JP6448392B2 - Toner production method - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式、静電記録方式、静電印刷方式、トナージェット方式に用いられるトナーに関する。 The present invention relates to a toner used in an electrophotographic system, an electrostatic recording system, an electrostatic printing system, and a toner jet system.
近年、電子写真方式のフルカラー複写機が広く普及するに従い、更なる高画質化、省エネルギー化が要求されている。特にPOD市場においてはプロセススピードが速いこと、印字枚数が多いこと等に起因して、これまで以上に耐ストレス性が高いトナーや、安定した帯電性能を有するトナーが要求されている。トナーに高いストレスが加わるとトナー表面の無機微粉体(外添剤)がトナー母体に埋没しスぺーサー効果が弱まってしまう為、対象物(キャリアや感光ドラム、中間転写体等)との付着力が増大し、現像性・転写性の悪化に繋がる。特に小粒径外添剤を多く使用すると埋没され易い為、スぺーサー効果が維持できず耐ストレス性に弱いトナーとなってしまう。 In recent years, with the widespread use of electrophotographic full-color copiers, further higher image quality and energy savings are required. In particular, in the POD market, due to the high process speed and the large number of printed sheets, there is a demand for a toner having higher stress resistance than ever and a toner having stable charging performance. When high stress is applied to the toner, the inorganic fine powder (external additive) on the toner surface is buried in the toner base and the spacer effect is weakened. Therefore, the toner is attached to the object (carrier, photosensitive drum, intermediate transfer member, etc.). Adhesion increases, leading to deterioration of developability and transferability. In particular, if a large amount of external additives having a small particle size is used, the toner is easily buried, and the spacer effect cannot be maintained, resulting in a toner having low stress resistance.
これを改善するため特許文献1には大粒径単分散球形外添剤をトナー母体に被覆することでストレス付与後のスぺーサー機能を維持する試みがされている。しかしながら大粒径外添剤は母体表面から離脱し易く、離脱した外添剤が現像キャリア表面に付着しトナーとの摩擦帯電性能が低下しトナーの帯電量ダウンを引き起こす。また帯電ローラ等の部材に付着し画像不良を引き起こす場合もある。 In order to improve this, Patent Document 1 attempts to maintain a spacer function after applying stress by coating a toner base with a large particle size monodispersed spherical external additive. However, the external additive having a large particle size is easily detached from the surface of the base material, and the detached external additive adheres to the surface of the development carrier, and the triboelectric charging performance with the toner is lowered, causing the toner charge amount to be lowered. Further, it may adhere to a member such as a charging roller and cause an image defect.
特許文献2では、外添混合槽内の回転駆動部とケーシングとの間隙で強い剪断をかけ、大粒径の無機微粉末をトナー粒子表面に固定化する方法が開示されている。しかしながら、粉砕トナーのようにトナー粒子が凹凸形状を有する場合、この手法は必ずしも有効ではない。回転駆動部とケーシングとの間隙での強い剪断力により無機微粉末がトナー粒子の凹部へと転がり、外添剤としての機能を十分に果たせない可能性がある。
特許文献3では、上記のような埋没,転がりの抑制を両立するため、大粒径の非球状不定形シリカを外添した例がある。しかしながら、このような外添剤を母体表面に拡散性の高い状態で均一に付着させることは難しく、耐久を通じて優れたスぺーサー効果と離脱性の両立を図ることは難しい。
In
以上のことよりトナーの耐久安定性、特に外添剤によるスぺーサー効果の維持と外添剤の離脱の両立に関しては未だ改善の余地が残る。 From the above, there is still room for improvement regarding the durability stability of the toner, in particular, the compatibility between the maintenance of the spacer effect by the external additive and the removal of the external additive.
本発明の目的は終始安定した耐久性を満足させることである。特に(1)外添剤がトナー母体に埋没しスぺーサー機能が果たせなくなることでの付着力増大(現像性、転写性悪化)と、(2)外添剤がトナー表面から遊離することでキャリア表面に付着して帯電性が低下することを防ぐトナーを提供することにある。 The object of the present invention is to satisfy a stable durability throughout. In particular, (1) the external additive is buried in the toner base and the spacer function cannot be performed, and the adhesion force increases (developability and transferability deteriorates), and (2) the external additive is released from the toner surface. It is an object of the present invention to provide a toner that prevents adhesion to a carrier surface and a decrease in chargeability.
本発明は、結着樹脂及び有機無機複合粒子を含有するトナー粒子を含有するトナーの製造方法であって、
該トナーの製造方法は、
該結着樹脂を含有するトナー母粒子と該有機無機複合粒子とを混合する工程、および
熱風による表面処理によって、該トナー母粒子表面に該有機無機複合粒子を固着して、該有機無機複合粒子が表面に固着したトナー粒子を得る工程、
を有し、
該有機無機複合粒子は個数平均粒径が50nm以上200nm以下であり、該有機無機複合粒子は、ビニル系樹脂粒子に無機微粒子が埋め込まれた構造を有し、該有機無機複合粒子の表面には無機微粒子に由来する凸部が複数存在する、
ことを特徴とするトナーの製造方法に関する。
The present invention is a method for producing a toner containing toner particles containing a binder resin and organic-inorganic composite particles,
The method for producing the toner includes:
Mixing the toner base particles containing the binder resin and the organic-inorganic composite particles; and
A step of fixing the organic-inorganic composite particles to the surface of the toner base particles by surface treatment with hot air to obtain toner particles having the organic-inorganic composite particles fixed to the surface;
Have
The organic-inorganic composite particles have a number average particle size of 50 nm to 200 nm, and the organic-inorganic composite particles have a structure in which inorganic fine particles are embedded in vinyl-based resin particles. There are a plurality of convex portions derived from inorganic fine particles,
The present invention relates to a toner manufacturing method .
本発明によれば、耐久を通じて優れた現像安定性、転写安定性を発揮するトナーを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a toner that exhibits excellent development stability and transfer stability through durability.
本発明のトナーは、結着樹脂及び有機無機複合粒子を含有するトナー粒子を含有するトナーにおいて、該トナー粒子の表面は、該有機無機複合粒子が熱による表面処理によって固着しており、該有機無機複合粒子は個数平均粒径が50nm以上200nm以下であり、該有機無機複合粒子は、ビニル系樹脂粒子に無機微粒子が埋め込まれた構造を有し、該有機無機複合粒子の表面には無機微粒子に由来する凸部が複数存在することを特徴とする。 The toner of the present invention is a toner containing toner particles containing a binder resin and organic-inorganic composite particles. The surface of the toner particles is fixed by heat treatment of the organic-inorganic composite particles. The inorganic composite particles have a number average particle diameter of 50 nm or more and 200 nm or less, and the organic / inorganic composite particles have a structure in which inorganic fine particles are embedded in vinyl resin particles, and inorganic fine particles are formed on the surface of the organic / inorganic composite particles. There are a plurality of convex portions derived from the above.
優れた耐久安定性を発揮するには無機微粒子(外添剤とも称す)によるスぺーサー効果が終始維持される必要がある。スぺーサー効果が無いとトナー母体が直接対象物(現像キャリア、感光ドラム、中間転写体等)に接する為、トナー−対象物間の非静電付着力が大きい状態となる。そうすると電界による応答性が悪くなり現像性の低下、転写効率低下/転写ボソの発生等に繋がる。スぺーサー効果の維持は外添剤の母体表面への埋没、遊離を抑えることで成される。埋没を防ぐ為には大粒径の外添剤を用いた方が有利ではあるが大粒径の外添剤はトナー表面から離脱し易い。この離脱を防ぐ為に外添装置による外添強度アップでトナー母体に強く固着させようとすると、母体が持つ微少な凹凸の凹部に外添剤が寄り集まる現象が起こる。この現象は特に機械式粉砕トナーのようなトナー母体が不定形なものを用いた場合は、外添剤がトナー母体の凸部に付着し難く、凹部に集中するといった傾向となる。また外添剤粒径としては大粒径、形状的には球形に近づくほどこの現象が起こりやすい。 In order to exhibit excellent durability stability, it is necessary to maintain the spacer effect by inorganic fine particles (also referred to as external additives) throughout. If there is no spacer effect, the toner base comes in direct contact with the object (development carrier, photosensitive drum, intermediate transfer member, etc.), and the non-electrostatic adhesion force between the toner and the object becomes large. Then, the responsiveness due to the electric field is deteriorated, leading to a decrease in developability, a decrease in transfer efficiency / a generation of a transfer margin, and the like. The maintenance of the spacer effect is achieved by suppressing the embedding and liberation of the external additive on the base material surface. In order to prevent the embedding, it is advantageous to use an external additive having a large particle diameter, but the external additive having a large particle diameter is easily detached from the toner surface. In order to prevent this detachment, if an external addition device is used to strongly fix the toner base to the toner base, a phenomenon occurs in which the external additive gathers in the concave and convex portions of the base. In particular, when an irregular toner base such as a mechanically pulverized toner is used, the external additive tends not to adhere to the convex portion of the toner base and concentrates on the concave portion. In addition, this phenomenon is more likely to occur as the particle size of the external additive becomes larger and close to a spherical shape.
外添剤はトナー表面に均一に拡散して付着している方がより効果的にその機能を発揮することが出来る。トナー母体を不定形の物を用いた場合は凹部に外添剤が寄り集まる為、凸部に外添剤を付着させ難い。しかしながら凸部が主に対象物と接触するので、凸部に拡散性の高い状態で外添剤を付着させることが重要である。逆に凹部付着している外添剤はスぺーサー機能あるいは帯電付与機能を効果的に発現しない。 The external additive can exhibit its function more effectively when it is uniformly diffused and adhered to the toner surface. When an irregular toner base is used, the external additive gathers in the concave portion, so that it is difficult to adhere the external additive to the convex portion. However, since the convex portion mainly comes into contact with the object, it is important to attach the external additive to the convex portion in a highly diffusible state. On the other hand, the external additive attached to the concave portion does not effectively exhibit the spacer function or the charge imparting function.
本発明では無機微粒子に由来する凸部が複数存在する有機無機複合粒子を用いることでトナー表面への拡散性を高めた状態で付着させることができる。これは本発明で用いる有機無機複合粒子が有する無機微粒子成分で形成される微少な凹凸が効いているのもと考えられる。本発明者が考えるに、微少凹凸が有機無機複合粒子間の凝集を防ぎ、またトナー表面に対して適度な引っ掛かりを持つ為、母体凹部への偏りも発生しないと推察している。本発明に用いられる該有機無機複合粒子のように無機微粒子に由来する凸部が複数存在することが重要であり、例えば樹脂粒子内部に無機微粒子が完全に埋め込まれ凸部がないものだと均一拡散性は期待できない。本発明で用いられる有機無機複合粒子は所謂金平糖のような形状を有している。 In the present invention, by using organic-inorganic composite particles having a plurality of convex portions derived from inorganic fine particles, the particles can be adhered in a state where the diffusibility to the toner surface is enhanced. This is thought to be due to the fact that the fine irregularities formed by the inorganic fine particle components of the organic-inorganic composite particles used in the present invention are effective. The inventor thinks that the unevenness between the organic-inorganic composite particles prevents aggregation between the organic-inorganic composite particles and has an appropriate catch on the toner surface, so that the bias to the base recess does not occur. It is important that there are a plurality of convex portions derived from inorganic fine particles like the organic-inorganic composite particles used in the present invention. For example, it is uniform if the inorganic fine particles are completely embedded in the resin particles and there are no convex portions. Diffusivity cannot be expected. The organic-inorganic composite particles used in the present invention have a shape like so-called confetti.
一方で優れた耐久安定性を有するトナーの条件として外添剤の離脱(遊離)を抑える必要がある。外添剤が離脱するとそれが現像キャリア表面に付着し、トナー−キャリア間の摩擦帯電性が低下し、結果的にトナーの帯電量ダウンに繋がる。本発明では熱風処理により外添剤をトナー表面に熱的に固着させることが出来るので、離脱に強い状態を作り出すことができる。また本発明では前述のように特徴のある有機無機複合粒子を用いるため、拡散性の高い状態でトナー母体表面に付着させることが出来る。その状態で熱風処理し位置を固定/固着出来る為、本発明のトナーは長期に渡り優れたスぺーサー機能と帯電性を実現することが出来る。 On the other hand, it is necessary to suppress the release (release) of the external additive as a condition of the toner having excellent durability stability. When the external additive is detached, it adheres to the surface of the developing carrier, and the triboelectric chargeability between the toner and the carrier is lowered, resulting in a decrease in the charge amount of the toner. In the present invention, since the external additive can be thermally fixed to the toner surface by the hot air treatment, it is possible to create a state resistant to separation. In the present invention, since the organic-inorganic composite particles having the characteristics as described above are used, the particles can be adhered to the toner base surface in a highly diffusible state. Since the position can be fixed / fixed by hot air treatment in this state, the toner of the present invention can realize an excellent spacer function and chargeability for a long period of time.
また本発明の有機無機複合粒子は樹脂成分を有するため、無機粒子だけで構成されるものに比べ、熱風処理による固着性能が高い。これは無機物質と比べ樹脂成分は熱伝導度が高い為、固着され易いのだと考えている。 In addition, since the organic-inorganic composite particles of the present invention have a resin component, the fixing performance by hot air treatment is higher than those composed only of inorganic particles. This is because the resin component has a higher thermal conductivity than the inorganic substance, and is thus easily fixed.
本発明に用いられる該有機無機複合粒子は、個数平均粒径が50nm以上200nm以下のものを用いることで優れた耐久性を発現できる。個数平均粒径が50nm未満だとスぺーサー機能的に弱くなり本発明で期待される効果まで至らない。逆に200nm超であると熱風処理装置内での外添剤離脱が発生し易くなり適していない。 The organic-inorganic composite particles used in the present invention can exhibit excellent durability by using particles having a number average particle diameter of 50 nm to 200 nm. When the number average particle diameter is less than 50 nm, the spacer function is weakened and the effect expected in the present invention is not achieved. On the other hand, if it exceeds 200 nm, the external additive detachment easily occurs in the hot air treatment apparatus, which is not suitable.
また本発明ではトナー母体に結晶性ポリエステルを含有し、結晶性ポリエステルの分散状態によりさらに高性能なトナーとすることが出来る。具体的にはトナー粒子のルテニウム染色処理された透過型電子顕微鏡(TEM)断面において、該結晶性ポリエステルがトナー粒子断面上で針状に観察される結晶を形成しており、該結晶の長軸長さの個数平均径(D1)が60nm以上250nm以下であり、該トナー粒子断面中の1.0μm×1.0μmの視野において該トナー粒子中の該結晶性ポリエステルの占める面積を求めたとき、面積の標準偏差が10.0%以下であるトナーをしたときにより高い外添剤の拡散性能を発揮する。 In the present invention, a crystalline polyester is contained in the toner base, and a higher-performance toner can be obtained depending on the dispersion state of the crystalline polyester. Specifically, in the transmission electron microscope (TEM) cross section of the toner particles treated with ruthenium dye, the crystalline polyester forms crystals that are observed in a needle shape on the cross section of the toner particles, and the long axis of the crystals When the number average diameter (D1) of the length is 60 nm or more and 250 nm or less and the area occupied by the crystalline polyester in the toner particles in a 1.0 μm × 1.0 μm visual field in the cross section of the toner particles is determined, When a toner having a standard deviation of area of 10.0% or less is used, higher external additive diffusion performance is exhibited.
結晶性ポリエステルが上記状態で微分散していると、トナー母体表面にも同様に結晶性ポリエステルが微分散しているといえる。そうするとこの表面に存在する結晶性ポリエステルが楔となり、有機無機複合粒子の凸部と相俟って有機無機微粒子が固定化され、高い拡散性が得られると考えられる。結晶の長軸長さの個数平均径(D1)が60nm未満であると結晶径が小さすぎる為、期待する拡散性が得られなかった。250nm超であると微分散されない方向となるのでこれも期待する拡散性が得られない。 If the crystalline polyester is finely dispersed in the above state, it can be said that the crystalline polyester is also finely dispersed on the surface of the toner base. Then, it is considered that the crystalline polyester present on the surface becomes wedges, and the organic / inorganic fine particles are fixed together with the convex portions of the organic / inorganic composite particles, and high diffusibility is obtained. If the number average diameter (D1) of the major axis length of the crystal is less than 60 nm, the expected diffusivity could not be obtained because the crystal diameter was too small. If the thickness exceeds 250 nm, the dispersion is not finely dispersed, so that the expected diffusivity cannot be obtained.
拡散性は後述するSEMにより視覚的にとらえることもできるし、ESCAを用いて外添剤被覆率を測定し、同じ外添剤添加部数の場合被覆率が高いものが拡散性が高いと判断することが出来る。 The diffusibility can be visually grasped by SEM described later, or the external additive coverage is measured using ESCA, and in the case of the same number of added external additives, it is determined that the diffusivity is high when the coverage is high. I can do it.
本発明で用いる有機無機複合粒子は、例えばWO2013/063291の実施例の記載に従って製造することができる。 The organic-inorganic composite particles used in the present invention can be produced, for example, according to the description of Examples in WO2013 / 063291.
有機無機複合粒子の個数平均粒径や形状は、有機無機複合粒子に使用する無機微粒子の粒径や、無機微粒子と樹脂の量比を変えることで調整することができる。 The number average particle size and shape of the organic-inorganic composite particles can be adjusted by changing the particle size of the inorganic fine particles used in the organic-inorganic composite particles or the amount ratio of the inorganic fine particles to the resin.
これらの有機無機複合粒子は、トナー母体100.00質量部に対して、2.0質量部以上15.0質量部以下であることが好ましく、3.0質量部以上10.0質量部以下がより好ましい。2.0質量部未満であると本発明で期待するスぺーサー機能が効果的に発現しない。15.0質量部超であると熱風処理を用いて固着させた場合においても粒子の離脱レベルが悪くなってしまう。 These organic / inorganic composite particles are preferably 2.0 parts by mass or more and 15.0 parts by mass or less, and 3.0 parts by mass or more and 10.0 parts by mass or less with respect to 100.00 parts by mass of the toner base. More preferred. When the amount is less than 2.0 parts by mass, the spacer function expected in the present invention is not effectively expressed. If the amount is more than 15.0 parts by mass, the level of particle detachment will be poor even when it is fixed using hot air treatment.
<無機粒子(外添剤)>
本発明に使用できるその他の無機微粒子としては、例えば、フッ化ビニリデン微粉末、ポリテトラフルオロエチレン微粉末等のフッ素系樹脂粉末、酸化チタン微粉末、アルミナ微粉末、湿式製法シリカ、乾式製法シリカ等の微粉末シリカ、それらをシラン化合物、及び有機ケイ素化合物、チタンカップリング剤、シリコーンオイル等により表面処理を施した処理シリカ等がある。
<Inorganic particles (external additives)>
Other inorganic fine particles that can be used in the present invention include, for example, fluorine-based resin powders such as vinylidene fluoride fine powder and polytetrafluoroethylene fine powder, titanium oxide fine powder, alumina fine powder, wet-process silica, and dry-process silica. Fine powder silica, and treated silica obtained by subjecting them to surface treatment with a silane compound, an organosilicon compound, a titanium coupling agent, silicone oil, or the like.
本発明に使用できるシリカとしては、湿式製法シリカ及び乾式製法シリカいずれも使用できる。湿式製法シリカとしては、特にアルコキシシランを水が存在する有機溶媒中において、触媒により加水分解、縮合反応させて得られるシリカゾル懸濁液から、溶媒除去、乾燥して、粒子化する、ゾルゲル法により製造されるシリカ粒子がある。ゾルゲル法により製造されるシリカ粒子は、得られる粒子の粒度分布がシャープであり、且つ概略球状の粒子が得られるとともに、反応時間を変えることにより所望の粒度分布を有する粒子が得られるので、特に好ましく用いられる。 As the silica that can be used in the present invention, both wet process silica and dry process silica can be used. As a wet process silica, in particular, a sol-gel method in which a solvent is removed from a silica sol suspension obtained by hydrolysis and condensation reaction with a catalyst in an organic solvent in which water is present, and then dried to form particles. There are silica particles that are produced. The silica particles produced by the sol-gel method have a sharp particle size distribution of the obtained particles, and approximately spherical particles are obtained, and particles having a desired particle size distribution can be obtained by changing the reaction time. Preferably used.
また、乾式製法シリカとしては、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成された微粉体であり、いわゆる乾式法シリカ又はヒュームドシリカと称されるもので、従来公知の技術によって製造されるものである。例えば、四塩化ケイ素ガスの酸水素焔中における熱分解酸化反応を利用するもので、基礎となる反応式は次の様なものである。
SiCl4+2H2+O2→SiO2+4HCl
The dry process silica is a fine powder produced by vapor phase oxidation of a silicon halogen compound, which is called so-called dry process silica or fumed silica, and is manufactured by a conventionally known technique. . For example, a thermal decomposition oxidation reaction of silicon tetrachloride gas in an oxyhydrogen flame is used, and the basic reaction formula is as follows.
SiCl 4 + 2H 2 + O 2 → SiO 2 + 4HCl
また、この製造工程において、例えば塩化アルミニウム又は塩化チタン等他の金属ハロゲン化合物をケイ素ハロゲン化合物と共に用いることによってシリカと他の金属酸化物の複合微粉体を得ることも可能であり、それらも包含する。 In this production process, it is also possible to obtain a composite fine powder of silica and other metal oxides by using other metal halogen compounds such as aluminum chloride or titanium chloride together with silicon halogen compounds. .
また、酸化チタン微粉体であれば、硫酸法、塩素法、揮発性チタン化合物例えばチタンアルコキシド,チタンハライド,チタンアセチルアセトネートの低温酸化(熱分解,加水分解)により得られる酸化チタン微粒子が用いられる。結晶系としてはアナターゼ型,ルチル型,これらの混晶型,アモルファスのいずれのものも用いることができる。 In the case of titanium oxide fine powder, fine particles of titanium oxide obtained by low-temperature oxidation (thermal decomposition, hydrolysis) of sulfuric acid method, chlorine method, volatile titanium compounds such as titanium alkoxide, titanium halide, titanium acetylacetonate are used. . As the crystal system, any of anatase type, rutile type, mixed crystal type thereof, and amorphous type can be used.
そしてアルミナ微粉体であれば、バイヤー法、改良バイヤー法、エチレンクロルヒドリン法、水中火花放電法、有機アルミニウム加水分解法、アルミニウムミョウバン熱分解法、アンモニウムアルミニウム炭酸塩熱分解法、塩化アルミニウムの火焔分解法により得られるアルミナ微粉体が用いられる。結晶系としてはα,β,γ,δ,ξ,η,θ,κ,χ,ρ型、これらの混晶型、アモルファスのいずれのものも用いられ、α,δ,γ,θ,混晶型,アモルファスのものが好ましく用いられる。 And if it is alumina fine powder, buyer method, improved buyer method, ethylene chlorohydrin method, underwater spark discharge method, organoaluminum hydrolysis method, aluminum alum pyrolysis method, ammonium aluminum carbonate pyrolysis method, aluminum chloride flame Alumina fine powder obtained by a decomposition method is used. As the crystal system, α, β, γ, δ, ξ, η, θ, κ, χ, ρ type, mixed crystal type, amorphous type, α, δ, γ, θ, mixed crystal can be used. A mold or an amorphous material is preferably used.
上記無機微粉体の疎水化方法としては、無機微粉体と反応あるいは物理吸着する有機ケイ素化合物等で化学的、または物理的に処理することによって付与される。 As a method for hydrophobizing the inorganic fine powder, it is applied by chemical or physical treatment with an organosilicon compound that reacts or physically adsorbs with the inorganic fine powder.
好ましい方法としては、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成されたシリカ微粉体を有機ケイ素化合物で処理する。そのような有機ケイ素化合物の例は、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、β−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、トリオルガノシリルメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン、1,3−ジフェニルテトラメチルジシロキサンおよび1分子当り2から12個のシロキサン単位を有し末端に位置する単位にそれぞれ1個宛のSiに結合した水酸基を含有するジメチルポリシロキサン等がある。これらは1種あるいは2種以上の混合物で用いられる。 As a preferred method, silica fine powder produced by vapor phase oxidation of a silicon halogen compound is treated with an organosilicon compound. Examples of such organosilicon compounds are hexamethyldisilazane, trimethylsilane, trimethylchlorosilane, trimethylethoxysilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, allyldimethylchlorosilane, allylphenyldichlorosilane, benzyldimethylchlorosilane. , Bromomethyldimethylchlorosilane, α-chloroethyltrichlorosilane, β-chloroethyltrichlorosilane, chloromethyldimethylchlorosilane, triorganosilylmercaptan, trimethylsilylmercaptan, triorganosilylacrylate, vinyldimethylacetoxysilane, dimethylethoxysilane, dimethyl Dimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, hexamethyldisiloxane, 1,3-divinyltetramethyldisiloxane 1,3-diphenyltetramethyldisiloxane, and dimethylpolysiloxane containing 2 to 12 siloxane units per molecule and containing hydroxyl groups bonded to one Si at each terminal unit. These are used alone or in a mixture of two or more.
本発明に使用できる無機微粒子として、前述した湿式法シリカや乾式法シリカを、アミノ基を有するカップリング剤或いは、シリコーンオイルで処理したものを本発明の目的を達成するために必要に応じて用いてもかまわない。 As inorganic fine particles that can be used in the present invention, the above-described wet process silica or dry process silica treated with a coupling agent having an amino group or silicone oil is used as necessary to achieve the object of the present invention. It doesn't matter.
流動性向上のための外添剤としては、BET比表面積が50m2/g以上400m2/g以下の無機微粉体が好ましい。 As an external additive for improving fluidity, an inorganic fine powder having a BET specific surface area of 50 m 2 / g or more and 400 m 2 / g or less is preferable.
トナー粒子と外添剤との混合は、ヘンシェルミキサーの如き公知の混合機を用いることができる。 For mixing the toner particles and the external additive, a known mixer such as a Henschel mixer can be used.
<非晶性樹脂A/B構成>
本発明のトナーは、結着樹脂として、芳香族ジオールを主成分とする重量平均分子量が小さいポリエステル樹脂Aと芳香族ジオールを主成分とする重量平均分子量が大きいポリエステル樹脂Bを含有している。
<Amorphous resin A / B configuration>
The toner of the present invention contains, as a binder resin, a polyester resin A having an aromatic diol as a main component and a small weight average molecular weight, and a polyester resin B having an aromatic diol as a main component and a large weight average molecular weight.
重量平均分子量の異なる2つのポリエステルを結着樹脂に用いることで、重量平均分子量が小さいポリエステルによりトナーの低温定着性を向上させ、重量平均分子量が高いポリエステルによりトナーの耐ホットオフセット性を向上させることができる。 By using two polyesters with different weight average molecular weights as the binder resin, the low temperature fixability of the toner is improved by the polyester having a low weight average molecular weight, and the hot offset resistance of the toner is improved by the polyester having a high weight average molecular weight. Can do.
結着樹脂100質量部に対するポリエステル樹脂Aとポリエステル樹脂Bの含有量の和が90質量部以上であることが好ましい。 The sum of the content of the polyester resin A and the polyester resin B with respect to 100 parts by mass of the binder resin is preferably 90 parts by mass or more.
本発明において、該ポリエステル樹脂Aに対する該ポリエステル樹脂Bの含有比率(A/B)は質量基準で80/20以上60/40以下であることが好ましい。(A/B)がこの範囲であると、低温定着性と耐ホットオフセット性のバランスが良好である。 In the present invention, the content ratio (A / B) of the polyester resin B to the polyester resin A is preferably 80/20 or more and 60/40 or less on a mass basis. When (A / B) is within this range, the balance between low-temperature fixability and hot offset resistance is good.
ポリエステル樹脂Aとポリエステル樹脂Bはともに、多価アルコールユニットと多価カルボン酸ユニットを有している。本発明において多価アルコールユニットというのは、ポリエステルの縮重合の際に使用した多価アルコール成分に由来する構成要素である。また、本発明において多価カルボン酸ユニットというのは、ポリエステルの縮重合の際に使用した多価カルボン酸またはその無水物、低級アルキルエステルに由来する構成要素のことである。 Both polyester resin A and polyester resin B have a polyhydric alcohol unit and a polycarboxylic acid unit. In the present invention, the polyhydric alcohol unit is a component derived from the polyhydric alcohol component used in the condensation polymerization of polyester. In the present invention, the polyvalent carboxylic acid unit is a component derived from the polyvalent carboxylic acid used in the polyester polycondensation or its anhydride or lower alkyl ester.
本発明のポリエステル樹脂Aとポリエステル樹脂Bはともに、多価アルコールユニットと多価カルボン酸ユニットを有し、多価アルコールユニットの総モル数に対し、芳香族ジオールに由来する多価アルコールユニットを90mol%以上含有することを特徴とする。多価アルコールユニットの総モル数に対し、芳香族ジオールに由来する多価アルコールユニットが90mol%未満であると、カブリが悪化する。 Both the polyester resin A and the polyester resin B of the present invention have a polyhydric alcohol unit and a polycarboxylic acid unit, and 90 mol of the polyhydric alcohol unit derived from the aromatic diol with respect to the total number of moles of the polyhydric alcohol unit. % Or more. If the polyhydric alcohol unit derived from the aromatic diol is less than 90 mol% with respect to the total number of moles of the polyhydric alcohol unit, the fog is deteriorated.
ポリエステル樹脂Aの多価アルコールユニットが、ポリエステル樹脂Bと共通した芳香族ジオールに由来する構造を有しているため相溶しやすく、ポリエステルAとポリエステルBの分散性が向上する。 Since the polyhydric alcohol unit of the polyester resin A has a structure derived from an aromatic diol common to the polyester resin B, it is easily compatible and the dispersibility of the polyester A and the polyester B is improved.
芳香族ジオールに由来する成分としては、例えば式(1)で表されるビスフェノール及びその誘導体が挙げられる。 Examples of the component derived from the aromatic diol include bisphenol represented by the formula (1) and derivatives thereof.
中でも、ポリエステル樹脂Aとポリエステル樹脂Bの式(1)中のRが同じであると溶融混練時に相溶しやすいため好ましい。さらに、Rがともにプロピレン基であり、x+yの平均値が2〜4であるようなビスフェノールAのプロピレンオキシド付加物が帯電安定性の点で好ましい。 Among them, it is preferable that R in the formula (1) of the polyester resin A and the polyester resin B is the same because they are easily compatible during melt kneading. Furthermore, a propylene oxide adduct of bisphenol A in which both R are propylene groups and the average value of x + y is 2 to 4 is preferred in terms of charging stability.
ポリエステル樹脂を主成分とするならば他の樹脂成分を含有するハイブリッド樹脂であっても良い。例えば、ポリエステル樹脂とビニル系樹脂とのハイブリッド樹脂が挙げられる。ハイブリッド樹脂のような、ビニル系樹脂やビニル系共重合ユニットとポリエステル樹脂の反応生成物を得る方法としては、ビニル系樹脂やビニル系共重合ユニット及びポリエステル樹脂のそれぞれと反応しうるモノマー成分を含むポリマーが存在しているところで、どちらか一方もしくは両方の樹脂の重合反応を行う方法が好ましい。 If a polyester resin is the main component, a hybrid resin containing other resin components may be used. For example, a hybrid resin of a polyester resin and a vinyl resin can be given. As a method of obtaining a reaction product of a vinyl resin or a vinyl copolymer unit and a polyester resin, such as a hybrid resin, a monomer component capable of reacting with each of the vinyl resin, the vinyl copolymer unit and the polyester resin is included. Where a polymer is present, a method of performing a polymerization reaction of one or both resins is preferable.
例えば、ポリエステル樹脂成分を構成するモノマーのうちビニル系共重合体と反応し得るものとしては、例えば、フタル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸の如き不飽和ジカルボン酸又はその無水物等が挙げられる。ビニル系共重合体成分を構成するモノマーのうちポリエステル樹脂成分と反応し得るものとしては、カルボキシル基又はヒドロキシ基を有するものや、アクリル酸もしくはメタクリル酸エステル類が挙げられる。 For example, among the monomers constituting the polyester resin component, those capable of reacting with the vinyl copolymer include, for example, unsaturated dicarboxylic acids such as phthalic acid, maleic acid, citraconic acid and itaconic acid, or anhydrides thereof. It is done. Among the monomers constituting the vinyl copolymer component, those capable of reacting with the polyester resin component include those having a carboxyl group or a hydroxy group, and acrylic acid or methacrylic acid esters.
また、本発明では結着樹脂として、ポリエステル樹脂を主成分とするならば、上記のビニル系樹脂以外にも、従来より結着樹脂として知られている種々の樹脂化合物を併用することができる。このような樹脂化合物としては、例えばフェノール樹脂、天然樹脂変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロインデン樹脂、石油系樹脂等が挙げられる。 In the present invention, if a polyester resin is the main component of the binder resin, various resin compounds conventionally known as binder resins can be used in addition to the above vinyl resins. Examples of such resin compounds include phenol resin, natural resin-modified phenol resin, natural resin-modified male resin, acrylic resin, methacrylic resin, polyvinyl acetate resin, silicone resin, polyester resin, polyurethane, polyamide resin, furan resin, epoxy Examples include resins, xylene resins, polyvinyl butyral, terpene resins, coumaroindene resins, petroleum resins, and the like.
高分子量の結着樹脂のピーク分子量は10000以上20000以下であることが、耐ホットオフセット性の観点から好ましい。また、高分子量の結着樹脂の酸価は15mgKOH/g以上30mgKOH/g以下であることが、高温高湿環境下における帯電安定性の観点から好ましい。 The peak molecular weight of the high molecular weight binder resin is preferably from 10,000 to 20,000 from the viewpoint of hot offset resistance. The acid value of the high molecular weight binder resin is preferably 15 mgKOH / g or more and 30 mgKOH / g or less from the viewpoint of charging stability in a high temperature and high humidity environment.
低分子量の結着樹脂の数平均分子量は1500以上3500以下であることが、低温定着性の観点から好ましい。また、低分子量の結着樹脂の酸価は10mgKOH/g以下であることが、高温高湿環境下における帯電安定性の観点から好ましい。 The number average molecular weight of the low molecular weight binder resin is preferably 1500 or more and 3500 or less from the viewpoint of low-temperature fixability. The acid value of the low molecular weight binder resin is preferably 10 mgKOH / g or less from the viewpoint of charging stability in a high temperature and high humidity environment.
<非晶性樹脂B>
本発明のポリエステル樹脂Bは、多価アルコールユニットの総モル数に対し、多価アルコールユニットの総モル数に対し、ノボラック型フェノール樹脂のオキシアルキレンエーテルに由来する多価アルコールユニットを0.1mol%以上10.0mol%以下含有することが好ましい。
<Amorphous resin B>
The polyester resin B of the present invention has 0.1 mol% of polyhydric alcohol units derived from oxyalkylene ethers of novolac-type phenolic resin with respect to the total number of moles of polyhydric alcohol units relative to the total number of moles of polyhydric alcohol units. It is preferable to contain 10.0 mol% or less.
ノボラック型フェノール樹脂のオキシアルキレンエーテルは、3価以上のアルコール性水酸基価を有し、酸成分と反応して網目の広い柔軟な架橋構造をとる。そのため、トナーの溶融混練工程においてポリエステル樹脂BがポリエステルAと混合される際、ポリエステルAの架橋構造の架橋点付近における立体障害が軽減され、ポリエステルBが絡みやすい。その結果、ポリエステル樹脂Bがポリエステル樹脂A中によく分散され、かつ結晶性ポリエステルの分散性も向上し、結晶性ポリエステルの結晶がきれいに分散された状態になり易い。 The oxyalkylene ether of the novolak type phenol resin has a trihydric or higher alcoholic hydroxyl value and reacts with the acid component to form a flexible cross-linked structure with a wide network. Therefore, when the polyester resin B is mixed with the polyester A in the melt kneading step of the toner, the steric hindrance in the vicinity of the crosslinking point of the crosslinked structure of the polyester A is reduced, and the polyester B is easily entangled. As a result, the polyester resin B is well dispersed in the polyester resin A, the dispersibility of the crystalline polyester is also improved, and the crystalline polyester crystal tends to be neatly dispersed.
ノボラック型フェノール樹脂のオキシアルキレンエーテルは、ノボラック型フェノール樹脂と分子中1個のエポキシ環を有する化合物との反応物である。 The oxyalkylene ether of the novolac type phenol resin is a reaction product of the novolac type phenol resin and a compound having one epoxy ring in the molecule.
ノボラック型フェノール樹脂としては、例えばエンサイクロベディア・オブ・ポリマーサイエンス・アンド・テクノロジー(インターサイエンス・パブリッシャーズ)第10巻1頁のフエノリツク・レジンズの項に記載されるように、塩酸、リン酸、硫酸などの無機酸又はパラトルエンスルホン酸、シュウ酸などの有機酸又は酢酸亜鉛などの金属塩を触媒としてフェノール類とアルデヒド類からの重縮合により製造されるものが挙げられる。フェノール類としては、フェノールや炭素数1以上35以下の炭化水素基及び/又はハロゲン基を1個以上置換基として有する置換フェノールが挙げられる。置換フェノールの具体例としては、クレゾール(オルソ体、メタ体もしくはパラ体)、エチルフェノール、ノニルフェノール、オクチルフェノール、フェニルフェノール、スチレン化フェノール、イソプロペニルフェノール、3−クロルフェノール、3−ブロムフェノール、3,5−キシレノール、2,4−キシレノール、2,6−キシレノール、3,5−ジクロルフェノール、2,4−ジクロルフェノール、3−クロル−5−メチルフェノ−ル、ジクロルキシレノール、ジブロムキシレノール、2,4,5−トリクロルフェノール、6−フェニル−2−クロルフェノール等が挙げられる。フェノール類は2種以上併用してよい。これらの中ではフェノール及び炭化水素基で置換された置換フェノールが好ましく、その中でも特にフェノール、クレゾール、t−ブチルフェノールおよびノニルフェノールが好ましい。フェノールとクレゾールは価格及びトナーの耐オフセット性を付与する点で好ましく、t−ブチルフェノール及びノニルフェノールに代表される炭化水素基で置換された置換フェノールはトナーの帯電量の温度依存性を小さくする点で好ましい。アルデヒド類としては、ホルマリン(各種濃度のホルムアルデヒド溶液)、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、ヘキサメチレンテトラミン等が挙げられる。ノボラック型フェノール樹脂の数平均分子量は通常300以上8000以下、好ましくは450以上3000以下、更に好ましくは400以上2000以下である。
Examples of the novolac type phenolic resin include hydrochloric acid, phosphoric acid, phosphoric acid, as described in the paragraph of Encyclopedia of Polymer Science and Technology (Interscience Publishers),
ノボラック型フェノール樹脂中の数平均のフェノール類の核体数は通常3以上60以下、好ましくは3以上20以下、更に好ましくは4以上15以下である。また軟化点(JIS K2531;環球法)は、通常40℃以上180℃以下、好ましくは40℃以上150℃以下、更に好ましくは50℃以上130℃以下である。軟化点が40℃未満では常温でブロッキングし取り扱いが困難となる。また軟化点が180℃を超えるとポリエステル樹脂の製造過程でゲル化を引き起こし好ましくない。 The number average number of phenolic nuclei in the novolak type phenolic resin is usually 3 or more and 60 or less, preferably 3 or more and 20 or less, and more preferably 4 or more and 15 or less. The softening point (JIS K2531; ring and ball method) is usually 40 ° C. or higher and 180 ° C. or lower, preferably 40 ° C. or higher and 150 ° C. or lower, more preferably 50 ° C. or higher and 130 ° C. or lower. If the softening point is less than 40 ° C., it will be blocked at room temperature and difficult to handle. On the other hand, when the softening point exceeds 180 ° C., gelation is caused in the production process of the polyester resin, which is not preferable.
分子中1個のエポキシ環を有する化合物の具体例としては、エチレンオキサイド(EO)、1,2−プロピレンオキサイド(PO)、1,2−ブチレンオキサイド、2,3−ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド、エピクロルヒドリン等を挙げることができる。また炭素数1以上20以下の脂肪族1価アルコールもしくは1価フェノールのグリシジルエーテルも使用できる。これらの中ではEOおよび/またはPOが好ましい。ノボラック型フェノール樹脂1モルに対する、分子中1個のエポキシ環を有する化合物の付加モル数は通常1モル以上30モル以下、好ましくは2モル以上15モル以下、更に好ましくは2.5モル以上10モル以下である。また、ノボラック型フェノール樹脂中のフェノール性水酸基1個に対する分子中1個のエポキシ環を有する化合物の平均付加モル数は通常0.1モル以上10モル以下、好ましくは0.1モル以上4モル以下、更に好ましくは0.2モル以上2モル以下である。 Specific examples of the compound having one epoxy ring in the molecule include ethylene oxide (EO), 1,2-propylene oxide (PO), 1,2-butylene oxide, 2,3-butylene oxide, styrene oxide, epichlorohydrin. Etc. Further, aliphatic monohydric alcohol having 1 to 20 carbon atoms or glycidyl ether of monohydric phenol can be used. Of these, EO and / or PO are preferred. The number of moles of the compound having one epoxy ring in the molecule relative to 1 mole of the novolak type phenol resin is usually 1 mole to 30 moles, preferably 2 moles to 15 moles, more preferably 2.5 moles to 10 moles. It is as follows. Moreover, the average addition mole number of the compound having one epoxy ring in the molecule with respect to one phenolic hydroxyl group in the novolak type phenol resin is usually 0.1 mol or more and 10 mol or less, preferably 0.1 mol or more and 4 mol or less. More preferably, it is 0.2 mol or more and 2 mol or less.
本発明で特に好ましく用いられるノボラック型フェノール樹脂のオキシアルキレンエーテルの構造を例示する。 The structure of the oxyalkylene ether of the novolak type phenol resin particularly preferably used in the present invention is illustrated.
ノボラック型フェノール樹脂のオキシアルキレンエーテルの数平均分子量は通常300以上10000以下、好ましくは350以上5000以下、更に好ましくは450以上3000以下である。数平均分子量が300未満ではトナーの耐ホットオフセット性が充分確保できず、10000を超えるとポリエステル樹脂Aの製造過程でゲル化を引き起こして好ましくない。 The number average molecular weight of the oxyalkylene ether of the novolak type phenol resin is usually 300 or more and 10,000 or less, preferably 350 or more and 5,000 or less, and more preferably 450 or more and 3,000 or less. If the number average molecular weight is less than 300, sufficient hot offset resistance of the toner cannot be secured, and if it exceeds 10,000, gelation is caused in the production process of the polyester resin A, which is not preferable.
ノボラック型フェノール樹脂のオキシアルキレンエーテルの水酸基価(アルコール性及びフェノール性水酸基の合計)は通常10mgKOH/g以上550mgKOH/g以下、好ましくは50mgKOH/g以上500mgKOH/g以下、更に好ましくは100mgKOH/g以上450mgKOH/g以下である。また、水酸基価のうち、フェノール性水酸基価は通常0mgKOH/g以上500mgKOH/g以下、好ましくは0mgKOH/g以上350mgKOH/g以下、更に好ましくは5mgKOH/g以上250mgKOH/g以下である。 The hydroxyl value (total of alcoholic and phenolic hydroxyl groups) of the oxyalkylene ether of the novolak type phenol resin is usually 10 mgKOH / g or more and 550 mgKOH / g or less, preferably 50 mgKOH / g or more and 500 mgKOH / g or less, more preferably 100 mgKOH / g or more. It is 450 mgKOH / g or less. Of the hydroxyl values, the phenolic hydroxyl value is usually from 0 mgKOH / g to 500 mgKOH / g, preferably from 0 mgKOH / g to 350 mgKOH / g, more preferably from 5 mgKOH / g to 250 mgKOH / g.
ノボラック型フェノール樹脂のオキシアルキレンエーテルの製法を例示すると、必要により触媒(塩基性触媒又は酸性触媒)の存在下、ノボラック型フェノール樹脂に分子中1個のエポキシ環を有する化合物を付加反応させることにより得られる。反応温度は通常20℃以上250℃以下、好ましくは70℃以上〜200℃以下であり、常圧下、又は加圧下、更には減圧下においても行うことができる。また反応は溶媒(例えばキシレン、ジメチルホルムアミドなど)あるいは他の2価アルコール類及び/又は他の3価以上のアルコール類の存在下で行うこともできる。 An example of a method for producing an oxyalkylene ether of a novolak-type phenol resin is as follows: by adding a compound having one epoxy ring in a molecule to a novolak-type phenol resin in the presence of a catalyst (basic catalyst or acidic catalyst) as necessary. can get. The reaction temperature is usually 20 ° C. or higher and 250 ° C. or lower, preferably 70 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. The reaction can be performed under normal pressure, increased pressure, or even reduced pressure. The reaction can also be carried out in the presence of a solvent (for example, xylene, dimethylformamide, etc.) or other dihydric alcohols and / or other trihydric or higher alcohols.
ポリエステル樹脂Bのノボラック型フェノール樹脂のオキシアルキレンエーテルに由来する多価アルコールユニットが0.1mol%未満であると、前述した網目の広い柔軟な架橋構造部分が少なくなる。そのため、ポリエステル樹脂Aと結晶性ポリエステルとの分散性が向上しにくい。一方、10mol%を超えると、ポリエステル樹脂Bのゲル分が多くなりすぎるため、溶融混練時にポリエステルAと結晶性ポリエステルが混ざりにくくなり、やはり結晶性ポリエステルの分散性が良くなりにくい。 When the polyhydric alcohol unit derived from the oxyalkylene ether of the novolak-type phenol resin of the polyester resin B is less than 0.1 mol%, the above-described flexible cross-linked structure portion having a wide network is reduced. Therefore, the dispersibility between the polyester resin A and the crystalline polyester is hardly improved. On the other hand, if it exceeds 10 mol%, the gel content of the polyester resin B is excessively increased, so that the polyester A and the crystalline polyester are hardly mixed at the time of melt-kneading, and the dispersibility of the crystalline polyester is hardly improved.
ポリエステル樹脂Bの多価アルコールユニットを構成する成分としては、前記芳香族ジオールや、前記ノボラック型フェノール樹脂のオキシアルキレンエーテル以外に、必要に応じて、以下の多価アルコール成分を使用することができる。エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ソルビット、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセリン、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン。 As the component constituting the polyhydric alcohol unit of the polyester resin B, in addition to the aromatic diol and the oxyalkylene ether of the novolac type phenol resin, the following polyhydric alcohol components can be used as necessary. . Ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,4-butenediol, 1,5-pentanediol, 1, 6-hexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, sorbit, 1,2,3,6-hexanetetrol, 1,4-sorbitan, pentaerythritol , Dipentaerythritol, tripentaerythritol, 1,2,4-butanetriol, 1,2,5-pentanetriol, glycerin, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butant Ol, trimethylol ethane, trimethylol propane, 1,3,5-trihydroxy methyl benzene.
本発明のポリエステル樹脂Bは、多価カルボン酸ユニットの総モル数に対し、炭素数4以上16以下の直鎖状炭化水素を主鎖として両末端にカルボキシル基を有する脂肪族ジカルボン酸に由来する多価カルボン酸ユニットを15mol%以上50mol%以下含有するのが樹脂同士の分散性が向上するので好ましい。 The polyester resin B of the present invention is derived from an aliphatic dicarboxylic acid having a straight chain hydrocarbon having 4 to 16 carbon atoms as a main chain and having carboxyl groups at both ends with respect to the total number of moles of polyvalent carboxylic acid units. It is preferable to contain 15 mol% or more and 50 mol% or less of a polyvalent carboxylic acid unit because the dispersibility between the resins is improved.
炭素数4以上16以下の直鎖状炭化水素を主鎖として両末端にカルボキシル基を有する脂肪族ジカルボン酸は、アルコール成分と反応すると、ポリエステルの主鎖内に直鎖状の炭化水素構造を有するため、主鎖が部分的に柔軟な構造となる。そのため、トナーの溶融混練工程において、軟化点の低いポリエステル樹脂Aは、この柔軟な構造を起点に軟化点の高いポリエステル樹脂Bと混合され、架橋点ポリエステル樹脂Aの主鎖と絡み合って分散性が向上し、結晶性ポリエステルの分散性も向上する。 An aliphatic dicarboxylic acid having a straight chain hydrocarbon having 4 to 16 carbon atoms as a main chain and having carboxyl groups at both ends has a straight chain hydrocarbon structure in the main chain of the polyester when reacted with an alcohol component. Therefore, the main chain has a partially flexible structure. Therefore, in the toner melt-kneading step, the polyester resin A having a low softening point is mixed with the polyester resin B having a high softening point starting from this flexible structure, and entangled with the main chain of the cross-linking point polyester resin A to achieve dispersibility. And the dispersibility of the crystalline polyester is also improved.
炭素数4以上16以下の直鎖状炭化水素を主鎖として両末端にカルボキシル基を有する脂肪族ジカルボン酸は、例えば、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、テトラデカン二酸やオクタデカン二酸などのアルキルジカルボン酸やその無水物、低級アルキルエステルなどが挙げられる。また、それらの主鎖の一部がメチル基やエチル基、オクチル基などのアルキル基、またはアルキレン基で分岐した構造を持つ化合物が挙げられる。該直鎖状炭化水素の炭素数は好ましくは4以上12以下であり、さらに好ましくは4以上10以下である。 Aliphatic dicarboxylic acids having a straight chain hydrocarbon having 4 to 16 carbon atoms and having carboxyl groups at both ends are, for example, alkyl such as adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, tetradecanedioic acid and octadecanedioic acid. Examples thereof include dicarboxylic acids, anhydrides thereof, and lower alkyl esters. In addition, a compound having a structure in which a part of the main chain is branched by an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, or an octyl group, or an alkylene group. Carbon number of this linear hydrocarbon becomes like this. Preferably it is 4-12, More preferably, it is 4-10.
該ポリエステル樹脂Bに含有されるその他の多価カルボン酸ユニットとしては、フタル酸、イソフタル酸及びテレフタル酸の如き芳香族ジカルボン酸類又はその無水物;炭素数6以上18以下のアルキル基又はアルケニル基で置換されたコハク酸もしくはその無水物;フマル酸、マレイン酸及びシトラコン酸の如き不飽和ジカルボン酸類又はその無水物が挙げられる。これらの中でも、テレフタル酸、イソフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸やそれらの無水物のような、芳香環をもつカルボン酸またはその誘導体が、耐ホットオフセット性が向上しやすいため好ましく用いられる。 Examples of other polyvalent carboxylic acid units contained in the polyester resin B include aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid and terephthalic acid, or anhydrides thereof; alkyl groups or alkenyl groups having 6 to 18 carbon atoms. Substituted succinic acids or anhydrides thereof; unsaturated dicarboxylic acids such as fumaric acid, maleic acid and citraconic acid or anhydrides thereof. Among these, carboxylic acid having an aromatic ring such as terephthalic acid, isophthalic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, benzophenone tetracarboxylic acid and their anhydrides or their derivatives are likely to improve hot offset resistance. Therefore, it is preferably used.
<非晶性樹脂A>
本発明のポリエステル樹脂Aは、多価アルコールユニットと多価カルボン酸ユニットを有し、多価アルコールユニットの総モル数に対し、芳香族ジオールに由来する多価アルコールユニットを90mol%以上含有することが好ましい。多価アルコールユニットの総モル数に対し、芳香族ジオールに由来する多価アルコールユニットが90mol%未満であると、カブリが悪化する。本発明におけるポリエステルBとの相溶性を確保するため、95mol%以上であることが好ましく、さらに好ましくは100mol%である。
<Amorphous resin A>
The polyester resin A of the present invention has a polyhydric alcohol unit and a polycarboxylic acid unit, and contains 90 mol% or more of a polyhydric alcohol unit derived from an aromatic diol with respect to the total number of moles of the polyhydric alcohol unit. Is preferred. If the polyhydric alcohol unit derived from the aromatic diol is less than 90 mol% with respect to the total number of moles of the polyhydric alcohol unit, the fog is deteriorated. In order to ensure compatibility with the polyester B in the present invention, it is preferably 95 mol% or more, and more preferably 100 mol%.
ポリエステル樹脂Bの多価アルコールユニットを形成する芳香族ジオール以外の成分としては、以下の多価アルコール成分を使用することができる。エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ソルビット、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセリン、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン。 As components other than the aromatic diol that forms the polyhydric alcohol unit of the polyester resin B, the following polyhydric alcohol components can be used. Ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,4-butenediol, 1,5-pentanediol, 1, 6-hexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, sorbit, 1,2,3,6-hexanetetrol, 1,4-sorbitan, pentaerythritol , Dipentaerythritol, tripentaerythritol, 1,2,4-butanetriol, 1,2,5-pentanetriol, glycerin, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butant Ol, trimethylol ethane, trimethylol propane, 1,3,5-trihydroxy methyl benzene.
本発明のポリエステル樹脂Aは、多価カルボン酸ユニットの総モル数に対し、芳香族ジカルボン酸またはその誘導体に由来する多価カルボン酸ユニットを90mol%以上含有することが好ましい。 The polyester resin A of the present invention preferably contains 90 mol% or more of a polyvalent carboxylic acid unit derived from an aromatic dicarboxylic acid or a derivative thereof based on the total number of moles of the polyvalent carboxylic acid unit.
芳香族ジカルボン酸またはその誘導体に由来する多価カルボン酸ユニットが上記範囲であると、ポリエステルAとの相溶性が向上し、長時間印刷後の濃度変動やカブリを抑制できる。 When the polyvalent carboxylic acid unit derived from the aromatic dicarboxylic acid or its derivative is in the above range, the compatibility with the polyester A is improved, and density fluctuations and fogging after long-time printing can be suppressed.
芳香族ジカルボン酸またはその誘導体としては、フタル酸、イソフタル酸及びテレフタル酸の如き芳香族ジカルボン酸類又はその無水物が挙げられる。 Aromatic dicarboxylic acids or derivatives thereof include aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid and terephthalic acid, or anhydrides thereof.
また、多価カルボン酸ユニットの総モル数に対し、脂肪族ジカルボン酸またはその誘導体に由来する多価カルボン酸ユニットを0.1mol%以上10.0mol%以下含有すると、トナーの低温定着性がより良化するため好ましい。 Further, when the polyvalent carboxylic acid unit derived from the aliphatic dicarboxylic acid or its derivative is contained in an amount of 0.1 mol% or more and 10.0 mol% or less with respect to the total number of moles of the polyvalent carboxylic acid unit, the low temperature fixability of the toner is further improved. It is preferable because it improves.
脂肪族ジカルボン酸またはその誘導体としては、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸及びアゼライン酸の如きアルキルジカルボン酸類又はその無水物;炭素数6以上18以下のアルキル基又はアルケニル基で置換されたコハク酸もしくはその無水物;フマル酸、マレイン酸及びシトラコン酸の如き不飽和ジカルボン酸類又はその無水物が挙げられる。中でも、コハク酸、アジピン酸、フマル酸やその酸無水物、低級アルキルエステルが好ましく用いられる。 Examples of the aliphatic dicarboxylic acid or derivatives thereof include alkyldicarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid and azelaic acid or anhydrides thereof; succinic acid substituted with an alkyl group or alkenyl group having 6 to 18 carbon atoms, or Examples thereof include unsaturated dicarboxylic acids such as fumaric acid, maleic acid and citraconic acid, or anhydrides thereof. Of these, succinic acid, adipic acid, fumaric acid, acid anhydrides thereof, and lower alkyl esters are preferably used.
これら以外の多価カルボン酸ユニットとしては、トリメリット酸、ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸やその無水物等の3価または4価のカルボン酸等が挙げられる。 Examples of other polyvalent carboxylic acid units include trivalent or tetravalent carboxylic acids such as trimellitic acid, pyromellitic acid, benzophenone tetracarboxylic acid, and anhydrides thereof.
<その他の結着樹脂>
本発明のトナーに使用される結着樹脂としては、顔料分散性を向上させたり、トナーの帯電安定性、耐ブロッキング性を改善したりする目的で上記ポリエステル樹脂A、ポリエステル樹脂B以外に下記の重合体を本発明の効果を阻害しない量で添加することも可能である。
<Other binder resins>
As the binder resin used in the toner of the present invention, in addition to the above polyester resin A and polyester resin B, the following resins may be used for the purpose of improving pigment dispersibility and improving toner charging stability and blocking resistance. It is also possible to add the polymer in an amount that does not impair the effects of the present invention.
本発明のトナーの結着樹脂に用いられるその他の樹脂としては、例えば以下の樹脂が挙げられる。ポリスチレン、ポリ−p−クロルスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン−p−クロルスチレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体などのスチレン系共重合体;ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、天然変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロン−インデン樹脂、石油系樹脂等が挙げられる。 Examples of other resins used for the binder resin of the toner of the present invention include the following resins. Styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, polyvinyltoluene, and homopolymers thereof; styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer, styrene-vinylnaphthalene copolymer, styrene -Acrylic acid ester copolymer, styrene-methacrylic acid ester copolymer, styrene-α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer, styrene-vinyl ethyl ether Styrene copolymers such as copolymers, styrene-vinyl methyl ketone copolymers, styrene-acrylonitrile-indene copolymers; polyvinyl chloride, phenol resins, natural modified phenol resins, natural resin modified maleic resins, acrylic resins , Methacrylic tree , Polyvinyl acetate, silicone resins, polyester resins, polyurethane, polyamide resins, furan resins, epoxy resins, xylene resins, polyvinyl butyral, terpene resins, coumarone - indene resins, petroleum resins, and the like.
<離型剤(WAX)>
本発明のトナーに用いられるワックスとしては、例えば以下のものが挙げられる。低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキレン共重合体、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスの如き炭化水素系ワックス;酸化ポリエチレンワックスの如き炭化水素系ワックスの酸化物又はそれらのブロック共重合物;カルナバワックスの如き脂肪酸エステルを主成分とするワックス類;脱酸カルナバワックスの如き脂肪酸エステル類を一部又は全部を脱酸化したもの。さらに、以下のものが挙げられる。パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸の如き飽和直鎖脂肪酸類;ブラシジン酸、エレオステアリン酸、バリナリン酸の如き不飽和脂肪酸類;ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコールの如き飽和アルコール類;ソルビトールの如き多価アルコール類;パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、モンタン酸の如き脂肪酸類と、ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコールの如きアルコール類とのエステル類;リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドの如き脂肪酸アミド類;メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミドの如き飽和脂肪酸ビスアミド類;エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’ジオレイルセバシン酸アミドの如き不飽和脂肪酸アミド類;m−キシレンビスステアリン酸アミド、N,N’ジステアリルイソフタル酸アミドの如き芳香族系ビスアミド類;ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムの如き脂肪族金属塩(一般に金属石けんといわれているもの);脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸の如きビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス類;ベヘニン酸モノグリセリドの如き脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物;植物性油脂の水素添加によって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物。
<Release agent (WAX)>
Examples of the wax used in the toner of the present invention include the following. Low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, alkylene copolymer, hydrocarbon wax such as microcrystalline wax, paraffin wax, Fischer-Tropsch wax; oxide of hydrocarbon wax such as oxidized polyethylene wax or block copolymer thereof; Waxes mainly composed of fatty acid esters such as carnauba wax; those obtained by partially or fully deoxidizing fatty acid esters such as deoxidized carnauba wax. Furthermore, the following are mentioned. Saturated linear fatty acids such as palmitic acid, stearic acid and montanic acid; unsaturated fatty acids such as brassic acid, eleostearic acid and valinalic acid; stearyl alcohol, aralkyl alcohol, behenyl alcohol, carnauvyl alcohol, seryl alcohol, Saturated alcohols such as sil alcohols; polyhydric alcohols such as sorbitol; fatty acids such as palmitic acid, stearic acid, behenic acid, montanic acid, and stearyl alcohol, aralkyl alcohol, behenyl alcohol, carnauvyl alcohol, seryl alcohol, Esters with alcohols such as sil alcohols; Fatty acid amides such as linoleic acid amide, oleic acid amide, lauric acid amide; Methylene bis stearic acid amide, ethylene biscapric acid Saturated fatty acid bisamides such as amide, ethylene bis lauric acid amide, hexamethylene bis stearic acid amide; ethylene bis oleic acid amide, hexamethylene bis oleic acid amide, N, N 'dioleyl adipic acid amide, N, N' dioleyl Unsaturated fatty acid amides such as sebacic acid amides; aromatic bisamides such as m-xylene bis-stearic acid amide, N, N ′ distearyl isophthalic acid amide; calcium stearate, calcium laurate, zinc stearate, magnesium stearate Aliphatic metal salts such as those commonly referred to as metal soaps; waxes grafted to aliphatic hydrocarbon waxes using vinylic monomers such as styrene and acrylic acid; fatty acids such as behenic acid monoglycerides Alcohol Partial ester; methyl ester compounds having hydroxyl groups obtained by hydrogenation of vegetable fats and oils.
これらのワックスの中でも、低温定着性、耐ホットオフセット性を向上させるという観点で、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスの如き炭化水素系ワックス、もしくはカルナバワックスの如き脂肪酸エステル系ワックスが好ましい。本発明においては、耐ホットオフセット性がより向上する点で、炭化水素系ワックスがより好ましい。 Among these waxes, hydrocarbon waxes such as paraffin wax and Fischer-Tropsch wax or fatty acid ester waxes such as carnauba wax are preferable from the viewpoint of improving low-temperature fixability and hot offset resistance. In the present invention, a hydrocarbon wax is more preferable in that the hot offset resistance is further improved.
本発明では、ワックスは、結着樹脂100質量部あたり1質量部以上20質量部以下で使用されることが好ましい。 In the present invention, the wax is preferably used in an amount of 1 to 20 parts by mass per 100 parts by mass of the binder resin.
また、示差走査熱量測定(DSC)装置で測定される昇温時の吸熱曲線において、ワックスの最大吸熱ピークのピーク温度としては45℃以上140℃以下であることが好ましい。ワックスの最大吸熱ピークのピーク温度が上記範囲内であるとトナーの保存性と耐ホットオフセット性を両立できるため好ましい。 Moreover, in the endothermic curve at the time of temperature rise measured with a differential scanning calorimetry (DSC) apparatus, the peak temperature of the maximum endothermic peak of the wax is preferably 45 ° C. or higher and 140 ° C. or lower. It is preferable that the peak temperature of the maximum endothermic peak of the wax is within the above range because both the storage stability of the toner and the hot offset resistance can be achieved.
<着色剤>
トナーに含有できる着色剤としては、以下のものが挙げられる。
<Colorant>
Examples of the colorant that can be contained in the toner include the following.
黒色着色剤としては、カーボンブラック;イエロー着色剤とマゼンタ着色剤及びシアン着色剤とを用いて黒色に調色したものが挙げられる。着色剤には、顔料を単独で使用してもかまわないが、染料と顔料とを併用してその鮮明度を向上させた方がフルカラー画像の画質の点からより好ましい。 Examples of the black colorant include carbon black; those prepared by using a yellow colorant, a magenta colorant, and a cyan colorant and adjusting the color to black. As the colorant, a pigment may be used alone, but it is more preferable from the viewpoint of the image quality of a full-color image to improve the sharpness by using a dye and a pigment together.
マゼンタトナー用顔料としては、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、48:2、48:3,48:4、49、50、51、52、53、54、55、57:1、58、60、63、64、68、81:1、83、87、88、89、90、112、114、122、123、146、147、150、163、184、202、206、207、209、238、269、282;C.I.ピグメントバイオレット19;C.I.バットレッド1、2、10、13、15、23、29、35。
Examples of the magenta toner pigment include the following. C. I.
マゼンタトナー用染料としては、以下のものが挙げられる。C.I.ソルベントレッド1、3、8、23、24、25、27、30、49、81、82、83、84、100、109、121;C.I.ディスパースレッド9;C.I.ソルベントバイオレット8、13、14、21、27;C.I.ディスパーバイオレット1の如き油溶染料、C.I.ベーシックレッド1、2、9、12、13、14、15、17、18、22、23、24、27、29、32、34、35、36、37、38、39、40;C.I.ベーシックバイオレット1、3、7、10、14、15、21、25、26、27、28の如き塩基性染料。
Examples of the magenta toner dye include the following. C. I.
シアントナー用顔料としては、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントブルー2、3、15:2、15:3、15:4、16、17;C.I.バットブルー6;C.I.アシッドブルー45、フタロシアニン骨格にフタルイミドメチル基を1〜5個置換した銅フタロシアニン顔料。
Examples of the cyan toner pigment include the following. C. I. Pigment blue 2, 3, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 16, 17;
シアントナー用染料としては、C.I.ソルベントブルー70がある。 Examples of cyan toner dyes include C.I. I. There is Solvent Blue 70.
イエロートナー用顔料としては、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、62、65、73、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、127、128、129、147、151、154、155、168、174、175、176、180、181、185;C.I.バットイエロー1、3、20。
Examples of the yellow toner pigment include the following. C. I.
イエロートナー用染料としては、C.I.ソルベントイエロー162がある。 Examples of the dye for yellow toner include C.I. I. There is Solvent Yellow 162.
着色剤の使用量は、結着樹脂100質量部に対して0.1質量部以上30質量部以下で使用されることが好ましい。 The amount of the colorant used is preferably 0.1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
<荷電制御剤>
トナーには、必要に応じて荷電制御剤を含有させることもできる。トナーに含有される荷電制御剤としては、公知のものが利用できるが、特に、無色でトナーの帯電スピードが速く且つ一定の帯電量を安定して保持できる芳香族カルボン酸の金属化合物が好ましい。
<Charge control agent>
The toner may contain a charge control agent as necessary. As the charge control agent contained in the toner, known ones can be used. In particular, a metal compound of an aromatic carboxylic acid that is colorless, has a high toner charging speed, and can stably maintain a constant charge amount is preferable.
ネガ系荷電制御剤としては、サリチル酸金属化合物、ナフトエ酸金属化合物、ジカルボン酸金属化合物、スルホン酸又はカルボン酸を側鎖に持つ高分子型化合物、スルホン酸塩或いはスルホン酸エステル化物を側鎖に持つ高分子型化合物、カルボン酸塩或いはカルボン酸エステル化物を側鎖に持つ高分子型化合物、ホウ素化合物、尿素化合物、ケイ素化合物、カリックスアレーンが挙げられる。ポジ系荷電制御剤としては、四級アンモニウム塩、前記四級アンモニウム塩を側鎖に有する高分子型化合物、グアニジン化合物、イミダゾール化合物が挙げられる。荷電制御剤はトナー粒子に対して内添しても良いし外添しても良い。荷電制御剤の添加量は、結着樹脂100質量部に対し0.2質量部以上10質量部以下が好ましい。 Negative charge control agents include salicylic acid metal compounds, naphthoic acid metal compounds, dicarboxylic acid metal compounds, polymeric compounds having sulfonic acid or carboxylic acid in the side chain, sulfonates or sulfonated compounds in the side chain. Examples thereof include a polymer compound, a polymer compound having a carboxylate or a carboxylic acid ester in the side chain, a boron compound, a urea compound, a silicon compound, and calixarene. Examples of the positive charge control agent include quaternary ammonium salts, polymer compounds having the quaternary ammonium salt in the side chain, guanidine compounds, and imidazole compounds. The charge control agent may be added internally or externally to the toner particles. The addition amount of the charge control agent is preferably 0.2 parts by mass or more and 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
<結晶性樹脂>
本発明のトナーは結晶性ポリエステルを含有し微分散で存在させることで、よりトナーとしての機能を高めることができる。
<Crystalline resin>
The toner of the present invention contains crystalline polyester and is present in a finely dispersed state, whereby the function as a toner can be further enhanced.
本発明のトナーにおいて、トナー粒子に含まれる結晶性ポリエステルは、炭素数2以上22以下の脂肪族ジオールと、炭素数2以上22以下の脂肪族ジカルボン酸とを主成分として含む単量体組成物を重縮合反応させることにより得られる。 In the toner of the present invention, the crystalline polyester contained in the toner particles is a monomer composition containing an aliphatic diol having 2 to 22 carbon atoms and an aliphatic dicarboxylic acid having 2 to 22 carbon atoms as main components. Can be obtained by polycondensation reaction.
炭素数2以上22以下(より好ましくは炭素数2以上12以下)の脂肪族ジオールとしては、特に限定されないが、鎖状(より好ましくは直鎖状)の脂肪族ジオールであることが好ましく、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,4−ブタジエングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、オクタメチレングリコール、ノナメチレングリコール、デカメチレングリコール、ネオペンチルグリコールが挙げられる。これらの中でも、特にエチレングリコール、ジエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、及び1,6−ヘキサンジオールの如き直鎖脂肪族、α,ω−ジオールが好ましく例示される。 The aliphatic diol having 2 to 22 carbon atoms (more preferably 2 to 12 carbon atoms) is not particularly limited, but is preferably a chain (more preferably linear) aliphatic diol, , Ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,4-butadiene glycol, trimethylene glycol, tetramethylene glycol, Examples include pentamethylene glycol, hexamethylene glycol, octamethylene glycol, nonamethylene glycol, decamethylene glycol, and neopentyl glycol. Of these, linear aliphatic groups such as ethylene glycol, diethylene glycol, 1,4-butanediol, and 1,6-hexanediol, and α, ω-diol are particularly preferred.
上記アルコール成分のうち、好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上が、炭素数2以上22以下の脂肪族ジオールから選ばれるアルコールである。 Among the alcohol components, preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more is an alcohol selected from aliphatic diols having 2 to 22 carbon atoms.
本発明において、上記脂肪族ジオール以外の多価アルコール単量体を用いることもできる。該多価アルコール単量体のうち2価アルコール単量体としては、ポリオキシエチレン化ビスフェノールA、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールA等の芳香族アルコール;1,4−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。また、該多価アルコール単量体のうち3価以上の多価アルコール単量体としては、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等の芳香族アルコール;ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセリン、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン等の脂肪族アルコール等が挙げられる。 In the present invention, a polyhydric alcohol monomer other than the aliphatic diol can also be used. Among the polyhydric alcohol monomers, examples of the dihydric alcohol monomer include aromatic alcohols such as polyoxyethylenated bisphenol A and polyoxypropylenated bisphenol A; 1,4-cyclohexanedimethanol and the like. Among the polyhydric alcohol monomers, trihydric or higher polyhydric alcohol monomers include aromatic alcohols such as 1,3,5-trihydroxymethylbenzene; pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol. 1,2,4-butanetriol, 1,2,5-pentanetriol, glycerin, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butanetriol, trimethylolethane, trimethylolpropane and the like Group alcohol and the like.
さらに、本発明において、結晶性ポリエステルの特性を損なわない程度に1価のアルコ−ルを用いてもよい。該1価のアルコールとしては、例えばn−ブタノール、イソブタノール、sec−ブタノール、n−ヘキサノール、n−オクタノール、ラウリルアルコール、2−エチルヘキサノール、デカノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール、ドデシルアルコール等の1官能性アルコールなどが挙げられる。 Furthermore, in this invention, you may use a monovalent alcohol to such an extent that the characteristic of crystalline polyester is not impaired. Examples of the monovalent alcohol include monofunctional groups such as n-butanol, isobutanol, sec-butanol, n-hexanol, n-octanol, lauryl alcohol, 2-ethylhexanol, decanol, cyclohexanol, benzyl alcohol, and dodecyl alcohol. And alcohol.
一方、炭素数2以上22以下(より好ましくは炭素数4以上14以下)の脂肪族ジカルボン酸としては、特に限定されないが、鎖状(より好ましくは直鎖状)の脂肪族ジカルボン酸であることが好ましい。具体例としてはシュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スペリン酸、グルタコン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ノナンジカルボン酸、デカンジカルボン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、メサコン酸、シトラコン酸、イタコン酸が挙げられ、これらの酸無水物または低級アルキルエステルを加水分解したものなども含まれる。 On the other hand, the aliphatic dicarboxylic acid having 2 to 22 carbon atoms (more preferably 4 to 14 carbon atoms) is not particularly limited, but is a chain (more preferably linear) aliphatic dicarboxylic acid. Is preferred. Specific examples include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, speric acid, glutaconic acid, azelaic acid, sebacic acid, nonanedicarboxylic acid, decanedicarboxylic acid, undecanedicarboxylic acid, dodecanedicarboxylic acid, Examples include maleic acid, fumaric acid, mesaconic acid, citraconic acid, and itaconic acid, and those obtained by hydrolyzing these acid anhydrides or lower alkyl esters.
本発明において、上記カルボン酸成分のうち、好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上が、炭素数2以上22以下の脂肪族ジカルボン酸から選ばれるカルボン酸である。 In the present invention, among the carboxylic acid components, preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more is a carboxylic acid selected from aliphatic dicarboxylic acids having 2 to 22 carbon atoms.
本発明において、上記炭素数2以上22以下の脂肪族ジカルボン酸以外の多価カルボン酸を用いることもできる。その他の多価カルボン酸単量体のうち、2価のカルボン酸としては、イソフタル酸、テレフタル酸等の芳香族カルボン酸;n−ドデシルコハク酸、n−ドデセニルコハク酸の脂肪族カルボン酸;シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式カルボン酸が挙げられ、これらの酸無水物または低級アルキルエステルなども含まれる。また、その他のカルボン酸単量体のうち、3価以上の多価カルボン酸としては、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸(トリメリット酸)、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、ピロメリット酸等の芳香族カルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、等の脂肪族カルボン酸が挙げられ、これらの酸無水物または低級アルキルエステル等の誘導体等も含まれる。 In the present invention, a polyvalent carboxylic acid other than the aliphatic dicarboxylic acid having 2 to 22 carbon atoms may be used. Among the other polyvalent carboxylic acid monomers, divalent carboxylic acids include aromatic carboxylic acids such as isophthalic acid and terephthalic acid; n-dodecyl succinic acid, n-dodecenyl succinic aliphatic carboxylic acid; cyclohexane dicarboxylic acid Examples thereof include alicyclic carboxylic acids such as acids, and these acid anhydrides or lower alkyl esters are also included. Among the other carboxylic acid monomers, trivalent or higher polyvalent carboxylic acids include 1,2,4-benzenetricarboxylic acid (trimellitic acid), 2,5,7-naphthalenetricarboxylic acid, Aromatic carboxylic acids such as 2,4-naphthalenetricarboxylic acid and pyromellitic acid, 1,2,4-butanetricarboxylic acid, 1,2,5-hexanetricarboxylic acid, 1,3-dicarboxyl-2-methyl-2 -Aliphatic carboxylic acids such as methylenecarboxypropane, and derivatives of these acid anhydrides or lower alkyl esters are also included.
さらに、本発明において、結晶性ポリエステルの特性を損なわない程度に1価のカルボン酸を含有していてもよい。1価のカルボン酸としては、例えば安息香酸、ナフタレンカルボン酸、サリチル酸、4−メチル安息香酸、3−メチル安息香酸、フェノキシ酢酸、ビフェニルカルボン酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、オクタン酸、デカン酸、ドデカン酸、ステアリン酸などのモノカルボン酸が挙げられる。 Furthermore, in this invention, you may contain monovalent carboxylic acid to such an extent that the characteristic of crystalline polyester is not impaired. Examples of the monovalent carboxylic acid include benzoic acid, naphthalenecarboxylic acid, salicylic acid, 4-methylbenzoic acid, 3-methylbenzoic acid, phenoxyacetic acid, biphenylcarboxylic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, octanoic acid, decanoic acid, Examples thereof include monocarboxylic acids such as dodecanoic acid and stearic acid.
本発明における結晶性ポリエステルは、通常のポリエステル合成法に従って製造することができる。例えば、前記したカルボン酸単量体とアルコ−ル単量体とをエステル化反応、またはエステル交換反応せしめた後、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で所望の結晶性ポリエステルを得ることができる。 The crystalline polyester in the present invention can be produced according to an ordinary polyester synthesis method. For example, the above-mentioned carboxylic acid monomer and alcohol monomer are esterified or transesterified, and then subjected to a polycondensation reaction in accordance with a conventional method under reduced pressure or by introducing nitrogen gas. Crystalline polyester can be obtained.
上記エステル化またはエステル交換反応は、必要に応じて硫酸、チタンブトキサイド、ジブチルスズオキサイド、酢酸マンガン、酢酸マグネシウムなどの通常のエステル化触媒またはエステル交換触媒を用いて行うことができる。 The esterification or transesterification reaction can be performed using a normal esterification catalyst or transesterification catalyst such as sulfuric acid, titanium butoxide, dibutyltin oxide, manganese acetate, and magnesium acetate, if necessary.
また、上記重縮合反応は、通常の重合触媒、例えばチタンブトキサイド、ジブチルスズオキサイド、酢酸スズ、酢酸亜鉛、二硫化スズ、三酸化アンチモン、二酸化ゲルマニウムなど公知の触媒を使用して行うことができる。重合温度、触媒量は特に限定されるものではなく、適宜に決めればよい。 The polycondensation reaction can be carried out using a conventional polymerization catalyst, for example, a known catalyst such as titanium butoxide, dibutyltin oxide, tin acetate, zinc acetate, tin disulfide, antimony trioxide, germanium dioxide. . The polymerization temperature and the catalyst amount are not particularly limited, and may be determined appropriately.
エステル化もしくはエステル交換反応または重縮合反応において、得られる結晶性ポリエステルの強度を上げるために全単量体を一括仕込みしたり、低分子量成分を少なくするために2価の単量体を先ず反応させた後、3価以上の単量体を添加して反応させたりする等の方法を用いてもよい。 In the esterification or transesterification reaction or polycondensation reaction, all monomers are charged together to increase the strength of the resulting crystalline polyester, or divalent monomers are first reacted to reduce low molecular weight components. Then, a method of adding a trivalent or higher monomer and reacting the monomer may be used.
<現像剤>
本発明のトナーは、一成分系現像剤としても使用できるが、ドット再現性をより向上させるために、磁性キャリアと混合して、二成分系現像剤として用いることが、また長期にわたり安定した画像が得られるという点で好ましい。
<Developer>
The toner of the present invention can also be used as a one-component developer, but in order to further improve dot reproducibility, it can be mixed with a magnetic carrier and used as a two-component developer. Is preferable in that it is obtained.
磁性キャリアとしては、例えば、表面を酸化した鉄粉、或いは、未酸化の鉄粉や、鉄、リチウム、カルシウム、マグネシウム、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、マンガン、クロム、希土類の如き金属粒子、それらの合金粒子、酸化物粒子、フェライト等の磁性体や、磁性体と、この磁性体を分散した状態で保持するバインダー樹脂とを含有する磁性体分散樹脂キャリア(いわゆる樹脂キャリア)等、一般に公知のものを使用できる。 Examples of the magnetic carrier include iron powder whose surface is oxidized, non-oxidized iron powder, metal particles such as iron, lithium, calcium, magnesium, nickel, copper, zinc, cobalt, manganese, chromium, rare earth, and the like Magnetic material dispersed resin carriers (so-called resin carriers) containing magnetic materials such as alloy particles, oxide particles, ferrite, and the like, and magnetic materials and binder resins that hold the magnetic materials in a dispersed state are generally known. Things can be used.
本発明のトナーを磁性キャリアと混合して二成分系現像剤として使用する場合、その際のキャリア混合比率は、二成分系現像剤中のトナー濃度として、2質量%以上15質量%以下、好ましくは4質量%以上13質量%以下にすると通常良好な結果が得られる。 When the toner of the present invention is mixed with a magnetic carrier and used as a two-component developer, the carrier mixing ratio at that time is 2% by mass or more and 15% by mass or less, preferably as a toner concentration in the two-component developer. In general, good results are obtained when the content is from 4% by mass to 13% by mass.
<製造方法>
トナー粒子を製造する方法としては、結着樹脂と、着色剤と、ワックスを溶融混練する必要があることから、結着樹脂と、着色剤と、ワックスを溶融混練し、混練物を冷却後、粉砕及び分級する粉砕法が好ましい。
<Manufacturing method>
As a method for producing toner particles, since it is necessary to melt and knead the binder resin, the colorant, and the wax, the binder resin, the colorant, and the wax are melt-kneaded, and the kneaded product is cooled, A pulverization method of pulverization and classification is preferred.
以下、粉砕法でのトナー製造手順について説明する。 Hereinafter, a toner manufacturing procedure using the pulverization method will be described.
原料混合工程では、トナー粒子を構成する材料として、例えば、結着樹脂及びワックス、着色剤、必要に応じて荷電制御剤等の他の成分を所定量秤量して配合し、混合する。混合装置の一例としては、ダブルコン・ミキサー、V型ミキサー、ドラム型ミキサー、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウタミキサ、メカノハイブリッド(日本コークス工業株式会社製)などが挙げられる。 In the raw material mixing step, as a material constituting the toner particles, for example, a predetermined amount of other components such as a binder resin, a wax, a colorant, and a charge control agent as necessary are mixed and mixed. Examples of the mixing apparatus include a double-con mixer, a V-type mixer, a drum-type mixer, a super mixer, a Henschel mixer, a Nauta mixer, and a mechano-hybrid (manufactured by Nippon Coke Industries, Ltd.).
次に、混合した材料を溶融混練して、結着樹脂中にワックス等を分散させる。その溶融混練工程では、加圧ニーダー、バンバリィミキサーの如きバッチ式練り機や、連続式の練り機を用いることができ、連続生産できる優位性から、1軸又は2軸押出機が主流となっている。例えば、KTK型2軸押出機(神戸製鋼所社製)、TEM型2軸押出機(東芝機械社製)、PCM混練機(池貝鉄工製)、2軸押出機(ケイ・シー・ケイ社製)、コ・ニーダー(ブス社製)、ニーデックス(日本コークス工業株式会社製)などが挙げられる。更に、溶融混練することによって得られる樹脂組成物は、2本ロール等で圧延され、冷却工程で水などによって冷却してもよい。 Next, the mixed material is melt-kneaded to disperse wax or the like in the binder resin. In the melt-kneading process, a batch kneader such as a pressure kneader or a Banbury mixer or a continuous kneader can be used, and a single-screw or twin-screw extruder has become the mainstream because of the advantage of continuous production. ing. For example, KTK type twin screw extruder (manufactured by Kobe Steel Co., Ltd.), TEM type twin screw extruder (manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.), PCM kneader (manufactured by Ikekai Tekko), twin screw extruder (manufactured by Kay Sea Kay Co., Ltd.) ), Co-kneader (manufactured by Buss), kneedex (manufactured by Nippon Coke Industries Co., Ltd.), and the like. Furthermore, the resin composition obtained by melt-kneading may be rolled with two rolls or the like and cooled with water or the like in the cooling step.
ついで、樹脂組成物の冷却物は、粉砕工程で所望の粒径にまで粉砕される。粉砕工程では、例えば、クラッシャー、ハンマーミル、フェザーミルの如き粉砕機で粗粉砕した後、更に、例えば、クリプトロンシステム(川崎重工業社製)、スーパーローター(日清エンジニアリング社製)、ターボ・ミル(ターボ工業製)やエアージェット方式による微粉砕機で微粉砕する。 Next, the cooled product of the resin composition is pulverized to a desired particle size in the pulverization step. In the pulverization step, for example, after coarse pulverization with a pulverizer such as a crusher, a hammer mill, or a feather mill, for example, a kryptron system (manufactured by Kawasaki Heavy Industries), a super rotor (manufactured by Nisshin Engineering), a turbo mill Finely pulverize with a turbomill (made by Turbo Industries) or air jet type fine pulverizer.
その後、必要に応じて慣性分級方式のエルボージェット(日鉄鉱業社製)、遠心力分級方式のターボプレックス(ホソカワミクロン社製)、TSPセパレータ(ホソカワミクロン社製)、ファカルティ(ホソカワミクロン社製)の如き分級機や篩分機を用いて分級し、分級品(トナー粒子)を得る。中でも、ファカルティ(ホソカワミクロン社製)は、分級と同時にトナー粒子の球形化処理を行うことができ、転写効率の向上という点で好ましい。 Then, if necessary, classification such as inertial class elbow jet (manufactured by Nippon Steel & Mining Co., Ltd.), centrifugal classification turboplex (manufactured by Hosokawa Micron), TSP separator (manufactured by Hosokawa Micron), Faculty (manufactured by Hosokawa Micron) Classification using a machine or sieving machine to obtain a classified product (toner particles). Among these, Faculty (manufactured by Hosokawa Micron Corporation) is preferable from the viewpoint of improving the transfer efficiency because it can perform the spheroidizing treatment of toner particles simultaneously with the classification.
更に必要に応じて、トナー粒子の表面に外添剤が外添処理される。外添剤を外添処理する方法としては、分級されたトナーと公知の各種外添剤を所定量配合し、ダブルコン・ミキサー、V型ミキサー、ドラム型ミキサー、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウタミキサ、メカノハイブリッド(日本コークス工業株式会社製)、ノビルタ(ホソカワミクロン株式会社製)等の混合装置を外添機として用いて、撹拌・混合する方法が挙げられる。 Further, an external additive is applied to the surface of the toner particles as necessary. As a method of externally adding external additives, a predetermined amount of classified toner and various known external additives are blended, and a double-con mixer, V-type mixer, drum-type mixer, super mixer, Henschel mixer, Nauta mixer, mechano Examples thereof include a method of stirring and mixing using a mixing apparatus such as a hybrid (manufactured by Nippon Coke Industries Co., Ltd.), Nobilta (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.) or the like as an external additive.
トナー及び原材料の各種物性の測定法について以下に説明する。 A method for measuring various physical properties of toner and raw materials will be described below.
<外添剤の個数平均粒径の測定方法>
外添剤の平均一次粒子径(個数平均粒径)は、透過電子顕微鏡「H−800」(日立製作所社製)で観察し、最大200万倍に拡大した視野において、100個の一次粒子の長径を測定して平均一次粒子径を求める。観察倍率は、外添剤の大きさによって適宜調整する。走査型電子顕微鏡としては、S−4800(日立製作所製)を用いた。
<Method for measuring number average particle diameter of external additive>
The average primary particle size (number average particle size) of the external additive was observed with a transmission electron microscope “H-800” (manufactured by Hitachi, Ltd.), and in the field of view enlarged up to 2 million times, 100 primary particles The major diameter is measured to determine the average primary particle size. The observation magnification is appropriately adjusted according to the size of the external additive. As a scanning electron microscope, S-4800 (manufactured by Hitachi, Ltd.) was used.
<樹脂の重量平均分子量の測定方法>
樹脂のTHF可溶分の分子量分布は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、以下のようにして測定した。
<Measurement method of weight average molecular weight of resin>
The molecular weight distribution of the THF soluble part of the resin was measured by gel permeation chromatography (GPC) as follows.
まず、室温で24時間かけて、トナーをテトラヒドロフラン(THF)に溶解した。その後得られた溶液を、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブランフィルター「マエショリディスク」(東ソー社製)で濾過してサンプル溶液を得た。尚、サンプル溶液は、THFに可溶な成分の濃度が約0.8質量%となるように調整した。このサンプル溶液を用いて、以下の条件で測定した。
装置:HLC8120 GPC(検出器:RI)(東ソー社製)
カラム:Shodex KF−801、802、803、804、805、806、807の7連(昭和電工社製)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0ml/min
オーブン温度:40.0℃
試料注入量:0.10ml
First, the toner was dissolved in tetrahydrofuran (THF) at room temperature over 24 hours. Thereafter, the obtained solution was filtered through a solvent-resistant membrane filter “Maescho Disc” (manufactured by Tosoh Corporation) having a pore diameter of 0.2 μm to obtain a sample solution. The sample solution was adjusted so that the concentration of the component soluble in THF was about 0.8% by mass. Using this sample solution, measurement was performed under the following conditions.
Apparatus: HLC8120 GPC (detector: RI) (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: Seven series of Shodex KF-801, 802, 803, 804, 805, 806, 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
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した。 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) were used.
<無機微粒子のBET比表面積の測定>
無機微粒子のBET比表面積の測定は、JIS Z8830(2001年)に準じて行なう。具体的な測定方法は、以下の通りである。
<Measurement of BET specific surface area of inorganic fine particles>
The BET specific surface area of the inorganic fine particles is measured according to JIS Z8830 (2001). A specific measurement method is as follows.
測定装置としては、定容法によるガス吸着法を測定方式として採用している「自動比表面積・細孔分布測定装置 TriStar3000(島津製作所社製)」を用いる。測定条件の設定および測定データの解析は、本装置に付属の専用ソフト「TriStar3000 Version4.00」を用いて行い、また装置には真空ポンプ、窒素ガス配管、ヘリウムガス配管が接続される。窒素ガスを吸着ガスとして用い、BET多点法により算出した値を本発明における無機微粒子のBET比表面積とする。 As a measuring device, an “automatic specific surface area / pore distribution measuring device TriStar 3000 (manufactured by Shimadzu Corporation)” which employs a gas adsorption method by a constant volume method as a measuring method is used. Setting of measurement conditions and analysis of measurement data are performed using dedicated software “TriStar3000 Version 4.00” attached to the apparatus, and a vacuum pump, a nitrogen gas pipe, and a helium gas pipe are connected to the apparatus. The value calculated by the BET multipoint method using nitrogen gas as the adsorption gas is taken as the BET specific surface area of the inorganic fine particles in the present invention.
尚、BET比表面積は以下のようにして算出する。 The BET specific surface area is calculated as follows.
まず、無機微粒子に窒素ガスを吸着させ、その時の試料セル内の平衡圧力P(Pa)と外添剤の窒素吸着量Va(モル・g-1)を測定する。そして、試料セル内の平衡圧力P(Pa)を窒素の飽和蒸気圧Po(Pa)で除した値である相対圧Prを横軸とし、窒素吸着量Va(モル・g-1)を縦軸とした吸着等温線を得る。次いで、外添剤の表面に単分子層を形成するのに必要な吸着量である単分子層吸着量Vm(モル・g-1)を、下記のBET式を適用して求める。
Pr/Va(1−Pr)=1/(Vm×C)+(C−1)×Pr/(Vm×C)
(ここで、CはBETパラメーターであり、測定サンプル種、吸着ガス種、吸着温度により変動する変数である。)
First, nitrogen gas is adsorbed onto the inorganic fine particles, and then the equilibrium pressure P (Pa) in the sample cell and the nitrogen adsorption amount Va (mol · g −1 ) of the external additive are measured. The relative pressure Pr, which is a value obtained by dividing the equilibrium pressure P (Pa) in the sample cell by the saturated vapor pressure Po (Pa) of nitrogen, is plotted on the horizontal axis, and the nitrogen adsorption amount Va (mol · g −1 ) is plotted on the vertical axis. The adsorption isotherm is obtained. Next, a monomolecular layer adsorption amount Vm (mol · g −1 ), which is an adsorption amount necessary for forming a monomolecular layer on the surface of the external additive, is determined by applying the following BET equation.
Pr / Va (1-Pr) = 1 / (Vm * C) + (C-1) * Pr / (Vm * C)
(Here, C is a BET parameter, which is a variable that varies depending on the measurement sample type, adsorbed gas type, and adsorption temperature.)
BET式は、X軸をPr、Y軸をPr/Va(1−Pr)とすると、傾きが(C−1)/(Vm×C)、切片が1/(Vm×C)の直線と解釈できる(この直線をBETプロットという)。
直線の傾き=(C−1)/(Vm×C)
直線の切片=1/(Vm×C)
The BET equation is interpreted as a straight line with an inclination of (C-1) / (Vm × C) and an intercept of 1 / (Vm × C), where Pr is X axis and Pr / Va (1-Pr) is Y axis. Yes (this line is called a BET plot).
Straight line slope = (C-1) / (Vm × C)
Straight line intercept = 1 / (Vm × C)
Prの実測値とPr/Va(1−Pr)の実測値をグラフ上にプロットして最小二乗法により直線を引くと、その直線の傾きと切片の値が算出できる。これらの値を用いて該の傾きと切片の連立方程式を解くと、VmとCが算出できる。 When the measured value of Pr and the measured value of Pr / Va (1-Pr) are plotted on a graph and a straight line is drawn by the least square method, the slope and intercept value of the straight line can be calculated. Vm and C can be calculated by solving the simultaneous equations of the slope and intercept using these values.
さらに、該で算出したVmと窒素分子の分子占有断面積(0.162nm2)から、下記の式に基づいて、無機微粒子のBET比表面積S(m2/g)を算出する。
S=Vm×N×0.162×10-18
(ここで、Nはアボガドロ数(モル-1)である。)
Furthermore, the BET specific surface area S (m 2 / g) of the inorganic fine particles is calculated from the calculated Vm and the molecular occupation cross-sectional area (0.162 nm 2 ) of the nitrogen molecule based on the following formula.
S = Vm × N × 0.162 × 10 −18
(N is Avogadro's number (mole- 1 ).)
本装置を用いた測定は、装置に付属の「TriStar3000 取扱説明書V4.0」に従うが、具体的には、以下の手順で測定する。 The measurement using this apparatus follows the “TriStar 3000 Instruction Manual V4.0” attached to the apparatus, and specifically, the measurement is performed according to the following procedure.
充分に洗浄、乾燥した専用のガラス製試料セル(ステム直径3/8インチ、容積約5ml)の風袋を精秤する。そして、ロートを使ってこの試料セルの中に約0.1gの外添剤を入れる。
Thoroughly weigh the tare of a dedicated glass sample cell (stem
無機微粒子を入れた該試料セルを真空ポンプと窒素ガス配管を接続した「前処理装置 バキュプレップ061(島津製作所社製)」にセットし、23℃にて真空脱気を約10時間継続する。尚、真空脱気の際には、無機微粒子が真空ポンプに吸引されないよう、バルブを調整しながら徐々に脱気する。セル内の圧力は脱気とともに徐々に下がり、最終的には約0.4Pa(約3ミリトール)となる。真空脱気終了後、窒素ガスを徐々に注入して試料セル内を大気圧に戻し、試料セルを前処理装置から取り外す。そして、この試料セルの質量を精秤し、風袋との差から外添剤の正確な質量を算出する。尚、この際に、試料セル内の外添剤が大気中の水分等で汚染されないように、秤量中はゴム栓で試料セルに蓋をしておく。 The sample cell containing the inorganic fine particles is set in a “pretreatment device Bacrepprep 061 (manufactured by Shimadzu Corporation)” connected with a vacuum pump and a nitrogen gas pipe, and vacuum degassing is continued at 23 ° C. for about 10 hours. During vacuum deaeration, the inorganic fine particles are gradually deaerated while adjusting the valve so that the inorganic fine particles are not sucked into the vacuum pump. The pressure in the cell gradually decreases with deaeration and finally becomes about 0.4 Pa (about 3 mTorr). After completion of vacuum degassing, nitrogen gas is gradually injected to return the inside of the sample cell to atmospheric pressure, and the sample cell is removed from the pretreatment device. Then, the mass of the sample cell is precisely weighed, and the accurate mass of the external additive is calculated from the difference from the tare. At this time, the sample cell is covered with a rubber plug during weighing so that the external additive in the sample cell is not contaminated by moisture in the atmosphere.
次に、無機微粒子が入った該試料セルのステム部に専用の「等温ジャケット」を取り付ける。そして、この試料セル内に専用のフィラーロッドを挿入し、該装置の分析ポートに試料セルをセットする。尚、等温ジャケットとは、毛細管現象により液体窒素を一定レベルまで吸い上げることが可能な、内面が多孔性材料、外面が不浸透性材料で構成された筒状の部材である。 Next, a dedicated “isothermal jacket” is attached to the stem portion of the sample cell containing the inorganic fine particles. Then, a dedicated filler rod is inserted into the sample cell, and the sample cell is set in the analysis port of the apparatus. The isothermal jacket is a cylindrical member having an inner surface made of a porous material and an outer surface made of an impermeable material capable of sucking liquid nitrogen to a certain level by capillary action.
続いて、接続器具を含む試料セルのフリースペースの測定を行なう。フリースペースは、23℃においてヘリウムガスを用いて試料セルの容積を測定し、続いて液体窒素で試料セルを冷却した後の試料セルの容積を、同様にヘリウムガスを用いて測定して、これらの容積の差から換算して算出する。また、窒素の飽和蒸気圧Po(Pa)は、装置に内蔵されたPoチューブを使用して、別途に自動で測定される。 Subsequently, the free space of the sample cell including the connection tool is measured. The free space is measured by measuring the volume of the sample cell using helium gas at 23 ° C., and then measuring the volume of the sample cell after cooling the sample cell with liquid nitrogen using helium gas. It is calculated by converting from the difference in volume. Further, the saturated vapor pressure Po (Pa) of nitrogen is automatically measured separately using a Po tube built in the apparatus.
次に、試料セル内の真空脱気を行った後、真空脱気を継続しながら試料セルを液体窒素で冷却する。その後、窒素ガスを試料セル内に段階的に導入してトナーに窒素分子を吸着させる。この際、平衡圧力P(Pa)を随時計測することにより該吸着等温線が得られるので、この吸着等温線をBETプロットに変換する。尚、データを収集する相対圧Prのポイントは、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30の合計6ポイントに設定する。得られた測定データに対して最小二乗法により直線を引き、その直線の傾きと切片からVmを算出する。さらに、このVmの値を用いて、上述したように無機微粒子のBET比表面積を算出する。 Next, after performing vacuum deaeration in the sample cell, the sample cell is cooled with liquid nitrogen while continuing the vacuum deaeration. Thereafter, nitrogen gas is gradually introduced into the sample cell to adsorb nitrogen molecules to the toner. At this time, since the adsorption isotherm is obtained by measuring the equilibrium pressure P (Pa) as needed, the adsorption isotherm is converted into a BET plot. Note that the points of the relative pressure Pr for collecting data are set to a total of 6 points of 0.05, 0.10, 0.15, 0.20, 0.25, and 0.30. A straight line is drawn from the obtained measurement data by the least square method, and Vm is calculated from the slope and intercept of the straight line. Furthermore, using the value of Vm, the BET specific surface area of the inorganic fine particles is calculated as described above.
<トナー粒子の重量平均粒径(D4)の測定方法>
トナー粒子の重量平均粒径(D4)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)と、測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフト「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)を用いて、実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで測定し、測定データの解析を行い、算出した。
<Method for Measuring Weight Average Particle Size (D4) of Toner Particles>
The weight average particle diameter (D4) of the toner particles is measured with a precision particle size distribution measuring apparatus “
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。 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.
尚、測定、解析を行う前に、以下のように前記専用ソフトの設定を行なった。 Prior to measurement and analysis, the dedicated software was set as follows.
前記専用ソフトの「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した。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した。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た。 In the “Standard measurement method (SOM) change screen” of the dedicated software, set the total count in the control mode to 50000 particles, the number of measurements is 1 and the Kd value is “standard particles 10.0 μm” (Beckman Coulter The value obtained using the product was set. The threshold and noise level were automatically set by pressing the threshold / noise level measurement button. The current was set to 1600 μA, the gain was set to 2, the electrolyte was set to ISOTON II, and the aperture tube flash after the measurement was checked.
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以上60μm以下に設定した。 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 or more and 60 μm or less.
具体的な測定法は以下の通りである。
(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/秒にて行なった。そして、解析ソフトの「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あらかじめ除去した。
(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、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3質量倍に希釈した希釈液を約0.3ml加えた。
(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)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添加した。
(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た。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した。
(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10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させた。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続した。尚、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した。
(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%となるように調整した。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行なった。
(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)を算出した。尚、専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、分析/体積統計値(算術平均)画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)である。
The specific measurement method is as follows.
(1) About 200 ml of the electrolytic solution was placed in a glass 250 ml round-bottom beaker exclusively for
(2) About 30 ml of the electrolytic aqueous solution is put in a glass 100 ml flat bottom beaker, and "Contaminone N" (nonionic surfactant, anionic surfactant, organic builder pH 7 precision measurement is used as a dispersant therein. About 0.3 ml of a diluted solution obtained by diluting a 10% by weight aqueous solution of a neutral detergent for washing a vessel (made by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 3 times with ion-exchanged water was added.
(3) Two oscillators with an oscillation frequency of 50 kHz are incorporated in a state where the phase is shifted by 180 degrees, and placed in a water tank of an ultrasonic disperser “Ultrasonic Dissipation System Tetora 150” (manufactured by Nikkaki Bios Co., Ltd.) having an electrical output of 120 W A predetermined amount of ion-exchanged water was added, and about 2 ml of the above-mentioned Contaminone N was added to this water tank.
(4) The beaker of (2) was set in the beaker fixing hole of the ultrasonic disperser, and the ultrasonic disperser was operated. Then, the height position of the beaker was adjusted so that the resonance state of the liquid surface of the electrolytic aqueous solution in the beaker was maximized.
(5) In a state where the electrolytic aqueous solution in the beaker of (4) was irradiated with ultrasonic waves, about 10 mg of toner was added to the electrolytic aqueous solution little by little and dispersed. Then, the ultrasonic dispersion treatment was further continued for 60 seconds. In the ultrasonic dispersion, the water temperature in the water tank was 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 aqueous solution of (5) in which the toner is dispersed is dropped using a pipette, and the measurement concentration is adjusted to about 5%. . The measurement was performed until the number of measured particles reached 50000.
(7) The measurement data was analyzed with the dedicated software attached to the apparatus, and the weight average particle diameter (D4) was calculated. The “average diameter” on the analysis / volume statistics (arithmetic average) screen when the graph / volume% is set with the dedicated software is the weight average particle diameter (D4).
<トナーの平均円形度>
トナーの平均円形度は、フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000型」(シスメックス社製)によって、校正作業時の測定・解析条件で測定した。
<Average circularity of toner>
The average circularity of the toner was measured with a flow type particle image analyzer “FPIA-3000 type” (manufactured by Sysmex Corporation) under the measurement and analysis conditions during calibration.
フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000型」(シスメックス社製)の測定原理は、流れている粒子を静止画像として撮像し、画像解析を行うというものである。試料チャンバーへ加えられた試料は、試料吸引シリンジによって、フラットシースフローセルに送り込まれる。フラットシースフローに送り込まれた試料は、シース液に挟まれて扁平な流れを形成する。フラットシースフローセル内を通過する試料に対しては、1/60秒間隔でストロボ光が照射されており、流れている粒子を静止画像として撮影することが可能である。また、扁平な流れであるため、焦点の合った状態で撮像される。粒子像はCCDカメラで撮像され、撮像された画像は、1視野が512画素×512画素であり、1画素あたり0.37×0.37μmの画像処理解像度で画像処理され、各粒子像の輪郭抽出を行い、粒子像の投影面積や周囲長等が計測される。 The measurement principle of the flow-type particle image analyzer “FPIA-3000 type” (manufactured by Sysmex Corporation) is to take a flowing particle as a still image and perform image analysis. The sample added to the sample chamber is fed into the flat sheath flow cell by a sample suction syringe. The sample fed into the flat sheath flow is sandwiched between sheath liquids to form a flat flow. The sample passing through the flat sheath flow cell is irradiated with strobe light at 1/60 second intervals, and the flowing particles can be photographed as a still image. Further, since the flow is flat, the image is taken in a focused state. The particle images are picked up by a CCD camera, and the picked-up image is 512 pixels × 512 pixels in one field of view, and image processing is performed at an image processing resolution of 0.37 × 0.37 μm per pixel, and the contour of each particle image Extraction is performed, and the projected area and perimeter of the particle image are measured.
次に、各粒子像の投影面積Sと周囲長Lを求める。上記面積Sと周囲長Lを用いて円相当径と円形度を求める。円形当径とは、粒子像の投影面積と同じ面積を持つ円の直径のことであり、円形度は、円形当径から求めた円の周囲長を粒子投影像の周囲長で割った値として定義され、次式で算出される。
円形度C=2×(π×S)1/2/L
Next, the projected area S and the perimeter L of each particle image are obtained. Using the area S and the perimeter L, the equivalent circle diameter and the circularity are obtained. The circular equivalent diameter is the diameter of a circle having the same area as the projected area of the particle image, and the circularity is a value obtained by dividing the circumference of the circle obtained from the circular diameter by the circumference of the projected particle image. Defined and calculated by the following formula.
Circularity C = 2 × (π × S) 1/2 / L
粒子像が真円形の時に円形度は1.000になり、粒子像の外周の凹凸の程度が大きくなるほど円形度は小さい値になる。 When the particle image is a perfect circle, the circularity becomes 1.000, and the circularity becomes smaller as the degree of irregularities on the outer periphery of the particle image increases.
各粒子の円形度を算出後、円形度0.2〜1.0の範囲を800分割したチャンネルに振り分け、各チャンネルの中心値を代表値として平均値を計算し平均円形度の算出を行う。 After calculating the circularity of each particle, the range of the circularity of 0.2 to 1.0 is allocated to 800 divided channels, the average value is calculated using the center value of each channel as a representative value, and the average circularity is calculated.
具体的な測定方法としては、イオン交換水20mlに、分散剤として界面活性剤、好ましくはドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを0.02g加えた後、測定試料0.02gを加え、発振周波数50kHz、電気的出力150Wの卓上型の超音波洗浄器分散機(例えば「VS−150」(ヴェルヴォクリーア社製など)を用いて2分間分散処理を行い、測定用の分散液とした。その際、分散液の温度が10℃以上40℃以下となる様に適宜冷却する。 As a specific measurement method, 0.02 g of a surfactant as a dispersant, preferably sodium dodecylbenzenesulfonate, is added to 20 ml of ion-exchanged water, 0.02 g of a measurement sample is added, an oscillation frequency of 50 kHz, electrical Dispersion treatment was performed for 2 minutes using a desktop ultrasonic cleaner / disperser with an output of 150 W (for example, “VS-150” (manufactured by Velvo Crea Co., Ltd.)) to obtain a dispersion for measurement. Is suitably cooled so that the temperature becomes 10 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.
測定には、標準対物レンズ(10倍)を搭載した前記フロー式粒子像分析装置を用い、シース液にはパーティクルシース「PSE−900A」(シスメックス社製)を使用した。前記手順に従い調整した分散液を前記フロー式粒子像分析装置に導入し、HPF測定モードで、トータルカウントモードにて3000個のトナー粒子を計測して、粒子解析時の2値化閾値を85%とし、解析粒子径を円相当径2.00μm以上200.00μm以下に限定し、トナーの平均円形度を求めた。 The flow type particle image analyzer equipped with a standard objective lens (10 ×) was used for the measurement, and a particle sheath “PSE-900A” (manufactured by Sysmex Corporation) was used as the sheath liquid. The dispersion prepared in accordance with the above procedure is introduced into the flow type particle image analyzer, 3000 toner particles are measured in the total count mode in the HPF measurement mode, and the binarization threshold at the time of particle analysis is 85%. The analysis particle diameter was limited to a circle equivalent diameter of 2.00 μm to 200.00 μm, and the average circularity of the toner was determined.
測定にあたっては、測定開始前に標準ラテックス粒子(例えばDuke Scientific社製5200Aをイオン交換水で希釈)を用いて自動焦点調整を行う。その後、測定開始から2時間毎に焦点調整を実施することが好ましい。 In the measurement, automatic focus adjustment is performed using standard latex particles (for example, Duke Scientific 5200A diluted with ion-exchanged water) before the measurement is started. Thereafter, it is preferable to perform focus adjustment every two hours from the start of measurement.
なお、本願実施例では、シスメックス社が発行する校正証明書の発行を受けたフロー式粒子像分析装置を使用し、解析粒子径を円相当径2.00μm以上200.00μm以下に限定した以外は、校正証明を受けた時の測定及び解析条件で測定を行った。 In the examples of the present application, a flow type particle image analyzer that has been issued a calibration certificate issued by Sysmex Corporation is used, and the analysis particle diameter is limited to a circle equivalent diameter of 2.00 μm to 200.00 μm. The measurement was performed under the measurement and analysis conditions when the calibration certificate was received.
<TEM観察による結晶性ポリエステルの結晶状態の評価>
前記トナーの透過型電子顕微鏡(TEM)による断面観察及び結晶性ポリエステルドメインの評価は、以下のようにして実施した。
<Evaluation of crystalline state of crystalline polyester by TEM observation>
Cross-sectional observation of the toner with a transmission electron microscope (TEM) and evaluation of the crystalline polyester domain were carried out as follows.
トナー断面をルテニウム染色することによって、結晶性ポリエステル樹脂が明瞭なコントラストとして得られる。結晶性ポリエステル樹脂はトナー内部を構成する有機成分よりも、弱く染色される。これは、結晶性ポリエステル樹脂の中への染色材料の染み込みが、密度の差などが有るために、トナー内部の有機成分よりも弱いためと考えられる。 By ruthenium dyeing the toner cross section, a crystalline polyester resin can be obtained as a clear contrast. The crystalline polyester resin is dyed weaker than the organic component constituting the inside of the toner. This is presumably because the infiltration of the dye material into the crystalline polyester resin is weaker than the organic component inside the toner due to a difference in density.
染色の強弱によって、ルテニウム原子の量が異なるため、強く染色される部分は、これらの原子が多く存在し、電子線が透過せずに、観察像上では黒くなり、弱く染色される部分は、電子線が透過されやすく、観察像上では白くなる。 Because the amount of ruthenium atoms varies depending on the intensity of staining, the strongly stained part has many of these atoms, the electron beam does not pass through, it becomes black on the observation image, and the part that is weakly stained is The electron beam is easily transmitted and becomes white on the observation image.
オスミウム・プラズマコーター(filgen社、OPC80T)を用いて、保護膜としてトナーにOs膜(5nm)およびナフタレン膜(20nm)を施し、光硬化性樹脂D800(日本電子社)で包埋したのち、超音波ウルトラミクロトーム(Leica社、UC7)により、切削速度1mm/sで膜厚60nm(or70nm)のトナー断面を作製した。 Using an osmium plasma coater (filgen, OPC80T), the toner is coated with an Os film (5 nm) and a naphthalene film (20 nm) as a protective film, and embedded with a photo-curing resin D800 (JEOL). Using a sonic ultramicrotome (Leica, UC7), a toner cross section having a film thickness of 60 nm (or 70 nm) was prepared at a cutting speed of 1 mm / s.
得られた断面を、真空電子染色装置(filgen社、VSC4R1H)を用いてRuO4ガス500Pa雰囲気で15分間染色し、TEM(JEOL社、JEM2800)を用いてSTEM観察を行なった。 The obtained cross section was dyed in a RuO4 gas 500 Pa atmosphere for 15 minutes using a vacuum electron dyeing apparatus (filgen, VSC4R1H), and STEM observation was performed using TEM (JEOL, JEM2800).
STEMのプローブサイズは1nm、画像サイズ1024×1024pixelで取得した。 The STEM probe size was 1 nm, and the image size was 1024 × 1024 pixels.
得られた画像については、画像処理ソフト「Image−Pro Plus (Media Cybernetics社製)」にて 2値化(閾値120/255段階)を行なった。 The obtained image was binarized (threshold 120/255 stage) with image processing software “Image-Pro Plus (Media Cybernetics)”.
得られた2値化前の断面画像を図1に示す。図1に見られるように、結晶性ポリエステルの結晶ドメインは黒く棒状に確認でき、得られた画像を2値化することで結晶ドメインを抽出した。無作為に選んだ20個のトナーについて、長さが測定可能な結晶性ポリエステルの結晶ドメインの長軸長さを全数計測し、計測した結晶ドメインの個数から、トナー中の結晶性ポリエステルの個数平均長軸長さを算出した。また、1.0μm間隔のメッシュでトナー断面を切り、1.0μm×1.0μmの視野(図3参照)の内部がすべてトナー内部からなるものを抽出し、その視野中におけるCPESが占める面積を求め、各視野のCPESが占める面積の標準偏差を算出した。 The obtained cross-sectional image before binarization is shown in FIG. As can be seen in FIG. 1, the crystalline domains of the crystalline polyester can be confirmed as black bars, and the obtained domains are binarized to extract the crystalline domains. For 20 randomly selected toners, the total length of the crystalline polyester crystal domains whose length can be measured was measured in total, and the average number of crystalline polyesters in the toner was determined from the number of measured crystal domains. The major axis length was calculated. In addition, the cross section of the toner is cut with a mesh of 1.0 μm intervals, and a 1.0 μm × 1.0 μm visual field (see FIG. 3) is extracted from the inside of the toner. The standard deviation of the area occupied by CPES in each visual field was calculated.
ここで、結晶性ポリエステルの結晶ドメインの長軸長さとは、図2に示すように、断面画像の結晶ドメインにおける最長距離(図2のa)であり、短軸長さは結晶長軸の中点位置での最短距離(図2のb)である。 Here, the long axis length of the crystalline domain of the crystalline polyester is the longest distance (a in FIG. 2) in the crystal domain of the cross-sectional image, as shown in FIG. This is the shortest distance (b in FIG. 2) at the point position.
なお、本発明における針状とは、細長く真直度が高い形状であり、短軸長さが25nm以下でかつ、アスペクト比が5以上でかつ、結晶の長軸方向両短部における短軸方向の中心点同士を直線で結んだ際、その直線からの結晶輪郭のずれが、結晶短軸長さの100%以内の長さに収まっている形状と定義した。代表的な元素である。 The needle shape in the present invention is a shape that is elongated and has a high straightness, a short axis length of 25 nm or less, an aspect ratio of 5 or more, and a short axis direction in both of the long axis directions of the crystal. When the center points were connected with a straight line, the shape of the crystal outline deviated from the straight line was defined as a shape within 100% of the crystal minor axis length. It is a representative element.
以上本発明の基本的な構成と特色について述べたが、以下実施例にもとづいて具体的に本発明について説明する。しかしながら、これによって本発明の実施の態様がなんら限定されるものではない。 Although the basic configuration and features of the present invention have been described above, the present invention will be specifically described below based on examples. However, this does not limit the embodiment of the present invention.
<有機無機複合粒子1乃至3の製造例>
有機無機複合粒子は、WO2013/063291の実施例の記載にしたがって製造することができる。
<Production example of organic-inorganic composite particles 1 to 3>
The organic-inorganic composite particles can be produced according to the description of the examples in WO2013 / 063291.
後述の実施例において用いる有機無機複合粒子1乃至3としては、表1に示すシリカを用いてWO2013/063291の実施例1にしたがって製造したものを用意する。有機無機複合粒子の粒子径を表1に示す。表1に示す有機無機複合粒子は、いずれもその表面には無機微粒子(シリカ)に由来する凸部が複数存在している。 As the organic-inorganic composite particles 1 to 3 used in Examples described later, those prepared according to Example 1 of WO2013 / 063291 using silica shown in Table 1 are prepared. Table 1 shows the particle diameter of the organic-inorganic composite particles. Each of the organic-inorganic composite particles shown in Table 1 has a plurality of convex portions derived from inorganic fine particles (silica) on the surface thereof.
<無機粒子1の製造例>
無機粒子1は、湿式法で一般的なゾルゲル法により得る。
<Example of production of inorganic particles 1>
The inorganic particles 1 are obtained by a general sol-gel method using a wet method.
撹拌機、滴下ロートおよび温度計を備えたガラス性反応器に、アルコール溶媒としてメタノール693.0g、水46.0gおよび5.4質量%アンモニア水溶液を55.3g添加し、メタノール,水,アンモニアの混合溶液を調製する。 In a glass reactor equipped with a stirrer, a dropping funnel and a thermometer, 693.0 g of methanol, 46.0 g of water and 55.3 g of 5.4 mass% aqueous ammonia solution were added as alcohol solvents, and methanol, water and ammonia were added. Prepare a mixed solution.
得られた混合溶液を反応温度45℃に調整し、反応温度を保ちながら撹拌し、テトラメトキシシランの滴下時間を8時間として滴下する。なお、アンモニア水はテトラメトキシシランよりも1時間早く滴下が終了するよう調整する。滴下終了後、1時間撹拌することで加水分解反応させ、ゾルゲルシリカ微粒子のメタノール−水分散液を得る。 The obtained mixed solution is adjusted to a reaction temperature of 45 ° C., stirred while maintaining the reaction temperature, and the dropwise addition time of tetramethoxysilane is dropped for 8 hours. The ammonia water is adjusted so that dropping is completed one hour earlier than tetramethoxysilane. After completion of the dropping, the mixture is stirred for 1 hour to cause a hydrolysis reaction to obtain a methanol-water dispersion of sol-gel silica fine particles.
次に、該分散液を75℃に加熱し、メタノールを1320g留去し、その後、1320gの水を加える。そして、該分散液を90℃に加熱してメタノールを532.4g留去することにより、ゾルゲルシリカ微粒子の水性分散液を得る。 The dispersion is then heated to 75 ° C. to distill off 1320 g of methanol and then add 1320 g of water. Then, the dispersion is heated to 90 ° C. to distill off 532.4 g of methanol to obtain an aqueous dispersion of sol-gel silica fine particles.
該水性分散液にメチルイソブチルケトンを1584g添加した後、100℃/15時間でメタノールと水を留去する。 After adding 1584 g of methyl isobutyl ketone to the aqueous dispersion, methanol and water are distilled off at 100 ° C./15 hours.
得られたゾルゲルシリカのメチルイソブチルケトン分散液を25℃まで冷却した後、表面処理剤としてヘキサメチルジシラザンを322g(SiO2単位1モルに対して0.24モル)添加し、110℃/5時間反応させることにより、表面処理を施す。 After cooling the obtained methyl isobutyl ketone dispersion of sol-gel silica to 25 ° C., 322 g of hexamethyldisilazane was added as a surface treating agent (0.24 mol relative to 1 mol of SiO 2 unit), and 110 ° C./5 Surface treatment is performed by reacting for a time.
この分散液から溶媒を80℃で減圧留去することにより、無機粒子1を得る。形状は球形である。物性を表2に示す。 The inorganic particles 1 are obtained by distilling off the solvent from the dispersion at 80 ° C. under reduced pressure. The shape is spherical. The physical properties are shown in Table 2.
<無機粒子2の製造例>
酸素ガスをバーナーに30Nm3/hで供給し、着火用バーナーに点火した後、水素ガスをバーナーに50Nm3/hで供給して火炎を形成する。これに原料である四塩化ケイ素を100kg/hで投入しガス化させ、滞留時間を0.010secに設定し、火炎加水分解反応を行わせ、生成したシリカ粉末を回収する。
<Example of production of
After supplying oxygen gas to the burner at 30 Nm 3 / h and igniting the ignition burner, hydrogen gas is supplied to the burner at 50 Nm 3 / h to form a flame. The raw material silicon tetrachloride is charged at 100 kg / h for gasification, the residence time is set to 0.010 sec, the flame hydrolysis reaction is performed, and the generated silica powder is recovered.
その後、得られたシリカ粉末を電気炉に移し、薄層状に敷きつめた後、700℃で加熱処理を施し焼結,凝集させる。 Thereafter, the obtained silica powder is transferred to an electric furnace and spread in a thin layer, followed by heat treatment at 700 ° C. to sinter and agglomerate.
次に得られたシリカ微粒子100質量部に対して、表面処理剤としてヘキサメチルジシラザン10質量部を添加することで、疎水化処理を施し、無機粒子2を得る。形状は球形−不定形まで混合状態で存在する。物性を表2に示す。
Next, 10 parts by mass of hexamethyldisilazane is added as a surface treatment agent to 100 parts by mass of the silica fine particles obtained, so that a hydrophobic treatment is performed to obtain
<無機粒子3>
無機粒子3は、ヒュームド法により得られた原体BET200mm2/g、一次粒子径15nmのシリカを用いる。形状は不定形である。物性を表2に示す。
<
As the
<無機粒子4>
BET比表面積100m2/gのルチル型酸化チタンを使用した。形状は不定形である。物性を表2に示す。
<Inorganic particles 4>
A rutile type titanium oxide having a BET specific surface area of 100 m 2 / g was used. The shape is irregular. The physical properties are shown in Table 2.
<有機粒子1>
有機粒子1は、日本触媒社製エポスターを使用する。物性を表2に示す。
<Organic particles 1>
The organic particle 1 uses an eposter manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd. The physical properties are shown in Table 2.
<非晶性ポリエステル樹脂Aの製造例1>
・2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン:64.7質量部(0.18モル;多価アルコール総モル数に対して100.0mol%)
・テレフタル酸:24.1質量部(0.15モル;多価カルボン酸総モル数に対して96.0mol%)
・チタンテトラブトキシド(エステル化触媒):0.5質量部
冷却管、撹拌機、窒素導入管、及び、熱電対のついた反応槽に、上記材料を秤量した。次にフラスコ内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、200℃の温度で撹拌しつつ、2時間反応させた。
<Production Example 1 of Amorphous Polyester Resin A>
・ 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane: 64.7 parts by mass (0.18 mol; 100.0 mol% based on the total number of polyhydric alcohols)
-Terephthalic acid: 24.1 parts by mass (0.15 mol; 96.0 mol% based on the total number of polyvalent carboxylic acids)
Titanium tetrabutoxide (esterification catalyst): 0.5 part by mass The above materials were weighed in a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer, a nitrogen introduction tube, and a thermocouple. Next, after the inside of the flask was replaced with nitrogen gas, the temperature was gradually raised while stirring, and the reaction was carried out for 2 hours while stirring at a temperature of 200 ° C.
さらに、反応槽内の圧力を8.3kPaに下げ、1時間維持した後、180℃まで冷却し、大気圧に戻した(第1反応工程)。 Further, the pressure in the reaction vessel was lowered to 8.3 kPa, maintained for 1 hour, then cooled to 180 ° C. and returned to atmospheric pressure (first reaction step).
・アクリル酸:0.2質量部
・スチレン:8.2質量部
・2−エチルヘキシルアクリレート:1.6質量部
・ジブチルパーオキサイド(重合開始剤):1.5質量部
その後、上記混合物を滴下ロートにより1時間かけて滴下し、1時間保持した(StAc化反応工程)。
-Acrylic acid: 0.2 parts by mass-Styrene: 8.2 parts by mass-2-Ethylhexyl acrylate: 1.6 parts by mass-Dibutyl peroxide (polymerization initiator): 1.5 parts by mass Was added dropwise over 1 hour and held for 1 hour (StAc conversion reaction step).
・無水トリメリット酸:
1.2質量部(0.01モル;多価カルボン酸総モル数に対して4.0mol%)
・tert−ブチルカテコール(重合禁止剤):0.1質量部
その後、上記材料を加え、反応槽内の圧力を8.3kPaに下げ、温度160℃に維持したまま、1時間反応させ(第2反応工程)、重量平均分子量(Mw)5000である非晶性樹脂A1を得た。
・ Trimellitic anhydride:
1.2 parts by mass (0.01 mol; 4.0 mol% based on the total number of polyvalent carboxylic acids)
Tert-butylcatechol (polymerization inhibitor): 0.1 part by mass Thereafter, the above materials are added, the pressure in the reaction vessel is lowered to 8.3 kPa, and the reaction is continued for 1 hour while maintaining the temperature at 160 ° C. (second Reaction step), an amorphous resin A1 having a weight average molecular weight (Mw) of 5000 was obtained.
<非晶性ポリエステル樹脂Bの製造例1>
・2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン:47.1質量部(0.13モル;多価アルコール総モル数に対して90.0mol%)
・ノボラック型フェノール樹脂(核体数約5のプロピレンオキシド5mol付加物):
11.9質量部(0.01モル;多価アルコール総モル数に対して10.0mol%)
・テレフタル酸:
16.3質量部(0.10モル;多価カルボン酸総モル数に対して80.0mol%)
・チタンテトラブトキシド(エステル化触媒):0.5質量部
冷却管、撹拌機、窒素導入管、及び、熱電対のついた反応槽に、上記材料を秤量した。次にフラスコ内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、200℃の温度で撹拌しつつ、2時間反応させた。
<Production Example 1 of Amorphous Polyester Resin B>
・ 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane: 47.1 parts by mass (0.13 mol; 90.0 mol% based on the total number of moles of polyhydric alcohol)
-Novolac-type phenol resin (5 mol propylene oxide adduct having about 5 nuclei):
11.9 parts by mass (0.01 mol; 10.0 mol% based on the total number of moles of polyhydric alcohol)
·Terephthalic acid:
16.3 parts by mass (0.10 mol; 80.0 mol% with respect to the total number of polyvalent carboxylic acids)
Titanium tetrabutoxide (esterification catalyst): 0.5 part by mass The above materials were weighed in a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer, a nitrogen introduction tube, and a thermocouple. Next, after the inside of the flask was replaced with nitrogen gas, the temperature was gradually raised while stirring, and the reaction was carried out for 2 hours while stirring at a temperature of 200 ° C.
さらに、反応槽内の圧力を8.3kPaに下げ、1時間維持した後、180℃まで冷却し、大気圧に戻した(第1反応工程)。 Further, the pressure in the reaction vessel was lowered to 8.3 kPa, maintained for 1 hour, then cooled to 180 ° C. and returned to atmospheric pressure (first reaction step).
・アクリル酸:0.5質量部
・スチレン:16.4質量部
・2−エチルヘキシルアクリレート:3.1質量部
・ジブチルパーオキサイド(重合開始剤):1.5質量部
その後、上記混合物を滴下ロートにより1時間かけて滴下し、1時間保持した(StAc化反応工程)。
-Acrylic acid: 0.5 part by mass-Styrene: 16.4 parts by mass-2-ethylhexyl acrylate: 3.1 parts by mass-Dibutyl peroxide (polymerization initiator): 1.5 parts by mass Was added dropwise over 1 hour and held for 1 hour (StAc conversion reaction step).
・無水トリメリット酸:
6.4質量部(0.03モル;多価カルボン酸総モル数に対して20.0mol%)
・tert−ブチルカテコール(重合禁止剤):0.1質量部
その後、上記材料を加え、反応槽内の圧力を8.3kPaに下げ、温度160℃に維持したまま、15時間反応させ(第2反応工程)、重量平均分子量(Mw)100000である非晶性樹脂B1を得た。
・ Trimellitic anhydride:
6.4 parts by mass (0.03 mol; 20.0 mol% based on the total number of polyvalent carboxylic acids)
Tert-Butylcatechol (polymerization inhibitor): 0.1 part by mass Thereafter, the above materials are added, the pressure in the reaction vessel is lowered to 8.3 kPa, and the reaction is continued for 15 hours while maintaining the temperature at 160 ° C. (second Reaction step), an amorphous resin B1 having a weight average molecular weight (Mw) of 100,000 was obtained.
<非晶性ポリエステル樹脂Bの製造例2>
ノボラック型フェノール樹脂(核体数約5のプロピレンオキシド5mol付加物)11.9質量部を0質量部にした以外は非晶性樹脂Bの製造例1と同様にして、重量平均分子量(Mw)100000である非晶性樹脂B2を得た。
<Production Example 2 of Amorphous Polyester Resin B>
Weight average molecular weight (Mw) in the same manner as in Production Example 1 of Amorphous Resin B, except that 11.9 parts by mass of novolak-type phenolic resin (5 mol of propylene oxide adduct having about 5 nuclei) was changed to 0 parts by mass An amorphous resin B2 of 100,000 was obtained.
<結晶性ポリエステル樹脂C製造例1>
・1,10−デカンジオール:
46.9質量部(0.27モル;多価アルコール総モル数に対して100.0mol%)
・セバシン酸:
53.1質量部(0.26モル;多価カルボン酸総モル数に対して100.0mol%)
冷却管、撹拌機、窒素導入管、及び、熱電対のついた反応槽に、上記材料を秤量した。次にフラスコ内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、140℃の温度で撹拌しつつ、3時間反応させた。
<Crystalline polyester resin C production example 1>
1,10-decanediol:
46.9 parts by mass (0.27 mol; 100.0 mol% based on the total number of moles of polyhydric alcohol)
-Sebacic acid:
53.1 parts by mass (0.26 mol; 100.0 mol% with respect to the total number of polyvalent carboxylic acids)
The above materials were weighed into a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer, a nitrogen introduction tube, and a thermocouple. Next, after the inside of the flask was replaced with nitrogen gas, the temperature was gradually raised while stirring, and the reaction was carried out for 3 hours while stirring at a temperature of 140 ° C.
・2−エチルヘキサン酸錫:0.5質量部
その後、上記材料を加え、反応槽内の圧力を8.3kPaに下げ、温度200℃に維持したまま、4時間反応させ、結晶性ポリエステル樹脂C1を得た。
-Tin 2-ethylhexanoate: 0.5 part by mass Thereafter, the above materials were added, the pressure in the reaction vessel was lowered to 8.3 kPa, and the reaction was continued for 4 hours while maintaining the temperature at 200 ° C. Got.
<トナー製造例1>
・ポリエステル樹脂A1 75質量部
・ポリエステル樹脂B1 25質量部
・結晶性ポリエステル樹脂C1 10質量部
・炭化水素ワックス(最大吸熱ピークのピーク温度78℃) 6質量部
・C.I.ピグメントブルー15:3 6.8質量部
・3,5−ジ−t−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物 0.25質量部
上記材料をヘンシェルミキサー(FM−75型、三井鉱山(株)製)を用いて、回転数20s-1、回転時間5minで混合した後、温度130℃に設定した二軸混練機(PCM−30型、株式会社池貝製)にて吐出温度150℃にて混練した。得られた混練物を15℃/minの冷却速度で冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。得られた粗砕物を、機械式粉砕機(T−250、ターボ工業(株)製)にて微粉砕した。さらにファカルティF−300(ホソカワミクロン社製)を用い、分級を行い、トナー粒子を得た。運転条件は、分級ローター回転数を130s−1、分散ローター回転数を120s-1とした。
<Toner Production Example 1>
Polyester resin A1 75 parts by mass Polyester resin B1 25 parts by mass Crystalline
得られたトナー母体に有機無機複合粒子1を4.0質量部と無機粒子4を0.2質量部添加し、ヘンシェルミキサー(FM−75型、三井三池化工機(株)製)で回転数30s-1、回転時間10min混合して、トナー粒子1を得た(表3参照)。 4.0 parts by mass of organic-inorganic composite particles 1 and 0.2 parts by mass of inorganic particles 4 are added to the obtained toner base, and the number of revolutions is increased with a Henschel mixer (FM-75 type, manufactured by Mitsui Miike Chemical Co., Ltd.). The toner particles 1 were obtained by mixing for 30 s −1 and a rotation time of 10 minutes (see Table 3).
トナー粒子1を図4で示す表面処理装置によって熱処理を行い熱処理トナー粒子1を得た。運転条件はフィード量=5kg/hrとし、また、熱風温度=160℃、熱風流量=6m3/min、冷風温度=−5℃、冷風流量=4m3/min、ブロワー風量=20m3/min、インジェクションエア流量=1m3/minとした。 The toner particles 1 were heat-treated with the surface treatment apparatus shown in FIG. The operating conditions are feed rate = 5 kg / hr, hot air temperature = 160 ° C., hot air flow rate = 6 m 3 / min, cold air temperature = −5 ° C., cold air flow rate = 4 m 3 / min, blower air flow = 20 m 3 / min, The injection air flow rate was 1 m 3 / min.
さらに熱処理トナー粒子1を100質量部に対して、帯電性と流動性調整を目的として無機粒子3を0.2質量部、無機粒子4を0.2質量部をヘンシェルミキサー(FM−75型、三井三池化工機(株)製)で混合した。回転数30s-1、回転時間10minで混合して、トナー1を得た。トナー1の重量平均粒径(D4)は6.5μmであり、平均円形度は0.965であった。トナーの物性を表4に示した。
Further, with respect to 100 parts by mass of the heat-treated toner particles 1, 0.2 parts by mass of the
<トナー製造例2〜18>
樹脂Bの種類、結晶性樹脂C1の量、混練回転数、混練温度を振り、その他はトナー製造例1と同様にして表4に示すトナー2〜18を製造した。ただし、有機無機複合粒子をトナー粒子表面に固着させる熱風処理は、トナー粒子12、14、16には行わなかった。材料処方と製造条件を表3に示す。また使用した外添剤の種類と量も表3に合せて示す。
<Toner Production Examples 2 to 18>
表4には結晶性樹脂C1を添加した際のTEM断面における結晶性ポリエステルの分散状態(個数平均長軸長さ、面積標準偏差)も示してある。 Table 4 also shows the dispersion state (number average major axis length, area standard deviation) of the crystalline polyester in the TEM cross section when the crystalline resin C1 is added.
<磁性コア粒子の製造例>
工程1(秤量・混合工程):
Fe2O3 60.2質量%
MnCO3 33.9質量%
Mg(OH)2 4.8質量%
SrCO3 1.1質量%
となるようにフェライト原材料を秤量した。その後、ジルコニア(φ10mm)のボールを用いた乾式ボールミルで2時間粉砕・混合した。
<Example of production of magnetic core particles>
Process 1 (weighing / mixing process):
Fe 2 O 3 60.2 mass%
MnCO 3 33.9% by mass
Mg (OH) 2 4.8% by mass
SrCO 3 1.1% by mass
The ferrite raw material was weighed so that Thereafter, the mixture was pulverized and mixed for 2 hours in a dry ball mill using zirconia (φ10 mm) balls.
工程2(仮焼成工程):
粉砕・混合した後、バーナー式焼成炉を用い大気中で1000℃で3時間焼成し、仮焼フェライトを作製した。フェライトの組成は、下記の通りである。
(MnO)a(MgO)b(SrO)c(Fe2O3)d
上記式において、a=0.39、b=0.11、c=0.01、d=0.50
Step 2 (temporary firing step):
After pulverization and mixing, firing was performed at 1000 ° C. for 3 hours in the air using a burner-type firing furnace to prepare calcined ferrite. The composition of the ferrite is as follows.
(MnO) a (MgO) b (SrO) c (Fe 2 O 3) d
In the above formula, a = 0.39, b = 0.11, c = 0.01, d = 0.50
工程3(粉砕工程):
クラッシャーで0.5mm程度に粉砕した後に、ジルコニア(φ10mm)のボールを用い、仮焼フェライト100質量部に対し、水を30質量部加え、湿式ボールミルで2時間粉砕した。
Step 3 (grinding step):
After crushing to about 0.5 mm with a crusher, 30 parts by mass of water was added to 100 parts by mass of calcined ferrite using zirconia (φ10 mm) balls, and the mixture was pulverized with a wet ball mill for 2 hours.
そのスラリーを、ジルコニアのビーズ(φ1.0mm)を用いた湿式ビーズミルで4時間粉砕し、フェライトスラリーを得た。 The slurry was pulverized for 4 hours by a wet bead mill using zirconia beads (φ1.0 mm) to obtain a ferrite slurry.
工程4(造粒工程):
フェライトスラリーに、バインダーとして仮焼フェライト100質量部に対してポリビニルアルコール2.0質量部を添加し、スプレードライヤー(製造元:大川原化工機)で、約36μmの球状粒子に造粒した。
Process 4 (granulation process):
To the ferrite slurry, 2.0 parts by mass of polyvinyl alcohol was added as a binder with respect to 100 parts by mass of calcined ferrite, and granulated into spherical particles of about 36 μm with a spray dryer (manufacturer: Okawahara Chemical).
工程5(本焼成工程):
焼成雰囲気をコントロールするために、電気炉にて窒素雰囲気下(酸素濃度1.00体積%以下)で、1150℃で4時間焼成した。
Process 5 (main baking process):
In order to control the firing atmosphere, firing was performed at 1150 ° C. for 4 hours in an electric furnace under a nitrogen atmosphere (oxygen concentration of 1.00% by volume or less).
工程6(選別工程):
凝集した粒子を解砕した後に、目開き250μmの篩で篩分して粗大粒子を除去し、磁性コア粒子1を得た。
Process 6 (screening process):
After the aggregated particles were crushed, coarse particles were removed by sieving with a sieve having an opening of 250 μm to obtain magnetic core particles 1.
<コート樹脂の製造例>
シクロヘキシルメタクリレートモノマー 26.8質量部
メチルメタクリレートモノマー 0.2質量部
メチルメタクリレートマクロモノマー 8.4質量部
(片末端にメタクリロイル基を有する重量平均分子量5000のマクロモノマー)
トルエン 31.3質量部
メチルエチルケトン 31.3質量部
上記材料を、還流冷却器、温度計、窒素導入管及び撹拌装置を取り付けた四つ口のセパラブルフラスコに添加し、窒素ガスを導入して充分に窒素雰囲気にした。その後、80℃まで加温し、2.0質量部のアゾビスイソブチロニトリルを添加して5時間還流し重合させた。得られた反応物にヘキサンを注入して共重合体を沈殿析出させ、沈殿物を濾別後、真空乾燥してコート樹脂を得た。
<Example of coating resin production>
Cyclohexyl methacrylate monomer 26.8 parts by mass Methyl methacrylate monomer 0.2 part by mass Methyl methacrylate macromonomer 8.4 parts by mass (macromonomer having a methacryloyl group at one end and a weight average molecular weight of 5000)
Toluene 31.3 parts by mass Methyl ethyl ketone 31.3 parts by mass The above materials were added to a four-necked separable flask equipped with a reflux condenser, thermometer, nitrogen introduction tube and stirring device, and nitrogen gas was introduced to sufficiently In a nitrogen atmosphere. Thereafter, the mixture was heated to 80 ° C., 2.0 parts by mass of azobisisobutyronitrile was added, and the mixture was refluxed for 5 hours for polymerization. Hexane was injected into the obtained reaction product to precipitate a copolymer, and the precipitate was filtered off and dried under vacuum to obtain a coat resin.
<磁性キャリアの製造例>
コート樹脂 20.0質量%
トルエン 80.0質量%
上記材料をビーズミルで分散混合し、樹脂液を得た。
<Example of manufacturing magnetic carrier>
Coat resin 20.0% by mass
Toluene 80.0% by mass
The above materials were dispersed and mixed with a bead mill to obtain a resin liquid.
該磁性コア粒子100質量部をナウタミキサに投入し、さらに、該樹脂液を樹脂成分として2.0質量部になるようにナウタミキサに投入した。減圧下で温度70℃に加熱し、100rpmで混合し、4時間かけて溶媒除去及び塗布操作を行った。その後、得られた試料をジュリアミキサーに移し、窒素雰囲気下、温度100℃で2時間熱処理した後、目開き70μmの篩で分級して磁性キャリアを得た。得られた磁性キャリアの体積分布基準50%粒径(D50)は、38.2μmであった。 100 parts by mass of the magnetic core particles were put into a Nauta mixer, and further, the resin liquid was put into a Nauta mixer so as to be 2.0 parts by mass as a resin component. The mixture was heated to 70 ° C. under reduced pressure, mixed at 100 rpm, and solvent removal and coating operations were performed over 4 hours. Thereafter, the obtained sample was transferred to a Julia mixer, heat-treated at 100 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere, and then classified with a sieve having an opening of 70 μm to obtain a magnetic carrier. The volume distribution standard 50% particle size (D50) of the obtained magnetic carrier was 38.2 μm.
<二成分系現像剤の製造>
以上の磁性キャリアとトナー1〜18とで、トナー濃度が8.0質量%になるようにV型混合機(V−10型:株式会社徳寿製作所)で0.5s-1、回転時間5minで混合し、二成分系現像剤1〜18を得た。
<Manufacture of two-component developer>
With the above magnetic carrier and toners 1-18, 0.5 s −1 with a V-type mixer (V-10 type: Tokuju Seisakusho Co., Ltd.) and a rotation time of 5 min so that the toner concentration becomes 8.0% by mass. Two-component developers 1 to 18 were obtained by mixing.
〔実施例1〕
二成分系現像剤1を用いて、以下の評価を行った。
[Example 1]
The following evaluation was performed using the two-component developer 1.
<耐久性評価 低印字率モード>
キヤノン製フルカラー複写機imageRUNNER ADVANCE C5051の現像器を空回転(トナー無補給)し現像剤にストレスを与えた後の画像評価を行った。この評価は低印字率、つまりはトナーの入れ替わりがほとんど無い状態での耐久性を促進的に評価する目的で行っている。具体的な手法としては高温多湿環境下(40℃/40%Rh)においてimageRUNNER ADVANCE用の現像空回転治具により5h空回転させた後の現像剤で画像を出力し、白斑点の発生状況を評価している。ここでいう白斑点とは現像時に現像キャリアがトナーと共に感光ドラム上に飛翔して、一次転写部でキャリア周辺のトナーが転写されないことで発生する現象である。これはトナーの現像性が著しく低下した時に起こり易い現象で、適正な画像濃度を出力する為の必要現像コントラストが増大してしまうため発生する。一般にはトナー−キャリア間の非静電的付着力が大きくなると電界による飛翔力に応答できなくなり現像性は低下する。この空回転評価ではトナーにストレスを加えることで、外添剤の埋没あるいは母体凹部への外添剤の落ち込み状態を促進的に作り出している。埋没、落ち込みが進行するとトナー母体が直接キャリアを接触する状態となるので、トナー−キャリア間の非静電付着力が増大し白斑点が発生する。画質評価はimageRUNNER ADVANCE C5051を用いて常温常湿(23℃50%)環境で行った。画像濃度はX−Riteカラー反射濃度計(500シリーズ:X−Rite社製)を使用し、紙上ベタ(FFh)濃度1.4となる条件で出力した。評価紙はCS−680(68.0g/m2)(キヤノンマーケティングジャパン株式会社より販売)を使用した。白斑点個数はA4サイズで17階調(00h〜FFh、各横帯10mm×290mm)を出力し発生個数をカウントした。
<Durability evaluation Low printing rate mode>
Image evaluation was performed after the developer of Canon full color copier imageRUNNER ADVANCE C5051 was idly rotated (no toner replenished) and the developer was stressed. This evaluation is performed for the purpose of promoting evaluation of a low printing rate, that is, durability in a state where there is almost no toner replacement. As a specific method, in an environment of high temperature and high humidity (40 ° C / 40% Rh), an image is output with the developer after being idled for 5 hours by the development idle rotation jig for imageRUNNER ADVANCE, and the occurrence of white spots is observed. Evaluating. The white spot here is a phenomenon that occurs when the developing carrier flies onto the photosensitive drum together with the toner during development, and the toner around the carrier is not transferred at the primary transfer portion. This is a phenomenon that easily occurs when the developability of the toner is remarkably lowered, and occurs because the necessary development contrast for outputting an appropriate image density increases. In general, when the non-electrostatic adhesion force between the toner and the carrier becomes large, it becomes impossible to respond to the flying force due to the electric field, and the developability deteriorates. In this idling evaluation, stress is applied to the toner to create a state in which the external additive is buried or the external additive falls into the recess of the base material. As the embedding and dropping progress, the toner base comes into direct contact with the carrier, and the non-electrostatic adhesion force between the toner and the carrier increases, resulting in white spots. The image quality was evaluated using an imageRUNNER ADVANCE C5051 in a normal temperature and normal humidity (23 ° C., 50%) environment. The image density was output using a X-Rite color reflection densitometer (500 series: manufactured by X-Rite) under the condition that the solid on paper (FFh) density was 1.4. As the evaluation paper, CS-680 (68.0 g / m 2 ) (sold from Canon Marketing Japan Inc.) was used. The number of white spots was A4 size, and 17 gradations (00h to FFh, each
評価基準は以下の様にした。(5h空回転後 白斑点発生個数)
A:3個未満 (優れている)
B:3個以上10個未満 (少し優れている)
C:10個以上20個未満 (本発明において許容レベル)
D:20個以上 (本発明において許容出来ないレベル)
The evaluation criteria were as follows. (Number of white spots after 5h idling)
A: Less than 3 (excellent)
B: 3 or more and less than 10 (slightly better)
C: 10 or more and less than 20 (Acceptable level in the present invention)
D: 20 or more (Unacceptable level in the present invention)
以上の評価方法・基準によりトナーを評価した結果を表5に示す。 Table 5 shows the results of evaluating the toner by the above evaluation methods and standards.
<耐久性評価 高印字率モード>
キヤノン製フルカラー複写機imageRUNNER ADVANCE C5051の改造機を用いて高温多湿環境下(30℃/80%Rh)において高印字率(印字率40%)で耐久試験を行った。ここではトナーの外添剤が離脱し、それがキャリア表面に移行することでトナーの帯電性が低下する現象を見ている。高印字モードで耐久した方がトナーの補給量が多くなり、結果離脱外添剤総量も多くなるので外添剤によるキャリア表面スペント(キャリア帯電能低下に繋がる)を促進的に評価するのに適している。耐久中現像キャリアの入れ替え(オートリフレッシュ機構)は行っていない。トナーの帯電量変化は画像濃度変動に繋がるので好ましくない。
<Durability evaluation High printing rate mode>
An endurance test was conducted at a high printing rate (printing rate 40%) in a high temperature and high humidity environment (30 ° C./80% Rh) using a modified machine of Canon full color copying machine imageRUNNER ADVANCE C5051. Here, a phenomenon is observed in which the chargeability of the toner is reduced by the external additive of the toner being detached and moving to the carrier surface. Durability in the high printing mode increases the amount of toner replenished, and as a result, the total amount of the external additive to be removed increases, so it is suitable for expeditious evaluation of the carrier surface spent due to the external additive (leading to a decrease in carrier charging ability). ing. Replacement of development carrier during endurance (auto refresh mechanism) is not performed. A change in toner charge amount is not preferable because it leads to fluctuations in image density.
評価紙はCS−680(68.0g/m2)(キヤノンマーケティングジャパン株式会社より販売)を使用した。 As the evaluation paper, CS-680 (68.0 g / m 2 ) (sold from Canon Marketing Japan Inc.) was used.
耐久枚数はA4チャート、連続20000枚通紙した。帯電性の評価はホソカワミクロン社製E−スパートアナライザーを用いて現像剤中のトナー3000個のトナー平均帯電量を測定した。 The number of durable sheets was A4 chart, continuous 20000 sheets. For the evaluation of charging property, an average toner charge amount of 3000 toners in the developer was measured using an E-spart analyzer manufactured by Hosokawa Micron.
評価基準は以下の様にした。
A:10%未満 (優れている)
B:10以上20%未満 (本発明において許容レベル)
C:20%以上 (本発明において許容出来ないレベル)
The evaluation criteria were as follows.
A: Less than 10% (excellent)
B: 10 or more and less than 20% (Acceptable level in the present invention)
C: 20% or more (Unacceptable level in the present invention)
以上の評価方法・基準によりトナーを評価した結果を表5に示す。 Table 5 shows the results of evaluating the toner by the above evaluation methods and standards.
〔実施例2〜11および比較例1〜7〕
二成分系現像剤を表5に記載の様に変更した以外は、実施例1と同様にして、評価を行った。評価結果を表5に示す。
[Examples 2 to 11 and Comparative Examples 1 to 7]
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that the two-component developer was changed as shown in Table 5. The evaluation results are shown in Table 5.
1.原料定量供給手段、2.圧縮気体流量調整手段、3.導入管、4.突起状部材、5.供給管、6.処理室、7.熱風供給手段、8.冷風供給手段、9.規制手段、10.回収手段、11.熱風供給手段出口、12.分配部材、13.旋回部材、
14.粉体粒子供給口
1. 1. Raw material quantitative supply means, 2. compressed gas flow rate adjusting means; 3. Introducing tube, 4. Protruding member, 5. supply pipe, 6. processing chamber; Hot air supply means, 8. Cold air supply means, 9. Regulatory means, 10. Recovery means, 11. 11. Hot air supply means outlet, 12. distribution member; Swivel member,
14 Powder particle supply port
Claims (2)
該トナーの製造方法は、
該結着樹脂を含有するトナー母粒子と該有機無機複合粒子とを混合する工程、および
熱風による表面処理によって、該トナー母粒子表面に該有機無機複合粒子を固着して、該有機無機複合粒子が表面に固着したトナー粒子を得る工程、
を有し、
該有機無機複合粒子は個数平均粒径が50nm以上200nm以下であり、該有機無機複合粒子は、ビニル系樹脂粒子に無機微粒子が埋め込まれた構造を有し、該有機無機複合粒子の表面には無機微粒子に由来する凸部が複数存在する、
ことを特徴とするトナーの製造方法。 A method for producing a toner containing toner particles containing a binder resin and organic-inorganic composite particles,
The method for producing the toner includes:
Mixing the toner base particles containing the binder resin and the organic-inorganic composite particles; and
A step of fixing the organic-inorganic composite particles to the surface of the toner base particles by surface treatment with hot air to obtain toner particles having the organic-inorganic composite particles fixed to the surface;
Have
The organic-inorganic composite particles have a number average particle size of 50 nm to 200 nm, and the organic-inorganic composite particles have a structure in which inorganic fine particles are embedded in vinyl-based resin particles. There are a plurality of convex portions derived from inorganic fine particles,
And a method for producing the toner.
該トナー粒子のルテニウム染色処理された透過型電子顕微鏡(TEM)断面において、該結晶性ポリエステルがトナー粒子断面上で針状に観察される結晶を形成しており、該結晶の長軸長さの個数平均径(D1)が60nm以上250nm以下であり、該トナー粒子断面中の1.0μm×1.0μmの視野において該トナー粒子中の該結晶性ポリエステルの占める面積を求めたとき、面積の標準偏差が10.0%以下である、
ことを特徴とする請求項1に記載のトナーの製造方法。 The binder resin contains a crystalline polyester resin and an amorphous polyester resin,
In the transmission electron microscope (TEM) cross section of the toner particles treated with ruthenium dyeing, the crystalline polyester forms crystals that are observed in a needle shape on the cross section of the toner particles, and the major axis length of the crystals is When the number average diameter (D1) is 60 nm or more and 250 nm or less and the area occupied by the crystalline polyester in the toner particle cross section in the 1.0 μm × 1.0 μm visual field in the cross section of the toner particle is obtained, the area standard The deviation is 10.0% or less,
The method for producing a toner according to claim 1, wherein:
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