JP6173125B2 - toner - Google Patents
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Description
本発明は電子写真法、静電記録法またはトナージェット法などに用いられるトナーに関する。 The present invention relates to a toner used in an electrophotographic method, an electrostatic recording method or a toner jet method.
近年、複写機またはプリンターを、小型で省エネに優れたものにしたいという要望が高まっている。
上記のような要求に対し、より低温定着性に優れ、高着色力、高画質を実現できるトナーが求められている。
その要求に対して、特定のジアルコール成分をモノマーとし、特定の範囲の溶解性パラメーターを有するポリエステル樹脂をトナーに含有させることで、低温定着性に優れたトナーを得る方法が存在する。
しかしながら、着色力や高温高湿環境下または低温低湿環境下での長期間での使用におけるカブリに関して未だ若干の課題が存在している。
In recent years, there has been an increasing demand to make a copier or printer small and excellent in energy saving.
In response to the above requirements, there is a need for a toner that is more excellent in low-temperature fixability, and that can achieve high coloring power and high image quality.
In response to this requirement, there is a method for obtaining a toner having excellent low-temperature fixability by incorporating a polyester resin having a specific dialcohol component as a monomer and a specific range of solubility parameters into the toner.
However, some problems still exist with respect to tinting strength and fogging in long-term use under high-temperature and high-humidity environments or low-temperature and low-humidity environments.
また、水系媒体中で重合性単量体および結晶性ポリエステル樹脂の存在下で特定の過酸化物系重合開始剤を用いて重合することで、トナーを得る方法が存在する(例えば、特許文献1)。このような方法で得られたトナーは、長期および高温高湿環境下での使用においてもカブリや濃度薄、画像ムラ、フィルミングおよびトナーや無機微粒子の潜像担持体および現像剤担持体の表面への融着など、部材汚染、クリーニング不良といった問題の発生がない。また、このようなトナーを用いることで、転写効率および低温定着性、耐オフセット性に優れた画像が得られる。
しかしながら、トナー中の顔料の分散状態が不十分なため、トナーの着色力が十分ではなく、高温高湿環境下または低温低湿環境下で長期間使用した場合のカブリに関して未だ若干の課題が存在している。
Further, there is a method for obtaining a toner by polymerizing using a specific peroxide-based polymerization initiator in the presence of a polymerizable monomer and a crystalline polyester resin in an aqueous medium (for example, Patent Document 1). ). The toner obtained by such a method can be used for long-term and high-temperature and high-humidity environments, such as fogging, thin density, image unevenness, filming, and the surface of the latent image carrier and developer carrier of toner and inorganic fine particles. There is no problem of member contamination, poor cleaning, etc. Further, by using such a toner, an image excellent in transfer efficiency, low-temperature fixability, and offset resistance can be obtained.
However, since the pigment is not sufficiently dispersed in the toner, the coloring power of the toner is not sufficient, and there are still some problems regarding fogging when used for a long time in a high temperature and high humidity environment or a low temperature and low humidity environment. ing.
また、結着樹脂として少なくとも結晶性ポリエステルと非結晶性ポリエステルを含有し、所定の物性値を特定の範囲にすることで、良好な低温定着性、耐熱保存性、分離性能を兼ね備えたトナーを得る方法が存在する(例えば、特許文献2)。
しかしながら、トナー中の顔料の分散状態が不十分なため、トナーの着色力が十分ではなく、高温高湿環境下または低温低湿環境下で長期間使用した場合のカブリに関して未だ若干の課題が存在している。
In addition, the toner contains at least a crystalline polyester and an amorphous polyester as a binder resin, and has a predetermined physical property value within a specific range, thereby obtaining a toner having good low-temperature fixability, heat-resistant storage stability, and separation performance. There exists a method (for example, patent document 2).
However, since the pigment is not sufficiently dispersed in the toner, the coloring power of the toner is not sufficient, and there are still some problems regarding fogging when used for a long time in a high temperature and high humidity environment or a low temperature and low humidity environment. ing.
そこで、本発明の目的は、低温定着性に優れ、少量であっても十分な画像濃度が得られ、長期間の使用においても、また、高温高湿環境下または低温低湿環境下での使用においても、カブリなどの画像弊害のないトナーを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is excellent in low-temperature fixability, a sufficient image density can be obtained even with a small amount, and in use for a long period of time, or in a high-temperature and high-humidity environment or a low-temperature and low-humidity environment. Another object of the present invention is to provide a toner that is free from image defects such as fogging.
本発明は、結着樹脂、顔料、顔料分散剤、結晶性ポリエステルを含有するトナー粒子を有するトナーであって、前記結着樹脂が、非晶性ポリエステル樹脂であり、前記顔料分散剤が、以下(i)〜(iv)を満たすことを特徴とするトナーに関する。
(i)前記顔料分散剤のSP値(A)と前記結晶性ポリエステル樹脂のSP値(B)との差(A−B)が、−0.90以上+1.00以下である。
(ii)前記顔料分散剤のSP値(A)と前記結着樹脂のSP値(C)との差(A−C)が、−2.00以上+2.00以下である。
(iii)前記顔料分散剤が、ポリマー成分と前記顔料への吸着率が30%以上である吸着成分とを有し、ポリマー成分が、ビニル系重合体で表される部分構造を有する。
(iv)前記顔料分散剤のポリマー成分の数平均分子量(Mn)が、3000〜20000である。
The present invention is a toner having toner particles containing a binder resin, a pigment, a pigment dispersant, and a crystalline polyester, wherein the binder resin is an amorphous polyester resin, and the pigment dispersant is the following: The present invention relates to a toner satisfying (i) to (iv).
(I) The difference (A−B) between the SP value (A) of the pigment dispersant and the SP value (B) of the crystalline polyester resin is −0.90 or more and +1.00 or less.
(Ii) The difference (A−C) between the SP value (A) of the pigment dispersant and the SP value (C) of the binder resin is −2.00 or more and +2.00 or less.
(Iii) The pigment dispersant has a polymer component and an adsorption component having an adsorption rate of 30% or more to the pigment, and the polymer component has a partial structure represented by a vinyl polymer.
(Iv) The number average molecular weight (Mn) of the polymer component of the pigment dispersant is 3000 to 20000.
本発明によれば、低温定着性に優れ、少量であっても十分な画像濃度が得られ、長期間の使用においても、また、高温高湿環境下または低温低湿環境下での使用においても、カブリなどの画像弊害のないトナーを得ることができる。 According to the present invention, it has excellent low-temperature fixability and a sufficient image density can be obtained even in a small amount, and it can be used for a long time, or in a high-temperature and high-humidity environment or in a low-temperature and low-humidity environment. A toner free from image defects such as fogging can be obtained.
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のトナーは、結着樹脂、顔料、顔料分散剤および結晶性ポリエステルを含有するトナー粒子を有するトナーである。
結着樹脂が非晶性ポリエステル樹脂であり、
顔料が、カーボンブラック、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド150、および、C.I.ピグメントイエロー185からなる群から選択される顔料であり、
顔料分散剤が以下の(i)〜(iv)を満たし、かつ下記一般式(2)で示される部分構造を有することにより、上記の本発明の効果を奏する。
(i)前記顔料分散剤のSP値(A)と前記結晶性ポリエステル樹脂のSP値(B)との差(A−B)が、−0.90以上+1.00以下であり、
(ii)前記顔料分散剤のSP値(A)と前記結着樹脂のSP値(C)との差(A−C)が、−2.00以上+2.00以下であり、
(iii)前記顔料分散剤が、ポリマー成分と前記顔料への吸着率が30%以上である吸着成分とを有し、ポリマー成分が、ビニル系重合体で表される部分構造を有し、
(iv)前記顔料分散剤のポリマー成分の数平均分子量(Mn)が、3000〜20000である。
本発明の効果が発現する理由は必ずしも明確にはなっていないが、本発明者らは次のように考えている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The toner of the present invention is a toner having toner particles containing a binder resin, a pigment, a pigment dispersant, and crystalline polyester.
The binder resin is an amorphous polyester resin,
The pigment is carbon black, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 150, and C.I. I. A pigment selected from the group consisting of CI Pigment Yellow 185;
Meets the pigment dispersing agent is less than the (i) ~ (iv), and by having a partial structure represented by the following general formula (2), the effect of the invention described above.
(I) The difference (A−B) between the SP value (A) of the pigment dispersant and the SP value (B) of the crystalline polyester resin is −0.90 or more and +1.00 or less,
(Ii) The difference (A−C) between the SP value (A) of the pigment dispersant and the SP value (C) of the binder resin is −2.00 or more and +2.00 or less,
(Iii) The pigment dispersant has a polymer component and an adsorption component having an adsorption rate of 30% or more to the pigment, and the polymer component has a partial structure represented by a vinyl polymer,
(Iv) The number average molecular weight (Mn) of the polymer component of the pigment dispersant is 3000 to 20000.
The reason why the effect of the present invention is manifested is not necessarily clear, but the present inventors consider as follows.
顔料分散剤のSP値(A)と結着樹脂のSP値(C)との差(A−C)は−2.00以上+2.00以下とする。−2.00以上+0.05以下であるとより好ましい。
顔料分散剤のSP値(A)と結着樹脂のSP値(C)との差(A−C)が、−2.00以上+2.00以下であると、上記顔料分散剤の分散基部位であるポリマー成分の分子が結着樹脂中で収縮せず、立体反発効果が小さくならず、顔料の分散状態が悪化しない。
The difference (A−C) between the SP value (A) of the pigment dispersant and the SP value (C) of the binder resin is −2.00 or more and +2.00 or less. More preferably, it is −2.00 or more and +0.05 or less.
When the difference (A−C) between the SP value (A) of the pigment dispersant and the SP value (C) of the binder resin is −2.00 or more and +2.00 or less, the dispersion group site of the pigment dispersant The molecules of the polymer component are not contracted in the binder resin, the steric repulsion effect is not reduced, and the dispersion state of the pigment is not deteriorated.
また、顔料分散剤のSP値と結晶性ポリエステル樹脂のSP値との差が大きい場合、トナー製造中に、結晶性ポリエステル樹脂と接触した場合に、お互いの親和性が低いために、顔料分散剤の分散基にあたるポリマー成分の分子が収縮し、顔料分散効果が低減する。
顔料分散効果を低減させないために、顔料分散剤のSP値(A)と結晶性ポリエステル樹脂のSP値(B)との差(A−B)は−0.90以上+1.00以下とする。−0.78以上+0.78以下であるとより好ましく、−0.78以上+0.60以下であるとより一層好ましい。
In addition, when the difference between the SP value of the pigment dispersant and the SP value of the crystalline polyester resin is large, the affinity for each other is low when contacting the crystalline polyester resin during toner production. The molecule of the polymer component corresponding to the dispersion group of the polymer shrinks, and the pigment dispersion effect is reduced.
In order not to reduce the pigment dispersion effect, the difference (A−B) between the SP value (A) of the pigment dispersant and the SP value (B) of the crystalline polyester resin is set to −0.90 or more and +1.00 or less. It is more preferably −0.78 or more and +0.78 or less, and further preferably −0.78 or more and +0.60 or less.
また、上記顔料分散剤の分散基であるポリマー成分の数平均分子量(Mn)が3000以上であると、立体反発効果が弱くならず、顔料の分散状態を良好に維持できる。
数平均分子量(Mn)が20000以下であると、顔料の粒子間を架橋したり、顔料粒子の動きを束縛したりせず、顔料粒子間距離が小さくなったり、顔料粒子の均一分散を阻害したりしない。また、顔料分散液の粘度も高くなり過ぎず、トナー粒子製造時の造粒工程において粒子径分布をシャープにする点において不利とならない。
したがって、上記顔料分散剤の分散基であるポリマー成分の数平均分子量(Mn)は3000以上20000以下とする。6000以上20000以下であるとより好ましく、9000以上20000以下であるとより一層好ましい。
Further, when the number average molecular weight (Mn) of the polymer component which is a dispersing group of the pigment dispersant is 3000 or more, the steric repulsion effect is not weakened, and the dispersed state of the pigment can be favorably maintained.
When the number average molecular weight (Mn) is 20000 or less, the distance between the pigment particles is reduced without cross-linking the pigment particles or restricting the movement of the pigment particles, and the uniform dispersion of the pigment particles is inhibited. Do not do. Further, the viscosity of the pigment dispersion does not become too high, and there is no disadvantage in sharpening the particle size distribution in the granulation process at the time of toner particle production.
Therefore, the number average molecular weight (Mn) of the polymer component which is the dispersing group of the pigment dispersant is set to 3000 or more and 20000 or less. It is more preferably 6000 or more and 20000 or less, and further preferably 9000 or more and 20000 or less.
顔料分散剤の顔料への吸着率が30%以上であると、トナー製造過程において、顔料分散剤が顔料粒子から脱離しにくく、顔料の分散状態を良好に維持できる。
したがって、顔料分散剤の顔料への吸着率は30%以上とする。50%以上であるとより好ましく、70%以上であるとより一層好ましく、85%以上であるとさらに一層好ましい。
When the adsorption rate of the pigment dispersant to the pigment is 30% or more, the pigment dispersant is not easily detached from the pigment particles in the toner production process, and the dispersed state of the pigment can be maintained well.
Therefore, the adsorption rate of the pigment dispersant to the pigment is set to 30% or more. It is more preferably 50% or more, even more preferably 70% or more, and even more preferably 85% or more.
顔料分散剤の構造としては、顔料の表面に吸着する吸着成分と立体反発効果を生む分散基であるポリマー成分とを有することが好ましい。吸着基と分散基を明確に有していない場合は、顔料分散剤としては顔料への吸着力が小さく、立体反発効果も弱いため好ましくない。また、分散基がポリマー成分でない場合、つまり低分子量成分であると立体反発効果が弱く、極性による反発効果も有機溶媒中では効果が小さいため好ましくない。
上記顔料分散剤の分散基であるポリマー成分は、結晶性ポリエステル樹脂、結着樹脂であるポリエステル樹脂との親和性を調整するために、ビニル系重合体で表される部分構造を有する。
上記顔料分散剤の分散基であるポリマー成分は下記一般式(1)で示される単量体単位を有することが特に好ましい。
The structure of the pigment dispersant preferably has an adsorbing component that adsorbs to the surface of the pigment and a polymer component that is a dispersing group that produces a steric repulsion effect. If the adsorbing group and the dispersing group are not clearly present, the pigment dispersant is not preferable because it has a small adsorptive power to the pigment and weak steric repulsion effect. Further, when the dispersing group is not a polymer component, that is, a low molecular weight component, the steric repulsion effect is weak, and the repulsion effect due to polarity is not preferable in an organic solvent, which is not preferable.
The polymer component which is a dispersing group of the pigment dispersant has a partial structure represented by a vinyl polymer in order to adjust the affinity with a crystalline polyester resin and a polyester resin which is a binder resin.
The polymer component which is a dispersing group of the pigment dispersant preferably has a monomer unit represented by the following general formula (1).
これは、本発明のトナーにおいては結晶性ポリエステル樹脂を含有させているためである。結晶性ポリエステル樹脂は結晶性を有するため溶解性が低い。また、非晶性ポリエステル樹脂と比較して、疎水性が強い。特に有機溶剤中に溶解させた状態で造粒し、その後脱溶剤工程を経てトナーを製造する場合、造粒工程中に上記結晶性ポリエステル樹脂と上記顔料との親和性が低いため、上記顔料が凝集しやすい。
また、脱溶剤工程において、溶剤が系外に移動するのに伴い、上記結晶性ポリエステル樹脂が析出してくるが、その際、上記顔料が上記結晶性ポリエステル樹脂との親和性が低いためさらに上記顔料が凝集しやすい。上記顔料分散剤により、顔料の凝集を抑制しようとする場合、上記顔料分散剤により顔料の表面を覆い、上記顔料分散剤が上記結晶性ポリエステル樹脂との親和性が高いことが必要となる。
そこで、上記顔料分散剤の分散基であるポリマー成分が一般式(1)で示される構造を有することで分散基の疎水性が高まる。かつ、結晶性ポリエステルのモノマー組成との構造類似性を高め、かつ、立体反発効果が向上することで結晶性ポリエステル樹脂存在下においても顔料分散性を維持できる。
This is because the toner of the present invention contains a crystalline polyester resin. A crystalline polyester resin has crystallinity and thus has low solubility. Moreover, compared with an amorphous polyester resin, hydrophobicity is strong. In particular, when the toner is produced by granulating it in a state dissolved in an organic solvent and then passing through a solvent removal step, the affinity between the crystalline polyester resin and the pigment is low during the granulation step. Easy to aggregate.
Further, in the solvent removal step, as the solvent moves out of the system, the crystalline polyester resin is precipitated. At this time, the pigment has a low affinity with the crystalline polyester resin, and thus the above-mentioned The pigment tends to aggregate. In order to suppress the aggregation of the pigment with the pigment dispersant, the pigment dispersant needs to cover the surface of the pigment, and the pigment dispersant needs to have high affinity with the crystalline polyester resin.
Therefore, the hydrophobicity of the dispersing group is increased by the polymer component that is the dispersing group of the pigment dispersant having the structure represented by the general formula (1). Moreover, the dispersibility of the pigment can be maintained even in the presence of the crystalline polyester resin by increasing the structural similarity with the monomer composition of the crystalline polyester and improving the steric repulsion effect.
上記の効果を発現させるためには一般式(1)中、R2は、炭素原子4〜22のアルキル基であることが好ましい。R2のアルキル基の炭素数が4以上であると分散基の疎水性が十分で、かつ、立体反発効果も弱くないため好ましい。R2のアルキル基の炭素数が22以下であると上記顔料分散剤の吸着基の部位が顔料に吸着する上で立体障害をおよぼさず、吸着率が低下しないため好ましい。また、上記結晶性ポリエステル樹脂の結晶性を阻害しないため好ましい。
一般式(1)中、R1は、アルキル基、アラルキル基、または、水素原子であることが好ましい。R1が、アルキル基、アラルキル基、または、水素原子であれば、立体障害などが原因となって上記結晶性ポリエステル樹脂との親和性が低くなったりしないため好ましい。
In order to express the above effect, in general formula (1), R 2 is preferably an alkyl group having 4 to 22 carbon atoms. It is preferable that the alkyl group of R 2 has 4 or more carbon atoms since the hydrophobicity of the dispersing group is sufficient and the steric repulsion effect is not weak. When the carbon number of the alkyl group of R 2 is 22 or less, the adsorption group portion of the pigment dispersant does not cause steric hindrance when adsorbing to the pigment, and the adsorption rate does not decrease. Moreover, since the crystallinity of the said crystalline polyester resin is not inhibited, it is preferable.
In general formula (1), R 1 is preferably an alkyl group, an aralkyl group, or a hydrogen atom. It is preferable that R 1 is an alkyl group, an aralkyl group, or a hydrogen atom because the affinity with the crystalline polyester resin does not decrease due to steric hindrance or the like.
上記顔料分散剤がポリエステル樹脂で表される部分構造を有するとより好ましい。
これは、本発明のトナーの結着樹脂が、非晶性ポリエステル樹脂であるためである。上記結着樹脂がポリエステル樹脂であるため、上記顔料分散剤がポリエステル樹脂で表される部分構造を有すると上記顔料分散剤の結着樹脂との親和性が高くなる。そのため、上記顔料分散剤がトナー中に十分溶解し、分子鎖が広がった状態で分布するため、立体反発効果が大きく、顔料の分散安定性が向上するため好ましい。
More preferably, the pigment dispersant has a partial structure represented by a polyester resin.
This is because the binder resin of the toner of the present invention is an amorphous polyester resin. Since the binder resin is a polyester resin, when the pigment dispersant has a partial structure represented by a polyester resin, the affinity of the pigment dispersant for the binder resin is increased. For this reason, the pigment dispersant is preferably dissolved in the toner and distributed in a state where the molecular chain is widened, so that the steric repulsion effect is large and the dispersion stability of the pigment is improved.
上記顔料分散剤は、下記一般式(2)で示される部分構造を有する。
これは下記一般式(2)で示される部分構造が顔料への吸着基として高い能力を発現するためである。
顔料分散剤の吸着基の顔料の表面への吸着力は、おおよそπ電子によるπ−π相互作用と水素結合と極性により決定される。例えば、顔料分散剤が芳香環を含む構造を有する場合、当該芳香環中のπ電子による相互作用が生じ、顔料分散剤の吸着基の顔料の表面への吸着力を強めると考えられる。
The pigment dispersant that have a partial structure represented by the following general formula (2).
This is because the partial structure represented by the following general formula (2) exhibits high ability as an adsorbing group to the pigment.
The adsorptive power of the adsorbing group of the pigment dispersant to the surface of the pigment is determined approximately by the π-π interaction by π electrons, hydrogen bonding, and polarity. For example, when the pigment dispersant has a structure including an aromatic ring, an interaction due to π electrons in the aromatic ring occurs, and it is considered that the adsorptive power of the adsorption group of the pigment dispersant to the surface of the pigment is increased.
しかしながら、トナーは様々な材料の複合物であるため、顔料分散剤の芳香環中のπ電子によるπ−π相互作用以外にも吸着力に影響をおよぼす要素があると考えられる。一般的に、トナーを構成する結着樹脂はポリエステル、ポリウレタンまたはスチレン−アクリル系樹脂であることが多いが、いずれの結着樹脂も芳香環を有しているため、結着樹脂中の芳香環においてもπ−π相互作用が生じる。その結果、顔料分散剤が結着樹脂と干渉し合い、顔料分散剤の顔料に対するπ−π相互作用効果が弱まるため、顔料分散剤の吸着基の顔料の表面への吸着力が弱まると考えられる。 However, since the toner is a composite of various materials, it is considered that there are factors that affect the adsorptive power other than the π-π interaction caused by the π electrons in the aromatic ring of the pigment dispersant. In general, the binder resin constituting the toner is often polyester, polyurethane, or styrene-acrylic resin. However, since any binder resin has an aromatic ring, the aromatic ring in the binder resin is used. In this case, a π-π interaction occurs. As a result, the pigment dispersant interferes with the binder resin, and the π-π interaction effect of the pigment dispersant with respect to the pigment is weakened. Therefore, it is considered that the adsorptive power of the pigment dispersant adsorbing group to the pigment surface is weakened. .
ここで、本発明で用いる上記一般式(2)で示される上記顔料分散剤には、下記に示されるように、下記一般式(T1)で示される互変異性体および下記一般式(T2)で示される互変異性体が存在する。そのため、上記一般式(2)で示されるアゾ化合物中のアリール基におけるπ−π相互作用以外にも、下記の共鳴構造により、より一層強固なπ−π相互作用が得られると考えられる。
アゾ骨格部分構造中のアリール基に直結するアゾ結合、および、上記アゾ結合に影響をおよぼし共鳴するように配置されたカルボニル基による共鳴構造。
また、上記アゾ骨格部分構造中のアミン構造や、水酸基およびカルボニル基の極性の作用により、上記一般式(2)で示される上記顔料分散剤の顔料への吸着力は強くなると考えられる。さらに、アゾ骨格部分構造の極性基と顔料の間には水素結合による作用も発現し、吸着力はさらに強くなると考えられる。
その上で、上記顔料分散剤のポリマー成分が分散基として作用し、立体障害などにより顔料粒子同士の凝集を抑制することで顔料の分散状態を良好に維持することが可能となる。
したがって、これらの互変異性体についても本発明の権利範囲内である。
Here, the pigment dispersant represented by the general formula (2) used in the present invention includes a tautomer represented by the following general formula (T1) and the following general formula (T2), as shown below. There exists a tautomer represented by Therefore, in addition to the π-π interaction in the aryl group in the azo compound represented by the general formula (2), it is considered that an even stronger π-π interaction can be obtained by the following resonance structure.
A resonance structure comprising an azo bond directly connected to an aryl group in an azo skeleton partial structure, and a carbonyl group disposed so as to influence and resonate with the azo bond.
Further, it is considered that the adsorptive power to the pigment of the pigment dispersant represented by the general formula (2) is enhanced by the action of the amine structure in the azo skeleton partial structure and the polarities of the hydroxyl group and the carbonyl group. Furthermore, it is thought that the action of hydrogen bonding is also manifested between the polar group of the azo skeleton partial structure and the pigment, and the adsorptive power is further increased.
In addition, the polymer component of the pigment dispersant acts as a dispersing group, and the dispersion state of the pigment can be well maintained by suppressing aggregation of the pigment particles due to steric hindrance or the like.
Therefore, these tautomers are also within the scope of the present invention.
上記顔料分散剤は、市販の顔料分散剤に見られるように、顔料への吸着基としてアミン構造やカルボキシル基といった極性基のみを用いた場合と比較して、トナーの帯電性に与える影響が小さい。これは、上記アゾ骨格部分構造が、以下に示されるように互変異性体をとるため、電子の分布に関して偏りが小さく、帯電性に関してポジ性やネガ性が強くないためである。
それに加え、上述したπ−π相互作用、極性および水素結合の3つの効果により、顔料への吸着力も極性基のみの場合に比して強いため、顔料の分散状態を良好に維持し、かつ、上記顔料分散剤の顔料からの遊離も抑制する。このため、トナーの着色力のみでなく、帯電性の点でも優れた効果を発揮する。
As seen in commercially available pigment dispersants, the above pigment dispersant has less influence on the chargeability of the toner compared to the case where only polar groups such as amine structure and carboxyl group are used as the adsorption group to the pigment. . This is because the azo skeleton partial structure is a tautomer as shown below, so that there is little bias with respect to the distribution of electrons and there is no strong positive or negative with respect to chargeability.
In addition, because of the above-described three effects of π-π interaction, polarity and hydrogen bond, the adsorptive power to the pigment is stronger than in the case of only a polar group, so that the dispersion state of the pigment is maintained well, and The release of the pigment dispersant from the pigment is also suppressed. For this reason, not only the coloring power of the toner but also an excellent effect is exhibited in terms of chargeability.
(顔料分散剤)
下記一般式(2)で示される上記顔料分散剤について詳細に説明する。
(Pigment dispersant)
The pigment dispersant represented by the following general formula (2) will be described in detail.
上記一般式(2)中、R3、R4およびArのいずれかは、単結合または連結基を介してポリマー成分と結合し、
R3は、アルキル基、フェニル基、OR6基またはNR7R8基を示す。
R6〜R8は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、フェニル基またはアラルキル基を示す。
R 3 がポリマー成分と結合する場合、単結合または連結基を介して結合し、R 3 に結合する連結基は、アミド基、エステル基、ウレタン基、ウレア基、アルキレン基、フェニレン基、−O−、−NR5−および−NHCH(CH2OH)−からなる群より選ばれる2価の連結基である。
R5は、水素原子、アルキル基、フェニル基またはアラルキル基を示す。
In the general formula (2), any of R 3 , R 4 and Ar is bonded to the polymer component via a single bond or a linking group,
R 3 represents an alkyl group, a phenyl group, an OR 6 group or an NR 7 R 8 group.
R 6 to R 8 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a phenyl group or an aralkyl group.
When R 3 is bonded to the polymer component, it is bonded through a single bond or a linking group, and the linking group bonded to R 3 is an amide group, ester group, urethane group, urea group, alkylene group, phenylene group, —O A divalent linking group selected from the group consisting of —, —NR 5 — and —NHCH (CH 2 OH) —;
R 5 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a phenyl group or an aralkyl group.
R4は、アルキル基、フェニル基、OR10基またはNR11R12基を示す。
R10〜R 12 は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、フェニル基またはアラルキル基を示す。
R4がポリマー成分と結合する場合、単結合または連結基を介して結合し、R4に結合する連結基は、アルキレン基、フェニレン基、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、スルホン酸エステル基、スルホン酸アミド基、−O−、−NR9−および−NHCH(CH2OH)−からなる群より選ばれる2価の連結基である。
R9は、水素原子、アルキル基、フェニル基またはアラルキル基を示す。
R 4 represents an alkyl group, a phenyl group, an OR 10 group or an NR 11 R 12 group.
R 10 to R 12 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a phenyl group or an aralkyl group.
When R 4 is bonded to the polymer component, it is bonded through a single bond or a linking group, and the linking group bonded to R 4 is an alkylene group, a phenylene group, a carboxylic acid ester group, a carboxylic acid amide group, or a sulfonic acid ester group. , A sulfonic acid amide group, —O—, —NR 9 —, and —NHCH (CH 2 OH) —.
R 9 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a phenyl group or an aralkyl group.
Arは、アリール基を示し、Arがポリマー成分と結合する場合、単結合または連結基を介して結合し、Arに結合する連結基は、アミド基、エステル基、ウレタン基、ウレア基、アルキレン基、フェニレン基、−O−、−NR3−および−NHCH(CH2OH)−からなる群より選ばれる2価の連結基である。
上記単結合または連結基が、R3、R4またはArに結合する場合は、R3、R4またはArの水素原子と置換して結合する。
上記一般式(2)中のR3およびR4におけるアラルキル基としては、例えば、ベンジル基およびフェネチル基などが挙げられる。
上記顔料への親和性の観点から、R3は、炭素原子数1〜6のアルキル基、フェニル基、NH2基、OCH3基またはOCH 2 C6H5基であることが好ましい。
Ar represents an aryl group, and when Ar is bonded to the polymer component, it is bonded through a single bond or a linking group, and the linking group bonded to Ar is an amide group, an ester group, a urethane group, a urea group, or an alkylene group. , A phenylene group, —O—, —NR 3 —, and —NHCH (CH 2 OH) —.
The single bond or a linking group, when bound to R 3, R 4 or Ar is bonded substituted with R 3, R 4 or Ar hydrogen atoms.
Examples of the aralkyl group in R 3 and R 4 in the general formula (2) include a benzyl group and a phenethyl group.
From the viewpoint of the affinity for the pigment, R 3 is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a phenyl group, an NH 2 group, an OCH 3 group, or an OC H 2 C 6 H 5 group.
また、R3がポリマー成分と結合する場合、単結合または連結基を介して結合し、R3に結合する連結基は、アミド基、エステル基、ウレタン基、ウレア基、アルキレン基、フェニレン基、−O−、−NH−および−NHCH(CH2OH)−からなる群より選ばれる2価の連結基であることが好ましい。なお、上記単結合または連結基がR 3 に結合する場合は、R3の水素原子と置換して結合する。
さらに、上記一般式(2)中のR 3 は、顔料への親和性を著しく阻害しない限りは、さらに置換基により置換されていてもよい。この場合、置換基としては、ハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、ヒドロキシル基、シアノ基およびトリフルオロメチル基などが挙げられる。
Further, when R 3 is bonded to the polymer component, it is bonded via a single bond or a linking group, and the linking group bonded to R 3 is an amide group, an ester group, a urethane group, a urea group, an alkylene group, a phenylene group, A divalent linking group selected from the group consisting of —O—, —NH— and —NHCH (CH 2 OH) — is preferable. In addition, when the said single bond or a coupling group couple | bonds with R < 3 >, it substitutes and substitutes for the hydrogen atom of R < 3 >.
Further, R 3 in the general formula (2) as long as it does not inhibit significantly the affinity of the pigment may be substituted by further substituents. In this case, examples of the substituent include a halogen atom, a nitro group, an amino group, a hydroxyl group, a cyano group, and a trifluoromethyl group.
また、本発明において、上記顔料への親和性の観点から、R4がNR11R12基であり、かつ、R11が水素原子、R12がフェニル基であることが好ましい。これは、アゾ骨格部分構造の極性による効果を阻害することなく、π電子によるπ−π相互作用(π電子相互作用)の効果が向上するためである。
具体的には、R11の水素原子と、R3に隣接するカルボニル基由来の酸素原子とによる分子内水素結合によりπ電子相互作用を引き起こすπ平面が形成され、さらに、R4のフェニル基由来のπ平面も存在する。このため、これら2つのπ平面により、π電子相互作用の効果が向上するからである。
また、R4がNR11R12基であり、かつ、R11が水素原子、R12がフェニル基であることが好ましい。NR11のアミンは分子内水素結合によりπ電子相互作用を引き起こすπ平面を形成するため、帯電性に与える影響が小さく、トナーの帯電性においてもポジ性を強めないためである。
In the present invention, from the viewpoint of affinity for the pigment, R 4 is preferably an NR 11 R 12 group, R 11 is a hydrogen atom, and R 12 is a phenyl group. This is because the effect of π-π interaction (π electron interaction) by π electrons is improved without inhibiting the effect of polarity of the azo skeleton partial structure.
Specifically, a π-plane that causes π-electron interaction is formed by an intramolecular hydrogen bond between a hydrogen atom of R 11 and an oxygen atom derived from a carbonyl group adjacent to R 3 , and further derived from a phenyl group of R 4 The π plane also exists. For this reason, the effect of π electron interaction is improved by these two π planes.
Further, it is preferable that R 4 is an NR 11 R 12 group, R 11 is a hydrogen atom, and R 12 is a phenyl group. This is because the amine of NR 11 forms a π plane that causes π electron interaction by intramolecular hydrogen bonding, and thus has little influence on the charging property, and does not increase the positive property even in the charging property of the toner.
一方、R4がポリマー成分と結合する場合、単結合または連結基を介して結合し、R4に結合する連結基は、アルキレン基、フェニレン基、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、スルホン酸エステル基、スルホン酸アミド基、−O−、−NH−および−NHCH(CH2OH)−からなる群より選ばれる2価の連結基であることが好ましい。
また、R4がポリマー成分と結合する場合において、R4がNR11R12基であり、かつ、R11が水素原子、R12がフェニル基であって、上記連結基が−NH−であることがより好ましい。
これは、特に上記一般式(1)中のArがポリマー成分と結合する場合と比較して、上記Arを含め、アゾ化合物のπ電子相互作用が強いためである。つまり、Arがポリマー成分と結合している場合は、ポリマー成分がArのπ電子の電子雲に干渉するため、上記一般式(2)中のアゾ骨格部分構造のπ電子、極性および上述した3つの共鳴構造による効果が最大にならないためである。
On the other hand, when R 4 is bonded to the polymer component, it is bonded through a single bond or a linking group, and the linking group bonded to R 4 is an alkylene group, a phenylene group, a carboxylic acid ester group, a carboxylic acid amide group, a sulfonic acid A divalent linking group selected from the group consisting of an ester group, a sulfonic acid amide group, —O—, —NH— and —NHCH (CH 2 OH) — is preferable.
Further, in the case where R 4 is bound to the polymer component, R 4 is NR 11 R 12 groups, and, R 11 is a hydrogen atom, R 12 is a phenyl group, the linking group is -NH- It is more preferable.
This is because the π-electron interaction of the azo compound, including the Ar, is stronger than in the case where Ar in the general formula (1) is bonded to the polymer component. That is, when Ar is bonded to the polymer component, the polymer component interferes with the electron cloud of π electrons of Ar. This is because the effect of the two resonance structures is not maximized.
それに対して、R4がNR11R12基であり、かつ、R11が水素原子、R12がフェニル基であって、上記フェニル基が2価の連結基を介してポリマーと結合する場合、ポリマー成分が上記式(2)中のアゾ骨格部分構造の電子雲におよぼす影響が低減される。これは、R12のフェニル基のπ電子の作用による。その結果、上記一般式(2)中のアゾ骨格部分構造のπ電子、極性、ならびに、上記一般式(2)、(T1)および(T2)の3つの共鳴構造による効果がほとんど低減されず、本発明の効果が最大となる。
なお、上記単結合または連結基がR 4 に結合する場合、R 4 の水素原子と置換して結合する。
本発明において、Arは、アリール基を示し、例えばフェニル基およびナフチル基などを示す。
On the other hand, when R 4 is an NR 11 R 12 group, R 11 is a hydrogen atom, R 12 is a phenyl group, and the phenyl group is bonded to the polymer via a divalent linking group, The influence of the polymer component on the electron cloud of the azo skeleton partial structure in the above formula (2) is reduced. This is due to the action of π electrons of the phenyl group of R 12 . As a result, the effects of the three resonance structures of the π-electron and polarity of the azo skeleton partial structure in the general formula (2) and the general formulas (2), (T1), and (T2) are hardly reduced. The effect of the present invention is maximized.
Incidentally, the single bond or a linking group may bind to R 4, and bind to replace the hydrogen atom of R 4.
In the present invention, Ar represents an aryl group, such as a phenyl group or a naphthyl group.
一方、Arがポリマー成分と結合する場合、単結合または連結基を介して結合し、Arに結合する連結基は、アミド基、エステル基、ウレタン基、ウレア基、アルキレン基、フェニレン基、−O−、−NR3−および−NHCH(CH2OH)−からなる群より選ばれる2価の連結基であることが好ましい。
また、Arは、上記共鳴構造を阻害せず、顔料への親和性を著しく阻害しない限りは、さらに置換基により置換されていてもよい。この場合、置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、トリフルオロメチル基、カルボキシル基、カルボン酸エステル基およびカルボン酸アミド基などが挙げられる。
上述のように、単結合または連結基がArに結合する場合は、Arの水素原子またはArの置換基の水素原子と置換して結合する。
本発明において、上記顔料への親和性の観点から、上記一般式(2)で示される上記顔料分散剤は、下記一般式(3)で示されるアゾ化合物であることが好ましい。
On the other hand, when Ar is bonded to the polymer component, it is bonded through a single bond or a linking group, and the linking group bonded to Ar is an amide group, ester group, urethane group, urea group, alkylene group, phenylene group, -O. A divalent linking group selected from the group consisting of —, —NR 3 — and —NHCH (CH 2 OH) — is preferred.
Ar may be further substituted with a substituent as long as the resonance structure is not inhibited and the affinity for the pigment is not significantly inhibited. In this case, examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, a trifluoromethyl group, a carboxyl group, a carboxylic acid ester group, and a carboxylic acid amide group.
As described above, when a single bond or a linking group is bonded to Ar, it is bonded to a hydrogen atom of Ar or a hydrogen atom of a substituent of Ar.
In the present invention, from the viewpoint of affinity with the pigment, the pigment dispersant represented by the general formula (2) is preferably an azo compound represented by the following general formula (3).
R3およびR4、ならびに、R3およびR4に結合する連結基は、それぞれ上記式(2)におけるR3およびR4 、ならびに、R 3 およびR 4 に結合する連結基と同義である。
R13〜R17はそれぞれ独立して水素原子、COOR18基、CONR19R20基を示す。R18〜R20はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基、フェニル基またはアラルキル基を示す。
上記R18〜R20におけるアルキル基は、炭素原子数1〜6のアルキル基であることが好ましい。中でも特にメチル基、エチル基、n−プロピル基およびイソプロピル基が、立体障害による顔料との親和性低下を防止する観点から好ましい。
上記R18〜R20におけるアラルキル基としては、例えば、ベンジル基およびフェネチル基などが挙げられる。
なお、上記単結合または連結基が、R3、R4、R13〜R17に結合する場合は、R3、R4、R13〜R17の水素原子と置換して結合する。
上記一般式(3)中のR13〜R17は、水素原子、COOR18基およびCONR19R20基より選択できるが、顔料への親和性の観点から、R13〜R17のうち少なくとも1つがCOOR18基またはCONR19R20基であることが好ましい。
例えば、顔料がカーボンブラック、C.I.Pigment Yellow 74、93、139、155、180、185、C.I.Pigment Red 31、122、150、170、258、269、C.I.Pigment Violet 19、または、C.I.Pigment Blue 25、26の場合、R13〜R17のうち少なくとも1つがCOOR18基またはCONR19R20基であることで、各顔料のカルボニル基または2級アミンの水素原子へ、本発明のアゾ骨格部分構造が水素結合するため、上記アゾ骨格部分構造と顔料が一層強く吸着する。さらに、顔料が、一次粒径が14nm以上80nm以下のカーボンブラック、P.Y.139、155、180、185、P.R.31、122、150、269、または、P.V.19の場合、本発明のアゾ骨格部分構造のR13〜R17のうち少なくとも1つがCONR19R20基であることで、各顔料のアミド結合部位が相互作用を起こし、顔料へのアゾ骨格部分構造の吸着基の吸着力が一層強くなるため好ましい。
上記一般式(3)中のR18〜R20は、上記に列挙した置換基および水素原子から任意に選択できるが、顔料への親和性の観点から、R18がメチル基であり、R19およびR20が水素原子またはメチル基であることが好ましい。この場合、立体障害が生じないだけでなく、エステル結合またはアミド結合が存在することで、上記顔料への水素結合および極性による吸着力が高まるからである。
上記一般式(3)中の置換基の組み合わせについて、以下に例を挙げて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。上記一般式(3)は、下記一般式(6−1)〜(9)のいずれかで示される場合、顔料への親和性がより向上する。
R 3 and R 4, as well as linking groups attached to the R 3 and R 4, R 3 and R 4 in the formula (2), and is synonymous with the linking group bound to R 3 and R 4.
R 13 to R 17 each independently represent a hydrogen atom, a COOR 18 group, or a CONR 19 R 20 group. R 18 to R 20 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a phenyl group or an aralkyl group.
The alkyl group for R 18 to R 20 is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Among these, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an isopropyl group are particularly preferable from the viewpoint of preventing a decrease in affinity with the pigment due to steric hindrance.
Examples of the aralkyl group in R 18 to R 20 include a benzyl group and a phenethyl group.
Incidentally, the single bond or a linking group, when bound to R 3, R 4, R 13 ~R 17 is, R 3, R 4, and bind to replace the hydrogen atom of R 13 to R 17.
R 13 to R 17 in the general formula (3) can be selected from a hydrogen atom, a COOR 18 group, and a CONR 19 R 20 group. From the viewpoint of affinity for the pigment, at least one of R 13 to R 17 One is preferably a COOR 18 group or a CONR 19 R 20 group.
For example, the pigment is carbon black, C.I. I. Pigment Yellow 74, 93, 139, 155, 180, 185, C.I. I. Pigment Red 31, 122, 150, 170, 258, 269, C.I. I. Pigment Violet 19, or C.I. I. In the case of Pigment Blue 25 and 26, at least one of R 13 to R 17 is a COOR 18 group or a CONR 19 R 20 group, so that a carbonyl group of each pigment or a hydrogen atom of a secondary amine is bonded to the azo group of the present invention. Since the skeleton partial structure is hydrogen-bonded, the azo skeleton partial structure and the pigment are more strongly adsorbed. Further, the pigment is carbon black having a primary particle size of 14 nm or more and 80 nm or less, P.I. Y. 139, 155, 180, 185, p. R. 31, 122, 150, 269, or P.I. V. In the case of 19, when at least one of R 13 to R 17 of the azo skeleton partial structure of the present invention is a CONR 19 R 20 group, the amide bond site of each pigment causes an interaction, and the azo skeleton moiety to the pigment This is preferable because the adsorptive power of the adsorptive group of the structure becomes stronger.
R 18 to R 20 in the general formula (3) can be arbitrarily selected from the substituents and hydrogen atoms listed above, but from the viewpoint of affinity for the pigment, R 18 is a methyl group, and R 19 And R 20 is preferably a hydrogen atom or a methyl group. In this case, not only does the steric hindrance not occur, but also the presence of an ester bond or an amide bond increases the adsorption power due to the hydrogen bond and polarity to the pigment.
Examples of combinations of substituents in the general formula (3) will be described below, but the present invention is not limited to these examples. When the general formula (3) is represented by any of the following general formulas (6-1) to (9), the affinity for the pigment is further improved.
本発明で用いられる顔料に対しては、上記一般式(6−1)〜(8)で示すように、連結基を介してポリマーと結合しないフェニル基に結合されるアゾ結合部位に対し、アミド基もしくはスルホアミド基がm−位もしくはp−位にあることにより最も効果を発揮する。しかし、o−位であってもよい。
上記アミド基もしくは上記スルホアミド基がm−位もしくはp−位にある場合、上記顔料のカルボニル基または2級アミンの水素原子への水素結合を行う上で最適な位置関係になるため、本発明の効果を最も発揮する。これは、o−位は立体障害のせいで顔料に配位しにくいためであると考えられる。
For the pigment used in the present invention, as shown in the above general formulas (6-1) to (8), an amide bond to an azo bond site bonded to a phenyl group that does not bond to a polymer via a linking group. It is most effective when the group or sulfoamide group is in the m-position or p-position. However, it may be o-position.
When the amide group or the sulfoamide group is in the m-position or the p-position, it is in an optimal positional relationship for performing hydrogen bonding to the carbonyl group of the pigment or the hydrogen atom of the secondary amine. The most effective. This is probably because the o-position is difficult to coordinate with the pigment due to steric hindrance.
また、上記一般式(9)において、連結基を介してポリマー成分と結合しないフェニル基に結合されるアゾ結合部位と二つのCOOCH3基が、o−位およびm−位にあることにより本発明の効果を最も発揮する。しかし、二つのCOOCH3基が任意の位置に存在していてもよい。
上記一般式(6−1)〜(9)において、「L」は、アゾ骨格部分構造とポリマー成分を連結する連結基を示す。当該連結基Lは、2価の連結基であれば特に限定されるものではないが、アルキレン基、フェニレン基、−O−、−NH−、−NHCH(CH2OH)−、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、スルホン酸エステル基およびスルホン酸アミド基からなる群より選ばれる2価の連結基であることが好ましい。
Further, in the above general formula (9), the azo bond site bonded to the phenyl group not bonded to the polymer component via the linking group and the two COOCH 3 groups are in the o-position and the m-position. The most effective. However, two COOCH 3 groups may be present at any position.
In the general formulas (6-1) to (9), “L” represents a linking group that links the azo skeleton partial structure and the polymer component. The linking group L is not particularly limited as long as it is a divalent linking group, but is an alkylene group, a phenylene group, —O—, —NH—, —NHCH (CH 2 OH) —, a carboxylate group And a divalent linking group selected from the group consisting of a carboxylic acid amide group, a sulfonic acid ester group and a sulfonic acid amide group.
また、上記一般式(6−1)〜(9)中の連結基の結合位置(フェニル基の水素原子との置換位置)は、アミド基に対してo−位、m−位またはp−位のいずれの位置でもよく、これらの置換位置の違いによる顔料への親和性に対する影響は同等である。
本発明で用いる顔料分散剤がトナー中で顔料の分散状態を良好に保つためには、トナーを構成する結着樹脂中で上記ポリマー成分が十分に分子鎖を広げた状態で維持されなければならない。そのためには、上記顔料分散剤のポリマー成分が、トナーを構成する結着樹脂との親和性が良くなければならない。ここでいう、「結着樹脂との親和性」とは、結着樹脂との相溶性を示すものである。もし、上記顔料分散剤と結着樹脂との相溶性が悪ければ、上記顔料分散剤同士が凝集し合い、かつ、ポリマー成分の分子鎖も収縮し、分子鎖が十分に広がらないため十分な立体反発効果が得られず、顔料の凝集を抑制できなくなる。
In the above general formulas (6-1) to (9), the bonding position of the linking group (substitution position of the phenyl group with a hydrogen atom) is the o-position, m-position or p-position with respect to the amide group. Any of these positions may be used, and the influence on the affinity to the pigment due to the difference in these substitution positions is the same.
In order for the pigment dispersant used in the present invention to maintain a good dispersion state of the pigment in the toner, the polymer component must be maintained in a state where the molecular chain is sufficiently expanded in the binder resin constituting the toner. . For this purpose, the polymer component of the pigment dispersant must have good affinity with the binder resin constituting the toner. As used herein, “affinity with the binder resin” indicates compatibility with the binder resin. If the compatibility of the pigment dispersant and the binder resin is poor, the pigment dispersant aggregates and the molecular chain of the polymer component contracts, and the molecular chain does not spread sufficiently. The repulsion effect cannot be obtained, and pigment aggregation cannot be suppressed.
したがって、上記結着樹脂がポリエステル樹脂の場合、上記顔料分散剤のポリマー成分は、上記結晶性ポリエステル樹脂や上記結着樹脂とSP値が近いポリエステル樹脂を含有することが好ましい。これは構造の類似性が高いもの同士の方がより親和性が高いためである。
また、溶解懸濁法(懸濁造粒法)によるトナーを製造する場合には、上記顔料分散剤のポリマー成分は、トナー製造時に用いられる有機溶媒との親和性のある構造のものを選択することが好ましい。ただし、このとき用いられる有機溶媒は、結着樹脂、結晶性ポリエステル樹脂の双方を溶解させるものが用いられるため、双方に対する親和性が高い。そのため有機溶媒の影響は結着樹脂や結晶性ポリエステル樹脂と比較して小さい。
Therefore, when the binder resin is a polyester resin, it is preferable that the polymer component of the pigment dispersant contains the crystalline polyester resin or a polyester resin having an SP value close to that of the binder resin. This is because those having higher structural similarity have higher affinity.
Further, when the toner is produced by the dissolution suspension method (suspension granulation method), the polymer component of the pigment dispersant is selected to have a structure having an affinity with the organic solvent used at the time of toner production. It is preferable. However, since the organic solvent used at this time dissolves both the binder resin and the crystalline polyester resin, the affinity for both is high. Therefore, the influence of the organic solvent is small compared with the binder resin and the crystalline polyester resin.
前記顔料分散剤のポリマー成分を構成するビニル系重合体は、トナーの結着樹脂や結晶性ポリエステル樹脂、との親和性を調整するために、一般式(1)を含め、下記一般式(10)で示される単量体単位を構成成分として含む重合体または共重合体が好ましい。 The vinyl polymer constituting the polymer component of the pigment dispersant includes the following general formula (10) including the general formula (1) in order to adjust the affinity with the binder resin and crystalline polyester resin of the toner. The polymer or copolymer containing a monomer unit represented by
上記一般式(10)中のR21は、単量体単位の重合性の観点から水素原子またはメチル基であること好ましい。
また、上記一般式(10)中のR22は、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、フェニル基またはカルボキシル基が好ましい。トナーを構成する結着樹脂中のアゾ化合物の分散性および相溶性の観点から、フェニル基、カルボン酸エステル基またはカルボン酸アミド基である場合が好ましい。
R 21 in the general formula (10) is preferably a hydrogen atom or a methyl group from the viewpoint of polymerizability of the monomer unit.
Further, R 22 in the general formula (10) is preferably a carboxylic acid ester group, a carboxylic acid amide group, a phenyl group or a carboxyl group. From the viewpoint of dispersibility and compatibility of the azo compound in the binder resin constituting the toner, a phenyl group, a carboxylic acid ester group or a carboxylic acid amide group is preferable.
また、上記一般式(10)におけるR22の置換基は、さらに置換されていてもよく、単量体単位の重合性を阻害したり、上記顔料分散剤の溶解性を著しく低下させたりするものでなければ特に制限されない。この場合、置換基としては、アルコキシ基、アミノ基およびアシル基などが挙げられる。
以下に、上記一般式(10)で示される単量体単位を構成成分として含む共重合体をより具体的に例示するが、これらに限定されない。
本発明における上記顔料分散剤のポリマー成分としては、下記一般式(11−1)、(11−2)、(11−3)および(11−4)からなる群より選ばれる単量体単位を構成成分として含む共重合体が好適に挙げられる。
Further, the substituent of R 22 in the general formula (10) may be further substituted, which inhibits the polymerizability of the monomer unit or significantly lowers the solubility of the pigment dispersant. Otherwise there is no particular restriction. In this case, examples of the substituent include an alkoxy group, an amino group, and an acyl group.
Although the copolymer which contains the monomer unit shown by the said General formula (10) as a structural component below is illustrated more concretely, it is not limited to these.
The polymer component of the pigment dispersant in the present invention is a monomer unit selected from the group consisting of the following general formulas (11-1), (11-2), (11-3) and (11-4). Preferred examples include a copolymer contained as a constituent component.
上記一般式(11−1)中、R23は、単量体単位の重合性の観点から、水素原子またはメチル基である場合が好ましい。
また、上記一般式(11−1)中、R24におけるアルキル基は、トナーを構成する結着樹脂への分散性および相溶性の観点から、炭素原子数が1〜22のアルキル基または炭素原子数が7もしくは8のアラルキル基であることが好ましい。特に、R24は炭素原子数が4〜22のアルキル基であると、結晶性ポリエステル樹脂との相溶性の観点から好ましい。なお、上記アルキル基は、直鎖状構造、分岐状構造または環状構造のいずれの構造を有していてもよい。
また、R24におけるアラルキル基としては、ベンジル基、α−メチルベンジル基およびフェネチル基が挙げられる。
In the general formula (11-1), R 23 is preferably a hydrogen atom or a methyl group from the viewpoint of polymerizability of the monomer unit.
In the general formula (11-1), the alkyl group represented by R 24 is an alkyl group or carbon atom having 1 to 22 carbon atoms from the viewpoint of dispersibility and compatibility with the binder resin constituting the toner. An aralkyl group having a number of 7 or 8 is preferred. In particular, R 24 is preferably an alkyl group having 4 to 22 carbon atoms from the viewpoint of compatibility with the crystalline polyester resin. The alkyl group may have any structure of a linear structure, a branched structure, or a cyclic structure.
Moreover, examples of the aralkyl group for R 24 include a benzyl group, an α-methylbenzyl group, and a phenethyl group.
顔料分散剤のポリマー成分においては、上記一般式(10)または一般式(11−1)〜(11−4)で示される単量体単位の割合を変化させて、トナーを構成する結着樹脂や結晶性ポリエステル樹脂と上記顔料分散剤の相溶性を向上させることが可能である。
本発明のように、トナーを構成する主たる結着樹脂がポリエステル樹脂の場合には、上記ポリマー成分が結着樹脂との溶解性を調整したポリエステル樹脂を含むポリマーであると、結着樹脂と上記顔料分散剤の相溶性をより一層向上させることが可能である。
In the polymer component of the pigment dispersant, the binder resin constituting the toner by changing the proportion of the monomer units represented by the general formula (10) or the general formulas (11-1) to (11-4). In addition, it is possible to improve the compatibility between the crystalline polyester resin and the pigment dispersant.
When the main binder resin constituting the toner is a polyester resin as in the present invention, the polymer component is a polymer containing a polyester resin whose solubility with the binder resin is adjusted. It is possible to further improve the compatibility of the pigment dispersant.
上述のように、上記顔料分散剤のポリマー成分とトナーを構成する結着樹脂の相溶性が高い場合、上記顔料分散剤におけるポリマー成分由来の高分子鎖が十分に広がった状態を維持できるため、立体反発効果が大きく、顔料の分散状態を良好に維持できる。
上記顔料分散剤におけるポリマー成分は、トナーを構成する結着樹脂への相溶性が適切な範囲である限りは、ビニル重合系樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド樹脂、または、それら複数を化学的に結合させたハイブリッド樹脂など、任意の高分子を用いることが可能である。
As described above, when the compatibility of the polymer component of the pigment dispersant and the binder resin constituting the toner is high, the polymer chain-derived polymer chain in the pigment dispersant can maintain a sufficiently expanded state, The steric repulsion effect is large, and the dispersion state of the pigment can be maintained well.
As long as the compatibility with the binder resin constituting the toner is within an appropriate range, the polymer component in the pigment dispersant is chemically bonded to a vinyl polymer resin, polyester, polyurethane, polyamide resin, or a plurality thereof. It is possible to use any polymer such as hybrid resin.
また、上記顔料分散剤におけるポリマー成分の重合形態としては、ランダム共重合体、交互共重合体、周期的共重合体およびブロック共重合体などが挙げられる。なお、上記ポリマー成分は、直鎖状構造、分岐状構造または架橋構造のいずれの構造を有していてもよい。
本発明において、上記顔料分散剤におけるポリマー成分がポリエステル系骨格を有する場合について、以下詳細に説明する。
トナーを構成する結着樹脂がポリエステル樹脂の場合、結着樹脂への相溶性の観点から、上記顔料分散剤におけるポリマー成分が、少なくとも下記一般式(12)および(13)で示される単量体単位を構成成分として含む縮重合ポリマーを含有することが好ましい。あるいは、下記一般式(14)で示される単量体単位を構成成分として含む縮重合ポリマーを含有することが好ましい。
Examples of the polymerization form of the polymer component in the pigment dispersant include a random copolymer, an alternating copolymer, a periodic copolymer, and a block copolymer. The polymer component may have any structure of a linear structure, a branched structure, or a crosslinked structure.
In the present invention, the case where the polymer component in the pigment dispersant has a polyester skeleton will be described in detail below.
When the binder resin constituting the toner is a polyester resin, the polymer component in the pigment dispersant is at least a monomer represented by the following general formulas (12) and (13) from the viewpoint of compatibility with the binder resin. It is preferable to contain a polycondensation polymer containing units as constituent components. Or it is preferable to contain the polycondensation polymer which contains the monomer unit shown by following General formula (14) as a structural component.
上記一般式(12)中、L2で示される2価の連結基は、アルキレン基、アルケニレン基またはアリーレン基であることが好ましい。
上記L2は、上記に列挙した置換基から任意に選択できるが、分散媒体、特に非極性溶剤への親和性の観点から、炭素原子数6以上のアルキレン基またはフェニレン基であることが好ましく、それらの組み合わせであってもよい。
また、上記L2の置換基は、分散媒体への親和性を著しく阻害しない限りはさらに置換基により置換されていてもよい。この場合、置換基としては、メチル基、ハロゲン原子、カルボキシル基、トリフルオロメチル基およびそれらの組み合わせが挙げられる。
上記一般式(13)中のL3は2価の連結基を示すが、分散媒体への親和性の観点から、アルキレン基もしくはフェニレン基である場合、または、上記一般式(13)が、下記一般式(15)で示される場合であることが好ましい。
In the general formula (12), the divalent linking group represented by L 2 is preferably an alkylene group, an alkenylene group or an arylene group.
The L 2 can be arbitrarily selected from the substituents listed above, but is preferably an alkylene group having 6 or more carbon atoms or a phenylene group from the viewpoint of affinity for a dispersion medium, particularly a nonpolar solvent, A combination thereof may also be used.
Further, the above substituent of L 2 may be further substituted with a substituent as long as the affinity to the dispersion medium is not significantly impaired. In this case, examples of the substituent include a methyl group, a halogen atom, a carboxyl group, a trifluoromethyl group, and combinations thereof.
L 3 in the general formula (13) represents a divalent linking group. From the viewpoint of affinity for the dispersion medium, L 3 is an alkylene group or a phenylene group, or the general formula (13) is The case represented by the general formula (15) is preferable.
上記L3は上記に列挙した置換基から任意に選択できるが、分散媒体、特に非極性溶剤への親和性の観点から、炭素原子数が6以上のアルキレン基もしくはフェニレン基である場合が好ましい。または、上記一般式(13)が上記一般式(15)のビスフェノールA誘導体である場合が好ましく、それらの組み合わせであってもよい。
上記L3の置換基は、分散媒体への親和性を著しく阻害しない限りはさらに置換基により置換されていてもよい。この場合、置換基としては、メチル基、アルコキシ基、ヒドロキシル基、ハロゲン原子およびそれらの組み合わせが挙げられる。
L 3 can be arbitrarily selected from the substituents listed above, but is preferably an alkylene group or a phenylene group having 6 or more carbon atoms from the viewpoint of affinity with a dispersion medium, particularly a nonpolar solvent. Alternatively, it is preferable that the general formula (13) is a bisphenol A derivative of the general formula (15), and a combination thereof may be used.
The substituent of L 3 may be further substituted with a substituent as long as the affinity to the dispersion medium is not significantly impaired. In this case, examples of the substituent include a methyl group, an alkoxy group, a hydroxyl group, a halogen atom, and combinations thereof.
上記一般式(14)中のL4は2価の連結基を示すが、アルキレン基またはアルケニレン基であることが好ましい。
これらアルケニレン基は直鎖状構造、分岐状構造および環状構造のいずれの構造を有していてもよい。また、少なくとも一つ以上の二重結合を有していればよく、二重結合の位置はいずれの箇所にあってもよい。
また、上記L4の置換基は、分散媒体への親和性を著しく阻害しない限りはさらに置換基により置換されていてもよい。この場合、置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシル基、ハロゲン原子およびそれらの組み合わせが挙げられる。
上記L4は上記に列挙した置換基から任意に選択できるが、分散媒体、特に非極性溶剤への親和性の観点から、炭素原子数6以上のアルキレン基またはアルケニレン基である場合が好ましく、それらの組み合わせであってもよい。
L 4 in the general formula (14) represents a divalent linking group, and is preferably an alkylene group or an alkenylene group.
These alkenylene groups may have any structure of a linear structure, a branched structure, and a cyclic structure. Moreover, what is necessary is just to have at least 1 or more double bond, and the position of a double bond may exist in any location.
Further, the substituent of L 4 may be further substituted with a substituent as long as the affinity to the dispersion medium is not significantly impaired. In this case, examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a hydroxyl group, a halogen atom, and combinations thereof.
The above L 4 can be arbitrarily selected from the substituents listed above, but is preferably an alkylene group having 6 or more carbon atoms or an alkenylene group from the viewpoint of affinity for a dispersion medium, particularly a nonpolar solvent, A combination of these may be used.
上記顔料分散剤において、単結合または連結基を介してポリマー成分と結合する顔料に吸着する吸着成分が存在する位置は、ランダムに点在していても、一端に1つまたは複数のブロックを形成して偏在していてもよい。また、吸着成分の数は、多い方が上記顔料への親和性が高いが、多すぎるとトナーを構成する結着樹脂への親和性が低下する傾向にある。したがって、上記吸着成分の数は、ポリマー成分を形成する単量体数100に対して、0.5〜30であることが好ましく、0.5〜15であることがより好ましく、1.0〜6.0であると一層好ましく、1.0〜4.0であるとより一層好ましい。 In the above pigment dispersant, one or more blocks are formed at one end even if the positions where the adsorbing component adsorbing to the pigment bonded to the polymer component via a single bond or a linking group is randomly scattered And may be unevenly distributed. Further, the larger the number of adsorbing components, the higher the affinity for the pigment. However, if the number is too large, the affinity for the binder resin constituting the toner tends to decrease. Therefore, the number of the adsorbing components is preferably 0.5 to 30, more preferably 0.5 to 15 with respect to 100 monomers forming the polymer component, and 1.0 to 6.0 is even more preferable, and 1.0 to 4.0 is even more preferable.
上記顔料分散剤において、上記顔料分散剤1分子当たりの吸着基成分の個数が1.0以上6.0以下であると好ましく、1.0以上3.0以下であるとより好ましい。これは、上記顔料分散剤1分子当たりの吸着基成分の個数が1.0以上であると上記顔料分散剤の分子が顔料に吸着する分子が十分量存在するため好ましい。逆に上記顔料分散剤1分子当たりの吸着基成分の個数が6.0以下であると上記顔料分散剤の同じ分子内の吸着基同士が会合、凝集する確率が低く、顔料への吸着性が十分であるため好ましい。 In the pigment dispersant, the number of adsorbing group components per molecule of the pigment dispersant is preferably 1.0 or more and 6.0 or less, and more preferably 1.0 or more and 3.0 or less. This is preferable when the number of adsorbing group components per molecule of the pigment dispersant is 1.0 or more, because there is a sufficient amount of molecules that the pigment dispersant molecules adsorb to the pigment. Conversely, when the number of adsorbing group components per molecule of the pigment dispersant is 6.0 or less, the probability that the adsorbing groups in the same molecule of the pigment dispersant associate and aggregate is low, and the adsorptivity to the pigment is low. This is preferable because it is sufficient.
本発明において、上記顔料分散剤の含有量は、トナー中に含有される顔料の総量に対して、0.5質量%以上30質量%以下であることが好ましく、1.0質量%以上15.0質量%以下であることがより好ましい。4.0質量%以上15.0質量%以下であることがより一層好ましい。上記顔料分散剤の含有量が、顔料の総量に対して0.5質量%以上である場合には、本発明の効果が低下しない。一方、30質量%以下の場合には、顔料と吸着せず遊離した上記顔料分散剤が増加せず、トナーの帯電性が低下しない。 In the present invention, the content of the pigment dispersant is preferably 0.5% by mass or more and 30% by mass or less, and 1.0% by mass or more and 15.15% by mass or less with respect to the total amount of pigments contained in the toner. It is more preferably 0% by mass or less. More preferably, it is 4.0 mass% or more and 15.0 mass% or less. When the content of the pigment dispersant is 0.5% by mass or more based on the total amount of the pigment, the effect of the present invention does not decrease. On the other hand, in the case of 30% by mass or less, the pigment dispersant released without adsorbing to the pigment does not increase, and the chargeability of the toner does not decrease.
また、上記顔料分散剤の含有量は、トナー質量に対して0.01質量%以上10.00質量%以下であることが好ましく、0.01質量%以上5.00質量%以下であることがより好ましい。上記顔料分散剤の含有量が、トナー質量に対して0.01質量%以上である場合には、本発明の効果が低下しない。一方、10.00質量%以下の場合には、トナーの帯電性が低下しない。
また、上記顔料分散剤のガラス転移温度(Tg)は50℃以上150℃以下であることが好ましく、55℃以上120℃以下であることがより好ましい。上記顔料分散剤のガラス転移温度(Tg)が50℃以上である場合には、トナーの保存性が低下しない。一方、150℃以下の場合には、トナーの定着性が低下しない。
The content of the pigment dispersant is preferably 0.01% by mass or more and 10.00% by mass or less, and preferably 0.01% by mass or more and 5.00% by mass or less with respect to the toner mass. More preferred. When the content of the pigment dispersant is 0.01% by mass or more based on the toner mass, the effect of the present invention does not deteriorate. On the other hand, when the amount is 10.00% by mass or less, the chargeability of the toner does not decrease.
The glass transition temperature (Tg) of the pigment dispersant is preferably 50 ° C. or higher and 150 ° C. or lower, and more preferably 55 ° C. or higher and 120 ° C. or lower. When the glass transition temperature (Tg) of the pigment dispersant is 50 ° C. or higher, the storage stability of the toner does not deteriorate. On the other hand, when the temperature is 150 ° C. or lower, the toner fixability does not deteriorate.
また、上記顔料分散剤の顔料への吸着率は30%以上とする。50%以上であることがより好ましく、70%以上であることがさらに好ましく、85%以上であると一層好ましい。上記顔料分散剤の顔料への吸着率が30%以上であると、トナーを構成する他の材料の、顔料に対する干渉に打ち勝って上記顔料分散剤が顔料に吸着し続けられ、顔料の分散状態を良好に維持できる。 The adsorption rate of the pigment dispersant to the pigment is 30% or more. It is more preferably 50% or more, further preferably 70% or more, and further preferably 85% or more. When the adsorption rate of the pigment dispersant to the pigment is 30% or more, the pigment dispersant continues to be adsorbed to the pigment by overcoming the interference of the other materials constituting the toner with respect to the pigment. It can be maintained well.
また、上記顔料分散剤の酸価は30.0mgKOH/g以下であることが好ましく、10.0mgKOH/gであることがより好ましい。上記顔料分散剤の酸価が30.0mgKOH/g以下であると、吸湿性の観点から、高温高湿環境下での使用において帯電性がより向上する。なお、上記顔料分散剤の酸価は、0.0mgKOH/g以上であることが好ましい。
特に、懸濁造粒法(溶解懸濁法)のような水系媒体中でトナーを製造する場合、上記顔料分散剤の酸価が30.0mgKHO/g以下であり、かつ、トナーの結着樹脂の酸価より小さいと好ましい。その場合、トナー粒子の表面に上記顔料分散剤が存在する確率が低くなり、結果として顔料もトナー粒子の表面近傍に存在する確率が低下する傾向にある。そのため、トナー粒子の表面における顔料の露出を低減できる。つまり、トナー粒子の表面が均質になるため、通常のトナーにおいてトナー粒子の表面に付着させて用いるシリカなどの無機微粒子がトナーから遊離するのを低減できる。そのため、フィルミングなどの部材汚染を改善することが可能となる。
The acid value of the pigment dispersant is preferably 30.0 mgKOH / g or less, and more preferably 10.0 mgKOH / g. When the acid value of the pigment dispersant is 30.0 mgKOH / g or less, the chargeability is further improved in use in a high temperature and high humidity environment from the viewpoint of hygroscopicity. The acid value of the pigment dispersant is preferably 0.0 mgKOH / g or more.
In particular, when a toner is produced in an aqueous medium such as a suspension granulation method (dissolution suspension method), the acid value of the pigment dispersant is 30.0 mgKHO / g or less, and the toner binder resin. It is preferable that it is smaller than the acid value. In that case, the probability that the pigment dispersant is present on the surface of the toner particle is low, and as a result, the probability that the pigment is also present in the vicinity of the surface of the toner particle tends to decrease. Therefore, the exposure of the pigment on the surface of the toner particle can be reduced. That is, since the surface of the toner particles becomes uniform, it is possible to reduce the release of inorganic fine particles such as silica used by adhering to the surface of the toner particles in a normal toner. Therefore, it is possible to improve member contamination such as filming.
顔料分散剤のSP値(A)と結着樹脂のSP値(C)との差(A−C)が、−2.00以上+0.05以下で、かつ、上記顔料分散剤の酸価が30.0mgKHO/g以下であり、かつ、トナーの結着樹脂の酸価より小さいとより顕著となる。本発明の結着樹脂として用いられる非晶性ポリエステル樹脂においてSP値が高い場合、樹脂の極性が高いということになる。これは本発明で用いられる結晶性ポリエステル樹脂に関しても同様である。したがって、以下の2つの条件を満たすとトナー粒子の表面における顔料の露出をかなり低減できるためフィルミングなどの部材汚染の観点でより一層好ましい。
(1)顔料分散剤のSP値(A)と結着樹脂のSP値(C)との差(A−C)が、−2.00以上+0.05以下、
(2)上記顔料分散剤の酸価が30.0mgKHO/g以下で、かつ、トナーの結着樹脂の酸価より小さい。
The difference (A−C) between the SP value (A) of the pigment dispersant and the SP value (C) of the binder resin is −2.00 or more and +0.05 or less, and the acid value of the pigment dispersant is It becomes more remarkable when it is 30.0 mgKHO / g or less and is smaller than the acid value of the binder resin of the toner. In the amorphous polyester resin used as the binder resin of the present invention, when the SP value is high, the polarity of the resin is high. The same applies to the crystalline polyester resin used in the present invention. Therefore, if the following two conditions are satisfied, the exposure of the pigment on the surface of the toner particles can be considerably reduced, which is more preferable in terms of member contamination such as filming.
(1) The difference (A−C) between the SP value (A) of the pigment dispersant and the SP value (C) of the binder resin is −2.00 or more and +0.05 or less,
(2) The acid value of the pigment dispersant is 30.0 mgKHO / g or less, and is smaller than the acid value of the binder resin of the toner.
上記顔料分散剤は、アミン価を有していてもよく、上記顔料分散剤のアミン価は30.0mgKOH/g以下であることが好ましく、10.0mgKOH/g以下であることがより好ましく、5.0mgKOH/g以下であることがさらに好ましい。上記顔料分散剤のアミン価が30.0mgKOH/g以下であると高温高湿環境下での使用において帯電性が向上する。特に、負帯電性トナーにおいては、上記顔料分散剤のアミン価が30.0mgKOH/gを超える場合には、帯電性が低下する傾向にある。なお、上記顔料分散剤のアミン価は、0.0mgKOH/g以上であることが好ましい。 The pigment dispersant may have an amine value, and the amine value of the pigment dispersant is preferably 30.0 mgKOH / g or less, more preferably 10.0 mgKOH / g or less. More preferably, it is 0.0 mgKOH / g or less. When the amine value of the pigment dispersant is 30.0 mgKOH / g or less, the chargeability is improved in use in a high temperature and high humidity environment. In particular, in a negatively chargeable toner, when the amine value of the pigment dispersant exceeds 30.0 mgKOH / g, the chargeability tends to decrease. The amine value of the pigment dispersant is preferably 0.0 mgKOH / g or more.
本発明においては、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定された上記顔料分散剤の数平均分子量(Mn)は、3000以上20000以下とする。6000以上20000以下であることがより好ましく、8000以上20000以下であることがさらに好ましい。
上記顔料分散剤の数平均分子量(Mn)が3000以上であると、上記顔料分散剤のポリマー部分による立体反発効果が大きい。そのため、顔料の分散性を向上させる効果が高く、保存安定性に優れる。一方、20000以下であると、トナーを構成する結着樹脂への親和性において問題がなく、かつ、定着性を阻害しない。また、上記顔料分散剤の数平均分子量(Mn)が20000以下であると、上記顔料分散剤が顔料粒子同士を架橋してしまう確率が低く、顔料が凝集してしまうことが抑制される。さらに、水系媒体中でトナーを製造する場合、トナー組成物または重合性単量体組成物の粘度が高くならず、シャープな粒度分布のトナーが得られる。
In the present invention, the number average molecular weight (Mn) of the pigment dispersant measured using gel permeation chromatography (GPC) is set to 3000 or more and 20000 or less. More preferably, it is 6000 or more and 20000 or less, and further preferably 8000 or more and 20000 or less.
When the number average molecular weight (Mn) of the pigment dispersant is 3000 or more, the steric repulsion effect by the polymer portion of the pigment dispersant is large. Therefore, the effect of improving the dispersibility of the pigment is high, and the storage stability is excellent. On the other hand, when it is 20000 or less, there is no problem in the affinity with the binder resin constituting the toner, and the fixing property is not hindered. Further, when the number average molecular weight (Mn) of the pigment dispersant is 20000 or less, the probability that the pigment dispersant crosslinks the pigment particles is low, and aggregation of the pigment is suppressed. Further, when the toner is produced in an aqueous medium, the toner composition or polymerizable monomer composition does not have a high viscosity, and a toner having a sharp particle size distribution can be obtained.
上記顔料分散剤が式(2)で示されるアゾ化合物の場合は、公知の方法に従って合成することができる。
上記アゾ化合物を合成する方法としては、例えば、下記(i)〜(iv)に示す方法などが挙げられる。
方法(i)について、スキームの一例を以下に示し、詳細に説明する。
When the pigment dispersant is an azo compound represented by the formula (2), it can be synthesized according to a known method.
Examples of the method for synthesizing the azo compound include the methods shown in the following (i) to (iv).
An example of the scheme of method (i) is shown below and will be described in detail.
上記に例示した方法(i)のスキームでは、工程1、および、工程2によって、上記アゾ化合物を合成することができる。工程1では、一般式(16)で示されるアニリン誘導体と、一般式(17)で示される化合物をジアゾカップリングさせ、一般式(18)で示されるアゾ骨格部分構造(以下、「アゾ骨格部分構造(18)」ともいう)を合成する。工程2では、アゾ骨格部分構造(18)とポリマー成分P1を縮合反応などにより結合させる。 In the scheme of the method (i) exemplified above, the azo compound can be synthesized by Step 1 and Step 2. In step 1, the aniline derivative represented by the general formula (16) and the compound represented by the general formula (17) are diazo-coupled to form an azo skeleton partial structure represented by the general formula (18) (hereinafter referred to as “azo skeleton moiety”). Structure (18) ") is synthesized. In step 2, the azo skeleton moiety structure (18) a polymer component P 1 is coupled by such a condensation reaction.
上記P1で示されるポリマー成分は、公知の方法を用いて、分子量分布や分子構造を制御することができる。例えば、付加開裂型の連鎖移動剤を用いる方法、NMP法(nitroxide mediated polymerization)、ATRP法(原子移動ラジカル重合法)、RAFT法(reversible addition fragmentation chain transfer)、その他、MADIX法(Macromolecular Design via Interchange of Xanthate)、DT法(Degenerative transfer)などを用いることで、分子量分布や分子構造を制御したポリマー成分を製造することができる。 The polymer component represented by P 1 can control the molecular weight distribution and the molecular structure using a known method. For example, a method using an addition-cleavage type chain transfer agent, an NMP method (nitroxide polymerized polymerization), an ATRP method (atom transfer radical polymerization method), a RAFT method (reversible addition fragmentation chain transfer), and others, a MADIx method (ultimate chain transfer). By using of Xanthate), DT method (Degenerative transfer), or the like, a polymer component having a controlled molecular weight distribution or molecular structure can be produced.
次に、上記工程2について説明する。工程2では公知の方法を利用できる。例えば、カルボキシル基を有するポリマー成分P1と、Q1がアミノ基を有する置換基であるアゾ骨格部分構造(18)を使用することで、P1とQ1がカルボン酸アミド結合で結ばれた上記アゾ化合物を合成することができる。具体的には、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩などの脱水縮合剤を使用してカルボン酸アミド結合を生成する方法、および、ショッテン−バウマン法などを利用できる。
次に、方法(ii)について、スキームの一例を以下に示し、詳細に説明する。
Next, the step 2 will be described. In step 2, a known method can be used. For example, by using the polymer component P 1 having a carboxyl group and the azo skeleton partial structure (18) in which Q 1 is a substituent having an amino group, P 1 and Q 1 are connected by a carboxylic acid amide bond. The above azo compound can be synthesized. Specifically, a method of generating a carboxylic acid amide bond using a dehydrating condensing agent such as 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride, a Schotten-Baumann method, and the like can be used.
Next, the method (ii) will be described in detail by showing an example of the scheme below.
上記に例示した方法(ii)のスキームでは、工程3および工程4によって、上記アゾ化合物を合成することができる。工程3では、一般式(18)で示されるアゾ骨格部分構造と、一般式(19)で示されるビニル基含有化合物(以下、「ビニル基含有化合物(19)」ともいう)を反応させ、一般式(20)で示される重合性官能基を有するアゾ骨格部分構造を合成する。一般式(20)で示される重合性官能基を有するアゾ骨格部分構造は、以下、「アゾ骨格部分構造(20)」ともいう。工程4では、重合性官能基を有するアゾ骨格部分構造(20)を、上記一般式(10)などで示される単量体単位と共重合する。 In the scheme of the method (ii) exemplified above, the azo compound can be synthesized by Step 3 and Step 4. In step 3, the azo skeleton partial structure represented by the general formula (18) is reacted with the vinyl group-containing compound represented by the general formula (19) (hereinafter, also referred to as “vinyl group-containing compound (19)”). An azo skeleton partial structure having a polymerizable functional group represented by the formula (20) is synthesized. The azo skeleton partial structure having a polymerizable functional group represented by the general formula (20) is hereinafter also referred to as “azo skeleton partial structure (20)”. In step 4, the azo skeleton partial structure (20) having a polymerizable functional group is copolymerized with a monomer unit represented by the general formula (10) or the like.
例えば、イソシアネート基を有するビニル基含有化合物(19)(例えば、2−イソシアナトエチルメタクリレート[昭和電工(株)製、商品名「カレンズMOI」])と、Q1がヒドロキシル基を有する置換基であるアゾ骨格部分構造(18)を使用する。このようにして、連結基がウレタン基である、重合性官能基を有するアゾ骨格部分構造(20)を合成することができる。
次に、方法(iii)について、スキームの一例を以下に示し、詳細に説明する。
For example, an isocyanate group-containing vinyl group-containing compound (19) (for example, 2-isocyanatoethyl methacrylate [manufactured by Showa Denko KK, trade name “Karenz MOI”]) and Q 1 is a substituent having a hydroxyl group. An azo skeleton partial structure (18) is used. In this way, an azo skeleton partial structure (20) having a polymerizable functional group in which the linking group is a urethane group can be synthesized.
Next, method (iii) will be described in detail with reference to an example of the scheme shown below.
上記に例示した方法(iii)のスキームでは、工程5および工程6によって、上記アゾ化合物を合成することができる。工程5では、一般式(18)で示されるアゾ骨格部分構造と、一般式(21)で示されるハロゲン原子含有化合物を反応させ、一般式(22)で示されるハロゲン原子を有するアゾ骨格部分構造(22)を合成する。一般式(21)で示されるハロゲン原子含有化合物は、以下、「ハロゲン原子含有化合物(21)」ともいう。一般式(22)で示されるハロゲン原子を有するアゾ骨格部分構造(22)は、以下、「アゾ骨格部分構造(22)」ともいう。工程6では、ハロゲン原子を有するアゾ骨格部分構造(22)を重合開始剤として、上記一般式(10)などで示される単量体単位と共重合する。 In the scheme of the method (iii) exemplified above, the azo compound can be synthesized by Step 5 and Step 6. In step 5, the azo skeleton partial structure represented by the general formula (18) is reacted with the halogen atom-containing compound represented by the general formula (21) to have the azo skeleton partial structure represented by the general formula (22). (22) is synthesized. The halogen atom-containing compound represented by the general formula (21) is hereinafter also referred to as “halogen atom-containing compound (21)”. The azo skeleton partial structure (22) having a halogen atom represented by the general formula (22) is hereinafter also referred to as “azo skeleton partial structure (22)”. In step 6, the azo skeleton partial structure (22) having a halogen atom is used as a polymerization initiator to copolymerize with a monomer unit represented by the above general formula (10) or the like.
上記カルボキシル基を有するハロゲン原子含有化合物(21)としては、その酸ハロゲン化物および酸無水物も同様に本発明において使用することができる。
また、工程6では、上記方法(i)中のATRP法を利用し、ハロゲン原子を有するアゾ骨格部分構造(22)を重合開始剤として、金属触媒および配位子の存在下、上記一般式(10)で示される単量体単位と重合して、上記アゾ化合物を合成することができる。
また、上記一般式(2)中のR4がNR11R12基であり、かつ、R11が水素原子、R12がフェニル基である場合、上記アゾ化合物は、例えば下記方法(iv)により合成することができる。
As the halogen atom-containing compound (21) having a carboxyl group, acid halides and acid anhydrides thereof can also be used in the present invention.
In Step 6, the ATRP method in the method (i) is used, and the azo skeleton partial structure (22) having a halogen atom is used as a polymerization initiator in the presence of a metal catalyst and a ligand. The azo compound can be synthesized by polymerizing with the monomer unit represented by 10).
Moreover, when R 4 in the general formula (2) is an NR 11 R 12 group, R 11 is a hydrogen atom, and R 12 is a phenyl group, the azo compound is obtained by, for example, the following method (iv): Can be synthesized.
上記に例示した方法(iv)のスキームでは、工程7、工程8、工程9および工程10によって、上記アゾ化合物を得ることができる。工程7では、一般式(23)で示されるアニリン誘導体と一般式(24)で示される化合物をアミド化し、一般式(25)で示される化合物を得る。工程8では、一般式(25)で示される化合物と一般式(26)で示されるアニリン類縁体のジアゾ成分とをカップリングさせて、一般式(27)で示されるアゾ骨格部分構造を得る。工程9では、一般式(27)で示されるアゾ骨格部分構造のニトロ基を還元剤にてアミノ基に還元して、一般式(28)で示されるアゾ骨格部分構造を得る。工程10では、一般式(28)で示されるアゾ骨格部分構造のアミノ基と、別途合成したP1で示されるポリマー成分のカルボキシル基をアミド化により結合する。 In the scheme of the method (iv) exemplified above, the azo compound can be obtained by Step 7, Step 8, Step 9 and Step 10. In Step 7, the aniline derivative represented by the general formula (23) and the compound represented by the general formula (24) are amidated to obtain a compound represented by the general formula (25). In step 8, the compound represented by the general formula (25) and the diazo component of the aniline analog represented by the general formula (26) are coupled to obtain an azo skeleton partial structure represented by the general formula (27). In step 9, the nitro group of the azo skeleton partial structure represented by the general formula (27) is reduced to an amino group with a reducing agent to obtain the azo skeleton partial structure represented by the general formula (28). In step 10, the amino group of the azo skeleton partial structure represented by the general formula (28) and the carboxyl group of the polymer component represented by P 1 separately synthesized are bonded by amidation.
また、一般式(24)中のR3がメチル基の場合は、一般式(24)で示される化合物に代わりジケテンを用いた方法によっても、上記アゾ化合物を合成することができる。
工程10では、上記方法(i)のスキーム中の工程2と同様の方法を利用して、一般式(28)で示されるアゾ骨格部分構造のアミノ基と、P1で示されるポリマー成分のカルボキシル基をアミド化するなどして結合する。このようにして、上記アゾ化合物を合成することができる。他には、P1で示されるポリマー成分がエポキシ基を有していても(例えば、2,3−エポキシプロピルメタクリレートの共重合体)、一般式(28)で示されるアゾ骨格部分構造中のアミノ基と反応させて結合させることが可能である。
When R 3 in the general formula (24) is a methyl group, the azo compound can be synthesized also by a method using diketene instead of the compound represented by the general formula (24).
In step 10, using the same method as in step 2 in the scheme of method (i), the amino group of the azo skeleton partial structure represented by general formula (28) and the carboxyl of the polymer component represented by P 1 are used. The group is bonded by amidation or the like. In this way, the azo compound can be synthesized. In addition, even if the polymer component represented by P 1 has an epoxy group (for example, a copolymer of 2,3-epoxypropyl methacrylate), in the azo skeleton partial structure represented by the general formula (28) It can be bonded by reacting with an amino group.
上記に例示した合成方法の各工程で得られた化合物は、通常の有機化合物の単離・精製方法を用いて精製することができる。単離・精製方法としては、例えば、有機溶剤を用いた再結晶法や再沈殿法、および、シリカゲルなどを用いたカラムクロマトグラフィーなどが挙げられる。これらの方法を単独または2つ以上組み合わせて精製を行うことにより、高純度の化合物を得ることが可能である。 The compound obtained in each step of the synthesis method exemplified above can be purified using a normal organic compound isolation / purification method. Examples of the isolation / purification method include a recrystallization method and a reprecipitation method using an organic solvent, and column chromatography using silica gel and the like. By purifying these methods singly or in combination of two or more, it is possible to obtain a highly pure compound.
本発明のトナーは、低温定着性を高めるために、結晶性ポリエステルを用いる。
本発明のトナーは、低温定着性を付与するために結晶性ポリエステルを添加する。
本実施形態において、『結晶性』とは、後述する示差走査熱量測定(DSC)の測定において、明確な吸熱ピークを有することを意味する。一方、明確な吸熱ピークが認められない樹脂は、非晶性であることを意味する。
本発明に用いる結晶性ポリエステルの融点Tm(C)は、55℃以上90℃以下であることが好ましく、60℃以上85℃以下であることがより好ましい。55℃以上の場合は、トナーのブロッキング(トナー同士の融着)が生じにくく、保存性が低下しない。一方、融点が90℃以下の場合、定着性が悪化しない。
The toner of the present invention uses crystalline polyester in order to improve low temperature fixability.
In the toner of the present invention, a crystalline polyester is added to impart low temperature fixability.
In the present embodiment, “crystallinity” means having a clear endothermic peak in the differential scanning calorimetry (DSC) measurement described later. On the other hand, a resin that does not have a clear endothermic peak means amorphous.
The melting point Tm (C) of the crystalline polyester used in the present invention is preferably 55 ° C. or higher and 90 ° C. or lower, and more preferably 60 ° C. or higher and 85 ° C. or lower. When the temperature is 55 ° C. or higher, toner blocking (toner-to-toner fusion) hardly occurs and storage stability does not deteriorate. On the other hand, when the melting point is 90 ° C. or lower, the fixability does not deteriorate.
本発明の結晶性ポリエステルは、脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとの重縮合樹脂から構成される。
Tm(C)は、使用する脂肪族ジカルボン酸や脂肪族ジオールの種類、重合度などによって調整することができる。
上記脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールは、下記式(4)で示される直鎖型脱脂肪族ジカルボン酸と下記式(5)で示される直鎖型脂肪族ジオールであることがより好ましい。
The crystalline polyester of the present invention is composed of a polycondensation resin of an aliphatic dicarboxylic acid and an aliphatic diol.
Tm (C) can be adjusted according to the kind of aliphatic dicarboxylic acid or aliphatic diol used, the degree of polymerization, and the like.
The aliphatic dicarboxylic acid and the aliphatic diol are more preferably a linear dealiphatic dicarboxylic acid represented by the following formula (4) and a linear aliphatic diol represented by the following formula (5).
HOOC−(CH2)m−COOH 式(4)
[式(4)中、mは、4〜16の整数を示す。]
HO−(CH2)n−OH 式(5)
[式(5)中、nは、4〜16の整数を示す。]
HOOC- (CH2) m-COOH Formula (4)
[In Formula (4), m shows the integer of 4-16. ]
HO— (CH 2) n —OH Formula (5)
[In Formula (5), n shows the integer of 4-16. ]
直鎖型であると、ポリエステル樹脂の結晶性に優れ、結晶融点が適度であるため、耐トナーブロッキング性、画像保存性、および、低温定着性に優れる。また、炭素原子数が4以上であると、融点(Tm)が適度であるため、耐トナーブロッキング性、画像保存性、および、低温定着性に優れる。また、炭素原子数が16以下であると、実用上の材料の入手が容易である。前記炭素原子数としては14以下であることがより好ましい。
結晶性ポリエステルの結晶性の点で、ポリカルボン酸成分のうち、脂肪族ジカルボン酸の含有量が80モル%以上であることが好ましく、90モル%以上であることがより好ましく、100モル%であることがさらに好ましい。
The linear type is excellent in the crystallinity of the polyester resin and has an appropriate crystal melting point, and thus is excellent in toner blocking resistance, image storage stability, and low-temperature fixability. Further, when the number of carbon atoms is 4 or more, the melting point (Tm) is appropriate, and thus toner blocking resistance, image storage stability, and low-temperature fixability are excellent. Further, when the number of carbon atoms is 16 or less, it is easy to obtain practical materials. The number of carbon atoms is more preferably 14 or less.
Of the polycarboxylic acid component, the content of the aliphatic dicarboxylic acid is preferably 80 mol% or more, more preferably 90 mol% or more, and more preferably 100 mol% in terms of crystallinity of the crystalline polyester. More preferably it is.
結晶性ポリエステルの結晶性の点で、ポリオール成分のうち、前記脂肪族ジオール成の含有量が80モル%以上であることが好ましく、90モル%以上であることがより好ましいく、100モル%であることがさらに好ましい。
なお、必要に応じて、酸価や水酸基価の調製などの目的で、酢酸、安息香酸などの1価の酸や、シクロヘキサノールベンジルアルコールなどの1価のアルコールも用いられる。
本発明に用いられる結晶性ポリエステル樹脂は、通常のポリエステル合成法で製造することができる。例えば、ジカルボン酸成分とジアルコ−ル成分をエステル化反応、または、エステル交換反応させた後、減圧下または窒素ガスを導入して常法に従って重縮合反応させることによって得ることができる。
From the viewpoint of crystallinity of the crystalline polyester, the content of the aliphatic diol component in the polyol component is preferably 80 mol% or more, more preferably 90 mol% or more, and preferably 100 mol%. More preferably it is.
If necessary, monovalent acids such as acetic acid and benzoic acid and monovalent alcohols such as cyclohexanol benzyl alcohol are also used for the purpose of adjusting the acid value and the hydroxyl value.
The crystalline polyester resin used in the present invention can be produced by an ordinary polyester synthesis method. For example, it can be obtained by subjecting a dicarboxylic acid component and a dial alcohol component to an esterification reaction or a transesterification reaction, followed by a polycondensation reaction under reduced pressure or by introducing nitrogen gas according to a conventional method.
また、ポリマー末端のカルボキシル基を封止することで結晶性ポリエステルの酸価を制御することもできる。末端封止にはモノカルボン酸、モノアルコールを用いることができる。
また、本実施形態では、結晶性ポリエステル部位に対して、他成分を60重量%以下の割合で共重合(変性)した共重合体も結晶性ポリエステル(ハイブリッド結晶性ポリエステル)とする。
結晶性ポリエステルが他成分を重合した共重合体部位を有する場合、共重合体部位が、非晶性ビニル系共重合体であることが好ましい。
Moreover, the acid value of crystalline polyester can also be controlled by sealing the carboxyl group of the polymer terminal. Monocarboxylic acid and monoalcohol can be used for end-capping.
In this embodiment, a copolymer obtained by copolymerizing (modifying) other components in a proportion of 60% by weight or less with respect to the crystalline polyester portion is also referred to as crystalline polyester (hybrid crystalline polyester).
When the crystalline polyester has a copolymer site obtained by polymerizing other components, the copolymer site is preferably an amorphous vinyl copolymer.
共重合体部位が、非晶性ビニル系共重合体であることにより、結晶性ポリエステルが結着樹脂であるポリエステル樹脂との相溶性が適度になるため、トナー中で結晶性ポリエステルを従来よりもさらに微分散させることが可能となる。それにより、優れた低温定着性と耐久性を得ることが可能となる。
結晶性ポリエステル中の非晶性ビニル部位の重量比が60重量%以下の場合は、結晶性ポリエステルの結晶化度が低下しすぎないため、定着工程における十分なシャープメルト性を発揮することができる。
また、本発明の結晶性ポリエステルにおいて、結着樹脂との相溶性を調整するため、結晶性ポリエステルのエステル基濃度を調整するのも好ましい。すなわち、結晶性ポリエステルのエステル基濃度を調整することにより、ポリエステル樹脂である結着樹脂との相溶性を調整することができ、非晶性ビニル部位の上記効果と同様の効果を得ることができる。
Since the copolymer part is an amorphous vinyl copolymer, the compatibility of the crystalline polyester with the polyester resin as the binder resin becomes appropriate. Further, it can be finely dispersed. Thereby, it is possible to obtain excellent low-temperature fixability and durability.
When the weight ratio of the amorphous vinyl moiety in the crystalline polyester is 60% by weight or less, the crystallinity of the crystalline polyester does not decrease too much, so that a sufficient sharp melt property can be exhibited in the fixing step. .
In the crystalline polyester of the present invention, it is also preferable to adjust the ester group concentration of the crystalline polyester in order to adjust the compatibility with the binder resin. That is, by adjusting the ester group concentration of the crystalline polyester, the compatibility with the binder resin that is a polyester resin can be adjusted, and the same effect as the above-described effect of the amorphous vinyl portion can be obtained. .
エステル基濃度を高めることにより、結晶性ポリエステルのTm(C)が低くなり、耐トナーブロッキング性、画像保存性が悪化する場合があるので、ガラス転移温度(Tg)を考慮し、エステル基濃度を調整する必要がある。
また、結晶性ポリエステルは重量平均分子量(Mw)が10000以上80000以下であることが好ましく、13000以上40000以下であることがさらに好ましい。Mwが10000以上80000以下であることで、トナーの製造工程においては結晶性ポリエステルの結晶化度を高く保持しつつ、定着工程においては速やかに結晶性ポリエステルによる可塑効果を得ることができる。そのため、優れた耐熱保存性と、低温条件や高速条件における優れた定着性を両立することが可能となる。
結晶性ポリエステルの重量平均分子量(Mw)は、結晶性ポリエステルの種々の製造条件によって制御可能である。なお、結晶性ポリエステルの重量平均分子量(Mw)の測定方法に関しては後述する。
By increasing the ester group concentration, the Tm (C) of the crystalline polyester is lowered, and the toner blocking resistance and image storage stability may be deteriorated. Therefore, the ester group concentration should be adjusted in consideration of the glass transition temperature (Tg). It needs to be adjusted.
The crystalline polyester preferably has a weight average molecular weight (Mw) of 10,000 to 80,000, and more preferably 13,000 to 40,000. When Mw is 10,000 or more and 80,000 or less, it is possible to quickly obtain a plastic effect by the crystalline polyester in the fixing step while maintaining a high degree of crystallinity of the crystalline polyester in the toner production step. Therefore, it is possible to achieve both excellent heat-resistant storage stability and excellent fixability under low temperature conditions and high speed conditions.
The weight average molecular weight (Mw) of the crystalline polyester can be controlled by various production conditions of the crystalline polyester. A method for measuring the weight average molecular weight (Mw) of the crystalline polyester will be described later.
また、結晶性ポリエステルが、非晶性ビニル部を有する場合、非晶性ビニル部の重量平均分子量(Mw)は2000以上12000以下であることが好ましい。重量平均分子量(Mw)が2000以上12000以下であることで、非晶性ビニル部が結晶性ポリエステル中にさらに均一に分散した状態となる。その結果、結晶性ポリエステルと結着樹脂との相溶性が適度になり、結晶性ポリエステル樹脂の分散状態が良好であるため、低温定着性が良化する。非晶性ビニル部の重量平均分子量(Mw)は、結晶性ポリエステル製造時の両反応性モノマーの添加量などポリエステルの種々の製造条件によって制御可能である。なお、非晶性ビニル部の重量平均分子量(Mw)の測定方法に関しては後述する。 Moreover, when crystalline polyester has an amorphous vinyl part, it is preferable that the weight average molecular weights (Mw) of an amorphous vinyl part are 2000-12000. When the weight average molecular weight (Mw) is 2,000 or more and 12,000 or less, the amorphous vinyl part is more uniformly dispersed in the crystalline polyester. As a result, the compatibility between the crystalline polyester and the binder resin becomes appropriate, and the dispersion state of the crystalline polyester resin is good, so that the low-temperature fixability is improved. The weight average molecular weight (Mw) of the amorphous vinyl part can be controlled by various production conditions of the polyester, such as the amount of the bireactive monomer added during the production of the crystalline polyester. In addition, the measuring method of the weight average molecular weight (Mw) of an amorphous vinyl part is mentioned later.
また、本発明に用いられる結晶性ポリエステルの酸価を5.0mgKOH/g以下にすることが好ましい。結晶性ポリエステル樹脂は元々抵抗が低く、トナーの帯電性の点で不利になりやすい。その際、結晶性ポリエステル樹脂の酸価が高いと吸湿しやすく、帯電がリークしやすくなることから結晶性ポリエステル樹脂の5.0mgKOH/g以下とすることがトナーの帯電性の点で好ましい。
本発明に用いられる結晶性ポリエステルの酸価が5.0mgKOH/g以下であることにより、結晶性ポリエステルの結晶化度を高めることができ、耐熱性が向上する。また、酸価を下げることにより、画像形成時におけるトナーと紙との接着性は向上する。特に水系媒体中でトナーを製造する場合、酸価が5.0mgKOH/g以下であると、結晶性ポリエステルがトナー粒子の表面付近に偏在する確率が低くなる。その結果、結晶性ポリエステルの露出が抑制され、摩擦帯電性の低下や耐熱性の悪化の発生を抑制できるため好ましい。
The acid value of the crystalline polyester used in the present invention is preferably 5.0 mgKOH / g or less. Crystalline polyester resin has low resistance from the beginning, and tends to be disadvantageous in terms of toner chargeability. In that case, if the acid value of the crystalline polyester resin is high, moisture absorption is likely to occur, and charging is likely to leak. Therefore, the crystalline polyester resin is preferably set to 5.0 mgKOH / g or less from the viewpoint of chargeability of the toner.
When the acid value of the crystalline polyester used in the present invention is 5.0 mgKOH / g or less, the crystallinity of the crystalline polyester can be increased, and the heat resistance is improved. Further, by reducing the acid value, the adhesion between the toner and the paper during image formation is improved. In particular, when the toner is produced in an aqueous medium, if the acid value is 5.0 mgKOH / g or less, the probability that the crystalline polyester is unevenly distributed near the surface of the toner particles is low. As a result, it is preferable because the exposure of the crystalline polyester is suppressed and the decrease in frictional chargeability and the deterioration in heat resistance can be suppressed.
結晶性ポリエステルの酸価は、結晶性ポリエステルを構成するアルコール成分と酸成分の比率や、単量体の種類、結晶性ポリエステルの末端基処理によって制御可能である。なお、結晶性ポリエステルの酸価の測定方法に関しては後述する。
また、結晶性ポリエステルの含有量は結着樹脂である非晶性ポリエステル樹脂100質量部に対して3質量部以上50質量部以下であることが好ましく、8質量部以上40質量部以下であるとより好ましい。
The acid value of the crystalline polyester can be controlled by the ratio between the alcohol component and the acid component constituting the crystalline polyester, the type of monomer, and the end group treatment of the crystalline polyester. The method for measuring the acid value of the crystalline polyester will be described later.
Further, the content of the crystalline polyester is preferably 3 parts by mass or more and 50 parts by mass or less, and 8 parts by mass or more and 40 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the amorphous polyester resin that is a binder resin. More preferred.
結晶性ポリエステルの含有量が3質量部以上では、低温定着性がより良好であり好ましい。また、結晶性ポリエステルは抵抗が低く、吸湿しやすいため、その含有量が結着樹脂である非晶性ポリエステル樹脂に対して50質量部以下であるとトナーの帯電性が良好であり好ましい。また、過剰な結晶性ポリエステルの存在による前記結着樹脂への相溶による溶融粘度の低下が原因であるオフセットが発生しにくいため好ましい。さらに、水系媒体中で製造されたトナーでは、結晶性ポリエステルの含有量が過剰であるとトナー粒子の表面形状の平滑性が低下する。そのため、帯電特性の観点から結晶性ポリエステルの含有量は結着樹脂である非晶性ポリエステル樹脂100質量部に対して50質量部以下であることが好ましい。 When the content of the crystalline polyester is 3 parts by mass or more, the low-temperature fixability is more preferable. Further, since crystalline polyester has low resistance and easily absorbs moisture, the toner content is preferably 50 parts by mass or less with respect to the amorphous polyester resin as the binder resin, which is preferable. Further, it is preferable because an offset due to a decrease in melt viscosity due to the compatibility with the binder resin due to the presence of excess crystalline polyester hardly occurs. Furthermore, in the toner manufactured in an aqueous medium, the smoothness of the surface shape of the toner particles decreases if the content of the crystalline polyester is excessive. Therefore, from the viewpoint of charging characteristics, the content of the crystalline polyester is preferably 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the amorphous polyester resin that is a binder resin.
また、トナー中の前記結晶性ポリエステル樹脂の分散状態は、前記結晶性ポリエステル樹脂の酸価、分子量などの物性や、前記結晶性ポリエステル樹脂の融点と重合温度の条件でも制御可能である。
前記ハイブリッド結晶性ポリエステルの製造方法としては非晶性ビニル系重合体ユニット部を作成する際に加圧環境下で重合反応を進行させる方法が挙げられる。具体的にはポリエステルに含有される水酸基と非晶性ビニル系重合体に含有される(メタ)アクリル酸エステルとのエステル交換反応、ポリエステルに含有される水酸基と非晶性ビニル系重合体に含有されるカルボキシル基とのエステル化反応、ポリエステルに含有されるカルボキシル基と非晶性ビニル系重合体に含有される水酸基とのエステル化反応、水素引き抜き反応によりポリエステル中にラジカルを発生させ、ビニル系単量体を添加し、加圧環境下において、重合させるなどの方法が挙げられる。その際、加圧の程度としては0.20MPa以上0.45MPa以下が好ましい。
The dispersion state of the crystalline polyester resin in the toner can also be controlled by physical properties such as the acid value and molecular weight of the crystalline polyester resin and the conditions of the melting point and polymerization temperature of the crystalline polyester resin.
Examples of the method for producing the hybrid crystalline polyester include a method in which a polymerization reaction is allowed to proceed under a pressurized environment when an amorphous vinyl polymer unit is produced. Specifically, transesterification reaction between hydroxyl group contained in polyester and (meth) acrylic ester contained in amorphous vinyl polymer, hydroxyl group contained in polyester and contained in amorphous vinyl polymer To generate a radical in the polyester by an esterification reaction with a carboxyl group, an esterification reaction between a carboxyl group contained in the polyester and a hydroxyl group contained in the amorphous vinyl polymer, a hydrogen abstraction reaction, Examples thereof include a method of adding a monomer and polymerizing under a pressurized environment. At that time, the degree of pressurization is preferably 0.20 MPa or more and 0.45 MPa or less.
前記ハイブリッド樹脂を製造する際に用いる前記ビニル系重合性単量体としては、公知の単官能性重合性単量体或いは多官能性重合性単量体を使用することができる。単官能性重合性単量体としては、スチレン、アクリル系重合性単量体;前記アクリル系重合性単量体をメタクリレートに変えたメタクリル系重合性単量体が挙げられる。
前記ビニル系単量体としては、カルボキシル基、ヒドロキシル基を有するもの、(メタ)アクリル酸エステル類が含有されるものが好ましい。これは、カルボキシル基といった強い極性を持った官能基が前記ハイブリッド樹脂のビニル系重合体ユニット中に存在すると、ビニル系重合体ユニットが適当な極性を有することになり、水系媒体中でのトナー粒子製造時にトナー粒子を安定化させるため好ましい。
A known monofunctional polymerizable monomer or polyfunctional polymerizable monomer can be used as the vinyl polymerizable monomer used when the hybrid resin is produced. Examples of the monofunctional polymerizable monomer include styrene, an acrylic polymerizable monomer; and a methacrylic polymerizable monomer obtained by changing the acrylic polymerizable monomer to methacrylate.
As the vinyl monomer, those having a carboxyl group or a hydroxyl group and those containing (meth) acrylic acid esters are preferable. This is because if a functional group having a strong polarity such as a carboxyl group is present in the vinyl polymer unit of the hybrid resin, the vinyl polymer unit has an appropriate polarity, and toner particles in an aqueous medium This is preferable because the toner particles are stabilized during the production.
また、前記ハイブリッド樹脂のビニル系重合体ユニットがアクリル酸との共重合体であるとアクリル酸の持つカルボキシル基による水素結合により、トナー粒子の表面が強固になり耐久性に優れるため好ましい。アクリル酸の前記ハイブリッド樹脂中の含有量が3.0質量%以下であれば高温高湿環境下においても吸湿性が高まらずトナーの摩擦帯電性が低下しないため好ましい。
前記ハイブリッド樹脂を製造する際に上記した重合性単量体を重合するために用いられる重合開始剤としては、本発明で用いられるもの以外にも本発明の効果を阻害しない範囲であれば油溶性開始剤および/または水溶性開始剤が適宜用いることが可能である。例えば、油溶性開始剤としては、アゾ化合物や過酸化物が挙げられる。
特に、好ましくは、過酸化物であり、ポリエステル樹脂を水素引き抜き反応によりビニル変性させる場合は、10時間半減期温度が70℃以上170℃以下であることが好ましく、75℃以上130℃以下であるものを用いると、適度な反応性を持つためより好ましい。
Further, it is preferable that the vinyl polymer unit of the hybrid resin is a copolymer with acrylic acid, because the surface of the toner particles becomes strong and excellent in durability due to hydrogen bonding by a carboxyl group of acrylic acid. A content of acrylic acid in the hybrid resin of 3.0% by mass or less is preferable because the hygroscopicity does not increase even in a high temperature and high humidity environment and the triboelectric charging property of the toner does not decrease.
The polymerization initiator used for polymerizing the polymerizable monomer described above when producing the hybrid resin is oil-soluble as long as it does not inhibit the effects of the present invention other than those used in the present invention. Initiators and / or water-soluble initiators can be used as appropriate. For example, examples of the oil-soluble initiator include azo compounds and peroxides.
In particular, it is preferably a peroxide, and when the polyester resin is vinyl-modified by a hydrogen abstraction reaction, the 10-hour half-life temperature is preferably 70 ° C. or higher and 170 ° C. or lower, and 75 ° C. or higher and 130 ° C. or lower. It is more preferable to use one because it has an appropriate reactivity.
<結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量、数平均分子量>
結晶性ポリエステル0.03gをo−ジクロロベンゼン10mLに分散して溶解後、135℃において24時間振盪機で振盪を行い、0.2μmフィルターで濾過し、その濾液を試料として用い、下記の条件にて分析を行う。
[分析条件]
分離カラム:Shodex (TSK GMHHR−H HT20)×2
カラム温度:135℃
移動相溶媒:o−ジクロロベンゼン
移動相流速:1.0mL/分
試料濃度 :約0.3%
注入量 :300μL
検出器 :示差屈折率検出器 Shodex RI−71
また、試料の分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂(東ソー(株)製TSK スタンダード ポリスチレン F−850、F−450、F−288、F−128、F−80、F−40、F−20、F−10、F−4、F−2、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、A−500)により作成した分子量校正曲線を使用する。
<Weight average molecular weight and number average molecular weight of crystalline polyester resin>
After 0.03 g of crystalline polyester is dispersed and dissolved in 10 mL of o-dichlorobenzene, it is shaken with a shaker at 135 ° C. for 24 hours, filtered through a 0.2 μm filter, and the filtrate is used as a sample. Analyze.
[Analysis conditions]
Separation column: Shodex (TSK GMHHR-H HT20) × 2
Column temperature: 135 ° C
Mobile phase solvent: o-dichlorobenzene Mobile phase flow rate: 1.0 mL / min Sample concentration: about 0.3%
Injection volume: 300 μL
Detector: Differential refractive index detector Shodex RI-71
In calculating the molecular weight of the sample, standard polystyrene resin (TSO Standard Polystyrene F-850, F-450, F-288, F-128, F-80, F-40, F-20, manufactured by Tosoh Corporation), F-10, F-4, F-2, F-1, A-5000, A-2500, A-1000, A-500) are used.
<結晶性ポリエステル中の非晶性ビニル部の重量平均分子量>
結晶性ポリエステル中の非晶性ビニル部の分子量の測定は、結晶性ポリエステルのポリエステル部位を過水分解させて測定を行う。具体的な方法は、結晶性ポリエステル30mgにジオキサン5mL、10wt%の水酸化カリウム水溶液1mLを加え、温度70℃で6時間振盪させてポリエステル部位を加水分解させる。その後、溶液を乾燥させて、ビニル部の分子量の測定用の試料を作成した。
測定用試料0.03gをo−ジクロロベンゼン10mLに分散して溶解後、135℃において24時間振盪機で振盪を行い、0.2μmフィルターで濾過し、その濾液を試料として用い、下記の条件にて分析を行う。
[分析条件]
分離カラム:Shodex (TSK GMHHR−H HT20)×2
カラム温度:135℃
移動相溶媒:o−ジクロロベンゼン
移動相流速:1.0mL/分
試料濃度 :約0.3%
注入量 :300μL
検出器 :示差屈折率検出器 Shodex RI−71
また、試料の分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂(東ソー(株)製TSK スタンダード ポリスチレン F−850、F−450、F−288、F−128、F−80、F−40、F−20、F−10、F−4、F−2、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、A−500)により作成した分子量校正曲線を使用する。
<Weight average molecular weight of amorphous vinyl part in crystalline polyester>
The molecular weight of the amorphous vinyl part in the crystalline polyester is measured by hydrolyzing the polyester portion of the crystalline polyester. Specifically, 5 mL of dioxane and 1 mL of a 10 wt% aqueous potassium hydroxide solution are added to 30 mg of crystalline polyester, and the polyester portion is hydrolyzed by shaking at a temperature of 70 ° C. for 6 hours. Thereafter, the solution was dried to prepare a sample for measuring the molecular weight of the vinyl part.
After 0.03 g of the sample for measurement was dispersed in 10 mL of o-dichlorobenzene and dissolved, it was shaken with a shaker at 135 ° C. for 24 hours, filtered with a 0.2 μm filter, and the filtrate was used as a sample. Analyze.
[Analysis conditions]
Separation column: Shodex (TSK GMHHR-H HT20) × 2
Column temperature: 135 ° C
Mobile phase solvent: o-dichlorobenzene Mobile phase flow rate: 1.0 mL / min Sample concentration: about 0.3%
Injection volume: 300 μL
Detector: Differential refractive index detector Shodex RI-71
In calculating the molecular weight of the sample, standard polystyrene resin (TSO Standard Polystyrene F-850, F-450, F-288, F-128, F-80, F-40, F-20, manufactured by Tosoh Corporation), F-10, F-4, F-2, F-1, A-5000, A-2500, A-1000, A-500) are used.
<結晶性ポリエステルの融点Tm(C)>
トナーのガラス転移温度Tgおよび結晶性ポリエステルの融点、吸熱量、結晶化度は、示差走査熱量分析装置「Q1000」(TA Instruments社製)を用いてASTM D3418−82に準じて測定する。
装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。
具体的には、トナー5mgまたは結晶性ポリエステル1mgを精秤し、アルミニウム製のパンの中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用い、測定範囲20℃から140℃の間で、下記の設定でモジュレーション測定を行う。
昇温速度1℃/分
振幅温度幅±0.318℃/分
この昇温過程で、温度20℃から140℃の範囲において比熱変化が得られる。トナーのガラス転移温度Tgは、可逆比熱変化曲線の比熱変化が出る前と出た後の、ベースラインの中間点の線と示差熱曲線との交点とする。また、結晶性ポリエステルの融点Tm(C)は、比熱変化曲線における最大吸熱ピーク温度とする。
<Melting point Tm (C) of crystalline polyester>
The glass transition temperature Tg of the toner and the melting point, endothermic amount, and crystallinity of the crystalline polyester are measured using a differential scanning calorimeter “Q1000” (TA Instruments) according to ASTM D3418-82.
The temperature correction of the device detection unit uses the melting points of indium and zinc, and the correction of heat uses the heat of fusion of indium.
Specifically, 5 mg of toner or 1 mg of crystalline polyester is precisely weighed and placed in an aluminum pan, and an empty aluminum pan is used as a reference. Make modulation measurements in settings.
Temperature rising rate 1 ° C./min Amplitude temperature range ± 0.318 ° C./min In this temperature rising process, a specific heat change is obtained in the temperature range of 20 ° C. to 140 ° C. The glass transition temperature Tg of the toner is defined as an intersection point between the baseline intermediate line and the differential heat curve before and after the specific heat change of the reversible specific heat change curve. The melting point Tm (C) of the crystalline polyester is the maximum endothermic peak temperature in the specific heat change curve.
(ワックス)
本発明のトナーは、ワックスを含有してもよい。その場合、ワックスの少なくとも1つは、融点(温度20〜200℃の範囲におけるDSC吸熱曲線の最大吸熱ピークに対応する温度)が30℃以上120℃以下であることが好ましく、50℃以上100℃以下であることがより好ましい。また、室温で固体のワックスであることが好ましく、特に、融点が50℃以上100℃以下の固体ワックスがトナーの耐ブロッキング性、多数枚耐久性、低温定着性および耐オフセット性の点から好ましい。
(wax)
The toner of the present invention may contain a wax. In that case, at least one of the waxes preferably has a melting point (temperature corresponding to the maximum endothermic peak of the DSC endothermic curve in the temperature range of 20 to 200 ° C.) of 30 ° C. or more and 120 ° C. or less, and 50 ° C. or more and 100 ° C. The following is more preferable. Further, it is preferably a wax that is solid at room temperature, and in particular, a solid wax having a melting point of 50 ° C. or higher and 100 ° C. or lower is preferable from the viewpoint of toner blocking resistance, multi-sheet durability, low-temperature fixability, and offset resistance.
ワックスとしては、パラフィンワックス、ポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスおよびフィッシャートロプシュワックスなどのポリメチレンワックス、アミドワックス、ペトロラタムなどの石油系ワックスおよびその誘導体、モンタンワックスおよびその誘導体、カルナバワックスおよびキャンデリラワックスなどの天然ワックスおよびそれらの誘導体、硬化ヒマシ油およびその誘導体、植物ワックス、動物ワックス、高級脂肪酸、長鎖アルコール、エステルワックス、ケトンワックスおよびこれらのグラフト化合物、ブロック化合物などの誘導体など公知のワックスを用いることが可能である。これらは単独または併せて用いることができる。 Examples of the wax include paraffin wax, polyolefin wax, polymethylene wax such as microcrystalline wax and Fischer-Tropsch wax, petroleum wax such as amide wax and petrolatum and derivatives thereof, montan wax and derivatives thereof, carnauba wax and candelilla wax. Use of known waxes such as natural waxes and derivatives thereof, hydrogenated castor oil and derivatives thereof, vegetable waxes, animal waxes, higher fatty acids, long chain alcohols, ester waxes, ketone waxes and derivatives thereof such as graft compounds and block compounds Is possible. These can be used alone or in combination.
本発明のトナー中のワックスの含有量は、結着樹脂100質量部に対して、3質量部以上30質量部以下が好ましく、3質量部以上20質量部以下がより好ましく、4質量部以上15質量部以下がさらに好ましい。ワックスの添加量が下限値以上であれば、オフセット防止効果が低くなりにくく、上限値以下であれば、耐ブロッキング効果が低下しにくく、トナーのドラム融着やトナーの現像スリーブ融着を起こしにくい。
なお、上記のような物性を求めるにあたって、ワックスをトナーから抽出することを必要とする場合には、抽出方法は特に制限されるものではなく、任意の方法を用いることができる。例えば、所定量のトナーをトルエンにてソックスレー抽出し、得られたトルエン可溶分から溶剤を除去した後、クロロホルム不溶分を得る。その後、IR法などにより同定分析をする。
また、定量に関しては、DSCなどにより定量分析を行う。本発明ではTAインスツルメンツジャパン社製DSC−2920を用いて測定を行う。
測定方法は、上記顔料分散剤のガラス転移温度(Tg)の算出と同様である。測定時の比熱変化が出る前と出た後のベースラインの中間点の線と示差熱曲線との交点をガラス転移点とする。また、得られた昇温時のDSC曲線からワックス成分の最大吸熱ピーク温度を得る。
The content of the wax in the toner of the present invention is preferably 3 parts by weight or more and 30 parts by weight or less, more preferably 3 parts by weight or more and 20 parts by weight or less, with respect to 100 parts by weight of the binder resin. More preferred is less than or equal to parts by weight. If the amount of wax added is not less than the lower limit value, the effect of preventing offset is unlikely to be lowered, and if it is not more than the upper limit value, the anti-blocking effect is less likely to be reduced, and toner drum fusion or toner development sleeve fusion is less likely to occur. .
When obtaining the above physical properties, when it is necessary to extract the wax from the toner, the extraction method is not particularly limited, and any method can be used. For example, a predetermined amount of toner is Soxhlet extracted with toluene, and after removing the solvent from the obtained toluene-soluble component, a chloroform-insoluble component is obtained. Thereafter, identification analysis is performed by IR method or the like.
In addition, quantitative analysis is performed by DSC or the like. In the present invention, the measurement is performed using DSC-2920 manufactured by TA Instruments Japan.
The measuring method is the same as the calculation of the glass transition temperature (Tg) of the pigment dispersant. The glass transition point is defined as the point of intersection between the baseline line before and after the specific heat change during measurement and the differential heat curve. Further, the maximum endothermic peak temperature of the wax component is obtained from the obtained DSC curve at the time of temperature increase.
(荷電制御剤)
本発明のトナーにおいては、公知の荷電制御剤を使用することができる。
荷電制御剤の含有量は、トナー中の結着樹脂100質量部に対して、0.01質量部以上20質量部以下であることが好ましく、0.5質量部以上10質量部以下であることがより好ましい。
(Charge control agent)
A known charge control agent can be used in the toner of the present invention.
The content of the charge control agent is preferably 0.01 parts by mass or more and 20 parts by mass or less, and 0.5 parts by mass or more and 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder resin in the toner. Is more preferable.
(顔料)
本発明のトナーは、着色剤として顔料を含有する。顔料は、カーボンブラック、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド150、および、C.I.ピグメントイエロー185からなる群から選択される。
これら顔料の添加量は、結着樹脂100質量部に対して、1質量部以上20質量部以下であることが好ましい。
(Pigment)
The toner of the present invention contains a pigment as a colorant. The pigment is carbon black, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 150, and C.I. I. Selected from the group consisting of CI Pigment Yellow 185.
The addition amount of these pigments is preferably 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
(その他の添加剤)
本発明のトナーにおいては、本発明の効果を阻害しない範囲で各種特性付与を目的として公知の様々な無機、有機の添加剤を用いることが可能である。用いる添加剤は、トナーに添加したときの耐久性の点から、トナー粒子の重量平均粒径の3/10以下の粒径であることが好ましい。この添加剤の粒径とは、走査型電子顕微鏡におけるトナー粒子の表面観察により求めたその平均粒径を意味する。
これら添加剤の含有量は、トナー100質量部に対して、0.01質量部以上5質量部以下であることが好ましく、0.02質量部以上3質量部以下であることがより好ましい。
これらの添加剤は、単独で用いても複数併用してもよい。
また、これらの添加剤は疎水化処理されていてもよい。疎水化処理の方法としては、シランカップリング剤またはチタンカップリング剤など各種カップリング剤を用いることが可能であるが、シリコーンオイルで疎水化度を高くすることが好ましい。高湿下での無機微粒子の水分吸着を抑制することができ、さらには、規制部材や帯電部材などの汚染が抑制することができるため、高品位の画像が得られるためである。
(Other additives)
In the toner of the present invention, various known inorganic and organic additives can be used for the purpose of imparting various characteristics within a range that does not impair the effects of the present invention. The additive to be used preferably has a particle size of 3/10 or less of the weight average particle size of the toner particles from the viewpoint of durability when added to the toner. The particle size of the additive means the average particle size obtained by observing the surface of the toner particles with a scanning electron microscope.
The content of these additives is preferably 0.01 parts by mass or more and 5 parts by mass or less, and more preferably 0.02 parts by mass or more and 3 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the toner.
These additives may be used alone or in combination.
Moreover, these additives may be hydrophobized. As a method for the hydrophobization treatment, various coupling agents such as a silane coupling agent or a titanium coupling agent can be used, but it is preferable to increase the degree of hydrophobicity with silicone oil. This is because moisture adsorption of inorganic fine particles under high humidity can be suppressed, and furthermore, contamination of the regulating member and charging member can be suppressed, so that a high-quality image can be obtained.
(トナーの製造方法)
次に、本発明のトナーの製造方法について説明する。
本発明のトナーを製造する方法としては、粉砕法、分散重合法、有機溶剤中に原材料を溶解・分散させたものを水系媒体中において造粒を行いトナー化する溶解懸濁法(懸濁造粒法)といったトナーを得る方法が挙げられる。
結着樹脂を含有するトナー組成物を、有機溶媒中に溶解または分散させた混合溶液を水系媒体中で造粒し、造粒された粒子中に含有される有機溶媒を除去してトナーを製造する場合も、下記の方法でトナーを製造することが本発明の効果を発揮させるために好ましい。
1)顔料と上記顔料分散剤と結着樹脂を含有するトナー組成物を有機溶媒中に溶解または分散させた混合溶液をあらかじめ作製し、
2)顔料に上記顔料分散剤を吸着させた状態を形成した後、必要に応じてワックスを添加して、溶解させ、
3)上記混合溶液を水系媒体中にて造粒してトナーを製造する。
(Toner production method)
Next, a method for producing the toner of the present invention will be described.
As a method for producing the toner of the present invention, a pulverization method, a dispersion polymerization method, a solution suspension method (suspension production method) in which a raw material dissolved and dispersed in an organic solvent is granulated in an aqueous medium to form a toner. And a method of obtaining a toner such as a particle method.
Toner is produced by granulating a mixed solution in which a toner composition containing a binder resin is dissolved or dispersed in an organic solvent in an aqueous medium and removing the organic solvent contained in the granulated particles. Also in this case, it is preferable to produce the toner by the following method in order to exert the effects of the present invention.
1) A mixed solution in which a toner composition containing a pigment, the pigment dispersant, and a binder resin is dissolved or dispersed in an organic solvent is prepared in advance.
2) After forming the state in which the pigment dispersant is adsorbed to the pigment, a wax is added and dissolved as necessary,
3) A toner is manufactured by granulating the mixed solution in an aqueous medium.
本発明のトナーの製造方法についてさらに詳細に説明する。
本発明のトナーの製造方法としては、有機溶媒中にトナーを構成する結着樹脂および顔料を溶解または分散させ、その混合溶液を水系媒体中で造粒し、造粒された粒子中に含有される有機溶媒を除去してトナーを製造する溶解懸濁法(懸濁造粒法)が好ましい。
これは、有機溶剤を適宜選択することで、溶解性の点で、通常、懸濁重合法などで用いられるビニル系重合性単量体には溶解しにくいが、溶融粘度が低いポリエステル樹脂をトナーの結着樹脂とすることができる方法だからである。さらに結晶性ポリエステル樹脂を多量に加えることが可能であるため、トナーの一層の低温定着性を達成できる方法だからである。
ただし、トナーの製造工程において、最終的には有機溶剤を除去してトナー粒子を得る製造方法であり、有機溶剤中に分散される顔料の分散状態は顔料の周囲の環境により変化することになる。
The toner production method of the present invention will be described in more detail.
As a method for producing the toner of the present invention, a binder resin and a pigment constituting the toner are dissolved or dispersed in an organic solvent, and a mixed solution thereof is granulated in an aqueous medium and contained in the granulated particles. A solution suspension method (suspension granulation method) in which a toner is produced by removing the organic solvent is preferable.
This is because by selecting an organic solvent as appropriate, it is difficult to dissolve in vinyl-based polymerizable monomers usually used in suspension polymerization methods, but a polyester resin having a low melt viscosity is used as a toner. This is because it can be used as a binder resin. Further, since a large amount of crystalline polyester resin can be added, it is a method that can achieve further low-temperature fixability of the toner.
However, in the toner manufacturing process, the organic solvent is finally removed to obtain toner particles, and the dispersion state of the pigment dispersed in the organic solvent changes depending on the surrounding environment of the pigment. .
溶解懸濁法によりトナーを製造する場合、結着樹脂、結晶性ポリエステル樹脂が溶解している有機溶剤中において上記顔料分散剤の分散基であるポリマー成分の分子鎖が十分に広がっていなければ立体反発効果により顔料の分散性を良好に維持できない。特に、良溶媒である有機溶剤を除去する工程においては、顔料分散剤のポリマー成分がトナーの結着樹脂および結晶性ポリエステル樹脂の両方に対して良好な親和性を有していなければ、分子が収縮してしまい、顔料の分散性を良好に維持できない。粉砕法のような物理的な大きな力が加わるわけではないため、各材料の親和性の影響が顕著となる。 When a toner is produced by the dissolution suspension method, a three-dimensional solid is not necessary unless the molecular chain of the polymer component, which is the dispersing group of the pigment dispersant, is sufficiently expanded in the organic solvent in which the binder resin and the crystalline polyester resin are dissolved. The dispersibility of the pigment cannot be maintained well due to the repulsive effect. In particular, in the step of removing the organic solvent, which is a good solvent, if the polymer component of the pigment dispersant does not have good affinity for both the toner binder resin and the crystalline polyester resin, It contracts and the dispersibility of the pigment cannot be maintained well. Since a large physical force as in the pulverization method is not applied, the influence of the affinity of each material becomes significant.
そのため本発明のように以下の2条件が必須となり、上記顔料分散剤のポリマー成分はそれに適合したモノマー組成が必要となる。
(i)顔料分散剤のSP値(A)と結晶性ポリエステル樹脂のSP値(B)との差(A−B)が、−0.90以上+1.00以下である。
(ii)顔料分散剤のSP値(A)と結着樹脂のSP値(C)との差(A−C)が、−2.00以上+2.00以下である。
Therefore, the following two conditions are indispensable as in the present invention, and the polymer component of the pigment dispersant must have a monomer composition suitable for it.
(I) The difference (A−B) between the SP value (A) of the pigment dispersant and the SP value (B) of the crystalline polyester resin is −0.90 or more and +1.00 or less.
(Ii) The difference (A−C) between the SP value (A) of the pigment dispersant and the SP value (C) of the binder resin is −2.00 or more and +2.00 or less.
また、弊害なく十分な立体反発効果を得るためには以下の条件も必須となる。
(iv)顔料分散剤のポリマー成分の数平均分子量(Mn)が、3000〜20000である。
その際、当然ながら、上記顔料分散剤の吸着基成分が強固に顔料に吸着していなければ、特に有機溶剤の除去工程中に上記顔料分散剤が上記顔料から外れてしまい、顔料分散剤としての効果が失われるため以下の条件も必須となる。
(iii)顔料分散剤が、ポリマー成分と顔料への吸着率が30%以上である吸着成分とを有し、ポリマー成分が、ビニル系重合体で表される部分構造を有する。
以下、本発明に用いた測定方法について説明する。
In order to obtain a sufficient steric repulsion effect without any harmful effects, the following conditions are also essential.
(Iv) The number average molecular weight (Mn) of the polymer component of the pigment dispersant is 3000 to 20000.
At that time, of course, unless the adsorbing group component of the pigment dispersant is firmly adsorbed to the pigment, the pigment dispersant is removed from the pigment, particularly during the organic solvent removing step. Since the effect is lost, the following conditions are also essential.
(Iii) The pigment dispersant has a polymer component and an adsorption component having an adsorption rate of 30% or more to the pigment, and the polymer component has a partial structure represented by a vinyl polymer.
Hereinafter, the measurement method used in the present invention will be described.
<上記顔料分散剤および非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度の測定方法>
本発明における上記顔料分散剤や非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量(DSC)測定により求めることが可能である。
DSC測定では、測定原理から、高精度の内熱式入力補償型の示差走査熱量計で測定することが好ましい。例えば、パーキンエルマー社製のDSC−7やTAインスツルメンツジャパン製のDSC−2920が利用できる。本発明においては、TAインスツルメンツジャパン社製DSC−2920を用いて測定を行う。
測定は、ASTM D3418−82に準じて行う。測定試料を10mg精秤し、アルミパン中に入れ、リファレンスとしてからのアルミパンを用いて、測定範囲30〜200℃で、昇温速度10℃/分で測定を行う。昇温過程で温度40℃〜100℃の範囲において比熱変化が得られる。このときの比熱変化が出る前と出た後のベースラインの中間点の線と示差熱曲線との交点の温度を、ガラス転移温度とする。
<Method for Measuring Glass Transition Temperature of Pigment Dispersant and Amorphous Polyester Resin>
The glass transition temperature (Tg) of the pigment dispersant or amorphous polyester resin in the present invention can be determined by differential scanning calorimetry (DSC) measurement.
In DSC measurement, from the measurement principle, it is preferable to measure with a differential scanning calorimeter of high accuracy internal heat type input compensation type. For example, DSC-7 manufactured by Perkin Elmer and DSC-2920 manufactured by TA Instruments Japan can be used. In the present invention, the measurement is performed using DSC-2920 manufactured by TA Instruments Japan.
The measurement is performed according to ASTM D3418-82. 10 mg of a measurement sample is precisely weighed and placed in an aluminum pan, and measurement is performed at a temperature increase rate of 10 ° C./min in a measurement range of 30 to 200 ° C. using an aluminum pan as a reference. A specific heat change is obtained in the temperature range of 40 ° C. to 100 ° C. during the temperature raising process. At this time, the temperature at the point of intersection between the line of the midpoint of the baseline before and after the change in specific heat and the differential heat curve is defined as the glass transition temperature.
<上記顔料分散剤の顔料への吸着率の測定方法>
上記顔料分散剤の顔料への吸着率は、以下のように測定した。
[検量線の作成]
(A)スチレンに対して上記顔料分散剤を、スチレン/上記顔料分散剤=5.0/0.1の質量比で含有する「上記顔料分散剤のスチレン溶液」を5mL作製する(「溶液1」)。さらに、上記溶液1にスチレンを添加し、上記顔料分散剤の含有比率が1/2、1/4、1/5または1/10となるように希釈した溶液をそれぞれ作製する(以下、それぞれを、「溶液2」、「溶液3」、「溶液4」および「溶液5」という)。
(B)25℃で24時間静置した溶液1、2、3、4および5を、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブレンフィルターで濾過したものをサンプル溶液とした。そして、以下の条件でGPCを用いて上記顔料分散剤を測定し、液体媒体中のアゾ化合物濃度(g/mL)の検量線を作成した。本発明で用いられる各上記顔料分散剤について同様の操作を行い、各上記顔料分散剤に対する検量線を各々作成した。
・高速GPC装置:「HLC−8220GPC」[東ソー(株)製]
・カラム :LF−804の2連
・溶離液 :THF
・流速:1.0mL/分
・オーブン温度:40℃
・試料注入量:0.025mL
<Method for measuring adsorption rate of pigment dispersant to pigment>
The adsorption rate of the pigment dispersant to the pigment was measured as follows.
[Create calibration curve]
(A) 5 mL of “the styrene solution of the pigment dispersant” containing the above pigment dispersant in a mass ratio of styrene / the pigment dispersant = 5.0 / 0.1 with respect to styrene is prepared (“solution 1”). "). Further, styrene is added to the solution 1 to prepare solutions diluted so that the content ratio of the pigment dispersant is 1/2, 1/4, 1/5, or 1/10 (hereinafter referred to as “respectively”). , “Solution 2”, “Solution 3”, “Solution 4” and “Solution 5”).
(B) Solutions 1, 2, 3, 4 and 5 which were allowed to stand at 25 ° C. for 24 hours were filtered through a solvent-resistant membrane filter having a pore diameter of 0.2 μm as a sample solution. And the said pigment dispersant was measured using GPC on the following conditions, and the calibration curve of the azo compound density | concentration (g / mL) in a liquid medium was created. The same operation was carried out for each of the pigment dispersants used in the present invention, and a calibration curve for each of the pigment dispersants was prepared.
・ High-speed GPC device: “HLC-8220GPC” [manufactured by Tosoh Corporation]
-Column: Duplex of LF-804-Eluent: THF
・ Flow rate: 1.0 mL / min ・ Oven temperature: 40 ° C.
・ Sample injection amount: 0.025 mL
[吸着率の測定]
(A)実際に製造するトナーと同じ顔料、スチレンと実際に製造するトナーと同じ上記顔料分散剤において顔料/スチレン/アゾ化合物=1.0/5.0/0.1の質量比率の分散液を作製後、25℃で24時間静置し、以下の条件で遠心分離した。
・コクサン(株)製:高速遠心機 H−9R
・遠沈チューブ:PPT−010
・サンプル:遠沈チューブの容積に対して、約8割に当たる組成物を投入
・遠心条件:10000rpmで3分(25℃)
(B)遠心分離された組成物の上澄みを採取し、フィルター(日本ミリポア社製・マイレクスLH、孔径0.45μm、直径13mm)にて濾過し、検量線と同じ条件で上記GPCを用いて上澄み液中のアゾ化合物の濃度を測定した。
(C)上記測定結果から、以下の式により吸着率(%)を算出した。
吸着率(%)={溶液1におけるアゾ化合物濃度(g/mL)−組成物の上澄み液の上記顔料分散剤濃度(g/mL)}/{溶液1におけるアゾ化合物濃度(g/mL)}×100
[Measurement of adsorption rate]
(A) The same pigment as the toner to be actually produced, and the same pigment dispersant as that of the toner to be actually produced with styrene, and a dispersion having a mass ratio of pigment / styrene / azo compound = 1.0 / 5.0 / 0.1 After preparation, the mixture was allowed to stand at 25 ° C. for 24 hours and centrifuged under the following conditions.
・ Kokusan Co., Ltd .: High-speed centrifuge H-9R
・ Centrifuge tube: PPT-010
・ Sample: About 80% of the composition was added to the volume of the centrifuge tube. ・ Centrifuge condition: 10000 rpm for 3 minutes (25 ° C.)
(B) The supernatant of the centrifuged composition is collected, filtered with a filter (Nippon Millipore, Mirex LH, pore size 0.45 μm, diameter 13 mm), and supernatant using the above GPC under the same conditions as the calibration curve. The concentration of the azo compound in the liquid was measured.
(C) From the above measurement results, the adsorption rate (%) was calculated by the following equation.
Adsorption rate (%) = {Azo compound concentration in solution 1 (g / mL) −The pigment dispersant concentration in the supernatant of the composition (g / mL)} / {Azo compound concentration in solution 1 (g / mL)} × 100
<顔料分散剤、結晶性ポリエステル樹脂および非晶性ポリエステル樹脂の酸価の測定方法>
酸価は、試料1gに含まれる酸を中和するために必要な水酸化カリウムのmg数である。すなわち、試料1g中に含有されている遊離脂肪酸および樹脂酸などを中和するのに要する水酸化カリウムのmg数を酸価という。
本発明において酸価は、JIS K 0070−1992に準じて測定する。具体的には以下の手順に従って測定する。
<Method for Measuring Acid Value of Pigment Dispersant, Crystalline Polyester Resin, and Amorphous Polyester Resin>
The acid value is the number of mg of potassium hydroxide necessary for neutralizing the acid contained in 1 g of the sample. That is, the number of mg of potassium hydroxide required to neutralize free fatty acids and resin acids contained in 1 g of a sample is referred to as an acid value.
In the present invention, the acid value is measured according to JIS K 0070-1992. Specifically, the measurement is performed according to the following procedure.
(1)試薬の準備
フェノールフタレイン1.0gをエチルアルコール(95vol%)90mLに溶かし、イオン交換水を加えて100mLとし、フェノールフタレイン溶液を得る。
特級水酸化カリウム7gを5mLの水に溶かし、エチルアルコール(95vol%)を加えて1lとする。炭酸ガスなどに触れないように、耐アルカリ性の容器に入れて3日間放置後、濾過して、水酸化カリウム溶液を得る。得られた水酸化カリウム溶液は、耐アルカリ性の容器に保管する。前記水酸化カリウム溶液のファクターは、0.1モル/L塩酸25mLを三角フラスコに取り、前記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸化カリウム溶液で滴定し、中和に要した前記水酸化カリウム溶液の量から求める。前記0.1モル/L塩酸は、JIS K 8001−1998に準じて作製されたものを用いる。
(1) Preparation of Reagent 1.0 g of phenolphthalein is dissolved in 90 mL of ethyl alcohol (95 vol%), and ion exchanged water is added to make 100 mL to obtain a phenolphthalein solution.
7 g of special grade potassium hydroxide is dissolved in 5 mL of water, and ethyl alcohol (95 vol%) is added to make 1 l. In order to avoid contact with carbon dioxide, etc., it is placed in an alkali-resistant container and left for 3 days, followed by filtration to obtain a potassium hydroxide solution. The obtained potassium hydroxide solution is stored in an alkali-resistant container. As the factor of the potassium hydroxide solution, take 25 mL of 0.1 mol / L hydrochloric acid in an Erlenmeyer flask, add a few drops of the phenolphthalein solution, titrate with the potassium hydroxide solution, and the hydroxylation required for neutralization. Determined from the amount of potassium solution. As the 0.1 mol / L hydrochloric acid, one prepared according to JIS K 8001-1998 is used.
(2)操作
(A)本試験
試料2.0gを200mLの三角フラスコに精秤し、トルエン/エタノール(2:1)の混合溶液100mLを加え、5時間かけて溶解する。次いで、指示薬として前記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸化カリウム溶液を用いて滴定する。なお、滴定の終点は、指示薬の薄い紅色が約30秒間続いたときとする。
(B)空試験
試料を添加しない(すなわち、トルエン/エタノール(2:1)の混合溶液のみとする)以外は、上記操作と同様の滴定を行う。
(2) Operation (A) Main test 2.0 g of the sample is precisely weighed into a 200 mL Erlenmeyer flask, and 100 mL of a mixed solution of toluene / ethanol (2: 1) is added and dissolved over 5 hours. Subsequently, several drops of the phenolphthalein solution is added as an indicator, and titration is performed using the potassium hydroxide solution. The end point of titration is when the light red color of the indicator lasts for about 30 seconds.
(B) Blank test Titration is performed in the same manner as above except that no sample is added (that is, only a mixed solution of toluene / ethanol (2: 1) is used).
(3)酸価の算出
得られた結果を下記式に代入して、酸価を算出する。
AV=[(B−A)×f×5.61]/S
ここで、AV:酸価(mgKOH/g)、A:空試験の水酸化カリウム溶液の添加量(mL)、B:本試験の水酸化カリウム溶液の添加量(mL)、f:水酸化カリウム溶液のファクター、S:試料(g)である。
(3) Calculation of acid value The obtained result is substituted into the following formula to calculate the acid value.
AV = [(B−A) × f × 5.61] / S
Here, AV: acid value (mgKOH / g), A: addition amount (mL) of potassium hydroxide solution in blank test, B: addition amount (mL) of potassium hydroxide solution in this test, f: potassium hydroxide Solution factor, S: sample (g).
<顔料分散剤のアミン価の測定方法>
本発明におけるアミン価は、JIS K 7237−1995に準じて測定する。具体的には以下の手順に従って測定する。
(1)試薬の準備
クリスタルバイオレット0.1gを酢酸100mLに溶解しクリスタルバイオレット溶液を得る。過塩素酸8.5mLを、あらかじめ酢酸500mLと無水酢酸200mLとを混合した溶液中にゆっくりと加えて混合する。これに、酢酸を加え全量を1Lとしたのち、3日間放置して過塩素酸酢酸溶液を得る。上記過塩素酸酢酸溶液のファクターは、フタル酸水素カリウム0.1gを1mgまで量りとり、酢酸20mLに溶解したのち、o−ニトロトルエン90mLを加え、前記クリスタルバイオレット溶液を数滴加えたものを前記過塩素酸酢酸溶液で滴定する。中和に要した過塩素酸酢酸溶液の量から求める。
<Method for measuring amine value of pigment dispersant>
The amine value in the present invention is measured according to JIS K 7237-1995. Specifically, the measurement is performed according to the following procedure.
(1) Preparation of reagent 0.1 g of crystal violet is dissolved in 100 mL of acetic acid to obtain a crystal violet solution. 8.5 mL of perchloric acid is slowly added and mixed into a mixed solution of 500 mL of acetic acid and 200 mL of acetic anhydride. Acetic acid is added thereto to make the total volume 1 L, and then left for 3 days to obtain a perchloric acid acetic acid solution. The factor of the above perchloric acid acetic acid solution is that 0.1 g of potassium hydrogen phthalate is weighed to 1 mg, dissolved in 20 mL of acetic acid, 90 mL of o-nitrotoluene is added, and a few drops of the crystal violet solution are added. Titrate with chloracetic acid solution. Obtained from the amount of perchloric acid acetic acid solution required for neutralization.
(2)操作
(A)本試験
試料2.0gを200mLのビーカーに精秤し、o−ニトロトルエン/酢酸(9:2)の混合溶液を100mL加え、3時間かけて溶解する。次いで、指示薬として前記クリスタルバイオレット溶液を数滴加え、前記過塩素酸酢酸溶液を用いて滴定する。なお、滴定の終点は、指示薬の青が緑色に変色し緑色が約30秒間続いたときとする。
(B)空試験
試料を添加しない(すなわち、o−ニトロトルエン/酢酸(9:2)の混合溶液のみとする)以外は、上記操作と同様の試験を行う。
(2) Operation (A) Main test 2.0 g of the sample is precisely weighed in a 200 mL beaker, and 100 mL of a mixed solution of o-nitrotoluene / acetic acid (9: 2) is added and dissolved over 3 hours. Next, several drops of the crystal violet solution are added as an indicator and titrated with the perchloric acid acetic acid solution. The end point of the titration is when blue of the indicator changes to green and green continues for about 30 seconds.
(B) Blank test A test similar to the above operation is performed except that no sample is added (that is, only a mixed solution of o-nitrotoluene / acetic acid (9: 2) is used).
(3)アミン価の算出
得られた結果を下記式に代入して、アミン価を算出する。
AmV=[(D−C)×f×5.61]/S
ここで、AmV:アミン価(mgKOH/g)、C:空試験の過塩素酸酢酸溶液の添加量(mL)、D:本試験の過塩素酸酢酸溶液の添加量(mL)、f:過塩素酸酢酸溶液のファクター、S:試料(g)である。
(3) Calculation of amine value The obtained result is substituted into the following formula to calculate the amine value.
AmV = [(D−C) × f × 5.61] / S
Here, AmV: amine value (mgKOH / g), C: addition amount of perchlorate acetic acid solution in blank test (mL), D: addition amount of perchlorate acetic acid solution in this test (mL), f: excess Factor of chloracetic acid solution, S: sample (g).
<顔料分散剤の組成分析>
本発明のポリマー部位、吸着ユニットを有する顔料分散剤の構造決定は、下記の装置を用いて行った。
1H NMRおよび13C NMR
日本電子(株)製ECA−400(使用溶剤 重クロロホルム)
ブルカー社製FT−NMR AVANCE−600(使用溶剤 重クロロホルム)
<Composition analysis of pigment dispersant>
The structure of the pigment dispersant having the polymer part and the adsorption unit of the present invention was determined using the following apparatus.
1 H NMR and 13 C NMR
ECA-400 manufactured by JEOL Ltd. (solvent heavy chloroform)
FT-NMR AVANCE-600 manufactured by Bruker (solvent heavy chloroform)
<GPCによる上記顔料分散剤、非晶性ポリエステル樹脂の分子量の測定>
本発明における上記顔料分散剤の数平均分子量(Mn)や非晶性ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)や重量平均分子量(Mw)は、以下の手順に従って、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定する。
室温で24時間かけて、試料をテトラヒドロフラン(THF)に溶解する。得られた溶液を、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブランフィルター「マイショリディスク」(東ソー(株)製)で濾過して試料溶液を得る。試料溶液は、THFに可溶な成分の濃度が約0.8質量%となるように調製する。この試料溶液を用いて、以下の条件で測定する。
<Measurement of molecular weight of the above pigment dispersant and amorphous polyester resin by GPC>
The number average molecular weight (Mn) of the pigment dispersant in the present invention, the number average molecular weight (Mn) and the weight average molecular weight (Mw) of the amorphous polyester resin are determined by gel permeation chromatography (GPC) according to the following procedure. Use to measure.
Dissolve the sample in tetrahydrofuran (THF) over 24 hours at room temperature. The obtained solution is filtered through a solvent-resistant membrane filter “Mysholy disk” (manufactured by Tosoh Corporation) having a pore diameter of 0.2 μm to obtain a sample solution. The sample solution is prepared so that the concentration of the component soluble in THF is about 0.8% by mass. Measurement is performed under the following conditions using this sample solution.
装置:HLC8120 GPC(検出器:RI)(東ソー(株)製)
カラム:Shodex KF−801、802、803、804、805、806、
807の7連(昭和電工(株)製)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0mL/分
オーブン温度:40.0℃
試料注入量:0.10mL
試料の分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂(例えば、商品名「TSKスタンダード ポリスチレン F−850、F−450、F−288、F−128、F−80、F−40、F−20、F−10、F−4、F−2、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、A−500」、東ソ−社製)を用いて作成した分子量校正曲線を使用する。
Apparatus: HLC8120 GPC (detector: RI) (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: Shodex KF-801, 802, 803, 804, 805, 806,
7 series of 807 (manufactured by Showa Denko KK)
Eluent: Tetrahydrofuran (THF)
Flow rate: 1.0 mL / min Oven temperature: 40.0 ° C
Sample injection volume: 0.10 mL
In calculating the molecular weight of the sample, standard polystyrene resin (for example, trade name “TSK Standard Polystyrene F-850, F-450, F-288, F-128, F-80, F-40, F-20, F— 10, F-4, F-2, F-1, A-5000, A-2500, A-1000, A-500 ", manufactured by Tosoh Corporation) are used.
<結着樹脂、結晶性ポリエステル、顔料分散剤のSP値の測定>
結着樹脂、結晶性ポリエステル、顔料分散剤のSP値は、濁点滴定測定法により、以下のように行った。
50mLサンプル管瓶に、約10.00gの精秤したクロロホルムに約1.48gの精秤した結着樹脂、結晶性ポリエステルまたは顔料分散剤を溶解する。次に、メタノールをパスツールピペットにて一滴(約200mg)添加し、蓋を閉め、重量を測定し、マグネットスターラー用のマイクロ回転子(全長3mm×径Φ3mm)にて1分間撹拌する。撹拌後、溶液が白濁しているか目視にて撹拌する。白濁していない場合は、上記手順を白濁するまで繰り返す。
また、同様にメタノールではなく、ヘプタンを用いて行う。
白濁した時点でのクロロホルムとメタノールまたはヘプタンの各重量より、以下の式より、結着樹脂、結晶性ポリエステル、顔料分散剤のSP値を算出した。
<Measurement of SP value of binder resin, crystalline polyester, pigment dispersant>
The SP values of the binder resin, crystalline polyester, and pigment dispersant were measured as follows by a cloud point titration measurement method.
In a 50 mL sample tube bottle, about 1.48 g of precisely weighed binder resin, crystalline polyester or pigment dispersant is dissolved in about 10.00 g of precisely weighed chloroform. Next, one drop (about 200 mg) of methanol is added with a Pasteur pipette, the lid is closed, the weight is measured, and the mixture is stirred for 1 minute with a microrotor for magnetic stirrer (full length 3 mm × diameter Φ3 mm). After stirring, visually stir the solution to see if it is cloudy. If not cloudy, repeat the above procedure until cloudy.
Similarly, heptane is used instead of methanol.
The SP values of the binder resin, crystalline polyester, and pigment dispersant were calculated from the following formulas based on the respective weights of chloroform and methanol or heptane at the time of cloudiness.
結着樹脂、結晶性ポリエステル、顔料分散剤のSP値=(SPα+SPβ)/2
SPα=(Vm1/2×SPm+Vc・mL1/2×SPc)/(Vm1/2+Vc1/2)
SPβ(Vc1/2×SPc+Vh1/2×SPh)/(Vc1/2+Vh1/2)
Vm(cm3):白濁した時点でのメタノールの体積(メタノールの比重:0.792)
Vc(cm3):白濁した時点でのクロロホルムの体積(クロロホルムの比重:1.490)
Vh(cm3):白濁した時点でのヘプタンの体積(ヘプタンの比重:0.684)
SPm:メタノールのSP値(14.5cal/cm3)
SPc:クロロホルムのSP値(9.3cal/cm3)
SPh:ヘプタンのSP値(7.4cal/cm3)
SPm、SPc、SPhは、非特許文献1より引用した。
SP value of binder resin, crystalline polyester, pigment dispersant = (SP α + SP β ) / 2
SP α = (Vm 1/2 × SPm + Vc · mL 1/2 × SPc) / (Vm 1/2 + Vc 1/2)
SP β (Vc 1/2 × SPc + Vh 1/2 × SPh) / (Vc 1/2 + Vh 1/2 )
Vm (cm 3 ): volume of methanol at the time of cloudiness (specific gravity of methanol: 0.792)
Vc (cm 3 ): volume of chloroform at the time of cloudiness (specific gravity of chloroform: 1.490)
Vh (cm 3 ): volume of heptane at the time of cloudiness (specific gravity of heptane: 0.684)
SPm: SP value of methanol (14.5 cal / cm 3 )
SPc: SP value of chloroform (9.3 cal / cm 3 )
SPh: SP value of heptane (7.4 cal / cm 3 )
SPm, SPc, and SPh are cited from Non-Patent Document 1.
なお、結着樹脂は、後述する各実施例、比較例のトナー粒子において、各処方におけるビニル系重合性単量体と開始剤のみで、トナー粒子と同じ反応条件(温度、時間)でバルク重合を行い作製した樹脂のSP値を結着樹脂のSPとした。 The binder resin is a bulk polymerization under the same reaction conditions (temperature and time) as the toner particles in the toner particles of each of Examples and Comparative Examples described later, using only the vinyl polymerizable monomer and the initiator in each formulation. The SP value of the resin produced by performing the above was defined as the SP of the binder resin.
<トナーの平均粒径および粒度分布測定>
トナーの平均粒径および粒度分布はコールターカウンターTA−III型あるいはコールターマルチサイザー(コールター社製)など種々の方法で測定可能である。本発明においてはコールターカウンターTA−III型(コールター社製)を用い、個数分布および重量分布を算出する。トナーの重量平均粒径(D4)および個数平均粒径(D1)は、以下のようにして算出する。
測定装置としては、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールターカウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)を用いる。測定条件の設定および測定データの解析は、付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いる。なお、測定は実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで行う。
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。
<Measurement of average particle size and particle size distribution of toner>
The average particle size and particle size distribution of the toner can be measured by various methods such as Coulter Counter TA-III type or Coulter Multisizer (manufactured by Coulter). In the present invention, a Coulter counter TA-III type (manufactured by Coulter) is used to calculate the number distribution and the weight distribution. The weight average particle diameter (D4) and number average particle diameter (D1) of the toner are calculated as follows.
As the measuring device, a precise particle size distribution measuring device “Coulter Counter Multisizer 3” (registered trademark, manufactured by Beckman Coulter, Inc.) using a pore electrical resistance method equipped with a 100 μm aperture tube is used. For setting the measurement conditions and analyzing the measurement data, the attached dedicated software “Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51” (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) is used. The measurement is performed with 25,000 effective measurement channels.
As the electrolytic aqueous solution used for the measurement, special grade sodium chloride is dissolved in ion-exchanged water so as to have a concentration of about 1% by mass, for example, “ISOTON II” (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) can be used.
なお、測定、解析を行う前に、以下のように専用ソフトの設定を行った。
専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更」画面において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。「閾値/ノイズレベルの測定ボタン」を押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、「測定後のアパーチャーチューブのフラッシュ」にチェックを入れる。
専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定」画面において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μmから60μmまでに設定する。
Prior to measurement and analysis, the dedicated software was set as follows.
On the “Change Standard Measurement Method (SOM)” screen of the dedicated software, set the total count in the control mode to 50000 particles, set the number of measurements once, and set the Kd value to “standard particles 10.0 μm” (Beckman Coulter, Inc.) Set the value obtained using By pressing the “Threshold / Noise Level Measurement Button”, the threshold and noise level are automatically set. In addition, the current is set to 1600 μA, the gain is set to 2, the electrolyte is set to ISOTON II, and the “aperture tube flush after measurement” is checked.
In the “Pulse to particle size conversion setting” screen of the dedicated software, the bin interval is set to logarithmic particle size, the particle size bin is set to 256 particle size bin, and the particle size range is set to 2 μm to 60 μm.
具体的な測定法は以下のとおりである。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250mL丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mLを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。そして、専用ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100mL平底ビーカーに前記電解水溶液約30mLを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.3mL加える。
The specific measurement method is as follows.
(1) About 200 mL of the electrolytic solution is placed in a glass 250 mL round-bottom beaker dedicated to Multisizer 3, set on a sample stand, and the stirrer rod is stirred counterclockwise at 24 rpm. Then, the dirt and bubbles in the aperture tube are removed by the “aperture flush” function of the dedicated software.
(2) About 30 mL of the electrolytic solution is placed in a glass 100 mL flat bottom beaker. In this, "Contaminone N" (nonionic surfactant, anionic surfactant, 10% by weight aqueous solution of neutral detergent for pH7 precision measuring instrument cleaning, made by organic builder, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. About 0.3 mL of a diluted solution obtained by diluting the solution with ion exchange water about 3 times by mass is added.
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispension System Tetora150」(日科機バイオス社製)を準備する。超音波分散器の水槽内に所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に前記コンタミノンNを約2mL添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波
分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(3) Two oscillators with an oscillation frequency of 50 kHz are incorporated with the phase shifted by 180 degrees, and an ultrasonic disperser “Ultrasonic Dissipation System Tetora 150” (manufactured by Nikki Bios Co., Ltd.) having an electrical output of 120 W is prepared. A predetermined amount of ion-exchanged water is placed in a water tank of an ultrasonic disperser, and about 2 mL of the contaminant N is added to the water tank.
(4) The beaker of (2) is set in the beaker fixing hole of the ultrasonic disperser, and the ultrasonic disperser is operated. And the height position of a beaker is adjusted so that the resonance state of the liquid level of the electrolyte solution in a beaker may become the maximum.
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー約10
mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。また、トナー粒子の造粒性を確認する際には、重合反応終了後のトナー粒子懸濁液を少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。なお、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行う。
(5) In the state where the electrolytic aqueous solution in the beaker of (4) is irradiated with ultrasonic waves, about 10 toners are used.
Add mg in small amounts to the electrolytic aqueous solution and disperse. Further, when confirming the granulation property of the toner particles, the toner particle suspension after completion of the polymerization reaction is added to the electrolytic aqueous solution little by little and dispersed. Then, the ultrasonic dispersion process is continued for another 60 seconds. In ultrasonic dispersion, the temperature of the water tank is appropriately adjusted so as to be 10 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.
(6) To the round bottom beaker of (1) installed in the sample stand, the electrolyte solution of (5) in which the toner is dispersed is dropped using a pipette, and the measurement concentration is adjusted to about 5%. . Measurement is performed until the number of measured particles reaches 50,000.
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行い、重量平均粒径(D4)および個数平均粒径(D1)を算出する。なお、専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、「分析/重量統計値(算術平均)」画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)である。専用ソフトでグラフ/個数%と設定したときの、「分析/個数統計値(算術平均)」画面の「平均径」が個数平均粒径(D1)である。
造粒工程における造粒性については、コールターカウンターで測定されたD50重量%/D50個数%により調べた。D50体積%/D50個数%とは、重量分布基準の50%粒径/個数分布基準の50%粒径である。
(7) The measurement data is analyzed with the dedicated software attached to the apparatus, and the weight average particle diameter (D4) and the number average particle diameter (D1) are calculated. The “average diameter” on the “analysis / weight statistical value (arithmetic average)” screen when the graph / volume% is set in the dedicated software is the weight average particle diameter (D4). When the graph / number% is set in the dedicated software, the “average diameter” on the “analysis / number statistics (arithmetic average)” screen is the number average particle diameter (D1).
About the granulation property in a granulation process, it investigated by D50 weight% / D50 number% measured with the Coulter counter. D50 volume% / D50 number% is 50% particle diameter based on weight distribution / 50% particle diameter based on number distribution.
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、以下の実施例は本発明をなんら限定するものではない。なお、以下の実施例および比較例における「部」および「%」はいずれも質量基準である。
<顔料分散剤のポリマー成分(A−1)の製造例>
プロピレングリコールモノメチルエーテル100部を窒素置換しながら加熱し液温120℃以上で還流させ、そこへ、下記材料を混合したものを3時間かけて滴下した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, a following example does not limit this invention at all. In the following examples and comparative examples, “part” and “%” are based on mass.
<Production Example of Polymer Component (A-1) of Pigment Dispersant>
100 parts of propylene glycol monomethyl ether was heated while being purged with nitrogen, refluxed at a liquid temperature of 120 ° C. or higher, and a mixture of the following materials was added dropwise over 3 hours.
<顔料分散剤のポリマー成分(A−2)〜(A−13)および(A−20)〜(A−22)の製造例>
ポリマー成分(A−2)〜(A−13)および(A−20)〜(A−22)は、表4に示すように重合性単量体の種類と組成比を変えた。種類と組成比を変えたこと以外はポリマー成分(A−1)と同様にしてアゾ化合物のポリマー成分(A−2)〜(A−13)および(A−20)〜(A−22)を製造した。重合性単量体の合計質量はポリマー成分(A−1)と同じとした。
得られたポリマー成分(A−2)〜(A−13)および(A−20)〜(A−22)の組成を表4に示す。
<Production Examples of Polymer Components (A-2) to (A-13) and (A-20) to (A-22) of Pigment Dispersant>
As shown in Table 4, the polymer components (A-2) to (A-13) and (A-20) to (A-22) changed the types and composition ratios of the polymerizable monomers. The polymer components (A-2) to (A-13) and (A-20) to (A-22) of the azo compound were changed in the same manner as the polymer component (A-1) except that the type and composition ratio were changed. Manufactured. The total mass of the polymerizable monomers was the same as that of the polymer component (A-1).
Table 4 shows the compositions of the obtained polymer components (A-2) to (A-13) and (A-20) to (A-22).
<顔料分散剤のポリマー成分(A−14)の製造例>
トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)[堺化学社製](β−メルカプトプロピオン酸類)0.15質量部を追加で重合性単量体とともに添加し、パーブチルZ1.25質量部をパーブチルD[日油(株)製]20.0質量部に変更した。このようにして表4に示すように重合性単量体の組成比を変えた以外はポリマー成分(A−1)と同様にしてアゾ化合物のポリマー成分(A−14)を製造した。得られたポリマー成分(A−14)の組成を表4に示す。
<Production Example of Polymer Component (A-14) of Pigment Dispersant>
Trimethylolpropane tris (3-mercaptopropionate) [manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd.] (β-mercaptopropionic acid) 0.15 parts by mass is additionally added together with a polymerizable monomer, and 1.25 parts by weight of perbutyl Z is perbutyl. D [manufactured by NOF Corporation] was changed to 20.0 parts by mass. Thus, the polymer component (A-14) of the azo compound was produced in the same manner as the polymer component (A-1) except that the composition ratio of the polymerizable monomer was changed as shown in Table 4. Table 4 shows the composition of the obtained polymer component (A-14).
<顔料分散剤のポリマー成分(A−15)の製造例>
トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)[堺化学社製](β−メルカプトプロピオン酸類)をそれぞれ、0.10質量部に変更した以外はポリマー成分(A−14)と同様にして顔料分散剤のポリマー成分(A−15)を製造した。得られたポリマー成分(A−15)の組成を表4に示す。
<Production Example of Polymer Component (A-15) of Pigment Dispersant>
Trimethylolpropane tris (3-mercaptopropionate) [manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd.] (β-mercaptopropionic acids) was changed to 0.10 parts by mass, respectively, and the same pigment as in the polymer component (A-14) A polymer component (A-15) of a dispersant was produced. Table 4 shows the composition of the obtained polymer component (A-15).
<顔料分散剤のポリマー成分(A−16)〜(A−19)の製造例>
パーブチルZをそれぞれ、2.00質量部、1.50質量部、0.90質量部、0.80質量部に変更した以外はポリマー成分(A−1)と同様にしてアゾ化合物のポリマー成分(A−16)〜(A−19)を製造した。得られたポリマー成分(A−16)〜(A−19)の組成を表4に示す。
<Production Examples of Polymer Components (A-16) to (A-19) of Pigment Dispersant>
The polymer component of the azo compound (A-1) is the same as the polymer component (A-1) except that perbutyl Z is changed to 2.00 parts by weight, 1.50 parts by weight, 0.90 parts by weight, and 0.80 parts by weight, respectively. A-16) to (A-19) were produced. Table 4 shows the compositions of the obtained polymer components (A-16) to (A-19).
<顔料分散剤のポリマー成分(A−23)の製造例>
減圧装置、水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置および撹拌装置を備えたオートクレーブ中に、下記材料を混合し、窒素雰囲気下、常圧下で220℃で15時間反応を行った。さらに10〜20mmHgの減圧下で2.5時間反応させ、ポリエステル樹脂(a)を得た。
<Production Example of Polymer Component (A-23) of Pigment Dispersant>
The following materials were mixed in an autoclave equipped with a decompression device, a water separation device, a nitrogen gas introduction device, a temperature measurement device, and a stirring device, and reacted at 220 ° C. under a nitrogen atmosphere and normal pressure for 15 hours. Furthermore, it was made to react under reduced pressure of 10-20 mmHg for 2.5 hours, and the polyester resin (a) was obtained.
ポリエステル樹脂(a)の物性は以下のとおりである。
Mw=12,000、Mw/Mn=2.49、Tg=74.9(℃)、酸価=12.1(mgKOH/g)
得られたポリエステル樹脂(a)、100質量部を脱水クロロホルム440.0質量部を添加して完全に溶解させた後、氷冷させながら、2−イソシアナトエチルメタクリレート[昭和電工(株)製、商品名「カレンズMOI」を4質量部添加した。その後、室温(25℃)で一昼夜撹拌した。
メタノール550.0質量部を入れた容器に、上記樹脂溶解液を徐々に滴化して樹脂分を再沈殿させた後、濾過、精製、乾燥させてポリエステル樹脂(b)を得た。
次いで、撹拌機、温度計、および、窒素導入管を備えた反応容器に下記材料を添加して撹拌しながら、温度110℃で重合反応を行った。
The physical properties of the polyester resin (a) are as follows.
Mw = 12,000, Mw / Mn = 2.49, Tg = 74.9 (° C.), acid value = 12.1 (mgKOH / g)
The polyester resin (a) obtained, 100 parts by mass of 440.0 parts by mass of dehydrated chloroform was completely dissolved, and then cooled with ice while 2-isocyanatoethyl methacrylate [manufactured by Showa Denko Co., Ltd., 4 parts by mass of the trade name “Karenz MOI” was added. Thereafter, the mixture was stirred at room temperature (25 ° C.) for a whole day and night.
The resin solution was gradually dropped into a container containing 550.0 parts by mass of methanol to reprecipitate the resin component, followed by filtration, purification and drying to obtain a polyester resin (b).
Subsequently, the following materials were added to a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, and a nitrogen introduction tube, and the polymerization reaction was performed at a temperature of 110 ° C. while stirring.
MA:メチルアクリレート、BA:n−ブチルアクリレート、
2−EHA:2−エチルヘキシルアクリレート、StMA:ステアリルメタクリレート
DdMA:ドデシルアクリレート、BeA:ベヘニルアクリレート
MA: methyl acrylate, BA: n-butyl acrylate,
2-EHA: 2-ethylhexyl acrylate, StMA: stearyl methacrylate DdMA: dodecyl acrylate, BeA: behenyl acrylate
<トナー結着樹脂用ポリエステル樹脂の製造例>
(非晶性ポリエステル樹脂1の製造例)
減圧装置、水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置および撹拌装置を備えたオートクレーブ中に、下記材料を混合し、窒素雰囲気下、常圧下で220℃で22時間反応を行った。
<Production example of polyester resin for toner binder resin>
(Production Example of Amorphous Polyester Resin 1)
The following materials were mixed in an autoclave equipped with a decompression device, a water separation device, a nitrogen gas introduction device, a temperature measurement device, and a stirring device, and reacted at 220 ° C. under a nitrogen atmosphere and normal pressure for 22 hours.
得られた非晶性ポリエステル樹脂1の物性を以下に示す。
Mw=9750、Mw/Mn=2.55、Tg=71.2(℃)、酸価=6.1(mgKOH/g)、SP値=10.37(cal/cm3)
The physical properties of the obtained amorphous polyester resin 1 are shown below.
Mw = 9750, Mw / Mn = 2.55, Tg = 71.2 (° C.), acid value = 6.1 (mgKOH / g), SP value = 10.37 (cal / cm 3 )
(非晶性ポリエステル樹脂2の製造例)
減圧装置、水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置および撹拌装置を備えたオートクレーブ中に、下記材料を混合し、窒素雰囲気下、常圧下で220℃で22時間反応を行った。
(Production Example of Amorphous Polyester Resin 2)
The following materials were mixed in an autoclave equipped with a decompression device, a water separation device, a nitrogen gas introduction device, a temperature measurement device, and a stirring device, and reacted at 220 ° C. under a nitrogen atmosphere and normal pressure for 22 hours.
得られた非晶性ポリエステル樹脂2の物性を以下に示す。
Mw=15750、Mw/Mn=2.55、Tg=67.2(℃)、酸価=3.1(mgKOH/g)、SP値=10.29(cal/cm3)
The physical properties of the obtained amorphous polyester resin 2 are shown below.
Mw = 15750, Mw / Mn = 2.55, Tg = 67.2 (° C.), acid value = 3.1 (mgKOH / g), SP value = 10.29 (cal / cm 3 )
(非晶性ポリエステル樹脂3の製造例)
減圧装置、水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置および撹拌装置を備えたオートクレーブ中に、下記材料を混合し、窒素雰囲気下、常圧下で220℃で22時間反応を行った。
(Production Example of Amorphous Polyester Resin 3)
The following materials were mixed in an autoclave equipped with a decompression device, a water separation device, a nitrogen gas introduction device, a temperature measurement device, and a stirring device, and reacted at 220 ° C. under a nitrogen atmosphere and normal pressure for 22 hours.
得られた非晶性ポリエステル樹脂3の物性を以下に示す。
Mw=12750、Mw/Mn=2.85、Tg=64.2(℃)、酸価=8.1(mgKOH/g)、SP値=10.77(cal/cm3)
The physical properties of the obtained amorphous polyester resin 3 are shown below.
Mw = 12750, Mw / Mn = 2.85, Tg = 64.2 (° C.), acid value = 8.1 (mgKOH / g), SP value = 10.77 (cal / cm 3 )
(非晶性ポリエステル樹脂4の製造例)
減圧装置、水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置および撹拌装置を備えたオートクレーブ中に、下記材料を混合し、窒素雰囲気下、常圧下で220℃で22時間反応を行った。
(Production Example of Amorphous Polyester Resin 4)
The following materials were mixed in an autoclave equipped with a decompression device, a water separation device, a nitrogen gas introduction device, a temperature measurement device, and a stirring device, and reacted at 220 ° C. under a nitrogen atmosphere and normal pressure for 22 hours.
得られた非晶性ポリエステル樹脂4の物性を以下に示す。
Mw=15750、Mw/Mn=2.95、Tg=61.2(℃)、酸価=8.1(mgKOH/g)、SP値=11.07(cal/cm3)
The physical properties of the obtained amorphous polyester resin 4 are shown below.
Mw = 15750, Mw / Mn = 2.95, Tg = 61.2 (° C.), acid value = 8.1 (mgKOH / g), SP value = 11.07 (cal / cm 3 )
(結晶性ポリエステル1の製造例)
攪拌機、温度計、流出用冷却機を備えた反応装置にセバシン酸175.0質量部と、1,9−ノナンジオール166.5質量部、テトラブチルチタネート0.3部を入れ、180℃で6時間反応を行った。その後、200℃に昇温すると共に系内を徐々に減圧し、減圧下にて5時間反応し、結晶性ポリエステル1を得た。得られた結晶性ポリエステル1の物性を表11に示す。
(Example of production of crystalline polyester 1)
A reactor equipped with a stirrer, a thermometer, and an outflow cooler was charged with 175.0 parts by mass of sebacic acid, 166.5 parts by mass of 1,9-nonanediol, and 0.3 parts of tetrabutyl titanate. Time reaction was performed. Thereafter, the temperature was raised to 200 ° C., the pressure inside the system was gradually reduced, and the reaction was performed under reduced pressure for 5 hours to obtain crystalline polyester 1. Table 11 shows the physical properties of the obtained crystalline polyester 1.
(結晶性ポリエステル2の製造例)
攪拌機、温度計、流出用冷却機を備えた反応装置にセバシン酸175.0質量部と、1,12−ドデカンジオール210.1質量部、テトラブチルチタネート0.2部を入れ、180℃で6時間反応を行った。その後、200℃に昇温すると共に系内を徐々に減圧し、減圧下にて5時間反応し、結晶性ポリエステル2を得た。得られた結晶性ポリエステル2の物性を表11に示す。
(Example of production of crystalline polyester 2)
A reactor equipped with a stirrer, a thermometer and an outflow cooler was charged with 175.0 parts by mass of sebacic acid, 210.1 parts by mass of 1,12-dodecanediol, and 0.2 parts of tetrabutyl titanate. Time reaction was performed. Thereafter, the temperature was raised to 200 ° C., the pressure inside the system was gradually reduced, and the reaction was performed under reduced pressure for 5 hours to obtain crystalline polyester 2. Table 11 shows the physical properties of the obtained crystalline polyester 2.
(結晶性ポリエステル3の製造例)
窒素雰囲気下で、滴下ロート、リービッヒ冷却管および撹拌機を備えた耐圧反応機にキシレン50部とセバシン酸175.0質量部、および、1,12−ドデカンジオール210.1部を加えて210℃まで昇温した。このときの圧力は0.32MPaであった。これに下記材料をキシレン10部に溶解した混合物を滴下ロートに仕込んだものを2時間かけて加圧下(0.31MPa)で滴下した。
(Example of production of crystalline polyester 3)
Under a nitrogen atmosphere, add 50 parts of xylene, 175.0 parts by weight of sebacic acid, and 210.1 parts of 1,12-dodecanediol to a pressure resistant reactor equipped with a dropping funnel, a Liebig condenser and a stirrer at 210 ° C. The temperature was raised to. The pressure at this time was 0.32 MPa. A mixture prepared by dissolving the following materials in 10 parts of xylene in a dropping funnel was added dropwise under pressure (0.31 MPa) over 2 hours.
(結晶性ポリエステル4の製造例)
スチレン29.7部であったのをスチレン60.0質量部に変更した以外は、結晶性ポリエステル3と同様にして、結晶性ポリエステル4を得た。得られた結晶性ポリエステル4の物性を表11に示す。
(Example of production of crystalline polyester 4)
Crystalline polyester 4 was obtained in the same manner as crystalline polyester 3, except that 29.7 parts of styrene were changed to 60.0 parts by weight of styrene. Table 11 shows the physical properties of the obtained crystalline polyester 4.
(結晶性ポリエステル5の製造例)
撹拌機、温度計、窒素導入管、脱水管、および、減圧装置を備えた反応容器に、セバシン酸100.0質量部および、1,10−デカンジオール93.5質量部を添加して撹拌しながら温度130℃まで加熱した。エステル化触媒としてチタン(IV)イソプロポキシド0.7質量部を加えた後、温度160℃に昇温し5時間かけて縮重合した。その後、温度180℃に昇温し、減圧させながら所望の分子量となるまで反応させてポリエステル(A)を得た。ポリエステル(A)の重量平均分子量(Mw)は19000、融点(Tm)は83℃であった。
次いで、撹拌機、温度計、および、窒素導入管を備えた反応容器にポリエステル(A)100.0質量部、脱水クロロホルム440.0質量部を添加して完全に溶解させた。その後、トリエチルアミン5.0質量部を加え、氷冷させながら、2−ブロモイソブチリルブロミド15.0質量部を徐々に加えた。その後、室温(25℃)で一昼夜撹拌した。
メタノール550.0質量部を入れた容器に、上記樹脂溶解液を徐々に滴化して樹脂分を再沈殿させた後、濾過、精製、乾燥させてポリエステル(B)を得た。
次いで、撹拌機、温度計、および、窒素導入管を備えた反応容器に下記材料を添加して撹拌しながら、温度110℃で重合反応を行った。
(Example of production of crystalline polyester 5)
Add 100.0 parts by mass of sebacic acid and 93.5 parts by mass of 1,10-decanediol to a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, nitrogen introduction tube, dehydration tube, and decompression device and stir. While heating to 130 ° C. After adding 0.7 parts by mass of titanium (IV) isopropoxide as an esterification catalyst, the temperature was raised to 160 ° C. and polycondensation was performed over 5 hours. Then, it heated up at the temperature of 180 degreeC, it was made to react until it became a desired molecular weight, making it reduce pressure, and polyester (A) was obtained. The weight average molecular weight (Mw) of polyester (A) was 19000, and melting | fusing point (Tm) was 83 degreeC.
Subsequently, 100.0 parts by mass of polyester (A) and 440.0 parts by mass of dehydrated chloroform were added to a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, and a nitrogen introduction tube and completely dissolved. Thereafter, 5.0 parts by mass of triethylamine was added, and 15.0 parts by mass of 2-bromoisobutyryl bromide was gradually added while cooling with ice. Thereafter, the mixture was stirred at room temperature (25 ° C.) for a whole day and night.
The resin solution was gradually dropped into a container containing 550.0 parts by mass of methanol to reprecipitate the resin component, followed by filtration, purification and drying to obtain polyester (B).
Subsequently, the following materials were added to a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, and a nitrogen introduction tube, and the polymerization reaction was performed at a temperature of 110 ° C. while stirring.
(結晶性ポリエステル6、7の製造例)
結晶性ポリエステル5の製造例において、1,10−デカンジオール93.5質量部を1,9−ノナンジオール83質量部に変更し、スチレンの添加量をそれぞれ400.0質量部、450質量部に変更した以外は同様に行い、結晶性ポリエステル6、7を得た。得られた結晶性ポリエステル6、7の物性を表11に示す。
(Production example of crystalline polyesters 6 and 7)
In the production example of crystalline polyester 5, 93.5 parts by mass of 1,10-decanediol was changed to 83 parts by mass of 1,9-nonanediol, and the addition amount of styrene was changed to 400.0 parts by mass and 450 parts by mass, respectively. Crystalline polyesters 6 and 7 were obtained in the same manner except that the changes were made. Table 11 shows the physical properties of the obtained crystalline polyesters 6 and 7.
本発明で用いる上記顔料分散剤の製造例について述べる。
<顔料分散剤1[化合物(35)]の製造例>
下記構造で示されるアゾ骨格部分構造である化合物(34)を下記スキームに従い製造した。
A production example of the pigment dispersant used in the present invention will be described.
<Production Example of Pigment Dispersant 1 [Compound (35)]>
Compound (34) having an azo skeleton partial structure represented by the following structure was produced according to the following scheme.
次に、2−アミノテレフタル酸ジメチル(メルク(株)製)4.25部に、メタノール40.0部、濃塩酸5.29部を加えて10℃以下に氷冷した。この溶液に、亜硝酸ナトリウム2.10部を水6.00部に溶解させたもの加えて同温度で1時間反応させた。次いで、スルファミン酸0.990部を加えてさらに20分間撹拌した(得られた溶液を、「ジアゾニウム塩溶液」という)。メタノール70.0部に、化合物(32)4.51部を加えて、10℃以下に氷冷し、前記ジアゾニウム塩溶液を加えた。
その後、酢酸ナトリウム5.83部を水7.00部に溶解させたものを加えて、10℃以下で2時間反応させた。反応終了後、水300部を加えて30分間撹拌した後、固体を濾別し、N,N−ジメチルホルムアミドからの再結晶法により精製することで化合物(33)を得た。
Next, 40.0 parts of methanol and 5.29 parts of concentrated hydrochloric acid were added to 4.25 parts of dimethyl 2-aminoterephthalate (manufactured by Merck Co., Ltd.), and the mixture was ice-cooled to 10 ° C. or lower. To this solution, 2.10 parts of sodium nitrite dissolved in 6.00 parts of water was added and reacted at the same temperature for 1 hour. Next, 0.990 parts of sulfamic acid was added and stirred for another 20 minutes (the resulting solution is referred to as “diazonium salt solution”). 4.51 parts of the compound (32) was added to 70.0 parts of methanol, and the mixture was ice-cooled to 10 ° C. or less and the diazonium salt solution was added.
Thereafter, a solution obtained by dissolving 5.83 parts of sodium acetate in 7.00 parts of water was added and reacted at 10 ° C. or lower for 2 hours. After completion of the reaction, 300 parts of water was added and stirred for 30 minutes, and then the solid was filtered off and purified by recrystallization from N, N-dimethylformamide to obtain Compound (33).
次に、N,N−ジメチルホルムアミド150部に化合物(33)8.58部、および、パラジウム−活性炭素(パラジウム5%)0.4部を加えて、水素ガス雰囲気下(反応圧力0.1〜0.4MPa)、40℃で3時間撹拌した。反応終了後、溶液を濾別し、濃縮して化合物(34)を得た。
次に、アゾ骨格部分構造である化合物(34)のアミノ基をポリマー成分(A−1)のカルボキシル基をアミド化により結合して、下記スキームに従いアゾ化合物8[化合物(35)]を製造した。
Next, 8.58 parts of compound (33) and 0.4 part of palladium-activated carbon (palladium 5%) were added to 150 parts of N, N-dimethylformamide, and the reaction was performed under a hydrogen gas atmosphere (reaction pressure 0.1). And stirred at 40 ° C. for 3 hours. After completion of the reaction, the solution was filtered off and concentrated to obtain compound (34).
Next, the azo compound 8 [compound (35)] was produced according to the following scheme by combining the amino group of the compound (34) having an azo skeleton partial structure with the carboxyl group of the polymer component (A-1) by amidation. .
まず、テトラヒドロフラン500部に化合物(34)を3.20部加えて、80℃まで加熱し溶解した。溶解後50℃に温度を下げ、ポリマー成分(A−1)15部を加えて溶解し、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド・塩酸塩(EDC・HCl)1.96部を加えて50℃で5時間撹拌した。その後、液温を徐々に室温に戻し、一晩撹拌することにより反応を完結させた。反応終了後、溶液を濾過して濃縮し、メタノールで再沈殿させることにより精製することで化合物(35)である顔料分散剤1を製造した。 First, 3.20 parts of compound (34) was added to 500 parts of tetrahydrofuran, and heated to 80 ° C. to dissolve. After dissolution, the temperature is lowered to 50 ° C., 15 parts of polymer component (A-1) is added and dissolved, and 1.96 parts of 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (EDC · HCl) And stirred at 50 ° C. for 5 hours. Thereafter, the liquid temperature was gradually returned to room temperature, and the reaction was completed by stirring overnight. After completion of the reaction, the solution was filtered and concentrated, and purified by reprecipitation with methanol to produce pigment dispersant 1 as compound (35).
<顔料分散剤2〜31の製造例>
表12のようにアゾ骨格部分構造およびポリマー成分を変更した以外は顔料分散剤1と同様にして顔料分散剤2〜31を製造した。得られた顔料分散剤2〜31の物性を表13に示す。
<顔料分散剤32の製造例>
下記スキームに従い顔料分散剤[化合物(37)]を製造した。
<Production Example of Pigment Dispersant 2-31>
Pigment dispersants 2 to 31 were produced in the same manner as pigment dispersant 1 except that the azo skeleton partial structure and the polymer component were changed as shown in Table 12. Table 13 shows the physical properties of the obtained pigment dispersants 2-31.
<Production Example of Pigment Dispersant 32>
A pigment dispersant [Compound (37)] was produced according to the following scheme.
上記表12に示すアゾ骨格部分構造を以下に説明する。 The azo skeleton partial structure shown in Table 12 will be described below.
〔疎水性シリカ1の製造〕
シリカ(AEROSIL 200CF、日本アエロジル製)100部をヘキサメチルジシラザン10部で処理し、さらにクロロフェニルシリコーンオイル20部で処理して疎水性シリカ1を得た。疎水性シリカ1の一次粒子径は12nm、疎水化度は97であった。
〔疎水性酸化チタン1の製造〕
酸化チタン(P25、日本アエロジル製)100部をトルエン中でγ―メルカプトプロピルトリメトキシシラン20部で処理し、濾過、乾燥して疎水性酸化チタン1を得た。疎水性酸化チタン1の一次粒子径は25nm、疎水化度は60であった。
[Production of hydrophobic silica 1]
Hydrophobic silica 1 was obtained by treating 100 parts of silica (AEROSIL 200CF, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) with 10 parts of hexamethyldisilazane and further with 20 parts of chlorophenyl silicone oil. The primary particle diameter of hydrophobic silica 1 was 12 nm, and the degree of hydrophobicity was 97.
[Production of hydrophobic titanium oxide 1]
100 parts of titanium oxide (P25, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) was treated with 20 parts of γ-mercaptopropyltrimethoxysilane in toluene, filtered and dried to obtain hydrophobic titanium oxide 1. The primary particle diameter of hydrophobic titanium oxide 1 was 25 nm, and the degree of hydrophobicity was 60.
[実施例1]
(トナーバインダー溶液の合成)
結晶性ポリエステル樹脂1 130質量部と非晶質ポリエステル樹脂1 870質量部とを酢酸エチル溶剤2,000質量部に溶解、混合し、トナーバインダー(1)の酢酸エチル溶液を得た。
(トナーの作成)
ビーカー内に下記材料を入れ、55℃にてTK式ホモミキサーで12,000rpmで攪拌し、均一に溶解、分散させ、トナー材料溶液を得た。
[Example 1]
(Synthesis of toner binder solution)
130 parts by mass of crystalline polyester resin 1 and 870 parts by mass of amorphous polyester resin 1 were dissolved and mixed in 2,000 parts by mass of an ethyl acetate solvent to obtain an ethyl acetate solution of toner binder (1).
(Create toner)
The following materials were placed in a beaker and stirred at 12,000 rpm with a TK homomixer at 55 ° C. to uniformly dissolve and disperse the toner material solution.
ビーカー内にイオン交換水706部、ハイドロキシアパタイト10%懸濁液〔スーパタイト10(日本化学工業(株)製)〕294部、および、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.17部を入れ、均一に溶解した。ついで、55℃にてTK式ホモミキサーで12,000rpmで攪拌しながら、上記トナー材料溶液を投入して3時間攪拌した。
ついで、混合液を攪拌棒および温度計付のコルベンに移し、98℃に昇温して溶剤を除去した。水系媒体を冷却し、イオン交換水で洗浄した。その後、乾燥および風力分級してブラック着色粒子を得た。
得られたブラック着色粒子100質量部に疎水性酸化チタン1を0.3質量部加え、ヘンシェルミキサー(三井三池社製)で混合し、疎水性シリカ1を1.5質量部加えてさらに前記ヘンシェルミキサーで混合して、外添剤を有するトナー1を作製した。得られたトナー1の物性などを表16に示す。
In a beaker, 706 parts of ion-exchanged water, 294 parts of hydroxyapatite 10% suspension [Superite 10 (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.)] and 0.17 parts of sodium dodecylbenzenesulfonate were uniformly dissolved. . Next, while stirring at 12,000 rpm with a TK homomixer at 55 ° C., the toner material solution was added and stirred for 3 hours.
Next, the mixed solution was transferred to a Kolben equipped with a stirring bar and a thermometer, and the temperature was raised to 98 ° C. to remove the solvent. The aqueous medium was cooled and washed with ion exchange water. Thereafter, drying and air classification were performed to obtain black colored particles.
0.3 parts by weight of hydrophobic titanium oxide 1 is added to 100 parts by weight of the obtained black colored particles, mixed with a Henschel mixer (manufactured by Mitsui Miike), 1.5 parts by weight of hydrophobic silica 1 is added, and the Henschel is further added. Toner 1 having an external additive was prepared by mixing with a mixer. Table 16 shows the physical properties of the obtained toner 1.
[実施例2〜58]
表15に記載されるとおりに顔料分散剤の種類および添加量、ならびに、顔料の種類を変更した以外は実施例1と同様にして、外添剤を有するトナー2〜58を作製した。得られたトナー2〜58の物性などを表16に示す。
[比較例1〜6]
表15に記載されるとおりに顔料分散剤の種類および添加量、ならびに、顔料の種類を変更した以外は実施例1と同様にして、外添剤を有するトナー59〜64を作製した。得られたトナー59〜64の物性などを表16に示す。
[Examples 2 to 58]
Toners 2 to 58 having external additives were produced in the same manner as in Example 1 except that the type and amount of pigment dispersant and the type of pigment were changed as shown in Table 15. Table 16 shows the physical properties of the obtained toners 2-58.
[Comparative Examples 1-6]
Toners 59 to 64 having external additives were prepared in the same manner as in Example 1 except that the type and amount of pigment dispersant and the type of pigment were changed as shown in Table 15. Table 16 shows the physical properties of the obtained toners 59 to 64.
[実施例1〜58]
上記トナー1〜58について、それぞれ評価機を用いて各種画像評価を行った。
各種画像評価の結果を表17に示す。
[比較例1〜6]
上記トナー59〜64について、それぞれ評価機を用いて各種画像評価を行った。
各種画像評価の結果を表17に示す。
[Examples 1 to 58]
Each of the toners 1 to 58 was subjected to various image evaluations using an evaluation machine.
Table 17 shows the results of various image evaluations.
[Comparative Examples 1-6]
Each of the toners 59 to 64 was subjected to various image evaluations using an evaluation machine.
Table 17 shows the results of various image evaluations.
D4:重量平均粒径、D1:数平均粒径
各種画像評価は以下のようにして評価を行った。
<カブリ>
カブリの測定は、画像形成装置として後述の評価機を用い、下記の環境下で印字率1%にて2枚印刷する度に1分休止する方式で耐久試験を行い、初期から耐久13000枚印字後に各環境下において6日間放置した。
Various image evaluations were performed as follows.
<Fog>
For the measurement of fog, an evaluation machine, which will be described later, is used as an image forming apparatus, and an endurance test is performed in a system that pauses for one minute every time two sheets are printed at a printing rate of 1% under the following environment. Later, it was left for 6 days in each environment.
カブリ量(%)=(プリントアウト前の記録材の白色度)−(プリント後の記録材の非画像形成部(白地部)の白色度)
Fog amount (%) = (whiteness of recording material before printing out) − (whiteness of non-image forming portion (white background portion) of recording material after printing)
<画像濃度>
初期画像濃度は、常温常湿環境下(N/N:温度23.5℃,湿度60%RH)で、後述の評価機を用い、紙上のトナーの載り量が0.38(mg/cm2)にした全面ベタチャートを1枚印字し、各画像の画像濃度を測定した。画像サンプルの濃度については東京電色社製のREFLECT METER MODELTC−6DSを使用して濃度を測定した。記録材としてはA4サイズの普通紙(キヤノンマーケティングジャパン社製、GF−C081A4)を用いた。
<Image density>
The initial image density is a normal temperature and humidity environment (N / N: temperature 23.5 ° C., humidity 60% RH), and the amount of toner on the paper is 0.38 (mg / cm 2 ) using an evaluation machine described later. 1) was printed, and the image density of each image was measured. The density of the image sample was measured using REFECT METER MODELTC-6DS manufactured by Tokyo Denshoku Co., Ltd. A4 size plain paper (manufactured by Canon Marketing Japan Inc., GF-C081A4) was used as the recording material.
<定着性>
低温低湿環境下(L/L:温度15℃、湿度10%RH)で、後述の評価機を用い、マシンおよびトナーを充填したカートリッジが環境になじんだ状態(上記環境下に24時間放置後)から電源を入れた。ウェイトアップ直後に200μm幅の横線パターン(横幅200μm、間隔200μm)をプリントアウトし、50枚目のプリント画像を定着性の評価に用いた。定着性の評価は画像をシルボン紙で5往復100g荷重でこすり、画像のはがれを反射濃度の低下率(%)の平均で評価した。
評価には表面平滑度10〔秒〕以下のボンド紙を用いた。以下に評価基準を示す。
<Fixability>
Under a low-temperature and low-humidity environment (L / L: temperature 15 ° C., humidity 10% RH), using the evaluation machine described later, the machine and the cartridge filled with the toner are familiar with the environment (after leaving in the above environment for 24 hours) The power was turned on. Immediately after the weight-up, a 200 μm-wide horizontal line pattern (width 200 μm, interval 200 μm) was printed out, and the 50th printed image was used for evaluation of fixability. The fixing property was evaluated by rubbing the image with Sylbon paper at a load of 100 g for 5 reciprocations, and peeling of the image was evaluated by the average of the reduction rate (%) of the reflection density.
For the evaluation, bond paper having a surface smoothness of 10 [seconds] or less was used. The evaluation criteria are shown below.
<耐オフセット性>
耐オフセット性は、常温常湿環境下(N/N:温度23.5℃,湿度60%RH)、高温高湿環境下(H/H:温度32.5℃,湿度80%RH)で、後述の評価機を用いて評価した。マシンおよびトナーを充填したカートリッジが環境になじんだ状態(上記環境下に24時間放置後)から電源を入れ、ウェイトアップ直後に全面ベタ画像を100枚プリントアウトし、その画像サンプルについて評価を行った。
評価にはOHPフィルム(CG3700、住友スリーエム(株)製)を用いた。以下に評価基準を示す。
<Offset resistance>
Offset resistance is normal temperature and humidity environment (N / N: temperature 23.5 ° C, humidity 60% RH), high temperature and humidity environment (H / H: temperature 32.5 ° C, humidity 80% RH). Evaluation was performed using an evaluation machine described later. The machine and the cartridge filled with toner were turned on after being in the environment (after being left in the above environment for 24 hours), and immediately after waiting for weight up, 100 solid images were printed out, and the image samples were evaluated. .
For the evaluation, an OHP film (CG3700, manufactured by Sumitomo 3M Limited) was used. The evaluation criteria are shown below.
<トナー層規制部材へのトナーの融着や固着>
トナー層規制部材へのトナーの融着や固着は常温常湿環境下(N/N:温度23.5℃,湿度60%RH)、高温高湿環境下(H/H:温度32.5℃,湿度80%RH)で、後述の評価機を用いて評価した。印字率1%にて2枚印刷する度に1分休止する方式で耐久試験を行い、初期から耐久8000枚目の画像サンプルについて目視にて評価した。記録材として、A4サイズの普通紙(キヤノンマーケティングジャパン(株)製、GF−C081A4)を用いた。以下に評価基準を示す。
<Fusion and adhesion of toner to toner layer regulating member>
The toner is fused and fixed to the toner layer regulating member in a normal temperature and humidity environment (N / N: temperature 23.5 ° C., humidity 60% RH), and in a high temperature and high humidity environment (H / H: temperature 32.5 ° C.). , Humidity 80% RH), and evaluated using an evaluation machine described later. An endurance test was performed by a method of pausing for 1 minute every time two sheets were printed at a printing rate of 1%, and an image sample of the endurance 8000th sheet from the beginning was visually evaluated. As the recording material, A4-sized plain paper (Canon Marketing Japan Co., Ltd., GF-C081A4) was used. The evaluation criteria are shown below.
<潜像担持体へのフィルミング>
潜像担持体へのフィルミングは常温常湿環境下(N/N:温度23.5℃,湿度60%RH)、低温低湿環境下(L/L:温度15℃、湿度10%RH)で、後述の評価機を用い、印字率1%にて連続印字にて耐久試験を行った。初期から耐久2000枚目の画像サンプルについて目視にて評価した。記録材として、A4サイズの普通紙(キヤノンマーケティングジャパン(株)製、GF−C081A4)を用いた。以下に評価基準を示す。
<Filming to latent image carrier>
Filming on the latent image carrier is performed in a normal temperature and humidity environment (N / N: temperature 23.5 ° C., humidity 60% RH) and in a low temperature and low humidity environment (L / L: temperature 15 ° C., humidity 10% RH). Using an evaluation machine described later, a durability test was performed by continuous printing at a printing rate of 1%. The image sample of the 2000th durability from the beginning was evaluated visually. As the recording material, A4-sized plain paper (Canon Marketing Japan Co., Ltd., GF-C081A4) was used. The evaluation criteria are shown below.
<トナーの保存安定性評価>
トナーの保存安定性評価は、10gのトナーを100mLのポリカップに量り取り、50℃の恒温層の中へ3日間放置した後、200メッシュ(目開き)の篩性により評価した。測定装置として、デジタル振動計(DEGITAL VIBLATIONMETERMODEL 1332 SHOWA SOKKI CORPORATION製)を有するパウダーテスター(ホソカワミクロン(株)製)を用いた。
測定法としては、セットした200メッシュふるい(目開き75μm)上に評価用のトナーのせ、デジタル振動計の変位の値を0.50mm(peak−to−peak)になるように調整し、30秒間振動を加えた。その後、各ふるい上に残ったトナーの凝集塊の状態から保存安定性を評価した。以下に評価基準を示す。
<Evaluation of storage stability of toner>
The storage stability of the toner was evaluated by weighing 10 g of toner into a 100 mL polycup, leaving it in a constant temperature layer at 50 ° C. for 3 days, and then evaluating the screen with 200 mesh (opening). As a measuring device, a powder tester (manufactured by Hosokawa Micron Corporation) having a digital vibrometer (manufactured by DEGIBALBATIONIONERMODEL 1332 SHOWA SOKKI CORPORATION) was used.
As a measuring method, a toner for evaluation is placed on a set 200 mesh sieve (aperture 75 μm), and the displacement value of the digital vibrometer is adjusted to 0.50 mm (peak-to-peak) for 30 seconds. Vibration was applied. Thereafter, the storage stability was evaluated from the state of the aggregate of toner remaining on each sieve. The evaluation criteria are shown below.
(評価機)
市販のLBP−2710(キヤノン(株)製)のプロセススピードを220mm/sに改造し、市販のマゼンタカートリッジからトナーを抜き取り、エアーブローにて内部を清掃した。その後、本発明のトナーを260g充填し、その他のシアン、イエローおよびブラックのカートリッジをトナーを抜いて各ステーションに挿入したものを用いた。
(Evaluation machine)
The process speed of commercially available LBP-2710 (manufactured by Canon Inc.) was modified to 220 mm / s, the toner was removed from the commercially available magenta cartridge, and the inside was cleaned by air blow. Thereafter, 260 g of the toner of the present invention was filled, and other cyan, yellow and black cartridges were used after the toner was removed and inserted into each station.
Claims (10)
前記結着樹脂が、非晶性ポリエステル樹脂であり、
前記顔料が、カーボンブラック、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド150、および、C.I.ピグメントイエロー185からなる群から選択される顔料であり、
前記顔料分散剤が、以下(i)〜(iv)を満たし、かつ下記一般式(2)で示される部分構造を有することを特徴とするトナー:
(i)前記顔料分散剤のSP値(A)と前記結晶性ポリエステル樹脂のSP値(B)との差(A−B)が、−0.90以上+1.00以下であり、
(ii)前記顔料分散剤のSP値(A)と前記結着樹脂のSP値(C)との差(A−C)が、−2.00以上+2.00以下であり、
(iii)前記顔料分散剤が、ポリマー成分と前記顔料への吸着率が30%以上である吸着成分とを有し、ポリマー成分がビニル系重合体で表される部分構造を有し、
(iv)前記顔料分散剤のポリマー成分の数平均分子量(Mn)が、3000〜20000である。
R 3 は、アルキル基、フェニル基、OR 6 基またはNR 7 R 8 基を示す。
R 6 〜R 8 は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、フェニル基またはアラルキル基を示す。
R 3 がポリマー成分と結合する場合、単結合または連結基を介して結合し、R 3 に結合する連結基は、アミド基、エステル基、ウレタン基、ウレア基、アルキレン基、フェニレン基、−O−、−NR 5 −および−NHCH(CH 2 OH)−からなる群より選ばれる2価の連結基である。
R 5 は、水素原子、アルキル基、フェニル基またはアラルキル基を示す。
R 4 は、アルキル基、フェニル基、OR 10 基またはNR 11 R 12 基を示す。
R 10 〜R 12 は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、フェニル基またはアラルキル基を示す。
R 4 がポリマー成分と結合する場合、単結合または連結基を介して結合し、R 4 に結合する連結基は、アルキレン基、フェニレン基、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、スルホン酸エステル基、スルホン酸アミド基、−O−、−NR 9 −および−NHCH(CH 2 OH)−からなる群より選ばれる2価の連結基である。
R 9 は、水素原子、アルキル基、フェニル基またはアラルキル基を示す。
Arは、アリール基を示し、Arがポリマー成分と結合する場合、単結合または連結基を介して結合し、Arに結合する連結基は、アミド基、エステル基、ウレタン基、ウレア基、アルキレン基、フェニレン基、−O−、−NR 3 −および−NHCH(CH 2 OH)−からなる群より選ばれる2価の連結基である。
上記単結合または連結基が、R 3 、R 4 またはArに結合する場合は、R 3 、R 4 またはArの水素原子と置換して結合する。] A toner having toner particles containing a binder resin, a pigment, a pigment dispersant and a crystalline polyester,
The binder resin is an amorphous polyester resin;
The pigment is carbon black, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 150, and C.I. I. A pigment selected from the group consisting of CI Pigment Yellow 185;
Toner, wherein the pigment dispersing agent, meet the following (i) ~ (iv), and having a partial structure represented by the following general formula (2):
(I) The difference (A−B) between the SP value (A) of the pigment dispersant and the SP value (B) of the crystalline polyester resin is −0.90 or more and +1.00 or less,
(Ii) The difference (A−C) between the SP value (A) of the pigment dispersant and the SP value (C) of the binder resin is −2.00 or more and +2.00 or less,
(Iii) The pigment dispersant has a polymer component and an adsorption component having an adsorption rate of 30% or more to the pigment, and the polymer component has a partial structure represented by a vinyl polymer,
(Iv) The number average molecular weight (Mn) of the polymer component of the pigment dispersant is 3000 to 20000.
R 3 represents an alkyl group, a phenyl group, an OR 6 group or an NR 7 R 8 group.
R 6 to R 8 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a phenyl group or an aralkyl group.
When R 3 is bonded to the polymer component, it is bonded through a single bond or a linking group, and the linking group bonded to R 3 is an amide group, ester group, urethane group, urea group, alkylene group, phenylene group, —O A divalent linking group selected from the group consisting of —, —NR 5 — and —NHCH (CH 2 OH) —;
R 5 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a phenyl group or an aralkyl group.
R 4 represents an alkyl group, a phenyl group, an OR 10 group or an NR 11 R 12 group.
R < 10 > -R < 12 > shows a hydrogen atom, an alkyl group, a phenyl group, or an aralkyl group each independently.
When R 4 is bonded to the polymer component, it is bonded through a single bond or a linking group, and the linking group bonded to R 4 is an alkylene group, a phenylene group, a carboxylic acid ester group, a carboxylic acid amide group, or a sulfonic acid ester group. , A sulfonic acid amide group, —O—, —NR 9 —, and —NHCH (CH 2 OH) —.
R 9 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a phenyl group or an aralkyl group.
Ar represents an aryl group, and when Ar is bonded to the polymer component, it is bonded through a single bond or a linking group, and the linking group bonded to Ar is an amide group, an ester group, a urethane group, a urea group, or an alkylene group. , A phenylene group, —O—, —NR 3 —, and —NHCH (CH 2 OH) —.
The single bond or a linking group, when bound to R 3, R 4 or Ar is bonded substituted with R 3, R 4 or Ar hydrogen atoms. ]
R3は、アルキル基、フェニル基、OR6基またはNR7R8基を示す。
R6〜R8は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、フェニル基またはアラルキル基を示す。
R3がポリマー成分と結合する場合、単結合または連結基を介して結合し、R3に結合する連結基は、アミド基、エステル基、ウレタン基、ウレア基、アルキレン基、フェニレン基、−O−、−NR5−および−NHCH(CH2OH)−からなる群より選ばれる2価の連結基である。
R5は、水素原子、アルキル基、フェニル基またはアラルキル基を示す。
R4は、アルキル基、フェニル基、OR10基またはNR11R12基を示す。
R10〜R12は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、フェニル基またはアラルキル基を示す。
R4がポリマー成分と結合する場合、単結合または連結基を介して結合し、R4に結合する連結基は、アルキレン基、フェニレン基、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、スルホン酸エステル基、スルホン酸アミド基、−O−、−NR9−および−NHCH(CH2OH)−からなる群より選ばれる2価の連結基である。
R9は、水素原子、アルキル基、フェニル基またはアラルキル基を示す。
R13〜R17は、それぞれ独立して、水素原子、COOR18基、CONR19R20基を示し、R13〜R17がポリマー成分と結合する場合、単結合または連結基を介して結合し、R13〜R17に結合する連結基は、アミド基、エステル基、ウレタン基、ウレア基、アルキレン基、フェニレン基、−O−、−NR3−および−NHCH(CH2OH)−からなる群より選ばれる2価の連結基である。
R18〜R20は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、フェニル基またはアラルキル基を示す。
上記単結合または連結基が、R3、R4、R13〜R17に結合する場合は、R3、R4、R13〜R17の水素原子と置換して結合する。] The toner according to claim 1, wherein the partial structure represented by the general formula (2) is a partial structure represented by the following general formula (3).
R 3 represents an alkyl group, a phenyl group, an OR 6 group or an NR 7 R 8 group.
R 6 to R 8 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a phenyl group or an aralkyl group.
When R 3 is bonded to the polymer component, it is bonded through a single bond or a linking group, and the linking group bonded to R 3 is an amide group, ester group, urethane group, urea group, alkylene group, phenylene group, —O A divalent linking group selected from the group consisting of —, —NR 5 — and —NHCH (CH 2 OH) —;
R 5 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a phenyl group or an aralkyl group.
R 4 represents an alkyl group, a phenyl group, an OR 10 group or an NR 11 R 12 group.
R < 10 > -R < 12 > shows a hydrogen atom, an alkyl group, a phenyl group, or an aralkyl group each independently.
When R 4 is bonded to the polymer component, it is bonded through a single bond or a linking group, and the linking group bonded to R 4 is an alkylene group, a phenylene group, a carboxylic acid ester group, a carboxylic acid amide group, or a sulfonic acid ester group. , A sulfonic acid amide group, —O—, —NR 9 —, and —NHCH (CH 2 OH) —.
R 9 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a phenyl group or an aralkyl group.
R 13 to R 17 each independently represent a hydrogen atom, a COOR 18 group, or a CONR 19 R 20 group. When R 13 to R 17 are bonded to a polymer component, they are bonded via a single bond or a linking group. , R 13 to R 17 are each composed of an amide group, an ester group, a urethane group, a urea group, an alkylene group, a phenylene group, —O—, —NR 3 —, and —NHCH (CH 2 OH) —. A divalent linking group selected from the group;
R 18 to R 20 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a phenyl group, or an aralkyl group.
The single bond or a linking group, when bound to R 3, R 4, R 13 ~R 17 is, R 3, R 4, and bind to replace the hydrogen atom of R 13 to R 17. ]
R3は、アルキル基、フェニル基、OR6基またはNR7R8基を示し、R6〜R8は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、フェニル基またはアラルキル基を示し、
R4は、−NH−を示し、連結基を介してポリマー成分と結合し、該連結基は、フェニレン基であり、
R13〜R17は、それぞれ独立して、水素原子、COOR18基、CONR19R20基を示し、R18〜R20は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、フェニル基またはアラルキル基を示す、請求項4に記載のトナー。 In the general formula (3),
R 3 represents an alkyl group, a phenyl group, an OR 6 group or an NR 7 R 8 group, and R 6 to R 8 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a phenyl group or an aralkyl group,
R 4 represents —NH—, which is bonded to the polymer component via a linking group, and the linking group is a phenylene group;
R 13 to R 17 each independently represent a hydrogen atom, a COOR 18 group, or a CONR 19 R 20 group, and R 18 to R 20 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a phenyl group, or an aralkyl group. The toner according to claim 4 , wherein
HOOC−(CH2)m−COOH 式(4)
[式(4)中、mは、4〜16の整数を示す。]
HO−(CH2)n−OH 式(5)
[式(5)中、nは、4〜16の整数を示す。] The crystalline polyester, a dicarboxylic acid represented by the following general formula (4), according to any one of claims 1 to 6 having a component comprised of a diol represented by the following general formula (5) Toner.
HOOC- (CH 2) m-COOH (4)
[In Formula (4), m shows the integer of 4-16. ]
HO— (CH 2 ) n —OH Formula (5)
[In Formula (5), n shows the integer of 4-16. ]
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