JP7394600B2 - Toner for electrophotography - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等において形成される潜像の現像に用いられる電子写真用トナーに関する。 The present invention relates to an electrophotographic toner used for developing latent images formed in, for example, electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, and the like.
画像の高画質化に対する要求に伴い、細線再現性の向上を課題とするトナーが検討されている。 With the demand for higher image quality, toners that aim to improve fine line reproducibility are being considered.
特許文献1には、少なくとも結着樹脂、着色剤、帯電制御剤及び軟化剤を含む着色樹脂粒子を含有する負帯電性トナーにおいて、前記帯電制御剤は、ビニル芳香族炭化水素と(メタ)アクリレートとスルホン酸基含有(メタ)アクリルアミドとを共重合して得られ、且つスルホン酸基含有(メタ)アクリルアミドの共重合割合が0.8~4.0質量%である共重合体であり、前記軟化剤が、モノエステル化合物及びポリグリセリンエステル化合物の少なくともいずれか一方であることを特徴とする負帯電性トナーが開示されている。 Patent Document 1 describes a negatively chargeable toner containing colored resin particles containing at least a binder resin, a colorant, a charge control agent, and a softening agent, in which the charge control agent comprises a vinyl aromatic hydrocarbon and a (meth)acrylate. and sulfonic acid group-containing (meth)acrylamide, and the copolymerization ratio of the sulfonic acid group-containing (meth)acrylamide is 0.8 to 4.0% by mass, A negatively chargeable toner is disclosed in which the softening agent is at least one of a monoester compound and a polyglycerol ester compound.
特許文献2には、結着樹脂、着色剤、及び荷電制御剤を含有する電子写真用トナーであって、前記結着樹脂が、アルコール成分と、脂肪族ジカルボン酸系化合物を60モル%以上含有するカルボン酸成分との重縮合物であるポリエステル樹脂Aを50質量%以上含有し、前記着色剤が、結着樹脂100質量部に対して、5質量部以上のC.I.Pigment Red 188を含有し、前記荷電制御剤がベンジル酸化合物の金属化合物を含有する、電子写真用トナーが開示されている。 Patent Document 2 discloses an electrophotographic toner containing a binder resin, a colorant, and a charge control agent, wherein the binder resin contains an alcohol component and an aliphatic dicarboxylic acid compound in an amount of 60 mol% or more. contains 50% by mass or more of polyester resin A, which is a polycondensate with a carboxylic acid component, and the colorant contains 5 parts by mass or more of C.I.Pigment Red 188 based on 100 parts by mass of the binder resin, An electrophotographic toner is disclosed in which the charge control agent contains a metal compound of benzylic acid compound.
非磁性一成分現像方式で細線再現性を向上させるためには、トナー粒子が現像機の撹拌によって、円滑に流動し、均一に帯電されることが重要である。無機微粒子はその物理特性及び電気特性から、トナー粒子に外添して使用されることが多いが、トナーに外添すると、現像機の撹拌によって遊離又は埋没することで効果を発揮できず、トナー粒子間で凝集が発生し、細線再現性を悪化させてしまうことがある。 In order to improve fine line reproducibility in a non-magnetic one-component development system, it is important that toner particles flow smoothly and be uniformly charged by stirring in a developing machine. Due to their physical and electrical properties, inorganic fine particles are often added externally to toner particles. However, when externally added to toner particles, they are not effective as they become loose or embedded during agitation in the developing machine, and the toner becomes Aggregation may occur between particles, which may deteriorate fine line reproducibility.
本発明は、画像の細線再現性に優れた電子写真用トナーに関する。 The present invention relates to an electrophotographic toner with excellent fine line reproducibility of images.
本発明は、結着樹脂及びメタ珪酸アルミン酸マグネシウムを含有する電子写真用トナー
に関する。
The present invention relates to an electrophotographic toner containing a binder resin and magnesium aluminometasilicate.
本発明の電子写真用トナーは、画像の細線再現性において優れた効果を奏するものである。 The electrophotographic toner of the present invention exhibits excellent effects in terms of fine line reproducibility of images.
本発明の電子写真用トナーは、結着樹脂とメタ珪酸アルミン酸マグネシウムを含有し、画像の細線再現性(以下、単に「細線再現性」ともいう)において優れた効果を奏するものである。
通常、無機粒子をトナー粒子に内添すると、無機粒子は容易にはトナー中に分散し難く、結果として、トナー粒子間で無機粒子の量に依存する帯電性能差が生じ、細線再現性を悪化させてしまう。
これに対し、本発明では、メタ珪酸アルミン酸マグネシウムが電気的に中性であるため、メタ珪酸アルミン酸マグネシウムを多く含む粒子が存在していても、帯電特性に悪影響を与えることなく、むしろ、トナー粒子間で巨大スペーサー粒子の如く作用し、トナー粒子間の凝集を防ぐことで、細線再現性を向上させることができる。
The electrophotographic toner of the present invention contains a binder resin and magnesium aluminate metasilicate, and exhibits an excellent effect in fine line reproducibility of images (hereinafter also simply referred to as "thin line reproducibility").
Normally, when inorganic particles are internally added to toner particles, the inorganic particles are difficult to disperse into the toner, and as a result, differences in charging performance depending on the amount of inorganic particles occur between toner particles, which deteriorates fine line reproducibility. I'll let you.
In contrast, in the present invention, since magnesium metasilicate aluminate is electrically neutral, even if particles containing a large amount of magnesium metasilicate aluminate are present, the charging characteristics are not adversely affected; By acting like giant spacer particles between toner particles and preventing aggregation between toner particles, fine line reproducibility can be improved.
メタ珪酸アルミン酸マグネシウムは、制酸作用や抗潰瘍作用を有し、胃腸薬製剤等の原料として使用されている。 Magnesium metasilicate aluminate has antacid and antiulcer effects and is used as a raw material for gastrointestinal drug preparations and the like.
メタ珪酸アルミン酸マグネシウムの個数平均粒径は、トナー中へ導入する観点から、好ましくは0.005μm以上、より好ましくは0.01μm以上であり、そして、好ましくは0.2μm以下、より好ましくは0.15μm以下、さらに好ましくは0.1μm以下である。 The number average particle diameter of magnesium aluminometasilicate is preferably 0.005 μm or more, more preferably 0.01 μm or more, and preferably 0.2 μm or less, more preferably 0.15 μm or less, from the viewpoint of introduction into the toner. More preferably, it is 0.1 μm or less.
メタ珪酸アルミン酸マグネシウムの含有量は、結着樹脂100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上であり、そして、好ましくは20質量部以下、より好ましくは13質量部以下、さらに好ましくは3質量部以下である。 The content of magnesium metasilicate aluminate is preferably 0.1 parts by mass or more, more preferably 0.5 parts by mass or more, and preferably 20 parts by mass or less, more preferably 13 parts by mass, based on 100 parts by mass of the binder resin. It is not more than 3 parts by mass, more preferably not more than 3 parts by mass.
結着樹脂としては、特に限定されず、ポリエステル樹脂、スチレン-アクリル樹脂等のビニル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリウレタン、これらの樹脂を2種以上含む複合樹脂等が挙げられるが、本発明では、ポリエステル樹脂を含むことが好ましい。 The binder resin is not particularly limited, and examples thereof include polyester resin, vinyl resin such as styrene-acrylic resin, epoxy resin, polycarbonate, polyurethane, and composite resin containing two or more of these resins. , preferably contains polyester resin.
本発明におけるポリエステル樹脂は、非晶質であっても結晶性であってもよく、また、結着樹脂は、複合樹脂の一部として、ポリエステル樹脂を含有していてもよい。
従って、本発明において好適な、ポリエステル樹脂を含む結着樹脂としては、非晶質ポリエステル樹脂、非晶質ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂、非晶質ポリエステル樹脂と結晶性複合樹脂、非晶質複合樹脂と結晶性ポリエステル樹脂、非晶質複合樹脂と結晶性複合樹脂等が挙げられるが、これらの中では、非晶質ポリエステル樹脂、非晶質ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂の組み合わせ、及び非晶質複合樹脂と結晶性ポリエステルの組み合わせが好ましく、非晶質ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂の組み合わせ及び非晶質複合樹脂と結晶性ポリエステル樹脂の組み合わせがより好ましい。
The polyester resin in the present invention may be amorphous or crystalline, and the binder resin may contain the polyester resin as a part of the composite resin.
Therefore, suitable binder resins containing polyester resins in the present invention include amorphous polyester resins, amorphous polyester resins and crystalline polyester resins, amorphous polyester resins and crystalline composite resins, and amorphous composite resins. Examples include resin and crystalline polyester resin, amorphous composite resin and crystalline composite resin, etc. Among these, amorphous polyester resin, a combination of amorphous polyester resin and crystalline polyester resin, and amorphous A combination of an amorphous composite resin and a crystalline polyester is preferred, and a combination of an amorphous polyester resin and a crystalline polyester resin and a combination of an amorphous composite resin and a crystalline polyester resin are more preferred.
なお、樹脂の結晶性は、軟化点と示差走査熱量計による吸熱の最大ピーク温度との比、即ち[軟化点/吸熱の最大ピーク温度]の値で定義される結晶性指数によって表わされる。結晶性樹脂は、結晶性指数が0.6以上、好ましくは0.7以上、より好ましくは0.9以上であり、そして、1.4以下、好ましくは1.2以下、より好ましくは1.1以下の樹脂である一方、非晶質樹脂は、結晶性指数が1.4を超える、好ましくは1.5を超える、より好ましくは1.6以上の樹脂であるか、または、0.6未満、好ましくは0.5以下の樹脂である。樹脂の結晶性は、原料モノマーの種類とその比率、及び製造条件(例えば、反応温度、反応時間、冷却速度)等により調整することができる。なお、吸熱の最大ピーク温度とは、観測される吸熱ピークのうち、ピーク面積が最大のピークの温度を指す。結晶性樹脂においては、吸熱の最大ピーク温度を融点とする。 The crystallinity of the resin is expressed by a crystallinity index defined by the ratio of the softening point to the maximum endothermic peak temperature measured by a differential scanning calorimeter, that is, the value of [softening point/maximum endothermic peak temperature]. The crystalline resin has a crystallinity index of 0.6 or more, preferably 0.7 or more, more preferably 0.9 or more, and 1.4 or less, preferably 1.2 or less, more preferably 1.1 or less, while amorphous resin is a resin with a crystallinity index of more than 1.4, preferably more than 1.5, more preferably 1.6 or more, or less than 0.6, preferably 0.5 or less. The crystallinity of the resin can be adjusted by the types and ratios of raw material monomers, manufacturing conditions (for example, reaction temperature, reaction time, cooling rate), and the like. Note that the maximum endothermic peak temperature refers to the temperature of the peak with the largest peak area among the observed endothermic peaks. For crystalline resins, the maximum peak temperature of endotherm is defined as the melting point.
非晶質ポリエステル樹脂は、アルコール成分とカルボン酸成分との重縮合物が好ましい。 The amorphous polyester resin is preferably a polycondensate of an alcohol component and a carboxylic acid component.
アルコール成分としては、例えば、脂肪族ジオール、好ましくは炭素数2以上20以下、より好ましくは炭素数2以上15以下の脂肪族ジオールや、式(I): Examples of the alcohol component include aliphatic diols, preferably carbon atoms of 2 to 20, more preferably carbon atoms of 2 to 15, and formula (I):
(式中、OR及びROはオキシアルキレン基であり、Rはエチレン基及び/又はプロピレン基であり、x及びyはアルキレンオキサイドの平均付加モル数を示し、それぞれ正の数であり、xとyの和の値は、1以上、好ましくは1.5以上であり、そして、16以下、好ましくは8以下、より好ましくは6以下、さらに好ましくは4以下である)
で表されるビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、グリセリン等が挙げられる。脂肪族ジオールとして、具体的には、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール等が挙げられる。
(In the formula, OR and RO are oxyalkylene groups, R is an ethylene group and/or a propylene group, x and y indicate the average number of added moles of alkylene oxide, and each is a positive number, x and y The sum value is 1 or more, preferably 1.5 or more, and 16 or less, preferably 8 or less, more preferably 6 or less, and even more preferably 4 or less)
Examples include alkylene oxide adducts of bisphenol A represented by the following, bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, and glycerin. Specific examples of the aliphatic diol include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, and 1,6-hexanediol.
アルコール成分としては、細線再現性の観点から、式(I)で表されるビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物が好ましい。式(I)で表されるビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物の含有量は、アルコール成分中、好ましくは50モル%以上、より好ましくは70モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上、さらに好ましくは95モル%以上、さらに好ましくは100モル%である。 As the alcohol component, from the viewpoint of fine line reproducibility, an alkylene oxide adduct of bisphenol A represented by formula (I) is preferable. The content of the alkylene oxide adduct of bisphenol A represented by formula (I) is preferably 50 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, even more preferably 90 mol% or more, even more preferably It is 95 mol% or more, more preferably 100 mol%.
カルボン酸成分において、2価のカルボン酸系化合物としては、例えば、炭素数3以上30以下、好ましくは炭素数3以上20以下、より好ましくは炭素数3以上10以下のジカルボン酸、それらの無水物、又はアルキル基の炭素数が1以上3以下のアルキルエステル等の誘導体等が挙げられる。ジカルボン酸の具体例としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸や、フマル酸、マレイン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、炭素数が1以上20以下の脂肪族炭化水素基で置換されたコハク酸等の脂肪族ジカルボン酸等が挙げられる。 In the carboxylic acid component, divalent carboxylic acid compounds include, for example, dicarboxylic acids having 3 to 30 carbon atoms, preferably 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 10 carbon atoms, and their anhydrides. , or derivatives such as alkyl esters in which the alkyl group has 1 to 3 carbon atoms. Specific examples of dicarboxylic acids include aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, and terephthalic acid; fumaric acid, maleic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, and sebacic acid; Examples include aliphatic dicarboxylic acids such as succinic acid substituted with an aliphatic hydrocarbon group.
カルボン酸成分は、細線再現性の観点から、芳香族ジカルボン酸系化合物を含むことが好ましい。芳香族ジカルボン酸系化合物の含有量は、カルボン酸成分中、好ましくは10モル%以上、より好ましくは25モル%以上、さらに好ましくは40モル%以上であり、そして、100モル%以下、好ましくは90モル%以下、より好ましくは80モル%以下である。 The carboxylic acid component preferably contains an aromatic dicarboxylic acid compound from the viewpoint of fine line reproducibility. The content of the aromatic dicarboxylic acid compound in the carboxylic acid component is preferably 10 mol% or more, more preferably 25 mol% or more, even more preferably 40 mol% or more, and 100 mol% or less, preferably It is 90 mol% or less, more preferably 80 mol% or less.
3価以上のカルボン酸系化合物としては、例えば、炭素数4以上20以下、好ましくは炭素数6以上20以下、より好ましくは炭素数7以上15以下、さらに好ましくは炭素数8以上12以下、さらに好ましくは炭素数9以上10以下の3価以上のカルボン酸、それらの無水物、又はアルキル基の炭素数が1以上3以下のアルキルエステル等の誘導体等が挙げられる。具体的には、1,2,4-ベンゼントリカルボン酸(トリメリット酸)、1,2,4,5-ベンゼンテトラカルボン酸(ピロメリット酸)、又はそれらの酸無水物等が挙げられる。 Examples of trivalent or higher carboxylic acid compounds include carbon atoms of 4 to 20, preferably 6 to 20 carbon atoms, more preferably 7 to 15 carbon atoms, even more preferably 8 to 12 carbon atoms, and Preferred examples include trivalent or higher carboxylic acids having 9 to 10 carbon atoms, their anhydrides, and derivatives such as alkyl esters in which the alkyl group has 1 to 3 carbon atoms. Specific examples include 1,2,4-benzenetricarboxylic acid (trimellitic acid), 1,2,4,5-benzenetetracarboxylic acid (pyromellitic acid), and acid anhydrides thereof.
3価以上のカルボン酸系化合物の含有量は、カルボン酸成分中、ポリエステル樹脂の分子量を調整する観点から、好ましくは3モル%以上、より好ましくは5モル%以上、さらに好ましくは8モル%以上であり、そして、好ましくは30モル%以下、より好ましくは25モル%以下、さらに好ましくは20モル%以下である。 From the viewpoint of adjusting the molecular weight of the polyester resin, the content of the trivalent or higher carboxylic acid compound is preferably 3 mol% or more, more preferably 5 mol% or more, and even more preferably 8 mol% or more in the carboxylic acid component. The content is preferably 30 mol% or less, more preferably 25 mol% or less, even more preferably 20 mol% or less.
なお、アルコール成分には1価のアルコールが、カルボン酸成分には1価のカルボン酸系化合物が、ポリエステル樹脂の分子量及び軟化点を調整する観点から、適宜含有されていてもよい。 Note that the alcohol component may contain a monovalent alcohol, and the carboxylic acid component may contain a monovalent carboxylic acid compound as appropriate from the viewpoint of adjusting the molecular weight and softening point of the polyester resin.
ポリエステル樹脂におけるカルボン酸成分とアルコール成分との当量比(COOH基/OH基)は、ポリエステル樹脂の軟化点を調整する観点から、好ましくは0.6以上、より好ましくは0.7以上、さらに好ましくは0.75以上であり、そして、好ましくは1.1以下、より好ましくは1.05以下である。 From the viewpoint of adjusting the softening point of the polyester resin, the equivalent ratio of the carboxylic acid component to the alcohol component (COOH group/OH group) in the polyester resin is preferably 0.6 or more, more preferably 0.7 or more, and even more preferably 0.75 or more. Yes, and preferably 1.1 or less, more preferably 1.05 or less.
非晶質ポリエステル樹脂は、例えば、アルコール成分とカルボン酸成分とを不活性ガス雰囲気中、好ましくはエステル化触媒の存在下、さらに必要に応じて、エステル化助触媒、重合禁止剤等の存在下、好ましくは130℃以上、より好ましくは170℃以上、そして、好ましくは250℃以下、より好ましくは240℃以下の温度で重縮合させて製造することができる。 The amorphous polyester resin is produced by, for example, combining an alcohol component and a carboxylic acid component in an inert gas atmosphere, preferably in the presence of an esterification catalyst, and if necessary, in the presence of an esterification co-catalyst, a polymerization inhibitor, etc. It can be produced by polycondensation at a temperature of preferably 130°C or higher, more preferably 170°C or higher, and preferably 250°C or lower, more preferably 240°C or lower.
なお、本発明において、ポリエステル樹脂は、実質的にその特性を損なわない程度に変性されたポリエステル樹脂であってもよい。変性されたポリエステル樹脂としては、例えば、特開平11-133668号公報、特開平10-239903号公報、特開平8-20636号公報等に記載の方法によりフェノール、ウレタン、エポキシ等によりグラフト化やブロック化したポリエステル樹脂が挙げられるが、変性されたポリエステル樹脂のなかでは、ポリエステル樹脂をポリイソシアネート化合物でウレタン伸長したウレタン変性ポリエステル樹脂が好ましい。 In the present invention, the polyester resin may be a polyester resin that has been modified to such an extent that its properties are not substantially impaired. Examples of modified polyester resins include grafting or blocking with phenol, urethane, epoxy, etc. by methods described in JP-A-11-133668, JP-A-10-239903, JP-A-8-20636, etc. Among the modified polyester resins, urethane-modified polyester resins obtained by urethane stretching a polyester resin with a polyisocyanate compound are preferred.
非晶質複合樹脂としては、前記非晶質ポリエステル樹脂とスチレン系樹脂とを有する複合樹脂が好ましい。 As the amorphous composite resin, a composite resin containing the amorphous polyester resin and a styrene resin is preferable.
スチレン系樹脂は、少なくとも、スチレン、又はα-メチルスチレン、ビニルトルエン等のスチレン誘導体(以下、スチレンとスチレン誘導体をまとめて「スチレン化合物」という)を含む原料モノマーの付加重合体である。 The styrenic resin is an addition polymer of a raw material monomer containing at least styrene or a styrene derivative such as α-methylstyrene or vinyltoluene (hereinafter, styrene and styrene derivatives are collectively referred to as "styrene compound").
スチレン化合物、好ましくはスチレンの含有量は、スチレン系樹脂の原料モノマー中、保存安定性を向上させる観点から、好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上であり、そして、好ましくは95質量%以下、より好ましくは93質量%以下、さらに好ましくは90質量%以下である。 The content of the styrene compound, preferably styrene, is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, even more preferably 80% by mass or more, from the viewpoint of improving storage stability in the raw material monomer of the styrenic resin. and is preferably 95% by mass or less, more preferably 93% by mass or less, even more preferably 90% by mass or less.
また、スチレン系樹脂は、原料モノマーとしてアルキル基の炭素数が7以上の(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含んでもよい。(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸(イソ)オクチル、(メタ)アクリル酸(イソ)デシル、(メタ)アクリル酸(イソ)ステアリル等が挙げられる。これらの1種又は2種以上を用いることが好ましい。なお、本明細書において、「(イソ)」は、この基が存在している場合とそうでない場合の双方を含むことを意味し、これらの基が存在していない場合には、ノルマルであることを示す。また、「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸、メタクリル酸、又はその両者を示す。 Further, the styrene resin may contain a (meth)acrylic acid alkyl ester in which the alkyl group has 7 or more carbon atoms as a raw material monomer. Examples of (meth)acrylic acid alkyl esters include 2-ethylhexyl (meth)acrylate, (iso)octyl (meth)acrylate, (iso)decyl (meth)acrylate, and (iso)stearyl (meth)acrylate. Can be mentioned. It is preferable to use one or more of these. In addition, in this specification, "(iso)" means both the case where this group is present and the case where it is not, and when these groups are not present, it is normal. Show that. Furthermore, "(meth)acrylic acid" refers to acrylic acid, methacrylic acid, or both.
炭素数が7以上の(メタ)アクリル酸アルキルエステルの含有量は、スチレン系樹脂の原料モノマー中、トナーの低温定着性を向上させる観点から、好ましくは5質量%以上、より好ましくは7質量%以上、さらに好ましくは10質量%以上であり、そして、好ましくは50質量%以下、より好ましくは30質量%以下、さらに好ましくは20質量%以下である。 The content of the (meth)acrylic acid alkyl ester having 7 or more carbon atoms is preferably 5% by mass or more, more preferably 7% by mass from the viewpoint of improving the low-temperature fixing properties of the toner in the raw material monomer of the styrene resin. The content is more preferably 10% by mass or more, and preferably 50% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, and still more preferably 20% by mass or less.
スチレン系樹脂の原料モノマーとしての(メタ)アクリル酸アルキルエステルにおけるアルキル基の炭素数は、トナーの低温定着性を向上させる観点から、好ましくは7以上、より好ましくは8以上であり、そして、保存安定性の観点から、好ましくは12以下、より好ましくは10以下である。なお、該アルキルエステルの炭素数は、エステルを構成するアルコール成分由来の炭素数をいう。 The number of carbon atoms in the alkyl group in the (meth)acrylic acid alkyl ester as a raw material monomer for the styrene resin is preferably 7 or more, more preferably 8 or more, from the viewpoint of improving the low-temperature fixing properties of the toner. From the viewpoint of stability, it is preferably 12 or less, more preferably 10 or less. Note that the number of carbon atoms in the alkyl ester refers to the number of carbon atoms derived from the alcohol component constituting the ester.
スチレン系樹脂の原料モノマーには、スチレン化合物及び(メタ)アクリル酸アルキルエステル以外の原料モノマー、例えば、エチレン、プロピレン等のエチレン性不飽和モノオレフィン類;ブタジエン等のジオレフィン類;塩化ビニル等のハロビニル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類;(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル等のエチレン性モノカルボン酸エステル;メチルビニルエーテル等のビニルエーテル類;ビニリデンクロリド等のビニリデンハロゲン化物;N-ビニルピロリドン等のN-ビニル化合物類等が含まれていてもよい。 Raw material monomers for styrenic resins include raw material monomers other than styrene compounds and (meth)acrylic acid alkyl esters, such as ethylenically unsaturated monoolefins such as ethylene and propylene; diolefins such as butadiene; and vinyl chloride. Halobinyls; vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate; ethylenic monocarboxylic acid esters such as dimethylaminoethyl (meth)acrylate; vinyl ethers such as methyl vinyl ether; vinylidene halides such as vinylidene chloride; N-vinyl N-vinyl compounds such as pyrrolidone may also be included.
スチレン系樹脂の原料モノマーの付加重合反応は、例えば、ジクミルパーオキサイド等の重合開始剤、重合禁止剤、架橋剤等の存在下、有機溶媒存在下又は無溶媒下で行うことができるが、温度条件としては、好ましくは110℃以上、より好ましくは140℃以上であり、そして、好ましくは200℃以下、より好ましくは170℃以下である。 The addition polymerization reaction of raw material monomers for styrenic resin can be carried out, for example, in the presence of a polymerization initiator such as dicumyl peroxide, a polymerization inhibitor, a crosslinking agent, etc., in the presence of an organic solvent, or in the absence of a solvent. The temperature conditions are preferably 110°C or higher, more preferably 140°C or higher, and preferably 200°C or lower, more preferably 170°C or lower.
付加重合反応の際に有機溶媒を使用する場合、キシレン、トルエン、メチルエチルケトン、アセトン等を用いることができる。有機溶媒の使用量は、スチレン系樹脂の原料モノマー100質量部に対して、10質量部以上50質量部以下が好ましい。 When using an organic solvent during the addition polymerization reaction, xylene, toluene, methyl ethyl ketone, acetone, etc. can be used. The amount of the organic solvent used is preferably 10 parts by mass or more and 50 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the raw material monomer of the styrene resin.
本発明において、複合樹脂は、粉砕性の観点から、非晶質ポリエステル樹脂の原料モノマー及びスチレン系樹脂の原料モノマーのいずれとも反応し得る、両反応性モノマーを介して非晶質ポリエステル樹脂とスチレン系樹脂が化学結合した樹脂が好ましい。 In the present invention, from the viewpoint of crushability, the composite resin is capable of reacting with the amorphous polyester resin and styrene via a bireactive monomer that can react with either the raw material monomer of the amorphous polyester resin or the raw material monomer of the styrene resin. A resin in which the system resin is chemically bonded is preferable.
両反応性モノマーは、分子内に、水酸基、カルボキシ基、エポキシ基、第1級アミノ基及び第2級アミノ基からなる群より選ばれた少なくとも1種の官能基、好ましくは水酸基及び/又はカルボキシ基、より好ましくはカルボキシ基と、エチレン性不飽和結合とを有する化合物が好ましく、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸及び無水マレイン酸からなる群より選ばれた少なくとも1種がより好ましく、重縮合反応及び付加重合反応の反応性の観点から、アクリル酸、メタクリル酸及びフマル酸からなる群より選ばれた少なくとも1種がさらに好ましい。但し、重合禁止剤と共に用いた場合は、フマル酸等のエチレン性不飽和結合を有する多価カルボン酸系化合物は、非晶質ポリエステル樹脂の原料モノマーとして機能する。この場合、フマル酸等は両反応性モノマーではなく、非晶質ポリエステル樹脂の原料モノマーである。 The bireactive monomer has at least one functional group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxy group, an epoxy group, a primary amino group, and a secondary amino group, preferably a hydroxyl group and/or a carboxy group, in the molecule. A compound having a group, more preferably a carboxyl group, and an ethylenically unsaturated bond is preferable, and at least one selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid, maleic acid and maleic anhydride is more preferable. From the viewpoint of reactivity in polycondensation reactions and addition polymerization reactions, at least one selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, and fumaric acid is more preferable. However, when used together with a polymerization inhibitor, a polyhydric carboxylic acid compound having an ethylenically unsaturated bond, such as fumaric acid, functions as a raw material monomer for an amorphous polyester resin. In this case, fumaric acid and the like are not bireactive monomers but are raw material monomers for the amorphous polyester resin.
また、両反応性モノマーは、アルキル基の炭素数が6以下であるアクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルから選ばれた1種又は2種以上の(メタ)アクリル酸エステルであってもよい。 Further, the bireactive monomer may be one or more (meth)acrylic esters selected from acrylic esters and methacrylic esters whose alkyl group has 6 or less carbon atoms.
(メタ)アクリル酸エステルは、エステル交換に対する反応性の観点から、(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましく、アルキル基の炭素数は、好ましくは2以上、より好ましくは3以上であり、そして、好ましくは6以下、より好ましくは4以下である。アルキル基は、水酸基等の置換基を有していてもよい。 The (meth)acrylic ester is preferably an alkyl (meth)acrylic ester from the viewpoint of reactivity to transesterification, and the number of carbon atoms in the alkyl group is preferably 2 or more, more preferably 3 or more, and preferably is 6 or less, more preferably 4 or less. The alkyl group may have a substituent such as a hydroxyl group.
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、具体的には、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸(イソ)プロピル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸(イソ又はターシャリー)ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル等が挙げられる。なお、「(イソ又はターシャリー)」は、これらの基が存在している場合とそうでない場合の双方を含むことを意味し、これらの基が存在していない場合には、ノルマルであることを示す。 Specifically, (meth)acrylic acid alkyl esters include ethyl (meth)acrylate, (iso)propyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, (meth)acrylic acid (iso or (tertiary) butyl, hexyl (meth)acrylate, and the like. In addition, "(iso or tertiary)" means both cases where these groups are present and cases where they are not, and when these groups are not present, it is normal. shows.
本発明において、アクリル酸エステルは、好ましくはアルキル基の炭素数が2以上6以下であるアクリル酸アルキルエステル、より好ましくはアクリル酸ブチルであり、メタクリル酸エステルは、好ましくはアルキル基の炭素数が2以上6以下であるメタクリル酸アルキルエステル、より好ましくはメタクリル酸ブチルである。 In the present invention, the acrylic ester is preferably an acrylic alkyl ester in which the number of carbon atoms in the alkyl group is 2 or more and 6 or less, more preferably butyl acrylate, and the methacrylic ester is preferably an acrylic ester in which the number of carbon atoms in the alkyl group is 2 or more and 6 or less. A methacrylic acid alkyl ester having a number of 2 or more and 6 or less, more preferably butyl methacrylate.
両反応性モノマーの使用量は、非晶質ポリエステル樹脂のアルコール成分の合計100モルに対して、スチレン系樹脂と非晶質ポリエステル樹脂との分散性を高め、トナーの耐久性を向上させる観点から、好ましくは1モル以上、より好ましくは2モル以上であり、そして、低温定着性の観点から、好ましくは30モル以下、より好ましくは20モル以下、さらに好ましくは10モル以下である。
また、両反応性モノマーの使用量は、スチレン系樹脂の原料モノマーの合計100質量部に対して、スチレン系樹脂と非晶質ポリエステル樹脂との分散性を高め、トナーの耐久性を向上させる観点から、好ましくは1質量部以上、より好ましくは2質量部以上であり、そして、低温定着性の観点から、好ましくは30質量部以下、より好ましくは20質量部以下、さらに好ましくは10質量部以下である。ここで、スチレン系樹脂の原料モノマーの合計には重合開始剤を含める。
The amount of bireactive monomer used is determined from the viewpoint of increasing the dispersibility of the styrene resin and the amorphous polyester resin and improving the durability of the toner, based on the total 100 moles of the alcohol component of the amorphous polyester resin. , preferably 1 mol or more, more preferably 2 mol or more, and from the viewpoint of low-temperature fixability, preferably 30 mol or less, more preferably 20 mol or less, still more preferably 10 mol or less.
In addition, the amount of the bireactive monomer used is determined from the viewpoint of increasing the dispersibility of the styrene resin and the amorphous polyester resin and improving the durability of the toner, based on the total of 100 parts by mass of the raw material monomer of the styrene resin. from the viewpoint of low-temperature fixability, preferably 30 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass or less, still more preferably 10 parts by mass or less. It is. Here, the total amount of raw material monomers for the styrene resin includes the polymerization initiator.
両反応性モノマーを用いて得られる複合樹脂は、具体的には、以下の方法により製造することが好ましい。両反応性モノマーは、トナーの耐久性を向上させる観点、トナーの低温定着性及び耐熱保存性を向上させる観点から、スチレン系樹脂の原料モノマーとともに付加重合反応に用いることが好ましい。 Specifically, the composite resin obtained using the bireactive monomer is preferably manufactured by the following method. The bireactive monomer is preferably used in the addition polymerization reaction together with the raw material monomer of the styrene resin from the viewpoint of improving the durability of the toner, the low-temperature fixing property, and the heat-resistant storage stability of the toner.
(i) 非晶質ポリエステル樹脂の原料モノマーによる重縮合反応の工程(A)の後に、スチレン系樹脂の原料モノマー及び両反応性モノマーによる付加重合反応の工程(B)を行う方法
この方法では、重縮合反応に適した反応温度条件下で工程(A)を行い、反応温度を低下させ、付加重合反応に適した温度条件下で工程(B)を行う。スチレン系樹脂の原料モノマー及び両反応性モノマーは、付加重合反応に適した温度で反応系内に添加することが好ましい。両反応性モノマーは付加重合反応すると共に非晶質ポリエステル樹脂とも反応する。
工程(B)の後に、再度反応温度を上昇させ、必要に応じて架橋剤となる3価以上の非晶質ポリエステル樹脂の原料モノマー等を反応系に添加し、工程(A)の重縮合反応や両反応性モノマーとの反応をさらに進めることができる。
(i) A method in which step (A) of polycondensation reaction using raw material monomers of amorphous polyester resin is followed by step (B) of addition polymerization reaction using raw material monomers of styrenic resin and bireactive monomers. In this method, Step (A) is performed under reaction temperature conditions suitable for polycondensation reaction, the reaction temperature is lowered, and step (B) is performed under temperature conditions suitable for addition polymerization reaction. It is preferable that the raw material monomer of the styrenic resin and the bireactive monomer are added to the reaction system at a temperature suitable for the addition polymerization reaction. The bireactive monomer undergoes an addition polymerization reaction and also reacts with the amorphous polyester resin.
After step (B), the reaction temperature is raised again, and if necessary, a raw material monomer of trivalent or higher amorphous polyester resin that will serve as a crosslinking agent is added to the reaction system, and the polycondensation reaction of step (A) is completed. It is possible to further proceed with the reaction with monomers or bireactive monomers.
(ii) スチレン系樹脂の原料モノマー及び両反応性モノマーによる付加重合反応の工程(B)の後に、非晶質ポリエステル樹脂の原料モノマーによる重縮合反応の工程(A)を行う方法
この方法では、付加重合反応に適した反応温度条件下で工程(B)を行い、反応温度を上昇させ、重縮合反応に適した温度条件下で、工程(A)の重縮合反応を行う。両反応性モノマーは付加重合反応と共に重縮合反応にも関与する。
非晶質ポリエステル樹脂の原料モノマーは、付加重合反応時に反応系内に存在してもよく、重縮合反応に適した温度条件下で反応系内に添加してもよい。前者の場合は、重縮合反応に適した温度でエステル化触媒を添加することで重縮合反応の進行を調節できる。
(ii) A method in which step (A) of a polycondensation reaction using a raw material monomer of an amorphous polyester resin is performed after step (B) of an addition polymerization reaction using a raw material monomer of a styrenic resin and a bireactive monomer. Step (B) is performed under reaction temperature conditions suitable for an addition polymerization reaction, the reaction temperature is raised, and the polycondensation reaction of step (A) is performed under temperature conditions suitable for a polycondensation reaction. Amphoreactive monomers participate in polycondensation reactions as well as addition polymerization reactions.
The raw material monomer for the amorphous polyester resin may be present in the reaction system during the addition polymerization reaction, or may be added to the reaction system under temperature conditions suitable for the polycondensation reaction. In the former case, the progress of the polycondensation reaction can be controlled by adding an esterification catalyst at a temperature suitable for the polycondensation reaction.
(iii) 非晶質ポリエステル樹脂の原料モノマーによる重縮合反応の工程(A)とスチレン系樹脂の原料モノマー及び両反応性モノマーによる付加重合反応の工程(B)とを、並行して進行する条件で反応を行う方法
この方法では、付加重合反応に適した反応温度条件下で工程(A)と工程(B)とを並行して行い、反応温度を上昇させ、重縮合反応に適した温度条件下で、必要に応じて架橋剤となる3価以上の非晶質ポリエステル樹脂の原料モノマーを重合系に添加し、工程(A)の重縮合反応をさらに行うことが好ましい。その際、重縮合反応に適した温度条件下では、ラジカル重合禁止剤を添加して重縮合反応だけを進めることもできる。両反応性モノマーは付加重合反応と共に重縮合反応にも関与する。
(iii) Conditions in which the step (A) of the polycondensation reaction using the raw material monomer of the amorphous polyester resin and the step (B) of the addition polymerization reaction using the raw material monomer of the styrene resin and the bireactive monomer proceed in parallel. In this method, step (A) and step (B) are carried out in parallel under reaction temperature conditions suitable for addition polymerization reaction, and the reaction temperature is raised to maintain temperature conditions suitable for polycondensation reaction. Below, it is preferable to further perform the polycondensation reaction of step (A) by adding to the polymerization system a raw material monomer of an amorphous polyester resin having a valence of 3 or more, which will serve as a crosslinking agent, if necessary. At this time, under temperature conditions suitable for the polycondensation reaction, a radical polymerization inhibitor may be added to allow only the polycondensation reaction to proceed. Amphoreactive monomers participate in polycondensation reactions as well as addition polymerization reactions.
上記(i)の方法においては、重縮合反応を行う工程(A)の代わりに、予め重合した非晶質ポリエステル樹脂を用いてもよい。上記(iii)の方法において、工程(A)と工程(B)を並行して進行する際には、非晶質ポリエステル樹脂の原料モノマーを含有した混合物中に、スチレン系樹脂の原料モノマーを含有した混合物を滴下して反応させることもできる。 In the method (i) above, a prepolymerized amorphous polyester resin may be used instead of the step (A) of performing a polycondensation reaction. In the method (iii) above, when proceeding in parallel with step (A) and step (B), the mixture containing the raw material monomer of the amorphous polyester resin contains the raw material monomer of the styrenic resin. The reaction can also be carried out by dropping the mixture.
上記(i)~(iii)の方法は、同一容器内で行うことが好ましい。 The above methods (i) to (iii) are preferably carried out in the same container.
複合樹脂におけるスチレン系樹脂と非晶質ポリエステル樹脂の質量比(スチレン系樹脂/非晶質ポリエステル樹脂)は、カブリの抑制及び耐久性の観点から、好ましくは3/97以上、より好ましくは7/93以上、さらに好ましくは10/90以上であり、そして、好ましくは45/55以下、より好ましくは40/60以下、さらに好ましくは35/65以下、さらに好ましくは30/70以下、さらに好ましくは25/75以下である。なお、上記の計算において、ポリエステル樹脂の質量は、用いられるポリエステル樹脂の原料モノマーと両反応性モノマーの合計量である。また、スチレン系樹脂の量は、スチレン系樹脂の原料モノマーと重合開始剤の合計量である。 The mass ratio of styrene resin and amorphous polyester resin in the composite resin (styrene resin/amorphous polyester resin) is preferably 3/97 or more, more preferably 7/97 from the viewpoint of fog suppression and durability. 93 or more, more preferably 10/90 or more, and preferably 45/55 or less, more preferably 40/60 or less, even more preferably 35/65 or less, even more preferably 30/70 or less, even more preferably 25 /75 or less. In addition, in the above calculation, the mass of the polyester resin is the total amount of the raw material monomer and bireactive monomer of the polyester resin used. Further, the amount of styrene resin is the total amount of the raw material monomer of the styrene resin and the polymerization initiator.
非晶質ポリエステル樹脂又は非晶質複合樹脂の軟化点は、耐久性の観点から、好ましくは80℃以上、より好ましくは90℃以上、さらに好ましくは100℃以上であり、そして、低温定着性の観点から、好ましくは160℃以下、より好ましくは155℃以下、さらに好ましくは150℃以下である。 From the viewpoint of durability, the softening point of the amorphous polyester resin or amorphous composite resin is preferably 80°C or higher, more preferably 90°C or higher, and still more preferably 100°C or higher, and From this point of view, the temperature is preferably 160°C or lower, more preferably 155°C or lower, even more preferably 150°C or lower.
非晶質ポリエステル樹脂又は非晶質複合樹脂のガラス転移温度は、耐久性の観点から、好ましくは40℃以上、より好ましくは45℃以上、さらに好ましくは50℃以上であり、そして、低温定着性の観点から、好ましくは75℃以下、より好ましくは70℃以下、さらに好ましくは65℃以下である。 From the viewpoint of durability, the glass transition temperature of the amorphous polyester resin or amorphous composite resin is preferably 40°C or higher, more preferably 45°C or higher, and even more preferably 50°C or higher, and low-temperature fixability From this viewpoint, the temperature is preferably 75°C or lower, more preferably 70°C or lower, and still more preferably 65°C or lower.
非晶質ポリエステル樹脂又は非晶質複合樹脂の酸価は、耐久性の観点から、好ましくは1mgKOH/g以上、より好ましくは2mgKOH/g以上、さらに好ましくは3mgKOH/g以上であり、そして、好ましくは40mgKOH/g以下、より好ましくは30mgKOH/g以下、さらに好ましくは20mgKOH/g以下、さらに好ましくは10mgKOH/g以下である。 From the viewpoint of durability, the acid value of the amorphous polyester resin or amorphous composite resin is preferably 1 mgKOH/g or more, more preferably 2 mgKOH/g or more, even more preferably 3 mgKOH/g or more, and preferably is 40 mgKOH/g or less, more preferably 30 mgKOH/g or less, even more preferably 20 mgKOH/g or less, even more preferably 10 mgKOH/g or less.
結晶性ポリエステル樹脂としては、脂肪族ジオールを含有するアルコール成分と、脂肪族ジカルボン酸系化合物を含有するカルボン酸成分との重縮合物が好ましい。 The crystalline polyester resin is preferably a polycondensate of an alcohol component containing an aliphatic diol and a carboxylic acid component containing an aliphatic dicarboxylic acid compound.
脂肪族ジオールとしては、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,14-テトラデカンジオール等が挙げられ、特に複合樹脂の結晶性を高め、低温定着性を向上させる観点から、α,ω-直鎖アルカンジオールが好ましく、1,10-デカンジオール及び1,12-ドデカンジオールから選ばれた1種又は2種がより好ましく、1,10-デカンジオールがさらに好ましい。 Examples of aliphatic diols include 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 1,12-dodecanediol, 1,14-tetradecanediol, etc. In particular, from the viewpoint of increasing the crystallinity of the composite resin and improving the low-temperature fixability, α,ω-linear alkanediol is preferable, and one selected from 1,10-decanediol and 1,12-dodecanediol. Or two types are more preferable, and 1,10-decanediol is even more preferable.
結晶性ポリエステル樹脂のアルコール成分に含まれる脂肪族ジオールの炭素数は、耐熱保存性の観点から、好ましくは4以上、より好ましくは9以上、さらに好ましくは10以上であり、そして、好ましくは14以下、より好ましくは12以下である。 The number of carbon atoms in the aliphatic diol contained in the alcohol component of the crystalline polyester resin is preferably 4 or more, more preferably 9 or more, still more preferably 10 or more, and preferably 14 or less, from the viewpoint of heat-resistant storage stability. , more preferably 12 or less.
脂肪族ジオールの含有量は、樹脂の結晶性を高め、低温定着性を向上させる観点から、アルコール成分中、好ましくは70モル%以上、より好ましくは90モル%以上、さらに好ましくは95モル%以上、さらに好ましくは実質的に100モル%、さらに好ましくは100モル%である。 The content of the aliphatic diol is preferably 70 mol% or more, more preferably 90 mol% or more, and even more preferably 95 mol% or more in the alcohol component, from the viewpoint of increasing the crystallinity of the resin and improving the low-temperature fixability. , more preferably substantially 100 mol%, still more preferably 100 mol%.
アルコール成分には、脂肪族ジオール以外の多価アルコールが含有されていてもよく、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物等の芳香族ジオール;グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトール、1,4-ソルビタン等の3価以上のアルコールが挙げられる。 The alcohol component may contain polyhydric alcohols other than aliphatic diols, such as aromatic diols such as alkylene oxide adducts of bisphenol A; glycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane, sorbitol, and 1,4-sorbitan. Examples include alcohols with a valence of 3 or more.
脂肪族ジカルボン酸系化合物としては、シュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、アジピン酸、炭素数が1以上30以下の脂肪族炭化水素基で置換されたコハク酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、テトラデカン二酸等が挙げられ、トナーの低温定着性を向上させる観点から、セバシン酸及びドデカン二酸から選ばれた1種又は2種が好ましく、セバシン酸がより好ましい。なお、ジカルボン酸系化合物とは、ジカルボン酸、その無水物及びその炭素数が1以上3以下のアルキルエステルを指すが、これらの中では、ジカルボン酸が好ましい。また、後述の脂肪族ジカルボン酸系化合物の炭素数とは、ジカルボン酸部分を含む炭素数であり、アルキルエステル部は含めない。 Examples of aliphatic dicarboxylic acid compounds include oxalic acid, malonic acid, maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, itaconic acid, glutaconic acid, succinic acid, adipic acid, and aliphatic hydrocarbon groups having 1 to 30 carbon atoms. Examples include substituted succinic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, and tetradecanedioic acid, and one or two types selected from sebacic acid and dodecanedioic acid from the viewpoint of improving the low-temperature fixing properties of the toner. is preferred, and sebacic acid is more preferred. Note that the dicarboxylic acid compound refers to dicarboxylic acid, its anhydride, and its alkyl ester having 1 or more and 3 or less carbon atoms, and among these, dicarboxylic acid is preferred. Further, the number of carbon atoms in the aliphatic dicarboxylic acid compound described below is the number of carbon atoms including the dicarboxylic acid moiety, and does not include the alkyl ester moiety.
カルボン酸成分に含まれる脂肪族ジカルボン酸系化合物の炭素数は、低温定着性の観点から、好ましくは4以上、より好ましくは9以上、さらに好ましくは10以上であり、そして、耐久性の観点から、好ましくは14以下、より好ましくは12以下であり、10が特に好ましい。 The number of carbon atoms in the aliphatic dicarboxylic acid compound contained in the carboxylic acid component is preferably 4 or more, more preferably 9 or more, and still more preferably 10 or more from the viewpoint of low-temperature fixability, and from the viewpoint of durability. , preferably 14 or less, more preferably 12 or less, and 10 is particularly preferred.
脂肪族ジカルボン酸系化合物の含有量は、樹脂の結晶性を高め、低温定着性を向上させる観点から、カルボン酸成分中、好ましくは70モル%以上、より好ましくは90モル%以上、さらに好ましくは95モル%以上、さらに好ましくは実質的に100モル%、さらに好ましくは100モル%である。 The content of the aliphatic dicarboxylic acid compound in the carboxylic acid component is preferably 70 mol% or more, more preferably 90 mol% or more, and even more preferably It is 95 mol% or more, more preferably substantially 100 mol%, even more preferably 100 mol%.
カルボン酸成分には、脂肪族ジカルボン酸系化合物以外の多価カルボン酸系化合物が含有されていてもよく、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸、トリメリット酸、2,5,7-ナフタレントリカルボン酸、ピロメリット酸等の3価以上の芳香族カルボン酸、及びこれらの酸無水物、炭素数が1以上3以下のアルキルエステル等が挙げられる。 The carboxylic acid component may contain polyhydric carboxylic acid compounds other than aliphatic dicarboxylic acid compounds, such as aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, and terephthalic acid, and alicyclic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid. Trivalent or higher aromatic carboxylic acids such as dicarboxylic acid, trimellitic acid, 2,5,7-naphthalenetricarboxylic acid, pyromellitic acid, acid anhydrides thereof, alkyl esters having 1 or more and 3 or less carbon atoms, etc. can be mentioned.
なお、アルコール成分には1価のアルコールが、カルボン酸成分には1価のカルボン酸系化合物が、ポリエステル樹脂の分子量及び軟化点を調整する観点から、適宜含有されていてもよい。 Note that the alcohol component may contain a monovalent alcohol, and the carboxylic acid component may contain a monovalent carboxylic acid compound as appropriate from the viewpoint of adjusting the molecular weight and softening point of the polyester resin.
結晶性ポリエステル樹脂におけるカルボン酸成分とアルコール成分との当量比(COOH基/OH基)は、複合樹脂の軟化点を調整する観点から、好ましくは0.7以上、より好ましくは0.85以上であり、そして、好ましくは1.1以下、より好ましくは1.05以下である。 The equivalent ratio of the carboxylic acid component to the alcohol component (COOH group/OH group) in the crystalline polyester resin is preferably 0.7 or more, more preferably 0.85 or more, from the viewpoint of adjusting the softening point of the composite resin, and It is preferably 1.1 or less, more preferably 1.05 or less.
結晶性ポリエステル樹脂の原料モノマーの重縮合反応は、不活性ガス雰囲気中にて、必要に応じて、エステル化触媒、重合禁止剤等の存在下、好ましくは130℃以上230℃以下の温度で行うことができる。 The polycondensation reaction of raw material monomers for crystalline polyester resin is carried out in an inert gas atmosphere, if necessary, in the presence of an esterification catalyst, a polymerization inhibitor, etc., preferably at a temperature of 130°C or higher and 230°C or lower. be able to.
結晶性複合樹脂としては、前記結晶性ポリエステル樹脂とスチレン系樹脂とを有する複合樹脂が好ましい。 As the crystalline composite resin, a composite resin containing the crystalline polyester resin and a styrene resin is preferable.
スチレン系樹脂の原料モノマーについては、非晶質複合樹脂と同様の原料モノマーが挙げられる。 The raw material monomers for the styrene resin include the same raw material monomers as those for the amorphous composite resin.
両反応性モノマーや結晶性複合樹脂の製造方法についても、非晶質複合樹脂と同様である。 The method for producing the bireactive monomer and the crystalline composite resin is also the same as that for the amorphous composite resin.
結晶性ポリエステル樹脂又は結晶性複合樹脂の軟化点は、耐久性の観点から、好ましくは70℃以上、より好ましくは80℃以上、さらに好ましくは85℃以上であり、そして、低温定着性の観点から、好ましくは120℃以下、より好ましくは110℃以下、さらに好ましくは100℃以下である。 The softening point of the crystalline polyester resin or crystalline composite resin is preferably 70°C or higher, more preferably 80°C or higher, and even more preferably 85°C or higher from the viewpoint of durability, and from the viewpoint of low-temperature fixability. , preferably 120°C or lower, more preferably 110°C or lower, even more preferably 100°C or lower.
結晶性ポリエステル樹脂又は結晶性複合樹脂の融点は、低温定着性の観点から、好ましくは115℃、より好ましくは110℃以下、さらに好ましくは105℃以下、さらに好ましくは100℃以下、さらに好ましくは95℃以下であり、耐久性の観点から、好ましくは70℃以上、より好ましくは75℃以上である。 The melting point of the crystalline polyester resin or crystalline composite resin is preferably 115°C, more preferably 110°C or lower, even more preferably 105°C or lower, even more preferably 100°C or lower, and even more preferably 95°C, from the viewpoint of low-temperature fixability. ℃ or lower, and from the viewpoint of durability, preferably 70℃ or higher, more preferably 75℃ or higher.
結晶性樹脂を含む場合の、非晶質樹脂と結晶性樹脂の質量比(非晶質樹脂/結晶性樹脂)は、耐久性の観点から、好ましくは70/30以上、より好ましくは75/25以上、さらに好ましくは80/20以上であり、そして、低温定着性の観点から、好ましくは97/3以下、より好ましくは95/5以下である。 When containing a crystalline resin, the mass ratio of the amorphous resin to the crystalline resin (amorphous resin/crystalline resin) is preferably 70/30 or more, more preferably 75/25 from the viewpoint of durability. Above, it is more preferably 80/20 or more, and from the viewpoint of low-temperature fixability, it is preferably 97/3 or less, more preferably 95/5 or less.
結着樹脂の含有量は、トナー中、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上であり、そして、好ましくは100質量%未満、より好ましくは98質量%以下、さらに好ましくは95質量%以下である。 The content of the binder resin in the toner is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, still more preferably 70% by mass or more, even more preferably 80% by mass or more, and preferably 100% by mass or more. %, more preferably 98% by mass or less, even more preferably 95% by mass or less.
本発明のトナーには、結着樹脂及びメタ珪酸アルミン酸マグネシウム以外に、着色剤、離型剤、荷電制御剤、磁性粉、流動性向上剤、導電性調整剤、繊維状物質等の補強充填剤、酸化防止剤、クリーニング性向上剤等の添加剤が用いられていてもよい。 In addition to the binder resin and magnesium aluminate metasilicate, the toner of the present invention includes reinforcing fillers such as a colorant, a release agent, a charge control agent, a magnetic powder, a fluidity improver, a conductivity modifier, and a fibrous material. Additives such as agents, antioxidants, and cleaning performance improvers may also be used.
着色剤としては、トナー用着色剤として用いられている染料、顔料、磁性体等を使用することができる。例えば、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、パーマネントブラウンFG、ブリリアントファーストスカーレット、ピグメントレッド122、ピグメントグリーンB、ローダミン-Bベース、ソルベントレッド49、ソルベントレッド146、ソルベントブルー35、キナクリドン、カーミン6B、イソインドリン、ジスアゾエロー等が挙げられる。なお、本発明において、トナーは、黒トナー、カラートナーのいずれであってもよい。 As the colorant, dyes, pigments, magnetic substances, etc. that are used as colorants for toners can be used. For example, carbon black, phthalocyanine blue, permanent brown FG, brilliant first scarlet, pigment red 122, pigment green B, rhodamine-B base, solvent red 49, solvent red 146, solvent blue 35, quinacridone, carmine 6B, isoindoline, disazo yellow. etc. Note that in the present invention, the toner may be either a black toner or a color toner.
着色剤の含有量は、トナーの画像濃度及び低温定着性を向上させる観点から、結着樹脂100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは2質量部以上であり、そして、好ましくは40質量部以下、より好ましくは10質量部以下である。 The content of the colorant is preferably 1 part by mass or more, more preferably 2 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of the binder resin, from the viewpoint of improving the image density and low-temperature fixability of the toner. Preferably it is 40 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or less.
離型剤としては、ポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンポリエチレン共重合体ワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス、サゾールワックス等の炭化水素系ワックス及びそれらの酸化物;カルナウバワックス、モンタンワックス及びそれらの脱酸ワックス、脂肪酸エステルワックス等のエステル系ワックス;脂肪酸アミド類、脂肪酸類、高級アルコール類、脂肪酸金属塩等が挙げられ、これらは単独で又は2種以上を用いることができる。 As mold release agents, hydrocarbon waxes such as polypropylene wax, polyethylene wax, polypropylene polyethylene copolymer wax, microcrystalline wax, paraffin wax, Fischer-Tropsch wax, Sasol wax, and their oxides; carnauba wax, montan Waxes and their deoxidized waxes, ester waxes such as fatty acid ester waxes; fatty acid amides, fatty acids, higher alcohols, fatty acid metal salts, etc., can be mentioned, and these can be used alone or in combination of two or more.
離型剤の融点は、トナーの転写性の観点から、好ましくは60℃以上、より好ましくは70℃以上であり、そして、低温定着性の観点から、好ましくは160℃以下、より好ましくは150℃以下である。 The melting point of the release agent is preferably 60°C or higher, more preferably 70°C or higher, from the viewpoint of toner transferability, and preferably 160°C or lower, more preferably 150°C from the viewpoint of low-temperature fixability. It is as follows.
離型剤の含有量は、トナーの低温定着性と耐オフセット性の観点及び結着樹脂中への分散性の観点から、結着樹脂100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上、さらに好ましくは1.5質量部以上であり、そして、好ましくは10質量部以下、より好ましくは8質量部以下、さらに好ましくは7質量部以下である。 The content of the release agent is preferably 0.5 parts by mass or more, and more preferably 0.5 parts by mass or more based on 100 parts by mass of the binder resin, from the viewpoints of low-temperature fixability and offset resistance of the toner and dispersibility in the binder resin. The amount is preferably 1 part by weight or more, more preferably 1.5 parts by weight or more, and preferably 10 parts by weight or less, more preferably 8 parts by weight or less, and even more preferably 7 parts by weight or less.
荷電制御剤は、特に限定されず、正帯電性荷電制御剤及び負帯電性荷電制御剤のいずれを含有していてもよい。 The charge control agent is not particularly limited, and may contain either a positively chargeable charge control agent or a negatively chargeable charge control agent.
正帯電性荷電制御剤としては、ニグロシン染料、例えば「ニグロシンベースEX」、「オイルブラックBS」、「オイルブラックSO」、「ボントロンN-01」、「ボントロンN-04」、「ボントロンN-07」、「ボントロンN-09」、「ボントロンN-11」(以上、オリヱント化学工業(株)製)等;3級アミンを側鎖として含有するトリフェニルメタン系染料、4級アンモニウム塩化合物、例えば「ボントロンP-51」(オリヱント化学工業(株)製)、セチルトリメチルアンモニウムブロミド、「COPY CHARGE PX VP435」(クラリアント社製)等;ポリアミン樹脂、例えば「AFP-B」(オリヱント化学工業(株)製)等;イミダゾール誘導体、例えば「PLZ-2001」、「PLZ-8001」(以上、四国化成工業(株)製)等;スチレン-アクリル系樹脂、例えば「FCA-701PT」(藤倉化成(株)製)等が挙げられる。 Examples of positively chargeable charge control agents include nigrosine dyes, such as "Nigrosine Base EX", "Oil Black BS", "Oil Black SO", "Bontron N-01", "Bontron N-04", and "Bontron N-07". ", "Bontron N-09", "Bontron N-11" (manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.), etc.; triphenylmethane dyes containing tertiary amine as a side chain, quaternary ammonium salt compounds, e.g. "Bontron P-51" (manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.), cetyltrimethylammonium bromide, "COPY CHARGE PX VP435" (manufactured by Clariant), etc.; Polyamine resins, such as "AFP-B" (manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.) Imidazole derivatives, such as "PLZ-2001", "PLZ-8001" (manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.), etc.; Styrene-acrylic resins, such as "FCA-701PT" (manufactured by Fujikura Kasei Co., Ltd.) ), etc.
また、負帯電性荷電制御剤としては、含金属アゾ染料、例えば「バリファーストブラック3804」、「ボントロンS-31」、「ボントロンS-32」、「ボントロンS-34」、「ボントロンS-36」(以上、オリヱント化学工業(株)製)、「アイゼンスピロンブラックTRH」、「T-77」(保土谷化学工業(株)製)等;ベンジル酸化合物の金属化合物、例えば、「LR-147」、「LR-297」(以上、日本カーリット(株)製)等;サリチル酸化合物の金属化合物、例えば、「ボントロンE-81」、「ボントロンE-84」、「ボントロンE-88」、「ボントロンE-304」(以上、オリエント化学工業(株)製)、「TN-105」(保土谷化学工業(株)製)等;銅フタロシアニン染料;4級アンモニウム塩、例えば「COPY CHARGE NX VP434」(クラリアント社製)、ニトロイミダゾール誘導体等;有機金属化合物等が挙げられる。 In addition, as the negatively chargeable charge control agent, metal-containing azo dyes such as "Varifast Black 3804", "Bontron S-31", "Bontron S-32", "Bontron S-34", "Bontron S-36" are used. ” (manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.), “Eizenspiron Black TRH”, “T-77” (manufactured by Hodogaya Chemical Industry Co., Ltd.), etc.; metal compounds of benzylic acid compounds, such as “LR- 147", "LR-297" (manufactured by Nippon Carlit Co., Ltd.); metal compounds of salicylic acid compounds, such as "Bontron E-81", "Bontron E-84", "Bontron E-88", " "Bontron E-304" (manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.), "TN-105" (manufactured by Hodogaya Chemical Industry Co., Ltd.), etc.; Copper phthalocyanine dye; Quaternary ammonium salt, such as "COPY CHARGE NX VP434" (manufactured by Clariant), nitroimidazole derivatives, and organometallic compounds.
荷電制御剤の含有量は、トナーの帯電安定性の観点から、結着樹脂100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.2質量部以上であり、そして、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下、さらに好ましくは3質量部以下、さらに好ましくは2質量部以下である。 From the viewpoint of charging stability of the toner, the content of the charge control agent is preferably 0.01 parts by mass or more, more preferably 0.2 parts by mass or more, and preferably 10 parts by mass, based on 100 parts by mass of the binder resin. parts by weight or less, more preferably 5 parts by weight or less, still more preferably 3 parts by weight or less, still more preferably 2 parts by weight or less.
本発明のトナーは、溶融混練法、乳化転相法、重合法等の公知のいずれの方法により得られたトナーであってもよいが、生産性や着色剤の分散性の観点から、溶融混練法による粉砕トナーが好ましい。溶融混練法による粉砕トナーの場合、例えば、結着樹脂及びメタ珪酸アルミン酸マグネシウム、さらに必要に応じて、着色剤、離型剤、荷電制御剤等の原料をヘンシェルミキサー等の混合機で均一に混合した後、密閉式ニーダー、1軸もしくは2軸の押出機、オープンロール型混練機等で溶融混練し、冷却、粉砕、分級して製造することができる。 The toner of the present invention may be a toner obtained by any known method such as a melt-kneading method, an emulsion phase inversion method, or a polymerization method. Preference is given to pulverized toners. In the case of pulverized toner produced by the melt-kneading method, for example, raw materials such as a binder resin, magnesium metasilicate aluminate, and if necessary, a colorant, a release agent, a charge control agent, etc. are uniformly mixed with a mixer such as a Henschel mixer. After mixing, the mixture can be produced by melt-kneading in a closed kneader, single-screw or twin-screw extruder, open-roll kneader, etc., followed by cooling, pulverization, and classification.
本発明のトナーには、転写性を向上させるために、外添剤を用いることが好ましい。外添剤としては、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、酸化亜鉛等の無機微粒子や、メラミン系樹脂微粒子、ポリテトラフルオロエチレン樹脂微粒子等の樹脂粒子等の有機微粒子が挙げられ、2種以上が併用されていてもよい。これらの中では、シリカが好ましく、トナーの転写性の観点から、疎水化処理された疎水性シリカであることがより好ましい。 It is preferable to use an external additive in the toner of the present invention in order to improve transferability. Examples of external additives include inorganic particles such as silica, alumina, titania, zirconia, tin oxide, and zinc oxide, and organic particles such as resin particles such as melamine resin particles and polytetrafluoroethylene resin particles. The above may be used in combination. Among these, silica is preferred, and from the viewpoint of toner transferability, hydrophobic silica that has been subjected to hydrophobic treatment is more preferred.
シリカ粒子の表面を疎水化するための疎水化処理剤としては、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)、ジメチルジクロロシラン(DMDS)、シリコーンオイル、オクチルトリエトキシシラン(OTES)、メチルトリエトキシシラン等が挙げられる。 Hydrophobizing agents for making the surface of silica particles hydrophobic include hexamethyldisilazane (HMDS), dimethyldichlorosilane (DMDS), silicone oil, octyltriethoxysilane (OTES), methyltriethoxysilane, etc. It will be done.
外添剤の平均粒子径は、トナーの帯電性や流動性、転写性の観点から、好ましくは10nm以上、より好ましくは15nm以上であり、そして、好ましくは250nm以下、より好ましくは200nm以下、さらに好ましくは150nm以下、さらに好ましくは90nm以下である。 The average particle diameter of the external additive is preferably 10 nm or more, more preferably 15 nm or more, and preferably 250 nm or less, more preferably 200 nm or less, and Preferably it is 150 nm or less, more preferably 90 nm or less.
外添剤の含有量は、トナーの帯電性や流動性、転写性の観点から、外添剤で処理する前のトナー100質量部に対して、好ましくは0.05質量部以上、より好ましくは0.1質量部以上、さらに好ましくは0.3質量部以上であり、そして、好ましくは5質量部以下、より好ましくは3質量部以下である。 The content of the external additive is preferably 0.05 part by mass or more, more preferably 0.1 part by mass, based on 100 parts by mass of the toner before being treated with the external additive, from the viewpoint of toner chargeability, fluidity, and transferability. parts or more, more preferably 0.3 parts by mass or more, and preferably 5 parts by mass or less, more preferably 3 parts by mass or less.
本発明のトナーの体積中位粒径(D50)は、好ましくは3μm以上、より好ましくは4μm以上であり、そして、好ましくは15μm以下、より好ましくは10μm以下である。なお、本明細書において、体積中位粒径(D50)とは、体積分率で計算した累積体積頻度が粒径の小さい方から計算して50%になる粒径を意味する。また、トナーを外添剤で処理している場合には、外添剤で処理する前のトナー粒子の体積中位粒径をトナーの体積中位粒径とする。 The volume median particle diameter (D 50 ) of the toner of the present invention is preferably 3 μm or more, more preferably 4 μm or more, and preferably 15 μm or less, more preferably 10 μm or less. In this specification, the volume median particle size (D 50 ) means a particle size at which the cumulative volume frequency calculated from the volume fraction is 50% from the smallest particle size. Further, when the toner is treated with an external additive, the volume median particle diameter of the toner particles before being treated with the external additive is defined as the volume median particle diameter of the toner.
本発明のトナーは、一成分現像用トナーとして、又はキャリアと混合して二成分現像剤として用いることができるが、非磁性一成分現像用トナーとして用いることにより、細線再現性の効果をより顕著に発揮することができる。 The toner of the present invention can be used as a toner for one-component development or as a two-component developer by mixing with a carrier, but by using it as a toner for non-magnetic one-component development, the effect of fine line reproducibility is more pronounced. can be demonstrated.
以下に、実施例により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よってなんら限定されるものではない。樹脂等の物性は、以下の方法により測定した。 EXAMPLES The present invention will be specifically explained below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples in any way. The physical properties of the resin etc. were measured by the following method.
〔樹脂の軟化点〕
フローテスター「CFT-500D」((株)島津製作所製)を用い、1gの試料を昇温速度6℃/minで加熱しながら、プランジャーにより1.96MPaの荷重を与え、直径1mm、長さ1mmのノズルから押出する。温度に対し、フローテスターのプランジャー降下量をプロットし、試料の半量が流出した温度を軟化点とする。
[Softening point of resin]
Using a flow tester "CFT-500D" (manufactured by Shimadzu Corporation), 1 g of sample was heated at a heating rate of 6°C/min while applying a load of 1.96 MPa with a plunger, and the sample was 1 mm in diameter and 1 mm in length. extrude from the nozzle. Plot the fall of the plunger of the flow tester against the temperature, and take the temperature at which half of the sample flows out as the softening point.
〔樹脂の吸熱の最大ピーク温度〕
示差走査熱量計「Q-100」(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン(株)製)を用いて、試料0.01~0.02gをアルミパンに計量し、室温(25℃)から降温速度10℃/minで0℃まで冷却し、0℃にて1分間維持する。その後、昇温速度10℃/minで測定する。観測される吸熱ピークのうち、ピーク面積が最大のピークの温度を吸熱の最大ピーク温度とする。
[Maximum peak temperature of endothermic resin]
Using a differential scanning calorimeter "Q-100" (manufactured by TA Instruments Japan Co., Ltd.), 0.01 to 0.02 g of the sample was weighed into an aluminum pan, and the temperature was lowered from room temperature (25°C) at a rate of 10°C. Cool to 0°C at /min and maintain at 0°C for 1 minute. Then, measure at a heating rate of 10°C/min. Among the observed endothermic peaks, the temperature of the peak with the largest peak area is defined as the maximum endothermic peak temperature.
〔樹脂のガラス転移温度〕
示差走査熱量計「Q-100」(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン(株)製)を用いて、試料0.01~0.02gをアルミパンに計量し、200℃まで昇温し、その温度から降温速度10℃/minで0℃まで冷却する。次に試料を昇温速度10℃/minで昇温し測定する。吸熱の最大ピーク温度以下のベースラインの延長線とピークの立ち上がり部分からピークの頂点までの最大傾斜を示す接線との交点の温度をガラス転移温度とする。
[Glass transition temperature of resin]
Using a differential scanning calorimeter "Q-100" (manufactured by TA Instruments Japan Co., Ltd.), 0.01 to 0.02 g of the sample was weighed into an aluminum pan, heated to 200°C, and from that temperature Cool down to 0℃ at a cooling rate of 10℃/min. Next, the sample is heated at a heating rate of 10°C/min and measured. The temperature at the intersection of the extension line of the baseline below the maximum endothermic peak temperature and the tangent line showing the maximum slope from the rising part of the peak to the apex of the peak is defined as the glass transition temperature.
〔樹脂の酸価〕
JIS K 0070:1992の方法に基づき測定する。ただし、測定溶媒のみJIS K 0070の規定のエタノールとエーテルの混合溶媒から、アセトンとトルエンの混合溶媒(アセトン:トルエン=1:1(容量比))に変更する。
[Acid value of resin]
Measured based on the method of JIS K 0070:1992. However, the measurement solvent should be changed from the JIS K 0070 specified mixed solvent of ethanol and ether to a mixed solvent of acetone and toluene (acetone:toluene = 1:1 (volume ratio)).
〔メタ珪酸アルミン酸マグネシウムの個数平均粒径〕
走査型電子顕微鏡(SEM)写真から100個の粒子の粒径(長径と短径の平均値)を測定し、それらの平均値を個数平均粒径とする。
[Number average particle size of magnesium metasilicate aluminate]
Measure the particle diameter (average value of major axis and minor axis) of 100 particles from a scanning electron microscope (SEM) photograph, and use the average value as the number average particle diameter.
〔離型剤の融点〕
示差走査熱量計(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン(株)製、DSC Q20)を用いて昇温速度10℃/minで200℃まで昇温し、その温度から降温速度5℃/minで-10℃まで冷却したサンプルを昇温速度10℃/minで180℃まで昇温し、そこで得られた融解吸熱カーブから観察される吸熱の最大ピーク温度を離型剤の融点とする。
[Melting point of mold release agent]
Using a differential scanning calorimeter (manufactured by T.A. Instruments Japan Co., Ltd., DSC Q20), the temperature was raised to 200°C at a heating rate of 10°C/min, and then from that temperature at a cooling rate of 5°C/min. The sample cooled to -10°C is heated to 180°C at a heating rate of 10°C/min, and the maximum peak temperature of the endotherm observed from the melting endothermic curve obtained there is taken as the melting point of the mold release agent.
〔外添剤の個数平均粒径〕
走査型電子顕微鏡(SEM)写真から500個の粒子の粒径(長径と短径の平均値)を測定し、それらの平均値を個数平均粒径とする。
[Number average particle size of external additive]
Measure the particle diameter (average value of major axis and minor axis) of 500 particles from a scanning electron microscope (SEM) photograph, and use the average value as the number average particle diameter.
〔トナーの体積中位粒径〕
測定機:コールターマルチサイザーII(ベックマン・コールター(株)製)
アパチャー径:100μm
解析ソフト:コールターマルチサイザーアキュコンプ バージョン 1.19(ベックマン・コールター(株)製)
電解液:アイソトンII(ベックマン・コールター(株)製)
分散液:電解液にエマルゲン109P(花王(株)製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、HLB(グリフィン):13.6)を溶解して5質量%に調整したもの
分散条件:前記分散液5mLに測定試料10mgを添加し、超音波分散機(機械名:(株)エスエヌディー製US-1、出力:80W)にて1分間分散させ、その後、前記電解液25mLを添加し、さらに、超音波分散機にて1分間分散させて、試料分散液を調製する。
測定条件:前記電解液100mLに、3万個の粒子の粒径を20秒間で測定できる濃度となるように、前記試料分散液を加え、3万個の粒子を測定し、その粒度分布から体積中位粒径(D50)を求める。
[Toner volume median particle size]
Measuring device: Coulter Multisizer II (manufactured by Beckman Coulter, Inc.)
Aperture diameter: 100μm
Analysis software: Coulter Multisizer AccuComp version 1.19 (manufactured by Beckman Coulter, Inc.)
Electrolyte: Isoton II (manufactured by Beckman Coulter, Inc.)
Dispersion liquid: Emulgen 109P (manufactured by Kao Corporation, polyoxyethylene lauryl ether, HLB (Griffin): 13.6) was dissolved in an electrolytic solution and adjusted to 5% by mass Dispersion conditions: 10 mg of measurement sample in 5 mL of the above dispersion liquid was added and dispersed for 1 minute using an ultrasonic dispersion machine (machine name: US-1 manufactured by SND Co., Ltd., output: 80W), then 25mL of the electrolyte was added, and further dispersed using an ultrasonic dispersion machine. Disperse for 1 minute to prepare a sample dispersion.
Measurement conditions: Add the sample dispersion to 100 mL of the electrolyte to a concentration that allows the particle size of 30,000 particles to be measured in 20 seconds, measure 30,000 particles, and calculate the volume from the particle size distribution. Determine the median particle size (D 50 ).
非晶質樹脂の製造例1
表1に示す無水トリメリット酸以外の原料モノマー及びエステル化触媒を、窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対を装備した10L容の四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下、200℃に昇温して6時間反応させた。さらに210℃に昇温した後、無水トリメリット酸を添加し、常圧(101.3kPa)にて1時間反応させ、さらに40kPaにて所望の軟化点に達するまで反応させて、非晶質ポリエステル樹脂(樹脂A1)を得た。得られた樹脂の物性を表1に示す。
Manufacturing example 1 of amorphous resin
The raw material monomers other than trimellitic anhydride shown in Table 1 and the esterification catalyst were placed in a 10L four-necked flask equipped with a nitrogen introduction tube, dehydration tube, stirrer, and thermocouple, and heated to 200℃ under a nitrogen atmosphere. The temperature was raised and the reaction was carried out for 6 hours. After further raising the temperature to 210°C, trimellitic anhydride was added and reacted for 1 hour at normal pressure (101.3 kPa), and further reacted at 40 kPa until the desired softening point was reached, resulting in an amorphous polyester resin. (Resin A1) was obtained. Table 1 shows the physical properties of the obtained resin.
非晶質樹脂の製造例2
表1に示すトリメリット酸以外の非晶質ポリエステル樹脂の原料モノマー及びエステル化触媒を窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対を装備した10L容の四つ口フラスコに入れ、230℃にて12時間反応を行った後、8.3kPaにて1時間反応させた。
その後、160℃に降温し、スチレン系樹脂の原料モノマー、両反応性モノマー及び重合開始剤を滴下ロートにより1時間かけて滴下した。160℃に保持したまま1時間付加重合反応を熟成させた後、210℃に昇温し、8.3kPaにて1時間スチレン系樹脂の原料モノマーの除去を行った。
さらに、210℃にて、無水トリメリット酸を添加し、所望の軟化点に達するまで反応させて、非晶質複合樹脂(樹脂A2)を得た。得られた樹脂の物性を表1に示す。
Manufacturing example 2 of amorphous resin
The raw material monomers for amorphous polyester resin other than trimellitic acid shown in Table 1 and the esterification catalyst were placed in a 10 L four-necked flask equipped with a nitrogen inlet tube, dehydration tube, stirrer and thermocouple, and heated to 230°C. After the reaction was carried out for 12 hours at 8.3 kPa, the reaction was carried out for 1 hour.
Thereafter, the temperature was lowered to 160° C., and a raw material monomer for a styrenic resin, a bireactive monomer, and a polymerization initiator were added dropwise through a dropping funnel over a period of 1 hour. After aging the addition polymerization reaction for 1 hour while maintaining the temperature at 160°C, the temperature was raised to 210°C and the raw material monomer of the styrenic resin was removed at 8.3 kPa for 1 hour.
Furthermore, trimellitic anhydride was added at 210° C., and the reaction was allowed to occur until a desired softening point was reached, thereby obtaining an amorphous composite resin (resin A2). Table 1 shows the physical properties of the obtained resin.
結晶性樹脂の製造例1
表2に示す原料モノマー及びエステル化触媒を窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対を装備した10リットル容の四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下、130℃から200℃まで10時間かけて昇温を行い、200℃で8kPaにて1時間反応させて、結晶性ポリエステル樹脂(樹脂C1、C2)を得た。得られた樹脂の物性を表2に示す。
Production example 1 of crystalline resin
The raw material monomers and esterification catalyst shown in Table 2 were placed in a 10 liter four-necked flask equipped with a nitrogen inlet tube, dehydration tube, stirrer and thermocouple, and heated from 130℃ to 200℃ for 10 hours under a nitrogen atmosphere. The temperature was raised at 200° C. and the reaction was carried out at 8 kPa for 1 hour to obtain crystalline polyester resins (resins C1 and C2). Table 2 shows the physical properties of the obtained resin.
実施例1~9及び比較例1、2
表4に示す結着樹脂及び無機粒子と、荷電制御剤「ボントロンE-304」(オリヱント化学工業(株)製)0.5質量部、着色剤「ECB-301」(大日精化工業(株)製、フタロシアニンブルー(C.I.ピグメントブルー15:3))4.0質量部、及び離型剤「WEP-9」(日油(株)製、エステルワックス、融点:72℃)2.5質量部を、ヘンシェルミキサーを用いて1分間混合後、以下に示す条件で溶融混練した。
Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 and 2
The binder resin and inorganic particles shown in Table 4, the charge control agent "Bontron E-304" (manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.) 0.5 part by mass, and the colorant "ECB-301" (manufactured by Dainichiseika Chemical Industry Co., Ltd.) , 4.0 parts by mass of phthalocyanine blue (C.I. pigment blue 15:3), and 2.5 parts by mass of mold release agent "WEP-9" (manufactured by NOF Corporation, ester wax, melting point: 72°C), Henschel. After mixing for 1 minute using a mixer, the mixture was melt-kneaded under the conditions shown below.
同方向回転二軸押出機PCM-30((株)池貝製、軸の直径 2.9cm、軸の断面積 7.06cm2)を使用した。運転条件は、バレル設定温度 100℃、軸回転数 200r/min(軸の回転の周速 0.30m/sec)、混合物供給速度 10kg/h(軸の単位断面積あたりの混合物供給量 1.42kg/h・cm2)であった。 A co-rotating twin-screw extruder PCM-30 (manufactured by Ikegai Co., Ltd., shaft diameter 2.9 cm, shaft cross-sectional area 7.06 cm 2 ) was used. The operating conditions are: barrel temperature set at 100℃, shaft rotation speed at 200 r/min (circumferential speed of shaft rotation at 0.30 m/sec), and mixture supply rate at 10 kg/h (mixture supply amount per unit cross-sectional area of the shaft at 1.42 kg/h).・cm 2 ).
得られた樹脂混練物を冷却し、粉砕機「ロートプレックス」(ホソカワミクロン(株)製)により粗粉砕し、目開きが2mmのふるいを用いて体積粒径が2mm以下の粗粉砕物を得た。得られた粗粉砕物を、DS2型気流分級機(衝突板式、日本ニューマチック工業(株)製)を用いて体積中位粒径が7.0μmになるように粉砕圧を調整して微粉砕を行った。得られた微粉砕物を、DSX2型気流分級機(日本ニューマチック工業(株)製)を用いて体積中位粒径が7.5μmになるように静圧(内部圧力)を調整して分級を行い、トナー粒子を得た。 The obtained resin kneaded product was cooled and coarsely pulverized using a pulverizer "Rotoplex" (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.), and a coarsely pulverized product with a volume particle size of 2 mm or less was obtained using a sieve with an opening of 2 mm. . The obtained coarsely pulverized material was finely pulverized using a DS2 type air classifier (collision plate type, manufactured by Nippon Pneumatic Industries Co., Ltd.) by adjusting the pulverizing pressure so that the volume median particle size was 7.0 μm. went. The obtained finely ground material was classified using a DSX2 type air classifier (manufactured by Nippon Pneumatic Industries Co., Ltd.) by adjusting the static pressure (internal pressure) so that the volume median particle size was 7.5 μm. to obtain toner particles.
得られたトナー粒子100質量部と、外添剤として、疎水性シリカ「R972」(日本アエロジル(株)製、疎水化処理剤:DMDS、個数平均粒径:16nm)0.5質量部、疎水性シリカ「RY-50」(日本アエロジル(株)製、疎水化処理剤:シリコーンオイル、個数平均粒径:40nm)1.0質量部をヘンシェルミキサー(日本コークス工業(株)製)にて2100r/min(周速度29m/sec)で3分間混合して、トナーを得た。 100 parts by mass of the obtained toner particles, 0.5 parts by mass of hydrophobic silica "R972" (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., hydrophobic treatment agent: DMDS, number average particle diameter: 16 nm) as external additives, and hydrophobic silica 1.0 parts by mass of "RY-50" (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., hydrophobizing agent: silicone oil, number average particle size: 40 nm) was added to the Henschel mixer (manufactured by Nippon Coke Industry Co., Ltd.) at 2100 r/min. A toner was obtained by mixing for 3 minutes at a speed of 29 m/sec).
実施例及び比較例で使用した無機粒子の詳細を表3に示す。 Table 3 shows details of the inorganic particles used in Examples and Comparative Examples.
試験例〔細線再現性〕
非磁性一成分現像装置「COREFIDO C530dn」(沖データ(株)製)にトナーを実装し、40℃、湿度85%の環境下で、5日間保管した。保管後に25℃、湿度50%の環境下で、2dot/3space/横線パターンを1枚印字し、2dotラインの再現性を目視で確認して、以下の評価基準に従って、細線再現性を評価した。結果を表4に示す。
〔評価基準〕
A:2dotライン(1本/cm)の途切れが8個以下である。
B:2dotライン(1本/cm)に9~16個の途切れが存在する。
C:2dotライン(1本/cm)に17~24個の途切れが存在する。
D:2dotライン(1本/cm)に25個以上の途切れが存在する。
Test example [fine line reproducibility]
The toner was mounted on a non-magnetic single-component developing device "COREFIDO C530dn" (manufactured by Oki Data Co., Ltd.) and stored for 5 days at 40°C and 85% humidity. After storage, a 2dot/3space/horizontal line pattern was printed on one sheet in an environment of 25°C and 50% humidity, and the reproducibility of the 2dot line was visually confirmed, and the fine line reproducibility was evaluated according to the following evaluation criteria. The results are shown in Table 4.
〔Evaluation criteria〕
A: There are 8 or less breaks in the 2 dot line (1 line/cm).
B: There are 9 to 16 breaks in the 2 dot line (1 line/cm).
C: There are 17 to 24 breaks in the 2 dot line (1 line/cm).
D: There are 25 or more breaks in the 2 dot line (1 line/cm).
以上の結果より、無機粒子を使用していない比較例1及び無機粒子としてアルミナを使用した比較例2と対比して、実施例1~9のトナーは、細線再現性に優れていることが分かる。 From the above results, it can be seen that the toners of Examples 1 to 9 have excellent fine line reproducibility compared to Comparative Example 1, which did not use inorganic particles, and Comparative Example 2, which used alumina as inorganic particles. .
本発明の電子写真用トナーは、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等において形成される潜像の現像等に好適に用いられるものである。 The electrophotographic toner of the present invention is suitably used for developing latent images formed in electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, and the like.
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