 200 ° C at a cooling rate of 10 ° C/min. Cool to 0°C. Next, the temperature of the sample is increased at a temperature increase rate of 10°C/min, the calorie is measured, and the maximum endothermic peak temperature is defined as the melting point.
〔トナー母粒子の体積中位粒径(D50)〕
・測定機:コールターマルチサイザーII(ベックマン・コールター(株)製)
・アパチャー径:100μm
・解析ソフト:コールターマルチサイザーアキュコンプ バージョン 1.19(ベックマン・コールター(株)製)
・電解液:アイソトンII(ベックマン・コールター(株)製)
・分散液:電解液にエマルゲン109P(花王(株)製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、HLB(グリフィン):13.6)を溶解して5質量%に調整したもの
・分散条件:前記分散液5mLに測定試料10mgを添加し、超音波分散機(機械名:(株)エスエヌディー製US-1、出力:80W)にて1分間分散させ、その後、電解液25mLを添加し、さらに、超音波分散機(機械名:(株)エスエヌディー製US-1、出力:80W)にて1分間分散させて、試料分散液を調製する。
・測定条件:前記試料分散液を前記電解液100mLに加えることにより、3万個の粒子の粒径を20秒で測定できる濃度に調整した後、3万個の粒子を測定し、その粒径分布から体積中位粒径(D50)を求める。
[Volume Median Particle Diameter ( D50 ) of Toner Base Particles]
・Measuring machine: Coulter Multisizer II (manufactured by Beckman Coulter, Inc.)
・Aperture diameter: 100 μm
・Analysis software: Coulter Multisizer AccuComp version 1.19 (manufactured by Beckman Coulter, Inc.)
・Electrolyte: Isoton II (manufactured by Beckman Coulter, Inc.)
・Dispersion: Emulgen 109P (manufactured by Kao Corporation, polyoxyethylene lauryl ether, HLB (griffin): 13.6) was dissolved in the electrolytic solution and adjusted to 5% by mass ・Dispersion conditions: Measured on 5 mL of the dispersion Add 10 mg of sample and disperse for 1 minute with an ultrasonic disperser (machine name: US-1 manufactured by SND Co., Ltd., output: 80 W). (Machine name: US-1 manufactured by SND Co., Ltd., output: 80 W) for 1 minute to prepare a sample dispersion.
・Measurement conditions: By adding the sample dispersion to 100 mL of the electrolytic solution, the particle size of 30,000 particles is adjusted to a concentration that can be measured in 20 seconds, and then 30,000 particles are measured. The volume median particle size ( D50 ) is determined from the distribution.
〔外添剤の個数平均粒子径〕
走査型電子顕微鏡(SEM)写真から500個の粒子の粒径(長径と短径の平均値)を測定し、それらの平均値を個数平均粒子径とする。
[Number average particle size of external additive]
The particle size (average value of the major axis and minor axis) of 500 particles is measured from a scanning electron microscope (SEM) photograph, and the average value is defined as the number average particle size.
樹脂製造例1
表1に示すアルコール成分、無水トリメリット酸以外のカルボン酸成分及びエステル化触媒を、窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対を装備した10L容の四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下、200℃に昇温して6時間反応させた。さらに、210℃に昇温した後、無水トリメリット酸を添加し、常圧(101.3kPa)にて1時間反応させた。その後、40kPaにて所望の軟化点に達するまで反応させて、非晶質ポリエステル樹脂(樹脂A1)を得た。得られた樹脂の物性を表1に示す。
Resin production example 1
An alcohol component, a carboxylic acid component other than trimellitic anhydride, and an esterification catalyst shown in Table 1 were placed in a 10 L four-necked flask equipped with a nitrogen inlet tube, a dehydration tube, a stirrer and a thermocouple, and placed under a nitrogen atmosphere. , the temperature was raised to 200° C. and the reaction was allowed to proceed for 6 hours. Furthermore, after the temperature was raised to 210° C., trimellitic anhydride was added and reacted for 1 hour at normal pressure (101.3 kPa). After that, the mixture was reacted at 40 kPa until it reached the desired softening point to obtain an amorphous polyester resin (resin A1). Table 1 shows the physical properties of the obtained resin.
樹脂製造例2
表2に示す結晶性ポリエステル樹脂の原料モノマー及びエステル化触媒を窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対を装備した10L容の四つ口フラスコに入れ、160℃まで加熱し、6時間反応させた。その後、表2に示すスチレン系樹脂の原料モノマー、両反応性モノマー、及び重合開始剤を滴下ロートにより1時間かけて滴下した。160℃に保持したまま1時間付加重合反応を熟成させた後、8.3kPaにて1時間スチレン系樹脂の原料モノマーの除去を行った。さらに、200℃まで8時間かけて昇温し、8.3kPaにて2時間反応させて、結晶性複合樹脂(樹脂C1)を得た。得られた樹脂の物性を表2に示す。
Resin production example 2
The raw material monomers for the crystalline polyester resin and the esterification catalyst shown in Table 2 were placed in a 10 L four-necked flask equipped with a nitrogen inlet tube, a dehydration tube, a stirrer and a thermocouple, heated to 160°C, and reacted for 6 hours. let me After that, the raw material monomer for the styrenic resin shown in Table 2, the bi-reactive monomer, and the polymerization initiator were added dropwise with a dropping funnel over 1 hour. After aging the addition polymerization reaction for 1 hour while maintaining the temperature at 160° C., the raw material monomer of the styrene resin was removed for 1 hour at 8.3 kPa. Further, the temperature was raised to 200° C. over 8 hours, and the mixture was reacted at 8.3 kPa for 2 hours to obtain a crystalline composite resin (resin C1). Table 2 shows the physical properties of the obtained resin.
実施例1~6及び比較例1~8
樹脂A1 90質量部、樹脂C1 10質量部、カーボンブラック(REGAL 330R、キャボット・スペシャリティー・ケミカルズ・インク社製)6質量部、エステルワックス(WE-14、日油(株)製、融点:78℃)7質量部、及び正帯電性荷電制御剤(ボントロン P-51、オリヱント化学工業(株)製)15質量部を予備混合し、オープンロール型二軸混練機にて混練(フロントロール温度:160℃、バックロール温度:35℃、混合物供給速度:10kg/h)した。冷却後、機械式粉砕機「ロードプレックス」(ホソカワミクロン(株)製)にて目開き2mmのメッシュを通過する程度まで粗粉砕し、DS2型気流分級機(衝突板式、日本ニューマチック工業(株)製)を用いて、体積中位粒径(D50)が7.5μmになるように粉砕圧を調整して微粉砕を行い、ファカルティ(ホソカワミクロン(株)製)を用いて分級したトナーの表面改質を行い、球形化させて、正帯電性のトナー母粒子を得た。
Examples 1-6 and Comparative Examples 1-8
90 parts by mass of resin A1, 10 parts by mass of resin C1, 6 parts by mass of carbon black (REGAL 330R, manufactured by Cabot Specialty Chemicals, Inc.), ester wax (WE-14, manufactured by NOF Corporation, melting point: 78 ℃) and 15 parts by mass of a positive charge control agent (Bontron P-51, manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.) are premixed and kneaded in an open-roll type twin-screw kneader (front roll temperature: 160°C, back roll temperature: 35°C, mixture feed rate: 10 kg/h). After cooling, it is coarsely pulverized with a mechanical pulverizer "Roadplex" (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.) to the extent that it can pass through a mesh with an opening of 2 mm. (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.) was used to finely pulverize the toner by adjusting the pulverization pressure so that the volume median particle diameter (D 50 ) was 7.5 μm. The particles were conditioned and spheroidized to obtain positively chargeable toner base particles.
得られたトナー母粒子に対し、表4、5に示す1段目~3段目の外添剤(比較例8は1段目と2段目のみ)を順次混合して外添し、トナーを得た。1段目~3段目の外添剤の混合はいずれも、ヘンシェルミキサー(日本コークス工業(株)製)にて2100r/min(周速度29m/sec)を用いて、5分間行った。 External additives for the first to third stages shown in Tables 4 and 5 (only the first and second stages in Comparative Example 8) were sequentially mixed and externally added to the obtained toner base particles. got Mixing of the external additives in the first to third stages was performed for 5 minutes using a Henschel mixer (manufactured by Nippon Coke Kogyo Co., Ltd.) at 2100 r/min (peripheral speed of 29 m/sec).
実施例及び比較例で用いた外添剤の詳細は以下の通り。 The details of the external additives used in Examples and Comparative Examples are as follows.
試験例
ブラザー工業(株)製のレーザープリンター「HL-2040」にトナー30gを充填し、温度25℃、湿度50%の条件下で、1dot 3spacesのライン画像を印字し、日本電計(株)製のハンディ型画質解析装置「PIAS-II」を用いて、10ラインについて各ラインの上端及び下端のラジェットネスを測定し平均した値を細線再現性の指標とした。なお、ラジェットネスとは、ISO13660で定義された値であり、本来スムーズで真っ直ぐなはずの理想のラインエッジに対して如何ほど波打っているかを表しており、値が小さいほど細線再現性が優れている。結果を表4、5に示す。
Test example A laser printer "HL-2040" manufactured by Brother Industries, Ltd. was filled with 30 g of toner, and a line image of 1 dot, 3 spaces was printed under conditions of a temperature of 25°C and a humidity of 50%. Using a handy type image quality analyzer "PIAS-II" manufactured by Fujikura Co., Ltd., the raggedness of the upper and lower ends of each line was measured for 10 lines, and the average value was used as an index of fine line reproducibility. Note that raditness is a value defined by ISO13660, and represents how wavy the ideal line edge should be, which should be smooth and straight. The smaller the value, the better the reproducibility of fine lines. ing. Tables 4 and 5 show the results.
以上の結果より、比較例1~8と対比して、実施例1~6で得られたトナーは、良好な細線再現性を示していることが分かる。 From the above results, it can be seen that the toners obtained in Examples 1-6 exhibit good fine line reproducibility as compared with Comparative Examples 1-8.
本発明の方法により得られる静電荷像現像用トナーは、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等において形成される潜像の現像等に好適に用いられるものである。 The electrostatic charge image developing toner obtained by the method of the present invention is suitably used for developing latent images formed by electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing and the like.
Claims (7)
前記トナー母粒子と、該トナー母粒子100質量部に対して、3.2質量部以上4.8質量部以下の無機粒子Aを混合し、トナー母粒子に無機粒子Aを外添する工程A、及び
前記トナー母粒子と、該トナー母粒子100質量部に対して、0.2質量部以上1.7質量部以下の無機粒子Bを混合し、トナー母粒子に無機粒子Bを外添する工程B
を含む、静電荷像現像用トナーの製造方法。 Toner base particles containing a binder resin and a colorant, inorganic particles A having a number average particle diameter of 60 nm or more and 100 nm or less and oppositely charged to the toner base particles, and a number average particle diameter of 30 nm or more and 60 nm or less. and an external additive containing inorganic particles B having the same charging polarity as the toner base particles, and a method for producing a toner for electrostatic charge image development,
A step A of mixing the toner base particles and 3.2 parts by mass or more and 4.8 parts by weight or less of inorganic particles A with respect to 100 parts by weight of the toner base particles, and externally adding the inorganic particles A to the toner base particles; Step B of mixing the mother particles and 0.2 parts by mass or more and 1.7 parts by mass or less of the inorganic particles B with respect to 100 parts by mass of the toner mother particles, and externally adding the inorganic particles B to the toner mother particles.
A method for producing a toner for developing an electrostatic charge image, comprising:
無機粒子A及び無機粒子Bを外添したトナー母粒子に、個数平均粒子径が200nm以上1000nm以下であり、トナー母粒子に対して逆帯電極性のポリマービーズCを混合し、トナー母粒子に無機粒子Bを外添する工程C
を含む、請求項1又は2記載の製造方法。 After steps A and B, further
To toner base particles externally added with inorganic particles A and inorganic particles B, polymer beads C having a number average particle diameter of 200 nm or more and 1000 nm or less and oppositely charged to the toner base particles are mixed, and inorganic particles are added to the toner base particles. Step C of externally adding particles B
The manufacturing method according to claim 1 or 2, comprising:
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