JP7713362B2 - Method for producing toner for developing electrostatic images - Google Patents
Method for producing toner for developing electrostatic imagesInfo
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Description
本発明は、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に用いられる静電荷像現像用トナーの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a toner for developing electrostatic images, which is used to develop latent images formed in electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, etc.
近年、プリンターやコピー機の高速化、小型化、及び高画質化に伴い、これらの要望に応えられるトナーが必要となってきている。 In recent years, as printers and copiers have become faster, more compact, and have higher image quality, there is a growing need for toner that can meet these demands.
従来、任意のトナーを設計するために、トナーの製造法方法に関して様々な検討がなされてきた。例えば、特許文献1では、樹脂及び添加剤からなる組成物を溶融混練し、冷却、固化、粉砕し、分級してトナーを製造する方法において、押し出し流れ性を有するバレル長さLの混練押し出し機の入口側から0.3L以内の位置に設けられた少なくとも1個所の原料供給口から樹脂中の添加剤濃度(以下前半部添加剤濃度という)が10~50重量%の混合原料を連続的に供給し、入口側から0.3L~0.9Lの位置に設けられた1~5個所の原料供給口から樹脂単独もしくは樹脂中の添加剤濃度が20重量%以下でかつ上記前半部添加剤濃度より低い濃度の原料を連続的に供給し、かつ0.3L以内の位置の原料供給口に供給する原料と0.3L~0.9Lの位置の原料供給口に供給する原料との供給流量の比を10:1~1:5(重量比)にすると共に、混練押し出し機出口から混練物を連続的に取り出すことを特徴とするトナーの連続製造方法によって、樹脂中への添加剤の分散性が優れ、しかも樹脂の分子切断の少ない、品質の優れたトナーを得ることができると記載されている。 In the past, various studies have been conducted on the manufacturing method of toner in order to design any toner. For example, in Patent Document 1, a method of manufacturing toner by melting and kneading a composition consisting of resin and additives, cooling, solidifying, pulverizing, and classifying the composition, in which a mixed raw material having an additive concentration in the resin (hereinafter referred to as the additive concentration in the first half) of 10 to 50% by weight is continuously supplied from at least one raw material supply port provided within 0.3 L from the inlet side of a kneading extruder having a barrel length L and having extrusion flow properties, and the resin alone or the additive concentration in the resin is continuously supplied from one to five raw material supply ports provided 0.3 L to 0.9 L from the inlet side. The document states that a continuous toner production method characterized by continuously supplying raw material with a concentration of 20% by weight or less and lower than the additive concentration in the first half, setting the ratio of the flow rate of the raw material supplied to the raw material supply port within 0.3L to the raw material supplied to the raw material supply port between 0.3L and 0.9L to 10:1 to 1:5 (weight ratio), and continuously removing the kneaded material from the kneading extruder outlet, makes it possible to obtain a high-quality toner with excellent dispersion of additives in the resin and with little molecular cleavage of the resin.
また、特許文献2には、少なくとも樹脂及び着色剤を配合、混合した後、混練し、次いで粉砕、分級してトナーを得る静電荷像現像用トナーの製造方法において、トナー微粉を混練工程の途中に供給することを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法によって、多量のトナー微粉でも生産性よく製造工程にリサイクルすることができ、微粉リサイクルしたトナーの性能劣化が少なく、定着性能が良好で、連続使用時でも画像・画質特性が安定した、耐久性能の優れたトナーが得られると記載されている。 Patent Document 2 also describes a method for producing toner for developing electrostatic images, which involves compounding and mixing at least a resin and a colorant, kneading the mixture, and then pulverizing and classifying the mixture to obtain a toner. The method is characterized in that fine toner powder is supplied during the kneading process, and it describes how even a large amount of fine toner powder can be recycled into the production process with good productivity, and how the recycled fine powder toner has little performance degradation, good fixing performance, stable image and image quality characteristics even during continuous use, and excellent durability.
しかしながら、特許文献1、2に記載のトナーでは、低温定着性及び耐久性が未だ十分とは言えず、改善の余地がある。 However, the toners described in Patent Documents 1 and 2 still do not have sufficient low-temperature fixability and durability, and there is room for improvement.
本発明は、低温定着性及び耐久性に優れた静電荷像現像用トナーの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a toner for developing electrostatic images that has excellent low-temperature fixing properties and durability.
本発明は、非晶質樹脂、結晶性ポリエステル系樹脂、及び離型剤を含有する原料の混合物を二軸押出機により溶融混練する工程を含む静電荷像現像用トナーの製造方法であって、前記二軸押出機のバレルの長さをLとするときに、バレルの入り口側端部から0.3L未満の位置f1と0.3L以上0.9L以下の位置f2にそれぞれ1箇所以上の原料供給口を備え、該f1の原料供給口F1から非晶質樹脂を含む原料を供給し、該f2の原料供給口F2から結晶性ポリエステル系樹脂及び離型剤を含む原料を供給する、静電荷像現像用トナーの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a toner for developing electrostatic images, which includes a step of melt-kneading a mixture of raw materials containing an amorphous resin, a crystalline polyester resin, and a release agent using a twin-screw extruder, and which has one or more raw material supply ports at a position f1 less than 0.3 L from the inlet end of the barrel and at a position f2 between 0.3 L and 0.9 L, where L denotes the length of the barrel of the twin-screw extruder, and which supplies a raw material containing an amorphous resin from the raw material supply port F1 at f1, and supplies a raw material containing a crystalline polyester resin and a release agent from the raw material supply port F2 at f2.
本発明の方法により、低温定着性及び耐久性に優れた静電荷像現像用トナーが得られる。 The method of the present invention allows for the production of a toner for developing electrostatic images that has excellent low-temperature fixing properties and durability.
本発明は、非晶質樹脂、結晶性ポリエステル系樹脂、及び離型剤を含有する原料の混合物を二軸押出機により溶融混練する工程を含む静電荷像現像用トナーの製造方法であり、原料の混合物を二軸押出機により溶融混練する際に、非晶質樹脂と結晶性ポリエステル系樹脂及び離型剤とを、それぞれ所定の位置から二軸押出機に供給することにより、低温定着性及び耐久性に優れた静電荷像現像用トナー(以下、単にトナーともいう)が得られることを見出し、完成されたものである。 The present invention is a method for producing a toner for developing electrostatic images, which includes a step of melt-kneading a mixture of raw materials containing an amorphous resin, a crystalline polyester resin, and a release agent using a twin-screw extruder. It has been discovered and completed that a toner for developing electrostatic images (hereinafter simply referred to as toner) with excellent low-temperature fixing properties and durability can be obtained by supplying the amorphous resin, the crystalline polyester resin, and the release agent to the twin-screw extruder from respective predetermined positions during melt-kneading of the mixture of raw materials using the twin-screw extruder.
本発明の効果が奏される理由の詳細は不明なるも、以下のメカニズムによるものと推察される。
結晶性ポリエステル系樹脂は低温定着性に優れるものの、生産性・汎用性に優れる二軸押出機を用いて溶融混練すると、トナーの主成分である非晶質の結着樹脂から分離し、離型剤とともに粗大ドメインを形成しやすく、添加量を増やしていくと、高温高湿環境下での耐久性が低下しやすいという課題がある。
例えば、特許文献1では、混練押し出し機の溶融混練工程において、顔料等の分散対象物を長時間混練することで、分散状態を良好にし、適度な分散径を保つため、また、樹脂の分子切断を避けるために短時間の混練とするべく、原料供給口を分割することが知られている。しかしながら、結晶性ポリエステル系樹脂の分散においては、その限りではないことが本発明者らの検討により、明らかとなった。二軸押出機の溶融混練工程においては、原料混合物がバレルと摩擦されることで加熱され溶融混練が進む。しかし、離型剤に加えて結晶性ポリエステル系樹脂を添加すると、離型剤と結晶性ポリエステル系樹脂がバレル内で非晶質の結着樹脂に先んじて溶融し低粘度化するため、主成分である非晶質の結着樹脂が溶融するために必要なバレルとの摩擦が不足してしまう。その結果、主成分であり、分散媒となる非晶質の結着樹脂の溶融が不十分なままの状態で結晶性ポリエステル系樹脂及び離型剤を分散させる必要があり、設計した以上に高濃度で結晶性ポリエステル系樹脂及び離型剤を分散させようとしている状態となる。その結果、十分な混練強度が付与されず、結晶性ポリエステル系樹脂及び離型剤の粗大ドメインが形成されてしまう。
これに対し、本発明では、二軸押出機のバレルの入り口側端部に近い原料供給口F1から非晶質樹脂を含む原料を供給し、原料供給口F1よりもバレルの入り口側端部から離れた原料供給口F2から結晶性ポリエステル系樹脂及び離型剤を含む原料を供給し、溶融混練することで、非晶質の結着樹脂とバレルとの摩擦を十分に確保することができる。これにより、分散媒となる非晶質の結着樹脂を十分に溶融させることができ、結晶性ポリエステル系樹脂及び離型剤の良好な分散状態を作り上げ、低温定着性と高温高湿環境下での耐久性を両立できるトナーを得ることができる。
Although the details of why the present invention exhibits its effects are unclear, it is presumed that the effects are due to the following mechanism.
Although crystalline polyester resins have excellent low-temperature fixing properties, when they are melt-kneaded using a twin-screw extruder, which has excellent productivity and versatility, they tend to separate from the amorphous binder resin, which is the main component of the toner, and form coarse domains together with the release agent. As the amount added increases, there is an issue that durability in high-temperature and high-humidity environments tends to decrease.
For example, in Patent Document 1, it is known that in the melt-kneading process of a kneading extruder, the material to be dispersed, such as a pigment, is kneaded for a long time to improve the dispersion state, maintain a suitable dispersion diameter, and knead for a short time to avoid molecular cutting of the resin, so that the raw material supply port is divided. However, the present inventors have found that this is not the case in the dispersion of crystalline polyester resin. In the melt-kneading process of a twin-screw extruder, the raw material mixture is heated by friction with the barrel, and melt kneading proceeds. However, when a crystalline polyester resin is added in addition to a release agent, the release agent and the crystalline polyester resin melt in the barrel before the amorphous binder resin and become low in viscosity, so that the friction with the barrel required for the amorphous binder resin, which is the main component, to melt is insufficient. As a result, it is necessary to disperse the crystalline polyester resin and the release agent in a state where the amorphous binder resin, which is the main component and the dispersion medium, is not sufficiently melted, and the crystalline polyester resin and the release agent are dispersed at a higher concentration than designed. As a result, sufficient kneading strength is not imparted, and coarse domains of the crystalline polyester resin and the release agent are formed.
In contrast, in the present invention, a raw material containing an amorphous resin is supplied from a raw material supply port F1 close to the inlet end of the barrel of a twin-screw extruder, and a raw material containing a crystalline polyester resin and a release agent is supplied from a raw material supply port F2 farther from the inlet end of the barrel than the raw material supply port F1, and melt-kneaded, thereby ensuring sufficient friction between the amorphous binder resin and the barrel. This makes it possible to sufficiently melt the amorphous binder resin that serves as a dispersion medium, create a good dispersion state of the crystalline polyester resin and the release agent, and obtain a toner that can achieve both low-temperature fixability and durability under high-temperature and high-humidity environments.
非晶質樹脂としては、非晶質のポリエステル系樹脂、スチレン系樹脂等のビニル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、これらの樹脂を2種以上有する複合樹脂等が挙げられる。これらの中では、低温定着性の観点から、ポリエステル系樹脂が好ましい。ポリエステル系樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリエステル樹脂とスチレン系樹脂を有する複合樹脂等が挙げられる。 Examples of amorphous resins include amorphous polyester resins, vinyl resins such as styrene resins, epoxy resins, polycarbonate resins, polyurethane resins, and composite resins having two or more of these resins. Among these, polyester resins are preferred from the viewpoint of low-temperature fixability. Examples of polyester resins include polyester resins and composite resins having polyester resins and styrene resins.
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、吸熱ピークが観測されないか、観測される場合は、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 a resin is represented by a crystallinity index defined as the ratio of the softening point to the maximum endothermic peak temperature measured by a differential scanning calorimeter, i.e., the value of [softening point/maximum endothermic peak temperature]. A crystalline resin is a resin having 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.
On the other hand, an amorphous resin is a resin in which no endothermic peak is observed, or if an endothermic peak is observed, the crystallinity index is greater than 1.4, preferably greater 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 type and ratio of the raw material monomers, and the production conditions (e.g., reaction temperature, reaction time, cooling rate), etc. The maximum endothermic peak temperature refers to the temperature of the peak with the largest peak area among the observed endothermic peaks. In the case of a crystalline resin, the maximum endothermic peak temperature is the melting point.
非晶質ポリエステル樹脂としては、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物を含む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。 As the amorphous polyester resin, a polycondensation product of an alcohol component and a carboxylic acid component, including an alkylene oxide adduct of bisphenol A, is preferred.
ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物としては、式(I): The alkylene oxide adduct of bisphenol A is represented by the 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)
で表される化合物が好ましい。
(In the formula, OR and RO are oxyalkylene groups, R is an ethylene group and/or a propylene group, x and y are the average number of moles of alkylene oxide added, each of which is a positive number, and the sum of x and y 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.)
Preferred is a compound represented by the following formula:
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、低温定着性の観点から、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80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。 From the viewpoint of low-temperature fixability, the content of the alkylene oxide adduct of bisphenol A in the alcohol component is preferably 70 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, even more preferably 90 mol% or more, even more preferably 95 mol% or more, and even more preferably 100 mol%.
他のアルコール成分としては、脂肪族ジオール、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ソルビトール、ペンタエリスリトール、グリセリン、トリメチロールプロパン等の3価以上のアルコール等が挙げられる。 Other alcohol components include aliphatic diols, bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, sorbitol, pentaerythritol, glycerin, trimethylolpropane, and other trihydric or higher alcohols.
カルボン酸成分としては、脂肪族ジカルボン酸系化合物、芳香族ジカルボン酸系化合物、3価以上のカルボン酸系化合物等が挙げられる。 Carboxylic acid components include aliphatic dicarboxylic acid compounds, aromatic dicarboxylic acid compounds, trivalent or higher carboxylic acid compounds, etc.
脂肪族ジカルボン酸系化合物としては、フマル酸、マレイン酸、コハク酸、炭化水素基で置換されたコハク酸誘導体、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、これらの酸の無水物、これらの酸の炭素数が1以上3以下のアルキルエステル等が挙げられる。 Aliphatic dicarboxylic acid compounds include fumaric acid, maleic acid, succinic acid, succinic acid derivatives substituted with hydrocarbon groups, glutaric acid, adipic acid, sebacic acid, anhydrides of these acids, and alkyl esters of these acids having 1 to 3 carbon atoms.
芳香族ジカルボン酸系化合物としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、これらの酸の無水物、これらの酸の炭素数が1以上3以下のアルキルエステル等が挙げられる。 Examples of aromatic dicarboxylic acid compounds include phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, anhydrides of these acids, and alkyl esters of these acids having 1 to 3 carbon atoms.
3価以上のカルボン酸系化合物としては、トリメリット酸、ピロメリット酸、これらの酸の無水物、これらの酸の炭素数が1以上3以下のアルキルエステル等が挙げられる。 Examples of trivalent or higher carboxylic acid compounds include trimellitic acid, pyromellitic acid, anhydrides of these acids, and alkyl esters of these acids having 1 to 3 carbon atoms.
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、適宜含有されていてもよい。 In addition, the alcohol component may contain a monohydric alcohol, and the carboxylic acid component may contain a monovalent carboxylic acid compound, as appropriate.
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1.2以下、より好ましくは1.16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) is preferably 0.6 or more, more preferably 0.7 or more, even more preferably 0.75 or more, and is preferably 1.2 or less, more preferably 1.16 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160℃以上、より好ましくは200℃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 can be produced, for example, by polycondensing 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 promoter, a polymerization inhibitor, etc., at a temperature of preferably 160°C or higher, more preferably 200°C or higher, and preferably 250°C or lower, more preferably 240°C or lower.
エステル化触媒としては、酸化ジブチル錫、2-エチルヘキサン酸錫(II)等の錫化合物、チタンジイソプロピレートビストリエタノールアミネート等のチタン化合物等が挙げられる。エステル化触媒の使用量は、アルコール成分とカルボン酸成分の総量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0.1質量部以上であり、そして、好ましくは1.5質量部以下、より好ましくは1質量部以下である。エステル化助触媒としては、没食子酸等が挙げられる。エステル化助触媒の使用量は、アルコール成分とカルボン酸成分の総量100質量部に対して、好ましくは0.001質量部以上、より好ましくは0.01質量部以上であり、そして、好ましくは0.5質量部以下、より好ましくは0.1質量部以下である。重合禁止剤としては、t-ブチルカテコール等が挙げられる。重合禁止剤の使用量は、アルコール成分とカルボン酸成分の総量100質量部に対して、好ましくは0.001質量部以上、より好ましくは0.01質量部以上であり、そして、好ましくは0.5質量部以下、より好ましくは0.1質量部以下である。 Examples of the esterification catalyst include tin compounds such as dibutyltin oxide and tin(II) 2-ethylhexanoate, and titanium compounds such as titanium diisopropylate bistriethanolamine. The amount of the esterification catalyst used is preferably 0.01 parts by mass or more, more preferably 0.1 parts by mass or more, and preferably 1.5 parts by mass or less, and more preferably 1 part by mass or less, relative to 100 parts by mass of the total amount of the alcohol component and the carboxylic acid component. Examples of the esterification promoter include gallic acid. The amount of the esterification promoter used is preferably 0.001 parts by mass or more, more preferably 0.01 parts by mass or more, and preferably 0.5 parts by mass or less, and more preferably 0.1 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the total amount of the alcohol component and the carboxylic acid component. Examples of the polymerization inhibitor include t-butylcatechol. The amount of the polymerization inhibitor used is preferably 0.001 parts by mass or more, more preferably 0.01 parts by mass or more, and preferably 0.5 parts by mass or less, more preferably 0.1 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the total amount of the alcohol component and the carboxylic acid component.
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 modified to such an extent that its properties are not substantially impaired. Examples of modified polyester resins include polyester resins grafted or blocked with phenol, urethane, epoxy, or the like, by the methods described in JP-A-11-133668, JP-A-10-239903, JP-A-8-20636, and the like. Among the modified polyester resins, urethane-modified polyester resins in which polyester resins are urethane-extended with a polyisocyanate compound are preferred.
前記ポリエステル樹脂とスチレン系樹脂とを有する非晶質複合樹脂において、ポリエステル樹脂については前記非晶質ポリエステル樹脂と同様であり、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物である。 In the amorphous composite resin having the polyester resin and the styrene-based resin, the polyester resin is the same as the amorphous polyester resin, and the styrene-based resin is an addition polymer of raw material monomers 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 compounds").
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、保存性の観点から、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、低温定着性の観点から、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, in the raw material monomer of the styrene-based resin is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and even more preferably 80% by mass or more, from the viewpoint of storage stability, and is preferably 95% by mass or less, more preferably 93% by mass or less, and even more preferably 90% by mass or less, from the viewpoint of low-temperature fixability.
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良い。(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。 The styrene-based resin may also contain, as a raw material monomer, an alkyl (meth)acrylate ester having an alkyl group with 7 or more carbon atoms. Examples of alkyl (meth)acrylate esters include 2-ethylhexyl (meth)acrylate, (iso)octyl (meth)acrylate, (iso)decyl (meth)acrylate, and (iso)stearyl (meth)acrylate. It is preferable to use one or more of these. In this specification, "(iso)" means that both the case where this group is present and the case where it is not present are included, and when these groups are not present, it indicates that it is normal. Furthermore, "(meth)acrylic acid" refers to acrylic acid, methacrylic acid, or both.
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、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-based resin is preferably 7 or more, more preferably 8 or more, from the viewpoint of improving the low-temperature fixing property of the toner, and is preferably 12 or less, more preferably 10 or less. The number of carbon atoms in the alkyl ester refers to the number of carbon atoms derived from the alcohol component that constitutes 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。 The raw material monomers for styrene-based resins may include raw material monomers other than styrene compounds and (meth)acrylic acid alkyl esters, for example, ethylenically unsaturated monoolefins such as ethylene and propylene; diolefins such as butadiene; halovinyls such as vinyl chloride; vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate; ethylenically monocarboxylic acid esters such as dimethylaminoethyl (meth)acrylate; vinyl ethers such as methyl vinyl ether; vinylidene halides such as vinylidene chloride; and N-vinyl compounds such as N-vinylpyrrolidone.
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、ジブチルパーオキサイド、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、常法により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 the raw material monomers for styrene-based resins can be carried out in the presence of a polymerization initiator such as dibutyl peroxide or dicumyl peroxide, a polymerization inhibitor, a crosslinking agent, etc., in the presence of an organic solvent or without a solvent, by a conventional method, and 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 an organic solvent is used in 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 per 100 parts by mass of the raw material monomer of the styrene-based resin.
非晶質複合樹脂は、ポリエステル樹脂とスチレン系樹脂とが結合した樹脂であることが好ましく、ポリエステル樹脂の原料モノマーと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化学的に結合した樹脂であることがより好ましい。 The amorphous composite resin is preferably a resin in which a polyester resin and a styrene-based resin are bonded together, and more preferably a resin in which the resin is chemically bonded together via a bireactive monomer that can react with both the raw material monomers of the polyester resin and the raw material monomers of the styrene-based resin.
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、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、ポリエステル樹脂の原料モノマーである。 The bireactive monomer is preferably a compound having at least one functional group selected from the group consisting of hydroxyl group, carboxyl group, epoxy group, primary amino group, and secondary amino group, preferably a hydroxyl group and/or a carboxyl group, more preferably a carboxyl group, and an ethylenically unsaturated bond in the molecule, more preferably at least one selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid, maleic acid, and maleic anhydride, and from the viewpoint of reactivity of polycondensation reaction and addition polymerization reaction, at least one selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, and fumaric acid is even more preferable. However, when used together with a polymerization inhibitor, a polyvalent carboxylic acid compound having an ethylenically unsaturated bond such as fumaric acid functions as a raw material monomer for polyester resin. In this case, fumaric acid, etc. is not a bireactive monomer, but a raw material monomer for polyester resin.
両反応性モノマーの使用量は、高温高湿下での帯電安定性の観点から、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、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、スチレン系樹脂とポリエステル樹脂との分散性を高め、トナーの転写性を向上させる観点から、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、高温高湿下での帯電安定性の観点から、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、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、スチレン系樹脂とポリエステル樹脂との分散性を高め、トナーの転写性を向上させる観点から、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重合開始剤は含める。
The amount of the bireactive monomer used is preferably 1 mol or more, and more preferably 2 mol or more, relative to 100 mol of the total of the alcohol components of the polyester resin, from the viewpoint of charging stability under high temperature and high humidity conditions, and is preferably 30 mol or less, more preferably 20 mol or less, and even more preferably 10 mol or less, from the viewpoint of increasing the dispersibility of the styrene resin and the polyester resin and improving the transferability of the toner.
The amount of the bireactive monomer used is preferably 1 part by mass or more, more preferably 2 parts by mass or more, relative to 100 parts by mass of the raw material monomers of the styrene resin in terms of charging stability under high temperature and high humidity conditions, and is preferably 30 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass or less, and even more preferably 10 parts by mass or less, in terms of increasing the dispersibility of the styrene resin and the polyester resin and improving the transferability of the toner. Here, the polymerization initiator is included in the total amount of the raw material monomers of the styrene resin.
非晶質複合樹脂は、例えば、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による付加重合反応の工程(B)とを含む方法により製造することができる。(i) 工程(A)の後に工程(B)を行ってもよいし、(ii) 工程(B)の後に工程(A)を行ってもよく、(iii) 工程(A)と工程(B)を同時に行ってもよい。なお、両反応性モノマーは、スチレン系樹脂の原料モノマーとともに用いることが好ましい。 The amorphous composite resin can be produced, for example, by a method including step (A) of a polycondensation reaction with raw material monomers of a polyester resin and step (B) of an addition polymerization reaction with raw material monomers of a styrene-based resin. (i) Step (B) may be carried out after step (A), (ii) Step (A) may be carried out after step (B), or (iii) Step (A) and Step (B) may be carried out simultaneously. Note that it is preferable to use a bireactive monomer together with the raw material monomers of a styrene-based resin.
(i)の方法において、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てもよい。
また、重縮合反応を行う工程(A)の代わりに、予め重合した重縮合系樹脂を用いてもよい。工程(A)と工程(B)を並行して進行する際には、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), after step (B), the reaction temperature may be increased again, and if necessary, a raw material monomer of the amorphous polyester resin having a valence of three or more and serving as a crosslinking agent may be added to the reaction system to further promote the polycondensation reaction of step (A) or the reaction with the bireactive monomer.
Alternatively, instead of carrying out the polycondensation reaction in step (A), a polycondensation resin that has been polymerized in advance may be used. When steps (A) and (B) are carried out in parallel, a mixture containing raw material monomers for a styrene resin may be dropped into a mixture containing raw material monomers for a polyester resin to cause the reaction.
工程(A)と工程(B)は、同一容器内で行うことが好ましい。 It is preferable that steps (A) and (B) are carried out in the same container.
非晶質複合樹脂におけるポリエステル樹脂とスチレン系樹脂の質量比(ポリエステル樹脂/スチレン系樹脂)は、高温高湿下での帯電安定性の観点から、好ましくは98/2以下、より好ましくは95/5以下、さらに好ましくは90/10以下であり、そして、低温定着性の観点から、好ましくは60/40以上、より好ましくは70/30以上、さらに好ましくは75/25以上である。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の質量から、重縮合反応により脱水される反応水の量(計算値)を除いた量であり、両反応性モノマーの量は、ポリエステル樹脂の原料モノマー量に含める。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の合計量である。 The mass ratio of polyester resin to styrene resin in the amorphous composite resin (polyester resin/styrene resin) is preferably 98/2 or less, more preferably 95/5 or less, and even more preferably 90/10 or less from the viewpoint of charging stability under high temperature and high humidity, and is preferably 60/40 or more, more preferably 70/30 or more, and even more preferably 75/25 or more from the viewpoint of low temperature fixability. In the above calculation, the mass of polyester resin is the amount obtained by subtracting the amount of reaction water dehydrated by the polycondensation reaction (calculated value) from the mass of the raw material monomer of the polyester resin used, and the amount of bireactive monomer is included in the amount of raw material monomer of the polyester resin. The amount of styrene resin is the total amount of raw material monomer of the styrene resin.
非晶質樹脂の軟化点は、保存安定性の観点から、好ましくは90℃以上、より好ましくは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140℃以下である。 From the viewpoint of storage stability, the softening point of the amorphous resin is preferably 90°C or higher, more preferably 100°C or higher, and from the viewpoint of low-temperature fixability, it is preferably 160°C or lower, more preferably 140°C or lower.
なお、非晶質樹脂は、低温定着性及び定着幅の観点から、軟化点の異なる樹脂からなるものであってもよい。2種の樹脂の軟化点の差は、好ましくは10℃以上、より好ましくは20℃以上、さらに好ましくは30℃以上であり、そして、好ましくは60℃以下、より好ましくは50℃以下である。 From the viewpoint of low-temperature fixing property and fixing width, the amorphous resin may be made of resins with different softening points. The difference in softening points between the two types of resins is preferably 10°C or more, more preferably 20°C or more, even more preferably 30°C or more, and is preferably 60°C or less, more preferably 50°C or less.
軟化点が高い方の非晶質樹脂(樹脂AH)の軟化点は、定着幅の観点から、好ましくは110℃以上、より好ましくは120℃以上、さらに好ましくは140℃以上であり、そして、低温定着性の観点から、好ましくは180℃以下、より好ましくは160℃以下である。 The softening point of the amorphous resin with the higher softening point (resin AH) is preferably 110°C or higher, more preferably 120°C or higher, and even more preferably 140°C or higher, from the viewpoint of fixing width, and is preferably 180°C or lower, and more preferably 160°C or lower, from the viewpoint of low-temperature fixing ability.
また、軟化点が低い方の非晶質樹脂(樹脂AL)の軟化点は、保存性の観点から、好ましくは70℃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130℃以下、より好ましくは125℃以下、さらに好ましくは120℃以下である。 The softening point of the amorphous resin with the lower softening point (resin AL) is preferably 70°C or higher, more preferably 90°C or higher, and even more preferably 100°C or higher, from the viewpoint of storage stability, and is preferably 130°C or lower, more preferably 125°C or lower, and even more preferably 120°C or lower, from the viewpoint of low-temperature fixability.
樹脂AHと樹脂ALの質量比(樹脂AH/樹脂AL)は、好ましくは10/90以上、より好ましくは20/80以上、さらに好ましくは30/70以上であり、そして、好ましくは90/10以下、より好ましくは80/20以下、さらに好ましくは70/30以下である。 The mass ratio of resin AH to resin AL (resin AH/resin AL) is preferably 10/90 or more, more preferably 20/80 or more, even more preferably 30/70 or more, and is preferably 90/10 or less, more preferably 80/20 or less, even more preferably 70/30 or less.
非晶質樹脂のガラス転移温度は、保存安定性の観点から、好ましくは40℃以上、より好ましくは50℃以上であり、そして、低温定着性の観点から、好ましくは80℃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 storage stability, the glass transition temperature of the amorphous resin is preferably 40°C or higher, more preferably 50°C or higher, and from the viewpoint of low-temperature fixability, it is preferably 80°C or lower, more preferably 70°C or lower, and even more preferably 65°C or lower.
非晶質樹脂の酸価は、低温定着性の観点から、好ましくは1mgKOH/g以上、より好ましくは3mgKOH/g以上であり、そして、吸湿性の観点から、好ましくは20mgKOH/g以下、より好ましくは15mgKOH/g以下である。 From the viewpoint of low-temperature fixability, the acid value of the amorphous resin is preferably 1 mgKOH/g or more, more preferably 3 mgKOH/g or more, and from the viewpoint of moisture absorption, it is preferably 20 mgKOH/g or less, more preferably 15 mgKOH/g or less.
非晶質樹脂の含有量は、非晶質樹脂と結晶性ポリエステル系樹脂の合計量中、転写効率の観点から、好ましくは55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、低温定着性の観点から、好ましくは99質量%以下、より好ましくは97質量%以下、さらに好ましくは96質量%以下である。 The content of the amorphous resin in the total amount of the amorphous resin and the crystalline polyester resin is preferably 55% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, even more preferably 70% by mass or more, and even more preferably 80% by mass or more, from the viewpoint of transfer efficiency, and is preferably 99% by mass or less, more preferably 97% by mass or less, and even more preferably 96% by mass or less, from the viewpoint of low-temperature fixability.
結晶性ポリエステル系樹脂としては、結晶性ポリエステル樹脂、ポリエステル樹脂とスチレン系樹脂を有する結晶性複合樹脂等が挙げられる。 Examples of crystalline polyester resins include crystalline polyester resins and crystalline composite resins having polyester resins and styrene resins.
結晶性ポリエステル樹脂としては、例えば、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。 As a crystalline polyester resin, for example, a polycondensation product of an alcohol component containing an aliphatic diol and a carboxylic acid component containing an aliphatic dicarboxylic acid compound is preferable.
脂肪族ジオールとしては、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、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール等が挙げられ、1種であっても、2種以上が併用されていてもよい。 Examples of aliphatic diols include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, neopentyl glycol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 1,11-undecanediol, 1,12-dodecanediol, etc., and one or more of them may be used in combination.
脂肪族ジオールは、低温定着性の観点から、水酸基を炭素鎖の末端に有しているα,ω-脂肪族ジオールであることが好ましく、α,ω-直鎖アルカンジオールであることがより好ましい。 From the viewpoint of low-temperature fixing ability, the aliphatic diol is preferably an α,ω-aliphatic diol having a hydroxyl group at the end of the carbon chain, and more preferably an α,ω-straight-chain alkane diol.
脂肪族ジオールの炭素数は、着色剤の分散性の観点から、好ましくは6以上、より好ましくは10以上であり、そして、保存安定性の観点から、好ましくは14以下、より好ましくは12以下である。 The carbon number of the aliphatic diol is preferably 6 or more, more preferably 10 or more, from the viewpoint of dispersibility of the colorant, and is preferably 14 or less, more preferably 12 or less, from the viewpoint of storage stability.
脂肪族ジオールの含有量は、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80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%以上である。 The content of the aliphatic diol in the alcohol component is preferably 70 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, even more preferably 90 mol% or more, and even more preferably 95 mol% or more.
他のアルコール成分としては、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、ソルビトール、ペンタエリスリトール、グリセリン、トリメチロールプロパン等の3価以上のアルコール等が挙げられる。 Other alcohol components include aromatic diols such as alkylene oxide adducts of bisphenol A, and trihydric or higher alcohols such as sorbitol, pentaerythritol, glycerin, and trimethylolpropane.
脂肪族ジカルボン酸系化合物としては、コハク酸(炭素数:4)、フマル酸(炭素数:4)、アジピン酸(炭素数:6)、スベリン酸(炭素数:8)、アゼライン酸(炭素数:9)、セバシン酸(炭素数:10)、ドデカン二酸(炭素数:12)、テトラデカン二酸(炭素数:14)、側鎖にアルキル基又はアルケニル基を有するコハク酸、これらの酸の無水物、これらの酸の炭素数が1以上3以下のアルキルエステル等が挙げられる。 Aliphatic dicarboxylic acid compounds include succinic acid (carbon number: 4), fumaric acid (carbon number: 4), adipic acid (carbon number: 6), suberic acid (carbon number: 8), azelaic acid (carbon number: 9), sebacic acid (carbon number: 10), dodecanedioic acid (carbon number: 12), tetradecanedioic acid (carbon number: 14), succinic acid having an alkyl or alkenyl group on the side chain, anhydrides of these acids, and alkyl esters of these acids having 1 to 3 carbon atoms.
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8以上であり、そして、保存安定性の観点から、好ましくは14以下、より好ましくは12以下である。 The carbon number of the aliphatic dicarboxylic acid compound is preferably 4 or more, more preferably 8 or more, from the viewpoint of low-temperature fixability, and is preferably 14 or less, more preferably 12 or less, from the viewpoint of storage stability.
脂肪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70モル%以上、より好ましくは80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%以上である。 The content of the aliphatic dicarboxylic acid compound in the carboxylic acid component is preferably 70 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, even more preferably 90 mol% or more, and even more preferably 95 mol% or more.
他のカルボン酸成分としては、芳香族ジカルボン酸系化合物、脂肪族ジカルボン酸系化合物、3価以上のカルボン酸系化合物等が挙げられる。 Other carboxylic acid components include aromatic dicarboxylic acid compounds, aliphatic dicarboxylic acid compounds, trivalent or higher carboxylic acid compounds, etc.
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、適宜含有されていてもよい。 In addition, the alcohol component may contain a monohydric alcohol, and the carboxylic acid component may contain a monovalent carboxylic acid compound, as appropriate.
カルボン酸成分とアルコール成分の当量比(COOH基/OH基)は、保存性の観点から、好ましくは0.8以上、より好ましくは0.9以上であり、そして、低温定着性の観点から、好ましくは1.2以下、より好ましくは1.1以下である。 The equivalent ratio of the carboxylic acid component to the alcohol component (COOH group/OH group) is preferably 0.8 or more, more preferably 0.9 or more, from the viewpoint of storage stability, and is preferably 1.2 or less, more preferably 1.1 or less, from the viewpoint of low-temperature fixability.
結晶性ポリエステル樹脂のアルコール成分とカルボン酸成分との重縮合反応条件は、好適な反応温度が異なる以外は、前記非晶質ポリエステル樹脂と同様である。反応温度は、好ましくは120℃以上、より好ましくは180℃以上であり、そして、好ましくは230℃以下、より好ましくは220℃以下である。 The polycondensation reaction conditions of the alcohol component and the carboxylic acid component of the crystalline polyester resin are the same as those of the amorphous polyester resin, except for the preferred reaction temperature. The reaction temperature is preferably 120°C or higher, more preferably 180°C or higher, and preferably 230°C or lower, more preferably 220°C or lower.
前記ポリエステル樹脂とスチレン系樹脂とを有する結晶性複合樹脂において、ポリエステル樹脂については前記結晶性ポリエステル樹脂と同様であり、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物である。 In the crystalline composite resin having the polyester resin and the styrene-based resin, the polyester resin is the same as the crystalline polyester resin, and the styrene-based resin is an addition polymer of raw material monomers 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 compounds").
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、保存性の観点から、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上、さらに好ましくは100質量%である。 The content of the styrene compound, preferably styrene, in the raw material monomer of the styrene-based resin is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, even more preferably 95% by mass or more, and even more preferably 100% by mass, from the viewpoint of storage stability.
スチレン系樹脂の原料モノマーには、スチレン化合物以外の原料モノマー、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、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。 The raw material monomers for styrene-based resins may include raw material monomers other than styrene compounds, such as (meth)acrylic acid alkyl esters, ethylenically unsaturated monoolefins such as ethylene and propylene; diolefins such as butadiene; halovinyls such as vinyl chloride; vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate; ethylenic monocarboxylates such as dimethylaminoethyl (meth)acrylate; vinyl ethers such as methyl vinyl ether; vinylidene halides such as vinylidene chloride; and N-vinyl compounds such as N-vinylpyrrolidone.
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、ジブチルパーオキサイド、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、常法により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 the raw material monomers for styrene-based resins can be carried out in the presence of a polymerization initiator such as dibutyl peroxide or dicumyl peroxide, a polymerization inhibitor, a crosslinking agent, etc., in the presence of an organic solvent or without a solvent, by a conventional method, and 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 an organic solvent is used in 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 per 100 parts by mass of the raw material monomer of the styrene-based resin.
結晶性複合樹脂は、ポリエステル樹脂とスチレン系樹脂とが結合した樹脂であることが好ましく、ポリエステル樹脂の原料モノマーと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化学的に結合した樹脂であることがより好ましい。 The crystalline composite resin is preferably a resin in which a polyester resin and a styrene-based resin are bonded together, and more preferably a resin in which the resin is chemically bonded together via a bireactive monomer that can react with both the raw material monomers of the polyester resin and the raw material monomers of the styrene-based resin.
両反応性モノマー及び結晶性複合樹脂の製造方法については、前記非晶質樹脂として記載した複合樹脂と同様である。 The manufacturing methods for the bireactive monomer and the crystalline composite resin are the same as those for the composite resin described above for the amorphous resin.
結晶性複合樹脂におけるポリエステル樹脂とスチレン系樹脂の質量比(ポリエステル樹脂/スチレン系樹脂)は、高温高湿下での帯電安定性の観点から、好ましくは98/2以下、より好ましくは95/5以下、さらに好ましくは90/10以下であり、そして、低温定着性の観点から、好ましくは60/40以上、より好ましくは70/30以上、さらに好ましくは75/25以上である。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の質量から、重縮合反応により脱水される反応水の量(計算値)を除いた量であり、両反応性モノマーの量は、ポリエステル樹脂の原料モノマー量に含める。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の合計量である。 The mass ratio of polyester resin to styrene resin in the crystalline composite resin (polyester resin/styrene resin) is preferably 98/2 or less, more preferably 95/5 or less, and even more preferably 90/10 or less, from the viewpoint of charging stability under high temperature and high humidity, and is preferably 60/40 or more, more preferably 70/30 or more, and even more preferably 75/25 or more, from the viewpoint of low temperature fixability. In the above calculation, the mass of polyester resin is the amount obtained by subtracting the amount of reaction water dehydrated by the polycondensation reaction (calculated value) from the mass of the raw material monomer of the polyester resin used, and the amount of bireactive monomer is included in the amount of raw material monomer of the polyester resin. The amount of styrene resin is the total amount of raw material monomer of the styrene resin.
結晶性ポリエステル系樹脂の軟化点は、保存性の観点から、好ましくは50℃以上、より好ましくは65℃以上、さらに好ましくは70℃以上であり、そして、低温定着性の観点から、好ましくは120℃以下、より好ましくは110℃以下である。 From the viewpoint of storage stability, the softening point of the crystalline polyester resin is preferably 50°C or higher, more preferably 65°C or higher, and even more preferably 70°C or higher, and from the viewpoint of low-temperature fixability, it is preferably 120°C or lower, and more preferably 110°C or lower.
結晶性ポリエステル系樹脂の融点は、保存性の観点から、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130℃以下、より好ましくは120℃以下である。 The melting point of the crystalline polyester resin is preferably 60°C or higher, more preferably 70°C or higher, from the viewpoint of storage stability, and is preferably 130°C or lower, more preferably 120°C or lower, from the viewpoint of low-temperature fixability.
結晶性ポリエステル系樹脂の含有量は、非晶質樹脂と結晶性ポリエステル系樹脂の合計量中、低温定着性の観点から、好ましくは1質量%以上、より好ましくは3質量%以上、さらに好ましくは4質量%以上であり、そして、転写効率の観点から、好ましくは45質量%以下、より好ましくは40質量%以下、さらに好ましくは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 crystalline polyester resin in the total amount of the amorphous resin and the crystalline polyester resin is preferably 1% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, and even more preferably 4% by mass or more, from the viewpoint of low-temperature fixability, and is preferably 45% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, even more preferably 30% by mass or less, and even more preferably 20% by mass or less, from the viewpoint of transfer efficiency.
非晶質樹脂と結晶性ポリエステル系樹脂の質量比(非晶質樹脂/結晶性ポリエステル系樹脂)は、低温定着性の観点から、好ましくは60/40以上、より好ましくは65/35以上、さらに好ましくは70/30以上であり、そして、転写効率の観点から、好ましくは99/1以下、より好ましくは97/3以下、さらに好ましくは95/5以下である。 The mass ratio of the amorphous resin to the crystalline polyester resin (amorphous resin/crystalline polyester resin) is preferably 60/40 or more, more preferably 65/35 or more, and even more preferably 70/30 or more, from the viewpoint of low-temperature fixability, and is preferably 99/1 or less, more preferably 97/3 or less, and even more preferably 95/5 or less, from the viewpoint of transfer efficiency.
トナーにおいて、非晶質樹脂と結晶性ポリエステル系樹脂は結着樹脂として含有されている。 In the toner, amorphous resin and crystalline polyester resin are contained as binder resins.
非晶質樹脂と結晶性ポリエステル系樹脂の合計含有量は、結着樹脂中、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上、さらに好ましくは100質量%である。 The total content of the amorphous resin and the crystalline polyester resin in the binder resin is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, even more preferably 95% by mass or more, and even more preferably 100% by mass.
また、結着樹脂の含有量は、トナー中、好ましくは60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 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, even more preferably 80% by mass or more, and is preferably less than 100% by mass, more preferably 98% by mass or less, even more preferably 95% 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。 Examples of release agents include hydrocarbon waxes such as polypropylene wax, polyethylene wax, polypropylene-polyethylene copolymer wax, microcrystalline wax, paraffin wax, and Fischer-Tropsch wax, and oxides thereof; ester waxes such as carnauba wax, montan wax, and deacidified waxes thereof, and fatty acid ester wax; fatty acid amides, fatty acids, higher alcohols, and fatty acid metal salts; and the like, which can be used alone or in combination of two or more.
離型剤の融点は、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140℃以下、さらに好ましくは120℃以下、さらに好ましくは100℃以下である。 From the viewpoint of transferability, the melting point of the release agent is preferably 60°C or higher, more preferably 70°C or higher, and from the viewpoint of low-temperature fixability, it is preferably 160°C or lower, more preferably 140°C or lower, even more preferably 120°C or lower, and even more preferably 100°C or lower.
離型剤の含有量は、トナーの低温定着性と転写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8質量部以下、さらに好ましくは7質量部以下、さらに好ましくは4質量部以下である。 The content of the release agent is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1 part by mass or more, and even more preferably 2 parts by mass or more, relative to 100 parts by mass of the binder resin, from the viewpoints of the low-temperature fixing property and transfer property of the toner and the dispersibility in the binder resin, and is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 8 parts by mass or less, even more preferably 7 parts by mass or less, and even more preferably 4 parts by mass or less.
結晶性ポリエステル系樹脂と離型剤の合計量は、非晶質樹脂100質量部に対して、低温定着性の観点から、好ましくは5質量部以上、より好ましくは7質量部以上、さらに好ましくは9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30質量部以下、さらに好ましくは20質量部以下である。 The total amount of the crystalline polyester resin and the release agent is, from the viewpoint of low-temperature fixability, preferably 5 parts by mass or more, more preferably 7 parts by mass or more, and even more preferably 9 parts by mass or more, and is preferably 40 parts by mass or less, more preferably 30 parts by mass or less, and even more preferably 20 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the amorphous resin.
トナー原料として、結着樹脂である非晶質樹脂及び結晶性ポリエステル系樹脂と離型剤以外に、着色剤、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を用いてもよい。 Toner raw materials may include additives such as colorants, charge control agents, magnetic powders, flow improvers, conductivity adjusters, reinforcing fillers such as fibrous substances, antioxidants, and cleaning improvers, in addition to the binder resins, amorphous resins and crystalline polyester resins, and release agents.
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 colorants, dyes, pigments, magnetic materials, etc. used as toner colorants can be used. Examples include carbon black, phthalocyanine blue, permanent brown FG, brilliant fast 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. 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20質量部以下、さらに好ましくは10質量部以下である。 From the viewpoint of improving the image density and low-temperature fixability of the toner, the content of the colorant is preferably 1 part by mass or more, more preferably 2 parts by mass or more, and preferably 40 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass or less, and even more preferably 10 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the binder resin.
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 charged charge control agent or a negatively charged 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」、「FCA-201-PS」(藤倉化成(株)製)等が挙げられる。 Positively charged charge control agents include nigrosine dyes such as "Nigrosine Base EX", "Oil Black BS", "Oil Black SO", "Bontron N-01", "Bontron N-04", "Bontron N-07", "Bontron N-09", and "Bontron N-11" (all manufactured by Orient Chemical Industries Co., Ltd.); triphenylmethane dyes containing a tertiary amine as a side chain; quaternary ammonium salt compounds such as "Bontron P-51" (manufactured by Orient Chemical Industries Co., Ltd.), cetyltrimethylammonium bromide, and "COPY CHARGE PX VP435 (Clariant), etc.; polyamine resins, such as AFP-B (Orient Chemical Industries, Ltd.); imidazole derivatives, such as PLZ-2001 and PLZ-8001 (both manufactured by Shikoku Chemical Industries, Ltd.); styrene-acrylic resins, such as FCA-701PT and FCA-201-PS (Fujikura Chemical Industries, 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、オリヱント化学工業(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。 Examples of negatively chargeable charge control agents include metal-containing azo dyes, such as "Varifast Black 3804", "Bontron S-31", "Bontron S-32", "Bontron S-34", and "Bontron S-36" (all manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.), "Aizen Spiron Black TRH", and "T-77" (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.); metal compounds of benzilic acid compounds, such as "LR-147" and "LR-297" (both manufactured by Nippon Carlit Co., Ltd.); metal compounds of salicylic acid compounds, such as "Bontron E-81", "Bontron E-84", "Bontron E-88", and "Bontron E-304" (all manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.), and "TN-105" (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.); copper phthalocyanine dyes; and quaternary ammonium salts, such as "COPY CHARGE NX VP434 (Clariant), nitroimidazole derivatives, etc.; organometallic compounds, etc.
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 the charge 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 or less, more preferably 5 parts by mass or less, even more preferably 3 parts by mass or less, and even more preferably 2 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the binder resin.
本発明では、非晶質樹脂、結晶性ポリエステル系樹脂、離型剤、さらに必要に応じて、着色剤、荷電制御剤等の添加剤を、二軸混練機を用いて溶融混練する工程に供する。 In the present invention, the amorphous resin, the crystalline polyester resin, the release agent, and, if necessary, additives such as a colorant and a charge control agent are subjected to a process of melt kneading using a twin-screw kneader.
二軸混練機は、シリンダー(バレル)内で、供給された原料を2本のスクリュ軸の回転により押し出しながら混練し、排出する混練機であり、本発明で用いる二軸混練機は、原料供給口を2箇所以上備えたものである。二軸押出機のバレルの長さをLとするときに、バレルの入り口側端部から0.3L未満の位置f1と0.3L以上0.9L以下の位置f2にそれぞれ1箇所以上の原料供給口を備える。原料供給口の数は特に限定されないが、通常、二軸混練機の原料供給口は1箇所であるのが標準仕様であり、原料供給口の増設にかかる費用とそれに見合う効果を考慮すると、f1、f2それぞれで2箇所以下であることが好ましい。 A twin-screw kneader is a kneader that kneads and extrudes the supplied raw materials in a cylinder (barrel) by rotating two screw shafts, and then discharges them. The twin-screw kneader used in the present invention has two or more raw material supply ports. When the length of the barrel of the twin-screw extruder is L, the kneader has one or more raw material supply ports at a position f1 that is less than 0.3 L from the inlet end of the barrel, and at a position f2 that is 0.3 L to 0.9 L. There is no particular limit to the number of raw material supply ports, but the standard specification for a twin-screw kneader is one raw material supply port. Considering the cost of adding raw material supply ports and the corresponding effects, it is preferable to have two or less ports at each of f1 and f2.
f1は、好ましくは0.01L以上、より好ましくは0.02L以上、さらに好ましくは0.03L以上であり、そして、好ましくは0.3L以下、より好ましくは0.2L以下、さらに好ましくは0.1L以下である。 f1 is preferably 0.01 L or more, more preferably 0.02 L or more, even more preferably 0.03 L or more, and is preferably 0.3 L or less, more preferably 0.2 L or less, even more preferably 0.1 L or less.
f2は、好ましくは0.3L以上、より好ましくは0.35L以上、さらに好ましくは0.4L以上であり、そして、好ましくは0.9L以下、より好ましくは0.8L以下、さらに好ましくは0.7L以下である。 f2 is preferably 0.3 L or more, more preferably 0.35 L or more, even more preferably 0.4 L or more, and is preferably 0.9 L or less, more preferably 0.8 L or less, even more preferably 0.7 L or less.
f1の原料供給口F1とf2の原料供給口F2の間隔は、好ましくは0.1L以上、より好ましくは0.2L以上、さらに好ましくは0.3L以上であり、そして、好ましくは0.9L以下、より好ましくは0.7L以下、さらに好ましくは0.5L以下である。原料供給口F1と原料供給口F2が複数箇所ある場合は、最も近接した原料供給口F1と原料供給口F2の間が、上記範囲内であることが好ましい。 The distance between raw material supply port F1 at f1 and raw material supply port F2 at f2 is preferably 0.1 L or more, more preferably 0.2 L or more, even more preferably 0.3 L or more, and preferably 0.9 L or less, more preferably 0.7 L or less, even more preferably 0.5 L or less. When there are multiple raw material supply ports F1 and F2, it is preferable that the distance between the closest raw material supply ports F1 and F2 is within the above range.
f1の原料供給口F1から非晶質樹脂を含む原料を供給する。 Raw material containing amorphous resin is supplied from raw material supply port F1 of f1.
原料供給口F1から供給する非晶質樹脂は、トナーに含まれる非晶質樹脂の、好ましくは60質量%以上、より好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上、さらに好ましくは100質量%である。ここで、原料供給口F1から供給する非晶質樹脂の量は、原料供給口F1に2箇所以上の原料供給口を備える場合、それらの原料供給口から供給する非晶質樹脂の合計を意味する。 The amount of amorphous resin supplied from raw material supply port F1 is preferably 60% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, even more preferably 95% by mass or more, and even more preferably 100% by mass of the amorphous resin contained in the toner. Here, when raw material supply port F1 has two or more raw material supply ports, the amount of amorphous resin supplied from the raw material supply port F1 means the total amount of amorphous resin supplied from those raw material supply ports.
原料供給口F1から供給する原料中、非晶質樹脂の含有量は、好ましくは60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、100質量%以下、好ましくは98質量%以下、より好ましくは96質量%以下である。 The content of amorphous resin in the raw material supplied from raw material supply port F1 is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, even more preferably 80% by mass or more, and is 100% by mass or less, preferably 98% by mass or less, more preferably 96% by mass or less.
f2の原料供給口F2から結晶性ポリエステル系樹脂及び離型剤を含む原料を供給する。 Raw materials containing crystalline polyester resin and release agent are supplied from raw material supply port F2.
原料供給口F2から供給する結晶性ポリエステル系樹脂は、トナーに含まれる結晶性ポリエステル系樹脂の、好ましくは60質量%以上、より好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上、さらに好ましくは100質量%である。ここで、原料供給口F2から供給する結晶性ポリエステル系樹脂の量は、原料供給口F2に2箇所以上の原料供給口を備える場合、それらの原料供給口から供給する結晶性ポリエステル系樹脂の合計を意味する。 The crystalline polyester resin supplied from the raw material supply port F2 is preferably 60% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, even more preferably 95% by mass or more, and even more preferably 100% by mass of the crystalline polyester resin contained in the toner. Here, when the raw material supply port F2 has two or more raw material supply ports, the amount of the crystalline polyester resin supplied from the raw material supply port F2 means the total amount of the crystalline polyester resin supplied from those raw material supply ports.
原料供給口F2から供給する離型剤は、トナーに含まれる離型剤の、好ましくは60質量%以上、より好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上、さらに好ましくは100質量%である。ここで、原料供給口F2から供給する離型剤の量は、原料供給口F2に2箇所以上の原料供給口を備える場合、それらの原料供給口から供給する離型剤の合計を意味する。 The amount of release agent supplied from raw material supply port F2 is preferably 60% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, even more preferably 95% by mass or more, and even more preferably 100% by mass of the release agent contained in the toner. Here, when raw material supply port F2 has two or more raw material supply ports, the amount of release agent supplied from the raw material supply port F2 means the total amount of release agent supplied from those raw material supply ports.
着色剤、荷電制御剤等の添加剤は、原料供給口F1、F2のいずれか一方から供給しても、分割して供給してもよいが、分散性を向上させる観点から、原料供給口F1から供給することが好ましい。 Additives such as colorants and charge control agents may be supplied from either the raw material supply port F1 or F2, or may be supplied in portions, but from the viewpoint of improving dispersibility, it is preferable to supply them from the raw material supply port F1.
原料供給口F2から供給する非晶質樹脂と結晶性ポリエステル系樹脂の合計量が、トナーに含まれる非晶質樹脂と結晶性ポリエステル系樹脂の合計量の、好ましくは50質量%未満、より好ましくは40質量%以下、さらに好ましくは30質量%以下、さらに好ましくは15質量%以下であり、そして、好ましくは3質量%以上、より好ましくは5質量%以上、さらに好ましくは7質量%以上である。 The total amount of amorphous resin and crystalline polyester resin supplied from raw material supply port F2 is preferably less than 50% by mass, more preferably 40% by mass or less, even more preferably 30% by mass or less, even more preferably 15% by mass or less, and is preferably 3% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, even more preferably 7% by mass or more of the total amount of amorphous resin and crystalline polyester resin contained in the toner.
各原料供給口に供給する原料は、あらかじめヘンシェルミキサー、ボールミル等の混合機で混合した後に供給することが好ましい。 It is preferable that the raw materials to be supplied to each raw material supply port are mixed in advance using a mixer such as a Henschel mixer or ball mill before being supplied.
バレルの設定温度は、定着幅の観点から、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90℃以上であり、そして、耐久性の観点から、好ましくは160℃以下、より好ましくは150℃以下、さらに好ましくは140℃以下である。 The set temperature of the barrel is preferably 70°C or higher, more preferably 80°C or higher, and even more preferably 90°C or higher, from the viewpoint of fixing width, and is preferably 160°C or lower, more preferably 150°C or lower, and even more preferably 140°C or lower, from the viewpoint of durability.
二軸押出機は、スクリュ軸の回転方向により、同方向回転形と異方向回転形があるが、本発明では、混練強度を確保し、材料分散性の観点から、同方向回転形が好ましい。 Twin-screw extruders are available in co-rotating and counter-rotating types depending on the direction of rotation of the screw shafts, but in the present invention, the co-rotating type is preferred from the viewpoint of ensuring mixing strength and material dispersion.
二軸押出機による溶融混練の後、混練物を粉砕可能な硬度に達するまで適宜冷却し、必要に応じて、粉砕工程及び分級工程を行ってトナー粒子を得ることが好ましい。ここで、冷却とは、混練物を0℃以上50℃以下まで冷却すること、または、混練物中の結着樹脂のガラス転移温度以下まで冷却することを言う。 After melt kneading using a twin-screw extruder, it is preferable to appropriately cool the kneaded material until it reaches a pulverizable hardness, and then, if necessary, perform a pulverization process and a classification process to obtain toner particles. Here, cooling refers to cooling the kneaded material to a temperature between 0°C and 50°C, or to cooling below the glass transition temperature of the binder resin in the kneaded material.
粉砕工程においては、混練物を、所望の粒径まで一度に粉砕しても、段階的に粉砕してもよいが、効率よく、かつより均一に粉砕する観点から、粗粉砕と微粉砕の2段階で行うことが好ましい。 In the grinding process, the kneaded material may be ground to the desired particle size all at once or in stages, but from the viewpoint of efficient and more uniform grinding, it is preferable to carry out the grinding in two stages: coarse grinding and fine grinding.
粗粉砕に用いる粉砕機としては、ハンマーミル、カッターミル、アトマイザー、ロートプレックス等が挙げられる。 Mills used for coarse grinding include hammer mills, cutter mills, atomizers, and rotoplexes.
粗粉砕では、最大径が3mm以下になるまで粉砕することが好ましい。例えば、最大径が3mm以下の粉砕物は、混練物を、粒径が0.05mm以上3mm以下程度になるまで適宜粗粉砕した後、目開きが3mmの篩に通し、篩を通過した粉砕物として得ることができる。 In coarse pulverization, it is preferable to pulverize until the maximum diameter is 3 mm or less. For example, pulverized material with a maximum diameter of 3 mm or less can be obtained by coarsely pulverizing the kneaded material until the particle size is about 0.05 mm or more and 3 mm or less, and then passing the kneaded material through a sieve with 3 mm openings.
微粉砕に用いる粉砕機としては、流動層式ジェットミル、衝突板式ジェットミル等のジェットミル、機械式ミル等が挙げられる。 Mills used for fine grinding include jet mills such as fluidized bed jet mills and collision plate jet mills, mechanical mills, etc.
微粉砕の程度は、目的とするトナー粒子の粒径に応じて、適宜調整することが好ましい。 It is preferable to adjust the degree of pulverization appropriately depending on the particle size of the desired toner particles.
分級工程で用いる分級機としては、気流式分級機、慣性式分級機、篩式分級機等が挙げられる。分級工程の際、粉砕が不十分で除去された粉砕物は再度粉砕工程に供してもよく、必要に応じて粉砕工程と分級工程を繰り返してもよい。 Classifiers used in the classification step include airflow classifiers, inertial classifiers, sieve classifiers, etc. During the classification step, the pulverized material that is removed due to insufficient pulverization may be subjected to the pulverization step again, and the pulverization step and classification step may be repeated as necessary.
本発明では、さらに、得られたトナー粒子を、外添剤と混合する外添工程を有することが好ましい。トナー粒子と外添剤との混合には、ヘンシェルミキサー等の混合機を用いることができる。 In the present invention, it is preferable to further include an external addition step in which the obtained toner particles are mixed with an external additive. A mixer such as a Henschel mixer can be used to mix the toner particles with the external additive.
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。 External additives include inorganic fine particles such as silica, alumina, titania, zirconia, tin oxide, and zinc oxide, and organic fine particles such as resin particles such as melamine-based resin fine particles and polytetrafluoroethylene resin fine particles, and two or more types may be used in combination. Among these, silica is preferred, and from the viewpoint of the transferability of the toner, hydrophobic silica that has been hydrophobized 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)、環状シラザン、シリコーンオイル、アミノシラン、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。 Hydrophobic treatment agents for hydrophobizing the surface of silica particles include hexamethyldisilazane (HMDS), dimethyldichlorosilane (DMDS), cyclic silazane, silicone oil, aminosilane, octyltriethoxysilane (OTES), methyltriethoxysilane, etc.
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5nm以上、より好ましくは10nm以上、さらに好ましくは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90nm以下である。 From the viewpoint of the chargeability, fluidity, and transferability of the toner, the average particle diameter of the external additive is preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more, and even more preferably 15 nm or more, and is preferably 250 nm or less, more preferably 200 nm or less, and even 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粒子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。 From the viewpoint of the chargeability, fluidity, and transferability of the toner, the content of the external additive is preferably 0.05 parts by mass or more, more preferably 0.1 parts by mass or more, and even more preferably 0.3 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the toner particles before treatment with the external additive, and is preferably 5 parts by mass or less, and more preferably 3 parts by mass or less.
本発明の方法により得られる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 ( D50 ) of the toner obtained by the method 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 diameter ( D50 ) means the particle diameter at which the cumulative volume frequency calculated by volume fraction is 50% calculated from the smallest particle diameter. In addition, when the toner is treated with an external additive, the volume median particle diameter of the toner particles before treatment with the external additive is taken as the volume median particle diameter of the toner.
本発明の方法により得られたトナーは、そのまま一成分現像用トナーとして、又はキャリアと混合して用いられる二成分現像用トナーとして、それぞれ一成分現像方式又は二成分現像方式の画像形成装置に用いることができる。 The toner obtained by the method of the present invention can be used as it is as a single-component developing toner, or mixed with a carrier as a two-component developing toner, in image forming devices using a single-component developing method or a two-component developing method, respectively.
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することができる。 The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. The physical properties of the resins and the like can be measured by the following methods.
〔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" (Shimadzu Corporation), 1g of sample is heated at a temperature increase rate of 6℃/min while applying a load of 1.96MPa with the plunger and extruding it from a nozzle with a diameter of 1mm and a length of 1mm. The plunger descent amount of the flow tester is plotted against the temperature, and the temperature at which half of the sample has flowed out is taken 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 endothermic peak temperature of resin]
Using a differential scanning calorimeter "Q-100" (manufactured by TA Instruments Japan, Inc.), 0.01 to 0.02 g of sample is weighed into an aluminum pan and cooled from room temperature (25°C) to 0°C at a rate of 10°C/min, and maintained at 0°C for 1 minute. Then, measurements are performed at a rate of 10°C/min. The temperature of the peak with the largest peak area among the observed endothermic peaks is regarded as the maximum endothermic peak temperature.
〔非晶質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、吸熱ピークを測定する。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 amorphous resin]
Using a differential scanning calorimeter "Q-100" (TA Instruments Japan, Inc.), 0.01 to 0.02 g of sample is weighed into an aluminum pan, heated to 200°C, and cooled from that temperature to 0°C at a rate of 10°C/min. The sample is then heated at a rate of 10°C/min and the endothermic peak is measured. The glass transition temperature is the temperature at the intersection of an extension of the baseline below the maximum endothermic peak temperature and a tangent line showing the maximum slope from the rising part of the peak to the top of the peak.
〔樹脂の酸価〕
JIS K0070:1992の方法に基づき測定する。ただし、測定溶媒のみJIS K0070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]
Measurements are performed based on the method of JIS K0070:1992, except that the measurement solvent is changed from the ethanol and ether mixture specified in JIS K0070 to a mixture of acetone and toluene (acetone:toluene = 1:1 (volume ratio)).
〔離型剤の融点〕
示差走査熱量計「DSC Q20」(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、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℃まで冷却する。次に試料を昇温速度10℃/minで180℃まで昇温し測定する。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 release agent]
Using a differential scanning calorimeter "DSC Q20" (manufactured by TA Instruments Japan Co., Ltd.), 0.01 to 0.02 g of the sample is weighed into an aluminum pan, heated to 200°C at a heating rate of 10°C/min, and cooled from that temperature to -10°C at a heating rate of 5°C/min. Next, the sample is heated to 180°C at a heating rate of 10°C/min and measured. The maximum endothermic peak temperature observed from the obtained melting endothermic curve is regarded as the melting point of the release agent.
〔外添剤の平均粒子径〕
平均粒子径は、個数平均粒子径を指し、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、それらの数平均値とする。
[Average particle size of external additives]
The average particle size refers to the number-average particle size, and is calculated by measuring the particle sizes (average of major and minor axes) of 500 particles in a scanning electron microscope (SEM) photograph and averaging these by number.
〔トナーの体積中位粒径(D50)〕
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。
[Volume Median Particle Size ( D50 ) of Toner]
Measuring device: Coulter Multisizer II (manufactured by Beckman Coulter, Inc.)
Aperture diameter: 100μm
Analysis software: Coulter Multisizer AccuComp version 1.19 (Beckman Coulter, Inc.)
Electrolyte: Isoton II (Beckman Coulter, Inc.)
Dispersion solution: Emulgen 109P (Kao Corporation, polyoxyethylene lauryl ether, HLB (Griffin): 13.6) was dissolved in the electrolyte to adjust the concentration to 5% by mass. Dispersion conditions: 10 mg of a measurement sample was added to 5 mL of the dispersion solution, and the mixture was dispersed for 1 minute using an ultrasonic disperser (machine name: US-1, manufactured by SND Corporation, output: 80 W). Thereafter, 25 mL of the electrolyte solution was added, and the mixture was further dispersed for 1 minute using the ultrasonic disperser to prepare a sample dispersion solution.
Measurement conditions: The sample dispersion is added to 100 mL of the electrolyte so as to reach a concentration at which the particle sizes of 30,000 particles can be measured in 20 seconds, and 30,000 particles are measured, and the volume median particle size (D 50 ) is determined from the particle size distribution.
樹脂製造例1
表1に示す無水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10リットル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。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ジクミルパーオキサイド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H1、H2)を得た。得られた樹脂の物性を表1に示す。
Resin Production Example 1
The raw material monomers and esterification catalysts of the amorphous polyester resins other than trimellitic anhydride shown in Table 1 were placed in a 10-liter four-neck flask equipped with a nitrogen inlet tube, a dehydration tube, a stirrer, and a thermocouple, and reacted at 230°C for 12 hours, and then reacted at 8.3 kPa for 1 hour. The temperature was lowered to 160°C, and the raw material monomers of the styrene resin, the bireactive monomers, and dicumyl peroxide were dropped over 1 hour using a dropping funnel. After maturing 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 monomers of the styrene resin were removed at 8.3 kPa for 1 hour. Furthermore, trimellitic anhydride was added at 210°C, and the reaction was continued until the desired softening point was reached, to obtain amorphous composite resins (resins H1 and H2). The physical properties of the obtained resins are shown in Table 1.
樹脂製造例2
表2に示すアルコール成分、無水トリメリット酸以外のカルボン酸成分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、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~A3)を得た。得られた樹脂の物性を表2に示す。
Resin Production Example 2
The alcohol components, carboxylic acid components other than trimellitic anhydride, and esterification catalyst shown in Table 2 were placed in a 10-liter four-neck flask equipped with a nitrogen inlet tube, a dehydration tube, a stirrer, and a thermocouple, and the mixture was heated to 200°C under a nitrogen atmosphere and reacted for 6 hours. After further heating to 210°C, trimellitic anhydride was added and the mixture was reacted for 1 hour at normal pressure (101.3 kPa), and further reacted at 40 kPa until the desired softening point was reached, to obtain amorphous polyester resins (resins A1 to A3). The physical properties of the obtained resins are shown in Table 2.
樹脂製造例3
表2に示すアルコール成分、無水トリメリット酸以外のカルボン酸成分、エステル化触媒、及び重合禁止剤を、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、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A4)を得た。得られた樹脂の物性を表2に示す。
Resin Production Example 3
The alcohol components shown in Table 2, carboxylic acid components other than trimellitic anhydride, esterification catalyst, and polymerization inhibitor were placed in a 10-liter four-neck flask equipped with a nitrogen inlet tube, a dehydration tube, a stirrer, and a thermocouple, and the mixture was heated to 200°C under a nitrogen atmosphere and reacted for 6 hours. After further heating 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, to obtain an amorphous polyester resin (resin A4). The physical properties of the obtained resin are shown in Table 2.
樹脂製造例4
表3に示す結晶性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10リットル容の四つ口フラスコに入れ、160℃まで加熱し、6時間反応させた。その後、表3に示すスチレン系樹脂の原料モノマー及び両反応性モノマー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、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、200℃まで8時間かけて昇温、8.3kPaにて2時間反応させて、結晶性複合樹脂(樹脂C1、C2)を得た。得られた樹脂の物性を表3に示す。
Resin Production Example 4
The raw material monomers of the crystalline polyester resin shown in Table 3 and the esterification catalyst were placed in a 10-liter four-neck flask equipped with a nitrogen inlet tube, a dehydration tube, a stirrer and a thermocouple, heated to 160°C and reacted for 6 hours. Then, the raw material monomers of the styrene resin and the bireactive monomers shown in Table 3 were dropped over 1 hour using a dropping funnel. After the addition polymerization reaction was matured for 1 hour while maintaining the temperature at 160°C, the raw material monomers of the styrene resin were removed for 1 hour at 8.3 kPa. Furthermore, the temperature was raised to 200°C over 8 hours and reacted for 2 hours at 8.3 kPa to obtain crystalline composite resins (resins C1 and C2). The physical properties of the obtained resins are shown in Table 3.
樹脂製造例5
表3に示す結晶性ポリエステル樹脂の原料モノマー、エステル化触媒、及び重合禁止剤を窒素導入管、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C3)を得た。得られた樹脂の物性を表3に示す。
Resin Production Example 5
The raw material monomers, esterification catalyst, and polymerization inhibitor for the crystalline polyester resin shown in Table 3 were placed in a 10-liter four-neck flask equipped with a nitrogen inlet tube, a dehydration tube, a stirrer, and a thermocouple, and the temperature was raised from 130°C to 200°C over 10 hours under a nitrogen atmosphere, and the reaction was carried out at 200°C and 8 kPa for 1 hour to obtain a crystalline polyester resin (resin C3). The physical properties of the obtained resin are shown in Table 3.
実施例1~18
表4、5に示す原料供給口F1から供給する非晶質樹脂及び離型剤(実施例15のみ)と、負帯電性荷電制御剤「ボントロンE-304」(オリヱント化学工業社製)1.0質量部及び着色剤「REGAL330R」(キャボット・スペシャリティー・ケミカルズ・インク社製)6.0質量部を、ヘンシェルミキサーを用いて2分間混合し、原料供給口F1から供給する原料混合物を得た。
Examples 1 to 18
The amorphous resin and release agent (only Example 15) supplied from the raw material supply port F1 shown in Tables 4 and 5, 1.0 part by mass of a negative charge control agent "Bontron E-304" (manufactured by Orient Chemical Industries Co., Ltd.) and 6.0 parts by mass of a colorant "REGAL330R" (manufactured by Cabot Specialty Chemicals, Inc.) were mixed for 2 minutes using a Henschel mixer to obtain a raw material mixture to be supplied from the raw material supply port F1.
表4、5に示す原料供給口F2から供給する非晶質樹脂(実施例6のみ)、結晶性ポリエステル系樹脂、及び離型剤を、ヘンシェルミキサーを用いて2分間混合し、原料供給口F2から供給する原料混合物を得た。 The amorphous resin (only Example 6), crystalline polyester resin, and release agent supplied from the raw material supply port F2 shown in Tables 4 and 5 were mixed for 2 minutes using a Henschel mixer to obtain a raw material mixture to be supplied from the raw material supply port F2.
得られた原料混合物を、原料供給口F1、F2それぞれから、同方向回転二軸押出機「PCM-43」(池貝鉄工社製、軸の直径 4.2cm)に供給し、溶融混練した。
二次押出機のバレルの長さLは1600mmであり、原料供給口F1はバレルの入り口側端部から75mm(0.05L)の位置に、原料供給口F2は695mm(0.43L)の位置に、混練物排出口は1560mm(0.98L)の位置に、それぞれ設置した。
二軸押出機の運転条件は、バレル設定温度 120℃、軸回転数 150r/min、原料供給口F1、F2からの混合物供給速度は、原料が所望の組成比からなる混練物の排出速度が20kg/hとなるように、調整した。
The resulting raw material mixture was fed from raw material feed ports F1 and F2 to a co-rotating twin-screw extruder "PCM-43" (manufactured by Ikegai Iron Works, shaft diameter 4.2 cm) and melt-kneaded.
The length L of the barrel of the secondary extruder was 1600 mm, and the raw material supply port F1 was located at a position 75 mm (0.05 L) from the inlet end of the barrel, the raw material supply port F2 was located at a position 695 mm (0.43 L), and the kneaded product discharge port was located at a position 1560 mm (0.98 L).
The operating conditions of the twin-screw extruder were a barrel set temperature of 120°C, a shaft rotation speed of 150 r/min, and the mixture supply rate from the raw material supply ports F1 and F2 was adjusted so that the discharge rate of the kneaded product having the desired composition ratio of the raw materials was 20 kg/h.
得られた混練物を冷却し、粉砕機「ロートプレックス」(ホソカワミクロン社製)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社製)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なった。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社製)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 resulting kneaded material was cooled and coarsely pulverized using a pulverizer "Rotoplex" (manufactured by Hosokawa Micron Corporation), and a coarsely pulverized material with a volumetric particle size of 2 mm or less was obtained using a sieve with 2 mm mesh. The resulting coarsely pulverized material was finely pulverized using a DS2 type air classifier (impingement plate type, manufactured by Japan Pneumatic Co., Ltd.) by adjusting the pulverization pressure so that the volumetric median particle size was 7.0 μm. The resulting finely pulverized material was classified using a DSX2 type air classifier (manufactured by Japan Pneumatic Co., Ltd.) by adjusting the static pressure (internal pressure) so that the volumetric median particle size was 7.5 μm, and toner particles were obtained.
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」(日本アエロジル社製、疎水化処理剤:DMDS、平均粒子径:16nm)1.0質量部及び疎水性シリカ「RY-50」(日本アエロジル社製、疎水化処理剤:シリコーンオイル、平均粒子径:40nm)1.0質量部をヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)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 were mixed with 1.0 part by mass of hydrophobic silica "R972" (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., hydrophobic treatment agent: DMDS, average particle size: 16 nm) and 1.0 part by mass of hydrophobic silica "RY-50" (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., hydrophobic treatment agent: silicone oil, average particle size: 40 nm) as external additives in a Henschel mixer (manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.) at 2100 r/min (circumferential speed: 29 m/sec) for 3 minutes to obtain a toner.
比較例1~3
表4、5に示す結着樹脂と離型剤を用い、これらを負帯電性荷電制御剤「ボントロンE-304」(オリヱント化学工業社製)1.0質量部及び着色剤「REGAL330R」(キャボット・スペシャリティー・ケミカルズ・インク社製)6.0質量部と、ヘンシェルミキサーを用いて2分間混合し、原料供給口F1から二軸押出機に供給した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。
Comparative Examples 1 to 3
A toner was obtained in the same manner as in Example 1, except that the binder resins and release agents shown in Tables 4 and 5 were used, and these were mixed with 1.0 part by mass of a negatively charged charge control agent "Bontron E-304" (manufactured by Orient Chemical Industries Co., Ltd.) and 6.0 parts by mass of a colorant "REGAL330R" (manufactured by Cabot Specialty Chemicals, Inc.) for 2 minutes using a Henschel mixer, and the mixture was supplied to the twin-screw extruder from the raw material supply port F1.
試験例1〔低温定着性〕
未定着画像を取れるように改造した、プリンター「OKI MICROLINE 5400」((株)沖データ製)にトナーを充填し、2cm角のベタ画像の未定着画像を印刷した。プリンター「OKI MICROLINE 3010」((株)沖データ製)を改造した外部定着装置を使用して、定着ロールの回転速度180mm/secにて、定着ロールの温度を100℃から200℃まで5℃ずつ上昇させながら、各温度でこの未定着画像の定着処理を行い、定着画像を得た。各定着温度で得られた画像を、500gの荷重をかけた砂消しゴム(LION社製、ER-502R)で5往復擦り、擦り前後の画像濃度を画像濃度測定器X-Rite eXact(X-Rite社製)を用いて測定し、擦り前後の画像濃度比率([擦り後の画像濃度/擦り前の画像濃度]×100)が最初に85%を超える温度を最低定着温度とし、低温定着性の指標とした。最低定着温度が低いほど低温定着性に優れる。結果を表4、5に示す。
Test Example 1 [Low temperature fixability]
Toner was filled into a printer "OKI MICROLINE 5400" (manufactured by Oki Data Corporation) that had been modified to be able to take unfixed images, and a 2 cm square solid unfixed image was printed. Using an external fixing device modified from a printer "OKI MICROLINE 3010" (manufactured by Oki Data Corporation), the unfixed image was fixed at each temperature while increasing the temperature of the fixing roll from 100°C to 200°C in increments of 5°C at a fixing roll rotation speed of 180 mm/sec, and a fixed image was obtained. The image obtained at each fixing temperature was rubbed five times back and forth with a sand eraser (manufactured by LION, ER-502R) with a load of 500 g, and the image density before and after rubbing was measured using an image densitometer X-Rite eXact (manufactured by X-Rite Corporation). The temperature at which the image density ratio before and after rubbing ([image density after rubbing/image density before rubbing] x 100) first exceeded 85% was taken as the minimum fixing temperature, and was used as an index of low-temperature fixability. The lower the minimum fixing temperature, the better the low-temperature fixing property. The results are shown in Tables 4 and 5.
試験例2〔耐ホットオフセット(HO)性〕
試験例1と同様にして、2cm角のベタ画像の未定着画像を印刷した。プリンター「OKI MICROLINE 3010」((株)沖データ製)を改造した外部定着装置を使用して、定着ロールの回転速度90mm/secにて、定着ロールの温度を100℃から200℃まで5℃ずつ上昇させながら、各温度でこの未定着画像の定着処理を行い、定着画像を得た。得られた定着画像を目視で確認し、ホットオフセットの発生が見られない定着ロールの最高温度を最高定着温度とした。温度が高いほど耐ホットオフセット性に優れる。結果を表4、5に示す。
Test Example 2 [Hot offset (HO) resistance]
In the same manner as in Test Example 1, an unfixed image of a 2 cm square solid image was printed. Using an external fixing device modified from an "OKI MICROLINE 3010" printer (manufactured by OKI Data Corporation), the unfixed image was fixed at each temperature while increasing the temperature of the fixing roll from 100°C to 200°C in increments of 5°C at a fixing roll rotation speed of 90 mm/sec, to obtain a fixed image. The fixed image obtained was visually confirmed, and the maximum fixing temperature was determined as the maximum fixing temperature at which no hot offset was observed. The higher the temperature, the better the hot offset resistance. The results are shown in Tables 4 and 5.
試験例3〔耐久性〕
非磁性一成分現像装置「MICROLINE 5400」((株)沖データ製)にトナー120gを実装し、30℃、湿度80%の環境下で、3%の印字率で耐久試験を行った。500枚毎にベタ画像を印字し、印字不良、具体的には白スジもしくは用紙の白地が見える程のカスレの発生がないかを観察して、印字不良が確認された時点で試験を中止した。印字不良発生までの印刷枚数が多いほど、耐久性に優れることを示す。結果を表4、5に示す。
Test Example 3 [Durability]
A durability test was carried out with 120g of toner loaded into a non-magnetic single-component developing device "MICROLINE 5400" (manufactured by Oki Data Corporation) at a print rate of 3% in an environment of 30°C and 80% humidity. A solid image was printed every 500 sheets, and the test was stopped when print defects, specifically white streaks or smudges that reveal the white background of the paper, were observed. The more sheets printed before print defects occurred, the better the durability. The results are shown in Tables 4 and 5.
以上の結果より、全ての原料を二軸混練機に一括で供給した比較例1~3と対比して、実施例1~18のトナーは、低温定着性、耐ホットオフセット性及び耐久性のいずれにも優れていることが分かる。 The above results show that, compared to Comparative Examples 1 to 3, in which all raw materials were fed into the twin-screw kneader at once, the toners of Examples 1 to 18 are superior in low-temperature fixability, hot offset resistance, and durability.
本発明の方法により得られる静電荷像現像用トナーは、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 toner for developing electrostatic images obtained by the method of the present invention is suitable for use in developing latent images formed in electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, etc.
Claims (4)
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| JP2021167800A JP7713362B2 (en) | 2021-10-13 | 2021-10-13 | Method for producing toner for developing electrostatic images |
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