JP7046703B2 - toner - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真法、静電記録法、磁気記録法、トナージェット法の如き記録方法に用いられるトナーに関するものである。 The present invention relates to a toner used in a recording method such as an electrophotographic method, an electrostatic recording method, a magnetic recording method, and a toner jet method.
電子写真画像形成装置には、高速化、長寿命化、省エネルギー化、及び小型化が求められており、これらに対応する為に、種々の性能のより一層の向上が求められている。特にトナーに対しては、長寿命化の観点から、より一層の品質安定性の向上が要求されている。特に、長期耐久使用において、品質が大きく変化しないことが重要であり、種々のトナーや外添剤が提案されている。
例えば、特許文献1にはトナーの分子量分布におけるメインピークをシャープ化した上でピーク分子量を規定し、アゾ鉄化合物を添加する技術が開示されている。トナーバインダーの分子量と半値幅を制御することによりトナーの硬さを適切に制御し、更に帯電制御剤の中でも比較的硬いアゾ鉄化合物を表層部に存在させることで、耐ストレス性を向上させている。
また、特許文献2には、適切な硬度のトナーを得る目的で、カプセル膜の硬度が1N/m以上3N/m未満のカプセル材料に熱硬化性樹脂を含ませるなどしたトナーが開示されている。これによりクリーニング部における耐ストレス性を向上させている。
特許文献3では、研磨効果のあるチタン酸ストロンチウム粒子のSrO/TiO2(モル比)を制御することで、研磨効果によりトナーの融着を防止することに加えて、トナーの環境特性、及び帯電特性を向上させることを提案している。
The electrophotographic image forming apparatus is required to have high speed, long life, energy saving, and miniaturization, and in order to cope with these demands, further improvement of various performances is required. In particular, toner is required to further improve quality stability from the viewpoint of extending the service life. In particular, it is important that the quality does not change significantly in long-term durable use, and various toners and external additives have been proposed.
For example, Patent Document 1 discloses a technique of sharpening the main peak in the molecular weight distribution of toner, defining the peak molecular weight, and adding an azo iron compound. By controlling the molecular weight and full width at half maximum of the toner binder, the hardness of the toner is appropriately controlled, and by the presence of a azo iron compound, which is relatively hard among charge control agents, on the surface layer, stress resistance is improved. There is.
Further,
In Patent Document 3, by controlling the SrO / TiO 2 (molar ratio) of strontium titanate particles having a polishing effect, in addition to preventing toner fusion due to the polishing effect, the environmental characteristics and charging of the toner We are proposing to improve the characteristics.
特許文献1および2に記載された技術によれば、トナーの耐ストレス性に対しては、一定の効果が確認される。また、特許文献3に記載された技術によれば、トナーの環境特性および帯電特性の向上に対しては、一定の効果が確認される。しかしながら、これらの技術を用いた場合でも、長期使用時の耐久性の観点では、さらなる改善の余地があることがわかった。
具体的には、長期耐久使用において外添剤の埋め込みに由来すると考えられる流動性や帯電性の低下が生じる場合がある。あるいは、トナーから外添剤が外れて周辺部材に移行することで、トナーの特性が変化したり、部材を汚染したりする場合がある。特にチタン酸ストロンチウムを外添剤として用いる場合には、初期特性として優れた現像性を発揮することができる一方で、チタン酸ストロンチウムの研磨特性により感光ドラム等の周辺部材を傷つける恐れがある。結果としてベタ均一性の悪化やカブリ等の画像弊害の悪化が生じる場合がある。
上記課題を鑑みて、本発明は長期耐久使用においても、感光ドラム等の周辺部材への傷つけを抑制し、優れた現像特性を維持するトナーを提供することを目的とする。
According to the techniques described in
Specifically, in long-term durable use, there may be a decrease in fluidity and chargeability that are considered to be derived from the embedding of an external additive. Alternatively, the external additive may be removed from the toner and transferred to the peripheral member, which may change the characteristics of the toner or contaminate the member. In particular, when strontium titanate is used as an external additive, excellent developability can be exhibited as an initial characteristic, but the polishing characteristics of strontium titanate may damage peripheral members such as a photosensitive drum. As a result, deterioration of solid uniformity and deterioration of image defects such as fog may occur.
In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a toner that suppresses damage to peripheral members such as a photosensitive drum and maintains excellent development characteristics even in long-term durable use.
本発明は、トナー粒子及び外添剤を含有するトナーであって、
前記外添剤が、チタン酸ストロンチウム粒子を含有し、前記チタン酸ストロンチウム粒子は、一次粒子の個数平均粒径が、10nm以上60nm以下であり、
前記チタン酸ストロンチウム粒子は、ブラッグ角をθとしたとき、2θが10°以上90°以下の範囲で得られるCuKαのX線回折スペクトルにおいて、39.700°±0.150°と46.200°±0.150°との範囲にピークを有し、
前記39.700°±0.150°におけるピークの面積をSaとし、該46.200°±0.150°におけるピークの面積をSbとしたとき、Sb/Saが、1.80以上2.30以下であり、
前記トナーの最大荷重2.0×10-4Nの条件で測定したときのマルテンス硬度が、130MPa以上1100MPa以下であることを特徴とするトナーである。
The present invention is a toner containing toner particles and an external additive.
The external additive contains strontium titanate particles, and the strontium titanate particles have an average number of primary particles of 10 nm or more and 60 nm or less.
The strontium titanate particles are 39.700 ° ± 0.150 ° and 46.200 ° in the X-ray diffraction spectrum of CuKα obtained in the range where 2θ is 10 ° or more and 90 ° or less when the Bragg angle is θ. It has a peak in the range of ± 0.150 ° and has a peak.
When the area of the peak at 39.700 ° ± 0.150 ° is Sa and the area of the peak at 46.200 ° ± 0.150 ° is Sb, Sb / Sa is 1.80 or more and 2.30. Is below
The toner is characterized in that the Martens hardness when measured under the condition of a maximum load of 2.0 × 10 -4 N is 130 MPa or more and 1100 MPa or less.
本発明によれば、長期耐久使用においても、感光ドラム等の周辺部材への傷つけを抑制し、優れた現像特性を維持するトナーを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a toner that suppresses damage to peripheral members such as a photosensitive drum and maintains excellent development characteristics even in long-term durable use.
先に述べたように、トナーの環境特性および帯電特性を制御する手段の一つとして、チタン酸ストロンチウム粒子を使用することが挙げられる。一般的に外添剤として使用されるチタン酸ストロンチウム粒子の形状は6面体形状であり、平らな面を有しているものが多い。チタン酸ストロンチウム粒子が平らな面を有していると、トナー粒子との接触面積が増えるために、トナー粒子とチタン酸ストロンチウム粒子の間で電荷の授受が行われやすくなる。そのため、トナー粒子が摩擦帯電によってチャージアップ状態になっても電荷を拡散してトナー粒子を均一に帯電させることができる。その結果、耐久初期から優れた現像性を発揮することができる。 As described above, one of the means for controlling the environmental characteristics and charging characteristics of the toner is to use strontium titanate particles. The shape of the strontium titanate particles generally used as an external additive is a hexahedral shape, and many of them have a flat surface. When the strontium titanate particles have a flat surface, the contact area with the toner particles increases, so that the charge is easily transferred between the toner particles and the strontium titanate particles. Therefore, even if the toner particles are in a charge-up state due to triboelectric charging, the charge can be diffused to uniformly charge the toner particles. As a result, excellent developability can be exhibited from the initial stage of durability.
しかし、従来のチタン酸ストロンチウム粒子は、長期耐久使用において、現像機内の摺擦によって、チタン酸ストロンチウム粒子がトナー粒子から周辺部材に移行する場合があり、耐久終盤にトナーの帯電性が変動して、現像性が悪化する傾向があった。あるいは、移行した外添剤粒子が感光ドラム表面を傷つけることで現像性が悪化する場合があった。前記移行とは、外添剤がトナー粒子から別のトナー粒子や別の部材へ移動する現象を指す。つまり、外添剤がトナー粒子上に留まっていない現象を意味する。また、トナー粒子表面にチタン酸ストロンチウム粒子が留まっている状況においても、トナー粒子表面にチタン酸ストロンチウム粒子が埋め込まれたり、トナー粒子表面に細かい傷を生じたりする場合があった。結果として、トナーの流動性や帯電性が悪化し、それに起因する画像弊害が生じる場合があった。 However, in the conventional strontium titanate particles, in long-term durability use, the strontium titanate particles may be transferred from the toner particles to the peripheral members due to rubbing in the developing machine, and the chargeability of the toner fluctuates at the end of the durability. , The developability tended to deteriorate. Alternatively, the transferred external additive particles may damage the surface of the photosensitive drum, resulting in deterioration of developability. The transition refers to a phenomenon in which the external additive moves from the toner particles to another toner particle or another member. That is, it means a phenomenon that the external additive does not stay on the toner particles. Further, even in a situation where the strontium titanate particles remain on the surface of the toner particles, the strontium titanate particles may be embedded in the surface of the toner particles or fine scratches may be generated on the surface of the toner particles. As a result, the fluidity and chargeability of the toner may be deteriorated, resulting in adverse image effects.
本発明者らは、チタン酸ストロンチウム粒子がトナー粒子から移行することを抑えるために、チタン酸ストロンチウム粒子を小粒径化することを試みた。小径化すれば、現像機内で繰り返し摺擦を受けても移行を抑えられると考えた。さらに小径化すればトナー粒子の表面上で転がりやすくなるために、トナーの均一帯電にも効果があると考えた。実際、チタン酸ストロンチウム粒子を小粒径化することで、長期耐久使用において現像機内で繰り返し摺擦を受けてもチタン酸ストロンチウム粒子の移行は抑えられるようになった。しかしながら、現像器構成や使用条件によっては、感光ドラムやトナー粒子表面への傷つけやトナー粒子表面へのチタン酸ストロンチウム粒子の埋没が生じる場合があった。結果として、トナーの流動性および帯電性の悪化が生じ、カブリ等の画像弊害が生じる場合があった。 The present inventors have attempted to reduce the particle size of the strontium titanate particles in order to prevent the strontium titanate particles from migrating from the toner particles. It was thought that if the diameter was reduced, the migration could be suppressed even if it was repeatedly rubbed in the developing machine. It was thought that if the diameter was further reduced, it would be easier to roll on the surface of the toner particles, which would be effective for uniform charging of the toner. In fact, by reducing the particle size of the strontium titanate particles, the migration of the strontium titanate particles can be suppressed even if they are repeatedly rubbed in the developing machine during long-term durable use. However, depending on the developer configuration and usage conditions, the photosensitive drum and the surface of the toner particles may be damaged, or the strontium titanate particles may be buried in the surface of the toner particles. As a result, the fluidity and chargeability of the toner are deteriorated, which may cause image damage such as fog.
本発明者らは、検討を重ねた結果、トナーのマルテンス硬度を特定の範囲に制御し、かつ、外添剤として、X線回折スペクトルにおいて、特定のプロファイルを有する小粒径のチタン酸ストロンチウム粒子を用いることで、長期耐久使用においても感光ドラム等の周辺部材への傷つけを抑制し、かつ、流動性および帯電性を維持することで、優れた現像特性を維持するトナーを提供できることを見出し、本発明に至った。 As a result of repeated studies, the present inventors have controlled the toner hardness to a specific range, and as an external agent, small particle size strontium titanate particles having a specific profile in the X-ray diffraction spectrum. We have found that it is possible to provide a toner that maintains excellent development characteristics by suppressing damage to peripheral members such as photosensitive drums and maintaining fluidity and chargeability even in long-term durable use. The present invention has been reached.
すなわち、本発明のトナーは、トナー粒子及び外添剤を含有するトナーであって、前記外添剤が、チタン酸ストロンチウム粒子を含有し、前記チタン酸ストロンチウム粒子は、一次粒子の個数平均粒径が、10nm以上60nm以下であり、前記チタン酸ストロンチウム粒子は、ブラッグ角をθとしたとき、2θが10°以上90°以下の範囲で得られるCuKαのX線回折スペクトルにおいて、39.700°±0.150°と46.200°±0.150°との範囲にピークを有し、前記39.700°±0.150°におけるピークの面積をSaとし、該46.200°±0.150°におけるピークの面積をSbとしたとき、Sb/Saが、1.80以上2.30以下であり、前記トナーの最大荷重2.0×10-4Nの条件で測定したときのマルテンス硬度が、130MPa以上1100MPa以下であることを特徴とするトナーである。 That is, the toner of the present invention is a toner containing toner particles and an external additive, the external agent contains strontium titanate particles, and the strontium titanate particles have an average number of primary particles. However, the strontium titanate particles are 10 nm or more and 60 nm or less, and the strontium titanate particles have 39.700 ° ± in the X-ray diffraction spectrum of CuKα obtained in the range where 2θ is 10 ° or more and 90 ° or less when the Bragg angle is θ. It has peaks in the range of 0.150 ° and 46.200 ° ± 0.150 °, and the area of the peak at 39.700 ° ± 0.150 ° is Sa, and the 46.200 ° ± 0.150. When the peak area at ° is Sb, Sb / Sa is 1.80 or more and 2.30 or less, and the Martens hardness when measured under the condition of the maximum load of the toner of 2.0 × 10-4N is determined. It is a toner characterized by being 130 MPa or more and 1100 MPa or less.
本発明のチタン酸ストロンチウム粒子は、ブラッグ角をθとしたとき、2θが10°以上90°以下の範囲で得られるCuKαのX線回折スペクトルにおいて、39.700°±0.150°と46.200°±0.150°の範囲にピークを有する。この位置にピークを有するチタン酸ストロンチウムは立方晶系に属するペロブスカイト構造をとり、39.700°±0.150°と46.200°±0.150°のピークはそれぞれミラー指数(111)と(200)の格子面に由来する回折ピークである。一般に立方晶系に属する粒子は、粒子の外観形状として6面体形状をとりやすく、チタン酸ストロンチウム粒子も製造過程で6面体形状の面方向にあたる(100)面、(200)面を持ちながら粒子が成長する。 The strontium titanate particles of the present invention have 39.700 ° ± 0.150 ° and 46. In the X-ray diffraction spectrum of CuKα obtained in the range where 2θ is 10 ° or more and 90 ° or less when the Bragg angle is θ. It has a peak in the range of 200 ° ± 0.150 °. Strontium titanate with a peak at this position has a perovskite structure belonging to the cubic system, and the peaks at 39.700 ° ± 0.150 ° and 46.200 ° ± 0.150 ° are the Miller index (111) and (, respectively. It is a diffraction peak derived from the lattice plane of 200). Generally, particles belonging to the cubic system tend to have a hexahedral shape as the appearance shape of the particles, and strontium titanate particles also have (100) planes and (200) planes corresponding to the plane direction of the hexahedral shape in the manufacturing process. grow up.
しかしながら、我々の検討の結果、6面体形状の面方向にあたる(200)面と、頂点方向にあたる(111)面を持つ、チタン酸ストロンチウム粒子を用いた場合に良好な特性を示すことを見出した。 However, as a result of our studies, we have found that strontium titanate particles having a hexahedral (200) plane in the plane direction and a (111) plane in the apex direction show good characteristics.
そして、詳細な検討の結果、39.700°±0.150°のピークの面積をSaとし、46.200°±0.150°のピークの面積をSbとしたとき、Sb/Saが、1.80以上2.30以下である場合に、顕著な効果が発現することがわかった。また、該Sb/Saは、1.80以上2.25以下であることが好ましい。 As a result of detailed examination, when the area of the peak of 39.700 ° ± 0.150 ° is Sa and the area of the peak of 46.200 ° ± 0.150 ° is Sb, Sb / Sa is 1. It was found that a remarkable effect was exhibited when the content was .80 or more and 2.30 or less. Further, the Sb / Sa is preferably 1.80 or more and 2.25 or less.
本発明のチタン酸ストロンチウム粒子の一次粒子の個数平均粒径は、10nm以上60nm以下である。また、該個数平均粒径は、10nm以上50nm以下であることが好ましい。 The number average particle size of the primary particles of the strontium titanate particles of the present invention is 10 nm or more and 60 nm or less. Further, the number average particle size is preferably 10 nm or more and 50 nm or less.
該Sb/Sa及び該個数平均粒径が上記範囲である場合、トナー粒子からのチタン酸ストロンチウム粒子の移行を抑制することができる。その結果、ドラム傷の発生およびトナーの帯電性、流動性の悪化を抑制できる。 When the Sb / Sa and the number average particle diameter are in the above range, the migration of strontium titanate particles from the toner particles can be suppressed. As a result, it is possible to suppress the occurrence of drum scratches and the deterioration of toner chargeability and fluidity.
上記チタン酸ストロンチウム粒子の一次粒子の個数平均粒径、及び、Sb/Saは、チタン酸ストロンチウム粒子の原材料のモル比や製造条件を調整することで制御することができる。 The number average particle size of the primary particles of the strontium titanate particles and Sb / Sa can be controlled by adjusting the molar ratio of the raw material of the strontium titanate particles and the production conditions.
チタン酸ストロンチウム粒子のSr/Ti(モル比)は、0.70以上0.85以下であることが好ましく、0.75以上0.83以下であることがより好ましい。Sr/Ti(モル比)が、上記範囲であることで、帯電的に負帯電性に近いTiの割合が増えることで、帯電分布がシャープになりやすく、耐久後半でのカブリの発生が抑えられる。Sr/Ti(モル比)は、チタン酸ストロンチウム粒子の原材料のモル比や製造条件を調整することで制御することができる。 The Sr / Ti (molar ratio) of the strontium titanate particles is preferably 0.70 or more and 0.85 or less, and more preferably 0.75 or more and 0.83 or less. When Sr / Ti (molar ratio) is in the above range, the proportion of Ti that is close to negative chargeability in terms of charge increases, so that the charge distribution tends to be sharp and the occurrence of fog in the latter half of durability is suppressed. .. Sr / Ti (molar ratio) can be controlled by adjusting the molar ratio of the raw material of the strontium titanate particles and the production conditions.
チタン酸ストロンチウム粒子の一次粒子の平均円形度は、0.700以上0.920以下であることが好ましく、0.790以上0.920以下であることがより好ましい。 The average circularity of the primary particles of the strontium titanate particles is preferably 0.700 or more and 0.920 or less, and more preferably 0.790 or more and 0.920 or less.
平均円形度が上記範囲であることで、トナー粒子上でチタン酸ストロンチウム粒子が解砕されやすくなり、チタン酸ストロンチウム粒子による被覆率が上がりやすくなる。その結果、耐久初期からトナーの帯電が立ち上がりやすくなり、耐久初期の現像性やかぶり抑制に対して効果が得られやすくなる。チタン酸ストロンチウム粒子の一次粒子の平均円形度は、製造条件を調整することで制御することができる。 When the average circularity is in the above range, the strontium titanate particles are likely to be crushed on the toner particles, and the coverage by the strontium titanate particles is likely to increase. As a result, the charge of the toner is likely to rise from the initial stage of durability, and it is easy to obtain the effect on the developability and the suppression of fog at the initial stage of durability. The average circularity of the primary particles of strontium titanate particles can be controlled by adjusting the production conditions.
チタン酸ストロンチウム粒子は、メタノール/水混合溶媒に対する濡れ性試験において、波長780nmの光の透過率が50%の時のメタノール濃度が、60体積%以上95体積%以下であることが好ましく、65体積%以上95体積%以下であることがより好ましい。メタノール濃度が上記範囲にあると、高温高湿環境下での放置後の現像性が維持されやすくなる。 The strontium titanate particles preferably have a methanol concentration of 60% by volume or more and 95% by volume or less when the transmittance of light having a wavelength of 780 nm is 50% in a wettability test with a mixed solvent of methanol / water, and 65 volumes. More preferably, it is% or more and 95% by volume or less. When the methanol concentration is in the above range, the developability after being left in a high temperature and high humidity environment is easily maintained.
チタン酸ストロンチウム粒子のメタノール/水混合溶媒に対する濡れ性は、チタン酸ストロンチウム粒子の表面処理条件を調整することで制御することができる。 The wettability of the strontium titanate particles to the methanol / water mixed solvent can be controlled by adjusting the surface treatment conditions of the strontium titanate particles.
X線光電子分光装置(ESCA)により求められる、トナー粒子表面のチタン酸ストロンチウム粒子による被覆率は、5.0面積%以上20.0面積%以下であることが好ましく、8.0面積%以上20.0面積%以下であることがより好ましい。 The coverage of the surface of the toner particles with strontium titanate particles, which is determined by an X-ray photoelectron spectrometer (ESCA), is preferably 5.0 area% or more and 20.0 area% or less, and is 8.0 area% or more and 20. More preferably, it is 0.0 area% or less.
被覆率が上記範囲にあると、耐久初期からトナーの帯電が立ち上がりやすくなり、耐久初期の現像性やかぶり抑制に対して効果が得られやすくなる。被覆率は、チタン酸ストロンチウム粒子の形状や添加量、製造条件、トナー粒子の性状を調整することで制御することができる。 When the coverage is in the above range, the toner is likely to be charged from the initial stage of durability, and it is easy to obtain an effect on the developability and the suppression of fog at the initial stage of durability. The coverage can be controlled by adjusting the shape and amount of the strontium titanate particles added, the production conditions, and the properties of the toner particles.
ペロブスカイト型チタン酸ストロンチウム粒子を製造するには、加圧容器を用いる水熱処理ではなく、常圧で反応させる常圧加熱反応法を用いるとよい。 In order to produce perovskite-type strontium titanate particles, it is preferable to use a normal pressure heating reaction method in which the particles are reacted at normal pressure instead of hydrothermal treatment using a pressure vessel.
酸化チタン源としてチタン化合物の加水分解物の鉱酸解膠品を用い、ストロンチウム源として水溶性酸性化合物を用いる。そして、それらの混合液に60℃以上でアルカリ水溶液を添加しながら反応させ、次いで酸処理する方法が例示できる。 A mineral acid defoliaceate, which is a hydrolyzate of a titanium compound, is used as a titanium oxide source, and a water-soluble acidic compound is used as a strontium source. Then, a method of reacting the mixed solution with an alkaline aqueous solution at 60 ° C. or higher while adding it, and then treating with an acid can be exemplified.
また、チタン酸ストロンチウム粒子の形状を制御する方法として、乾式で機械的処理を施す方法もある。 Further, as a method of controlling the shape of the strontium titanate particles, there is also a method of applying a dry mechanical treatment.
以下、該常圧加熱反応法について説明する。 Hereinafter, the normal pressure heating reaction method will be described.
酸化チタン源としてはチタン化合物の加水分解物の鉱酸解膠品を用いるとよい。好ましくは、硫酸法で得られた、SO3含有量が1.0質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下のメタチタン酸を塩酸でpHを0.8以上1.5以下に調整して解膠したものを用いる。これにより、粒度分布が良好なチタン酸ストロンチウム微粒子を得ることができる。 As the titanium oxide source, it is preferable to use a mineral acid defoliated product of a hydrolyzate of a titanium compound. Preferably, the pH of metatitanic acid having an SO 3 content of 1.0% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less obtained by a sulfuric acid method is adjusted to 0.8 or more and 1.5% or less with hydrochloric acid. Use the one that has been deflated. This makes it possible to obtain strontium titanate fine particles having a good particle size distribution.
一方、ストロンチウム源としては、硝酸ストロンチウム、塩化ストロンチウムなどを使用することができる。アルカリ水溶液としては、苛性アルカリを使用することができるが、中でも水酸化ナトリウム水溶液が好ましい。 On the other hand, as the strontium source, strontium nitrate, strontium chloride, or the like can be used. As the alkaline aqueous solution, caustic alkali can be used, but the sodium hydroxide aqueous solution is particularly preferable.
該製造方法において、得られるチタン酸ストロンチウム粒子の粒子径に影響を及ぼす因子としては、酸化チタン源とストロンチウム源の混合割合、反応初期の酸化チタン源濃度、アルカリ水溶液を添加するときの温度及び添加速度などが挙げられる。これらの因子は、目的の粒子径及び粒度分布のチタン酸ストロンチウム粒子を得るために適宜調整することができる。なお、反応過程に於ける炭酸ストロンチウムの生成を防ぐために窒素ガス雰囲気下で反応させるなど、炭酸ガスの混入を防ぐことが好ましい。 Factors that affect the particle size of the obtained strontium titanate particles in the production method include the mixing ratio of the titanium oxide source and the strontium source, the concentration of the titanium oxide source at the initial stage of the reaction, the temperature at which the alkaline aqueous solution is added, and the addition. Speed etc. can be mentioned. These factors can be appropriately adjusted to obtain strontium titanate particles having a desired particle size and particle size distribution. In addition, in order to prevent the formation of strontium carbonate in the reaction process, it is preferable to prevent the mixing of carbon dioxide gas by reacting in a nitrogen gas atmosphere.
反応時における酸化チタン源とストロンチウム源の混合割合は、Sr/Ti(モル比)で、0.90以上1.40以下であることが好ましく、より好ましくは1.05以上1.20以下である。ストロンチウム源は水への溶解度が高いのに対し、酸化チタン源は水への溶解度が低いが、Sr/Ti(モル比)が0.90以上であると、未反応の酸化チタンの残存が抑えられる。 The mixing ratio of the titanium oxide source and the strontium source at the time of the reaction is preferably 0.90 or more and 1.40 or less, and more preferably 1.05 or more and 1.20 or less in terms of Sr / Ti (molar ratio). .. The strontium source has high solubility in water, while the titanium oxide source has low solubility in water, but when Sr / Ti (molar ratio) is 0.90 or more, the residual unreacted titanium oxide is suppressed. Be done.
反応初期の酸化チタン源の濃度としては、TiO2として0.050モル/L以上1.300モル/L以下であることが好ましく、より好ましくは0.080モル/L以上1.200モル/L以下である。反応初期の酸化チタン源の濃度を高くすることで、チタン酸ストロンチウム粒子の一次粒子の個数平均粒径を小さくすることができる。 The concentration of the titanium oxide source at the initial stage of the reaction is preferably 0.050 mol / L or more and 1.300 mol / L or less, and more preferably 0.080 mol / L or more and 1.200 mol / L as TiO 2 . It is as follows. By increasing the concentration of the titanium oxide source at the initial stage of the reaction, the number average particle size of the primary particles of the strontium titanate particles can be reduced.
アルカリ水溶液を添加するときの温度は、高いほど結晶性の良好な生成物が得られるが、100℃以上ではオートクレーブなどの圧力容器が必要であり、実用的には60℃以上100℃以下の範囲が適切である。 The higher the temperature at which the alkaline aqueous solution is added, the better the crystallinity of the product can be obtained. Is appropriate.
また、アルカリ水溶液の添加速度は、添加速度が遅いほど大きな粒子径のチタン酸ストロンチウム粒子が得られ、添加速度が速いほど小さな粒子径のチタン酸ストロンチウム粒子が得られる。アルカリ水溶液の添加速度は、仕込み原料に対して、0.001当量/h以上1.2当量/h以下であることが好ましく、より好ましくは0.002当量/h以上1.1当量/h以下である。これらは、得ようとする粒子径に応じて適宜調整することができる。 As for the addition rate of the alkaline aqueous solution, the slower the addition rate, the larger the strontium titanate particles can be obtained, and the faster the addition rate, the smaller the strontium titanate particles can be obtained. The addition rate of the alkaline aqueous solution is preferably 0.001 equivalent / h or more and 1.2 equivalent / h or less, and more preferably 0.002 equivalent / h or more and 1.1 equivalent / h or less with respect to the charged raw material. Is. These can be appropriately adjusted according to the particle size to be obtained.
続いて酸処理について説明する。酸化チタン源とストロンチウム源の混合割合が、Sr/Ti(モル比)において、1.40を超える場合、反応終了後に残存した未反応のストロンチウム源が空気中の炭酸ガスと反応して、炭酸ストロンチウムなどの不純物を生成し、粒度分布が広くなりやすい。また、表面に炭酸ストロンチウムなどの不純物が残存すると、疎水性を付与するための表面処理をする際に、不純物の影響で表面処理剤を均一に被覆しにくくなる。したがって、アルカリ水溶液を添加した後、未反応のストロンチウム源を取り除くため酸処理を行うとよい。 Next, the acid treatment will be described. When the mixing ratio of the titanium oxide source and the strontium source exceeds 1.40 in Sr / Ti (molar ratio), the unreacted strontium source remaining after the reaction is completed reacts with the carbon dioxide gas in the air to form strontium carbonate. It produces impurities such as, and tends to widen the particle size distribution. Further, if impurities such as strontium carbonate remain on the surface, it becomes difficult to uniformly coat the surface treatment agent due to the influence of the impurities when performing the surface treatment for imparting hydrophobicity. Therefore, after adding the alkaline aqueous solution, it is advisable to carry out acid treatment in order to remove the unreacted strontium source.
酸処理では、塩酸を用いてpH2.5以上7.0以下に調整することが好ましく、pH4.5以上6.0以下に調整することがより好ましい。酸としては、塩酸の他に硝酸、酢酸などを酸処理に用いることができる。しかし、硫酸を用いると、水の溶解度が低い硫酸ストロンチウムが発生しやすい。 In the acid treatment, it is preferable to adjust the pH to 2.5 or more and 7.0 or less using hydrochloric acid, and more preferably to adjust the pH to 4.5 or more and 6.0 or less. As the acid, nitric acid, acetic acid and the like can be used for the acid treatment in addition to hydrochloric acid. However, when sulfuric acid is used, strontium sulfate, which has low water solubility, is likely to be generated.
続いて形状制御について説明する。上記チタン酸ストロンチウム粒子の形状を得るためには、乾式で機械的処理を施すことも一例として挙げられる。 Next, shape control will be described. In order to obtain the shape of the strontium titanate particles, a dry mechanical treatment may be given as an example.
例えば、ハイブリダイザー(奈良機械製作所社製)、ノビルタ(ホソカワミクロン社製)、メカノフュージョン(ホソカワミクロン社製)、ハイフレックスグラル(アーステクニカ社製)などを用いることができる。チタン酸ストロンチウム粒子をこれらの装置で処理することで、Sb/Saを1.80以上2.30以下に調整することができる。 For example, a hybridizer (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), Nobilta (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.), Mechanofusion (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.), High Flex Gural (manufactured by EarthTechnica Co., Ltd.) and the like can be used. By treating the strontium titanate particles with these devices, Sb / Sa can be adjusted to 1.80 or more and 2.30 or less.
機械的処理でチタン酸ストロンチウム粒子の形状を制御する場合、チタン酸ストロンチウム粒子の微粉が発生する場合がある。該微粉を取り除くためには、機械的処理後に酸処理を行うことが好ましい。酸処理では、塩酸を用いてpH0.1以上5.0以下に調整することが好ましい。酸としては、塩酸の他に硝酸、酢酸などを酸処理に用いることができる。チタン酸ストロンチウム粒子の形状を制御するための機械的処理は、チタン酸ストロンチウム粒子の表面処理を施す前に実施することが好ましい。 When controlling the shape of strontium titanate particles by mechanical treatment, fine particles of strontium titanate particles may be generated. In order to remove the fine powder, it is preferable to carry out an acid treatment after the mechanical treatment. In the acid treatment, it is preferable to adjust the pH to 0.1 or more and 5.0 or less using hydrochloric acid. As the acid, nitric acid, acetic acid and the like can be used for the acid treatment in addition to hydrochloric acid. It is preferable that the mechanical treatment for controlling the shape of the strontium titanate particles is performed before the surface treatment of the strontium titanate particles is performed.
チタン酸ストロンチウム粒子は、帯電調整や環境安定性の改良のため、SiO2、Al2O3などの無機酸化物、チタンカップリング剤、シランカップリング剤、シリコーンオイル、及び脂肪酸金属塩などの疎水化剤で表面処理するとよい。該カップリング剤にはアミノ基、フッ素などの官能基を導入してもよい。 Strontium titanate particles are hydrophobic such as inorganic oxides such as SiO 2 , Al 2 O 3 , titanium coupling agents, silane coupling agents, silicone oils, and fatty acid metal salts for charge adjustment and improvement of environmental stability. Surface treatment with an agent is recommended. A functional group such as an amino group or fluorine may be introduced into the coupling agent.
該脂肪酸金属塩として、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、及びステアリン酸マグネシウムなどが挙げられる。脂肪酸であるステアリン酸などでも同様の効果が得られる。 Examples of the fatty acid metal salt include zinc stearate, sodium stearate, calcium stearate, zinc laurate, aluminum stearate, magnesium stearate and the like. Similar effects can be obtained with stearic acid, which is a fatty acid.
表面処理の方法は、疎水化剤を溶媒中に溶解又は分散させ、その中にチタン酸ストロンチウム粒子を添加し、撹拌しながら溶媒を除去して処理する湿式方法が挙げられる。また、処理剤とチタン酸ストロンチウム粒子を直接混合して撹拌しながら処理を行う乾式方法を用いてもよい。 Examples of the surface treatment method include a wet method in which a hydrophobic agent is dissolved or dispersed in a solvent, strontium titanate particles are added thereto, and the solvent is removed while stirring. Further, a dry method may be used in which the treatment agent and the strontium titanate particles are directly mixed and treated while stirring.
チタン酸ストロンチウム粒子の含有量は、トナー粒子100質量部に対して、0.05質量部以上5.0質量部以下であることが好ましく、0.1質量部以上5.0質量部以下であることがより好ましい。 The content of the strontium titanate particles is preferably 0.05 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less, and 0.1 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the toner particles. Is more preferable.
チタン酸ストロンチウムの各種物性の測定方法を以下に説明する。 Methods for measuring various physical properties of strontium titanate will be described below.
チタン酸ストロンチウム粒子の物性は、トナーをサンプルとして測定する。 The physical properties of strontium titanate particles are measured using toner as a sample.
チタン酸ストロンチウム粒子が外添されたトナーから、チタン酸ストロンチウム粒子やトナー粒子の物性を測定する場合は、トナーからチタン酸ストロンチウム粒子や他の外添剤を分離して測定するとよい。 When measuring the physical properties of the strontium titanate particles or the toner particles from the toner to which the strontium titanate particles are externally attached, the strontium titanate particles or other external additives may be separated from the toner for measurement.
トナーをメタノールに超音波分散させてチタン酸ストロンチウム粒子や他の外添剤を分離して、24時間静置する。沈降したトナー粒子と上澄み液に分散したチタン酸ストロンチウム粒子や他の外添剤とを分離、回収し、十分に乾燥させることで、トナー粒子を単離することができる。また、上澄み液を遠心分離で処理することで、チタン酸ストロンチウム粒子を単離することができる。 The toner is ultrasonically dispersed in methanol to separate strontium titanate particles and other external additives, and the mixture is allowed to stand for 24 hours. Toner particles can be isolated by separating and recovering the precipitated toner particles and the strontium titanate particles and other external additives dispersed in the supernatant, and sufficiently drying them. In addition, strontium titanate particles can be isolated by treating the supernatant liquid by centrifugation.
<チタン酸ストロンチウム粒子の一次粒子の個数平均粒径の測定>
チタン酸ストロンチウム粒子の一次粒子の個数平均粒径は、透過型電子顕微鏡「JEM-2800」(日本電子株式会社)を用いて測定する。
<Measurement of average particle size of primary particles of strontium titanate particles>
The number average particle size of the primary particles of strontium titanate particles is measured using a transmission electron microscope "JEM-2800" (JEOL Ltd.).
チタン酸ストロンチウム粒子が外添されたトナーを観察して、最大20万倍に拡大した視野において、ランダムに100個のチタン酸ストロンチウム粒子の一次粒子の長径を測定してその個数平均粒径を求める。観察倍率は、チタン酸ストロンチウム粒子の大きさによって適宜調整するとよい。 Observe the toner externally attached with strontium titanate particles, and randomly measure the major axis of 100 primary particles of strontium titanate particles in a field magnified up to 200,000 times to obtain the average particle size. .. The observation magnification may be appropriately adjusted according to the size of the strontium titanate particles.
<チタン酸ストロンチウム粒子の回折ピークの測定>
チタン酸ストロンチウム粒子の回折ピークは、粉末X線回折装置「SmartLab」(株式会社リガク製、試料水平型強力X線回折装置)を用いる。
<Measurement of diffraction peak of strontium titanate particles>
For the diffraction peak of the strontium titanate particles, a powder X-ray diffractometer "SmartLab" (manufactured by Rigaku Co., Ltd., sample horizontal strong X-ray diffractometer) is used.
また、得られたピークからのSb/Saの計算は、上記装置に付属する解析ソフトウェアの「PDXL2(version2.2.2.0)」を使用する。 Further, the calculation of Sb / Sa from the obtained peak uses "PDXL2 (version 2.2.2.0)" of the analysis software attached to the above apparatus.
測定サンプルとしては、トナー又はトナーからチタン酸ストロンチウム粒子を単離したものを用い、以下の手順で測定する。また、以下の実施例では、製造されたチタン酸ストロンチウム粒子も測定している。 As the measurement sample, toner or strontium titanate particles isolated from the toner are used, and the measurement is performed by the following procedure. In the following examples, the produced strontium titanate particles are also measured.
(サンプルの作製)
測定サンプルは、0.5mm径のBoro-Silicateキャピラリー(W.Muller社製)に均一に入れた後に測定する。
(Preparation of sample)
The measurement sample is measured after being uniformly placed in a 0.5 mm diameter Boro-Silicate capillary (manufactured by W. Muller).
(測定条件)
・管球:Cu
・光学系:CBO-E
・試料台:キャピラリー試料台
・検出器:D/tex Ultra250検出器
・電圧:45kV
・電流:200mA
・開始角度:10°
・終了角度:90°
・サンプリング幅:0.02°
・スピード計測時間設定値:10
・IS:1mm
・RS1:20mm
・RS2:20mm
・アッテネータ:Open
・キャピラリー回転数設定値:100
(Measurement condition)
・ Tube: Cu
-Optical system: CBO-E
・ Sample table: Capillary sample table ・ Detector: D / tex Ultra250 detector ・ Voltage: 45kV
・ Current: 200mA
・ Starting angle: 10 °
・ End angle: 90 °
・ Sampling width: 0.02 °
・ Speed measurement time setting value: 10
・ IS: 1mm
・ RS1: 20mm
・ RS2: 20mm
・ Attenuator: Open
・ Capillary rotation speed setting value: 100
その他の条件は、装置の初期設定値を使用する。 For other conditions, the default values of the device are used.
(解析)
まず、得られたピークを装置付属のソフトウェア「PDXL2」を用いてピーク分離処理を行う。ピーク分離はPDXLで選択できる「分割型Voigt関数」を用いて最適化を実行することで求め、得られた積分強度の値を使用する。
(analysis)
First, the obtained peak is subjected to peak separation processing using the software "PDXL2" attached to the apparatus. The peak separation is obtained by executing the optimization using the "divided Voigt function" that can be selected by PDXL, and the value of the obtained integrated intensity is used.
これで回折ピークトップの2θ値とその面積が決定する。所定の2θ値のピーク面積から、Sb/Saを計算する。この際、ピーク分離の計算結果と実測のスペクトルが大きくずれている場合は、ベースラインを手動で設定するなどの処理をして、計算結果と実測のスペクトルが一致するように調整する。 This determines the 2θ value of the diffraction peak top and its area. Sb / Sa is calculated from the peak area of a predetermined 2θ value. At this time, if the calculation result of the peak separation and the measured spectrum are significantly different from each other, processing such as manually setting the baseline is performed to adjust so that the calculated result and the actually measured spectrum match.
<チタン酸ストロンチウム粒子のSr/Ti(モル比)の測定>
チタン酸ストロンチウム粒子のSr及びTiの含有量は、波長分散型蛍光X線分析装置(Axios advanced、PANalytical社製)を用いて測定する。
<Measurement of Sr / Ti (molar ratio) of strontium titanate particles>
The Sr and Ti contents of the strontium titanate particles are measured using a wavelength dispersive fluorescent X-ray analyzer (Axios advanced, manufactured by PANalytical).
PANalytical社で推奨する粉末測定専用のカップに専用フィルムを貼ったものにサンプル1gを秤量し、大気圧He雰囲気下においてFP法にてチタン酸ストロンチウム粒子におけるNaからUまでの元素を測定する。 1 g of a sample is weighed on a cup for powder measurement recommended by PANalytical and a special film is attached, and the elements from Na to U in the strontium titanate particles are measured by the FP method under an atmospheric pressure He atmosphere.
その際、検出された元素全てが酸化物であると仮定し、それらの総質量を100%として、ソフトウェアSpectraEvaluation(version 5.0L)にて総質量に対するSrO及びTiO2の含有量(質量%)を酸化物換算値として求める。 At that time, assuming that all the detected elements are oxides, and assuming that the total mass of them is 100%, the content (% by mass) of SrO and TiO 2 with respect to the total mass by software SpectraEvolution (version 5.0L). Is calculated as an oxide conversion value.
その後に、定量結果から酸素を除いた、Sr/Ti(質量比)を求めたのちに、各元素の原子量から、Sr/Ti(モル比)に換算する。 After that, Sr / Ti (mass ratio) obtained by removing oxygen from the quantification result is obtained, and then converted into Sr / Ti (molar ratio) from the atomic weight of each element.
なお、サンプルとしては、トナーからチタン酸ストロンチウム粒子を単離したものを用いる。また、以下の実施例では、製造されたチタン酸ストロンチウム粒子でも測定している。 As the sample, strontium titanate particles isolated from the toner are used. Further, in the following examples, the produced strontium titanate particles are also measured.
<チタン酸ストロンチウム粒子の一次粒子の平均円形度の測定>
チタン酸ストロンチウム粒子の一次粒子の平均円形度は、透過型電子顕微鏡「JEM-2800」(日本電子株式会社)を用いて行う。
<Measurement of average circularity of primary particles of strontium titanate particles>
The average circularity of the primary particles of strontium titanate particles is measured using a transmission electron microscope "JEM-2800" (JEOL Ltd.).
チタン酸ストロンチウム粒子が外添されたトナーを観察し以下のように算出する。 Observe the toner externally attached with strontium titanate particles and calculate as follows.
観察倍率はチタン酸ストロンチウム粒子の大きさによって適宜調整する。 The observation magnification is appropriately adjusted according to the size of the strontium titanate particles.
最大20万倍に拡大した視野において、画像処理ソフト「Image-Pro Plus5.1J」(MediaCybernetics社製)を使用し、ランダムに100個のチタン酸ストロンチウム粒子の円相当径と粒子の周囲長を測定して、平均円形度を算出する。円相当径とは、粒子の投影面積と同じ面積の円の直径である。 Using the image processing software "Image-Pro Plus 5.1J" (manufactured by Media Cybernetics), the circle-equivalent diameter of 100 strontium titanate particles and the circumference of the particles are randomly measured in a field magnified up to 200,000 times. Then, the average circularity is calculated. The equivalent circle diameter is the diameter of a circle having the same area as the projected area of the particles.
円形度は下記式にて算出し、その相加平均値を平均円形度とする。
(式)円形度=円相当径×3.14/粒子の周囲長
The circularity is calculated by the following formula, and the arithmetic mean value is used as the average circularity.
(Equation) Circularity = equivalent circle diameter x 3.14 / perimeter of particles
なお、外添剤がチタン酸ストロンチウムであることの確認は、STEM-EDS測定より実施する。 Confirmation that the external additive is strontium titanate is carried out by STEM-EDS measurement.
測定条件は以下の通りである。
JEM2800型透過電子顕微鏡:加速電圧200kV
EDS検出器:JED-2300T(日本電子、素子面積100mm2)
EDSアナライザー:Noran System7(サーモフィッシャーサイエンティフィック社)
X線保存レート:10000~15000cps
デッドタイム:20~30%になるよう電子線量を調整し、EDS分析(積算回数100回or測定時間5min)を実施。
The measurement conditions are as follows.
JEM2800 type transmission electron microscope: Acceleration voltage 200kV
EDS detector: JED-2300T (JEOL, element area 100mm 2 )
EDS Analyzer: Noran System7 (Thermo Fisher Scientific)
X-ray storage rate: 10,000 to 15,000 cps
Dead time: Adjust the electron dose to 20 to 30%, and perform EDS analysis (total number of times 100 times or
<チタン酸ストロンチウム粒子の疎水化度(体積%)の測定>
チタン酸ストロンチウム粒子の疎水化度(体積%)は、粉体濡れ性試験機「WET-100P」(レスカ社製)によって測定する。
<Measurement of strontium titanate particle hydrophobicity (% by volume)>
The degree of hydrophobicity (% by volume) of the strontium titanate particles is measured by a powder wettability tester "WET-100P" (manufactured by Reska).
直径5cm及び厚さ1.75mmの円筒型ガラス容器中に、フッ素樹脂コーティングされた長さ25mm及び最大胴径8mmの紡錘型回転子を入れる。 A fluororesin-coated spindle-shaped rotor with a length of 25 mm and a maximum body diameter of 8 mm is placed in a cylindrical glass container having a diameter of 5 cm and a thickness of 1.75 mm.
上記円筒型ガラス容器中にメタノール50体積%と水50体積%とからなる含水メタノール液70mLを入れる。その後、トナーから単離したチタン酸ストロンチウム粒子0.5gを添加し、粉体濡れ性試験機にセットする。 70 mL of a hydrous methanol solution consisting of 50% by volume of methanol and 50% by volume of water is placed in the cylindrical glass container. Then, 0.5 g of strontium titanate particles isolated from the toner is added and set in a powder wettability tester.
マグネティックスターラーを用いて、200rpmの速度で撹拌しながら、上記粉体濡れ性試験機を通して、メタノールを0.8mL/分の速度で液中に添加する。 Using a magnetic stirrer, methanol is added to the liquid at a rate of 0.8 mL / min through the powder wettability tester while stirring at a rate of 200 rpm.
波長780nmの光で透過率を測定し、透過率が50%に達した時のメタノールの体積百分率(=(メタノールの体積/混合物の体積)×100)により表される値を疎水化度とする。試料の疎水化度に応じて、最初のメタノールと水の体積比率は適宜調整する。また、以下の実施例では、製造されたチタン酸ストロンチウム粒子でも測定している。 The transmittance is measured with light having a wavelength of 780 nm, and the value represented by the volume percentage of methanol when the transmittance reaches 50% (= (volume of methanol / volume of mixture) × 100) is defined as the degree of hydrophobicity. .. The volume ratio of initial methanol to water is adjusted as appropriate according to the degree of hydrophobicity of the sample. Further, in the following examples, the produced strontium titanate particles are also measured.
<トナー表面のチタン酸ストロンチウム粒子による被覆率の測定>
トナー表面のチタン酸ストロンチウム粒子による被覆率は、トナーを以下の条件で測定し、下記式(2)から算出する。
・測定装置:X線光電子分光装置:Quantum2000(アルバックファイ株式会社製)
・X線源:モノクロAl Kα
・Xray Setting:100μmφ(25W(15KV))
・光電子取りだし角:45度
・中和条件:中和銃とイオン銃の併用
・分析領域:300×200μm
・Pass Energy:58.70eV
・ステップサイズ:0.125eV
・解析ソフト:Maltipak(PHI社)
<Measurement of coverage with strontium titanate particles on the toner surface>
The coverage of the toner surface with strontium titanate particles is calculated from the following formula (2) by measuring the toner under the following conditions.
-Measuring device: X-ray photoelectron spectroscope: Quantum2000 (manufactured by ULVACFY Co., Ltd.)
・ X-ray source: Monochrome Al Kα
-Xray Setting: 100 μmφ (25W (15KV))
・ Photoelectron extraction angle: 45 degrees ・ Neutralization condition: Combined use of neutralization gun and ion gun ・ Analysis area: 300 × 200 μm
-Pass Energy: 58.70eV
-Step size: 0.125 eV
・ Analysis software: Maltipak (PHI)
ここで、Ti原子の定量値の算出には、Ti 2p(B.E.452~468eV)のピークを使用する。ここで得られたTi元素の定量値をZ1とする。 Here, the peak of Ti 2p (BE 452 to 468eV) is used for calculating the quantitative value of the Ti atom. Let Z1 be the quantitative value of the Ti element obtained here.
次いで、上記元素分析と同様にして、チタン酸ストロンチウム粒子単体の元素分析を行い、ここで得られたTi元素の定量値をZ2とする。トナー表面のチタン酸ストロンチウム粒子による被覆率は、下記式(2)にて算出する。
被覆率=Z1/Z2×100 (2)
Next, elemental analysis of the strontium titanate particles alone is performed in the same manner as in the above elemental analysis, and the quantitative value of the Ti element obtained here is defined as Z2. The coverage of the toner surface with strontium titanate particles is calculated by the following formula (2).
Coverage = Z1 / Z2 × 100 (2)
本発明のトナーは最大荷重2.0×10-4Nの条件で測定したときのマルテンス硬度が、130MPa以上1100MPa以下である。 The toner of the present invention has a Martens hardness of 130 MPa or more and 1100 MPa or less when measured under the condition of a maximum load of 2.0 × 10 -4 N.
硬度とは、物体の表面又は表面近傍の機械的性質の一つであり、異物によって変形や傷を与えられようとするときの、物体の変形しにくさ、物体の傷つきにくさであり、様々な測定方法や定義が存在する。例えば測定方法は測定領域の広さによって使い分けられ、測定領域が10μm以上の場合にはビッカース法、10μm以下の場合にはナノインデンテーション法、1μm以下の場合にはAFMなどと使い分けられることが多い。定義としては、例えば押し込み硬さとしてはブリネル硬度やビッカース硬度、引っ掻き硬さとしてはマルテンス硬度、反発硬さとしてはショア硬度などが使い分けられている。トナーの測定においては、一般的な粒径は3μm~10μmであるから、ナノインデンテーション法が好ましく用いられる測定方法である。 Hardness is one of the mechanical properties of the surface or the vicinity of the surface of an object, and is the difficulty of deforming or scratching the object when it is about to be deformed or scratched by a foreign substance. There are various measurement methods and definitions. For example, the measurement method is often used according to the size of the measurement area, such as the Vickers method when the measurement area is 10 μm or more, the nanoindentation method when the measurement area is 10 μm or less, and AFM when the measurement area is 1 μm or less. .. As a definition, for example, Brinell hardness and Vickers hardness are used as the indentation hardness, Martens hardness is used as the scratch hardness, and shore hardness is used as the repulsion hardness. In the measurement of toner, the nanoindentation method is preferably used because the general particle size is 3 μm to 10 μm.
本発明において、トナーのマルテンス硬度を前述の範囲に制御することにより、トナー粒子表面の傷やそれにより生じうる外添剤の埋没を防止し、長期耐久使用においても優れた現像特性を維持するトナーを提供できることを見出した。 In the present invention, by controlling the maltens hardness of the toner within the above-mentioned range, it is possible to prevent scratches on the surface of the toner particles and the burial of an external additive that may be caused by the scratches, and to maintain excellent development characteristics even in long-term durable use. Found that we can provide.
当該マルテンス硬度が130MPaよりも低い場合には本発明の効果が満足に得られない。好ましい値は200MPa以上であり、より好ましい値は250MPa以上である。 When the Martens hardness is lower than 130 MPa, the effect of the present invention cannot be obtained satisfactorily. A preferable value is 200 MPa or more, and a more preferable value is 250 MPa or more.
一方、当該マルテンス硬度が1100MPaよりも高いと、場合によっては規制ブレードや現像ローラーなどの部材を傷つける原因となる場合もあるので注意が必要である。好ましい値は1000MPa以下であり、より好ましい値は900MPa以下である。 On the other hand, if the Martens hardness is higher than 1100 MPa, it may cause damage to members such as the regulating blade and the developing roller in some cases, so care must be taken. A preferable value is 1000 MPa or less, and a more preferable value is 900 MPa or less.
ナノインデンテーション法にてトナーのマルテンス硬度を測定する方法は市販のISO14577-1に準拠した装置にて、ISO14577-1に規定された押込み試験の手順に従って、得られた荷重-変位曲線から算出することができる。本発明においては、前記ISO規格に準拠した装置として、超微小押し込み硬さ試験機「ENT-1100b」(株式会社エリオニクス製)を用いた。測定方法は、装置に付属の「ENT1100操作マニュアル」に記載されているが、具体的な測定方法は以下の通りである。 The method of measuring the maltens hardness of the toner by the nanoindentation method is calculated from the obtained load-displacement curve according to the procedure of the indentation test specified in ISO14577-1 with a commercially available ISO14577-1 compliant device. be able to. In the present invention, an ultrafine indentation hardness tester "ENT-1100b" (manufactured by Elionix Inc.) was used as an apparatus conforming to the ISO standard. The measuring method is described in the "ENT1100 Operation Manual" attached to the device, and the specific measuring method is as follows.
測定環境は、付属の温度調節装置にてシールドケース内を30.0℃に保った。雰囲気温度を一定に保つことは熱膨張やドリフトなどによる測定データのバラつき低減に有効である。設定温度は、トナーが摩擦される現像機近辺の温度を想定した30.0℃の条件とした。試料台は装置に付属の標準試料台を用い、トナーを塗布した後にトナーが分散するように微弱なエアーを吹き付け、その試料台を装置にセットして1時間以上保持してから測定を行った。 The measurement environment was maintained at 30.0 ° C. inside the shield case with the attached temperature control device. Keeping the atmospheric temperature constant is effective in reducing variations in measured data due to thermal expansion and drift. The set temperature was set to 30.0 ° C., assuming the temperature near the developing machine where the toner is rubbed. For the sample table, the standard sample table attached to the device was used, and after applying the toner, weak air was blown so that the toner was dispersed, and the sample table was set on the device and held for 1 hour or more before measurement. ..
圧子には装置に付属の先端が20μm四方の平面である平圧子(チタン製圧子、先端はダイヤモンド製)を用いて測定した。トナーの様に小径かつ球形の物体、外添剤が付着している物体、表面に凹凸が存在する物体においては、尖った圧子を用いると測定精度に大きな影響を与えるため平圧子を用いる。試験の最大荷重は2.0×10-4Nに設定して行う。この試験荷重に設定することで、現像部においてトナー1粒が受けるストレスに相当する条件で、トナーの表層を破壊せずに硬度を測定することが可能である。本発明においては、耐摩擦性が重要であるから表層を破壊せずに維持したまま硬さを測ることが重要である。 The indenter was measured using a flat indenter (titanium indenter, tip made of diamond), which was attached to the device and had a flat tip of 20 μm square. For small-diameter and spherical objects such as toner, objects with external additives attached, and objects with irregularities on the surface, flat indenters are used because sharp indenters have a large effect on measurement accuracy. The maximum load of the test is set to 2.0 × 10 -4 N. By setting this test load, it is possible to measure the hardness without destroying the surface layer of the toner under the condition corresponding to the stress received by one toner grain in the developing unit. In the present invention, since abrasion resistance is important, it is important to measure the hardness while maintaining the surface layer without breaking it.
測定対象の粒子としては、装置付属の顕微鏡による測定用画面(視野サイズ:横幅160μm、縦幅120μm)にトナーが単独で存在しているものを選択する。ただし、変位量の誤差を極力無くすため、粒子径(D)が個数平均粒径(D1)の±0.5μmの範囲にあるもの(D1-0.5μm≦D≦D1+0.5μm)を選択する。なお、測定対象粒子の粒径測定は装置付属のソフトを用いてトナーの長径と短径を測定し、[(長径+短径)/2]をもって粒子径D(μm)とした。また、個数平均粒径は「コールター・カウンター Multisizer 3(ベックマン・コールター株式会社製)により後述する方法にて測定する。 As the particles to be measured, those in which toner is present alone on the measurement screen (field size: width 160 μm, height 120 μm) by the microscope attached to the apparatus are selected. However, in order to eliminate the error of the displacement amount as much as possible, select one having a particle diameter (D) within the range of ± 0.5 μm of the number average particle diameter (D1) (D1-0.5 μm ≦ D ≦ D1 + 0.5 μm). .. For the particle size measurement of the particles to be measured, the major axis and the minor axis of the toner were measured using the software attached to the device, and [(major axis + minor axis) / 2] was defined as the particle diameter D (μm). Further, the number average particle size is measured by a method described later by "Coulter Counter Multisizer 3 (manufactured by Beckman Coulter Co., Ltd.).
測定に際しては、粒子径D(μm)が上記条件を満たす任意のトナー100粒を選んで測定を行う。測定の際に入力する条件は以下の通りである。
試験モード:負荷-除荷試験
試験荷重:20.000mgf(=2.0×10-4N)
分割数:1000step
ステップインターバル:10msec
At the time of measurement, 100 arbitrary toner particles having a particle diameter D (μm) satisfying the above conditions are selected and measured. The conditions to be input at the time of measurement are as follows.
Test mode: Load-unloading test Test load: 20.000 mgf (= 2.0 × 10 -4 N)
Number of divisions: 1000 steps
Step interval: 10msec
解析メニュー「データ解析(ISO)」を選択して測定を行うと、測定後に装置付属ソフトでマルテンス硬度が解析され、出力される。トナー100粒について上記測定を行って、その相加平均値を本発明におけるマルテンス硬度とした。 When the measurement is performed by selecting the analysis menu "Data analysis (ISO)", the Martens hardness is analyzed and output by the software attached to the device after the measurement. The above measurement was performed on 100 toner particles, and the arithmetic mean value thereof was taken as the Martens hardness in the present invention.
さらに、本発明のトナーは、最大荷重9.8×10-4Nの条件で測定されるマルテンス硬度が5MPa以上100MPa以下であることが好ましく、10MPa以上80MPa以下であることがより好ましい。この9.8×10-4Nの荷重はクリーニング部にて受けるシェアに相当すると考えられ、この荷重におけるマルテンス硬度が上記範囲であると、クリーニング部では適切な柔らかさを持つことでドラム傷の発生が抑えられる。つまり、現像部に相当するシェアに対しては硬く、クリーニング部に相当するシェアに対しては適切な柔らかさを持つトナーということになる。 Further, the toner of the present invention preferably has a maltens hardness of 5 MPa or more and 100 MPa or less, and more preferably 10 MPa or more and 80 MPa or less, as measured under the condition of a maximum load of 9.8 × 10 -4 N. This 9.8 × 10 -4 N load is considered to correspond to the share received by the cleaning section, and if the Martens hardness under this load is within the above range, the cleaning section will have appropriate softness and will cause drum scratches. Occurrence is suppressed. That is, the toner is hard for the share corresponding to the developing section and has appropriate softness for the share corresponding to the cleaning section.
従来のトナーは大きなシェアに耐える技術思想であるため、現像で耐える硬さを確保しようとすると、必然的にクリーニング部や定着部などではその硬さが仇となる場合があった。本発明のトナーは各工程で受けるシェアに応じて適切な硬さを取ることができる。最大荷重9.8×10-4Nの条件で測定されるマルテンス硬度が5MPa以上であると、クリーニングブレードにてトナーが潰れにくいため、ブレード融着しにくく、クリーニング不良が発生しにくい。一方、100MPa以下であると、硬さが適切であるため、ドラム傷の発生が抑えられる。 Since the conventional toner is a technical idea that can withstand a large share, when trying to secure the hardness that can withstand development, the hardness may inevitably become a problem in the cleaning part and the fixing part. The toner of the present invention can have an appropriate hardness according to the share received in each process. When the maltens hardness measured under the condition of the maximum load of 9.8 × 10 -4 N is 5 MPa or more, the toner is not easily crushed by the cleaning blade, so that the blade is not easily fused and cleaning failure is unlikely to occur. On the other hand, when it is 100 MPa or less, the hardness is appropriate, so that the occurrence of drum scratches can be suppressed.
最大荷重9.8×10-4Nの条件で測定されるマルテンス硬度の測定においては、上記最大荷重2.0×10-4Nの条件での測定方法において、試験荷重を9.8×10-4Nにして測定する。 In the measurement of Martens hardness measured under the condition of maximum load 9.8 × 10 -4 N, the test load was 9.8 × 10 in the measurement method under the condition of maximum load 2.0 × 10 -4 N. Set to -4 N and measure.
最大荷重9.8×10-4Nの条件で測定されるマルテンス硬度は、トナーに含まれる結着樹脂の分子量やガラス転移温度Tg、架橋設計などにより制御できる。 The Martens hardness measured under the condition of a maximum load of 9.8 × 10 -4 N can be controlled by the molecular weight of the binder resin contained in the toner, the glass transition temperature Tg, the cross-linking design, and the like.
最大荷重2.0×10-4Nの条件で測定する時のマルテンス硬度を130MPa以上1100MPa以下に調整するための手段は特に限定されない。ただし、当該硬度は一般的なトナーに用いられている有機樹脂の硬さに比べて大幅に硬いため、硬度を上げるために通常行われている手段では達成が困難である。例えば、ガラス転移温度の高い樹脂設計にする手段、樹脂分子量を上げる手段、熱硬化する手段、表層にフィラーを添加する手段などでは達成が難しい。 The means for adjusting the Martens hardness when measured under the condition of a maximum load of 2.0 × 10 -4 N to 130 MPa or more and 1100 MPa or less is not particularly limited. However, since the hardness is significantly harder than the hardness of the organic resin used for general toner, it is difficult to achieve it by the means usually used for increasing the hardness. For example, it is difficult to achieve by means for designing a resin having a high glass transition temperature, means for increasing the molecular weight of the resin, means for thermosetting, means for adding a filler to the surface layer, and the like.
一般的なトナーに用いられている有機樹脂のマルテンス硬度は、最大荷重2.0×10-4Nの条件で測定すると50MPa以上80MPa以下程度である。さらに樹脂設計や分子量を上げるなどして硬度を上げた場合でも120MPa以下程度であり、本発明のトナーは一般的なトナーに比べて大幅に硬い。 The Martens hardness of the organic resin used for general toner is about 50 MPa or more and 80 MPa or less when measured under the condition of a maximum load of 2.0 × 10 -4 N. Further, even when the hardness is increased by increasing the resin design or the molecular weight, the hardness is about 120 MPa or less, and the toner of the present invention is significantly harder than the general toner.
上記特定の硬度範囲に調整するための1つの手段として、例えば、適切な硬度を持つ無機物などの物質でトナーの表層を形成させ、更にその化学構造やマクロ構造を適切な硬度を持つ様に制御する方法が挙げられる。 As one means for adjusting to the above-mentioned specific hardness range, for example, the surface layer of the toner is formed of a substance such as an inorganic substance having an appropriate hardness, and the chemical structure and the macrostructure thereof are controlled so as to have an appropriate hardness. There is a way to do it.
具体的な例示として、上記特定の硬度を持ち得る物質としては有機ケイ素重合体が挙げられ、材料の選択として有機ケイ素重合体のケイ素原子に直接結合している炭素原子の数や炭素鎖長などによって硬度を調整することが可能である。トナー粒子が、有機ケイ素重合体を含有する表層を有し、該有機ケイ素重合体のケイ素原子に直接結合している炭素原子の数が1個以上3個以下(好ましくは1個以上2個以下、より好ましくは1個)であると、上記特定の硬度に調整しやすいため好ましい。 As a specific example, an organosilicon polymer can be mentioned as a substance having the above-mentioned specific hardness, and as a material selection, the number of carbon atoms directly bonded to the silicon atom of the organosilicon polymer, the carbon chain length, etc. It is possible to adjust the hardness by. The toner particles have a surface layer containing an organosilicon polymer, and the number of carbon atoms directly bonded to the silicon atoms of the organosilicon polymer is 1 or more and 3 or less (preferably 1 or more and 2 or less). , More preferably one), because it is easy to adjust to the above-mentioned specific hardness.
化学構造によりマルテンス硬度を調整する手段としては表層物質の架橋や重合度などの化学構造の調整などにより可能である。マクロ構造によりマルテンス硬度を調整する手段としては、表層の凸凹形状や凸間を繋ぐネットワーク構造の調整などにより可能である。これらの調整は有機ケイ素重合体を表層として用いる場合には、有機ケイ素重合体を前処理する際のpH、濃度、温度、時間などで調整可能である。また、トナーのコア粒子に有機ケイ素重合体を表層付けするタイミングや形態、濃度、反応温度などによって調整可能である。 As a means for adjusting the Martens hardness by the chemical structure, it is possible to adjust the chemical structure such as cross-linking of the surface layer material and the degree of polymerization. As a means for adjusting the Martens hardness by the macro structure, it is possible to adjust the uneven shape of the surface layer or the network structure connecting the irregularities. When the organosilicon polymer is used as the surface layer, these adjustments can be made by adjusting the pH, concentration, temperature, time, etc. when the organosilicon polymer is pretreated. Further, it can be adjusted by adjusting the timing, form, concentration, reaction temperature, etc. of the surface layer of the organosilicon polymer on the core particles of the toner.
本発明において特に好ましいのは以下の方法である。まず、結着樹脂及び着色剤を含むトナーのコア粒子を製造して水系媒体に分散し、コア粒子分散液を得る。この時の濃度はコア粒子分散液総量に対し、コア粒子の固形分が10質量%以上40質量%以下となる濃度で分散することが好ましい。そして、該コア粒子分散液の温度は35℃以上に調整しておくことが好ましい。また、該コア粒子分散液のpHは有機ケイ素化合物の縮合が進みにくいpHに調整することが好ましい。有機ケイ素重合体の縮合が進みにくいpHは物質によって異なるため、最も反応が進みにくいpHを中心として、±0.5以内が好ましい。 The following method is particularly preferable in the present invention. First, core particles of a toner containing a binder resin and a colorant are produced and dispersed in an aqueous medium to obtain a core particle dispersion liquid. The concentration at this time is preferably such that the solid content of the core particles is 10% by mass or more and 40% by mass or less with respect to the total amount of the core particle dispersion liquid. The temperature of the core particle dispersion is preferably adjusted to 35 ° C. or higher. Further, it is preferable to adjust the pH of the core particle dispersion to a pH at which condensation of the organosilicon compound does not easily proceed. Since the pH at which condensation of the organosilicon polymer is difficult to proceed differs depending on the substance, it is preferably within ± 0.5, centering on the pH at which the reaction is most difficult to proceed.
一方、有機ケイ素化合物は加水分解処理を行ったものを用いることが好ましい。例えば、有機ケイ素化合物の前処理として別容器で加水分解しておく。加水分解の仕込み濃度は有機ケイ素化合物の量を100質量部とした場合、イオン交換水やRO水などイオン分を除去した水40質量部以上500質量部以下が好ましく、より好ましくは水100質量部以上400質量部以下である。加水分解の条件としては、好ましくはpHが2~7、温度が15~80℃、時間が30~600分である。
On the other hand, it is preferable to use an organosilicon compound that has been hydrolyzed. For example, it is hydrolyzed in a separate container as a pretreatment for the organosilicon compound. When the amount of the organic silicon compound is 100 parts by mass, the concentration of hydrolysis is preferably 40 parts by mass or more and 500 parts by mass or less of water from which ions have been removed such as ion-exchanged water and RO water, and more preferably 100 parts by mass of water. It is 400 parts by mass or less. The conditions for hydrolysis are preferably
得られた加水分解液とコア粒子分散液とを混合して縮合に適したpH(好ましくは6~12、又は1~3、より好ましくは8~12)に調整することで、有機ケイ素化合物を縮合させながらトナーのコア粒子表面に表層付けすることができる。縮合と表層付けは35℃以上で60分間以上取ることが好ましい。また、縮合に適したpHに調整する前に35℃以上で保持する時間を調整することで表面のマクロ構造を調整可能であるが、時間が長すぎると本発明のマルテンス硬度のトナーが得られにくいため、3分以上120分以下が好ましい。 The obtained hydrolyzate and the core particle dispersion are mixed and adjusted to a pH suitable for condensation (preferably 6 to 12, or 1 to 3, more preferably 8 to 12) to obtain an organosilicon compound. The surface layer can be attached to the surface of the core particles of the toner while being condensed. Condensation and surface layering are preferably carried out at 35 ° C. or higher for 60 minutes or longer. Further, the macrostructure of the surface can be adjusted by adjusting the holding time at 35 ° C. or higher before adjusting the pH to a pH suitable for condensation, but if the time is too long, the toner having the Martens hardness of the present invention can be obtained. Since it is difficult, it is preferably 3 minutes or more and 120 minutes or less.
以上のような手段によって反応残基を減らすことができ、表層に凹凸を形成させることができ、更に凸間にネットワーク構造を形成させることができるため、上記特定のマルテンス硬度のトナーを得られやすい。 Since the reaction residue can be reduced by the above means, unevenness can be formed on the surface layer, and a network structure can be formed between the convexities, it is easy to obtain the toner having the above-mentioned specific maltens hardness. ..
有機ケイ素重合体を含有する表層を用いる場合には、有機ケイ素重合体の固着率が90%以上100%以下であることが好ましい。より好ましくは、95%以上である。固着率がこの範囲であれば耐久使用を通じてのマルテンス硬度の変化が小さく、帯電を維持することができる。有機ケイ素重合体の固着率の測定方法は後述する。 When a surface layer containing an organosilicon polymer is used, the fixation rate of the organosilicon polymer is preferably 90% or more and 100% or less. More preferably, it is 95% or more. If the fixing rate is within this range, the change in Martens hardness during durable use is small, and charging can be maintained. The method for measuring the adhesion rate of the organosilicon polymer will be described later.
[表層について]
トナー粒子が表層を有する場合、表層とはトナーコア粒子を被覆してトナー粒子の最表面に存在する層である。有機ケイ素重合体を含有する表層は従来のトナー粒子に比べてとても硬い。そのため、定着性の観点からトナー粒子表面の一部に表層が形成されていない部分を設けることも好ましい。
[About the surface layer]
When the toner particles have a surface layer, the surface layer is a layer that covers the toner core particles and exists on the outermost surface of the toner particles. The surface layer containing the organosilicon polymer is much harder than the conventional toner particles. Therefore, from the viewpoint of fixability, it is also preferable to provide a portion where the surface layer is not formed on a part of the surface of the toner particles.
ただし、有機ケイ素重合体を含有する表層の厚みが2.5nm以下である分割軸の数の割合(以下、表層の厚み2.5nm以下の割合ともいう)が、20.0%以下であることが好ましい。本条件を満たすと、有機ケイ素重合体を含有する表層が十分にコア表面を被覆することとなる。より好ましくは10.0%以下である。測定は透過型電子顕微鏡(TEM)を用いた断面観察により規定できるが、詳細は後述する。 However, the ratio of the number of divided shafts having a surface layer thickness of 2.5 nm or less containing the organosilicon polymer (hereinafter, also referred to as a ratio of the surface layer thickness of 2.5 nm or less) is 20.0% or less. Is preferable. When this condition is satisfied, the surface layer containing the organosilicon polymer sufficiently covers the core surface. More preferably, it is 10.0% or less. The measurement can be specified by cross-sectional observation using a transmission electron microscope (TEM), but the details will be described later.
[有機ケイ素重合体を含有する表層について]
トナー粒子が有機ケイ素重合体を含有する表層を有する場合、式(1)で表される部分構造を有することが好ましい。
R-SiO3/2 式(1)
(Rは炭素数1以上6以下の炭化水素基を示す。)
[About the surface layer containing an organosilicon polymer]
When the toner particles have a surface layer containing an organosilicon polymer, it preferably has a partial structure represented by the formula (1).
R-SiO 3/2 formula (1)
(R indicates a hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms and 6 or less carbon atoms.)
式(1)の構造を有する有機ケイ素重合体において、Si原子の4個の原子価のうち1個はRと、残り3個はO原子と結合している。O原子は、原子価2個がいずれもSiと結合している状態、つまり、シロキサン結合(Si-O-Si)を構成する。有機ケイ素重合体としてのSi原子とO原子を考えると、Si原子2個でO原子3個を有することになるため、-SiO3/2と表現される。この有機ケイ素重合体の-SiO3/2構造は、多数のシロキサン結合で構成されるシリカ(SiO2)と類似の性質を有することが考えられる。従って、従来の有機樹脂により表層形成されたトナーに比べて無機物に近い構造のため、マルテンス硬度を高くすることが可能であると考えられる。 In the organosilicon polymer having the structure of the formula (1), one of the four valences of the Si atom is bonded to R and the remaining three are bonded to O atom. The O atom constitutes a state in which both of the two valences are bonded to Si, that is, a siloxane bond (Si—O—Si). Considering the Si atom and the O atom as the organosilicon polymer, since two Si atoms have three O atoms, it is expressed as −SiO 3/2 . It is considered that the −SiO 3/2 structure of this organosilicon polymer has properties similar to those of silica (SiO 2 ) composed of a large number of siloxane bonds. Therefore, it is considered possible to increase the Martens hardness because the structure is closer to that of an inorganic substance as compared with the toner formed on the surface layer by the conventional organic resin.
さらに、トナー粒子のテトラヒドロフラン(THF)不溶分の29Si-NMRの測定で得られるチャートにおいて、有機ケイ素重合体の全ピーク面積に対する式(1)の構造に帰属されるピーク面積の割合が20%以上であることが好ましい。詳細な測定法は後述するが、これはトナー粒子に含まれる有機ケイ素重合体の中でR-SiO3/2で表される部分構造を、20%以上有していることを近似している。 Furthermore, in the chart obtained by measuring 29 Si-NMR of the insoluble content of tetrahydrofuran (THF) of the toner particles, the ratio of the peak area attributed to the structure of the formula (1) to the total peak area of the organic silicon polymer is 20%. The above is preferable. The detailed measurement method will be described later, but this approximates that the organosilicon polymer contained in the toner particles has a partial structure represented by R-SiO 3/2 of 20% or more. ..
前述の通り、Si原子の4つの原子価のうち、3つが酸素原子と結合し、さらにそれら酸素原子が別のSi原子と結合することが、-SiO3/2の部分構造の意味である。もし、そのうち酸素1つがシラノール基であったとすると、その有機ケイ素重合体の部分構造はR-SiO2/2-OHで表現される。さらに、酸素2つがシラノール基であれば、その部分構造はR-SiO1/2(-OH)2となる。これら構造を比較すると、より多くの酸素原子がSi原子と架橋構造を形成するほうが、SiO2で表わされるシリカ構造に近い。そのため-SiO3/2骨格が多いほど、トナー粒子表面の表面自由エネルギーを低くすることができるため、環境安定性及び耐部材汚染に優れた効果がある。 As described above, it is the meaning of the partial structure of −SiO 3/2 that three of the four valences of the Si atom are bonded to the oxygen atom and the oxygen atom is further bonded to another Si atom. If one of the oxygens is a silanol group, the partial structure of the organosilicon polymer is represented by R—SiO 2 / 2 -OH. Further, if the two oxygens are silanol groups, the partial structure thereof is R—SiO 1/2 (−OH) 2 . Comparing these structures, it is closer to the silica structure represented by SiO 2 that more oxygen atoms form a crosslinked structure with Si atoms. Therefore, the more the −SiO 3/2 skeleton is, the lower the surface free energy of the surface of the toner particles can be, which is excellent in environmental stability and stain resistance.
また、式(1)で表される部分構造による耐久性と、式(1)中のRの疎水性及び帯電性により、表層よりも内部に存在する、染み出しやすい低分子量(Mw1000以下の)樹脂、及び低Tg(40℃以下)の樹脂、並びに、場合によっては離型剤のブリードが抑えられる。 Further, due to the durability due to the partial structure represented by the formula (1) and the hydrophobicity and chargeability of R in the formula (1), the low molecular weight (Mw1000 or less) existing inside the surface layer and easily exuding. Bleeding of the resin, the resin having a low Tg (40 ° C. or less), and in some cases, the release agent can be suppressed.
式(1)で表される部分構造のピーク面積の割合は、有機ケイ素重合体形成に用いる有機ケイ素化合物の種類及び量、並びに、有機ケイ素重合体形成時の加水分解、付加重合及び縮合重合の反応温度、反応時間、反応溶媒及びpHによって制御することができる。 The ratio of the peak area of the partial structure represented by the formula (1) is the type and amount of the organosilicon compound used for forming the organosilicon polymer, and the hydrolysis, addition polymerization and condensation polymerization during the formation of the organosilicon polymer. It can be controlled by the reaction temperature, reaction time, reaction solvent and pH.
式(1)で表される部分構造において、Rは炭素数が1以上6以下の炭化水素基であることが好ましい。これにより帯電量が安定しやすい。特に環境安定性に優れている、炭素数が1以上5以下の脂肪族炭化水素基、又はフェニル基が好ましい。 In the partial structure represented by the formula (1), R is preferably a hydrocarbon group having 1 or more and 6 or less carbon atoms. This makes it easy to stabilize the amount of charge. In particular, an aliphatic hydrocarbon group or a phenyl group having 1 or more and 5 or less carbon atoms, which is excellent in environmental stability, is preferable.
本発明において、上記Rは炭素数が1以上3以下の脂肪族炭化水素基であることが、帯電性及びカブリ防止のさらなる向上のためにより好ましい。帯電性が良好であると、転写性が良く転写残トナーが少ないためドラム、帯電部材及び転写部材の汚染が良化する。 In the present invention, it is more preferable that the R is an aliphatic hydrocarbon group having 1 or more and 3 or less carbon atoms in order to further improve the chargeability and the prevention of fog. When the chargeability is good, the transferability is good and the transfer residual toner is small, so that the contamination of the drum, the charging member, and the transfer member is improved.
炭素数が1以上3以下の脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、又はビニル基が好ましく例示できる。環境安定性と保存安定性の観点から、より好ましくは、Rはメチル基である。 As the aliphatic hydrocarbon group having 1 or more and 3 or less carbon atoms, a methyl group, an ethyl group, a propyl group or a vinyl group can be preferably exemplified. From the viewpoint of environmental stability and storage stability, R is more preferably a methyl group.
有機ケイ素重合体の製造例としては、ゾルゲル法が好ましい。ゾルゲル法は、液体原料を出発原料に用いて加水分解及び縮合重合させ、ゾル状態を経てゲル化する方法であり、ガラス、セラミックス、有機-無機ハイブリット、ナノコンポジットを合成する方法に用いられる。この製造方法を用いれば、表層、繊維、バルク体、微粒子などの種々の形状の機能性材料を液相から低温で作製することができる。 As an example of producing an organosilicon polymer, the sol-gel method is preferable. The sol-gel method is a method in which a liquid raw material is used as a starting material, hydrolyzed and condensed polymerized, and gelled through a sol state, and is used in a method for synthesizing glass, ceramics, organic-inorganic hybrids, and nanocomposites. By using this production method, functional materials having various shapes such as a surface layer, a fiber, a bulk body, and fine particles can be produced from a liquid phase at a low temperature.
トナー粒子の表層に存在する有機ケイ素重合体は、具体的には、アルコキシシランに代表されるケイ素化合物の加水分解及び縮重合によって生成されることが好ましい。 Specifically, the organosilicon polymer present on the surface layer of the toner particles is preferably produced by hydrolysis and polycondensation of a silicon compound typified by alkoxysilane.
この有機ケイ素重合体を含有する表層をトナー粒子に設けることによって、環境安定性が向上し、かつ、長期使用時におけるトナーの性能低下が生じにくく、保存安定性に優れたトナーを得ることができる。 By providing the surface layer containing the organosilicon polymer on the toner particles, it is possible to obtain a toner having improved environmental stability, less likely to deteriorate the performance of the toner during long-term use, and excellent storage stability. ..
さらに、ゾルゲル法は、液体から出発し、その液体をゲル化することによって材料を形成しているため、様々な微細構造及び形状をつくることができる。特に、トナー粒子が水系媒体中で製造される場合には、有機ケイ素化合物のシラノール基のような親水基による親水性によってトナー粒子の表面に析出させやすくなる。上記微細構造及び形状は反応温度、反応時間、反応溶媒、pHや有機金属化合物の種類及び量などによって調整することができる。 Furthermore, since the sol-gel method starts from a liquid and gels the liquid to form a material, various microstructures and shapes can be created. In particular, when the toner particles are produced in an aqueous medium, the hydrophilicity of the hydrophilic groups such as the silanol group of the organosilicon compound facilitates precipitation on the surface of the toner particles. The microstructure and shape can be adjusted according to the reaction temperature, reaction time, reaction solvent, pH, type and amount of organometallic compound, and the like.
トナー粒子の表層の有機ケイ素重合体は、下記式(Z)で表される構造を有する有機ケイ素化合物の縮重合物であることが好ましい。 The organosilicon polymer on the surface layer of the toner particles is preferably a polycondensation polymer of an organosilicon compound having a structure represented by the following formula (Z).
R1の炭化水素基(好ましくはアルキル基)により疎水性を向上することができ、環境安定性に優れたトナー粒子を得ることができる。また、炭化水素基として芳香族炭化水素基であるアリール基、例えばフェニル基を用いることもできる。R1の疎水性が大きい場合、様々な環境において帯電量変動が大きくなる傾向を示すことから、環境安定性を鑑みてR1は炭素数1以上3以下の炭化水素基であることが好ましく、メチル基であることがより好ましい。 Hydrophobicity can be improved by the hydrocarbon group (preferably an alkyl group) of R 1 , and toner particles having excellent environmental stability can be obtained. Further, as the hydrocarbon group, an aryl group which is an aromatic hydrocarbon group, for example, a phenyl group can also be used. When the hydrophobicity of R 1 is large, the charge amount fluctuates greatly in various environments. Therefore, in view of environmental stability, R 1 is preferably a hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms and 3 or less carbon atoms. It is more preferably a methyl group.
R2、R3及びR4は、それぞれ独立して、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アセトキシ基、又は、アルコキシ基である(以下、反応基ともいう)。これらの反応基が加水分解、付加重合及び縮重合させて架橋構造を形成し、耐部材汚染及び現像耐久性に優れたトナーを得ることができる。加水分解性が室温で穏やかであり、トナー粒子の表面への析出性と被覆性の観点から、炭素数1~3のアルコキシ基であることが好ましく、メトキシ基やエトキシ基であることがより好ましい。また、R2、R3及びR4の加水分解、付加重合及び縮合重合は、反応温度、反応時間、反応溶媒及びpHによって制御することができる。 R 2 , R 3 and R 4 are independently halogen atoms, hydroxy groups, acetoxy groups, or alkoxy groups (hereinafter, also referred to as reactive groups). These reactive groups are hydrolyzed, addition polymerized and polycondensed to form a crosslinked structure, and a toner having excellent resistance to member contamination and development durability can be obtained. The hydrolyzability is mild at room temperature, and from the viewpoint of precipitation on the surface of the toner particles and coating property, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms is preferable, and a methoxy group or an ethoxy group is more preferable. .. Further, the hydrolysis, addition polymerization and condensation polymerization of R 2 , R 3 and R 4 can be controlled by the reaction temperature, reaction time, reaction solvent and pH.
本発明に用いられる有機ケイ素重合体を得るには、上記に示す式(Z)中のR1を除く一分子中に3つの反応基(R2、R3及びR4)を有する有機ケイ素化合物(以下、三官能性シランともいう)を1種又は複数種を組み合わせて用いるとよい。 In order to obtain the organosilicon polymer used in the present invention, an organosilicon compound having three reactive groups (R 2 , R 3 and R 4 ) in one molecule other than R 1 in the above formula (Z) is obtained. (Hereinafter, also referred to as trifunctional silane) may be used alone or in combination of two or more.
上記式(Z)としては以下のものが挙げられる。 Examples of the above formula (Z) include the following.
メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルジエトキシメトキシシラン、メチルエトキシジメトキシシラン、メチルトリクロロシラン、メチルメトキシジクロロシラン、メチルエトキシジクロロシラン、メチルジメトキシクロロシラン、メチルメトキシエトキシクロロシラン、メチルジエトキシクロロシラン、メチルトリアセトキシシラン、メチルジアセトキシメトキシシラン、メチルジアセトキシエトキシシラン、メチルアセトキシジメトキシシラン、メチルアセトキシメトキシエトキシシラン、メチルアセトキシジエトキシシラン、メチルトリヒドロキシシラン、メチルメトキシジヒドロキシシラン、メチルエトキシジヒドロキシシラン、メチルジメトキシヒドロキシシラン、メチルエトキシメトキシヒドロキシシラン、メチルジエトキシヒドロキシシラン、のような三官能性のメチルシラン。 Methyltrimethoxysilane, Methyltriethoxysilane, Methyldiethoxymethoxysilane, Methylethoxydimethoxysilane, Methyltrichlorosilane, Methylmethoxydichlorosilane, Methylethoxydichlorosilane, Methyldimethoxychlorosilane, Methylmethoxyethoxychlorosilane, Methyldiethoxychlorosilane, Methyl Triacetoxysilane, Methyldiacetoxymethoxysilane, Methyldiacetoxyethoxysilane, Methylacetoxydimethoxysilane, Methylacetoxymethoxyethoxysilane, Methylacetoxydiethoxysilane, Methyltrihydroxysilane, Methylmethoxydihydroxysilane, Methylethoxydihydroxysilane, Methyldimethoxy Trifunctional methylsilanes such as hydroxysilanes, methylethoxymethoxyhydroxysilanes, and methyldiethoxyhydroxysilanes.
エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリクロロシラン、エチルトリアセトキシシラン、エチルトリヒドロキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、プロピルトリクロロシラン、プロピルトリアセトキシシラン、プロピルトリヒドロキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ブチルトリクロロシラン、ブチルトリアセトキシシラン、ブチルトリヒドロキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、ヘキシルトリクロロシラン、ヘキシルトリアセトキシシラン、ヘキシルトリヒドロキシシランのような三官能性のシラン。 Ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltrichlorosilane, ethyltriacetoxysilane, ethyltrihydroxysilane, propyltrimethoxysilane, propyltriethoxysilane, propyltrichlorosilane, propyltriacetoxysilane, propyltrihydroxysilane, butyltri Trifunctional such as methoxysilane, butyltriethoxysilane, butyltrichlorosilane, butyltriacetoxysilane, butyltrihydroxysilane, hexyltrimethoxysilane, hexyltriethoxysilane, hexyltrichlorosilane, hexyltriacetoxysilane, hexyltrihydroxysilane. Sexual silane.
フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリクロロシラン、フェニルトリアセトキシシラン、フェニルトリヒドロキシシランのような三官能性のフェニルシラン。 Trifunctional phenylsilanes such as phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltrichlorosilane, phenyltriacetoxysilane, and phenyltrihydroxysilane.
また、本発明の効果を損なわない程度に、式(Z)で表される構造を有する有機ケイ素化合物とともに、以下を併用して得られた有機ケイ素重合体を用いてもよい。一分子中に4つの反応基を有する有機ケイ素化合物(四官能性シラン)、一分子中に2つの反応基を有する有機ケイ素化合物(二官能性シラン)又は1つの反応基を有する有機ケイ素化合物(一官能性シラン)。例えば以下のようなものが挙げられる。 Further, an organosilicon polymer obtained by using the following in combination with an organosilicon compound having a structure represented by the formula (Z) may be used to the extent that the effect of the present invention is not impaired. An organic silicon compound having four reactive groups in one molecule (tetrafunctional silane), an organic silicon compound having two reactive groups in one molecule (bifunctional silane), or an organic silicon compound having one reactive group (bifunctional silane). Monofunctional silane). For example, the following can be mentioned.
ジメチルジエトキシシラン、テトラエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエメトキシシラン、3-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリイソシアネートシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルジエトキシメトキシシラン、ビニルエトキシジメトキシシラン、ビニルエトキシジヒドロキシシラン、ビニルジメトキシヒドロキシシラン、ビニルエトキシメトキシヒドロキシシラン、ビニルジエトキシヒドロキシシラン、のような三官能性のビニルシラン。 Dimethyldiethoxysilane, tetraethoxysilane, hexamethyldisilazane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriemethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, 3- (2-amino) Ethyl) Aminopropyltriethoxysilane, vinyltriisocyanatesilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyldiethoxymethoxysilane, vinylethoxydimethoxysilane, vinylethoxydihydroxysilane, vinyldimethoxyhydroxysilane, vinylethoxymethoxyhydroxysilane, Trifunctional vinylsilanes such as vinyldiethoxyhydroxysilanes.
さらに、トナー粒子中の有機ケイ素重合体の含有量は0.5質量%以上10.5質量%以下であることが好ましい。 Further, the content of the organosilicon polymer in the toner particles is preferably 0.5% by mass or more and 10.5% by mass or less.
有機ケイ素重合体の含有量が0.5質量%以上であることで、表層の表面自由エネルギーを更に小さくすることができ、流動性が向上し、部材汚染やカブリの発生を抑制することができる。10.5質量%以下であることで、チャージアップを発生し難くすることができる。有機ケイ素重合体の含有量は有機ケイ素重合体形成に用いる有機ケイ素化合物の種類及び量、有機ケイ素重合体形成時のトナー粒子の製造方法、反応温度、反応時間、反応溶媒及びpHによって制御することができる。 When the content of the organosilicon polymer is 0.5% by mass or more, the surface free energy of the surface layer can be further reduced, the fluidity can be improved, and the contamination of members and the generation of fog can be suppressed. .. When it is 10.5% by mass or less, it is possible to make it difficult for charge-up to occur. The content of the organosilicon polymer shall be controlled by the type and amount of the organosilicon compound used for forming the organosilicon polymer, the method for producing toner particles at the time of forming the organosilicon polymer, the reaction temperature, the reaction time, the reaction solvent and the pH. Can be done.
有機ケイ素重合体を含有する表層とトナーコア粒子は、隙間なく接していることが好ましい。これにより、トナー粒子の表層よりも内部の樹脂成分や離型剤等によるブリードの発生が抑えられ、保存安定性、環境安定性及び現像耐久性に優れたトナーを得ることができる。表層には上記の有機ケイ素重合体の他に、スチレン-アクリル系共重合体樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂などの樹脂や各種添加剤などを含有させてもよい。 It is preferable that the surface layer containing the organosilicon polymer and the toner core particles are in close contact with each other. As a result, the generation of bleeding due to the resin component inside the surface layer of the toner particles, the mold release agent, and the like is suppressed, and it is possible to obtain a toner having excellent storage stability, environmental stability, and development durability. In addition to the above-mentioned organic silicon polymer, the surface layer may contain a resin such as a styrene-acrylic copolymer resin, a polyester resin or a urethane resin, or various additives.
[結着樹脂について]
トナー粒子は、結着樹脂を含有する。結着樹脂は特段限定されず、従来公知のものを用いることができる。ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂などが好ましい。ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂及びその他の結着樹脂として、以下の樹脂又は重合体が例示できる。
[About binding resin]
The toner particles contain a binder resin. The binder resin is not particularly limited, and conventionally known ones can be used. Vinyl-based resin, polyester resin and the like are preferable. Examples of vinyl-based resins, polyester resins and other binder resins include the following resins or polymers.
ポリスチレン、ポリビニルトルエンのようなスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン-プロピレン共重合体、スチレン-ビニルトルエン共重合体、スチレン-ビニルナフタリン共重合体、スチレン-アクリル酸メチル共重合体、スチレン-アクリル酸エチル共重合体、スチレン-アクリル酸ブチル共重合体、スチレン-アクリル酸オクチル共重合体、スチレン-アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン-メタクリル酸メチル共重合体、スチレン-メタクリル酸エチル共重合体、スチレン-メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン-メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン-ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン-ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン-ビニルメチルケトン共重合体、スチレン-ブタジエン共重合体、スチレン-イソプレン共重合体、スチレン-マレイン酸共重合体、スチレン-マレイン酸エステル共重合体のようなスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルブチラール、シリコーン樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリル樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂。これら結着樹脂は単独又は混合して使用できる。 Monopolymers of styrene and its substituents such as polystyrene, polyvinyltoluene; styrene-propylene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer, styrene-vinylnaphthalin copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene -Ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, styrene-dimethylaminoethyl acrylate copolymer, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-methacrylic acid Ethyl copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene-dimethylaminoethyl methacrylate copolymer, styrene-vinylmethyl ether copolymer, styrene-vinyl ethyl ether copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer Stylized copolymers such as coalesced, styrene-butadiene copolymers, styrene-isoprene copolymers, styrene-maleic acid copolymers, styrene-maleic acid ester copolymers; polymethylmethacrylate, polybutylmethacrylate, poly Vinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyvinyl butyral, silicone resin, polyamide resin, epoxy resin, polyacrylic resin, rosin, modified rosin, terpene resin, phenol resin, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resin, aromatic petroleum resin. These binder resins can be used alone or in combination.
結着樹脂がカルボキシ基を含有することが帯電性の観点で好ましく、カルボキシ基を含む重合性単量体を用いて製造された樹脂であることが好ましい。例えばα-エチルアクリル酸、クロトン酸などの(メタ)アクリル酸、およびα-アルキル誘導体あるいはβ-アルキル誘導体;フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸;コハク酸モノアクリロイルオキシエチルエステル、コハク酸モノアクリロイルオキシエチレンエステル、フタル酸モノアクリロイルオキシエチルエステル、フタル酸モノメタクリロイルオキシエチルエステルなどの不飽和ジカルボン酸モノエステル誘導体など。 It is preferable that the binder resin contains a carboxy group from the viewpoint of chargeability, and it is preferable that the resin is produced by using a polymerizable monomer containing a carboxy group. For example, (meth) acrylic acids such as α-ethylacrylic acid and crotonic acid, and α-alkyl derivatives or β-alkyl derivatives; unsaturated dicarboxylic acids such as fumaric acid, maleic acid, citraconic acid and itaconic acid; monoacryloyl succinate. Unsaturated dicarboxylic acid monoester derivatives such as oxyethyl ester, succinic acid monoacryloyloxyethylene ester, phthalic acid monoacryloyloxyethyl ester, and phthalic acid monomethacryloyloxyethyl ester.
ポリエステル樹脂としては、下記に挙げるカルボン酸成分とアルコール成分とを縮重合させたものを用いることができる。カルボン酸成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、フマル酸、マレイン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、及び、トリメリット酸が挙げられる。アルコール成分としては、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノール、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物、グリセリン、トリメチロールプロパン、及び、ペンタエリスリトールが挙げられる。 As the polyester resin, one obtained by polycondensing the carboxylic acid component and the alcohol component listed below can be used. Examples of the carboxylic acid component include terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, fumaric acid, maleic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, and trimellitic acid. Examples of the alcohol component include bisphenol A, hydrogenated bisphenol, ethylene oxide adduct of bisphenol A, propylene oxide adduct of bisphenol A, glycerin, trimethylolpropane, and pentaerythritol.
また、ポリエステル樹脂は、ウレア基を含有したポリエステル樹脂であってもよい。ポリエステル樹脂としては末端などのカルボキシル基はキャップしないことが好ましい。 Further, the polyester resin may be a polyester resin containing a urea group. As the polyester resin, it is preferable not to cap the carboxyl group such as the end.
高温時におけるトナーの粘度変化の改良を目的として結着樹脂が重合性官能基を有していてもよい。重合性官能基としては、ビニル基、イソシアナート基、エポキシ基、アミノ基、カルボキシ基、ヒドロキシ基が挙げられる。 The binder resin may have a polymerizable functional group for the purpose of improving the change in the viscosity of the toner at a high temperature. Examples of the polymerizable functional group include a vinyl group, an isocyanato group, an epoxy group, an amino group, a carboxy group and a hydroxy group.
[架橋剤]
結着樹脂の分子量をコントロールする為に、重合性単量体の重合に際して、架橋剤を添加してもよい。
[Crosslinking agent]
In order to control the molecular weight of the binder resin, a cross-linking agent may be added during the polymerization of the polymerizable monomer.
例えば、エチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジ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メタクリレート、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、ジビニルベンゼン、ビス(4-アクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン、エチレングリコールジアクリレート、1,3-ブチレングリコールジアクリレート、1,4-ブタンジオールジアクリレート、1,5-ペンタンジオールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、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、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール#200、#400、#600の各ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエステル型ジアクリレート(MANDA 日本化薬)、及び以上のアクリレートをメタクリレートに変えたもの。 For example, ethylene glycol dimethacrylate, ethylene glycol diacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol diacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, neopentyl glycol diacrylate, divinylbenzene, bis (4). -Acryloxypolyethoxyphenyl) propane, ethylene glycol diacrylate, 1,3-butylene glycol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,5-pentanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, Neopentyl glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol # 200, # 400, # 600 diacrylate, dipropylene glycol diacrylate, polypropylene glycol diacrylate, polyester type Diacrylate (MANDA Nihonkayaku), and the above acrylate converted to methacrylate.
架橋剤の添加量としては、重合性単量体100質量部に対して0.001質量部以上15.000質量部以下であることが好ましい。 The amount of the cross-linking agent added is preferably 0.001 part by mass or more and 15,000 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer.
[離型剤について]
トナー粒子は、離型剤を含有することが好ましい。前記トナー粒子に使用可能な離型剤としては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタムのような石油系ワックス及びその誘導体、モンタンワックス及びその誘導体、フィッシャートロプシュ法による炭化水素ワックス及びその誘導体、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィンワックス及びその誘導体、カルナバワックス、キャンデリラワックスのような天然ワックス及びその誘導体、高級脂肪族アルコール、ステアリン酸、パルミチン酸のような脂肪酸、あるいはその化合物、酸アミドワックス、エステルワックス、ケトン、硬化ヒマシ油及びその誘導体、植物系ワックス、動物性ワックス、シリコ-ン樹脂が挙げられる。なお、誘導体には酸化物や、ビニル系モノマーとのブロック共重合物、グラフト変性物を含む。
[About mold release agent]
The toner particles preferably contain a mold release agent. Examples of the release agent that can be used for the toner particles include paraffin wax, microcrystallin wax, petroleum wax such as petrolatum and its derivatives, Montan wax and its derivatives, hydrocarbon wax and its derivatives by the Fisher Tropsch method, polyethylene, and the like. Polyolefin waxes and derivatives thereof such as polypropylene, natural waxes and derivatives thereof such as carnauba wax and candelilla wax, fatty acids such as higher aliphatic alcohols, stearic acid and palmitic acid, or compounds thereof, acid amide waxes and ester waxes. , Ketone, hardened castor oil and its derivatives, vegetable waxes, animal waxes, silicone resins and the like. Derivatives include oxides, block copolymers with vinyl-based monomers, and graft-modified products.
離型剤の含有量は、結着樹脂又は重合性単量体100.0質量部に対して5.0質量部以上20.0質量部以下であることが好ましい。 The content of the release agent is preferably 5.0 parts by mass or more and 20.0 parts by mass or less with respect to 100.0 parts by mass of the binder resin or the polymerizable monomer.
[着色剤について]
トナー粒子は、着色剤を含有する。着色剤は特段限定されず、例えば以下に示す公知のものを使用することができる。
[About colorants]
The toner particles contain a colorant. The colorant is not particularly limited, and for example, known ones shown below can be used.
黄色顔料としては、黄色酸化鉄、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレーキなどの縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アントラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、アリルアミド化合物が用いられる。具体的には以下のものが挙げられる。 Examples of the yellow pigment include condensed azo compounds such as yellow iron oxide, nables yellow, naphthol yellow S, Hansa yellow G, Hansa yellow 10G, benzidine yellow G, benzidine yellow GR, quinoline yellow lake, permanent yellow NCG, and tartradin lake. Isoindolinone compounds, anthraquinone compounds, azometal complexes, methine compounds, and allylamide compounds are used. Specific examples include the following.
C.I.ピグメントイエロー12、13、14、15、17、62、74、83、93、94、95、109、110、111、128、129、147、155、168、180。 C. I. Pigment Yellow 12, 13, 14, 15, 17, 62, 74, 83, 93, 94, 95, 109, 110, 111, 128, 129, 147, 155, 168, 180.
橙色顔料としては以下のものが挙げられる。 Examples of the orange pigment include the following.
パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ベンジジンオレンジG、インダスレンブリリアントオレンジRK、インダスレンブリリアントオレンジGK。 Permanent Orange GTR, Pyrazolone Orange, Balkan Orange, Benzidine Orange G, Indanthrone Brilliant Orange RK, Indanthrone Brilliant Orange GK.
赤色顔料としては、ベンガラ、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドC、レーキッドD、ブリリアントカーミン6B、ブリラントカーミン3B、エオキシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキなどの縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン化合物、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物が挙げられる。具体的には以下のものが挙げられる。 Condensations of red pigments such as Bengala, Permanent Red 4R, Resole Red, Pyrazolone Red, Watching Red Calcium Salt, Lake Red C, Lake D, Brilliant Carmine 6B, Brilliant Carmine 3B, Eoxin Lake, Rhodamin Lake B, Alizarin Lake, etc. Examples thereof include azo compounds, diketopyrrolopyrrole compounds, anthraquinone compounds, quinacridone compounds, basic dye lake compounds, naphthol compounds, benzimidazolone compounds, thioindigo compounds and perylene compounds. Specific examples include the following.
C.I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、23、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、144、146、166、169、177、184、185、202、206、220、221、254。
C. I.
青色顔料としては、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーBGなどの銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アントラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物等が挙げられる。具体的には以下のものが挙げられる。 Examples of blue pigments include copper phthalocyanine compounds such as alkaline blue lake, Victoria blue lake, phthalocyanine blue, metal-free phthalocyanine blue, phthalocyanine blue partial chloride, first sky blue, and induslen blue BG and their derivatives, anthraquinone compounds, and basic dye lakes. Examples include compounds. Specific examples include the following.
C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、66。 C. I. Pigment Blue 1, 7, 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 60, 62, 66.
紫色顔料としては、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキが挙げられる。 Examples of the purple pigment include Fast Violet B and Methyl Violet Lake.
緑色顔料としては、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンGが挙げられる。白色顔料としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛が挙げられる。 Examples of the green pigment include Pigment Green B, Malachite Green Lake, and Final Yellow Green G. Examples of the white pigment include zinc oxide, titanium oxide, antimony white, and zinc sulfide.
黒色顔料としては、カーボンブラック、アニリンブラック、非磁性フェライト、マグネタイト、上記黄色系着色剤、赤色系着色剤及び青色系着色剤を用い黒色に調色されたものが挙げられる。これらの着色剤は、単独又は混合して、さらには固溶体の状態で用いることができる。 Examples of the black pigment include carbon black, aniline black, non-magnetic ferrite, magnetite, the above-mentioned yellow colorant, red colorant and blue colorant to be toned to black. These colorants can be used alone or in admixture, and even in the form of a solid solution.
必要により、重合阻害のない物質により着色剤の表面処理を施してもよい。 If necessary, the surface treatment of the colorant may be applied with a substance that does not inhibit polymerization.
なお、着色剤の含有量は、結着樹脂又は重合性単量体100.0質量部に対して3.0質量部以上15.0質量部以下であることが好ましい。 The content of the colorant is preferably 3.0 parts by mass or more and 15.0 parts by mass or less with respect to 100.0 parts by mass of the binder resin or the polymerizable monomer.
[荷電制御剤について]
トナー粒子は荷電制御剤を含有してもよい。荷電制御剤としては、公知のものが使用できる。特に帯電スピードが速く、かつ、一定の帯電量を安定して維持できる荷電制御剤が好ましい。さらに、トナー粒子を直接重合法により製造する場合には、重合阻害性が低く、水系媒体への可溶化物が実質的にない荷電制御剤が特に好ましい。
[About charge control agent]
The toner particles may contain a charge control agent. As the charge control agent, known ones can be used. In particular, a charge control agent having a high charge speed and capable of stably maintaining a constant charge amount is preferable. Further, when the toner particles are produced by the direct polymerization method, a charge control agent having low polymerization inhibitory property and substantially no solubilized material in an aqueous medium is particularly preferable.
荷電制御剤として、トナー粒子を負荷電性に制御するものとしては、以下のものが挙げられる。 Examples of the charge control agent for controlling the toner particles in a load electric manner include the following.
有機金属化合物及びキレート化合物として、モノアゾ金属化合物、アセチルアセトン金属化合物、芳香族オキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸、オキシカルボン酸及びダイカルボン酸系の金属化合物。他には、芳香族オキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、無水物、又はエステル類、ビスフェノールのようなフェノール誘導体類なども含まれる。さらに、尿素誘導体、含金属サリチル酸系化合物、含金属ナフトエ酸系化合物、ホウ素化合物、4級アンモニウム塩、カリックスアレーンが挙げられる。 Examples of the organic metal compound and chelate compound include monoazo metal compounds, acetylacetone metal compounds, aromatic oxycarboxylic acids, aromatic dicarboxylic acids, oxycarboxylic acids and dicarboxylic acid-based metal compounds. Others include aromatic oxycarboxylic acids, aromatic mono and polycarboxylic acids and their metal salts, anhydrides or esters, phenol derivatives such as bisphenols and the like. Further, urea derivatives, metal-containing salicylic acid-based compounds, metal-containing naphthoic acid-based compounds, boron compounds, quaternary ammonium salts, calixarene and the like can be mentioned.
一方、トナー粒子を正荷電性に制御する荷電制御剤としては、以下のものが挙げられる。 On the other hand, examples of the charge control agent for controlling the toner particles to be positively charged include the following.
ニグロシン及び脂肪酸金属塩のようなによるニグロシン変性物;グアニジン化合物;イミダゾール化合物;トリブチルベンジルアンモニウム-1-ヒドロキシ-4-ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレートのような4級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩のようなオニウム塩及びこれらのレーキ顔料;トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、リンタングステン酸、リンモリブデン酸、リンタングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物など);高級脂肪酸の金属塩;樹脂系荷電制御剤。 Niglosin modifications due to niglosin and fatty acid metal salts; guanidine compounds; imidazole compounds; tributylbenzylammonium-1-hydroxy-4-naphthosulfonate, quaternary ammonium salts such as tetrabutylammonium tetrafluoroborate, and these. Onium salts such as phosphonium salts and their lake pigments which are similar to Lauric acid, gallic acid, ferricyanide, ferrocyanide, etc.); Metal salt of higher fatty acid; Resin-based charge control agent.
これら荷電制御剤は単独で又は2種類以上組み合わせて含有することができる。これらの荷電制御剤の添加量としては、結着樹脂100質量部に対して、0.01質量部以上10質量部以下であることが好ましい。 These charge control agents can be contained alone or in combination of two or more. The amount of these charge control agents added is preferably 0.01 parts by mass or more and 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
〔外添剤〕
本発明のトナーは、外添剤としてチタン酸ストロンチウム粒子以外の外添剤を含んでもよい。例えば、流動性、帯電性、クリーニング性などを改良するために、流動化剤、帯電助剤、クリーニング助剤などを添加してもよい。
[External agent]
The toner of the present invention may contain an external additive other than strontium titanate particles as an external additive. For example, a fluidizing agent, a charging aid, a cleaning aid, or the like may be added in order to improve the fluidity, chargeability, cleaning property, and the like.
そのような外添剤としては、例えば、シリカ微粒子、アルミナ微粒子、酸化チタン微粒子などよりなる無機酸化物微粒子や、ハイドロタルサイト、メラミン樹脂等のポジ帯電粒子、ステアリン酸アルミニウム微粒子、ステアリン酸亜鉛微粒子などの無機ステアリン酸化合物微粒子、あるいは、チタン酸亜鉛などのチタン酸ストロンチウム以外の無機チタン酸化合物微粒子などが挙げられる。これらは1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of such an additive include inorganic oxide fine particles composed of silica fine particles, alumina fine particles, titanium oxide fine particles, positively charged particles such as hydrotalcite and melamine resin, aluminum stearate fine particles, and zinc stearate fine particles. Examples thereof include fine particles of an inorganic stearate compound such as zinc titanate, and fine particles of an inorganic titanium acid compound other than strontium titanate such as zinc titanate. These can be used alone or in combination of two or more.
これら無機微粒子はシランカップリング剤やチタンカップリング剤、高級脂肪酸、シリコーンオイルなどによって、耐熱保管性の向上、環境安定性の向上のために、光沢処理が行われていることが好ましい。外添剤のBET比表面積は、1m2/g以上450m2/g以下であることが好ましい。また、個数平均粒子径としては、5nm以上500nm以下であることが好ましい。 It is preferable that these inorganic fine particles are gloss-treated with a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a higher fatty acid, a silicone oil, or the like in order to improve heat storage stability and environmental stability. The BET specific surface area of the external additive is preferably 1 m 2 / g or more and 450 m 2 / g or less. The number average particle size is preferably 5 nm or more and 500 nm or less.
BET比表面積は、BET法(好ましくはBET多点法)に従って、動的定圧法による低温ガス吸着法により求めることができる。例えば、比表面積測定装置(商品名:ジェミニ2375 Ver.5.0、(株)島津製作所製)を用いて、試料表面に窒素ガスを吸着させ、BET多点法を用いて測定することにより、BET比表面積(m2/g)を算出することができる。 The BET specific surface area can be determined by a low-temperature gas adsorption method based on a dynamic constant pressure method according to the BET method (preferably the BET multipoint method). For example, by using a specific surface area measuring device (trade name: Gemini 2375 Ver.5.0, manufactured by Shimadzu Corporation) to adsorb nitrogen gas on the sample surface and measuring using the BET multipoint method. The BET specific surface area (m 2 / g) can be calculated.
これらの種々の外添剤の添加量は、その合計が、トナー粒子100質量部に対して、好ましくは0.05質量部以上5質量部以下、より好ましくは0.1質量部以上3質量部以下である。また、外添剤としては種々のものを組み合わせて使用してもよい。 The total amount of these various external additives added is preferably 0.05 parts by mass or more and 5 parts by mass or less, and more preferably 0.1 parts by mass or more and 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the toner particles. It is as follows. Further, various combinations of external additives may be used.
〔現像剤〕
本発明のトナーは、磁性又は非磁性の一成分現像剤として使用することもできるが、キャリアと混合して二成分現像剤として使用してもよい。
[Developer]
The toner of the present invention can be used as a magnetic or non-magnetic one-component developer, but may be mixed with a carrier and used as a two-component developer.
キャリアとしては、例えば鉄、フェライト、マグネタイトなどの金属、それらの金属とアルミニウム、鉛などの金属との合金など、公知の材料からなる磁性粒子を用いることができる。これらの中ではフェライト粒子を用いることが好ましい。また、キャリアとしては、磁性粒子の表面を樹脂などの被覆剤で被覆したコートキャリアや、バインダー樹脂中に磁性体微粉末を分散してなる樹脂分散型キャリアなどを用いてもよい。 As the carrier, magnetic particles made of known materials such as metals such as iron, ferrite and magnetite, and alloys of these metals with metals such as aluminum and lead can be used. Among these, it is preferable to use ferrite particles. Further, as the carrier, a coat carrier in which the surface of the magnetic particles is coated with a coating agent such as a resin, a resin dispersion type carrier in which a magnetic fine powder is dispersed in a binder resin, or the like may be used.
キャリアとしては、体積平均粒径が15μm以上100μm以下のものが好ましく、25μm以上80μm以下のものがより好ましい。 The carrier preferably has a volume average particle size of 15 μm or more and 100 μm or less, and more preferably 25 μm or more and 80 μm or less.
[トナー粒子の製造方法について]
トナー粒子の製造方法は公知の手段を用いることができ、混練粉砕法や湿式製造法を用いることができる。粒子径の均一化や形状制御性の観点からは湿式製造法を好ましく用いることができる。さらに、湿式製造法には懸濁重合法、溶解懸濁法、乳化重合凝集法、乳化凝集法などを挙げることができる。
[Manufacturing method of toner particles]
As a method for producing the toner particles, a known means can be used, and a kneading and pulverizing method or a wet production method can be used. From the viewpoint of uniform particle size and shape controllability, a wet manufacturing method can be preferably used. Further, examples of the wet production method include a suspension polymerization method, a dissolution suspension method, an emulsion polymerization aggregation method, and an emulsion aggregation method.
ここでは懸濁重合法について説明する。懸濁重合法においてはまず、結着樹脂を生成するための重合性単量体、着色剤及び必要に応じてその他の添加剤をボールミル、超音波分散機のような分散機を用いてこれらを均一に溶解又は分散させた重合性単量体組成物を調製する(重合性単量体組成物の調製工程)。このとき、必要に応じて多官能性単量体や連鎖移動剤、また、離型剤としてのワックスや荷電制御剤、可塑剤などを適宜加えることができる。懸濁重合法における重合性単量体として、以下に示すビニル系重合性単量体が好適に例示できる。 Here, the suspension polymerization method will be described. In the suspension polymerization method, first, a polymerizable monomer for producing a binder resin, a colorant and, if necessary, other additives are added using a disperser such as a ball mill or an ultrasonic disperser. A polymerizable monomer composition uniformly dissolved or dispersed is prepared (preparation step of the polymerizable monomer composition). At this time, if necessary, a polyfunctional monomer, a chain transfer agent, a wax as a release agent, a charge control agent, a plasticizer, or the like can be appropriately added. As the polymerizable monomer in the suspension polymerization method, the following vinyl-based polymerizable monomer can be preferably exemplified.
スチレン;α-メチルスチレン、β-メチルスチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、p-n-ブチルスチレン、p-tert-ブチルスチレン、p-n-ヘキシルスチレン、p-n-オクチルスチレン、p-n-ノニルスチレン、p-n-デシルスチレン、p-n-ドデシルスチレン、p-メトキシスチレン、p-フェニルスチレンのようなスチレン誘導体;メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-プロピルアクリレート、iso-プロピルアクリレート、n-ブチルアクリレート、iso-ブチルアクリレート、tert-ブチルアクリレート、n-アミルアクリレート、n-ヘキシルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、n-オクチルアクリレート、n-ノニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ジメチルフォスフェートエチルアクリレート、ジエチルフォスフェートエチルアクリレート、ジブチルフォスフェートエチルアクリレート、2-ベンゾイルオキシエチルアクリレートのようなアクリル系重合性単量体;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n-プロピルメタクリレート、iso-プロピルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、iso-ブチルメタクリレート、tert-ブチルメタクリレート、n-アミルメタクリレート、n-ヘキシルメタクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、n-オクチルメタクリレート、n-ノニルメタクリレート、ジエチルフォスフェートエチルメタクリレート、ジブチルフォスフェートエチルメタクリレートのようなメタクリル系重合性単量体;メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル、蟻酸ビニルのようなビニルエステル;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルのようなビニルエーテル;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロピルケトン。 Styline; α-methylstyrene, β-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, pn-butylstyrene, p-tert-butylstyrene, p- Stylized derivatives such as n-hexyl styrene, pn-octyl styrene, pn-nonyl styrene, pn-decyl styrene, pn-dodecyl styrene, p-methoxy styrene, p-phenyl styrene; methyl acrylate , Ethyl acrylate, n-propyl acrylate, iso-propyl acrylate, n-butyl acrylate, iso-butyl acrylate, tert-butyl acrylate, n-amyl acrylate, n-hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, n-octyl acrylate, n -Acrylic polymerizable monomers such as nonyl acrylate, cyclohexyl acrylate, benzyl acrylate, dimethyl phosphate ethyl acrylate, diethyl phosphate ethyl acrylate, dibutyl phosphate ethyl acrylate, 2-benzoyloxyethyl acrylate; methyl methacrylate, ethyl methacrylate. , N-propyl methacrylate, iso-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, iso-butyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, n-amyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, n-octyl methacrylate, n-nonyl methacrylate. , Methyl-based polymerizable monomers such as diethyl phosphate ethyl methacrylate, dibutyl phosphate ethyl methacrylate; methylene aliphatic monocarboxylic acid esters; vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl benzoate, vinyl butyrate, vinyl benzoate, Vinyl esters such as vinyl acrylate; vinyl ethers such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl isobutyl ether; vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone, vinyl isopropyl ketone.
次に、上記重合性単量体組成物を予め用意しておいた水系媒体中に投入し、高せん断力を有する撹拌機や分散機により、重合性単量体組成物からなる液滴を所望のトナー粒子のサイズに形成する(造粒工程)。 Next, the above-mentioned polymerizable monomer composition is put into a prepared aqueous medium, and a droplet made of the polymerizable monomer composition is desired by a stirrer or a disperser having a high shearing force. It is formed to the size of the toner particles of (granulation process).
造粒工程における水系媒体は分散安定剤を含有していることが、トナー粒子の粒径制御、粒度分布のシャープ化、製造過程におけるトナー粒子の合一を抑制するために好ましい。分散安定剤としては、一般的に立体障害による反発力を発現させる高分子と、静電気的な反発力で分散安定化を図る難水溶性無機化合物とに大別される。難水溶性無機化合物の微粒子は、酸やアルカリにより溶解するため、重合後に酸やアルカリで洗浄することにより溶解させて容易に除去することができるため、好適に用いられる。 It is preferable that the aqueous medium in the granulation step contains a dispersion stabilizer in order to control the particle size of the toner particles, sharpen the particle size distribution, and suppress the coalescence of the toner particles in the manufacturing process. The dispersion stabilizer is generally classified into a polymer that develops a repulsive force due to steric hindrance and a poorly water-soluble inorganic compound that stabilizes the dispersion by an electrostatic repulsive force. Since the fine particles of the poorly water-soluble inorganic compound are dissolved by an acid or an alkali, they can be easily dissolved and easily removed by washing with an acid or an alkali after polymerization, and thus are preferably used.
難水溶性無機化合物の分散安定剤としては、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、アルミニウム、リンのいずれかが含まれているものが好ましく用いられる。より好ましくは、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、リンのいずれかが含まれていることが望まれる。具体的には、以下のものが挙げられる。 As the dispersion stabilizer of the poorly water-soluble inorganic compound, one containing any one of magnesium, calcium, barium, zinc, aluminum and phosphorus is preferably used. More preferably, it is desired that any one of magnesium, calcium, aluminum and phosphorus is contained. Specifically, the following can be mentioned.
リン酸マグネシウム、リン酸三カルシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ヒドロキシアパタイド。 Magnesium phosphate, tricalcium phosphate, aluminum phosphate, zinc phosphate, magnesium carbonate, calcium carbonate, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, aluminum hydroxide, calcium metasilicate, calcium sulfate, barium sulfate, hydroxyapatide.
上記分散安定剤に有機系化合物、例えばポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、デンプンを併用しても構わない。これら分散安定剤は、重合性単量体100質量部に対して、0.01質量部以上2.00質量部以下使用することが好ましい。 Organic compounds such as polyvinyl alcohol, gelatin, methyl cellulose, methyl hydroxypropyl cellulose, ethyl cellulose, sodium salts of carboxymethyl cellulose, and starch may be used in combination with the dispersion stabilizer. It is preferable to use these dispersion stabilizers in an amount of 0.01 parts by mass or more and 2.00 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer.
さらに、これら分散安定剤の微細化のため、重合性単量体100質量部に対して、0.001質量部以上0.1質量部以下の界面活性剤を併用してもよい。具体的には市販のノニオン、アニオン、カチオン型の界面活性剤が利用できる。例えばドデシル硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウムが好ましく用いられる。 Further, in order to make these dispersion stabilizers finer, a surfactant of 0.001 part by mass or more and 0.1 part by mass or less may be used in combination with 100 parts by mass of the polymerizable monomer. Specifically, commercially available nonionic, anionic, and cationic surfactants can be used. For example, sodium dodecyl sulfate, sodium tetradecyl sulfate, sodium pentadecyl sulfate, sodium octyl sulfate, sodium oleate, sodium laurate, potassium stearate, and calcium oleate are preferably used.
造粒工程の後、あるいは造粒工程を行いながら、好ましくは50℃以上90℃以下の温度に設定して、重合性単量体組成物に含まれる重合性単量体の重合を行い、トナー粒子分散液を得る(重合工程)。 After the granulation step or while performing the granulation step, the temperature is preferably set to 50 ° C. or higher and 90 ° C. or lower to polymerize the polymerizable monomer contained in the polymerizable monomer composition, and the toner is polymerized. Obtain a particle dispersion (polymerization step).
重合工程では容器内の温度分布が均一になる様に撹拌操作を行うことが好ましい。重合開始剤を添加する場合、任意のタイミングと所要時間で行うことができる。また、所望の分子量分布を得る目的で重合反応後半に昇温してもよく、さらに、未反応の重合性単量体、副生成物などを系外に除去するために反応後半、または反応終了後に、一部水系媒体を蒸留操作により留去してもよい。蒸留操作は常圧又は減圧下で行うことができる。 In the polymerization step, it is preferable to perform a stirring operation so that the temperature distribution in the container becomes uniform. When the polymerization initiator is added, it can be carried out at any timing and required time. Further, the temperature may be raised in the latter half of the polymerization reaction for the purpose of obtaining a desired molecular weight distribution, and further, in the latter half of the reaction or the end of the reaction in order to remove unreacted polymerizable monomers, by-products, etc. from the system. Later, the partially aqueous medium may be distilled off by a distillation operation. The distillation operation can be performed under normal pressure or reduced pressure.
懸濁重合法において使用する重合開始剤としては、一般的に油溶性開始剤が用いられる。例えば、以下のものが挙げられる。 As the polymerization initiator used in the suspension polymerization method, an oil-soluble initiator is generally used. For example, the following can be mentioned.
2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス-2,4-ジメチルバレロニトリル、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、2,2’-アゾビス-4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリルのようなアゾ化合物;アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、デカノニルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、プロピオニルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、ベンゾイルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシイソブチレート、シクロヘキサノンパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、tert-ブチルヒドロパーオキサイド、ジ-tert-ブチルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシピバレート、クメンヒドロパーオキサイドのようなパーオキサイド系開始剤。 2,2'-Azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile, 1,1'-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 2,2'-azobis-4 -Azo compounds such as methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile; acetylcyclohexylsulfonyl peroxide, diisopropyl peroxycarbonate, decanonyl peroxide, lauroyl peroxide, stearoyl peroxide, propionyl peroxide, acetyl peroxide, tert- Butylperoxy-2-ethylhexanoate, benzoyl peroxide, tert-butylperoxyisobutyrate, cyclohexanone peroxide, methylethylketone peroxide, dicumyl peroxide, tert-butylhydroperoxide, di-tert-butylper Peroxide-based initiators such as oxide, tert-butylperoxypivalate, and cumenehydroperoxide.
重合開始剤は必要に応じて水溶性開始剤を併用してもよく、以下のものが挙げられる。 As the polymerization initiator, a water-soluble initiator may be used in combination, if necessary, and the following may be mentioned.
過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、2,2’-アゾビス(N,N’-ジメチレンイソブチロアミジン)塩酸塩、2,2’-アゾビス(2-アミノジノプロパン)塩酸塩、アゾビス(イソブチルアミジン)塩酸塩、2,2’-アゾビスイソブチロニトリルスルホン酸ナトリウム、硫酸第一鉄又は過酸化水素。 Ammonium persulfate, potassium persulfate, 2,2'-azobis (N, N'-dimethyleneisobutyroamidine) hydrochloride, 2,2'-azobis (2-aminodinopropane) hydrochloride, azobis (isobutylamidin) Hydrochloride, 2,2'-azobisisobutyronitrile sodium sulfonate, ferrous sulfate or hydrogen peroxide.
これらの重合開始剤は単独又は複数を併用して使用でき、重合性単量体の重合度を制御するために、連鎖移動剤、重合禁止剤等をさらに添加し用いることも可能である。 These polymerization initiators can be used alone or in combination of two or more, and a chain transfer agent, a polymerization inhibitor, or the like can be further added and used in order to control the degree of polymerization of the polymerizable monomer.
トナー粒子の粒径は、高精細かつ高解像の画像を得るという観点から重量平均粒径が3.0μm以上10.0μm以下であることが好ましい。トナーの重量平均粒径は細孔電気抵抗法により測定することができる。例えば「コールター・カウンター Multisizer 3」(ベックマン・コールター(株)製)用いて測定することができる。こうして得られたトナー粒子分散液は、トナー粒子と水系媒体を固液分離する濾過工程へと送られる。 The particle size of the toner particles is preferably 3.0 μm or more and 10.0 μm or less in terms of weight average particle size from the viewpoint of obtaining a high-definition and high-resolution image. The weight average particle size of the toner can be measured by the pore electric resistance method. For example, it can be measured using "Coulter Counter Multisizer 3" (manufactured by Beckman Coulter, Inc.). The toner particle dispersion liquid thus obtained is sent to a filtration step for solid-liquid separation of the toner particles and the aqueous medium.
得られたトナー粒子分散液からトナー粒子を得るための固液分離は、一般的な濾過方法で行うことができ、その後トナー粒子表面から除去しきれなかった異物を除去するため、リスラリーや洗浄水のかけ洗いなどによって更に洗浄を行うことが好ましい。十分な洗浄が行なわれた後に、再び固液分離してトナーケーキを得る。その後、公知の乾燥手段により乾燥され、必要であれば分級により所定外の粒径を有する粒子群を分離してトナー粒子を得る。このとき分離された所定外の粒径を有する粒子群は最終的な収率を向上させるために再利用してもよい。 Solid-liquid separation for obtaining toner particles from the obtained toner particle dispersion can be performed by a general filtration method, and then reslurry or washing water is used to remove foreign substances that could not be completely removed from the surface of the toner particles. It is preferable to carry out further washing by washing with a toner. After sufficient washing, solid-liquid separation is performed again to obtain a toner cake. Then, it is dried by a known drying means, and if necessary, a group of particles having an unpredictable particle size is separated by classification to obtain toner particles. At this time, the separated particle swarms having a non-predetermined particle size may be reused in order to improve the final yield.
有機ケイ素重合体を有する表層を形成する場合は、水系媒体中でトナー粒子を形成する場合には水系媒体中で重合工程などを行いながら前述のように有機ケイ素化合物の加水分解液を添加して該表層を形成させることができる。重合後のトナー粒子の分散液をコア粒子分散液として用いて、有機ケイ素化合物の加水分解液を添加し、該表層を形成させてもよい。また、混練粉砕法など水系媒体以外の場合には得られたトナー粒子を水系媒体に分散してコア粒子分散液として用いて、前述のように有機ケイ素化合物の加水分解液を添加し、該表層を形成させることができる。 When forming a surface layer having an organosilicon polymer, when forming toner particles in an aqueous medium, add a hydrolyzate of an organosilicon compound as described above while performing a polymerization step in the aqueous medium. The surface layer can be formed. The dispersion liquid of the toner particles after the polymerization may be used as the core particle dispersion liquid, and the hydrolyzed liquid of the organosilicon compound may be added to form the surface layer. Further, in the case of a non-aqueous medium such as a kneading and pulverizing method, the obtained toner particles are dispersed in an aqueous medium and used as a core particle dispersion, and an organosilicon compound hydrolyzate is added as described above to form the surface layer. Can be formed.
[トナーの物性の測定方法]
<NMR測定用のトナー粒子のTHF不溶分の調製法>
トナー粒子のテトラヒドロフラン(THF)不溶分は、以下のように調製した。
[Measuring method of toner physical properties]
<Preparation method for THF insoluble matter of toner particles for NMR measurement>
The tetrahydrofuran (THF) insoluble content of the toner particles was prepared as follows.
トナー粒子10.0gを秤量し、円筒濾紙(東洋濾紙製No.86R)に入れてソックスレー抽出器にかける。溶媒としてTHF200mLを用いて20時間抽出し、円筒濾紙中の濾物を40℃で数時間真空乾燥を行って得られたものをNMR測定用のトナー粒子のTHF不溶分とした。 10.0 g of toner particles are weighed, placed in a cylindrical filter paper (No. 86R manufactured by Toyo Filter Paper), and subjected to a Soxhlet extractor. Extraction was performed using 200 mL of THF as a solvent for 20 hours, and the filtrate in the cylindrical filter paper was vacuum-dried at 40 ° C. for several hours to obtain a THF-insoluble content of toner particles for NMR measurement.
なお、外添剤などでトナー粒子の表面が処理されている場合は、下記方法によって外添剤を除去し、トナー粒子を得る。 When the surface of the toner particles is treated with an external additive or the like, the external additive is removed by the following method to obtain toner particles.
イオン交換水100mLにスクロース(キシダ化学製)160gを加え、湯せんをしながら溶解させ、ショ糖濃厚液を調製する。遠心分離用チューブ(容量50mL)に上記ショ糖濃厚液を31gと、コンタミノンN(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)を6mL入れ分散液を作製する。この分散液にトナー1.0gを添加し、スパチュラなどでトナーのかたまりをほぐす。 Add 160 g of sucrose (manufactured by Kishida Chemical) to 100 mL of ion-exchanged water and dissolve in a water bath to prepare a sucrose concentrate. 31 g of the above sucrose concentrate in a centrifuge tube (capacity 50 mL) and 10 of a neutral detergent for cleaning a precision measuring instrument with a pH of 7 consisting of Contaminone N (nonionic surfactant, anionic surfactant, and organic builder). Add 6 mL of mass% aqueous solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) to prepare a dispersion. Add 1.0 g of toner to this dispersion and loosen the toner lumps with a spatula or the like.
遠心分離用チューブをシェイカーにて350spm(strokes per min)、20分間振とうする。振とう後、溶液をスイングローター用ガラスチューブ(容量50mL)に入れ替えて、遠心分離機(H-9R 株式会社コクサン製)にて3500rpm、30分間の条件で分離する。この操作により、トナー粒子と外れた外添剤が分離する。トナーと水溶液が十分に分離されていることを目視で確認し、最上層に分離したトナーをスパチュラ等で採取する。採取したトナーを減圧濾過器で濾過した後、乾燥機で1時間以上乾燥し、トナー粒子を得る。この操作を複数回実施して、必要量を確保する。 Shake the centrifuge tube on a shaker for 350 spm (strokes per min) for 20 minutes. After shaking, the solution is replaced with a glass tube for a swing rotor (capacity: 50 mL), and the solution is separated by a centrifuge (H-9R, manufactured by Kokusan Co., Ltd.) at 3500 rpm for 30 minutes. By this operation, the toner particles and the detached external additive are separated. Visually confirm that the toner and the aqueous solution are sufficiently separated, and collect the separated toner in the uppermost layer with a spatula or the like. The collected toner is filtered with a vacuum filter and then dried with a dryer for 1 hour or more to obtain toner particles. Perform this operation multiple times to secure the required amount.
<式(1)で表される部分構造の確認方法>
トナー粒子に含有される有機ケイ素重合体における、式(1)で表される部分構造の確認には以下の方法を用いる。
<Method of confirming the partial structure represented by equation (1)>
The following method is used to confirm the partial structure represented by the formula (1) in the organosilicon polymer contained in the toner particles.
式(1)のRで表される炭化水素基は、13C-NMRにより確認した。
(13C-NMR(固体)の測定条件)
装置:JEOL RESONANCE製 JNM-ECX500II
試料管:3.2mmφ
試料:NMR測定用のトナー粒子のテトラヒドロフラン不溶分 150mg
測定温度:室温
パルスモード:CP/MAS
測定核周波数:123.25MHz(13C)
基準物質:アダマンタン(外部標準:29.5ppm)
試料回転数:20kHz
コンタクト時間:2ms
遅延時間:2s
積算回数:1024回
The hydrocarbon group represented by R in the formula (1) was confirmed by 13 C-NMR.
( 13 C-NMR (solid) measurement conditions)
Equipment: JEM-ECX500II manufactured by JEOL RESONANCE
Sample tube: 3.2 mmφ
Sample: Tetrahydrofuran insoluble content of toner particles for NMR measurement 150 mg
Measurement temperature: Room temperature Pulse mode: CP / MAS
Measured nuclear frequency: 123.25 MHz ( 13 C)
Reference substance: Adamantane (external standard: 29.5 ppm)
Sample rotation speed: 20 kHz
Contact time: 2ms
Delay time: 2s
Number of integrations: 1024 times
当該方法にて、ケイ素原子に結合しているメチル基(Si-CH3)、エチル基(Si-C2H5)、プロピル基(Si-C3H7)、ブチル基(Si-C4H9)、ペンチル基(Si-C5H11)、ヘキシル基(Si-C6H13)またはフェニル基(Si-C6H5-)などに起因するシグナルの有無により、式(1)のRで表される炭化水素基を確認した。 By this method, a methyl group (Si-CH 3 ), an ethyl group (Si-C 2 H 5 ), a propyl group (Si-C 3 H 7 ), and a butyl group (Si-C 4 ) bonded to a silicon atom are used. Formula (1) depending on the presence or absence of a signal due to H 9 ), pentyl group (Si-C 5 H 11 ), hexyl group (Si-C 6 H 13 ) or phenyl group (Si-C 6 H 5- ). The hydrocarbon group represented by R was confirmed.
<トナー粒子に含有される有機ケイ素重合体における、式(1)の構造に帰属されるピーク面積の割合の算出方法>
トナー粒子のTHF不溶分の29Si-NMR(固体)測定を、以下の測定条件で行う。
(29Si-NMR(固体)の測定条件)
装置:JEOL RESONANCE製 JNM-ECX500II
試料管:3.2mmφ
試料:NMR測定用のトナー粒子のテトラヒドロフラン不溶分 150mg
測定温度:室温
パルスモード:CP/MAS
測定核周波数:97.38MHz(29Si)
基準物質:DSS(外部標準:1.534ppm)
試料回転数:10kHz
コンタクト時間:10ms
遅延時間:2s
積算回数:2000~8000回
<Method of calculating the ratio of the peak area attributed to the structure of the formula (1) in the organosilicon polymer contained in the toner particles>
29 Si-NMR (solid-state) measurement of the THF insoluble content of the toner particles is performed under the following measurement conditions.
( 29 Si-NMR (solid-state) measurement conditions)
Equipment: JEM-ECX500II manufactured by JEOL RESONANCE
Sample tube: 3.2 mmφ
Sample: Tetrahydrofuran insoluble content of toner particles for NMR measurement 150 mg
Measurement temperature: Room temperature Pulse mode: CP / MAS
Measurement nuclear frequency: 97.38 MHz ( 29 Si)
Reference substance: DSS (external standard: 1.534 ppm)
Sample rotation speed: 10 kHz
Contact time: 10ms
Delay time: 2s
Accumulation number: 2000-8000 times
上記測定後に、トナー粒子のテトラヒドロフラン不溶分の、置換基及び結合基の異なる複数のシラン成分をカーブフィティングにて下記X1構造、X2構造、X3構造、及びX4構造にピーク分離して、それぞれピーク面積を算出する。
X1構造:(Ri)(Rj)(Rk)SiO1/2 式(3)
X2構造:(Rg)(Rh)Si(O1/2)2 式(4)
X3構造:RmSi(O1/2)3 式(5)
X4構造:Si(O1/2)4 式(6)
After the above measurement, a plurality of silane components having different substituents and bonding groups, which are insoluble in tetrahydrofuran of the toner particles, are peak-separated into the following X1 structure, X2 structure, X3 structure, and X4 structure by curve fitting, and each peak is obtained. Calculate the area.
X1 structure: (Ri) (Rj) (Rk) SiO 1/2 formula (3)
X2 structure: (Rg) (Rh) Si (O 1/2 ) 2 formulas (4)
X3 structure: RmSi (O 1/2 ) 3 formulas (5)
X4 structure: Si (O 1/2 ) 4 formulas (6)
本発明においては、トナー粒子のTHF不溶分の29Si-NMRの測定で得られるチャートにおいて、前記有機ケイ素重合体の全ピーク面積に対する式(1)の構造に帰属されるピーク面積の割合が20%以上であることが好ましい。
なお、上記式(1)で表される部分構造をさらに詳細に確認する必要がある場合、上記13C-NMR及び29Si-NMRの測定結果と共に1H-NMRの測定結果によって同定してもよい。
In the present invention, in the chart obtained by measuring the THF insoluble content of the toner particles in 29 Si-NMR, the ratio of the peak area attributed to the structure of the formula (1) to the total peak area of the organic silicon polymer is 20. % Or more is preferable.
If it is necessary to confirm the partial structure represented by the above formula (1) in more detail, it may be identified by the measurement results of 1 H-NMR together with the measurement results of 13 C-NMR and 29 Si-NMR. good.
<透過型電子顕微鏡(TEM)を用いたトナー粒子の断面観察によって測定される、有機ケイ素重合体を含有する表層の厚みが2.5nm以下の割合の測定方法>
本発明において、トナー粒子の断面観察は以下の方法により行う。
<Measuring method in which the thickness of the surface layer containing the organic silicon polymer is 2.5 nm or less, which is measured by observing the cross section of the toner particles using a transmission electron microscope (TEM)>
In the present invention, the cross-sectional observation of the toner particles is performed by the following method.
トナー粒子の断面を観察する具体的な方法としては、常温硬化性のエポキシ樹脂中にトナー粒子を十分分散させた後、40℃の雰囲気下で2日間硬化させる。得られた硬化物からダイヤモンド歯を備えたミクロトームを用い薄片状のサンプルを切り出す。このサンプルを透過型電子顕微鏡(JEOL製JEM-2800)(TEM)で1万~10万倍の倍率に拡大し、トナー粒子の断面を観察する。 As a specific method for observing the cross section of the toner particles, the toner particles are sufficiently dispersed in a room temperature curable epoxy resin and then cured in an atmosphere of 40 ° C. for 2 days. A flaky sample is cut out from the obtained cured product using a microtome equipped with diamond teeth. This sample is magnified with a transmission electron microscope (JEM-2800 manufactured by JEOL) (TEM) at a magnification of 10,000 to 100,000 times, and the cross section of the toner particles is observed.
結着樹脂と表層材料の原子量の違いを利用し、原子量が大きいとコントラストが明るくなることを利用して確認を行うことができる。材料間のコントラストを付けるためには四酸化ルテニウム染色法及び四酸化オスミウム染色法を用いる。 It is possible to confirm by utilizing the difference in atomic weight between the binder resin and the surface layer material and the fact that the contrast becomes brighter when the atomic weight is large. Ruthenium tetroxide staining and osmium tetroxide staining are used to create contrast between the materials.
当該測定に用いた粒子は、上記TEMの顕微鏡写真より得られたトナー粒子の断面から円相当径Dtemを求め、その値が後述の方法により求めたトナー粒子の重量平均粒径D4の±10%の幅に含まれるものとする。 For the particles used in the measurement, the equivalent circle diameter Dtem was obtained from the cross section of the toner particles obtained from the micrograph of the TEM, and the value was ± 10% of the weight average particle size D4 of the toner particles obtained by the method described later. It shall be included in the width of.
上述のように、JEOL製JEM-2800を用い、加速電圧200kVでトナー粒子断面の暗視野像を取得する。次にGatan社製EELS検出器GIF Quantamを用い、Three Window法によりマッピング像を取得して表層を確認する。 As described above, a dark field image of a cross section of toner particles is acquired at an acceleration voltage of 200 kV using JEM-2800 manufactured by JEOL. Next, using the EELS detector GIF Quantam manufactured by Gatan, a mapping image is acquired by the Three Windows method and the surface layer is confirmed.
次いで、円相当径Dtemがトナー粒子の重量平均粒径D4の±10%の幅に含まれるトナー粒子1個について、トナー粒子断面の長軸Lと、長軸Lの中心を通りかつ垂直な軸L90の交点を中心にして、トナー粒子断面を均等に16分割する(図1参照)。次に、該中心からトナー粒子の表層へ向かう分割軸をそれぞれAn(n=1~32)、分割軸の長さをRAn、表層の厚みをFRAnとする。 Next, for one toner particle whose circle equivalent diameter Dtem is included in the width of ± 10% of the weight average particle diameter D4 of the toner particles, the axis L of the cross section of the toner particles and the axis passing through the center of the major axis L and perpendicular to the axis L. The cross section of the toner particles is evenly divided into 16 parts around the intersection of L90 (see FIG. 1). Next, the division axis from the center toward the surface layer of the toner particles is An (n = 1 to 32), the length of the division axis is RAn, and the thickness of the surface layer is FRAn.
そして、32本存在する各分割軸上における有機ケイ素重合体を含有する表層の厚みが2.5nm以下である分割軸の数の割合を求める。平均化するため、トナー粒子10個の測定を行い、トナー粒子1個あたりの平均値を計算する。 Then, the ratio of the number of division shafts having a thickness of the surface layer containing the organosilicon polymer on each of the 32 division shafts having a thickness of 2.5 nm or less is determined. In order to average, 10 toner particles are measured and the average value per toner particle is calculated.
[透過型電子顕微鏡(TEM)写真より得られたトナー粒子の断面から求めた円相当径(Dtem)]
TEM写真より得られたトナー粒子の断面から求めた円相当径(Dtem)は以下の方法で求める。まず、1つのトナー粒子に対して、TEM写真より得られるトナー粒子の断面から求めた円相当径Dtemを下記式に従って求める。
[TEM写真より得られたトナー粒子の断面から求めた円相当径(Dtem)]=(RA1+RA2+RA3+RA4+RA5+RA6+RA7+RA8+RA9+RA10+RA11+RA12+RA13+RA14+RA15+RA16+RA17+RA18+RA19+RA20+RA21+RA22+RA23+RA24+RA25+RA26+RA27+RA28+RA29+RA30+RA31+RA32)/16
[Equivalent circle diameter (Dtem) obtained from the cross section of the toner particles obtained from a transmission electron microscope (TEM) photograph]
The equivalent circle diameter (Dtem) obtained from the cross section of the toner particles obtained from the TEM photograph is obtained by the following method. First, for one toner particle, the equivalent circle diameter Dtem obtained from the cross section of the toner particle obtained from the TEM photograph is obtained according to the following formula.
[Circle equivalent diameter (Dtem) obtained from the cross section of the toner particles obtained from the TEM photograph] = (RA1 + RA2 + RA3 + RA4 + RA5 + RA6 + RA7 + RA8 + RA9 + RA10 + RA11 + RA12 + RA13 + RA14 + RA15 + RA16 + RA17 + RA18 + RA19 + RA20 + RA22 + RA25RA + RA25
トナー粒子10個の円相当径を求め、粒子1個あたりの平均値を計算してトナー粒子の断面から求めた円相当径(Dtem)とする。 The equivalent circle diameter of 10 toner particles is obtained, and the average value per particle is calculated to obtain the equivalent circle diameter (Dtem) obtained from the cross section of the toner particles.
[有機ケイ素重合体を含有する表層の厚み2.5nm以下の割合]
[有機ケイ素重合体を含有する表層の厚み(FRAn)が2.5nm以下である割合]=〔{有機ケイ素重合体を含有する表層の厚み(FRAn)が2.5nm以下である分割軸の数}/32〕×100
[Ratio of surface layer containing organosilicon polymer with a thickness of 2.5 nm or less]
[Ratio of surface layer thickness (FRAn) containing organosilicon polymer of 2.5 nm or less] = [{Number of split axes having surface layer thickness (FRAn) containing organosilicon polymer of 2.5 nm or less] } / 32] x 100
この計算をトナー粒子10個に対して行い、得られた10個の表層の厚み(FRAn)が2.5nm以下である割合の平均値を求め、トナー粒子の表層の厚み(FRAn)が2.5nm以下である割合とした。 This calculation was performed on 10 toner particles, and the average value of the ratio of the obtained 10 surface layer thicknesses (FRAn) of 2.5 nm or less was obtained, and the surface layer thickness (FRAn) of the toner particles was 2. The ratio was 5 nm or less.
<トナー粒子の粒径の測定>
細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置(商品名:コールター・カウンター Multisizer 3)と、専用ソフト(商品名:ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51、ベックマン・コールター社製)を用いる。アパーチャー径は100μmを用い、実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで測定し、測定データの解析を行い、算出する。測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、例えば、ベックマン・コールター社製のISOTON II(商品名)が使用できる。なお、測定、解析を行う前に、以下のように前記専用ソフトの設定を行う。
<Measurement of particle size of toner particles>
A precision particle size distribution measuring device (trade name: Coulter Counter Multisizer 3) by the pore electrical resistance method and dedicated software (trade name: Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51, manufactured by Beckman Coulter) are used. Aperture diameter of 100 μm is used, measurement is performed with an effective measurement channel number of 25,000 channels, and the measurement data is analyzed and calculated. As the electrolytic aqueous solution used for the measurement, a special grade sodium chloride dissolved in ion-exchanged water so as to have a concentration of about 1% by mass, for example, ISOTON II (trade name) manufactured by Beckman Coulter can be used. Before performing measurement and analysis, set the dedicated software as follows.
前記専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更画面」において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は(標準粒子10.0μm、ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。閾値/ノイズレベルの測定ボタンを押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON II(商品名)に設定し、測定後のアパーチャーチューブのフラッシュにチェックを入れる。 In the "Change standard measurement method (SOM) screen" of the dedicated software, set the total count number of the control mode to 50,000 particles, measure once, and set the Kd value (standard particles 10.0 μm, Beckman Coulter). The value obtained by using (manufactured by) is set. By pressing the threshold / noise level measurement button, the threshold and noise level are automatically set. Also, set the current to 1600 μA, the gain to 2, the electrolyte to ISOTON II (trade name), and check the flash of the aperture tube after measurement.
専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定画面」において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μm以上60μm以下に設定する。 In the dedicated software "Pulse to particle size conversion setting screen", set the bin spacing to logarithmic particle size, the particle size bin to 256 particle size bins, and the particle size range to 2 μm or more and 60 μm or less.
具体的な測定法は以下の通りである。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250mL丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mLを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。そして、解析ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100mL平底ビーカーに前記電解水溶液約30mLを入れる。ここにコンタミノンN(商品名)(精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業(株)製)をイオン交換水で3質量倍に希釈した希釈液を約0.3mL加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を、位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器(商品名:Ultrasonic Dispersion System Tetora150、日科機バイオス(株)製)
の水槽内にイオン交換水所定量とコンタミノンN(商品名)を約2mL添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー(粒子)約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。なお、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナー(粒子)を分散した前記(5)の電解水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行い、重量平均粒径(D4)を算出する。なお、専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、分析/体積統計値(算術平均)画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)である。専用ソフトでグラフ/個数%と設定したときの、「分析/個数統計値(算術平均)」画面の「平均径」が個数平均粒径(D1)である。
The specific measurement method is as follows.
(1) Put about 200 mL of the electrolytic aqueous solution in a glass 250 mL round bottom beaker dedicated to Multisizer 3, set it on a sample stand, and stir the stirrer rod counterclockwise at 24 rpm. Then, the dirt and air bubbles in the aperture tube are removed by the "aperture flash" function of the analysis software.
(2) Put about 30 mL of the electrolytic aqueous solution in a 100 mL flat-bottomed beaker made of glass. About 0. Add 3 mL.
(3) Two oscillators with an oscillation frequency of 50 kHz are built in with the phase shifted by 180 degrees, and an ultrasonic disperser with an electrical output of 120 W (trade name: Ultrasonic Dispersion System Tetora150, manufactured by Nikkaki Bios Co., Ltd.)
Add about 2 mL of ion-exchanged water and Contaminone N (trade name) to the water tank.
(4) The beaker of (2) is set in the beaker fixing hole of the ultrasonic disperser, and the ultrasonic disperser is operated. Then, the height position of the beaker is adjusted so that the resonance state of the liquid level of the electrolytic solution in the beaker is maximized.
(5) In a state where the electrolytic aqueous solution in the beaker of (4) is irradiated with ultrasonic waves, about 10 mg of toner (particles) is added little by little to the electrolytic aqueous solution and dispersed. Then, the ultrasonic dispersion processing is continued for another 60 seconds. For ultrasonic dispersion, the water temperature in the water tank is appropriately adjusted to be 10 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.
(6) The electrolytic aqueous solution of (5) in which toner (particles) is dispersed is dropped onto the round bottom beaker of (1) installed in the sample stand so that the measured concentration becomes about 5%. Adjust to. Then, the measurement is performed until the number of measured particles reaches 50,000.
(7) The measurement data is analyzed by the dedicated software attached to the device, and the weight average particle size (D4) is calculated. The "average diameter" of the analysis / volume statistical value (arithmetic mean) screen when the graph / volume% is set by the dedicated software is the weight average particle diameter (D4). The "average diameter" of the "analysis / number statistical value (arithmetic mean)" screen when the graph / number% is set by the dedicated software is the number average particle size (D1).
<トナー粒子中の有機ケイ素重合体の含有量の測定>
有機ケイ素重合体の含有量の測定は、波長分散型蛍光X線分析装置「Axios」(PANalytical社製)と、測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフト「SuperQ ver.4.0F」(PANalytical社製)を用いる。なお、X線管球のアノードとしてはRhを用い、測定雰囲気は真空、測定径(コリメーターマスク径)は27mm、測定時間10秒とする。また、軽元素を測定する場合にはプロポーショナルカウンタ(PC)、重元素を測定する場合にはシンチレーションカウンタ(SC)で検出する。
<Measurement of the content of organosilicon polymer in toner particles>
The content of the organic silicon polymer is measured by the wavelength dispersive fluorescent X-ray analyzer "Axios" (manufactured by PANalytical) and the attached dedicated software "SuperQ ver.4" for setting measurement conditions and analyzing measurement data. 0F ”(manufactured by PANalytical) is used. Rh is used as the anode of the X-ray tube, the measurement atmosphere is vacuum, the measurement diameter (collimator mask diameter) is 27 mm, and the measurement time is 10 seconds. Further, when measuring a light element, it is detected by a proportional counter (PC), and when measuring a heavy element, it is detected by a scintillation counter (SC).
測定サンプルとしては、専用のプレス用アルミリングの中にトナー粒子4gを入れて平らにならし、錠剤成型圧縮機「BRE-32」(前川試験機製作所社製)を用いて、20MPaで、60秒間加圧し、厚さ2mm、直径39mmに成型したペレットを用いる。 As a measurement sample, put 4 g of toner particles in a dedicated press aluminum ring, flatten it, and use a tablet molding compressor "BRE-32" (manufactured by Maekawa Testing Machine Mfg. Co., Ltd.) at 20 MPa, 60. Pressurize for seconds and use pellets molded to a thickness of 2 mm and a diameter of 39 mm.
有機ケイ素重合体を含まないトナー粒子100質量部に対して、シリカ(SiO2)微粉末を0.5質量部となるように添加し、コーヒーミルを用いて充分混合する。同様にして、シリカ微粉末を5.0質量部、10.0質量部となるようにトナー粒子とそれぞれ混合し、これらを検量線用の試料とする。 Silica (SiO 2 ) fine powder is added to 100 parts by mass of toner particles containing no organic silicon polymer so as to be 0.5 parts by mass, and the mixture is sufficiently mixed using a coffee mill. Similarly, the silica fine powder is mixed with the toner particles so as to be 5.0 parts by mass and 10.0 parts by mass, respectively, and these are used as a sample for a calibration curve.
それぞれの試料について、錠剤成型圧縮機を用いて上記のようにして検量線用の試料のペレットを作製し、PETを分光結晶に用いた際に回折角(2θ)=109.08°に観測されるSi-Kα線の計数率(単位:cps)を測定する。この際、X線発生装置の加速電圧、電流値はそれぞれ、24kV、100mAとする。得られたX線の計数率を縦軸に、各検量線用試料中のSiO2添加量を横軸として、一次関数の検量線を得る。 For each sample, pellets of the sample for the calibration curve were prepared as described above using a tablet molding compressor, and when PET was used for the spectroscopic crystal, the diffraction angle (2θ) = 109.08 ° was observed. The counting rate (unit: cps) of the Si—Kα ray is measured. At this time, the acceleration voltage and current value of the X-ray generator are set to 24 kV and 100 mA, respectively. A calibration curve having a linear function is obtained with the count rate of the obtained X-rays on the vertical axis and the amount of SiO 2 added in each calibration curve sample on the horizontal axis.
次に、分析対象のトナー粒子を、錠剤成型圧縮機を用いて上記のようにしてペレットとし、そのSi-Kα線の計数率を測定する。そして、上記の検量線からトナー粒子中の有機ケイ素重合体含有量を求める。 Next, the toner particles to be analyzed are pelletized as described above using a tablet molding compressor, and the count rate of Si—Kα rays is measured. Then, the content of the organosilicon polymer in the toner particles is obtained from the above calibration curve.
<有機ケイ素重合体の固着率の測定方法>
イオン交換水100mLにスクロース(キシダ化学製)160gを加え、湯せんをしながら溶解させ、ショ糖濃厚液を調製する。遠心分離用チューブ(容量50ml)に上記ショ糖濃厚液を31gと、コンタミノンN(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)を6mL入れ分散液を作製する。この分散液にトナー1.0gを添加し、スパチュラなどでトナーのかたまりをほぐす。
<Measurement method of fixation rate of organosilicon polymer>
Add 160 g of sucrose (manufactured by Kishida Chemical) to 100 mL of ion-exchanged water and dissolve in a water bath to prepare a sucrose concentrate. 31 g of the above sucrose concentrate in a centrifuge tube (capacity 50 ml) and 10 of a neutral detergent for cleaning a precision measuring instrument with a pH of 7 consisting of Contaminone N (nonionic surfactant, anionic surfactant, and organic builder). Add 6 mL of mass% aqueous solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) to prepare a dispersion. Add 1.0 g of toner to this dispersion and loosen the toner lumps with a spatula or the like.
遠心分離用チューブをシェイカーにて350spm(strokes per min)、20分間振とうする。振とう後、溶液をスイングローター用ガラスチューブ(容量50mL)に入れ替えて、遠心分離機(H-9R 株式会社コクサン製)にて3500rpm、30分間の条件で分離する。トナーと水溶液が十分に分離されていることを目視で確認し、最上層に分離したトナーをスパチュラ等で採取する。採取したトナーを含む水溶液を減圧濾過器で濾過した後、乾燥機で1時間以上乾燥する。乾燥品をスパチュラで解砕し、蛍光X線でケイ素の量を測定する。水洗後のトナーと初期のトナーの測定対象の元素量比から固着率(%)を計算する。 Shake the centrifuge tube on a shaker for 350 spm (strokes per min) for 20 minutes. After shaking, the solution is replaced with a glass tube for a swing rotor (capacity: 50 mL), and the solution is separated by a centrifuge (H-9R, manufactured by Kokusan Co., Ltd.) at 3500 rpm for 30 minutes. Visually confirm that the toner and the aqueous solution are sufficiently separated, and collect the separated toner in the uppermost layer with a spatula or the like. After filtering the aqueous solution containing the collected toner with a vacuum filter, it is dried in a dryer for 1 hour or more. The dried product is crushed with a spatula and the amount of silicon is measured by fluorescent X-ray. The fixing rate (%) is calculated from the element amount ratio of the toner after washing with water and the element amount ratio of the initial toner to be measured.
各元素の蛍光X線の測定は、JIS K 0119-1969に準ずるが、具体的には以下の通りである。 The measurement of fluorescent X-rays of each element conforms to JIS K 0119-1969, but the specifics are as follows.
測定装置としては、波長分散型蛍光X線分析装置「Axios」(PANalytical社製)と、測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフト「SuperQ ver.4.0F」(PANalytical社製)を用いる。なお、X線管球のアノードとしてはRhを用い、測定雰囲気は真空、測定径(コリメーターマスク径)は10mm、測定時間10秒とする。また、軽元素を測定する場合にはプロポーショナルカウンタ(PC)、重元素を測定する場合にはシンチレーションカウンタ(SC)で検出する。 As the measuring device, the wavelength dispersive fluorescent X-ray analyzer "Axios" (manufactured by PANalytical) and the attached dedicated software "SuperQ ver.4.0F" (manufactured by PANalytical) for setting measurement conditions and analyzing measurement data ) Is used. Rh is used as the anode of the X-ray tube, the measurement atmosphere is vacuum, the measurement diameter (collimator mask diameter) is 10 mm, and the measurement time is 10 seconds. Further, when measuring a light element, it is detected by a proportional counter (PC), and when measuring a heavy element, it is detected by a scintillation counter (SC).
測定サンプルとしては、専用のプレス用アルミリング直径10mmの中に水洗後のトナーと初期のトナーを約1g入れて平らにならし、錠剤成型圧縮機「BRE-32」(前川試験機製作所社製)を用いて、20MPaで60秒間加圧し、厚さ約2mmに成型したペレットを用いる。 As a measurement sample, put about 1 g of the toner after washing with water and the initial toner in a dedicated press aluminum ring with a diameter of 10 mm and flatten it, and then flatten the tablet molding compressor "BRE-32" (manufactured by Maekawa Testing Machine Mfg. Co., Ltd.). ), Pressurize at 20 MPa for 60 seconds, and use pellets molded to a thickness of about 2 mm.
上記条件で測定を行い、得られたX線のピーク位置をもとに元素を同定し、単位時間あたりのX線光子の数である計数率(単位:cps)からその濃度を算出する。 The measurement is performed under the above conditions, the element is identified based on the obtained peak position of X-rays, and the concentration is calculated from the counting rate (unit: cps) which is the number of X-ray photons per unit time.
トナー中の定量方法としては、例えばケイ素量はトナー粒子100質量部に対して、例えば、シリカ(SiO2)微粉末を0.5質量部となるように添加し、コーヒーミルを用いて充分混合する。同様にして、シリカ微粉末を2.0質量部、5.0質量部となるようにトナー粒子とそれぞれ混合し、これらを検量線用の試料とする。 As a quantification method in the toner, for example, the amount of silicon is added so that the amount of silicon is 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of toner particles, for example, silica (SiO 2 ) fine powder is sufficiently mixed using a coffee mill. do. Similarly, the silica fine powder is mixed with the toner particles so as to be 2.0 parts by mass and 5.0 parts by mass, respectively, and these are used as a sample for a calibration curve.
それぞれの試料について、錠剤成型圧縮機を用いて上記のようにして検量線用の試料のペレットを作製し、PETを分光結晶に用いた際に回折角(2θ)=109.08°に観測されるSi-Kα線の計数率(単位:cps)を測定する。この際、X線発生装置の加速電圧、電流値はそれぞれ、24kV、100mAとする。得られたX線の計数率を縦軸に、各検量線用試料中のSiO2添加量を横軸として、一次関数の検量線を得る。 For each sample, pellets of the sample for the calibration curve were prepared as described above using a tablet molding compressor, and when PET was used for the spectroscopic crystal, the diffraction angle (2θ) = 109.08 ° was observed. The counting rate (unit: cps) of the Si—Kα ray is measured. At this time, the acceleration voltage and current value of the X-ray generator are set to 24 kV and 100 mA, respectively. A calibration curve having a linear function is obtained with the count rate of the obtained X-rays on the vertical axis and the amount of SiO 2 added in each calibration curve sample on the horizontal axis.
次に、分析対象のトナーを、錠剤成型圧縮機を用いて上記のようにしてペレットとし、そのSi-Kα線の計数率を測定する。そして、上記の検量線からトナー中の有機ケイ素重合体の含有量を求める。上記方法により算出した初期のトナーの元素量に対して、水洗後のトナーの元素量の比率を求め固着率(%)とした。 Next, the toner to be analyzed is pelletized as described above using a tablet molding compressor, and the count rate of Si—Kα rays is measured. Then, the content of the organosilicon polymer in the toner is determined from the above calibration curve. The ratio of the elemental amount of the toner after washing with water to the elemental amount of the initial toner calculated by the above method was obtained and used as the fixing rate (%).
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。実施例中及び比較例中の各材料の「部」は特に断りがない場合、全て質量基準である。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, all "parts" of each material in Examples and Comparative Examples are based on mass.
チタン酸ストロンチウム粒子は以下のようにして作製した。チタン酸ストロンチウム粒子1~15の物性を表1に示す。 The strontium titanate particles were prepared as follows. Table 1 shows the physical characteristics of the strontium titanate particles 1 to 15.
<チタン酸ストロンチウム粒子1の製造例>
硫酸法で得られたメタチタン酸を脱鉄漂白処理した後、水酸化ナトリウム水溶液を加えpH9.0とし、脱硫処理を行い、その後、塩酸によりpH5.8まで中和し、ろ過水洗を行った。洗浄済みケーキに水を加えTiO2として1.85モル/Lのスラリーとした後、塩酸を加えpH1.0とし解膠処理を行った。
<Production example of strontium titanate particles 1>
After deironing and bleaching the metatitanic acid obtained by the sulfuric acid method, an aqueous sodium hydroxide solution was added to adjust the pH to 9.0, desulfurization was performed, and then neutralization to pH 5.8 with hydrochloric acid and washing with filtered water were performed. Water was added to the washed cake to make a slurry of 1.85 mol / L as TiO 2 , and then hydrochloric acid was added to adjust the pH to 1.0 and degluing treatment was performed.
脱硫・解膠を行ったメタチタン酸をTiO2として1.88モルを採取し、3Lの反応容器に投入した。該解膠メタチタン酸スラリーに、塩化ストロンチウム水溶液を、Sr/Ti(モル比)で1.15となるよう2.16モル添加した後、TiO2濃度1.039モル/Lに調整した。 1.88 mol of desulfurized and deglutinized metatitanium acid was collected as TiO 2 and placed in a 3 L reaction vessel. A strontium chloride aqueous solution was added to the deflated metatitanium acid slurry in an amount of 2.16 mol so that the Sr / Ti (molar ratio) was 1.15, and then the TiO 2 concentration was adjusted to 1.039 mol / L.
次に、撹拌混合しながら90℃に加温した後、10モル/L水酸化ナトリウム水溶液440mLを45分間かけて添加し、その後、95℃で1時間撹拌を続け反応を終了した。 Next, after heating to 90 ° C. with stirring and mixing, 440 mL of a 10 mol / L sodium hydroxide aqueous solution was added over 45 minutes, and then stirring was continued at 95 ° C. for 1 hour to complete the reaction.
当該反応スラリーを50℃まで冷却し、pH5.0となるまで塩酸を加え20分撹拌を続けた。得られた沈殿をデカンテーション洗浄し、ろ過・分離後、120℃の大気中で8時間乾燥した。 The reaction slurry was cooled to 50 ° C., hydrochloric acid was added until the pH reached 5.0, and stirring was continued for 20 minutes. The obtained precipitate was decanted and washed, filtered and separated, and then dried in the air at 120 ° C. for 8 hours.
続いて乾燥品300gを、乾式粒子複合化装置(ホソカワミクロン製 ノビルタNOB-130)に投入した。処理温度30℃、回転式処理ブレード90m/secで10分間処理を行った。 Subsequently, 300 g of the dried product was put into a dry particle composite device (Nobilta NOB-130 manufactured by Hosokawa Micron). The treatment was carried out at a treatment temperature of 30 ° C. and a rotary treatment blade of 90 m / sec for 10 minutes.
さらに乾燥品にpH0.1となるまで塩酸を加え1時間撹拌を続けた。得られた沈殿をデカンテーション洗浄した。 Further, hydrochloric acid was added to the dried product until the pH reached 0.1, and stirring was continued for 1 hour. The resulting precipitate was decanted and washed.
当該沈殿を含むスラリーを40℃に調整し、塩酸を加えpH2.5に調整した後、固形分に対して4.0質量%のn-オクチルトリエトキシシランを添加し10時間撹拌保持を続けた。5モル/L水酸化ナトリウム溶液を加えpH6.5に調整し1時間撹拌を続けた後、ろ過・洗浄を行い得られたケーキを120℃の大気中で8時間乾燥しチタン酸ストロンチウム粒子1を得た。チタン酸ストロンチウム粒子1の透過型電子顕微鏡写真を図2に示す。 The slurry containing the precipitate was adjusted to 40 ° C., hydrochloric acid was added to adjust the pH to 2.5, 4.0% by mass of n-octyltriethoxysilane was added to the solid content, and stirring and holding were continued for 10 hours. .. After adding 5 mol / L sodium hydroxide solution to adjust the pH to 6.5 and continuing stirring for 1 hour, the cake obtained by filtration and washing was dried in the air at 120 ° C. for 8 hours to obtain strontium titanate particles 1. Obtained. A transmission electron micrograph of the strontium titanate particle 1 is shown in FIG.
<チタン酸ストロンチウム粒子2の製造例>
硫酸法で得られたメタチタン酸を脱鉄漂白処理した後、水酸化ナトリウム水溶液を加えpH9.0とし、脱硫処理を行い、その後、塩酸によりpH5.8まで中和し、ろ過水洗を行った。洗浄済みケーキに水を加えTiO2として1.85モル/Lのスラリーとした後、塩酸を加えpH1.0とし解膠処理を行った。
<Production example of
After deironing and bleaching the metatitanic acid obtained by the sulfuric acid method, an aqueous sodium hydroxide solution was added to adjust the pH to 9.0, desulfurization was performed, and then neutralization to pH 5.8 with hydrochloric acid and washing with filtered water were performed. Water was added to the washed cake to make a slurry of 1.85 mol / L as TiO 2 , and then hydrochloric acid was added to adjust the pH to 1.0 and degluing treatment was performed.
脱硫・解膠を行ったメタチタン酸をTiO2として1.88モルを採取し、3Lの反応容器に投入した。該解膠メタチタン酸スラリーに、塩化ストロンチウム水溶液を、Sr/Ti(モル比)で1.15となるよう2.16モル添加した後、TiO2濃度1.083モル/Lに調整した。 1.88 mol of desulfurized and deglutinized metatitanium acid was collected as TiO 2 and placed in a 3 L reaction vessel. A strontium chloride aqueous solution was added to the deflated metatitanium acid slurry in an amount of 2.16 mol so that the Sr / Ti (molar ratio) was 1.15, and then the TiO 2 concentration was adjusted to 1.083 mol / L.
次に、撹拌混合しながら90℃に加温した後、10モル/L水酸化ナトリウム水溶液440mLを45分間かけて添加し、その後、95℃で1時間撹拌を続け反応を終了した。 Next, after heating to 90 ° C. with stirring and mixing, 440 mL of a 10 mol / L sodium hydroxide aqueous solution was added over 45 minutes, and then stirring was continued at 95 ° C. for 1 hour to complete the reaction.
当該反応スラリーを50℃まで冷却し、pH5.0となるまで塩酸を加え20分撹拌を続けた。得られた沈殿をデカンテーション洗浄し、ろ過・分離後、120℃の大気中で8時間乾燥した。 The reaction slurry was cooled to 50 ° C., hydrochloric acid was added until the pH reached 5.0, and stirring was continued for 20 minutes. The obtained precipitate was decanted and washed, filtered and separated, and then dried in the air at 120 ° C. for 8 hours.
続いて乾燥品300gを、乾式粒子複合化装置(ホソカワミクロン製 ノビルタNOB-130)に投入した。処理温度30℃、回転式処理ブレード90m/secで10分間処理を行った。 Subsequently, 300 g of the dried product was put into a dry particle composite device (Nobilta NOB-130 manufactured by Hosokawa Micron). The treatment was carried out at a treatment temperature of 30 ° C. and a rotary treatment blade of 90 m / sec for 10 minutes.
さらに乾燥品にpH0.1となるまで塩酸を加え1時間撹拌を続けた。得られた沈殿をデカンテーション洗浄した。 Further, hydrochloric acid was added to the dried product until the pH reached 0.1, and stirring was continued for 1 hour. The resulting precipitate was decanted and washed.
当該沈殿を含むスラリーを40℃に調整し、塩酸を加えpH2.5に調整した後、固形分に対して4.0質量%のn-オクチルトリエトキシシランを添加し10時間撹拌保持を続けた。5モル/L水酸化ナトリウム溶液を加えpH6.5に調整し1時間撹拌を続けた後、ろ過・洗浄を行い得られたケーキを120℃の大気中で8時間乾燥しチタン酸ストロンチウム粒子2を得た。
The slurry containing the precipitate was adjusted to 40 ° C., hydrochloric acid was added to adjust the pH to 2.5, 4.0% by mass of n-octyltriethoxysilane was added to the solid content, and stirring and holding were continued for 10 hours. .. After adding 5 mol / L sodium hydroxide solution to adjust the pH to 6.5 and continuing stirring for 1 hour, the cake obtained by filtration and washing was dried in the air at 120 ° C. for 8 hours to obtain
<チタン酸ストロンチウム粒子3の製造例>
硫酸法で得られたメタチタン酸を脱鉄漂白処理した後、水酸化ナトリウム水溶液を加えpH9.0とし、脱硫処理を行い、その後、塩酸によりpH5.8まで中和し、ろ過水洗を行った。洗浄済みケーキに水を加えTiO2として1.85モル/Lのスラリーとした後、塩酸を加えpH1.0とし解膠処理を行った。
<Production example of strontium titanate particles 3>
After deironing and bleaching the metatitanic acid obtained by the sulfuric acid method, an aqueous sodium hydroxide solution was added to adjust the pH to 9.0, desulfurization was performed, and then neutralization to pH 5.8 with hydrochloric acid and washing with filtered water were performed. Water was added to the washed cake to make a slurry of 1.85 mol / L as TiO 2 , and then hydrochloric acid was added to adjust the pH to 1.0 and degluing treatment was performed.
脱硫・解膠を行ったメタチタン酸をTiO2として1.88モルを採取し、3Lの反応容器に投入した。該解膠メタチタン酸スラリーに、塩化ストロンチウム水溶液を、Sr/Ti(モル比)で1.15となるよう2.16モル添加した後、TiO2濃度1.015モル/Lに調整した。 1.88 mol of desulfurized and deglutinized metatitanium acid was collected as TiO 2 and placed in a 3 L reaction vessel. A strontium chloride aqueous solution was added to the deflated metatitanium acid slurry in an amount of 2.16 mol so that the Sr / Ti (molar ratio) was 1.15, and then the TiO 2 concentration was adjusted to 1.015 mol / L.
次に、撹拌混合しながら90℃に加温した後、10モル/L水酸化ナトリウム水溶液440mLを45分間かけて添加し、その後、95℃で1時間撹拌を続け反応を終了した。 Next, after heating to 90 ° C. with stirring and mixing, 440 mL of a 10 mol / L sodium hydroxide aqueous solution was added over 45 minutes, and then stirring was continued at 95 ° C. for 1 hour to complete the reaction.
当該反応スラリーを50℃まで冷却し、pH5.0となるまで塩酸を加え20分撹拌を続けた。得られた沈殿をデカンテーション洗浄し、ろ過・分離後、120℃の大気中で8時間乾燥した。 The reaction slurry was cooled to 50 ° C., hydrochloric acid was added until the pH reached 5.0, and stirring was continued for 20 minutes. The obtained precipitate was decanted and washed, filtered and separated, and then dried in the air at 120 ° C. for 8 hours.
続いて乾燥品300gを、乾式粒子複合化装置(ホソカワミクロン製 ノビルタNOB-130)に投入した。処理温度30℃、回転式処理ブレード90m/secで10分間処理を行った。 Subsequently, 300 g of the dried product was put into a dry particle composite device (Nobilta NOB-130 manufactured by Hosokawa Micron). The treatment was carried out at a treatment temperature of 30 ° C. and a rotary treatment blade of 90 m / sec for 10 minutes.
さらに乾燥品にpH0.1となるまで塩酸を加え1時間撹拌を続けた。得られた沈殿をデカンテーション洗浄した。 Further, hydrochloric acid was added to the dried product until the pH reached 0.1, and stirring was continued for 1 hour. The resulting precipitate was decanted and washed.
当該沈殿を含むスラリーを40℃に調整し、塩酸を加えpH2.5に調整した後、固形分に対して4.0質量%のn-オクチルトリエトキシシランを添加し10時間撹拌保持を続けた。5モル/L水酸化ナトリウム溶液を加えpH6.5に調整し1時間撹拌を続けた後、ろ過・洗浄を行い得られたケーキを120℃の大気中で8時間乾燥しチタン酸ストロンチウム粒子3を得た。 The slurry containing the precipitate was adjusted to 40 ° C., hydrochloric acid was added to adjust the pH to 2.5, 4.0% by mass of n-octyltriethoxysilane was added to the solid content, and stirring and holding were continued for 10 hours. .. After adding 5 mol / L sodium hydroxide solution to adjust the pH to 6.5 and continuing stirring for 1 hour, the cake obtained by filtration and washing was dried in the air at 120 ° C. for 8 hours to obtain strontium titanate particles 3. Obtained.
<チタン酸ストロンチウム粒子4の製造例>
硫酸法で得られたメタチタン酸を脱鉄漂白処理した後、水酸化ナトリウム水溶液を加えpH9.0とし、脱硫処理を行い、その後、塩酸によりpH5.8まで中和し、ろ過水洗を行った。洗浄済みケーキに水を加えTiO2として1.85モル/Lのスラリーとした後、塩酸を加えpH1.0とし解膠処理を行った。
<Production example of strontium titanate particles 4>
After deironing and bleaching the metatitanic acid obtained by the sulfuric acid method, an aqueous sodium hydroxide solution was added to adjust the pH to 9.0, desulfurization was performed, and then neutralization to pH 5.8 with hydrochloric acid and washing with filtered water were performed. Water was added to the washed cake to make a slurry of 1.85 mol / L as TiO 2 , and then hydrochloric acid was added to adjust the pH to 1.0 and degluing treatment was performed.
脱硫・解膠を行ったメタチタン酸をTiO2として1.88モルを採取し、3Lの反応容器に投入した。該解膠メタチタン酸スラリーに、塩化ストロンチウム水溶液を、Sr/Ti(モル比)で1.15となるよう2.16モル添加した後、TiO2濃度0.988モル/Lに調整した。 1.88 mol of desulfurized and deglutinized metatitanium acid was collected as TiO 2 and placed in a 3 L reaction vessel. A strontium chloride aqueous solution was added to the deflated metatitanic acid slurry in an amount of 2.16 mol so that the Sr / Ti (molar ratio) was 1.15, and then the TiO 2 concentration was adjusted to 0.988 mol / L.
次に、撹拌混合しながら90℃に加温した後、10モル/L水酸化ナトリウム水溶液440mLを45分間かけて添加し、その後、95℃で1時間撹拌を続け反応を終了した。 Next, after heating to 90 ° C. with stirring and mixing, 440 mL of a 10 mol / L sodium hydroxide aqueous solution was added over 45 minutes, and then stirring was continued at 95 ° C. for 1 hour to complete the reaction.
当該反応スラリーを50℃まで冷却し、pH5.0となるまで塩酸を加え20分撹拌を続けた。得られた沈殿をデカンテーション洗浄し、ろ過・分離後、120℃の大気中で8時間乾燥した。 The reaction slurry was cooled to 50 ° C., hydrochloric acid was added until the pH reached 5.0, and stirring was continued for 20 minutes. The obtained precipitate was decanted and washed, filtered and separated, and then dried in the air at 120 ° C. for 8 hours.
続いて乾燥品300gを、乾式粒子複合化装置(ホソカワミクロン製 ノビルタNOB-130)に投入した。処理温度30℃、回転式処理ブレード90m/secで10分間処理を行った。 Subsequently, 300 g of the dried product was put into a dry particle composite device (Nobilta NOB-130 manufactured by Hosokawa Micron). The treatment was carried out at a treatment temperature of 30 ° C. and a rotary treatment blade of 90 m / sec for 10 minutes.
さらに乾燥品にpH0.1となるまで塩酸を加え1時間撹拌を続けた。得られた沈殿をデカンテーション洗浄した。 Further, hydrochloric acid was added to the dried product until the pH reached 0.1, and stirring was continued for 1 hour. The resulting precipitate was decanted and washed.
当該沈殿を含むスラリーを40℃に調整し、塩酸を加えpH2.5に調整した後、固形分に対して4.0質量%のn-オクチルトリエトキシシランを添加し10時間撹拌保持を続けた。5モル/L水酸化ナトリウム溶液を加えpH6.5に調整し1時間撹拌を続けた後、ろ過・洗浄を行い得られたケーキを120℃の大気中で8時間乾燥しチタン酸ストロンチウム粒子4を得た。 The slurry containing the precipitate was adjusted to 40 ° C., hydrochloric acid was added to adjust the pH to 2.5, 4.0% by mass of n-octyltriethoxysilane was added to the solid content, and stirring and holding were continued for 10 hours. .. After adding 5 mol / L sodium hydroxide solution to adjust the pH to 6.5 and continuing stirring for 1 hour, the cake obtained by filtration and washing was dried in the air at 120 ° C. for 8 hours to obtain strontium titanate particles 4. Obtained.
<チタン酸ストロンチウム粒子5の製造例>
硫酸法で得られたメタチタン酸を脱鉄漂白処理した後、水酸化ナトリウム水溶液を加えpH9.0とし、脱硫処理を行い、その後、塩酸によりpH5.8まで中和し、ろ過水洗を行った。洗浄済みケーキに水を加えTiO2として1.85モル/Lのスラリーとした後、塩酸を加えpH1.0とし解膠処理を行った。
<Production example of
After deironing and bleaching the metatitanic acid obtained by the sulfuric acid method, an aqueous sodium hydroxide solution was added to adjust the pH to 9.0, desulfurization was performed, and then neutralization to pH 5.8 with hydrochloric acid and washing with filtered water were performed. Water was added to the washed cake to make a slurry of 1.85 mol / L as TiO 2 , and then hydrochloric acid was added to adjust the pH to 1.0 and degluing treatment was performed.
脱硫・解膠を行ったメタチタン酸をTiO2として1.88モルを採取し、3Lの反応容器に投入した。該解膠メタチタン酸スラリーに、塩化ストロンチウム水溶液を、Sr/Ti(モル比)で1.15となるよう2.16モル添加した後、TiO2濃度1.039モル/Lに調整した。 1.88 mol of desulfurized and deglutinized metatitanium acid was collected as TiO 2 and placed in a 3 L reaction vessel. A strontium chloride aqueous solution was added to the deflated metatitanium acid slurry in an amount of 2.16 mol so that the Sr / Ti (molar ratio) was 1.15, and then the TiO 2 concentration was adjusted to 1.039 mol / L.
次に、撹拌混合しながら90℃に加温した後、10モル/L水酸化ナトリウム水溶液440mLを45分間かけて添加し、その後、95℃で1時間撹拌を続け反応を終了した。 Next, after heating to 90 ° C. with stirring and mixing, 440 mL of a 10 mol / L sodium hydroxide aqueous solution was added over 45 minutes, and then stirring was continued at 95 ° C. for 1 hour to complete the reaction.
当該反応スラリーを50℃まで冷却し、pH5.0となるまで塩酸を加え20分撹拌を続けた。得られた沈殿をデカンテーション洗浄し、ろ過・分離後、120℃の大気中で8時間乾燥した。 The reaction slurry was cooled to 50 ° C., hydrochloric acid was added until the pH reached 5.0, and stirring was continued for 20 minutes. The obtained precipitate was decanted and washed, filtered and separated, and then dried in the air at 120 ° C. for 8 hours.
続いて乾燥品300gを、乾式粒子複合化装置(ホソカワミクロン製 ノビルタNOB-130)に投入した。処理温度30℃、回転式処理ブレード90m/secで15分間処理を行った。 Subsequently, 300 g of the dried product was put into a dry particle composite device (Nobilta NOB-130 manufactured by Hosokawa Micron). The treatment was carried out at a treatment temperature of 30 ° C. and a rotary treatment blade of 90 m / sec for 15 minutes.
さらに乾燥品にpH0.1となるまで塩酸を加え1時間撹拌を続けた。得られた沈殿をデカンテーション洗浄した。 Further, hydrochloric acid was added to the dried product until the pH reached 0.1, and stirring was continued for 1 hour. The resulting precipitate was decanted and washed.
当該沈殿を含むスラリーを40℃に調整し、塩酸を加えpH2.5に調整した後、固形分に対して4.0質量%のn-オクチルトリエトキシシランを添加し10時間撹拌保持を続けた。5モル/L水酸化ナトリウム溶液を加えpH6.5に調整し1時間撹拌を続けた後、ろ過・洗浄を行い得られたケーキを120℃の大気中で8時間乾燥しチタン酸ストロンチウム粒子5を得た。
The slurry containing the precipitate was adjusted to 40 ° C., hydrochloric acid was added to adjust the pH to 2.5, 4.0% by mass of n-octyltriethoxysilane was added to the solid content, and stirring and holding were continued for 10 hours. .. After adding 5 mol / L sodium hydroxide solution to adjust the pH to 6.5 and continuing stirring for 1 hour, the cake obtained by filtration and washing was dried in the air at 120 ° C. for 8 hours to obtain
<チタン酸ストロンチウム粒子6の製造例>
硫酸法で得られたメタチタン酸を脱鉄漂白処理した後、水酸化ナトリウム水溶液を加えpH9.0とし、脱硫処理を行い、その後、塩酸によりpH5.8まで中和し、ろ過水洗を行った。洗浄済みケーキに水を加えTiO2として1.85モル/Lのスラリーとした後、塩酸を加えpH1.0とし解膠処理を行った。
<Production example of strontium titanate particles 6>
After deironing and bleaching the metatitanic acid obtained by the sulfuric acid method, an aqueous sodium hydroxide solution was added to adjust the pH to 9.0, desulfurization was performed, and then neutralization to pH 5.8 with hydrochloric acid and washing with filtered water were performed. Water was added to the washed cake to make a slurry of 1.85 mol / L as TiO 2 , and then hydrochloric acid was added to adjust the pH to 1.0 and degluing treatment was performed.
脱硫・解膠を行ったメタチタン酸をTiO2として1.88モルを採取し、3Lの反応容器に投入した。該解膠メタチタン酸スラリーに、塩化ストロンチウム水溶液を、Sr/Ti(モル比)で1.15となるよう2.16モル添加した後、TiO2濃度1.039モル/Lに調整した。 1.88 mol of desulfurized and deglutinized metatitanium acid was collected as TiO 2 and placed in a 3 L reaction vessel. A strontium chloride aqueous solution was added to the deflated metatitanium acid slurry in an amount of 2.16 mol so that the Sr / Ti (molar ratio) was 1.15, and then the TiO 2 concentration was adjusted to 1.039 mol / L.
次に、撹拌混合しながら90℃に加温した後、10モル/L水酸化ナトリウム水溶液440mLを45分間かけて添加し、その後、95℃で1時間撹拌を続け反応を終了した。 Next, after heating to 90 ° C. with stirring and mixing, 440 mL of a 10 mol / L sodium hydroxide aqueous solution was added over 45 minutes, and then stirring was continued at 95 ° C. for 1 hour to complete the reaction.
当該反応スラリーを50℃まで冷却し、pH5.0となるまで塩酸を加え20分撹拌を続けた。得られた沈殿をデカンテーション洗浄し、ろ過・分離後、120℃の大気中で8時間乾燥した。 The reaction slurry was cooled to 50 ° C., hydrochloric acid was added until the pH reached 5.0, and stirring was continued for 20 minutes. The obtained precipitate was decanted and washed, filtered and separated, and then dried in the air at 120 ° C. for 8 hours.
続いて乾燥品300gを、乾式粒子複合化装置(ホソカワミクロン製 ノビルタNOB-130)に投入した。処理温度30℃、回転式処理ブレード90m/secで5分間処理を行った。 Subsequently, 300 g of the dried product was put into a dry particle composite device (Nobilta NOB-130 manufactured by Hosokawa Micron). The treatment was carried out at a treatment temperature of 30 ° C. and a rotary treatment blade of 90 m / sec for 5 minutes.
さらに乾燥品にpH0.1となるまで塩酸を加え1時間撹拌を続けた。得られた沈殿をデカンテーション洗浄した。 Further, hydrochloric acid was added to the dried product until the pH reached 0.1, and stirring was continued for 1 hour. The resulting precipitate was decanted and washed.
当該沈殿を含むスラリーを40℃に調整し、塩酸を加えpH2.5に調整した後、固形分に対して4.0質量%のn-オクチルトリエトキシシランを添加し10時間撹拌保持を続けた。5モル/L水酸化ナトリウム溶液を加えpH6.5に調整し1時間撹拌を続けた後、ろ過・洗浄を行い得られたケーキを120℃の大気中で8時間乾燥しチタン酸ストロンチウム粒子6を得た。 The slurry containing the precipitate was adjusted to 40 ° C., hydrochloric acid was added to adjust the pH to 2.5, 4.0% by mass of n-octyltriethoxysilane was added to the solid content, and stirring and holding were continued for 10 hours. .. After adding 5 mol / L sodium hydroxide solution to adjust the pH to 6.5 and continuing stirring for 1 hour, the cake obtained by filtration and washing was dried in the air at 120 ° C. for 8 hours to obtain strontium titanate particles 6. Obtained.
<チタン酸ストロンチウム粒子7の製造例>
硫酸法で得られたメタチタン酸を脱鉄漂白処理した後、水酸化ナトリウム水溶液を加えpH9.0とし、脱硫処理を行い、その後、塩酸によりpH5.8まで中和し、ろ過水洗を行った。洗浄済みケーキに水を加えTiO2として1.85モル/Lのスラリーとした後、塩酸を加えpH1.0とし解膠処理を行った。
<Production example of strontium titanate particles 7>
After deironing and bleaching the metatitanic acid obtained by the sulfuric acid method, an aqueous sodium hydroxide solution was added to adjust the pH to 9.0, desulfurization was performed, and then neutralization to pH 5.8 with hydrochloric acid and washing with filtered water were performed. Water was added to the washed cake to make a slurry of 1.85 mol / L as TiO 2 , and then hydrochloric acid was added to adjust the pH to 1.0 and degluing treatment was performed.
脱硫・解膠を行ったメタチタン酸をTiO2として1.88モルを採取し、3Lの反応容器に投入した。該解膠メタチタン酸スラリーに、塩化ストロンチウム水溶液を、Sr/Ti(モル比)で1.07となるよう2.01モル添加した後、TiO2濃度1.039モル/Lに調整した。 1.88 mol of desulfurized and deglutinized metatitanium acid was collected as TiO 2 and placed in a 3 L reaction vessel. 2.01 mol of an aqueous solution of strontium chloride was added to the deflated metatitanic acid slurry so as to have an Sr / Ti (molar ratio) of 1.07, and then the TiO 2 concentration was adjusted to 1.039 mol / L.
次に、撹拌混合しながら90℃に加温した後、10モル/L水酸化ナトリウム水溶液440mLを45分間かけて添加し、その後、95℃で1時間撹拌を続け反応を終了した。 Next, after heating to 90 ° C. with stirring and mixing, 440 mL of a 10 mol / L sodium hydroxide aqueous solution was added over 45 minutes, and then stirring was continued at 95 ° C. for 1 hour to complete the reaction.
当該反応スラリーを50℃まで冷却し、pH5.0となるまで塩酸を加え20分撹拌を続けた。得られた沈殿をデカンテーション洗浄し、ろ過・分離後、120℃の大気中で8時間乾燥した。 The reaction slurry was cooled to 50 ° C., hydrochloric acid was added until the pH reached 5.0, and stirring was continued for 20 minutes. The obtained precipitate was decanted and washed, filtered and separated, and then dried in the air at 120 ° C. for 8 hours.
続いて乾燥品300gを、乾式粒子複合化装置(ホソカワミクロン製 ノビルタNOB-130)に投入した。処理温度30℃、回転式処理ブレード90m/secで10分間処理を行った。 Subsequently, 300 g of the dried product was put into a dry particle composite device (Nobilta NOB-130 manufactured by Hosokawa Micron). The treatment was carried out at a treatment temperature of 30 ° C. and a rotary treatment blade of 90 m / sec for 10 minutes.
さらに乾燥品にpH0.1となるまで塩酸を加え1時間撹拌を続けた。得られた沈殿をデカンテーション洗浄した。 Further, hydrochloric acid was added to the dried product until the pH reached 0.1, and stirring was continued for 1 hour. The resulting precipitate was decanted and washed.
当該沈殿を含むスラリーを40℃に調整し、塩酸を加えpH2.5に調整した後、固形分に対して4.0質量%のn-オクチルトリエトキシシランを添加し10時間撹拌保持を続けた。5モル/L水酸化ナトリウム溶液を加えpH6.5に調整し1時間撹拌を続けた後、ろ過・洗浄を行い得られたケーキを120℃の大気中で8時間乾燥しチタン酸ストロンチウム粒子7を得た。 The slurry containing the precipitate was adjusted to 40 ° C., hydrochloric acid was added to adjust the pH to 2.5, 4.0% by mass of n-octyltriethoxysilane was added to the solid content, and stirring and holding were continued for 10 hours. .. After adding 5 mol / L sodium hydroxide solution to adjust the pH to 6.5 and continuing stirring for 1 hour, the cake obtained by filtration and washing was dried in the air at 120 ° C. for 8 hours to obtain strontium titanate particles 7. Obtained.
<チタン酸ストロンチウム粒子8の製造例>
硫酸法で得られたメタチタン酸を脱鉄漂白処理した後、水酸化ナトリウム水溶液を加えpH9.0とし、脱硫処理を行い、その後、塩酸によりpH5.8まで中和し、ろ過水洗を行った。洗浄済みケーキに水を加えTiO2として1.85モル/Lのスラリーとした後、塩酸を加えpH1.0とし解膠処理を行った。
<Production example of strontium titanate particles 8>
After deironing and bleaching the metatitanic acid obtained by the sulfuric acid method, an aqueous sodium hydroxide solution was added to adjust the pH to 9.0, desulfurization was performed, and then neutralization to pH 5.8 with hydrochloric acid and washing with filtered water were performed. Water was added to the washed cake to make a slurry of 1.85 mol / L as TiO 2 , and then hydrochloric acid was added to adjust the pH to 1.0 and degluing treatment was performed.
脱硫・解膠を行ったメタチタン酸をTiO2として1.88モルを採取し、3Lの反応容器に投入した。該解膠メタチタン酸スラリーに、塩化ストロンチウム水溶液を、Sr/Ti(モル比)で1.35となるよう2.54モル添加した後、TiO2濃度1.039モル/Lに調整した。 1.88 mol of desulfurized and deglutinized metatitanium acid was collected as TiO 2 and placed in a 3 L reaction vessel. 2.54 mol of an aqueous solution of strontium chloride was added to the deflated metatitanic acid slurry so as to have an Sr / Ti (molar ratio) of 1.35, and then the TiO 2 concentration was adjusted to 1.039 mol / L.
次に、撹拌混合しながら90℃に加温した後、10モル/L水酸化ナトリウム水溶液440mLを45分間かけて添加し、その後、95℃で1時間撹拌を続け反応を終了した。 Next, after heating to 90 ° C. with stirring and mixing, 440 mL of a 10 mol / L sodium hydroxide aqueous solution was added over 45 minutes, and then stirring was continued at 95 ° C. for 1 hour to complete the reaction.
当該反応スラリーを50℃まで冷却し、pH5.0となるまで塩酸を加え20分撹拌を続けた。得られた沈殿をデカンテーション洗浄し、ろ過・分離後、120℃の大気中で8時間乾燥した。 The reaction slurry was cooled to 50 ° C., hydrochloric acid was added until the pH reached 5.0, and stirring was continued for 20 minutes. The obtained precipitate was decanted and washed, filtered and separated, and then dried in the air at 120 ° C. for 8 hours.
続いて乾燥品300gを、乾式粒子複合化装置(ホソカワミクロン製 ノビルタNOB-130)に投入した。処理温度30℃、回転式処理ブレード90m/secで10分間処理を行った。 Subsequently, 300 g of the dried product was put into a dry particle composite device (Nobilta NOB-130 manufactured by Hosokawa Micron). The treatment was carried out at a treatment temperature of 30 ° C. and a rotary treatment blade of 90 m / sec for 10 minutes.
さらに乾燥品にpH0.1となるまで塩酸を加え1時間撹拌を続けた。得られた沈殿をデカンテーション洗浄した。 Further, hydrochloric acid was added to the dried product until the pH reached 0.1, and stirring was continued for 1 hour. The resulting precipitate was decanted and washed.
当該沈殿を含むスラリーを40℃に調整し、塩酸を加えpH2.5に調整した後、固形分に対して4.0質量%のn-オクチルトリエトキシシランを添加し10時間撹拌保持を続けた。5モル/L水酸化ナトリウム溶液を加えpH6.5に調整し1時間撹拌を続けた後、ろ過・洗浄を行い得られたケーキを120℃の大気中で8時間乾燥しチタン酸ストロンチウム粒子8を得た。 The slurry containing the precipitate was adjusted to 40 ° C., hydrochloric acid was added to adjust the pH to 2.5, 4.0% by mass of n-octyltriethoxysilane was added to the solid content, and stirring and holding were continued for 10 hours. .. After adding 5 mol / L sodium hydroxide solution to adjust the pH to 6.5 and continuing stirring for 1 hour, the cake obtained by filtration and washing was dried in the air at 120 ° C. for 8 hours to obtain strontium titanate particles 8. Obtained.
<チタン酸ストロンチウム粒子9の製造例>
硫酸法で得られたメタチタン酸を脱鉄漂白処理した後、水酸化ナトリウム水溶液を加えpH9.0とし、脱硫処理を行い、その後、塩酸によりpH5.8まで中和し、ろ過水洗を行った。洗浄済みケーキに水を加えTiO2として1.85モル/Lのスラリーとした後、塩酸を加えpH1.0とし解膠処理を行った。
<Production example of strontium titanate particles 9>
After deironing and bleaching the metatitanic acid obtained by the sulfuric acid method, an aqueous sodium hydroxide solution was added to adjust the pH to 9.0, desulfurization was performed, and then neutralization to pH 5.8 with hydrochloric acid and washing with filtered water were performed. Water was added to the washed cake to make a slurry of 1.85 mol / L as TiO 2 , and then hydrochloric acid was added to adjust the pH to 1.0 and degluing treatment was performed.
脱硫・解膠を行ったメタチタン酸をTiO2として1.88モルを採取し、3Lの反応容器に投入した。該解膠メタチタン酸スラリーに、塩化ストロンチウム水溶液を、Sr/Ti(モル比)で1.35となるよう2.54モル添加した後、TiO2濃度1.039モル/Lに調整した。 1.88 mol of desulfurized and deglutinized metatitanium acid was collected as TiO 2 and placed in a 3 L reaction vessel. 2.54 mol of an aqueous solution of strontium chloride was added to the deflated metatitanic acid slurry so as to have an Sr / Ti (molar ratio) of 1.35, and then the TiO 2 concentration was adjusted to 1.039 mol / L.
次に、撹拌混合しながら90℃に加温した後、10モル/L水酸化ナトリウム水溶液440mLを45分間かけて添加し、その後、95℃で1時間撹拌を続け反応を終了した。 Next, after heating to 90 ° C. with stirring and mixing, 440 mL of a 10 mol / L sodium hydroxide aqueous solution was added over 45 minutes, and then stirring was continued at 95 ° C. for 1 hour to complete the reaction.
当該反応スラリーを50℃まで冷却し、pH5.0となるまで塩酸を加え20分撹拌を続けた。得られた沈殿をデカンテーション洗浄し、ろ過・分離後、120℃の大気中で8時間乾燥した。 The reaction slurry was cooled to 50 ° C., hydrochloric acid was added until the pH reached 5.0, and stirring was continued for 20 minutes. The obtained precipitate was decanted and washed, filtered and separated, and then dried in the air at 120 ° C. for 8 hours.
続いて乾燥品300gを、乾式粒子複合化装置(ホソカワミクロン製 ノビルタNOB-130)に投入した。処理温度30℃、回転式処理ブレード90m/secで10分間処理を行った。 Subsequently, 300 g of the dried product was put into a dry particle composite device (Nobilta NOB-130 manufactured by Hosokawa Micron). The treatment was carried out at a treatment temperature of 30 ° C. and a rotary treatment blade of 90 m / sec for 10 minutes.
さらに乾燥品にpH0.1となるまで塩酸を加え1時間撹拌を続けた。得られた沈殿をデカンテーション洗浄した。 Further, hydrochloric acid was added to the dried product until the pH reached 0.1, and stirring was continued for 1 hour. The resulting precipitate was decanted and washed.
当該沈殿を含むスラリーを70℃に調整し、固形分に対して4.0質量%のステアリン酸ナトリウムを添加して1時間撹拌保持を続けた。5モル/L水酸化ナトリウム溶液を加えpH6.5に調整し1時間撹拌を続けた後、ろ過・洗浄を行い得られたケーキを120℃の大気中で8時間乾燥しチタン酸ストロンチウム粒子9を得た。 The slurry containing the precipitate was adjusted to 70 ° C., 4.0% by mass of sodium stearate was added to the solid content, and stirring and holding was continued for 1 hour. After adding 5 mol / L sodium hydroxide solution to adjust the pH to 6.5 and continuing stirring for 1 hour, the cake obtained by filtration and washing was dried in the air at 120 ° C. for 8 hours to obtain strontium titanate particles 9. Obtained.
<チタン酸ストロンチウム粒子10の製造例>
硫酸法で得られたメタチタン酸を脱鉄漂白処理した後、水酸化ナトリウム水溶液を加えpH9.0とし、脱硫処理を行い、その後、塩酸によりpH5.8まで中和し、ろ過水洗を行った。洗浄済みケーキに水を加えTiO2として1.85モル/Lのスラリーとした後、塩酸を加えpH1.0とし解膠処理を行った。
<Production example of strontium titanate particles 10>
After deironing and bleaching the metatitanic acid obtained by the sulfuric acid method, an aqueous sodium hydroxide solution was added to adjust the pH to 9.0, desulfurization was performed, and then neutralization to pH 5.8 with hydrochloric acid and washing with filtered water were performed. Water was added to the washed cake to make a slurry of 1.85 mol / L as TiO 2 , and then hydrochloric acid was added to adjust the pH to 1.0 and degluing treatment was performed.
脱硫・解膠を行ったメタチタン酸をTiO2として1.88モルを採取し、3Lの反応容器に投入した。該解膠メタチタン酸スラリーに、塩化ストロンチウム水溶液を、Sr/Ti(モル比)で1.35となるよう2.54モル添加した後、TiO2濃度1.039モル/Lに調整した。 1.88 mol of desulfurized and deglutinized metatitanium acid was collected as TiO 2 and placed in a 3 L reaction vessel. 2.54 mol of an aqueous solution of strontium chloride was added to the deflated metatitanic acid slurry so as to have an Sr / Ti (molar ratio) of 1.35, and then the TiO 2 concentration was adjusted to 1.039 mol / L.
次に、撹拌混合しながら90℃に加温した後、10モル/L水酸化ナトリウム水溶液440mLを45分間かけて添加し、その後、95℃で1時間撹拌を続け反応を終了した。 Next, after heating to 90 ° C. with stirring and mixing, 440 mL of a 10 mol / L sodium hydroxide aqueous solution was added over 45 minutes, and then stirring was continued at 95 ° C. for 1 hour to complete the reaction.
当該反応スラリーを50℃まで冷却し、pH5.0となるまで塩酸を加え20分撹拌を続けた。得られた沈殿をデカンテーション洗浄し、ろ過・分離後、120℃の大気中で8時間乾燥した。 The reaction slurry was cooled to 50 ° C., hydrochloric acid was added until the pH reached 5.0, and stirring was continued for 20 minutes. The obtained precipitate was decanted and washed, filtered and separated, and then dried in the air at 120 ° C. for 8 hours.
続いて乾燥品を、ハイブリタイザー(奈良機械社製)を用い、6,000回転で3分間の処理を3回行った。 Subsequently, the dried product was treated with a hybridizer (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.) at 6,000 rpm for 3 minutes three times.
さらに乾燥品にpH0.1となるまで塩酸を加え1時間撹拌を続けた。得られた沈殿をデカンテーション洗浄し、ろ過・洗浄を行い得られたケーキを120℃の大気中で8時間乾燥しチタン酸ストロンチウム粒子10を得た。 Further, hydrochloric acid was added to the dried product until the pH reached 0.1, and stirring was continued for 1 hour. The obtained precipitate was decantated and washed, filtered and washed, and the obtained cake was dried in the air at 120 ° C. for 8 hours to obtain strontium titanate particles 10.
<チタン酸ストロンチウム粒子11の製造例>
硫酸法で得られたメタチタン酸を脱鉄漂白処理した後、水酸化ナトリウム水溶液を加えpH9.0とし、脱硫処理を行い、その後、塩酸によりpH5.8まで中和し、ろ過水洗を行った。洗浄済みケーキに水を加えTiO2として1.85モル/Lのスラリーとした後、塩酸を加えpH1.0とし解膠処理を行った。
<Production example of strontium titanate particles 11>
After deironing and bleaching the metatitanic acid obtained by the sulfuric acid method, an aqueous sodium hydroxide solution was added to adjust the pH to 9.0, desulfurization was performed, and then neutralization to pH 5.8 with hydrochloric acid and washing with filtered water were performed. Water was added to the washed cake to make a slurry of 1.85 mol / L as TiO 2 , and then hydrochloric acid was added to adjust the pH to 1.0 and degluing treatment was performed.
脱硫・解膠を行ったメタチタン酸をTiO2として1.88モルを採取し、3Lの反応容器に投入した。該解膠メタチタン酸スラリーに、塩化ストロンチウム水溶液を、Sr/Ti(モル比)で1.15となるよう2.16モル添加した後、TiO2濃度1.039モル/Lに調整した。 1.88 mol of desulfurized and deglutinized metatitanium acid was collected as TiO 2 and placed in a 3 L reaction vessel. A strontium chloride aqueous solution was added to the deflated metatitanium acid slurry in an amount of 2.16 mol so that the Sr / Ti (molar ratio) was 1.15, and then the TiO 2 concentration was adjusted to 1.039 mol / L.
次に、撹拌混合しながら90℃に加温した後、10モル/L水酸化ナトリウム水溶液440mLを45分間かけて添加し、その後、95℃で1時間撹拌を続け反応を終了した。 Next, after heating to 90 ° C. with stirring and mixing, 440 mL of a 10 mol / L sodium hydroxide aqueous solution was added over 45 minutes, and then stirring was continued at 95 ° C. for 1 hour to complete the reaction.
当該反応スラリーを50℃まで冷却し、pH5.0となるまで塩酸を加え1時間撹拌を続けた。得られた沈殿をデカンテーション洗浄した。 The reaction slurry was cooled to 50 ° C., hydrochloric acid was added until the pH reached 5.0, and stirring was continued for 1 hour. The resulting precipitate was decanted and washed.
当該沈殿を含むスラリーを40℃に調整し、塩酸を加えpH2.5に調整した後、固形分に対して4.0質量%のn-オクチルトリエトキシシランを添加し10時間撹拌保持を続けた。5モル/L水酸化ナトリウム溶液を加えpH6.5に調整し1時間撹拌を続けた後、ろ過・洗浄を行い得られたケーキを120℃の大気中で8時間乾燥しチタン酸ストロンチウム粒子11を得た。 The slurry containing the precipitate was adjusted to 40 ° C., hydrochloric acid was added to adjust the pH to 2.5, 4.0% by mass of n-octyltriethoxysilane was added to the solid content, and stirring and holding were continued for 10 hours. .. After adding 5 mol / L sodium hydroxide solution to adjust the pH to 6.5 and continuing stirring for 1 hour, the cake obtained by filtration and washing was dried in the air at 120 ° C. for 8 hours to obtain strontium titanate particles 11. Obtained.
<チタン酸ストロンチウム粒子12の製造例>
硫酸チタニル水溶液を加水分解して得られたメタチタン酸スラリーをアルカリ水溶液で洗浄した。
<Production example of strontium titanate particles 12>
The metatitanic acid slurry obtained by hydrolyzing an aqueous solution of titanyl sulfate was washed with an aqueous alkaline solution.
次に、メタチタン酸スラリーに塩酸を添加して、pHを0.65に調整してチタニアゾル分散液を得た。 Next, hydrochloric acid was added to the metatitanic acid slurry to adjust the pH to 0.65 to obtain a titania sol dispersion.
チタニアゾル分散液にNaOHを添加し、分散液のpHを4.5に調整し、上澄み液の電気伝導度が70μS/cmになるまで洗浄を繰り返した。 NaOH was added to the titania sol dispersion, the pH of the dispersion was adjusted to 4.5, and washing was repeated until the electrical conductivity of the supernatant reached 70 μS / cm.
メタチタン酸スラリーに対して、0.97倍モル量の水酸化ストロンチウム八水和物を加えてステンレス製反応容器に入れ、窒素ガス置換した。 A 0.97-fold molar amount of strontium hydroxide octahydrate was added to the metatitanic acid slurry, placed in a stainless steel reaction vessel, and replaced with nitrogen gas.
さらに、TiO2換算で0.5モル/Lになるように蒸留水を加えた。窒素雰囲気中で該スラリーを83℃まで6.5℃/時間で昇温し、83℃に到達してから6時間反応を行った。得られた沈殿をデカンテーション洗浄し、ろ過・分離後、120℃の大気中で8時間乾燥し、チタン酸ストロンチウム粒子12を得た。 Further, distilled water was added so as to be 0.5 mol / L in terms of TiO 2 . The slurry was heated to 83 ° C. at 6.5 ° C./hour in a nitrogen atmosphere, and the reaction was carried out for 6 hours after reaching 83 ° C. The obtained precipitate was decantated and washed, filtered and separated, and then dried in the air at 120 ° C. for 8 hours to obtain strontium titanate particles 12.
<チタン酸ストロンチウム粒子13の製造例>
硫酸法で得られたメタチタン酸を脱鉄漂白処理した後、水酸化ナトリウム水溶液を加えpH9.0とし、脱硫処理を行い、その後、塩酸によりpH5.8まで中和し、ろ過水洗を行った。洗浄済みケーキに水を加えTiO2として1.85モル/Lのスラリーとした後、塩酸を加えpH1.0とし解膠処理を行った。
<Production example of strontium titanate particles 13>
After deironing and bleaching the metatitanic acid obtained by the sulfuric acid method, an aqueous sodium hydroxide solution was added to adjust the pH to 9.0, desulfurization was performed, and then neutralization to pH 5.8 with hydrochloric acid and washing with filtered water were performed. Water was added to the washed cake to make a slurry of 1.85 mol / L as TiO 2 , and then hydrochloric acid was added to adjust the pH to 1.0 and degluing treatment was performed.
脱硫・解膠を行ったメタチタン酸をTiO2として1.88モルを採取し、3Lの反応容器に投入した。該解膠メタチタン酸スラリーに、塩化ストロンチウム水溶液を、Sr/Ti(モル比)で1.15となるよう2.16モル添加した後、TiO2濃度0.960モル/Lに調整した。 1.88 mol of desulfurized and deglutinized metatitanium acid was collected as TiO 2 and placed in a 3 L reaction vessel. An aqueous solution of strontium chloride was added to the deflated metatitanic acid slurry in an amount of 2.16 mol so that the Sr / Ti (molar ratio) was 1.15, and then the TiO 2 concentration was adjusted to 0.960 mol / L.
次に、撹拌混合しながら90℃に加温した後、10モル/L水酸化ナトリウム水溶液440mLを45分間かけて添加し、その後、95℃で1時間撹拌を続け反応を終了した。 Next, after heating to 90 ° C. with stirring and mixing, 440 mL of a 10 mol / L sodium hydroxide aqueous solution was added over 45 minutes, and then stirring was continued at 95 ° C. for 1 hour to complete the reaction.
当該反応スラリーを50℃まで冷却し、pH5.0となるまで塩酸を加え20分撹拌を続けた。得られた沈殿をデカンテーション洗浄し、ろ過・分離後、120℃の大気中で8時間乾燥した。 The reaction slurry was cooled to 50 ° C., hydrochloric acid was added until the pH reached 5.0, and stirring was continued for 20 minutes. The obtained precipitate was decanted and washed, filtered and separated, and then dried in the air at 120 ° C. for 8 hours.
続いて乾燥品300gを、乾式粒子複合化装置(ホソカワミクロン製 ノビルタNOB-130)に投入した。処理温度30℃、回転式処理ブレード90m/secで10分間処理を行った。 Subsequently, 300 g of the dried product was put into a dry particle composite device (Nobilta NOB-130 manufactured by Hosokawa Micron). The treatment was carried out at a treatment temperature of 30 ° C. and a rotary treatment blade of 90 m / sec for 10 minutes.
さらに乾燥品にpH0.1となるまで塩酸を加え1時間撹拌を続けた。得られた沈殿をデカンテーション洗浄した。 Further, hydrochloric acid was added to the dried product until the pH reached 0.1, and stirring was continued for 1 hour. The resulting precipitate was decanted and washed.
当該沈殿を含むスラリーを40℃に調整し、塩酸を加えpH2.5に調整した後、固形分に対して4.0質量%のn-オクチルトリエトキシシランを添加し10時間撹拌保持を続けた。5モル/L水酸化ナトリウム溶液を加えpH6.5に調整し1時間撹拌を続けた後、ろ過・洗浄を行い得られたケーキを120℃の大気中で8時間乾燥しチタン酸ストロンチウム粒子13を得た。 The slurry containing the precipitate was adjusted to 40 ° C., hydrochloric acid was added to adjust the pH to 2.5, 4.0% by mass of n-octyltriethoxysilane was added to the solid content, and stirring and holding were continued for 10 hours. .. After adding 5 mol / L sodium hydroxide solution to adjust the pH to 6.5 and continuing stirring for 1 hour, the cake obtained by filtration and washing was dried in the air at 120 ° C. for 8 hours to obtain strontium titanate particles 13. Obtained.
<チタン酸ストロンチウム粒子14の製造例>
四塩化チタン水溶液にアンモニア水を添加することにより加水分解して得られた含水酸化チタンを純水で洗浄し、含水酸化チタンのスラリーに含水酸化チタンに対するSO3として0.25%の硫酸を添加した。
<Production example of strontium titanate particles 14>
Hydrolyzed titanium hydroxide obtained by adding aqueous ammonia to the titanium tetrachloride aqueous solution was washed with pure water, and 0.25% sulfuric acid was added as SO 3 to the titanium hydroxide slurry to the titanium hydroxide slurry. did.
次に、含水酸化チタンのスラリーに塩酸を添加して、pHを0.65に調整してチタニアゾル分散液を得た。チタニアゾル分散液にNaOHを添加し、分散液のpHを4.7に調整し上澄み液の電気伝導度が50μS/cmになるまで洗浄をくり返した。 Next, hydrochloric acid was added to the hydroxide-containing titanium slurry to adjust the pH to 0.65 to obtain a titania sol dispersion. NaOH was added to the titania sol dispersion, the pH of the dispersion was adjusted to 4.7, and washing was repeated until the electrical conductivity of the supernatant reached 50 μS / cm.
含水酸化チタンに対し、0.95倍モル量の水酸化ストロンチウム八水和物を加えてステンレス製反応容器に入れ、窒素ガス置換した。さらにSrTiO3換算で0.6モル/Lになるように蒸留水を加えた。 A 0.95 times molar amount of strontium hydroxide octahydrate was added to the titanium hydroxide-containing titanium, and the mixture was placed in a stainless steel reaction vessel and replaced with nitrogen gas. Further, distilled water was added so as to be 0.6 mol / L in terms of SrTiO 3 .
窒素雰囲気中で該スラリーを65℃まで10℃/時間で昇温し、65℃に到達してから8時間反応を行った。反応後室温まで冷却し、上澄み液を除去した後純水で洗浄をくり返した。 The slurry was heated to 65 ° C. at 10 ° C./hour in a nitrogen atmosphere, and the reaction was carried out for 8 hours after reaching 65 ° C. After the reaction, the mixture was cooled to room temperature, the supernatant was removed, and then washing with pure water was repeated.
さらに、窒素雰囲気下、上記スラリーをスラリーの固形分に対して2質量%のステアリン酸ナトリウムを溶解した水溶液中に入れ、撹拌しながら、硫酸マグネシウム水溶液を滴下して、ペロブスカイト型結晶表面にステアリン酸マグネシウムを析出させた。 Further, under a nitrogen atmosphere, the above slurry was placed in an aqueous solution in which 2% by mass of sodium stearate was dissolved with respect to the solid content of the slurry, and a magnesium sulfate aqueous solution was added dropwise with stirring to add stearic acid to the surface of the perovskite-type crystal. Magnesium was precipitated.
スラリーを純水でくり返し洗浄した後ヌッチェで濾過し、得られたケーキを乾燥してステアリン酸マグネシウムで表面処理したチタン酸ストロンチウム粒子14を得た。 The slurry was repeatedly washed with pure water and then filtered through Nutche, and the obtained cake was dried to obtain strontium titanate particles 14 surface-treated with magnesium stearate.
<チタン酸ストロンチウム粒子15の製造例>
硫酸チタニル水溶液を加水分解して得られた含水酸化チタンスラリーをアルカリ水溶液で洗浄した。次に、含水酸化チタンのスラリーに塩酸を添加して、pHを4.0に調整してチタニアゾル分散液を得た。チタニアゾル分散液にNaOHを添加し、分散液のpHを8.0に調整し、上澄み液の電気伝導度が100μS/cmになるまで洗浄をくり返した。
<Production example of strontium titanate particles 15>
The hydroxide-containing titanium slurry obtained by hydrolyzing an aqueous solution of titanyl sulfate was washed with an aqueous alkaline solution. Next, hydrochloric acid was added to the hydroxide-containing titanium slurry to adjust the pH to 4.0 to obtain a titania sol dispersion. NaOH was added to the titania sol dispersion, the pH of the dispersion was adjusted to 8.0, and washing was repeated until the electrical conductivity of the supernatant reached 100 μS / cm.
含水酸化チタンに対し、1.02倍モル量の水酸化ストロンチウム八水和物を加えてステンレス製の反応容器に入れ、窒素ガス置換した。 A 1.02-fold molar amount of strontium hydroxide octahydrate was added to the titanium hydroxide-containing titanium, and the mixture was placed in a stainless steel reaction vessel and replaced with nitrogen gas.
さらに、SrTiO3換算で0.3モル/Lになるように蒸留水を加えた。窒素雰囲気中で該スラリーを90℃まで30℃/時間で昇温し、90℃に到達してから5時間反応を行った。反応後室温まで冷却し、上澄み液を除去した後、純水で洗浄をくり返し、その後、ヌッチェで濾過を行った。得られたケーキを乾燥し、チタン酸ストロンチウム粒子15を得た。 Further, distilled water was added so as to be 0.3 mol / L in terms of SrTiO 3 . The slurry was heated to 90 ° C. at 30 ° C./hour in a nitrogen atmosphere, and the reaction was carried out for 5 hours after reaching 90 ° C. After the reaction, the mixture was cooled to room temperature, the supernatant was removed, washing with pure water was repeated, and then filtration was performed with Nuche. The obtained cake was dried to obtain strontium titanate particles 15.
<トナー粒子1の製造例>
(水系媒体1の調製工程)
反応容器中のイオン交換水1000.0部に、リン酸ナトリウム(ラサ工業社製・12水和物)14.0部を投入し、窒素パージしながら65℃で1.0時間保温した。
<Manufacturing example of toner particles 1>
(Preparation process of water-based medium 1)
14.0 parts of sodium phosphate (12-hydrate manufactured by Rasa Industries, Ltd.) was added to 1000.0 parts of ion-exchanged water in the reaction vessel, and the mixture was kept warm at 65 ° C. for 1.0 hour while purging with nitrogen.
T.K.ホモミクサー(特殊機化工業株式会社製)を用いて、12000rpmにて撹拌しながら、イオン交換水10.0部に9.2部の塩化カルシウム(2水和物)を溶解した塩化カルシウム水溶液を一括投入し、分散安定剤を含む水系媒体を調製した。さらに、水系媒体に10質量%塩酸を投入し、pHを5.0に調整し、水系媒体1を得た。 T. K. Using a homomixer (manufactured by Tokushu Kagaku Kogyo Co., Ltd.), a calcium chloride aqueous solution in which 9.2 parts of calcium chloride (dihydrate) is dissolved in 10.0 parts of ion-exchanged water is batched while stirring at 12000 rpm. It was charged to prepare an aqueous medium containing a dispersion stabilizer. Further, 10% by mass hydrochloric acid was added to the aqueous medium to adjust the pH to 5.0 to obtain the aqueous medium 1.
(表層用有機ケイ素化合物の加水分解工程)
撹拌機、温度計を備えた反応容器に、イオン交換水60.0部を秤量し、10質量%の塩酸を用いてpHを3.0に調整した。これを撹拌しながら加熱し、温度を70℃にした。その後、表層用有機ケイ素化合物であるメチルトリエトキシシラン40.0部を添加して2時間以上撹拌して加水分解を行った。加水分解の終点は目視にて油水が分離せず1層になったことで確認を行い、冷却して表層用有機ケイ素化合物の加水分解液1を得た。
(Hydrolysis step of organosilicon compound for surface layer)
60.0 parts of ion-exchanged water was weighed in a reaction vessel equipped with a stirrer and a thermometer, and the pH was adjusted to 3.0 using 10% by mass of hydrochloric acid. This was heated with stirring to bring the temperature to 70 ° C. Then, 40.0 parts of methyltriethoxysilane, which is an organosilicon compound for the surface layer, was added and stirred for 2 hours or more for hydrolysis. The end point of hydrolysis was visually confirmed to be one layer without separation of oil and water, and the mixture was cooled to obtain a hydrolyzed solution 1 of an organosilicon compound for the surface layer.
(重合性単量体組成物の調製工程)
・スチレン :60.0部
・C.I.ピグメントブルー15:3 :6.5部
前記材料をアトライタ(三井三池化工機株式会社製)に投入し、さらに直径1.7mmのジルコニア粒子を用いて、220rpmで5.0時間分散させて、顔料分散液を調製した。前記顔料分散液に下記材料を加えた。
・スチレン:20.0部
・n-ブチルアクリレート:20.0部
・架橋剤(ジビニルベンゼン):0.3部
・飽和ポリエステル樹脂:5.0部
(プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA(2モル付加物)とテレフタル酸との重縮合物(モル比10:12)、ガラス転移温度Tg=68℃、重量平均分子量Mw=10000、分子量分布Mw/Mn=5.12)
・フィッシャートロプシュワックス(融点78℃):7.0部
これを65℃に保温し、T.K.ホモミクサー(特殊機化工業株式会社製)を用いて、500rpmにて均一に溶解、分散し、重合性単量体組成物を調製した。
(Preparation step of polymerizable monomer composition)
・ Styrene: 60.0 parts ・ C.I. I. Pigment Blue 15: 3: 6.5 parts The above material is put into an attritor (manufactured by Mitsui Miike Machinery Co., Ltd.), and further dispersed with zirconia particles having a diameter of 1.7 mm at 220 rpm for 5.0 hours to obtain a pigment. A dispersion was prepared. The following materials were added to the pigment dispersion.
-Styline: 20.0 parts-n-butyl acrylate: 20.0 parts-Crosslinking agent (divinylbenzene): 0.3 parts-Saturated polyester resin: 5.0 parts (propylene oxide-modified bisphenol A (2 mol adduct) Polycondensate of terephthalic acid (molar ratio 10:12), glass transition temperature Tg = 68 ° C., weight average molecular weight Mw = 10000, molecular weight distribution Mw / Mn = 5.12)
-Fischer-Tropsch wax (melting point 78 ° C): 7.0 parts Keep this warm at 65 ° C, and T.I. K. A polymerizable monomer composition was prepared by uniformly dissolving and dispersing at 500 rpm using a homomixer (manufactured by Tokushu Kagaku Kogyo Co., Ltd.).
(造粒工程)
水系媒体1の温度を70℃、T.K.ホモミクサーの回転数を12000rpmに保ちながら、水系媒体1中に重合性単量体組成物を投入し、重合開始剤であるt-ブチルパーオキシピバレート9.0部を添加した。そのまま該撹拌装置にて12000rpmを維持しつつ10分間造粒した。
(Granulation process)
The temperature of the water-based medium 1 was set to 70 ° C., and T.I. K. The polymerizable monomer composition was put into the aqueous medium 1 while keeping the rotation speed of the homomixer at 12000 rpm, and 9.0 parts of t-butylperoxypivalate as a polymerization initiator was added. Granulation was carried out for 10 minutes while maintaining 12000 rpm with the stirring device as it was.
(重合工程)
造粒工程の後、撹拌機をプロペラ撹拌羽根に換え150rpmで撹拌しながら70℃を保持して5.0時間重合を行い、85℃に昇温して2.0時間加熱することで重合反応を行ってコア粒子を得た。スラリーの温度を55℃に冷却してpHを測定したところ、pH=5.0だった。55℃で撹拌を継続したまま、表層用有機ケイ素化合物の加水分解液1を20.0部添加してトナーの表層形成を開始した。そのまま30分保持した後に、水酸化ナトリウム水溶液を用いてスラリーを縮合完結用にpH=9.0に調整して更に300分保持し、表層を形成させた。
(Polymerization process)
After the granulation step, the stirrer is replaced with a propeller stirring blade, and the polymerization is carried out at 70 ° C. for 5.0 hours while stirring at 150 rpm, and the temperature is raised to 85 ° C. and heated for 2.0 hours to carry out the polymerization reaction. Was performed to obtain core particles. When the temperature of the slurry was cooled to 55 ° C. and the pH was measured, the pH was 5.0. While stirring was continued at 55 ° C., 20.0 parts of the hydrolyzed solution 1 of the organosilicon compound for the surface layer was added to start the surface layer formation of the toner. After holding for 30 minutes as it was, the slurry was adjusted to pH = 9.0 for completion of condensation using an aqueous sodium hydroxide solution and held for another 300 minutes to form a surface layer.
(洗浄、乾燥工程)
重合工程終了後、トナー粒子のスラリーを冷却し、トナー粒子のスラリーに塩酸を加えpH=1.5以下に調整して1時間撹拌放置してから加圧ろ過器で固液分離し、トナーケーキを得た。これをイオン交換水でリスラリーして再び分散液とした後に、前述のろ過器で固液分離した。リスラリーと固液分離とを、ろ液の電気伝導度が5.0μS/cm以下となるまで繰り返した後に、最終的に固液分離してトナーケーキを得た。
(Washing and drying process)
After the completion of the polymerization step, the slurry of toner particles is cooled, hydrochloric acid is added to the slurry of toner particles, the pH is adjusted to 1.5 or less, the mixture is left to stir for 1 hour, and then solid-liquid separated with a pressure filter to separate the toner cake. Got This was reslurried with ion-exchanged water to form a dispersion liquid again, and then solid-liquid separation was performed with the above-mentioned filter. The reslurry and solid-liquid separation were repeated until the electric conductivity of the filtrate became 5.0 μS / cm or less, and then the solid-liquid separation was finally performed to obtain a toner cake.
得られたトナーケーキは気流乾燥機フラッシュジェットドライヤー(セイシン企業製)にて乾燥を行い、更にコアンダ効果を利用した多分割分級機を用いて微粗粉をカットしてトナー粒子1を得た。乾燥の条件は吹き込み温度90℃、乾燥機出口温度40℃、トナーケーキの供給速度はトナーケーキの含水率に応じて出口温度が40℃から外れない速度に調整した。 The obtained toner cake was dried by an air flow dryer Flash Jet Dryer (manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.), and further, fine coarse powder was cut using a multi-division classifier utilizing the Coanda effect to obtain toner particles 1. The drying conditions were adjusted so that the blowing temperature was 90 ° C., the dryer outlet temperature was 40 ° C., and the toner cake supply speed was such that the outlet temperature did not deviate from 40 ° C. according to the water content of the toner cake.
トナー粒子1の断面TEM観察においてケイ素マッピングを行い、表層にケイ素原子が存在すること、有機ケイ素重合体を含有するトナー粒子の表層の厚みが2.5nm以下である分割軸の数の割合が、20.0%以下であることを確認した。以降の実施例においても、有機ケイ素重合体を含有する表層は同様のケイ素マッピングで表層にケイ素原子が存在すること、表層の厚み2.5nm以下である分割軸の数の割合が20.0%以下であることを確認した。 Silicon mapping was performed in the cross-sectional TEM observation of the toner particles 1, and the ratio of the number of division axes in which the silicon atom was present on the surface layer and the thickness of the surface layer of the toner particles containing the organic silicon polymer was 2.5 nm or less was determined. It was confirmed that it was 20.0% or less. Also in the following examples, the surface layer containing the organosilicon polymer has silicon atoms present in the surface layer by the same silicon mapping, and the ratio of the number of division axes having a thickness of 2.5 nm or less on the surface layer is 20.0%. I confirmed that it was as follows.
<トナー粒子2~12の製造例>
(重合工程)における加水分解液を添加する時の条件、及び添加後の保持時間を表2のように変えた以外は、トナー粒子1の製造例と同様の方法でトナー粒子2~12を作製した。なお、スラリーのpH調整は塩酸及び水酸化ナトリウム水溶液で行った。
<Manufacturing example of
<トナー粒子13~18の製造例>
(表層用有機ケイ素化合物の加水分解工程)において用いる表層用有機ケイ素化合物を表2のように変えた以外は、トナー粒子1の製造例と同様の方法でトナー粒子13~18を作製した。
<Manufacturing example of toner particles 13-18>
Toner particles 13 to 18 were produced in the same manner as in the production example of toner particles 1 except that the surface organosilicon compound used in (hydrolysis step of surface organosilicon compound) was changed as shown in Table 2.
<トナー粒子19~23の製造例>
(重合工程)における加水分解液を添加する時の条件を表2のように変えた以外は、トナー粒子1の製造例と同様の方法でトナー粒子19~23を作製した。
<Manufacturing example of toner particles 19 to 23>
Toner particles 19 to 23 were produced in the same manner as in the production example of toner particles 1 except that the conditions for adding the hydrolyzed liquid in (polymerization step) were changed as shown in Table 2.
<トナー粒子24の製造例>
(重合工程)における加水分解液を添加する時の条件、及び添加後の保持時間を表2のように変えた以外は、トナー粒子1の製造例と同様の方法でトナー粒子24を作製した。
<Manufacturing example of toner particles 24>
The toner particles 24 were produced in the same manner as in the production example of the toner particles 1 except that the conditions for adding the hydrolyzed liquid in the (polymerization step) and the holding time after the addition were changed as shown in Table 2.
<トナー粒子25の製造例>
(表層用有機ケイ素化合物の加水分解工程)は行わなかった。代わりに、表層用有機ケイ素化合物のメチルトリエトキシシラン15部をモノマーのまま(重合性単量体組成物の調製工程)で添加した。
<Manufacturing example of toner particles 25>
(The step of hydrolyzing the organosilicon compound for the surface layer) was not performed. Instead, 15 parts of methyltriethoxysilane, an organosilicon compound for the surface layer, was added as a monomer (in the step of preparing the polymerizable monomer composition).
(重合工程)では70℃に冷却してpH測定を行った後、加水分解液の添加を行わなかった。70℃で撹拌を継続したまま、水酸化ナトリウム水溶液を用いてスラリーを縮合完結用にpH=9.0に調整して更に300分保持して表層を形成させた。 In the (polymerization step), after cooling to 70 ° C. and measuring the pH, no hydrolyzed solution was added. While stirring was continued at 70 ° C., the slurry was adjusted to pH = 9.0 for completion of condensation using an aqueous sodium hydroxide solution and held for another 300 minutes to form a surface layer.
それ以外はトナー粒子1の製造例と同様の方法でトナー粒子25を作製した。 Other than that, the toner particles 25 were produced by the same method as in the production example of the toner particles 1.
<トナー粒子26の製造例>
トナー粒子25の製造例において(重合性単量体組成物の調製工程)で添加するメチルトリエトキシシランを30部に変えた。
<Manufacturing example of toner particles 26>
In the production example of the toner particles 25, the amount of methyltriethoxysilane added in (the step of preparing the polymerizable monomer composition) was changed to 30 parts.
それ以外はトナー粒子25の製造例と同様の方法でトナー粒子26を作製した。 Other than that, the toner particles 26 were produced by the same method as in the production example of the toner particles 25.
<トナー粒子27の製造例>
(重合工程)における加水分解液を添加する時の条件、及び添加後の保持時間を表2のように変えた以外は、トナー粒子1と同様の方法でトナー粒子27を作製した。
<Manufacturing example of toner particles 27>
The toner particles 27 were produced in the same manner as the toner particles 1 except that the conditions for adding the hydrolyzed liquid in the (polymerization step) and the holding time after the addition were changed as shown in Table 2.
<トナー粒子28の製造例>
トナー粒子25の製造例において(重合性単量体組成物の調製工程)で添加するメチルトリエトキシシランを8部に変えた。
<Manufacturing example of toner particles 28>
In the production example of the toner particles 25, the amount of methyltriethoxysilane added in (the step of preparing the polymerizable monomer composition) was changed to 8 parts.
それ以外はトナー粒子25の製造例と同様の方法でトナー粒子28を作製した。 Other than that, the toner particles 28 were produced by the same method as in the production example of the toner particles 25.
<トナー粒子29の製造例>
(結着樹脂1の製造例)
・テレフタル酸 25.0mol%
・アジピン酸 13.0mol%
・トリメリット酸 8.0mol%
・前記式(1)で示されるビスフェノール誘導体 33.0mol%
(プロピレンオキサイド2.5mol付加物)
・前記式(1)で示されるビスフェノール誘導体 21.0mol%
(エチレンオキサイド2.5mol付加物)
上記に示す酸成分及びアルコール成分の合計100部と、エステル化触媒として2-エチルヘキサン酸錫0.02部を4口フラスコに仕込み、減圧装置、水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置及び撹拌装置を装着し、窒素雰囲気下にて230℃に昇温して反応を行った。反応終了後、生成物を容器から取り出し、冷却、粉砕し、結着樹脂1を得た。
<Manufacturing example of toner particles 29>
(Production example of binder resin 1)
・ Terephthalic acid 25.0 mol%
・ Adipic acid 13.0 mol%
-Trimellitic acid 8.0 mol%
33.0 mol% of bisphenol derivative represented by the above formula (1)
(Propylene oxide 2.5 mol adduct)
21.0 mol% of bisphenol derivative represented by the above formula (1)
(Ethylene oxide 2.5 mol adduct)
A total of 100 parts of the acid component and alcohol component shown above and 0.02 part of tin 2-ethylhexanoate as an esterification catalyst are charged in a 4-neck flask, and a decompression device, a water separation device, a nitrogen gas introduction device, and a temperature measurement device are charged. And a stirring device was attached, and the reaction was carried out by raising the temperature to 230 ° C. in a nitrogen atmosphere. After completion of the reaction, the product was taken out from the container, cooled and pulverized to obtain a binder resin 1.
(結着樹脂2の製造例)
モノマー組成比及び反応温度を以下の通り変えた以外は、結着樹脂1と同様の方法で、結着樹脂2を作製した。
・テレフタル酸 50.0mol%
・アジピン酸 使用しない
・トリメリット酸 3.0mol%
・前記式(1)で示されるビスフェノール誘導体 47.0mol%
(プロピレンオキサイド2.5mol付加物)
・前記式(1)で示されるビスフェノール誘導体 使用しない
(エチレンオキサイド2.5mol付加物)
・反応温度 190℃
結着樹脂1:70.0部
結着樹脂2:30.0部
磁性酸化鉄粒子:90.0部
(平均粒径0.14μm、Hc=11.5kA/m、σs=84.0Am2/kg、σr=16.0Am2/kg)
フィッシャートロプシュワックス(融点105℃):2.0部
荷電制御剤1(下記構造式):2.0部
(Production example of binder resin 2)
The
・ Terephthalic acid 50.0 mol%
・ Adipic acid is not used ・ Trimellitic acid 3.0 mol%
47.0 mol% of bisphenol derivative represented by the above formula (1)
(Propylene oxide 2.5 mol adduct)
-The bisphenol derivative represented by the above formula (1) is not used (ethylene oxide 2.5 mol adduct).
・ Reaction temperature 190 ℃
Bundling resin 1: 70.0 parts Bundling resin 2: 30.0 parts Magnetic iron oxide particles: 90.0 parts (average particle size 0.14 μm, Hc = 11.5 kA / m, σs = 84.0 Am 2 / kg, σr = 16.0 Am 2 / kg)
Fischer-Tropsch wax (melting point 105 ° C): 2.0 parts Charge control agent 1 (structural formula below): 2.0 parts
式中、tBuはtertブチル基を示す。 In the formula, tBu represents a tert-butyl group.
上記材料をヘンシェルミキサーで前混合した後、図3に示したような、ニーディング部を3か所、及びスクリュー部1を有する二軸混練押し出し機によって、溶融混練した。この時、供給口に近い第1ニーディング部の加熱温度を110℃、第2ニーディング部の加熱温度を130℃、第3ニーディング部の加熱温度を150℃、パドルの回転数を200rpmで溶融混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルで粗粉砕した後、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕した。得られた微粉砕粉末をコアンダ効果を利用した多分割分級機を用いて分級し、重量平均粒径7.0μmのトナー粒子29を得た。 After the above materials were premixed with a Henschel mixer, they were melt-kneaded by a twin-screw kneading extruder having three kneading portions and a screw portion 1 as shown in FIG. At this time, the heating temperature of the first kneading section near the supply port is 110 ° C., the heating temperature of the second kneading section is 130 ° C., the heating temperature of the third kneading section is 150 ° C., and the rotation speed of the paddle is 200 rpm. It was melt-kneaded. The obtained kneaded product was cooled, roughly pulverized with a hammer mill, and then pulverized with a fine pulverizer using a jet stream. The obtained finely pulverized powder was classified using a multi-division classifier utilizing the Coanda effect to obtain toner particles 29 having a weight average particle size of 7.0 μm.
[実施例1]
<トナー1の製造例>
表3に記載の組み合わせで、トナー粒子1に対して外添を行い、トナー1を作製した。外添の方法は、トナー粒子100部に対し、表3に記載の部数の外添剤をSUPERMIXER PICCOLO SMP-2(株式会社カワタ製)に投入して、3000rpmで20分間混合を行った。その後、目開き150μmのメッシュで篩い、トナー1を得た。得られたトナー1に対して、物性評価および下記の耐久性評価を行った。評価結果を表4に示す。
[Example 1]
<Manufacturing example of toner 1>
Toner 1 was prepared by externally adding toner particles 1 with the combinations shown in Table 3. As for the method of external addition, 100 parts of the toner particles were mixed with the external addition agent of the number of copies shown in Table 3 in SUPERMIXER PICCOLO SMP-2 (manufactured by Kawata Co., Ltd.) at 3000 rpm for 20 minutes. Then, the toner 1 was obtained by sieving with a mesh having an opening of 150 μm. The obtained toner 1 was evaluated for physical properties and the following durability. The evaluation results are shown in Table 4.
<LBPでのトナー耐久性評価>
画像形成装置としては、市販のレーザプリンタLBP-7700C(キヤノン社製)を使用し、プロセススピードを360mm/secへ変更し、トナーカートリッジ1本で出力可能にする改造を行った。上記トナー1(200g)をシアンカートリッジに充填したものを上記プリンターのシアンステーションに装着し、画像出力試験を実施した。
<Toner durability evaluation by LBP>
As an image forming apparatus, a commercially available laser printer LBP-7700C (manufactured by Canon Inc.) was used, the process speed was changed to 360 mm / sec, and a modification was made to enable output with a single toner cartridge. A cyan cartridge filled with the toner 1 (200 g) was attached to the cyan station of the printer, and an image output test was carried out.
低温低湿環境下(温度15.0℃,湿度10%RH)において、初期、1%の印字率の画像を1万枚印字後に、下記の評価を行った。耐久紙としては、LETTERサイズのXEROX4200紙(XEROX社製、75g/m2)を使用した。 In a low-temperature and low-humidity environment (temperature 15.0 ° C., humidity 10% RH), the following evaluation was performed after printing 10,000 images with an initial printing rate of 1%. As the durable paper, LETTER size XEROX4200 paper (manufactured by XEROX, 75 g / m 2 ) was used.
(ベタ均一性)
ベタ黒画像を出力し、画像の濃度ムラを目視にて観察し、以下の基準に基づき評価した。評価紙としては、LETTERサイズのXEROX4200紙(XEROX社製、75g/m2)を使用した。耐久後の画像出力に関しては新品のドラムユニットに交換して画像出力を行った。濃度ムラがみられた場合には、その部分の画像濃度を測定し、画像上端、中央、下端の3点平均濃度との濃度差Δを測定した。画像濃度の測定には、X-Rite508分光濃度計を用いた。
ランクA:画像の均一性が非常に優れ、極めて鮮明な画像である。
ランクB:画像の均一性に優れ、良好な画像である。
ランクC:実用的には問題の無い画質である。
ランクD:画像の均一性が悪く、好ましくない画像である。
(Solid uniformity)
A solid black image was output, and uneven density of the image was visually observed and evaluated based on the following criteria. As the evaluation paper, LETTER size XEROX4200 paper (manufactured by XEROX, 75 g / m 2 ) was used. Regarding the image output after endurance, the image was output by replacing it with a new drum unit. When density unevenness was observed, the image density of that portion was measured, and the density difference Δ from the three-point average density of the upper end, the center, and the lower end of the image was measured. An X-Rite 508 spectrodensitometer was used to measure the image density.
Rank A: The uniformity of the image is very excellent, and the image is extremely clear.
Rank B: The image has excellent uniformity and is a good image.
Rank C: The image quality is practically acceptable.
Rank D: The image has poor uniformity and is not preferable.
(ドラム傷)
耐久画出し後、感光体(ドラム)の傷の状態を評価した。
ランクA:目視観察で傷がみられない。
ランクB:1μm以下の軽微な傷はあるが、画像には問題がない。
ランクC:2μm以下の傷はあるが、画像には問題がない。
ランクD:2μm以上の傷があり、好ましくない画像である。
(Drum scratch)
After the durable image was drawn, the state of scratches on the photoconductor (drum) was evaluated.
Rank A: No scratches are seen by visual observation.
Rank B: There are minor scratches of 1 μm or less, but there is no problem with the image.
Rank C: There are scratches of 2 μm or less, but there is no problem with the image.
Rank D: This is an unfavorable image with scratches of 2 μm or more.
高温高湿環境下(温度30.0℃,湿度80%RH)において、初期、1%の印字率の画像を1万枚印字後に、下記の評価を行った。耐久紙としては、LETTERサイズのXEROX4200紙(XEROX社製、75g/m2)を使用した。 In a high-temperature and high-humidity environment (temperature 30.0 ° C., humidity 80% RH), the following evaluation was performed after printing 10,000 initial images with a print rate of 1%. As the durable paper, LETTER size XEROX4200 paper (manufactured by XEROX, 75 g / m 2 ) was used.
(カブリ)
ベタ白画像をプロセススピード:120mm/secで出力した。「REFLECTOMETER MODEL TC-6DS」(東京電色社製)にAmberフィルタをセットし、プリントアウト画像の非画像部の反射率(%)を測定した。得られた反射率を、同様にして測定した未使用のプリントアウト用紙(標準紙)の反射率(%)から差し引いた数値(%)を用いて評価した。数値が小さい程、画像カブリが抑制されていることになる。評価紙としてLETTERサイズのHP ColorLaser Phot Paper, Glossy(HP社製、220g/m2)を使用した。耐久後の画像出力に関しては新品のドラムユニットに交換して画像出力を行った。
ランクA:反射率の差が、0.5未満である。
ランクB:反射率の差が、0.5以上1.0未満である。
ランクC:反射率の差が、1.0以上2.0未満である。
ランクD:反射率の差が、2.0以上である。
(Fog)
A solid white image was output at a process speed of 120 mm / sec. An Amber filter was set in "REFLEC TIMETER MODEL TC-6DS" (manufactured by Tokyo Denshoku Co., Ltd.), and the reflectance (%) of the non-image portion of the printout image was measured. The obtained reflectance was evaluated using a numerical value (%) obtained by subtracting the reflectance (%) of the unused printout paper (standard paper) measured in the same manner. The smaller the value, the more the image fog is suppressed. As the evaluation paper, a LETTER size HP ColorLaser Photo Paper, Glossy (manufactured by HP, 220 g / m 2 ) was used. Regarding the image output after endurance, the image was output by replacing it with a new drum unit.
Rank A: The difference in reflectance is less than 0.5.
Rank B: The difference in reflectance is 0.5 or more and less than 1.0.
Rank C: The difference in reflectance is 1.0 or more and less than 2.0.
Rank D: The difference in reflectance is 2.0 or more.
[実施例2~37]
<トナー2~37の製造例>
表3に記載の組み合わせで、それぞれのトナー粒子に対して外添を行い、トナー2~37を作製した。外添の方法は、トナー粒子100部に対し、表3に記載の部数の外添剤をSUPERMIXER PICCOLO SMP-2(株式会社カワタ製)に投入して、3000rpmで20分間混合を行った。その後、目開き150μmのメッシュで篩い、トナー2~37を得た。得られたトナーに対して、物性評価および前述の耐久性評価を行った。評価結果を表4に示す。
[Examples 2-37]
<Manufacturing example of
With the combinations shown in Table 3, each toner particle was externally added to prepare
[比較例1~8]
<比較用トナー1~8の製造例>
表3に記載の組み合わせで、それぞれのトナー粒子に対して外添を行い、比較用トナー1~8を作製した。外添の方法は、トナー粒子100部に対し、表3に記載の部数の外添剤をSUPERMIXER PICCOLO SMP-2(株式会社カワタ製)に投入して、3000rpmで20分間混合を行った。その後、目開き150μmのメッシュで篩い、比較用トナー1~8を得た。得られたトナーの評価結果を表4に示す。
[Comparative Examples 1 to 8]
<Manufacturing examples of comparative toners 1 to 8>
With the combinations shown in Table 3, each toner particle was externally added to prepare comparative toners 1 to 8. As for the method of external addition, 100 parts of the toner particles were mixed with the external addition agent of the number of copies shown in Table 3 in SUPERMIXER PICCOLO SMP-2 (manufactured by Kawata Co., Ltd.) at 3000 rpm for 20 minutes. Then, it was sieved with a mesh having an opening of 150 μm to obtain comparative toners 1 to 8. Table 4 shows the evaluation results of the obtained toner.
表3中、ハイドロタルサイト粒子としては、DHT-4A(協和化学工業株式会社製:個数平均粒子径0.4μm、BET比表面積10m2/g)を、ヒュームドシリカ粒子としてRXY300(日本アエロジル社製)を用いた。 In Table 3, DHT-4A (manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd .: number average particle diameter 0.4 μm, BET specific surface area 10 m 2 / g) was used as the hydrotalcite particles, and RXY300 (Nippon Aerosil Co., Ltd.) was used as the fumed silica particles. Made) was used.
表4より明らかなように、本発明のトナーである「実施例1~37」は「比較例1~8」と比較して、感光ドラムへの傷つけを抑制し、かつ優れた現像特性(流動性、帯電性)を維持している。すなわち本発明によれば、長期耐久使用においても、感光ドラム等の周辺部材への傷つけを抑制し、優れた現像特性を維持するトナーを提供することができる。 As is clear from Table 4, "Examples 1 to 37", which are the toners of the present invention, suppress damage to the photosensitive drum and have excellent development characteristics (flow) as compared with "Comparative Examples 1 to 8". (Characteristics and chargeability) are maintained. That is, according to the present invention, it is possible to provide a toner that suppresses damage to peripheral members such as a photosensitive drum and maintains excellent development characteristics even in long-term durable use.
1:スクリュー部、2:第1ニーディング部、3:第2ニーディング部、4:第3ニーディング部、5:モーター 1: Screw part 2: 1st kneading part 3: 2nd kneading part 4: 3rd kneading part 5: Motor
Claims (13)
前記外添剤が、チタン酸ストロンチウム粒子を含有し、前記チタン酸ストロンチウム粒子は、一次粒子の個数平均粒径が、10nm以上60nm以下であり、
前記チタン酸ストロンチウム粒子は、ブラッグ角をθとしたとき、2θが10°以上90°以下の範囲で得られるCuKαのX線回折スペクトルにおいて、39.700°±0.150°と46.200°±0.150°との範囲にピークを有し、
前記39.700°±0.150°におけるピークの面積をSaとし、該46.200°±0.150°におけるピークの面積をSbとしたとき、Sb/Saが、1.80以上2.30以下であり、
前記トナーの最大荷重2.0×10-4Nの条件で測定したときのマルテンス硬度が、130MPa以上1100MPa以下であることを特徴とするトナー。 Toner containing toner particles and an external additive,
The external additive contains strontium titanate particles, and the strontium titanate particles have an average number of primary particles of 10 nm or more and 60 nm or less.
The strontium titanate particles are 39.700 ° ± 0.150 ° and 46.200 ° in the X-ray diffraction spectrum of CuKα obtained in the range where 2θ is 10 ° or more and 90 ° or less when the Bragg angle is θ. It has a peak in the range of ± 0.150 ° and has a peak.
When the area of the peak at 39.700 ° ± 0.150 ° is Sa and the area of the peak at 46.200 ° ± 0.150 ° is Sb, Sb / Sa is 1.80 or more and 2.30. Is below
A toner characterized by having a Martens hardness of 130 MPa or more and 1100 MPa or less when measured under the condition of a maximum load of 2.0 × 10 -4 N.
R-SiO3/2 式(1)
(Rは炭素数1以上6以下の炭化水素基を示す。) The toner according to claim 3 or 4, wherein the organosilicon polymer has a partial structure represented by the formula (1).
R-SiO 3/2 formula (1)
(R indicates a hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms and 6 or less carbon atoms.)
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