JP6870322B2 - Toner for static charge image development - Google Patents
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Description
本発明は、低温定着性と耐ブロッキング性に優れた静電荷像現像用トナーに関する。 The present invention relates to an electrostatic charge image developing toner having excellent low temperature fixability and blocking resistance.
静電荷像現像用トナーは、プリンター、複写機、ファクシミリ等において、静電荷像を可視化する画像形成に用いられる。電子写真方式による画像の形成を例にとると、先ず感光体ドラム上に静電潜像を形成し、次いでこれをトナーにより現像した後、転写紙等に転写し、熱等により定着することによって画像形成が行われる。
静電荷像現像用トナーとしては、通常、結着樹脂及び着色剤に、必要に応じて帯電制御剤、離型剤、磁性体等を乾式混合した後、押出機等で溶融混練し、次いで、粉砕、分級する、いわゆる溶融混練粉砕法により得られたトナー粒子に、流動性等の各種性能を付与することを目的として、例えばシリカ等の固体微粒子を外添剤として表面に付着させた形態のものが用いられている。
Toner for static charge image development is used for image formation for visualizing static charge images in printers, copiers, facsimiles, and the like. Taking the formation of an image by the electrophotographic method as an example, an electrostatic latent image is first formed on a photoconductor drum, then developed with toner, transferred to a transfer paper or the like, and fixed by heat or the like. Image formation is performed.
As the toner for static charge image development, usually, a charge control agent, a mold release agent, a magnetic material, etc. are dry-mixed with a binder resin and a colorant, and then melt-kneaded with an extruder or the like, and then melt-kneaded. For the purpose of imparting various performances such as fluidity to toner particles obtained by the so-called melt-kneading pulverization method of pulverization and classification, for example, solid fine particles such as silica are attached to the surface as an external additive. The thing is used.
近年、複写機やプリンター等の画像形成において高精細画質化が要求され、トナー粒子の粒径や粒度分布を制御し易い、懸濁重合法、乳化凝集法、溶解懸濁法等の製造法が提案されている。
更には、近年における複写機やプリンター等の普及に伴い、画像品質への要求に加え、特に高速印刷及び低エネルギー定着性に優れたトナーが望まれるようになり、トナーの低温定着性の改善が試みられているが、該低温定着性と、耐ブロッキング性や耐高温オフセット性とは、通常は二律背反の関係にあり、両立を図ることが望まれている。これらの課題に対して、従来から種々の検討がなされている。
In recent years, high-definition image quality has been required for image formation in copiers and printers, and manufacturing methods such as suspension polymerization method, emulsion aggregation method, and dissolution suspension method, which make it easy to control the particle size and particle size distribution of toner particles, have been used. Proposed.
Furthermore, with the spread of copiers and printers in recent years, in addition to the demand for image quality, toners having particularly excellent high-speed printing and low-energy fixability have been desired, and the low-temperature fixability of toner has been improved. Although attempts have been made, the low temperature fixing property and the blocking resistance and the high temperature offset resistance are usually in a trade-off relationship, and it is desired to achieve both. Various studies have been made on these issues.
特許文献1には、結晶性ポリエステル樹脂と離型剤とを含むトナーであって、ルテニウム染色したトナー断面に、前記結晶性ポリエステル樹脂が前記離型剤と接触した構造体が存在し、該構造体の断面積をA、前記離型剤単独の断面積をB、前記結晶性ポリエステル樹脂単独の断面積をCとしたとき、40≦100×A/(A+B+C)≦70、10≦100×B/(A+B+C)≦30、20≦100×C/(A+B+C)≦30である静電荷像現像用トナーが開示されている。 Patent Document 1 describes a toner containing a crystalline polyester resin and a mold release agent, and has a structure in which the crystalline polyester resin is in contact with the mold release agent on a ruthenium-dyed toner cross section. When the cross-sectional area of the body is A, the cross-sectional area of the release agent alone is B, and the cross-sectional area of the crystalline polyester resin alone is C, 40 ≦ 100 × A / (A + B + C) ≦ 70, 10 ≦ 100 × B / (A + B + C) ≦ 30, 20 ≦ 100 × C / (A + B + C) ≦ 30, a toner for static charge image development is disclosed.
特許文献2には、耐熱保存性や低温定着を目的として、定着助剤として融点50〜150℃の結晶性有機化合物を含有し、加熱時に樹脂と定着助剤が相溶化するために、トナーのDSC測定において、昇温2回目の定着助剤由来の融解極大値の吸熱量は、昇温1回目に比べ小さくなり、トナーのガラス転移温度が樹脂のガラス転移温度よりも低下し、昇温2回目のガラス転移温度が昇温1回目に比べて小さくなる静電荷像現像用トナーが提案されている。
特許文献3には、トナー母粒子とシェル層を有するコアシェル構造であり、前記トナー母粒子は、前記トナー母粒子の表面上に水溶性樹脂からなる樹脂被覆層を有し、かつ前記樹脂被覆層上に前記シェル層を有する静電荷像現像用トナーが開示されている。
本発明が解決しようとする課題は、低温定着性と耐ブロッキング性を両立できる静電荷像現像用トナーを提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a toner for static charge image development that can achieve both low temperature fixability and blocking resistance.
本発明者は、低温定着性と耐ブロッキング性を両立するために最も効果的な形態として、レオメーターで測定されるtanδが極大値をとる温度の2回目測定値と1回目測定値の差、tanδの1回目測定値、及び、tanδ極大値の2回目測定値と1回目測定値の比が特定の範囲をとるように調整した形態が有効であることを見出した。 The present inventor, as the most effective form for achieving both low temperature fixability and blocking resistance, is the difference between the second measurement value and the first measurement value of the temperature at which tan δ measured by the leometer reaches the maximum value. It was found that a form in which the ratio of the first measurement value of tan δ and the second measurement value of the tan δ maximum value to the first measurement value is adjusted to take a specific range is effective.
本発明は、上述した知見に基づくものであり、本発明は以下の通りである。
<1>
レオメーターの1回目昇温測定でtanδが極大になる40℃以上80℃以下の温度を[T1st]とし、2回目昇温測定でtanδが極大になる40℃以上80℃以下の温度を[T2nd]としたとき、[T2nd]−[T1st]が1.0℃以上4.5℃以下であり、
tanδ極大値の40℃以上80℃以下に観測される1回目測定値を[tanδ1st]としたとき、[tanδ1st]が1.15以上1.80以下であり、
40℃以上80℃以下に観測される2回目測定値を[tanδ2nd]としたとき、その比[tanδ2nd]/[tanδ1st]が1.50以上2.20以下であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
<2>
前記[T2nd]−[T1st]が2.5℃以上4.5℃以下であり、
前記[tanδ1st]が1.15以上1.80以下であり、
前記[tanδ2nd]/[tanδ1st]が1.50以上2.20以下である<1>記載の静電荷像現像用トナー。
<3>
前記[T2nd]−[T1st]が2.5℃以上4.5℃以下であり、
前記[tanδ1st]が1.15以上1.80以下であり、
前記[tanδ2nd]/[tanδ1st]が1.50以上1.90以下である<1>記載の静電荷像現像用トナー。
<4>
少なくとも結着樹脂と着色剤を含有するトナー母粒子、及び、外添剤を含む<1>ないし<3>の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
<5>
少なくとも結着樹脂と着色剤を含有する内部成分と、その周囲に存在する追添加粒子成分とを含有し、透過型電子顕微鏡で測定したときの、内部成分と追添加粒子成分に陰影差がない<4>に記載の静電荷像現像用トナー。
<6>
平均円形度が0.95〜0.99である<1>ないし<5>の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
<7>
体積平均粒径が5〜8μmである<1>ないし<6>の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
<8>
ワックスを含有する<1>ないし<7>の何れか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
The present invention is based on the above findings, and the present invention is as follows.
<1>
The temperature at which tan δ is maximized at 40 ° C. or higher and 80 ° C. or lower in the first temperature rise measurement of the rheometer is defined as [T 1st ], and the temperature at which tan δ is maximized at 40 ° C. or higher and 80 ° C. or lower in the second temperature rise measurement is [T 1st]. when the T 2nd], [T 2nd] - [T 1st] is at 1.0 ℃ more than 4.5 ℃ or less,
When the first measurement value observed at the maximum value of tanδ of 40 ° C. or higher and 80 ° C. or lower is [tanδ 1st ], [tanδ 1st ] is 1.15 or higher and 1.80 or lower.
When the second measured value observed at 40 ° C. or higher and 80 ° C. or lower is [tanδ 2nd ], the ratio [tanδ 2nd ] / [tanδ 1st ] is 1.50 or more and 2.20 or less. Toner for static charge image development.
<2>
The [T 2nd ]-[T 1st ] is 2.5 ° C. or higher and 4.5 ° C. or lower.
The [tan δ 1st ] is 1.15 or more and 1.80 or less.
The toner for developing an electrostatic charge image according to <1>, wherein the [tanδ 2nd ] / [tanδ 1st] is 1.50 or more and 2.20 or less.
<3>
The [T 2nd ]-[T 1st ] is 2.5 ° C. or higher and 4.5 ° C. or lower.
The [tan δ 1st ] is 1.15 or more and 1.80 or less.
The toner for developing an electrostatic charge image according to <1>, wherein the [tanδ 2nd ] / [tanδ 1st] is 1.50 or more and 1.90 or less.
<4>
The toner for static charge image development according to any one of <1> to <3>, which contains at least a binder resin and a colorant, and an external additive.
<5>
It contains at least an internal component containing a binder resin and a colorant, and an additional particle component existing around the internal component, and there is no shadow difference between the internal component and the additional particle component when measured with a transmission electron microscope. The toner for developing an electrostatic charge image according to <4>.
<6>
The toner for developing an electrostatic charge image according to any one of <1> to <5>, which has an average circularity of 0.95 to 0.99.
<7>
The toner for developing an electrostatic charge image according to any one of <1> to <6>, which has a volume average particle diameter of 5 to 8 μm.
<8>
The toner for developing an electrostatic charge image according to any one of <1> to <7>, which contains wax.
本発明によれば、前記問題点や課題を解決し、低温定着性と耐ブロッキング性とが両立した静電荷像現像用トナーを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to solve the above-mentioned problems and problems and provide a toner for static charge image development in which both low-temperature fixability and blocking resistance are compatible.
1.測定方法、定義
本発明においては、外添剤を有する前のものを「トナー母粒子」と称する。該トナー母粒子の表面に外添剤を有するものを「トナー」又は「静電荷像現像用トナー」と称する。
1. 1. Measuring method and definition In the present invention, those before having an external additive are referred to as "toner mother particles". A toner having an external additive on the surface of the toner matrix particles is referred to as a "toner" or a "toner for developing an electrostatic charge image".
本発明のトナーは、「少なくとも結着樹脂と着色剤を含有するトナー母粒子」、及び、「外添剤」を含むものであることが好ましく、更に、「少なくとも結着樹脂と着色剤を含有する内部成分」と、「その周囲に存在する追添加粒子成分」とを含有するものであることが特に好ましい。 The toner of the present invention preferably contains "a toner matrix particle containing at least a binder resin and a colorant" and an "external additive", and further, "an internal component containing at least a binder resin and a colorant". It is particularly preferable that the component contains "component" and "additional particle component existing around the component".
後述するような何れのトナー母粒子の調製方法においても、追添加粒子(成分)とは、トナー母粒子の表面に偏在しているものを言う。トナーになったときの追添加粒子(成分)の形状は、微粒子であっても薄膜であってもよく、更には、連続的に内部成分を覆っていても非連続的に内部成分を覆っていてもよい。 In any of the methods for preparing toner matrix particles as described later, the additional particles (components) are those that are unevenly distributed on the surface of the toner matrix particles. The shape of the additional particles (components) when they become toner may be fine particles or thin films, and even if they continuously cover the internal components, they cover the internal components discontinuously. You may.
例えば、図3は、本発明の1個のトナーの一部分の拡大写真であるが、トナー母粒子の表面の凹部Bには黒く見える表皮(内部成分の地肌)が多く観測され、トナー母粒子の表面の凸部Aには、庇部分がない薄膜化した表皮(追添加粒子成分)が多く観測されている。
従来のトナーのトナー母粒子のコアシェル構造は、コアをシェルが全体的に覆っているか、トナー母粒子表面の凹凸に関係なく、コアを部分的にシェルが覆っている構造であり、シェルがコアとは独立した表皮(その場合、シェルが「かさぶた」のように見えることがある)としてコアの表面を覆っているような構造であった。
For example, FIG. 3 is an enlarged photograph of a part of one toner of the present invention. In the recess B on the surface of the toner mother particles, many black skins (the background of the internal component) are observed, and the toner mother particles Many thinned skins (additional particle components) without eaves are observed in the convex portion A on the surface.
The core-shell structure of the toner mother particles of the conventional toner is a structure in which the core is entirely covered by the shell or the core is partially covered by the shell regardless of the unevenness of the surface of the toner mother particles, and the shell is the core. It was a structure that covered the surface of the core as an independent skin (in which case the shell may look like a "scab").
湿式媒体(水系及び又は有機溶剤を連続相とする)中で、トナー母粒子を作製する場合には、内部成分とほぼ同時に追添加粒子を添加し、極性制御等によって内部成分と湿式媒体の界面に追添加粒子(成分)を配置する方法と、内部成分の後に追添加粒子を添加し、物理的に内部成分の表面に追添加粒子(成分)を配置させる方法があり、更に、この両方の方法を組み合わせて、追添加粒子(成分)を配置させる方法がある。
内部成分の後に追添加粒子を添加する場合は、内部成分の組成が決まってから(その後の、加熱、熟成、撹拌等によって、内部成分の形状、物性、相溶等は変化することがある)、追添加粒子を追添加する方法が挙げられる。
本発明のトナーは、上記製造方法で製造されたような態様を有している。
When producing toner matrix particles in a wet medium (water-based and / or organic solvent is a continuous phase), additional particles are added almost at the same time as the internal component, and the interface between the internal component and the wet medium is controlled by polarity control or the like. There is a method of arranging the additional particles (components) in the above, and a method of adding the additional particles after the internal components and physically arranging the additional particles (components) on the surface of the internal components, and further, both of them. There is a method of arranging additional particles (components) by combining the methods.
When additional particles are added after the internal component, the shape, physical properties, compatibility, etc. of the internal component may change after the composition of the internal component is determined (subsequent heating, aging, stirring, etc.). , A method of adding additional particles can be mentioned.
The toner of the present invention has an aspect as produced by the above-mentioned production method.
トナーのレオメーター測定は以下の手順で行い、「レオメーター測定の値」は、以下のように測定したものと定義される。また、本発明における「1回目昇温」及び「2回目昇温」も、以下のように昇温したものと定義される。
測定は、TA Instruments製レオメーターARES(測定制御ソフトウェア TA Orchestrator V7.2.0.2)を用いて以下の通り行う。
Rheometer measurement of toner is performed according to the following procedure, and "rheometer measurement value" is defined as the measurement as follows. Further, the "first temperature rise" and the "second temperature rise" in the present invention are also defined as the temperature rise as follows.
The measurement is performed as follows using a rheometer ARES (measurement control software TA Orchestrator V7.2.0.2) manufactured by TA Instruments.
本発明の静電荷像現像用トナーは、レオメーター測定に関し、ここに記載の測定方法で測定したときの数値(パラメーター)を有する(示す)ものが含まれる。「2回目昇温測定」の結果に影響を与える「1回目昇温測定の際のトナーのペレット成型、昇温条件等」は、1回目昇温測定において下記のようにしたものと定義される。
すなわち、本発明の静電荷像現像用トナーとは、実施例等に記載の測定方法(装置、設定等)で測定したときに、そのような数値(パラメーター)を有する(示す)トナーのことである。
すなわち、数値(パラメーター)を他の装置や他の設定で測定した場合であっても、トナー自体が、本願明細書の実施例等に記載の測定方法で測定したときに、該数値(パラメーター)を有するような(示すような)ものであれば、本発明に含まれる。
The toner for developing an electrostatic charge image of the present invention includes (shows) a toner having a numerical value (parameter) when measured by the measuring method described here with respect to the leometer measurement. "Toner pellet molding, temperature rise conditions, etc. during the first temperature rise measurement" that affect the result of the "second temperature rise measurement" are defined as follows in the first temperature rise measurement. ..
That is, the toner for developing an electrostatic charge image of the present invention is a toner having (showing) such a numerical value (parameter) when measured by the measuring method (device, setting, etc.) described in Examples and the like. is there.
That is, even when the numerical value (parameter) is measured by another device or other setting, the numerical value (parameter) is measured when the toner itself is measured by the measuring method described in the examples of the present specification. If it has (as shown), it is included in the present invention.
[8mm円筒ペレット測定]
サンプル約0.3gを、8mm径用の治具に入れ、50℃に加熱したプレス機(小平製作所 5トンプレス PE−5Y)によって型締力1.25トン(ゲージ25kg/cm2)で15分間加圧し、ペレットに成型する。本発明において、これを「成型体」と略記する場合がある。
測定に使用するアルミニウム製8mmディスポーザブルプレート表面には、格子状に縦横各12本、開口部の幅50〜100μm、深さ1〜10μm(平均3〜5μm)の傷を形成しておく。
[Measurement of 8 mm cylindrical pellets]
Approximately 0.3 g of the sample was placed in a jig for 8 mm diameter and heated to 50 ° C. by a press machine (Kodaira Seisakusho 5 ton press PE-5Y) with a mold clamping force of 1.25 tons (gauge 25 kg / cm 2 ). Pressurize for minutes and mold into pellets. In the present invention, this may be abbreviated as "molded body".
On the surface of the aluminum 8 mm disposable plate used for the measurement, 12 vertical and horizontal scratches are formed in a grid pattern, the width of the opening is 50 to 100 μm, and the depth is 1 to 10 μm (average 3 to 5 μm).
1回目昇温測定:ペレット(成型体)を上下直径8mmの円形パラレルプレートを装着した測定装置にセットし、40℃に昇温した状態で上部プレートを下げて、フォース‘Force’を200gに調整した後、以下の条件で測定する。 1st temperature rise measurement: The pellet (molded body) is set in a measuring device equipped with a circular parallel plate with an upper and lower diameter of 8 mm, and the upper plate is lowered while the temperature is raised to 40 ° C. to adjust the force'Force'to 200 g. After that, measure under the following conditions.
治具コンプライアンス ‘Fixture compliance’ 0
プレート慣性 ‘Tool inertia’ 0
測定周波数 ‘Frequency’ 6.28rad/sec
初期温度 ‘Initial Temp.’ 40.0℃
最終温度 ‘Final Temp.’ 120.0℃
昇温速度 ‘Ramp Rate’ 4.0℃/min
昇温後保持時間 ‘Soak Time After Ramp’ 20s(秒)
測定サイクル時間 ‘Time Per Measure’ 10s(秒)
歪み ‘Strain’ 0.025%
Jig compliance'Fixture compliance' 0
Plate inertia'Tool inertia' 0
Measurement frequency'Frequency' 6.28 rad / sec
Initial temperature'Initial Temp.' 40.0 ℃
Final temperature'Final Temp.' 120.0 ℃
Heating rate'Ramp Rate' 4.0 ℃ / min
Retention time after temperature rise'Soak Time After Ramp' 20s (seconds)
Measurement cycle time'Time Per Measure' 10s (seconds)
Distortion'Strain' 0.025%
オプション ‘Option’
初期温度到達後測定前保持時間 ‘Delay Before Test’ 非設定
自動テンション調整 ‘Auto Tension Adjustment’
自動テンション調整 ‘Auto Tension Adjustment’ 設定
自動テンション方向 ‘Auto Tension Direction’ Compression (圧縮)
初期フォース ‘Initial Static Force’ 204.0g
自動テンション感度 ‘Auto Tension Sensitivity’ 2.0g
自動テンション切り替え ‘Switch Auto Tension to Programmed Extension’
サンプル弾性率設定 ‘When Sample Modulus’ < 3.00e+05Pa
最大自動テンション速度 ‘Max Auto Tension Rate’ 0.01mm/s(mm毎秒)
自動歪み調整 ‘Auto Strain Adjustment’
自動歪み調整 ‘Auto Strain’ 設定
最大歪み ‘Max Applied Strain’ 40.0%
最大許容トルク ‘Max Allowed Torque’ 100.0gf・cm
最小許容トルク ‘Min Allowed Torque’ 0.2gf・cm
歪み調整 ‘Strain Adjustment’ 20.0%
Option'Option'
Retention time before measurement after reaching the initial temperature'Delay Before Test'Non-set automatic tension adjustment'Auto Tension Adjustment'
Auto Tension Adjustment'Auto Tension Adjustment'Settings Auto Tension Direction'Auto Tension Direction'Compression
Initial Force'Initial Static Force' 204.0g
Auto Tension Sensitivity'Auto Tension Sensitivity' 2.0g
Automatic tension switching'Switch Auto Tension to Programmed Extension'
Sample elastic modulus setting'When Sample Modulus'<3.00e + 05Pa
Maximum Auto Tension Rate'Max Auto Tension Rate' 0.01mm / s (mm per second)
Auto Strain Adjustment'Auto Strain Adjustment'
Auto Strain Adjustment'Auto Strain'Setting Maximum Strain'Max Applied Strain' 40.0%
Maximum Allowed Torque'Max Allowed Torque' 100.0gf ・ cm
Minimum allowable torque'Min Allowed Torque' 0.2gf ・ cm
Strain Adjustment'Strain Adjustment' 20.0%
測定終了時設定 ‘End of Test’
温度制御オフ ‘Turn OFF Temp Controller’ No
測定終了後温度設定 ‘Set End of Test Temp’ Yes
測定終了後温度 ‘Set End of Test Temp to’ 40.0℃
モーターオフ ‘Turn OFF Motor’ No
ホールド ‘Turn Hold ON’ Yes
Setting at the end of measurement'End of Test'
Temperature control off'Turn OFF Temp Controller' No
Temperature setting after measurement'Set End of Test Temp'Yes
Temperature after measurement'Set End of Test Temp to' 40.0 ℃
Motor off'Turn OFF Motor' No
Hold'Turn Hold ON' Yes
2回目昇温測定:40℃まで温度が下がったら、1回目と同じ条件で2回目昇温時の測定を行う。ただし測定終了時の設定は以下の通りとする。1回目の測定が終了したら、自動的に空冷し、40℃になった時点で、ペレット(成型体)を取り出さず、直ぐに2回目昇温時の測定を開始する。 Second temperature rise measurement: When the temperature drops to 40 ° C, the measurement at the second temperature rise is performed under the same conditions as the first. However, the settings at the end of measurement are as follows. When the first measurement is completed, the air is automatically cooled, and when the temperature reaches 40 ° C., the pellet (molded body) is not taken out, and the measurement at the time of the second temperature rise is immediately started.
測定終了時設定 ‘End of Test’
温度制御オフ ‘Turn OFF Temp Controller’ No
測定終了後温度設定 ‘Set End of Test Temp’ Yes
測定終了後温度 ‘Set End of Test Temp to’ 120.0℃
モーターオフ ‘Turn OFF Motor’ No
ホールド ‘Turn Hold ON’ No
Setting at the end of measurement'End of Test'
Temperature control off'Turn OFF Temp Controller' No
Temperature setting after measurement'Set End of Test Temp'Yes
Temperature after measurement'Set End of Test Temp to' 120.0 ℃
Motor off'Turn OFF Motor' No
Hold'Turn Hold ON'No
[T2nd]−[T1st]は以下のように求める。
1回目昇温測定で得られた貯蔵弾性率(G’)と損失弾性率(G”)からtanδ(=G”/G’)を求める。
図1のように、1回目昇温測定のtanδが極大値をとる温度[T1st]を求める。同様に2回目昇温測定のtanδが極大値をとる温度[T2nd]を求める。それらを用いて、[T2nd]−[T1st]を求める。
[T 2nd ]-[T 1st ] is calculated as follows.
Tanδ (= G "/ G') is obtained from the storage elastic modulus (G') and the loss elastic modulus (G") obtained in the first temperature rise measurement.
As shown in FIG. 1, the temperature [T 1st ] at which the tan δ of the first temperature rise measurement reaches the maximum value is obtained. Similarly, the temperature [T 2nd ] at which the tan δ of the second temperature rise measurement reaches the maximum value is obtained. Using them, [T 2nd ]-[T 1st ] is obtained.
[tanδ1st]、[tanδ2nd]/[tanδ1st]は以下のように求める。
1回目昇温測定で得られたG’とG”からtanδを求め、図1のように、40℃以上80℃以下に観測される極大値[tanδ1st]を求める。同様に2回目昇温測定の40℃以上80℃以下に観測される極大値[tanδ2nd]を求める。それらを用いて、[tanδ2nd]/[tanδ1st]を求める。
[Tanδ 1st ] and [tanδ 2nd ] / [tanδ 1st ] are obtained as follows.
The tan δ is obtained from G'and G ″ obtained in the first temperature rise measurement, and the maximum value [tan δ 1st ] observed at 40 ° C. or higher and 80 ° C. or lower is obtained as shown in FIG. 1. Similarly, the second temperature rise is obtained. The maximum value [tanδ 2nd ] observed at 40 ° C. or higher and 80 ° C. or lower in the measurement is obtained. Using them, [tanδ 2nd ] / [tanδ 1st ] is obtained.
2.静電荷像現像用トナーの規定
2.1.[T1st]、[T2nd]、[T2nd]−[T1st]
本発明の静電荷像現像用トナーは、[T1st]と[T2nd]は同じ値にならない。これは、1回目の測定時の加熱によってトナーの構造に変化が生じたことを示していると考えられ、以下で発明の範囲を限定するものではないが、その理由は以下のように推定している。
詳細は後述するが、本発明のトナーは、「少なくとも結着樹脂と着色剤を含有する内部成分」と、その周囲に存在する追添加粒子及び外添剤からなる。
測定試料はトナーを極力加熱せずにペレットに成型するので、成型後も内部成分と「追添加粒子及び外添剤」とが分離した状態を維持している。
2. Regulations for Toner for Electrostatic Image Development 2.1. [T 1st ], [T 2nd ], [T 2nd ]-[T 1st ]
In the toner for static charge image development of the present invention, [T 1st ] and [T 2nd ] do not have the same value. This is considered to indicate that the structure of the toner was changed by the heating at the time of the first measurement, and the scope of the invention is not limited below, but the reason is presumed as follows. ing.
Although details will be described later, the toner of the present invention comprises "an internal component containing at least a binder resin and a colorant", additional particles existing around the internal component, and an external additive.
Since the measurement sample is molded into pellets without heating the toner as much as possible, the internal components and the "additional particles and the external additive" are maintained in a separated state even after molding.
この成型品を測定して得られる[T1st]は、大きいドメインとして存在する内部成分の性質を反映した値になる。
一方、[T2nd]は、1回目の測定時の加熱によって、内部成分と追添加粒子成分と外添剤が溶融混合するため、トナー全体の平均組成を反映した値になる。
[T 1st ] obtained by measuring this molded product is a value that reflects the properties of the internal components existing as a large domain.
On the other hand, [T 2nd ] is a value that reflects the average composition of the entire toner because the internal component, the additional particle component, and the external additive are melt-mixed by heating at the time of the first measurement.
[T2nd]−[T1st]が大きい場合は、内部成分と追添加粒子成分の熱特性の差が大きい、又は、内部成分に対する「追添加粒子成分や外添剤」の、熱特性に及ぼす寄与比率若しくは質量比率が高い状態を示すと推認される。
[T2nd]−[T1st]が小さい場合は、内部成分と追添加粒子成分の熱特性の差が小さい、又は、内部成分に対する「追添加粒子成分や外添剤」の、熱特性に及ぼす寄与比率若しくは質量比率が低い状態を示すと推認される。
When [T 2nd ]-[T 1st ] is large, the difference in thermal characteristics between the internal component and the additional particle component is large, or the thermal characteristics of the "additional particle component or external additive" with respect to the internal component are affected. It is presumed that the contribution ratio or mass ratio is high.
When [T 2nd ]-[T 1st ] is small, the difference in thermal characteristics between the internal component and the additional particle component is small, or it affects the thermal characteristics of the "additional particle component or external additive" with respect to the internal component. It is presumed that the contribution ratio or mass ratio is low.
[T2nd]−[T1st]は、1.0℃以上であり、好ましくは1.1℃以上であり、より好ましくは1.8℃以上であり、特に好ましくは2.5℃以上である。
また、[T2nd]−[T1st]は、4.5℃以下であり、好ましくは4.3℃以下であり、特に好ましくは4.0℃以下である。
この範囲であると、耐ブロッキング性と低温定着性のバランスの良いトナーとなる。
[T2nd]−[T1st]が小さ過ぎると、耐ブロッキング性が不足する傾向があり、[T2nd]−[T1st]が大き過ぎると、低温定着性が不足する傾向がある。
[T 2nd ]-[T 1st ] is 1.0 ° C. or higher, preferably 1.1 ° C. or higher, more preferably 1.8 ° C. or higher, and particularly preferably 2.5 ° C. or higher. ..
Further, [T 2nd ]-[T 1st ] is 4.5 ° C. or lower, preferably 4.3 ° C. or lower, and particularly preferably 4.0 ° C. or lower.
Within this range, the toner has a good balance between blocking resistance and low temperature fixability.
If [T 2nd ]-[T 1st ] is too small, the blocking resistance tends to be insufficient, and if [T 2nd ]-[T 1st ] is too large, the low temperature fixability tends to be insufficient.
2.2.[tanδ1st]、[tanδ2nd]
本発明の静電荷像現像用トナーは、[tanδ1st]と[tanδ2nd]は同じ値にならない。これは、1回目の測定時の加熱によってトナーの構造に変化が生じたことを示していると考えられ、その理由は以下のように推定している。
測定試料は、トナーを極力加熱せずにペレットに成型して作製するので、成型後もトナーの内部と表面の組成の差をそのまま維持し、その結果、ペレットにおいては図2に示すような、追添加粒子成分及び外添剤からなる構造体が全体に形成されている。以下、「追添加粒子成分及び外添剤からなる構造体」を、単に「構造体」と略記する場合がある。
2.2. [Tanδ 1st ], [tanδ 2nd ]
In the toner for developing an electrostatic charge image of the present invention, [tanδ 1st ] and [tanδ 2nd ] do not have the same value. This is considered to indicate that the structure of the toner was changed by the heating at the time of the first measurement, and the reason is presumed as follows.
Since the measurement sample is produced by molding the toner into pellets without heating as much as possible, the difference in composition between the inside and the surface of the toner is maintained as it is even after molding, and as a result, the pellets are as shown in FIG. A structure composed of an additional particle component and an external additive is formed as a whole. Hereinafter, the “structure composed of the additional particle component and the external additive” may be simply abbreviated as “structure”.
1回目の測定では、この構造体を有する試料を測定しているので、[tanδ1st]は構造体の性質を反映した値となり、追添加粒子成分及び外添剤の物性や配置が影響すると推定される。
一方、2回目の測定では、1回目の測定時の加熱によって、内部成分と追添加粒子成分と外添剤が溶融混合し、組成が平均化された状態の試料を測定していると推定される。
In the first measurement, since the sample having this structure is measured, [tanδ 1st ] is a value that reflects the properties of the structure, and it is estimated that the physical properties and arrangement of the additional particle component and the external additive have an effect. Will be done.
On the other hand, in the second measurement, it is presumed that the internal component, the additional particle component, and the external additive are melt-mixed by the heating during the first measurement, and the sample in a state where the composition is averaged is measured. To.
[tanδ2nd]/[tanδ1st]が大きい場合は、追添加粒子と外添剤が多いが、1回目の測定時の加熱による溶融混合は進み易く、[tanδ2nd]/[tanδ1st]が小さい場合は、追添加粒子と外添剤が少ない、と推定される。
耐ブロッキング性と低温定着性のバランスをとるためには、[tanδ2nd]/[tanδ1st]が適正な範囲である必要があり、この範囲は1.50以上2.20以下である。この範囲であるトナーは、トナー母粒子表面近傍に追添加粒子成分が薄く存在し、更にその外側に外添剤が外添されている状態であると推認される。
レオメーター測定のペレット(成型体)における上記構造体は、追添加粒子成分と外添剤で形成されていることから、この測定は、トナー母粒子を測定するのではなく、トナーを測定することが重要である。
When [tanδ 2nd ] / [tanδ 1st ] is large, there are many additional particles and external additives, but melt mixing by heating at the time of the first measurement is easy to proceed, and [tanδ 2nd ] / [tanδ 1st ] is small. In this case, it is estimated that there are few additional particles and external additives.
In order to balance the blocking resistance and the low temperature fixability, [tanδ 2nd ] / [tanδ 1st ] must be in an appropriate range, and this range is 1.50 or more and 2.20 or less. It is presumed that the toner in this range is in a state in which the additional particle component is thinly present in the vicinity of the surface of the toner mother particles and the external additive is externally added to the outside thereof.
Since the structure in the pellet (molded body) of the leometer measurement is formed by the additional particle component and the external additive, this measurement is not to measure the toner mother particle but to measure the toner. is important.
[tanδ1st]は、1.15以上であり、好ましくは1.20以上であり、より好ましくは1.30以上である。また、[tanδ1st]は、1.80以下であり、好ましくは1.60以下であり、より好ましくは1.40以下である。
[tanδ1st]が小さ過ぎると、低温定着性が不足する傾向があり、[tanδ1st]が大き過ぎると、耐ブロッキング性が不足する傾向がある。
[Tanδ 1st ] is 1.15 or more, preferably 1.20 or more, and more preferably 1.30 or more. Further, [tan δ1st] is 1.80 or less, preferably 1.60 or less, and more preferably 1.40 or less.
If [tanδ 1st ] is too small, the low temperature fixability tends to be insufficient, and if [tanδ 1st ] is too large, the blocking resistance tends to be insufficient.
[tanδ2nd]/[tanδ1st]は、1.50以上であり、好ましくは1.60以上である。また、[tanδ2nd]/[tanδ1st]は、2.20以下であり、好ましくは2.00以下であり、より好ましくは1.90以下である。
この範囲であると、耐ブロッキング性と低温定着性のバランスが優れたトナーとなる。
[tanδ2nd]/[tanδ1st]が小さ過ぎると、耐ブロッキング性が不足する傾向があり、[tanδ2nd]/[tanδ1st]が大き過ぎると、低温定着性が不足する傾向がある。
[Tanδ 2nd ] / [tanδ 1st ] is 1.50 or more, preferably 1.60 or more. Further, [tanδ 2nd ] / [tanδ 1st ] is 2.20 or less, preferably 2.00 or less, and more preferably 1.90 or less.
Within this range, the toner has an excellent balance between blocking resistance and low temperature fixability.
If [tanδ 2nd ] / [tanδ 1st ] is too small, the blocking resistance tends to be insufficient, and if [tanδ 2nd ] / [tanδ 1st ] is too large, the low temperature fixability tends to be insufficient.
例えば、内部成分と追添加粒子成分が全く異なる化学成分であったり、追添加粒子成分が塩等の極端にTgが高い成分であったりすると、レオメーターでの1回目の測定前後で、構造変化が起こらないため(例えば相溶しないため)、[T2nd]−[T1st]は、0に近づき、[tanδ2nd]/[tanδ1st]は、1に近づく。 For example, if the internal component and the additional particle component are completely different chemical components, or if the additional particle component is a component with extremely high Tg such as salt, the structure changes before and after the first measurement with the rheometer. [T 2nd ]-[T 1st ] approaches 0, and [tanδ 2nd ] / [tanδ 1st ] approaches 1.
なお、レオメーターでの1回目の測定時の「加熱とシェアー」は、静的条件で加熱しており、また、トナー粒子単位の小さな部分(例えば前記記載や図2参照)での変化が起こっている。 The "heating and shear" at the time of the first measurement with the rheometer is heated under static conditions, and changes occur in a small part of the toner particle unit (for example, see the above description and FIG. 2). ing.
また、接着強度を高くし部材汚染を減らす観点から、透過型電子顕微鏡で測定したときの、内部成分と追添加粒子成分の陰影差がないことが特に好ましい。透過型電子顕微鏡の測定条件は、実施例に記載の通り測定し、「陰影差」については、そのように測定したときの写真を肉眼で見たときの「陰影差」とする。
ここで、「陰影差がない」とは、内部成分と追添加粒子成分の染色度合い(白黒度合い)の差がなく、追添加粒子成分の縁(すなわち、内部成分と追添加粒子成分の境界)が見えないことを言う。ただし、上記「陰影差がない」は、陰影差が明瞭ではなく殆ど陰影差が見えないような態様まで除外するものではない。
Further, from the viewpoint of increasing the adhesive strength and reducing the contamination of the members, it is particularly preferable that there is no shadow difference between the internal component and the added particle component when measured with a transmission electron microscope. The measurement conditions of the transmission electron microscope are measured as described in the examples, and the "shadow difference" is defined as the "shadow difference" when the photograph taken in such a measurement is viewed with the naked eye.
Here, "no shadow difference" means that there is no difference in the degree of dyeing (black and white degree) between the internal component and the additional particle component, and the edge of the additional particle component (that is, the boundary between the internal component and the additional particle component). Say you can't see. However, the above-mentioned "no shadow difference" does not exclude a mode in which the shadow difference is not clear and the shadow difference is hardly visible.
2.3.トナー母粒子の組成
2.3.1.内部成分
トナー母粒子は、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有する内部成分と、その周囲に存在する追添加粒子とからなる。内部成分及び/又は追添加粒子には、その他必要に応じてワックス、帯電制御剤等を含有していてもよい。
本発明において、トナー母粒子やトナーを形成させたときに、該追添加粒子が「追添加の際の当初の粒子形状」を保っていないときを含め、「追添加粒子に起因する成分」を「追添加粒子成分」と言う。
また、トナー母粒子やトナーにおける「追添加粒子成分」は、粒子状、薄膜状、他の成分との混合状態・相溶状態等の形態があるため、「追添加粒子成分」を、単に「追添加粒子」と略記することもある。
2.3. Composition of toner matrix particles 2.3.1. Internal component The toner mother particle is composed of an internal component containing at least a binder resin and a colorant, and additional particles existing around the internal component. The internal component and / or the additional particles may contain wax, a charge control agent, or the like, if necessary.
In the present invention, when the toner mother particles and the toner are formed, the "components caused by the additional particles" are used, including the case where the additional particles do not maintain the "initial particle shape at the time of the additional addition". It is called "additional particle component".
In addition, since the "additional particle component" in the toner mother particle or the toner has a form of particles, a thin film, a mixed state with other components, a compatible state, etc. It may be abbreviated as "additional particles".
結着樹脂としては、一般にトナーを製造する際に結着樹脂として用いられるものであればよく、特に限定されないが、例えば、ポリスチレン系樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂等の熱可塑性樹脂、これらの樹脂の混合物等が挙げられる。
結着樹脂を製造するために用いる単量体成分としては、一般的にトナーの結着樹脂を製造する際に用いられている単量体を適宜用いることができる。
例えば、酸性基を有する重合性単量体(以下、単に酸性単量体と称すことがある)、塩基性基を有する重合性単量体(以下、単に塩基性単量体と称することがある)、酸性基も塩基性基も有さない重合性単量体(以下、その他の単量体と称することがある)の何れの重合性単量体も使用することができる。
The binder resin may be any resin that is generally used as a binder resin in the production of toner, and is not particularly limited. For example, a polystyrene resin, a poly (meth) acrylic resin, a polyolefin resin, or an epoxy resin is used. Examples thereof include resins, thermoplastic resins such as polyester resins, and mixtures of these resins.
As the monomer component used for producing the binder resin, a monomer generally used for producing the binder resin of toner can be appropriately used.
For example, a polymerizable monomer having an acidic group (hereinafter, may be simply referred to as an acidic monomer) and a polymerizable monomer having a basic group (hereinafter, may be simply referred to as a basic monomer). ), Any polymerizable monomer having neither an acidic group nor a basic group (hereinafter, may be referred to as another monomer) can be used.
結着樹脂として、ポリスチレン系共重合体樹脂及びポリ(メタ)アクリル系樹脂を使用する場合、以下の単量体が例として挙げられる。「スチレン系又は(メタ)アクリル系単量体」を、以下単に「単量体組成物」と略記する場合がある。 When a polystyrene-based copolymer resin and a poly (meth) acrylic-based resin are used as the binder resin, the following monomers can be mentioned as examples. The "styrene-based or (meth) acrylic-based monomer" may be simply abbreviated as "monomer composition" below.
酸性単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、ケイ皮酸等のカルボキシル基を有する重合性単量体;スルホン化スチレン等のスルホン酸基を有する重合性単量体;ビニルベンゼンスルホンアミド等のスルホンアミド基を有する重合性単量体;等が挙げられる。 As the acidic monomer, a polymerizable monomer having a carboxyl group such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, and silicic acid; a polymerizable monomer having a sulfonic acid group such as sulfonated styrene; Polymerizable monomers having a sulfonamide group such as vinylbenzene sulfonamide; and the like.
塩基性単量体としては、アミノスチレン等のアミノ基を有する芳香族ビニル化合物;ビニルピリジン、ビニルピロリドン等の窒素含有複素環含有重合性単量体;ジメチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート等のアミノ基を有する(メタ)アクリル酸エステル;等が挙げられる。
これら酸性単量体及び塩基性単量体は、トナー母粒子の分散安定化に寄与する。単独で用いても複数種類を混合して用いてもよく、また、対イオンを伴って塩として存在していてもよい。
Examples of the basic monomer include aromatic vinyl compounds having an amino group such as aminostyrene; nitrogen-containing heterocyclic-containing polymerizable monomers such as vinylpyridine and vinylpyrrolidone; and amino such as dimethylaminoethyl acrylate and diethylaminoethyl methacrylate. (Meta) acrylic acid ester having a group; and the like.
These acidic monomers and basic monomers contribute to the dispersion stabilization of the toner matrix particles. It may be used alone, in combination of two or more, or may be present as a salt with a counterion.
その他の単量体としては、スチレン、メチルスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン、p−t−ブチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−n−ノニルスチレン等のスチレン類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸2−エチルヘキシル等のアクリル酸エステル類;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等のメタクリル酸エステル類;アクリルアミド、N−プロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジプロピルアクリルアミド、N,N−ジブチルアクリルアミド等のアクリルアミド類;等が挙げられる。「その他の単量体」は、単独で用いてもよく、また複数を組み合わせて用いてもよい。 Other monomers include styrenes such as styrene, methylstyrene, chlorostyrene, dichlorostyrene, pt-butylstyrene, pn-butylstyrene, pn-nonylstyrene; methyl acrylate, acrylic acid. Acrylic esters such as ethyl, propyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, hydroxyethyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate; methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate , Isobutyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate and other methacrylate esters; acrylamide, N-propylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N-dipropylacrylamide, N, N-dibutylacrylamide And acrylamides; etc. The "other monomers" may be used alone or in combination of two or more.
結着樹脂を架橋樹脂とする場合、上述の重合性単量体と共に多官能性単量体が用いられ、例えば、ジビニルベンゼン、ヘキサンジオ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、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ヘキサエチレングリコールジメタクリレート、ノナエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレン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、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジアリルフタレート等が挙げられる。
中でも二官能性重合性単量体が好ましく、ジビニルベンゼン、ヘキサンジオールジアクリレート等が特に好ましい。これら多官能性重合性単量体は、単独で用いても複数種類を混合して用いてもよい。
また、反応性基をペンダントグループに有する重合性単量体、例えば、グリシジルメタクリレート、メチロールアクリルアミド、アクロレイン等を用いることも可能である。
When the binder resin is a crosslinked resin, a polyfunctional monomer is used together with the above-mentioned polymerizable monomer. For example, divinylbenzene, hexanediol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, and triethylene glycol are used. Examples thereof include dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, hexaethylene glycol dimethacrylate, nonaethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, neopentyl glycol diacrylate and diallyl phthalate.
Of these, a bifunctional polymerizable monomer is preferable, and divinylbenzene, hexanediol diacrylate and the like are particularly preferable. These polyfunctional polymerizable monomers may be used alone or in combination of two or more.
It is also possible to use polymerizable monomers having a reactive group in the pendant group, for example, glycidyl methacrylate, methylolacrylamide, acrolein and the like.
必要に応じて公知の連鎖移動剤を使用することができる。連鎖移動剤の具体的な例としては、t−ドデシルメルカプタン、ドデカンチオール、ジイソプロピルキサントゲン、四塩化炭素、トリクロロブロモメタン等が挙げられる。連鎖移動剤は単独又は2種類以上の併用でもよく、重合性単量体に対して0〜5質量%が好ましい。 If necessary, a known chain transfer agent can be used. Specific examples of the chain transfer agent include t-dodecyl mercaptan, dodecane thiol, diisopropyl xanthogen, carbon tetrachloride, trichlorobromomethane and the like. The chain transfer agent may be used alone or in combination of two or more, preferably 0 to 5% by mass with respect to the polymerizable monomer.
ポリスチレン系共重合体樹脂及びポリ(メタ)アクリル系樹脂を結着樹脂とする場合は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、GPCと記載する)における数平均分子量は好ましくは5000以上、より好ましくは8000以上、更に好ましくは1万以上であり、好ましくは4万以下、より好ましくは3万以下、更に好ましくは2万以下であることが望ましい。重量平均分子量は、好ましくは3万以上、より好ましくは5万以上、好ましくは30万以下、より好ましくは25万以下であることが望ましい。 When the polystyrene-based copolymer resin and the poly (meth) acrylic-based resin are used as the binder resin, the number average molecular weight in gel permeation chromatography (hereinafter referred to as GPC) is preferably 5000 or more, more preferably 8000. As mentioned above, it is more preferably 10,000 or more, preferably 40,000 or less, more preferably 30,000 or less, and further preferably 20,000 or less. The weight average molecular weight is preferably 30,000 or more, more preferably 50,000 or more, preferably 300,000 or less, and more preferably 250,000 or less.
結着樹脂としてポリエステル系樹脂を使用する場合、2価のアルコールとして、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等のジオール類、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ポリオキシエチレン化ビスフェノールA、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールA等のビスフェノールAアルキレンオキシド付加物;等が挙げられる。
2価の酸としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、マロン酸、これらの酸の無水物若しくは低級アルキルエステル;n−ドデセニルコハク酸、n−ドデシルコハク酸等のアルケニルコハク酸類若しくはアルキルコハク酸類;その他の2価の有機酸が挙げられる。
When a polyester resin is used as the binder resin, as the divalent alcohol, for example, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, etc. Diols such as neopentyl glycol, 1,4-butenediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, polyoxyethylene bisphenol A, polyoxypropylene bisphenol A And the like; bisphenol A alkylene oxide adduct; etc.
Examples of the divalent acid include maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, itaconic acid, glutaconic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, succinic acid, adipic acid, sebatic acid, azelaic acid and malon. Acids, anhydrides or lower alkyl esters of these acids; alkenyl succinic acids or alkyl succinic acids such as n-dodecenyl succinic acid, n-dodecyl succinic acid; and other divalent organic acids.
結着樹脂を架橋樹脂とする場合、上述の重合性単量体と共に多官能性単量体が用いられ、例えば、3価以上の多価アルコールとしては、例えば、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ショ糖、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン、その他が挙げられる。
3価以上の酸としては、例えば、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、これらの無水物、その他が挙げられる。
When the binder resin is a crosslinked resin, a polyfunctional monomer is used together with the above-mentioned polymerizable monomer. For example, as the trihydric or higher polyhydric alcohol, for example, sorbitol, 1, 2, 3, 6-hexanetetrol, 1,4-sorbitan, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, sucrose, 1,2,4-butantriol, 1,2,5-pentanthriol, glycerol, 2-methylpropane Examples include triol, 2-methyl-1,2,4-butanetriol, trimethylolethane, trimethylolpropane, 1,3,5-trihydroxymethylbenzene and others.
Examples of trivalent or higher valent acids include 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,2,5-benzenetricarboxylic acid, 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid, 2,5,7-naphthalenetricarboxylic acid. 1,2,4-naphthalentricarboxylic acid, 1,2,5-hexanetricarboxylic acid, 1,3-dicarboxy-2-methyl-2-methylenecarboxypropane, tetra (methylenecarboxyl) methane, 1,2,7, Examples include 8-octanetetracarboxylic acids, these anhydrides, and others.
また、ポリエステル系樹脂の酸価について、水中で追添加粒子を付着させることにより製造する場合には、トナー母粒子のコア(中心部)成分(内部成分)よりも追添加粒子の酸価を高めた方が好ましく、具体的には、追添加粒子の酸価を内部成分の酸価よりも1.1倍以上2.8倍以下に調整することが好ましい。
この倍数が大きいと、追添加粒子が内部成分に埋没し難いため、満足いく耐ブロッキング性が得られ、この倍数が小さいと、「コア(中心部)成分(内部成分)に比し水中で追添加粒子が安定化し過ぎる」ということがなく、追添加粒子が内部成分に好適に付着し易い。
Further, regarding the acid value of the polyester resin, when it is manufactured by adhering the additional particles in water, the acid value of the additional particles is higher than that of the core (central) component (internal component) of the toner matrix particles. Specifically, it is preferable to adjust the acid value of the added particles to 1.1 times or more and 2.8 times or less the acid value of the internal component.
If this multiple is large, it is difficult for the added particles to be buried in the internal components, so that satisfactory blocking resistance can be obtained. If this multiple is small, the additional particles are added in water compared to the core component (internal component). The added particles do not become too stable, and the added particles tend to adhere to the internal components suitably.
これらのポリエステル樹脂は、通常の方法にて合成することができる。具体的には、反応温度(170〜250℃)、反応圧力(5mmHg〜常圧)等の条件をモノマーの反応性に応じて決め、所定の物性が得られた時点で反応を終了すればよい。
結着樹脂としてポリエステル系樹脂を使用する場合のGPCにおける数平均分子量は、好ましくは2000〜20000、より好ましくは3000〜12000であることが望ましい。
These polyester resins can be synthesized by a usual method. Specifically, conditions such as reaction temperature (170 to 250 ° C.) and reaction pressure (5 mmHg to normal pressure) may be determined according to the reactivity of the monomer, and the reaction may be terminated when predetermined physical properties are obtained. ..
When a polyester resin is used as the binder resin, the number average molecular weight in GPC is preferably 2000 to 20000, more preferably 3000 to 12000.
オフセット防止剤として、また、低温定着性向上のために、ワックスを使用することができ、使用することが好ましい。
本発明のトナーに用いられるワックスは、公知のワックスを任意に使用することができるが、具体的には、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、共重合ポリエチレン等のオレフィン系ワックス;パラフィンワックス;ベヘン酸ベヘニル、モンタン酸エステル、ステアリン酸ステアリル等の長鎖脂肪族基を有するエステル系ワックス;水添ひまし油、カルナバワックス等の植物系ワックス;ジステアリルケトン等の長鎖アルキル基を有するケトン;アルキル基を有するシリコーン;ステアリン酸等の高級脂肪酸;長鎖脂肪酸(ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、グリセリン等の)多価アルコールエステル若しくはその部分エステル体;オレイン酸アミド、ステアリン酸アミド等の高級脂肪酸アミド;等が例示される。
好ましくは、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の炭化水素系ワックス;エステル系ワックス;シリコーン系ワックス;等が挙げられる。
Wax can be used as an offset inhibitor and for improving low temperature fixability, and it is preferable to use it.
As the wax used for the toner of the present invention, known waxes can be arbitrarily used. Specifically, olefin-based waxes such as low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, and copolymerized polyethylene; paraffin wax; bechenic acid. Ester-based waxes having long-chain aliphatic groups such as behenyl, montanic acid ester, stearyl stearate; plant-based waxes such as hydrogenated castor oil and carnauba wax; ketones having long-chain alkyl groups such as distearyl ketones; alkyl groups Silicone; higher fatty acids such as stearic acid; long-chain fatty acids (pentaerythritol, trimethylolpropane, glycerin, etc.) polyhydric alcohol esters or partial esters thereof; higher fatty acid amides such as oleic acid amide and stearic acid amide; etc. Illustrated.
Preferably, hydrocarbon waxes such as paraffin wax and Fischer-Tropsch wax; ester waxes; silicone waxes; and the like can be mentioned.
中でも、エステル系ワックスがより好ましく、C18及び/又はC22の炭化水素を主体的に含むモノエステルワックスを主に含むものが更に好ましく、ベヘン酸ベヘニル、ベヘン酸ステアリル、ステアリン酸ベヘニル、それらを主に含むもの、が最も好ましい。ワックスは単独で用いても混合して用いてもよい。 Among them, ester waxes are more preferable, and those mainly containing monoester waxes mainly containing C18 and / or C22 hydrocarbons are more preferable, and behenic acid behenic acid, stearyl behenate, behenic stearate, and mainly them. Those containing are most preferable. The wax may be used alone or in combination.
ワックスの融点ピーク(トナーのDSC2回目昇温時における吸熱ピークトップ)は、90℃以下が好ましく、80℃以下がより好ましく、75℃以下が更に好ましく、50℃以上が好ましく、60℃以上がより好ましく、65℃以上が更に好ましい。
ワックスの融点ピークが高い場合、耐ブロッキング性が良化する傾向にあり、ワックスの融点ピークが低い場合、低温定着性が良化する傾向にある。
The melting point peak of the wax (the endothermic peak top at the time of the second temperature rise of the DSC of the toner) is preferably 90 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. or lower, further preferably 75 ° C. or lower, more preferably 50 ° C. or higher, and more preferably 60 ° C. or higher. It is preferable, and 65 ° C. or higher is more preferable.
When the melting point peak of the wax is high, the blocking resistance tends to be improved, and when the melting point peak of the wax is low, the low temperature fixability tends to be improved.
また、ワックスの融点ピークとワックスのオンセット温度(トナーのDSC2回目における吸熱ピーク前のベースラインと、吸熱ピーク前に現れる最初の変曲点における接線の交点温度)の差は、10℃以下であることが好ましく、8℃以下であることがより好ましく、4℃以下であることが更に好ましい。
また、ワックスのオンセット温度は、86℃以下が好ましく、76℃以下がより好ましく、71℃以下が更に好ましく、46℃以上が好ましく、56℃以上がより好ましく、61℃以上が更に好ましい。上記オンセット温度が高い場合、耐ブロッキング性が良化する傾向にあり、上記オンセット温度が低い場合、低温定着性が良化する傾向にある。
The difference between the melting point peak of the wax and the onset temperature of the wax (the intersection temperature of the baseline before the endothermic peak at the second DSC of the toner and the tangent at the first inflection point appearing before the endothermic peak) is 10 ° C. or less. It is preferably 8 ° C. or lower, more preferably 4 ° C. or lower.
The onset temperature of the wax is preferably 86 ° C. or lower, more preferably 76 ° C. or lower, further preferably 71 ° C. or lower, further preferably 46 ° C. or higher, further preferably 56 ° C. or higher, further preferably 61 ° C. or higher. When the onset temperature is high, the blocking resistance tends to improve, and when the onset temperature is low, the low temperature fixability tends to improve.
ワックスの融点は、100℃以下が好ましく、90℃以下がより好ましく、80℃以下が更に好ましく、40℃以上が好ましく、50℃以上が更に好ましい。 The melting point of the wax is preferably 100 ° C. or lower, more preferably 90 ° C. or lower, further preferably 80 ° C. or lower, further preferably 40 ° C. or higher, still more preferably 50 ° C. or higher.
ワックスの量は、トナー100質量部に対して1質量部以上であることが好ましく、より好ましくは2質量部以上、更に好ましくは5質量部以上である。また、35質量部以下であることが好ましく、より好ましくは30質量部以下、更に好ましくは25質量部以下である。 The amount of wax is preferably 1 part by mass or more, more preferably 2 parts by mass or more, and further preferably 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of toner. Further, it is preferably 35 parts by mass or less, more preferably 30 parts by mass or less, and further preferably 25 parts by mass or less.
着色剤としては公知の着色剤を任意に用いることができる。着色剤の具体的な例としては、カーボンブラック、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエロー、ローダミン系染顔料、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料、モノアゾ系、ジスアゾ系、縮合アゾ系染顔料等、公知の任意の染顔料を単独で又は混合して用いることができる。
フルカラートナーの場合には、イエローは、ベンジジンイエロー系、モノアゾ系、縮合アゾ系の染顔料;マゼンタは、キナクリドン系、モノアゾ系の染顔料;シアンは、フタロシアニン系の染顔料;等をそれぞれ用いることが好ましい。
As the colorant, a known colorant can be arbitrarily used. Specific examples of colorants include carbon black, aniline blue, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, Hansa yellow, rhodamine pigments, chrome yellow, quinacridone, benzidine yellow, rose bengal, triallyl methane dyes, monoazo dyes, and so on. Any known dyeing pigment such as disazo-based dyeing pigment and condensed azo-based dyeing pigment can be used alone or in combination.
In the case of full-color toner, yellow is benzidine yellow, monoazo, condensed azo dye; magenta is quinacridone, monoazo dye; cyan is phthalocyanine dye; etc. Is preferable.
着色剤は、トナー100質量部に対して、3質量部以上20質量部以下となるように用いることが好ましい。 The colorant is preferably used in an amount of 3 parts by mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the toner.
帯電制御剤としては公知のものを任意に用いることができる。帯電制御剤の具体的な例としては、正帯電性用としてニグロシン染料、アミノ基含有ビニル系コポリマー、四級アンモニウム塩化合物、ポリアミン樹脂等があり、負帯電性用としてクロム、亜鉛、鉄、コバルト、アルミニウム等の金属を含有する含金属アゾ染料、サリチル酸若しくはアルキルサリチル酸の前記した金属との塩、金属錯体等がある。
帯電制御剤の量は、トナー100質量部に対して、0.1〜25質量部が好ましく、1〜15質量部がより好ましい。
帯電制御剤はトナー母粒子内部に混合してもよく、またトナー母粒子表面に付着させた形で用いてもよい。
Any known charge control agent can be used. Specific examples of charge control agents include niglosin dyes, amino group-containing vinyl copolymers, quaternary ammonium salt compounds, polyamine resins, etc. for positive chargeability, and chromium, zinc, iron, cobalt for negative chargeability. , Metal-containing azo dyes containing metals such as aluminum, salts of salicylic acid or alkyl salicylic acid with the above-mentioned metals, metal complexes and the like.
The amount of the charge control agent is preferably 0.1 to 25 parts by mass, more preferably 1 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the toner.
The charge control agent may be mixed inside the toner mother particles, or may be used in a form of being adhered to the surface of the toner mother particles.
2.3.2.追添加粒子(成分)
トナー母粒子は、前記内部成分と、その周囲に存在する追添加粒子とからなる。その他必要に応じて、内部成分及び/又は追添加粒子には、ワックス、帯電制御剤等を含有していてもよい。
追添加粒子の成分である「追添加粒子成分」の種類としては、トナーを製造する際に結着樹脂として用いられる前記樹脂が挙げられる。
樹脂の種類は、特に限定されないが、例えば、ポリスチレン系樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂等の熱可塑性樹脂、これらの樹脂の混合物等が挙げられる。
2.3.2. Additional particles (ingredients)
The toner mother particles are composed of the internal components and additional particles existing around the internal components. If necessary, the internal component and / or the additional particles may contain wax, a charge control agent, or the like.
Examples of the type of "additional particle component" which is a component of the additional particle include the resin used as a binder resin in producing toner.
The type of resin is not particularly limited, and examples thereof include thermoplastic resins such as polystyrene-based resins, poly (meth) acrylic-based resins, polyolefin-based resins, epoxy-based resins, and polyester-based resins, and mixtures of these resins. ..
3.静電荷像現像用トナーの作製
本発明のトナーは公知の何れの方法で製造してもよく、特に限定されない。
3. 3. Preparation of Toner for Electrostatic Image Development The toner of the present invention may be produced by any known method, and is not particularly limited.
3.1.トナー母粒子の作製方法
3.1.1.トナー母粒子より小さい粒子を凝集してトナー母粒子を作製する方法
各原料をトナー母粒子サイズより小さい粒子として用意し、これらを混合・凝集することでトナー母粒子を得る方法を用いることができる。
3.1. Method for producing toner matrix particles 3.1.1. A method for producing toner matrix particles by aggregating particles smaller than the toner matrix particles A method can be used in which each raw material is prepared as particles smaller than the toner matrix particle size, and these are mixed and aggregated to obtain toner matrix particles. ..
3.1.1.1.乳化重合
結着樹脂をトナー母粒子サイズより小さい「重合体一次粒子」として調製し、該重合体一次粒子の分散液を得る方法を以下に述べる。
また、追添加粒子の作製にも、これと同様の方法を用いることができる。
3.1.1.1. A method of preparing an emulsion polymerization binder resin as "polymer primary particles" smaller than the toner matrix particle size and obtaining a dispersion liquid of the polymer primary particles will be described below.
Further, the same method can be used for producing the additional particles.
スチレン系又は(メタ)アクリル系単量体(単量体組成物)を構成要素とする重合体一次粒子は、前述の単量体組成物と、必要に応じ連鎖移動剤を、乳化剤を用いて乳化重合することによって得られる。 The polymer primary particles having a styrene-based or (meth) acrylic-based monomer (monomer composition) as a constituent element are prepared by using the above-mentioned monomer composition, a chain transfer agent as necessary, and an emulsifier. Obtained by emulsion polymerization.
乳化剤としては公知のものが使用できるが、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤の中から選ばれる1種又は2種以上の乳化剤を併用して用いることができる。 Known emulsifiers can be used, but one or more emulsifiers selected from cationic surfactants, anionic surfactants, and nonionic surfactants can be used in combination.
カチオン性界面活性剤としては、例えば、ドデシルアンモニウムクロライド、ドデシルアンモニウムブロマイド、ドデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、ドデシルピリジニウムクロライド、ドデシルピリジニウムブロマイド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロマイド等が挙げられる。
アニオン性界面活性剤としては、例えば、ステアリン酸ナトリウム、ドデカン酸ナトリウム、等の脂肪酸石けん、硫酸ドデシルナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム等が挙げられる。
ノニオン界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンドデシルエーテル、ポリオキシエチレンヘキサデシルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレアートエーテル、モノデカノイルショ糖等が挙げられる。
Examples of the cationic surfactant include dodecyl ammonium chloride, dodecyl ammonium bromide, dodecyl trimethyl ammonium bromide, dodecyl pyridinium chloride, dodecyl pyridinium bromide, hexadecyl trimethyl ammonium bromide and the like.
Examples of the anionic surfactant include fatty acid soaps such as sodium stearate and sodium dodecylate, sodium dodecyl sulfate, sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium lauryl sulfate and the like.
Examples of the nonionic surfactant include polyoxyethylene dodecyl ether, polyoxyethylene hexadecyl ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene sorbitan monooleate ether, monodecanoyl sucrose and the like. Can be mentioned.
乳化剤の使用量は、重合性単量体100質量部に対して0.1質量部以上、10質量部以下で用いられることが好ましい。乳化剤の使用量を多くすると、得られる重合体一次粒子の粒径が小さくなり、使用量を少なくすると、得られる重合体一次粒子の粒径が大きくなる。また、これらの乳化剤に、例えば、部分又は完全ケン化ポリビニルアルコール等のポリビニルアルコール類、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体類等の1種又は2種以上を保護コロイドとして併用することができる。 The amount of the emulsifier used is preferably 0.1 part by mass or more and 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer. When the amount of the emulsifier used is large, the particle size of the obtained polymer primary particles becomes small, and when the amount used is small, the particle size of the obtained polymer primary particles becomes large. Further, for these emulsifiers, for example, one or more kinds of polyvinyl alcohols such as partially or completely saponified polyvinyl alcohol and cellulose derivatives such as hydroxyethyl cellulose can be used in combination as a protective colloid.
また、必要に応じて公知の重合開始剤を1種又は2種以上組み合わせて使用することができる。例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、等の過硫酸塩、及び、これら過硫酸塩を一成分として酸性亜硫酸ナトリウム等の還元剤を組み合わせたレドックス開始剤、過酸化水素、4,4’−アゾビスシアノ吉草酸、t−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、等の水溶性重合開始剤、及び、これら水溶性重合開始剤を一成分として第一鉄塩等の還元剤と組み合わせたレドックス開始剤、過酸化ベンゾイル、2,2’−アゾビス−イソブチロニトリル、等が用いられる。これら重合開始剤は重合性単量体添加前、添加と同時、添加後の何れの時期に重合系に添加しても良く、必要に応じてこれらの添加方法を組み合わせてもよい。 Further, if necessary, one or a combination of two or more known polymerization initiators can be used. For example, a redox initiator, hydrogen peroxide, 4, 4 which is a combination of persulfates such as potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate, and a reducing agent such as acidic sodium sulfite containing these persulfates as one component. A water-soluble polymerization initiator such as'-azobiscyanovaleric acid, t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, etc., and a redox in which these water-soluble polymerization initiators are combined with a reducing agent such as ferrous salt as one component. Initiators, benzoyl peroxide, 2,2'-azobis-isobutyronitrile, etc. are used. These polymerization initiators may be added to the polymerization system before, at the same time as, or after the addition of the polymerizable monomer, and these addition methods may be combined as necessary.
トナー中に好適な分散粒径でワックスを分散させるために、乳化重合時にワックスをシードとして添加する、いわゆるシード重合とすることが好ましい。シードとして添加することにより、ワックスがトナー中に微細かつ均一に分散するため、トナーの帯電性や耐熱性の悪化を抑制することができる。
また、ワックスをステアリルアクリレート等の長鎖重合性単量体と予め水系分散媒体中で分散し得られるワックス・長鎖重合性単量体分散液を調製し、ワックス・長鎖重合性単量体の存在下において重合性単量体を重合することもできる。
In order to disperse the wax in the toner with a suitable dispersion particle size, it is preferable to carry out so-called seed polymerization in which the wax is added as a seed during emulsion polymerization. By adding the wax as a seed, the wax is finely and uniformly dispersed in the toner, so that deterioration of the chargeability and heat resistance of the toner can be suppressed.
Further, a wax / long-chain polymerizable monomer dispersion obtained by pre-dispersing the wax with a long-chain polymerizable monomer such as stearyl acrylate in an aqueous dispersion medium is prepared, and the wax / long-chain polymerizable monomer is prepared. It is also possible to polymerize the polymerizable monomer in the presence of.
着色剤をシードとして乳化重合することも可能だが、着色剤存在下で重合性単量体を重合すると、着色剤中の金属がラジカル重合に影響し、樹脂の分子量やレオロジー制御が困難となり、所望の物性が得られないおそれがあるため、着色剤を乳化重合時には添加せず、次工程で着色剤分散液を添加する方法が好ましい。 It is possible to carry out emulsion polymerization using a colorant as a seed, but when a polymerizable monomer is polymerized in the presence of a colorant, the metal in the colorant affects radical polymerization, making it difficult to control the molecular weight and rheology of the resin, which is desirable. Since there is a possibility that the physical properties of the above can not be obtained, it is preferable to add the colorant dispersion liquid in the next step without adding the colorant at the time of emulsion polymerization.
3.1.1.2.樹脂を乳化する方法
塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合等の方法で樹脂を得た後、水系媒体と混合し、樹脂の融点かガラス転移温度の何れかの高い温度以上に加熱して樹脂の粘性を下げて、剪断力を与えて乳化することで、重合体一次粒子が得られる。
3.1.1.2. Method of emulsifying resin After obtaining resin by bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization, etc., it is mixed with an aqueous medium and heated to a temperature higher than the melting point of the resin or the glass transition temperature. By lowering the viscosity of the resin and applying shearing force to emulsify the resin, primary polymer particles can be obtained.
剪断力を与えるための乳化機としては、例えば、ホモジナイザー、ホモミキサー、加圧ニーダー、エクストルーダー、メディア分散機等が挙げられる。
乳化時の樹脂の粘度が高く所望の粒径まで小さくならない場合は、大気圧以上に加圧可能な乳化装置を用いて温度を上げ、樹脂粘度を下げた状態で乳化することで、所望の粒径の重合体一次粒子を得ることができる。
別の方法として、あらかじめ樹脂に有機溶剤を混合して樹脂の粘度を下げる方法を用いてもよい。使用される有機溶剤としては、樹脂を溶解させるものであれば特に限定はないが、テトラヒドロフラン(THF)、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン等のケトン系溶剤、ベンゼン、トルエン、キシレン等のベンゼン系溶剤等を用いることができる。更に、水系媒体との親和性向上、及び、粒度分布制御の目的で、エタノールやイソプロピルアルコール等のアルコール系溶剤を水若しくは樹脂に添加してもよい。有機溶剤を添加した場合は、乳化終了後、乳化液から有機溶剤を除去する必要がある。有機溶剤を除去する方法としては、常温若しくは加熱下で減圧しながら有機溶剤を揮発させる方法等がある。
Examples of the emulsifying machine for applying the shearing force include a homogenizer, a homomixer, a pressurized kneader, an extruder, a media disperser and the like.
If the viscosity of the resin at the time of emulsification is high and the particle size does not decrease to the desired particle size, the desired particles are emulsified by raising the temperature using an emulsifying device capable of pressurizing above atmospheric pressure and lowering the resin viscosity. Polymer primary particles having a diameter can be obtained.
As another method, a method of mixing an organic solvent with the resin in advance to reduce the viscosity of the resin may be used. The organic solvent used is not particularly limited as long as it dissolves the resin, but is a ketone solvent such as tetrahydrofuran (THF), methyl acetate, ethyl acetate and methyl ethyl ketone, and a benzene solvent such as benzene, toluene and xylene. Etc. can be used. Further, an alcohol solvent such as ethanol or isopropyl alcohol may be added to the water or resin for the purpose of improving the affinity with the aqueous medium and controlling the particle size distribution. When an organic solvent is added, it is necessary to remove the organic solvent from the emulsified solution after the emulsification is completed. As a method for removing the organic solvent, there is a method of volatilizing the organic solvent while reducing the pressure at room temperature or under heating.
また、粒度分布制御の目的で、塩化ナトリウム、塩化カリウム等の塩や、アンモニア等を添加してもよい。 Further, for the purpose of controlling the particle size distribution, salts such as sodium chloride and potassium chloride, ammonia and the like may be added.
粒度分布制御の目的で、乳化剤や分散剤を添加してもよい。例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸ナトリウム、の等の水溶性高分子;前記の乳化剤;リン酸三カルシウム、水酸化アルミニウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム等の無機化合物等が挙げられる。使用量としては、樹脂100質量部に対して、0.01〜20質量部が好ましい。 An emulsifier or dispersant may be added for the purpose of controlling the particle size distribution. For example, water-soluble polymers such as polyvinyl alcohol, methyl cellulose, carboxymethyl cellulose and sodium polyacrylate; the above-mentioned emulsifiers; inorganic compounds such as tricalcium phosphate, aluminum hydroxide, calcium sulfate, calcium carbonate and barium carbonate Can be mentioned. The amount used is preferably 0.01 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin.
酸性基又は塩基性基を含有する樹脂を用いると、乳化剤や分散剤の添加量を減らすことができるが、樹脂の吸湿性が高くなり、帯電性が悪化する場合がある。 When a resin containing an acidic group or a basic group is used, the amount of the emulsifier or dispersant added can be reduced, but the hygroscopicity of the resin may be increased and the chargeability may be deteriorated.
また、転相乳化法を用いてもよい。転相乳化法は、樹脂に、必要に応じて有機溶剤や中和剤や分散安定剤を添加して、撹拌下にて、水系媒体を滴下して、乳化粒子を得た後、樹脂分散液中の有機溶剤を除去して、乳化液を得る方法である。有機溶剤は、前述の有機溶剤と同様のものを用いることができる。中和剤としては、硝酸、塩酸、水酸化ナトリウム、アンモニア等一般の酸、アルカリを用いることができる。 Moreover, the phase inversion emulsification method may be used. In the phase inversion emulsification method, an organic solvent, a neutralizing agent, or a dispersion stabilizer is added to the resin as necessary, and an aqueous medium is added dropwise to the resin under stirring to obtain emulsified particles, and then the resin dispersion liquid is obtained. This is a method of obtaining an emulsion by removing the organic solvent inside. As the organic solvent, the same organic solvent as described above can be used. As the neutralizing agent, general acids such as nitric acid, hydrochloric acid, sodium hydroxide and ammonia, and alkalis can be used.
3.1.1.3.凝集・熟成によるトナー母粒子の形成
上記乳化重合及び樹脂の乳化の何れの調製方法においても、得られる重合体一次粒子の体積平均粒径は、通常0.02μm以上であり、好ましくは0.05μm以上であり、特に好ましくは0.1μm以上であり、通常3μm以下であり、好ましくは2μm以下であり、特に好ましくは1μm以下である。
重合体一次粒子の体積平均粒径が前記範囲よりも小さいときは、凝集工程において凝集速度の制御が困難となる場合がある。一方で、前記範囲よりも大きいときは、凝集して得られるトナー母粒子の粒径が大きくなり易く、目的とする粒径のトナー母粒子を得ることが困難となる場合がある。
3.1.1.3. Formation of Toner Mother Particles by Aggregation and Aging The volume average particle size of the obtained polymer primary particles is usually 0.02 μm or more, preferably 0.05 μm in any of the above preparation methods of emulsion polymerization and resin emulsification. The above is particularly preferably 0.1 μm or more, usually 3 μm or less, preferably 2 μm or less, and particularly preferably 1 μm or less.
When the volume average particle size of the polymer primary particles is smaller than the above range, it may be difficult to control the aggregation rate in the aggregation step. On the other hand, when it is larger than the above range, the particle size of the toner mother particles obtained by aggregation tends to be large, and it may be difficult to obtain the toner mother particles having a target particle size.
凝集工程は、前記の、重合体一次粒子、着色剤粒子、必要に応じて帯電制御剤、ワックス等の配合成分は、同時に又は逐次に混合する。予めそれぞれの成分の分散液、即ち、重合体一次粒子分散液、着色剤粒子分散液、必要に応じ帯電制御剤分散液、ワックス微粒子分散液を作製しておき、これらを混合して混合分散液を得ることが、組成の均一性及び粒径の均一性の観点で好ましい。 In the agglomeration step, the compounding components such as the polymer primary particles, the colorant particles, and if necessary, the charge control agent and the wax are mixed simultaneously or sequentially. A dispersion liquid of each component, that is, a polymer primary particle dispersion liquid, a colorant particle dispersion liquid, a charge control agent dispersion liquid, and a wax fine particle dispersion liquid are prepared in advance, and these are mixed and mixed dispersion liquid. Is preferable from the viewpoint of composition uniformity and particle size uniformity.
着色剤は、乳化剤の存在下で水中に分散した状態で用いるのが好ましく、着色剤粒子の体積平均粒径は、好ましくは0.01μm以上、特に好ましくは0.05μm以上であり、好ましくは3μm以下、特に好ましくは1μmである。 The colorant is preferably used in a state of being dispersed in water in the presence of an emulsifier, and the volume average particle size of the colorant particles is preferably 0.01 μm or more, particularly preferably 0.05 μm or more, and preferably 3 μm. Hereinafter, it is particularly preferably 1 μm.
凝集工程において、凝集は、通常、撹拌装置を備えた槽内で行われるが、加熱する方法、電解質を加える方法と、これらを組み合わせる方法とがある。
重合体一次粒子を撹拌下に凝集して目的とする大きさの粒子凝集体を得ようとする場合、粒子同士の凝集力と撹拌による剪断力とのバランスから粒子凝集体の粒径が制御されるが、加熱するか又は電解質を加えることによって凝集力を大きくすることができる。
In the coagulation step, coagulation is usually performed in a tank equipped with a stirrer, but there are a method of heating, a method of adding an electrolyte, and a method of combining these.
When the primary particles of the polymer are agglomerated under stirring to obtain a particle agglomerate of a desired size, the particle size of the particle agglomerates is controlled from the balance between the cohesive force of the particles and the shearing force of the agitation. However, the cohesive force can be increased by heating or adding an electrolyte.
電解質を添加して凝集を行う場合の電解質としては、酸、アルカリ、塩の何れでもよく、有機系、無機系の何れでもよいが、具体的には、酸として、塩酸、硝酸、硫酸、クエン酸等;アルカリとして、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水等;塩として、NaCl、KCl、LiCl、Na2SO4、K2SO4、Li2SO4、MgCl2、CaCl2、MgSO4、CaSO4、ZnSO4、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3、CH3COONa、C6H5SO3Na等が挙げられる。
これらのうち、2価以上の多価の金属カチオンを有する無機塩が好ましい。
When an electrolyte is added to perform aggregation, the electrolyte may be an acid, an alkali, or a salt, and may be an organic type or an inorganic type. Specifically, the acid is hydrochloric acid, nitrate, sulfuric acid, or citrate. acid, and the like; alkali, sodium hydroxide, potassium hydroxide, aqueous ammonia or the like; as a salt, NaCl, KCl, LiCl, Na 2
Of these, an inorganic salt having a divalent or higher polyvalent metal cation is preferable.
電解質の添加量は、電解質の種類、目的とする粒径等によって異なるが、混合分散液の固形成分100質量部に対して、0.02質量部以上が好ましく、0.05質量部以上が更に好ましい。また、25質量部以下が好ましく、更には15質量部以下、特に10質量部以下が好ましい。
添加量が少な過ぎると、凝集の進行が遅くなり凝集後も1μm以下の微粉が残ったり、得られた粒子凝集体の平均粒径が目的の粒径に達しない等の問題を生じたりする場合があり、一方、多過ぎると、急速な凝集になり易く粒径の制御が困難となり、得られた凝集粒子中に粗粉や不定形のものが含まれる等の問題を生じる場合がある。
電解質を加えて凝集を行う場合の凝集温度は、好ましくは20℃以上、特に好ましくは30℃以上であり、好ましくは70℃以下、特に好ましくは60℃以下である。
The amount of the electrolyte added varies depending on the type of electrolyte, the target particle size, etc., but is preferably 0.02 parts by mass or more, more preferably 0.05 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of the solid component of the mixed dispersion. preferable. Further, 25 parts by mass or less is preferable, and further, 15 parts by mass or less, particularly 10 parts by mass or less is preferable.
If the amount added is too small, the progress of agglomeration will be slowed down and fine powder of 1 μm or less will remain after agglomeration, or the average particle size of the obtained particle agglomerates will not reach the target particle size. On the other hand, if the amount is too large, rapid agglomeration tends to occur and it becomes difficult to control the particle size, which may cause problems such as coarse powder or amorphous particles being contained in the obtained agglomerated particles.
The agglomeration temperature when the electrolyte is added to perform agglomeration is preferably 20 ° C. or higher, particularly preferably 30 ° C. or higher, preferably 70 ° C. or lower, and particularly preferably 60 ° C. or lower.
凝集に要する時間は装置形状や処理スケールにより最適化されるが、トナー母粒子の粒径が目的とする粒径に到達するためには、前記した所定の温度で、少なくとも30分以上保持することが好ましい。所定の温度へ到達するまでの昇温は、一定速度で昇温してもよいし、段階的に昇温することもできる。 The time required for agglomeration is optimized by the shape of the device and the processing scale, but in order for the particle size of the toner matrix particles to reach the target particle size, the toner must be held at the predetermined temperature for at least 30 minutes or more. Is preferable. The temperature rise until the temperature reaches a predetermined temperature may be raised at a constant rate, or may be raised stepwise.
追添加粒子の組成や調製方法としては、前述のものが挙げられる。添加は1回であってもよいし、複数回であってもよい。1回目の追添加粒子と、次回以降の追添加粒子とは、異なっていてもよく、いかなる組み合わせであってもよい。 Examples of the composition and preparation method of the additional particles include those described above. The addition may be once or may be multiple times. The first additional particles and the subsequent additional particles may be different or may be any combination.
追添加粒子を添加するタイミングは、どのタイミングであってもよく、内部成分の原料(例えば、重合体一次粒子、顔料、ワックス等)と同時に仕込んでもよいし、内部成分の原料の一部若しくは全てを凝集させた後に添加してもよい。 The timing of adding the additional particles may be any timing, and may be charged at the same time as the raw material of the internal component (for example, polymer primary particles, pigment, wax, etc.), or a part or all of the raw material of the internal component. May be added after agglomeration.
内部成分と追添加粒子を同時に仕込む場合は、内部成分と媒体(例えば水)の中間の極性になる様に追添加粒子の極性を設計すれば、自発的に内部成分の周りに追添加粒子が付着した状態になる。
後述の作製方法も含め、水中及び/又は有機溶剤中のような湿式媒体中で、追添加粒子を付着させる場合は、内部成分の原料の組成が決まった後、追添加粒子を添加することが、より内部成分の表面に追添加粒子を配置させられる観点から好ましい。
更に、トナー母粒子より小さい粒子を凝集してトナー母粒子を作製する上記方法の場合には、内部成分の一部若しくは全てを凝集させた後に、追添加粒子を添加することが、より内部成分の表面に追添加粒子を配置させられる観点から好ましい。
When the internal component and the additional particles are charged at the same time, if the polarity of the additional particles is designed so that the polarity is between the internal component and the medium (for example, water), the additional particles will spontaneously form around the internal component. It becomes attached.
When the additional particles are attached in a wet medium such as in water and / or in an organic solvent, including the production method described later, the additional particles may be added after the composition of the raw material of the internal component is determined. , It is preferable from the viewpoint that the additional particles can be arranged on the surface of the internal component.
Further, in the case of the above method of producing toner mother particles by aggregating particles smaller than the toner mother particles, it is possible to add additional particles after agglomerating a part or all of the internal components. It is preferable from the viewpoint that additional particles can be arranged on the surface of.
凝集工程で得られた粒子凝集体の安定性を増すために、凝集工程の後の熟成工程において凝集粒子内の融着を行うことが好ましい。
熟成工程の温度は、好ましくは重合体一次粒子のTg以上、より好ましくは重合体一次粒子のTgより5℃高い温度以上であり、また、好ましくは追添加粒子のTg以下、より好ましくは追添加粒子のTgより5℃低い温度以下である。
また、熟成工程に要する時間は、目的とするトナー母粒子の形状により異なるが、重合体一次粒子のTg以上に到達した後、好ましくは0.1〜10時間、特に好ましくは0.5〜5時間保持することが望ましい。
In order to increase the stability of the particle agglomerates obtained in the agglomeration step, it is preferable to carry out fusion within the agglomerated particles in the aging step after the agglomeration step.
The temperature of the aging step is preferably Tg or more of the polymer primary particles, more preferably 5 ° C. or higher than the Tg of the polymer primary particles, and preferably Tg or less of the additional particles, more preferably additional addition. The temperature is 5 ° C. lower than the Tg of the particles.
The time required for the aging step varies depending on the shape of the target toner matrix particles, but is preferably 0.1 to 10 hours, particularly preferably 0.5 to 5 hours after reaching Tg or more of the polymer primary particles. It is desirable to hold the time.
凝集工程以降、好ましくは熟成工程以前又は熟成工程中の段階で、界面活性剤を添加するか、pHを調整するか、両者を併用することが好ましい。
ここで用いられる界面活性剤としては、重合体一次粒子を製造する際に用いることのできる乳化剤から1種以上を選択して用いることができるが、特に重合体一次粒子を製造した際に用いた乳化剤と同じものを用いることが好ましい。
界面活性剤を添加する場合の添加量は限定されないが、混合分散液の固形成分100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.3質量部以上、また、好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下、更に好ましくは10質量部以下である。
凝集工程以降、熟成工程の完了前の間に界面活性剤を添加するか、pHを調整することにより、凝集工程で得られた粒子凝集体同士の凝集等を抑制することができ、熟成工程後の粗大粒子生成を抑制できる場合がある。
After the aggregation step, preferably before the aging step or at the stage during the aging step, it is preferable to add a surfactant, adjust the pH, or use both in combination.
As the surfactant used here, one or more kinds of emulsifiers that can be used when producing the polymer primary particles can be selected and used, and particularly used when the polymer primary particles are produced. It is preferable to use the same emulsifier.
When the surfactant is added, the amount added is not limited, but is preferably 0.1 part by mass or more, more preferably 0.3 part by mass or more, and preferably 0.3 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the solid component of the mixed dispersion liquid. Is 20 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less, still more preferably 10 parts by mass or less.
By adding a surfactant or adjusting the pH after the agglomeration step and before the completion of the aging step, it is possible to suppress the agglomeration of the particle agglomerates obtained in the agglomeration step, and after the aging step. In some cases, the formation of coarse particles can be suppressed.
熟成工程の時間を制御することにより、重合体一次粒子が凝集した形状を保った葡萄型、融着が進んだジャガイモ型、更に融着が進んだ球状等、目的に応じて様々な形状のトナー母粒子を製造することができる。 By controlling the time of the aging process, toner of various shapes such as grape type in which the polymer primary particles are kept in agglomerated shape, potato type in which fusion is advanced, spherical shape in which fusion is further advanced, etc. Mother particles can be produced.
3.1.2.トナー母粒子のサイズの粒子を作製する方法
各原料を混合した後、該混合物をトナー母粒子のサイズに微粒化し、微粒化した後に追添加粒子を付着させることで、トナー母粒子を得る方法を用いることができる。
3.1.2. Method for Producing Particles of Toner Mother Particle Size A method of obtaining toner mother particles by mixing each raw material, atomizing the mixture to the size of the toner mother particles, atomizing the mixture, and then attaching additional particles. Can be used.
3.1.2.1.懸濁重合で作製する方法
上述の単量体組成物と同様の「スチレン系又は(メタ)アクリル系単量体」(単量体組成物)中に、着色剤、重合開始剤、必要に応じて、ワックス、極性樹脂、帯電制御剤、架橋剤等の添加剤を加え、均一に溶解又は分散させた単量体組成物を調製する。
この単量体組成物を、必要に応じ懸濁安定剤等を含有する水系媒体中に分散させる。単量体組成物の液滴が所望のトナー母粒子のサイズを有するように撹拌速度・時間を調整し、造粒する。その後、分散安定剤の作用により、粒子状態が維持され、かつ粒子の沈降が防止される程度の撹拌を行い、重合を行うことによりトナー母粒子を得ることができる。
3.1.2.1. Method for Producing by Suspension Polymerization In the same "styrene-based or (meth) acrylic-based monomer" (monomer composition) as the above-mentioned monomer composition, a colorant, a polymerization initiator, and if necessary Then, additives such as wax, polar resin, charge control agent, and cross-linking agent are added to prepare a uniformly dissolved or dispersed monomer composition.
This monomer composition is dispersed in an aqueous medium containing a suspension stabilizer or the like, if necessary. The stirring speed and time are adjusted so that the droplets of the monomer composition have the desired size of the toner matrix particles, and the particles are granulated. After that, the toner mother particles can be obtained by carrying out polymerization by stirring to the extent that the particle state is maintained and the precipitation of the particles is prevented by the action of the dispersion stabilizer.
懸濁安定剤の具体的な例としては、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上を組み合わせて用いてもよく、重合性単量体100質量部に対して、1質量部以上、10質量部以下の量が好ましい。懸濁安定剤は、重合性単量体添加前、添加と同時、添加後の何れの時期に重合系に添加してもよく、必要に応じてこれらの添加方法を組み合わせてもよい。 Specific examples of the suspension stabilizer include calcium phosphate, magnesium phosphate, calcium hydroxide, magnesium hydroxide and the like. These may be used alone or in combination of two or more, and are preferably 1 part by mass or more and 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer. The suspension stabilizer may be added to the polymerization system at any time before, at the same time as, or after the addition of the polymerizable monomer, and these addition methods may be combined as necessary.
単量体組成物に極性樹脂が含まれている場合、水系媒体中に単量体組成物を分散させて液滴を形成したのち、極性樹脂が液滴表面近傍に移行し易い。この状態で重合を行うことによって、内部と表面で組成に差のあるトナー母粒子が得られる。例えば、単量体の重合後のTgよりもTgの高い極性樹脂を選ぶと、トナー母粒子の内部はTgが低く、表面にはTgの高い樹脂が高い比率で存在している構造が得られる。 When the monomer composition contains a polar resin, the polar resin easily moves to the vicinity of the surface of the droplet after the monomer composition is dispersed in an aqueous medium to form droplets. By carrying out polymerization in this state, toner mother particles having different compositions inside and on the surface can be obtained. For example, if a polar resin having a higher Tg than the Tg after polymerization of the monomer is selected, a structure in which the Tg is low inside the toner matrix particles and the resin having a high Tg is present on the surface in a high ratio can be obtained. ..
追添加粒子を添加する時期は特に限定されないが、重合時間の90%よりも後に、追添加粒子を添加することが好ましい。追添加粒子の組成や調製方法としては、前述のものが挙げられる。添加は1回であってもよいし、複数回であってもよい。1回目の追添加粒子と、次回以降の追添加粒子とは、異なっていてもよく、いかなる組み合わせであってもよい。 The timing of adding the additional particles is not particularly limited, but it is preferable to add the additional particles after 90% of the polymerization time. Examples of the composition and preparation method of the additional particles include those described above. The addition may be once or may be multiple times. The first additional particles and the subsequent additional particles may be different or may be any combination.
その他、反応系には、pH調整剤、重合度調節剤、消泡剤等を適宜添加することができる。 In addition, a pH adjuster, a degree of polymerization adjuster, an antifoaming agent and the like can be appropriately added to the reaction system.
3.1.2.2.溶解懸濁で作製する方法
有機溶媒中に少なくとも結着樹脂と着色剤、必要に応じワックスや帯電制御剤等が溶解又は分散している油性分散液を作り、これを水系媒体中に分散させる。
追添加粒子を添加する時期は特に限定されないが、油性分散液を水系媒体中に分散させた後に追添加粒子を添加するのが好ましい。その後、分散液から有機溶剤を除去し、トナー母粒子を得ることができる。
追添加粒子の組成や調製方法としては、前述のものが挙げられる。追添加粒子の添加は、1回であってもよいし、複数回であってもよい。1回目の追添加粒子と、次回以降の追添加粒子とは、異なっていてもよく、いかなる組み合わせであってもよい。
3.1.2.2. Method for producing by dissolution suspension An oil-based dispersion in which at least a binder resin and a colorant, and if necessary, a wax, a charge control agent, etc. are dissolved or dispersed in an organic solvent is prepared, and this is dispersed in an aqueous medium.
The timing of adding the additional particles is not particularly limited, but it is preferable to add the additional particles after dispersing the oil-based dispersion in the aqueous medium. After that, the organic solvent can be removed from the dispersion liquid to obtain toner matrix particles.
Examples of the composition and preparation method of the additional particles include those described above. The additional particles may be added once or multiple times. The first additional particles and the subsequent additional particles may be different or may be any combination.
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こともできる。
必要に応じて、分散剤を用いることができる。分散剤を用いた方が、粒度分布がシャープになるとともに分散が安定するので好ましい。分散剤としては、上述の乳化重合に用いる乳化剤と同様のものが使用できる。また、水系媒体中で高分子系保護コロイドを形成する各種の親水性高分子物質を存在させることができる。
As the water-based medium, water alone may be used, but a solvent miscible with water may be used in combination.
If necessary, a dispersant can be used. It is preferable to use a dispersant because the particle size distribution becomes sharp and the dispersion becomes stable. As the dispersant, the same emulsifier as that used for the emulsion polymerization described above can be used. In addition, various hydrophilic polymer substances that form a polymer-based protective colloid can be present in an aqueous medium.
また、分散剤として、無機微粒子及び/又はポリマー微粒子を用いることができる。
無機微粒子としては、水に不溶ないし難溶の従来公知の各種の無機化合物が用いられる。このようなものとしては、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等が挙げられる。
分散剤として用いられるポリマー微粒子が、前記の追添加粒子の性質を兼ねていてもよい。すなわち、分散剤としてのポリマー微粒子を前記の追添加粒子としてもよい。
Further, as the dispersant, inorganic fine particles and / or polymer fine particles can be used.
As the inorganic fine particles, various conventionally known inorganic compounds that are insoluble or sparingly soluble in water are used. Such examples include tricalcium phosphate, calcium carbonate, titanium oxide, colloidal silica, hydroxyapatite and the like.
The polymer fine particles used as the dispersant may also have the properties of the additional particles. That is, the polymer fine particles as the dispersant may be used as the additional particles.
油性分散液を水系媒体中に分散させる場合、分散装置として低速剪断式、高速剪断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波等の公知の分散機が適用できる。 When the oil-based dispersion liquid is dispersed in an aqueous medium, a known disperser such as a low-speed shearing type, a high-speed shearing type, a friction type, a high-pressure jet type, or an ultrasonic wave can be applied as a dispersing device.
結着樹脂の代わりに反応性基をもつプレポリマーを用いて油性分散液を作製し、水系媒体中に分散させたのち反応性基を反応させて樹脂を伸長させてもよい。この方法は、プレポリマーが比較的低分子量なため、油性分散液の粘度が上がり難く、水系媒体中への分散が容易になる。 An oily dispersion may be prepared using a prepolymer having a reactive group instead of the binder resin, dispersed in an aqueous medium, and then reacted with the reactive group to extend the resin. In this method, since the prepolymer has a relatively low molecular weight, the viscosity of the oil-based dispersion is unlikely to increase, and dispersion in an aqueous medium is facilitated.
着色剤を油性分散液中に均一分散させ易くするために、予め着色剤を樹脂と複合化されたマスターバッチとして調製し、これを有機溶剤に分散してもよい。 In order to facilitate uniform dispersion of the colorant in the oil-based dispersion, the colorant may be prepared in advance as a masterbatch compounded with a resin and dispersed in an organic solvent.
有機溶剤を除去する方法としては、常温若しくは加熱下で減圧しながら有機溶剤を揮発させる方法等がある。 As a method for removing the organic solvent, there is a method of volatilizing the organic solvent while reducing the pressure at room temperature or under heating.
結着樹脂として、極性の高い樹脂と、極性の低い樹脂を併用すると、水系媒体中に単量体組成物を分散させて液滴を形成したのち、極性の高い樹脂は液滴表面近傍に、極性の低い樹脂は液滴中心付近に移行する。その後有機溶剤を除去することによって、内部と表面で組成に差のあるトナー母粒子が得られる。
活性水素基含有化合物と反応可能なプレポリマーを用いて油性分散液を作製する場合は、油性分散液を水系媒体中に分散させたのち、活性水素基含有化合物を添加し、該水系媒体中で液滴表面から両者を伸長反応又は架橋反応させることにより、液滴表面に優先的に伸長又は架橋樹脂が生成する。その後有機溶剤を除去することによって、内部と表面で組成に差のあるトナー母粒子が得られる。
When a highly polar resin and a low polar resin are used in combination as the binder resin, the monomer composition is dispersed in an aqueous medium to form droplets, and then the highly polar resin is placed near the surface of the droplets. The resin with low polarity moves to the vicinity of the center of the droplet. After that, by removing the organic solvent, toner mother particles having different compositions inside and on the surface can be obtained.
When an oil-based dispersion is prepared using a prepolymer capable of reacting with an active hydrogen group-containing compound, the oil-based dispersion is dispersed in an aqueous medium, and then an active hydrogen group-containing compound is added in the aqueous medium. By causing both to be elongated or crosslinked from the surface of the droplet, the elongated or crosslinked resin is preferentially generated on the surface of the droplet. After that, by removing the organic solvent, toner mother particles having different compositions inside and on the surface can be obtained.
これらの方法で、Tgを考慮して原料を選択することにより、トナー母粒子の内部よりも表面の方が高Tgの樹脂の比率が高い構造が得られる。
また、分散剤に用いるポリマー微粒子を、前記の追添加粒子とみなして、該追添加粒子の物性に調整することで、追添加粒子(ポリマー微粒子)がトナー母粒子表面に存在する構造を作ってもよい。
By selecting the raw material in consideration of Tg by these methods, a structure in which the ratio of the resin having a high Tg is higher on the surface than on the inside of the toner matrix particles can be obtained.
Further, the polymer fine particles used as the dispersant are regarded as the additional particles, and the physical properties of the additional particles are adjusted to create a structure in which the additional particles (polymer fine particles) are present on the surface of the toner matrix particles. May be good.
3.1.3.溶融混練粉砕法でトナー母粒子を作製する方法
溶融混練粉砕法とは、結着樹脂及び着色剤に、必要に応じて帯電制御剤、離型剤、磁性体等を乾式混合した後、押出機等で溶融混練し、次いで粉砕、分級しトナー母粒子を得て、その後、外添剤を外添してトナーを得る。
トナー母粒子を得た後、追添加粒子を添加し内部成分の表面に付着させてもよい。限定はされないが、追添加粒子を添加した後に、外添剤を外添することが好ましい。
3.1.3. Method for producing toner matrix particles by melt-kneading and crushing method The melt-kneading and crushing method is an extruder after dry-mixing a binder resin and a colorant with a charge control agent, a mold release agent, a magnetic material, etc., if necessary. The toner is melt-kneaded with or the like, then pulverized and classified to obtain toner matrix particles, and then an external additive is added to obtain toner.
After obtaining the toner mother particles, additional particles may be added and adhered to the surface of the internal component. Although not limited, it is preferable to add an external additive after adding the additional particles.
3.2.トナー母粒子の洗浄・乾燥
前記した「トナー母粒子より小さい粒子を凝集してトナー母粒子を作製する方法」、「懸濁重合でトナー母粒子のサイズの粒子を作製する方法」、「溶解懸濁でトナー母粒子のサイズの粒子を作製する方法」等で作製されたトナー母粒子は、水系溶媒から分離され、洗浄、乾燥され、外添処理が施されて静電荷像現像用トナーに供される。
3.2. Cleaning and drying of toner matrix particles The above-mentioned "method of aggregating particles smaller than toner matrix particles to produce toner matrix particles", "method of producing particles of the size of toner matrix particles by suspension polymerization", "dissolution suspension" The toner matrix particles produced by the method of producing particles of the size of the toner matrix particles by turbidity are separated from the aqueous solvent, washed, dried, and externally treated to be used as the toner for static charge image development. Will be done.
洗浄に用いる液体としては、水が用いられるが、酸又はアルカリの水溶液で洗浄することもできる。また、温水や熱水で洗浄することもでき、これらの方法を併用することもできる。このような洗浄工程を経ることによって、懸濁安定剤や乳化剤、未反応モノマー等を低減、除去することができる。
洗浄工程は、例えば、濾過、デカンテーション等することによって、トナー母粒子を濃厚スラリー又はウエットケーキ状とし、これに新たに洗浄するための液体を加えてトナー母粒子を分散する操作を繰り返すことが好ましい。洗浄後のトナー母粒子は、ウエットケーキ状で回収することが、引き続き行われる乾燥工程における取り扱いの面で好ましい。
Water is used as the liquid used for cleaning, but it can also be washed with an aqueous solution of acid or alkali. Further, it can be washed with hot water or hot water, and these methods can be used in combination. By going through such a washing step, suspension stabilizers, emulsifiers, unreacted monomers and the like can be reduced and removed.
In the cleaning step, for example, the toner matrix particles are formed into a concentrated slurry or wet cake by filtering, decantation, etc., and a new cleaning liquid is added thereto to disperse the toner matrix particles. preferable. It is preferable to collect the toner matrix particles after washing in the form of a wet cake in terms of handling in the subsequent drying step.
乾燥工程では、振動型流動乾燥法、循環型流動乾燥法等流動乾燥法、気流乾燥法、真空乾燥法、凍結乾燥法、スプレードライ法、フラッシュジェット法等が用いられる。乾燥工程における温度、風量、減圧度等の操作条件は、着色粒子のTg、使用する装置の形状、機構、大きさ等をもとに、適宜最適化される。 In the drying step, a vibration type fluid drying method, a circulation type fluid drying method or the like, a flow drying method, an air flow drying method, a vacuum drying method, a freeze drying method, a spray drying method, a flash jet method and the like are used. The operating conditions such as temperature, air volume, and decompression degree in the drying step are appropriately optimized based on the Tg of the colored particles, the shape, mechanism, size, and the like of the apparatus used.
3.3.追添加粒子の添加時期
湿式媒体中(水中及び/又は有機溶剤中)でトナー母粒子を作製する場合、内部成分と同時に追添加粒子(又はその原料である単なる樹脂)を追添加(溶解・分散・懸濁の如何なる状態であってもよい)し、熱力学的に、追添加粒子を、内部成分と湿式媒体の表面に配置させてもよいし、内部成分の組成及び/又は形状が決まった後に追添加粒子を追添加し、物理的に内部成分の表面を追添加粒子が連続的及び/又は非連続的に覆う形としてもよい。
3.3. Timing of addition of additional particles When preparing toner matrix particles in a wet medium (in water and / or in an organic solvent), additional particles (or a simple resin that is a raw material thereof) are added (dissolved / dispersed) at the same time as the internal components. (It may be in any state of suspension), and thermodynamically, the additional particles may be arranged on the surface of the internal component and the wet medium, and the composition and / or shape of the internal component is determined. The additional particles may be added later to physically cover the surface of the internal component with the additional particles continuously and / or discontinuously.
更には、湿式媒体中(水中及び/又は有機溶剤中)でトナー母粒子を作製する場合、洗浄工程の前後でもよいし、乾燥工程の前後で追添加粒子を添加してもよい。また、後述する外添工程で追添加粒子を添加してもよく、外添工程で追添加粒子を付着させる場合は、追添加粒子を添加し固着させてから外添剤を添加する方が好ましい。 Furthermore, when the toner matrix particles are produced in a wet medium (in water and / or in an organic solvent), additional particles may be added before or after the washing step or before and after the drying step. Further, the additional particles may be added in the external addition step described later, and when the additional particles are attached in the external addition step, it is preferable to add the additional particles and fix them, and then add the external additive. ..
4.トナー母粒子の構成
[T2nd]−[T1st]が1.0℃以上4.5℃以下を満たすには、「少なくとも結着樹脂と着色剤を含む内部成分」と、追添加粒子とが完全に溶融混合していていない状態であるから、追添加粒子の粒径と含有量のバランスが調整され、ワックスや着色剤等の各成分の含有量が調整されることが必要である。
追添加粒子の粒径は、50nm以上が好ましく、70nm以上がより好ましく、300nm以下が好ましく、250nm以下がより好ましい。追添加粒子の粒径が大きくなるほど、追添加粒子の添加量を少なくしてバランスをとることが好ましい。
4. In order for the composition of the toner matrix particles [T 2nd ]-[T 1st ] to satisfy 1.0 ° C. or higher and 4.5 ° C. or lower, "at least an internal component containing a binder resin and a colorant" and additional particles are required. Since it is not completely melt-mixed, it is necessary to adjust the balance between the particle size and the content of the added particles and adjust the content of each component such as wax and colorant.
The particle size of the added particles is preferably 50 nm or more, more preferably 70 nm or more, preferably 300 nm or less, and more preferably 250 nm or less. As the particle size of the additional particles increases, it is preferable to reduce the amount of the additional particles added to achieve a balance.
追添加粒子の添加量を決定するときは、被覆率を用いることができる。被覆率は、トナー母粒子を球体と仮定したときの目標粒径から求められる表面積と、追添加粒子を球体と仮定したときの平均粒径から求められる投影面積との比から計算できる。
追添加粒子の粒径が100nm以上150nm以下のときは、被覆率は40%以上90%以下であることが好ましい。追添加粒子の粒径が150nm以上のときは、被覆率は20%以上80%以下であることが好ましい。追添加粒子の粒径が100nmより小さいときは、被覆率は60%以上であることが好ましい。
上記のような「追添加粒子の添加量」や「被覆率」に設定すること等を行うことによって、本発明の[T2nd]−[T1st]、[tanδ1st]及び[tanδ2nd]/[tanδ1st]の値範囲にし得る。
When determining the amount of additional particles to be added, the coverage can be used. The coverage can be calculated from the ratio of the surface area obtained from the target particle size when the toner mother particles are assumed to be spheres and the projected area obtained from the average particle size when the additional particles are assumed to be spheres.
When the particle size of the added particles is 100 nm or more and 150 nm or less, the coverage is preferably 40% or more and 90% or less. When the particle size of the added particles is 150 nm or more, the coverage is preferably 20% or more and 80% or less. When the particle size of the added particles is smaller than 100 nm, the coverage is preferably 60% or more.
By setting the "additional amount of additional particles" and "coverage" as described above, the present invention [T 2nd ]-[T 1st ], [tanδ 1st ] and [tanδ 2nd ] / It can be in the value range of [tan δ 1st].
[tanδ2nd]/[tanδ1st]が1.50以上2.20以下を満たすには、上記の追添加粒子の粒径と量のバランスに加え、追添加粒子の粒径が100nm以上の時は、外添操作で追添加粒子を衝撃によって押し広げることが好ましい。
一方、追添加粒子の粒径が100nmより小さいときは、外添操作で追添加粒子が押し広げられる変化が生じ難い傾向があるので、添加量を多くすることが好ましい。
In order for [tanδ 2nd ] / [tanδ 1st ] to satisfy 1.50 or more and 2.20 or less, in addition to the balance between the particle size and the amount of the additional particles, when the particle size of the additional particles is 100 nm or more, , It is preferable to spread the added particles by impact by an external addition operation.
On the other hand, when the particle size of the additional particles is smaller than 100 nm, it tends to be difficult for the additional particles to be expanded by the external addition operation, so it is preferable to increase the addition amount.
[tanδ1st]が1.15以上1.80以下を満たすには、追添加粒子の粒径は、50nm以上が好ましく、70nm以上がより好ましく、300nm以下が好ましく、250nm以下がより好ましい。追添加粒子の粒径が大きくなるほど添加量を少なくしてバランスをとることが好ましい。 In order for [tan δ 1st ] to satisfy 1.15 or more and 1.80 or less, the particle size of the added particles is preferably 50 nm or more, more preferably 70 nm or more, preferably 300 nm or less, and more preferably 250 nm or less. It is preferable to balance by reducing the addition amount as the particle size of the additional particles increases.
追添加粒子の粒径が100nm以上150nm以下のときは、被覆率は40%以上90%以下であることが好ましい。追添加粒子の粒径が150nm以上のときは、被覆率は20%以上80%以下であることが好ましい。追添加粒子の粒径が100nmより小さいときは、被覆率は60%以上であることが好ましい。追添加粒子の粒径が200nmより大きい時は、被覆率は45%以下であることが好ましい。
上記のような「外添操作の衝撃」、「追添加粒子の粒径」、「被覆率」に設定すること等を含めて、本発明の[T2nd]−[T1st]、[tanδ1st]及び[tanδ2nd]/[tanδ1st]の値範囲にし得る。
When the particle size of the added particles is 100 nm or more and 150 nm or less, the coverage is preferably 40% or more and 90% or less. When the particle size of the added particles is 150 nm or more, the coverage is preferably 20% or more and 80% or less. When the particle size of the added particles is smaller than 100 nm, the coverage is preferably 60% or more. When the particle size of the added particles is larger than 200 nm, the coverage is preferably 45% or less.
Including the above-mentioned "impact of external addition operation", "particle size of additional particles", "coverage", etc., [T 2nd ]-[T 1st ], [tan δ 1st] of the present invention. ] And [tanδ 2nd ] / [tanδ 1st ].
[T2nd]−[T1st]が1.0℃以上4.5℃以下であり、[tanδ2nd]/[tanδ1st]が1.50以上2.20以下になるように調整するために、結着樹脂と追添加粒子が適度な親和性を持つように組成を組み合わせることが望ましい。
1回目測定では、結着樹脂と追添加粒子が溶融混合していない状態で測定を開始する。1回目測定が終了すると、その間の加熱によって結着樹脂と追添加粒子が互いに溶融混合する。2回目測定では互いに溶融混合した状態から測定を開始する。この違いが[T2nd]−[T1st]、及び[tanδ2nd]/[tanδ1st]に現れる。
To adjust so that [T 2nd ]-[T 1st ] is 1.0 ° C. or higher and 4.5 ° C. or lower, and [tanδ 2nd ] / [tanδ 1st ] is 1.50 or higher and 2.20 or lower. It is desirable to combine the compositions so that the binder resin and the additional particles have an appropriate affinity.
In the first measurement, the measurement is started in a state where the binder resin and the additional particles are not melt-mixed. When the first measurement is completed, the binder resin and the additional particles are melt-mixed with each other by heating during that period. In the second measurement, the measurement is started from a state in which they are melt-mixed with each other. This difference appears in [T 2nd ]-[T 1st ] and [tanδ 2nd ] / [tanδ 1st ].
よって、結着樹脂の種類に応じて追添加粒子に含有する樹脂の種類を選定して親和性を調整することが望ましい。以下の具体的数値には限定されないが、例えば、結着樹脂がスチレンアクリル系樹脂であれば、追添加粒子に含有する樹脂もスチレンアクリル系樹脂として、スチレンモノマーとアクリルモノマーの比率を、結着樹脂が70:30の場合は追添加粒子に含有する樹脂は95:5とする、又は、その他の単量体100質量部に対する親水性単量体の部数を、結着樹脂が1部の場合は追添加樹脂に含有する樹脂は1.5部とする、結着樹脂と追添加粒子の何れかにスチレンアクリル系樹脂とポリエステルのハイブリッド樹脂を用いる、といった方法で組成に差をつけることが挙げられる。 Therefore, it is desirable to adjust the affinity by selecting the type of resin contained in the additional particles according to the type of binder resin. Although not limited to the following specific values, for example, if the binder resin is a styrene acrylic resin, the resin contained in the additional particles is also a styrene acrylic resin, and the ratio of the styrene monomer to the acrylic monomer is bonded. When the resin is 70:30, the resin contained in the additional particles is 95: 5, or when the number of parts of the hydrophilic monomer is 1 part with respect to 100 parts by mass of the other monomer. The composition of the additional resin is different by 1.5 parts of the resin and a hybrid resin of styrene acrylic resin and polyester as either the binder resin or the additional particles. Be done.
内部成分と追添加粒子成分の適切な相溶性が得られることから、結着樹脂のSP値と追添加粒子成分のSP値の差が0.5〜1.0であることが好ましく、0.6〜0.8であることがより好ましい。 Since appropriate compatibility between the internal component and the additional particle component can be obtained, the difference between the SP value of the binder resin and the SP value of the additional particle component is preferably 0.5 to 1.0, and 0. It is more preferably 6 to 0.8.
結着樹脂がポリエステルであれば追添加粒子に含有する樹脂もポリエステルとして、酸価を、結着樹脂が3mgKOH/g以下の場合は追添加粒子に含有する樹脂は4mgKOH/g以上20mgKOH/g以下とする、結着樹脂は水酸基を有さず、追添加粒子に含有する樹脂は水酸基を有する、といった方法が挙げられる。 If the binding resin is polyester, the resin contained in the additional particles is also polyester, and the acid value is determined. If the binding resin is 3 mgKOH / g or less, the resin contained in the additional particles is 4 mgKOH / g or more and 20 mgKOH / g or less. The binding resin does not have a hydroxyl value, and the resin contained in the additional particles has a hydroxyl value.
結着樹脂と追添加粒子に含有する樹脂が同一若しくは近似、又は、樹脂物性が同一若しくは近似であると、[T1st]と[T2nd]に差がつかない。また、トナー母粒子作製時に結着樹脂と追添加粒子の溶融混合が進むことから、[tanδ1st]と[tanδ2nd]もほぼ同じ値になる。
追添加粒子は、樹脂を含むが、ワックスを含むことが好ましい。内部成分にもワックスを含むときは、内部成分に含まれるワックスと追添加粒子に含まれるワックスは、同じ種類でもよいが、異なる種類を用いる方が好ましい。また、他に帯電制御剤等を含んでもよい。
If the binding resin and the resin contained in the additional particles are the same or similar, or if the resin physical characteristics are the same or similar, there is no difference between [T 1st ] and [T 2nd]. Further, since the binder resin and the additional particles are melt-mixed during the production of the toner mother particles, the values of [tanδ 1st ] and [tanδ 2nd ] are almost the same.
The additional particles contain a resin, but preferably contain a wax. When the internal component also contains wax, the wax contained in the internal component and the wax contained in the additional particles may be of the same type, but it is preferable to use different types. In addition, a charge control agent or the like may be contained.
上記のような「『結着樹脂』と『追添加粒子に含有される樹脂』の、種類若しくは物性の差」に設定すること等を含めて行うことで、本発明の[T2nd]−[T1st]、[tanδ1st]及び[tanδ2nd]/[tanδ1st]の値範囲にし得る。 By setting the above-mentioned "difference in type or physical properties between the" binding resin "and the" resin contained in the additional particles "" and the like, the present invention [T 2nd ]-[ It can be in the value range of [T 1st ], [tanδ 1st ] and [tanδ 2nd ] / [tanδ 1st].
追添加粒子のGPCにおける数平均分子量は、好ましくは8000以上、より好ましくは1万以上、更に好ましくは1.3万以上であり、好ましくは5万以下、より好ましくは4万以下、更に好ましくは3.5万以下であることが望ましい。重量平均分子量は好ましくは2万以上、より好ましくは3万以上、好ましくは30万以下、より好ましくは20万以下であることが望ましい。
追添加粒子のTgは、65℃以上が好ましく、70℃以上がより好ましく、95℃以下が好ましく、90℃以下がより好ましい。また、結着樹脂のTgより高いことが必要で、20℃以上高いことがより好ましく、25℃以上高いことが更に好ましい。また、結着樹脂のTgより50℃以上高くないことが好ましい。
The number average molecular weight of the added particles in GPC is preferably 8,000 or more, more preferably 10,000 or more, still more preferably 13,000 or more, preferably 50,000 or less, more preferably 40,000 or less, still more preferably. It is desirable that it is 35,000 or less. The weight average molecular weight is preferably 20,000 or more, more preferably 30,000 or more, preferably 300,000 or less, and more preferably 200,000 or less.
The Tg of the additional particles is preferably 65 ° C. or higher, more preferably 70 ° C. or higher, preferably 95 ° C. or lower, and more preferably 90 ° C. or lower. Further, it is necessary to be higher than Tg of the binder resin, more preferably 20 ° C. or higher, and further preferably 25 ° C. or higher. Further, it is preferable that the temperature is not higher than Tg of the binder resin by 50 ° C. or more.
[tanδ1st]が1.15以上1.80以下を満たし、[tanδ2nd]/[tanδ1st]が1.50以上2.20以下を満たすには、追添加粒子はトナー母粒子の表面近傍に位置することが必要である。そのために有効な追添加粒子の組成としては、トナー母粒子を水系媒体中で作製する場合は、結着樹脂よりも水系媒体になじみ易い組成(親和性のある組成)にしておくことが挙げられ、例えば、酸性単量体若しくは塩基性単量体の比率を結着樹脂より高く、かつその他の単量体100質量部に対して1.0質量部以上にする、イオン性の重合開始剤を使用する、これらを組み合わせる、等が挙げられる。 In order for [tanδ 1st ] to satisfy 1.15 or more and 1.80 or less and [tanδ 2nd ] / [tanδ 1st ] to satisfy 1.50 or more and 2.20 or less, the additional particles should be placed near the surface of the toner matrix particles. It needs to be located. An effective composition of the additional particles for that purpose is that when the toner matrix particles are produced in an aqueous medium, the composition is more compatible with the aqueous medium than the binder resin (composition having affinity). For example, an ionic polymerization initiator having a higher ratio of acidic monomer or basic monomer than the binder resin and 1.0 part by mass or more with respect to 100 parts by mass of other monomers. Use, combine these, etc.
図3に一例を示したように、凹凸を持った形状の粒子に対して追添加粒子を付着させてトナー母粒子を得る場合、追添加粒子は凸部Aに多く付着し易い傾向がある。従来のトナーは、追添加粒子は、付着後に表面近傍に留まらず、内部に深く埋まり込んでしまう。
一方、本発明のトナーでは追添加粒子が表面近傍に留まる。その結果、得られたトナー母粒子は、追添加粒子がトナー母粒子の表面に位置し、かつ全体に均一に分布せず偏った分布になる。
As an example shown in FIG. 3, when the additional particles are attached to the particles having an uneven shape to obtain the toner mother particles, many of the additional particles tend to adhere to the convex portion A. In the conventional toner, the additional particles do not stay near the surface after adhesion, but are deeply embedded inside.
On the other hand, in the toner of the present invention, the additional particles stay near the surface. As a result, the obtained toner matrix particles have a biased distribution in which the additional particles are located on the surface of the toner matrix particles and are not uniformly distributed over the entire surface.
上記のような「追添加粒子の分子量」、「追添加粒子のTgや結着樹脂のTgとの関係」、「追添加粒子の水系媒体への親和性」、「追添加粒子付着前の粒子の形状」に設定すること等を含めて、本発明の[T2nd]−[T1st]、[tanδ1st]及び[tanδ2nd]/[tanδ1st]の値範囲にし得る。 "Molecular weight of additional particles", "Relationship between Tg of additional particles and Tg of binding resin", "Affinity of additional particles for aqueous medium", "Particles before attachment of additional particles" It can be in the value range of [T 2nd ]-[T 1st ], [tanδ 1st ] and [tanδ 2nd ] / [tanδ 1st ] of the present invention, including setting to "shape of".
5.外添
5.1.外添剤
本発明においては、本発明のトナーの物性を得るために、また、トナーの流動性向上や帯電制御性向上のために、外添剤を添加する。外添剤はトナー母粒子表面全体に付着するため、追添加粒子が存在しない部分も外添剤で被覆されることが好ましい。外添剤としては、各種無機又は有機微粒子の中から適宜選択して使用することができる。また、2種類以上の外添剤を併用してもよい。
5. Attachment 5.1. External Additive In the present invention, an external additive is added in order to obtain the physical characteristics of the toner of the present invention, and to improve the fluidity and charge controllability of the toner. Since the external additive adheres to the entire surface of the toner matrix particles, it is preferable that the portion where the additional particles do not exist is also covered with the external additive. As the external additive, it can be appropriately selected and used from various inorganic or organic fine particles. Further, two or more kinds of external additives may be used in combination.
無機微粒子としては、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化ハフニウム、炭化バナジウム、炭化タンタル、炭化ニオブ、炭化タングステン、炭化クロム、炭化モリブデン、炭化カルシウム等の各種炭化物、窒化ホウ素、窒化チタン、窒化ジルコニウム等の各種窒化物、ホウ化ジルコニウム等の各種ホウ化物、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化銅、酸化アルミニウム、酸化セリウム、シリカ、コロイダルシリカ等の各種酸化物、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ストロンチウム等の各種チタン酸化合物、リン酸カルシウム等のリン酸化合物、二硫化モリブデン等の硫化物、フッ化マグネシウム、フッ化炭素等のフッ化物、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等の各種金属石鹸、滑石、ベントナイト、各種カーボンブラックや導電性カーボンブラック、マグネタイト、フェライト等を用いることができる。 Inorganic fine particles include various carbides such as silicon carbide, boron carbide, titanium carbide, zirconium carbide, hafnium carbide, vanadium carbide, tantalum carbide, niobide carbide, tungsten carbide, chromium carbide, molybdenum carbide, calcium carbide, boron nitride, titanium nitride. , Various nitrides such as zirconium nitride, various carbides such as zirconium boride, various oxides such as titanium oxide, calcium oxide, magnesium oxide, zinc oxide, copper oxide, aluminum oxide, cerium oxide, silica, colloidal silica, titanium Various titanic acid compounds such as calcium acid, magnesium titanate, strontium titanate, phosphoric acid compounds such as calcium phosphate, sulfides such as molybdenum disulfide, fluorides such as magnesium fluoride and carbon fluoride, aluminum stearate, calcium stearate. , Various metal soaps such as zinc stearate and magnesium stearate, talc, bentonite, various carbon blacks, conductive carbon blacks, magnetites, ferrites and the like can be used.
有機微粒子としては、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂等の微粒子を用いることができる。また、フッ素原子を含有する微粒子を用いて帯電安定性を向上させることができる。 As the organic fine particles, fine particles such as a styrene resin, an acrylic resin, an epoxy resin, and a melamine resin can be used. Further, the charge stability can be improved by using fine particles containing a fluorine atom.
これら外添剤の中では、特に、シリカ、酸化チタン、アルミナ、酸化亜鉛、各種カーボンブラックや導電性カーボンブラック等が好適に使用される。また、外添剤は、前記の無機又は有機微粒子の表面を、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)、ジメチルジクロロシラン(DMDS)等のシランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、シリコーンオイル、ジメチルシリコーンオイル、変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル等のシリコーンオイル処理剤、シリコーンワニス、フッ素系シランカップリング剤、フッ素系シリコーンオイル、アミノ基や第4級アンモニウム塩基を有するカップリング剤等の処理剤によって疎水化等の表面処理が施されているものを使用することもできる。該処理剤は2種以上を併用することもできる。 Among these external additives, silica, titanium oxide, alumina, zinc oxide, various carbon blacks, conductive carbon blacks and the like are preferably used. The external additive is a silane coupling agent such as hexamethyldisilazane (HMDS) or dimethyldichlorosilane (DMDS), a titanate-based coupling agent, silicone oil, or dimethyl silicone oil on the surface of the inorganic or organic fine particles. Hydrophobic with treatment agents such as silicone oil treatment agents such as modified silicone oil and amino-modified silicone oil, silicone varnish, fluorine-based silane coupling agents, fluorine-based silicone oils, and coupling agents having amino groups and quaternary ammonium bases. It is also possible to use one that has been subjected to surface treatment such as siliconization. Two or more kinds of the treatment agent can be used in combination.
外添剤の添加量は、トナー母粒子100質量部に対して、1.0質量部以上が好ましく、1.5質量部以上が特に好ましく、6.5質量部以下が好ましく、5.5質量部以下が特に好ましい。 The amount of the external additive added is preferably 1.0 part by mass or more, particularly preferably 1.5 parts by mass or more, preferably 6.5 parts by mass or less, and 5.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the toner mother particles. Part or less is particularly preferable.
本発明のトナーにおいては、帯電制御の観点から、外添剤として導電性微粒子を使用してもよい。導電性微粒子としては、例えば、導電性酸化チタン、シリカ、マグネタイト、等の金属酸化物又はそれらに導電性物質をドープしたもの、ポリアセチレンやポリフェニルアセチレン、ポリ−p−フェニレン等の共役2重結合を有するポリマーに金属等の導電性物質をドープした有機微粒子、カーボンブラックやグラファイトに代表される炭素等が挙げられるが、トナーの流動性を損なわず導電性を付与できるという観点から、導電性酸化チタン又はその導電性物質をドープしたものがより好ましい。 In the toner of the present invention, conductive fine particles may be used as an external additive from the viewpoint of charge control. Examples of the conductive fine particles include metal oxides such as conductive titanium oxide, silica, and magnetite, or those doped with a conductive substance, and conjugated double bonds such as polyacetylene, polyphenylacetylene, and poly-p-phenylene. Examples thereof include organic fine particles obtained by doping a polymer having a conductive substance such as a metal with a conductive substance such as metal, and carbon typified by carbon black or graphite. From the viewpoint of imparting conductivity without impairing the fluidity of the toner, conductive oxidation More preferably, it is doped with titanium or a conductive substance thereof.
導電性微粒子の含有量は、トナー母粒子100質量部に対して、下限は、0.05質量部以上が好ましく、0.1質量部以上であることがより好ましく、0.2質量部以上であることが特に好ましい。
一方、導電性微粒子の含有量の上限は、3質量部以下が好ましく、2質量部以下がより好ましく、特に好ましくは1質量部以下である。
The lower limit of the content of the conductive fine particles is preferably 0.05 parts by mass or more, more preferably 0.1 parts by mass or more, and 0.2 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the toner mother particles. It is particularly preferable to have.
On the other hand, the upper limit of the content of the conductive fine particles is preferably 3 parts by mass or less, more preferably 2 parts by mass or less, and particularly preferably 1 part by mass or less.
5.2.外添剤の外添方法
外添剤の添加方法は、ヘンシェルミキサー等の高速撹拌機を用いる方法や、圧縮剪断応力を加えることのできる装置による方法等が挙げられる。
トナーは、トナー母粒子に全ての外添剤を同時添加して外添する一段外添法により作製できるが、外添剤毎に外添する分段外添法により作製することもできる。
外添中の温度上昇を防止するために、容器に冷却装置を設置する、分段外添する等が挙げられる。
5.2. External Addition Method The external addition method includes a method using a high-speed stirrer such as a Henschel mixer and a method using a device capable of applying compressive shear stress.
The toner can be produced by a one-step external addition method in which all the external additives are added to the toner matrix particles at the same time and externally added, but it can also be produced by a piecewise external addition method in which each external additive is externally added.
In order to prevent the temperature from rising during the external addition, a cooling device may be installed in the container, or a piecewise external attachment may be used.
6.その他
本発明のトナーの体積平均粒径は、3μm以上が好ましく、更に5μm以上がより好ましい。また、15μm以下が好ましく、10μm以下がより好ましく、8μm以下が特に好ましい。
また、形状は、フロー式粒子像分析装置FPIA−3000を用いて測定した平均円形度が、好ましくは0.90以上、より好ましくは0.92以上、更に好ましくは0.94以上、特に好ましくは0.95以上であり、好ましくは0.99以下である。平均円形度が小さ過ぎると、トナー母粒子への外添剤の付着不良による帯電悪化から画像濃度の低下を引き起こす場合があり、大き過ぎると、形状に起因するクリーニング不良となる場合がある。
6. Others The volume average particle size of the toner of the present invention is preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more. Further, 15 μm or less is preferable, 10 μm or less is more preferable, and 8 μm or less is particularly preferable.
As for the shape, the average circularity measured by using the flow type particle image analyzer FPIA-3000 is preferably 0.90 or more, more preferably 0.92 or more, still more preferably 0.94 or more, and particularly preferably 0.94 or more. It is 0.95 or more, preferably 0.99 or less. If the average circularity is too small, the image density may decrease due to poor adhesion of the external additive to the toner matrix particles, which may cause a decrease in image density. If the average circularity is too large, cleaning defects due to the shape may occur.
本発明の静電荷像現像用トナーは、トナーをキャリアとともに用いる二成分系現像剤、又は、キャリアを使用しない磁性若しくは非磁性一成分系現像剤の何れの形態で用いてもよい。
二成分系現像剤として用いる場合、キャリアとしては、鉄粉、マグネタイト粉、フェライト粉等の磁性物質又はそれらの表面に樹脂コーティングを施したものや磁性キャリア等公知のものを用いることができる。樹脂コーティングキャリアの被覆樹脂としては一般的に知られているスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレンアクリル共重合系樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、フッ素樹脂、又はこれらの混合物等が利用できる。
The toner for static charge image development of the present invention may be used in any form of a two-component developer that uses the toner together with a carrier, or a magnetic or non-magnetic one-component developer that does not use a carrier.
When used as a two-component developer, as the carrier, a magnetic substance such as iron powder, magnetite powder, or ferrite powder, a substance having a resin coating on the surface thereof, or a known carrier such as a magnetic carrier can be used. As the coating resin of the resin coating carrier, generally known styrene resin, acrylic resin, styrene acrylic copolymer resin, silicone resin, modified silicone resin, fluororesin, or a mixture thereof can be used.
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。以下の例で単に「部」「%」とあるのは、質量に関するものは、「質量部」「質量%」を意味する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples as long as the gist of the present invention is not exceeded. In the following examples, the terms "parts" and "%" simply mean "parts by mass" and "% by mass" when it comes to mass.
各粒子の粒子径、平均円形度、重量平均分子量、エマルション固形分濃度等は、次のように測定した。
<中位径(D50)の測定>
1ミクロン未満の中位径(D50)を有す粒子の中位径(D50)は、日機装株式会社製、型式MicrotracNanotrac150(以下ナノトラックと略す)及び同社解析ソフト、MicrotracParticle Analyzer Ver10.1.2−019EEを用い、電気伝導度が0.5μS/cmのイオン交換水を溶媒とし、溶媒屈折率:1.333、測定時間:120秒、測定回数:5回の測定条件で取り扱い説明書に記載された方法で測定し、その平均値を求めた。
その他の設定条件は、粒子屈折率:1.59、透過性:透過、形状:真球形、密度:1.04とした。
The particle size, average circularity, weight average molecular weight, emulsion solid content concentration, etc. of each particle were measured as follows.
<Measurement of median diameter (D50)>
The medium diameter (D50) of particles having a medium diameter (D50) of less than 1 micron is manufactured by Nikkiso Co., Ltd., model Microtrac Nanotrac150 (hereinafter abbreviated as nanotrack) and its analysis software, MicrotracParticle Analyzer Ver10.1.2-. Described in the instruction manual under the measurement conditions of 019EE, ion-exchanged water having an electrical conductivity of 0.5 μS / cm as a solvent, solvent refractive index: 1.333, measurement time: 120 seconds, and number of measurements: 5 times. The average value was calculated by the above-mentioned method.
Other setting conditions were particle refractive index: 1.59, transparency: transmission, shape: true sphere, and density: 1.04.
<体積中位粒径(Dv50)の測定>
1ミクロン以上の体積中位粒径(Dv50)を有す粒子の体積中位粒径(Dv50)は、ベックマン・コールター社製、マルチサイザーIII(アパーチャー径100μm:以下、マルチサイザーと略す)を用い、同社アイソトンIIを分散媒として、分散質濃度0.03%になるように分散させて測定した。
<Measurement of volume median particle size (Dv50)>
For the volume median particle diameter (Dv50) of the particles having a volume median particle diameter (Dv50) of 1 micron or more, Beckman Coulter's Multisizer III (aperture diameter 100 μm: hereinafter abbreviated as multisizer) is used. Using Isoton II of the same company as a dispersion medium, the particles were dispersed and measured so that the dispersoid concentration was 0.03%.
<平均円形度測定>
平均円形度は、分散質を分散媒(セルシース:シスメックス社製)に、5720〜7140個/μLとなるように分散させ、フロー式粒子分析装置(FPIA3000:シスメックス社製)を用いて、HPF分析量0.35μL、HPF検出量2000〜2500個の条件下でHPFモードにより測定した。
<Measurement of average circularity>
For the average circularity, the dispersoid was dispersed in a dispersion medium (Cell sheath: manufactured by Sysmex Corporation) so as to be 5720 to 7140 pieces / μL, and HPF analysis was performed using a flow-type particle analyzer (FPIA3000: manufactured by Sysmex Corporation). The measurement was performed in the HPF mode under the conditions of an amount of 0.35 μL and an HPF detection amount of 2000 to 2500 pieces.
<重量平均分子量(Mw)>
重合体一次粒子分散液、追添加粒子分散液を凍結乾燥して水分を除去したのち、THF可溶成分を、以下の条件でゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した。
装置:東ソー株式会社製GPC装置 HLC−8320、カラム:TOSOH TSKgel SuperHM−H(直径6mmx長さ150mmx2本)、溶媒:THF、カラム温度:40℃、流量:0.5mL/分、試料濃度:0.1質量%、検量線:標準ポリスチレン使用
<Weight average molecular weight (Mw)>
After the polymer primary particle dispersion and the additional particle dispersion were freeze-dried to remove water, the THF-soluble component was measured by gel permeation chromatography (GPC) under the following conditions.
Equipment: GPC equipment HLC-8320 manufactured by Tosoh Corporation, column: TOSOH TSKgel SuperHM-H (diameter 6 mm x length 150 mm x 2), solvent: THF, column temperature: 40 ° C., flow rate: 0.5 mL / min, sample concentration: 0 .1% by mass, calibration curve: standard polystyrene used
<エマルション固形分濃度>
エマルション固形分濃度は、株式会社ケット科学研究所製、赤外線水分計FD−610を用い、2gの試料を195℃で90分加熱して水分を蒸発させることにより求めた。
<Emulsion solid content concentration>
The emulsion solid content concentration was determined by heating a 2 g sample at 195 ° C. for 90 minutes to evaporate the water content using an infrared moisture meter FD-610 manufactured by Kett Science Laboratory Co., Ltd.
<透過型電子顕微鏡での測定方法、陰影差の測定方法>
トナーをエポキシ系樹脂に包埋して硬化させた後、四酸化ルテニウムで5分間ガス暴露することで、追添加粒子の成分(シェル)と内部成分(コア)を識別染色した。次に、ナイフで断面出して、ウルトラミクロトームを用いて、厚さが200nmのトナーの超薄切片を作製した。更に、TEM(透過型電子顕微鏡)H7500(日立ハイテク社製)を用いて、加速電圧100kVでトナーの超薄切片を観察し、陰影差を肉眼で確認した。
<Measurement method with transmission electron microscope, measurement method of shading difference>
After the toner was embedded in an epoxy resin and cured, it was exposed to gas with ruthenium tetroxide for 5 minutes to distinguish and dye the components (shell) and internal components (core) of the added particles. Next, a cross section was cut out with a knife, and an ultrathin section of toner having a thickness of 200 nm was prepared using an ultramicrotome. Further, using a TEM (transmission electron microscope) H7500 (manufactured by Hitachi High-Tech), an ultrathin section of the toner was observed at an acceleration voltage of 100 kV, and the shadow difference was confirmed with the naked eye.
実施例1
<ワックス分散液A1の調製>
ワックスとしてエステルワックス1(日油株式会社製、品名:WEP−3、カタログ融点73℃、カタログ酸価0.1mgKOH/g、カタログ水酸基価3mgKOH/g以下)30.00部(1440g)、デカグリセリンデカベヘネート(三菱化学フーズ株式会社製、品名:B100D、水酸基価27、融点70℃)0.24部、20%ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液(以下、「20%DBS水溶液」と略す)1.93部、脱塩水67.83部、を90℃に加熱して、45℃傾斜3段パドル翼を備えたCSTR型撹拌層内で20分混合した。
次いでこの分散液を90℃に加熱したまま、バルブホモジナイザー(ゴーリン社製、15−M−8PA型)を用いて25MPaの加圧条件で循環乳化を開始し、ナノトラックで粒子径を測定し、中位径(D50)が245nmになるまで分散して、ワックス分散液A1(エマルション固形分濃度=31.2%)を作製した。
Example 1
<Preparation of wax dispersion liquid A1>
As wax, ester wax 1 (manufactured by Nichiyu Co., Ltd., product name: WEP-3, catalog melting point 73 ° C., catalog acid value 0.1 mgKOH / g,
Next, while the dispersion was heated to 90 ° C., circulation emulsification was started using a valve homogenizer (manufactured by Gorin, 15-M-8PA type) under a pressure condition of 25 MPa, and the particle size was measured with nanotrack. The wax dispersion liquid A1 (emulsion solid content concentration = 31.2%) was prepared by dispersing until the medium diameter (D50) became 245 nm.
<ワックス分散液A2の調製>
上記エステルワックス1を22.50部、エステルワックス2(日油株式会社製 品名:WEP−5、カタログ融点82℃、カタログ酸価0.1mgKOH/g、カタログ水酸基価3mgKOH/g以下)7.50部(1080g)、デカグリセリンデカベヘネート0.24部、20%DBS水溶液1.93部、脱塩水67.83部を用いた以外は、ワックス分散液A1と同様の方法で、ワックス分散液A2(エマルション固形分濃度=31.1%)を作製した。
<Preparation of wax dispersion liquid A2>
22.50 parts of the above ester wax 1, ester wax 2 (manufactured by Nichiyu Co., Ltd., product name: WEP-5, catalog melting point 82 ° C, catalog acid value 0.1 mgKOH / g,
<重合体一次粒子分散液B1の調製>
撹拌装置、加熱冷却装置、濃縮装置、及び、各原料・助剤仕込み装置を備えた反応器に、ワックス分散液A1を34.7部、脱塩水252部、0.5%硫酸鉄(II)7水和物水溶液0.02部を仕込み、撹拌しながら窒素気流下で90℃に昇温した。
その後、撹拌を続けたまま下記のモノマー類・乳化剤溶液の混合物を240分かけて添加した。
このモノマー類・乳化剤水溶液の混合物を添加開始した時間を重合開始とし、下記の開始剤水溶液を重合開始0分から480分かけて添加した。重合開始240分に下記の硫酸鉄水溶液を添加した。重合開始300分に95℃に昇温した。重合開始540分まで加熱撹拌を継続した。
<Preparation of polymer primary particle dispersion liquid B1>
34.7 parts of wax dispersion A1, 252 parts of desalinated water, 0.5% iron sulfate (II) in a reactor equipped with a stirrer, a heating / cooling device, a concentrator, and a device for charging each raw material / auxiliary agent. 0.02 part of a heptahydrate aqueous solution was charged, and the temperature was raised to 90 ° C. under a nitrogen stream while stirring.
Then, the mixture of the following monomer / emulsifier solution was added over 240 minutes while continuing stirring.
The time at which the addition of the mixture of the monomer and the emulsifier aqueous solution was started was defined as the start of polymerization, and the following initiator aqueous solution was added over 0 to 480 minutes from the start of polymerization. The following iron sulfate aqueous solution was added 240 minutes after the start of polymerization. The temperature was raised to 95 ° C. 300 minutes after the start of polymerization. Heating and stirring were continued until 540 minutes after the start of polymerization.
[モノマー類]
スチレン 70.9部
アクリル酸ブチル 29.1部
アクリル酸 0.85部
トリクロロブロモメタン 1.0部
ヘキサンジオールジアクリレート 0.95部
[Monomers]
Styrene 70.9 parts Butyl acrylate 29.1 parts Acrylic acid 0.85 parts Trichlorobromomethane 1.0 part Hexanediol diacrylate 0.95 parts
[乳化剤水溶液]
20%DBS水溶液 1.0部
脱塩水 66.9部
[Aqueous solution of emulsifier]
20% DBS aqueous solution 1.0 part Demineralized water 66.9 parts
[開始剤水溶液]
8%過酸化水素水溶液 28.0部
8%L−(+)アスコルビン酸水溶液 28.0部
[Initiator aqueous solution]
8% hydrogen peroxide aqueous solution 28.0 parts 8% L- (+) ascorbic acid aqueous solution 28.0 parts
[硫酸鉄水溶液]
0.5%硫酸鉄(II)7水和物水溶液 0.08部
[Iron sulfate aqueous solution]
0.5% iron (II) sulfate heptahydrate aqueous solution 0.08 part
重合反応終了後、冷却し、乳白色の重合体一次粒子分散液B1を得た。ナノトラックを用いて測定した中位径(D50)は239nmだった。重量平均分子量(Mw)は、67000だった。 After completion of the polymerization reaction, the mixture was cooled to obtain a milky white polymer primary particle dispersion liquid B1. The median diameter (D50) measured using Nanotrack was 239 nm. The weight average molecular weight (Mw) was 67,000.
<追添加粒子分散液B2の調製>
撹拌装置、加熱冷却装置、濃縮装置、及び各原料・助剤仕込み装置を備えた反応器に、ワックス分散液A2を50.7部、20%DBS水溶液3.50部、脱塩水349部を仕込み、撹拌しながら窒素気流下で75℃に昇温した。
下記の開始剤水溶液1を添加して5分後、撹拌を続けたまま下記のモノマー類・乳化剤溶液の混合物を180分かけて添加した。このモノマー類・乳化剤水溶液の混合物の添加開始した時間を重合開始とし、重合開始180分に下記の硫酸鉄水溶液を添加した。重合開始180分に93℃に昇温した。下記の開始剤水溶液2を重合開始240分から60分かけて添加した。下記の開始剤水溶液3を重合開始240分から120分かけて添加した。重合開始480分まで加熱撹拌を継続した。
<Preparation of additional particle dispersion liquid B2>
50.7 parts of wax dispersion A2, 3.50 parts of 20% DBS aqueous solution, and 349 parts of desalinated water are charged into a reactor equipped with a stirrer, a heating / cooling device, a concentrator, and a device for charging each raw material / auxiliary agent. The temperature was raised to 75 ° C. under a nitrogen stream with stirring.
After 5 minutes of adding the following initiator aqueous solution 1, a mixture of the following monomer / emulsifier solution was added over 180 minutes while continuing stirring. The time when the addition of the mixture of the monomer and the emulsifier aqueous solution was started was defined as the start of polymerization, and the following iron sulfate aqueous solution was added 180 minutes after the start of polymerization. The temperature was raised to 93 ° C. 180 minutes after the start of polymerization. The following initiator
[モノマー類]
スチレン 97.9部
アクリル酸ブチル 2.1部
アクリル酸 1.5部
1−ドデカンチオール 1.0部
[Monomers]
Styrene 97.9 parts Butyl acrylate 2.1 parts Acrylic acid 1.5 parts 1-dodecanethiol 1.0 part
[乳化剤水溶液]
20%DBS水溶液 1.0部
脱塩水 66.7部
[Aqueous solution of emulsifier]
20% DBS aqueous solution 1.0 part Demineralized water 66.7 parts
[開始剤水溶液1]
20%過硫酸アンモニウム水溶液 6.0部
[開始剤水溶液2]
8%過酸化水素水溶液 14.2部
[開始剤水溶液3]
8%L−(+)アスコルビン酸水溶液 21.3部
[Initiator aqueous solution 1]
20% Ammonium Persulfate Aqueous Solution 6.0 Parts [Initiator Aqueous Solution 2]
8% hydrogen peroxide aqueous solution 14.2 parts [Initiator aqueous solution 3]
8% L- (+) ascorbic acid aqueous solution 21.3 parts
[硫酸鉄水溶液]
0.5%硫酸鉄(II)7水和物水溶液 0.05部
[Iron sulfate aqueous solution]
0.5% iron (II) sulfate heptahydrate aqueous solution 0.05 part
重合反応終了後、冷却し、乳白色の追添加粒子分散液B2を得た。ナノトラックを用いて測定した中位径(D50)は112nmだった。重量平均分子量(Mw)は41000だった。 After completion of the polymerization reaction, the mixture was cooled to obtain a milky white additional particle dispersion liquid B2. The median diameter (D50) measured using Nanotrack was 112 nm. The weight average molecular weight (Mw) was 41000.
<トナー母粒子C1の調製>
撹拌装置、加熱冷却装置、及び各原料・助剤仕込み装置を備えた混合器に重合体一次粒子分散液B1を89部(固形分)、20%DBS水溶液0.27部(固形分)、脱イオン水33部、5%硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.52部(固形分)、シアン着色剤EP−700(大日精化(株)製)18部、脱イオン水41部を撹拌しながら順に添加した。
260分かけて内温45℃まで昇温した。ここでマルチサイザーを用いて体積中位粒径(Dv50)を測定したところ、5.2μmであった。重合体一次粒子分散液B1を9.8部(固形分)追加した。
<Preparation of toner mother particle C1>
89 parts (solid content) of the polymer primary particle dispersion liquid B1 and 0.27 parts (solid content) of the 20% DBS aqueous solution were removed from the mixer equipped with a stirrer, a heating / cooling device, and a device for charging each raw material / auxiliary agent. 33 parts of ionized water, 0.52 parts (solid content) of 5% iron (II) sulfate heptahydrate aqueous solution, 18 parts of cyan colorant EP-700 (manufactured by Dainichi Seika Co., Ltd.), 41 parts of deionized water. The mixture was added in order with stirring.
The temperature was raised to 45 ° C. over 260 minutes. Here, when the volume median particle diameter (Dv50) was measured using a multisizer, it was 5.2 μm. 9.8 parts (solid content) of the polymer primary particle dispersion liquid B1 was added.
30分後、追添加粒子分散液B2を4.0部(固形分)追加した。90分後、20%DBS水溶液4.1部(固形分)と脱イオン水23部を添加してから、60分かけて69℃まで昇温し、45分保持した。その後30℃まで冷却した。 After 30 minutes, 4.0 parts (solid content) of the additional particle dispersion liquid B2 was added. After 90 minutes, 4.1 parts (solid content) of a 20% DBS aqueous solution and 23 parts of deionized water were added, and then the temperature was raised to 69 ° C. over 60 minutes and maintained for 45 minutes. Then it was cooled to 30 ° C.
得られた分散液を抜き出し、5種C(東洋濾紙株式会社製、No.5C)の濾紙を用いてアスピレーターにより吸引濾過した。濾紙上に残ったケーキを、撹拌機(プロペラ翼)を備えたステンレス容器に移し、電気伝導度が1μS/cmのイオン交換水を加え撹拌することにより均一に分散させ、その後30分間撹拌した。この工程をろ液の電気伝導度が2μS/cmになるまで繰り返した後、得られたケーキを40℃に設定された送風乾燥機内で48時間乾燥することにより、トナー母粒子C1を得た。 The obtained dispersion liquid was extracted and suction-filtered with an ejector using a filter paper of type 5 C (manufactured by Toyo Filter Paper Co., Ltd., No. 5C). The cake remaining on the filter paper was transferred to a stainless steel container equipped with a stirrer (propeller blade), ion-exchanged water having an electric conductivity of 1 μS / cm was added and stirred to uniformly disperse the cake, and then the cake was stirred for 30 minutes. This step was repeated until the electrical conductivity of the filtrate became 2 μS / cm, and then the obtained cake was dried in a blower dryer set at 40 ° C. for 48 hours to obtain toner mother particles C1.
<トナーD1の製造>
トナー母粒子C1(100部)に対し、ポリマー/シリカ複合体粒子(ATLAS100:キャボット社製:シリカ/ポリマー比=70/30、真比重=1.7g/cm3、オクタヒドロペンタレン含有)を4部、チタニアとシリカ複合酸化物粒子(STX501:日本アエロジル株式会社製)を0.5部、小粒径シリカ(RY200L:日本アエロジル株式会社製)を0.4部添加し、ヘンシェルミキサーにて3000rpmで15分間撹拌・混合して篩別することによりトナーD1を得た。
<Manufacturing of toner D1>
Polymer / silica composite particles (ATLAS100: manufactured by Cabot: silica / polymer ratio = 70/30, true specific gravity = 1.7 g / cm 3 , containing octahydropentalene) are added to the toner mother particle C1 (100 parts). Add 4 parts, 0.5 parts of titania and silica composite oxide particles (STX501: manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.), 0.4 parts of small particle size silica (RY200L: manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.), and use a toner mixer. Toner D1 was obtained by stirring, mixing and sieving at 3000 rpm for 15 minutes.
実施例2〜8、比較例1〜3
実施例1において、追添加粒子調製時に反応器に仕込む20%DBS水溶液の部数と得られた追添加粒子の粒径、及び被覆率を表1に示す組成に変更したことを除いて、実施例1と同様にして、それぞれのトナーを製造した。
Examples 2-8, Comparative Examples 1-3
In Example 1, except that the number of copies of the 20% DBS aqueous solution charged into the reactor at the time of preparing the additional particles, the particle size of the obtained additional particles, and the coverage were changed to the compositions shown in Table 1. Each toner was produced in the same manner as in 1.
比較例4
特開2006−145889号公報の実施例1と同様にして、比較例4のトナーを製造した。
Comparative Example 4
The toner of Comparative Example 4 was produced in the same manner as in Example 1 of JP-A-2006-145888.
比較例5
特開2014−081614号公報の実施例4と同様にして、比較例5のトナーを製造した。
Comparative Example 5
The toner of Comparative Example 5 was produced in the same manner as in Example 4 of JP-A-2014-081614.
得られたトナーの各種物性を表1に示す。 Table 1 shows various physical characteristics of the obtained toner.
実施例1〜8及び比較例1〜5で得られたトナーを用いて、以下の方法で評価し、判定した。測定したトナー(サンプル)は、製造直後、すなわち外添直後のものであったが、経時したものであっても、既に現像層等に入っているものであっても、測定数値は殆ど変わらないことは技術常識である。また、50℃以上の環境下に置かれた外添後のトナーは、適切な値が得られないことがある。 The toners obtained in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5 were used for evaluation and determination by the following method. The measured toner (sample) was immediately after production, that is, immediately after external addition, but the measured values are almost the same regardless of whether the toner (sample) is aged or already contained in a developing layer or the like. That is common technical knowledge. In addition, an appropriate value may not be obtained for the toner after external addition placed in an environment of 50 ° C. or higher.
[耐ブロッキング性の測定方法]
トナー10gを内径3cm、高さ6cmの円筒形の容器に入れ、20gの荷重をのせ、温度50℃、湿度55%の環境下に48時間放置した後、トナーを容器から取り出し、上から荷重をかけることで凝集の程度を確認した。
[Measuring method of blocking resistance]
10 g of toner is placed in a cylindrical container with an inner diameter of 3 cm and a height of 6 cm, a load of 20 g is applied, and the mixture is left in an environment of a temperature of 50 ° C. and a humidity of 55% for 48 hours. The degree of aggregation was confirmed by applying.
[耐ブロッキング性の判定基準]
◎:150g以下の荷重で崩れる
○:150gを超え300g以下の荷重で崩れる
△:300gを超え900g以下の荷重で崩れる
×:900gを超える荷重をかけないと崩れない
[Criteria for blocking resistance]
⊚: Collapses with a load of 150 g or less ○: Collapses with a load of more than 150 g and 300 g or less Δ: Collapses with a load of more than 300 g and 900 g or less ×: Does not collapse unless a load of more than 900 g is applied
[定着性の測定方法]
未定着のトナー像を担持した記録紙(坪量80g/m2紙)を用意し、熱ロール定着方式の定着機を用い、以下のように試験した。
[Measurement method of fixability]
A recording paper (basis weight 80 g / m 2 paper) carrying an unfixed toner image was prepared and tested as follows using a thermal roll fixing type fixing machine.
ローラー直径27mm、ニップ幅9mm、定着速度229mm/secであり、上ローラーにヒーターを有し、ローラー表面がPFA(テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)で構成されており、シリコーンオイルは塗布されていない。 The roller diameter is 27 mm, the nip width is 9 mm, the fixing speed is 229 mm / sec, the upper roller has a heater, the roller surface is composed of PFA (tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer), and the silicone oil is Not applied.
ローラーの表面温度を135℃から5℃刻みで昇温し、付着量約0.5mg/cm2の未定着のトナー像を担持した記録紙を定着ニップ部に搬送し、定着画像を得た。
定着画像にメンディングテープを貼り、その上を2kgの錘を通過させテープと定着画像を密着させた。メンディングテープを剥離し、定着画像がテープに移行する程度を目視で判定した。3回試験の平均値で以下の判定を行った。
The surface temperature of the roller was raised in increments of 5 ° C. from 135 ° C., and a recording paper carrying an unfixed toner image having an adhesion amount of about 0.5 mg / cm 2 was conveyed to the fixing nip portion to obtain a fixed image.
A mending tape was attached to the fixed image, and a 2 kg weight was passed over the mending tape to bring the tape and the fixed image into close contact with each other. The mending tape was peeled off, and the degree to which the fixed image was transferred to the tape was visually determined. The following judgment was made based on the average value of the three tests.
[定着性の判定基準]
◎:145℃以下で定着する
○:145℃より上、150℃以下で定着する
×:150℃を超えて定着する
[Criteria for fixability]
⊚: Fixes at 145 ° C or lower ◯: Fixes above 145 ° C and below 150 ° C ×: Fixes above 150 ° C
<結果>
表1から分かるように、実施例1〜8のトナーでは、定着性と耐ブロッキング性の両立が達成されていたが、比較例1〜5のトナーでは、定着性と耐ブロッキング性の両立が達成されず、定着性と耐ブロッキング性の何れかが劣っていた。
<Result>
As can be seen from Table 1, the toners of Examples 1 to 8 achieved both fixability and blocking resistance, but the toners of Comparative Examples 1 to 5 achieved both fixability and blocking resistance. However, either the fixing property or the blocking resistance was inferior.
本発明の「レオメーターでの測定値」を有する静電荷像現像用トナーは、低温定着性と耐ブロッキング性を両立できるので、プリンター、複写機、ファクシミリ等、静電荷像を可視化する画像形成の分野に広く利用されるものである。 The toner for static charge image development having the "measured value with a leometer" of the present invention can achieve both low temperature fixability and blocking resistance, so that it can be used for image formation that visualizes static charge images in printers, copiers, facsimiles, etc. It is widely used in the field.
1 レオメーターの1回目測定で得られたtanδのグラフ
2 レオメーターの2回目測定で得られたtanδのグラフ
3 追添加粒子と外添剤からなる構造体
4 少なくとも結着樹脂と着色剤とを含有する内部成分
A 薄膜化した追添加粒子成分が多いトナー表面の凸部
B 薄膜化した追添加粒子成分が少ないトナー表面の凹部
1 Graph of tan δ obtained by the first measurement of the
Claims (8)
tanδ極大値の40℃以上80℃以下に観測される1回目測定値を[tanδ1st]としたとき、[tanδ1st]が1.15以上1.80以下であり、
40℃以上80℃以下に観測される2回目測定値を[tanδ2nd]としたとき、その比[tanδ2nd]/[tanδ1st]が1.50以上2.20以下であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。 The temperature at which tan δ becomes maximum in the first temperature rise measurement observed in the process of raising the temperature from 40 ° C to 120 ° C of the leometer is set to [T 1st ], and then cooled to 40 ° C. When the temperature of 40 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, which maximizes tan δ in the second temperature rise measurement observed in the temperature rise process from 40 ° C to 120 ° C , is set to [T 2nd ], [T 2nd ]-[T 1st ] is 1.0 ° C or higher and 4.5 ° C or lower.
When the first measurement value observed at the maximum value of tanδ of 40 ° C. or higher and 80 ° C. or lower is [tanδ 1st ], [tanδ 1st ] is 1.15 or higher and 1.80 or lower.
When the second measured value observed at 40 ° C. or higher and 80 ° C. or lower is [tanδ 2nd ], the ratio [tanδ 2nd ] / [tanδ 1st ] is 1.50 or more and 2.20 or less. Toner for static charge image development.
前記[tanδ1st]が1.15以上1.80以下であり、
前記[tanδ2nd]/[tanδ1st]が1.50以上2.20以下である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。 The [T 2nd ]-[T 1st ] is 2.5 ° C. or higher and 4.5 ° C. or lower.
The [tan δ 1st ] is 1.15 or more and 1.80 or less.
The toner for developing an electrostatic charge image according to claim 1, wherein the [tanδ 2nd ] / [tanδ 1st] is 1.50 or more and 2.20 or less.
前記[tanδ1st]が1.15以上1.80以下であり、
前記[tanδ2nd]/[tanδ1st]が1.50以上1.90以下である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。 The [T 2nd ]-[T 1st ] is 2.5 ° C. or higher and 4.5 ° C. or lower.
The [tan δ 1st ] is 1.15 or more and 1.80 or less.
The toner for developing an electrostatic charge image according to claim 1, wherein the [tanδ 2nd ] / [tanδ 1st] is 1.50 or more and 1.90 or less.
The toner for developing an electrostatic charge image according to any one of claims 1 to 7, which contains wax.
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