JP4280991B2 - Method for finely pulverizing charge control agent for toner, and method for producing toner for developing electrostatic image using the method - Google Patents
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Description
本発明は静電荷像現像用トナーに使用される帯電制御剤の微粉砕方法及び該方法を用いた静電荷像現像用トナーの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for finely pulverizing a charge control agent used in an electrostatic image developing toner and a method for producing an electrostatic image developing toner using the method.
静電荷像現像用トナーの帯電の制御をするためには、通常、有機金属錯体や塩構造の有機化合物、あるいは極性基を有する樹脂等の帯電制御剤を使用する。帯電制御剤はトナー中に含有されることでトナーの帯電制御機能を発揮するが、その機能をより効果的に発揮させるためには、トナー粒子中に均一に分散することが必要であり、更に、分散粒子径がより小さいことが重要である。 In order to control charging of the electrostatic image developing toner, a charge control agent such as an organometallic complex, an organic compound having a salt structure, or a resin having a polar group is usually used. The charge control agent exerts the charge control function of the toner by being contained in the toner, but in order to exhibit the function more effectively, it is necessary to be uniformly dispersed in the toner particles. It is important that the dispersed particle size is smaller.
また、帯電制御剤はトナー粒子中に存在するよりもトナー粒子の表面に存在する方が、より効果的に働くと考えられており、トナーの母体粒子を製造した後に帯電制御剤を粒子表面に固着させる方法が提案されている。その方法においても、より小粒径の帯電制御剤がトナー粒子の表面に均一に分散していることがトナーに適度な帯電を付与し、これを長期間維持する上で重要である。 Further, it is considered that the charge control agent is more effective when present on the surface of the toner particle than when present in the toner particle. After the toner base particles are produced, the charge control agent is applied to the particle surface. A method of fixing is proposed. Also in this method, it is important that the charge control agent having a smaller particle diameter is uniformly dispersed on the surface of the toner particles in order to impart appropriate charge to the toner and maintain it for a long period of time.
帯電制御剤を微粒子化し、トナー表面に均一に固着させる方法としては従来から種々の検討がなされている。例えば、特開平5−127423号公報では、あらかじめ帯電制御剤を有機溶剤の存在下でサンドミルを用いて湿式粉砕し、これを乾燥後、無機微粒子と共にトナーの母体粒子の表面に固着させる例が開示されている。また、微分散された帯電制御剤微粒子のBET比表面積についても記載があるが、該測定法では1次粒子の粒径の指標とはなるが、凝集の有無については判断できない。トナー表面に均一に固着させるためには帯電制御剤の分散状態、すなわち凝集をいかに防ぐかが最重要な課題である。 Conventionally, various studies have been made as a method for making the charge control agent fine particles and fixing the charge control agent uniformly on the toner surface. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-127423 discloses an example in which a charge control agent is wet pulverized in advance using a sand mill in the presence of an organic solvent, dried, and then fixed to the surface of toner base particles together with inorganic fine particles. Has been. Further, although there is a description of the BET specific surface area of the finely dispersed charge control agent fine particles, the measurement method can be used as an index of the particle size of the primary particles, but the presence or absence of aggregation cannot be determined. In order to uniformly adhere to the toner surface, the most important issue is how to prevent the dispersion state of the charge control agent, that is, aggregation.
しかしながら、該公報には帯電制御剤微粒子の凝集程度に関する記載はなく、同公報で開示された技術では、微粉砕された帯電制御剤がトナーの母体粒子の表面に固着される前に凝集してしまい、あるいは微細化はできていても乾燥中にすでに凝集しているため、より小粒径で均一に固着させるのが困難であり、同方法により製造されたトナーの帯電特性は十分に満足できるものではなかった。 However, there is no description regarding the degree of aggregation of the charge control agent fine particles in this publication. In the technique disclosed in the publication, the finely pulverized charge control agent aggregates before being fixed to the surface of the toner base particles. In other words, it is difficult to uniformly fix the toner with a smaller particle size because it is already aggregated during drying even if it is finer, and the charging characteristics of the toner produced by this method are sufficiently satisfactory. It was not a thing.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、より小粒径の帯電制御剤の微粒子を製造するための微粉砕方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、微粉砕後も再凝集せずに、トナーの粒子表面に均一に分散する特性を有する帯電制御剤微粒子を製造するための帯電制御剤の微粉砕方法を提供することにある。更に、本発明の他の目的は、該微粉砕方法を用いた静電荷像現像用トナーの製造方法を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a fine pulverization method for producing fine particles of a charge control agent having a smaller particle diameter. Another object of the present invention is to provide a charge control agent fine pulverization method for producing charge control agent fine particles having the property of being uniformly dispersed on the toner particle surface without being re-aggregated after fine pulverization. There is to do. Furthermore, another object of the present invention is to provide a method for producing a toner for developing an electrostatic image using the fine pulverization method.
本発明者等は、鋭意研究を重ねた結果、上記課題を解決しうるトナー用帯電制御剤の微粉砕方法を見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明は、トナー用帯電制御剤の微粉砕方法であって、該方法がBET比表面積20〜200m2/gの無機微粒子の存在下で前記帯電制御剤を機械式粉砕機により微粉砕する方法であることを特徴とするトナー用帯電制御剤の微粉砕方法を提供するものである。 As a result of intensive studies, the present inventors have found a method for finely pulverizing a charge control agent for toner that can solve the above problems, and have completed the present invention. That is, the present invention is a method for finely pulverizing a charge control agent for toner, which is finely pulverized by a mechanical pulverizer in the presence of inorganic fine particles having a BET specific surface area of 20 to 200 m 2 / g. The present invention provides a method for finely pulverizing a charge control agent for toner.
また、本発明は、カルボキシル基を含有するバインダー樹脂と着色剤を有機溶剤に溶解、あるいは分散させた着色分散液を、塩基性化合物の存在下に水性媒体中に乳化させることにより前記着色分散液の微粒子(A)を形成させる乳化工程、前記微粒子(A)中の有機溶剤を蒸発、除去することにより着色樹脂微粒子(B)を形成させる蒸発工程、前記着色樹脂微粒子(B)を水性媒体から分離し、乾燥させる分離乾燥工程、前記着色樹脂微粒子(B)の表面に上記方法により得られる前記無機微粒子を含有する前記帯電制御剤の微粒子を固着させる表面処理工程を順次行うことを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法を提供するものである。 Further, the present invention provides the colored dispersion by emulsifying a colored dispersion obtained by dissolving or dispersing a binder resin containing a carboxyl group and a colorant in an organic solvent in an aqueous medium in the presence of a basic compound. An emulsifying step for forming the fine particles (A), an evaporation step for forming the colored resin fine particles (B) by evaporating and removing the organic solvent in the fine particles (A), and the colored resin fine particles (B) from an aqueous medium. A separation and drying step of separating and drying, and a surface treatment step of fixing the charge control agent fine particles containing the inorganic fine particles obtained by the above method to the surfaces of the colored resin fine particles (B) are sequentially performed. The present invention provides a method for producing a toner for developing an electrostatic image.
本発明で使用するBET比表面積20〜200m2/gの無機微粒子は流動性に優れた材料である。したがって、該無機微粒子の存在下で帯電制御剤を微粉砕すると帯電制御剤粒子に該無機微粒子が付着あるいは固着し、帯電制御剤粒子の流動性が向上する。その結果、帯電制御剤粒子が粉砕されやすくなる。また、微粉砕後の帯電制御剤微粒子にも該無機微粒子が付着あるいは固着するため、帯電制御剤微粒子の流動性が向上しており、母体トナー粒子表面への固着を均一に行うようにすることができる。更に、粉砕された帯電制御剤微粒子同士が再凝集するのを防ぐことができ、微小粒径の状態を保持しながら母体トナー粒子表面へ固着させることができる。 The inorganic fine particles having a BET specific surface area of 20 to 200 m 2 / g used in the present invention are materials excellent in fluidity. Therefore, when the charge control agent is finely pulverized in the presence of the inorganic fine particles, the inorganic fine particles adhere to or adhere to the charge control agent particles, and the fluidity of the charge control agent particles is improved. As a result, the charge control agent particles are easily pulverized. Further, since the inorganic fine particles adhere to or adhere to the finely pulverized charge control agent fine particles, the fluidity of the charge control agent fine particles is improved, and the charge control agent fine particles are uniformly fixed to the surface of the base toner particles. Can do. Further, the pulverized charge control agent fine particles can be prevented from re-aggregating, and can be fixed to the surface of the base toner particles while maintaining a fine particle size state.
本発明のトナー用帯電制御剤の微粉砕方法によれば、より小粒径、且つ微粉砕後も再凝集せずに、母体トナーの粒子表面に均一に分散する特性を有する帯電制御剤微粒子を製造することができる。 According to the method for finely pulverizing the charge control agent for toner of the present invention, the charge control agent fine particles having a smaller particle diameter and having the property of being uniformly dispersed on the surface of the base toner particles without being re-aggregated even after fine pulverization. Can be manufactured.
本発明では公知の帯電制御剤を使用することができる。例えば正帯電制御剤としてはニグロシン系染料、変成ニグロシン染料、トリフェニルメタン系染料、4級アンモニウム塩、4級アンモニウム基及び/又はアミノ基を含有する樹脂等が使用でき、また、負帯電制御剤としてはトリメチルエタン系染料、サリチル酸の金属塩又は錯体、ベンジル酸の金属塩又は錯体、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ化合物の金属塩又は錯体、カリックスアレン型のフェノール系縮合物、環状ポリサッカライド、カルボキシル基及び/又はスルホニル基を含有する樹脂、等が使用できる。 In the present invention, a known charge control agent can be used. For example, as the positive charge control agent, nigrosine dyes, modified nigrosine dyes, triphenylmethane dyes, quaternary ammonium salts, resins containing quaternary ammonium groups and / or amino groups, etc. can be used, and negative charge control agents As trimethylethane dye, metal salt or complex of salicylic acid, metal salt or complex of benzyl acid, copper phthalocyanine, perylene, quinacridone, metal salt or complex of azo compound, calixarene type phenolic condensate, cyclic polysaccharide, Resins containing a carboxyl group and / or a sulfonyl group can be used.
本発明で使用できる好適な正帯電性帯電制御剤としては、例えば、ニグロシン染料として、「NIGROSINE BASE EX」、「OIL BLACK BS」、「BONTRON N−01」、「BONTRON N−07」 (以上 オリエント化学(株))等が、変成ニグロシン染料としては、「BONTRON N−04」、「BONTRON N−21」 (以上 オリエント化学(株))、「CHUO−3」(中央合成化学(株))等が挙げられる。また、トリフェニルメタンとしては、「OIL BLUE」 (オリエント化学(株))、「COPY BLUE PR」 (クラリアント(株))等が挙げられる。4級アンモニュウム塩としては、「TP−415」 (保土谷化学(株))、「FCA201PS」 (藤倉化成(株))、「PX−04」、「COPY CHARGE PSY」 (以上 クラリアントジャパン(株))等が挙げられる。また、負帯電制御剤として、「E−81」、「E−88」、「E−84」(以上 オリエント化学(株))、「TN−105」(保土谷化学(株))、「LR−147」(日本カーリット(株))等が挙げられる。 Suitable positively chargeable charge control agents that can be used in the present invention include, for example, “NIGROSINE BASE EX”, “OIL BLACK BS”, “BONTRON N-01”, “BONTRON N-07” (orientated as the nigrosine dye). Chemical Co., Ltd.), as modified nigrosine dyes, include “BONTRON N-04”, “BONTRON N-21” (oriental chemical Co., Ltd.), “CHUO-3” (Chuo Synthetic Chemical Co., Ltd.), etc. Is mentioned. Examples of triphenylmethane include “OIL BLUE” (Orient Chemical Co., Ltd.), “COPY BLUE PR” (Clariant Co., Ltd.), and the like. The quaternary ammonium salts include "TP-415" (Hodogaya Chemical Co., Ltd.), "FCA201PS" (Fujikura Kasei Co., Ltd.), "PX-04", "COPY CHARGE PSY" (Clariant Japan Co., Ltd.) ) And the like. Moreover, as a negative charge control agent, "E-81", "E-88", "E-84" (above Orient Chemical Co., Ltd.), "TN-105" (Hodogaya Chemical Co., Ltd.), "LR" -147 "(Nippon Carlit Co., Ltd.) and the like.
本発明で使用するBET比表面積20〜200m2/gの無機微粒子としては、BET比表面積が前記の範囲であれば特に限定されるものではないが、例えば二酸化珪素、酸化チタン、酸化アルミ、酸化セリウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化ジルコニウム、炭化珪素、炭化ホウ素、窒化チタン、窒化ジルコニウム、フッ化マグネシウム等の無機微粉体及びそれらをシリコーンオイル、シランカップリング剤などの疎水化処理剤で表面処理したもの等が用いられる。 The inorganic fine particles having a BET specific surface area of 20 to 200 m 2 / g used in the present invention are not particularly limited as long as the BET specific surface area is in the above range. For example, silicon dioxide, titanium oxide, aluminum oxide, oxidized Surface treatment of inorganic fine powders such as cerium, zinc oxide, tin oxide, zirconium oxide, silicon carbide, boron carbide, titanium nitride, zirconium nitride, and magnesium fluoride, and hydrophobizing agents such as silicone oil and silane coupling agents Used.
これらの中でも各種のポリオルガノシロキサンやヘキサメチレンジシラザンやシランカップリング剤等で表面を疎水化処理した二酸化珪素(シリカ)が特に好適に用いることができる。そのようなものとして、例えば、次のような商品名で市販されているものがある。 Among these, silicon dioxide (silica) whose surface is hydrophobized with various polyorganosiloxanes, hexamethylene disilazane, silane coupling agents, and the like can be particularly preferably used. As such a thing, there exists what is marketed by the following brand names, for example.
AEROSIL R972,R974,R202,R805,R812,RX200,RY200、 R809,RX50,RA200HS,RA200H〔日本アエロジル(株)〕
WACKER HDK H2000、H1018、H2050EP、HDK H3050EP、HVK2150〔ワッカーケミカルズイーストアジア(株)〕
Nipsil SS−10、SS−15,SS−20,SS−50,SS−60,SS−100、SS−50B,SS−50F,SS−10F、SS−40、SS−70,SS−72F、〔日本シリカ工業(株)〕
CABOSIL TG820F、TS−530、TS−720〔キャボット・スペシャルティー・ケミカルズ・インク〕
AEROSIL R972, R974, R202, R805, R812, RX200, RY200, R809, RX50, RA200HS, RA200H [Nippon Aerosil Co., Ltd.]
WACKER HDK H2000, H1018, H2050EP, HDK H3050EP, HVK2150 [Wacker Chemicals East Asia Co., Ltd.]
Nipsil SS-10, SS-15, SS-20, SS-50, SS-60, SS-100, SS-50B, SS-50F, SS-10F, SS-40, SS-70, SS-72F, [ Nippon Silica Industry Co., Ltd.]
CABOSIL TG820F, TS-530, TS-720 [Cabot Specialty Chemicals, Inc.]
BET比表面積としては、30〜150m2/gであるものがより好ましく、40〜100m2/gであるものが特に好ましい。 The BET specific surface area, more preferably those wherein 30 to 150 m 2 / g, it is particularly preferable in 40 to 100 m 2 / g.
また、使用する帯電制御剤に対する無機化合物の極性は、同極性のものが好ましい。また、帯電制御剤の帯電制御機能を制御するために、逆極性の無機化合物、あるいは導電性の無機化合物を使用しても良い。更に、本発明に使用される無機微粒子は使用する帯電制御剤よりも硬度が高く、比重が重いことが好ましい。帯電制御剤だけだと、剪断力、あるいは圧縮力がかかっても、柔らかいため凝集が生じ易く、均一な微分散が困難となる。 The polarity of the inorganic compound with respect to the charge control agent to be used is preferably the same polarity. In order to control the charge control function of the charge control agent, an inorganic compound having a reverse polarity or a conductive inorganic compound may be used. Furthermore, the inorganic fine particles used in the present invention preferably have a higher hardness and a higher specific gravity than the charge control agent used. If only the charge control agent is used, even if a shearing force or a compressive force is applied, it is soft and thus agglomeration is likely to occur, and uniform fine dispersion becomes difficult.
本発明で使用できる機械式粉砕機としては、ガラスビーズ、ステンレスビーズ、セラミックビーズ等のメディアを使用した粉砕機が好ましく、具体的にはボールミル、モーターミル、サンドミル、SCミル等が挙げられる。また、高圧ホモゲナイザーも使用できる。また、攪拌混合機としては、ヘンシェルミキサー、Q型ミキサー等が挙げられる。 The mechanical pulverizer that can be used in the present invention is preferably a pulverizer that uses media such as glass beads, stainless beads, and ceramic beads. Specific examples include a ball mill, a motor mill, a sand mill, and an SC mill. A high pressure homogenizer can also be used. Examples of the stirring mixer include a Henschel mixer and a Q-type mixer.
本発明では前記無機微粒子の存在下で帯電制御剤を前記粉砕機により微粉砕する。この場合、無機微粒子と帯電制御剤はあらかじめ混合させておくのが好ましい。その際の混合比率(質量比率)は、無機微粒子/帯電制御剤=10/90 〜80/20であることが好ましい。また、20/80〜70/30であることがより好ましく、20/80〜50/50であることが特に好ましい。 In the present invention, the charge control agent is finely pulverized by the pulverizer in the presence of the inorganic fine particles. In this case, the inorganic fine particles and the charge control agent are preferably mixed in advance. In this case, the mixing ratio (mass ratio) is preferably inorganic fine particles / charge control agent = 10/90 to 80/20. Moreover, it is more preferable that it is 20 / 80-70 / 30, and it is especially preferable that it is 20 / 80-50 / 50.
無機微粒子と帯電制御剤はあらかじめ混合させる場合、各種の混合機、例えば、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー等を使用することができる。 When the inorganic fine particles and the charge control agent are mixed in advance, various mixers such as a Henschel mixer and a Nauter mixer can be used.
また、メディアを用いた微粉砕機で粉砕する場合、湿式で微粉砕するのが好ましい。中でも水が好ましい。水を媒体にして分散が困難な場合は有機溶剤、あるいはその両方を添加することが好ましい。また、使用する溶媒は、帯電制御剤の溶解性に注意する必要があり、できるだけ溶解性の低い溶媒を選択することが好ましい。選択する溶媒は、帯電制御剤の種類に応じて各々適宜溶解性に注意して選択することが好ましい。その際に使用できる有機溶剤としては、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、石油エーテルのごとき炭化水素類;塩化メチレン、クロロホルム、ジクロロエタン、ジクロロエチレン、トリクロロエタン、トリクロロエチレン、四塩化炭素のごときハロゲン化炭化水素類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのごときケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチルのごときエステル類、などが用いられる。これらの溶剤は、2種以上を混合して用いることもできる。中でも、水溶性の有機溶剤が好ましく、イソプロピルアルコール、メタノール、エタノール、アセトンがより好ましい。 In addition, when pulverizing with a fine pulverizer using a medium, it is preferable to finely pulverize with a wet method. Of these, water is preferred. When dispersion is difficult using water as a medium, it is preferable to add an organic solvent or both. In addition, it is necessary to pay attention to the solubility of the charge control agent, and it is preferable to select a solvent having as low a solubility as possible. The solvent to be selected is preferably selected while paying attention to solubility as appropriate according to the type of charge control agent. Examples of organic solvents that can be used include hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, benzene, toluene, xylene, cyclohexane, and petroleum ether; methylene chloride, chloroform, dichloroethane, dichloroethylene, trichloroethane, trichloroethylene, and carbon tetrachloride. Halogenated hydrocarbons; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone; esters such as ethyl acetate and butyl acetate are used. These solvents can be used in combination of two or more. Among these, a water-soluble organic solvent is preferable, and isopropyl alcohol, methanol, ethanol, and acetone are more preferable.
水又は有機溶剤等の溶媒を添加して微粉砕する場合、添加量は無機微粒子と帯電制御剤の総質量と溶媒の比率(質量)は、10/90〜40/60であることが好ましい。また、20/80〜30/70であることがより好ましい。 When a solvent such as water or an organic solvent is added and pulverized, the addition amount is preferably 10/90 to 40/60, and the ratio (mass) of the total mass of the inorganic fine particles and the charge control agent to the solvent. Moreover, it is more preferable that it is 20 / 80-30 / 70.
特に好ましい粉砕方法の実施形態は、BET比表面積20〜200m2/gの無機微粒子と帯電制御剤を前記比率で混合し、更に水又は有機溶剤、或いはその両方を前記比率で添加して、メディアを使用した機械式粉砕機により微粉砕し(第1粉砕工程)、次いで、水又は有機溶剤を除去して無機微粒子と帯電制御剤の微粒子からなる混合物を分離して(分離工程)、乾燥させ(乾燥工程)、乾燥後の混合物に、更に無機微粒子を追加して、ヘンシェルミキサー等の攪拌混合機により微粉砕する(第2粉砕工程)方法である。この場合、第1粉砕工程では、無機微粒子と帯電制御剤の質量比率は、10/90〜50/50であることが好ましく、無機微粒子と帯電制御剤の総質量と溶媒の質量比率は、10/90〜30/70であることが好ましい。第2粉砕工程においては、最終的な無機微粒子と帯電制御剤の比率が上記の好ましい範囲となるように無機微粒子を添加する。 In a particularly preferred embodiment of the pulverization method, inorganic fine particles having a BET specific surface area of 20 to 200 m 2 / g and a charge control agent are mixed at the above ratio, and water or an organic solvent or both are added at the above ratio, Is then finely pulverized by a mechanical pulverizer (first pulverization step), and then water or an organic solvent is removed to separate a mixture of inorganic fine particles and charge control agent fine particles (separation step) and dried. (Drying step) In this method, inorganic fine particles are further added to the dried mixture, and the mixture is finely pulverized with a stirring mixer such as a Henschel mixer (second pulverizing step). In this case, in the first pulverization step, the mass ratio of the inorganic fine particles to the charge control agent is preferably 10/90 to 50/50, and the total mass of the inorganic fine particles and the charge control agent to the mass ratio of the solvent is 10 / 90 to 30/70 is preferable. In the second pulverization step, the inorganic fine particles are added so that the final ratio between the inorganic fine particles and the charge control agent falls within the above preferable range.
水又は有機溶剤を除去して無機微粒子と帯電制御剤の微粒子からなる混合物を分離する方法としては、減圧下に溶媒の大部分を留去するか、遠心分離機等により溶媒と固形分を分離・除去しても良い。次いで、公知慣用の乾燥機である凍結乾燥機、あるいは混合真空乾燥機等で溶媒を除去する。 As a method of separating the mixture of inorganic fine particles and charge control agent fine particles by removing water or organic solvent, most of the solvent is distilled off under reduced pressure, or the solvent and solid content are separated by a centrifugal separator or the like. -It may be removed. Next, the solvent is removed with a freeze dryer or a mixed vacuum dryer which is a known and commonly used dryer.
この後、第2粉砕工程により、更に無機微粒子を追加して乾燥工程で再凝集した無機微粒子と帯電制御剤の微粒子からなる混合物を微粉砕して、元の微分散状態に戻すことが好ましい。この時添加する無機化合物の量は、無機微粒子と帯電制御剤の微粒子からなる混合物の総量に対して10〜30%添加するのが好ましい。本発明では、あらかじめ無機微粒子と帯電制御剤の微粒子からなる混合物となっているため、乾燥工程での再凝集物の粉砕は容易に行うことができる。帯電制御剤のみでは、湿式における微分散が不十分となるだけでなく、乾燥後の凝集物を微分散することも困難であり、本発明の製法の効果は大きい。 Thereafter, it is preferable to finely pulverize a mixture of inorganic fine particles and charge control agent fine particles, which are further re-agglomerated in the drying step after the addition of inorganic fine particles, in the second pulverization step to return to the original finely dispersed state. The amount of the inorganic compound added at this time is preferably 10 to 30% with respect to the total amount of the mixture of inorganic fine particles and charge control agent fine particles. In the present invention, since it is a mixture of inorganic fine particles and charge control agent fine particles in advance, the reaggregation in the drying step can be easily pulverized. The charge control agent alone not only makes the fine dispersion in the wet state insufficient, but also makes it difficult to finely disperse the aggregate after drying, and the effect of the production method of the present invention is great.
上記粉砕条件により、本発明では帯電制御剤微粉末を製造するが、最終的な粒度分布として、ピークトップの体積粒径が0.5〜2μmの範囲であり、10μmより大きい粒子、あるいは凝集体の体積粒径が3%以下、好ましくは1%以下となるように適宜条件を設定するのが好ましい。また、BET比表面積が15〜50m2/gであることが好ましい。なお、本発明の製法で得られる帯電制御剤微粉末の粒度分布として、ピークトップの体積粒径は堀場製作所製のLS-910で測定する。また、10μmより大きい体積粒径は、コールター社製マルチサイザーTAII型(アパーチャーチューブ径:100μm)で測定する。 Under the above pulverization conditions, the charge control agent fine powder is produced in the present invention. As a final particle size distribution, the peak top volume particle size is in the range of 0.5 to 2 μm, and particles or aggregates larger than 10 μm. It is preferable to appropriately set the conditions so that the volume particle size of is 3% or less, preferably 1% or less. Moreover, it is preferable that a BET specific surface area is 15-50 m < 2 > / g. As the particle size distribution of the fine powder of the charge control agent obtained by the production method of the present invention, the volume particle size of the peak top is measured with LS-910 manufactured by Horiba. A volume particle size larger than 10 μm is measured with a multisizer TAII type (aperture tube diameter: 100 μm) manufactured by Coulter.
上記の方法で製造される帯電制御剤微粉末を使用するトナーの母体粒子(以下母体トナーと記す)は以下の方法で製造することができる。母体トナーのバインダー樹脂としては、例えば、ポリスチレン樹脂、スチレンアクリル樹脂、またはスチレンブタジエン樹脂のようなビニル系の共重合体樹脂、さらに、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ブチラール樹脂、キシレン樹脂、クマロンインデン樹脂等を挙げることができるが、これらの中でもビニル系の共重合体樹脂、ポリエステル樹脂が好ましく、定着性、耐オフセット性、透明性等のバランスが良いことから、ポリエステル樹脂が特に好適に使用できる。 The toner base particles (hereinafter referred to as base toner) using the charge control agent fine powder manufactured by the above method can be manufactured by the following method. Examples of the binder resin for the base toner include vinyl copolymer resins such as polystyrene resin, styrene acrylic resin, or styrene butadiene resin, and polyester resin, epoxy resin, butyral resin, xylene resin, and coumarone indene resin. Among these, a vinyl copolymer resin and a polyester resin are preferable, and a polyester resin can be particularly preferably used because of a good balance of fixability, offset resistance, transparency, and the like.
ポリエステル樹脂は、多塩基酸と多価アルコールとが脱水縮合されることによって合成される。多塩基酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレンジカルボン酸のごとき芳香族カルボン酸類;無水マレイン酸、フマール酸、コハク酸、アルケニル無水コハク酸、アジピン酸などの脂肪族カルボン酸類;シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式カルボン酸類などが挙げられる。これらの多塩基酸は、単独で用いることもでき、2種類以上を併用して用いることもできる。これらの多塩基酸の中でも、芳香族カルボン酸を使用するのが好ましい。 The polyester resin is synthesized by dehydration condensation of a polybasic acid and a polyhydric alcohol. Examples of the polybasic acid include aromatic carboxylic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic acid, and naphthalenedicarboxylic acid; maleic anhydride, fumaric acid, succinic acid, alkenyl succinic anhydride Aliphatic carboxylic acids such as acid and adipic acid; and alicyclic carboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid. These polybasic acids can be used alone or in combination of two or more. Of these polybasic acids, aromatic carboxylic acids are preferably used.
多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールのごとき脂肪族ジオール類;シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールAのごとき脂環式ジオール類;ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物のごとき芳香族ジオール類などが挙げられる。これらの多価アルコールは、単独で用いることもでき、2種以上を併用して用いることもできる。これらの多価アルコールの中でも、芳香族ジオール類、脂環式ジオール類が好ましく、芳香族ジオール類がより好ましい。 Examples of the polyhydric alcohol include aliphatic diols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, butanediol, hexanediol, neopentyl glycol, glycerin, trimethylolpropane, and pentaerythritol; cyclohexanediol and cyclohexanedi Examples include alicyclic diols such as methanol and hydrogenated bisphenol A; aromatic diols such as ethylene oxide adduct of bisphenol A and propylene oxide adduct of bisphenol A. These polyhydric alcohols can be used alone or in combination of two or more. Among these polyhydric alcohols, aromatic diols and alicyclic diols are preferable, and aromatic diols are more preferable.
なお、多価カルボン酸と多価アルコールとの縮重合によって得られたポリエステル樹脂に、さらにモノカルボン酸、及び/又はモノアルコールを加えて、重合末端のヒドロキシル基、及び/又はカルボキシル基をエステル化し、ポリエステル樹脂の酸価を調整することができる。このような目的で用いるモノカルボン酸としては、例えば、酢酸、無水酢酸、安息香酸、トリクロル酢酸、トリフルオロ酢酸、無水プロピオン酸などが挙げられる。また、モノアルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、オクタノール、2−エチルヘキサノール、トリフルオロエタノール、トリクロロエタノール、ヘキサフルオロイソプロパノール、フェノールなどが挙げられる。 In addition, monocarboxylic acid and / or monoalcohol is further added to the polyester resin obtained by polycondensation of polycarboxylic acid and polyhydric alcohol to esterify the hydroxyl group and / or carboxyl group at the polymerization terminal. The acid value of the polyester resin can be adjusted. Examples of the monocarboxylic acid used for such purpose include acetic acid, acetic anhydride, benzoic acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, and propionic anhydride. Examples of the monoalcohol include methanol, ethanol, propanol, octanol, 2-ethylhexanol, trifluoroethanol, trichloroethanol, hexafluoroisopropanol, and phenol.
ポリエステル樹脂は、上記多価アルコールと多価カルボン酸とを常法に従って縮合反応させることにより、製造することができる。例えば、上記多価アルコールと多価カルボン酸とを、温度計、攪拌器、流下式コンデンサを備えた反応容器に配合し、窒素等の不活性ガスの存在下で150〜250℃で加熱し、副生する低分子化合物を連続的に反応系外に除去し、所定の物性値に達した時点で反応を停止させ、冷却することにより、目的とする反応物を得ることができる。 The polyester resin can be produced by subjecting the polyhydric alcohol and polyhydric carboxylic acid to a condensation reaction according to a conventional method. For example, the above polyhydric alcohol and polyvalent carboxylic acid are mixed in a reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, and a flow-down condenser, and heated at 150 to 250 ° C. in the presence of an inert gas such as nitrogen, By removing the by-product low molecular weight compound continuously from the reaction system, when the predetermined physical property value is reached, the reaction is stopped, and cooling is performed, whereby the desired reactant can be obtained.
このようなポリエステル樹脂の合成は、触媒を添加して行うこともできる。使用するエステル化触媒としては、例えば、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫オキサイドのごとき有機金属や、テトラブチルチタネートのごとき金属アルコキシドなどが挙げられる。また、使用するカルボン酸成分が低級アルキルエステルである場合には、エステル交換触媒を使用することができる。エステル交換触媒としては、例えば、酢酸亜鉛、酢酸鉛、酢酸マグネシウムのごとき金属酢酸塩;酸化亜鉛、酸化アンチモンのごとき金属酸化物;テトラブチルチタネートのごとき金属アルコキシド、などが挙げられる。触媒の添加量については、原材料の総量に対して0.01〜1質量%の範囲とするのが好ましい。 Such a polyester resin can be synthesized by adding a catalyst. Examples of the esterification catalyst used include organic metals such as dibutyltin dilaurate and dibutyltin oxide, and metal alkoxides such as tetrabutyl titanate. Further, when the carboxylic acid component to be used is a lower alkyl ester, a transesterification catalyst can be used. Examples of the transesterification catalyst include metal acetates such as zinc acetate, lead acetate, and magnesium acetate; metal oxides such as zinc oxide and antimony oxide; metal alkoxides such as tetrabutyl titanate, and the like. About the addition amount of a catalyst, it is preferable to set it as the range of 0.01-1 mass% with respect to the total amount of a raw material.
なお、このような縮重合反応において、特に分岐、または架橋ポリエステル樹脂を製造するためには、1分子中に3個以上のカルボキシル基を有する多塩基酸またはその無水物、及び/又は、1分子中に3個以上の水酸基を有する多価アルコールを必須の合成原料として用いればよい。 In such a polycondensation reaction, in order to produce a branched or cross-linked polyester resin, in particular, a polybasic acid having three or more carboxyl groups in one molecule or an anhydride thereof, and / or one molecule What is necessary is just to use the polyhydric alcohol which has a 3 or more hydroxyl group in as an essential synthetic | combination raw material.
ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は50℃以上のものが好ましいが、中でも、そのTgが55℃以上のものが特に好ましい。Tgが50℃以下ではトナーが保存、運搬、あるいはマシンの現像装置内部で高温下に晒された場合にブロッキング現象(熱凝集)を生じやすい。 The polyester resin has a glass transition temperature (Tg) of preferably 50 ° C. or higher, and particularly preferably has a Tg of 55 ° C. or higher. When the Tg is 50 ° C. or less, the toner tends to cause a blocking phenomenon (thermal aggregation) when the toner is stored, transported, or exposed to a high temperature inside the developing device of the machine.
また、ポリエステル樹脂の軟化点としては、90℃以上、中でも、90℃〜180℃の範囲のものが好ましい、より好ましくは、95℃〜160℃の範囲である。軟化点が90℃未満の場合は、トナーが凝集現象を生じやすく、保存時や印字の際にトラブルになりやすく、180℃を越える場合には定着性が悪くなることが多い。 Moreover, as a softening point of a polyester resin, the thing of the range of 90 to 180 degreeC among these is preferable, More preferably, it is the range of 95 to 160 degreeC. When the softening point is less than 90 ° C., the toner tends to cause an agglomeration phenomenon, which tends to cause troubles during storage and printing, and when it exceeds 180 ° C., the fixability often deteriorates.
さらに、フルカラートナーとして、特に、色重ね時の色再現性や透明性を要求される場合には、樹脂の軟化点としては、90℃〜140℃の範囲のものが好ましい、より好ましくは、95℃〜135℃の範囲である。 Furthermore, as a full color toner, particularly when color reproducibility and transparency at the time of color superposition are required, the softening point of the resin is preferably in the range of 90 ° C. to 140 ° C., more preferably 95 It is the range of ° C to 135 ° C.
樹脂の軟化点は定荷重押出し形細管式レオメータである島津製作所製フローテスタCFT−500を用いて測定されるT1/2温度で定義する。フローテスターでの測定条件は、ピストン断面積1cm2 、シリンダ圧力0.98MPa、ダイ長さ1mm、ダイ穴径1mm、測定開始温度50゜C、昇温速度6゜C/min、試料質量1.5gの条件で行った。 The softening point of the resin is defined by a T1 / 2 temperature measured using a flow tester CFT-500 manufactured by Shimadzu Corporation, which is a constant load extrusion type capillary rheometer. The measurement conditions with a flow tester were: piston cross-sectional area 1 cm 2 , cylinder pressure 0.98 MPa, die length 1 mm, die hole diameter 1 mm, measurement start temperature 50 ° C., temperature rise rate 6 ° C / min, sample mass 1. It carried out on the conditions of 5g.
また、母体トナーには離型剤を含有させることができる。その場合に離型剤としては、ポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックス、フィーシャートロプシュワックス等の炭化水素系ワックス類、合成エステルワックス類、カルナバワックス、ライスワックス等の天然エステル系ワックス類の群の中から選ばれた離型剤が用いられる。中でも、カルナバワックス、ライスワックス等の天然系エステルワックス、多価アルコールと長鎖モノカルボン酸から得られる合成エステルワックス類が好適に用いられる。合成エステルワックスとしては、例えば、WEP-5(日本油脂社製)が好適に用いられる。離型剤の含有量は、1質量%未満であると離型性が不十分となりやすく、40質量%を越えるとワックスがトナー粒子表面に露出しやすくなり、帯電性や保存安定性が低下しやすくなるため、1〜40質量%の範囲内が好ましい。 The base toner can contain a release agent. In this case, the release agent is selected from the group of hydrocarbon waxes such as polypropylene wax, polyethylene wax, and Fischer-Tropsch wax, and natural ester waxes such as synthetic ester wax, carnauba wax, and rice wax. The mold release agent used is used. Of these, natural ester waxes such as carnauba wax and rice wax, and synthetic ester waxes obtained from polyhydric alcohols and long-chain monocarboxylic acids are preferably used. As the synthetic ester wax, for example, WEP-5 (manufactured by NOF Corporation) is preferably used. If the content of the release agent is less than 1% by mass, the releasability is likely to be insufficient, and if it exceeds 40% by mass, the wax is likely to be exposed on the toner particle surface, and the chargeability and storage stability are reduced. Since it becomes easy, the inside of the range of 1-40 mass% is preferable.
更に、母体トナー粒子の内部には帯電制御剤を含有させても良い。母体トナー粒子の内部に含有させる帯電性帯電制御剤としては、特に限定は無いが、母体トナー粒子製造後に母体トナー粒子の表面に固着させる帯電制御剤と同種の化合物であることが好ましい。 Furthermore, a charge control agent may be contained in the base toner particles. The charge control agent contained in the base toner particles is not particularly limited, but is preferably the same compound as the charge control agent to be fixed to the surface of the base toner particles after the base toner particles are produced.
母体トナー粒子の内部に含有させる帯電制御剤の量は0.01〜10質量%であることが好ましい。特に0.1〜6質量%であることが好ましい。また、母体トナー粒子中の帯電制御剤の分散径は、0.5〜0.01μmの範囲であることが好ましい。0.2〜0.01の範囲がより好ましい。0.5μmよりも大きいと、粒子内での帯電制御剤の分散が不均一となり易く、帯電特性に悪影響を及ぼすため好ましくない。また、0.01μmよりも小さいと、帯電制御剤としての機能が不十分となるため好ましくない。 The amount of the charge control agent contained in the base toner particles is preferably 0.01 to 10% by mass. It is especially preferable that it is 0.1-6 mass%. The dispersion diameter of the charge control agent in the base toner particles is preferably in the range of 0.5 to 0.01 μm. A range of 0.2 to 0.01 is more preferable. If it is larger than 0.5 μm, the dispersion of the charge control agent in the particles tends to be non-uniform and adversely affects the charging characteristics, which is not preferable. On the other hand, if it is smaller than 0.01 μm, the function as a charge control agent becomes insufficient, which is not preferable.
母体トナーを製造する際に使用される着色剤については、特に制限はなく、公知慣用のものが用いられる。例えば、黒の着色剤としては製法により分類されるファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラック等のカーボンブラック、或いは、C.I.Pigment Black 11等の鉄酸化物系顔料、C.I.Pigment Black 12等の鉄−チタン複合酸化物系顔料、青系の着色剤としては、フタロシアニン系のC.I.Pigment Blue 1,2,15:1,15:2,15:3,15:4,15:6,15,16,17:1,27,28,29,56,60,63等が挙げられる。青系の着色剤として、好ましくは、C.I.Pigment Blue 15:3,15,16,60が挙げられ、最も好ましくは、C.I.Pigment Blue 15:3,60が挙げられる。 There are no particular restrictions on the colorant used in the production of the base toner, and known and commonly used ones are used. For example, as the black colorant, carbon black such as furnace black, channel black, acetylene black, thermal black, lamp black, etc. classified according to the production method, or C.I. I. Pigment Black 11 and other iron oxide pigments, C.I. I. Pigment Black 12 and other iron-titanium complex oxide pigments and blue colorants include phthalocyanine C.I. I. Pigment Blue 1, 2, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 15: 6, 15, 16, 17: 1, 27, 28, 29, 56, 60, 63, and the like. The blue colorant is preferably C.I. I. Pigment Blue 15: 3, 15, 16, 60, and most preferably C.I. I. Pigment Blue 15: 3,60.
また、黄色系の着色剤としては、例えば、C.I.Pigment Yellow 1,3,4,5,6,12,13,14,15,16,17,18,24,55,65,73,74,81,83,87,93,94,95,97,98,100,101,104,108,109,110,113,116,117,120,123,128,129,133,138,139,147,151,153,154,155,156,168,169,170,171,172,173,180,185等が挙げられる。好ましくは、C.I.Pigment Yellow 17,74,93,97,110,155,および180が挙げられ、より好ましくはC.I.Pigment Yellow 74,93,97,180が挙げられ、特に、C.I.Pigment Yellow 93,97,180が好ましい。 Examples of yellow colorants include C.I. I. Pigment Yellow 1, 3, 4, 5, 6, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 24, 55, 65, 73, 74, 81, 83, 87, 93, 94, 95, 97, 98, 100, 101, 104, 108, 109, 110, 113, 116, 117, 120, 123, 128, 129, 133, 138, 139, 147, 151, 153, 154, 155, 156, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 180, 185 and the like. Preferably, C.I. I. Pigment Yellow 17, 74, 93, 97, 110, 155, and 180, and more preferably C.I. I. Pigment Yellow 74, 93, 97, 180, and C.I. I. Pigment Yellow 93, 97, 180 is preferable.
さらに、赤色系着色剤としては、例えば、C.I.Pigment Red 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,12,14,15,17,18,22,23,31,37,38,41,42,48:1,48:2,48:3,48:4,49:1,49:2,50:1,52:1,52:2,53:1,54,57:1,58:4,60:1,63:1,63:2,64:1,65,66,67,68,81,83,88,90,90:1,112,114,115,122,123,133,144,146,147,149,150,151,166,168,170,171,172,174,175,176,177,178,179,185,187,188,189,190,193,194,202,208,209,214,216,220,221,224,242,243,243:1,245,246,247等が挙げられる。好ましくは、C.I.Pigment Red 48:1,48:2,48:3,48:4,53:1,57:1,122および209が挙げられ、最も好ましくはC.I.Pigment Red 57:1,122および209が挙げられる。 Further, examples of red colorants include C.I. I. Pigment Red 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 15, 17, 18, 22, 23, 31, 37, 38, 41, 42, 48: 1 48: 2, 48: 3, 48: 4, 49: 1, 49: 2, 50: 1, 52: 1, 52: 2, 53: 1, 54, 57: 1, 58: 4, 60: 1 63: 1, 63: 2, 64: 1, 65, 66, 67, 68, 81, 83, 88, 90, 90: 1, 112, 114, 115, 122, 123, 133, 144, 146, 147, 149,150,151,166,168,170,171,172,174,175,176,177,178,179,185,187,188,189,190,193,194,202,208,209,214, 216, 220, 221, 224, 2 42,243,243: 1,245,246,247 etc. are mentioned. Preferably, C.I. I. Pigment Red 48: 1, 48: 2, 48: 3, 48: 4, 53: 1, 57: 1, 122 and 209, most preferably C.I. I. Pigment Red 57: 1, 122 and 209.
これら着色剤の含有量は、母体トナー全体に対して、1〜20質量%であることが好ましい。中でも2〜15質量%であることが更に好ましく、2〜10質量%であることが特に好ましい。これらの着色剤は1種又は2種以上の組み合わせで使用することができる。 The content of these colorants is preferably 1 to 20% by mass with respect to the whole base toner. Especially, it is more preferable that it is 2-15 mass%, and it is especially preferable that it is 2-10 mass%. These colorants can be used alone or in combination of two or more.
母体トナー粒子を製造する方法としては特に限定されるものではない。例えば、ヘンシェルミキサーを用いて、バインダー樹脂や着色剤を含む原料を混合し、その混合物を溶融混練機にて混練し、その後、混練物を粉砕し、分級して所定粒径の母体トナーを得るといった従来の粉砕方式の製造方法を用いることができる。このような方法で製造される母体トナーの形状は不定形である。しかしながら、このような粉砕法により得られる不定形の母体トナーよりも、下記の製造法で製造される球形の母体トナーの方が、本発明の製造方法で製造する帯電制御剤微粒子により表面処理を行った場合、均一な処理ができるため、好ましい。 The method for producing the base toner particles is not particularly limited. For example, using a Henschel mixer, raw materials including a binder resin and a colorant are mixed, the mixture is kneaded with a melt kneader, and then the kneaded product is pulverized and classified to obtain a base toner having a predetermined particle size. A conventional pulverization method can be used. The shape of the base toner produced by such a method is indefinite. However, the spherical base toner manufactured by the following manufacturing method is surface-treated by the charge control agent fine particles manufactured by the manufacturing method of the present invention, rather than the amorphous base toner obtained by such a pulverization method. This is preferable because a uniform treatment can be performed.
本発明の製造方法で製造する帯電制御剤微粒子を用いてトナーを製造する場合、好ましく使用できる母体トナーの製造方法は、カルボキシル基を含有するバインダー樹脂と着色剤を有機溶剤に溶解、あるいは分散させた着色分散液を、塩基性化合物の存在下に水性媒体中に乳化させることにより前記着色分散液の微粒子(A)を形成させる乳化工程、前記微粒子(A)中の有機溶剤を蒸発、除去することにより着色樹脂微粒子(B)を形成させる蒸発工程、前記着色樹脂微粒子(B)を水性媒体から分離し、乾燥させる分離乾燥工程を経てトナーを製造する方法である。この場合、バインダー樹脂と着色剤に加えて、必要に応じて離型剤や帯電制御剤等を添加して前記分散工程を行っても良い。また、各原料は各々別々に分散処理を行っても良い。 When the toner is manufactured using the charge control agent fine particles manufactured by the manufacturing method of the present invention, a preferable base toner manufacturing method is to dissolve or disperse a binder resin containing a carboxyl group and a colorant in an organic solvent. The colored dispersion is emulsified in an aqueous medium in the presence of a basic compound to form fine particles (A) of the colored dispersion, and the organic solvent in the fine particles (A) is evaporated and removed. In this way, the toner is manufactured through an evaporation step for forming the colored resin fine particles (B), and a separation drying step for separating the colored resin fine particles (B) from the aqueous medium and drying them. In this case, in addition to the binder resin and the colorant, if necessary, a release agent, a charge control agent, or the like may be added to perform the dispersion step. In addition, each raw material may be separately subjected to dispersion treatment.
また、上記製造方法の中でも、乳化工程の後で微粒子(A)を合一させ、あるいは着色樹脂微粒子(B)を会合させることにより該微粒子の凝集体を形成する工程を行い、次いで水性媒体から分離することで母体トナーを製造する方法を採ること好ましい。そのような製造方法により、乳化ロスが無く、しかも粒度分布がシャープであり、表面が曲面で覆われている球形の母体トナーを簡便かつ短時間で、しかも高収率で得ることができる。そのため、前記帯電制御剤微粒子を均一に粒子表面へ固着することができ、好ましい。 Further, among the above production methods, after the emulsification step, the fine particles (A) are combined, or the colored resin fine particles (B) are associated to form an aggregate of the fine particles, and then the aqueous medium is used. It is preferable to adopt a method of producing a base toner by separating. By such a production method, a spherical base toner having no emulsification loss, a sharp particle size distribution, and a surface covered with a curved surface can be obtained easily, in a short time, and in a high yield. Therefore, the charge control agent fine particles can be uniformly fixed to the particle surface, which is preferable.
なお、乳化分散により製造した有機溶剤を含有する微粒子(A)の凝集と合体を1工程で行い、その後脱溶剤することで着色樹脂微粒子(B)を製造する方法を「合一」による製造方法と言い、脱溶剤前の合一した粒子を「合一体」と言う。また、乳化分散により製造した微粒子(A)中の有機溶剤を除去することにより着色樹脂微粒子(B)を製造し、次いでこれを凝集させることで凝集体を製造し、その後、加熱により該凝集体を融着させて着色樹脂微粒子(B)を合体させる製造方法を「会合」による製造方法と言い、着色樹脂微粒子(B)の凝集体を「会合体」と言う。母体トナーの製造方法としては、「合一」による製造方法が特に好ましい。 In addition, the manufacturing method by "unification" is a method of manufacturing the colored resin fine particles (B) by performing aggregation and coalescence of the fine particles (A) containing the organic solvent produced by emulsification dispersion in one step and then removing the solvent after that. The unionized particles before solvent removal are called “union”. Further, the colored resin fine particles (B) are produced by removing the organic solvent in the fine particles (A) produced by emulsification and dispersion, and then aggregated to produce aggregates, and then the aggregates by heating. A method for fusing the colored resin fine particles (B) together is referred to as a “association” production method, and an aggregate of the colored resin fine particles (B) is referred to as an “aggregate”. As a manufacturing method of the base toner, a manufacturing method by “unification” is particularly preferable.
以下、合一、及び会合による製造方法について説明する。合一、及び会合による母体トナーの製造方法は、
第一工程:カルボキシル基を有するバインダー樹脂と着色剤を有機溶剤中に溶解あるいは分散させて着色分散液を製造し、次いで、塩基性化合物を使用して該着色分散液を水性媒体中に乳化させることにより、該水性媒体中に該着色分散液の微粒子(A)を形成させる工程、
第二工程:前記微粒子(A)を合一させ合一体を製造し、合一体中に含有される有機溶剤を脱溶剤することにより着色樹脂微粒子(B)を製造する工程、あるいは前記微粒子(A)中の有機溶剤を除去し、その後微粒子を会合させ会合体を製造することにより着色樹脂微粒子(B)を製造する工程
第三工程:着色樹脂微粒子(B)を水性媒体から分離し、乾燥させ、母体トナーを製造する工程、
の3工程からなる。
Hereinafter, the manufacturing method by unity and meeting will be described. The manufacturing method of the base toner by unity and association is as follows:
First step: A colored dispersion is produced by dissolving or dispersing a binder resin having a carboxyl group and a colorant in an organic solvent, and then emulsifying the colored dispersion in an aqueous medium using a basic compound. A step of forming fine particles (A) of the colored dispersion in the aqueous medium,
Second step: The step of producing the colored resin fine particles (B) by unifying the fine particles (A) to produce the union and removing the organic solvent contained in the unification, or the fine particles (A ) The organic solvent is removed, and then the fine particles are associated to produce the aggregates to produce the colored resin fine particles (B). Third step: The colored resin fine particles (B) are separated from the aqueous medium and dried. A process for producing a base toner,
It consists of three steps.
第一工程では、有機溶剤中にバインダー樹脂と着色剤を投入して溶解あるいは分散することにより、バインダー樹脂と着色剤と有機溶剤を含む着色分散液を調整する。この場合、必要に応じて離型剤または帯電制御剤、あるいはその他の添加物をバインダー樹脂等と共に用いることができる。 In the first step, a colored dispersion liquid containing a binder resin, a colorant, and an organic solvent is prepared by charging and dissolving or dispersing the binder resin and the colorant in the organic solvent. In this case, if necessary, a release agent, a charge control agent, or other additives can be used together with a binder resin or the like.
バインダー樹脂と必要に応じて添加する着色剤や離型剤等とを溶解あるいは分散させるための有機溶剤としては、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、石油エーテルのごとき炭化水素類;塩化メチレン、クロロホルム、ジクロロエタン、ジクロロエチレン、トリクロロエタン、トリクロロエチレン、四塩化炭素のごときハロゲン化炭化水素類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのごときケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチルのごときエステル類、などが用いられる。これらの溶剤は、2種以上を混合して用いることもできるが、溶剤回収の点から、同一種類の溶剤を単独で使用することが好ましい。また、有機溶剤は、バインダー樹脂を溶解あるいは分散するものであり、毒性が比較的低く、かつ後工程で脱溶剤し易い低沸点のものが好ましく、そのような溶剤としては、メチルエチルケトンが最も好ましい。 Examples of the organic solvent for dissolving or dispersing the binder resin and the coloring agent or release agent added as necessary include hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, benzene, toluene, xylene, cyclohexane, and petroleum ether. Halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform, dichloroethane, dichloroethylene, trichloroethane, trichloroethylene, carbon tetrachloride; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone; esters such as ethyl acetate, butyl acetate, etc. Used. These solvents can be used in combination of two or more, but from the viewpoint of solvent recovery, it is preferable to use the same type of solvent alone. The organic solvent is preferably one that dissolves or disperses the binder resin, has a relatively low toxicity, and has a low boiling point that can be easily removed in a subsequent step. As such a solvent, methyl ethyl ketone is most preferable.
次に、バインダー樹脂および有機溶剤を含む混合物を水性媒体中に乳化する。この場合、上記の方法で調整された着色分散液を、塩基性中和剤の存在下で水性媒体と混合して乳化する。この工程においては、バインダー樹脂と着色剤等と有機溶剤からなる混合物に水性媒体(水または水を主成分とする液媒体)を徐々に添加する方法が好ましい。その際には、前記混合物の有機連続相に水を徐々に添加することで、Water in Oilの不連続相が生成し、さらに水を追加して添加することで、Oil in Waterの不連続相に転相して、水性媒体中に前記混合物が粒子(液滴)として浮遊する懸濁・乳化液が形成される(以下、この方法を転相乳化という)。 Next, the mixture containing the binder resin and the organic solvent is emulsified in an aqueous medium. In this case, the colored dispersion prepared by the above method is mixed with an aqueous medium and emulsified in the presence of a basic neutralizing agent. In this step, a method of gradually adding an aqueous medium (water or a liquid medium containing water as a main component) to a mixture composed of a binder resin, a colorant, and the like and an organic solvent is preferable. In that case, by gradually adding water to the organic continuous phase of the mixture, a water-in-oil discontinuous phase is generated, and by adding additional water, the oil-in-water discontinuous phase is added. To form a suspension / emulsion in which the mixture is suspended as particles (droplets) in an aqueous medium (hereinafter, this method is referred to as phase inversion emulsification).
転相乳化においては、有機溶剤と添加した水の合計量に対する水の比率が30〜70%となるように水を添加する。より好ましくは35〜65%であり、特に40〜60%であることが好ましい。使用する水性媒体は水であることが好ましく、さらに好ましくは、脱イオン水である。 In phase inversion emulsification, water is added so that the ratio of water to the total amount of the organic solvent and added water is 30 to 70%. More preferably, it is 35 to 65%, and particularly preferably 40 to 60%. The aqueous medium used is preferably water, more preferably deionized water.
このような方法で使用するバインダー樹脂は、カルボキシル基含有バインダー樹脂であり、該カルボキシル基を中和することにより自己水分散性となるバインダー樹脂(以下自己水分散性樹脂と表現する)である。自己水分散性のバインダー樹脂の酸価は3〜30であることが好ましく、3〜20であることがより好ましい。自己水分散性を有する樹脂は、カルボキシル基が塩基性化合物により中和されることによりアニオン型となる。その結果、樹脂の親水性が増加して水性媒体中に分散安定剤や界面活性剤を使用しなくとも安定に分散することができる。また、中和用の塩基性化合物としては、特に制限はなく、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニアのごとき無機塩基や、ジエチルアミン、トリエチルアミン、イソプロピルアミンのごとき有機塩基が用いられる。中でも、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機塩基が好ましい。 The binder resin used in such a method is a carboxyl group-containing binder resin, and is a binder resin that becomes self-water dispersible by neutralizing the carboxyl group (hereinafter referred to as self-water dispersible resin). The acid value of the self-water dispersible binder resin is preferably from 3 to 30, and more preferably from 3 to 20. The resin having self-water dispersibility becomes an anionic type by neutralizing a carboxyl group with a basic compound. As a result, the hydrophilicity of the resin is increased, and the resin can be stably dispersed in the aqueous medium without using a dispersion stabilizer or a surfactant. The basic compound for neutralization is not particularly limited, and for example, inorganic bases such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, and ammonia, and organic bases such as diethylamine, triethylamine, and isopropylamine are used. Of these, inorganic bases such as ammonia, sodium hydroxide, and potassium hydroxide are preferred.
バインダー樹脂のカルボキシル基を塩基で中和する方法としては、例えば、(1)カルボキシル基を有するバインダー樹脂、有機顔料、ワックスおよび有機溶剤を含有する混合物を製造した後、塩基で中和する方法、あるいは(2)水性媒体中に予め塩基性中和剤を混合しておき、転相乳化する際に前記混合物に含まれるバインダー樹脂の酸性基を中和する方法、が挙げられる。 As a method of neutralizing the carboxyl group of the binder resin with a base, for example, (1) a method of producing a mixture containing a binder resin having a carboxyl group, an organic pigment, a wax and an organic solvent, and then neutralizing with a base, Alternatively, (2) a method in which a basic neutralizing agent is mixed in advance in an aqueous medium and the acidic group of the binder resin contained in the mixture is neutralized when phase inversion emulsification is performed.
塩基性化合物の使用量は、バインダー樹脂のカルボキシル基の全量に対して0.5乃至3当量を用いる。また、1当量を越えて2当量以下であることがより好ましい。このようにバインダー樹脂のカルボキシル基を中和するために要する量よりも過剰に添加することにより、異形の粒子が生成するのを防止することができ、母体トナーの真球性を向上させ、また、粒度分布をシャープにすることができる。 The basic compound is used in an amount of 0.5 to 3 equivalents based on the total amount of carboxyl groups in the binder resin. More preferably, it is more than 1 equivalent and 2 equivalents or less. Thus, by adding in excess of the amount required to neutralize the carboxyl group of the binder resin, it is possible to prevent the generation of irregularly shaped particles, improve the sphericity of the base toner, The particle size distribution can be sharpened.
第一工程で製造する着色分散液の微粒子(A)の50%体積平均粒径は、1μmを越えて6μm以下、より好ましくは1μmを越えて4μmの範囲である。1μm以下であると有機顔料や、離型剤を用いた場合、バインダー樹脂により十分カプセル化されないため、帯電特性、現像特性に悪影響を及ぼし好ましくない。また、粒径が大きいと、得られる母体トナーの粒径が限定されるため、目的とする粒径よりも小粒径にする必要があるが、6μmよりも大きいと粗大粒子が発生しやすくなるため好ましくない。また、第一工程で製造する微粒子(A)の粒度分布は、10μm以上の体積粒径の比率が2%以下、より好ましくは1%以下であり、5μm以上の体積粒径の比率が10%以下、より好ましくは6%以下である。 The 50% volume average particle size of the fine particles (A) of the colored dispersion produced in the first step is more than 1 μm and not more than 6 μm, more preferably more than 1 μm and 4 μm. When the thickness is 1 μm or less, when an organic pigment or a release agent is used, it is not preferable because it is not sufficiently encapsulated by the binder resin, which adversely affects charging characteristics and development characteristics. Further, if the particle size is large, the particle size of the obtained base toner is limited, so it is necessary to make the particle size smaller than the target particle size, but if it is larger than 6 μm, coarse particles are likely to be generated. Therefore, it is not preferable. The particle size distribution of the fine particles (A) produced in the first step has a volume particle size ratio of 10 μm or more of 2% or less, more preferably 1% or less, and a volume particle size ratio of 5 μm or more is 10%. Below, more preferably 6% or less.
第二工程では、第一工程で得られた微粒子(A)を合一あるいは会合させることにより該微粒子(A)の合一体あるいは会合体を生成させ、所望の粒径の母体トナー粒子を形成させる。合一法による製造方法、会合法による製造方法を順次説明する。 In the second step, the fine particles (A) obtained in the first step are coalesced or associated to form a unitary or aggregate of the fine particles (A) to form base toner particles having a desired particle size. . The manufacturing method by the union method and the manufacturing method by the association method will be explained in order.
合一法では、第一工程で得られた微粒子(A)の分散液を水で希釈し溶剤量を調整する。その後、分散安定剤を添加し、分散安定剤の存在下に電解質の水溶液を滴下することで合一を進め、所定粒径の凝集体を得る。 In the coalescence method, the dispersion of fine particles (A) obtained in the first step is diluted with water to adjust the amount of solvent. Thereafter, a dispersion stabilizer is added and coalescence is advanced by dropping an aqueous electrolyte solution in the presence of the dispersion stabilizer to obtain an aggregate having a predetermined particle diameter.
第一工程で得られた微粒子(A)は、カルボン酸塩による電気二重層の作用により水性媒体中で安定に分散している。第二工程では、微粒子(A)が分散している水性媒体中に電気二重層を破壊、あるいは縮小させる電解質を添加することで、粒子を不安定化させる。電解質としては、例えば、塩酸、硫酸、リン酸、酢酸、シュウ酸などの酸性物質がある。また、硫酸ナトリウム、硫酸アンモニュウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、リン酸ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化アンモニウム、塩化カルシウム、酢酸ナトリウム等の有機、無機の水溶性の塩等も電解質として有効に用いることができる。これらの電解質は、単独でも、あるいは2種類以上の物質を混合してもよい。中でも、硫酸ナトリウムや硫酸アンモニュウムのごとき1価のカチオンの硫酸塩が均一な合一を進める上で好ましい。 The fine particles (A) obtained in the first step are stably dispersed in the aqueous medium by the action of the electric double layer by the carboxylate. In the second step, the particles are destabilized by adding an electrolyte that breaks or reduces the electric double layer to the aqueous medium in which the fine particles (A) are dispersed. Examples of the electrolyte include acidic substances such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, acetic acid, and oxalic acid. In addition, organic and inorganic water-soluble salts such as sodium sulfate, ammonium sulfate, potassium sulfate, magnesium sulfate, sodium phosphate, sodium dihydrogen phosphate, sodium chloride, potassium chloride, ammonium chloride, calcium chloride, sodium acetate, etc. It can be used effectively as an electrolyte. These electrolytes may be used alone or in combination of two or more substances. Among them, monovalent cation sulfates such as sodium sulfate and ammonium sulfate are preferable for promoting uniform coalescence.
ところで、電解質等の添加だけでは、系内の微粒子(A)の分散安定性が不安定になっているため、合一が不均一となり、粗大粒子や凝集物が発生する。電解質や酸性物質により生成した微粒子(A)の凝集体が、再合一を繰り返して、目的とする粒子径以上の凝集体を形成するのを防止するためには、電解質等を添加する前に、ヒドロキシアパタイト等の無機分散安定剤やイオン性、あるいはノニオン性の界面活性剤を分散安定剤として添加する必要がある。使用する分散安定剤は、後から添加する電解質の存在下においても分散安定性を保持できる特性が必要である。そのような特性を有する分散安定剤としては、たとえば、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等、あるいは各種プルロニック系等のノニオン型の乳化剤、あるいはアルキル硫酸エステル塩型のアニオン性乳化剤、また、第四級アンモニウム塩型のカチオン型の分散安定剤等がある。中でも、アニオン型、ノニオン型の分散安定剤が少量の添加量であっても系の分散安定性に効果があり、好ましい。ノニオン型の界面活性剤の曇点は40℃以上であることが好ましい。以上に記載した界面活性剤は単独で用いても、2種類以上を混合して用いてもよい。分散安定剤(乳化剤)の存在下に電解質を添加することで、不均一な合一を防止することが可能となり、その結果、シャープな粒度分布が得られ、それに伴い、収率の向上が達成される。 By the way, only by adding an electrolyte or the like, the dispersion stability of the fine particles (A) in the system is unstable, so the coalescence becomes non-uniform and coarse particles and aggregates are generated. In order to prevent the aggregates of the fine particles (A) generated by the electrolyte or acidic substance from repeating reunion to form aggregates having a particle size larger than the target particle size, before adding the electrolyte, etc. It is necessary to add an inorganic dispersion stabilizer such as hydroxyapatite or an ionic or nonionic surfactant as a dispersion stabilizer. The dispersion stabilizer to be used is required to have a property capable of maintaining dispersion stability even in the presence of an electrolyte added later. Examples of the dispersion stabilizer having such characteristics include polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene dodecyl phenyl ether, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester. , Polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters and the like, or various nonionic emulsifiers such as pluronics, alkyl sulfate ester type anionic emulsifiers, and quaternary ammonium salt type cationic dispersion stabilizers. Among these, even if an anion type or nonionic type dispersion stabilizer is added in a small amount, the dispersion stability of the system is effective, which is preferable. The cloud point of the nonionic surfactant is preferably 40 ° C. or higher. The surfactants described above may be used alone or in combination of two or more. By adding an electrolyte in the presence of a dispersion stabilizer (emulsifier), it becomes possible to prevent non-uniform coalescence, resulting in a sharp particle size distribution and a corresponding increase in yield. Is done.
合一体を製造する場合には、第一工程で転相乳化により得られた微粒子(A)の分散液を水でさらに希釈することが好ましい。その後、分散安定剤、及び電解質を順次添加して合一を行う。あるいは、分散安定剤及び/又は電解質の水溶液を添加することで分散液中の溶剤量を調整し、所定粒径の粒子を得る手順を採ることが好ましい。電解質を添加する前の系中に含まれる溶剤量としては、15〜45質量%の範囲内であることが好ましい。また、20〜40質量%の範囲内がより好ましく、特に、25〜40質量%の範囲内が好ましい。溶剤量が15質量%よりも少ないと、合一に要する電解質量が多くなり好ましくない。また、溶剤量が45質量%よりも多いと不均一な合一による凝集物発生が多くなり、また、分散安定剤の添加量が多くなるため好ましくない。 In the case of producing a unity, it is preferable to further dilute the dispersion of fine particles (A) obtained by phase inversion emulsification in the first step with water. Thereafter, a dispersion stabilizer and an electrolyte are sequentially added to perform coalescence. Alternatively, it is preferable to adjust the amount of the solvent in the dispersion by adding an aqueous solution of a dispersion stabilizer and / or an electrolyte to obtain particles having a predetermined particle diameter. The amount of the solvent contained in the system before adding the electrolyte is preferably in the range of 15 to 45% by mass. Moreover, the inside of the range of 20-40 mass% is more preferable, and the inside of the range of 25-40 mass% is especially preferable. When the amount of the solvent is less than 15% by mass, the electrolytic mass required for coalescence is increased, which is not preferable. On the other hand, if the amount of the solvent is more than 45% by mass, the generation of aggregates due to non-uniform coalescence increases, and the amount of dispersion stabilizer added increases, which is not preferable.
また、溶剤量を調整することで合一後のトナー粒子の形状をコントロールすることができる。溶剤量が25〜45質量%の範囲では溶剤による微粒子の膨潤度が大きいため、合一により球形〜略球形の粒子を容易に得ることができる。一方、溶剤量を15〜25質量%の範囲にすると溶剤による微粒子の膨潤度が小さいため、異形〜略球形のトナー粒子が容易に得られる。 Further, the shape of the toner particles after coalescence can be controlled by adjusting the amount of the solvent. When the amount of the solvent is in the range of 25 to 45% by mass, the degree of swelling of the fine particles by the solvent is large, so that spherical to substantially spherical particles can be easily obtained by coalescence. On the other hand, when the amount of the solvent is in the range of 15 to 25% by mass, the degree of swelling of the fine particles by the solvent is small, so that irregularly to substantially spherical toner particles can be easily obtained.
使用する分散安定剤の量は、例えば微粒子の固形分含有量に対し、0.5〜3.0質量%の範囲内が好ましい。0.5〜2.5質量%の範囲内がより好ましく、0.8〜2.5質量%の範囲内が特に好ましい。0.5質量%よりも少ないと、目的とする粗大粒子発生に対する防止効果が得られない。一方、3.0質量%よりも多いと、電解質の量を増加しても合一が十分に進行せず、所定粒径の粒子が得られなくなり、結果として、微粒子が残存してしまい収率を低下させるため好ましくない。 The amount of the dispersion stabilizer to be used is preferably in the range of 0.5 to 3.0% by mass with respect to the solid content of the fine particles, for example. The range of 0.5 to 2.5% by mass is more preferable, and the range of 0.8 to 2.5% by mass is particularly preferable. If it is less than 0.5% by mass, the desired effect of preventing the generation of coarse particles cannot be obtained. On the other hand, if the amount is more than 3.0% by mass, coalescence does not proceed sufficiently even if the amount of the electrolyte is increased, and particles having a predetermined particle diameter cannot be obtained. As a result, fine particles remain and yield. Is not preferable.
電解質の量は、微粒子(A)の固形分含有量に対し、0.5〜15質量%の範囲内であることが好ましい。1〜12質量%の範囲内であることがより好ましく、1〜10質量%の範囲内であることが特に好ましい。電解質の量が0.5質量%よりも少ないと、合一が十分に進行しないため好ましくない。また、電解質の量が15質量%よりも多いと、合一が不均一となり、凝集物の発生や、粗大粒子が発生し収率を低下させるため好ましくない。 The amount of the electrolyte is preferably in the range of 0.5 to 15% by mass with respect to the solid content of the fine particles (A). It is more preferably within a range of 1 to 12% by mass, and particularly preferably within a range of 1 to 10% by mass. When the amount of the electrolyte is less than 0.5% by mass, the coalescence does not proceed sufficiently, which is not preferable. On the other hand, when the amount of the electrolyte is more than 15% by mass, the coalescence becomes non-uniform, which is not preferable because aggregates and coarse particles are generated and the yield is lowered.
合一時の温度は10〜50℃の範囲内が好ましい。より好ましくは20〜40℃の範囲内であり、20〜35℃であることが特に好ましい。温度が10℃よりも低いと、合一が進行しにくくなるため好ましくない。また、温度が50℃よりも高いと、合一速度が速くなり、凝集物や、粗大粒子が発生しやすくなるため好ましくない。本発明の製法では、たとえば、20〜40℃といった低温の条件で、合一による会合体の生成が可能である。 The temporary temperature is preferably in the range of 10 to 50 ° C. More preferably, it exists in the range of 20-40 degreeC, and it is especially preferable that it is 20-35 degreeC. When the temperature is lower than 10 ° C., it is difficult to perform coalescence, which is not preferable. On the other hand, when the temperature is higher than 50 ° C., the coalescence speed is increased, and aggregates and coarse particles are easily generated, which is not preferable. In the production method of the present invention, it is possible to produce aggregates by coalescence under low temperature conditions such as 20 to 40 ° C.
第二工程で得られる合一体の形状は、合一の程度により表面が曲面で覆われている不定形から球形まで変化させることができる。平均円形度は、最終的に得られた母体トナー粒子のSEM(走査型電子顕微鏡)写真を撮影し、それを測定し計算することなどによっても求められるが、東亜医用電子(株)製フロー式粒子像分析装置FPIP−1000を使用することにより容易に測定できる。 The unitary shape obtained in the second step can be changed from an indeterminate shape whose surface is covered with a curved surface to a spherical shape depending on the degree of unity. The average circularity can also be obtained by taking a SEM (scanning electron microscope) photograph of the finally obtained toner particles, measuring and calculating it, etc., but the flow formula manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd. It can be easily measured by using a particle image analyzer FPIP-1000.
母体トナー粒子の形状は、平均円形度が0.97以上の表面が曲面で覆われている略球形あるいは球形の形状とすることで粉体流動性の向上、転写効率の向上がみられ、母体トナーとして用いる場合には上記範囲とすることが好ましい。同時に、均一な表面処理が可能となり好ましい。 As for the shape of the mother toner particles, the powder fluidity and the transfer efficiency are improved by adopting a substantially spherical shape or a spherical shape whose surface having an average circularity of 0.97 or more is covered with a curved surface. When used as a toner, the above range is preferable. At the same time, uniform surface treatment is possible, which is preferable.
フロー式粒子像分析装置FPIP−1000では、以下の方法で平均円形度を測定する。 In the flow type particle image analyzer FPIP-1000, the average circularity is measured by the following method.
まず、微量の界面活性剤を含む水の中に母体トナー粒子を懸濁させることにより試料を作製する。次いで、この試料をフロー式粒子像分析装置FPIP−1000中に設けられた、透明且つ扁平なセル中に流下させる。このセルの片側にはパルス光を発する光源が設置されており、更に、セルを挟んで反対側にはその光源に正対するように撮像用カメラが設けられている。FPIP−1000のセル中を流下する試料中の母体トナー粒子は、パルス光が照射されることにより、セルを夾んで光源と正対するカメラにより静止画像として捉えられる。 First, a sample is prepared by suspending base toner particles in water containing a small amount of a surfactant. Next, this sample is allowed to flow down into a transparent and flat cell provided in the flow type particle image analyzer FPIP-1000. A light source that emits pulsed light is installed on one side of the cell, and an imaging camera is provided on the opposite side of the cell so as to face the light source. The base toner particles in the sample flowing down in the cell of the FPIP-1000 are captured as a still image by a camera facing the light source while holding the cell when irradiated with pulsed light.
このようにして撮像された母体トナー粒子の像を基にして、画像解析装置により輪郭が抽出され、投影面積や周囲長(母体トナー粒子投影像の周長)が算出される。更に、算出された投影面積から、それと同等の面積を有する円の円周の長さ(母体トナー粒子投影面積と同じ面積の円の周長)が算出される。上記の平均円形度は、このように算出された母体トナー粒子投影面積と同じ面積の円の周長を母体トナー粒子投影像の周長で除したものである。 Based on the image of the mother toner particles thus imaged, the contour is extracted by the image analysis device, and the projection area and perimeter (perimeter of the mother toner particle projection image) are calculated. Further, from the calculated projected area, the circumference of a circle having the same area (the circumference of the circle having the same area as the base toner particle projected area) is calculated. The average circularity is obtained by dividing the circumference of the circle having the same area as the base toner particle projection area calculated in this way by the circumference of the base toner particle projection image.
上記装置で測定する際の条件は以下の通り。
(1)母体トナー粒子の懸濁液の作製
水20gに対し界面活性剤(エルクリヤー(中外写真薬品(株)製))0.1gを添加し、更に試料である母体トナー0.04gを添加し、超音波分散機で母体トナー粒子を水中に懸濁させる。
(2)測定条件
測定温度;25℃
測定湿度;60%
測定母体トナー粒子数;5000±2000個
The conditions when measuring with the above apparatus are as follows.
(1) Preparation of base toner particle suspension 0.1 g of a surfactant (ELCLEAR (manufactured by Chugai Photo Chemical Co., Ltd.)) is added to 20 g of water, and 0.04 g of a base toner as a sample is further added. Then, the base toner particles are suspended in water with an ultrasonic disperser.
(2) Measurement conditions Measurement temperature: 25 ° C
Measuring humidity: 60%
Measurement base toner particle number: 5000 ± 2000
微粒子(A)を合一させた後は、脱溶剤を行う。脱溶剤の方法は、なんら限定されるものではなく、常圧、あるいは減圧下で行う。脱溶剤を低温条件下で、速やかに行うためには減圧下で行うことが好ましい。 After coalescing the fine particles (A), the solvent is removed. The method for removing the solvent is not limited at all, and it is carried out under normal pressure or reduced pressure. In order to remove the solvent quickly under a low temperature condition, it is preferably carried out under reduced pressure.
次に会合法を説明する。会合法では、先ず初めに第一工程で得られた微粒子(A)中に含まれる有機溶剤を除去する。脱溶剤工程においては、完全に有機溶剤を除去する必要はなく、使用した有機溶剤の60〜98%を除去するのが好ましい。また、70〜95%を除去するのがより好ましく、特に、80〜95%を除去するのが好ましい。有機溶剤の一部を残留させることにより、次の工程で行われる微粒子の凝集・融着工程の操作が容易となり、所望の粒子形状の粒子を製造することができる。例えば、凝集した樹脂粒子の形状を留めないほどに融着を進行させた球形の会合体、あるいは凝集した微粒子の形状をほとんど崩さない程度の異形の会合体等である。 Next, the meeting method will be explained. In the association method, first, the organic solvent contained in the fine particles (A) obtained in the first step is removed. In the solvent removal step, it is not necessary to completely remove the organic solvent, and it is preferable to remove 60 to 98% of the used organic solvent. Moreover, it is more preferable to remove 70 to 95%, and it is particularly preferable to remove 80 to 95%. By leaving a part of the organic solvent, the operation of the agglomeration / fusion process of fine particles performed in the next process becomes easy, and particles having a desired particle shape can be produced. For example, there are spherical aggregates in which the fusion has progressed to such an extent that the aggregated resin particles do not retain their shape, or irregular aggregates that do not substantially collapse the aggregated microparticles.
また、微粒子(A)中に残存する有機溶剤の量が多いと、凝集・融着時に粗大粒子が発生しやすくなり、残存有機溶剤量が少ないと融着操作に時間を要したり、融着温度を高くしなければならず、やはり粗大粒子が発生しやすくなるため好ましくない。残留した有機溶剤は会合後に完全に除去する。 In addition, if the amount of the organic solvent remaining in the fine particles (A) is large, coarse particles are likely to be generated at the time of agglomeration and fusion, and if the amount of the residual organic solvent is small, the fusion operation takes time or fusion. This is not preferable because the temperature must be increased and coarse particles are likely to be generated. The remaining organic solvent is completely removed after the association.
会合法では、第一工程で得られた微粒子(A)の分散液を水で希釈し固形分含有量を調整する。その後、電解質の水溶液を滴下することで会合を進め、所定粒径の凝集体を得る。その際には、分散安定剤を添加して会合を行うことが好ましい。電解質の水溶液を滴下する前の固形分含有量としては、10〜30質量%の範囲が好ましい。10質量%よりも少ないと釜得量が大幅に低下するため、好ましくない。一方、30質量%よりも多いと均一な大きさの凝集体が生成困難になるため好ましくない。使用する電解質、分散安定剤は合一の際に使用するものと同じものを使用することができる。また、凝集粒子の融着はバインダー樹脂のガラス転移点以上に凝集体が分散している水性媒体全体を加熱して行う。融着は60〜100℃、より好ましくは70〜90℃で行う。 In the association method, the dispersion of fine particles (A) obtained in the first step is diluted with water to adjust the solid content. Thereafter, the aqueous solution of the electrolyte is dropped to advance the association, thereby obtaining an aggregate having a predetermined particle size. In that case, it is preferable to carry out the association by adding a dispersion stabilizer. As solid content before dropping aqueous solution of electrolyte, the range of 10-30 mass% is preferable. If the amount is less than 10% by mass, the yield of the kettle is greatly reduced, which is not preferable. On the other hand, if it is more than 30% by mass, it is difficult to produce aggregates having a uniform size. The electrolyte and dispersion stabilizer used can be the same as those used for coalescence. The aggregated particles are fused by heating the entire aqueous medium in which the aggregates are dispersed above the glass transition point of the binder resin. The fusion is performed at 60 to 100 ° C, more preferably at 70 to 90 ° C.
第三工程では、第二工程において得られた合一体あるいは会合体を水性媒体から分離し、乾燥する。水性媒体からの分離は、遠心分離器、あるいはフィルタープレス、ベルトフィルター等の公知慣用の手段で行うことができる。ついで粒子を乾燥させることにより母体トナー粒子を得ることができる。乳化剤や分散安定剤を用いて製造されたトナー粒子は、より十分に洗浄することが好ましい。 In the third step, the unity or aggregate obtained in the second step is separated from the aqueous medium and dried. Separation from the aqueous medium can be performed by a known and commonly used means such as a centrifugal separator, a filter press, a belt filter or the like. Subsequently, the base toner particles can be obtained by drying the particles. Toner particles produced using an emulsifier or a dispersion stabilizer are preferably washed more thoroughly.
乾燥方法としては、公知慣用の方法がいずれも採用可能であるが、例えば、母体トナー粒子が熱融着や凝集しない温度で、常圧下または減圧下で乾燥させる方法、凍結乾燥させる方法、などが挙げられる。また、スプレードライヤー等を用いて、水性媒体からの母体トナー粒子の分離と乾燥とを同時に行う方法も挙げられる。特に、母体トナー粒子が熱融着や凝集しない温度で加熱しながら、減圧下で、粉体を攪拌して乾燥させる方法や、加熱乾燥空気流を用いて瞬時に乾燥させるというフラッシュジェットドライヤー(セイシン企業株式会社)などを使用する方法が、効率的であり好ましい。 As a drying method, any known and commonly used method can be adopted. For example, a method in which the base toner particles are dried at normal or reduced pressure at a temperature at which the base toner particles are not thermally fused or aggregated, a freeze-dried method, etc. Can be mentioned. Another example is a method of simultaneously separating and drying the base toner particles from the aqueous medium using a spray dryer or the like. In particular, a method in which powder is stirred and dried under reduced pressure while heating at a temperature at which the base toner particles are not thermally fused or agglomerated, or a flash jet dryer (Seishin) that is instantaneously dried using a heated and dried air stream. A method using a company corporation) is efficient and preferable.
母体トナーの粒度分布については、コールター社製マルチサイザーTAII型(アパーチャーチューブ径:100μm)による測定で、50%体積粒径/50%個数粒径が1.25以下であること好ましく、より好ましくは1.20以下である。1.25以下であると良好な画像を得られやすく好ましい。また、GSDは1.30以下が好ましく、1.25以下がより好ましい。なお、GSDは、コールター社製マルチサイザーTAII型による測定で、(16%体積粒径/84%体積粒径)の平方根により求められる値である。GSDの値が小さいほど粒度分布がシャープになり、良好な画像が得られる。 The particle size distribution of the base toner is preferably 50% volume particle size / 50% number particle size of 1.25 or less, more preferably, as measured by a multisizer TAII type (aperture tube diameter: 100 μm) manufactured by Coulter. 1.20 or less. It is preferable that it is 1.25 or less because good images can be easily obtained. Moreover, GSD is preferably 1.30 or less, and more preferably 1.25 or less. The GSD is a value obtained from the square root of (16% volume particle size / 84% volume particle size) as measured by a multisizer TAII type manufactured by Coulter. The smaller the GSD value, the sharper the particle size distribution and the better the image.
母体トナーとしては、その体積平均粒径として、得られる画像品質などの点から1〜13μmの範囲にあるものが好ましく、3〜10μm程度が現行のマシンとのマッチングが得やすいことなどもあってより好ましい。カラートナーにあっては、体積平均粒径が3〜8μmとなる範囲が好適である。体積平均粒径が小さくなると解像性や階調性が向上するだけでなく、印刷画像を形成するトナー層の厚みが薄くなり、ページあたりのトナー消費量が減少するという効果も発現され好ましい。 The base toner preferably has a volume average particle size in the range of 1 to 13 μm from the viewpoint of image quality to be obtained, and about 3 to 10 μm is easily matched with the current machine. More preferred. For a color toner, a range in which the volume average particle diameter is 3 to 8 μm is preferable. When the volume average particle size is reduced, not only the resolution and gradation are improved, but also the effect that the thickness of the toner layer for forming the printed image is reduced and the toner consumption per page is reduced is preferable.
上記の方法により製造された母体トナーの表面に無機微粒子を含有する帯電制御剤の微粒子を固着させる際には、各種混合攪拌装置、各種表面改質装置を使用することができる。混合攪拌装置としては、公知慣用のものが使用でき、例えば、ヘンシェルミキサー、Q型ミキサーが挙げられる。表面改質装置としては、ハイブリダイゼーションシステム(奈良機械製作所製)、メカノフュージョンシステム(ホソカワミクロン社製)等が挙げられる。生産性、効率の面から混合攪拌装置で処理する方法が好ましい。また、帯電制御剤微粒子が凝集せず、微分散していれば、混合攪拌装置による表面処理でも十分にトナー表面に固着させることが可能である。 When the fine particles of the charge control agent containing inorganic fine particles are fixed on the surface of the base toner produced by the above method, various mixing and stirring devices and various surface modifying devices can be used. As the mixing and stirring device, known and commonly used devices can be used, and examples thereof include a Henschel mixer and a Q-type mixer. Examples of the surface modification device include a hybridization system (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), a mechanofusion system (manufactured by Hosokawa Micron Corporation), and the like. The method of processing with a mixing and stirring device is preferable from the viewpoint of productivity and efficiency. Further, if the charge control agent fine particles are not aggregated and are finely dispersed, the surface can be sufficiently fixed to the toner surface even by a surface treatment using a mixing and stirring device.
また、無機微粒子を含有する帯電制御剤微粒子は、トナー全体に対して、0.01〜1質量%の範囲で添加するのがよい。より好ましくは、0.02〜0.5質量%で有り、さらに、0.05〜0.3質量%であることが特に好ましい。0.01質量%よりも少ないと、添加効果が得られないため好ましくない。1質量%よりも多いと、固着できない遊離した帯電制御剤微粒子が発生しやすくなるため好ましくない。 The charge control agent fine particles containing inorganic fine particles are preferably added in the range of 0.01 to 1% by mass with respect to the whole toner. More preferably, it is 0.02-0.5 mass%, and it is especially preferable that it is 0.05-0.3 mass%. If it is less than 0.01% by mass, the effect of addition cannot be obtained, which is not preferable. If it is more than 1% by mass, free charge control agent fine particles that cannot be fixed are easily generated, which is not preferable.
無機微粒子を含有する帯電制御剤微粒子を表面に固着させたトナーは、必要に応じ、更に同種又は異種の無機微粒子、あるいは有機微粒子を外添してもよい。 The toner having the charge control agent fine particles containing inorganic fine particles fixed on the surface may be further externally added with the same or different inorganic fine particles or organic fine particles, if necessary.
上記のトナー粒子にキャリアを混合することによって、静電荷像現像剤とすることができる。静電荷像現像剤に用いられるキャリアのコア剤(磁性キャリア)は通常の二成分現像方式に用いられる鉄粉、マグネタイト、フェライト等が使用できるが、中でも真比重が低く、高抵抗であり、環境安定性に優れ、球形にし易いため流動性が良好なフェライト、またはマグネタイトが好適に用いられる。コア剤の形状は球形、不定形等、特に差し支えなく使用できる。平均粒径は一般的には10〜200μmであるが、高解像度画像を印刷するためには30〜110μmが好ましい。 By mixing a carrier with the toner particles, an electrostatic charge image developer can be obtained. Iron powder, magnetite, ferrite, etc. used in the usual two-component development system can be used as the carrier core agent (magnetic carrier) used in the electrostatic image developer, but the true specific gravity is low, the resistance is high, and the environment Ferrite or magnetite that is excellent in stability and easy to be spherical and has good fluidity is preferably used. The shape of the core agent can be used without any problem, such as a spherical shape or an indefinite shape. The average particle size is generally 10 to 200 μm, but 30 to 110 μm is preferable for printing a high resolution image.
また、これらのコア剤を被覆するコーティング樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテルポリビニルケトン、塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体、スチレン/アクリル共重合体、オルガノシロキサン結合からなるストレートシリコン樹脂あるいはその変性品、フッ素樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、ポリカーボネート、フェノール樹脂、アミノ樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、アミド樹脂、エポキシ樹脂等が使用できる。 Examples of the coating resin for coating these core agents include polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyacrylonitrile, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyvinyl chloride, polyvinyl carbazole, polyvinyl ether polyvinyl ketone, vinyl chloride / vinyl acetate. Copolymers, styrene / acrylic copolymers, straight silicone resins composed of organosiloxane bonds or modified products thereof, fluorine resins, (meth) acrylic resins, polyesters, polyurethanes, polycarbonates, phenol resins, amino resins, melamine resins, benzoguanamine resins Urea resin, amide resin, epoxy resin and the like can be used.
これらの中でも、特にシリコン樹脂、(メタ)アクリル樹脂が帯電安定性、被覆強度等に優れ、より好適に使用し得る。また、トナー粒子とキャリアからなる現像剤の帯電特性は、シリコン等のコート剤のコート量の調整、帯電制御剤の添加、カーボンに代表される導電物質の添加等により調整できる。つまり本発明で用いられる樹脂被覆キャリアは、コア剤としてフェライト、あるいはマグネタイトを用い、シリコン樹脂、(メタ)アクリル樹脂から選ばれる1種以上の樹脂で被覆された樹脂被覆磁性キャリアであり、場合により、コート在中に帯電制御剤、カーボン等を添加して帯電特性を調整することが好ましい。 Among these, silicon resin and (meth) acrylic resin are particularly excellent in charging stability and coating strength, and can be used more suitably. Further, the charging characteristics of a developer composed of toner particles and a carrier can be adjusted by adjusting the coating amount of a coating agent such as silicon, adding a charge control agent, or adding a conductive material typified by carbon. That is, the resin-coated carrier used in the present invention is a resin-coated magnetic carrier coated with one or more resins selected from silicon resin and (meth) acrylic resin using ferrite or magnetite as a core agent. It is preferable to adjust the charging characteristics by adding a charge control agent, carbon or the like during coating.
また、上記製造方法により製造されたトナーは、通常の非磁性一成分現像方式の印刷装置、あるいは二成分現像方式の印刷装置、磁性一成分現像方式の印刷装置等の他にトナージェット方式のプリンター等にも好適に使用できる。 In addition, the toner manufactured by the above-described manufacturing method may be a normal non-magnetic one-component developing type printing apparatus, a two-component developing type printing apparatus, a magnetic one-component developing type printing apparatus, or the like, and a toner jet type printer. Etc. can also be suitably used.
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、本実施例・比較例では、特に表示がない限り部は質量部、水は脱イオン水の意である。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In Examples and Comparative Examples, unless otherwise indicated, “part” means “mass part” and “water” means deionized water.
(乾式法による帯電制御剤の微分散方法)
(実施例1)
栗本鐵工社製のバッチ式高速遊星ミル ハイジー(BX254E型)を用いて、帯電制御剤であるN−01(ニグロシン染料:オリエント化学工業社製)を下記条件で微分散した。
170mlの上記ミルポットに、2mm径のジルコニアビーズを51ml充填し、N−01/HDK H05TA(ワッカーケミカルズ社製シリカ:BET比表面積50m2/g)=50/50の比率で無機化合物と帯電制御剤の混合物を17ml容器内に仕込んだ。その後、150Gの重力で分散を3分間行い、微分散を実施した。
(Method of finely dispersing charge control agent by dry method)
(Example 1)
Using a batch-type high-speed planetary mill Higie (BX254E type) manufactured by Kurimoto Seiko Co., Ltd., N-01 (Nigrosine dye: manufactured by Orient Chemical Industries) as a charge control agent was finely dispersed under the following conditions.
The above-mentioned mill pot of 170 ml is filled with 51 ml of zirconia beads having a diameter of 2 mm, and N-01 / HDK H05TA (silica manufactured by Wacker Chemicals, Inc .: BET specific surface area 50 m 2 / g) = 50/50 Inorganic compound and charge control agent Was charged into a 17 ml container. Thereafter, dispersion was performed for 3 minutes under a gravity of 150 G, and fine dispersion was performed.
(湿式法による帯電制御剤の微分散方法)
(実施例2)
5mm径のステンレススチール製のビーズを、ボールミル容積の1/2となる量を仕込み、N−01(ニグロシン染料:オリエント化学工業社製)を72部、H05TA(ワッカーケミカルズ社製シリカ:BET比表面積50m2/g)を8部、水を320部仕込み、24時間にかけて混合・分散を行った。得られた分散溶液を遠心分離機により固液分離し、上澄みをデカンテーションで分離後、ウエットケーキを凍結乾燥機で24時間かけて乾燥を行った。得られた乾燥物をヘンシェルミキサーで攪拌混合し、無機化合物と帯電制御剤の混合物からなる微粒子を得た。
(Method of finely dispersing charge control agent by wet method)
(Example 2)
5 mm diameter stainless steel beads are charged in an amount that is half the ball mill volume, 72 parts of N-01 (nigrosine dye: manufactured by Orient Chemical Industries), H05TA (silica: BET specific surface area manufactured by Wacker Chemicals) 8 parts of 50 m 2 / g) and 320 parts of water were charged and mixed and dispersed over a period of 24 hours. The obtained dispersion was subjected to solid-liquid separation with a centrifuge, and the supernatant was separated by decantation, and then the wet cake was dried with a freeze dryer for 24 hours. The obtained dried product was stirred and mixed with a Henschel mixer to obtain fine particles comprising a mixture of an inorganic compound and a charge control agent.
(実施例3)
5mm径のステンレススチール製のビーズを、ボールミル容積の1/2となる量を仕込み、N−01(ニグロシン染料:オリエント化学工業社製)を72部、H05TA(ワッカーケミカルズ社製シリカ:BET比表面積50m2/g)を8部、水を320部仕込み、24時間にかけて混合・分散を行った。得られた分散溶液を遠心分離機により固液分離し、上澄みをデカンテーションで分離後、ウエットケーキを凍結乾燥機で24時間かけて乾燥を行った。次いで、得られた無機化合物と帯電制御剤の混合物からなる乾燥物の20部にH05TAを2.5部加えて、ヘンシェルミキサーで攪拌混合を行い、無機化合物と帯電制御剤の混合物からなる微粒子を得た。
(Example 3)
5 mm diameter stainless steel beads are charged in an amount that is half the ball mill volume, 72 parts of N-01 (nigrosine dye: manufactured by Orient Chemical Industries), H05TA (silica: BET specific surface area manufactured by Wacker Chemicals) 8 parts of 50 m 2 / g) and 320 parts of water were charged and mixed and dispersed over a period of 24 hours. The obtained dispersion was subjected to solid-liquid separation with a centrifuge, and the supernatant was separated by decantation, and then the wet cake was dried with a freeze dryer for 24 hours. Next, 2.5 parts of H05TA is added to 20 parts of the dried product composed of the mixture of the inorganic compound and the charge control agent, and the mixture is stirred and mixed with a Henschel mixer to obtain fine particles composed of the mixture of the inorganic compound and the charge control agent. Obtained.
(実施例4)
5mm径のステンレススチール製のビーズを、ボールミル容積の1/2となる量を仕込み、TP−415(保土谷化学社製)を72部、H05TA(ワッカーケミカルズ社製シリカ:BET比表面積50m2/g)を8部、水を320部仕込み、24時間にかけて混合・分散を行った。得られた分散溶液を遠心分離機により固液分離し、上澄みをデカンテーションで分離後、ウエットケーキを凍結乾燥機で24時間かけて乾燥を行った。次いで、得られた無機化合物と帯電制御剤の混合物からなる乾燥物の20部にH05TAを4.0部加えて、ヘンシェルミキサーで攪拌混合を行い、無機化合物と帯電制御剤の混合物からなる微粒子を得た。
(Example 4)
5 mm diameter stainless steel beads were charged in an amount that would be 1/2 of the ball mill volume, 72 parts of TP-415 (Hodogaya Chemical Co., Ltd.), H05TA (Silica manufactured by Wacker Chemicals Co., Ltd .: BET specific surface area of 50 m 2 / 8) g) and 320 parts of water were charged and mixed and dispersed over 24 hours. The obtained dispersion was subjected to solid-liquid separation with a centrifuge, and the supernatant was separated by decantation, and then the wet cake was dried with a freeze dryer for 24 hours. Next, 4.0 parts of H05TA is added to 20 parts of the dried product composed of the mixture of the obtained inorganic compound and the charge control agent, and the mixture is stirred and mixed with a Henschel mixer to obtain fine particles composed of the mixture of the inorganic compound and the charge control agent. Obtained.
(実施例5)
5mm径のステンレススチール製のビーズを、ボールミル容積の1/2となる量を仕込み、TP−415(保土谷化学社製)を24部、N−01(ニグロシン染料:オリエント化学工業社製)を48部、H05TA(ワッカーケミカルズ社製シリカ:BET比表面積50m2/g)を8部、水を320部仕込み、24時間にかけて混合・分散を行った。得られた分散溶液を遠心分離機により固液分離し、上澄みをデカンテーションで分離後、ウエットケーキを凍結乾燥機で24時間かけて乾燥を行った。次いで、得られた無機化合物と帯電制御剤の混合物からなる乾燥物の20部にH05TAを2.5部加えて、ヘンシェルミキサーで攪拌混合を行い、無機化合物と帯電制御剤の混合物からなる微粒子を得た。
(Example 5)
5 mm diameter stainless steel beads are charged in an amount that is half the ball mill volume, 24 parts of TP-415 (Hodogaya Chemical Co., Ltd.), N-01 (Nigrosine dye: Orient Chemical Industries Co., Ltd.) 48 parts, 8 parts of H05TA (silica manufactured by Wacker Chemicals Co., Ltd .: BET specific surface area of 50 m 2 / g) and 320 parts of water were charged and mixed and dispersed over 24 hours. The obtained dispersion was subjected to solid-liquid separation with a centrifuge, and the supernatant was separated by decantation, and then the wet cake was dried with a freeze dryer for 24 hours. Next, 2.5 parts of H05TA is added to 20 parts of the dried product composed of the mixture of the inorganic compound and the charge control agent, and the mixture is stirred and mixed with a Henschel mixer to obtain fine particles composed of the mixture of the inorganic compound and the charge control agent. Obtained.
(実施例6)
E−84(オリエント化学工業社製)を72部、H05TD(ワッカーケミカルズ社製シリカ:BET比表面積50m2/g)を8部、水/アセトンの比率が80/20の溶媒を320部仕込み、ブレ分散した後、1.5mm径のジルコニアビーズを充填したアイガーモーターミル(米国アイガー社製:M−250)で分散を行った。得られた分散溶液を遠心分離機により固液分離し、上澄みをデカンテーションで分離後、ウエットケーキを凍結乾燥機で24時間かけて乾燥を行った。次いで、得られた無機化合物と帯電制御剤の混合物からなる乾燥物の20部にH05TDを2.5部加えて、ヘンシェルミキサーで攪拌混合を行い、無機化合物と帯電制御剤の混合物からなる微粒子を得た。
(Example 6)
72 parts of E-84 (manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.), 8 parts of H05TD (silica manufactured by Wacker Chemicals Co., Ltd .: BET specific surface area of 50 m 2 / g), and 320 parts of a solvent having a water / acetone ratio of 80/20 were charged. After blur dispersion, the dispersion was carried out with an Eiger motor mill (Migrated by Eiger, USA: M-250) filled with zirconia beads having a diameter of 1.5 mm. The obtained dispersion was subjected to solid-liquid separation with a centrifuge, and the supernatant was separated by decantation, and then the wet cake was dried with a freeze dryer for 24 hours. Next, 2.5 parts of H05TD is added to 20 parts of the dried product composed of the mixture of the inorganic compound and the charge control agent, and the mixture is stirred and mixed with a Henschel mixer to obtain fine particles composed of the mixture of the inorganic compound and the charge control agent. Obtained.
(比較例1)
5mm径のステンレススチール製のビーズを、ボールミル容積の1/2となる量を仕込み、N−01(ニグロシン染料:オリエント化学工業社製)を80部、水を320部仕込み、24時間にかけて混合・分散を行った。得られた分散溶液を遠心分離機により固液分離し、上澄みをデカンテーションで分離後、ウエットケーキを凍結乾燥機で24時間かけて乾燥を行った。得られた乾燥物をヘンシェルミキサーで攪拌混合し、帯電制御剤のみからなる微粒子を得た。
(Comparative Example 1)
5mm diameter stainless steel beads are charged in an amount that is half the ball mill volume, 80 parts of N-01 (Nigrosine dye: manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.) and 320 parts of water are mixed and mixed over a period of 24 hours. Dispersion was performed. The obtained dispersion was subjected to solid-liquid separation with a centrifuge, and the supernatant was separated by decantation, and then the wet cake was dried with a freeze dryer for 24 hours. The obtained dried product was stirred and mixed with a Henschel mixer to obtain fine particles consisting only of a charge control agent.
(比較例2)
E−84(オリエント化学工業社製)を80部、水/アセトンの比率が80/20の溶媒を320部仕込み、ブレ分散した後、1.5mm径のジルコニアビーズを充填したアイガーモーターミル(米国アイガー社製:M−250)で分散を行った。得られた分散溶液を遠心分離機により固液分離し、上澄みをデカンテーションで分離後、ウエットケーキを凍結乾燥機で24時間かけて乾燥を行った。次いで、得られた乾燥物をヘンシェルミキサーで攪拌混合を行い帯電制御剤の微粒子を得た。
(Comparative Example 2)
Eiger motor mill (US Eiger USA) filled with 1.5 mm zirconia beads after 80 parts of E-84 (Oriental Chemical Industries) and 320 parts of solvent having a water / acetone ratio of 80/20 were charged and dispersed. (Made by M-250). The obtained dispersion was subjected to solid-liquid separation with a centrifuge, and the supernatant was separated by decantation, and then the wet cake was dried with a freeze dryer for 24 hours. Subsequently, the obtained dried product was stirred and mixed with a Henschel mixer to obtain fine particles of a charge control agent.
実施例7〜11、比較例3〜6については実施例3と同様の製法で、表1に示した帯電制御剤、無機微粒子のみを変更して作製した。各実施例、比較例の配合を表1に示した。 Examples 7 to 11 and Comparative Examples 3 to 6 were produced in the same manner as in Example 3, except that only the charge control agent and inorganic fine particles shown in Table 1 were changed. Table 1 shows the composition of each example and comparative example.
H-05TA ワッカーケミカルズ社製 シリカ
H-13TA ワッカーケミカルズ社製 シリカ
H-05TD ワッカーケミカルズ社製 シリカ
H-13TD ワッカーケミカルズ社製 シリカ
EC-300 チタン工業(株)社製 導電性チタン
EC-210 チタン工業(株)社製 導電性チタン
SW-360 チタン工業(株)社製 チタン酸ストロンチウム
SW-320 チタン工業(株)社製 チタン酸ストロンチウム
Silica manufactured by H-05TA Wacker Chemicals
Silica manufactured by H-13TA Wacker Chemicals
H-05TD Silica manufactured by Wacker Chemicals
H-13TD Silica manufactured by Wacker Chemicals
EC-300 Conductive titanium manufactured by Titanium Industry Co., Ltd.
EC-210 Titanium Industry Co., Ltd. conductive titanium
SW-360 Strontium titanate manufactured by Titanium Industry Co., Ltd.
SW-320 Titanium Industry Co., Ltd. Strontium Titanate
表2に実施例、比較例で得られた微粒子の評価結果を示す。 Table 2 shows the evaluation results of the fine particles obtained in Examples and Comparative Examples.
ピークの体積粒径は堀場製作所社製のLS−910を用いて測定し、測定値の体積頻度が最も高い粒径を測定値とした。また、10μm以上の体積%は、コールター社製マルチサイザーTAII型(アパーチャーチューブ径:100μm)による測定で求めた値を測定値とした。測定サンプルは、いずれも得られた微粒子を、乳化剤を添加した水に添加して、超音波により1〜30分間分散を行った後行った。また、BET比表面積は、島津製作所社製の流動式比表面積測定装置(島津FLOW SORB−II 2300)を用いて測定した。また、凝集状態は、得られた微粒子を、乳化剤を添加した水、あるいは水/有機溶剤の混合溶液中に添加して、超音波により1〜30分間分散を行った後、200倍の光学顕微鏡により観察を行い、凝集体がほとんど見られないものを◎、5μm以下の凝集体が若干見られるものを○、5〜10μmの凝集体が若干見られるものを△、20μm以上の凝集体が見られるものを×とした。 The volume particle diameter of the peak was measured using LS-910 manufactured by Horiba, Ltd., and the particle diameter having the highest volume frequency of the measurement value was taken as the measurement value. Moreover, the volume% of 10 micrometers or more made the value calculated | required by the measurement by the multisizer TAII type | mold (Aperture tube diameter: 100 micrometers) by a Coulter company made into the measured value. Each measurement sample was performed after the obtained fine particles were added to water to which an emulsifier was added and dispersed by ultrasonic waves for 1 to 30 minutes. Moreover, the BET specific surface area was measured using the flow type specific surface area measuring apparatus (Shimadzu FLOW SORB-II 2300) made by Shimadzu Corporation. In addition, the aggregated state is obtained by adding the obtained fine particles to water to which an emulsifier is added or a mixed solution of water / organic solvent, and performing dispersion for 1 to 30 minutes by ultrasonic waves, and then a 200 × optical microscope. When the aggregate is almost not seen, ◎ when the aggregate of 5 μm or less is slightly observed, Δ when the aggregate of 5 to 10 μm is slightly observed, Δ when the aggregate of 20 μm or more is seen What was made was set as x.
(母体トナーの製造例)
(ポリエステル樹脂合成例)
多価カルボン酸として無水トリメリット酸(TMA)、2価カルボン酸としてテレフタル酸(TPA)、イソフタル酸(IPA)、芳香族ジオールとしてポリオキシプロピレン(2.4)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(BPA−PO)、ポリオキシエチレン(2.4)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(BPA−EO)、脂肪族ジオールとしてエチレングリコール(EG)を、表1に示す各モル組成比で用い、重合触媒としてテトラブチルチタネートを全モノマー量に対し0.3質量%でセパラブルフレスコに仕込み、該フラスコ上部に温度計、攪拌棒、コンデンサー及び窒素導入管を取り付け電熱マントルヒーター中で、常圧窒素気流下にて220℃で15時間反応させた後、順次減圧し、10mmHgで反応を続行した。反応は、ASTM・E28-517に準じる軟化点により追跡し、軟化点が所定の温度となったところで真空を停止して反応を終了した。合成した樹脂の組成および物性値(特性値)を表3に示す
(Example of base toner production)
(Example of polyester resin synthesis)
Trimellitic anhydride (TMA) as the polyvalent carboxylic acid, terephthalic acid (TPA), isophthalic acid (IPA) as the divalent carboxylic acid, and polyoxypropylene (2.4) -2,2-bis (4 as the aromatic diol -Hydroxyphenyl) propane (BPA-PO), polyoxyethylene (2.4) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane (BPA-EO), ethylene glycol (EG) as an aliphatic diol, 1 is used at a molar composition ratio shown in FIG. 1, and tetrabutyl titanate as a polymerization catalyst is charged into a separable fresco at 0.3% by mass with respect to the total monomer amount. In a mounting electric heating mantle heater, after reacting at 220 ° C. for 15 hours under a normal pressure nitrogen stream, the pressure was reduced in order. The reaction was continued at mHg. The reaction was followed by a softening point according to ASTM E28-517. When the softening point reached a predetermined temperature, the vacuum was stopped and the reaction was terminated. Table 3 shows the composition and physical property values (characteristic values) of the synthesized resin.
>60万;分子量60万以上の成分の面積比率
<1万 ;分子量1万以下の成分の面積比率
TMA;無水トリメリット酸
TPA;テレフタル酸
IPA;イソフタル酸
BPA−PO;ポリオキシプロピレン(2.4)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン
BPA−EO;ポリオキシエチレン(2.4)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン
EG;エチレングリコール
FT値;フローテスター値
>600,000; area ratio of components having a molecular weight of 600,000 or more <10,000; area ratio of components having a molecular weight of 10,000 or less TMA; trimellitic anhydride TPA; terephthalic acid IPA; isophthalic acid BPA-PO; 4) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane BPA-EO; polyoxyethylene (2.4) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane EG; ethylene glycol FT value; flow tester value
前述したように本発明における樹脂の軟化点は定荷重押出し形細管式レオメータである島津製作所製フローテスタCFT−500を用いて測定されるT1/2温度で定義する。フローテスターでの測定条件は、ピストン断面積1cm2 、シリンダ圧力0.98MPa、ダイ長さ1mm、ダイ穴径1mm、測定開始温度50゜C、昇温速度6゜C/min、試料質量1.5gの条件で行った。また、ガラス転移温度である「Tg」(℃)は 、島津製作所製示差走査熱量計(DSC−50)を用い、セカンドラン法により毎分10℃の昇温速度で測定したオンセット値である。 As described above, the softening point of the resin in the present invention is defined by the T1 / 2 temperature measured using a flow tester CFT-500 manufactured by Shimadzu Corporation, which is a constant load extrusion type capillary rheometer. The measurement conditions with a flow tester were: piston cross-sectional area 1 cm 2 , cylinder pressure 0.98 MPa, die length 1 mm, die hole diameter 1 mm, measurement start temperature 50 ° C., temperature rise rate 6 ° C / min, sample mass 1. It carried out on the conditions of 5g. The glass transition temperature “Tg” (° C.) is an onset value measured at a rate of temperature increase of 10 ° C. per minute by the second run method using a differential scanning calorimeter (DSC-50) manufactured by Shimadzu Corporation. .
(離型剤分散液の調製例)
カルナバワックス「カルナバワックス 1号」(加藤洋行輸入品)30部とポリエステル樹脂(表3中R1)50部とを加圧ニーダーで混練後、該混練物とメチルエチルケトン185部とをボールミルに仕込み、6時間攪拌した後取り出し、固形分含有量を35質量%に調整し、離型剤の微分散液を得た。
(Example of preparation of mold release agent dispersion)
Carnauba wax "Carnauba wax No. 1" (imported by Yoko Kato) 30 parts and 50 parts of polyester resin (R1 in Table 3) were kneaded with a pressure kneader, and the kneaded product and 185 parts of methyl ethyl ketone were charged into a ball mill. After stirring for a time, it was taken out and the solid content was adjusted to 35% by mass to obtain a fine dispersion of a release agent.
(着色剤マスターチップの調製例)
表4の配合にて着色顔料と樹脂R1とを40/60の質量比率で混練し、着色剤マスターチップP1を作製した。着色顔料と樹脂は加圧ニーダーを用いて混練した。
(Example of preparation of colorant master chip)
The coloring pigment and resin R1 were kneaded at a mass ratio of 40/60 according to the formulation shown in Table 4 to produce a colorant master chip P1. The color pigment and the resin were kneaded using a pressure kneader.
黒色顔料:チタン工業社製黒色顔料「ETB-100」
Black pigment: Black pigment “ETB-100” manufactured by Titanium Industry Co., Ltd.
表5の配合にて着色顔料と樹脂(表3中R1)とを加熱二本ロールで溶融混練した後、得られた混練物に固形分含有量が30〜35質量%となるようにメチルエチルケトンを加え、アイガーモーターミル(米国アイガー社製:M−1000)で湿式分散して着色剤マスター溶液を調製した。固形分含有量はメチルエチルケトンで30質量%に調整した。 After melt-kneading the colored pigment and the resin (R1 in Table 3) with a heated two roll with the formulation of Table 5, methyl ethyl ketone was added to the obtained kneaded product so that the solid content was 30 to 35% by mass. In addition, a colorant master solution was prepared by wet dispersion using an Eiger motor mill (Eiger, USA: M-1000). The solid content was adjusted to 30% by mass with methyl ethyl ketone.
表6の組成にて帯電制御剤とメチルエチルケトンを30/70の質量比率で配合し、モーターミル(米国アイガー社製)で分散を行い、固形分含有量を30質量%に調整し、帯電制御剤分散液を得た。
A charge control agent and methyl ethyl ketone are blended at a mass ratio of 30/70 with the composition shown in Table 6 and dispersed by a motor mill (manufactured by Eiger, USA), and the solid content is adjusted to 30% by mass. A dispersion was obtained.
(ミルベースMB1の調製例)
上記離型剤分散液を47.6部(R1の含有量:11.7部)、着色剤マスターチップP1を24部(R1の含有量:12部)、希釈樹脂(追加樹脂)、メチルエチルケトンを添加して、温度条件が30〜40℃の範囲でデスパーにより3時間の間混合し、溶解・分散を行った。得られた混合物は、固形分含有量を60%に調整してミルベースとした。この時の各原料の質量比率は、R1/R2/着色剤/ワックス=49.8/33.2/12/5であった。
(Preparation example of mill base MB1)
47.6 parts of the release agent dispersion (R1 content: 11.7 parts), 24 parts of the colorant master chip P1 (content of R1: 12 parts), dilution resin (additional resin), methyl ethyl ketone The mixture was added and mixed for 3 hours with a desper in a temperature range of 30 to 40 ° C. to dissolve and disperse. The obtained mixture was adjusted to a solid content of 60% to make a mill base. The mass ratio of each raw material at this time was R1 / R2 / colorant / wax = 49.8 / 33.2 / 12/5.
(ミルベースMB2の調製例)
上記離型剤分散液を47.6部(R2の含有量:11.7部)、着色剤マスターチップP2を20部(R2の含有量:3部)、希釈樹脂(追加樹脂)、メチルエチルケトンを添加して、温度条件が30〜40℃の範囲でデスパーにより3時間の間混合し、溶解・分散を行った。得られた混合物は、固形分含有量を60%に調整してミルベースとした。この時の各原料の質量比率は、R1/R2/着色剤/ワックス=55.2/36.8/3/5であった。
(Preparation example of Millbase MB2)
47.6 parts of the release agent dispersion (R2 content: 11.7 parts), 20 parts of colorant master chip P2 (content of R2: 3 parts), dilution resin (additional resin), methyl ethyl ketone The mixture was added and mixed for 3 hours with a desper in a temperature range of 30 to 40 ° C. to dissolve and disperse. The obtained mixture was adjusted to a solid content of 60% to make a mill base. The mass ratio of each raw material at this time was R1 / R2 / colorant / wax = 55.2 / 36.8 / 3/5.
また、ミルベースの作製で使用したブレンド樹脂の特性を表7に示した。樹脂のブレンドは200メッシュを通過した樹脂粒子を上記質量比でブレンドして各物性値を測定した。 Table 7 shows the properties of the blend resin used in the production of the mill base. The resin blend was obtained by blending resin particles having passed through 200 meshes at the above mass ratio and measuring each physical property value.
<1万 ;分子量1万以下の成分の面積比率
なお、各合成例で得られた樹脂をテトラヒドロフラン(THF)に入れ12時間放置した溶液を濾過して得られたTHF可溶性成分の分子量を測定した。分析には、ゲル・パーミエイション・クロマトグラフィ(GPC)法を用い、標準ポリスチレンにより作成した検量線から分子量を算出した。
GPC装置:東ソー(株)製 HLC−8120GPC
カラム:東ソー(株)製 TSK Guardcolumn SuperH−H TSK−GEL SuperHM−M 3連結
濃度 :0.5質量%
流速 :1.0ml/min
The molecular weight of the THF-soluble component obtained by filtering a solution obtained by putting the resin obtained in each synthesis example in tetrahydrofuran (THF) and allowing it to stand for 12 hours was measured. For analysis, gel permeation chromatography (GPC) method was used, and molecular weight was calculated from a calibration curve prepared with standard polystyrene.
GPC device: HLC-8120GPC manufactured by Tosoh Corporation
Column: Tosoh Co., Ltd. TSK Guardcolumn SuperH-H TSK-GEL SuperHM-M 3 linked
Concentration: 0.5% by mass
Flow rate: 1.0 ml / min
また、結着樹脂のテトラヒドロフラン不溶分は下記の方法により求めた。
樹脂1gを精秤した値を(X)とする。この樹脂をテトラヒドロフラン40ml中に溶解し、その後、桐山濾紙(No.3)上にラヂオライト(昭和化学社製 #700)2gを均一に充填したロート(直径40mm)を用いて濾過する。濾液をアルミシャーレ上にあけて、140℃で1時間乾燥し、濾液中に含まれていた樹脂の質量(Y)を測定する。下記式によりテトラヒドロフラン不溶分を計算する。
テトラヒドロフラン不溶分(%)={1−(Y)/(X)}×100
Further, the tetrahydrofuran insoluble content of the binder resin was determined by the following method.
A value obtained by accurately weighing 1 g of resin is defined as (X). This resin is dissolved in 40 ml of tetrahydrofuran, and then filtered using a funnel (diameter 40 mm) in which 2 g of radiolite (# 700, Showa Chemical Co., Ltd.) is uniformly packed on Kiriyama filter paper (No. 3). The filtrate is put on an aluminum petri dish, dried at 140 ° C. for 1 hour, and the mass (Y) of the resin contained in the filtrate is measured. The tetrahydrofuran insoluble matter is calculated according to the following formula.
Tetrahydrofuran insoluble matter (%) = {1- (Y) / (X)} × 100
酸価はJIS K6901に、TgはJIS K7121に準じ測定した。 The acid value was measured according to JIS K6901, and Tg was measured according to JIS K7121.
(母体トナーの調製例1)
攪拌翼としてマックスブレンド翼を有する円筒型の2LセパラブルフラスコにミルベースMB1を480部、ニグロシン分散液E1を40部、メチルエチルケトンを25.5部仕込み、固形分含有量を55%に調整した。次いで1規定アンモニア水38.4部(樹脂R1及びR2が有するカルボキシル基の総量に対する当量比は1.2)を加えて、スリーワンモーターにより210rpmにて十分に攪拌した後、脱イオン水133部を加え、さらに攪拌を行い、温度を23℃に調製した。ついで、同条件下で133部の脱イオン水を滴下して転相乳化により微粒子分散体を作製した。この時の攪拌翼の周速は0.71m/sであった。次に、脱イオン水259部を加えて(1規定アンモニア水と水の総量が563部となる量の脱イオン水量)溶剤量を調整した。
(Preparation Example 1 of base toner)
A cylindrical 2 L separable flask having a Max blend blade as a stirring blade was charged with 480 parts of mill base MB1, 40 parts of nigrosine dispersion E1, and 25.5 parts of methyl ethyl ketone, and the solid content was adjusted to 55%. Next, 38.4 parts of 1N aqueous ammonia (equivalent ratio with respect to the total amount of carboxyl groups of the resins R1 and R2 is 1.2) was added and sufficiently stirred at 210 rpm with a three-one motor, and then 133 parts of deionized water was added. In addition, stirring was further performed to adjust the temperature to 23 ° C. Subsequently, 133 parts of deionized water was added dropwise under the same conditions to prepare a fine particle dispersion by phase inversion emulsification. The peripheral speed of the stirring blade at this time was 0.71 m / s. Next, 259 parts of deionized water was added (the amount of deionized water in such an amount that the total amount of 1N ammonia water and water was 563 parts) to adjust the amount of solvent.
なお、母体トナー調製例1における樹脂R1及びR2が有するカルボキシル基の総量に対する塩基性化合物(アンモニア水)の当量比は以下の計算により求めた。
(1)樹脂R1及びR2が有するカルボキシル基の総量(A)
7.7(樹脂酸価)×288(ミルベース固形分)×0.89(固形分中の樹脂比率)/56100=0.0320mol
(2)1規定アンモニア水38.4部中の水酸基量(B)
1×38.4/1000=0.0384mol
(3)塩基性化合物(アンモニア水)の当量(B)/(A)
0.0474/0.0352=1.2
The equivalent ratio of the basic compound (ammonia water) to the total amount of carboxyl groups of the resins R1 and R2 in the base toner preparation example 1 was obtained by the following calculation.
(1) Total amount of carboxyl groups contained in resins R1 and R2 (A)
7.7 (resin acid value) × 288 (mill base solid content) × 0.89 (resin ratio in the solid content) /56100=0.0320 mol
(2) Amount of hydroxyl group in 38.4 parts of 1N aqueous ammonia (B)
1 × 38.4 / 1000 = 0.0384 mol
(3) Equivalent (B) / (A) of basic compound (ammonia water)
0.0474 / 0.0352 = 1.2
(合一操作)次いで、アニオン型乳化剤であるエマール0(花王社製)の2.8部を水30部に希釈して添加した。その後、温度を25℃に、また回転数を158rpmに調整し、5.2%の硫酸アンモニュウムの水溶液を粒径が5.5μmに成長するまで滴下し、その後、同条件で粒径が7μmに成長するまで攪拌を続け合一操作を終了した。この後、遠心分離機を用いて固液分離を行い、リンスを3回行うことで添加物を洗浄した後、混合真空乾燥機により乾燥を行い、母体トナーを得た。Dv50の体積平均粒径は7.2μm、Dv/Dnは1.10、5μm以下の個数%は11.0%であった。また、平均円形度は0.981で表面が曲面で覆われている球形の母体トナーであった。なお、得られた母体トナーを樹脂に埋包した後、ミクロトームで切断しTEMで観察したところ、ニグロシンの粒子は0.5μm以下に分散されていることを確認した。 (Joint operation) Next, 2.8 parts of Emar 0 (manufactured by Kao Corporation), which is an anionic emulsifier, was diluted with 30 parts of water and added. Thereafter, the temperature is adjusted to 25 ° C. and the rotation speed is adjusted to 158 rpm, and an aqueous solution of 5.2% ammonium sulfate is dropped until the particle size grows to 5.5 μm. Thereafter, the particle size is adjusted to 7 μm under the same conditions. Stirring was continued until growth and the coalescence operation was completed. Thereafter, solid-liquid separation was performed using a centrifuge and the additive was washed by rinsing three times, followed by drying with a mixed vacuum dryer to obtain a base toner. The volume average particle diameter of Dv50 was 7.2 μm, Dv / Dn was 1.10, and the number% of 5 μm or less was 11.0%. Further, the toner was a spherical base toner having an average circularity of 0.981 and a surface covered with a curved surface. The obtained base toner was embedded in a resin, then cut with a microtome and observed with TEM. As a result, it was confirmed that the nigrosine particles were dispersed to 0.5 μm or less.
(母体トナーの調製例2)
攪拌翼としてマックスブレンド翼を有する円筒型の2LセパラブルフラスコにミルベースMB1を500部、メチルエチルケトンを45.5部仕込み、固形分含有量を55%に調整した。次いで1規定アンモニア水49.4部(樹脂R1及びR2が有するカルボキシル基の総量に対する当量比は1.2)を加えて、スリーワンモーターにより210rpmにて十分に攪拌した後、脱イオン水133部を加え、さらに攪拌を行い、温度を23℃に調製した。ついで、同条件下で133部の脱イオン水を滴下して転相乳化により微粒子分散体を作製した。この時の攪拌翼の周速は0.71m/sであった。次に、脱イオン水248部を加えて(1規定アンモニア水と水の総量が563部となる量の脱イオン水量)溶剤量を調整した。
(Preparation Example 2 of base toner)
A cylindrical 2 L separable flask having a Max blend blade as a stirring blade was charged with 500 parts of mill base MB1 and 45.5 parts of methyl ethyl ketone, and the solid content was adjusted to 55%. Next, 49.4 parts of 1N ammonia water (equivalent ratio with respect to the total amount of carboxyl groups of resins R1 and R2 is 1.2) was added and sufficiently stirred at 210 rpm with a three-one motor, and then 133 parts of deionized water was added. In addition, stirring was further performed to adjust the temperature to 23 ° C. Subsequently, 133 parts of deionized water was added dropwise under the same conditions to prepare a fine particle dispersion by phase inversion emulsification. The peripheral speed of the stirring blade at this time was 0.71 m / s. Next, 248 parts of deionized water was added (amount of deionized water such that the total amount of 1N ammonia water and water was 563 parts) to adjust the amount of solvent.
次いで、母体トナーの調製例1と同様の操作にて合一操作を行い、母体トナーを得た。Dv50の体積平均粒径は7.3μm、Dv/Dnは1.10、5μm以下の個数%は10.8%であった。また、平均円形度は0.983で表面が曲面で覆われている球形の母体トナーであった。 Next, a coalescence operation was performed in the same manner as in Preparation Example 1 of the base toner to obtain a base toner. The volume average particle diameter of Dv50 was 7.3 μm, Dv / Dn was 1.10, and the number% of 5 μm or less was 10.8%. The average circularity was 0.983, and the spherical base toner was covered with a curved surface.
(母体トナーの調製例3)
攪拌翼としてマックスブレンド翼を有する円筒型の2LセパラブルフラスコにミルベースMB2を500部、メチルエチルケトンを45.5部仕込み、固形分含有量を55%に調整した。次いで1規定アンモニア水41.7部(樹脂R1及びR2が有するカルボキシル基の総量に対する当量比は1.1)を加えて、スリーワンモーターにより210rpmにて十分に攪拌した後、脱イオン水133部を加え、さらに攪拌を行い、温度を25℃に調製した。ついで、同条件下で133部の脱イオン水を滴下して転相乳化により微粒子分散体を作製した。この時の攪拌翼の周速は0.71m/sであった。次に、脱イオン水285部を加えて(1規定アンモニア水と水の総量が593部となる量の脱イオン水量)溶剤量を調整した。
(Base toner preparation example 3)
A cylindrical 2 L separable flask having a Max Blend blade as a stirring blade was charged with 500 parts of Millbase MB2 and 45.5 parts of methyl ethyl ketone, and the solid content was adjusted to 55%. Next, 41.7 parts of 1N aqueous ammonia (equivalent ratio of 1.1 relative to the total amount of carboxyl groups of resins R1 and R2 is 1.1) was added and sufficiently stirred at 210 rpm with a three-one motor, and then 133 parts of deionized water was added. In addition, the mixture was further stirred to adjust the temperature to 25 ° C. Subsequently, 133 parts of deionized water was added dropwise under the same conditions to prepare a fine particle dispersion by phase inversion emulsification. The peripheral speed of the stirring blade at this time was 0.71 m / s. Next, 285 parts of deionized water was added (the amount of deionized water such that the total amount of 1N ammonia water and water was 593 parts) to adjust the amount of solvent.
次いで、母体トナーの調製例1と同様の操作にて合一操作を行い、母体トナーを得た。この時の攪拌翼の周速は0.54m/sであった。Dv50の体積平均粒径は7.3μm、Dv/Dnは1.09、5μm以下の個数%は9.70%であった。また、平均円形度は0.985で表面が曲面で覆われている球形の母体トナーであった。 Next, a coalescence operation was performed in the same manner as in Preparation Example 1 of the base toner to obtain a base toner. The peripheral speed of the stirring blade at this time was 0.54 m / s. The volume average particle diameter of Dv50 was 7.3 μm, Dv / Dn was 1.09, and the number percentage of 5 μm or less was 9.70%. Further, the toner was a spherical base toner having an average circularity of 0.985 and a surface covered with a curved surface.
(応用例1)
母体トナー調製例で得られた母体トナー100部に対して、実施例1で得られた無機化合物と帯電制御剤とからなる微粒子を0.075部添加して、ヘンシェルミキサーにより、周速40m/s、攪拌時間10minの条件で表面固着を行った。同様の方法で、応用例2〜7のトナーを作製した。表7に配合例を示した。
(Application 1)
To 100 parts of the base toner obtained in the base toner preparation example, 0.075 parts of fine particles composed of the inorganic compound obtained in Example 1 and the charge control agent were added, and the peripheral speed was 40 m / second by a Henschel mixer. The surface was fixed under the conditions of s and stirring time of 10 min. In the same manner, toners of Application Examples 2 to 7 were produced. Table 7 shows formulation examples.
応用例1と同様の方法で、応用例2〜12のトナーを作製した。表8に配合例を示した。 In the same manner as in Application Example 1, toners in Application Examples 2 to 12 were produced. Table 8 shows formulation examples.
(参考例1)
母体トナー調製例2で得られた母体トナー100部に対して、比較例2で得られた帯電制御剤微粒子を0.10部、H05TD(ワッカーケミカルズ社製シリカ:BET比表面積50m2/g)を0.3部添加して、ヘンシェルミキサーにより、周速40m/s、攪拌時間10minの条件で表面固着を行った。
(Reference Example 1)
0.10 parts of the charge control agent fine particles obtained in Comparative Example 2 and H05TD (silica manufactured by Wacker Chemicals Co., Ltd .: BET specific surface area 50 m 2 / g) with respect to 100 parts of the base toner obtained in Preparation Example 2 of the base toner. 0.3 parts was added, and surface fixing was performed with a Henschel mixer under conditions of a peripheral speed of 40 m / s and a stirring time of 10 min.
(参考例2)
母体トナー調製例2で得られた母体トナー100部に対して、比較例2で得られた帯電制御剤微粒子を0.10部、H05TD(ワッカーケミカルズ社製シリカ:BET比表面積50m2/g)を0.3部添加して、ハイブリダイゼーションシステム(奈良機械社製)により、周速60m/s、攪拌時間2minの条件で表面固着を行った。
(Reference Example 2)
0.10 parts of the charge control agent fine particles obtained in Comparative Example 2 and H05TD (silica manufactured by Wacker Chemicals Co., Ltd .: BET specific surface area 50 m 2 / g) with respect to 100 parts of the base toner obtained in Preparation Example 2 of the base toner. 0.3 part of was added, and surface fixation was performed with a hybridization system (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.) under conditions of a peripheral speed of 60 m / s and a stirring time of 2 minutes.
(参考例3)
母体トナー調製例2で得られた母体トナー100部に対して、比較例1で得られた帯電制御剤微粒子を0.10部、H05TA(ワッカーケミカルズ社製シリカ:BET比表面積50m2/g)を0.3部添加して、ヘンシェルミキサーにより、周速40m/s、攪拌時間10minの条件で表面固着を行った。
(Reference Example 3)
0.10 parts of the charge control agent fine particles obtained in Comparative Example 1 and H05TA (silica manufactured by Wacker Chemicals, Inc .: BET specific surface area 50 m 2 / g) with respect to 100 parts of the base toner obtained in Preparation Example 2 of the base toner. 0.3 parts was added, and surface fixing was performed with a Henschel mixer under conditions of a peripheral speed of 40 m / s and a stirring time of 10 min.
参考例1と同様の方法で参考例4〜7のトナーを作製した。表9に配合例を示した。 Toners of Reference Examples 4 to 7 were produced in the same manner as Reference Example 1. Table 9 shows formulation examples.
(評価方法)
1)SEMによる固着状態の観察:
応用例、参考例で得られたトナー粒子をSEMで観察してトナー表面への固着状態、及び遊離した帯電制御剤微粒子の有無を目視で評価した。粒子表面へ均一に帯電制御剤微粒子が固着し、遊離した粒子が見られないものを○、1〜2μmの業種した帯電制御剤粒子が表面に固着しており、均一性がやや劣るが、遊離した帯電制御剤粒子が見られないものを△、遊離した帯電制御剤粒子が確認されるものを×とした。
2)帯電安定性:
シリコンコートフェライトキャリア(パウダーテック社製)と応用例、参考例で得られたトナーの比率を97/3とした現像剤を調製し、該現像剤を60min及び180min間攪拌した後の帯電量、及び180min後の帯電量の標準偏差をE-SPARTアナライザーの測定により求めた。
評価結果を表10に示した。
(Evaluation methods)
1) Observation of fixed state by SEM:
The toner particles obtained in the application examples and the reference examples were observed with an SEM, and the adhesion state to the toner surface and the presence or absence of free charge control agent fine particles were visually evaluated. Charge control agent fine particles are uniformly adhered to the particle surface and no free particles are observed. ○, 1-2 μm type charge control agent particles are adhered to the surface, the uniformity is slightly inferior, but free The case where no charge control agent particles were observed was indicated by Δ, and the case where free charge control agent particles were observed was indicated by ×.
2) Charging stability:
A developer having a ratio of the toner obtained in the silicon-coated ferrite carrier (Powder Tech Co., Ltd.) and the application examples and reference examples to 97/3 was prepared, and the charge amount after stirring the developer for 60 min and 180 min. The standard deviation of the charge amount after 180 minutes was obtained by measurement with an E-SPART analyzer.
The evaluation results are shown in Table 10.
応用例3〜12は帯電制御剤微粒子が粒子表面に均一に固着されており、長時間キャリアと攪拌しても帯電量は安定しており、異帯電の個数%も少ない。一方、固着状態がやや不均一な応用例1と2は、帯電量が経時的に変化してくるとともに、帯電量の標準偏差も増加する傾向にある。さらに、表面固着状態が不均一で遊離の帯電制御剤微粒子を含む参考例1〜7では、帯電量が経時的に大幅に変化するとともに、帯電量の標準偏差も増加する。この傾向は粒子表面の帯電制御剤の固着状態と相関しており、さらに固着状態は帯電制御剤の凝集状態と相関しており、均一な帯電特性を得るためには、帯電制御剤微粒子の分散状態を、凝集体がないように制御することが重要であることがわかる。
In Application Examples 3 to 12, the charge control agent fine particles are uniformly fixed on the particle surface, the charge amount is stable even when stirred with a carrier for a long time, and the number% of different charges is small. On the other hand, in application examples 1 and 2 in which the fixing state is slightly non-uniform, the charge amount changes with time and the standard deviation of the charge amount tends to increase. Furthermore, in Reference Examples 1 to 7 in which the surface adhering state is non-uniform and includes free charge control agent fine particles, the charge amount changes significantly with time and the standard deviation of the charge amount also increases. This tendency correlates with the adhesion state of the charge control agent on the particle surface, and further, the adhesion state correlates with the aggregation state of the charge control agent. In order to obtain uniform charge characteristics, the dispersion of the charge control agent fine particles is dispersed. It can be seen that it is important to control the state so that there are no aggregates.
Claims (6)
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