JP6463154B2 - toner - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真法、静電記録法、トナージェット方式記録法を利用した記録方法に用いられるトナーに関する。具体的には、静電潜像担持体上にトナー画像を形成後、転写材上に転写させてトナー画像を形成し、熱圧力下で定着して定着画像を得る画像形成方法に用いられるトナーに関する。 The present invention relates to a toner used in a recording method using an electrophotographic method, an electrostatic recording method, and a toner jet recording method. Specifically, a toner used in an image forming method for forming a toner image on an electrostatic latent image carrier and then transferring the image onto a transfer material to form a toner image and fixing the image under thermal pressure to obtain a fixed image About.
近年、複写機やプリンターの分野においては、省エネルギー化が大きな技術的課題として考えられ、電子写真装置においては定着装置にかかる熱量の大幅な削減が挙げられている。従って、トナーは、低熱量で十分な定着が可能となる低温定着性のニーズが高まっている。 In recent years, in the field of copiers and printers, energy saving has been considered as a major technical issue, and in electrophotographic apparatuses, a great reduction in the amount of heat applied to the fixing apparatus has been cited. Therefore, there is an increasing need for low-temperature fixability that enables a toner to be sufficiently fixed with a low heat quantity.
従来、より低温での定着を可能とするためには、結着樹脂に少ない温度変化で溶融するシャープメルト性を付与することが効果的な方法の一つとして知られている。この点に注目して結晶性ポリエステル樹脂を用いたトナーが紹介されている。結晶性ポリエステルは、分子鎖が規則的に配列することによって、明確なガラス転移を示さず、結晶融点まで軟化しにくい特性をもつため、耐熱保存性と低温定着性を両立できる材料として検討が行われている。 Conventionally, in order to enable fixing at a lower temperature, it is known as one of effective methods to impart a sharp melt property that melts a binder resin with a small temperature change. Focusing on this point, toner using crystalline polyester resin has been introduced. Crystalline polyester is not considered to exhibit a clear glass transition due to the regular arrangement of molecular chains, and is difficult to soften to the crystalline melting point. It has been broken.
特許文献1では、ポリエステル樹脂を含有する結晶性部と非結晶性部を結合したブロックポリマーを結着樹脂として用いた溶解懸濁法トナーが提案されている。 Patent Document 1 proposes a solution suspension method toner in which a block polymer in which a crystalline part containing a polyester resin and a non-crystalline part are bonded is used as a binder resin.
この提案では、トナーの示差走査熱量計(DSC)を用いた融解熱測定における吸熱ピーク温度、及び、降下式フローテスターでの溶融開始温度の前後の粘弾性挙動をコントロールすることにより低温定着性と耐ブロッキング性の両立を図っている。 In this proposal, low temperature fixability is controlled by controlling the endothermic peak temperature in the heat of fusion measurement using a differential scanning calorimeter (DSC) of the toner and the viscoelastic behavior before and after the melting start temperature in a descending flow tester. The aim is to achieve both blocking resistance.
しかし、結着樹脂に結晶性ポリエステルを用いると、トナーにシャープメルト性を付与することは可能となるものの、トナー溶融時の粘性が不足して、高温での定着において定着部材へのトナーの付着(いわゆるホットオフセット)が発生しやすくなる。 However, when crystalline polyester is used as the binder resin, it is possible to give the toner a sharp melt property, but the viscosity at the time of melting the toner is insufficient, and the toner adheres to the fixing member during fixing at a high temperature. (So-called hot offset) is likely to occur.
コアシェル構造をもつトナーにおいては、更なる低温定着性の向上のため、コア樹脂だけでなく、シェル材自体にも結晶性を有する樹脂を導入し、低温定着性を向上させる検討が行われている。 In the toner having a core-shell structure, in order to further improve the low-temperature fixability, studies are being made to improve the low-temperature fixability by introducing a resin having crystallinity not only in the core resin but also in the shell material itself. .
特許文献2では、長鎖のアルキル基や結晶性ポリエステル鎖を有する結晶性樹脂をシェル材に導入して、シェル材にシャープメルト性を付与することにより、低温定着性と耐熱保存性の両立を図る方法が提案されている。 In Patent Document 2, a crystalline resin having a long chain alkyl group or a crystalline polyester chain is introduced into a shell material to impart sharp melt properties to the shell material, thereby achieving both low temperature fixability and heat resistant storage stability. A method has been proposed.
しかし、この方法でもトナー溶融時における粘性の維持が困難であって、耐ホットオフセット性が不十分であることが分かった。 However, it has been found that even with this method, it is difficult to maintain the viscosity when the toner is melted, and the hot offset resistance is insufficient.
特許文献3では、結晶性樹脂をコアに含有する凝集法トナーにおいて、微粒子を凝集させる際に使用する凝集剤中の金属イオンを利用して、樹脂の分子鎖間の架橋を行っている。これにより結着樹脂のトナー溶融時の粘性を維持して、定着可能な温度域の拡大を図っている。 In Patent Document 3, in an aggregating toner containing a crystalline resin in a core, cross-linking between resin molecular chains is performed using metal ions in an aggregating agent used when agglomerating fine particles. As a result, the viscosity of the binder resin when the toner is melted is maintained, and the temperature range capable of fixing is expanded.
しかし、この方法では、イオン架橋で分子鎖を化学的に強固に結合することにより、ホットオフセットの改善は見られるものの、低温定着性が低下する傾向があることがわかった。 However, in this method, it was found that the low-temperature fixability tends to decrease although the hot offset is improved by chemically bonding the molecular chains by ionic crosslinking.
したがって、低温定着性と耐ホットオフセット性の改善には更に技術的改善を行う必要があった。 Therefore, further technical improvements have been required to improve the low-temperature fixability and the hot offset resistance.
一方で、トナーに対しては更なる高画質化を達成することが求められている。 On the other hand, there is a demand for achieving higher image quality for toner.
溶解懸濁法、乳化凝集法、懸濁重合法といった化学的造粒法で作られたトナー(いわゆるケミカルトナー)では球形でシャープな粒度分布を有するため、転写性や細線再現性に優れる特徴を有している。ところがこれらのトナーにおいては、感光体上の転写残トナーをブレードを用いて除去するクリーニング方式を用いた場合、円形度が大きくなるほどブレードからのトナーのすり抜けが発生しやすくなり、トナーの除去をし難くなる傾向にある。その結果、すり抜けたトナーにより、紙上の画像に縦スジのような欠陥が発生しやすくなる。 Toners made by chemical granulation methods such as dissolution suspension method, emulsion aggregation method, suspension polymerization method (so-called chemical toners) have a spherical and sharp particle size distribution, and therefore have excellent transferability and fine line reproducibility. Have. However, in these toners, when a cleaning method that uses a blade to remove the transfer residual toner on the photoconductor is used, the greater the circularity, the easier the toner slips through the blade, and the toner is removed. It tends to be difficult. As a result, the slipped toner tends to cause defects such as vertical stripes in the image on paper.
そのためクリーニング性を改善する目的で、外添剤による工夫が行われている。しかしながら、長期の使用では外添剤の埋め込みや脱離が発生しやすくなる傾向にあり、クリーニング性の低下を引き起こし、上記のような画像欠陥が発生しやすくなる。 Therefore, in order to improve the cleaning property, a device using an external additive has been devised. However, when used for a long period of time, embedding and detachment of external additives tend to occur, causing a deterioration in cleaning properties, and image defects as described above are likely to occur.
更に、現像器内で外添剤が脱離した場合、現像器の規制ブレードに外添剤を核にしてトナーの付着が発生し、付着部分においてはトナーの供給が阻害され、紙上の画像に縦スジのような欠陥が発生しやすくなる。 Further, when the external additive is desorbed in the developing device, the toner adheres to the regulating blade of the developing device with the external additive as a core, and the supply of the toner is inhibited at the adhering portion, and the image on the paper is lost. Defects such as vertical stripes are likely to occur.
特許文献4では、球形のトナー母粒子に微粒子を埋め込むことにより表面に凹凸を形成し、感光体とトナーとの付着力を低下させることで転写残トナーを低減し、クリーニング性を向上させる手段が提案されている。しかし、その場合においても長期の使用においてはクリーニング性を十分保持することは困難であった。 In Patent Document 4, there is a means for embedding fine particles in spherical toner base particles to form irregularities on the surface, reducing the residual toner by reducing the adhesion between the photoconductor and the toner, and improving the cleaning property. Proposed. However, even in that case, it has been difficult to maintain sufficient cleaning properties for long-term use.
本発明は、低温定着性と耐ホットオフセット性に優れ、広い定着可能な温度幅を有し、耐熱保存性が高いトナーを提供するものである。 The present invention provides a toner having excellent low-temperature fixability and hot offset resistance, a wide fixable temperature range, and high heat-resistant storage stability.
また、本発明は、外添剤の埋め込みや脱離によるトナー劣化を防止し、良好な画像を長期にわたり得ることが出来るトナーを提供するものである。 In addition, the present invention provides a toner capable of preventing toner deterioration due to embedding and desorption of an external additive and obtaining a good image over a long period of time.
本発明は、結着樹脂、着色剤、およびワックスを含有するコアと、樹脂Aを含有するシェル相を有するコアシェル構造のトナー粒子、および
外添剤としての有機無機複合微粒子
を有するトナーであって、
前記樹脂Aは、
(i)シロキサン結合を有する樹脂であり、
(ii)示差走査熱量計(DSC)による測定において、1回目の昇温における最大吸熱ピークのピーク温度TpA(℃)が55℃以上80℃以下であり、
(iii)粘弾性測定において、前記TpA(℃)における損失弾性率をG”(TpA)[Pa]、前記TpAより10℃高い温度TpA+10(℃)における損失弾性率をG”(TpA+10)[Pa]としたとき、
前記G”(TpA)、およびG”(TpA+10)が下記式(1)満足し、
{log(G”(TpA))−log(G”(TpA+10))}≧1.0・・(1)
前記有機無機複合微粒子は、
(iv)シロキサン結合を有する樹脂を含有する樹脂粒子の表面に、一部が露出した状態で無機微粒子が埋め込まれた構造を有し、且つ、前記樹脂粒子を構成する樹脂成分のテトラヒドロフラン(THF)不溶分が70.0質量%以上であり、
(v)個数平均粒径が50nm以上500nm以下である、
ことを特徴とするトナーに関する。
The present invention relates to a toner particle having a core-shell structure having a core containing a binder resin, a colorant, and a wax, and a shell phase containing resin A, and
A toner having organic-inorganic composite fine particles as an external additive ,
The resin A is
(I) a resin having a siloxane bond,
(Ii) In the measurement with a differential scanning calorimeter (DSC), the peak temperature TpA (° C.) of the maximum endothermic peak at the first temperature rise is 55 ° C. or more and 80 ° C. or less,
(Iii) In the viscoelasticity measurement, the loss elastic modulus at the TpA (° C.) is G ″ (TpA) [Pa], and the loss elastic modulus at a temperature TpA + 10 (° C.) 10 ° C. higher than the TpA is G ″ (TpA + 10) [Pa ]
G ″ (TpA) and G ″ (TpA + 10) satisfy the following formula (1):
{Log (G ″ (TpA)) − log (G ″ (TpA + 10))} ≧ 1.0 (1)
The organic-inorganic composite fine particles are
(Iv) Tetrahydrofuran (THF), which is a resin component that has a structure in which inorganic fine particles are embedded in a partially exposed state on the surface of a resin particle containing a resin having a siloxane bond, and which constitutes the resin particle Insoluble matter is 70.0% by mass or more,
(V) the number average particle diameter is 50 nm or more and 500 nm or less,
This invention relates to a toner.
本発明によれば、トナーのシャープメルト性とトナー溶融時における粘性維持を両立させて、従来以上に低温定着性と耐ホットオフセット性に優れ、広い定着温度幅を有し、耐熱保存性が高いトナーを提供することが可能となる。 According to the present invention, both the sharp melt property of the toner and the maintenance of the viscosity at the time of melting the toner are achieved, and the low temperature fixing property and the hot offset resistance are more excellent than the conventional ones. It is possible to provide toner.
更に、球形トナーにおいても外添剤の埋め込みや脱離によるトナー劣化を防止し、良好な画像を長期にわたり得ることが出来るトナーを提供することが可能となる。 Furthermore, it is possible to provide a toner that can prevent deterioration of the toner due to embedding or detaching of the external additive even in the spherical toner and can obtain a good image over a long period of time.
本発明のトナーは、結着樹脂、着色剤及びワックスを含有するコアの表面に、樹脂Aを含有するシェル相を形成したコアシェル構造のトナー粒子を有するトナーである。該シェル相は、明確な界面を有する層としてコアを被覆していても良いが、明確な界面が存在しない状態でコアを被覆する形態であっても良い。 The toner of the present invention is a toner having core-shell toner particles in which a shell phase containing a resin A is formed on the surface of a core containing a binder resin, a colorant and a wax. The shell phase may cover the core as a layer having a clear interface, but may have a form in which the core is covered in a state where no clear interface exists.
本発明のトナーにおける前記樹脂Aは、示差走査熱量計(DSC)による測定において、1回目の昇温における最大吸熱ピークのピーク温度TpA(℃)が55℃以上80℃以下であり、好ましくは55℃以上75℃以下である。TpAが55℃未満である場合には、耐熱保存性が悪化して、電子写真装置内での作動時の温度上昇によっては、トナーの凝集が起こる。TpAが80℃を超える場合には、トナーの粘弾性の制御が厳しく、低温定着を狙った温度領域でシャープメルト性を発現するトナーの設計が困難になる。 The resin A in the toner of the present invention has a maximum endothermic peak peak temperature TpA (° C.) of 55 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, preferably 55 ° C., as measured by a differential scanning calorimeter (DSC). It is not lower than 75 ° C. When TpA is less than 55 ° C., the heat-resistant storage stability deteriorates, and toner aggregation occurs depending on the temperature rise during operation in the electrophotographic apparatus. When TpA exceeds 80 ° C., control of the viscoelasticity of the toner is severe, and it becomes difficult to design a toner that exhibits sharp melt properties in a temperature range aimed at low-temperature fixing.
TpAの値は、樹脂Aの合成に用いる原材料である単量体の種類を適宜変更することで、上記範囲に調整することが可能である。 The value of TpA can be adjusted to the above range by appropriately changing the type of monomer that is a raw material used for the synthesis of the resin A.
本発明のトナーは、前記樹脂Aの粘弾性測定において、TpA(℃)における損失弾性率をG”(TpA)[Pa]、TpAより10℃高い温度TpA+10(℃)における損失弾性率をG”(TpA+10)[Pa]としたときに、下記式(1)の関係を満足する。
log(G”(TpA))−log(G”(TpA+10))≧1.0・・式(1)
In the toner of the present invention, in the measurement of the viscoelasticity of the resin A, the loss elastic modulus at TpA (° C.) is G ″ (TpA) [Pa], and the loss elastic modulus at temperature TpA + 10 (° C.) 10 ° C. higher than TpA is G ″. When (TpA + 10) [Pa], the relationship of the following formula (1) is satisfied.
log (G ″ (TpA)) − log (G ″ (TpA + 10)) ≧ 1.0 (1)
前記式(1)中左辺の値は、樹脂Aの融点付近における粘弾性の変化量を表わしている。樹脂Aの粘弾性の変化が、式(1)を満たすことによって、シェル相のシャープメルトは十分に確保され、トナーのシャープメルト性を最大限に引き出すことが可能となる。 The value on the left side in the formula (1) represents the amount of change in viscoelasticity in the vicinity of the melting point of the resin A. When the change in the viscoelasticity of the resin A satisfies the formula (1), the sharp melt of the shell phase is sufficiently secured, and the sharp melt property of the toner can be maximized.
なお、本発明で用いられる、「log」は10を底とする常用対数である。 Note that “log” used in the present invention is a common logarithm with a base of 10.
前記式(1)の左辺の値が1.0未満である場合には、定着温度領域においてシェル相が十分に溶融せず結着樹脂の溶出を阻害して低温定着性が悪化する。好ましくは、前記式(1)の左辺の値が2.0以上、更に好ましくは3.0以上である。しかしながら、当該値が大きくなると、シェル材は十分に溶融するが、高温でのトナーの粘性低下が著しくなり粘性の保持が厳しく耐ホットオフセット性の改善が難しくなる。 When the value on the left side of the formula (1) is less than 1.0, the shell phase is not sufficiently melted in the fixing temperature region, and the elution of the binder resin is hindered to deteriorate the low temperature fixing property. Preferably, the value on the left side of the formula (1) is 2.0 or more, more preferably 3.0 or more. However, when the value is increased, the shell material is sufficiently melted, but the viscosity of the toner is remarkably lowered at a high temperature, the viscosity is severely maintained, and it is difficult to improve the hot offset resistance.
本発明のトナーは上述したトナー粒子の表面に有機樹脂複合粒子を外添したものである。本発明における有機無機複合微粒子とは、母粒子は樹脂粒子で、その表面に一部が露出した状態で無機微粒子が埋め込まれた構造を有する粒子である。この有機無機複合微粒子は、コロイダルシリカと同等の帯電付与性と流動性を示しつつ、コロイダルシリカに比べて低比重であり、かつ表面の凹凸により接触点が多いため、トナー粒子からの脱離を抑制できるという特徴を有する。 The toner of the present invention is obtained by externally adding organic resin composite particles to the surface of the toner particles described above. The organic / inorganic composite fine particles in the present invention are particles having a structure in which the mother particles are resin particles and the inorganic fine particles are embedded in a state where a part of the mother particles is exposed. These organic / inorganic composite fine particles exhibit chargeability and fluidity equivalent to those of colloidal silica, have a lower specific gravity than colloidal silica, and have many contact points due to surface irregularities. It has the feature that it can be suppressed.
それにより低温定着性の更なる改善を狙ったトナーにおいて、トナーの劣化を抑制することが出来る。 As a result, toner deterioration can be suppressed in the toner aimed at further improvement in low-temperature fixability.
上述したホットオフセットが発生する様な温度領域では、トナーはほぼ溶融した状態だと考えられる。本発明者らは、このようにトナーが溶融するような温度でも、トナーの粘度低下を抑えることが出来れば、ホットオフセットの発生を抑えることができるのではと考えた。 In the temperature range where the above-described hot offset occurs, it is considered that the toner is almost melted. The inventors of the present invention have considered that the occurrence of hot offset can be suppressed if the decrease in the viscosity of the toner can be suppressed even at such a temperature that the toner melts.
一般的に、ある粘度を有する流体中に微小な剛体を分散させると、その流体の粘度が大きくなることが知られている(増粘効果)。これはアインシュタインの粘度法則と呼ばれている。 Generally, it is known that when a minute rigid body is dispersed in a fluid having a certain viscosity, the viscosity of the fluid increases (thickening effect). This is called Einstein's law of viscosity.
この理論を参考にして、高温で溶融した状態のトナーを流体とみなし、上記有機無機複合粒子により増粘効果を付与する検討を行った。その結果、高温でのホットオフセットに改善効果があることを見出した。 With reference to this theory, the toner melted at a high temperature is regarded as a fluid, and a study of imparting a thickening effect by the organic-inorganic composite particles was conducted. As a result, it has been found that hot offset at high temperature has an improvement effect.
先ず、有機無機複合微粒子が増粘効果を示すためには、添加する有機無機複合粒子がホットオフセットが発生する温度領域において十分な粘性を有することが必要である。したがって有機無機複合微粒子の樹脂成分は、熱に対して安定な材料を用い、且つ十分な架橋構造を取っていることが好ましい。本発明においては、熱に安定な樹脂成分として、シロキサン構造を有する樹脂を用いた。また、樹脂成分の架橋構造の指標として、テトラヒドロフラン(THF)溶剤への溶解性をTHF不溶分で表した。本発明を満足するためには、有機無機複合微粒子の樹脂成分のTHF不溶分が70.0質量%以上である必要がある。それは、有機無機複合微粒子が熱定着時の溶融したトナー中で増粘効果を発揮するためには、高温オフセットが発生するような温度領域でも形状を維持していることが必要であるためである。有機無機複合微粒子の樹脂のTHF不溶分が70.0質量%未満の場合、増粘効果を充分に発揮できないため好ましくない。有機無機複合微粒子の樹脂のTHF不溶分は好ましくは95.0質量%以上である。 First, in order for the organic / inorganic composite fine particles to exhibit a thickening effect, it is necessary that the added organic / inorganic composite particles have sufficient viscosity in a temperature region where hot offset occurs. Therefore, it is preferable that the resin component of the organic-inorganic composite fine particles is made of a material stable to heat and has a sufficient cross-linked structure. In the present invention, a resin having a siloxane structure is used as a heat-stable resin component. In addition, as an index of the crosslinked structure of the resin component, solubility in tetrahydrofuran (THF) solvent was expressed as THF insoluble matter. In order to satisfy the present invention, the THF-insoluble content of the resin component of the organic / inorganic composite fine particles needs to be 70.0% by mass or more. This is because in order for the organic-inorganic composite fine particles to exert a thickening effect in the melted toner at the time of heat fixing, it is necessary to maintain the shape even in a temperature region where high temperature offset occurs. . When the THF-insoluble content of the organic-inorganic composite fine particle resin is less than 70.0% by mass, the thickening effect cannot be sufficiently exhibited, which is not preferable. The THF-insoluble content of the resin of the organic / inorganic composite fine particles is preferably 95.0% by mass or more.
更に本発明者らは、前記有機無機複合微粒子を外添剤として使用した場合、定着時に溶融したトナー中に瞬時に混合されることが必要であると考えた。 Furthermore, the present inventors considered that when the organic-inorganic composite fine particles are used as an external additive, it is necessary to be instantaneously mixed in the toner melted at the time of fixing.
そこで本発明者らは、シェルの材料に着目した結果、シェルにシロキサン結合を有する樹脂を用いることにより、より高い増粘効果を発揮することを見出した。即ちシェル相に含有される樹脂Aがシロキサン結合を有する樹脂であって、有機無機複合微粒子の樹脂成分にシロキサン結合を含有させることが必要であることが分った。 Thus, as a result of paying attention to the material of the shell, the present inventors have found that a higher thickening effect is exhibited by using a resin having a siloxane bond in the shell. That is, it has been found that the resin A contained in the shell phase is a resin having a siloxane bond, and that the resin component of the organic-inorganic composite fine particles needs to contain a siloxane bond.
シェル相の樹脂Aと、有機無機複合微粒子の樹脂成分との親和性、いわゆる濡れやすさの効果により、定着時に溶融したトナー中に有機無機複合微粒子が分散しやすくなる。その結果、樹脂Aの粘度が十分に下がったところでも、増粘効果が働き低温定着性を阻害することなくホットオフセットに効果が表れたと考えられる。 Due to the affinity between the resin A of the shell phase and the resin component of the organic / inorganic composite fine particles, the so-called wettability effect, the organic / inorganic composite fine particles are easily dispersed in the toner melted at the time of fixing. As a result, it is considered that even when the viscosity of the resin A is sufficiently lowered, the thickening effect works and the effect of hot offset is exhibited without inhibiting the low-temperature fixability.
更に、シェル相に含有される樹脂Aがシロキサン結合を有する樹脂であって、有機無機複合微粒子の樹脂成分にシロキサン結合を含有させることにより、長期の使用時のトナー粒子からの有機無機複合粒子の脱離を抑制することが可能であり、トナー劣化に起因する画像不良の改善にも効果があることが分った。 Further, the resin A contained in the shell phase is a resin having a siloxane bond, and the organic-inorganic composite particles from the toner particles in the long-term use can be obtained by adding the siloxane bond to the resin component of the organic-inorganic composite fine particles. It has been found that detachment can be suppressed and the image defect due to toner deterioration is also improved.
有機無機複合微粒子の個数平均粒径は50nm以上500nm以下である。個数平均粒径が500nmよりも大きい場合、表面積が相対的に減少するため、増粘効果を充分発揮できず好ましくない。個数平均粒径が50nmよりも小さい場合、粒径自体が小さ過ぎるため、シェル樹脂の増粘効果が十分に発揮されなくなる為好ましくない。また、有機無機複合微粒子がトナー粒子に対し埋没し易くなり、長期使用時に外添剤として機能し難くなるため好ましくない。 The number average particle size of the organic-inorganic composite fine particles is 50 nm or more and 500 nm or less. When the number average particle diameter is larger than 500 nm, the surface area is relatively reduced, and thus the thickening effect cannot be sufficiently exhibited, which is not preferable. When the number average particle size is smaller than 50 nm, the particle size itself is too small, and thus the thickening effect of the shell resin is not sufficiently exhibited, which is not preferable. Further, the organic-inorganic composite fine particles are not preferable because they are easily embedded in the toner particles and do not function as an external additive during long-term use.
(有機無機複合微粒子)
本発明の有機無機複合微粒子は、無機微粒子と樹脂成分を構成するモノマーを含有する組成物の水性分散体を調製した後、前記水性分散体に重合開始剤を添加して、前記モノマーを重合させることで作製することが出来る。本方法により樹脂粒子の表面に無機微粒子が均一に存在している有機無機複合微粒子を得ることができる。
(Organic inorganic composite fine particles)
The organic-inorganic composite fine particles of the present invention are prepared by preparing an aqueous dispersion of a composition containing inorganic fine particles and a monomer constituting a resin component, and then adding a polymerization initiator to the aqueous dispersion to polymerize the monomers. Can be produced. By this method, organic-inorganic composite fine particles in which inorganic fine particles are uniformly present on the surface of the resin particles can be obtained.
また、水系媒体中に無機微粒子を分散させた状態で、有機溶媒に樹脂成分を溶解させた溶液を投入し、有機無機複合乳化粒子を形成させる方法が挙げられる。この乳化粒子から前記有機溶媒を除去することで、樹脂粒子の表面に無機微粒子が均一に存在している有機無機複合微粒子を得ることができる。 Another example is a method in which a solution in which a resin component is dissolved in an organic solvent is added in a state where inorganic fine particles are dispersed in an aqueous medium to form organic-inorganic composite emulsified particles. By removing the organic solvent from the emulsified particles, organic-inorganic composite fine particles in which inorganic fine particles are uniformly present on the surface of the resin particles can be obtained.
その他、樹脂粒子に後から無機微粒子を打ち込んで作製する製造方法も挙げられる。樹脂粒子に無機微粒子を打ち込む方法としては、ハイブリダイザー(奈良機械製作所社製)、ノビルタ(ホソカワミクロン社製)、メカノフュージョン(ホソカワミクロン社製)、ハイフレックスグラル(アーステクニカ社製)を用いることができる。 In addition, a manufacturing method in which inorganic fine particles are implanted into resin particles later is also included. As a method for implanting inorganic fine particles into resin particles, a hybridizer (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), Nobilta (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.), mechanofusion (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.), or Hi-Flex Grall (manufactured by Earth Technica Co., Ltd.) can be used. .
本発明では有機無機複合微粒子に含有される樹脂成分が下化学式[1]で表されるシラン化合物により合成される樹脂であることが好ましい。
化学式[1]
X−SiH3-n(OR)n
ここで、Xは有機官能基、Rはメチル又はエチル基、nは1乃至3の整数を表す。
In the present invention, the resin component contained in the organic / inorganic composite fine particles is preferably a resin synthesized by a silane compound represented by the following chemical formula [1].
Chemical formula [1]
X-SiH 3-n (OR) n
Here, X represents an organic functional group, R represents a methyl or ethyl group, and n represents an integer of 1 to 3.
上記化学式[1]のシラン化合物により樹脂を合成するためには、有機官能基Xがビニル基、アクリレート基、またはメタクリレート基の重合性の官能基を有していることが好ましい。好ましくは下記にあげる化合物である。ビニルトリアセトキシシラン、(3−アクリルオキシプロピル)トリメトキシシラン、(3−アクリルオキシプロピル)トリエトキシシラン、メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、メタクリルオキシメチルトリメトキシシラン、メタクリルオキシメチルトリエトキシシラン、(3−アクリルオキシプロピル)メチルジメトキシシラン、メタクリルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、メタクリルオキシプロピルジメチルエトキシシラン、メタクリルオキシプロピルジメチルメトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン。 In order to synthesize a resin using the silane compound represented by the chemical formula [1], the organic functional group X preferably has a polymerizable functional group such as a vinyl group, an acrylate group, or a methacrylate group. Preferred are the compounds listed below. Vinyltriacetoxysilane, (3-acryloxypropyl) trimethoxysilane, (3-acryloxypropyl) triethoxysilane, methacryloxypropyltrimethoxysilane, methacryloxypropyltriethoxysilane, methacryloxymethyltrimethoxysilane, methacryloxy Methyltriethoxysilane, (3-acryloxypropyl) methyldimethoxysilane, methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, methacryloxypropyldimethylethoxysilane, methacryloxypropyldimethylmethoxysilane, allyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxy Silane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane.
本発明の有機無機複合微粒子に含有される樹脂成分はシラン化合物により合成される樹脂を50.0質量%以上含有することが好ましい。これにより、シェル相を形成する樹脂Aとの親和性が良好になる。 The resin component contained in the organic-inorganic composite fine particles of the present invention preferably contains 50.0% by mass or more of a resin synthesized from a silane compound. Thereby, affinity with resin A which forms a shell phase becomes favorable.
本発明の有機無機複合微粒子の樹脂成分にはシロキサン結合を有する樹脂以外に下記ににあげる樹脂を含んでもよい。ポリスチレン、ポリビニルトルエンのスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン−プロピレン共重合体、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−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、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−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体のスチレン系共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルブチラール、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリル酸樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル及びポリビニルケトン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、オルガノシロキサン結合からなるストレートシリコーン樹脂又はその変性品、フッ素樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂を用いることができ、これらは単独で又は複数種を組み合わせて用いることができる。 The resin component of the organic-inorganic composite fine particles of the present invention may contain the following resins in addition to the resin having a siloxane bond. Polystyrene, homopolymer of styrene of polyvinyltoluene and substituted products thereof; styrene-propylene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer, styrene-vinylnaphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-acrylic Ethyl acid copolymer, Styrene-butyl acrylate copolymer, Styrene-octyl acrylate copolymer, Styrene-dimethylaminoethyl acrylate copolymer, Styrene-methyl methacrylate copolymer, Styrene-ethyl methacrylate copolymer Polymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene-dimethylaminoethyl methacrylate copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer, styrene-vinyl ethyl ether copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, Styrene-butier Copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene copolymer of styrene-maleic acid ester copolymer, polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, Polyvinyl butyral, silicone resin, polyester resin, polyamide resin, epoxy resin, polyacrylic acid resin, polyolefin resin, polyacrylonitrile, polyvinyl acetate, polyvinyl butyral, polyvinyl chloride, polyvinyl carbazole, polyvinyl ether and polyvinyl ketone, vinyl chloride-acetic acid Vinyl copolymer, straight silicone resin composed of organosiloxane bond or modified product thereof, fluorine resin, phenol resin, amino resin, benzoguanamine resin, Rear resins, polyamide resins, it is possible to use an epoxy resin, they may be used alone or in combination of plural kinds.
本発明の有機無機複合微粒子は、表面が疎水化処理されていても良い。疎水化処理は、有機無機複合微粒子に施しても構わないし、疎水化処理を施した無機微粒子を樹脂と複合化させても構わない。 The organic-inorganic composite fine particles of the present invention may have a hydrophobic surface. The hydrophobic treatment may be applied to the organic / inorganic composite fine particles, or the inorganic fine particles subjected to the hydrophobic treatment may be combined with a resin.
有機無機複合微粒子または有機無機複合微粒子に使用される無機微粒子を、有機ケイ素化合物で化学的に疎水化処理する方法としては、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粒子を有機ケイ素化合物で処理する方法がある。そのような有機ケイ素化合物としては、以下のものが挙げられる。 As a method of chemically hydrophobizing inorganic fine particles used for organic / inorganic composite fine particles or organic / inorganic composite fine particles with an organosilicon compound, silica fine particles generated by vapor phase oxidation of a silicon halide compound are treated with an organosilicon compound. There is a way to handle it. Examples of such organosilicon compounds include the following.
ヘキサメチルジシラザン、メチルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、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、アリルフエ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、1−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。これらは1種あるいは2種以上の混合物で用いられる。 Hexamethyldisilazane, methyltrimethoxysilane, octyltrimethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, trimethylsilane, trimethylchlorosilane, trimethylethoxysilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, allyldimethylchlorosilane, allylphenyldichloro Silane, benzyldimethylchlorosilane, bromomethyldimethylchlorosilane, α-chloroethyltrichlorosilane, β-chloroethyltrichlorosilane, chloromethyldimethylchlorosilane, triorganosilylmercaptan, trimethylsilylmercaptan, triorganosilylacrylate, vinyldimethylacetoxysilane , Dimethylethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, 1-hexamethyl Disiloxane, 1,3-divinyltetramethyldisiloxane, 1,3-diphenyltetramethyldisiloxane, and 2 to 12 siloxane units per molecule, each bonded to a terminal Si unit Dimethylpolysiloxane containing hydroxyl groups. These are used alone or in a mixture of two or more.
有機無機複合微粒子または有機無機複合微粒子に使用される無機微粒子は、シリコーンオイルで疎水化処理されても良く、また、上記疎水化処理と併せて処理されても良い。 The inorganic fine particles used for the organic / inorganic composite fine particles or the organic / inorganic composite fine particles may be hydrophobized with silicone oil, or may be treated together with the hydrophobizing treatment.
好ましいシリコーンオイルとしては、25℃における粘度が30mm2/s以上1000mm2/s以下のものが用いられる。例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、α−メチルスチレン変性シリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイルが特に好ましい。 As a preferable silicone oil, one having a viscosity at 25 ° C. of 30 mm 2 / s or more and 1000 mm 2 / s or less is used. For example, dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, α-methylstyrene modified silicone oil, chlorophenyl silicone oil, and fluorine modified silicone oil are particularly preferred.
シリコーンオイル処理の方法としては、以下の方法が挙げられる。シランカップリング剤で処理された無機微粒子とシリコーンオイルとをヘンシェルミキサーの如き混合機を用いて直接混合する方法。ベースとなる無機微粒子にシリコーンオイルを噴霧する方法。あるいは適当な溶剤にシリコーンオイルを溶解あるいは分散せしめた後、無機微粒子を加え混合し溶剤を除去する方法。 Examples of the method for treating silicone oil include the following methods. A method in which inorganic fine particles treated with a silane coupling agent and silicone oil are directly mixed using a mixer such as a Henschel mixer. A method of spraying silicone oil onto inorganic fine particles as a base. Alternatively, after dissolving or dispersing silicone oil in an appropriate solvent, inorganic fine particles are added and mixed to remove the solvent.
本発明の有機無機複合微粒子の無機微粒子としてはシリカ、アルミナ、チタニア、酸化亜鉛、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、炭酸カルシウムが挙げられる。特に無機微粒子がシリカの場合、帯電性に優れるために現像性に対して効果が得られるため好ましい。シリカはヒュームドシリカのように乾式法で得られたものでも、ゾルゲルシリカのように湿式法で得られたものでも構わない。 Examples of the inorganic fine particles of the organic-inorganic composite fine particles of the present invention include silica, alumina, titania, zinc oxide, strontium titanate, cerium oxide, and calcium carbonate. In particular, when the inorganic fine particles are silica, it is preferable because the chargeability is excellent and an effect on the developability is obtained. Silica may be obtained by a dry method such as fumed silica, or may be obtained by a wet method such as sol-gel silica.
本発明の有機無機複合微粒子は、無機微粒子の表面存在率が20%以上70%以下であることが好ましい。有機無機複合微粒子の表面における無機微粉粒子の表面存在率が20%未満の場合、無機微粒子の露出部が少ないため、クリーニングブレードをすり抜け帯電部材を汚染させてしまう。また、有機無機複合微粒子の合成が不十分になり、増粘効果を発揮しづらくなる。70%を超えると表面の樹脂量が少なくなり、シェル樹脂との相溶性が悪くなる。また、静電付着力が高くなりクリーニング性が低下する。より好ましくは、無機微粉粒子の表面存在率が30%以上60%以下である。 In the organic-inorganic composite fine particles of the present invention, the surface presence rate of the inorganic fine particles is preferably 20% or more and 70% or less. When the surface abundance ratio of the inorganic fine particles on the surface of the organic / inorganic composite fine particles is less than 20%, the exposed portion of the inorganic fine particles is small, so that the cleaning blade passes through and contaminates the charging member. Further, the synthesis of the organic-inorganic composite fine particles becomes insufficient, and it becomes difficult to exert a thickening effect. If it exceeds 70%, the amount of resin on the surface is reduced, and the compatibility with the shell resin is deteriorated. In addition, the electrostatic adhesion is increased and the cleaning property is lowered. More preferably, the surface presence rate of the inorganic fine powder particles is 30% or more and 60% or less.
(樹脂A)
本発明において、前記示差走査熱量計(DSC)による吸熱特性、前記粘弾性の特性を達成するためには、前記樹脂Aが、結晶構造をとりうる部位を有する樹脂を用いることが好ましい。更に、前記結晶構造をとりうる部位は結晶性ポリエステル由来の部位であることが好ましい。ここで、上記結晶構造をとりうる部位とは、それ自体が多数集合すると、規則的に配列し結晶性を発現する部位であり、結晶性ポリマー鎖を意味する。結晶性ポリエステルは材料組成固有の融点で示差走査熱量計(DSC)による吸熱特性、粘弾性の急激な変化をもたらす材料である。結晶性ポリエステル由来の部位を前記樹脂Aに導入することにより、低温定着性を満足出来るトナーを得ることが可能となる。
(Resin A)
In the present invention, in order to achieve the endothermic characteristics and the viscoelastic characteristics by the differential scanning calorimeter (DSC), it is preferable to use a resin in which the resin A has a portion capable of taking a crystal structure. Furthermore, it is preferable that the site | part which can take the said crystal structure is a site | part derived from crystalline polyester. Here, the part which can take the above-mentioned crystal structure means a part which regularly arranges and expresses crystallinity when a large number of the parts are collected, and means a crystalline polymer chain. Crystalline polyester is a material that causes a sudden change in endothermic characteristics and viscoelasticity by a differential scanning calorimeter (DSC) at a melting point specific to the material composition. By introducing a portion derived from crystalline polyester into the resin A, it is possible to obtain a toner satisfying low-temperature fixability.
結晶性ポリエステル由来の部位は前記樹脂Aに対し20.0質量%以上含有することが好ましい。更に好ましくは30.0質量%以上である。 The portion derived from the crystalline polyester is preferably contained in an amount of 20.0% by mass or more based on the resin A. More preferably, it is 30.0 mass% or more.
また、本発明において、前記樹脂Aは有機ポリシロキサンを分子構造に含む樹脂であることが好ましい。有機ポリシロキサンを分子構造に含む樹脂を用いることにより、樹脂A自体の粘度を上げることなく、シロキサン結合を樹脂成分に有する有機無機複合微粒子との親和性を上げることが出来、耐ホットオフセット性を改良することが可能になる。 In the present invention, the resin A is preferably a resin containing an organic polysiloxane in a molecular structure. By using a resin containing an organic polysiloxane in the molecular structure, it is possible to increase the affinity with the organic-inorganic composite fine particles having a siloxane bond as a resin component without increasing the viscosity of the resin A itself. It becomes possible to improve.
本発明において、前記樹脂Aは、蛍光X線における組成分析において、前記有機ポリシロキサン由来のSiの含有量が、樹脂Aに対して1.0質量%以上10.0質量%以下であることが好ましい。より好ましくは2.0質量%以上5.0質量%以下であることが好ましい。 In the present invention, the resin A may have a content of Si derived from the organic polysiloxane of 1.0% by mass or more and 10.0% by mass or less with respect to the resin A in a composition analysis with fluorescent X-rays. preferable. More preferably, the content is 2.0% by mass or more and 5.0% by mass or less.
本発明において、前記樹脂Aは結晶構造をとりうる部位を分子構造に含むビニル系単量体aと、シロキサン結合部位を分子構造に含むビニル系単量体bとを共重合することにより得ることができる。 In the present invention, the resin A is obtained by copolymerizing a vinyl monomer a having a molecular structure with a site capable of forming a crystal structure and a vinyl monomer b having a siloxane bond site in the molecular structure. Can do.
(ビニル系単量体a)
前記ビニル系単量体aは、結晶構造をとりうる部位として、直鎖型アルキル基を分子構造に含むビニルモノマー、ポリエステル成分を分子構造に含むビニルモノマー、ポリエーテル成分を分子構造に含むビニルモノマーが挙げられる。これらの中でも特にポリエステル成分を分子構造に含むビニルモノマーが好ましい。
(Vinyl monomer a)
The vinyl monomer a includes a vinyl monomer containing a linear alkyl group in the molecular structure, a vinyl monomer containing a polyester component in the molecular structure, and a vinyl monomer containing a polyether component in the molecular structure as a part capable of taking a crystal structure. Is mentioned. Among these, a vinyl monomer containing a polyester component in the molecular structure is particularly preferable.
ポリエステル成分としては、炭素数4以上20以下の脂肪族ジオールおよび多価カルボン酸を反応して得られる結晶性ポリエステル成分であることが好ましい。さらに、前記脂肪族ジオールは、結晶性を上げやすい直鎖脂肪族ジオールであることが望ましい。 The polyester component is preferably a crystalline polyester component obtained by reacting an aliphatic diol having 4 to 20 carbon atoms and a polycarboxylic acid. Furthermore, the aliphatic diol is desirably a linear aliphatic diol that easily improves crystallinity.
前記直鎖脂肪族ジオールとしては、例えば以下を挙げることが出来るが、これに限定されるものではない。場合によっては混合して用いることも可能である。1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,11−ウンデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,13−トリデカンジオール、1,14−テトラデカンジオール、1,18−オクタデカンジオール、1,20−エイコサンジオール。 Examples of the linear aliphatic diol include the following, but are not limited thereto. Depending on the case, it is also possible to use a mixture. 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 1 , 11-undecanediol, 1,12-dodecanediol, 1,13-tridecanediol, 1,14-tetradecanediol, 1,18-octadecanediol, 1,20-eicosanediol.
これらのうち、本発明では低温定着性に適した融点の観点から、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールがより好ましい。 Of these, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, and 1,6-hexanediol are more preferable from the viewpoint of the melting point suitable for low-temperature fixability in the present invention.
次に、多価カルボン酸としては、芳香族ジカルボン酸および脂肪族ジカルボン酸が好ましく、中でも脂肪族ジカルボン酸がより好ましく、結晶構造を形成する観点から、直鎖脂肪族ジカルボン酸が特に好ましい。 Next, the polyvalent carboxylic acid is preferably an aromatic dicarboxylic acid or an aliphatic dicarboxylic acid, more preferably an aliphatic dicarboxylic acid, and particularly preferably a linear aliphatic dicarboxylic acid from the viewpoint of forming a crystal structure.
直鎖脂肪族ジカルボン酸としては、例えば以下を挙げることができるが、これに限定されるものではない。場合によっては混合して用いることも可能である。蓚酸、マロン酸、琥珀酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,9−ノナンジカルボン酸、1,10−デカンジカルボン酸、1,11−ウンデカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジカルボン酸、1,13−トリデカンジカルボン酸、1,14−テトラデカンジカルボン酸、1,16−ヘキサデカンジカルボン酸、1,18−オクタデカンジカルボン酸。あるいはその低級アルキルエステルや酸無水物。 Examples of the linear aliphatic dicarboxylic acid include, but are not limited to, the following. Depending on the case, it is also possible to use a mixture. Succinic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, 1,9-nonanedicarboxylic acid, 1,10-decanedicarboxylic acid, 1,11-undecanedicarboxylic acid, 1,12-dodecanedicarboxylic acid, 1,13-tridecanedicarboxylic acid, 1,14-tetradecanedicarboxylic acid, 1,16-hexadecanedicarboxylic acid, 1,18-octadecanedicarboxylic acid. Or its lower alkyl ester and acid anhydride.
これらのうち、本発明では、低温定着性に適した融点の観点から、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸およびオクタデカンジカルボン酸が好ましい。 Among these, in the present invention, adipic acid, sebacic acid, dodecanedicarboxylic acid and octadecanedicarboxylic acid are preferable from the viewpoint of a melting point suitable for low-temperature fixability.
芳香族ジカルボン酸としては、例えば以下を挙げることができる。テレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸。 Examples of the aromatic dicarboxylic acid include the following. Terephthalic acid, isophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 4,4'-biphenyldicarboxylic acid.
前記結晶性ポリエステル成分の製造方法としては、特に制限はなく、酸成分とアルコール成分とを反応させる一般的なポリエステル重合法で製造することができ、例えば直接重縮合、エステル交換法を、モノマーの種類によって使い分けて製造する。 The method for producing the crystalline polyester component is not particularly limited, and can be produced by a general polyester polymerization method in which an acid component and an alcohol component are reacted. For example, direct polycondensation or transesterification can be performed using a monomer. Produced separately for different types.
前記結晶性ポリエステル成分の製造は、重合温度180℃以上230℃以下の間で行うのが好ましく、必要に応じて反応系内を減圧にし、縮合時に発生する水やアルコールを除去しながら反応させるのが好ましい。モノマーが、反応温度下で溶解または相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加え溶解させるのがよい。重縮合反応においては、溶解補助溶剤を留去しながら行う。共重合反応において相溶性の悪いモノマーが存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪いモノマーとそのモノマーと重縮合予定の酸またはアルコールとを縮合させておいてから主成分とともに重縮合させることが好ましい。 The production of the crystalline polyester component is preferably carried out at a polymerization temperature of 180 ° C. or higher and 230 ° C. or lower. If necessary, the reaction system is reduced in pressure and reacted while removing water and alcohol generated during condensation. Is preferred. When the monomer is not dissolved or compatible at the reaction temperature, a solvent having a high boiling point is preferably added as a solubilizer and dissolved. In the polycondensation reaction, the dissolution auxiliary solvent is distilled off. In the case where a monomer having poor compatibility exists in the copolymerization reaction, it is preferable that the monomer having poor compatibility and the monomer and the acid or alcohol to be polycondensed are condensed in advance and then polycondensed together with the main component.
前記結晶性ポリエステル成分の製造時に使用可能な触媒としては、以下を挙げることができる。チタンテトラエトキシド、チタンテトラプロポキシド、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラブトキシドのチタン触媒。ジブチルスズジクロライド、ジブチルスズオキシド、ジフェニルスズオキシドのスズ触媒。 Examples of the catalyst that can be used during the production of the crystalline polyester component include the following. Titanium catalyst of titanium tetraethoxide, titanium tetrapropoxide, titanium tetraisopropoxide, titanium tetrabutoxide. Tin catalyst of dibutyltin dichloride, dibutyltin oxide, diphenyltin oxide.
結晶構造をとりうる部位としてポリエステル成分を分子構造に含むビニルモノマーの製造方法としては、前記結晶性ポリエステル成分とヒドロキシル基含有ビニルモノマーを結合剤であるジイソシアネートとウレタン化反応させる方法が挙げられる。 Examples of a method for producing a vinyl monomer containing a polyester component in a molecular structure as a site capable of taking a crystal structure include a method in which the crystalline polyester component and a hydroxyl group-containing vinyl monomer are urethanized with a diisocyanate as a binder.
この時、前記結晶性ポリエステル成分は、アルコール末端であることが好ましい。そのため、前記結晶性ポリエステルの調製では酸成分とアルコール成分のモル比(アルコール成分/カルボン酸成分)を1.02以上1.20以下とすることが好ましい。 At this time, the crystalline polyester component is preferably alcohol-terminated. Therefore, in the preparation of the crystalline polyester, the molar ratio of the acid component to the alcohol component (alcohol component / carboxylic acid component) is preferably 1.02 or more and 1.20 or less.
前記ヒドロキシル基含有ビニルモノマーとしては、ヒドロキシスチレン、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ポリエチレングリコールアクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、アリルアルコール、メタアリルアルコール、クロチルアルコール、イソクロチルアルコール、1−ブテン−3−オール、2−ブテン−1−オール、2−ブテン−1,4−ジオール、プロパルギルアルコール、2−ヒドロキシエチルプロペニルエーテル、庶糖アリルエーテルが挙げられる。これらのうち、好ましいものはヒドロキシエチルメタクリレートである。 Examples of the hydroxyl group-containing vinyl monomer include hydroxystyrene, N-methylolacrylamide, N-methylolmethacrylamide, hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, polyethylene glycol acrylate, polyethylene glycol monomethacrylate, allyl alcohol. , Methallyl alcohol, crotyl alcohol, isocrotyl alcohol, 1-buten-3-ol, 2-buten-1-ol, 2-butene-1,4-diol, propargyl alcohol, 2-hydroxyethylpropenyl ether, An example is sucrose allyl ether. Of these, preferred is hydroxyethyl methacrylate.
前記ジイソシアネートとしては以下のものが挙げられる。炭素数(NCO基中の炭素を除く、以下同様)6以上20以下の芳香族ジイソシアネート、炭素数2以上18以下の脂肪族ジイソシアネート、炭素数4以上15以下の脂環式ジイソシアネート、炭素数8以上15以下の芳香族炭化水素ジイソシアネート、及びこれらのジイソシアネートの変性物(ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、イソシアヌレート基、オキサゾリドン基含有変性物。以下、変性ジイソシアネートともいう)、並びにこれらの2種以上の混合物。 Examples of the diisocyanate include the following. C6-C20 aromatic diisocyanate, C2-C18 aliphatic diisocyanate, C4-C15 alicyclic diisocyanate, C8 or more (except for carbon in the NCO group) 15 or less aromatic hydrocarbon diisocyanates and modified products of these diisocyanates (urethane group, carbodiimide group, allophanate group, urea group, burette group, uretdione group, uretoimine group, isocyanurate group, oxazolidone group-containing modified product) , Also called modified diisocyanate), and mixtures of two or more thereof.
前記脂肪族ジイソシアネートとしては、以下のものが挙げられる。エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ドデカメチレンジイソシアネート。 Examples of the aliphatic diisocyanate include the following. Ethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), dodecamethylene diisocyanate.
前記脂環式ジイソシアネートとしては、以下のものが挙げられる。イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート。 Examples of the alicyclic diisocyanate include the following. Isophorone diisocyanate (IPDI), dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate, cyclohexylene diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate.
前記芳香族炭化水素ジイソシアネートとしては、例えば以下のものが挙げられる。m−及び/またはp−キシリレンジイソシアネート(XDI)、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート。 Examples of the aromatic hydrocarbon diisocyanate include the following. m- and / or p-xylylene diisocyanate (XDI), α, α, α ', α'-tetramethylxylylene diisocyanate.
これらのうちで好ましいものは、炭素数6以上15以下の芳香族ジイソシアネート、炭素数4以上12以下の脂肪族ジイソシアネート、及び炭素数4以上15以下の脂環式ジイソシアネート、炭素数8以上15以下の芳香族炭化水素ジイソシアネートであり、特に好ましいものはHDI及びIPDI、XDIである。 Among these, preferred are aromatic diisocyanates having 6 to 15 carbon atoms, aliphatic diisocyanates having 4 to 12 carbon atoms, and alicyclic diisocyanates having 4 to 15 carbon atoms, and having 8 to 15 carbon atoms. Aromatic hydrocarbon diisocyanates, particularly preferred are HDI, IPDI, and XDI.
また、前記結晶性ポリエステル成分とイソシアネートを含有するビニルモノマーをウレタン化反応させる方法が挙げられる。 Moreover, the method of urethanating the said crystalline polyester component and the vinyl monomer containing isocyanate is mentioned.
イソシアネートを含有するビニルモノマーとしては、2−イソシアナトエチルアクリラート、2−イソシアナトエチルメタクリレートが挙げられる。 Examples of the vinyl monomer containing isocyanate include 2-isocyanatoethyl acrylate and 2-isocyanatoethyl methacrylate.
前記ビニル系単量体aの結晶性ポリエステル成分は、DSC測定における最大吸熱ピークの温度が55℃以上80℃以下であることが好ましい。この範囲であることで、樹脂AのTpAを前述の範囲にすることが可能となる。 The crystalline polyester component of the vinyl monomer a preferably has a maximum endothermic peak temperature of 55 ° C. or higher and 80 ° C. or lower in DSC measurement. By being this range, it becomes possible to make TpA of resin A into the above-mentioned range.
前記ビニル系単量体aの結晶性ポリエステル成分は、テトラヒドロフラン(THF)可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)において、数平均分子量(Mn)が1000以上20000以下、重量平均分子量(Mw)が2000以上40000以下であることが好ましい。この範囲であることで、耐熱保存性を良好に保つことができ、更にトナーにシャープメルト性を付与することが可能となる。Mnのより好ましい範囲は、2000以上15000以下、Mwのより好ましい範囲は、3000以上20000以下である。さらに、Mw/Mnは5以下であることが好ましく、Mw/Mnのより好ましい範囲は3以下である。 The crystalline polyester component of the vinyl monomer a has a number average molecular weight (Mn) of 1000 to 20000 and a weight average molecular weight (Mw) in gel permeation chromatography (GPC) soluble in tetrahydrofuran (THF). Is preferably 2000 or more and 40000 or less. By being in this range, it is possible to maintain good heat-resistant storage stability and to impart sharp melt properties to the toner. A more preferable range of Mn is 2000 to 15000, and a more preferable range of Mw is 3000 to 20000. Further, Mw / Mn is preferably 5 or less, and a more preferable range of Mw / Mn is 3 or less.
前記樹脂Aは、樹脂A作製に使用される全ビニル系単量体に対し、前記ビニル系単量体aを20.0質量%以上とすることが好ましい。樹脂A中の前記ビニル系単量体aの含有量が20.0質量%未満であると、樹脂Aの前記温度TpA(℃)からTpA+10(℃)における損失弾性率の変化である前記式(1)の関係を満たすことが難しくなる。 The resin A preferably contains 20.0% by mass or more of the vinyl monomer a with respect to the total vinyl monomers used for preparing the resin A. When the content of the vinyl monomer a in the resin A is less than 20.0% by mass, the equation (1) is a change in the loss elastic modulus of the resin A from the temperature TpA (° C.) to TpA + 10 (° C.). It becomes difficult to satisfy the relationship 1).
(ビニル系単量体b)
ビニル系単量体bとしては、下記化学式[2]に示す有機ポリシロキサンを分子構造に有するビニルモノマーを使用することが好ましい。前記有機ポリシロキサンを分子構造に有するビニルモノマーの使用は、定着時に前記有機無機複合微粒子が溶融したトナーに分散しやすくなり増粘効果を発現することが可能となる。
(Vinyl monomer b)
As the vinyl monomer b, it is preferable to use a vinyl monomer having an organic polysiloxane represented by the following chemical formula [2] in the molecular structure. Use of the vinyl monomer having the organic polysiloxane in the molecular structure facilitates dispersion of the organic-inorganic composite fine particles in the melted toner at the time of fixing, and can exhibit a thickening effect.
更に、後述する高圧状態の二酸化炭素を分散媒体として使用するトナー粒子の製造方法においては、樹脂Aを含有する樹脂微粒子が分散剤としての役割を担うため好適である。 Furthermore, in the method for producing toner particles using high-pressure carbon dioxide as a dispersion medium, which will be described later, the resin fine particles containing the resin A play a role as a dispersant.
ここで、R1、R2はそれぞれ独立してアルキル基を表し、炭素数はそれぞれ1以上3以下であることが好ましく、R1の炭素数は1であることが更に好ましい。R3はアルキレン基であることが好ましく、炭素数は1以上3以下であることが更に好ましい。R4は水素またはメチル基を表す。また、nは重合度であり、当該重合度nが2以上18以下の整数であることが好ましい。 Here, R 1 and R 2 each independently represent an alkyl group, preferably each having 1 to 3 carbon atoms, and more preferably 1 carbon atoms in R 1 . R 3 is preferably an alkylene group, and more preferably 1 to 3 carbon atoms. R 4 represents hydrogen or a methyl group. Moreover, n is a polymerization degree and it is preferable that the said polymerization degree n is an integer of 2-18.
前記樹脂Aは、樹脂A作製に使用される全ビニル系単量体に対し、前記ビニル系単量体bを5.0質量%以上とすることが好ましい。樹脂A中の前記ビニル系単量体bの含有量が5.0質量%未満であると、有機無機複合微粒子との十分な親和性が得られなくなる。 The resin A preferably contains 5.0% by mass or more of the vinyl monomer b with respect to the total vinyl monomers used for preparing the resin A. When the content of the vinyl monomer b in the resin A is less than 5.0% by mass, sufficient affinity with the organic-inorganic composite fine particles cannot be obtained.
(ビニル系単量体c)
本発明において、前記樹脂Aの合成には、ビニル系単量体a、ビニル系単量体bの他にビニル系単量体cを用いてもよい。使用する前記ビニル系単量体cは、単独もしくは2種類以上のビニル系単量体から構成され以下のモノマーを使用することが出来る。
(Vinyl monomer c)
In the present invention, for the synthesis of the resin A, a vinyl monomer c may be used in addition to the vinyl monomer a and the vinyl monomer b. The vinyl monomer c to be used is composed of one or more kinds of vinyl monomers, and the following monomers can be used.
脂肪族ビニル炭化水素:アルケン類、例えばエチレン、プロピレン、ブテン、イソブチレン、ペンテン、ヘプテン、ジイソブチレン、オクテン、ドデセン、オクタデセン、前記以外のα−オレフィン;アルカジエン類、例えばブタジエン、イソプレン、1,4−ペンタジエン、1,6−ヘキサジエンおよび1,7−オクタジエン。 Aliphatic vinyl hydrocarbons: alkenes such as ethylene, propylene, butene, isobutylene, pentene, heptene, diisobutylene, octene, dodecene, octadecene, other α-olefins; alkadienes such as butadiene, isoprene, 1,4- Pentadiene, 1,6-hexadiene and 1,7-octadiene.
脂環式ビニル炭化水素:モノ−もしくはジ−シクロアルケンおよびアルカジエン類、例えばシクロヘキセン、シクロペンタジエン、ビニルシクロヘキセン、エチリデンビシクロヘプテン;テルペン類、例えばピネン、リモネン、インデン。 Alicyclic vinyl hydrocarbons: mono- or di-cycloalkenes and alkadienes such as cyclohexene, cyclopentadiene, vinylcyclohexene, ethylidenebicycloheptene; terpenes such as pinene, limonene, indene.
芳香族ビニル炭化水素:スチレンおよびそのハイドロカルビル(アルキル、シクロアルキル、アラルキルおよび/またはアルケニル)置換体、例えばα−メチルスチレン、ビニルトルエン、2,4−ジメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、フェニルスチレン、シクロヘキシルスチレン、ベンジルスチレン、クロチルベンゼン、ジビニルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルキシレン、トリビニルベンゼン;およびビニルナフタレン。 Aromatic vinyl hydrocarbons: styrene and its hydrocarbyl (alkyl, cycloalkyl, aralkyl and / or alkenyl) substitutions such as α-methylstyrene, vinyltoluene, 2,4-dimethylstyrene, ethylstyrene, isopropylstyrene, butyl Styrene, phenylstyrene, cyclohexylstyrene, benzylstyrene, crotylbenzene, divinylbenzene, divinyltoluene, divinylxylene, trivinylbenzene; and vinylnaphthalene.
カルボキシル基含有ビニル系モノマーおよびその金属塩:炭素数3以上30以下の不飽和モノカルボン酸、不飽和ジカルボン酸ならびにその無水物およびそのモノアルキル(炭素数1以上27以下)エステル、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエステル、フマル酸、フマル酸モノアルキルエステル、クロトン酸、イタコン酸、イタコン酸モノアルキルエステル、イタコン酸グリコールモノエーテル、シトラコン酸、シトラコン酸モノアルキルエステル、桂皮酸のカルボキシル基含有ビニル系モノマー。 Carboxyl group-containing vinyl monomers and metal salts thereof: unsaturated monocarboxylic acids having 3 to 30 carbon atoms, unsaturated dicarboxylic acids and anhydrides thereof and monoalkyl (1 to 27 carbon atoms) esters such as acrylic acid, Methacrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, maleic acid monoalkyl ester, fumaric acid, fumaric acid monoalkyl ester, crotonic acid, itaconic acid, itaconic acid monoalkyl ester, itaconic acid glycol monoether, citraconic acid, citraconic acid monoalkyl Ester, cinnamic acid carboxyl group-containing vinyl monomer.
ビニルエステル、例えば酢酸ビニル、ビニルブチレート、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ジアリルフタレート、ジアリルアジペート、イソプロペニルアセテート、ビニルメタクリレート、メチル4−ビニルベンゾエート、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、フェニルアクリレート、フェニルメタクリレート、ビニルメトキシアセテート、ビニルベンゾエート、エチルα−エトキシアクリレート、炭素数1以上11以下のアルキル基(直鎖もしくは分岐)を有するアルキルアクリレートおよびアルキルメタクリレート(メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、プロピルアクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ジアルキルフマレート(フマル酸ジアルキルエステル)(2個のアルキル基は、炭素数2以上8以下の、直鎖、分枝鎖もしくは脂環式の基である)、ジアルキルマレエート(マレイン酸ジアルキルエステル)(2個のアルキル基は、炭素数2以上8以下の、直鎖、分枝鎖もしくは脂環式の基である)、ポリアリロキシアルカン類(ジアリロキシエタン、トリアリロキシエタン、テトラアリロキシエタン、テトラアリロキシプロパン、テトラアリロキシブタン、テトラメタアリロキシエタン)、ポリアルキレングリコール鎖を有するビニル系モノマー(ポリエチレングリコール(分子量300)モノアクリレート、ポリエチレングリコール(分子量300)モノメタクリレート、ポリプロピレングリコール(分子量500)モノアクリレート、ポリプロピレングリコール(分子量500)モノメタクリレート、メチルアルコールエチレンオキサイド(エチレンオキサイドを以下EOと略記する)10モル付加物アクリレート、メチルアルコールエチレンオキサイド(エチレンオキサイドを以下EOと略記する)10モル付加物メタクリレート、ラウリルアルコールEO30モル付加物アクリレートラウリルアルコールEO30モル付加物メタクリレート)、ポリアクリレート類およびポリメタクリレート類(多価アルコール類のポリアクリレートおよびポリメタクリレート:エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート。ポリエチレングリコールジメタクリレート。 Vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl butyrate, vinyl propionate, vinyl butyrate, diallyl phthalate, diallyl adipate, isopropenyl acetate, vinyl methacrylate, methyl 4-vinylbenzoate, cyclohexyl methacrylate, benzyl methacrylate, phenyl acrylate, phenyl methacrylate, vinyl Methoxy acetate, vinyl benzoate, ethyl α-ethoxy acrylate, alkyl acrylate and alkyl methacrylate having 1 to 11 carbon atoms (linear or branched) (methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, propyl acrylate, Propyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, 2- Tilhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, dialkyl fumarate (dialkyl fumarate) (two alkyl groups are straight, branched or alicyclic groups having 2 to 8 carbon atoms), dialkyl Maleate (maleic acid dialkyl ester) (two alkyl groups are straight, branched or alicyclic groups having 2 to 8 carbon atoms), polyallyloxyalkanes (diallyloxyethane) , Triaryloxyethane, tetraallyloxyethane, tetraallyloxypropane, tetraallyloxybutane, tetrametaallyloxyethane), vinyl monomers having a polyalkylene glycol chain (polyethylene glycol (molecular weight 300) monoacrylate, polyethylene glycol ( Molecular weight 300) Monomethacrylate , Polypropylene glycol (molecular weight 500) monoacrylate, polypropylene glycol (molecular weight 500) monomethacrylate, methyl alcohol ethylene oxide (ethylene oxide is hereinafter abbreviated as EO) 10 mol adduct acrylate, methyl alcohol ethylene oxide (ethylene oxide is hereinafter referred to as EO) (Abbreviated) 10 mol adduct methacrylate, lauryl alcohol EO 30 mol adduct acrylate lauryl alcohol EO 30 mol adduct methacrylate), polyacrylates and polymethacrylates (polyacrylates and polymethacrylates of polyhydric alcohols: ethylene glycol diacrylate, ethylene Glycol dimethacrylate, propylene glycol diacrylate, propylene glycol di Methacrylate, neopentyl glycol diacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, polyethylene glycol diacrylate. Polyethylene glycol dimethacrylate.
前記樹脂Aは、テトラヒドロフラン(THF)可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)において、数平均分子量(Mn)が8000以上40000以下、重量平均分子量(Mw)が15000以上90000以下であることが好ましい。この範囲であることで、耐熱保存性を良好に保つことができ、更にトナーにシャープメルト性を付与することが可能である。Mnのより好ましい範囲は、8000以上25000以下、Mwのより好ましい範囲は、20000以上80000以下である。さらに、Mw/Mnは7以下であることが好ましい。 The resin A has a number average molecular weight (Mn) of 8000 to 40000 and a weight average molecular weight (Mw) of 15,000 to 90,000 in gel permeation chromatography (GPC) soluble in tetrahydrofuran (THF). preferable. By being in this range, it is possible to maintain good heat-resistant storage stability and to impart sharp melt properties to the toner. A more preferable range of Mn is 8000 to 25000, and a more preferable range of Mw is 20000 to 80000. Further, Mw / Mn is preferably 7 or less.
また、前記樹脂Aは、後述する高圧状態の二酸化炭素を分散媒体として使用するトナー粒子の製造方法において、微粒子分散剤として使用する場合、前記分散媒体に溶解しないことが好ましい。従って、樹脂Aに架橋構造を導入してもよい。 The resin A is preferably not dissolved in the dispersion medium when used as a fine particle dispersant in a method for producing toner particles using carbon dioxide in a high-pressure state, which will be described later, as a dispersion medium. Therefore, a crosslinked structure may be introduced into the resin A.
また、本発明におけるシェル相を形成する樹脂中の樹脂Aの割合は、80.0質量%以上であることが好ましく、樹脂A以外の樹脂をシェル相として使用しないことが特に好ましい。 Moreover, it is preferable that the ratio of the resin A in resin which forms the shell phase in this invention is 80.0 mass% or more, and it is especially preferable not to use resin other than the resin A as a shell phase.
(結着樹脂)
本発明のトナーにおいて、結着樹脂は結晶性樹脂及び非晶性樹脂のいずれも使用が可能である。また、これらを混合しても使用してもよい。中でも、結着樹脂は結晶性樹脂を含有することが好ましい。本発明では、結晶性樹脂として結晶性ポリエステルを使用することが好ましい。
(Binder resin)
In the toner of the present invention, as the binder resin, either a crystalline resin or an amorphous resin can be used. These may be mixed or used. Among these, the binder resin preferably contains a crystalline resin. In the present invention, it is preferable to use crystalline polyester as the crystalline resin.
また、本発明のトナーにおいて、結着樹脂における前記結晶性樹脂の含有量が、50.0質量%以上85.0質量%以下であることで、低温定着性と耐熱保存性を両立させることがさらに容易となる。 In the toner of the present invention, the content of the crystalline resin in the binder resin is 50.0% by mass or more and 85.0% by mass or less, so that both low temperature fixability and heat resistant storage stability can be achieved. It becomes easier.
本発明の結着樹脂は、示差走査熱量計(DSC)による測定において、1回目の昇温における結晶性樹脂に由来する最大吸熱ピークのピーク温度が、55℃以上80℃以下であることが好ましい。 In the binder resin of the present invention, the peak temperature of the maximum endothermic peak derived from the crystalline resin in the first temperature increase is preferably 55 ° C. or higher and 80 ° C. or lower in the measurement with a differential scanning calorimeter (DSC). .
前記結晶性樹脂として結晶性ポリエステルを用いる場合、その合成には、前記樹脂Aに使用可能な前記結晶性ポリエステル成分の合成に使用できるモノマーが好ましく用いられる。このとき、脂肪族ジオールとして、二重結合を持つ脂肪族ジオールを用いることもできる。前記二重結合を持つ脂肪族ジオールとしては、例えば以下の化合物を挙げることができる。2−ブテン−1,4−ジオール、3−ヘキセン−1,6−ジオール、4−オクテン−1,8−ジオール。 When a crystalline polyester is used as the crystalline resin, a monomer that can be used for the synthesis of the crystalline polyester component that can be used for the resin A is preferably used for the synthesis. At this time, an aliphatic diol having a double bond can also be used as the aliphatic diol. Examples of the aliphatic diol having a double bond include the following compounds. 2-butene-1,4-diol, 3-hexene-1,6-diol, 4-octene-1,8-diol.
更に、多価カルボン酸として二重結合を有するジカルボン酸を用いることもできる。このようなジカルボン酸としては、例えば、フマル酸、マレイン酸、3−ヘキセンジオイック酸、3−オクテンジオイック酸が挙げられるが、これらに限定されない。また、これらの低級アルキルエステル、酸無水物も挙げられる。これらの中でも、コストの点で、フマル酸、マレイン酸が好ましい。 Furthermore, a dicarboxylic acid having a double bond can also be used as the polyvalent carboxylic acid. Examples of such dicarboxylic acids include, but are not limited to, fumaric acid, maleic acid, 3-hexenedioic acid, and 3-octenedioic acid. Moreover, these lower alkyl esters and acid anhydrides are also included. Among these, fumaric acid and maleic acid are preferable in terms of cost.
次に、本発明の結着樹脂に使用可能な非晶性樹脂について述べる。 Next, an amorphous resin that can be used for the binder resin of the present invention will be described.
前記結着樹脂に用いられる非晶性樹脂は、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、スチレンアクリル樹脂やポリスチレンといったビニル系樹脂が挙げられるが、その限りではない。また、これら樹脂は、ウレタン、ウレア、エポキシの変性を行っても良い。なかでも、弾性維持の観点から、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂が好適に使用される。 Examples of the amorphous resin used for the binder resin include, but are not limited to, vinyl resins such as polyurethane resins, polyester resins, styrene acrylic resins, and polystyrene. These resins may be modified with urethane, urea, or epoxy. Of these, polyester resins and polyurethane resins are preferably used from the viewpoint of maintaining elasticity.
前記非晶性樹脂としてのポリエステル樹脂に用いるモノマーとしては、2価または3価以上のカルボン酸と、2価または3価以上のアルコールが挙げられる。これらのモノマー成分の具体例としては、例えば以下の化合物を挙げることができる。2価のカルボン酸としては、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、マロン酸、ドデセニルコハク酸の二塩基酸、及びこれらの無水物やこれらの低級アルキルエステル、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸の脂肪族不飽和ジカルボン酸。3価以上のカルボン酸としては、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、これらの無水物やこれらの低級アルキルエステル。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the monomer used for the polyester resin as the amorphous resin include divalent or trivalent or higher carboxylic acids and divalent or trivalent or higher alcohols. Specific examples of these monomer components include the following compounds. Divalent carboxylic acids include succinic acid, adipic acid, sebacic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, malonic acid, dodecenyl succinic acid dibasic acid, anhydrides thereof and lower alkyl esters thereof, maleic acid , Fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid aliphatic unsaturated dicarboxylic acid. Examples of the trivalent or higher carboxylic acid include 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, anhydrides thereof, and lower alkyl esters thereof. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
2価のアルコールとしては、例えば以下の化合物を挙げることができる。ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ビスフェノールAのエチレンオキシド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキシド付加物、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール。3価以上のアルコールとしては、例えば以下の化合物を挙げることができる。グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。なお、必要に応じて、酸価や水酸基価の調整の目的で、酢酸、安息香酸の如き1価の酸や、シクロヘキサノール、ベンジルアルコールの如き1価のアルコールも使用することができる。 Examples of the divalent alcohol include the following compounds. Bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, ethylene oxide adduct of bisphenol A, propylene oxide adduct of bisphenol A, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, ethylene glycol, propylene glycol. Examples of the trivalent or higher alcohols include the following compounds. Glycerin, trimethylol ethane, trimethylol propane, pentaerythritol. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. If necessary, a monovalent acid such as acetic acid or benzoic acid, or a monovalent alcohol such as cyclohexanol or benzyl alcohol can be used for the purpose of adjusting the acid value or the hydroxyl value.
前記ポリエステル樹脂は、前記のモノマー成分を用いて従来公知の方法により合成することができる。 The polyester resin can be synthesized by a conventionally known method using the monomer component.
次に、前記非晶性樹脂としてのポリウレタン樹脂について述べる。ポリウレタン樹脂は脂肪族ジオールとジイソシアネートとの反応物であり、脂肪族ジオール及びジイソシアネートを変えることにより、得られる樹脂の機能性を変えることができる。 Next, the polyurethane resin as the amorphous resin will be described. The polyurethane resin is a reaction product of an aliphatic diol and a diisocyanate, and the functionality of the resulting resin can be changed by changing the aliphatic diol and the diisocyanate.
前記ジイソシネートとしては前記樹脂Aに使用可能なジイソシアネートが挙げられる。また、ポリウレタン樹脂に用いることのできる脂肪族ジオールとしては、以下のものが挙げられる。 Examples of the diisocyanate include diisocyanates that can be used for the resin A. Moreover, the following are mentioned as an aliphatic diol which can be used for a polyurethane resin.
アルキレングリコール(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);アルキレンエーテルグリコール(ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール);脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール);ビスフェノール類(ビスフェノールA);前記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド)付加物;前記アルキレンエーテルグリコールのアルキル部分は直鎖状であっても、分岐していてもよい。本発明においては分岐構造のアルキレングリコールも好ましく用いることができる。 Alkylene glycol (ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol); alkylene ether glycol (polyethylene glycol, polypropylene glycol); alicyclic diol (1,4-cyclohexanedimethanol); bisphenols (bisphenol) A); alkylene oxide (ethylene oxide, propylene oxide) adduct of the alicyclic diol; the alkyl portion of the alkylene ether glycol may be linear or branched. In the present invention, an alkylene glycol having a branched structure can also be preferably used.
本発明において、前記結着樹脂として低温定着性に影響を与えない範囲において、前記非晶性樹脂を含有させることで、結晶性樹脂がシャープメルトした後における弾性の維持が可能となる。 In the present invention, it is possible to maintain elasticity after the crystalline resin is sharp-melted by including the amorphous resin as long as the binder resin does not affect low-temperature fixability.
前記結着樹脂における非晶性樹脂のガラス転移温度(Tg)は、50℃以上130℃以下であることが好ましい。より好ましくは、70℃以上130℃以下である。この範囲であることで、定着領域における弾性が維持されやすい。 The glass transition temperature (Tg) of the amorphous resin in the binder resin is preferably 50 ° C. or higher and 130 ° C. or lower. More preferably, it is 70 degreeC or more and 130 degrees C or less. By being in this range, the elasticity in the fixing region is easily maintained.
更に、本発明のトナーにおいては、結晶構造をとりうる部位と結晶構造を取りえない部位を化学的に結合したブロックポリマーを結着樹脂として使用することも好ましい態様である。 Furthermore, in the toner of the present invention, it is also a preferable aspect to use, as a binder resin, a block polymer in which a portion that can take a crystal structure and a portion that cannot take a crystal structure are chemically bonded.
前記ブロックポリマーとは、一分子内でポリマー同士が共有結合にて結ばれたポリマーである。ここで、結晶構造を取りうる部位とは、結晶性ポリエステルであり、結晶構造をとりえない部位とは、非晶性樹脂としてのポリエステルやポリウレタンである。 The block polymer is a polymer in which polymers are linked by a covalent bond within one molecule. Here, the part which can take a crystal structure is crystalline polyester, and the part which cannot take a crystal structure is polyester or polyurethane as an amorphous resin.
前記ブロックポリマーは、結晶構造を取りうる部位(A)と結晶構造を取りえない部位(B)とのAB型ジブロックポリマー、ABA型トリブロックポリマー、BAB型トリブロックポリマー、ABAB・・・・型マルチブロックポリマーが挙げられ、本発明において、どの形態をも用いることが可能である。 The block polymer includes an AB type diblock polymer, an ABA type triblock polymer, a BAB type triblock polymer, an ABAB type, which has a part (A) that can take a crystal structure and a part (B) that cannot take a crystal structure. Type multi-block polymers, and any form can be used in the present invention.
前記ブロックポリマーにおいて、結晶構造を取りうる部位と結晶構造を取りえない部位とを共有結合で結ぶ結合形態としては、エステル結合、ウレア結合、ウレタン結合が挙げられる。中でも、ウレタン結合で結合したブロックポリマーであることがより好ましい。ウレタン結合で結合されたブロックポリマーであることで、弾性が維持されやすくなる。 In the block polymer, examples of a bonding form in which a portion that can take a crystal structure and a portion that cannot take a crystal structure are covalently bonded include an ester bond, a urea bond, and a urethane bond. Among these, a block polymer bonded with a urethane bond is more preferable. By being a block polymer bonded with a urethane bond, elasticity is easily maintained.
なお、本発明において、結着樹脂における当該結晶構造をとりうる部位の含有量は、50質量%以上であることが好ましい。 In the present invention, the content of the portion capable of taking the crystal structure in the binder resin is preferably 50% by mass or more.
ブロックポリマーを調製する方法としては、結晶構造を取りうる部位を形成する成分と結晶構造を取りえない部位を形成する成分とを別々に調製し、両者を結合する方法(二段階法)を用いることができる。また、結晶構造を取りうる部位を形成する成分および結晶構造を取りえない部位を形成する成分の原料を同時に仕込み、一度で調製する方法(一段階法)も用いることができる。 As a method of preparing the block polymer, a method of preparing a component that can take a crystal structure and a component that forms a site that cannot take a crystal structure separately and combining them is used (two-step method). be able to. In addition, a method (one-step method) in which a component that forms a site capable of taking a crystal structure and a raw material of a component that forms a site that cannot take a crystal structure are simultaneously prepared and prepared at one time can be used.
本発明におけるブロックポリマーは、それぞれの末端官能基の反応性を考慮して、種々の方法の中から選択して合成することができる。 The block polymer in the present invention can be synthesized by selecting from various methods in consideration of the reactivity of each terminal functional group.
結晶構造を取りうる部位および結晶構造を取りえない部位がともにポリエステル樹脂であるブロックポリマーの場合、各成分を別々に調製した後、結合剤を用いて結合することにより調製できる。特に、片方のポリエステルの酸価が高く、もう一方のポリエステルの水酸基価が高い場合は、結合剤を使う必要はなく、そのまま加熱減圧しつつ縮合反応を進めることができる。このとき、反応温度は200℃付近で行うのが好ましい。 In the case of a block polymer in which both a portion that can take a crystal structure and a portion that cannot take a crystal structure are polyester resins, each component can be prepared separately and then bonded using a binder. In particular, when the acid value of one polyester is high and the hydroxyl value of the other polyester is high, it is not necessary to use a binder, and the condensation reaction can proceed while heating and reducing pressure as it is. At this time, the reaction temperature is preferably about 200 ° C.
結合剤を使用する場合は、以下の結合剤が挙げられる。多価カルボン酸、多価アルコール、多価イソシアネート、多官能エポキシ、多価酸無水物。これらの結合剤を用いて、脱水反応や付加反応によって合成することができる。 When the binder is used, the following binders are exemplified. Polyvalent carboxylic acid, polyhydric alcohol, polyvalent isocyanate, polyfunctional epoxy, polyhydric acid anhydride. These binders can be used for synthesis by dehydration reaction or addition reaction.
また、結晶構造を取りうる部位が結晶性ポリエステルで、結晶構造をとりえない部位がポリウレタンであるブロックポリマーの場合は、各部位を別々に調製した後、結晶性ポリエステルのアルコール末端とポリウレタンのイソシアネート末端とをウレタン化反応させることにより調製できる。また、アルコール末端を持つ結晶性ポリエステルおよびポリウレタンを構成するジオール、ジイソシアネートを混合し、加熱することでも合成が可能である。この場合、前記ジオールおよびジイソシアネートの濃度が高い反応初期は、これらが選択的に反応してポリウレタンを形成し、ある程度分子量が大きくなった後に、ポリウレタンのイソシアネート末端と結晶性ポリエステルのアルコール末端とのウレタン化が起こる。 In addition, in the case of a block polymer in which the crystalline structure is a crystalline polyester and the crystalline structure cannot be made of polyurethane, after preparing each part separately, the crystalline polyester alcohol ends and polyurethane isocyanate It can be prepared by urethanating the end. The synthesis can also be performed by mixing a crystalline polyester having an alcohol terminal and a diol and diisocyanate constituting polyurethane and heating. In this case, at the initial stage of the reaction when the concentrations of the diol and the diisocyanate are high, these selectively react to form a polyurethane, and after the molecular weight increases to some extent, the urethane between the isocyanate end of the polyurethane and the alcohol end of the crystalline polyester. Happens.
前記ブロックポリマーの数平均分子量は3000以上40000以下であることが好ましく、更に7000以上25000以下が好ましい。また、前記ブロックポリマーの重量平均分子量は10000以上60000以下であることが好ましく、さらに20000以上50000以下であることが好ましい。この範囲であることで、耐熱保存性を良好に保つことができ、更にトナーにシャープメルト性を付与することが可能である。 The number average molecular weight of the block polymer is preferably 3000 or more and 40000 or less, and more preferably 7000 or more and 25000 or less. The block polymer preferably has a weight average molecular weight of 10,000 to 60,000, more preferably 20,000 to 50,000. By being in this range, it is possible to maintain good heat-resistant storage stability and to impart sharp melt properties to the toner.
本発明において、前記ブロックポリマーの酸価を調整調整する場合は、ブロックポリマーの末端イソシアネート基やヒドロキシル基およびカルボキシル基を、多価カルボン酸類、多価アルコール類、多価イソシアネート類、多官能エポキシ類、多酸無水物類、及び多価アミン類で修飾することにより行うことができる。 In the present invention, when adjusting and adjusting the acid value of the block polymer, the terminal isocyanate group, hydroxyl group and carboxyl group of the block polymer are changed to polyvalent carboxylic acids, polyhydric alcohols, polyvalent isocyanates, polyfunctional epoxies. , Modification with polyanhydrides, and polyvalent amines.
(着色剤)
本発明のトナーは、着色力を付与するために着色剤を必要とする。本発明に好ましく使用される着色剤として、以下の有機顔料、有機染料、無機顔料が挙げられ、従来トナーに用いられている着色剤を用いることが出来る。本発明のトナーに用いられる着色剤は、色相角、彩度、明度、耐光性、OHP透明性、トナー中の分散性の点から選択される。
(Coloring agent)
The toner of the present invention requires a colorant in order to impart coloring power. Examples of the colorant preferably used in the present invention include the following organic pigments, organic dyes, and inorganic pigments, and the colorants conventionally used in toners can be used. The colorant used in the toner of the present invention is selected from the viewpoints of hue angle, saturation, brightness, light resistance, OHP transparency, and dispersibility in the toner.
本発明に用いられる着色剤としては以下のものが挙げられる。 The following are mentioned as a coloring agent used for this invention.
イエロー用の着色剤としては、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アンスラキノン化合物、アゾ金属錯体,メチン化合物、アリルアミド化合物に代表される化合物が挙げられる。具体的には、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントイエロー12、13、14、15、17、62、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、128、129、138、147、150、151、154、155、168、180、185、213、214。これらは単独或いは2種類以上のものを併用して用いることが可能である。 Examples of the colorant for yellow include compounds typified by condensed azo compounds, isoindolinone compounds, anthraquinone compounds, azo metal complexes, methine compounds, and allylamide compounds. Specific examples include the following. C. I. Pigment Yellow 12, 13, 14, 15, 17, 62, 74, 83, 93, 94, 95, 97, 109, 110, 111, 120, 128, 129, 138, 147, 150, 151, 154, 155, 168, 180, 185, 213, 214. These can be used alone or in combination of two or more.
マゼンタ用の着色剤としては、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物が挙げられる。具体的には、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、23、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、146、150、166、169、177、184、185、202、206、220、221、238、254、269、C.I.ピグメントバイオレッド19。これらは単独或いは2種類以上のものを併用して用いることが可能である。 Examples of the colorant for magenta include condensed azo compounds, diketopyrrolopyrrole compounds, anthraquinones, quinacridone compounds, basic dye lake compounds, naphthol compounds, benzimidazolone compounds, thioindigo compounds, and perylene compounds. Specific examples include the following. C. I. Pigment Red 2, 3, 5, 6, 7, 23, 48: 2, 48: 3, 48: 4, 57: 1, 81: 1, 122, 146, 150, 166, 169, 177, 184, 185, 202, 206, 220, 221, 238, 254, 269, C.I. I. Pigment Bio Red 19. These can be used alone or in combination of two or more.
シアン用の着色剤としては、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アントラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物が挙げられる。具体的には、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、66が挙げられる。これらは単独或いは2種類以上のものを併用して用いることが可能である。 Examples of the colorant for cyan include copper phthalocyanine compounds and derivatives thereof, anthraquinone compounds, and basic dye lake compounds. Specific examples include the following. C. I. Pigment blue 1, 7, 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 60, 62, 66. These can be used alone or in combination of two or more.
黒色用の着色剤としては、以下のものが挙げられる。ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラックのカーボンブラック。又、マグネタイト、フェライトの如き金属酸化物も用いられる。 Examples of black colorants include the following. Furnace black, channel black, acetylene black, thermal black, lamp black carbon black. Further, metal oxides such as magnetite and ferrite are also used.
本発明においては、通常のカラートナー用の着色剤として用いる場合、着色剤の含有量は、トナーに対し、2.0質量%以上15.0質量%以下であることが好ましい。2.0質量%より少ない場合、着色力が低下する傾向にある。一方、15.0質量%より多い場合、色空間が小さくなりやすい。より好ましくは2.5質量%以上12.0質量%以下である。また、通常のカラートナーと併せて、濃度を下げた薄色用トナーも好ましく用いることが出来る。この場合、着色剤の含有量は、トナーに対し、0.5質量%以上5.0質量%以下であることが好ましい。 In the present invention, when used as a colorant for a normal color toner, the content of the colorant is preferably 2.0% by mass or more and 15.0% by mass or less based on the toner. When the amount is less than 2.0% by mass, the coloring power tends to decrease. On the other hand, when it is more than 15.0% by mass, the color space tends to be small. More preferably, it is 2.5 mass% or more and 12.0 mass% or less. Further, a light color toner having a reduced density can be preferably used in combination with a normal color toner. In this case, the content of the colorant is preferably 0.5% by mass or more and 5.0% by mass or less with respect to the toner.
(ワックス)
本発明のトナーに用いられるトナー粒子は、ワックスを含有する。前記ワックスとしては、特に限定はないが、以下のものが挙げられる。
(wax)
The toner particles used in the toner of the present invention contain a wax. The wax is not particularly limited, but includes the following.
低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、低分子量オレフィン共重合体、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脂肪族炭化水素系ワックス;酸化ポリエチレンワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物;脂肪族炭化水素系エステル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;及び脱酸カルナバワックスの如き脂肪酸エステルを一部又は全部を脱酸化したもの;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;植物性油脂を水素添加すること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。 Low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, low molecular weight olefin copolymer, aliphatic hydrocarbon wax such as microcrystalline wax, paraffin wax, Fischer-Tropsch wax; oxide of aliphatic hydrocarbon wax such as oxidized polyethylene wax; fat A wax mainly composed of a fatty acid ester such as an aromatic hydrocarbon ester wax; and a partially or completely deoxidized fatty acid ester such as a deoxidized carnauba wax; a partial ester of a fatty acid and a polyhydric alcohol such as behenic acid monoglyceride A methyl ester compound having a hydroxyl group obtained by hydrogenating vegetable oils and fats.
本発明において特に好ましく用いられるワックスは、ワックス分散液の作製のしやすさ、作製したトナー中への取り込まれやすさ、定着時におけるトナーからの染み出し性、離型性から、脂肪族炭化水素系ワックス及びエステルワックスが好ましい。本発明においてエステルワックスとは、1分子中にエステル結合を少なくとも1つ有していればよく、天然エステルワックス、合成エステルワックスのいずれを用いてもよい。 The wax particularly preferably used in the present invention is an aliphatic hydrocarbon because of ease of preparation of the wax dispersion, ease of incorporation into the prepared toner, seepage from the toner during fixing, and releasability. System waxes and ester waxes are preferred. In the present invention, the ester wax only needs to have at least one ester bond in one molecule, and either natural ester wax or synthetic ester wax may be used.
合成エステルワックスとしては、例えば、長鎖直鎖飽和脂肪酸と長鎖直鎖飽和脂肪族アルコールから合成されるモノエステルワックスが挙げられる。長鎖直鎖飽和脂肪酸は一般式CnH2n+1COOHで表され、n=5以上28以下のものが好ましく用いられる。また長鎖直鎖飽和脂肪族アルコールはCnH2n+1OHで表され、n=5以上28以下のものが好ましく用いられる。また、天然エステルワックスとしては、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックスおよびその誘導体が挙げられる。 Examples of the synthetic ester wax include monoester wax synthesized from a long-chain linear saturated fatty acid and a long-chain linear saturated aliphatic alcohol. The long-chain linear saturated fatty acid is represented by the general formula C n H 2n + 1 COOH, and those having n = 5 to 28 are preferably used. The long-chain straight-chain saturated aliphatic alcohol is represented by C n H 2n + 1 OH, and n = 5 to 28 is preferably used. Examples of natural ester waxes include candelilla wax, carnauba wax, rice wax, and derivatives thereof.
上記のうち、より好ましいワックスとしては、長鎖直鎖飽和脂肪酸と長鎖直鎖飽和脂肪族アルコールとによる合成エステルワックスもしくは、上記エステルを主成分とする天然ワックスである。 Among the above, more preferable waxes are synthetic ester waxes composed of long-chain linear saturated fatty acids and long-chain linear saturated aliphatic alcohols, or natural waxes based on the above esters.
本発明において、トナー中におけるワックスの含有量は、好ましくは1.0質量%以上20.0質量%以下、より好ましくは2.0質量%以上15.0質量%以下である。1.0質量%より少ないと、トナーの離型性が低下する傾向にあり、定着ローラー、定着ベルトといった定着部材が低温になった場合に、トナーの定着部材への離型性が不十分になり、転写紙の定着部材への巻きつきが起こりやすくなる。20.0質量%より多い場合は、トナー表面にワックスが露出し易くなり、耐熱保存性が低下する傾向にある。 In the present invention, the wax content in the toner is preferably 1.0% by mass or more and 20.0% by mass or less, and more preferably 2.0% by mass or more and 15.0% by mass or less. If the amount is less than 1.0% by mass, the toner releasability tends to decrease, and when the fixing member such as the fixing roller and the fixing belt becomes low temperature, the toner releasability to the fixing member is insufficient. Therefore, the transfer paper is easily wound around the fixing member. When the amount is more than 20.0% by mass, the wax tends to be exposed on the toner surface, and the heat resistant storage stability tends to be lowered.
本発明においてワックスは、示差走査熱量計(DSC)による測定において、60℃以上120℃以下に最大吸熱ピークを有することが好ましい。より好ましくは60℃以上90℃以下である。最大吸熱ピークが60℃より低いと、トナー表面にワックスが露出し易くなり、耐熱保存性が低下する傾向にある。一方、最大吸熱ピークが120℃より高いと、定着時に適切にワックスが溶融しにくくなり、低温定着性の低下やホットオフセットが発生しやすくなる傾向にある。 In the present invention, the wax preferably has a maximum endothermic peak at 60 ° C. or higher and 120 ° C. or lower as measured by a differential scanning calorimeter (DSC). More preferably, it is 60 degreeC or more and 90 degrees C or less. When the maximum endothermic peak is lower than 60 ° C., the wax tends to be exposed on the toner surface and the heat resistant storage stability tends to be lowered. On the other hand, if the maximum endothermic peak is higher than 120 ° C., it becomes difficult for the wax to melt properly at the time of fixing, and the low-temperature fixing property tends to be lowered and hot offset tends to occur.
(荷電制御剤)
本発明のトナーにおいては、必要に応じて荷電制御剤をトナー粒子と混合して用いることも可能である。また、トナー粒子製造時に添加してもよい。荷電制御剤を配合することにより、荷電特性を安定化し、現像システムに応じた最適の摩擦帯電量のコントロールが可能となる。
(Charge control agent)
In the toner of the present invention, a charge control agent can be mixed with toner particles and used as necessary. Further, it may be added when the toner particles are produced. By blending the charge control agent, the charge characteristics can be stabilized and the optimum triboelectric charge amount can be controlled according to the development system.
荷電制御剤としては、公知のものが利用でき、特に帯電スピードが速く、かつ、一定の帯電量を安定して維持できる荷電制御剤が好ましい。 As the charge control agent, a known one can be used, and a charge control agent that has a high charging speed and can stably maintain a constant charge amount is particularly preferable.
荷電制御剤として、トナーを負荷電性に制御するものとしては、以下のものが挙げられる。有機金属化合物、キレート化合物が有効であり、モノアゾ金属化合物、アセチルアセトン金属化合物、芳香族オキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸、オキシカルボン酸及びダイカルボン酸系の金属化合物が挙げられる。本発明のトナーは、これら荷電制御剤を単独で或いは2種類以上組み合わせて含有することができる。 Examples of the charge control agent that control the toner to be negatively charged include the following. Organic metal compounds and chelate compounds are effective, and examples include monoazo metal compounds, acetylacetone metal compounds, aromatic oxycarboxylic acids, aromatic dicarboxylic acids, oxycarboxylic acids, and dicarboxylic acid-based metal compounds. The toner of the present invention can contain these charge control agents alone or in combination of two or more.
荷電制御剤の好ましい配合量は、トナーに対して0.01質量%以上20質量%以下、より好ましくは0.5質量%以上10質量%以下である。 A preferable amount of the charge control agent is 0.01% by mass or more and 20% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or more and 10% by mass or less with respect to the toner.
(その他外添剤)
本発明に用いられるトナー粒子、有機無機複合微粒子加えて流動性向上剤として、更に無機微粉体を添加することが好ましい。本発明に用いられるトナー粒子に添加する無機微粉体としては、シリカ微粉体、酸化チタン微粉体、アルミナ微粉体またはそれらの複酸化物微粉体の如き微粉体が挙げられる。前記無機微粉体の中でもシリカ微粉体及び酸化チタン微粉体が好ましい。
(Other external additives)
In addition to the toner particles and organic / inorganic composite fine particles used in the present invention, it is preferable to further add inorganic fine powder as a fluidity improver. Examples of the inorganic fine powder to be added to the toner particles used in the present invention include fine powder such as silica fine powder, titanium oxide fine powder, alumina fine powder or double oxide fine powder thereof. Among the inorganic fine powders, silica fine powder and titanium oxide fine powder are preferable.
シリカ微粉体としては、ケイ素ハロゲン化物の蒸気相酸化により生成された乾式シリカ又はヒュームドシリカ、及び水ガラスから製造される湿式シリカが挙げられる。無機微粉体としては、表面及びシリカ微粉体の内部にあるシラノール基が少なく、またNa2O、SO3 2-の少ない乾式シリカの方が好ましい。また乾式シリカは、製造工程において、塩化アルミニウム、塩化チタン他の如き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製造された、シリカと他の金属酸化物の複合微粉体であっても良い。無機微粒子の具体例としては、以下のものが挙げられる。 Examples of the silica fine powder include dry silica or fumed silica produced by vapor phase oxidation of silicon halide, and wet silica produced from water glass. As the inorganic fine powder, dry silica having less silanol groups on the surface and inside the silica fine powder and less Na 2 O and SO 3 2− is preferable. The dry silica may be a composite fine powder of silica and another metal oxide produced by using a metal halogen compound such as aluminum chloride or titanium chloride together with a silicon halogen compound in the production process. Specific examples of the inorganic fine particles include the following.
シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素。 Silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, tin oxide, silica sand, clay, mica, wollastonite, diatomaceous earth, chromium oxide, cerium oxide, bengara , Antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, silicon nitride.
無機微粉体は、トナーの流動性改良及びトナー粒子の帯電均一化のためにトナー粒子に外添されることが好ましい。また、無機微粉体を疎水化処理することによって、トナーの帯電量の調整、環境安定性の向上、高湿環境下での特性の向上を達成することができるので、疎水化処理された無機微粉体を用いることがより好ましい。トナーに添加された無機微粉体が吸湿すると、トナーとしての帯電量が低下し、現像性や転写性の低下が生じ易くなる。 The inorganic fine powder is preferably externally added to the toner particles in order to improve the fluidity of the toner and make the toner particles uniformly charged. In addition, the hydrophobic treatment of the inorganic fine powder makes it possible to adjust the charge amount of the toner, improve the environmental stability, and improve the characteristics in a high-humidity environment. More preferably, the body is used. When the inorganic fine powder added to the toner absorbs moisture, the charge amount as the toner is reduced, and the developability and transferability are easily lowered.
無機微粉体の疎水化処理の処理剤としては、未変性のシリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、未変性のシリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シラン化合物、シランカップリング剤、その他有機ケイ素化合物、有機チタン化合物が挙げられる。これらの処理剤は単独で或いは併用して用いられても良い。 As treatment agents for the hydrophobic treatment of inorganic fine powder, unmodified silicone varnish, various modified silicone varnishes, unmodified silicone oil, various modified silicone oils, silane compounds, silane coupling agents, other organosilicon compounds, organotitanium Compounds. These treatment agents may be used alone or in combination.
その中でも、シリコーンオイルにより処理された無機微粉体が好ましい。より好ましくは、無機微粉体をカップリング剤で疎水化処理すると同時或いは処理した後に、シリコーンオイルにより処理したシリコーンオイル処理された疎水化処理無機微粉体が高湿環境下でもトナー粒子の帯電量を高く維持し、選択現像性を低減する上でよい。 Among these, inorganic fine powder treated with silicone oil is preferable. More preferably, the hydrophobicity-treated inorganic fine powder treated with silicone oil treated with silicone oil simultaneously or after the hydrophobic treatment of the inorganic fine powder with a coupling agent increases the charge amount of the toner particles even in a high humidity environment. It is good for maintaining high and reducing selective developability.
前記無機微粉体の添加量は、トナー粒子100質量部に対して、0.1質量部以上4.0質量部以下であることが好ましく、より好ましくは0.2質量部以上3.5質量部以下である。 The addition amount of the inorganic fine powder is preferably 0.1 parts by mass or more and 4.0 parts by mass or less, more preferably 0.2 parts by mass or more and 3.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the toner particles. It is as follows.
(本発明のトナーの製造方法)
本発明のトナーは、コアの表面にシェル相を有するコアシェル構造を有するトナーである。前記シェル相の形成は、前記コアの形成工程と同時であっても良いし、前記コアを形成した後に行っても良い。より簡便という点から、コアの形成とシェル相の形成を同時に行うことが好ましい。
(Method for producing toner of the present invention)
The toner of the present invention is a toner having a core-shell structure having a shell phase on the surface of the core. The shell phase may be formed at the same time as the core formation step or after the core is formed. From the viewpoint of simplicity, it is preferable to simultaneously perform the formation of the core and the shell phase.
また、シェル相を形成する方法は、何ら制限を受けるものではない。コアの形成後にシェル相を設ける場合には、コア及び樹脂微粒子を水系媒体中に分散させ、その後前記コア表面に樹脂微粒子を凝集、吸着させる方法がある。シェル相を形成する樹脂微粒子は、結着樹脂(コアに含有される樹脂)100質量部に対して、好ましくは3.0質量部以上15.0質量部以下である。 Further, the method for forming the shell phase is not limited at all. When the shell phase is provided after the core is formed, there is a method in which the core and resin fine particles are dispersed in an aqueous medium, and then the resin fine particles are aggregated and adsorbed on the surface of the core. The resin fine particles forming the shell phase are preferably 3.0 parts by mass or more and 15.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder resin (resin contained in the core).
また、本発明に用いられるトナー粒子は、シェル相に含有される前記樹脂Aを、コア100.0質量部に対して、3.0質量部以上15.0質量部以下含有することが特に好ましい態様である。シェル相に含有される前記樹脂Aの量が、3.0質量部未満ではトナーの耐熱保存性が低下する傾向にある。一方、15.0質量部を超えると結着樹脂の溶出が妨げられやすく、低温定着性が低下する傾向にある。 The toner particles used in the present invention particularly preferably contain 3.0 parts by mass or more and 15.0 parts by mass or less of the resin A contained in the shell phase with respect to 100.0 parts by mass of the core. It is an aspect. When the amount of the resin A contained in the shell phase is less than 3.0 parts by mass, the heat resistant storage stability of the toner tends to be lowered. On the other hand, when it exceeds 15.0 parts by mass, the elution of the binder resin tends to be hindered, and the low-temperature fixability tends to be lowered.
本発明においては、コアシェル構造を持ったトナー粒子を一段階で調製できる溶解懸濁法が好ましい。水系の溶解懸濁法では、シェル相となる樹脂微粒子を分散させた水系媒体中に、コアとなる結着樹脂を有機媒体に溶解させて得た樹脂組成物を分散させる。そして、前記有機媒体を除去してトナー粒子を得ることが出来る。 In the present invention, a dissolution suspension method in which toner particles having a core-shell structure can be prepared in one step is preferable. In the aqueous dissolution suspension method, a resin composition obtained by dissolving a binder resin as a core in an organic medium is dispersed in an aqueous medium in which resin fine particles as a shell phase are dispersed. Then, the organic medium can be removed to obtain toner particles.
前記樹脂微粒子の調製方法は特に限定されるものではなく、乳化重合法や樹脂を溶媒に溶解したり、溶融させたりして液状化し、これを水系媒体中で懸濁させることにより調製することができる。この時、公知の界面活性剤や分散剤を用いることもできるし、微粒子を構成する樹脂に自己乳化性を持たせることもできる。 The method for preparing the resin fine particles is not particularly limited, and it can be prepared by dissolving the emulsion polymerization method or the resin in a solvent or liquefying it and suspending it in an aqueous medium. it can. At this time, a known surfactant or dispersant can be used, or the resin constituting the fine particles can be made self-emulsifying.
前記結着樹脂を溶解させる有機媒体として使用出来る溶剤としては、キシレン、ヘキサンの如き炭化水素系溶剤、塩化メチレン、クロロホルム、ジクロルエタンの如きハロゲン化炭化水素系溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソプロピルの如きエステル系溶剤、ジエチルエーテルの如きエーテル系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサンの如きケトン系溶剤が挙げられる。 Solvents that can be used as an organic medium for dissolving the binder resin include hydrocarbon solvents such as xylene and hexane, halogenated hydrocarbon solvents such as methylene chloride, chloroform, and dichloroethane, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, Examples thereof include ester solvents such as isopropyl acetate, ether solvents such as diethyl ether, and ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, diisobutyl ketone, cyclohexanone and methylcyclohexane.
水系媒体としては、水単独でもよいが、水と混和可能な溶剤を併用する事も出来る。混和可能な溶剤としては、アルコール(メタノール、イソプロパノール、エチレングリコール)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブ)、低級ケトン類(アセトン、1−ブタノン)が挙げられる。 As an aqueous medium, water alone may be used, but a solvent miscible with water may be used in combination. Examples of miscible solvents include alcohol (methanol, isopropanol, ethylene glycol), dimethylformamide, tetrahydrofuran, cellosolves (methylcellosolve), and lower ketones (acetone, 1-butanone).
前記樹脂組成物の分散媒体中への分散方法は特に制約されず、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波の如き汎用装置が使用可能であるが、高速せん断式が好ましく、乳化機、分散機として汎用のものであれば使用可能である。 The method for dispersing the resin composition in the dispersion medium is not particularly limited, and general-purpose devices such as a low-speed shear method, a high-speed shear method, a friction method, a high-pressure jet method, and an ultrasonic wave can be used. Preferably, any general-purpose emulsifier and disperser can be used.
例えば、ウルトラタラックス(IKA社製)、ポリトロン(キネマティカ社製)、TKオートホモミキサー(特殊機化工業(株)製)、エバラマイルダー(荏原製作所(株)製)、TKホモミックラインフロー(特殊機化工業(株)製)、コロイドミル(神鋼パンテック社製)、スラッシャー、トリゴナル湿式微粉砕機(三井三池化工機(株)製)、キャビトロン(ユーロテック社製)、ファインフローミル(太平洋機工(株)製)の連続式乳化機、クレアミックス(エムテクニック社製)、フィルミックス(特殊機化工業(株)製)のバッチ式、若しくは連続両用乳化機が挙げられる。 For example, Ultra Turrax (manufactured by IKA), Polytron (manufactured by Kinematica), TK Auto Homo Mixer (manufactured by Special Mechanized Industry Co., Ltd.), Ebara Milder (manufactured by Ebara Corporation), TK Homomic Line Flow (Made by Special Machine Industries Co., Ltd.), colloid mill (made by Shinko Pantech Co., Ltd.), thrasher, trigonal wet pulverizer (made by Mitsui Miike Chemical Co., Ltd.), Cavitron (made by Eurotech), fine flow mill Examples thereof include a continuous emulsifier (manufactured by Taiheiyo Kiko Co., Ltd.), a clear mix (manufactured by M Technique Co., Ltd.), a batch type of Philmix (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), or a continuous-use emulsifier.
高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定されないが、通常1000rpm以上30000rpm以下、好ましくは3000rpm以上20000rpm以下である。分散時間としてはバッチ方式の場合は、通常0.1分以上5分以下である。分散時の温度としては、通常、10℃以上55℃以下、好ましくは10℃以上40℃以下である。 When a high-speed shearing disperser is used, the number of rotations is not particularly limited, but is usually 1000 rpm to 30000 rpm, preferably 3000 rpm to 20000 rpm. In the case of a batch method, the dispersion time is usually from 0.1 minutes to 5 minutes. The temperature during dispersion is usually 10 ° C. or higher and 55 ° C. or lower, preferably 10 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.
本発明においては、分散媒体として、高圧状態の二酸化炭素を用いる非水系の溶解懸濁法を用いることもできる。すなわち、上記樹脂組成物を高圧状態の二酸化炭素中に分散させて造粒を行い、造粒後の粒子に含まれる有機溶媒を二酸化炭素の相に抽出して除去した後、圧力を開放することによって二酸化炭素を分離し、トナー粒子として得る方法である。本発明において好適に用いられる高圧状態の二酸化炭素とは、液体あるいは超臨界状態の二酸化炭素である。 In the present invention, a non-aqueous dissolution suspension method using carbon dioxide in a high-pressure state can also be used as a dispersion medium. That is, the resin composition is dispersed in carbon dioxide in a high-pressure state, granulated, the organic solvent contained in the granulated particles is extracted and removed into the carbon dioxide phase, and then the pressure is released. This is a method of separating carbon dioxide to obtain toner particles. The high pressure carbon dioxide preferably used in the present invention is liquid or supercritical carbon dioxide.
ここで、液体の二酸化炭素とは、二酸化炭素の相図上における三重点(温度=−57℃、圧力=0.5MPa)と臨界点(温度=31℃、圧力=7.4MPa)を通る気液境界線、臨界温度の等温線、および固液境界線に囲まれた部分の温度、圧力条件にある二酸化炭素を表す。また、超臨界状態の二酸化炭素とは、上記二酸化炭素の臨界点以上の温度、圧力条件にある二酸化炭素を表す。 Here, liquid carbon dioxide is a gas passing through a triple point (temperature = −57 ° C., pressure = 0.5 MPa) and a critical point (temperature = 31 ° C., pressure = 7.4 MPa) on the phase diagram of carbon dioxide. It represents carbon dioxide in the liquid boundary line, the isotherm of the critical temperature, and the temperature and pressure conditions of the portion surrounded by the solid-liquid boundary line. Moreover, the carbon dioxide in a supercritical state represents carbon dioxide under temperature and pressure conditions above the critical point of the carbon dioxide.
本発明において、分散媒体中には他の成分として有機溶媒が含まれていてもよい。この場合、二酸化炭素と有機溶媒とが均一相を形成することが好ましい。 In the present invention, the dispersion medium may contain an organic solvent as another component. In this case, it is preferable that carbon dioxide and the organic solvent form a homogeneous phase.
この方法によれば、高圧下で造粒が行われるため、結着樹脂として結晶性樹脂を用いた場合、結晶性樹脂の結晶性を維持しやすいばかりでなく、より高めることも可能である点で特に好適である。 According to this method, since granulation is performed under high pressure, when a crystalline resin is used as the binder resin, not only is the crystallinity of the crystalline resin easy to maintain, but it is also possible to increase it. And is particularly suitable.
以下に、本発明に用いられるトナー粒子を得る上で好適な、液体あるいは超臨界状態の二酸化炭素を分散媒体として用いるトナー粒子の製造法を例示して説明する。 Hereinafter, a method for producing toner particles that uses liquid or supercritical carbon dioxide as a dispersion medium, which is suitable for obtaining toner particles used in the present invention, will be described as an example.
まず、結着樹脂を溶解することのできる有機溶媒中に、結着樹脂、着色剤、ワックスおよび必要に応じて他の添加物を加え、ホモジナイザー、ボールミル、コロイドミル、超音波分散機の如き分散機によって均一に溶解または分散させる。次に、こうして得られた溶解あるいは分散液(以下、単に結着樹脂溶解液という)を、液体あるいは超臨界状態の二酸化炭素中に分散させて油滴を形成する。 First, add a binder resin, colorant, wax, and other additives as required in an organic solvent that can dissolve the binder resin, and disperse it as a homogenizer, ball mill, colloid mill, or ultrasonic disperser. Dissolve or disperse uniformly with a machine. Next, the thus obtained solution or dispersion (hereinafter simply referred to as a binder resin solution) is dispersed in liquid or supercritical carbon dioxide to form oil droplets.
このとき、分散媒体としての液体あるいは超臨界状態の二酸化炭素中には、分散剤を分散させておく必要がある。分散剤としては、樹脂微粒子分散剤を使用する。油滴の表面に吸着した分散剤は、トナー粒子形成後もそのまま残留するため、樹脂微粒子で表面が被覆されたトナー粒子を形成することができる。 At this time, it is necessary to disperse the dispersant in the liquid or supercritical carbon dioxide as the dispersion medium. As the dispersant, a resin fine particle dispersant is used. Since the dispersant adsorbed on the surface of the oil droplet remains as it is after the toner particles are formed, toner particles whose surfaces are coated with resin fine particles can be formed.
前記樹脂Aの微粒子の粒径は、トナー粒子がコアシェル構造を形成するために、個数平均粒子径が5nm以上500nm以下であることが好ましい。より好ましくはで50nm以上300nm以下である。樹脂微粒子の粒径が小さ過ぎる場合、造粒時の油滴の安定性が低下する傾向にある。大き過ぎる場合は、油滴の粒径を所望の大きさに制御することが困難になる。 The resin A fine particles preferably have a number average particle size of 5 nm or more and 500 nm or less so that the toner particles form a core-shell structure. More preferably, it is 50 nm or more and 300 nm or less. If the particle size of the resin fine particles is too small, the stability of the oil droplets during granulation tends to decrease. If it is too large, it will be difficult to control the particle size of the oil droplets to a desired size.
本発明において、上記分散剤を液体あるいは超臨界状態の二酸化炭素中に分散させる方法は、如何なる方法を用いてもよい。具体例としては、上記分散剤と液体あるいは超臨界状態の二酸化炭素を容器内に仕込み、撹拌や超音波照射により直接分散させる方法が挙げられる。また、液体あるいは超臨界状態の二酸化炭素を仕込んだ容器に、上記分散剤を有機溶媒に分散させた分散液を、高圧ポンプを用いて導入する方法が挙げられる。 In the present invention, any method may be used as a method of dispersing the dispersant in a liquid or supercritical carbon dioxide. As a specific example, there is a method in which the dispersant and liquid or supercritical carbon dioxide are charged in a container and directly dispersed by stirring or ultrasonic irradiation. Another example is a method in which a dispersion liquid in which the dispersant is dispersed in an organic solvent is introduced into a container charged with liquid or supercritical carbon dioxide using a high-pressure pump.
また、本発明において、前記結着樹脂溶解液を液体あるいは超臨界状態の二酸化炭素中に分散させる方法は、如何なる方法を用いてもよい。具体例としては、上記分散剤を分散させた状態の液体あるいは超臨界状態の二酸化炭素を入れた容器に、前記結着樹脂溶解液を、高圧ポンプを用いて導入する方法が挙げられる。また、前記結着樹脂溶解液を仕込んだ容器に、上記分散剤を分散させた状態の液体あるいは超臨界状態の二酸化炭素を導入してもよい。 In the present invention, any method may be used for dispersing the binder resin solution in liquid or supercritical carbon dioxide. As a specific example, there is a method of introducing the binder resin solution into a container containing a liquid in which the dispersant is dispersed or carbon dioxide in a supercritical state using a high-pressure pump. Further, a liquid in which the dispersant is dispersed or carbon dioxide in a supercritical state may be introduced into a container charged with the binder resin solution.
本発明において、前記液体あるいは超臨界状態の二酸化炭素による分散媒体は、単一相であることが重要である。前記結着樹脂溶解液を液体あるいは超臨界状態の二酸化炭素中に分散させて造粒を行う場合、油滴中の有機溶媒の一部は分散体中に移行する。このとき、二酸化炭素の相と有機溶媒の相が分離した状態で存在することは、油滴の安定性が損なわれる原因となり好ましくない。したがって、前記分散媒体の温度や圧力、液体あるいは超臨界状態の二酸化炭素に対する前記結着樹脂溶解液の量は、二酸化炭素と有機溶媒とが均一相を形成し得る範囲内に調整することが好ましい。 In the present invention, it is important that the liquid or supercritical carbon dioxide dispersion medium is a single phase. When granulation is performed by dispersing the binder resin solution in liquid or supercritical carbon dioxide, part of the organic solvent in the oil droplets moves into the dispersion. At this time, it is not preferable that the carbon dioxide phase and the organic solvent phase exist in a separated state, which causes the stability of the oil droplets to be impaired. Therefore, the temperature and pressure of the dispersion medium, and the amount of the binder resin solution with respect to the liquid or supercritical carbon dioxide are preferably adjusted within a range in which the carbon dioxide and the organic solvent can form a homogeneous phase. .
また、上記分散媒体の温度および圧力については、造粒性(油滴形成のし易さ)や前記結着樹脂溶解液中の構成成分の上記分散媒体への溶解性にも注意が必要である。前記結着樹脂溶解液中の結着樹脂やワックスは、温度条件や圧力条件によっては、上記分散媒体に溶解することがある。通常、低温、低圧になるほど上記成分の分散媒体への溶解性は抑制されるが、形成した油滴が凝集・合一を起こし易くなり、造粒性は低下する。一方、高温、高圧になるほど造粒性は向上するものの、上記成分が上記分散媒体に溶解し易くなる傾向を示す。 In addition, regarding the temperature and pressure of the dispersion medium, attention should be paid to granulation properties (ease of oil droplet formation) and solubility of the constituent components in the binder resin solution in the dispersion medium. . The binder resin and wax in the binder resin solution may be dissolved in the dispersion medium depending on temperature conditions and pressure conditions. In general, the lower the temperature and the lower the pressure, the more the solubility of the above components in the dispersion medium is suppressed, but the formed oil droplets are likely to agglomerate and coalesce, and the granulation property is lowered. On the other hand, although the granulation property is improved as the temperature and pressure are increased, the components tend to be easily dissolved in the dispersion medium.
さらに、上記分散媒体の温度については、例えば、結晶性ポリエステル成分の結晶性を損ないたくない場合は、結晶性ポリエステル成分の融点よりも低い温度にすることが好ましい。 Furthermore, the temperature of the dispersion medium is preferably lower than the melting point of the crystalline polyester component, for example, when it is not desired to impair the crystallinity of the crystalline polyester component.
したがって、本発明のトナー粒子の製造において、上記分散媒体の温度は10℃以上40℃以下であることが好ましい。 Therefore, in the production of the toner particles of the present invention, the temperature of the dispersion medium is preferably 10 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.
また、上記分散媒体を形成する容器内の圧力は、1.0MPa以上20.0MPa以下であることが好ましく、2.0MPa以上15.0MPa以下であることがより好ましい。尚、本発明における圧力とは、分散媒体中に二酸化炭素以外の成分が含まれる場合には、その全圧を示す。 The pressure in the container forming the dispersion medium is preferably 1.0 MPa or more and 20.0 MPa or less, and more preferably 2.0 MPa or more and 15.0 MPa or less. In addition, the pressure in this invention shows the total pressure, when components other than a carbon dioxide are contained in a dispersion medium.
こうして造粒が完了した後、油滴中に残留している有機溶媒を、液体あるいは超臨界状態の二酸化炭素による分散媒体を介して除去する。具体的には、油滴が分散された上記分散媒体にさらに液体あるいは超臨界状態の二酸化炭素を混合して、残留する有機溶媒を二酸化炭素の相に抽出し、この有機溶媒を含む二酸化炭素を、さらに液体あるいは超臨界状態の二酸化炭素で置換することによって行う。 After the granulation is completed in this manner, the organic solvent remaining in the oil droplets is removed through a dispersion medium of carbon dioxide in a liquid or supercritical state. Specifically, liquid or supercritical carbon dioxide is further mixed with the dispersion medium in which oil droplets are dispersed, and the remaining organic solvent is extracted into a carbon dioxide phase, and carbon dioxide containing the organic solvent is removed. Further, it is performed by substituting with carbon dioxide in a liquid or supercritical state.
上記分散媒体と上記液体あるいは超臨界状態の二酸化炭素の混合は、上記分散媒体に、これよりも高圧の液体あるいは超臨界状態の二酸化炭素を加えてもよく、また、上記分散媒体を、これよりも低圧の液体あるいは超臨界状態の二酸化炭素中に加えてもよい。 In the mixing of the dispersion medium and the liquid or supercritical carbon dioxide, a higher pressure liquid or supercritical carbon dioxide may be added to the dispersion medium. May also be added to low pressure liquid or supercritical carbon dioxide.
そして、有機溶媒を含む二酸化炭素をさらに液体あるいは超臨界状態の二酸化炭素で置換する方法としては、容器内の圧力を一定に保ちつつ、液体あるいは超臨界状態の二酸化炭素を流通させる方法が挙げられる。このとき、形成されるトナー粒子は、フィルターで補足しながら行う。 And as a method of further replacing carbon dioxide containing an organic solvent with liquid or supercritical carbon dioxide, there is a method of circulating liquid or supercritical carbon dioxide while keeping the pressure in the container constant. . At this time, the toner particles to be formed are performed while being supplemented by a filter.
上記液体あるいは超臨界状態の二酸化炭素による置換が十分でなく、分散媒体中に有機溶媒が残留した状態であると、得られたトナー粒子を回収するために容器を減圧する際、上記分散媒体中に溶解した有機溶媒が凝縮してトナー粒子が再溶解したり、トナー粒子同士が合一したりするといった不具合が生じる場合がある。したがって、上記液体あるいは超臨界状態の二酸化炭素による置換は、有機溶媒が完全に除去されるまで行う必要がある。流通させる液体あるいは超臨界状態の二酸化炭素の量は、上記分散媒体の体積に対して1倍以上100倍以下が好ましく、さらに好ましくは1倍以上50倍以下、最も好ましくは1倍以上30倍以下である。 When the liquid or supercritical carbon dioxide is not sufficiently substituted, and the organic solvent remains in the dispersion medium, the container is decompressed in order to recover the obtained toner particles. In some cases, the organic solvent dissolved in the toner may condense and the toner particles may be redissolved or the toner particles may coalesce. Therefore, the substitution with carbon dioxide in the liquid or supercritical state must be performed until the organic solvent is completely removed. The amount of liquid or supercritical carbon dioxide to be circulated is preferably 1 to 100 times, more preferably 1 to 50 times, most preferably 1 to 30 times the volume of the dispersion medium. It is.
容器を減圧し、トナー粒子が分散した液体あるいは超臨界状態の二酸化炭素を含む分散体からトナー粒子を取り出す際は、一気に常温、常圧まで減圧してもよいが、独立に圧力制御された容器を多段に設けることによって段階的に減圧してもよい。減圧速度は、トナー粒子が発泡しない範囲で設定することが好ましい。尚、本発明において使用する有機溶媒や、液体あるいは超臨界状態の二酸化炭素は、リサイクルすることが可能である。 When extracting toner particles from a liquid containing toner particles dispersed or a dispersion containing carbon dioxide in a supercritical state, the container may be depressurized to room temperature and normal pressure at once, but the container is pressure controlled independently. The pressure may be reduced stepwise by providing multiple stages. The decompression speed is preferably set within a range where the toner particles do not foam. The organic solvent, liquid, or supercritical carbon dioxide used in the present invention can be recycled.
本発明のトナーは、テトラヒドロフラン(THF)可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)において、数平均分子量(Mn)が5000以上40000以下、重量平均分子量(Mw)が15000以上60000以下であることが好ましい。この範囲であることで、耐熱保存性を良好に保つことができ、更にトナーに適度なシャープメルト性を付与することが可能である。Mnのより好ましい範囲は、7000以上25000以下、Mwのより好ましい範囲は、20000以上50000以下である。さらに、Mw/Mnは6以下であることが好ましい。Mw/Mnのより好ましい範囲は4以下である。 The toner of the present invention has a number average molecular weight (Mn) of 5000 to 40000 and a weight average molecular weight (Mw) of 15000 to 60000 in gel permeation chromatography (GPC) soluble in tetrahydrofuran (THF). Is preferred. By being in this range, it is possible to maintain good heat-resistant storage stability and to impart an appropriate sharp melt property to the toner. A more preferable range of Mn is 7000 to 25000, and a more preferable range of Mw is 20000 to 50000. Further, Mw / Mn is preferably 6 or less. A more preferable range of Mw / Mn is 4 or less.
本発明のトナーおよびトナー材料の各種物性の測定方法について以下に説明する。 A method for measuring various physical properties of the toner and toner material of the present invention will be described below.
<最大吸熱ピークのピーク温度の測定方法>
本発明における最大吸熱ピークのピーク温度は、DSC Q1000(TA Instruments社製)を使用して以下の条件にて測定を行う。
昇温速度:10℃/min
測定開始温度:20℃
測定終了温度:180℃
<Measurement method of peak temperature of maximum endothermic peak>
The peak temperature of the maximum endothermic peak in the present invention is measured under the following conditions using DSC Q1000 (manufactured by TA Instruments).
Temperature increase rate: 10 ° C / min
Measurement start temperature: 20 ° C
Measurement end temperature: 180 ° C
装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。 The temperature correction of the device detection unit uses the melting points of indium and zinc, and the correction of heat uses the heat of fusion of indium.
具体的には、サンプル約5mgを精秤し、銀製のパンの中に入れ、一回測定を行う。リファレンスとしては銀製の空パンを用いる。本発明では、樹脂Aの1回目の昇温における最大吸熱ピークのピーク温度をTpA(℃)とする。 Specifically, about 5 mg of a sample is precisely weighed, placed in a silver pan, and measured once. A silver empty pan is used as a reference. In the present invention, the peak temperature of the maximum endothermic peak in the first temperature increase of the resin A is TpA (° C.).
なお、本発明における結晶性を有する物質(例えば、結晶性ポリエステル)の「融点」は、上記方法において結晶性を有する物質の1回目の昇温における最大吸熱ピークのピーク温度である。 The “melting point” of the crystalline substance (for example, crystalline polyester) in the present invention is the peak temperature of the maximum endothermic peak at the first temperature rise of the crystalline substance in the above method.
<損失弾性率G”の測定方法>
本発明において、損失弾性率G”は、粘弾性測定装置(レオメーター)ARES(Rheometrics Scientific社製)を用いて測定を行う。測定の概略は、Rheometrics Scientific社製発行のARES操作マニュアル902−30004(1997年8月版)、902−00153(1993年7月版)に記載されているが、以下の通りである。
・測定治具:torsion rectangular
・測定試料:シェル相として用いた樹脂について、加圧成型機を用い幅約12mm、高さ約20mm、厚み約2.5mmの直方体型試料を作製する(常温で1分間15kNを維持する)。加圧成型機はNPaシステム社製100kNプレスNT−100Hを用いる。
<Measurement method of loss modulus G ''>
In the present invention, the loss modulus G ″ is measured using a viscoelasticity measuring device (rheometer) ARES (manufactured by Rheometrics Scientific). The outline of the measurement is an ARES operation manual 902-30004 issued by Rheometrics Scientific. (August 1997 version), 902-00153 (July 1993 version), as described below.
・ Measurement jig: torsion rectangular
Measurement sample: A rectangular parallelepiped sample having a width of about 12 mm, a height of about 20 mm, and a thickness of about 2.5 mm is prepared for the resin used as the shell phase (maintaining 15 kN for 1 minute at room temperature). The pressure molding machine uses a 100 kN press NT-100H manufactured by NPa Systems.
治具及びサンプルを常温(23℃)に1時間放置した後、治具にサンプルを取り付ける(図1参照)。図1のように、測定部の幅約12mm、厚さ約2.5mm、高さ10.0mmになるように固定する。測定開始温度30℃まで10分間かけて温調した後、下記設定で測定を行う。
・測定周波数 :6.28rad/s
・測定歪みの設定:初期値を0.1%に設定し、自動測定モードにて測定を行う
・試料の伸長補正:自動測定モードにて調整
・測定温度 :30℃から150℃まで毎分2℃の割合で昇温する
・測定間隔 :30秒おき、すなわち1℃おきに粘弾性データを測定する
After the jig and sample are left at room temperature (23 ° C.) for 1 hour, the sample is attached to the jig (see FIG. 1). As shown in FIG. 1, the measurement unit is fixed so that the width is about 12 mm, the thickness is about 2.5 mm, and the height is 10.0 mm. The temperature is controlled over 10 minutes up to the measurement start temperature of 30 ° C., and then measured with the following settings.
Measurement frequency: 6.28 rad / s
・ Measurement strain setting: Initial value is set to 0.1% and measurement is performed in automatic measurement mode ・ Sample extension correction: Adjustment in automatic measurement mode ・ Measurement temperature: 2 from 30 ° C. to 150 ° C. per minute Increase the temperature at a rate of ℃ ・ Measurement interval: Measure viscoelasticity data every 30 seconds, that is, every 1 ℃
Microsoft社製Windows(登録商標)2000上で動作するRSI Orchesrator(制御、データ収集および解析ソフト)(Rheometrics Scientific社製)へ、インターフェースを通じてデータ転送する。 Data is transferred through an interface to an RSI Orchestrator (control, data collection and analysis software) (manufactured by Rheometrics Scientific) operating on Windows (registered trademark) 2000 manufactured by Microsoft Corporation.
このうち、上記最大吸熱ピークのピーク温度の測定方法によって求めたTpAの値に対し、TpA(℃)及びTpA+10(℃)の各温度での損失弾性率G”a(TpA)及びG”a(TpA+10)の値を読み取る(図2参照)。 Of these, the loss elastic moduli G ″ a (TpA) and G ″ a () at each temperature of TpA (° C.) and TpA + 10 (° C.) with respect to the value of TpA determined by the method for measuring the peak temperature of the maximum endothermic peak. Read the value of TpA + 10) (see FIG. 2).
<有機無機複合微粒子の個数平均粒径の測定方法>
有機無機複合微粒子の一次粒子の個数平均粒径の測定は、走査型電子顕微鏡「S−4800」(商品名;日立製作所製)を用いて行う。有機無機複合微粒子が外添されたトナーを観察して、最大20万倍に拡大した視野において、ランダムに100個の有機無機複合微粒子の一次粒子の長径を測定して個数平均粒径を求める。観察倍率は、有機無機複合微粒子の大きさによって適宜調整する。
<Method for measuring number average particle diameter of organic-inorganic composite fine particles>
The number average particle diameter of the primary particles of the organic / inorganic composite fine particles is measured using a scanning electron microscope “S-4800” (trade name; manufactured by Hitachi, Ltd.). The toner to which the organic / inorganic composite fine particles are externally added is observed, and the major axis of the primary particles of 100 organic / inorganic composite fine particles is randomly measured in the field of view enlarged up to 200,000 times to obtain the number average particle size. The observation magnification is appropriately adjusted according to the size of the organic-inorganic composite fine particles.
<結晶構造をとりうる部位の割合(質量%)の算出方法>
結着樹脂における結晶構造をとりうる部位の割合(モル%)の測定は、1H−NMRにより以下の条件にて行う。
測定装置 :FT NMR装置 JNM−EX400(日本電子社製)
測定周波数:400MHz
パルス条件:5.0μs
周波数範囲:10500Hz
積算回数 :64回
測定温度 :30℃
試料 :ブロックポリマー50mgを内径5mmのサンプルチューブに入れ、溶媒として重クロロホルム(CDCl3)を添加し、これを40℃の恒温槽内で溶解させて調製する。得られた1H−NMRチャートより、結晶構造をとりうる部位の構成要素に帰属されるピークの中から、他の構成要素に帰属されるピークとは独立したピークを選択し、このピークの積分値S1を算出する。同様に、非晶性部位の構成要素に帰属されるピークの中から、他の構成要素に帰属されるピークとは独立したピークを選択しこのピークの積分値S2を算出する。結晶構造をとりうる部位の割合は、上記積分値S1および積分値S2を用いて、以下のようにして求める。尚、n1、n2は着眼したピークが帰属される構成要素における水素の数である。
結晶構造をとりうる部位の割合(モル%)=
{(S1/n1)/((S1/n1)+(S2/n2))}×100
<Calculation method of the ratio (mass%) of the part which can take a crystal structure>
The ratio (mol%) of the part that can take a crystal structure in the binder resin is measured by 1 H-NMR under the following conditions.
Measuring apparatus: FT NMR apparatus JNM-EX400 (manufactured by JEOL Ltd.)
Measurement frequency: 400MHz
Pulse condition: 5.0μs
Frequency range: 10500Hz
Integration count: 64 times Measurement temperature: 30 ° C
Sample: A block polymer (50 mg) is put in a sample tube having an inner diameter of 5 mm, deuterated chloroform (CDCl 3 ) is added as a solvent, and this is dissolved in a constant temperature bath at 40 ° C. From the obtained 1 H-NMR chart, a peak independent of the peaks attributed to other constituent elements is selected from the peaks attributed to the constituent elements of the portion capable of taking a crystal structure, and the integration of this peak is selected. to calculate the value S 1. Similarly, a peak independent of the peaks attributed to other constituent elements is selected from the peaks attributed to the constituent elements of the amorphous portion, and the integrated value S 2 of this peak is calculated. The ratio of the part that can take the crystal structure is obtained as follows using the integral value S 1 and the integral value S 2 . Note that n 1 and n 2 are the numbers of hydrogen in the constituent elements to which the focused peak belongs.
Percentage of sites that can take a crystal structure (mol%) =
{(S 1 / n 1 ) / ((S 1 / n 1 ) + (S 2 / n 2 ))} × 100
こうして得られた結晶構造をとりうる部位の割合(モル%)は、各成分の分子量により質量%に換算する。 The proportion (mol%) of the portion capable of taking the crystal structure thus obtained is converted to mass% according to the molecular weight of each component.
<有機無機複合微粒子の樹脂のTHF不溶分の測定方法>
有機無機複合微粒子の樹脂のTHF不溶分は、以下のように定量した。
<Method for Measuring Insoluble Content of Organic Inorganic Composite Fine Particle Resin>
The THF-insoluble content of the organic-inorganic composite fine particle resin was quantified as follows.
有機無機複合微粒子を約0.1g精秤(Wc[g])し、予め秤量した遠心分離用ボトル(例えば、商品名「オークリッジ遠沈管3119−0050」(サイズ28.8×106.7mm)、Nalgene社製)に入れる。これに、20gのTHFを加えて、室温で24時間放置しTHF可溶分を抽出する。次いで、この遠心分離用ボトルを遠心分離器「himac CR22G」(日立工機株式会社製)にセットし、20℃に設定して、毎分15,000回転で1時間遠心分離することにより、有機無機複合微粒子全体のTHF不溶分を完全に沈降させた。遠心分離用ボトルを取り出して、THF可溶分抽出液を分離除去した後、内容物が入ったままの遠心分離用ボトルを40℃で8時間真空乾燥した。この遠心分離用ボトルを秤量し、予め秤量したおいた遠心分離用ボトルの質量を差し引くことにより、有機無機複合微粒子全体のTHF不溶分の質量(Wr[g])を求めた。 About 0.1 g of organic / inorganic composite fine particles (Wc [g]) are weighed in advance, and weighed in advance (for example, trade name “Oakridge centrifuge tube 3119-0050” (size 28.8 × 106.7 mm)). , Manufactured by Nalgene). To this, 20 g of THF is added, and the mixture is allowed to stand at room temperature for 24 hours to extract a THF soluble component. Next, this centrifuge bottle is set in a centrifuge “himac CR22G” (manufactured by Hitachi Koki Co., Ltd.), set to 20 ° C., and centrifuged at 15,000 rpm for 1 hour to obtain organic. The THF-insoluble matter of the entire inorganic composite fine particles was completely precipitated. The centrifuge bottle was taken out and the THF-soluble extract was separated and removed, and the centrifuge bottle with the contents contained therein was vacuum-dried at 40 ° C. for 8 hours. The centrifuge bottle was weighed and the mass of the centrifuge bottle weighed in advance was subtracted to obtain the mass (Wr [g]) of the THF-insoluble matter of the whole organic-inorganic composite fine particles.
有機無機複合微粒子の樹脂のTHF不溶分[質量%]は、有機無機複合微粒子中の無機微粒子含有量をWi[質量%]として、下記式にて算出した。
有機無機複合微粒子の樹脂のTHF不溶分[質量%]
={(Wr−Wc×Wi/100)/Wc×(100−Wi)/100}×100
The THF-insoluble content [% by mass] of the resin of the organic / inorganic composite fine particle was calculated by the following formula, where the content of the inorganic fine particle in the organic / inorganic composite fine particle was Wi [% by mass].
THF-insoluble matter [mass%] of organic / inorganic composite fine particle resin
= {(Wr−Wc × Wi / 100) / Wc × (100−Wi) / 100} × 100
<蛍光X線分析装置(XRF)によるSi量の測定方法>
本発明において、樹脂AのSiの含有量は、蛍光X線分析装置で求める。波長分散型蛍光X線分析装置Axios advanced(PANalytical社製)を用いてHe雰囲気下、FP法にてトナー粒子におけるNaからUまでの元素を直接測定する。検出された元素の総質量を100%として、ソフトウエアUniQuant5(ver.5.49)にて総質量に対するSiの含有量(質量%)を求める。
<Measurement method of Si amount by X-ray fluorescence analyzer (XRF)>
In the present invention, the Si content of the resin A is determined with a fluorescent X-ray analyzer. Using a wavelength dispersive X-ray fluorescence analyzer Axios advanced (manufactured by PANalytical), the elements from Na to U in the toner particles are directly measured by the FP method in a He atmosphere. The total mass of the detected elements is taken as 100%, and the content (mass%) of Si with respect to the total mass is determined by software UniQuant5 (ver. 5.49).
<有機無機複合微粒子表面における無機微粒子の表面存在率の測定方法>
有機無機複合微粒子表面の無機微粒子の表面存在率は、ESCA(X線光電子分光分析)により測定される。無機微粒子がシリカ粒子の場合、シリカ由来のケイ素(以下、Siと省略する。)原子量から算出される。ESCAはサンプル表面の深さ方向で数nm以下の領域の原子を検出する分析方法である。そのため有機無機複合微粒子の表面の原子を検出することが可能である。
<Measurement method of surface presence rate of inorganic fine particles on the surface of organic / inorganic composite fine particles>
The surface presence rate of the inorganic fine particles on the surface of the organic / inorganic composite fine particles is measured by ESCA (X-ray photoelectron spectroscopy). When the inorganic fine particles are silica particles, it is calculated from the silica-derived silicon (hereinafter abbreviated as Si) atomic weight. ESCA is an analysis method for detecting atoms in a region of several nm or less in the depth direction of the sample surface. Therefore, it is possible to detect atoms on the surface of the organic / inorganic composite fine particles.
サンプルホルダーとしては、装置付属の75mm角のプラテン(サンプル固定用の約1mm径のねじ穴が具備されている)を用いた。そのプラテンのネジ穴は貫通しているため、樹脂で穴をふさぎ、深さ0.5mm程度の粉体測定用の凹部を作製する。その凹部に測定試料をスパチュラで詰め込み、すり切ることでサンプルを作製した。
ESCAの装置及び測定条件は、下記の通りである。
使用装置:アルバック−ファイ社製 Quantum 2000
分析方法:ナロー分析
測定条件:
X線源:Al−Kα
X線条件:100μ25W15kV
光電子取り込み角度:45°
PassEnergy:58.70eV
測定範囲:φ100μm
As a sample holder, a 75 mm square platen (provided with a screw hole of about 1 mm diameter for fixing the sample) attached to the apparatus was used. Since the screw hole of the platen penetrates, the hole is sealed with resin, and a recess for measuring powder having a depth of about 0.5 mm is produced. The measurement sample was packed into the concave portion with a spatula, and the sample was prepared by grinding.
The ESCA apparatus and measurement conditions are as follows.
Equipment used: Quantum 2000 manufactured by ULVAC-PHI
Analysis method: Narrow analysis Measurement conditions:
X-ray source: Al-Kα
X-ray conditions: 100μ25W15kV
Photoelectron capture angle: 45 °
PassEnergy: 58.70eV
Measurement range: φ100μm
以上の条件より測定を行った。 Measurement was performed under the above conditions.
解析方法は、まず炭素1s軌道のC−C結合に由来するピークを285eVに補正する。その後、100eV以上105eV以下にピークトップが検出されるケイ素2p軌道に由来するピーク面積から、アルバック−ファイ社提供の相対感度因子を用いることで、構成元素の総量に対するシリカに由来するSi量を算出する。 The analysis method first corrects the peak derived from the C—C bond of the carbon 1s orbital to 285 eV. Then, from the peak area derived from the silicon 2p orbit where the peak top is detected at 100 eV or more and 105 eV or less, the relative sensitivity factor provided by ULVAC-PHI is used to calculate the amount of Si derived from silica relative to the total amount of constituent elements. To do.
まず有機無機複合微粒子の測定を行う。また同様の方法で有機無機複合微粒子を作製する際に用いた無機成分の粒子を測定する。無機成分がシリカの場合は、「シリカ粒子を測定した際のSi量」に対する「有機無機複合微粒子を測定した際のSi量」の割合を本発明における有機無機複合微粒子表面における該無機微粒子の存在率とする。今回の測定ではシリカ粒子としては、ゾルゲルシリカ粒子(個数平均粒子径110nm)を用いて算出を行った。 First, organic-inorganic composite fine particles are measured. Moreover, the particle | grains of the inorganic component used when producing organic-inorganic composite fine particles by the same method are measured. When the inorganic component is silica, the ratio of “Si amount when measuring organic / inorganic composite fine particles” to “Si amount when measuring silica particles” is the presence of the inorganic fine particles on the surface of the organic / inorganic composite fine particles in the present invention. Rate. In this measurement, calculation was performed using sol-gel silica particles (number average particle diameter 110 nm) as silica particles.
また有機無機複合微粒子をトナーから分離する方法は、例えばトナー中の有機無機複合微粒子及び無機微粒子の定量方法に記載の方法で行うことができる。 The method for separating the organic / inorganic composite fine particles from the toner can be performed, for example, by the method described in the method for quantifying organic / inorganic composite fine particles and inorganic fine particles in the toner.
尚、無機微粒子がシリカ粒子である場合について説明したが、無機微粒子がシリカ粒子ではない場合には、測定装置に付属しているデータベースから無機微粒子に含まれる金属種を特定し、その金属種に着目した解析を行えばよい。 Although the case where the inorganic fine particles are silica particles has been described, when the inorganic fine particles are not silica particles, the metal species included in the inorganic fine particles are identified from the database attached to the measuring apparatus, It is only necessary to perform a focused analysis.
有機無機複合微粒子表面の無機微粒子の被覆率は、透過電子顕微鏡「H−800」(日立製作所社製)で観察し、最大20万倍に拡大した視野において、有機成分と無機成分でコントラスト差がわかるような観察条件に設定し観察する。その条件で100個の観察を行った。得られた投影像を用いて、無機微粒子に由来する部分の面積割合(面積%)を算出した。無機微粉粒子に由来する部分の面積%は、画像処理ソフトImage−Pro Plus5.1J(MediaCybernetics社製)を使用した。 The coverage of the inorganic fine particles on the surface of the organic / inorganic composite fine particles was observed with a transmission electron microscope “H-800” (manufactured by Hitachi, Ltd.). Set the observation conditions to be clear and observe. Under that condition, 100 observations were made. Using the obtained projection image, the area ratio (area%) of the portion derived from the inorganic fine particles was calculated. Image processing software Image-Pro Plus 5.1J (manufactured by Media Cybernetics) was used for the area% of the portion derived from the inorganic fine powder particles.
<固体NMRによる有機無機複合微粒子中のポリシロキサン由来のSi量の測定方法>
有機無機複合微粒子中のポリシロキサン由来のSi量の測定には、29Si−NMRによる原子ピーク面積より求めることが出来る。有機無機複合微粒子1.0gをサンプル管に入れ、Chemagnetics社製 「CMX−300」にセットし測定をおこなう。得られ他信号のうち、100ppm付近のピーク(85ppm以上115ppm以下にピークを有するもの)をSiO2に由来するピークと帰属し、65ppm付近のピーク(50ppm以上80ppm以下にピークを有するもの)をポリシロキサン由来のピークと帰属し、その面積比により、ポリシロキサン由来のSi量(原子%)を求めた。
<Method for measuring the amount of Si derived from polysiloxane in organic-inorganic composite fine particles by solid-state NMR>
The amount of Si derived from polysiloxane in the organic / inorganic composite fine particles can be determined from the atomic peak area by 29 Si-NMR. 1.0 g of organic / inorganic composite fine particles are put in a sample tube, set in “CMX-300” manufactured by Chemanetics, and measured. Among the other signals obtained, a peak near 100 ppm (having a peak at 85 ppm to 115 ppm) is attributed to a peak derived from SiO 2, and a peak near 65 ppm (having a peak at 50 ppm to 80 ppm) is poly. The amount of Si derived from polysiloxane (atomic%) was determined from the siloxane-derived peak and the area ratio.
本発明における、固体NMRの測定条件は以下の通りである。
装置:Chemagnetics社製 「CMX−300」
温度:25℃
基準物質:HMB(外部基準:17.35ppm)
測定核:13C核
パルス幅:4.5μsec(90°パルス)
パルス繰り返し時間:ACQTM 34.13msec
PD=5sec(CP/MAS)
データ点:POINT8192、SAMPO 1024
スペクトル幅:30.03kHz
パルスモード:CP/MAS
試料回転数:4kHz
コンタクトタイム:1.5msec。
The measurement conditions for solid-state NMR in the present invention are as follows.
Apparatus: “CMX-300” manufactured by Chemagnetics
Temperature: 25 ° C
Reference substance: HMB (external standard: 17.35 ppm)
Measurement nucleus: 13C nuclear pulse width: 4.5 μsec (90 ° pulse)
Pulse repetition time: ACQTM 34.13msec
PD = 5sec (CP / MAS)
Data points: POINT 8192, SAMPO 1024
Spectrum width: 30.03 kHz
Pulse mode: CP / MAS
Sample rotation speed: 4 kHz
Contact time: 1.5 msec.
<重量平均粒径(D4)、個数平均粒径(D1)の測定方法>
トナーの重量平均粒径(D4)および個数平均粒径(D1)は、以下のようにして算出する。測定装置としては、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)を用いる。測定条件の設定及び測定データの解析は、付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いる。尚、測定は実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで行う。
<Measuring method of weight average particle diameter (D4) and number average particle diameter (D1)>
The weight average particle diameter (D4) and number average particle diameter (D1) of the toner are calculated as follows. As a measuring device, a precise particle size distribution measuring device “Coulter Counter Multisizer 3” (registered trademark, manufactured by Beckman Coulter, Inc.) using a pore electrical resistance method equipped with a 100 μm aperture tube is used. For setting the measurement conditions and analyzing the measurement data, the attached dedicated software “Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51” (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) is used. The measurement is performed with 25,000 effective measurement channels.
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う。 Prior to measurement and analysis, the dedicated software is 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する。「閾値/ノイズレベルの測定ボタン」を押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、「測定後のアパーチャーチューブのフラッシュ」にチェックを入れる。 On the “Change Standard Measurement Method (SOM)” screen of the dedicated software, set the total count in the control mode to 50,000 particles, set the number of measurements once, and set the Kd value to “standard particles 10.0 μm” (Beckman Coulter Set the value obtained using By pressing the “Threshold / Noise Level Measurement Button”, the threshold and noise level are automatically set. In addition, the current is set to 1600 μA, the gain is set to 2, the electrolyte is set to ISOTON II, and the “aperture tube flush after measurement” is checked.
前記専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定」画面において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μmから60μmまでに設定する。 In the “Pulse to particle size conversion setting” screen of the dedicated software, the bin interval is set to logarithmic particle size, the particle size bin is set to 256 particle size bin, and the particle size range is set to 2 μm to 60 μm.
具体的な測定法は以下の通りである。
(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/秒にて行う。そして、専用ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100ml平底ビーカーに前記電解水溶液約30mlを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.3ml加える。
(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 Dispersion System Tetora150」(日科機バイオス社製)を準備する。超音波分散器の水槽内に約3.3Lのイオン交換水を入れ、この水槽中にコンタミノンNを約2mL添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内で、電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(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、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。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する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行い、重量平均粒径(D4)および個数平均粒径(D1)を算出する。尚、前記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)であり、前記専用ソフトでグラフ/個数%と設定したときの、「分析/個数統計値(算術平均)」画面の「平均径」が個数平均粒径(D1)である。
The specific measurement method is as follows.
(1) About 200 ml of the electrolytic solution is placed in a glass 250 ml round bottom beaker exclusively for Multisizer 3, set on a sample stand, and the stirrer rod is stirred counterclockwise at 24 rpm. Then, the dirt and bubbles in the aperture tube are removed by the “aperture flush” function of the dedicated software.
(2) About 30 ml of the electrolytic aqueous solution is put into a glass 100 ml flat bottom beaker. In this, "Contaminone N" (nonionic surfactant, anionic surfactant, 10% by weight aqueous solution of neutral detergent for pH7 precision measuring instrument cleaning, made by organic builder, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. About 0.3 ml of a diluted solution obtained by diluting 3) with ion-exchanged water is added.
(3) Two oscillators with an oscillation frequency of 50 kHz are incorporated with the phase shifted by 180 degrees, and an ultrasonic disperser “Ultrasonic Dispersion System Tetora 150” (manufactured by Nikka Ki Bios) having an electrical output of 120 W is prepared. About 3.3 L of ion exchange water is placed in the water tank of the ultrasonic disperser, and about 2 mL of Contaminone N is added to the water tank.
(4) The beaker of (2) is set in the beaker fixing hole of the ultrasonic disperser, and the ultrasonic disperser is operated. In the beaker, the height position of the beaker is adjusted so that the resonance state of the liquid surface of the electrolytic aqueous solution is maximized.
(5) In a state where the electrolytic aqueous solution in the beaker of (4) is irradiated with ultrasonic waves, about 10 mg of toner is added to the electrolytic aqueous solution little by little and dispersed. Then, the ultrasonic dispersion process is continued for another 60 seconds. In the ultrasonic dispersion, the temperature of the water tank is appropriately adjusted so as to be 10 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.
(6) To the round bottom beaker of (1) installed in the sample stand, the electrolyte solution of (5) in which the toner is dispersed is dropped using a pipette, and the measurement concentration is adjusted to about 5%. . Measurement is performed until the number of measured particles reaches 50,000.
(7) The measurement data is analyzed with the dedicated software attached to the apparatus, and the weight average particle diameter (D4) and the number average particle diameter (D1) are calculated. The “average diameter” on the “analysis / volume statistic (arithmetic average)” screen when the graph / volume% is set in the dedicated software is the weight average particle size (D4). When the number% is set, the “average diameter” on the “analysis / number statistics (arithmetic average)” screen is the number average particle diameter (D1).
<ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による数平均分子量Mn、重量平均分子量Mwの測定方法>
樹脂のゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)による数平均分子量Mn、重量平均分子量Mwは、樹脂のテトラヒドロフラン(THF)可溶分を、THFを溶媒としたGPCにより測定した。測定条件は以下の通りである。
<Measurement Method of Number Average Molecular Weight Mn and Weight Average Molecular Weight Mw by Gel Permeation Chromatography (GPC)>
The number average molecular weight Mn and the weight average molecular weight Mw of the resin by gel permeation chromatography (GPC) were measured by GPC using THF as a solvent for the tetrahydrofuran (THF) soluble content of the resin. The measurement conditions are as follows.
(1)測定試料の作製
樹脂(試料)とTHFとを約0.5乃至5mg/mL(例えば約5mg/mL)の濃度で混合し、室温にて数時間(例えば5乃至6時間)放置した後、充分に振とうし、THFと試料を試料の合一体がなくなるまで良く混ぜた。更に、室温にて12時間以上(例えば24時間)静置した。この時、試料とTHFの混合開始時点から、静置終了の時点までの時間が24時間以上となる様にした。
(1) Preparation of measurement sample Resin (sample) and THF were mixed at a concentration of about 0.5 to 5 mg / mL (for example, about 5 mg / mL) and left at room temperature for several hours (for example, 5 to 6 hours). After that, the mixture was sufficiently shaken, and the THF and the sample were mixed well until there was no union of the sample. Furthermore, it left still at room temperature for 12 hours or more (for example, 24 hours). At this time, the time from the start of mixing the sample and THF to the end of standing was set to 24 hours or longer.
その後、サンプル処理フィルター(ポアサイズ0.45乃至0.5μm、マイショリディスクH−25−2[東ソー社製]、エキクロディスク25CR[ゲルマン サイエンスジャパン社製]が好ましく利用出来る)を通過させたものをGPCの試料とした。 Thereafter, a sample processing filter (pore size 0.45 to 0.5 μm, Mysori Disc H-25-2 [manufactured by Tosoh Corp.], Excro Disc 25CR [manufactured by Gelman Science Japan Ltd.] can be preferably used) is passed. Was used as a GPC sample.
(2)試料の測定
40℃のヒートチャンバー中でカラムを安定化させ、この温度に於けるカラムに、溶媒としてTHFを毎分1mlの流速で流し、試料濃度を0.5乃至5mg/mLに調整した樹脂のTHF試料溶液を50乃至200μl注入して測定した。
(2) Sample measurement The column is stabilized in a heat chamber at 40 ° C., and THF as a solvent is flowed through the column at this temperature at a flow rate of 1 ml / min, so that the sample concentration is 0.5 to 5 mg / mL. Measurement was made by injecting 50 to 200 μl of a THF sample solution of the prepared resin.
試料の分子量測定にあたっては、試料の有する分子量分布を数種の単分散ポリスチレン標準試料により作製された検量線の対数値とカウント数との関係から算出した。 In measuring the molecular weight of the sample, the molecular weight distribution of the sample was calculated from the relationship between the logarithmic value of the calibration curve prepared from several monodisperse polystyrene standard samples and the number of counts.
検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、Pressure Chemical Co.製或いは東洋ソーダ工業社製の、分子量が6×102、2.1×103、4×103、1.75×104、5.1×104、1.1×105、3.9×105、8.6×105、2×106、4.48×106のものを用いた。また、検出器にはRI(屈折率)検出器を用いた。 As a standard polystyrene sample for preparing a calibration curve, Pressure Chemical Co. Manufactured by Toyo Soda Kogyo Co., Ltd. and having molecular weights of 6 × 10 2 , 2.1 × 10 3 , 4 × 10 3 , 1.75 × 10 4 , 5.1 × 10 4 , 1.1 × 10 5 , 3 .9 × 10 5 , 8.6 × 10 5 , 2 × 10 6 , 4.48 × 10 6 were used. An RI (refractive index) detector was used as the detector.
尚、カラムとしては、1×103乃至2×106の分子量領域を適確に測定する為に、市販のポリスチレンゲルカラムを下記のように複数組合せて用いた。本発明における、GPCの測定条件は以下の通りである。 As the column, in order to accurately measure a molecular weight region of 1 × 10 3 to 2 × 10 6 , a plurality of commercially available polystyrene gel columns were used in combination as described below. The measurement conditions of GPC in the present invention are as follows.
[GPC測定条件]
装置:LC−GPC 150C(ウォーターズ社製)
カラム:KF801、802、803、804、805、806、807(ショウデックス製)の7連続接続カラム
カラム温度:40℃
移動相:THF(テトラヒドロフラン)
[GPC measurement conditions]
Apparatus: LC-GPC 150C (manufactured by Waters)
Column: KF801, 802, 803, 804, 805, 806, 807 (manufactured by Shodex) Column connection temperature Column temperature: 40 ° C
Mobile phase: THF (tetrahydrofuran)
<着色剤粒子、ワックス粒子、シェル用樹脂微粒子の粒子径の測定方法>
上記各微粒子の粒子径は、マイクロトラック粒度分布測定装置HRA(X−100)(日機装社製)を用い、0.001μm乃至10μmのレンジ設定で測定を行い、個数平均粒子径(μm又はnm)として測定する。なお、希釈溶媒としてはアセトンを選択した。
<Measurement method of particle diameter of colorant particle, wax particle, resin fine particle for shell>
The particle diameter of each fine particle is measured using a Microtrac particle size distribution analyzer HRA (X-100) (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) with a range setting of 0.001 μm to 10 μm, and the number average particle diameter (μm or nm) Measure as In addition, acetone was selected as a dilution solvent.
以下、実施例を持って本発明を更に詳細に説明するが、本発明は何らこれに制約されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
<結晶性ポリエステル1の合成例>
・セバシン酸 111.0質量部
・アジピン酸 20.5質量部
・1,4−ブタンジオール 68.5質量部
・酸化ジブチルスズ 0.1質量部
撹拌装置および温度計を備えた反応容器中に、窒素置換をしながら上記を仕込んだ。減圧操作により系内を窒素置換した後、250℃にて1時間撹拌を行った。粘稠な状態となったところで空冷し、反応を停止させることで、結晶性ポリエステル1を合成した。結晶性ポリエステル1の物性を表1に示す。
<Synthesis example of crystalline polyester 1>
-111.0 parts by weight of sebacic acid-20.5 parts by weight of adipic acid-68.5 parts by weight of 1,4-butanediol-0.1 part by weight of dibutyltin oxide In a reaction vessel equipped with a stirrer and a thermometer, nitrogen was added. The above was charged while replacing. After replacing the interior of the system with nitrogen by depressurization, the mixture was stirred at 250 ° C. for 1 hour. Crystalline polyester 1 was synthesize | combined by air-cooling when it became a viscous state and stopping reaction. Table 1 shows the physical properties of the crystalline polyester 1.
<結晶性ポリエステル2乃至5の合成例>
結晶性ポリエステル1の合成例のうち酸成分、アルコール成分の材料及び添加量を表1のように変更する以外は、同様にして結晶性ポリエステル2乃至5の合成を行った。結晶性ポリエステル2乃至5の物性を表1に示す。
<Synthesis example of crystalline polyesters 2 to 5>
Crystalline polyesters 2 to 5 were synthesized in the same manner except that the materials and addition amounts of the acid component and alcohol component in the synthesis example of crystalline polyester 1 were changed as shown in Table 1. Table 1 shows the physical properties of the crystalline polyesters 2 to 5.
<結晶性ポリエステル6の合成例>
・セバシン酸 105.0質量部
・アジピン酸 28.0質量部
・1,4−ブタンジオール 67.0質量部
・酸化ジブチルスズ 0.1質量部
撹拌装置および温度計を備えた反応容器中に、窒素置換をしながら上記を仕込んだ。減圧操作により系内を窒素置換した後、180℃にて6時間撹拌を行った。その後、撹拌を続けながら減圧下にて230℃まで徐々に昇温し、更に2時間保持した。粘稠な状態となったところで空冷し、反応を停止させることで、結晶性ポリエステル6を合成した。結晶性ポリエステル6の物性を表1に示す。
<Synthesis Example of Crystalline Polyester 6>
Sebacic acid 105.0 parts by mass Adipic acid 28.0 parts by mass 1,4-butanediol 67.0 parts by mass Dibutyltin oxide 0.1 part by mass In a reaction vessel equipped with a stirrer and a thermometer, nitrogen was added. The above was charged while replacing. After the inside of the system was purged with nitrogen by depressurization, the mixture was stirred at 180 ° C. for 6 hours. Thereafter, the temperature was gradually raised to 230 ° C. under reduced pressure while continuing stirring, and the temperature was further maintained for 2 hours. Crystalline polyester 6 was synthesize | combined by air-cooling when it became a viscous state and stopping reaction. Table 1 shows the physical properties of the crystalline polyester 6.
<ブロックポリマー1の合成例>
・結晶性ポリエステル6 210.0質量部
・キシリレンジイソシアネート(XDI 56.0質量部
・シクロヘキサンジメタノール(CHDM) 34.0質量部
・テトラヒドロフラン(THF) 300.0質量部
撹拌装置および温度計を備えた反応容器中に、窒素置換をしながら上記を仕込んだ。50℃まで加熱し、15時間かけてウレタン化反応を施した。その後、サリチル酸3.0質量部を添加し、イソシアネート末端を修飾した。溶媒であるTHFを留去して、ブロックポリマー1を得た。
<Synthesis example of block polymer 1>
-Crystalline polyester 6 210.0 parts by mass-Xylylene diisocyanate (XDI 56.0 parts by mass-Cyclohexanedimethanol (CHDM) 34.0 parts by mass-Tetrahydrofuran (THF) 300.0 parts by mass A stirrer and a thermometer are provided. The above was charged into the reaction vessel while substituting with nitrogen, heated to 50 ° C. and subjected to urethanization reaction for 15 hours, and then 3.0 parts by mass of salicylic acid was added to modify the isocyanate terminal. The solvent, THF, was distilled off to obtain block polymer 1.
<ビニル系単量体a1の合成例>
・結晶性ポリエステル1 100.0質量部
・テトラヒドロフラン 100.0質量部
上記の材料を撹拌装置および温度計を備えた反応容器中に、窒素置換をしながら投入し、40℃で溶解させた。
<Synthesis example of vinyl monomer a1>
Crystalline polyester 1 100.0 parts by mass Tetrahydrofuran 100.0 parts by mass The above materials were charged into a reaction vessel equipped with a stirrer and a thermometer while being purged with nitrogen, and dissolved at 40 ° C.
2−イソシアナトエチルメタクリレート(昭和電工社製 カレンズMOI)を6.2質量部滴下し、40℃で2時間反応させた。続いて、ロータリーエバポレーターによりテトラヒドロフランを40℃で5時間減圧除去を行い、ビニル系単量体a1を得た。 6.2 parts by mass of 2-isocyanatoethyl methacrylate (Karenz MOI manufactured by Showa Denko KK) was added dropwise and reacted at 40 ° C. for 2 hours. Subsequently, tetrahydrofuran was removed under reduced pressure at 40 ° C. for 5 hours by a rotary evaporator to obtain a vinyl monomer a1.
<ビニル系単量体a2乃至a5の合成例>
ビニル系単量体a1の合成例において、結晶性ポリエステル1の代わりに結晶性ポリエステル2乃至5を用いることによりビニル系単量体a2乃至a5を得た。
<Synthesis example of vinyl monomers a2 to a5>
In the synthesis example of vinyl monomer a1, by using crystalline polyesters 2 to 5 instead of crystalline polyester 1, vinyl monomers a2 to a5 were obtained.
<ビニル系単量体b1の準備>
市販のビニル変性シリコーン単量体(X−22−2475:信越化学工業社製)
を用意し、ビニル系単量体b1とした。
<Preparation of vinyl monomer b1>
Commercially available vinyl-modified silicone monomer (X-22-2475: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
Was prepared as vinyl monomer b1.
<シェル用樹脂分散液1の合成例>
・ビニル系単量体b1 15.0質量部
・ビニル系単量体a1 50.0質量部
・スチレン 32.0質量部
・アククリル酸 3.0質量部
・アゾビスメトキシジメチルバレロニトリル 0.3質量部
・ノルマルヘキサン 80.0質量部
撹拌装置および温度計を備えた反応容器中に、窒素置換をしながら上記材料を仕込んだ。20℃にて撹拌、混合して単量体溶液を調製し、あらかじめ加熱乾燥しておいた滴下漏斗に導入した。これとは別に、加熱乾燥した二口フラスコに、ノルマルヘキサン300質量部を仕込んだ。窒素置換した後、滴下漏斗を取り付け、密閉下、40℃にて1時間かけて単量体溶液を滴下した。滴下終了から3時間撹拌を続け、アゾビスメトキシジメチルバレロニトリル0.3質量部およびノルマルヘキサン20.0質量部の混合物を再度滴下し、40℃にて3時間撹拌を行った。その後、室温まで冷却することで固形分量20.0質量%のシェル用樹脂分散液1を得た。シェル用樹脂分散液1中の樹脂微粒子の体積平均粒径を表2に示す。
<Synthesis example of resin dispersion 1 for shell>
-Vinyl monomer b1 15.0 parts by mass-Vinyl monomer a1 50.0 parts by mass-Styrene 32.0 parts by mass-Acrylic acid 3.0 parts by mass-Azobismethoxydimethylvaleronitrile 0.3 mass Part / normal hexane 80.0 parts by mass The above materials were charged into a reaction vessel equipped with a stirrer and a thermometer while purging with nitrogen. A monomer solution was prepared by stirring and mixing at 20 ° C., and the solution was introduced into a dropping funnel previously heated and dried. Separately from this, 300 parts by mass of normal hexane was charged into a heat-dried two-necked flask. After substituting with nitrogen, a dropping funnel was attached, and the monomer solution was added dropwise over one hour at 40 ° C. in a sealed state. Stirring was continued for 3 hours from the end of dropping, and a mixture of 0.3 parts by mass of azobismethoxydimethylvaleronitrile and 20.0 parts by mass of normal hexane was added again, followed by stirring at 40 ° C. for 3 hours. Then, the resin dispersion liquid 1 for shells with a solid content of 20.0 mass% was obtained by cooling to room temperature. Table 2 shows the volume average particle diameter of the resin fine particles in the shell resin dispersion 1.
続いて、シェル用樹脂分散液1の一部をロータリーエバポレーターにより40℃で5時間減圧除去を行い、シェル用樹脂A1を得た。シェル用樹脂A1についてDSC測定を行い、最大吸熱ピークのピーク温度は61℃であることを確認した。また、上記<損失弾性率G”の測定方法>に基づき、シェル用樹脂A1の粘弾性の測定を実施した。シェル用樹脂A1の損失弾性率について物性を表3に示す。 Subsequently, a part of the shell resin dispersion 1 was removed under reduced pressure by a rotary evaporator at 40 ° C. for 5 hours to obtain a shell resin A1. DSC measurement was performed on the shell resin A1, and it was confirmed that the peak temperature of the maximum endothermic peak was 61 ° C. The viscoelasticity of the shell resin A1 was measured based on the above <Measurement Method of Loss Elastic Modulus G ″. Table 3 shows the physical properties of the loss elastic modulus of the shell resin A1.
また、シェル用樹脂A1の数平均分子量、重量平均分子量についても<ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による数平均分子量Mn、重量平均分子量Mwの測定方法>に基づき測定を実施した。結果についても表3に示す。 Further, the number average molecular weight and the weight average molecular weight of the resin A1 for the shell were also measured based on <Method of measuring the number average molecular weight Mn and the weight average molecular weight Mw by gel permeation chromatography (GPC)>. The results are also shown in Table 3.
<シェル用樹脂分散液2乃至14の合成例>
シェル用樹脂分散液1の合成例において、ビニル系単量体a、ビニル系単量体b、ビニル系単量体cの組成、添加量を表2に示すものに変更し、シェル用樹脂分散液2乃至14を得た。シェル用樹脂分散液2乃至14の樹脂微粒子の体積平均粒径を表2に示す。
<Synthesis Example of Shell Resin Dispersions 2 to 14>
In the synthesis example of the shell resin dispersion 1, the composition and addition amount of the vinyl monomer a, the vinyl monomer b, and the vinyl monomer c are changed to those shown in Table 2, and the shell resin dispersion is changed. Liquids 2 to 14 were obtained. Table 2 shows the volume average particle diameters of the resin fine particles of the shell resin dispersions 2 to 14.
続いて、シェル用樹脂分散液2乃至14の一部をロータリーエバポレーターにより40℃で5時間減圧除去を行い、シェル用樹脂A2乃至A14を得た。シェル用樹脂A2乃至A14について、シェル用樹脂A1と同様にして各物性を測定した。物性を表3に示す。 Subsequently, a part of the shell resin dispersions 2 to 14 was removed under reduced pressure by a rotary evaporator at 40 ° C. for 5 hours to obtain shell resins A2 to A14. The physical properties of the shell resins A2 to A14 were measured in the same manner as the shell resin A1. Table 3 shows the physical properties.
<コア用樹脂溶液1の調製例>
・ブロックポリマー1 100.0質量部
・アセトン 100.0質量部
上記材料をビーカーに入れ、ディスパー(特殊機化社製)を用い3000rpmで1分間撹拌してコア用樹脂溶液1を得た。コア用樹脂溶液1の一部をロータリーエバポレーターにより40℃で5時間減圧除去を行ってコア用樹脂1を得た。コア用樹脂1は、前記<結晶構造を取りうる部位の割合(質量%)の算出方法>に基づいて求めた結晶構造を取りうる部位が70質量%であることを確認した。また、前記コア用樹脂のDSC測定における最大吸熱温度は58℃であった。
<Example of preparation of core resin solution 1>
Block polymer 1 100.0 parts by mass Acetone 100.0 parts by mass The above materials were put in a beaker and stirred at 3000 rpm for 1 minute using a disper (manufactured by Tokushu Kika Co., Ltd.) to obtain a core resin solution 1. A part of the core resin solution 1 was removed under reduced pressure by a rotary evaporator at 40 ° C. for 5 hours to obtain a core resin 1. The core resin 1 was confirmed to have 70 mass% of the portion capable of taking the crystal structure obtained based on the above <Method for calculating the ratio (mass%) of the portion capable of taking the crystal structure>. The maximum endothermic temperature in the DSC measurement of the core resin was 58 ° C.
<ワックス分散液1の調製例>
・パラフィンワックス HNP9(融点:76℃、日本精蝋社製) 16.0質量部
・ワックス分散剤(ポリエチレン15.0質量部の存在下、スチレン50.0質量部、n−ブチルアクリレート25.0質量部、アクリロニトリル10.0質量部をグラフト共重合させた、ピーク分子量8,500の共重合体) 8.0質量部
・アセトン 76.0質量部
上記を撹拌羽根突きのガラスビーカー(IWAKIガラス製)に投入し、系内を70℃に加熱することでパラフィンワックスをアセトンに溶解させた。
<Preparation example of wax dispersion 1>
Paraffin wax HNP9 (melting point: 76 ° C., manufactured by Nippon Seiwa Co., Ltd.) 16.0 parts by mass Wax dispersant (in the presence of 15.0 parts by mass of polyethylene, 50.0 parts by mass of styrene, 25.0 n-butyl acrylate) A copolymer with a peak molecular weight of 8,500 obtained by graft copolymerization of 10.0 parts by mass with 10.0 parts by mass of acrylonitrile) 8.0 parts by mass, 76.0 parts by mass of a glass beaker with a stirring blade (made by IWAKI glass) And the paraffin wax was dissolved in acetone by heating the system to 70 ° C.
ついで、系内を50rpmで緩やかに撹拌しながら徐々に冷却し、3時間かけて25℃にまで冷却させ乳白色の液体を得た。 Then, the system was gradually cooled while gently stirring at 50 rpm, and cooled to 25 ° C. over 3 hours to obtain a milky white liquid.
この溶液を1mmのガラスビーズ20質量部とともに耐熱性の容器に投入し、ペイントシェーカーにて3時間の分散を行い、体積平均粒径が270nm、ワックスの固形分量16質量%のワックス分散液1を得た。 This solution is put into a heat-resistant container together with 20 parts by weight of 1 mm glass beads and dispersed for 3 hours in a paint shaker to obtain a wax dispersion 1 having a volume average particle size of 270 nm and a wax solid content of 16% by mass. Obtained.
<着色剤分散液1の調製例>
・C.I.ピグメントブルー15:3 100.0質量部
・アセトン 150.0質量部
・ガラスビーズ(1mm) 200.0質量部
上記材料を耐熱性のガラス容器に投入し、ペイントシェーカーにて5時間分散を行い、ナイロンメッシュでガラスビーズを取り除き、固形分量が40.0質量%の着色剤分散液1を得た。着色剤粒子の体積平均粒径が100nmであった。
<Preparation Example of Colorant Dispersion 1>
・ C. I. Pigment Blue 15: 3 100.0 parts by mass, acetone 150.0 parts by mass, glass beads (1 mm) 200.0 parts by mass The above materials are put into a heat-resistant glass container, and dispersed in a paint shaker for 5 hours. The glass beads were removed with a nylon mesh to obtain a colorant dispersion 1 having a solid content of 40.0% by mass. The volume average particle diameter of the colorant particles was 100 nm.
<トナー粒子1の製造例>
図3に示す装置において、まず、バルブV1、V2、および圧力調整バルブV3を閉じ、トナー粒子を捕捉するためのフィルターと撹拌機構とを備えた耐圧の造粒タンクT1にシェル用樹脂分散液1を35.0質量部仕込み、内部温度を25℃に調整した。次に、バルブV1を開き、ボンベB1からポンプP1を用いて二酸化炭素(純度99.99%)を造粒タンクT1に導入し、内部圧力が3.0MPaに到達したところでバルブV1を閉じた。
<Production Example of Toner Particle 1>
In the apparatus shown in FIG. 3, first, the valves V1 and V2 and the pressure adjusting valve V3 are closed, and the shell resin dispersion 1 is placed in a pressure-resistant granulation tank T1 having a filter and a stirring mechanism for capturing toner particles. 35.0 parts by mass, and the internal temperature was adjusted to 25 ° C. Next, the valve V1 was opened, carbon dioxide (purity 99.99%) was introduced into the granulation tank T1 from the cylinder B1 using the pump P1, and the valve V1 was closed when the internal pressure reached 3.0 MPa.
樹脂溶液タンクT2に
・コア用樹脂溶液1 175.0質量部
・ワックス分散液1 31.3質量部
・着色剤分散液1 12.5質量部
・アセトン 31.2質量部
を仕込み、内部温度を25℃に調整した。
Charge resin solution tank T2 with 175.0 parts by mass of resin solution 1 for the core, 31.3 parts by mass of wax dispersion 1, 12.5 parts by mass of colorant dispersion 1, 31.2 parts by mass of acetone, and adjust the internal temperature. Adjusted to 25 ° C.
次に、バルブV2を開き、造粒タンクT1の内部を1000rpmで撹拌しながら、ポンプP2を用いて樹脂溶液タンクT2の内容物を造粒タンクT1内に導入し、すべて導入を終えたところでバルブV2を閉じた。導入後の、造粒タンクT1の内部圧力は5.0MPaとなった。導入した二酸化炭素の質量は、質量流量計を用いて測定した。 Next, the valve V2 is opened and the contents of the resin solution tank T2 are introduced into the granulation tank T1 using the pump P2 while stirring the inside of the granulation tank T1 at 1000 rpm. V2 was closed. After the introduction, the internal pressure of the granulation tank T1 was 5.0 MPa. The mass of the introduced carbon dioxide was measured using a mass flow meter.
樹脂溶液タンクT2の内容物の造粒タンクT1への導入を終えた後、さらに、温度25℃、2000rpmで10分間撹拌して造粒を行った。 After the introduction of the contents of the resin solution tank T2 to the granulation tank T1, granulation was performed by further stirring for 10 minutes at a temperature of 25 ° C. and 2000 rpm.
次に、バルブV1を開き、ボンベB1からポンプP1を用いて二酸化炭素を造粒タンクT1内に導入した。この際、圧力調整バルブV3を10.0MPaに設定し、造粒タンクT1の内部圧力を10.0MPaに保持しながら、さらに二酸化炭素を流通させた。この操作により、造粒後の液滴中から抽出された有機溶媒(主にアセトン)を含む二酸化炭素を、溶媒回収タンクT3に排出し、有機溶媒と二酸化炭素を分離した。 Next, the valve V1 was opened, and carbon dioxide was introduced into the granulation tank T1 from the cylinder B1 using the pump P1. At this time, the pressure regulating valve V3 was set to 10.0 MPa, and carbon dioxide was further circulated while maintaining the internal pressure of the granulation tank T1 at 10.0 MPa. By this operation, carbon dioxide containing the organic solvent (mainly acetone) extracted from the granulated droplets was discharged to the solvent recovery tank T3, and the organic solvent and carbon dioxide were separated.
造粒タンクT1内への二酸化炭素の導入は、最初に造粒タンクT1に導入した二酸化炭素質量の15倍量に到達した時点で停止した。この時点で、溶媒を含む二酸化炭素を、溶媒を含まない二酸化炭素で置換する操作は完了した。 The introduction of carbon dioxide into the granulation tank T1 was stopped when it reached 15 times the mass of carbon dioxide initially introduced into the granulation tank T1. At this point, the operation of replacing carbon dioxide containing the solvent with carbon dioxide containing no solvent was completed.
さらに、圧力調整バルブV3を少しずつ開き、造粒タンクT1の内部圧力を大気圧まで減圧することで、フィルターに捕捉されているトナー粒子(処理前)1を回収した。 Further, the pressure regulating valve V3 was opened little by little, and the internal pressure of the granulation tank T1 was reduced to atmospheric pressure, whereby the toner particles (before treatment) 1 captured by the filter were collected.
得られたトナー粒子(処理前)1のDSC測定を行い、結着樹脂に由来する最大吸熱ピークのピーク温度(Tm)を求めたところ、58℃であった。 The obtained toner particles (before treatment) 1 were subjected to DSC measurement, and the peak temperature (Tm) of the maximum endothermic peak derived from the binder resin was determined to be 58 ° C.
(アニール処理工程)
アニール処理は、恒温乾燥器(佐竹化学製41−S5)を用いて行った。恒温乾燥器の内部温度を50℃に調整した。
(Annealing process)
The annealing treatment was performed using a constant temperature dryer (Satake Chemical 41-S5). The internal temperature of the constant temperature dryer was adjusted to 50 ° C.
上記トナー粒子(処理前)1を、ステンレス製バットに均等になるように広げて入れ、これを前記恒温乾燥器に入れて2時間静置した後、取り出した。こうして、アニール処理されたトナー粒子(処理後)1を得た。 The toner particles (before treatment) 1 were spread evenly in a stainless steel vat, placed in the constant temperature dryer and allowed to stand for 2 hours, and then taken out. Thus, annealed toner particles (after treatment) 1 were obtained.
得られたトナー1(処理後)のDSC測定を行い、結着樹脂に由来する最大吸熱ピークのピーク温度(Tm)を求めたところ、61℃であった。 The obtained toner 1 (after treatment) was subjected to DSC measurement, and the peak temperature (Tm) of the maximum endothermic peak derived from the binder resin was determined to be 61 ° C.
<トナー粒子(処理後)2乃至トナー粒子(処理後)14の製造例>
トナー粒子1の製造例において、表4に示すように使用するシェル用樹脂分散液の種類を変更する以外は、同様にしてトナー粒子(処理前)2乃至トナー粒子(処理前)14を得た。
<Production Example of Toner Particles (After Treatment) 2 to Toner Particles (After Treatment) 14>
In the production example of toner particles 1, toner particles (before treatment) 2 to toner particles (before treatment) 14 were obtained in the same manner except that the type of the shell resin dispersion used was changed as shown in Table 4. .
続いて、トナー粒子1(処理後)のアニール処理工程と同じ処理を行うことにより、アニール処理されたトナー粒子(処理後)2乃至トナー粒子(処理後)14を得た。 Subsequently, toner particles 1 (after treatment) 2 to toner particles (after treatment) 14 were obtained by performing the same treatment as the annealing treatment step for toner particles 1 (after treatment).
<有機無機複合微粒子1の製造例>
撹拌モータ、コンデンサおよび熱電対を備えた250mL四つ口丸底フラスコに、個数平均粒径が25nmのコロイダルシリカの水分散体(シリカ濃度40質量%)を18.7g、イオン交換水125mL,およびメタクリルオキシプロピル−トリメトキシシラン(MPS)を16.5g投入した。混合物は120rpmで撹拌しながら65℃まで昇温した。窒素を30分間、混合物に吹き込み、3時間後に、エタノール10mLに溶解したラジカル開始剤2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBNと略記)0.16gを添加し、温度を75℃に設定した。75℃でラジカル重合を5時間行い、次に1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン(HMDS)3mL(2.3g)を混合物に添加した。更に3時間反応を行い、混合物を170メッシュ篩でろ過し、凝集塊を除去し、ステンレスのトレイに移した後120℃で12時間乾燥した。白色の粉末状固体が捕集され、オスター ブレンダーOB−1を用い1分間粉砕を行った。容量は250ml、回転は15700rpmに設定した。
<Example of production of organic-inorganic composite fine particles 1>
In a 250 mL four-necked round bottom flask equipped with a stirring motor, a condenser, and a thermocouple, 18.7 g of an aqueous dispersion of colloidal silica having a number average particle diameter of 25 nm (silica concentration: 40% by mass), 125 mL of ion-exchanged water, and 16.5 g of methacryloxypropyl-trimethoxysilane (MPS) was added. The mixture was heated to 65 ° C. with stirring at 120 rpm. Nitrogen was blown into the mixture for 30 minutes, and after 3 hours, 0.16 g of a radical initiator 2,2′-azobisisobutyronitrile (abbreviated as AIBN) dissolved in 10 mL of ethanol was added, and the temperature was set to 75 ° C. did. Radical polymerization was performed at 75 ° C. for 5 hours, and then 3 mL (2.3 g) of 1,1,1,3,3,3-hexamethyldisilazane (HMDS) was added to the mixture. The reaction was further carried out for 3 hours, and the mixture was filtered through a 170 mesh sieve to remove aggregates, transferred to a stainless steel tray, and then dried at 120 ° C. for 12 hours. A white powdery solid was collected and pulverized for 1 minute using an oster blender OB-1. The volume was set to 250 ml and the rotation was set to 15700 rpm.
<有機無機複合微粒子2乃至6の製造例>
有機無機複合微粒子1の製造例において、表5に示すようにメタクリルオキシプロピル−トリメトキシシランの添加量、コロイダルシリカの種類、添加量を変更する以外は、同様にして有機無機複合微粒子2乃至6を得た。
<Production example of organic-inorganic composite fine particles 2 to 6>
In the production example of the organic / inorganic composite fine particles 1, as shown in Table 5, except that the addition amount of methacryloxypropyl-trimethoxysilane, the type of colloidal silica, and the addition amount were changed, the organic / inorganic composite fine particles 2 to 6 were similarly used. Got.
<ゾルゲルシリカ粒子1の準備>
HMDS(ヘキサメチルジシラザン)で表面処理された、個数平均粒径110nmのゾルゲルシリカ粒子1を用意した。
<Preparation of sol-gel silica particles 1>
A sol-gel silica particle 1 having a number average particle diameter of 110 nm and surface-treated with HMDS (hexamethyldisilazane) was prepared.
<樹脂粒子1の準備>
市販のメラミン−ホルムアルデヒド樹脂粒子である、個数平均粒径300nmの日本触媒社製エポスタSを用意し、これを樹脂粒子1とした。
<Preparation of resin particle 1>
EPOSTA S manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., which is a commercially available melamine-formaldehyde resin particle and has a number average particle diameter of 300 nm, was prepared as resin particle 1.
〔実施例1〕
(トナー1の調製)
次に、前記トナー粒子(処理後)1に、表6に記載した外添剤を、ノビルタ(ホソカワミクロン製)にて動力を0.5kWで5分間外添し、トナー1を得た。
[Example 1]
(Preparation of Toner 1 )
Next, the external additives listed in Table 6 were externally added to the toner particles (after treatment) 1 with Nobilta (manufactured by Hosokawa Micron Corporation) at a power of 0.5 kW for 5 minutes to obtain toner 1.
〔比較例1乃至6〕
実施例1と同様にトナー粒子(処理後)1乃至トナー粒子(処理後)4について、表6に記載した外添剤を用いて外添を行い、トナー2乃至7を得た。
[Comparative Examples 1 to 6]
In the same manner as in Example 1, toner particles (after treatment) 1 to toner particles (after treatment) 4 were externally added using the external additives shown in Table 6 to obtain toners 2 to 7.
〔実施例2乃至18〕
実施例1と同様にトナー粒子(処理後)1及びトナー粒子(処理後)5乃至トナー粒子(処理後)14について、表6に記載した外添剤を用いて外添を行い、トナー8乃至24を得た。
[Examples 2 to 18]
In the same manner as in Example 1, toner particles (after treatment) 1 and toner particles (after treatment) 5 to toner particles (after treatment) 14 were externally added using the external additives listed in Table 6, and toners 8 to 24 was obtained.
得られたトナーを用いて下記の評価試験を行った。評価結果を表6に示す。 The following evaluation test was performed using the obtained toner. The evaluation results are shown in Table 6.
<耐熱保存性の評価>
約10gのトナーを100mlのポリカップに入れ、53℃で3日放置した後、各放置サンプルについて、目視で評価した。なお、本発明においてはAランクからCランクまでを良好な耐熱保存性を持つと判断した。
(評価基準)
A:凝集物は見られない。
B:凝集物がわずかに見られる。
C:凝集物は見られるが容易に崩れる。
D:ほぼ全量が凝集している。
<Evaluation of heat-resistant storage stability>
About 10 g of toner was put in a 100 ml polycup and allowed to stand at 53 ° C. for 3 days, and then each of the left samples was visually evaluated. In the present invention, it was judged that A rank to C rank have good heat-resistant storage stability.
(Evaluation criteria)
A: Aggregates are not seen.
B: The aggregate is slightly seen.
C: Aggregates are seen but easily collapse.
D: Almost all aggregates.
<低温定着性の評価>
市販のキヤノン製プリンターLBP5300を使用し、定着性の評価を行った。LBP5300は、一成分接触現像を採用しており、トナー規制部材によって現像担持体上のトナー量を規制している。評価用カートリッジは、市販のカートリッジ中に入っているトナーを抜き取り、エアーブローにて内部を清掃した後、上記トナーを160g充填したものを使用した。上記カートリッジを、シアンステーションに装着し、その他にはダミーカートリッジを装着することで評価を実施した。
<Evaluation of low-temperature fixability>
A commercially available Canon printer LBP5300 was used to evaluate the fixability. The LBP 5300 employs one-component contact development and regulates the amount of toner on the development carrier by a toner regulating member. As the evaluation cartridge, the toner contained in a commercially available cartridge was taken out, the inside was cleaned by air blow, and a cartridge filled with 160 g of the toner was used. The cartridge was installed in the cyan station, and the other cartridges were evaluated by installing dummy cartridges.
紙上のトナー載り量を0.6/cm2になるように上記複写機の現像コントラストを調整し、単色モードで、先端余白5mm、幅100mm、長さ280mmの、「ベタ」の未定着画像を常温常湿度環境下(23℃/60%RH)で作成した。紙は、A4用紙(「プローバーボンド紙」:105g/m2、フォックスリバー社製)を用いた。 The development contrast of the copying machine is adjusted so that the amount of toner on the paper is 0.6 / cm 2 , and a “solid” unfixed image having a front margin of 5 mm, a width of 100 mm, and a length of 280 mm is obtained in the single color mode. It was created in a normal temperature and humidity environment (23 ° C./60% RH). The paper used was A4 paper (“Prober Bond paper”: 105 g / m 2 , manufactured by Fox River).
次に、LBP5300(キヤノン社製)の定着器を手動で定着温度設定が可能となるように改造し、定着器の回転速度を300mm/sに変更した。また、定着時の圧力を0.75kgf/cm2と設定した。前記改造定着器を用い、常温常湿度環境下(23℃/60%RH)で、80℃から180℃の範囲で5℃ずつ定着温度を上昇させながら、上記「ベタ」の未定着画像の各温度における定着画像を得た。 Next, modified so as to allow manual fixing temperature setting of the fixing device of LBP5 3 00 (manufactured by Canon Inc.), the rotational speed of the fixing device was changed to 300 mm / s. Further, the pressure during fixing was set to 0.75 kgf / cm 2 . Each of the above-mentioned “solid” unfixed images was increased by increasing the fixing temperature by 5 ° C. in the range of 80 ° C. to 180 ° C. in the normal temperature and humidity environment (23 ° C./60% RH) using the modified fixing device. A fixed image at temperature was obtained.
得られた定着画像の画像領域に、柔和な薄紙(例えば、商品名「ダスパー」、小津産業社製)を被せ、該薄紙の上から1.0KPaの荷重をかけつつ3往復、該画像領域を摺擦した。摺擦前と摺擦後の画像濃度をそれぞれ測定して、下記式により画像濃度の低下率ΔD(%)を算出した。このΔD(%)が10%未満のときの温度を定着開始温度とし、以下のような評価基準で低温定着性を評価した。 Cover the image area of the obtained fixed image with a soft thin paper (for example, trade name “Dasper”, manufactured by Ozu Sangyo Co., Ltd.), and apply the load of 1.0 KPa on the thin paper three times, Rubbed. The image density before and after rubbing was measured, respectively, and the reduction rate ΔD (%) of the image density was calculated by the following formula. The temperature at which ΔD (%) was less than 10% was defined as the fixing start temperature, and the low temperature fixability was evaluated according to the following evaluation criteria.
尚、画像濃度はカラー反射濃度計(Color reflection densitometer X−Rite 404A:製造元 X−Rite社製)で測定した。
(式):ΔD(%)=(摺擦前の画像濃度−摺擦後の画像濃度)/摺擦前の画像濃度×100
The image density was measured with a color reflection densitometer (Color reflection densitometer X-Rite 404A: manufacturer X-Rite).
(Formula): ΔD (%) = (Image density before rubbing−Image density after rubbing) / Image density before rubbing × 100
なお、本発明においてはAランクからCランクまでを良好な低温定着性と判断した。
(評価基準)
A:定着開始温度が100℃未満
B:定着開始温度が100℃以上110℃未満
C:定着開始温度が110℃以上120℃未満
D:定着開始温度が120℃以上
In the present invention, A rank to C rank were judged as good low temperature fixability.
(Evaluation criteria)
A: Fixing start temperature is less than 100 ° C. B: Fixing start temperature is 100 ° C. or more and less than 110 ° C. C: Fixing start temperature is 110 ° C. or more and less than 120 ° C. D: Fixing start temperature is 120 ° C. or more.
<トナーの耐ホットオフセット性の評価>
前記定着開始温度の評価において得られた定着画像について、ホットオフセット(定着画像が紙から定着ローラへ付着し、定着ローラが一回転して紙へ再付着する現象)が発生したかどうか評価した。
<Evaluation of hot offset resistance of toner>
The fixed image obtained in the evaluation of the fixing start temperature was evaluated for occurrence of hot offset (a phenomenon in which the fixed image adheres from the paper to the fixing roller, and the fixing roller rotates once and reattaches to the paper).
非画像部の画像濃度がベタ画像濃度の0.05倍以上の濃度を示した場合、オフセット発生とした。画像濃度は、反射濃度計(500 Series Spectrodensitometer;X−Rite社製)を用いて評価した。 When the image density of the non-image portion showed a density of 0.05 times or more of the solid image density, an offset was generated. The image density was evaluated using a reflection densitometer (500 Series Spectrodensitometer; manufactured by X-Rite).
なお、本発明においてはAランクからCランクまでを良好な耐オフセット性と判断した。
(評価基準)
A:170℃以上でホットオフセットは発生する。
B:160℃、又は165℃でホットオフセットが発生した。
C:150℃、又は155℃でホットオフセットが発生した。
D:145℃以下でホットオフセットが発生し、耐オフセット性に劣る。
In the present invention, from A rank to C rank was judged as good offset resistance.
(Evaluation criteria)
A: Hot offset occurs at 170 ° C. or higher.
B: Hot offset occurred at 160 ° C or 165 ° C.
C: Hot offset occurred at 150 ° C or 155 ° C.
D: Hot offset occurs at 145 ° C. or lower, resulting in poor offset resistance.
<定着温度幅の評価>
ホットオフセットが発生しない上限範囲を定着可能温度とし、定着可能温度と定着開始温度との差を定着温度幅として評価を行った。定着温度幅の評価基準は以下のとおりである。なお、本発明においてはAランクからCランクまでを良好な定着温度幅を持つと判断した。
(評価基準)
A:定着温度幅が70℃以上
B:定着温度幅が60℃以上70℃未満
C:定着温度幅が50℃以上60℃未満
D:定着温度幅が50℃未満
<Evaluation of fixing temperature range>
The upper limit range in which hot offset does not occur was set as the fixable temperature, and the difference between the fixable temperature and the fixing start temperature was evaluated as the fixing temperature range. The evaluation criteria for the fixing temperature range are as follows. In the present invention, it was judged that the rank A to rank C had a good fixing temperature range.
(Evaluation criteria)
A: Fixing temperature range is 70 ° C. or more B: Fixing temperature range is 60 ° C. or more and less than 70 ° C. C: Fixing temperature range is 50 ° C. or more and less than 60 ° C. D: Fixing temperature range is less than 50 ° C.
トナーの帯電性の評価は、N/N(温度23℃、相対湿度50%)環境における初期帯電量と各環境下での環境放置前後のトナーの摩擦帯電量の低下率を用いて評価した。 The toner chargeability was evaluated using the initial charge amount in an N / N (temperature 23 ° C., relative humidity 50%) environment and the rate of decrease in the triboelectric charge amount of the toner before and after leaving the environment under each environment.
<トナークリーニング性>
低温低湿環境下(10℃/14%Rh)で、印字比率5%の罫線画像を3000枚連続出力する耐久試験を行い、出力した画像上のクリーニング不良に由来する縦筋の有無を目視で観察し評価した。
A:3000枚出力後も縦スジが観察されない。
B:2501枚以上3000枚以下で軽微な縦スジがみられる。
C:2001枚以上2500枚以下で縦スジがみられる。
D:101枚以上2000枚以下で縦スジが発生する。
E:100枚以下で縦スジが発生する。
<Toner cleaning property>
In a low-temperature and low-humidity environment (10 ° C / 14% Rh), a durability test was performed to continuously output 3000 ruled line images with a printing ratio of 5%, and the presence or absence of vertical streaks due to poor cleaning on the output image was visually observed. And evaluated.
A: No vertical streak is observed even after 3000 sheets are output.
B: Minor vertical stripes are observed between 2501 and 3000.
C: Vertical stripes are observed between 2001 and 2500.
D: Vertical stripes occur between 101 and 2000.
E: Vertical streaks occur with 100 sheets or less.
<耐久性>
上記キヤノン製プリンターLBP5300を使用し、耐久性の評価を行った。LBP5300は、一成分接触現像を採用しており、トナー規制部材によって現像担持体上のトナー量を規制している。評価用カートリッジは、市販のカートリッジ中に入っているトナーを抜き取り、エアーブローにて内部を清掃した後、上記トナーを160g充填したものを使用した。上記カートリッジを、シアンステーションに装着し、その他にはダミーカートリッジを装着することで評価を実施した。
<Durability>
Using the above-mentioned Canon printer LBP5300, durability was evaluated. The LBP 5300 employs one-component contact development and regulates the amount of toner on the development carrier by a toner regulating member. As the evaluation cartridge, the toner contained in a commercially available cartridge was taken out, the inside was cleaned by air blow, and a cartridge filled with 160 g of the toner was used. The cartridge was installed in the cyan station, and the other cartridges were evaluated by installing dummy cartridges.
15℃、10%RHの低温低湿環境下にて、印字率が1%の画像を連続して出力した。1,000枚出力する毎にべた画像、ハーフトーン画像を出力し、規制部材へのトナー融着に起因する縦スジ、いわゆる現像スジ発生の有無を目視で確認した。最終的に15,000枚の画像出力を行った。
A:15,000枚で現像スジ発生せず。
B:ハーフトーン画像での現像スジが10,001枚以上14,999枚以下で発生し、15,000枚の時点でベタ画像で現像スジが確認出来ないもの。
C:ハーフトーン画像での現像スジが10,001枚以上14,999枚以下で発生し、15,000枚の時点の画像においてベタ画像で現像スジが確認出来るもの。
D:ハーフトーン画像での現像スジが10,000以下で発生するもの。
In a low-temperature and low-humidity environment at 15 ° C. and 10% RH, an image with a printing rate of 1% was continuously output. A solid image and a halftone image were output each time 1,000 sheets were output, and the presence or absence of occurrence of vertical stripes due to toner fusion to the regulating member, that is, so-called development stripes, was visually confirmed. Finally, 15,000 images were output.
A: No development streak occurred on 15,000 sheets.
B: The development streak in the halftone image occurs between 10,000 and 14,999 sheets, and the development streak cannot be confirmed in the solid image at 15,000 sheets.
C: A development streak in a halftone image occurs between 10,001 sheets and 14,999 sheets and an image at the time of 15,000 sheets can be confirmed with a solid image.
D: The development streak occurs in a halftone image at 10,000 or less.
T1:造粒タンク、T2:樹脂溶液タンク、T3:溶媒回収タンク、B1:二酸化炭素ボンベ、P1、P2:ポンプ、V1、V2:バルブ、V3:圧力調整バルブ、1:吸引機(測定容器2と接する部分は少なくとも絶縁体)、2:金属製の測定容器、3:500メッシュのスクリーン、4:金属製のフタ、5:真空計、6:風量調節弁、7:吸引口、8:コンデンサー、9:電位計 T1: Granulation tank, T2: Resin solution tank, T3: Solvent recovery tank, B1: Carbon dioxide cylinder, P1, P2: Pump, V1, V2: Valve, V3: Pressure adjustment valve, 1: Suction machine (measuring vessel 2 2: Metal measuring container, 3: 500 mesh screen, 4: Metal lid, 5: Vacuum gauge, 6: Air flow control valve, 7: Suction port, 8: Condenser , 9: Electrometer
Claims (7)
外添剤としての有機無機複合微粒子
を有するトナーであって、
前記樹脂Aは、
(i)シロキサン結合を有する樹脂であり、
(ii)示差走査熱量計(DSC)による測定において、1回目の昇温における最大吸熱ピークのピーク温度TpA(℃)が55℃以上80℃以下であり、
(iii)粘弾性測定において、前記TpA(℃)における損失弾性率をG”(TpA)[Pa]、前記TpAより10℃高い温度TpA+10(℃)における損失弾性率をG”(TpA+10)[Pa]としたとき、
前記G”(TpA)、およびG”(TpA+10)が下記式(1)満足し、
{log(G”(TpA))−log(G”(TpA+10))}≧1.0・・(1)
前記有機無機複合微粒子は、
(iv)シロキサン結合を有する樹脂を含有する樹脂粒子の表面に、一部が露出した状態で無機微粒子が埋め込まれた構造を有し、且つ、前記樹脂粒子を構成する樹脂成分のテトラヒドロフラン(THF)不溶分が70.0質量%以上であり、
(v)個数平均粒径が50nm以上500nm以下である、
ことを特徴とするトナー。 Toner particles having a core-shell structure having a core containing a binder resin, a colorant, and a wax, and a shell phase containing resin A, and
A toner having organic-inorganic composite fine particles as an external additive ,
The resin A is
(I) a resin having a siloxane bond,
(Ii) In the measurement with a differential scanning calorimeter (DSC), the peak temperature TpA (° C.) of the maximum endothermic peak at the first temperature rise is 55 ° C. or more and 80 ° C. or less,
(Iii) In the viscoelasticity measurement, the loss elastic modulus at the TpA (° C.) is G ″ (TpA) [Pa], and the loss elastic modulus at a temperature TpA + 10 (° C.) 10 ° C. higher than the TpA is G ″ (TpA + 10) [Pa ]
G ″ (TpA) and G ″ (TpA + 10) satisfy the following formula (1):
{Log (G ″ (TpA)) − log (G ″ (TpA + 10))} ≧ 1.0 (1)
The organic-inorganic composite fine particles are
(Iv) Tetrahydrofuran (THF), which is a resin component that has a structure in which inorganic fine particles are embedded in a partially exposed state on the surface of a resin particle containing a resin having a siloxane bond, and which constitutes the resin particle Insoluble matter is 70.0% by mass or more,
(V) the number average particle diameter is 50 nm or more and 500 nm or less,
Toner characterized by the above.
X−SiH3-n(OR)n ・・・・[1]
ここで、Xは有機官能基、Rはメチル又はエチル基、nは1〜3の整数を表す。 The resin component contained in the organic-inorganic composite particles of any one of 請 Motomeko 1-6 you containing polymer least 50.0 wt% of the silane compound represented by the following formula [1] toner.
X-SiH 3-n (OR) n ... [1]
Here, X represents an organic functional group, R represents a methyl or ethyl group, and n represents an integer of 1 to 3.
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