JP2023126108A - Resin particle, toner, developer, toner storage unit, image formation device and image formation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、樹脂粒子、トナー、現像剤、トナー収容ユニット、画像形成装置及び画像形成方法に関する。 The present invention relates to resin particles, toner, developer, toner storage unit, image forming apparatus, and image forming method.
樹脂粒子は、オフィス等、様々な場所において、複合機(MFP)及びプリンタ等の画像形成装置のトナーとして広く利用されている。トナーには、環境への負荷低減を図るため、例えば、トナー自体の低温定着性向上による消費電力の低減、製造時のエネルギー削減、結着樹脂へのバイオマス(植物)由来樹脂の使用、結着樹脂へのリサイクル原料の使用等が検討されている。特に、省資源、省エネルギー及び資源のリサイクル等の必要性が重要視されている点から、結着樹脂へのリサイクル原料の使用の要求が高まっている。 Resin particles are widely used as toner for image forming devices such as multifunction peripherals (MFPs) and printers in various places such as offices. In order to reduce the environmental impact of toner, for example, we have improved the toner's low-temperature fixing properties to reduce power consumption, reduced energy consumption during manufacturing, used biomass (plant)-derived resin as a binder, and The use of recycled raw materials for resin is being considered. In particular, there is an increasing demand for the use of recycled raw materials in binder resins, as the need for resource conservation, energy conservation, and resource recycling is becoming more important.
リサイクル原料を用いて製造した結着樹脂を含むトナーとして、例えば、脱重合されたPETポリオールを含むアモルファスポリエステルトナー樹脂と、脱重合された再生PETポリオール及びバイオベースのポリエステル又はポリ酸を含む第2アモルファス樹脂と、脱重合された再生PETポリオールを含む結晶性樹脂とを含むトナー粒子が開示されている(特許文献1参照)。 As a toner containing a binder resin produced using recycled raw materials, for example, an amorphous polyester toner resin containing a depolymerized PET polyol and a second toner resin containing a depolymerized recycled PET polyol and a bio-based polyester or polyacid are used. Toner particles containing an amorphous resin and a crystalline resin containing depolymerized recycled PET polyol are disclosed (see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1のトナー粒子では、バイオベースのポリエステル又はポリ酸と、バイオベースでないポリエステル又はポリ酸とは組成の違いが大きいため、トナーの製造の凝集時においてトナーの凝集状態に差が生じ易く、粒度分布が悪化し易い、という問題があった。 However, in the toner particles of Patent Document 1, there is a large difference in composition between bio-based polyester or polyacid and non-biobased polyester or polyacid, so there is a difference in the aggregation state of the toner during aggregation during toner production. There was a problem that the particle size distribution was easily deteriorated.
本発明の一態様は、環境負荷が抑えられ、植物由来樹脂を用いても、低温定着性及び帯電性に優れ、優れた画像品質を有する画像を形成することができる樹脂粒子を提供することを目的とする。 One aspect of the present invention is to provide resin particles that have a reduced environmental impact, have excellent low-temperature fixing properties and charging properties, and can form images with excellent image quality even when using a plant-derived resin. purpose.
本発明に係る樹脂粒子の一態様は、
ポリエチレンテレフタレート又はポリブチレンテレフタレートを含む樹脂粒子であって、
前記樹脂粒子の放射性炭素同位体14C濃度が、10.8pMC以上であり、
前記樹脂粒子に含まれる、外添剤を除いた二価の金属元素を、0.05質量%~1質量%含む。
One embodiment of the resin particles according to the present invention is
Resin particles containing polyethylene terephthalate or polybutylene terephthalate,
The radiocarbon isotope 14C concentration of the resin particles is 10.8 pMC or more,
The resin particles contain 0.05% by mass to 1% by mass of divalent metal elements excluding external additives.
本発明の一態様は、環境負荷が抑えられ、植物由来樹脂を用いても、低温定着性及び帯電性に優れ、優れた画像品質を有する画像を形成することができるトナーを製造できる樹脂粒子を提供することができる。 One aspect of the present invention is to provide resin particles that can produce toners that have reduced environmental impact, have excellent low-temperature fixing properties and charging properties, and can form images with excellent image quality even when using plant-derived resins. can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、実施形態は以下の記述によって限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、本明細書において数値範囲を示す「~」は、別段の断わりがない限り、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below. Note that the embodiments are not limited to the following description, and can be modified as appropriate without departing from the gist of the present invention. In addition, in this specification, "~" indicating a numerical range means that the lower limit and upper limit include the numerical values written before and after it, unless otherwise specified.
<樹脂粒子>
一実施形態に係る樹脂粒子について説明する。一実施形態に係る樹脂粒子は、ポリエチレンテレフタレート(PET)又はポリブチレンテレフタレート(PBT)を含む。一実施形態に係る樹脂粒子は、PET又はPBTの他に、非晶質樹脂、非晶性樹脂及び結晶性樹脂の少なくとも1つ含むことが好ましく、必要に応じて、外添剤等のその他の成分を含有してもよい。
<Resin particles>
The resin particles according to one embodiment will be explained. The resin particles according to one embodiment include polyethylene terephthalate (PET) or polybutylene terephthalate (PBT). In addition to PET or PBT, the resin particles according to one embodiment preferably contain at least one of an amorphous resin, an amorphous resin, and a crystalline resin, and may optionally contain other additives such as external additives. It may contain ingredients.
(放射性炭素同位体14C濃度)
一実施形態に係る樹脂粒子の放射性炭素同位体14C濃度(以下、「14C濃度」と称することがある)は、10.8pMC以上であり、11pMC以上が好ましく、20pMC以上がより好ましく、30pMC以上がさらに好ましい。樹脂粒子の放射性炭素同位体14C濃度が10.8pMC未満であると、一般的に、後述するバイオマス度が低いと認知され易く、環境への負荷低減を実現できない。
(Radioactive carbon isotope 14C concentration)
The radiocarbon isotope 14 C concentration (hereinafter sometimes referred to as " 14 C concentration") of the resin particles according to one embodiment is 10.8 pMC or more, preferably 11 pMC or more, more preferably 20 pMC or more, and 30 pMC or more. The above is more preferable. If the radiocarbon isotope 14 C concentration of the resin particles is less than 10.8 pMC, the degree of biomass described below is generally perceived to be low, making it impossible to reduce the burden on the environment.
14C濃度は、自然界(大気中)に存在し、植物内が活動している間は光合成によって取り込まれ、大気中に存在する14C濃度と平衡(107.5pMC)となっている。しかし、生物が生命活動を停止した段階から光合成による取り込みが停止し、14Cの半減期である5,730年に従い14C濃度は減少する。生物を源とする化石資源は、生命活動停止から数万年~数億年を経過しているため、14C濃度は殆ど検出されない。 14 C concentration exists in nature (in the atmosphere), is taken in by photosynthesis while plants are active, and is in equilibrium with the 14 C concentration present in the atmosphere (107.5 pMC). However, from the stage when organisms cease their life activities, photosynthetic uptake stops, and the 14 C concentration decreases according to the half-life of 14 C, which is 5,730 years. Since fossil resources derived from living organisms have ceased life activity for tens of thousands to hundreds of millions of years, 14 C concentrations are hardly detected.
ここで、「pMC」とは、パーセントモダンカーボン(percent Modern Carbon)の略であり、1950年のバイオマス中の14Cと12Cとの比(14C/12C)を100pMCと定義したものである。ただし、現在の大気中の炭素14(14C)濃度は、年々増加しているため補正のためにこの値に係数をかけることが規定されている。補正係数はその年度に応じた係数を使用することとする。 Here, "pMC" is an abbreviation for percent modern carbon, and the ratio of 14 C to 12 C ( 14 C/ 12 C) in biomass in 1950 was defined as 100 pMC. be. However, since the current concentration of carbon-14 ( 14 C) in the atmosphere is increasing year by year, it is stipulated that this value be multiplied by a coefficient for correction. The correction coefficient shall be determined according to the year.
14C濃度は、下記式(1)で算出されるバイオマス度としても表すことができる。
バイオマス度(%)=14C濃度(pMC)/107.5×100 ・・・ 式(1)
The 14 C concentration can also be expressed as the degree of biomass calculated by the following formula (1).
Biomass degree (%) = 14C concentration (pMC)/107.5×100... Formula (1)
14C濃度が10.8pMC以上であるとは、バイオマス度が10%以上であることを意味している。前記バイオマス度が10%以上であることは、カーボンニュートラルの観点からも要望される濃度である。 The 14 C concentration of 10.8 pMC or more means that the biomass degree is 10% or more. The biomass degree of 10% or more is a desired concentration from the viewpoint of carbon neutrality.
14C濃度の測定方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、放射性炭素年代測定法が特に好ましい。 The method for measuring the 14 C concentration is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but radiocarbon dating is particularly preferred.
放射性炭素年代測定法の測定手順としては、樹脂粒子を燃焼させて、その二酸化炭素(CO2)を還元し、グラファイト(C)を得る。グラファイトの14C濃度を加速器質量分析装置(AMS:Accelerator Mass Spectroscopy、Beta Analytic社製)を用いて計測する。このAMSによる測定は、例えば、特許第4050051号等に開示されている。 The measurement procedure for radiocarbon dating is to burn resin particles and reduce carbon dioxide (CO 2 ) to obtain graphite (C). The 14 C concentration of graphite is measured using an accelerator mass spectrometer (AMS, manufactured by Beta Analytic). This AMS measurement is disclosed in, for example, Japanese Patent No. 4050051.
(二価の金属元素の含有量)
一実施形態に係る樹脂粒子は、外添剤を除いた二価の金属元素を、0.05質量%~1質量%含む。二価の金属元素の含有量は、0.07質量%~0.80質量%が好ましく、0.10質量%~0.70質量%が好ましく、0.20質量%~0.65質量%がさらに好ましい。
(Content of divalent metal elements)
The resin particles according to one embodiment contain 0.05% by mass to 1% by mass of a divalent metal element excluding external additives. The content of the divalent metal element is preferably 0.07% by mass to 0.80% by mass, preferably 0.10% by mass to 0.70% by mass, and 0.20% by mass to 0.65% by mass. More preferred.
二価の金属元素は、周期表の第2族に属する典型元素であり、ベリリウム(Be)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)及びラジウム(Ra)を含む。二価の金属元素は、外添剤として無機微粒子及び高分子系微粒子を用いた場合、凝集剤として2価の金属の金属塩を用いた場合、凝集停止剤を用いた場合等に含まれる。 Divalent metal elements are typical elements belonging to Group 2 of the periodic table, and include beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba), and radium (Ra). include. Divalent metal elements are included when inorganic fine particles and polymeric fine particles are used as external additives, when a metal salt of a divalent metal is used as a flocculant, when a flocculation stopper is used, etc.
[樹脂粒子中の二価の金属元素の含有量]
一実施形態に係る樹脂粒子に含まれる二価の金属元素の金属イオンは何れの方法でも求められ、蛍光X線装置やICP-AESによって算出することができる。例えば、蛍光X線装置(ZSX PrimusIV((株)リガク社製))を用いて、金属イオンの定量分析を行った。測定する樹脂粒子試料の形態は、特に限定されるものではないが、一般的な加圧成型器等でペレット状又はシート状に成型すると取り扱いしやすい。例えば、直径15mmの錠剤成型ダイスに試料を投入し、6MPaの荷重で1分間加圧することで、厚さ約2mmの樹脂粒子のペレット錠剤を得た。得られたペレット錠剤を蛍光X線装置の試料ホルダーに設置し、定量分析測定を実施することで、試料中に含有する金属元素を検出することができる。樹脂粒子に外添剤が添加されている場合は、樹脂粒子から外添剤を取り除いたのち、金属元素量を測定する。外添剤を取り除く方法はいずれの方法でも可能であるが、例えば、樹脂粒子3.75gを0.5%に希釈した界面活性剤(ノイゲンET-165)50mlに加え、ボールミルで攪拌させる。その後、超音波ホモジナイザで超音波エネルギー(40W、5分)を付与する。超音波付与した樹脂分散溶液を遠心分離後、ろ過し、沈殿物を回収する。この際、遠心分離後の上澄み液が透明になるまで、上記の作業を繰り返す。その後、恒温槽で乾燥させたものを試料として金属元素量を測定する。
[Content of divalent metal element in resin particles]
The metal ion of the divalent metal element contained in the resin particles according to one embodiment can be determined by any method, and can be calculated using a fluorescent X-ray apparatus or ICP-AES. For example, quantitative analysis of metal ions was performed using a fluorescent X-ray device (ZSX Primus IV (manufactured by Rigaku Corporation)). The form of the resin particle sample to be measured is not particularly limited, but it is easier to handle if it is molded into a pellet or sheet shape using a general pressure molding machine or the like. For example, a sample was placed in a tablet molding die with a diameter of 15 mm, and the sample was pressed under a load of 6 MPa for 1 minute to obtain a pellet tablet of resin particles with a thickness of about 2 mm. By placing the obtained pellet tablet in a sample holder of a fluorescent X-ray device and performing quantitative analysis measurement, it is possible to detect the metal element contained in the sample. When external additives are added to the resin particles, the amount of metal elements is measured after removing the external additives from the resin particles. Any method can be used to remove the external additive, but for example, 3.75 g of resin particles are added to 50 ml of a surfactant (Noigen ET-165) diluted to 0.5%, and the mixture is stirred in a ball mill. Thereafter, ultrasonic energy (40 W, 5 minutes) is applied using an ultrasonic homogenizer. After centrifuging the ultrasonicated resin dispersion solution, it is filtered to collect the precipitate. At this time, repeat the above steps until the supernatant liquid after centrifugation becomes clear. Thereafter, the amount of metal elements is measured using the sample dried in a constant temperature bath.
一実施形態に係る樹脂粒子が、後述の通り、その他の成分として外添剤を含むことができる。外添剤が二価の金属元素を含む場合、樹脂粒子に含まれる二価の金属元素の含有量は、外添剤を除いた残りの二価の金属元素とする。即ち、一実施形態に係る樹脂粒子は、外添剤を除いた残りの二価の金属元素を0.05質量%~1質量%含むことが好ましい。 The resin particles according to one embodiment may contain external additives as other components, as described below. When the external additive contains a divalent metal element, the content of the divalent metal element contained in the resin particles is the remaining divalent metal element excluding the external additive. That is, the resin particles according to one embodiment preferably contain 0.05% by mass to 1% by mass of the divalent metal element remaining after excluding the external additive.
二価の金属元素のうち、Mgの含有量は、0.1質量%~0.5質量%であることが好ましく、0.15質量%~0.45質量%であることがより好ましく、0.2質量%~0.4質量%であることがさらに好ましい。 Among the divalent metal elements, the content of Mg is preferably 0.1% to 0.5% by mass, more preferably 0.15% to 0.45% by mass, and 0.1% to 0.5% by mass, more preferably 0.15% to 0.45% by mass, and More preferably, the amount is from .2% by mass to 0.4% by mass.
樹脂粒子がNaを含む場合、二価の金属元素のうちMgは、Naよりも多く含まれ、Naの含有量が、0.05質量%を超えることが好ましい。 When the resin particles contain Na, it is preferable that Mg among the divalent metal elements is contained in a larger amount than Na, and the Na content exceeds 0.05% by mass.
[PET又はPBT]
一実施形態に係る樹脂粒子に含まれるPET又はPBTは、主に、環境負荷の低減のために樹脂粒子に含有される。
[PET or PBT]
PET or PBT contained in the resin particles according to one embodiment is mainly contained in the resin particles to reduce environmental load.
PET又はPBTとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、リサイクル品、オフスペックの繊維クズ、又はペレットを用いることができるが、環境負荷の低減の点から、リサイクル品(以下、「リサイクル樹脂」と称することがある)をフレーク状に加工したものであることが好ましい。 PET or PBT is not particularly limited and can be selected as appropriate depending on the purpose. For example, recycled products, off-spec textile waste, or pellets can be used, but from the viewpoint of reducing environmental load, It is preferable that a recycled product (hereinafter sometimes referred to as "recycled resin") is processed into flakes.
なお、本明細書において、バイオマス由来樹脂と、リサイクル樹脂とを併せて「環境対応樹脂」と称することがある。 Note that in this specification, biomass-derived resins and recycled resins may be collectively referred to as "environmentally friendly resins."
PET又はPBTの分子量分布、組成、製造方法及び使用する際の形態等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。 There are no particular restrictions on the molecular weight distribution, composition, manufacturing method, form of use, etc. of PET or PBT, and they can be appropriately selected depending on the purpose.
PET又はPBTの重量平均分子量(Mw)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、30,000~100,000が好ましい。 The weight average molecular weight (Mw) of PET or PBT is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but is preferably 30,000 to 100,000.
樹脂粒子中のPET又はPBTの含有量の分析方法及び算出方法は、特に限定されず、PETの配合量の一般的な算出方法を用いることができる。PET又はPBTの含有量の分析方法及び算出方法として、例えば、樹脂粒子からゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)等により分離を行い、その分離した各成分について後述の分析手法を用いることで、樹脂粒子の構成成分の質量比を算出することができる。 The analysis method and calculation method for the content of PET or PBT in the resin particles are not particularly limited, and a general method for calculating the blending amount of PET can be used. As a method for analyzing and calculating the content of PET or PBT, for example, the resin particles are separated by gel permeation chromatography (GPC), etc., and each separated component is analyzed using the analysis method described below. The mass ratio of the constituent components can be calculated.
また、反応試薬(10%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH:Tetramethyl ammonium hydroxide)/メタノール溶液)による300℃のガスクロマトグラフ質量分析(GC/MS)法により、樹脂粒子中のエステル結合部をメチル化によるソフトな分解から主な構成成分を推定し、全イオン電流クロマトグラム(TICC)強度の検量線を引くことでも定量分析できる。 In addition, the ester bonds in the resin particles were methylated using a gas chromatography mass spectrometry (GC/MS) method at 300°C using a reaction reagent (10% tetramethyl ammonium hydroxide (TMAH)/methanol solution). Quantitative analysis can also be performed by estimating the main components from soft decomposition and drawing a calibration curve of total ion current chromatogram (TICC) intensity.
GPCによる各成分の分離は、例えば、以下の方法により行うことができる。 Separation of each component by GPC can be performed, for example, by the following method.
テトラヒドロフラン(THF)を移動相としたGPC測定において、溶出液についてフラクションコレクター等により分取を行い、溶出曲線の全面積分のうちの所望の分子量部分に相当するフラクションをまとめる。 In GPC measurement using tetrahydrofuran (THF) as a mobile phase, the eluate is fractionated using a fraction collector or the like, and fractions corresponding to a desired molecular weight portion of the total area of the elution curve are collected.
このまとめた溶出液をエバポレーター等により濃縮及び乾燥した後、固形分を重クロロホルム又は重THF等の重溶媒に溶解させ、1H-NMR測定を行い、各元素の積分比率から、溶出成分における樹脂の構成モノマー比率を算出する。 After concentrating and drying the combined eluate using an evaporator or the like, the solid content is dissolved in a heavy solvent such as heavy chloroform or heavy THF, and 1 H-NMR measurement is performed. From the integral ratio of each element, the resin in the eluted component is determined. Calculate the constituent monomer ratio of.
また、他の手法としては、溶出液を濃縮した後、水酸化ナトリウム等により加水分解して、分解生成物を高速液体クロマトグラフィー(HPLC)等により定性定量分析することで、構成モノマー比率を算出することもできる。 Another method is to concentrate the eluate, then hydrolyze it with sodium hydroxide, etc., and perform qualitative and quantitative analysis of the decomposition products using high performance liquid chromatography (HPLC), etc. to calculate the constituent monomer ratio. You can also.
PET又はPBTの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、樹脂粒子100質量部に対して、5質量部~70質量部が好ましく、10質量部~50質量部がより好ましい。PET又はPBTの含有量が、樹脂粒子100質量部に対して70質量部以下であれば、低温定着性を発揮できる。PET又はPBTの含有量が、樹脂粒子100質量部に対して5質量部以上であれば、環境負荷の低減の効果が発揮でき、かつ樹脂粒子は優れた粒度分布を有することができる。PET又はPBTの含有量が上記のより好ましい範囲であると、樹脂粒子の環境負荷の低減と粒度分布の向上を両立する点で有利である。 The content of PET or PBT is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but it is preferably 5 parts by mass to 70 parts by mass, and 10 parts by mass to 50 parts by mass, based on 100 parts by mass of resin particles. Parts by mass are more preferred. When the content of PET or PBT is 70 parts by mass or less based on 100 parts by mass of resin particles, low-temperature fixability can be exhibited. When the content of PET or PBT is 5 parts by mass or more based on 100 parts by mass of resin particles, the effect of reducing environmental load can be exhibited, and the resin particles can have an excellent particle size distribution. When the content of PET or PBT is within the above-mentioned more preferable range, it is advantageous in that both a reduction in the environmental load of the resin particles and an improvement in the particle size distribution can be achieved.
一実施形態に係る樹脂粒子を分析する際の樹脂粒子に含まれる各成分の分離手段の一例を詳細に示す。まず、樹脂粒子1gを100mLのTHF中に投入し、25℃の条件下、30分間攪拌しながら可溶分が溶解した溶解液を得る。溶解液を目開き0.2μmのメンブランフィルターにてろ過し、樹脂粒子中のTHF可溶分を得る。次いで、これをTHFに溶解してGPC測定用の試料とし、前述の各樹脂の分子量測定に用いるGPCに注入する。一方、GPCの溶出液排出口にフラクションコレクターを配置して、所定のカウントごとに溶出液を分取しておき、溶出曲線の溶出開始(曲線の立ち上がり)から面積率で5%毎に溶出液を得る。次いで、各溶出分について、1mLの重クロロホルムに30mgのサンプルを溶解させ、基準物質として0.05体積%のテトラメチルシラン(TMS)を添加する。溶液を5mm径のNMR測定用ガラス管に充填し、核磁気共鳴装置(日本電子株式会社製JNM-AL400)を用い、23℃~25℃の温度下、128回の積算を行い、スペクトルを得る。樹脂粒子に含まれるPET樹脂等のモノマー組成、及び構成比率は得られたスペクトルのピーク積分比率から求めることができる。 An example of a means for separating each component contained in resin particles when analyzing resin particles according to an embodiment will be shown in detail. First, 1 g of resin particles is poured into 100 mL of THF, and the mixture is stirred at 25° C. for 30 minutes to obtain a solution in which soluble components are dissolved. The solution is filtered through a membrane filter with an opening of 0.2 μm to obtain the THF-soluble content in the resin particles. Next, this is dissolved in THF to prepare a sample for GPC measurement, and the sample is injected into the GPC used to measure the molecular weight of each resin described above. On the other hand, place a fraction collector at the eluate outlet of the GPC and separate the eluate at predetermined counts. get. Then, for each elution, 30 mg of sample is dissolved in 1 mL of deuterated chloroform, and 0.05% by volume of tetramethylsilane (TMS) is added as a reference substance. The solution is filled into a glass tube for NMR measurement with a diameter of 5 mm, and using a nuclear magnetic resonance apparatus (JNM-AL400 manufactured by JEOL Ltd.), integration is performed 128 times at a temperature of 23°C to 25°C to obtain a spectrum. . The composition and composition ratio of monomers such as PET resin contained in the resin particles can be determined from the peak integral ratio of the obtained spectrum.
[バイオマス由来樹脂]
一実施形態に係る樹脂粒子は、バイオマス由来樹脂を含有することが好ましい。バイオマス由来樹脂は、後述の、非晶質樹脂、非晶性樹脂及び結晶性樹脂の少なくとも1つに含まれていてよい。
[Biomass-derived resin]
The resin particles according to one embodiment preferably contain biomass-derived resin. The biomass-derived resin may be included in at least one of an amorphous resin, an amorphous resin, and a crystalline resin, which will be described later.
バイオマス由来樹脂とは、植物由来の化合物を原料として含む樹脂である。バイオマス由来樹脂は、後述する結晶性樹脂に含有されていてもよく、非晶質樹脂に含有されていてもよく、離型剤等のその他の成分に含まれていてもよい。樹脂粒子は、樹脂粒子を構成するアルコール成分及び酸成分の、石油由来の成分と植物由来の成分との比率を調整することで、後述する環境対応比率及び樹脂粒子をトナーに適用した場合のトナー品質を調整することができる。 A biomass-derived resin is a resin containing a plant-derived compound as a raw material. The biomass-derived resin may be contained in the crystalline resin described below, may be contained in the amorphous resin, or may be contained in other components such as a mold release agent. By adjusting the ratio of petroleum-derived components and plant-derived components of the alcohol component and acid component that make up the resin particles, the environmentally friendly ratio described below and the toner when the resin particles are applied to the toner. Quality can be adjusted.
近年、バイオマス由来樹脂を含め、環境対応性を高めながらトナーとしての機能を向上させることが強く求められている。石油系樹脂は、その構成モノマーに芳香環骨格を有するものが多い。しかし、バイオマス由来樹脂は、低温定着性の品質を求める場合、その構成モノマーに芳香環骨格を有しない脂肪族のモノマーを用いることが多い。そのため、構造上の違いが大きく、樹脂粒子の製造時に粒度分布が悪くなってしまうという課題がある。 In recent years, there has been a strong demand for resins, including biomass-derived resins, to improve their functionality as toners while increasing their environmental friendliness. Many petroleum-based resins have aromatic ring skeletons in their constituent monomers. However, when biomass-derived resins require low-temperature fixability, aliphatic monomers that do not have an aromatic ring skeleton are often used as constituent monomers. Therefore, there is a problem that the structural difference is large and the particle size distribution becomes poor during the production of resin particles.
上記の問題に対し、一実施形態に係る樹脂粒子は、芳香環骨格を有するPET又はPBTを含有することで、環境対応性を高めながらバイオマス由来樹脂の構造上の違いを軽減することができる。また、樹脂粒子の製造時に金属塩を用いて樹脂微粒子を凝集させる場合、架橋度が大きい三価以上の金属塩を用いると凝集性にも差が出やすく粒度分布が悪くなってしまう。二価の金属塩を用いて、マイルドに凝集させることで、粒度分布が良好な樹脂粒子を得ることができる。 In response to the above problem, the resin particles according to one embodiment contain PET or PBT having an aromatic ring skeleton, thereby making it possible to reduce structural differences between biomass-derived resins while increasing environmental friendliness. Furthermore, when a metal salt is used to agglomerate resin fine particles during the production of resin particles, if a trivalent or higher valent metal salt with a high degree of crosslinking is used, the aggregation property tends to vary and the particle size distribution deteriorates. By mild aggregation using a divalent metal salt, resin particles with a good particle size distribution can be obtained.
よって、一実施形態に係る樹脂粒子は、環境負荷を低減することができると共に、優れる粒度分布を有することができる。 Therefore, the resin particles according to one embodiment can reduce environmental impact and have an excellent particle size distribution.
一実施形態に係る樹脂粒子は、上述の通り、PET又はPBTの他に、非晶質樹脂、非晶性樹脂及び結晶性樹脂の少なくとも1つを含むことが好ましく、非晶質樹脂、非晶性樹脂及び結晶性樹脂を含むことがより好ましい。 As described above, the resin particles according to one embodiment preferably contain at least one of an amorphous resin, an amorphous resin, and a crystalline resin in addition to PET or PBT; It is more preferable that the resin contains a synthetic resin and a crystalline resin.
樹脂粒子の全質量に対する、バイオマス由来樹脂と、PET又はPBTとの合計含有量は、50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることがさらに好ましい。 The total content of the biomass-derived resin and PET or PBT relative to the total mass of the resin particles is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and 80% by mass or more. is even more preferable.
一実施形態に係る樹脂粒子は、上述の通り、PET又はPBTと、バイオマス由来樹脂を含むが、PET又はPBTは、バイオマス由来樹脂よりも多く含まれていることが好ましい。 As described above, the resin particles according to one embodiment contain PET or PBT and a biomass-derived resin, but it is preferable that PET or PBT is contained in a larger amount than the biomass-derived resin.
[非晶質樹脂]
一実施形態に係る樹脂粒子は、非晶質樹脂を含むことが好ましい。
[Amorphous resin]
It is preferable that the resin particles according to one embodiment include an amorphous resin.
非晶質樹脂は、テルペン樹脂や非晶質(非晶性)ポリエステル樹脂(以下、「非晶質ポリエステル樹脂B」ともいう。)が好ましく、中でも線状のポリエステル樹脂が好ましく、また未変性ポリエステル樹脂が好ましい。さらには環境対応樹脂が好ましい。本実施形態では、非晶質樹脂はPET又はPBTを除いたものをいう。 The amorphous resin is preferably a terpene resin or an amorphous (non-crystalline) polyester resin (hereinafter also referred to as "amorphous polyester resin B"), especially a linear polyester resin, and an unmodified polyester resin. Resins are preferred. Furthermore, environmentally friendly resins are preferred. In this embodiment, the amorphous resin refers to anything other than PET or PBT.
未変性ポリエステル樹脂とは、多価アルコールと、多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物、多価カルボン酸エステル等の多価カルボン酸又はその誘導体とを用いて得られるポリエステル樹脂であって、イソシアネート化合物等により変性されていないポリエステル樹脂である。 An unmodified polyester resin is a polyester resin obtained using a polyhydric alcohol and a polyhydric carboxylic acid such as a polyhydric carboxylic acid, a polycarboxylic acid anhydride, a polyhydric carboxylic acid ester, or a derivative thereof, It is a polyester resin that has not been modified with isocyanate compounds or the like.
非晶質ポリエステル樹脂としては、ウレタン結合及びウレア結合を有しないことが好ましい。 The amorphous polyester resin preferably does not have urethane bonds or urea bonds.
非晶質ポリエステル樹脂は、構成成分としてジカルボン酸成分を含み、ジカルボン酸成分が、テレフタル酸を50mol%以上含有することが好ましい。これにより、耐熱保存性の点で有利である。 The amorphous polyester resin preferably contains a dicarboxylic acid component as a constituent, and the dicarboxylic acid component preferably contains 50 mol% or more of terephthalic acid. This is advantageous in terms of heat-resistant storage stability.
多価アルコールとしては、例えば、ジオール等が挙げられる。 Examples of polyhydric alcohols include diols and the like.
ジオールとしては、例えば、ポリオキシプロピレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン等のビスフェノールAのアルキレン(炭素数2~3)オキサイド(平均付加モル数1~10)付加物;エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、プロピレングリコール;水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールAのアルキレン(炭素数2~3)オキサイド(平均付加モル数1~10)付加物等が挙げられる。 Examples of the diol include polyoxypropylene (2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane, polyoxyethylene (2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane, etc. Alkylene (carbon number 2-3) oxide (average number of added moles 1-10) adduct of bisphenol A; ethylene glycol, neopentyl glycol, propylene glycol; Hydrogenated bisphenol A, alkylene (carbon number 2) of hydrogenated bisphenol A ~3) Oxide (average number of moles added 1 to 10) adducts, etc.
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 These may be used alone or in combination of two or more.
これらの中でも、植物由来のエチレングリコールやプロピレングリコールを含むことが好ましい。 Among these, it is preferable to include plant-derived ethylene glycol and propylene glycol.
多価カルボン酸としては、例えば、ジカルボン酸等が挙げられる。 Examples of polyhydric carboxylic acids include dicarboxylic acids.
ジカルボン酸としては、例えば、アジピン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、フマル酸、マレイン酸;ドデセニルコハク酸、オクチルコハク酸等の炭素数1~20のアルキル基又は炭素数2~20のアルケニル基で置換されたコハク酸、変性された精製ロジン等が挙げられる。変性された精製ロジンとしては、アクリル酸、フマル酸、及びマレイン酸で変性されたものが好ましい。 Examples of dicarboxylic acids include adipic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, fumaric acid, maleic acid; alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms or alkenyl groups having 2 to 20 carbon atoms, such as dodecenylsuccinic acid and octylsuccinic acid; Examples include succinic acid substituted with , modified purified rosin, and the like. As the modified purified rosin, those modified with acrylic acid, fumaric acid, and maleic acid are preferred.
これらの中でも、植物由来の飽和脂肪族のコハク酸、変性された精製ロジンを含むことが好ましい。植物由来であることにより、カーボンニュートラル性を高めることができる。飽和脂肪族は結晶性ポリエステル樹脂の再結晶化性を高める効果があり、結晶性ポリエステル樹脂のアスペクト比を高め、低温定着性を向上させることが出来る。 Among these, it is preferable to include saturated aliphatic succinic acid derived from plants and modified purified rosin. By being derived from plants, carbon neutrality can be enhanced. Saturated aliphatics have the effect of increasing the recrystallization property of the crystalline polyester resin, and can increase the aspect ratio of the crystalline polyester resin and improve the low-temperature fixability.
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 These may be used alone or in combination of two or more.
また、酸価、水酸基価を調整する目的で、非晶質ポリエステル樹脂は、その樹脂鎖の末端に3価以上のカルボン酸及び3価以上のアルコールの少なくとも何れかを含んでいてもよい。 Further, for the purpose of adjusting the acid value and hydroxyl value, the amorphous polyester resin may contain at least one of a trivalent or higher carboxylic acid and a trivalent or higher alcohol at the end of the resin chain.
3価以上のカルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、又はそれらの酸無水物等が挙げられる。 Examples of trivalent or higher carboxylic acids include trimellitic acid, pyromellitic acid, and acid anhydrides thereof.
3価以上のアルコールとしては、例えば、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン等が挙げられる。 Examples of trihydric or higher alcohols include glycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane, and the like.
非晶質ポリエステル樹脂の分子量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)測定において、重量平均分子量(Mw)3,000~10,000であることが好ましい。数平均分子量(Mn)は、1,000~4,000であることが好ましい。重量平均分子量(Mw)の数平均分子量(Mn)に対する比Mw/Mnは、1.0~4.0であることが好ましい。 The molecular weight of the amorphous polyester resin is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. In gel permeation chromatography (GPC) measurement, the weight average molecular weight (Mw) is preferably 3,000 to 10,000. The number average molecular weight (Mn) is preferably 1,000 to 4,000. The ratio Mw/Mn of weight average molecular weight (Mw) to number average molecular weight (Mn) is preferably 1.0 to 4.0.
分子量が上記の下限値以上の場合、樹脂粒子の耐熱保存性や現像機内での攪拌等のストレスに対する耐久性が低下することを抑制することができる。分子量が上記の上限値以下の場合、樹脂粒子の溶融時の粘弾性が高くなることを抑え、低温定着性が低下することを抑制することができる。 When the molecular weight is at least the above lower limit, it is possible to prevent the resin particles from deteriorating in their heat-resistant storage stability and durability against stress such as stirring in a developing machine. When the molecular weight is less than or equal to the above upper limit, it is possible to prevent the viscoelasticity of the resin particles from increasing when melted and to prevent the low-temperature fixability from decreasing.
重量平均分子量(Mw)は、4,000~7,000がより好ましい。数平均分子量(Mn)は、1,500~3,000がより好ましい。重量平均分子量(Mw)の数平均分子量(Mn)に対する比Mw/Mnは、1.0~3.5がより好ましい。 The weight average molecular weight (Mw) is more preferably 4,000 to 7,000. The number average molecular weight (Mn) is more preferably 1,500 to 3,000. The ratio Mw/Mn of weight average molecular weight (Mw) to number average molecular weight (Mn) is more preferably 1.0 to 3.5.
非晶質ポリエステル樹脂の酸価としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。1mgKOH/g~50mgKOH/gが好ましく、5mgKOH/g~30mgKOH/gがより好ましい。酸価が、1mgKOH/g以上であることにより、樹脂粒子が負帯電性となり易く、更には、紙への定着時に、紙と樹脂粒子の親和性が良くなり、低温定着性を向上させることができる。酸価が、50mgKOH/g以下であることにより、帯電安定性、特に環境変動に対する帯電安定性が低下することを抑制することができる。 The acid value of the amorphous polyester resin is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. 1 mgKOH/g to 50 mgKOH/g is preferable, and 5 mgKOH/g to 30 mgKOH/g is more preferable. When the acid value is 1 mgKOH/g or more, the resin particles tend to be negatively charged, and furthermore, when fixing to paper, the affinity between the paper and the resin particles improves, and low-temperature fixing properties can be improved. can. When the acid value is 50 mgKOH/g or less, charging stability, particularly charging stability against environmental changes, can be prevented from deteriorating.
非晶質ポリエステル樹脂の水酸基価は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、5mgKOH/g以上であることが好ましい。 The hydroxyl value of the amorphous polyester resin is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but is preferably 5 mgKOH/g or more.
非晶質ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、40℃~80℃が好ましく、50℃~70℃がより好ましい。ガラス転移温度(Tg)が40℃以上であることにより、樹脂粒子の耐熱保存性、及び現像機内での攪拌等のストレスに対する耐久性が十分なものとなり、また、耐フィルミング性も良好となる。ガラス転移温度(Tg)が80℃以下であることにより、樹脂粒子の定着時における加熱及び加圧による変形が十分なものとなり、低温定着性が良好となる。 The glass transition temperature (Tg) of the amorphous polyester resin is preferably 40°C to 80°C, more preferably 50°C to 70°C. By having a glass transition temperature (Tg) of 40°C or higher, the resin particles have sufficient heat-resistant storage stability and durability against stress such as stirring in a developing machine, and also have good filming resistance. . When the glass transition temperature (Tg) is 80° C. or less, the resin particles are sufficiently deformed by heating and pressure during fixing, and low-temperature fixability is improved.
非晶質ポリエステル樹脂の分子構造は、溶液又は固体によるNMR測定の他、X線回折、GC/MS、LC/MS及びIR測定等により確認することができる。簡便には赤外線吸収スペクトルにおいて、965±10cm-1及び990±10cm-1にオレフィンのδCH(面外変角振動)に基づく吸収を有しないものを非晶質ポリエステル樹脂として検出する方法が挙げられる。 The molecular structure of the amorphous polyester resin can be confirmed by X-ray diffraction, GC/MS, LC/MS, IR measurement, etc. in addition to NMR measurement using a solution or solid. A simple method is to detect amorphous polyester resin that does not have absorption based on δ CH (out-of-plane bending vibration) of olefin at 965 ± 10 cm -1 and 990 ± 10 cm -1 in an infrared absorption spectrum. It will be done.
非晶質ポリエステル樹脂の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、樹脂粒子100質量部に対して、50質量部~90質量部が好ましく、60質量部~80質量部がより好ましい。前記含有量が50質量部以上であると、樹脂粒子中の顔料、離型剤の分散性が悪化することを抑制でき、画像のかぶりや乱れが生じることを抑制することができる。前記含有量が90質量部以下であると、結晶性ポリエステル樹脂C及び非晶質ポリエステル樹脂Bの含有量が少なくなることを防止して低温定着性の低下を抑制することができる。前記含有量が、前記のより好ましい範囲であると、高画質及び低温定着性の全てに優れる点で有利である。 The content of the amorphous polyester resin is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but it is preferably 50 parts by mass to 90 parts by mass, and 60 parts by mass to 100 parts by mass of the resin particles. 80 parts by mass is more preferred. When the content is 50 parts by mass or more, it is possible to suppress deterioration of the dispersibility of the pigment and the release agent in the resin particles, and it is possible to suppress the occurrence of fogging and disturbance of images. When the content is 90 parts by mass or less, it is possible to prevent the contents of the crystalline polyester resin C and the amorphous polyester resin B from decreasing, thereby suppressing a decrease in low-temperature fixability. When the content is within the more preferred range, it is advantageous in that both high image quality and low-temperature fixability are excellent.
[非晶性樹脂(プレポリマー)]
一実施形態に係る樹脂粒子は、低温定着性向上のために、非晶性樹脂(プレポリマー)を含んでもよい。
[Amorphous resin (prepolymer)]
The resin particles according to one embodiment may include an amorphous resin (prepolymer) to improve low-temperature fixability.
反応性前駆体としては、活性水素基と反応可能な基を持つポリエステルが挙げられる。 Examples of the reactive precursor include polyesters having groups capable of reacting with active hydrogen groups.
活性水素基と反応可能な基としては、例えば、イソシアネート基、エポキシ基、カルボン酸、酸クロリド基等が挙げられる。これらの中でも、非晶質ポリエステル樹脂にウレタン結合又はウレア結合を導入可能な点で、イソシアネート基が好ましい。 Examples of groups capable of reacting with active hydrogen groups include isocyanate groups, epoxy groups, carboxylic acids, and acid chloride groups. Among these, isocyanate groups are preferred since they can introduce urethane bonds or urea bonds into the amorphous polyester resin.
反応性前駆体は、3価以上のアルコール及び3価以上のカルボン酸の少なくともいずれかによって付与される分岐構造を有していても良い。 The reactive precursor may have a branched structure provided by at least one of a trihydric or higher alcohol and a trivalent or higher carboxylic acid.
イソシアネート基を含有するポリエステル樹脂としては、例えば、活性水素基を有するポリエステル樹脂とポリイソシアネートとの反応生成物等が挙げられる。 Examples of polyester resins containing isocyanate groups include reaction products between polyester resins containing active hydrogen groups and polyisocyanates.
活性水素基を有するポリエステル樹脂は、例えば、ジオールと、ジカルボン酸と、3価以上のアルコール及び3価以上のカルボン酸の少なくともいずれかと重縮合することにより得られる。3価以上のアルコール及び3価以上のカルボン酸は、イソシアネート基を含有するポリエステル樹脂に分岐構造を付与する。 A polyester resin having an active hydrogen group can be obtained, for example, by polycondensing a diol, a dicarboxylic acid, and at least one of a trihydric or higher alcohol and a trivalent or higher carboxylic acid. The trihydric or higher alcohol and the trivalent or higher carboxylic acid impart a branched structure to the polyester resin containing an isocyanate group.
ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、1,5-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオール等の脂肪族ジオール;ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のオキシアルキレン基を有するジオール;1,4-シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールA等の脂環式ジオール;脂環式ジオールに、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等のアルキレンオキシドを付加したもの;ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS等のビスフェノール類;ビスフェノール類に、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等のアルキレンオキシドを付加したもの等のビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物等が挙げられる。これらの中でも、非晶質ポリエステル樹脂Aのガラス転移温度(Tg)を20℃以下に制御する観点から、例えば、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、1,5-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール等の炭素数3以上10以下の脂肪族ジオールを使用することが好ましく、樹脂中のアルコール成分の50mol%以上使用することがより好ましい。これらのジオールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the diol include ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 1,5-pentanediol, 3- Aliphatic diols such as methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, 1,10-decanediol, 1,12-dodecanediol; diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene Diols with oxyalkylene groups such as glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene glycol; Alicyclic diols such as 1,4-cyclohexanedimethanol and hydrogenated bisphenol A; Alicyclic diols with ethylene oxide and propylene oxide , butylene oxide and other alkylene oxides; bisphenols such as bisphenol A, bisphenol F, and bisphenol S; bisphenols with alkylene oxides such as ethylene oxide, propylene oxide, and butylene oxide added to bisphenols; Examples include oxide adducts. Among these, from the viewpoint of controlling the glass transition temperature (Tg) of the amorphous polyester resin A to 20°C or less, for example, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, It is preferable to use aliphatic diols having 3 to 10 carbon atoms, such as 2-methyl-1,3-propanediol, 1,5-pentanediol, and 3-methyl-1,5-pentanediol. It is more preferable to use 50 mol% or more of the alcohol component. These diols may be used alone or in combination of two or more.
非晶質ポリエステル樹脂Aは、樹脂鎖に立体障害を有することで、定着時の溶融粘度が低下して低温定着性がより発現しやすくなる。このため、脂肪族ジオールの主鎖は、下記一般式(1)で表される構造を有することが好ましい。
HO-(CR1R2)n-OH ・・・一般式(1)
但し、一般式(1)中、R1及びR2は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~3のアルキル基を表す。nは3~9の奇数を表す。n個の繰り返し単位において、R1及びR2は、それぞれ、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
Since the amorphous polyester resin A has steric hindrance in its resin chain, the melt viscosity at the time of fixing is lowered, and low-temperature fixability is more easily exhibited. Therefore, it is preferable that the main chain of the aliphatic diol has a structure represented by the following general formula (1).
HO-(CR 1 R 2 ) n -OH...General formula (1)
However, in the general formula (1), R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. n represents an odd number from 3 to 9. In the n repeating units, R 1 and R 2 may be the same or different.
ここで、脂肪族ジオールの主鎖とは、脂肪族ジオールが有する二つのヒドロキシル基間を最短数で結ばれた炭素鎖のことである。主鎖の炭素数が奇数である場合、偶奇性により結晶性が低下するので好ましい。また、少なくとも1つ以上の炭素数1~3のアルキル基を側鎖に有する場合、立体性により主鎖分子間の相互作用エネルギーが低下するのでより好ましい。 Here, the main chain of an aliphatic diol is a carbon chain connected by the shortest number between two hydroxyl groups of the aliphatic diol. It is preferable that the number of carbon atoms in the main chain is odd, since crystallinity decreases due to even-oddness. Further, it is more preferable to have at least one alkyl group having 1 to 3 carbon atoms in the side chain, since the interaction energy between main chain molecules is lowered due to stericity.
ジカルボン酸としては、例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、マレイン酸、フマル酸等の脂肪族ジカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸等が挙げられる。また、これらの無水物や低級(炭素数1~3)アルキルエステル化物、ハロゲン化物を用いても良い。これらの中でも、非晶質ポリエステル樹脂Aのガラス転移温度(Tg)を20℃以下に制御する観点から、炭素数4以上12以下の脂肪族ジカルボン酸が好ましく、樹脂中のカルボン酸成分の50質量%以上使用することがより好ましい。これらのジカルボン酸は、1種単独で使用しても良いし、2種以上を併用しても良い。 Examples of dicarboxylic acids include aliphatic dicarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, maleic acid, and fumaric acid; aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, and naphthalene dicarboxylic acid. etc. Further, anhydrides, lower alkyl esters (having 1 to 3 carbon atoms), and halides of these may also be used. Among these, from the viewpoint of controlling the glass transition temperature (Tg) of the amorphous polyester resin A to 20°C or less, aliphatic dicarboxylic acids having 4 to 12 carbon atoms are preferred, and 50% by mass of the carboxylic acid component in the resin It is more preferable to use % or more. These dicarboxylic acids may be used alone or in combination of two or more.
3価以上のアルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等の3価以上の脂肪族アルコール;トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラック等の3価以上のポリフェノール類;3価以上のポリフェノール類に、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等のアルキレンオキシドを付加したもの等の3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキシド付加物等が挙げられる。 Examples of trivalent or higher alcohols include trivalent or higher aliphatic alcohols such as glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, and sorbitol; trivalent or higher polyphenols such as trisphenol PA, phenol novolac, and cresol novolac. Types include alkylene oxide adducts of trivalent or higher polyphenols, such as those obtained by adding alkylene oxide such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc. to trivalent or higher polyphenols.
3価以上のカルボン酸としては、例えば、3価以上の芳香族カルボン酸等が挙げられ、特にはトリメリット酸、ピロメリット酸等の炭素数9以上20以下の3価以上の芳香族カルボン酸が好ましい。また、これらの無水物や、低級(炭素数1~3)アルキルエステル化物、ハロゲン化物を用いても良い。 Examples of trivalent or higher carboxylic acids include trivalent or higher aromatic carboxylic acids, particularly trivalent or higher aromatic carboxylic acids having 9 to 20 carbon atoms such as trimellitic acid and pyromellitic acid. is preferred. Further, anhydrides, lower alkyl esters (having 1 to 3 carbon atoms), and halides of these may also be used.
ポリイソシアネートとしては、例えば、ジイソシアネート、3価以上のイソシアネート等が挙げられる。 Examples of the polyisocyanate include diisocyanate, trivalent or higher valent isocyanate, and the like.
ポリイソシアネートとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、1,3-及び/又は1,4-フェニレンジイソシアネート、2,4-及び/又は2,6-トリレンジイソシアネート(TDI)、粗製TDI、2,4'-及び/又は4,4'-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、粗製MDI[粗製ジアミノフェニルメタン〔ホルムアルデヒドと芳香族アミン(アニリン)又はその混合物との縮合生成物;ジアミノジフェニルメタンと少量(たとえば5~20質量%)の3官能以上のポリアミンとの混合物〕のホスゲン化物:ポリアリルポリイソシアネート(PAPI)]、1,5-ナフチレンジイソシアネート、4,4',4"-トリフェニルメタントリイソシアネート、m-及びp-イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート;エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ドデカメチレンジイソシアネート、1,6,11-ウンデカントリイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2,6-ジイソシアナトメチルカプロエート、ビス(2-イソシアナトエチル)フマレート、ビス(2-イソシアナトエチル)カーボネート、2-イソシアナトエチル-2,6-ジイソシアナトヘキサノエート等の脂肪族ジイソシアネート;イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタン-4,4'-ジイソシアネート(水添MDI)、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート(水添TDI)、ビス(2-イソシアナトエチル)-4-シクロヘキセン-1,2-ジカルボキシレート、2,5-及び2,6-ノルボルナンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネート;m-及びp-キシリレンジイソシアネート(XDI)、α,α,α',α'-テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)等の芳香脂肪族ジイソシアネート;リジントリイソシアネート、3価以上のアルコールのジイソシアネート変性物等の3価以上のポリイソシアネート;これらのイソシアネートの変性物が挙げられ、これらの2種以上の混合物であっても良い。前記イソシアネートの変性物としては、例えば、ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、イソシアヌレート基、オキサゾリドン基含有変性物等が挙げられる。 The polyisocyanate is not particularly limited and can be selected as appropriate depending on the purpose, for example, 1,3- and/or 1,4-phenylene diisocyanate, 2,4- and/or 2,6-tolylene diisocyanate. Isocyanate (TDI), crude TDI, 2,4'- and/or 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), crude MDI [crude diaminophenylmethane] condensation product of formaldehyde and aromatic amines (aniline) or mixtures thereof A mixture of diaminodiphenylmethane and a small amount (for example, 5 to 20% by mass) of a trifunctional or higher functional polyamine]], phosgenated product: polyallyl polyisocyanate (PAPI)], 1,5-naphthylene diisocyanate, 4,4', Aromatic diisocyanates such as 4"-triphenylmethane triisocyanate, m- and p-isocyanatophenylsulfonyl isocyanate; ethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), dodecamethylene diisocyanate, 1,6,11-undecane Triisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethyl caproate, bis(2-isocyanatoethyl) fumarate, bis(2-isocyanatoethyl) carbonate, 2- Aliphatic diisocyanates such as isocyanatoethyl-2,6-diisocyanatohexanoate; isophorone diisocyanate (IPDI), dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate (hydrogenated MDI), cyclohexylene diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate ( alicyclic diisocyanates such as hydrogenated TDI), bis(2-isocyanatoethyl)-4-cyclohexene-1,2-dicarboxylate, 2,5- and 2,6-norbornane diisocyanate; Aroaliphatic diisocyanates such as diisocyanate (XDI) and α, α, α', α'-tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI); Polyisocyanate: Examples include modified products of these isocyanates, and mixtures of two or more of these may be used. Examples of modified products of the isocyanate include urethane groups, carbodiimide groups, allophanate groups, urea groups, biuret groups, etc. Examples include modified products containing a group, a uretdione group, a uretimine group, an isocyanurate group, and an oxazolidone group.
[結晶性樹脂]
一実施形態に係る樹脂粒子は、低温定着性向上のために、結晶性樹脂を添加することが好ましい。
[Crystalline resin]
It is preferable that a crystalline resin is added to the resin particles according to one embodiment in order to improve low-temperature fixability.
結晶性樹脂としては、結晶性を有するものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテル樹脂、ビニル樹脂、変性結晶性樹脂等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 The crystalline resin is not particularly limited as long as it has crystallinity, and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples include polyester resin, polyurethane resin, polyurea resin, polyamide resin, polyether resin, vinyl resin, modified crystalline resin, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
結晶性樹脂で用いられるポリエステル樹脂は、結晶性ポリエステル樹脂(以下、「結晶性ポリエステル樹脂C」と称することがある。)である。以下、結晶性ポリエステル樹脂Cについて説明する。 The polyester resin used as the crystalline resin is a crystalline polyester resin (hereinafter sometimes referred to as "crystalline polyester resin C"). The crystalline polyester resin C will be explained below.
結晶性ポリエステル樹脂Cは、高い結晶性をもつために、定着開始温度付近において急激な粘度変化を示す熱溶融特性を示す。 Since the crystalline polyester resin C has high crystallinity, it exhibits heat-melting characteristics that exhibit a rapid viscosity change near the fixing start temperature.
このような特性を有する結晶性ポリエステル樹脂Cを非晶質ポリエステル樹脂Bと共に用いることで、良好な耐熱保存性と低温定着性とを兼ね備えた樹脂粒子が得られる。例えば、共に用いることにより、溶融開始温度直前までは結晶性による耐熱保存性がよく、溶融開始温度では結晶性ポリエステル樹脂Cの融解による急激な粘度低下(シャープメルト性)を起こし、それに伴い、前述する非晶質ポリエステル樹脂Bと相溶し、共に急激に粘度低下することで良好に定着させることができる。 By using the crystalline polyester resin C having such characteristics together with the amorphous polyester resin B, resin particles having both good heat-resistant storage stability and low-temperature fixability can be obtained. For example, when used together, the heat-resistant storage property due to crystallinity is good until just before the melting start temperature, but at the melting start temperature, a rapid viscosity decrease (sharp melt property) occurs due to the melting of the crystalline polyester resin C, and as a result, the above-mentioned It is compatible with the amorphous polyester resin B, and the viscosity of both resins decreases rapidly, so that good fixing can be achieved.
(結晶性ポリエステル樹脂)
結晶性ポリエステル樹脂は、多価アルコールと、多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物、多価カルボン酸エステル等の多価カルボン酸又はその誘導体から得られる。
(Crystalline polyester resin)
The crystalline polyester resin is obtained from a polyhydric alcohol and a polyhydric carboxylic acid such as a polyhydric carboxylic acid, a polycarboxylic anhydride, a polycarboxylic acid ester, or a derivative thereof.
なお、本実施形態において結晶性ポリエステル樹脂とは、上記のように、多価アルコールと、多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物、多価カルボン酸エステル等の多価カルボン酸又はその誘導体とを用いて得られるものを指し、ポリエステル樹脂を変性したもの、例えばプレポリマー、及びそのプレポリマーを架橋及び/又は伸長反応させて得られる樹脂は、前記結晶性ポリエステル樹脂には属さない。 In addition, as mentioned above, the crystalline polyester resin in this embodiment includes a polyhydric alcohol, a polyhydric carboxylic acid such as a polyhydric carboxylic acid, a polycarboxylic acid anhydride, a polyhydric carboxylic acid ester, or a derivative thereof. Modified polyester resins, such as prepolymers, and resins obtained by subjecting the prepolymers to crosslinking and/or elongation reactions do not belong to the crystalline polyester resins.
((多価アルコール))
多価アルコールとしては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジオール、及び3価以上のアルコールが挙げられる。
((Polyhydric alcohol))
The polyhydric alcohol is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and includes, for example, diols and trihydric or higher alcohols.
ジオールとしては、例えば、飽和脂肪族ジオール等が挙げられる。前記飽和脂肪族ジオールとしては、直鎖飽和脂肪族ジオール、分岐飽和脂肪族ジオールが挙げられるが、これらの中でも、直鎖飽和脂肪族ジオールが好ましく、炭素数が2~12の直鎖飽和脂肪族ジオールがより好ましい。前記飽和脂肪族ジオールが分岐型であると、結晶性ポリエステル樹脂の結晶性が低下し、融点が低下してしまうことがある。また、前記飽和脂肪族ジオールの炭素数が12を超えると、実用上の材料の入手が困難となる。 Examples of diols include saturated aliphatic diols. Examples of the saturated aliphatic diol include straight chain saturated aliphatic diols and branched saturated aliphatic diols. Among these, straight chain saturated aliphatic diols are preferred, and straight chain saturated aliphatic diols having 2 to 12 carbon atoms are preferred. Diols are more preferred. If the saturated aliphatic diol is a branched type, the crystallinity of the crystalline polyester resin may decrease and the melting point may decrease. Moreover, when the carbon number of the saturated aliphatic diol exceeds 12, it becomes difficult to obtain a material for practical use.
前記飽和脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,13-トリデカンジオール、1,14-テトラデカンジオール、1,18-オクタデカンジオール、1,14-エイコサンデカンジオール等が挙げられる。これらの中でも、前記結晶性ポリエステル樹脂の結晶性が高く、シャープメルト性に優れる点で、エチレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、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、1,12-ドデカンジオールが好ましい。 Examples of the saturated aliphatic diol include ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1, 8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 1,11-undecanediol, 1,12-dodecanediol, 1,13-tridecanediol, 1,14-tetradecanediol, 1, Examples include 18-octadecanediol and 1,14-eicosandecanediol. Among these, ethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, 1,9 -nonanediol, 1,10-decanediol, and 1,12-dodecanediol are preferred.
3価以上のアルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。これらは1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of trihydric or higher alcohols include glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
((多価カルボン酸))
多価カルボン酸としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、2価のカルボン酸、及び3価以上のカルボン酸が挙げられる。
((polyhydric carboxylic acid))
The polyvalent carboxylic acid is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and examples thereof include divalent carboxylic acids and trivalent or higher carboxylic acids.
2価のカルボン酸としては、例えば、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,9-ノナンジカルボン酸、1,10-デカンジカルボン酸、1,12-ドデカンジカルボン酸、1,14-テトラデカンジカルボン酸、1,18-オクタデカンジカルボン酸等の飽和脂肪族ジカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレン-2,6-ジカルボン酸、マロン酸、メサコニン酸等の芳香族ジカルボン酸;等が挙げられる。更に、これらの無水物やこれらの低級(炭素数1~3)アルキルエステルも挙げられる。中でも、カーボンニュートラルの観点から、植物由来の炭素数が12以下の飽和脂肪族が好ましい。 Examples of divalent carboxylic acids include oxalic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, superric acid, azelaic acid, sebacic acid, 1,9-nonanedicarboxylic acid, 1,10-decanedicarboxylic acid, 1,12 - Saturated aliphatic dicarboxylic acids such as dodecanedicarboxylic acid, 1,14-tetradecanedicarboxylic acid, 1,18-octadecanedicarboxylic acid; phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, naphthalene-2,6-dicarboxylic acid, malonic acid, mesaconine aromatic dicarboxylic acids such as acids; and the like. Further, anhydrides thereof and lower alkyl esters (having 1 to 3 carbon atoms) thereof may also be mentioned. Among these, from the viewpoint of carbon neutrality, saturated aliphatic compounds having 12 or less carbon atoms derived from plants are preferred.
3価以上のカルボン酸としては、例えば、1,2,4-ベンゼントリカルボン酸、1,2,5-ベンゼントリカルボン酸、1,2,4-ナフタレントリカルボン酸等、及びこれらの無水物やこれらの低級(炭素数1~3)アルキルエステル等が挙げられる。 Examples of trivalent or higher carboxylic acids include 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,2,5-benzenetricarboxylic acid, 1,2,4-naphthalenetricarboxylic acid, and their anhydrides and Examples include lower (1 to 3 carbon atoms) alkyl esters.
これらは1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 These may be used alone or in combination of two or more.
結晶性ポリエステル樹脂は、炭素数4~12の直鎖飽和脂肪族ジカルボン酸と、炭素数2~12の直鎖飽和脂肪族ジオールとから構成されることが好ましい。これにより、結晶性が高く、シャープメルト性に優れるため、優れた低温定着性を発揮できる。また、結晶性ポリエステル樹脂の結晶性および軟化点を制御する方法として、ポリエステル合成時にアルコール成分にグリセリン等の3価以上の多価アルコールや、酸成分に無水トリメリット酸等の3価以上の多価カルボン酸を追加して縮重合を行った非線状ポリエステル等を設計、使用する等の方法が挙げられる。 The crystalline polyester resin is preferably composed of a linear saturated aliphatic dicarboxylic acid having 4 to 12 carbon atoms and a linear saturated aliphatic diol having 2 to 12 carbon atoms. As a result, the toner has high crystallinity and excellent sharp melting properties, so it can exhibit excellent low-temperature fixing properties. In addition, as a method for controlling the crystallinity and softening point of crystalline polyester resins, we have added trivalent or higher polyhydric alcohols such as glycerin to the alcohol component during polyester synthesis, and trivalent or higher polyhydric alcohols such as trimellitic anhydride to the acid component. Examples include designing and using a non-linear polyester obtained by adding a carboxylic acid and performing condensation polymerization.
結晶性ポリエステル樹脂の分子構造は、溶液や固体によるNMR測定の他、X線回折、GC/MS、LC/MS、IR測定等により確認することができるが、簡便には赤外線吸収スペクトルにおいて、965±10cm-1もしくは990±10cm-1にオレフィンのδCH(面外変角振動)に基づく吸収を有するものを例としてあげることができる。 The molecular structure of crystalline polyester resin can be confirmed by X-ray diffraction, GC/MS, LC/MS, IR measurement, etc. in addition to NMR measurement using solutions and solids. Examples include those having absorption based on δ CH (out-of-plane bending vibration) of an olefin at ±10 cm −1 or 990 ±10 cm −1 .
分子量については、上記の分子量分布がシャープで低分子量のものが低温定着性に優れ、分子量が低い成分が多いと耐熱保存性が悪化する。こうした観点から、o-ジクロロベンゼンの可溶分のGPCによる分子量分布で、横軸をlog(M)、縦軸を質量%で表した分子量分布図のピーク位置が3.5~4.0の範囲にあり、ピークの半値幅が1.5以下であり、重量平均分子量(Mw)で3,000~30,000、数平均分子量(Mn)で1,000~10,000、重量平均分子量(Mw)の数平均分子量(Mn)に対する比Mw/Mnが1~10であることが好ましい。更には、重量平均分子量(Mw)で5,000~15,000、数平均分子量(Mn)で2,000~10,000、Mw/Mnが1~5であることがより好ましい。 Regarding the molecular weight, those with a sharp molecular weight distribution and low molecular weight have excellent low-temperature fixing properties, and if there are many components with low molecular weight, heat-resistant storage stability will deteriorate. From this point of view, in the molecular weight distribution of the soluble portion of o-dichlorobenzene determined by GPC, the peak position of the molecular weight distribution map with log(M) on the horizontal axis and mass% on the vertical axis is 3.5 to 4.0. range, the half width of the peak is 1.5 or less, the weight average molecular weight (Mw) is 3,000 to 30,000, the number average molecular weight (Mn) is 1,000 to 10,000, and the weight average molecular weight ( The ratio Mw/Mn of Mw) to the number average molecular weight (Mn) is preferably 1 to 10. More preferably, the weight average molecular weight (Mw) is 5,000 to 15,000, the number average molecular weight (Mn) is 2,000 to 10,000, and the Mw/Mn is 1 to 5.
結晶性ポリエステル樹脂の酸価は、紙と樹脂との親和性の観点から、目的とする低温定着性を達成するため、5mgKOH/g以上が好ましい。転相乳化法による微粒子の作製のためには、結晶性ポリエステル樹脂の酸価は、7mgKOH/g以上であることがより好ましい。一方、ホットオフセット性を向上させるには、結晶性ポリエステル樹脂の酸価は、45mgKOH/g以下であること好ましい。 The acid value of the crystalline polyester resin is preferably 5 mgKOH/g or more in order to achieve the desired low-temperature fixability from the viewpoint of affinity between the paper and the resin. For the production of fine particles by phase inversion emulsification, the acid value of the crystalline polyester resin is more preferably 7 mgKOH/g or more. On the other hand, in order to improve hot offset properties, the acid value of the crystalline polyester resin is preferably 45 mgKOH/g or less.
また、結晶性ポリエステル樹脂の水酸基価は、所定の低温定着性を達成し、かつ良好な帯電特性を達成するため、0~50mgKOH/gが好ましく、5~50mgKOH/gがより好ましい。 Further, the hydroxyl value of the crystalline polyester resin is preferably 0 to 50 mgKOH/g, more preferably 5 to 50 mgKOH/g, in order to achieve a predetermined low-temperature fixability and good charging characteristics.
[その他の成分]
一実施形態に係る樹脂粒子は、その他の成分を含有していてもよい。その他の成分としては、例えば、ワックス、外添剤、着色剤、帯電制御剤、クリーニング性向上剤、磁性材料等が挙げられる。
[Other ingredients]
The resin particles according to one embodiment may contain other components. Examples of other components include wax, external additives, colorants, charge control agents, cleaning performance improvers, and magnetic materials.
(ワックス)
ワックスとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、融点が50℃~120℃の低融点の離型剤が好ましい。低融点の離型剤は、前記樹脂と分散されることにより、離型剤として効果的に定着ローラと樹脂粒子との界面との間で働き、これによりオイルレス(定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布しない)でもホットオフセット性が良好となる。
(wax)
The wax is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but a release agent with a low melting point of 50° C. to 120° C. is preferable. By being dispersed with the resin, the low melting point mold release agent effectively acts as a mold release agent between the interface between the fixing roller and the resin particles, thereby creating an oil-less (oil-like release process for the fixing roller). Good hot offset properties can be obtained even when no molding agent is applied.
離型剤としては、例えば、ロウ類、ワックス類、等が好適に挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、例えば、カルナウバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス;ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス;オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス;パラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス;等の天然ワックスが挙げられる。また、これら天然ワックスのほか、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス;エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス;等が挙げられる。更に、12-ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド;低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ-n-ステアリルメタクリレート、ポリ-n-ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体(例えば、n-ステアリルアクリレート-エチルメタクリレートの共重合体等);側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子、等を用いてもよい。これらは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 Suitable examples of the mold release agent include waxes, waxes, and the like. Waxes and waxes include, for example, vegetable waxes such as carnauba wax, cotton wax, wood wax, and rice wax; animal waxes such as beeswax and lanolin; mineral waxes such as ozokerite and cercin; paraffin and microcrystalline. Natural waxes such as petroleum waxes such as , and petrolatum; In addition to these natural waxes, synthetic hydrocarbon waxes such as Fischer-Tropsch wax and polyethylene wax; synthetic waxes such as esters, ketones, and ethers; and the like. Furthermore, fatty acid amides such as 12-hydroxystearamide, stearamide, phthalic anhydride, and chlorinated hydrocarbons; low molecular weight crystalline polymer resins such as poly-n-stearyl methacrylate and poly-n-lauryl; Homopolymers or copolymers of polyacrylate such as methacrylate (for example, n-stearylacrylate-ethyl methacrylate copolymers, etc.); crystalline polymers having long alkyl groups in side chains, etc. may also be used. These may be used alone or in combination of two or more.
環境負荷低減の観点からは、植物系ワックスが好ましい。 From the viewpoint of reducing environmental impact, vegetable waxes are preferred.
ワックスの融点としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、50℃~120℃が好ましく、60℃~90℃がより好ましい。融点が、50℃以上であれば、ワックスが耐熱保存性に悪影響を与えるのを防止でき、120℃以下であれば、低温での定着時にコールドオフセットを起こすという問題を有効に防止できる。ワックスの溶融粘度としては、該ワックスの融点より20℃高い温度での測定値として、5cps~1,000cpsが好ましく、10cps~100cpsがより好ましい。溶融粘度が、5cps以上であれば、離型性の低下を防止でき、1,000cps以下であれば、耐ホットオフセット性、低温定着性の効果が十分発揮できる。ワックスの樹脂粒子における含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0質量%~40質量%が好ましく、3質量%~30質量%がより好ましい。
The melting point of the wax is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but is preferably 50°C to 120°C, more preferably 60°C to 90°C. When the melting point is 50° C. or higher, it is possible to prevent the wax from adversely affecting heat-resistant storage stability, and when it is 120° C. or lower, the problem of cold offset occurring during fixing at low temperatures can be effectively prevented. The melt viscosity of the wax is preferably 5 cps to 1,000 cps, more preferably 10 cps to 100 cps, as measured at a
(外添剤)
外添剤として、無機微粒子及び高分子系微粒子等を用いることができる。
(external additive)
Inorganic fine particles, polymeric fine particles, and the like can be used as external additives.
無機微粒子としては、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化鉄、酸化銅、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、珪藻土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化珪素、窒化珪素等を挙げることができる。これらの中でも、シリカ、アルミナ、酸化チタンが好ましい。 Inorganic fine particles include silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, iron oxide, copper oxide, zinc oxide, tin oxide, silica sand, clay, mica, and wollastonite. , diatomaceous earth, chromium oxide, cerium oxide, red iron oxide, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, silicon nitride, and the like. Among these, silica, alumina, and titanium oxide are preferred.
また、無機微粒子は、疎水化処理剤により表面処理を行って、疎水性を高め、高湿度下においても流動特性及び帯電特性の悪化を抑えてもよいい。疎水化処理剤としては、例えば、シランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコンオイル、変性シリコンオイル等が好ましい疎水化処理剤として挙げられる。 Further, the inorganic fine particles may be surface-treated with a hydrophobizing agent to increase hydrophobicity and suppress deterioration of flow characteristics and charging characteristics even under high humidity. Examples of hydrophobizing agents include silane coupling agents, silylating agents, silane coupling agents having a fluorinated alkyl group, organic titanate coupling agents, aluminum coupling agents, silicone oil, modified silicone oil, etc. are mentioned as preferred hydrophobizing agents.
高分子系微粒子としては、例えばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコン、ベンゾグアナミン、ナイロン等の重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子等が挙げられる。 Examples of polymeric fine particles include polystyrene obtained by soap-free emulsion polymerization, suspension polymerization, and dispersion polymerization, methacrylic ester and acrylic ester copolymers, polycondensation systems such as silicone, benzoguanamine, and nylon, and thermosetting resins. Examples include polymer particles according to.
また、無機微粒子の一次粒子の平均粒子径は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、5nm~2μmであることが好ましく、より好ましくは10nm~500nmである。平均粒子径が5nm以上であれば、無機微粒子の凝集が抑えられ、樹脂粒子中で無機微粒子を均一に分散させることができる。平均粒子径が2μm以下であれば、フィラー効果による耐熱保存性の向上が得られる。 Further, the average particle diameter of the primary particles of the inorganic fine particles is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but is preferably 5 nm to 2 μm, more preferably 10 nm to 500 nm. When the average particle diameter is 5 nm or more, aggregation of the inorganic fine particles can be suppressed and the inorganic fine particles can be uniformly dispersed in the resin particles. When the average particle diameter is 2 μm or less, heat-resistant storage stability can be improved due to the filler effect.
なお、平均粒子径とは、透過型電子顕微鏡により得られる写真より直接粒子径を求めた値であり、少なくとも100個以上の粒子を観察しその長径の平均値を用いることが好ましい。 Note that the average particle diameter is a value obtained by directly determining the particle diameter from a photograph obtained by a transmission electron microscope, and it is preferable to observe at least 100 particles and use the average value of their major diameters.
無機微粒子のBET法による比表面積は、20~500m2/gであることが好ましい。 The specific surface area of the inorganic fine particles measured by the BET method is preferably 20 to 500 m 2 /g.
無機微粒子の含有量は、樹脂粒子の0.01質量%~5質量%であることが好ましい。 The content of the inorganic fine particles is preferably 0.01% by mass to 5% by mass of the resin particles.
(着色剤)
着色剤としては、公知の染料及び顔料が使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ポグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。
(colorant)
As the colorant, known dyes and pigments can be used, such as carbon black, nigrosine dye, iron black, naphthol yellow S, Hansa yellow (10G, 5G, G), cadmium yellow, yellow iron oxide, loess, Yellow lead, titanium yellow, polyazo yellow, oil yellow, Hansa yellow (GR, A, RN, R), pigment yellow L, benzidine yellow (G, GR), permanent yellow (NCG), Vulcan fast yellow (5G, R) ), tartrazine lake, quinoline yellow lake, anthrazan yellow BGL, isoindolinone yellow, red red red, lead red, lead vermilion, cadmium red, cadmium mercury red, antimony vermilion, permanent red 4R, para red, physe Red, parachlororthonitroaniline red, Lysole Fast Scarlet G, Brilliant Fast Scarlet, Brilliant Carmin BS, Permanent Red (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), Fast Scarlet VD, Belkan Fast Rubin B, Brilliant Scarlet G, Lysol Rubin GX, Permanent Red F5R, Brilliant Carmine 6B, Pogment Scarlet 3B, Bordeaux 5B, Toluidine Maroon, Permanent Bordeaux F2K, Helio Bordeaux BL, Bordeaux 10B, Bon Maroon Light, Bon Maroon Medium, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Rhodamine Lake Y, Alizarin Lake, Thioindigo Red B, Thioindigo Maroon, Oil Red, Quinacridone Red, Pyrazolone Red, Polyazole Red, Chrome Vermilion, Benzidine Orange, Perinone Orange, Oil Orange, Cobalt Blue, Cerulean Blue, Alkaline Blue Lake, Peacock blue lake, Victoria blue lake, metal-free phthalocyanine blue, phthalocyanine blue, fast sky blue, indanthrene blue (RS, BC), indigo, ultramarine, navy blue, anthraquinone blue, fast violet B, methyl violet lake, cobalt purple, Manganese purple, dioxane violet, anthraquinone violet, chrome green, zinc green, chromium oxide, pyridian, emerald green, pigment green B, naphthol green B, green gold, acid green lake, malachite green lake, phthalocyanine green, anthraquinone green, titanium oxide , zinc white, litobone and mixtures thereof can be used.
(帯電制御剤)
帯電制御剤は、一般的な帯電制御剤を使用でき、帯電制御剤としては、例えば、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、四級アンモニウム塩(フッ素変性四級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体又は化合物、タングステンの単体又は化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン03、第四級アンモニウム塩のボントロンP-51、含金属アゾ染料のボントロンS-34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE-82、サリチル酸系金属錯体のE-84、フェノール系縮合物のE-89(以上、オリエント化学工業社製)、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP-302、TP-415(以上、保土谷化学工業社製)、第四級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、第四級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA-901、ホウ素錯体であるLR-147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。帯電制御剤は性能を発現し定着性等への阻害がない範囲の量で用いられればよく、樹脂粒子中に0.5質量%~5質量%、好ましくは0.8質量%~3質量%含まれるのが良い。
(Charge control agent)
As the charge control agent, a general charge control agent can be used. Examples of the charge control agent include nigrosine dyes, triphenylmethane dyes, chromium-containing metal complex dyes, molybdate chelate pigments, rhodamine dyes, and alkoxy dyes. Amines, quaternary ammonium salts (including fluorine-modified quaternary ammonium salts), alkylamides, phosphorus elements or compounds, tungsten elements or compounds, fluorine-based activators, salicylic acid metal salts, and metal salts of salicylic acid derivatives, etc. . Specifically, Bontron 03 is a nigrosine-based dye, Bontron P-51 is a quaternary ammonium salt, Bontron S-34 is a metal-containing azo dye, E-82 is an oxynaphthoic acid-based metal complex, and E- is a salicylic acid-based metal complex. 84, phenolic condensate E-89 (manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.), quaternary ammonium salt molybdenum complexes TP-302 and TP-415 (manufactured by Hodogaya Chemical Industry Co., Ltd.), quaternary ammonium Salt copy charge PSY VP2038, triphenylmethane derivative copy blue PR, quaternary ammonium salt copy charge NEG VP2036, copy charge NX VP434 (manufactured by Hoechst), LRA-901, boron complex LR-147 (manufactured by Nippon Carlit Co., Ltd.), copper phthalocyanine, perylene, quinacridone, azo pigments, and other polymeric compounds having functional groups such as sulfonic acid groups, carboxyl groups, and quaternary ammonium salts. The charge control agent may be used in an amount within a range that exhibits performance and does not interfere with fixing properties, etc., and is 0.5% to 5% by mass, preferably 0.8% to 3% by mass in the resin particles. Good to be included.
(クリーニング性向上剤)
クリーニング性向上剤は、感光体や一次転写媒体に残存する転写後の現像剤を除去するために樹脂粒子に添加されるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。クリーニング性向上剤としては、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸等の脂肪酸金属塩、ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子等のソープフリー乳化重合により製造されたポリマー微粒子等が挙げられる。該ポリマー微粒子は、比較的粒度分布が狭いものが好ましく、体積平均粒径が0.01μm~1μmのものが好適である。
(Cleanability improver)
The cleaning performance improver is not particularly limited as long as it is added to the resin particles in order to remove the developer remaining on the photoreceptor or primary transfer medium after transfer, and it can be selected as appropriate depending on the purpose. can. Examples of the cleaning performance improver include zinc stearate, calcium stearate, fatty acid metal salts such as stearic acid, polymer particles produced by soap-free emulsion polymerization such as polymethyl methacrylate particles, and polystyrene particles. The polymer fine particles preferably have a relatively narrow particle size distribution, and preferably have a volume average particle diameter of 0.01 μm to 1 μm.
(磁性材料)
磁性材料としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、鉄粉、マグネタイト、フェライト等が挙げられる。これらの中でも、色調の点で白色のものが好ましい。
(Magnetic material)
The magnetic material is not particularly limited and can be appropriately selected from known materials depending on the purpose, such as iron powder, magnetite, ferrite, etc. Among these, white ones are preferred in terms of color tone.
<樹脂粒子の特性>
[樹脂粒子の粒子径]
一実施形態に係る樹脂粒子の粒子径は、コールターマルチサイザーIII(コールター社製)で測定する。樹脂粒子の粒子径の測定は、以下の通り行うことで求められる。まず、電解液100mL中に分散剤として界面活性剤(ドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム、東京化成社製)を2mL加える。なお、電解液は、1級塩化ナトリウムを用いて約1%NaCl水溶液を調製したものであり、ISOTON-II(コールター社製)を用いることができる。電解液に界面活性剤を加えた混合液に、更に測定試料を固形分にして10mg加え、試料が懸濁した電解積を得る。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1~3分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーIIIにより、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、樹脂粒子の体積及び個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、樹脂粒子の体積平均粒径(Dv)を求める。
<Characteristics of resin particles>
[Particle diameter of resin particles]
The particle diameter of the resin particles according to one embodiment is measured using Coulter Multisizer III (manufactured by Coulter Inc.). The particle diameter of the resin particles is determined as follows. First, 2 mL of a surfactant (sodium dodecylbenzenesulfonate, manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd.) is added as a dispersant to 100 mL of the electrolytic solution. The electrolytic solution is an approximately 1% NaCl aqueous solution prepared using primary sodium chloride, and ISOTON-II (manufactured by Coulter) can be used. A solid content of 10 mg of the sample to be measured is further added to a mixture of electrolyte and surfactant to obtain an electrolyte in which the sample is suspended. The electrolytic solution in which the sample was suspended was dispersed for about 1 to 3 minutes using an ultrasonic disperser, and the volume and number of resin particles were measured using a Coulter Multisizer III using a 100 μm aperture. Calculate distribution and number distribution. From the obtained distribution, the volume average particle diameter (Dv) of the resin particles is determined.
[融点及びガラス転移温度(Tg)の測定方法]
一実施形態に係る樹脂粒子の融点及びガラス転移温度(Tg)は、例えば、DSCシステム(示差走査熱量計)(「Q-200」、TAインスツルメント社製)を用いて測定することができる。具体的には、対象試料の融点、ガラス転移温度は、下記手順により測定できる。まず、対象試料約5.0mgをアルミニウム製の試料容器に入れ、試料容器をホルダーユニットに載せ、電気炉中にセットする。次いで、窒素雰囲気下、-80℃から昇温速度10℃/minにて150℃まで加熱する(昇温1回目)。その後、150℃から降温速度10℃/minにて-80℃まで冷却させ、更に昇温速度10℃/minにて150℃まで加熱(昇温2回目)する。この昇温1回目及び昇温2回目のそれぞれにおいて、示差走査熱量計(「Q-200」、TAインスツルメント社製)を用いてDSC曲線を計測する。得られるDSC曲線から、Q-200システム中の解析プログラムを用いて、1回目の昇温時におけるDSC曲線を選択し、対象試料の昇温1回目におけるガラス転移温度(Tg)を求めることができる。同様に、2回目の昇温時におけるDSC曲線を選択し、対象試料の昇温2回目におけるガラス転移温度(Tg)を求めることができる。
[Method for measuring melting point and glass transition temperature (Tg)]
The melting point and glass transition temperature (Tg) of the resin particles according to one embodiment can be measured using, for example, a DSC system (differential scanning calorimeter) (“Q-200”, manufactured by TA Instruments). . Specifically, the melting point and glass transition temperature of the target sample can be measured by the following procedure. First, about 5.0 mg of a target sample is placed in an aluminum sample container, and the sample container is placed on a holder unit and set in an electric furnace. Next, under a nitrogen atmosphere, it is heated from -80°C to 150°C at a temperature increase rate of 10°C/min (first temperature increase). Thereafter, it is cooled from 150° C. to −80° C. at a temperature decreasing rate of 10° C./min, and further heated to 150° C. at a temperature increasing rate of 10° C./min (second temperature raising). During each of the first and second temperature increases, a DSC curve is measured using a differential scanning calorimeter ("Q-200", manufactured by TA Instruments). From the obtained DSC curve, the DSC curve at the first temperature increase can be selected using the analysis program in the Q-200 system, and the glass transition temperature (Tg) of the target sample at the first temperature increase can be determined. . Similarly, by selecting the DSC curve during the second temperature rise, the glass transition temperature (Tg) of the target sample during the second temperature rise can be determined.
また、得られるDSC曲線から、Q-200システム中の解析プログラムを用いて、1回目の昇温時におけるDSC曲線を選択し、対象試料の昇温1回目における吸熱ピークトップ温度を融点として求めることができる。同様に、2回目の昇温時におけるDSC曲線を選択し、対象試料の昇温2回目における吸熱ピークトップ温度を融点として求めることができる。 Also, from the obtained DSC curve, use the analysis program in the Q-200 system to select the DSC curve at the first temperature increase, and determine the endothermic peak top temperature at the first temperature increase of the target sample as the melting point. I can do it. Similarly, by selecting the DSC curve during the second temperature rise, the endothermic peak top temperature of the target sample during the second temperature rise can be determined as the melting point.
また、本明細書では、非晶質ポリエステル樹脂A、非晶質ポリエステル樹脂B及び結晶性ポリエステル樹脂C、更には離型剤等のその他構成成分のガラス転移温度(Tg)、融点については、特に断りが無い場合には、2回目昇温時における吸熱ピークトップ温度及びガラス転移温度(Tg)を、各対象試料の融点及びガラス転移温度(Tg)Tgとする。 In addition, in this specification, the glass transition temperature (Tg) and melting point of the amorphous polyester resin A, the amorphous polyester resin B, the crystalline polyester resin C, and other constituent components such as a mold release agent are particularly described. Unless otherwise specified, the endothermic peak top temperature and glass transition temperature (Tg) during the second temperature rise are taken as the melting point and glass transition temperature (Tg) of each target sample.
[平均粒子径、平均円形度]
平均粒子径及び平均円形度の測定には、例えば、フロー式粒子像分析装置(FPIA-3000、シスメックス株式会社製)を用いることができる。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水100ml~150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を0.1ml~0.5ml加え、更に測定試料を0.1g~0.5g程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約1分~3分間分散処理を行い、分散液濃度を3000個/μl~1万個/μlとしてフロー式粒子像分析装置により、平均粒子径及び平均円形度を測定する。ただし、粒子径は円相当径とし、平均粒子径は円相当径(個数基準)により求める。フロー式粒子像分析装置の解析条件は、以下の通りとする。
・粒子径限定:0.5μm≦円相当径(個数基準)≦200.0μm
・粒子形状限定:0.93<円形度≦1.00
なお、平均円形度は次の通り定義される。
(平均円形度)=(投影面積と等しい円の周囲長)/(投影像の周囲長)
[Average particle diameter, average circularity]
For example, a flow type particle image analyzer (FPIA-3000, manufactured by Sysmex Corporation) can be used to measure the average particle diameter and average circularity. A specific measurement method is to add 0.1 ml to 0.5 ml of a surfactant as a dispersant, preferably an alkylbenzene sulfonate, to 100 ml to 150 ml of water from which impure solids have been removed in advance in a container, and then add the measurement sample. Add about 0.1g to 0.5g of. The suspension containing the sample is dispersed for about 1 to 3 minutes using an ultrasonic disperser, and the average particle size is determined using a flow-type particle image analyzer at a dispersion concentration of 3000 particles/μl to 10,000 particles/μl. and measure the average circularity. However, the particle diameter is determined by the equivalent circle diameter, and the average particle diameter is determined by the equivalent circle diameter (number based). The analysis conditions of the flow type particle image analyzer are as follows.
・Particle size limitation: 0.5μm≦circle-equivalent diameter (number of particles)≦200.0μm
・Particle shape limitation: 0.93<circularity≦1.00
Note that the average circularity is defined as follows.
(Average circularity) = (perimeter of a circle equal to the projected area) / (perimeter of the projected image)
[分子量の測定]
樹脂粒子の各構成成分の分子量は、例えば、以下の方法で測定することができる。
・ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)測定装置:GPC-8220GPC(東ソー社製)
・カラム:TSKgel SuperHZM-H 15cm 3連(東ソー社製)
・温度:40℃
・溶媒:THF
・流速:0.35mL/min
・試料:0.15質量%の試料を100μL注入
・試料の前処理:樹脂粒子をテトラヒドロフランTHF(安定剤含有、和光純薬製)に0.15質量%で溶解した後に、0.2μmフィルターで濾過し、その濾液を試料として用いる。前記THF試料溶液を100μL注入して測定する。
[Measurement of molecular weight]
The molecular weight of each component of the resin particles can be measured, for example, by the following method.
・Gel permeation chromatography (GPC) measuring device: GPC-8220GPC (manufactured by Tosoh Corporation)
・Column: TSKgel SuperHZM-H 15cm 3 rows (manufactured by Tosoh Corporation)
・Temperature: 40℃
・Solvent: THF
・Flow rate: 0.35mL/min
・Sample: Inject 100 μL of 0.15% by mass sample ・Sample pretreatment: After dissolving resin particles at 0.15% by mass in tetrahydrofuran THF (containing stabilizer, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), it was filtered with a 0.2 μm filter. Filter and use the filtrate as a sample. Inject 100 μL of the THF sample solution and perform measurement.
試料の分子量測定にあたっては、試料の有する分子量分布を、数種の単分散ポリスチレン標準試料により作製された検量線の対数値とカウント数との関係から算出する。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、昭和電工社製ShowdexSTANDARDのStd.No S-7300、S-210、S-390、S-875、S-1980、S-10.9、S-629、S-3.0、S-0.580を用いる。検出器にはRI(屈折率)検出器を用いる。 When measuring the molecular weight of a sample, the molecular weight distribution of the sample is calculated from the relationship between the logarithm value and the count number of a calibration curve prepared using several types of monodisperse polystyrene standard samples. As a standard polystyrene sample for creating a calibration curve, ShowdexSTANDARD Std. No. S-7300, S-210, S-390, S-875, S-1980, S-10.9, S-629, S-3.0, S-0.580 are used. An RI (refractive index) detector is used as a detector.
<樹脂粒子の製造方法>
一実施形態に係る樹脂粒子の製造方法について説明する。一実施形態に係る樹脂粒子の製造方法は、油相作製工程、水相作製工程、転相乳化工程、脱溶媒工程、凝集工程及び融着工程を含み、更に必要に応じて、シェル化工程、洗浄工程、乾燥工程、アニーリング工程及び外添工程等のその他の工程を含む。
<Method for manufacturing resin particles>
A method for manufacturing resin particles according to one embodiment will be described. The method for producing resin particles according to one embodiment includes an oil phase production process, an aqueous phase production process, a phase inversion emulsification process, a solvent removal process, an aggregation process, and a fusion process, and further includes a shelling process, as necessary. It includes other processes such as a cleaning process, a drying process, an annealing process, and an external addition process.
(油相作製工程)
油相作製工程では、まず有機溶媒中に、前記樹脂粒子の原料である、樹脂(非晶質樹脂、非晶性樹脂及び結晶性樹脂等)、及びPET又はPBTと、更に必要に応じて、着色剤、プレポリマー(非晶質ポリエステル樹脂Aの前駆体)、ワックス等の材料等を溶解又は分散させて、油相を調整する。なお、前記材料の一部は後述する凝集工程で添加してもよい。
(Oil phase preparation process)
In the oil phase preparation step, first, in an organic solvent, resin (amorphous resin, non-crystalline resin, crystalline resin, etc.), which is a raw material for the resin particles, and PET or PBT, and if necessary, The oil phase is prepared by dissolving or dispersing materials such as a colorant, prepolymer (precursor of amorphous polyester resin A), and wax. In addition, a part of the said material may be added in the aggregation process mentioned later.
油相の調製方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機溶媒中に、攪拌しながら、樹脂等の原料を徐々に添加し、溶解又は分散させる方法等が挙げられる。 The method for preparing the oil phase is not particularly limited and can be selected as appropriate depending on the purpose. For example, a method of gradually adding raw materials such as a resin to an organic solvent with stirring and dissolving or dispersing it. etc.
分散に際しては、公知のものが使用でき、例えば、ビーズミル及びディスクミル等の分散機を用いることができる。 For dispersion, a known dispersion machine can be used, for example, a dispersion machine such as a bead mill or a disc mill can be used.
油相調製工程に用いられる各原料は、上記の<樹脂粒子>の項目で説明したものを使用することができる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。樹脂(非晶質樹脂、非晶性樹脂及び結晶性樹脂)の少なくとも何れか1つは、バイオマス由来樹脂であることが好ましい。 As each raw material used in the oil phase preparation step, those explained in the section of <Resin particles> above can be used. These may be used alone or in combination of two or more. It is preferable that at least one of the resins (amorphous resin, amorphous resin, and crystalline resin) is a biomass-derived resin.
有機溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、沸点が100℃未満の揮発性溶媒であることが、後の有機溶媒除去が容易になる点から好ましい。 The organic solvent is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but a volatile solvent with a boiling point of less than 100° C. is preferred from the standpoint of facilitating subsequent removal of the organic solvent.
このような有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2-ジクロロエタン、1,1,2-トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メタノール、エタノール及びイソプロピルアルコールが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of such organic solvents include toluene, xylene, benzene, carbon tetrachloride, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, trichloroethylene, chloroform, monochlorobenzene, dichloroethylidene, methyl acetate, Mention may be made of ethyl acetate, butyl acetate, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methanol, ethanol and isopropyl alcohol. These may be used alone or in combination of two or more.
有機溶媒中に溶解又は分散させる樹脂がポリエステル骨格を有する樹脂である場合、有機溶媒としては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒、又はメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒が、溶解性が高い点で好ましい。これらの中でも、有機溶媒としては、溶媒除去性が高い、酢酸メチル、酢酸エチル又はメチルエチルケトンが好ましい。 When the resin to be dissolved or dispersed in an organic solvent is a resin having a polyester skeleton, the organic solvent may be an ester solvent such as methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, or a ketone solvent such as methyl ethyl ketone or methyl isobutyl ketone. , preferred in terms of high solubility. Among these, as the organic solvent, methyl acetate, ethyl acetate, or methyl ethyl ketone is preferable because of its high solvent removability.
有機溶媒の使用量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、樹脂粒子の原料100質量部に対し、40質量部~300質量部が好ましく、60質量部~140質量部がより好ましく、80質量部~120質量部が更に好ましい。 The amount of the organic solvent to be used is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose, but it is preferably 40 parts by mass to 300 parts by mass, and 60 parts by mass to 140 parts by mass, based on 100 parts by mass of the raw material for the resin particles. Parts by weight are more preferable, and even more preferably 80 parts by weight to 120 parts by weight.
(水相調製工程)
水相調製工程では、水相(水系媒体)を調製する。
(Aqueous phase preparation process)
In the aqueous phase preparation step, an aqueous phase (aqueous medium) is prepared.
水系媒体としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、水、水と混和可能な溶剤、又はこれらの混合物が挙げられる。水と混和可能な溶剤の濃度は、造粒性の点から、転相乳化工程で用いるイオン交換水に対する飽和濃度以下であることが好ましい。 The aqueous medium is not particularly limited and can be appropriately selected from known ones, including water, water-miscible solvents, and mixtures thereof. From the viewpoint of granulation properties, the concentration of the water-miscible solvent is preferably equal to or lower than the saturation concentration of the ion-exchanged water used in the phase inversion emulsification step.
水と混和可能な溶剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、アルコール、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類、低級ケトン類又はエステル類等が挙げられる。 The water-miscible solvent is not particularly limited and can be appropriately selected from known solvents, such as alcohol, dimethylformamide, tetrahydrofuran, cellosolves, lower ketones, and esters.
アルコールとしては、例えば、メタノール、イソプロパノール、又はエチレングリコール等が挙げられる。 Examples of the alcohol include methanol, isopropanol, and ethylene glycol.
低級ケトン類としては、例えば、アセトン、又はメチルエチルケトンが挙げられる。 Examples of lower ketones include acetone and methyl ethyl ketone.
エステル類としては、例えば、酢酸エチルが挙げられる。 Examples of esters include ethyl acetate.
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 These may be used alone or in combination of two or more.
(転相乳化工程)
転相乳化工程では、油相作製工程で得られた油相を微粒子化する。
(Phase inversion emulsification process)
In the phase inversion emulsification step, the oil phase obtained in the oil phase preparation step is made into fine particles.
油相を中和した後、中和した油相にイオン交換水を添加していき、油中水型分散液から水中油型分散液に転相させる転相乳化によって微粒子分散液を得る。 After neutralizing the oil phase, ion-exchanged water is added to the neutralized oil phase, and a fine particle dispersion is obtained by phase inversion emulsification in which a water-in-oil dispersion is inverted to an oil-in-water dispersion.
転相乳化は、攪拌により行う。 Phase inversion emulsification is performed by stirring.
通常の撹拌機や、分散装置を用いて均一に混合、分散させながら行う。 This is done while uniformly mixing and dispersing using an ordinary stirrer or dispersion device.
攪拌翼としては、特に制限はなく、溶液の粘度に応じて適宜選択ができる。例として、パドルやプロペラ等の低粘度攪拌翼、アンカーやマックスブレンド等の中粘度攪拌翼、ヘリカルリボン等の高粘度攪拌翼があげられる。 There are no particular restrictions on the stirring blade, and it can be appropriately selected depending on the viscosity of the solution. Examples include low-viscosity stirring impellers such as paddles and propellers, medium-viscosity stirring impellers such as anchors and Maxblend, and high-viscosity stirring impellers such as helical ribbons.
分散装置としては、特に限定は無く、超音波分散機、ビーズミル、ボールミル、ロールミル、ホモミキサー、ウルトラミキサー、ディスパーミキサー、貫通型高圧分散装置、衝突型高圧分散装置、多孔型高圧分散装置、超高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザーなどが挙げられる。通常の撹拌機と分散装置は併用してもよい。 Dispersion equipment is not particularly limited, and includes ultrasonic dispersion machines, bead mills, ball mills, roll mills, homomixers, ultra mixers, disper mixers, penetrating high pressure dispersion equipment, collision type high pressure dispersion equipment, porous high pressure dispersion equipment, and ultrahigh pressure dispersion equipment. Examples include a homogenizer and an ultrasonic homogenizer. A conventional stirrer and dispersion device may be used in combination.
これらの中でも、分散体(油滴)の体積平均粒径を前記好ましい範囲に制御することができる点で、パドルやアンカーが好ましい。 Among these, paddles and anchors are preferred in that the volume average particle size of the dispersion (oil droplets) can be controlled within the preferred range.
前記油相を中和するための塩基としては、塩基性無機化合物、塩基性有機化合物のいずれを用いても良い。塩基性無機化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、アンモニア、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、アンモニアなどが挙げられる。塩基性有機化合物としては、N,N-ジメチルエタノールアミン、N,N-ジエチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリプロパノールアミン、トリブタノールアミン、トリエチルアミン、n-プロピルアミン、n-ブチルアミン、イソプロピルアミン、モノメタノールアミン、モルホリン、メトキシプロピルアミン、ピリジン、ビニルピリジン、イソホロンジアミンなどが挙げられる。 As the base for neutralizing the oil phase, either a basic inorganic compound or a basic organic compound may be used. Examples of the basic inorganic compound include sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, ammonia, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate, ammonia, and the like. Basic organic compounds include N,N-dimethylethanolamine, N,N-diethylethanolamine, triethanolamine, tripropanolamine, tributanolamine, triethylamine, n-propylamine, n-butylamine, isopropylamine, mono Examples include methanolamine, morpholine, methoxypropylamine, pyridine, vinylpyridine, isophoronediamine, and the like.
攪拌翼を用いた場合の、回転数、攪拌時間、及び攪拌温度等の条件としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。 When a stirring blade is used, there are no particular restrictions on the conditions such as rotation speed, stirring time, stirring temperature, etc., and they can be appropriately selected depending on the purpose.
回転数としては、特に制限はなく、1,00rpm~1,000rpmが好ましく、200rpm~600rpmがより好ましい。 The rotation speed is not particularly limited, and is preferably 1,00 rpm to 1,000 rpm, more preferably 200 rpm to 600 rpm.
攪拌時間及び攪拌温度は、特に制限されず、目的に応じて適宜任意に選択してよい。 The stirring time and stirring temperature are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose.
また、必要に応じて分散剤を使用してもかまわない。分散剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、界面活性剤、難水溶性の無機化合物分散剤、高分子系保護コロイド等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、界面活性剤が好ましい。 Further, a dispersant may be used if necessary. The dispersant is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and examples include surfactants, poorly water-soluble inorganic compound dispersants, and polymeric protective colloids. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, surfactants are preferred.
界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、両性界面活性剤等を用いることができる。 The surfactant is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose; for example, anionic surfactants, cationic surfactants, nonionic surfactants, amphoteric surfactants, etc. may be used. Can be done.
陰イオン界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α-オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステル等が挙げられる。これらの中でも、フルオロアルキル基を有するものが好ましい。 The anionic surfactant is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and includes, for example, alkylbenzene sulfonates, α-olefin sulfonates, phosphate esters, and the like. Among these, those having a fluoroalkyl group are preferred.
(脱溶媒工程)
脱溶媒工程では、得られた微粒子分散体から有機溶媒を除去する。
(Desolvation step)
In the solvent removal step, the organic solvent is removed from the obtained fine particle dispersion.
得られた微粒子分散体から有機溶媒を除去するためには、系全体を攪拌しながら徐々に昇温し、液滴中の有機溶媒を完全に蒸発除去する方法を採用することができる。 In order to remove the organic solvent from the obtained fine particle dispersion, a method can be adopted in which the temperature of the entire system is gradually raised while stirring, and the organic solvent in the droplets is completely evaporated and removed.
または、得られた微粒子分散体を攪拌しながら乾燥雰囲気中に噴霧することで、液滴中の有機溶媒を完全に除去することもできる。さらに、微粒子分散体を攪拌しながら減圧して、有機溶媒を蒸発除去してもよい。または、微粒子分散体を攪拌しながら気体を吹き付けることで、有機溶剤を蒸発除去してもよい。 Alternatively, the organic solvent in the droplets can be completely removed by spraying the resulting fine particle dispersion into a dry atmosphere while stirring. Furthermore, the organic solvent may be removed by evaporation by reducing the pressure while stirring the fine particle dispersion. Alternatively, the organic solvent may be removed by evaporation by spraying gas while stirring the fine particle dispersion.
これらの手段は、単独で用いてもよいし、併用してもよい。 These means may be used alone or in combination.
微粒子分散体が噴霧される乾燥雰囲気としては、空気、窒素、炭酸ガス、燃焼ガス等を加熱した気体、特に使用される最高沸点溶媒の沸点以上の温度に加熱された各種気流が一般に用いられる。スプレードライヤー、ベルトドライヤー、ロータリーキルン等の短時間の処理で十分目的とする品質が得られる。 The drying atmosphere in which the fine particle dispersion is sprayed is generally a heated gas such as air, nitrogen, carbon dioxide, combustion gas, etc., and in particular, various air streams heated to a temperature equal to or higher than the boiling point of the highest boiling point solvent used. A spray dryer, belt dryer, rotary kiln, etc. can be used in a short time to achieve the desired quality.
以上の方法で、得られた微粒子分散体から有機溶媒を除去することで、微粒子分散液を得ることができる。 By removing the organic solvent from the fine particle dispersion obtained by the above method, a fine particle dispersion can be obtained.
(凝集工程)
凝集工程では、得られた微粒子分散液を攪拌しながら任意の粒径になるまで凝集させて凝集粒子を得る。
(Agglomeration process)
In the aggregation step, the resulting fine particle dispersion is agglomerated while stirring until it reaches a desired particle size to obtain agglomerated particles.
凝集させるためには、凝集剤の添加、pH調整等、既存の方法を使用できる。凝集剤を添加する場合、そのまま添加してもよいが、凝集剤の水溶液にしたほうが局所的な高濃度化を避けることができるため好ましい。また、凝集剤は微粒子の粒径を見ながら、徐々に添加することが好ましい。 For flocculation, existing methods such as adding a flocculant and adjusting pH can be used. When adding a flocculant, it may be added as is, but it is preferable to use an aqueous solution of the flocculant because it can avoid local increases in concentration. Further, it is preferable to add the flocculant gradually while checking the particle size of the fine particles.
凝集時の分散液の温度は、使用する樹脂のガラス転移温度Tg付近であることが好ましい。微粒子分散液の液温が低すぎると、凝集があまり進まないため、効率が悪い。微粒子分散液の液温が高すぎると、凝集速度が速くなり、粗大粒子が発生する等、粒径分布が悪化する。 The temperature of the dispersion during aggregation is preferably around the glass transition temperature Tg of the resin used. If the temperature of the fine particle dispersion liquid is too low, aggregation will not proceed much, resulting in poor efficiency. If the temperature of the fine particle dispersion liquid is too high, the aggregation rate will increase, coarse particles will be generated, and the particle size distribution will deteriorate.
狙いの粒径に達したら、凝集を停止させる。凝集を停止させる方法としては、イオン価数の低い塩やキレート剤を添加する方法や、pHを調整する方法、分散液の温度を下げる方法、水系媒体を多量に添加して濃度を薄める方法等が使用できる。 Once the target particle size is reached, agglomeration is stopped. Methods for stopping aggregation include adding a salt or chelating agent with a low ionic valence, adjusting the pH, lowering the temperature of the dispersion, and diluting the concentration by adding a large amount of an aqueous medium. can be used.
以上の方法により、樹脂粒子の分散液を得ることができる。 By the above method, a dispersion of resin particles can be obtained.
凝集工程においては、着色剤、結晶性樹脂や離型剤を添加してもよい。その場合、材料を水系媒体に分散させた分散液や、前記微粒子分散液と混合した上で凝集させていくことで、均一に着色剤、結晶性樹脂及び離型剤が分散した凝集粒子を得ることができる。 In the aggregation step, a colorant, a crystalline resin, and a mold release agent may be added. In that case, by mixing the material with a dispersion liquid in an aqueous medium or the above-mentioned fine particle dispersion liquid and then agglomerating it, agglomerated particles in which the colorant, crystalline resin, and mold release agent are uniformly dispersed can be obtained. be able to.
本実施形態では、イオン価数の低いNaの金属塩を用いることが好ましい。Naを凝集剤として用いている金属と置き換えることで、効率的に凝集を停止することができる。 In this embodiment, it is preferable to use a metal salt of Na having a low ionic valence. By replacing Na with the metal used as a flocculant, aggregation can be efficiently stopped.
((凝集剤))
凝集剤としては、一般的な凝集剤を用いることができる。凝集剤は1種単独で使用してもよし、2種以上を併用してもよい。
((flocculant))
As the flocculant, a general flocculant can be used. The flocculants may be used alone or in combination of two or more.
金属イオンは、樹脂の端部を架橋させる架橋剤として機能する。 The metal ion functions as a crosslinking agent that crosslinks the ends of the resin.
例えば、ナトリウム、カリウム等の1価の金属の金属塩、カルシウム、マグネシウム等の2価の金属の金属塩、鉄、アルミニウム等の3価の金属の金属塩等が使用できる。 For example, metal salts of monovalent metals such as sodium and potassium, metal salts of divalent metals such as calcium and magnesium, metal salts of trivalent metals such as iron and aluminum, etc. can be used.
本実形態形態では、粒度分布のよい樹脂粒子を得るため、2価の金属塩であることが好ましい。 In this embodiment, divalent metal salts are preferred in order to obtain resin particles with a good particle size distribution.
1価では架橋の効果が低い。また、バイオバス樹脂と、芳香環骨格が多い非晶性樹脂と、PET又はPBTの樹脂を使用する場合、構造の違いが大きく、架橋の反応速度が速い3価以上の金属塩を用いると、樹脂粒子の粒度分布が悪くなってしまう。2価の金属の中でも特にMgの凝集性が良好であった。凝集剤等に使用する金属は樹脂粒子中に残っていると、帯電性を悪化させるため、樹脂粒子中の二価の金属元素の元素量は0.05質量%~1質量%とする。樹脂粒子中の元素量が0.05質量%以上であると、凝集中に使用される金属量が十分あり、凝集力が足りるため、粒度分布の悪化を抑制できる。樹脂粒子中の元素量が1質量%以下であれば、帯電性を有することができる。樹脂粒子中の金属の種類及び量は、凝集剤及び停止剤の種類や量、洗浄工程での洗浄条件によって調整できる。 When monovalent, the crosslinking effect is low. In addition, when using a biobath resin, an amorphous resin with many aromatic ring skeletons, and a PET or PBT resin, if a trivalent or higher valent metal salt with a large structural difference and a fast crosslinking reaction rate is used, The particle size distribution of the resin particles becomes poor. Among the divalent metals, the cohesiveness of Mg was particularly good. If the metal used as a flocculant or the like remains in the resin particles, it will deteriorate the charging property, so the amount of divalent metal elements in the resin particles is set to 0.05% by mass to 1% by mass. When the amount of elements in the resin particles is 0.05% by mass or more, the amount of metal used during aggregation is sufficient and the cohesive force is sufficient, so that deterioration of particle size distribution can be suppressed. If the amount of elements in the resin particles is 1% by mass or less, the particles can have chargeability. The type and amount of metal in the resin particles can be adjusted by the type and amount of the flocculant and stopper, and the cleaning conditions in the cleaning step.
(融着工程)
融着工程では、得られた前記凝集粒子を熱処理によって融着させて凹凸を減らし、球形化を行う。融着は凝集粒子の分散液を攪拌しながら加熱すればよい。液の温度は、使用している樹脂のガラス転移温度Tgを超えた温度付近であることが好ましい。
(fusion process)
In the fusing step, the obtained agglomerated particles are fused by heat treatment to reduce irregularities and to make them spherical. Fusion may be achieved by heating the dispersion of aggregated particles while stirring. The temperature of the liquid is preferably around a temperature exceeding the glass transition temperature Tg of the resin used.
(シェル化工程)
また、必要に応じてシェル化を行ってもよい(シェル化工程)。シェル化工程では、融着工程で得られた球形化粒子にシェル層を形成する。
(shelling process)
Further, shelling may be performed as necessary (shelling step). In the shelling step, a shell layer is formed on the spherical particles obtained in the fusion step.
シェル層を形成する方法は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。シェル層を形成する方法としては、例えば、融着工程で目的とする粒径の球形化した粒子を作製した後、非晶性樹脂を添加し、凝集工程及び融着工程を繰り返すことで、シェル層を形成する方法等が挙げられる。 The method for forming the shell layer is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. As a method for forming the shell layer, for example, after producing spherical particles with the desired particle size in the fusion process, adding an amorphous resin and repeating the aggregation process and the fusion process, the shell layer is formed. Examples include a method of forming a layer.
(洗浄・乾燥工程)
洗浄・乾燥工程では、上記の方法で得られた樹脂粒子分散液から樹脂粒子のみを取り出して洗浄し、乾燥する。
(Washing/drying process)
In the washing/drying step, only the resin particles are taken out from the resin particle dispersion obtained by the above method, washed, and dried.
上記の方法で得られた樹脂粒子分散液には、樹脂粒子の他に凝集塩等の副材料が含まれているため、分散液から樹脂粒子のみを取り出すために洗浄を行う。樹脂粒子の洗浄方法としては、遠心分離法、減圧濾過法、フィルタープレス法等の方法があるが、特に限定されない。何れの方法によっても樹脂粒子のケーキ体が得られるが、一度の操作で十分に洗浄できない場合は、得られたケーキを再度水系溶媒に分散させてスラリーにして上記のいずれかの方法で樹脂粒子を取り出す工程を繰り返しても良いし、減圧濾過法やフィルタープレス法によって洗浄を行うのであれば、水系溶媒をケーキに貫通させて着色樹脂粒子が抱き込んだ副材料を洗い流す方法を採ってもよい。この洗浄に用いる水系溶媒は水、又は水にメタノール、エタノール等のアルコールを混合した混合溶媒を用いるが、コストや排水処理等による環境負荷の点から、水を用いるのが好ましい。 Since the resin particle dispersion obtained by the above method contains auxiliary materials such as aggregation salts in addition to the resin particles, washing is performed to remove only the resin particles from the dispersion. Methods for cleaning the resin particles include, but are not particularly limited to, centrifugation, vacuum filtration, and filter press methods. A cake of resin particles can be obtained by any of the methods, but if the cake cannot be washed sufficiently in one operation, the cake obtained is dispersed in an aqueous solvent again to form a slurry, and then the resin particles can be prepared by any of the methods described above. The process of taking out the cake may be repeated, or if cleaning is carried out by vacuum filtration or filter press, an aqueous solvent may be passed through the cake to wash away the sub-materials entrapped by the colored resin particles. . The aqueous solvent used for this cleaning is water or a mixed solvent of water and an alcohol such as methanol or ethanol, but water is preferably used from the viewpoint of cost and environmental burden due to wastewater treatment.
洗浄された樹脂粒子は水系媒体を多く抱き込んでいるため、乾燥を行い水系媒体を除去することで樹脂粒子のみを得ることができる。 Since the washed resin particles contain a large amount of aqueous medium, only the resin particles can be obtained by drying and removing the aqueous medium.
乾燥方法としては、スプレードライヤー、真空凍結乾燥機、減圧乾燥機、静置棚乾燥機、移動式棚乾燥機、流動槽乾燥機、回転式乾燥機、攪拌式乾燥機等の乾燥機を使用することができる。乾燥された樹脂粒子は最終的に水分が1%未満になるまで乾燥を行うのが好ましい。また、乾燥後の着色樹脂粒子は軟凝集をしており使用に際して不都合が生じる場合には、ジェットミル、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、コーヒーミル、オースターブレンダー、フードプロセッサー等の装置を利用して解砕を行い、軟凝集をほぐしても良い。 As a drying method, use dryers such as a spray dryer, vacuum freeze dryer, vacuum dryer, stationary shelf dryer, mobile shelf dryer, fluidized bath dryer, rotary dryer, stirring dryer, etc. be able to. The dried resin particles are preferably dried until the moisture content is finally less than 1%. In addition, if the colored resin particles after drying are soft and agglomerated, and if there is any inconvenience during use, use equipment such as a jet mill, Henschel mixer, super mixer, coffee mill, Ooster blender, food processor, etc. to dissolve the particles. Crushing may be performed to loosen soft agglomerations.
(アニーリング工程)
アニーリング工程では、結晶性樹脂を添加した場合、乾燥後にアニーリング処理を行うことで、非結晶性樹脂と結晶性樹脂とが相分離し、定着性が向上する。具体的には、ガラス転移温度Tg付近の温度で10時間以上保管すればよい。
(Annealing process)
In the annealing step, when a crystalline resin is added, by performing an annealing treatment after drying, the amorphous resin and the crystalline resin undergo phase separation, thereby improving fixing properties. Specifically, it may be stored at a temperature around the glass transition temperature Tg for 10 hours or more.
(外添工程)
得られた樹脂粒子には、流動性、帯電性、クリーニング性等を持たせるために、例えば、ワックス、外添剤、着色剤、帯電制御剤及びクリーニング性向上剤等をその他の成分として添加して混合してもよい。
(External addition process)
In order to give the obtained resin particles fluidity, chargeability, cleanability, etc., other components such as wax, external additives, colorants, charge control agents, and cleanability improvers are added. You can also mix it.
具体的な混合手段としては、高速で回転する羽根によって混合物に衝撃力を加える方法、高速気流中に混合物を投入し、加速させ、粒子同士又は複合化した粒子を適当な衝突板に衝突させる方法等がある。 Specific mixing methods include applying impact force to the mixture using blades rotating at high speed, or introducing the mixture into a high-speed airflow, accelerating it, and colliding the particles or composite particles against a suitable collision plate. etc.
装置としては、オングミル(ホソカワミクロン社製)、I式ミル(日本ニューマチック社製)を改造して、粉砕エアー圧カを下げた装置、ハイブリダイゼイションシステム(奈良機械製作所社製)、クリプトロンシステム(川崎重工業社製)、自動乳鉢等が挙げられる。 The equipment includes an Ong Mill (manufactured by Hosokawa Micron), a modified I-type mill (manufactured by Nippon Pneumatic Co., Ltd.) to lower the crushing air pressure, a hybridization system (manufactured by Nara Kikai Seisakusho Co., Ltd.), and a Cryptron. System (manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.), automatic mortar, etc.
このように、一実施形態に係る樹脂粒子は、PET又はPBTを含み、放射性炭素同位体14C濃度を10.8pMC以上とし、樹脂粒子に含まれる、外添剤を除いた二価の金属元素を0.05質量%~1質量%含む。一実施形態に係る樹脂粒子は、PET又はPBTを含むことで、石油由来樹脂に代えて、バイオマス由来樹脂を含んでも、環境対応性を高めながらバイオマス由来樹脂の構造上の違いが樹脂粒子の特性に影響を与えることを軽減することができる。また、一実施形態に係る樹脂粒子は、二価の金属元素を0.05質量%~1質量%含むことで、樹脂粒子の製造時に金属塩を用いて樹脂粒子を凝集させる際、樹脂粒子同士をマイルドに凝集させることができるので粒度分布が良好な樹脂粒子を得ることができる。 As described above, the resin particles according to one embodiment contain PET or PBT, have a radiocarbon isotope 14C concentration of 10.8 pMC or more, and contain divalent metal elements excluding external additives. Contains 0.05% to 1% by mass. The resin particles according to one embodiment include PET or PBT, so that even if a biomass-derived resin is included instead of a petroleum-derived resin, the structural difference of the biomass-derived resin can be improved while improving environmental friendliness. It is possible to reduce the impact on In addition, the resin particles according to one embodiment include 0.05% to 1% by mass of a divalent metal element, so that when the resin particles are aggregated using a metal salt during the production of the resin particles, the resin particles can be bonded together. can be aggregated mildly, making it possible to obtain resin particles with a good particle size distribution.
よって、一実施形態に係る樹脂粒子は、環境負荷を低減することができると共に、優れる粒度分布を有することができると共に、優れた画像品質を有する画像を形成することができる。 Therefore, the resin particles according to one embodiment can reduce environmental impact, have an excellent particle size distribution, and form an image with excellent image quality.
一実施形態に係る樹脂粒子は、非晶質樹脂、非晶性樹脂及び結晶性樹脂の少なくとも1つを含み、非晶質樹脂、前記非晶性樹脂及び前記結晶性樹脂の少なくとも1つ以上がバイオマス由来樹脂を含み、樹脂粒子の全質量に対する、バイオマス由来樹脂と、PET又はPBTとの合計含有量を50質量%以上にできる。これにより、一実施形態に係る樹脂粒子は、バイオマス由来樹脂を含み環境対応性を高めると共に、バイオマス由来樹脂の石油由来樹脂との構造上の違いによる樹脂粒子の特性への影響を確実に軽減することができる。よって、一実施形態に係る樹脂粒子は、環境負荷の低減を図りつつ、粒度分布を高め、品質が優れた画像をより安定して提供することができる。 The resin particles according to one embodiment include at least one of an amorphous resin, an amorphous resin, and a crystalline resin, and at least one of the amorphous resin, the amorphous resin, and the crystalline resin. It contains a biomass-derived resin, and the total content of the biomass-derived resin and PET or PBT can be 50% by mass or more based on the total mass of the resin particles. As a result, the resin particles according to one embodiment include a biomass-derived resin and increase environmental friendliness, and also reliably reduce the influence on the properties of the resin particles due to the structural difference between the biomass-derived resin and the petroleum-derived resin. be able to. Therefore, the resin particles according to one embodiment can improve the particle size distribution and more stably provide images with excellent quality while reducing environmental load.
一実施形態に係る樹脂粒子は、PET又はPBTをバイオマス由来樹脂よりも多く含むことができる。これにより、一実施形態に係る樹脂粒子は、バイオマス由来樹脂の石油由来樹脂との構造上の違いによる樹脂粒子の特性への影響をさらに軽減することができる。 The resin particles according to one embodiment can contain more PET or PBT than the biomass-derived resin. Thereby, the resin particles according to one embodiment can further reduce the influence on the properties of the resin particles due to the structural difference between the biomass-derived resin and the petroleum-derived resin.
一実施形態に係る樹脂粒子は、二価の金属元素のうち、マグネシウムの含有量を0.1質量%~0.5質量%含むことができる。これにより、一実施形態に係る樹脂粒子は、樹脂粒子の製造時に金属塩を用いて樹脂粒子を凝集させる際、樹脂粒子同士をさらに確実にマイルドに凝集させることができるので、粒度分布が更に良好な樹脂粒子を確実に得ることができる。 The resin particles according to one embodiment may contain 0.1% by mass to 0.5% by mass of magnesium among the divalent metal elements. As a result, when the resin particles according to one embodiment are agglomerated using a metal salt during the production of the resin particles, the resin particles can be more reliably agglomerated more mildly, so that the particle size distribution is even better. It is possible to reliably obtain resin particles with high quality.
一実施形態に係る樹脂粒子は、ナトリウムを含み、二価の金属元素のうちマグネシウムをナトリウムよりも多く含み、ナトリウムの含有量を0.05質量%を超える量とすることができる。これにより、一実施形態に係る樹脂粒子は、樹脂粒子の製造時に金属塩を用いて樹脂粒子を凝集させる際、樹脂粒子同士の凝集をさらにマイルドに行うことができるため、粒度分布が更に良好な樹脂粒子を確実に得ることができる。 The resin particles according to one embodiment contain sodium, contain more magnesium than sodium among divalent metal elements, and can have a sodium content of more than 0.05% by mass. As a result, when the resin particles according to one embodiment are agglomerated using a metal salt during the production of the resin particles, the aggregation of the resin particles can be performed more mildly, so that the particle size distribution is even better. Resin particles can be reliably obtained.
一実施形態に係る樹脂粒子は、上記のような特性を有することから、トナー、現像剤、トナーセット、トナー収容ユニット及び画像形成装置等の画像形成用の材料として有効に用いることができる。 Since the resin particles according to one embodiment have the above characteristics, they can be effectively used as image forming materials for toners, developers, toner sets, toner storage units, image forming apparatuses, and the like.
<トナー>
一実施形態に係るトナーは、一実施形態に係る樹脂粒子を含み、一実施形態に係る樹脂粒子からなってもよい。
<Toner>
The toner according to one embodiment includes the resin particles according to one embodiment, and may be made of the resin particles according to one embodiment.
一実施形態に係る樹脂粒子をトナーに用いることで、環境負荷が抑えられ、植物由来樹脂を用いても、低温定着性及び帯電性に優れ、優れた画像品質を有する画像を提供することができる。 By using the resin particles according to one embodiment in a toner, the environmental burden can be suppressed, and even if a plant-derived resin is used, it is possible to provide an image with excellent low-temperature fixing properties and charging properties, and excellent image quality. .
<現像剤>
一実施形態に係る現像剤は、一実施形態に係るトナーを含み、必要に応じてキャリア等の適宜選択されるその他の成分を含むことができる。これにより、転写性、帯電性等に優れ、高画質な画像を安定して形成することができる。
<Developer>
The developer according to one embodiment includes the toner according to one embodiment, and can contain other appropriately selected components such as a carrier as necessary. Thereby, it is possible to stably form a high-quality image with excellent transferability, charging performance, etc.
現像剤は、一成分現像剤であってもよいし、二成分現像剤であってもよいが、近年の情報処理速度の向上に対応した高速プリンタ等に使用する場合には、寿命向上の点から、二成分現像剤であることが好ましい。 The developer may be a one-component developer or a two-component developer, but when used in high-speed printers that support the recent improvement in information processing speed, it is important to improve the lifespan. Therefore, a two-component developer is preferable.
一実施形態に係るトナーを一成分現像剤に用いる場合、トナーの収支が行われても、トナーの粒子径の変動が少なく、現像ローラへのトナーのフィルミング及びトナーを薄層化するブレード等の部材へのトナーの融着が少なく抑えられ、現像装置において高画質な画像が得られる。 When the toner according to one embodiment is used as a one-component developer, there is little variation in the particle size of the toner even when the toner is accounted for, and the toner is not easily filmed onto the developing roller or by a blade that thins the toner. The fusion of toner to the members is suppressed to a minimum, and high-quality images can be obtained in the developing device.
一実施形態に係る現像剤を二成分現像剤に用いる場合には、キャリアと混合して現像剤として用いることができる。一実施形態に係るトナーを二成分現像剤として用いる場合、長期にわたるトナーの収支が行われても、トナーの粒子径の変動が少なく、現像装置における長期の撹拌においても、良好で安定した現像性及び画像が得られる。 When the developer according to one embodiment is used as a two-component developer, it can be mixed with a carrier and used as the developer. When the toner according to one embodiment is used as a two-component developer, there is little variation in the toner particle size even after long-term toner balance, and good and stable developability is achieved even during long-term agitation in a developing device. and images are obtained.
二成分現像剤中のキャリアの含有量は、目的に応じて適宜選択することができるが、二成分現像剤100質量部に対して、90質量部~98質量部が好ましく、93質量部~97質量部がより好ましい。 The content of the carrier in the two-component developer can be appropriately selected depending on the purpose, but it is preferably 90 parts by mass to 98 parts by mass, and 93 parts by mass to 97 parts by mass, based on 100 parts by mass of the two-component developer. Parts by mass are more preferred.
一実施形態に係る現像剤は、磁性一成分現像方法、非磁性一成分現像方法、二成分現像方法等の公知の各種電子写真法による画像形成に好適に用いることができる。 The developer according to one embodiment can be suitably used for image formation by various known electrophotographic methods such as a magnetic one-component development method, a non-magnetic one-component development method, and a two-component development method.
[キャリア]
キャリアは、特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができるが、芯材と、芯材を被覆する樹脂層(被覆層)とを有するものであることが好ましい。
[Career]
The carrier is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but preferably has a core material and a resin layer (covering layer) covering the core material.
(芯材)
芯材の材料は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、50emu/g~90emu/gのマンガン-ストロンチウム系材料、50emu/g~90emu/gのマンガン-マグネシウム系材料等が挙げられる。また、画像濃度を確保するためには、100emu/g以上の鉄粉、75emu/g~120emu/gのマグネタイト等の高磁化材料を用いることが好ましい。また、穂立ち状態となっている現像剤の感光体に対する衝撃を緩和でき、高画質化に有利であることから、30emu/g~80emu/gの銅-亜鉛系等の低磁化材料を用いることが好ましい。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
(core material)
The material of the core material is not particularly limited and can be selected as appropriate depending on the purpose, for example, a manganese-strontium material with a content of 50 emu/g to 90 emu/g, a manganese-magnesium material with a content of 50 emu/g to 90 emu/g. Examples include materials. Further, in order to ensure image density, it is preferable to use a highly magnetized material such as iron powder of 100 emu/g or more and magnetite of 75 emu/g to 120 emu/g. In addition, it is recommended to use a low magnetization material such as a copper-zinc type material with a strength of 30 emu/g to 80 emu/g because it can reduce the impact of the developer in a spiked state on the photoconductor and is advantageous for improving image quality. is preferred. These may be used alone or in combination of two or more.
芯材の体積平均粒径は、特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができるが、10μm~150μmが好ましく、40μm~100μmがより好ましい。体積平均粒径が10μm以上であれば、キャリア中に微粉が多くなり、一粒子当たりの磁化が低下してキャリアの飛散が生じることがあるという問題を有効に防止できる。一方、150μm以下であれば、比表面積が低下し、トナーの飛散が生じることがあり、ベタ部分の多いフルカラーでは、特にベタ部の再現が悪くなることがあるという問題を有効に防止することができる。 The volume average particle diameter of the core material is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but is preferably 10 μm to 150 μm, more preferably 40 μm to 100 μm. If the volume average particle diameter is 10 μm or more, it is possible to effectively prevent the problem that the carrier contains a large amount of fine powder, and the magnetization per particle decreases, causing the carrier to scatter. On the other hand, if it is less than 150 μm, the specific surface area decreases and toner scattering may occur, and in full color with many solid areas, it is not possible to effectively prevent the problem of poor reproduction of solid areas. can.
(樹脂層)
樹脂層は、樹脂及び必要に応じてその他の成分を含有することができる。樹脂層に用いられる樹脂としては、必要な帯電性を付与できる公知の材料を使用できる。具体的にはシリコーン樹脂、アクリル樹脂、又はこれらを併用して使用することが好ましい。また樹脂層を形成するための組成物は、シランカップリング剤を含有することが好ましい。
(resin layer)
The resin layer can contain a resin and other components as necessary. As the resin used for the resin layer, known materials that can provide the necessary chargeability can be used. Specifically, it is preferable to use a silicone resin, an acrylic resin, or a combination thereof. Moreover, it is preferable that the composition for forming the resin layer contains a silane coupling agent.
樹脂層の平均膜厚は、0.05~0.50μmであることが好ましい。 The average thickness of the resin layer is preferably 0.05 to 0.50 μm.
<現像剤収容容器>
一実施形態に係る現像剤収容容器は、一実施形態に係る現像剤を収容している。現像剤収容容器としては、特に限定されず、公知のものの中から適宜選択することができるが、容器本体とキャップを有するもの等が挙げられる。
<Developer storage container>
A developer storage container according to one embodiment stores a developer according to one embodiment. The developer storage container is not particularly limited and can be appropriately selected from known containers, including one having a container body and a cap.
また、容器本体の大きさ、形状、構造、材質等は、特に限定されないが、形状は、円筒状等であることが好ましく、内周面にスパイラル状の凹凸が形成され、回転させることにより、内容物である現像剤が排出口側に移行することが可能であり、スパイラル状の凹凸の一部又は全てが蛇腹機能を有することが特に好ましい。さらに、材質は、特に限定されないが、寸法精度がよいものであることが好ましく、例えば、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアクリル酸、ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂、ポリアセタール樹脂等の樹脂材料が挙げられる。 In addition, the size, shape, structure, material, etc. of the container body are not particularly limited, but the shape is preferably cylindrical, etc., and spiral irregularities are formed on the inner peripheral surface, and by rotating it, It is particularly preferable that a part or all of the spiral irregularities have a bellows function so that the developer content can migrate to the discharge port side. Further, the material is not particularly limited, but preferably has good dimensional accuracy, such as polyester resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polystyrene resin, polyvinyl chloride resin, polyacrylic acid, polycarbonate resin, ABS resin, Examples include resin materials such as polyacetal resin.
現像剤収容容器は、保存、搬送等が容易であり、取扱性に優れるため、後述する画像形成装置、プロセスカートリッジ等に着脱可能に取り付け、現像剤の補給に使用することができる。 The developer storage container is easy to store, transport, etc. and has excellent handling properties, so it can be removably attached to an image forming apparatus, a process cartridge, etc., which will be described later, and used for replenishing developer.
<トナー収容ユニット>
一実施形態に係るトナー収容ユニットは、一実施形態に係るトナーを収容することができる。一実施形態に係るトナー収容ユニットとは、トナーを収容する機能を有するユニットに、トナーを収容したものをいう。ここで、トナー収容ユニットの態様としては、例えば、トナー収容容器、現像器、プロセスカートリッジが挙げられる。
<Toner storage unit>
The toner storage unit according to one embodiment can store the toner according to one embodiment. The toner storage unit according to one embodiment refers to a unit that has a function of storing toner and stores toner therein. Here, examples of the toner storage unit include a toner storage container, a developing device, and a process cartridge.
トナー収容容器とは、トナーを収容した容器をいう。 The toner storage container refers to a container that stores toner.
現像器は、トナーを収容し現像する手段を有するものをいう。 A developing device has means for storing and developing toner.
プロセスカートリッジとは、少なくとも静電潜像担持体(像担持体ともいう)と現像手段とを一体とし、トナーを収容し、画像形成装置に対して着脱可能であるものをいう。前記プロセスカートリッジは、更に帯電手段、露光手段、クリーニング手段等から選ばれる少なくとも一つを備えてもよい。 A process cartridge is a cartridge that integrates at least an electrostatic latent image carrier (also referred to as an image carrier) and a developing means, stores toner, and is removably attached to an image forming apparatus. The process cartridge may further include at least one selected from charging means, exposure means, cleaning means, and the like.
一実施形態に係るトナー収容ユニットには、一実施形態に係るトナーが収容される。一実施形態に係るトナー収容ユニットを、画像形成装置に装着して画像形成することで、一実施形態に係るトナーを用いて画像形成が行われるため、低温定着性及び帯電性に優れ、画質品質が高いトナーを得ることができる。 The toner storage unit according to one embodiment accommodates the toner according to one embodiment. By attaching the toner storage unit according to one embodiment to an image forming apparatus and forming an image, the image formation is performed using the toner according to one embodiment, so it has excellent low-temperature fixability and charging property, and has high image quality. You can get toner with high price.
<画像形成装置>
一実施形態に係る画像形成装置は、静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成部と、前記静電潜像担持体に形成された前記静電潜像をトナーを用いて現像してトナー像を形成する現像部とを有し、更に必要に応じて、その他の構成を有することができる。
<Image forming device>
An image forming apparatus according to one embodiment includes: an electrostatic latent image carrier; an electrostatic latent image forming section that forms an electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier; It has a developing section that develops the formed electrostatic latent image using toner to form a toner image, and may further have other configurations as necessary.
一実施形態に係る画像形成装置は、より好ましくは、上記の、静電潜像担持体、静電潜像形成部及び現像部の他に、前記トナー像を記録媒体に転写する転写部と、前記記録媒体の表面に転写された転写像を定着させる定着部とを備える。 The image forming apparatus according to one embodiment more preferably includes, in addition to the electrostatic latent image carrier, the electrostatic latent image forming section, and the developing section described above, a transfer section that transfers the toner image to a recording medium. and a fixing section that fixes the transferred image transferred to the surface of the recording medium.
前記現像部において、一実施形態に係るトナーが使用される。好ましくは、一実施形態に係るトナーを含有し、更に必要に応じて、キャリア等のその他の成分が含有された現像剤を用いることにより、トナー像を形成してもよい。 In the developing section, a toner according to an embodiment is used. Preferably, a toner image may be formed by using a developer containing the toner according to one embodiment and further containing other components such as a carrier as necessary.
(静電潜像担持体)
静電潜像担持体(「電子写真感光体」、「感光体」と称することがある)の材質、形状、構造、大きさ等としては、特に制限されず、公知のものの中から適宜選択することができる。静電潜像担持体の材質としては、例えば、アモルファスシリコン、セレン等の無機感光体、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体(OPC)等が挙げられる。これらの中でも、長寿命性の点で、アモルファスシリコンが好ましく、より高精細な画像が得られる点で、有機感光体(OPC)が好ましい。
(Electrostatic latent image carrier)
The material, shape, structure, size, etc. of the electrostatic latent image carrier (sometimes referred to as "electrophotographic photoreceptor" or "photoreceptor") are not particularly limited, and are appropriately selected from known ones. be able to. Examples of the material of the electrostatic latent image carrier include inorganic photoreceptors such as amorphous silicon and selenium, and organic photoreceptors (OPC) such as polysilane and phthalopolymethine. Among these, amorphous silicon is preferable in terms of long life, and organic photoconductor (OPC) is preferable in terms of obtaining higher definition images.
アモルファスシリコン感光体としては、例えば、支持体を50℃~400℃に加熱し、支持体上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱CVD(化学気相成長、Chemical Vapor Deposition)法、光CVD法、プラズマCVD法等の成膜法によりa-Siからなる光導電層を有する感光体を用いることができる。これらの中でも、プラズマCVD法、即ち、原料ガスを直流又は高周波あるいはマイクロ波グロー放電によって分解し、支持体上にa-Si堆積膜を形成する方法が好適である。 As an amorphous silicon photoreceptor, for example, a support is heated to 50° C. to 400° C., and a vacuum evaporation method, a sputtering method, an ion plating method, a thermal CVD (Chemical Vapor Deposition) method is applied to the support. A photoreceptor having a photoconductive layer made of a-Si can be used by a film forming method such as photo-CVD, plasma CVD, or the like. Among these, the plasma CVD method, ie, a method in which a raw material gas is decomposed by direct current, high frequency, or microwave glow discharge to form an a-Si deposited film on a support, is preferred.
静電潜像担持体の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、円筒状が好ましい。円筒状の静電潜像担持体の外径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、3mm~100mmが好ましく、5mm~50mmがより好ましく、10mm~30mmが特に好ましい。 The shape of the electrostatic latent image carrier is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but a cylindrical shape is preferred. The outer diameter of the cylindrical electrostatic latent image carrier is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but is preferably 3 mm to 100 mm, more preferably 5 mm to 50 mm, particularly 10 mm to 30 mm. preferable.
(静電潜像形成部)
静電潜像形成部としては、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する手段であれば、特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。静電潜像形成部は、例えば、前記静電潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電部材(帯電器)と、前記静電潜像担持体の表面を像様に露光する露光部材(露光器)とを備える。
(Electrostatic latent image forming section)
The electrostatic latent image forming section is not particularly limited as long as it is a means for forming an electrostatic latent image on an electrostatic latent image carrier, and can be appropriately selected depending on the purpose. The electrostatic latent image forming section includes, for example, a charging member (charger) that uniformly charges the surface of the electrostatic latent image carrier, and an exposure member that imagewise exposes the surface of the electrostatic latent image carrier. (exposure device).
帯電器としては、特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、導電性又は半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えた接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器等が挙げられる。 The charger is not particularly limited and can be selected as appropriate depending on the purpose, but for example, a contact charger equipped with a conductive or semiconductive roll, brush, film, rubber blade, etc., a corotron, a scorotron. Examples include non-contact chargers that utilize corona discharge.
帯電器の形状としては、ローラの他にも、磁気ブラシ、ファーブラシ等どのような形態をとってもよく、画像形成装置の仕様や形態にあわせて選択することができる。 The charger may have any shape other than a roller, such as a magnetic brush or a fur brush, and can be selected according to the specifications and form of the image forming apparatus.
帯電器としては、静電潜像担持体に接触乃至非接触状態で配置され、直流及び交流電圧を重畳印加することによって静電潜像担持体表面を帯電するものが好ましい。また、帯電器が、静電潜像担持体にギャップテープを介して非接触に近接配置された帯電ローラであり、帯電ローラに直流並びに交流電圧を重畳印加することによって静電潜像担持体表面を帯電するものが好ましい。 The charger is preferably one that is disposed in contact with or in a non-contact state with the electrostatic latent image carrier and charges the surface of the electrostatic latent image carrier by applying DC and AC voltages in a superimposed manner. In addition, the charger is a charging roller that is disposed close to the electrostatic latent image carrier through a gap tape in a non-contact manner, and the surface of the electrostatic latent image carrier is It is preferable to use one that charges .
帯電器としては、接触式の帯電器に限定されるものではないが、帯電器から発生するオゾンが低減された画像形成装置が得られる点から、接触式の帯電部材を用いることが好ましい。 Although the charger is not limited to a contact type charger, it is preferable to use a contact type charging member since an image forming apparatus in which ozone generated from the charger is reduced can be obtained.
露光器としては、帯電器により帯電された静電潜像担持体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザ光学系、液晶シャッタ光学系等の各種露光器が挙げられる。 The exposure device is not particularly limited as long as it can expose the surface of the electrostatic latent image carrier charged by the charger in the form of the image to be formed, and can be selected as appropriate depending on the purpose. Examples include various exposure devices such as a copying optical system, a rod lens array system, a laser optical system, and a liquid crystal shutter optical system.
露光器に用いられる光源としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード(LED)、半導体レーザ(LD)、エレクトロルミネッセンス(EL)等の発光物全般等が挙げられる。 The light source used in the exposure device is not particularly limited and can be selected as appropriate depending on the purpose. For example, fluorescent lamps, tungsten lamps, halogen lamps, mercury lamps, sodium lamps, light emitting diodes (LEDs), semiconductor lasers ( LD), electroluminescence (EL), and other light-emitting materials.
また、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルター等の各種フィルターを用いることもできる。 Moreover, various filters such as a sharp cut filter, a band pass filter, a near-infrared cut filter, a dichroic filter, an interference filter, and a color temperature conversion filter can also be used in order to irradiate only light in a desired wavelength range.
なお、露光器は、静電潜像担持体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。 Note that the exposure device may employ a back-light method in which imagewise exposure is performed from the back side of the electrostatic latent image carrier.
(現像部)
現像部は、静電潜像担持体に形成された前記静電潜像を現像して可視像を形成できれば、特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。現像部は、例えば、トナーを収容し、静電潜像にトナーを接触又は非接触的に付与可能な現像器を備えるものを好適に用いることができ、トナー入り容器を備えた現像器等が好ましい。
(Developing section)
The developing section is not particularly limited as long as it can develop the electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image carrier to form a visible image, and can be appropriately selected depending on the purpose. The developing section may preferably include a developing device that accommodates toner and can apply the toner to the electrostatic latent image in a contact or non-contact manner, such as a developing device equipped with a container containing toner. preferable.
現像器は、単色用現像器であってもよいし、多色用現像器であってもよい。現像器として、例えば、トナーを摩擦攪拌させて帯電させる攪拌器と、内部に固定された磁界発生部とを有し、表面にトナーを含む現像剤を担持して回転可能な現像剤担持体(例えば、マグネットローラ)を有する現像装置等が好適に挙げられる。 The developer may be a monochrome developer or a multicolor developer. As a developing device, for example, a developer carrier (a rotatable developer carrier) that has a stirrer that frictionally stirs toner to charge the toner and a magnetic field generating section fixed therein, and that carries a developer containing toner on its surface. For example, a developing device having a magnetic roller) is preferably used.
(転写部)
転写部としては、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写部と、複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写部とを有する態様が好ましい。なお、中間転写体としては、特に制限されず、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルト等が好適に挙げられる。
(Transfer section)
The transfer section may include a primary transfer section that transfers a visible image onto an intermediate transfer body to form a composite transfer image, and a secondary transfer section that transfers the composite transfer image onto a recording medium. preferable. Note that the intermediate transfer body is not particularly limited and can be appropriately selected from known transfer bodies depending on the purpose, and suitable examples include a transfer belt and the like.
転写部(第一次転写手段及び第二次転写部)は、静電潜像担持体(感光体)上に形成された可視像を記録媒体側へ剥離帯電させる転写器を少なくとも有するのが好ましい。転写部は1つであってもよいし、2以上であってもよい。 The transfer section (the primary transfer means and the secondary transfer section) has at least a transfer device for peeling and charging the visible image formed on the electrostatic latent image carrier (photoreceptor) toward the recording medium. preferable. The number of transfer parts may be one, or two or more.
転写器としては、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器、等が挙げられる。 Examples of the transfer device include a corona transfer device using corona discharge, a transfer belt, a transfer roller, a pressure transfer roller, an adhesive transfer device, and the like.
なお、記録媒体としては、代表的には普通紙であるが、現像後の未定着像を転写可能なものなら、特に制限はなく、公知の記録媒体(記録紙)の中から目的に応じて適宜選択することができ、OHP用のPETベース等も用いることができる。 The recording medium is typically plain paper, but there is no particular restriction as long as it can transfer the unfixed image after development, and any known recording medium (recording paper) can be used depending on the purpose. It can be selected as appropriate, and a PET base for OHP or the like can also be used.
(定着部)
定着部としては、特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができるが、公知の加熱加圧部が好適である。加熱加圧部としては、加熱ローラと加圧ローラとの組合せ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトとの組合せ等が挙げられる。
(Fusing part)
The fixing section is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but a known heating and pressing section is suitable. Examples of the heating and pressing section include a combination of a heating roller and a pressure roller, a combination of a heating roller, a pressure roller, and an endless belt, and the like.
定着部は、発熱体を具備する加熱体と、加熱体と接触するフィルムと、フィルムを介して加熱体と圧接する加圧部材とを有し、フィルムと加圧部材の間に未定着画像を形成させた記録媒体を通過させて加熱定着できる加熱加圧部であることが好ましい。 The fixing unit includes a heating element including a heating element, a film in contact with the heating element, and a pressure member in pressure contact with the heating element via the film, and the unfixed image is held between the film and the pressure member. Preferably, it is a heating and pressing unit that can heat and fix the formed recording medium by passing it therethrough.
加熱加圧部における加熱は、通常、80℃~200℃が好ましい。 The heating in the heating and pressurizing section is usually preferably performed at a temperature of 80°C to 200°C.
加熱加圧部における面圧としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10N/cm2~80N/cm2であることが好ましい。 The surface pressure in the heating and pressing section is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but it is preferably 10 N/cm 2 to 80 N/cm 2 .
なお、本実施形態においては、目的に応じて、定着部と共に又はこれに代えて、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。 Note that in this embodiment, for example, a known optical fixing device may be used together with or in place of the fixing section depending on the purpose.
(その他)
一次形態に係る画像形成装置は、その他、例えば、除電部、リサイクル部、制御部等を備えることができる。
(others)
The image forming apparatus according to the primary form may further include, for example, a static elimination section, a recycling section, a control section, and the like.
((除電部))
除電部としては、特に制限されず、静電潜像担持体に対し除電バイアスを印加することができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプ等が好適に挙げられる。
((static eliminator))
The static eliminator is not particularly limited as long as it can apply a static eliminator bias to the electrostatic latent image carrier, and can be appropriately selected from known static eliminators. For example, a static eliminator is preferably used. Can be mentioned.
((クリーニング部))
クリーニング部は、静電潜像担持体上に残留するトナーを除去することができればよく、公知のクリーナの中から適宜選択することができる。クリーニング部として、例えば、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナ等が挙げられる。
((Cleaning Department))
The cleaning section only needs to be capable of removing toner remaining on the electrostatic latent image carrier, and can be appropriately selected from known cleaners. Examples of the cleaning unit include a magnetic brush cleaner, an electrostatic brush cleaner, a magnetic roller cleaner, a blade cleaner, a brush cleaner, and a web cleaner.
一次形態に係る画像形成装置は、クリーニング部を有することにより、クリーニング性を向上させることができる。すなわち、トナー間付着力を制御することにより、トナーの流動性が制御され、クリーニング性を向上させることができる。また、劣化後のトナーの特性を制御することにより、高寿命化や高温多湿等の過酷な条件下においても、優れたクリーニング品質を維持することができる。さらに、感光体上におけるトナーから外添剤を十分に遊離させることができるため、クリーニングブレードニップ部における外添剤の堆積層(ダム層)を形成することにより、高いクリーニング性を達成することができる。 The image forming apparatus according to the primary form can improve cleaning performance by having the cleaning section. That is, by controlling the adhesion force between toners, the fluidity of the toner can be controlled and the cleaning performance can be improved. Furthermore, by controlling the characteristics of toner after deterioration, it is possible to extend the service life and maintain excellent cleaning quality even under harsh conditions such as high temperature and humidity. Furthermore, since the external additive can be sufficiently released from the toner on the photoreceptor, high cleaning performance can be achieved by forming a deposited layer (dam layer) of the external additive at the cleaning blade nip. can.
((リサイクル部))
リサイクル部としては、特に制限されず、公知の搬送手段等が挙げられる。
((Recycling Department))
The recycling section is not particularly limited, and includes known transport means and the like.
((制御部))
制御部は、上記の各部の動きを制御することができる。制御部としては、上記の各部の動きを制御できれば、特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の制御機器が挙げられる。
((control unit))
The control section can control the movement of each section mentioned above. The control section is not particularly limited as long as it can control the movements of each of the above sections, and can be appropriately selected depending on the purpose, and includes, for example, control devices such as a sequencer and a computer.
一実施形態に係る画像形成装置は、一実施形態に係るトナーを用いて画像形成を行うことができるため、消費電力を抑えることができると共に、高画質な画像を安定して提供することができる。 Since the image forming apparatus according to one embodiment can form an image using the toner according to one embodiment, it is possible to reduce power consumption and stably provide high-quality images. .
<画像形成方法>
一実施形態に係る画像形成方法は、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像をトナーを用いて現像してトナー像を形成する現像工程とを含み、更に必要に応じて、その他の工程を含むことができる。前記画像形成方法は、前記画像形成装置により好適に行うことができ、前記静電潜像形成工程は、前記静電潜像形成部により好適に行うことができ、前記現像工程は、前記現像部により好適に行うことができ、前記その他の工程は、前記その他の部により好適に行うことができる。
<Image forming method>
An image forming method according to an embodiment includes an electrostatic latent image forming step of forming an electrostatic latent image on an electrostatic latent image carrier, and developing the electrostatic latent image using toner to form a toner image. In addition, other steps may be included as necessary. The image forming method can be preferably performed by the image forming apparatus, the electrostatic latent image forming step can be suitably performed by the electrostatic latent image forming section, and the developing step can be suitably carried out by the developing section. The other steps can be suitably carried out by the other section.
また、一実施形態に係る画像形成方法は、より好ましくは、上記の、静電潜像形成工程及び現像工程の他に、前記トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、前記記録媒体の表面に転写された転写像を定着する定着工程とを含む。 Further, the image forming method according to one embodiment more preferably includes, in addition to the electrostatic latent image forming step and the developing step, a transfer step of transferring the toner image to a recording medium, and a surface of the recording medium. and a fixing step of fixing the transferred image.
現像工程において、一実施形態に係るトナーが使用される。好ましくは、一実施形態に係るトナーを含有し、更に必要に応じて、キャリア等のその他の成分が含有された現像剤を用いることにより、トナー像を形成してもよい。 In the developing process, a toner according to one embodiment is used. Preferably, a toner image may be formed by using a developer containing the toner according to one embodiment and further containing other components such as a carrier as necessary.
静電潜像形成工程は、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程であり、静電潜像担持体表面を帯電させる帯電工程と、帯電された静電潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光工程とを含む。帯電は、例えば、帯電器を用いて静電潜像担持体の表面に電圧を印加することにより行うことができる。露光は、例えば、前記露光器を用いて前記静電潜像担持体の表面を像様に露光することにより行うことができる。静電潜像の形成は、例えば、静電潜像担持体の表面を一様に帯電させた後、像様に露光することにより行うことができ、静電潜像形成部により行うことができる。 The electrostatic latent image forming step is a step of forming an electrostatic latent image on an electrostatic latent image carrier, and includes a charging step of charging the surface of the electrostatic latent image carrier, and a charging step of charging the surface of the electrostatic latent image carrier. and an exposure step of exposing the surface to light to form an electrostatic latent image. Charging can be performed, for example, by applying a voltage to the surface of the electrostatic latent image carrier using a charger. Exposure can be performed, for example, by imagewise exposing the surface of the electrostatic latent image carrier using the exposure device. Formation of an electrostatic latent image can be performed, for example, by uniformly charging the surface of an electrostatic latent image carrier and then exposing it imagewise, and can be performed by an electrostatic latent image forming section. .
現像工程は、静電潜像を複数色のトナーにより順次現像して可視像を形成する工程である。可視像の形成は、例えば、静電潜像を前記トナーを用いて現像することにより行うことができ、現像器により行うことができる。 The developing step is a step of sequentially developing the electrostatic latent image with toners of multiple colors to form a visible image. Formation of a visible image can be performed, for example, by developing an electrostatic latent image using the toner, and can be performed using a developing device.
現像器内では、例えば、トナーとキャリアとが混合攪拌され、その際の摩擦によりトナーが帯電し、回転するマグネットローラの表面に穂立ち状態で保持され、磁気ブラシが形成される。マグネットローラは、静電潜像担持体(感光体)近傍に配置されているため、マグネットローラの表面に形成された磁気ブラシを構成するトナーの一部は、電気的な吸引力によって静電潜像担持体(感光体)の表面に移動する。その結果、静電潜像がトナーにより現像されて静電潜像担持体(感光体)の表面にトナーによる可視像が形成される。 In the developing device, for example, toner and carrier are mixed and stirred, and the toner is charged by friction at that time and held in a spiked state on the surface of a rotating magnet roller, thereby forming a magnetic brush. Since the magnet roller is placed near the electrostatic latent image carrier (photoreceptor), some of the toner that makes up the magnetic brush formed on the surface of the magnet roller is absorbed by the electrostatic latent image due to the electrical attraction force. Move to the surface of the image carrier (photoreceptor). As a result, the electrostatic latent image is developed with the toner, and a visible image is formed with the toner on the surface of the electrostatic latent image carrier (photoreceptor).
転写工程は、可視像を記録媒体に転写する工程である。転写工程は、中間転写体を用い、中間転写体上に可視像を一次転写した後、可視像を記録媒体上に二次転写する態様が好ましい。転写工程は、二色以上のトナー、好ましくはフルカラートナーを用い、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写工程と、複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写工程とを含む態様がより好ましい。転写は、例えば、可視像を転写帯電器を用いて静電潜像担持体(感光体)を帯電することにより行うことができ、転写部により行うことができる。 The transfer process is a process of transferring a visible image to a recording medium. In the transfer step, it is preferable that an intermediate transfer member is used, and after the visible image is primarily transferred onto the intermediate transfer member, the visible image is secondarily transferred onto the recording medium. The transfer process includes a primary transfer process in which a visible image is transferred onto an intermediate transfer body to form a composite transferred image using toner of two or more colors, preferably full-color toner, and a primary transfer process in which a composite transferred image is transferred onto a recording medium. An embodiment including a second transfer step of transferring is more preferable. Transfer can be performed, for example, by charging an electrostatic latent image carrier (photosensitive member) with a visible image using a transfer charger, and can be performed by a transfer section.
定着工程は、記録媒体に転写された可視像を定着装置を用いて定着させる工程であり、各色の現像剤に対し記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色の現像剤に対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。 The fixing process is a process of fixing the visible image transferred to the recording medium using a fixing device, and may be performed each time the visible image is transferred to the recording medium for each color developer, or it may be performed for each color developer. This may be done simultaneously in a stacked state.
一次形態に係る画像形成方法は、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば、除電工程、クリーニング工程、リサイクル工程等を含むことができる。 The image forming method according to the primary form can further include other steps appropriately selected as necessary, such as a static elimination step, a cleaning step, a recycling step, and the like.
除電工程は、静電潜像担持体に対し除電バイアスを印加して除電を行う工程であり、除電部により好適に行うことができる。 The static elimination step is a process of applying a static elimination bias to the electrostatic latent image carrier to eliminate static electricity, and can be suitably performed by a static elimination unit.
クリーニング工程は、静電潜像担持体上に残留する前記トナーを除去する工程であり、クリーニング部により好適に行うことができる。 The cleaning step is a step of removing the toner remaining on the electrostatic latent image carrier, and can be suitably carried out by a cleaning section.
リサイクル工程は、クリーニング工程により除去したトナーを現像部にリサイクルさせる工程であり、リサイクル部により好適に行うことができる。 The recycling step is a step in which the toner removed in the cleaning step is recycled to the developing section, and can be suitably carried out by the recycling section.
一実施形態に係る画像形成方法は、一実施形態に係るトナーを用いて画像形成を行うことができるため、消費電力を抑えることができると共に、高画質な画像を安定して提供することができる。 Since the image forming method according to one embodiment can perform image formation using the toner according to one embodiment, it is possible to suppress power consumption and to stably provide high-quality images. .
[画像形成装置の一態様]
次に、一実施形態に係る画像形成装置の一の態様について、図1を参照しながら説明する。図1は、一実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。図1に示すように、画像形成装置1Aは、静電潜像担持体である感光体ドラム10と、帯電部である帯電ローラ20と、露光部である露光装置30と、現像部である現像装置40と、中間転写体(中間転写ベルト)50と、クリーニング部であるクリーニング装置60と、転写部である転写ローラ70と、除電部である除電ランプ80と、中間転写体クリーニング装置90とを備える。
[One aspect of image forming apparatus]
Next, one aspect of an image forming apparatus according to an embodiment will be described with reference to FIG. 1. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an image forming apparatus according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the
中間転写体50は、内側に配置されている3個のローラ51で張架されている無端ベルトであり、3個のローラ51によって、矢印方向に移動可能に設計されている。3個のローラ51の一部は、中間転写体50へ所定の転写バイアス(一次転写バイアス)を印加可能な転写バイアスローラとしても機能する。中間転写体50の近傍には、中間転写体クリーニング装置90が配置されている。さらに、中間転写体50の近傍に、転写ローラ70が中間転写体50に対向して配置され、記録媒体としての転写紙Pに現像像(トナー画像)を転写(二次転写)するための転写バイアス(二次転写バイアス)を印加することができる。中間転写体50の周囲には、中間転写体50上のトナー画像に電荷を付与するためのコロナ帯電器52が、中間転写体50の回転方向に対して、感光体ドラム10と中間転写体50との接触部と、中間転写体50と転写紙Pとの接触部との間に配置されている。
The
現像装置40は、現像剤担持体である現像ベルト41と、現像ベルト41の周囲に併設した現像ユニット42から構成されている。
The developing
現像ベルト41は、複数のベルトローラで張架されている無端ベルトであり、図中、矢印方向に移動することができる。さらに、現像ベルト41の一部が感光体ドラム10と接触している。
The developing
現像ユニット42は、ブラック(Bk)現像ユニット42K、イエロー(Y)現像ユニット42Y、マゼンタ(M)現像ユニット42M、及びシアン(C)現像ユニット42Cから構成されている。
The developing
ブラック現像ユニット42Kは、現像剤収容部421Kと現像剤供給ローラ422Kと現像ローラ(現像剤担持体)423Kとを備えている。イエロー現像ユニット42Yは、現像剤収容部421Yと現像剤供給ローラ422Yと現像ローラ423Yとを備えている。マゼンタ現像ユニット42Mは、現像剤収容部421Mと現像剤供給ローラ422Mと現像ローラ423Mとを備えている。シアン現像ユニット42Cは、現像剤収容部421Cと現像剤供給ローラ422Cと現像ローラ423Cとを備えている。
The black developing
次に、画像形成装置1Aを用いて画像を形成する方法について説明する。まず、帯電ローラ20を用いて、感光体ドラム10の表面を一様に帯電させた後、露光装置30を用いて、感光体ドラム10に露光光Lを露光し、静電潜像を形成する。次に、感光体ドラム10上に形成された静電潜像を、現像装置40から供給されたトナーで現像してトナー像を形成する。さらに、感光体ドラム10上に形成されたトナー像が、ローラ51から印加された転写バイアスにより、中間転写体50上に転写(一次転写)された後、転写ローラ70から印加された転写バイアスにより、不図示の給紙部によって給紙された転写紙P上に転写(二次転写)される。一方、トナー像が中間転写体50に転写された感光体ドラム10は、表面に残留したトナーがクリーニング装置60により除去された後、除電ランプ80により除電される。画像転写後の中間転写体50上の残留トナーは、中間転写体クリーニング装置90によって除去される。
Next, a method of forming an image using the
転写工程終了後、転写紙Pは定着ユニットに搬送されて、この定着ユニットで、上記転写されたトナー像は転写紙Pに定着される。 After the transfer process is completed, the transfer paper P is conveyed to a fixing unit, and the transferred toner image is fixed on the transfer paper P by this fixing unit.
図2は、一実施形態に係る画像形成装置の他の一例を示す概略構成図である。図2に示すように、画像形成装置1Bは、図1に示す画像形成装置100Aにおいて、現像ベルト41を設けずに、感光体ドラム10の周囲に、現像ユニット42(ブラック現像ユニット42K、イエロー現像ユニット42Y、マゼンタ現像ユニット42M及びシアン現像ユニット42C)が直接対向して配置されている以外は、画像形成装置100Aと同様の構成を有する。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing another example of an image forming apparatus according to an embodiment. As shown in FIG. 2, the
図3は、一実施形態に係る画像形成装置の他の一例を示す概略構成図である。図3に示すように、画像形成装置1Cは、タンデム型カラー画像形成装置であり、複写装置本体110と、給紙テーブル120と、スキャナ130と、原稿自動搬送装置(ADF)140と、二次転写装置150と、定着部である定着装置160と、シート反転装置170を備えている。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing another example of an image forming apparatus according to an embodiment. As shown in FIG. 3, the
複写装置本体110の中央部には、無端ベルト状の中間転写体50が設けられている。中間転写体50は、3個のローラ53A、53B及び53Cに張架されている無端ベルトであり、図3中、矢印方向に移動することができる。ローラ53Bの近傍には、トナー像が記録紙に転写された中間転写体50上に残留したトナーを除去するための中間転写体クリーニング装置90が配置されている。ローラ53A及び53Bにより張架された中間転写体50に対向すると共に、搬送方向に沿って、対向して並置されたタンデム型現像器である現像ユニット42(イエロー(Y)現像ユニット42Y、シアン(C)現像ユニット42C、マゼンタ(M)現像ユニット42M及びブラック(Bk)現像ユニット42K)が配置されている。
An endless belt-shaped
また、現像ユニット42の近傍には、露光装置30が配置されている。さらに、中間転写体50の現像ユニット42が配置された側とは反対側には、二次転写装置150が配置されている。二次転写装置150は、二次転写ベルト151を備える。なお、二次転写ベルト151は、一対のローラ152に張架されている無端ベルトであり、二次転写ベルト151上を搬送される記録紙と中間転写体50は、ローラ53Cとローラ152との間で接触することができる。
Further, an
また、二次転写ベルト151の近傍には、定着装置160が配置されている。定着装置160は、一対のローラに張架されている無端ベルトである定着ベルト161と、定着ベルト161に押圧されて配置された加圧ローラ162とを備えている。
Further, a fixing
また、二次転写ベルト151及び定着装置160の近傍に、記録紙の両面に画像を形成する場合に、記録紙を反転させるためのシート反転装置170が配置されている。
Further, a
次に、画像形成装置1Cを用いて、フルカラー画像を形成する方法について説明する。ます、原稿自動搬送装置(ADF)140の原稿台141上にカラー原稿をセットするか、原稿自動搬送装置140を開いてスキャナ130のコンタクトガラス131上にカラー原稿をセットし、原稿自動搬送装置140を閉じる。
Next, a method for forming a full-color image using the
スタートスイッチ(不図示)を押すと、原稿自動搬送装置140にカラー原稿をセットした時は、カラー原稿が搬送されてコンタクトガラス131上へと移動された後で、スキャナ130が駆動し、光源を備える第1走行体132及び第2走行体133が走行する。一方、コンタクトガラス131上に原稿をセットした時は直ちに、スキャナ130が駆動して、光源を備える第1走行体132及び第2走行体133が走行する。このとき、第1走行体132から照射された光の原稿面からの反射光を第2走行体133のミラーで反射した後、結像レンズ135を通して読取りセンサ136で受光することにより、カラー原稿(カラー画像)が読み取られ、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの画像情報が得られる。
When the start switch (not shown) is pressed, when a color original is set on the
各色の画像情報は、各色の現像ユニット(イエロー現像ユニット42Y、シアン現像ユニット42C、マゼンタ現像ユニット42M及びブラック現像ユニット42K)にそれぞれ伝達され、各色のトナー像が形成される。
The image information of each color is transmitted to the developing units of each color (yellow developing
図4は、図3の画像形成装置の部分拡大図である。図4に示すように、各現像ユニット(イエロー現像ユニット42Y、シアン現像ユニット42C、マゼンタ現像ユニット42M及びブラック現像ユニット42K)は、それぞれ、感光体ドラム10(ブラック用静感光体ドラム10K、イエロー用感光体ドラム10Y、マゼンタ用感光体ドラム10M、及びシアン用感光体ドラム10C)と、静電潜像担持体10を一様に帯電させる帯電部である帯電ローラ20と、各色の画像情報に基づいて、感光体ドラム10に露光光Lを露光し、感光体ドラム10上に各色の静電潜像を形成する露光装置30と、静電潜像を各色の現像剤で現像して各色のトナー像を形成する現像部である現像装置40と、トナー像を中間転写体50上に転写させるための転写帯電器62と、クリーニング装置60と、除電ランプ80とを備える。
FIG. 4 is a partially enlarged view of the image forming apparatus shown in FIG. 3. FIG. As shown in FIG. 4, each developing unit (yellow developing
各色の現像ユニット(イエロー現像ユニット42Y、シアン現像ユニット42C、マゼンタ現像ユニット42M及びブラック現像ユニット42K)で形成された各色のトナー像は、ローラ53A、53B及び53Cに張架されて移動する中間転写体50上に順次転写(一次転写)される。そして、中間転写体50上に各色のトナー像が重ね合わされて、複合トナー像が形成される。
The toner images of each color formed by the developing units of each color (yellow developing
一方、給紙テーブル120においては、給紙ローラ121の1つを選択的に回転させ、ペーパーバンク122に多段に備える給紙カセット123の1つから記録紙を繰り出す。記録紙は、分離ローラ124で1枚ずつ分離されて給紙路125に送出され、搬送ローラ126で搬送されて複写装置本体110内の給紙路111に導かれ、レジストローラ112に突き当てて止められる。又は、手差しローラ113を回転して手差しトレイ114上の記録紙を繰り出し、手差しローラ113で1枚ずつ分離して手差し給紙路115に導き、レジストローラ112に突き当てて止める。
On the other hand, on the paper feed table 120, one of the
なお、レジストローラ112は、一般には接地されて使用されるが、記録紙の紙粉を除去するためにバイアスが印加された状態で使用されてもよい。 Note that the registration roller 112 is generally used while being grounded, but may be used with a bias applied to remove paper dust from the recording paper.
次に、中間転写体50上に形成された複合トナー像にタイミングを合わせてレジストローラ112を回転させ、中間転写体50と二次転写ベルト151との間に記録紙を送出させ、複合トナー像を記録紙上に転写(二次転写)する。なお、複合トナー像を転写した中間転写体50上に残留したトナーは、中間転写体クリーニング装置90により除去される。
Next, the registration rollers 112 are rotated in synchronization with the composite toner image formed on the
複合トナー像が転写された記録紙は、二次転写ベルト151により搬送された後、定着装置160により複合トナー像が記録紙上に定着される。
The recording paper onto which the composite toner image has been transferred is conveyed by a
その後、記録紙は、切換爪116により搬送経路が切り換えられ、排出ローラ117により排紙トレイ118上に排出される。又は、記録紙は、切換爪116により搬送経路が切り換えられ、シート反転装置170により反転され、再度、二次転写ベルト151にと導かれ、裏面にも同様にして画像が形成された後、排出ローラ117により排紙トレイ118上に排出される。
Thereafter, the conveyance path of the recording paper is switched by a switching
<プロセスカートリッジ>
一実施形態に係るプロセスカートリッジは、各種画像形成装置に着脱可能に成型されており、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、静電潜像担持体上に担持された静電潜像を上記の一実施形態に係る現像剤で現像してトナー像を形成する現像部とを有し、必要に応じて、その他の構成を有してもよい。
<Process cartridge>
The process cartridge according to one embodiment is molded to be removably attached to various image forming apparatuses, and includes an electrostatic latent image carrier carrying an electrostatic latent image, and an electrostatic latent image carrier carried on the electrostatic latent image carrier. It has a developing section that develops a latent image with the developer according to the above embodiment to form a toner image, and may have other configurations as necessary.
静電潜像担持体は、上記の画像形成装置の静電潜像担持体と同様であるため、詳細は省略する。 The electrostatic latent image carrier is the same as the electrostatic latent image carrier of the image forming apparatus described above, so the details will be omitted.
現像部は、一実施形態に係る現像剤を収容する現像剤収容容器と、現像剤収容容器内に収容された現像剤を担持すると共に搬送する現像剤担持体とを有する。なお、現像部は、担持する現像剤の厚さを規制するため、規制部材等をさらに有してもよい。 The developing section includes a developer storage container that stores the developer according to one embodiment, and a developer carrier that supports and transports the developer stored in the developer storage container. Note that the developing section may further include a regulating member or the like in order to regulate the thickness of the developer carried thereon.
図5に、一実施形態に係るプロセスカートリッジの一例を示す。図5に示すように、画像形成装置プロセスカートリッジ200は、感光体ドラム10、帯電部であるコロナ帯電器22、現像装置40、クリーニング装置60及び転写ローラ70を有する。
FIG. 5 shows an example of a process cartridge according to one embodiment. As shown in FIG. 5, the image forming
以下、実施例及び比較例を示して実施形態を更に具体的に説明するが、実施形態はこれらの実施例及び比較例により限定されるものではない。 Hereinafter, the embodiments will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the embodiments are not limited to these Examples and Comparative Examples.
<製造例A-1:非晶質ポリエステル樹脂A-1の合成>
-プレポリマーA-1の合成-
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、イソフタル酸、及び植物由来のセバシン酸を、水酸基とカルボキシル基のモル比であるOH/COOHが1.1であり、ジオール成分の構成が3-メチル-1,5-ペンタンジオール100mol%であり、ジカルボン酸成分の構成がイソフタル酸73mol%及びセバシン酸23mol%であり、全モノマー中におけるトリメチロールプロパンの量が1.5mol%となるように、チタンテトライソプロポキシド(樹脂成分に対して1,000ppm)と共に投入した。その後、4時間程度で200℃まで昇温した後、2時間かけて230℃に昇温し、流出水がなくなるまで反応を行った。その後、更に10mmHg~15mmHgの減圧下で5時間反応させ、[中間体ポリエステルA-1]を得た。
<Production Example A-1: Synthesis of amorphous polyester resin A-1>
-Synthesis of prepolymer A-1-
In a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer, and a nitrogen inlet tube, 3-methyl-1,5-pentanediol, isophthalic acid, and plant-derived sebacic acid were mixed with OH/, which is the molar ratio of hydroxyl groups to carboxyl groups. COOH is 1.1, the composition of the diol component is 100 mol% of 3-methyl-1,5-pentanediol, and the composition of the dicarboxylic acid component is 73 mol% of isophthalic acid and 23 mol% of sebacic acid. Trimethylolpropane was added together with titanium tetraisopropoxide (1,000 ppm based on the resin component) so that the amount of trimethylolpropane was 1.5 mol %. Thereafter, the temperature was raised to 200° C. over about 4 hours, and then to 230° C. over 2 hours, and the reaction was continued until there was no outflow water. Thereafter, the mixture was further reacted for 5 hours under reduced pressure of 10 mmHg to 15 mmHg to obtain [Intermediate Polyester A-1].
次に、冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、得られた[中間体ポリエステルA-1]とイソホロンジイソシアネート(IPDI)とをモル比(IPDIのイソシアネート基/中間体ポリエステルの水酸基)2.0で投入し、酢酸エチルで50%酢酸エチル溶液となるように希釈後、150℃で4時間反応させ、[プレポリマーA-1]を得た。 Next, the obtained [intermediate polyester A-1] and isophorone diisocyanate (IPDI) were placed in a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer, and a nitrogen introduction tube in a molar ratio (isocyanate group of IPDI/intermediate polyester). After diluting with ethyl acetate to make a 50% ethyl acetate solution, the mixture was reacted at 150° C. for 4 hours to obtain [Prepolymer A-1].
-非晶質ポリエステル樹脂A-1の合成-
得られた[プレポリマーA-1]を加熱装置、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中で撹拌し、更に[プレポリマーA-1]中のイソシアネート量に対して[ケチミン化合物1]のアミン量が等モルになる量の[ケチミン化合物1]を反応容器に滴下していき、45℃で10時間撹拌後にプレポリマー伸長物を取り出した。得られたプレポリマー伸長物を残酢酸エチル量が100ppm以下になるまで50℃で減圧乾燥させ、[非晶質ポリエステル樹脂A-1]を得た。得られた[非晶質ポリエステル樹脂A-1]のガラス転移温度(Tg)は-51℃であり、重量平均分子量(Mw)は17000であった。
-Synthesis of amorphous polyester resin A-1-
The obtained [prepolymer A-1] was stirred in a reaction vessel equipped with a heating device, a stirrer, and a nitrogen introduction tube, and [ketimine compound 1] was further added to the amount of isocyanate in [prepolymer A-1]. [Ketimine Compound 1] was added dropwise to the reaction vessel in an amount such that the amount of amine was equimolar, and after stirring at 45° C. for 10 hours, the prepolymer extension product was taken out. The obtained prepolymer extension product was dried under reduced pressure at 50° C. until the amount of residual ethyl acetate became 100 ppm or less to obtain [amorphous polyester resin A-1]. The glass transition temperature (Tg) of the obtained [amorphous polyester resin A-1] was -51°C, and the weight average molecular weight (Mw) was 17,000.
<製造例A-2:非晶質ポリエステル樹脂A-2の合成>
-プレポリマーA-2の合成-
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、イソフタル酸、及びアジピン酸を、水酸基とカルボキシル基のモル比であるOH/COOHが1.1であり、ジオール成分の構成が3-メチル-1,5-ペンタンジオール100mol%であり、ジカルボン酸成分の構成がイソフタル酸50mol%及びアジピン酸50mol%であり、全モノマー中におけるトリメチロールプロパンの量が1.5mol%となるように、チタンテトライソプロポキシド(樹脂成分に対して1,000ppm)とともに投入した。その後、4時間程度で200℃まで昇温した後、2時間かけて230℃に昇温し、流出水がなくなるまで反応を行った。その後更、に、10mmHg~15mmHgの減圧下で5時間反応させ、[中間体ポリエステルA-2]を得た。
<Production Example A-2: Synthesis of amorphous polyester resin A-2>
-Synthesis of prepolymer A-2-
In a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer, and a nitrogen introduction tube, 3-methyl-1,5-pentanediol, isophthalic acid, and adipic acid were mixed so that the molar ratio of hydroxyl groups to carboxyl groups, OH/COOH, was 1. .1, the composition of the diol component is 100 mol% of 3-methyl-1,5-pentanediol, the composition of the dicarboxylic acid component is 50 mol% of isophthalic acid and 50 mol% of adipic acid, and trimethylolpropane in all monomers. was added together with titanium tetraisopropoxide (1,000 ppm based on the resin component) so that the amount of was 1.5 mol %. Thereafter, the temperature was raised to 200° C. over about 4 hours, and then to 230° C. over 2 hours, and the reaction was continued until there was no outflow water. Thereafter, the mixture was further reacted for 5 hours under reduced pressure of 10 mmHg to 15 mmHg to obtain [Intermediate Polyester A-2].
次に、冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、得られた[中間体ポリエステルA-2]とイソホロンジイソシアネート(IPDI)とをモル比(IPDIのイソシアネート基/中間体ポリエステルの水酸基)2.0で投入し、酢酸エチルで50%酢酸エチル溶液となるように希釈後、150℃で4時間反応させ、[プレポリマーA-2]を得た。 Next, the obtained [intermediate polyester A-2] and isophorone diisocyanate (IPDI) were placed in a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer, and a nitrogen introduction tube in a molar ratio (isocyanate group of IPDI/intermediate polyester). After diluting with ethyl acetate to make a 50% ethyl acetate solution, the mixture was reacted at 150° C. for 4 hours to obtain [Prepolymer A-2].
-非晶質ポリエステル樹脂A-2の合成-
得られた[プレポリマーA-2]を加熱装置、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中で撹拌し、更に[プレポリマーA-2]中のイソシアネート量に対して[ケチミン化合物1]のアミン量が等モルになる量の[ケチミン化合物1]を反応容器に滴下していき、45℃で10時間撹拌後にプレポリマー伸長物を取り出した。得られたプレポリマー伸長物を残酢酸エチル量が100ppm以下になるまで50℃で減圧乾燥させ、[非晶質ポリエステル樹脂A-2]を得た。得られた[非晶質ポリエステル樹脂A-2]のガラス転移温度(Tg)は-40℃であり、重量平均分子量(Mw)は16500であった。
-Synthesis of amorphous polyester resin A-2-
The obtained [Prepolymer A-2] was stirred in a reaction vessel equipped with a heating device, a stirrer, and a nitrogen introduction tube, and then [Ketimine Compound 1] was added to the amount of isocyanate in [Prepolymer A-2]. [Ketimine Compound 1] was added dropwise to the reaction vessel in an amount such that the amount of amine was equimolar, and after stirring at 45° C. for 10 hours, the prepolymer extension product was taken out. The obtained prepolymer extension product was dried under reduced pressure at 50° C. until the amount of residual ethyl acetate became 100 ppm or less to obtain [Amorphous polyester resin A-2]. The glass transition temperature (Tg) of the obtained [amorphous polyester resin A-2] was -40°C, and the weight average molecular weight (Mw) was 16,500.
<非晶質ポリエステル樹脂B-1の合成>
窒素導入管、脱水管、撹拌機及び熱伝対を装備した四つ口フラスコに、植物由来のプロピレングリコール、テレフタル酸及び植物由来のコハク酸を、テレフタル酸とコハク酸とがモル比(テレフタル酸/コハク酸)で86/14であり、水酸基とカルボキシル基とのモル比であるOH/COOHが1.3となるように仕込み、チタンテトライソプロポキシド(樹脂成分に対して500ppm)と共に常圧、230℃で8時間反応させ、更に10mmHg~15mmHgの減圧で4時間反応後、反応容器に無水トリメリット酸を全樹脂成分に対して1mol%になるよう入れ、180℃、常圧、4時間で反応させ、[非晶質ポリエステル樹脂B-1]を得た。得られた[非晶質ポリエステル樹脂B-1]のガラス転移温度(Tg)は57℃であり、重量平均分子量(Mw)は10000であった。
<Synthesis of amorphous polyester resin B-1>
Plant-derived propylene glycol, terephthalic acid, and plant-derived succinic acid were added to a four-necked flask equipped with a nitrogen inlet tube, dehydration tube, stirrer, and thermocouple in a molar ratio of terephthalic acid to succinic acid (terephthalic acid /succinic acid) was 86/14, and the molar ratio of hydroxyl groups to carboxyl groups, OH/COOH, was 1.3. After reacting for 8 hours at 230°C, and further reacting for 4 hours under a reduced pressure of 10 mmHg to 15 mmHg, add trimellitic anhydride to the reaction vessel to give a concentration of 1 mol% based on the total resin components, and then add trimellitic anhydride to the reaction vessel at 180°C and normal pressure for 4 hours. [Amorphous polyester resin B-1] was obtained. The glass transition temperature (Tg) of the obtained [amorphous polyester resin B-1] was 57°C, and the weight average molecular weight (Mw) was 10,000.
<非晶質ポリエステル樹脂B-2の合成>
窒素導入管、脱水管、撹拌機及び熱電対を装備した四つ口フラスコに、植物由来のプロピレングリコール、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物、テレフタル酸、及び植物由来のコハク酸を、プロピレングリコールとビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物とがモル比(プロピレングリコール/ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物)で65/35であり、テレフタル酸とコハク酸とがモル比(テレフタル酸/コハク酸)で86/14であり、水酸基とカルボキシル基とのモル比であるOH/COOHが1.3となるように仕込み、チタンテトライソプロポキシド(樹脂成分に対して500ppm)と共に常圧、230℃で8時間反応させ、更に10mmHg~15mmHgの減圧で4時間反応後、反応容器に無水トリメリット酸を全樹脂成分に対して1mol%になるよう入れ、180℃、常圧、4時間で反応させ、[非晶質ポリエステル樹脂B-2]を得た。得られた[非晶質ポリエステル樹脂B-2]のガラス転移温度(Tg)は52℃、重量平均分子量(Mw)は9000であった。
<Synthesis of amorphous polyester resin B-2>
In a four-neck flask equipped with a nitrogen inlet tube, a dehydration tube, a stirrer, and a thermocouple, plant-derived propylene glycol, bisphenol A propylene oxide 2 mole adduct, terephthalic acid, and plant-derived succinic acid were mixed with propylene glycol. The molar ratio of bisphenol A ethylene oxide 2 mole adduct (propylene glycol/bisphenol A 2 mole adduct of ethylene oxide) is 65/35, and the molar ratio of terephthalic acid and succinic acid (terephthalic acid/succinic acid) is 86. /14, and the molar ratio of hydroxyl groups to carboxyl groups, OH/COOH, was prepared to be 1.3, and the mixture was prepared with titanium tetraisopropoxide (500 ppm based on the resin component) at normal pressure and 230°C for 8 hours. After reacting for 4 hours under a reduced pressure of 10 mmHg to 15 mmHg, add trimellitic anhydride to a reaction container to give a concentration of 1 mol% based on the total resin components, and react at 180°C and normal pressure for 4 hours. Crystalline polyester resin B-2] was obtained. The glass transition temperature (Tg) of the obtained [amorphous polyester resin B-2] was 52°C, and the weight average molecular weight (Mw) was 9,000.
<非晶質ポリエステル樹脂B-3の合成>
窒素導入管、脱水管、撹拌機及び熱電対を装備した四つ口フラスコに、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物、テレフタル酸及びアジピン酸を、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物とビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物とがモル比(ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物/ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物)で60/40であり、テレフタル酸とアジピン酸とがモル比(テレフタル酸/アジピン酸)で97/3であり、水酸基とカルボキシル基とのモル比であるOH/COOHが1.3となるように仕込み、チタンテトライソプロポキシド(樹脂成分に対して500ppm)と共に常圧、230℃で8時間反応させ、更に10mmHg~15mmHgの減圧で4時間反応後、反応容器に無水トリメリット酸を全樹脂成分に対して1mol%になるよう入れ、180℃、常圧、4時間で反応させ、[非晶質ポリエステル樹脂B-3]を得た。得られた[非晶質ポリエステル樹脂B-3]のガラス転移温度(Tg)は65℃であり、重量平均分子量(Mw)は9000であった。
<Synthesis of amorphous polyester resin B-3>
In a four-neck flask equipped with a nitrogen inlet tube, a dehydration tube, a stirrer, and a thermocouple, add 2 moles of bisphenol A ethylene oxide adduct, 2 moles adduct of bisphenol A propylene oxide, terephthalic acid and adipic acid, and add bisphenol A propylene oxide. The molar ratio of the 2 mole adduct of bisphenol A ethylene oxide to the 2 mole adduct of bisphenol A propylene oxide (2 mole adduct of bisphenol A propylene oxide/2 mole adduct of bisphenol A ethylene oxide) is 60/40, and the terephthalic acid and adipic acid The molar ratio (terephthalic acid/adipic acid) is 97/3, and the molar ratio of hydroxyl group to carboxyl group OH/COOH is 1.3. After reacting with 500 ppm) at normal pressure and 230 °C for 8 hours, and then reacting for 4 hours under reduced pressure of 10 mmHg to 15 mmHg, add trimellitic anhydride to the reaction container to make it 1 mol% based on the total resin components, and then at 180 °C. The reaction was carried out at normal pressure for 4 hours to obtain [Amorphous Polyester Resin B-3]. The glass transition temperature (Tg) of the obtained [amorphous polyester resin B-3] was 65°C, and the weight average molecular weight (Mw) was 9,000.
<P-1:PETの導入>
フレーク状のリサイクルPETは、上記の[非晶質ポリエステル樹脂の合成]の材料を混合する際に、表1に示す固形分の割合となるように混合させた。
<P-1: Introduction of PET>
When mixing the materials for [Synthesis of amorphous polyester resin] described above, the flaky recycled PET was mixed so as to have the solid content ratio shown in Table 1.
<結晶性ポリエステル樹脂C-1の合成>
窒素導入管、脱水管、撹拌機及び熱電対を装備した5Lの四つ口フラスコに、植物由来のセバシン酸、及び植物由来のエチレングリコールを、水酸基とカルボキシル基とのモル比であるOH/COOHが0.9となるように仕込み、チタンテトライソプロポキシド(樹脂成分に対して500ppm)と共に、180℃で10時間反応させた後、200℃に昇温して3時間反応させ、更に8.3kPaの圧力にて2時間反応させて[結晶性ポリエステル樹脂C-1]を得た。得られた[結晶性ポリエステル樹脂C-1]の融点は72℃であり、重量平均分子量(Mw)は20000であった。
<Synthesis of crystalline polyester resin C-1>
Plant-derived sebacic acid and plant-derived ethylene glycol were added to a 5L four-necked flask equipped with a nitrogen inlet tube, a dehydration tube, a stirrer, and a thermocouple at a molar ratio of hydroxyl groups to carboxyl groups of OH/COOH. was 0.9, and reacted with titanium tetraisopropoxide (500 ppm based on the resin component) at 180°C for 10 hours, then heated to 200°C and reacted for 3 hours, and further 8. The reaction was carried out at a pressure of 3 kPa for 2 hours to obtain [crystalline polyester resin C-1]. The melting point of the obtained [crystalline polyester resin C-1] was 72°C, and the weight average molecular weight (Mw) was 20,000.
<結晶性ポリエステル樹脂C-2の合成>
ジオールを1,6-ヘキサンジオールに変えた以外は、上記の<結晶性ポリエステル樹脂C-1の合成>と同様にして、[結晶性ポリエステル樹脂C-2]を得た。得られた[結晶性ポリエステル樹脂C-2]の融点は67℃であり、重量平均分子量(Mw)は25000であった。
<Synthesis of crystalline polyester resin C-2>
[Crystalline polyester resin C-2] was obtained in the same manner as in the above <Synthesis of crystalline polyester resin C-1> except that the diol was changed to 1,6-hexanediol. The melting point of the obtained [crystalline polyester resin C-2] was 67°C, and the weight average molecular weight (Mw) was 25,000.
<結晶性ポリエステル樹脂C-3の合成>
ジカルボン酸を石油由来のセバシン酸、ジオールを1,6-ヘキサンジオールに変えたこと以外は、上記の<結晶性ポリエステル樹脂C-1の合成>と同様にして、[結晶性ポリエステル樹脂C-3]を得た。得られた[結晶性ポリエステル樹脂C-3]の融点は65℃であり、重量平均分子量(Mw)は25000であった。
<Synthesis of crystalline polyester resin C-3>
[Crystalline polyester resin C-3] was prepared in the same manner as in <Synthesis of crystalline polyester resin C-1> above, except that the dicarboxylic acid was changed to petroleum-derived sebacic acid and the diol was changed to 1,6-hexanediol. ] was obtained. The melting point of the obtained [crystalline polyester resin C-3] was 65°C, and the weight average molecular weight (Mw) was 25,000.
<結晶性ポリエステル樹脂分散液C-1の製造>
撹拌棒及び温度計をセットした容器に[結晶性ポリエステル樹脂C-1]45質量部、及び酢酸エチル450質量部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒間、直径0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、分散を行い、[結晶性ポリエステル樹脂分散液C-1]を得た。得られた結晶性ポリエステル樹脂粒子の体積平均粒径は450nmであり、樹脂粒子の固形分濃度は10%であった。
<Production of crystalline polyester resin dispersion C-1>
45 parts by mass of [crystalline polyester resin C-1] and 450 parts by mass of ethyl acetate were placed in a container equipped with a stirring rod and a thermometer, and the temperature was raised to 80°C while stirring, and after being maintained at 80°C for 5 hours. , cooled to 30° C. for 1 hour, and filled with 80% by volume of zirconia beads with a diameter of 0.5 mm using a bead mill (Ultra Visco Mill, manufactured by Imex) at a liquid feeding rate of 1 kg/hr, a disk circumferential speed of 6 m/sec, Dispersion was performed under 3-pass conditions to obtain [Crystalline polyester resin dispersion C-1]. The volume average particle diameter of the obtained crystalline polyester resin particles was 450 nm, and the solid content concentration of the resin particles was 10%.
<結晶性ポリエステル樹脂分散液C-2、C-3の製造>
[結晶性ポリエステル樹脂C-1]を[結晶性ポリエステル樹脂C-2]又は[結晶性ポリエステル樹脂C-3]に変えたこと以外は、[結晶性ポリエステル樹脂分散液C-1の製造]と同様にして行い、[結晶性ポリエステル樹脂分散液C-2]及び[結晶性ポリエステル樹脂分散液C-3]を得た。
<Production of crystalline polyester resin dispersions C-2 and C-3>
[Production of crystalline polyester resin dispersion C-1] except that [crystalline polyester resin C-1] was changed to [crystalline polyester resin C-2] or [crystalline polyester resin C-3]. [Crystalline polyester resin dispersion C-2] and [Crystalline polyester resin dispersion C-3] were obtained in the same manner.
<WAX分散液1の作製>
イオン交換水720質量部にエステルワックス180質量部(日油製、WE-11、植物由来モノマーの合成ワックス、融点67℃)、界面活性剤としてアニオン系界面活性剤17質量部(第一工業製薬製、ネオゲンSC、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム)を添加した。これを90℃に加熱しながらホモジナイザーで分散処理し、[WAX分散液1]を得た。得られた[WAX分散液1]に含まれるワックス粒子の体積平均粒径は300nmであり、樹脂粒子の固形分濃度は25%であった。
<Preparation of WAX dispersion liquid 1>
720 parts by mass of ion-exchanged water, 180 parts by mass of ester wax (NOF, WE-11, synthetic wax made from plant-derived monomers, melting point 67°C), and 17 parts by mass of anionic surfactant (Daiichi Kogyo Seiyaku) as a surfactant. Neogen SC, sodium dodecylbenzenesulfonate), manufactured by Neogen SC, Co., Ltd., was added. This was dispersed using a homogenizer while being heated to 90° C. to obtain [WAX dispersion 1]. The volume average particle diameter of the wax particles contained in the obtained [WAX dispersion 1] was 300 nm, and the solid content concentration of the resin particles was 25%.
<マスターバッチ(MB)1の調製>
水1200質量部、カーボンブラック(Printex35、デクサ社製)〔DBP吸油量=42mL/100mg、pH=9.5〕500質量部、及び[非晶質ポリエステル樹脂B-1]500質量部を加え、ヘンシェルミキサー(日本コークス工業株式会社製)で混合し、混合物を2本ロールを用いて150℃で30分間混練後、圧延冷却してパルペライザーで粉砕し、[マスターバッチ1]を得た。
<Preparation of masterbatch (MB) 1>
Adding 1200 parts by mass of water, 500 parts by mass of carbon black (Printex 35, manufactured by Dexa) [DBP oil absorption = 42 mL/100 mg, pH = 9.5], and 500 parts by mass of [amorphous polyester resin B-1], The mixture was mixed using a Henschel mixer (manufactured by Nippon Coke Kogyo Co., Ltd.), and the mixture was kneaded using two rolls at 150° C. for 30 minutes, then rolled and cooled, and pulverized using a pulperizer to obtain [Masterbatch 1].
<マスターバッチ(MB)2の調製>
[非晶質ポリエステル樹脂B-1]を[非晶質ポリエステル樹脂B-3]に変えたこと以外は、[マスターバッチ(MB)1]の調整と同様にして行い、[マスターバッチ2]を得た。
<Preparation of masterbatch (MB) 2>
[Masterbatch (MB) 1] was prepared in the same manner as [Masterbatch (MB) 1] except that [Amorphous polyester resin B-1] was changed to [Amorphous polyester resin B-3]. Obtained.
<樹脂粒子の製造>
[実施例1]
(油相の調製工程)
[非結晶質樹脂A-2]50質量部、[結晶性ポリエステル樹脂分散液C-1]50質量部、[WAX分散液1]50質量部、[非晶質ポリエステル樹脂B-3]550質量部、[P-1]200質量部、[マスターバッチ1]100質量部を容器に入れ、TKホモミキサー(プライミクス株式会社製)で5,000rpmで60分間混合し、[油相1]を得た。なお、上記配合量は、各原材料における固形分の配合量を示す。
<Manufacture of resin particles>
[Example 1]
(Oil phase preparation process)
[Amorphous resin A-2] 50 parts by mass, [Crystalline polyester resin dispersion C-1] 50 parts by mass, [WAX dispersion 1] 50 parts by mass, [Amorphous polyester resin B-3] 550 parts by
(水相の調製工程)
水990質量部、ドデシル硫酸ナトリウム20質量部、及び酢酸エチル90質量部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを[水相1]とした。
(Aqueous phase preparation process)
990 parts by mass of water, 20 parts by mass of sodium dodecyl sulfate, and 90 parts by mass of ethyl acetate were mixed and stirred to obtain a milky white liquid. This was designated as [aqueous phase 1].
(乳化スラリーの製造工程)
[油相1]700質量部をTKホモミキサーで、回転数8,000rpmで撹拌しながら28%アンモニア水20質量部を加え、10分間混合した後、[水相1]1,200質量部を徐々に滴下していき、[乳化スラリー1]を得た。
(Manufacturing process of emulsified slurry)
[Oil phase 1] 700 parts by mass was added with 20 parts by mass of 28% ammonia water while stirring at a rotation speed of 8,000 rpm using a TK homomixer, and after mixing for 10 minutes, 1,200 parts by mass of [water phase 1] was added. It was gradually added dropwise to obtain [Emulsified Slurry 1].
(脱溶剤スラリーの製造工程)
撹拌機及び温度計をセットした容器に、[乳化スラリー1]を投入し、30℃で180分間、脱溶剤することで、[脱溶剤スラリー1]を得た。
(Manufacturing process of solvent removal slurry)
[Emulsified slurry 1] was put into a container equipped with a stirrer and a thermometer, and the solvent was removed at 30°C for 180 minutes to obtain [solvent-free slurry 1].
(凝集工程)
[脱溶剤スラリー1]に凝集塩として5%塩化カルシウム溶液を30質量部を滴下して5分攪拌した後、60℃に昇温し、粒径が5.0μmになったところで塩化カルシウムを30質量部添加して凝集工程を終了することで、[凝集スラリー1]を得た。
(Agglomeration process)
30 parts by mass of 5% calcium chloride solution was added dropwise to [solvent removal slurry 1] as an agglomerating salt, stirred for 5 minutes, heated to 60°C, and when the particle size reached 5.0 μm, 30 parts by mass of 5% calcium chloride solution was added dropwise. [Agglomerated slurry 1] was obtained by adding parts by mass and completing the aggregation step.
(融着工程)
[凝集スラリー1]を攪拌しながら70℃に加熱して、所望の平均円形度である0.957になったところで冷却し、[分散スラリー1]を得た。
(fusion process)
[Agglomerated slurry 1] was heated to 70° C. while stirring, and when the desired average circularity reached 0.957, it was cooled to obtain [Dispersed slurry 1].
(洗浄・乾燥工程)
[分散スラリー1]100部を減圧濾過した後、下記(1)~(4)の操作を3回行い[濾過ケーキ1]を得た。
(1):濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(2):(1)の濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。
(3):(2)の濾過ケーキに10%塩酸150部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで20分間)した後濾過した。
(4):(3)の濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(Washing/drying process)
After filtering 100 parts of [Dispersion Slurry 1] under reduced pressure, the following operations (1) to (4) were performed three times to obtain [Filter Cake 1].
(1): 100 parts of ion-exchanged water was added to the filter cake, mixed with a TK homomixer (10 minutes at 12,000 rpm), and then filtered.
(2): 100 parts of a 10% aqueous sodium hydroxide solution was added to the filter cake of (1), mixed with a TK homomixer (30 minutes at 12,000 rpm), and then filtered under reduced pressure.
(3): 150 parts of 10% hydrochloric acid was added to the filter cake of (2), mixed with a TK homomixer (20 minutes at 12,000 rpm), and then filtered.
(4): 300 parts of ion-exchanged water was added to the filter cake of (3), mixed with a TK homomixer (10 minutes at 12,000 rpm), and then filtered.
得られた[濾過ケーキ1]を循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmのメッシュで篩いことで、[樹脂粒子母体1]を得た。 The obtained [filter cake 1] was dried at 45° C. for 48 hours in a circulating dryer, and sieved through a mesh with an opening of 75 μm to obtain [resin particle matrix 1].
(外添剤処理工程)
[樹脂粒子母体1]100質量部に対して、外添剤として疎水性シリカ(HDK-2000、クラリアント株式会社製)2.0質量部をヘンシェルミキサーにて混合し、目開き500メッシュの篩を通過させ、[樹脂粒子1]を得た。
(External additive treatment process)
[Resin particle matrix 1] 2.0 parts by mass of hydrophobic silica (HDK-2000, manufactured by Clariant Co., Ltd.) as an external additive was mixed with 100 parts by mass in a Henschel mixer, and the mixture was sieved through a 500-mesh sieve. It was allowed to pass through to obtain [Resin Particles 1].
[実施例2~10及び比較例1~4]
実施例1において、油相の調整工程と凝集工程で添加する、プレポリマー、WAX、結晶性樹脂、非結晶性樹脂、PETの種類と添加量を表1に記載した通りに変更し、凝集工程における凝集塩の種類及び量、洗浄・乾燥工程における洗浄条件を表2に記載した通りに変更したこと以外は実施例1と同様に行い、樹脂粒子2~14を製造した。
[Examples 2 to 10 and Comparative Examples 1 to 4]
In Example 1, the types and amounts of prepolymer, WAX, crystalline resin, amorphous resin, and PET added in the oil phase adjustment step and aggregation step were changed as shown in Table 1, and the aggregation step Resin particles 2 to 14 were produced in the same manner as in Example 1, except that the type and amount of agglomerating salt and the washing conditions in the washing and drying steps were changed as shown in Table 2.
<特性の評価>
上記の各実施例及び比較例の樹脂粒子をトナーとして用い、トナーの特性として、環境対応性、低温定着性、画像品質及び帯電性の評価を行った。これらの評価結果を表3に示す。
<Evaluation of characteristics>
The resin particles of each of the above Examples and Comparative Examples were used as toners, and the characteristics of the toners were evaluated for environmental compatibility, low-temperature fixability, image quality, and chargeability. Table 3 shows these evaluation results.
[環境対応性]
トナー中の環境対応樹脂比率で、環境対応性を下記評価基準に基づいて評価した。
(評価基準)
A:環境対応樹脂比率(バイオマス樹脂+リサイクル樹脂)が60%以上
B:環境対応樹脂比率(バイオマス樹脂+リサイクル樹脂)が30%以上60%未満
C:環境対応樹脂比率(バイオマス樹脂+リサイクル樹脂)が30%未満
[Environmental compatibility]
Environmental friendliness was evaluated based on the following evaluation criteria based on the ratio of environmentally friendly resin in the toner.
(Evaluation criteria)
A: Environmentally friendly resin ratio (biomass resin + recycled resin) is 60% or more B: Environmentally friendly resin ratio (biomass resin + recycled resin) is 30% or more and less than 60% C: Environmentally friendly resin ratio (biomass resin + recycled resin) is less than 30%
[低温定着性]
imageo MP C5503(株式会社リコー製)に使用されているキャリアと上記で得られた樹脂粒子とを、樹脂粒子の濃度が5質量%となるように混合し、現像剤を得た。imageo MP C5503(株式会社リコー製)のユニットに現像剤を投入した後、PPC用紙タイプ6000<70W>A4 T目(株式会社リコー製)に2cm×15cmの長方形のベタ画像をトナーの付着量が0.40mg/cm2となるように形成した。このとき、定着ローラの表面温度を変化させ、ベタ画像の現像残画像が所望の場所以外の場所に定着されるコールドオフセットが発生するかどうかを観察し、下記評価基準に基づいて低温定着性を評価した。
(評価基準)
A:110℃未満
B:110℃以上125℃未満
C:125℃以上
[Low temperature fixability]
A developer was obtained by mixing the carrier used in imageo MP C5503 (manufactured by Ricoh Co., Ltd.) and the resin particles obtained above so that the resin particle concentration was 5% by mass. After putting the developer into the unit of imageo MP C5503 (manufactured by Ricoh Co., Ltd.), place a 2 cm x 15 cm rectangular solid image on PPC paper type 6000 <70W> A4 T (manufactured by Ricoh Co., Ltd.) with the amount of toner attached. It was formed to have a concentration of 0.40 mg/cm2. At this time, the surface temperature of the fixing roller is changed, and it is observed whether a cold offset occurs in which the undeveloped image of the solid image is fixed in a location other than the desired location, and the low-temperature fixing performance is evaluated based on the following evaluation criteria. evaluated.
(Evaluation criteria)
A: Less than 110°C B: 110°C or more and less than 125°C C: 125°C or more
[画像品質]
画像品質は細線の再現性を見て評価した。前記樹脂粒子を、imageo MP C5503(株式会社リコー製)に入れ、6ポイントおよび10ポイントの文字の印刷試験を行う。印刷された文字の再現性を、下記評価基準に基づいて3段階で評価した。
(評価基準)
A:6ポイント文字が鮮明である
B:6ポイント文字の一部が潰れている
C:10ポイント文字が一部潰れている
[Image quality]
Image quality was evaluated by looking at the reproducibility of fine lines. The resin particles are placed in imageo MP C5503 (manufactured by Ricoh Co., Ltd.), and a 6-point and 10-point character printing test is performed. The reproducibility of printed characters was evaluated in three stages based on the following evaluation criteria.
(Evaluation criteria)
A: 6 point characters are clear B: 6 point characters are partially crushed C: 10 point characters are partly crushed
[帯電性]
imageo MP C5503(株式会社リコー製)に使用されているキャリアと上記で得られた樹脂粒子とを、樹脂粒子の濃度が7質量%となるように混合し、現像剤を得た。現像剤をimageo MP C5503(株式会社リコー製)にセットし、単色モードで50%画像面積の画像チャートについて30万枚のランニング評価を行った。そして、このランニングを終えたキャリアの帯電量変化量を下記評価基準に基づいて判断し、帯電性を評価した。帯電量変化量とは、次の通りである。即ち、気温23℃、相対湿度50%の環境下(M/M環境)で30分間以上、開封系で調湿し、初期のキャリア6.000gとトナー0.452gをステンレス製容器へ加えた後、密封し、YS-LD(ヤヨイ社製の振とう機)を用いて目盛150で5分間運転し、約1,100回の振とうにより摩擦帯電させたサンプルについて、一般的なブローオフ法(東芝ケミカル社製:TB-200)で測定した帯電量をQ1とし、ランニング後の現像剤中のトナーを前記ブローオフ装置により除去して得たキャリアについて、同様の方法で測定した帯電量をQ2としたときの、|Q1-Q2|をいう。
(評価基準)
A:帯電量変化量が10μc/g未満
B:帯電量変化量が10μc/g以上、20μc/g未満
C:帯電量変化量が20μc/g以上
[Charging property]
The carrier used in imageo MP C5503 (manufactured by Ricoh Co., Ltd.) and the resin particles obtained above were mixed so that the concentration of the resin particles was 7% by mass to obtain a developer. The developer was set in imageo MP C5503 (manufactured by Ricoh Co., Ltd.), and a running evaluation of 300,000 sheets was performed on an image chart with a 50% image area in single color mode. Then, the amount of change in the amount of charge of the carrier after this running was judged based on the following evaluation criteria, and the chargeability was evaluated. The amount of charge change is as follows. That is, after conditioning the humidity in an unsealed system for 30 minutes or more in an environment with an air temperature of 23°C and a relative humidity of 50% (M/M environment), and adding 6.000 g of initial carrier and 0.452 g of toner to a stainless steel container. The samples were sealed and tribo-electrified using a YS-LD (Yayoi shaker) operated at a scale of 150 for 5 minutes and shaken approximately 1,100 times using the general blow-off method (Toshiba). The amount of charge measured using a chemical company (TB-200) was defined as Q1, and the amount of charge measured using the same method on the carrier obtained by removing the toner in the developer after running using the blow-off device was defined as Q2. It refers to |Q1-Q2| of the time.
(Evaluation criteria)
A: Charge amount change is less than 10 μc/g B: Charge amount change is 10 μc/g or more and less than 20 μc/g C: Charge amount change is 20 μc/g or more
[総合評価]
総合評価は、下記評価基準により評価した。全ての評価項目でAが3つ以上あり、残りがBであるものを「A」、評価項目でAが2つあり、残りがBであるものを「B」、評価項目でAが1つあり、残りがBであるものを「C」、評価項目でCが1つ以上のものを「D」として判定した。
(評価基準)
A:非常に優れている
B:優れている
C:従来より若干優れている
D:実用に耐えない
[comprehensive evaluation]
The overall evaluation was evaluated based on the following evaluation criteria. If there are three or more A's in all evaluation items and the rest are B's, it is "A". If there are two A's in all evaluation items and the rest are B's, it is "B", and if there is one A in the evaluation item. A score of "C" was given when the remaining score was "B", and a score of "D" was given when one or more of the evaluation items were "C".
(Evaluation criteria)
A: Very good B: Excellent C: Slightly better than conventional D: Not suitable for practical use
表3より、実施例1~10の樹脂粒子は、環境対応性、低温定着性、画像品質及び帯電性をいずれも使用上の条件を満たすトナーであることが確認された。これに対して、比較例1~4で得られた樹脂粒子は、環境対応性、低温定着性、画像品質及び帯電性の少なくともいずれかが使用上の条件を満たしておらず、実用上問題を有するトナーであることが確認された。 From Table 3, it was confirmed that the resin particles of Examples 1 to 10 were toners that met the usage conditions in terms of environmental friendliness, low-temperature fixability, image quality, and chargeability. On the other hand, the resin particles obtained in Comparative Examples 1 to 4 did not meet the usage conditions in at least one of environmental compatibility, low-temperature fixability, image quality, and chargeability, and caused practical problems. It was confirmed that the toner had a
よって、実施例1~10の樹脂粒子は、比較例1~4の樹脂粒子と異なり、PET又はPBTを含有し、放射性炭素同位体14C濃度を10.8pMC以上とし、外添剤を除いた二価の金属元素を0.05質量%~1質量%含むことで、環境対応性、低温定着性、画像品質及び帯電性に優れ、高品質なトナーとして提供できるといえる。 Therefore, unlike the resin particles of Comparative Examples 1 to 4, the resin particles of Examples 1 to 10 contained PET or PBT, had a radiocarbon isotope 14C concentration of 10.8 pMC or more, and did not contain any external additives. By containing 0.05% by mass to 1% by mass of a divalent metal element, it can be said that a high-quality toner with excellent environmental friendliness, low-temperature fixability, image quality, and chargeability can be provided.
以上の通り、実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の組み合わせ、省略、置き換え、変更等を行うことが可能である。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although the embodiments have been described as above, the embodiments are presented as examples, and the present invention is not limited to the embodiments described above. The embodiments described above can be implemented in various other forms, and various combinations, omissions, substitutions, changes, etc. can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included within the scope and gist of the invention, as well as within the scope of the invention described in the claims and its equivalents.
なお、本発明の実施形態の態様は、例えば、以下の通りである。
<1> ポリエチレンテレフタレート又はポリブチレンテレフタレートを含む樹脂粒子であって、
前記樹脂粒子の放射性炭素同位体14C濃度が、10.8pMC以上であり、
前記樹脂粒子に含まれる、外添剤を除いた二価の金属元素を、0.05質量%~1質量%含む樹脂粒子。
<2> 非晶質樹脂、非晶性樹脂及び結晶性樹脂の少なくとも1つを含み、
前記非晶質樹脂、前記非晶性樹脂及び前記結晶性樹脂の少なくとも1つ以上が、バイオマス由来樹脂を含み、
前記樹脂粒子の全質量に対する、前記バイオマス由来樹脂と、前記ポリエチレンテレフタレート又は前記ポリブチレンテレフタレートとの合計含有量が、50質量%以上である<1>に記載の樹脂粒子。
<3> 前記ポリエチレンテレフタレート又は前記ポリブチレンテレフタレートが、前記バイオマス由来樹脂よりも多く含まれる<2>に記載の樹脂粒子。
<4> 前記二価の金属元素のうち、マグネシウムの含有量が、0.1質量%~0.5質量%である<1>~<3>の何れか一つに記載の樹脂粒子。
<5> 前記樹脂粒子が、ナトリウムを含み、
前記二価の金属元素のうちマグネシウムは、ナトリウムよりも多く含まれ、
ナトリウムの含有量が、0.05質量%を超える<1>~<4>の何れか一つに記載の樹脂粒子。
<6> <1>~<5>の何れか一つに記載の樹脂粒子からなるトナー。
<7> <6>に記載のトナーと、キャリアとを含む現像剤。
<8> <6>に記載のトナーを収容したトナー収容ユニット。
<9> 静電潜像担持体と、
前記静電潜像担持体の上に静電潜像を形成する静電潜像形成部と、
前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像部と、
前記可視像を記録媒体に転写する転写部と、
前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着部と、を備え、
前記トナーが、<6>に記載のトナーである画像形成装置。
<10> 静電潜像担持体の上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、
前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像工程と、
前記可視像を記録媒体に転写する転写工程と、
前記記録媒体に転写された転写像を定着する定着工程と、を含み、
前記トナーが、<6>に記載のトナーである画像形成方法。
Note that aspects of the embodiment of the present invention are, for example, as follows.
<1> Resin particles containing polyethylene terephthalate or polybutylene terephthalate,
The radiocarbon isotope 14C concentration of the resin particles is 10.8 pMC or more,
Resin particles containing 0.05% by mass to 1% by mass of a divalent metal element excluding external additives.
<2> Contains at least one of an amorphous resin, an amorphous resin, and a crystalline resin,
At least one or more of the amorphous resin, the amorphous resin, and the crystalline resin includes a biomass-derived resin,
The resin particles according to <1>, wherein the total content of the biomass-derived resin and the polyethylene terephthalate or the polybutylene terephthalate is 50% by mass or more based on the total mass of the resin particles.
<3> The resin particles according to <2>, wherein the polyethylene terephthalate or the polybutylene terephthalate is contained in a larger amount than the biomass-derived resin.
<4> The resin particles according to any one of <1> to <3>, wherein the content of magnesium among the divalent metal elements is 0.1% by mass to 0.5% by mass.
<5> The resin particles contain sodium,
Among the divalent metal elements, magnesium is contained more than sodium,
The resin particles according to any one of <1> to <4>, wherein the sodium content exceeds 0.05% by mass.
<6> A toner comprising the resin particles according to any one of <1> to <5>.
<7> A developer comprising the toner according to <6> and a carrier.
<8> A toner storage unit containing the toner described in <6>.
<9> Electrostatic latent image carrier;
an electrostatic latent image forming section that forms an electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier;
a developing section that develops the electrostatic latent image using toner to form a visible image;
a transfer unit that transfers the visible image to a recording medium;
a fixing unit that fixes the transferred image transferred to the recording medium,
An image forming apparatus, wherein the toner is the toner according to <6>.
<10> An electrostatic latent image forming step of forming an electrostatic latent image on an electrostatic latent image carrier;
a developing step of developing the electrostatic latent image using toner to form a visible image;
a transfer step of transferring the visible image to a recording medium;
a fixing step of fixing the transferred image transferred to the recording medium,
An image forming method, wherein the toner is the toner according to <6>.
1A、1B、1C 画像形成装置
10 静電潜像担持体(感光体ドラム)
20 帯電ローラ(帯電部)
30 露光装置(露光部)
40 現像装置(現像部)
50 中間転写体(中間転写ベルト)
60 クリーニング装置(クリーニング部)
70 転写ローラ(転写部)
80 除電ランプ(除電部)
1A, 1B, 1C
20 Charging roller (charging part)
30 Exposure device (exposure section)
40 Developing device (developing section)
50 Intermediate transfer body (intermediate transfer belt)
60 Cleaning device (cleaning section)
70 Transfer roller (transfer section)
80 Static elimination lamp (static elimination section)
Claims (10)
前記樹脂粒子の放射性炭素同位体14C濃度が、10.8pMC以上であり、
前記樹脂粒子に含まれる、外添剤を除いた二価の金属元素を、0.05質量%~1質量%含む樹脂粒子。 Resin particles containing polyethylene terephthalate or polybutylene terephthalate,
The radiocarbon isotope 14C concentration of the resin particles is 10.8 pMC or more,
Resin particles containing 0.05% by mass to 1% by mass of a divalent metal element excluding external additives.
前記非晶質樹脂、前記非晶性樹脂及び前記結晶性樹脂の少なくとも1つ以上が、バイオマス由来樹脂を含み、
前記樹脂粒子の全質量に対する、前記バイオマス由来樹脂と、前記ポリエチレンテレフタレート又は前記ポリブチレンテレフタレートとの合計含有量が、50質量%以上である請求項1に記載の樹脂粒子。 Containing at least one of an amorphous resin, an amorphous resin, and a crystalline resin,
At least one or more of the amorphous resin, the amorphous resin, and the crystalline resin includes a biomass-derived resin,
The resin particles according to claim 1, wherein the total content of the biomass-derived resin and the polyethylene terephthalate or the polybutylene terephthalate is 50% by mass or more with respect to the total mass of the resin particles.
前記二価の金属元素のうちマグネシウムは、ナトリウムよりも多く含まれ、
ナトリウムの含有量が、0.05質量%を超える請求項1に記載の樹脂粒子。 the resin particles contain sodium,
Among the divalent metal elements, magnesium is contained more than sodium,
The resin particles according to claim 1, wherein the content of sodium exceeds 0.05% by mass.
前記静電潜像担持体の上に静電潜像を形成する静電潜像形成部と、
前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像部と、
前記可視像を記録媒体に転写する転写部と、
前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着部と、を備え、
前記トナーが、請求項6に記載のトナーである画像形成装置。 an electrostatic latent image carrier;
an electrostatic latent image forming section that forms an electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier;
a developing section that develops the electrostatic latent image using toner to form a visible image;
a transfer unit that transfers the visible image to a recording medium;
a fixing unit that fixes the transferred image transferred to the recording medium,
An image forming apparatus, wherein the toner is the toner according to claim 6.
前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像工程と、
前記可視像を記録媒体に転写する転写工程と、
前記記録媒体に転写された転写像を定着する定着工程と、を含み、
前記トナーが、請求項6に記載のトナーである画像形成方法。 an electrostatic latent image forming step of forming an electrostatic latent image on an electrostatic latent image carrier;
a developing step of developing the electrostatic latent image using toner to form a visible image;
a transfer step of transferring the visible image to a recording medium;
a fixing step of fixing the transferred image transferred to the recording medium,
An image forming method, wherein the toner is the toner according to claim 6.
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