JP2018084705A - Method for manufacturing toner particle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真法、静電記録法、トナージェット方式記録法に用いられるトナー粒子の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing toner particles used in electrophotography, electrostatic recording, and toner jet recording.
近年、電子写真装置においてトナーによる画像の高画質化が求められ、多数枚のプリントによっても画質低下のない画像が得られる電子写真装置が要求されている。トナーによる画像の高画質化には、一粒一粒のトナー粒子において性能のバラツキを抑えることが求められている。そのためには、トナー粒子の粒径を均等について粒度分布をシャープにすることが有効である。トナーの粒度分布のシャープ化を比較的容易に達成することができる方法として、「溶解懸濁法」が挙げられる。 2. Description of the Related Art In recent years, there has been a demand for image quality enhancement using toner in an electrophotographic apparatus, and there has been a demand for an electrophotographic apparatus that can obtain an image that does not deteriorate image quality even with a large number of prints. In order to improve image quality with toner, it is required to suppress variation in performance of each toner particle. For this purpose, it is effective to sharpen the particle size distribution with uniform toner particle size. As a method that can achieve the sharpening of the particle size distribution of the toner relatively easily, there is a “dissolution suspension method”.
さらに、近年、液体もしくは超臨界状態の二酸化炭素を分散媒体として用いる製造方法が開発されている。この方法によれば、従来の水系の分散媒体を用いる方法と比べ、トナー粒子の作成において、洗浄工程、乾燥工程を省くことによる省エネルギー化が可能という利点がある。溶解懸濁法におけるトナー粒子の作成においては、分散剤を用いることが有効である。この分散剤としては、界面活性剤、高分子分散剤、微粒子分散剤等がある。 Furthermore, in recent years, a production method using liquid or supercritical carbon dioxide as a dispersion medium has been developed. According to this method, compared with the conventional method using an aqueous dispersion medium, there is an advantage that energy can be saved by omitting a washing step and a drying step in the production of toner particles. In the preparation of toner particles in the dissolution suspension method, it is effective to use a dispersant. Examples of the dispersant include a surfactant, a polymer dispersant, and a fine particle dispersant.
一般に、分散媒体に溶解させた状態で用いる分散剤(界面活性剤、高分子分散剤)は、微小な液滴から粗大な液滴まで、液滴の粒径に関わらず安定に分散させる。これに対し、微粒子分散剤は、微小な液滴を安定化しないため、トナー粒子の粒度分布をシャープ化する目的に対して有利であると言われている。一方で、微粒子分散剤として一般的に用いられるシリカ等の固体微粒子は、界面活性能が小さいものが多く、材料によっては、樹脂粒子の粗大化に影響を及ぼす懸念がある。この懸念を解消するため、微粒子分散剤に加えて高分子分散剤を補助的に併用することで界面活性能を補う樹脂粒子の製造方法が提案されている。 In general, a dispersant (surfactant, polymer dispersant) used in a state dissolved in a dispersion medium is stably dispersed from a fine droplet to a coarse droplet regardless of the particle size of the droplet. On the other hand, the fine particle dispersant is said to be advantageous for the purpose of sharpening the particle size distribution of toner particles because it does not stabilize minute droplets. On the other hand, solid fine particles such as silica generally used as a fine particle dispersant often have low surface activity, and depending on the material, there is a concern of affecting the coarsening of resin particles. In order to eliminate this concern, there has been proposed a method for producing resin particles that supplements the surface activity by supplementarily using a polymer dispersant in addition to the fine particle dispersant.
特許文献1では、溶解懸濁法において、ジメチルシロキサン基およびフッ素を含有する官能基の少なくとも一方の基を有する高分子分散剤と、微粒子分散剤として無機あるいは有機微粒子と、を併用して樹脂粒子を作製する製造方法が提案されている。
In
しかしながら、本発明者らが特許文献1の方法をトナー粒子に応用し、この方法に準じて作製したトナー粒子を評価したところ、必ずしも粒度分布がシャープではないことがわかった。この理由としては、高分子分散剤と微粒子分散剤が別々の機構で液滴の分散安定性に寄与した結果であると本発明者らは考察している。高分子分散剤が、微小な液滴から粗大な液滴まで、液滴の粒径に関わらず安定に分散させた結果、粒度分布がブロード化したのではないかと考察した。また、界面活性能の小さい一般的な無機あるいは有機微粒子を微粒子分散剤として用いたため、トナー粒子の粗大化を十分に抑制できなかったのではないかと考察した。
However, when the present inventors applied the method of
本発明の目的は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、粒度分布がシャープなトナー粒子の製造方法を提供することである。 An object of the present invention has been made in view of the above problems, and is to provide a method for producing toner particles having a sharp particle size distribution.
本発明は、トナー粒子の製造方法であって、前記製造方法が、
a)結着樹脂A、着色剤、高分子分散剤P、固体微粒子Q、有機溶媒、及び分散媒体を混合し、表面が前記高分子分散剤P、及び前記高分子分散剤Pが前記固体微粒子Qに吸着した複合微粒子で覆われた、前記結着樹脂A、前記着色剤、及び前記有機溶媒を含有する液滴を形成する工程、及び
b)前記液滴に含まれる前記有機溶媒を除去する工程、
を有することを特徴とするトナー粒子の製造方法に関する。
The present invention is a method for producing toner particles, the production method comprising:
a) A binder resin A, a colorant, a polymer dispersant P, solid fine particles Q, an organic solvent, and a dispersion medium are mixed, and the surface is the polymer dispersant P, and the polymer dispersant P is the solid fine particles. A step of forming a droplet containing the binder resin A, the colorant, and the organic solvent covered with the composite fine particles adsorbed on Q; and b) removing the organic solvent contained in the droplet. Process,
The present invention relates to a method for producing toner particles.
本発明によれば、粒度分布がシャープなトナー粒子の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, a method for producing toner particles having a sharp particle size distribution can be provided.
本発明は、トナー粒子を製造する方法であって、下記工程を有することを特徴とする。
a)結着樹脂A、着色剤、高分子分散剤P、固体微粒子Q、有機溶媒、及び分散媒体を混合し、表面が高分子分散剤P、及び高分子分散剤Pが固体微粒子Qに吸着した複合微粒子で覆われた、結着樹脂A、着色剤、及び有機溶媒を含有する液滴を形成する工程、
b)液滴に含まれる有機溶媒を除去する工程。
The present invention is a method for producing toner particles, comprising the following steps.
a) The binder resin A, the colorant, the polymer dispersant P, the solid fine particles Q, the organic solvent, and the dispersion medium are mixed, and the polymer dispersant P and the polymer dispersant P are adsorbed on the solid fine particles Q. Forming a droplet containing the binder resin A, the colorant, and the organic solvent covered with the composite fine particles,
b) A step of removing the organic solvent contained in the droplets.
本発明は、溶解懸濁法でトナー粒子を得る際、高分子分散剤Pが固体微粒子Qに吸着してなる複合微粒子を分散剤として用いることを特徴の1つとする。この複合微粒子は、高分子分散剤Pに由来する界面活性能を有するため、様々な材料の組み合わせによる液滴を分散安定化することができる。さらに、複合微粒子が微粒子分散剤であるが故に微小な液滴を安定化しないため、トナー粒子の粒度分布をシャープ化する目的に対して極めて有利である。 One feature of the present invention is that, when obtaining toner particles by the dissolution suspension method, composite fine particles formed by adsorbing the polymer dispersant P on the solid fine particles Q are used as the dispersant. Since the composite fine particles have a surface activity derived from the polymer dispersant P, it is possible to disperse and stabilize droplets formed by a combination of various materials. In addition, since the fine composite particles are fine particle dispersants, the minute droplets are not stabilized, which is extremely advantageous for the purpose of sharpening the particle size distribution of the toner particles.
高分子分散剤Pが固体微粒子Qに吸着した複合微粒子を形成するためには、固体微粒子Qに対する高分子分散剤Pの吸着率が、15.0%以上であることが好ましい。この吸着率は、下記式(I)によって算出される。
吸着率(%)=(1−S2/S1)×100 式(I)
In order to form composite fine particles in which the polymer dispersant P is adsorbed on the solid fine particles Q, the adsorption rate of the polymer dispersant P on the solid fine particles Q is preferably 15.0% or more. This adsorption rate is calculated by the following formula (I).
Adsorption rate (%) = (1−S2 / S1) × 100 Formula (I)
式(I)中のS1及びS2について、図1を用いて説明する。S1は、0.1gの高分子分散剤Pを有機溶媒20.0gに溶解させた溶液をGPC測定し、高分子分散剤Pに由来するピーク面積を示す。また、S2は、まず、0.1gの高分子分散剤Pを有機溶媒20.0gに溶解させた溶液に、1.0gの固体微粒子Q、及び30.0gのガラスビーズを混合し、ペイントシェーカーにて4時間分散する。分散後、得られた分散液を遠心分離して得た上澄み液を、GPC測定し、高分子分散剤Pに由来するピーク面積をS2とする。 S1 and S2 in the formula (I) will be described with reference to FIG. S1 indicates a peak area derived from the polymer dispersant P by GPC measurement of a solution obtained by dissolving 0.1 g of the polymer dispersant P in 20.0 g of an organic solvent. In S2, first, 1.0 g of the solid fine particles Q and 30.0 g of glass beads are mixed in a solution obtained by dissolving 0.1 g of the polymer dispersant P in 20.0 g of an organic solvent. For 4 hours. After dispersion, the supernatant obtained by centrifuging the obtained dispersion is subjected to GPC measurement, and the peak area derived from the polymer dispersant P is defined as S2.
上記吸着率が15.0%以上を満たすことで、固体微粒子Qに対して高分子分散剤Pが良好に吸着し、複合微粒子を得る上で有利になる。そして、微小な液滴から粗大な液滴まで、液滴の粒径に関わらず安定に分散させることが抑制され、トナー粒子の粒度分布がよりシャープになりやすい。 When the adsorption rate satisfies 15.0% or more, the polymer dispersant P is favorably adsorbed to the solid fine particles Q, which is advantageous in obtaining composite fine particles. In addition, stable dispersion from minute droplets to coarse droplets is suppressed regardless of the particle size of the droplets, and the particle size distribution of the toner particles tends to be sharper.
上記吸着率のより好ましい範囲は、20.0%以上であり、さらに好ましい範囲は30.0%以上である。また、上記吸着率の上限については特に制約はないが、上記の方法において高分子分散剤Pの全量を固体微粒子Qに吸着させることは困難であり、90.0%が上限である。 A more preferable range of the adsorption rate is 20.0% or more, and a more preferable range is 30.0% or more. The upper limit of the adsorption rate is not particularly limited, but it is difficult to adsorb the entire amount of the polymer dispersant P to the solid fine particles Q in the above method, and the upper limit is 90.0%.
本発明の高分子分散剤Pについて説明する。高分子分散剤Pは、部分構造Xと部分構造Yを有する重合体であり、部分構造Xが下記式(1)で示される有機ポリシロキサン構造を有し、部分構造X及び部分構造Yが下記式(2)を満たすことが好ましい。 The polymer dispersant P of the present invention will be described. The polymer dispersant P is a polymer having a partial structure X and a partial structure Y, the partial structure X has an organic polysiloxane structure represented by the following formula (1), and the partial structure X and the partial structure Y are the following: It is preferable to satisfy the formula (2).
(式(I)中、R1およびR2は、それぞれ独立に、炭素数1から3のアルキル基を表し、nは2以上150以下である。)
(In formula (I), R 1 and R 2 each independently represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and n is 2 or more and 150 or less.)
3.0≦SP(Y)―SP(X) (2)
(式(2)中、SP(X)は、部分構造Xの溶解度パラメータを示し、SP(Y)は、部分構造Yの溶解度パラメータを示す。)
3.0 ≦ SP (Y) −SP (X) (2)
(In Formula (2), SP (X) represents the solubility parameter of the partial structure X, and SP (Y) represents the solubility parameter of the partial structure Y.)
部分構造Xは、有機ポリシロキサン構造を有し、分散媒体に対して親和性を発現する役割を担い、部分構造Yは結着樹脂Aに対して親和性を発現する役割を担う。このような2つの部分構造が共存することで、高い界面活性能が得られ、より液滴の分散安定性を高めることができる。 The partial structure X has an organic polysiloxane structure and plays a role of developing affinity for the dispersion medium, and the partial structure Y plays a role of developing affinity for the binder resin A. By coexisting such two partial structures, high surface activity can be obtained, and the dispersion stability of the droplets can be further improved.
式(1)に示す構造は、高疎水性を示し、液体または超臨界状態の二酸化炭素のような低極性媒体を分散媒体として利用する場合、分散媒体に対して親和性が高くなるため、分子鎖を大きく拡げることができる。この時、式(1)の構造を含む高分子分散剤Pは単なる界面活性能だけではなく、液滴同士の衝突を抑制する排除体積効果を発揮し、液滴の分散安定性をさらに高めることが可能となる。また、式(1)の構造を含む高分子分散剤Pを用いて得られたトナー粒子は、環境安定性に優れるという効果も得ることができる。 The structure represented by formula (1) exhibits high hydrophobicity, and when a low-polarity medium such as liquid or supercritical carbon dioxide is used as a dispersion medium, the affinity for the dispersion medium is increased. The chain can be greatly expanded. At this time, the polymer dispersant P including the structure of the formula (1) not only has a surface activity, but also exhibits an excluded volume effect that suppresses collisions between the droplets, thereby further improving the dispersion stability of the droplets. Is possible. In addition, the toner particles obtained using the polymer dispersant P having the structure of the formula (1) can also have an effect of being excellent in environmental stability.
溶解度パラメータとはSP値ともいい、ある物質がある物質にどの程度溶解するかを示す溶解性の指標である。SP値が近いもの同士は溶解性が高く、SP値が離れているものは溶解性が低い。すなわち、異なる物質同士の親和性を示す指標であり、SP値が近いもの同士は親和性が高く、離れているもの同士は親和性が低いことになる。SP値は溶解度パラメータ計算ソフトウェア(Hansen Solubility Parameters in Practice)により算出することができる。 The solubility parameter is also called an SP value, and is a solubility index indicating how much a certain substance is dissolved in a certain substance. Those having close SP values have high solubility, and those having SP values apart have low solubility. That is, it is an index indicating the affinity between different substances, and those having close SP values have high affinity, and those that are separated from each other have low affinity. The SP value can be calculated using solubility parameter calculation software (Hansen Solubility Parameters in Practice).
上記式(2)を満たすことで、部分構造Xの溶解度パラメータは部分構造Yに比べ十分に小さい値となる。これにより、高分子分散剤Pは十分な界面活性能を有し、液滴の分散安定化に寄与することができる。 By satisfying the above formula (2), the solubility parameter of the partial structure X becomes a sufficiently small value as compared with the partial structure Y. Thereby, the polymer dispersant P has a sufficient surface activity and can contribute to the dispersion stabilization of the droplets.
高分子分散剤Pの重量平均分子量(Mw)は、50,000以上500,000以下であることが好ましい。Mwがこの範囲であることで、高分子分散剤Pは上述した排除体積効果を発揮し、液滴の分散安定性をさらに高めることが可能となる。Mwが、50,000以上であると、排除体積効果を十分に発揮することができる。また、式(I)の吸着率を上記範囲内に制御しやすくなる。一方、Mwが500,000以下であると、単一の高分子分散剤Pが液滴間で吸着してしまうことによって生じる橋かけ凝集によって液滴の分散安定性の低下を抑制しやすくなる。高分子分散剤PのMwのより好ましい範囲は、80,000以上350,000以下である。 The weight average molecular weight (Mw) of the polymer dispersant P is preferably 50,000 or more and 500,000 or less. When Mw is within this range, the polymer dispersant P exhibits the above-described excluded volume effect, and can further enhance the dispersion stability of the droplets. When the Mw is 50,000 or more, the excluded volume effect can be sufficiently exhibited. Moreover, it becomes easy to control the adsorption rate of Formula (I) within the above range. On the other hand, when the Mw is 500,000 or less, it is easy to suppress a drop in the dispersion stability of the droplets due to cross-linking aggregation caused by the adsorption of the single polymer dispersant P between the droplets. A more preferable range of Mw of the polymer dispersant P is 80,000 or more and 350,000 or less.
高分子分散剤Pの部分構造Yは、例えば、ポリエステル構造、ポリエーテル構造、あるいは、スチレン、スチレン誘導体、アクリレート、メタクリレートからなる群より選択される少なくとも1つの単量体を含む単量体組成物の重合体を有することができる。これらの中でも、特にポリエステル構造を有する場合、ポリエステルは凝集エネルギー密度が大きいために、式(I)の吸着率を大きくする効果を期待できるため、好ましい。ポリエステル構造としては、結晶性ポリエステル、非晶性ポリエステルの何れも用いることが可能である。 The partial structure Y of the polymer dispersant P is, for example, a polyester structure, a polyether structure, or a monomer composition containing at least one monomer selected from the group consisting of styrene, styrene derivatives, acrylates, and methacrylates. The polymer can be Among these, polyester having a polyester structure is preferable because the polyester has a high cohesive energy density, and thus an effect of increasing the adsorption rate of the formula (I) can be expected. As the polyester structure, either crystalline polyester or amorphous polyester can be used.
結晶性ポリエステルとは、ポリマーの分子鎖が規則的に配列した構造を有する樹脂のことを意味する。このような樹脂は、示差走査熱量計(DSC)用いた示差走査熱量測定において、明瞭な融点ピークを示し、融点より低い温度領域ではほとんど軟化せず、融点を越えると融解が生じ急激に軟化するシャープメルト特性を有する。従って、高分子分散剤Pの部分構造Yに結晶性ポリエステルを用いたトナーは、良好な低温定着性を達成することができる。結晶性ポリエステルの融点は、有機溶剤や分散媒体に対する溶剤耐性を考慮すると、50℃以上120℃以下が好ましく、トナーとして定着温度で溶融することを考慮すると、50℃以上90℃以下であることがより好ましい。 The crystalline polyester means a resin having a structure in which polymer molecular chains are regularly arranged. Such a resin shows a clear melting point peak in differential scanning calorimetry using a differential scanning calorimeter (DSC), hardly softens in a temperature range lower than the melting point, and melts rapidly when the melting point is exceeded. Has sharp melt properties. Therefore, the toner using the crystalline polyester for the partial structure Y of the polymer dispersant P can achieve good low-temperature fixability. The melting point of the crystalline polyester is preferably 50 ° C. or higher and 120 ° C. or lower in view of solvent resistance to an organic solvent or a dispersion medium, and considering that the toner melts at a fixing temperature, it may be 50 ° C. or higher and 90 ° C. or lower. More preferred.
高分子分散剤Pの部分構造Yとして用いることのできる結晶性ポリエステルとしては、脂肪族ラクトンを開環重合して得られるポリエステル樹脂、或は、脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸を反応して得られるポリエステル樹脂を挙げることができる。脂肪族ラクトンとしては、例えば、δ−ヘキサラノラクトン、δ−オクタノラクトン、ε−カプロラクトン、δ−ドデカノラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトン、グリコリッド、ラクタイドなどが挙げられる。これらの中でも、ε−カプロラクトンが、反応性及び入手性の観点から好ましい。脂肪族ジオールとしては、炭素数2〜20の脂肪族ジオールが好ましく、結晶性の観点から、直鎖型の脂肪族ジオールがより好ましい。 The crystalline polyester that can be used as the partial structure Y of the polymer dispersant P is a polyester resin obtained by ring-opening polymerization of an aliphatic lactone, or obtained by reacting an aliphatic diol with an aliphatic dicarboxylic acid. The polyester resin which can be mentioned can be mentioned. Examples of the aliphatic lactone include δ-hexalanolactone, δ-octanolactone, ε-caprolactone, δ-dodecanolactone, α-methyl-γ-butyrolactone, β-methyl-δ-valerolactone, glycolide, and lactide. Etc. Among these, ε-caprolactone is preferable from the viewpoints of reactivity and availability. As the aliphatic diol, an aliphatic diol having 2 to 20 carbon atoms is preferable, and a linear aliphatic diol is more preferable from the viewpoint of crystallinity.
炭素数2〜20の直鎖型脂肪族ジオールとしては、以下の化合物が挙げられる。1,2−エタンジオール、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、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,11−ウンデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,13−トリデカンジオール、1,14−テトラデカンジオール、1,18−オクタデカンジオール及び1,20−エイコサンジオール。これらは単独で用いてもよく、2種類以上を混合して用いることも可能である。また、二重結合を持つ脂肪族ジオールを用いることもできる。二重結合を持つ脂肪族ジオールとしては、以下の化合物を挙げることができる。2−ブテン−1,4−ジオール、3−ヘキセン−1,6−ジオール及び4−オクテン−1,8−ジオール。 Examples of the linear aliphatic diol having 2 to 20 carbon atoms include the following compounds. 1,2-ethanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1 , 10-decanediol, 1,11-undecanediol, 1,12-dodecanediol, 1,13-tridecanediol, 1,14-tetradecanediol, 1,18-octadecanediol and 1,20-eicosanediol. These may be used alone or in combination of two or more. An aliphatic diol having a double bond can also be used. Examples of the aliphatic diol having a double bond include the following compounds. 2-butene-1,4-diol, 3-hexene-1,6-diol and 4-octene-1,8-diol.
脂肪族ジカルボン酸は、炭素数2〜20の脂肪族ジカルボン酸であることが好ましく、結晶性の観点から、直鎖型の脂肪族ジカルボン酸がより好ましい。炭素数2〜20の直鎖型脂肪族ジカルボン酸としては、以下の化合物を挙げることができる。蓚酸、マロン酸、琥珀酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,9−ノナンジカルボン酸、1,10−デカンジカルボン酸、1,11−ウンデカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジカルボン酸、1,13−トリデカンジカルボン酸、1,14−テトラデカンジカルボン酸、1,16−ヘキサデカンジカルボン酸及び1,18−オクタデカンジカルボン酸、あるいはそれらの低級アルキルエステルや酸無水物。これらは単独で用いてもよく、2種類以上を混合して用いることも可能である。また、芳香族ジカルボン酸を用いることもできる。芳香族ジカルボン酸としては、以下の化合物を挙げることができる。テレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸及び4,4’−ビフェニルジカルボン酸。 The aliphatic dicarboxylic acid is preferably an aliphatic dicarboxylic acid having 2 to 20 carbon atoms, and a linear aliphatic dicarboxylic acid is more preferable from the viewpoint of crystallinity. Examples of the linear aliphatic dicarboxylic acid having 2 to 20 carbon atoms include the following compounds. Succinic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, 1,9-nonanedicarboxylic acid, 1,10-decanedicarboxylic acid, 1,11-undecanedicarboxylic acid, 1,12-dodecanedicarboxylic acid, 1,13-tridecanedicarboxylic acid, 1,14-tetradecanedicarboxylic acid, 1,16-hexadecanedicarboxylic acid and 1,18-octadecanedicarboxylic acid, or their lower alkyl esters and acid anhydrides object. These may be used alone or in combination of two or more. Aromatic dicarboxylic acids can also be used. Examples of the aromatic dicarboxylic acid include the following compounds. Terephthalic acid, isophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid and 4,4'-biphenyldicarboxylic acid.
結晶性ポリエステル樹脂の製造方法としては、特に制限はなく、カルボン酸成分とアルコール成分とを反応させる一般的なポリエステル樹脂の重合法によって製造することができる。 There is no restriction | limiting in particular as a manufacturing method of crystalline polyester resin, It can manufacture by the polymerization method of the general polyester resin which makes a carboxylic acid component and an alcohol component react.
また、部分構造Yの好ましい構造であるポリエステル構造として、非晶性ポリエステルも用いることが可能である。非晶性ポリエステルとしては、特に限定されないが、従来公知の2価又は3価以上のカルボン酸と、2価又は3価以上のアルコールを縮合した重合体が挙げられる。これら単量体の具体例としては、以下のものが挙げられる。 As the polyester structure which is a preferable structure of the partial structure Y, amorphous polyester can also be used. The amorphous polyester is not particularly limited, and examples thereof include a polymer obtained by condensing a conventionally known divalent or trivalent or higher carboxylic acid and a divalent or trivalent or higher alcohol. Specific examples of these monomers include the following.
2価のカルボン酸としては、以下の化合物を挙げることができる。琥珀酸、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、マロン酸、ドデセニルコハク酸のような二塩基酸、及びこれらの無水物又はこれらの低級アルキルエステル、並びに、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸及びシトラコン酸のような脂肪族不飽和ジカルボン酸。また、3価以上のカルボン酸としては、以下の化合物を挙げることができる。1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、及びこれらの無水物又はこれらの低級アルキルエステル。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the divalent carboxylic acid include the following compounds. Dibasic acids such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, malonic acid, dodecenyl succinic acid, and anhydrides or lower alkyl esters thereof, and maleic acid, fumaric acid, Aliphatic unsaturated dicarboxylic acids such as itaconic acid and citraconic acid. Examples of the trivalent or higher carboxylic acid include the following compounds. 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,2,5-benzenetricarboxylic acid, and anhydrides or lower alkyl esters thereof. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
2価のアルコールとしては、以下の化合物を挙げることができる。アルキレングリコール(エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール及び1,3−プロピレングリコール);アルキレンエーテルグリコール(ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコール);脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール);ビスフェノール類(ビスフェノールA);脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイド)付加物。アルキレングリコール及びアルキレンエーテルグリコールのアルキル部分は直鎖状であっても、分岐していてもよい。 Examples of the divalent alcohol include the following compounds. Alkylene glycol (ethylene glycol, 1,2-propylene glycol and 1,3-propylene glycol); alkylene ether glycol (polyethylene glycol and polypropylene glycol); alicyclic diol (1,4-cyclohexanedimethanol); bisphenols (bisphenol) A); an alkylene oxide (ethylene oxide and propylene oxide) adduct of an alicyclic diol. The alkyl part of alkylene glycol and alkylene ether glycol may be linear or branched.
また、3価以上のアルコールとしては、以下の化合物を挙げることができる。グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン及びペンタエリスリトール。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the trivalent or higher alcohol include the following compounds. Glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane and pentaerythritol. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
なお、酸価や水酸基価の調整を目的として、必要に応じて酢酸及び安息香酸のような1価の酸、シクロヘキサノール及びベンジルアルコールのような1価のアルコールも使用することができる。非晶性ポリエステル樹脂の合成方法については、特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。 For the purpose of adjusting the acid value and the hydroxyl value, monovalent acids such as acetic acid and benzoic acid, and monovalent alcohols such as cyclohexanol and benzyl alcohol can be used as necessary. The method for synthesizing the amorphous polyester resin is not particularly limited, and a conventionally known method can be used.
高分子分散剤Pの部分構造Yが、ポリエーテル構造である場合を説明する。ポリエーテル構造は、例えば下記式(3)で表される。 The case where the partial structure Y of the polymer dispersant P is a polyether structure will be described. The polyether structure is represented, for example, by the following formula (3).
式(3)中、mは1以上3以下の整数であり、xは0または1である。R3は水素原子または炭素数1以上3以下のアルキル基を表す。pは1以上の整数である。 In formula (3), m is an integer of 1 or more and 3 or less, and x is 0 or 1. R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. p is an integer of 1 or more.
具体例としては、下記式(4)〜(8)が挙げられる。上記式(3)を満たせば、複数種を併用してもよい。 Specific examples include the following formulas (4) to (8). If the above formula (3) is satisfied, a plurality of types may be used in combination.
式(4)〜(8)中、R3は水素原子または炭素数1以上3以下のアルキル基を表す。pは、1以上の整数である。 In formulas (4) to (8), R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. p is an integer of 1 or more.
高分子分散剤Pの部分構造Yが、スチレン、スチレン誘導体、アクリレート、メタクリレートからなる群より選択される少なくとも1つの単量体を含む単量体組成物の重合体の構造である場合について説明する。スチレン、スチレン誘導体としては、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−エチルスチレンなどが挙げられる。アクリレート、およびメタクリレートとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−クロルエチル、アクリル酸フェニルなどのアクリル酸エステル類、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルなどのメタクリル酸エステル類が挙げられる。 The case where the partial structure Y of the polymer dispersant P is a polymer structure of a monomer composition containing at least one monomer selected from the group consisting of styrene, styrene derivatives, acrylates, and methacrylates will be described. . Examples of styrene and styrene derivatives include o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, p-methoxystyrene, and p-ethylstyrene. As acrylate and methacrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, n-propyl acrylate, n-octyl acrylate, dodecyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, stearyl acrylate , Acrylic esters such as 2-chloroethyl acrylate, phenyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-octyl methacrylate, dodecyl methacrylate Methacrylic acid esters such as 2-ethylhexyl methacrylate, stearyl methacrylate, phenyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, and the like.
上記単量体以外に、ジビニルベンゼンや1,6ヘキサンジアクリレート、1,6ヘキサンジメタクリレート等のように、化合物中に複数のラジカル重合性不飽和基を有するラジカル重合性単量体を用いても良い。 In addition to the above monomers, using a radical polymerizable monomer having a plurality of radical polymerizable unsaturated groups in the compound, such as divinylbenzene, 1,6 hexane diacrylate, 1,6 hexane dimethacrylate, etc. Also good.
スチレン、スチレン誘導体、アクリレート、およびメタクリレートからなる群より選択される少なくとも1つの単量体を含む単量体組成物の重合体は、通常のラジカル重合によって得ることができる。 The polymer of the monomer composition containing at least one monomer selected from the group consisting of styrene, styrene derivatives, acrylates, and methacrylates can be obtained by ordinary radical polymerization.
高分子分散剤Pの好ましい構造について、図2を用いて説明する。高分子分散剤P(010)は、図2(a)で示すように、主鎖(020)に対して、部分構造X(030)と、部分構造Y(040)を側鎖に有する共重合体である。このような構造であると、部分構造X(030)と部分構造Y(040)の互いの機能が阻害されないため、分散媒体や液滴への親和性を十分に発揮することが可能となる。 A preferred structure of the polymer dispersant P will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2A, the polymer dispersant P (010) is a co-polymer having a partial structure X (030) and a partial structure Y (040) in the side chain with respect to the main chain (020). It is a coalescence. With such a structure, the mutual functions of the partial structure X (030) and the partial structure Y (040) are not hindered, so that the affinity for the dispersion medium and the droplets can be sufficiently exhibited.
高分子分散剤P(010)は、部分構造X(030)を有するラジカル重合性単量体Eと、部分構造Y(040)を有するラジカル重合性単量体Fのラジカル共重合によって製造可能である。具体的には、ラジカル重合性単量体E、ラジカル重合性単量体F、及び重合開始剤を有機溶媒中に溶解した後、窒素バブリング等で十分に脱酸素する。その後、加熱等によって重合を開始する。所定の時間が経過したら、冷却することで反応を停止する。反応液を得られた重合体の良溶媒に溶かした後、重合体の貧溶媒を用いて析出、洗浄(再沈)し、精製することで、高分子分散剤Pを得ることができる。また、高分子分散剤Pの製造方法においては、ラジカル重合性単量体Eとラジカル重合性単量体Fに加え、例えば、スチレン、アクリル酸、メタクリル酸のような他のラジカル重合性単量体を併用してもよい。但し、ラジカル重合性単量体Eとラジカル重合性単量体Fと併用する他のラジカル重合性単量体は、これらに限定されない。 The polymer dispersant P (010) can be produced by radical copolymerization of a radical polymerizable monomer E having a partial structure X (030) and a radical polymerizable monomer F having a partial structure Y (040). is there. Specifically, the radical polymerizable monomer E, the radical polymerizable monomer F, and the polymerization initiator are dissolved in an organic solvent, and then sufficiently deoxygenated by nitrogen bubbling or the like. Thereafter, the polymerization is started by heating or the like. When the predetermined time has elapsed, the reaction is stopped by cooling. The polymer dispersant P can be obtained by dissolving the reaction solution in a good solvent for the obtained polymer, and then depositing, washing (reprecipitation) using a poor solvent for the polymer, and purifying. In addition, in the method for producing the polymer dispersant P, in addition to the radical polymerizable monomer E and the radical polymerizable monomer F, other radical polymerizable monomers such as styrene, acrylic acid, and methacrylic acid are used. The body may be used in combination. However, other radical polymerizable monomers used in combination with the radical polymerizable monomer E and the radical polymerizable monomer F are not limited to these.
ラジカル重合に使用可能な重合開始剤としては、例えば、以下のものが挙げられる。2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリルの如きアゾ系又はジアゾ系重合開始剤;ベンゾイルペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒドロペルオキシド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、tert−ブチル−パーオキシピバレートの如き過酸化物系重合開始剤。これらの重合開始剤の使用量は、一般的には、重合性単量体100質量部に対して0.1質量部以上20.0質量部以下である。重合開始剤の種類は、10時間半減期温度を参考に、単独又は混合して使用される。また、前記高分子分散剤Pは、原子移動ラジカル重合(ATRP)、可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)、ニトロキシド媒介ラジカル重合(NMP)などのリビングラジカル重合によっても得ることができる。 Examples of the polymerization initiator that can be used for radical polymerization include the following. 2,2′-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobisisobutyronitrile, 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 2,2′-azobis Azo or diazo polymerization initiators such as -4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile and azobisisobutyronitrile; benzoyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, diisopropyl peroxycarbonate, cumene hydroperoxide, 2,4-dichlorobenzoyl Peroxide-based polymerization initiators such as peroxide, lauroyl peroxide, tert-butyl-peroxypivalate. The amount of these polymerization initiators used is generally 0.1 parts by mass or more and 20.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer. The kind of the polymerization initiator is used alone or in combination with reference to the 10-hour half-life temperature. The polymer dispersant P can also be obtained by living radical polymerization such as atom transfer radical polymerization (ATRP), reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT), nitroxide-mediated radical polymerization (NMP).
ラジカル重合性単量体Eは、部分構造X(010)の片末端に重合性不飽和基を有する化合物である。ラジカル重合性単量体Eの一例を式(9)に示す。 The radical polymerizable monomer E is a compound having a polymerizable unsaturated group at one end of the partial structure X (010). An example of the radical polymerizable monomer E is shown in Formula (9).
式(9)中、R1、R2、R5〜R9は、炭素数1〜3のアルキル基を表し、R4は炭素数1〜10のアルキレン基を表し、R10は水素原子またはメチル基を表し、nは2以上150以下である。 In Formula (9), R 1 , R 2 , R 5 to R 9 represent an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R 4 represents an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and R 10 represents a hydrogen atom or Represents a methyl group, and n is 2 or more and 150 or less.
式(9)の化合物の合成方法としては、カルビノール変性ポリシロキサンと、アクリル酸クロライドもしくはメタクリル酸クロライドの脱塩酸反応による反応があげられる。 Examples of the method for synthesizing the compound of the formula (9) include a reaction by dehydrochlorination of carbinol-modified polysiloxane and acrylic acid chloride or methacrylic acid chloride.
ラジカル重合性単量体Fは、部分構造Y(040)の片末端に重合性不飽和基を有する化合物である。ラジカル重合性単量体Fにおいて、部分構造Yがポリエステル構造である単量体の一例を、式(10)および(11)に示す。 The radical polymerizable monomer F is a compound having a polymerizable unsaturated group at one end of the partial structure Y (040). In the radical polymerizable monomer F, an example of a monomer in which the partial structure Y is a polyester structure is shown in formulas (10) and (11).
上記式(10)および(11)中、R11は水素原子もしくはメチル基を示す。R12はアルキレン基を示す。R13はアルキル基を示す。R14、R15はアルキレン基あるいは置換もしくは無置換のアリーレン基を示す。R16はアルキル基、水素原子またはアルキル基の水素原子の1つを水酸基で置換した基を示す。q、rは重合度を示す。 In the above formulas (10) and (11), R 11 represents a hydrogen atom or a methyl group. R 12 represents an alkylene group. R 13 represents an alkyl group. R 14 and R 15 represent an alkylene group or a substituted or unsubstituted arylene group. R 16 represents an alkyl group, a hydrogen atom, or a group obtained by substituting one of the hydrogen atoms of the alkyl group with a hydroxyl group. q and r indicate the degree of polymerization.
式(10)および(11)の片末端に重合性不飽和基を有する化合物の製造方法として、以下の方法が挙げられる。上記式(10)については、ラクトン環の開環重合により作製したポリエステルとラジカル重合性化合物とをカップリングさせる方法。上記式(11)については、ジカルボン酸とジオールの重縮合により合成した結晶性ポリエステルあるいは非晶性ポリエステルとラジカル重合性化合物をカップリングさせる方法。 The following method is mentioned as a manufacturing method of the compound which has a polymerizable unsaturated group in the one terminal of Formula (10) and (11). For the above formula (10), a method of coupling a polyester prepared by ring-opening polymerization of a lactone ring and a radically polymerizable compound. For the above formula (11), a method of coupling a crystalline polyester or amorphous polyester synthesized by polycondensation of a dicarboxylic acid and a diol and a radically polymerizable compound.
上記式(10)の単量体を製造する方法は、以下の手法が挙げられる。 Examples of the method for producing the monomer of the formula (10) include the following methods.
(10−1)脂肪族ラクトンを開環重合して得られる末端にヒドロキシル基を有するポリエステルと、カルボキシル基と重合性不飽和基を有するラジカル重合性化合物とを、縮合反応によってカップリングさせる方法。 (10-1) A method in which a polyester having a hydroxyl group at a terminal obtained by ring-opening polymerization of an aliphatic lactone and a radically polymerizable compound having a carboxyl group and a polymerizable unsaturated group are coupled by a condensation reaction.
(10−2)脂肪族ラクトンを開環重合して得られる末端にヒドロキシル基を有するポリエステルと、酸ハロゲン化物を脱塩酸反応によってカップリングさせる方法。 (10-2) A method of coupling a polyester having a hydroxyl group at the terminal obtained by ring-opening polymerization of an aliphatic lactone and an acid halide by a dehydrochlorination reaction.
(10−1)の方法で使用するカルボキシル基と重合性不飽和基を有するラジカル重合性化合物は、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、2−メタクリロキシエチルサクシニク酸、2−メタクリロキシエチルヘキサハイドロフタル酸、2−メタクリロキシエチルグルタレート;(無水)マレイン酸,フマル酸,(無水)イタコン酸などのジカルボン酸及びその無水物;モノメチルマレイン酸、モノエチルマレイン酸、モノブチルマレイン酸、モノオクチルマレイン酸、モノメチルフマル酸、モノエチルフマル酸、モノブチルフマレイン酸、モノオクチルフマル酸、モノメチルイタコン酸、モノエチルイタコン酸、モノブチルイタコン酸、モノオクチルイタコン酸等のジカルボン酸のモノアルキルエステル等が挙げられる。より好ましくは、アクリル酸、メタクリル酸である。このラジカル重合性化合物は単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。 Examples of the radical polymerizable compound having a carboxyl group and a polymerizable unsaturated group used in the method (10-1) include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, 2-methacryloxyethyl succinic acid, and 2 -Methacryloxyethyl hexahydrophthalic acid, 2-methacryloxyethyl glutarate; dicarboxylic acids such as (anhydrous) maleic acid, fumaric acid, (anhydrous) itaconic acid and the anhydrides; monomethylmaleic acid, monoethylmaleic acid, mono Dicarboxylic acids such as butyl maleic acid, monooctyl maleic acid, monomethyl fumaric acid, monoethyl fumaric acid, monobutyl fumaric acid, monooctyl fumaric acid, monomethyl itaconic acid, monoethyl itaconic acid, monobutyl itaconic acid, monooctyl itaconic acid Monoalkyl esters of acids, etc. It is. More preferred are acrylic acid and methacrylic acid. This radically polymerizable compound may be used alone or in combination of two or more.
(10−2)の方法で使用する酸ハロゲン化物は、例えば、カルボン酸塩化物としてアクリル酸クロライド、メタアクリル酸クロライドが挙げられる。 Examples of the acid halide used in the method of (10-2) include acrylic acid chloride and methacrylic acid chloride as carboxylic acid chlorides.
式(11)の単量体を製造する方法は、以下の手法が挙げられる。カップリングでは、ポリエステルの末端官能基との反応が可能な官能基を含有するラジカル重合性化合物を直接カップリングさせても良い。また、ポリエステルの末端を、ラジカル重合性化合物が含有する官能基との反応が可能になるように、結合剤を用いて修飾してカップリングさせても良い。具体的には、以下の方法が挙げられる。 Examples of the method for producing the monomer of the formula (11) include the following methods. In the coupling, a radically polymerizable compound containing a functional group capable of reacting with the terminal functional group of the polyester may be directly coupled. Further, the terminal of the polyester may be modified and coupled with a binder so that the reaction with the functional group contained in the radical polymerizable compound is possible. Specifically, the following methods are mentioned.
(11−1)末端にカルボキシル基を有するポリエステルと、ヒドロキシル基と重合性不飽和基を有するラジカル重合性化合物を、縮合反応によってカップリングさせる方法。 (11-1) A method of coupling a polyester having a carboxyl group at a terminal and a radically polymerizable compound having a hydroxyl group and a polymerizable unsaturated group by a condensation reaction.
(11−2)末端にヒドロキシル基を有するポリエステルと、イソシアネート基と重合性不飽和基を有するラジカル重合性化合物を、ウレタン化反応によってカップリングさせる方法。 (11-2) A method of coupling a polyester having a hydroxyl group at a terminal and a radical polymerizable compound having an isocyanate group and a polymerizable unsaturated group by a urethanization reaction.
(11−3)末端にヒドロキシル基を有するポリエステルと、ヒドロキシル基と重合性不飽和基を有するラジカル重合性化合物を、結合剤であるジイソシアネートを用いてウレタン化反応によってカップリングさせる方法。 (11-3) A method of coupling a polyester having a hydroxyl group at a terminal and a radical polymerizable compound having a hydroxyl group and a polymerizable unsaturated group by a urethanization reaction using a diisocyanate as a binder.
ヒドロキシル基と重合性不飽和基を有するラジカル重合性化合物としては、ヒドロキシスチレン、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ポリエチレングリコールモノアクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、アリルアルコール、メタアリルアルコール、クロチルアルコール、イソクロチルアルコール、1−ブテン−3−オール、2−ブテン−1−オール、2−ブテン−1,4−ジオール、プロパルギルアルコール、2−ヒドロキシエチルプロペニルエーテル、庶糖アリルエーテルが挙げられる。これらのうち、好ましいものはヒドロキシエチルアクリレート及びヒドロキシエチルメタクリレートである。 Examples of the radical polymerizable compound having a hydroxyl group and a polymerizable unsaturated group include hydroxystyrene, N-methylolacrylamide, N-methylolmethacrylamide, hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, polyethylene glycol mono Acrylate, polyethylene glycol monomethacrylate, allyl alcohol, methallyl alcohol, crotyl alcohol, isocrotyl alcohol, 1-buten-3-ol, 2-buten-1-ol, 2-butene-1,4-diol, propargyl Examples include alcohol, 2-hydroxyethylpropenyl ether, and sucrose allyl ether. Of these, preferred are hydroxyethyl acrylate and hydroxyethyl methacrylate.
イソシアネート基を有するラジカル重合性化合物としては、2−イソシアナトエチルアクリレート、2−イソシアナトエチルメタクリレート、メタクリル酸2−(0−[1’−メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ)エチル、2−[(3,5−ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ]エチルメタクリレート、m−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネート。これらの中でも、特に好ましいものは2−イソシアナトエチルアクリレート及び2−イソシアナトエチルメタクリレートである。 Examples of the radical polymerizable compound having an isocyanate group include 2-isocyanatoethyl acrylate, 2-isocyanatoethyl methacrylate, 2- (0- [1′-methylpropylideneamino] carboxyamino) ethyl methacrylate, 2-[( 3,5-dimethylpyrazolyl) carbonylamino] ethyl methacrylate, m-isopropenyl-α, α-dimethylbenzyl isocyanate. Among these, particularly preferred are 2-isocyanatoethyl acrylate and 2-isocyanatoethyl methacrylate.
ジイソシアネートとしては、炭素数(NCO基中の炭素を除く、以下同様)6以上20以下の芳香族ジイソシアネート、炭素数2以上18以下の脂肪族ジイソシアネート、炭素数4以上15以下の脂環式ジイソシアネート、及びこれらのジイソシアネートの変性物(ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、イソシアヌレート基、オキサゾリドン基含有変性物(以下、変性ジイソシアネートともいう)が挙げられる。 Examples of the diisocyanate include aromatic diisocyanates having 6 to 20 carbon atoms (excluding carbon in the NCO group, the same shall apply hereinafter), aliphatic diisocyanates having 2 to 18 carbon atoms, alicyclic diisocyanates having 4 to 15 carbon atoms, And modified products of these diisocyanates (urethane groups, carbodiimide groups, allophanate groups, urea groups, burette groups, uretdione groups, uretoimine groups, isocyanurate groups, and oxazolidone group-containing modified products (hereinafter also referred to as modified diisocyanates). .
芳香族ジイソシアネートとしては、例えば以下のものが挙げられる。m−及び/またはp−キシリレンジイソシアネート(XDI)、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート。脂肪族ジイソシアネートとしては、以下のものが挙げられる。エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ドデカメチレンジイソシアネート。脂環式ジイソシアネートとしては、以下のものが挙げられる。イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート。これらの中でも、XDI及びHDI、IPDIが好ましい。 Examples of the aromatic diisocyanate include the following. m- and / or p-xylylene diisocyanate (XDI), α, α, α ', α'-tetramethylxylylene diisocyanate. Examples of the aliphatic diisocyanate include the following. Ethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), dodecamethylene diisocyanate. Examples of the alicyclic diisocyanate include the following. Isophorone diisocyanate (IPDI), dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate, cyclohexylene diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate. Among these, XDI, HDI, and IPDI are preferable.
ラジカル重合性単量体Fにおいて、部分構造Yがポリエーテル構造である単量体の具体例を下記式(12)〜(16)に示す。 In the radical polymerizable monomer F, specific examples of the monomer in which the partial structure Y is a polyether structure are shown in the following formulas (12) to (16).
式(12)〜(16)中、R17は水素原子またはメチル基を表す。R3は水素原子または炭素数1以上3以下のアルキル基を表す。pは1以上の整数であることが好ましい。 In formulas (12) to (16), R 17 represents a hydrogen atom or a methyl group. R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. p is preferably an integer of 1 or more.
ポリエーテル構造を有するラジカル重合性単量体の製造方法としては、ポリエステル構造を有するラジカル重合性単量体の製造方法で、(11−2)や(11−3)で述べた方法と同様の方法が挙げられる。この際、(11−2)や(11−3)で述べた方法における末端にヒドロキシル基を有するポリエステルを末端にヒドロキシル基を有するポリエーテルに変更して製造する。 As a method for producing a radical polymerizable monomer having a polyether structure, a method for producing a radical polymerizable monomer having a polyester structure is the same as the method described in (11-2) or (11-3). A method is mentioned. At this time, the polyester having a hydroxyl group at the terminal in the method described in (11-2) or (11-3) is changed to a polyether having a hydroxyl group at the terminal.
高分子分散剤Pの別の好ましい構造について、図2(b)を用いて説明する。高分子分散剤P(100)は、図2(b)で示すように、部分構造Xを幹部位とするセグメント(110)と、部分構造Yを幹部位とするセグメント(120)とが結合した共重合体である。このような構造であると、部分構造X(110)と部分構造Y(120)の互いの機能が阻害することが抑制され、分散媒体や液滴への親和性を十分に発揮することが可能になる。 Another preferred structure of the polymer dispersant P will be described with reference to FIG. In the polymer dispersant P (100), as shown in FIG. 2B, the segment (110) having the partial structure X as a stem portion and the segment (120) having the partial structure Y as a stem portion are combined. It is a copolymer. With such a structure, inhibition of the mutual functions of the partial structure X (110) and the partial structure Y (120) is suppressed, and the affinity to the dispersion medium and droplets can be sufficiently exerted. become.
図2(b)で示す高分子分散剤P(100)の製造方法は、例えば、次のような方法が挙げられる。式(I)を含む部分構造Xとフリーラジカルを発生する官能基とを有するマクロ開始剤を用意する工程、マクロ開始剤を重合開始剤として用い、スチレンやメタクリル酸などの他のラジカル重合性単量体を共重合させる工程により、製造することができる。この時、ラジカル重合性単量体は重合によって部分構造Yを形成し得るものであれば、これらに限定されない。 Examples of the method for producing the polymer dispersant P (100) shown in FIG. 2B include the following methods. A step of preparing a macroinitiator having a partial structure X containing formula (I) and a functional group capable of generating free radicals, using the macroinitiator as a polymerization initiator, and other radical polymerizable monomers such as styrene and methacrylic acid. It can be manufactured by a step of copolymerizing a monomer. At this time, the radical polymerizable monomer is not limited to these as long as it can form the partial structure Y by polymerization.
フリーラジカルを発生する官能基とは、熱や光によって分解し、分解部位にフリーラジカルを発生し、単量体が存在するとその部位より重合を開始することができる官能基である。例えば、−N=N−構造を有するアゾ系官能基、−O−O−構造を有する過酸化物系官能基、ハロゲン―ハロゲン結合を有するジハロゲン系官能基が挙げられる。 The functional group that generates free radicals is a functional group that can be decomposed by heat or light, generate free radicals at the decomposition site, and start polymerization from that site when a monomer is present. For example, an azo functional group having an —N═N— structure, a peroxide functional group having an —O—O— structure, and a dihalogen functional group having a halogen-halogen bond can be given.
マクロ開始剤とは、上記フリーラジカルを発生する官能基を有し、かつ、部分構造Xあるいは部分構造Yも分子内に同時に有する化合物である。このマクロ開始剤の存在下、単量体をラジカル重合する場合、まず、マクロ開始剤が有するフリーラジカルを発生する官能基の部位から重合が開始され、順次単量体が付加、伸長していく。その結果、部分構造Xを含有するマクロ開始剤に由来するセグメントと、ラジカル重合性単量体が重合して得られる部分構造Yを含有する重合体からなるセグメントが結合した共重合体としての高分子分散剤Pが得られる。或いは、部分構造Yを含有するマクロ開始剤に由来するセグメントと、ラジカル重合性単量体が重合して得られる部分構造Xを含有する重合体からなるセグメントが結合した共重合体としての高分子分散剤Pを得ることができる。 A macroinitiator is a compound that has a functional group that generates the above-mentioned free radicals and also has a partial structure X or a partial structure Y in the molecule. When radically polymerizing a monomer in the presence of this macroinitiator, the polymerization is first started from the functional group site that generates the free radical of the macroinitiator, and the monomer is added and extended sequentially. . As a result, as a copolymer in which a segment derived from a macroinitiator containing a partial structure X and a segment composed of a polymer containing a partial structure Y obtained by polymerizing a radical polymerizable monomer are combined. A molecular dispersant P is obtained. Alternatively, a polymer as a copolymer in which a segment derived from a macroinitiator containing a partial structure Y and a segment composed of a polymer containing a partial structure X obtained by polymerizing a radical polymerizable monomer are combined. Dispersant P can be obtained.
マクロ開始剤は、市販のマクロ開始剤を用いてもよく、製造して用いてもよい。部分構造Xを含む市販のマクロ開始剤としては、VPS−1001(和光純薬社製)を挙げることができる。 As the macroinitiator, a commercially available macroinitiator may be used, or it may be produced and used. As a commercially available macroinitiator containing the partial structure X, VPS-1001 (made by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) can be mentioned.
部分構造Xを含むマクロ開始剤を製造する場合、例えば、以下に示す(17)〜(19)の方法が挙げられる。
(17)ヒドロキシル基及び部分構造Xを含有する化合物と、カルボキシル基を有し、且つフリーラジカルを発生する官能基を有する化合物と、をエステル化することによってカップリングさせる方法。
(18)カルボキシル基及び部分構造Xを含有する化合物と、ヒドロキシル基を有し、且つフリーラジカルを発生する官能基を有する化合物と、をエステル化することによってカップリングさせる方法。
(19)酸ハロゲン化物、酸無水物、低級カルボン酸エステルのいずれか及び部分構造Xを含有する化合物と、ヒドロキシル基を有し、且つフリーラジカルを発生する官能基を有する化合物と、をエステル化することによってカップリングさせる方法。
When manufacturing the macroinitiator containing the partial structure X, the method of (17)-(19) shown below is mentioned, for example.
(17) A method in which a compound containing a hydroxyl group and a partial structure X is coupled to a compound having a carboxyl group and a functional group that generates a free radical by esterification.
(18) A method in which a compound containing a carboxyl group and a partial structure X is coupled to a compound having a hydroxyl group and a functional group that generates a free radical by esterification.
(19) Esterification of a compound containing any one of acid halide, acid anhydride, lower carboxylic acid ester and partial structure X with a compound having a hydroxyl group and a functional group capable of generating a free radical How to couple by.
上記(17)及び(18)の方法において、ヒドロキシル基とカルボキシル基をエステル化するためには、脱水縮合剤を利用することが挙げられる。脱水縮合剤としては、例えば、カルボジイミド系、イミダゾール系、トリアジン系、ホスホニウム系、ウロニウム系、ハロウロニウム系等の縮合剤が挙げられるが、特に限定されない。 In the methods (17) and (18), in order to esterify the hydroxyl group and the carboxyl group, use of a dehydration condensing agent can be mentioned. Examples of the dehydrating condensing agent include, but are not particularly limited to, carbodiimide, imidazole, triazine, phosphonium, uronium, and haloronium condensing agents.
高分子分散剤Pの別の好ましい構造について、図2(c)を用いて説明する。高分子分散剤P(200)は、部分構造Xを幹部位とするセグメント(210)と、主鎖(230)に対して部分構造Y(240)を枝部位として有するグラフトポリマーからなるセグメント(220)とが結合した共重合体である。このような構造であると、それぞれのセグメントは互いの機能を阻害しづらくなり、分散媒体や液滴への親和性を十分に発揮することが可能になる。 Another preferred structure of the polymer dispersant P will be described with reference to FIG. The polymer dispersant P (200) includes a segment (210) having a partial structure X as a trunk site and a segment (220) including a graft polymer having a partial structure Y (240) as a branch site with respect to the main chain (230). ) And a copolymer. With such a structure, each segment does not easily interfere with each other's functions, and can fully exhibit the affinity to the dispersion medium and droplets.
図2(c)で示す高分子分散剤P(200)の製造方法は、例えば、部分構造X及びフリーラジカルを発生する官能基を有するマクロ開始剤を用意する工程、マクロ開始剤を用いて、ラジカル重合性単量体Fをラジカル重合する方法が挙げられる。この時、スチレンやメタクリル酸などの他のラジカル重合性単量体を共重合させてよい。 The production method of the polymer dispersant P (200) shown in FIG. 2 (c) uses, for example, a step of preparing a macroinitiator having a partial structure X and a functional group that generates free radicals, using a macroinitiator, A method of radical polymerization of the radical polymerizable monomer F may be mentioned. At this time, other radical polymerizable monomers such as styrene and methacrylic acid may be copolymerized.
高分子分散剤Pの別の好ましい構造について、図2(d)を用いて説明する。高分子分散剤P(300)は、部分構造Yを幹部位とするセグメント(310)と、主鎖(330)に対して部分構造Xを枝部位として有するグラフトポリマーからなるセグメント(320)とが結合した共重合体である。このような構造であると、それぞれのセグメントは互いの機能を阻害しづらくなり、分散媒体や液滴への親和性を十分に発揮することが可能になる。 Another preferred structure of the polymer dispersant P will be described with reference to FIG. The polymer dispersant P (300) includes a segment (310) having a partial structure Y as a trunk site and a segment (320) made of a graft polymer having the partial structure X as a branch site with respect to the main chain (330). A bonded copolymer. With such a structure, each segment does not easily interfere with each other's functions, and can fully exhibit the affinity to the dispersion medium and droplets.
図2(d)のような高分子分散剤P(300)の製造方法は、例えば、部分構造Y及びフリーラジカルを発生する官能基を有するマクロ開始剤を用意する工程、マクロ開始剤を用いて、ラジカル重合性単量体Eをラジカル重合する方法が挙げられる。この時、スチレンやメタクリル酸などの他のラジカル重合性単量体を共重合させてよい。 The production method of the polymer dispersant P (300) as shown in FIG. 2D is, for example, a step of preparing a macroinitiator having a partial structure Y and a functional group that generates free radicals, using a macroinitiator. And a method of radical polymerization of the radical polymerizable monomer E. At this time, other radical polymerizable monomers such as styrene and methacrylic acid may be copolymerized.
部分構造Yを含むマクロ開始剤を製造する場合、例えば、以下に示す(20)〜(22)の方法が挙げられる。
(20)ヒドロキシル基及び部分構造Yを有する化合物と、カルボキシル基を有し、且つフリーラジカルを発生する官能基を有する化合物と、をエステル化することによってカップリングさせる方法。
(21)カルボキシル基及び部分構造Yを有する化合物と、ヒドロキシル基を有し、且つフリーラジカルを発生する官能基を有する化合物と、をエステル化することによってカップリングさせる方法。
(22)酸ハロゲン化物、酸無水物、低級カルボン酸エステルのいずれか及び部分構造Yを含有する化合物と、ヒドロキシル基を有し、且つフリーラジカルを発生する官能基を有する化合物と、をエステル化することによってカップリングさせる方法。
When manufacturing the macroinitiator containing the partial structure Y, the method of (20)-(22) shown below is mentioned, for example.
(20) A method in which a compound having a hydroxyl group and a partial structure Y is coupled to a compound having a carboxyl group and a functional group that generates a free radical by esterification.
(21) A method of coupling a compound having a carboxyl group and a partial structure Y by esterifying a compound having a hydroxyl group and a functional group that generates a free radical.
(22) Esterification of a compound containing any one of acid halide, acid anhydride, lower carboxylic acid ester and partial structure Y, and a compound having a hydroxyl group and a functional group capable of generating a free radical How to couple by.
上記(20)及び(21)の方法において、ヒドロキシル基とカルボキシル基をエステル化するためには、脱水縮合剤を利用することが挙げられる。脱水縮合剤としては、上記(17)及び(18)の方法で用いられる脱水縮合剤と同様のものが挙げられる。 In the methods (20) and (21), in order to esterify the hydroxyl group and the carboxyl group, use of a dehydration condensing agent can be mentioned. Examples of the dehydrating condensing agent include those similar to the dehydrating condensing agent used in the above methods (17) and (18).
部分構造Xは、高分子分散剤Pに対して10.0質量%以上60.0質量%以下含有することが好ましい。より好ましくは、15.0質量%以上50.0質量%以下である。部分構造Xが10.0質量%以上であると、高分子分散剤Pが十分な界面活性能を示す。また、高分子分散剤Pに含有される部分構造Xが60.0質量%以下であると、固体分散剤Qに対する高分子分散剤Pの吸着率がより向上し、式(I)を制御しやすくなる。 The partial structure X is preferably contained in an amount of 10.0% by mass to 60.0% by mass with respect to the polymer dispersant P. More preferably, they are 15.0 mass% or more and 50.0 mass% or less. When the partial structure X is 10.0% by mass or more, the polymer dispersant P exhibits sufficient surface activity. Further, when the partial structure X contained in the polymer dispersant P is 60.0% by mass or less, the adsorption rate of the polymer dispersant P with respect to the solid dispersant Q is further improved, and the formula (I) is controlled. It becomes easy.
また、部分構造Yは、高分子分散剤Pに対して30.0質量%以上70.0質量%以下含有することが好ましい。より好ましくは、40.0質量%以上60.0質量%以下である。部分構造Yが30.0質量%以上であると、固体分散剤Qに対する高分子分散剤Pの吸着率がより向上し、式(I)を制御しやすくなる。部分構造Yが70.0質量%以下であると、高分子分散剤Pが十分な界面活性能を示す。 The partial structure Y is preferably contained in the polymer dispersant P in an amount of 30.0% by mass to 70.0% by mass. More preferably, it is 40.0 mass% or more and 60.0 mass% or less. When the partial structure Y is 30.0% by mass or more, the adsorption rate of the polymer dispersant P with respect to the solid dispersant Q is further improved, and the formula (I) is easily controlled. When the partial structure Y is 70.0% by mass or less, the polymer dispersant P exhibits sufficient surface activity.
固体微粒子Qに対する高分子分散剤Pの質量比は、0.3以上3.0以下であることが好ましい。より好ましくは、0.8以上2.0以下である。前記質量比が0.3以上であると、複合微粒子の界面活性能がより向上し、トナー粒子の粗大化をより抑制できる。前記質量比が3.0以下であると、高分子分散剤Pが十分に固体微粒子Qに吸着し、微小な液滴から粗大な液滴まで、液滴の粒径に関わらず安定に分散させてしまうことを抑制し、トナー粒子の粒度分布がよりシャープになりやすい。 The mass ratio of the polymer dispersant P to the solid fine particles Q is preferably 0.3 or more and 3.0 or less. More preferably, it is 0.8 or more and 2.0 or less. When the mass ratio is 0.3 or more, the surface activity of the composite fine particles is further improved, and the toner particles can be prevented from being coarsened. When the mass ratio is 3.0 or less, the polymer dispersant P is sufficiently adsorbed on the solid fine particles Q, and can be stably dispersed from a fine droplet to a coarse droplet regardless of the particle size of the droplet. The toner particle size distribution tends to be sharper.
結着樹脂Aに対する高分子分散剤P及び固体微粒子Qの合計の質量比が、0.08以上0.30以下であることが好ましい。より好ましくは、0.12以上0.20以下である。高分子分散剤Pと固体微粒子Qの合計の使用量がこの範囲の質量比であることで、液滴表面への複合微粒子の割合が適量となり、トナー粒子相当の粒径を達成するのに有利になりやすい。前記質量比が、0.08以上であると、分散剤の使用量が十分であり、液滴に十分な分散安定性を付与することができる。その結果、得られるトナー粒子が粗大化することを抑制し、粒度分布がよりシャープになりやすい。前記質量比が、0.30以下であると、高分子分散剤Pが固体微粒子Qに吸着して成る複合微粒子の量が適量となり、複合微粒子同士の凝集が発生しにくくなる。 The total mass ratio of the polymer dispersant P and the solid fine particles Q to the binder resin A is preferably 0.08 or more and 0.30 or less. More preferably, it is 0.12 or more and 0.20 or less. When the total amount of the polymer dispersant P and the solid fine particles Q is in this range, the ratio of the composite fine particles to the droplet surface becomes an appropriate amount, which is advantageous for achieving a particle size equivalent to the toner particles. It is easy to become. When the mass ratio is 0.08 or more, the amount of dispersant used is sufficient, and sufficient dispersion stability can be imparted to the droplets. As a result, the resulting toner particles are prevented from becoming coarse and the particle size distribution tends to be sharper. When the mass ratio is 0.30 or less, the amount of the composite fine particles formed by adsorbing the polymer dispersant P on the solid fine particles Q becomes an appropriate amount, and aggregation of the composite fine particles is difficult to occur.
固体微粒子Qについて説明する。固体微粒子Qとしては、樹脂微粒子または無機微粒子を用いることができる。前記吸着率を向上させる観点から、固体微粒子Qが樹脂微粒子であることが好ましい。固体微粒子Qが樹脂微粒子である場合、樹脂微粒子を構成する樹脂として、結晶性樹脂と非晶性樹脂を使用可能である。固体微粒子Qが結晶性樹脂から構成される場合、結晶性樹脂の融点は、有機溶剤や分散媒体に対する溶剤耐性を考慮すると、50℃以上120℃以下が好ましく、トナーとして定着温度での溶融を考慮すると、50℃以上90℃以下がより好ましい。固体微粒子Qが非晶性樹脂から構成される場合、非晶性樹脂のガラス転移温度は、有機溶剤や分散媒体に対する溶剤耐性の観点から、50℃以上130℃以下であることが好ましく、トナーとして定着温度での溶融の観点から50℃以上100℃以下が好ましい。樹脂微粒子に有機溶剤や分散媒体に対する溶剤耐性を付与する目的で、樹脂微粒子を構成する樹脂の分子量調整を行ってもよいし、樹脂中に架橋構造や極性基を導入してもよい。 The solid fine particles Q will be described. As the solid fine particles Q, resin fine particles or inorganic fine particles can be used. From the viewpoint of improving the adsorption rate, the solid fine particles Q are preferably resin fine particles. When the solid fine particles Q are resin fine particles, a crystalline resin and an amorphous resin can be used as the resin constituting the resin fine particles. When the solid fine particles Q are composed of a crystalline resin, the melting point of the crystalline resin is preferably 50 ° C. or more and 120 ° C. or less in consideration of solvent resistance to an organic solvent or a dispersion medium, and considering melting at a fixing temperature as a toner. Then, 50 degreeC or more and 90 degrees C or less are more preferable. When the solid fine particles Q are composed of an amorphous resin, the glass transition temperature of the amorphous resin is preferably 50 ° C. or higher and 130 ° C. or lower from the viewpoint of solvent resistance to an organic solvent or a dispersion medium. From the viewpoint of melting at the fixing temperature, 50 ° C. or higher and 100 ° C. or lower is preferable. For the purpose of giving the resin fine particles solvent resistance to an organic solvent or a dispersion medium, the molecular weight of the resin constituting the resin fine particles may be adjusted, or a crosslinked structure or a polar group may be introduced into the resin.
樹脂微粒子を構成する結晶性樹脂として、結晶性ポリエステルや結晶性アルキル等を用いることが、有機溶剤と分散媒に対して溶剤耐性を付与する上で好ましい。結晶性ポリエステルとしては、上記高分子分散剤Pの部分構造Yの説明で述べた結晶性ポリエステルと同様のものを使用することができる。 It is preferable to use crystalline polyester, crystalline alkyl, or the like as the crystalline resin constituting the resin fine particles in order to impart solvent resistance to the organic solvent and the dispersion medium. As the crystalline polyester, those similar to the crystalline polyester described in the description of the partial structure Y of the polymer dispersant P can be used.
結晶性アルキル樹脂とは、結晶性を発現させるための炭素数12以上30以下のアルキルアクリレートおよびアルキルメタクリレートを重合させたビニル樹脂である。具体的には、以下のものを挙げることができる。ラウリルアクリレート、ラウリルメタクリレート、ミリスチルアクリレート、ミリスチルメタクリレート、セチルアクリレート、セチルメタクリレート、ステアリルアクリレート、ステアリルメタクリレート、エイコシルアクリレート、エイコシルメタクリレート、ベヘニルアクリレート、ベヘニルメタクリレート。また、結晶性を損なわない程度に、他のビニル系モノマーを共重合させた場合も、結晶性アルキル樹脂とみなせる。 The crystalline alkyl resin is a vinyl resin obtained by polymerizing an alkyl acrylate having 12 to 30 carbon atoms and an alkyl methacrylate for expressing crystallinity. Specifically, the following can be mentioned. Lauryl acrylate, lauryl methacrylate, myristyl acrylate, myristyl methacrylate, cetyl acrylate, cetyl methacrylate, stearyl acrylate, stearyl methacrylate, eicosyl acrylate, eicosyl methacrylate, behenyl acrylate, behenyl methacrylate. Further, when other vinyl monomers are copolymerized to such an extent that the crystallinity is not impaired, it can be regarded as a crystalline alkyl resin.
樹脂微粒子に使用可能な非晶性樹脂としては、ポリウレタン、ポリエステル、スチレンアクリル樹脂やポリスチレンといったビニル系樹脂が挙げられる。非晶性樹脂として、ウレタン変性、ウレア変性、エポキシ変性を行ったものを用いても良い。 Examples of the amorphous resin that can be used for the resin fine particles include vinyl resins such as polyurethane, polyester, styrene acrylic resin, and polystyrene. As the amorphous resin, a resin subjected to urethane modification, urea modification, or epoxy modification may be used.
非晶性樹脂としてのポリウレタンは、ジオール成分とジイソシアネート成分との反応物であり、ジオール成分、ジイソシアネート成分の調整により、各種機能性をもつ樹脂を得ることができる。 Polyurethane as an amorphous resin is a reaction product of a diol component and a diisocyanate component, and a resin having various functions can be obtained by adjusting the diol component and the diisocyanate component.
ジイソシネート成分としては、上記高分子分散剤Pの部分構造Yの説明で述べたジイソシネート成分と同様のものが使用できる。 As the diisocyanate component, the same diisocyanate component as described in the explanation of the partial structure Y of the polymer dispersant P can be used.
ジオール成分としては、以下のものが挙げられる。アルキレングリコール(エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール)、アルキレンエーテルグリコール(ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール)脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール)、ビスフェノール類(ビスフェノールA)、前記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド)付加物。前記アルキレングリコールおよびアルキレンエーテルグリコールのアルキル部分は直鎖状であっても、分岐していてもよい。 Examples of the diol component include the following. Alkylene glycol (ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol), alkylene ether glycol (polyethylene glycol, polypropylene glycol) alicyclic diol (1,4-cyclohexanedimethanol), bisphenols (bisphenol A) ), An alkylene oxide (ethylene oxide, propylene oxide) adduct of the alicyclic diol. The alkyl part of the alkylene glycol and alkylene ether glycol may be linear or branched.
樹脂微粒子を構成する非晶性樹脂が非晶性ポリエステルである場合、非晶性ポリエステルとしては、上記高分子分散剤Pの部分構造Yの説明で述べた非晶性ポリエステルと同様のものを用いることができる。 When the amorphous resin constituting the resin fine particles is an amorphous polyester, the amorphous polyester is the same as the amorphous polyester described in the description of the partial structure Y of the polymer dispersant P. be able to.
樹脂微粒子を構成する樹脂は、結晶性ポリエステル、あるいは非晶性ポリエステルであることがより好ましい。ポリエステルは、凝集エネルギー密度が大きいために、式(I)の吸着率を大きくする手段として有効である。 The resin constituting the resin fine particles is more preferably a crystalline polyester or an amorphous polyester. Polyester is effective as a means for increasing the adsorption rate of formula (I) because of its high cohesive energy density.
前記固体微粒子Qが、無機微粒子である場合について述べる。無機微粒子は、シリカ、アルミナ、チタニア、およびそれらの複合酸化物微粒子などの微粒子が挙げられるが、シリカ微粒子であることが好ましい。 The case where the solid fine particles Q are inorganic fine particles will be described. Examples of the inorganic fine particles include fine particles such as silica, alumina, titania, and composite oxide fine particles thereof, and silica fine particles are preferable.
シリカ微粒子の製造方法として、シラン化合物を燃焼させて得られる燃焼法(すなわちヒュームドシリカの製造方法)、金属ケイ素粉を爆発的に燃焼させて得られる爆燃法、ケイ酸ナトリウムと鉱酸との中和反応によって得られる湿式法、ヒドロカルビルオキシシラのアルコキシシランの加水分解によって得られるゾルゲル法(いわゆるStoeber法)が挙げられる。中でも、本発明の一次粒子の個数平均径のシリカ微粒子を得る方法として、粒度分布が他の方法に比べてシャープ化可能なゾルゲル法が好ましい。 As a method for producing silica fine particles, a combustion method obtained by burning a silane compound (that is, a method for producing fumed silica), a deflagration method obtained by explosively burning metal silicon powder, and sodium silicate and mineral acid Examples thereof include a wet method obtained by a neutralization reaction and a sol-gel method (so-called Stöber method) obtained by hydrolysis of an alkoxysilane of hydrocarbyloxysila. Among them, a sol-gel method that can sharpen the particle size distribution as compared with other methods is preferable as a method for obtaining silica fine particles having a number average diameter of primary particles of the present invention.
無機微粒子は、疎水化処理することによって式(I)の吸着率を制御することができる。無機微粒子の疎水化処理剤としては、以下のものが挙げられる。メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、t−ブチルジメチルクロロシラン、ビニルトリクロロシランなどのクロロシラン類;テトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、o−メチルフェニルトリメトキシシラン、p−メチルフェニルトリメトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、i−ブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、i−ブチルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシランなどのアルコキシシラン類;ヘキサメチルジシラザン、ヘキサエチルジシラザン、へキサプロピルジシラザン、ヘキサブチルジシラザン、ヘキサペンチルジシラザン、ヘキサヘキシルジシラザン、ヘキサシクロヘキシルジシラザン、ヘキサフェニルジシラザン、ジビニルテトラメチルジシラザン、ジメチルテトラビニルジシラザンなどのシラザン類;ジメチルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、クロロアルキル変性シリコーンオイル、クロロフェニル変性シリコーンオイル、脂肪酸変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、アルコキシ変性シリコーンオイル、カルビノール変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、及び、末端反応性シリコーンオイルのシリコーンオイル;ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、オクタメチルトリシロキサンなどのシロキサン類;脂肪酸及びその金属塩として、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ドデシル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ペンタデシル酸、ステアリン酸、ヘプタデシル酸、アラキン酸、モンタン酸、オレイン酸、リノール酸、アラキドン酸などの長鎖脂肪酸、前記脂肪酸と亜鉛、鉄、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム、ナトリウム、リチウムなどの金属との塩。これらのうち、アルコキシシラン類、シラザン類、ストレートシリコーンオイルは疎水化処理を実施しやすいので、好ましく用いられる。このような疎水化処理剤は単独で、あるいは、2種類以上を混合して用いることができる。無機微粒子を疎水化処理する方法は、特に制限されず、従来公知の方法を用いることができる。 The adsorption rate of the formula (I) can be controlled by subjecting the inorganic fine particles to a hydrophobic treatment. Examples of the hydrophobic treatment agent for inorganic fine particles include the following. Chlorosilanes such as methyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, phenyltrichlorosilane, diphenyldichlorosilane, t-butyldimethylchlorosilane, vinyltrichlorosilane; tetramethoxysilane, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane , Diphenyldimethoxysilane, o-methylphenyltrimethoxysilane, p-methylphenyltrimethoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, i-butyltrimethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, octyltrimethoxysilane, decyltrimethoxysilane, Dodecyltrimethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenyltrieth Sisilane, diphenyldiethoxysilane, i-butyltriethoxysilane, decyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyl Dimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ -Alkoxysilanes such as (2-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane; hexamethyldisilazane, hexaethyldisilazane, hexapropyldisilazane, hexabutyldisilazane, hexapentyl Silazanes such as silazane, hexahexyldisilazane, hexacyclohexyldisilazane, hexaphenyldisilazane, divinyltetramethyldisilazane, dimethyltetravinyldisilazane; dimethyl silicone oil, methyl hydrogen silicone oil, methylphenyl silicone oil, alkyl modified Silicone oil, chloroalkyl-modified silicone oil, chlorophenyl-modified silicone oil, fatty acid-modified silicone oil, polyether-modified silicone oil, alkoxy-modified silicone oil, carbinol-modified silicone oil, amino-modified silicone oil, fluorine-modified silicone oil, and terminal reaction -Based silicone oils: hexamethylcyclotrisiloxane, octamethylcyclotetra Siloxanes such as siloxane, decamethylcyclopentasiloxane, hexamethyldisiloxane, octamethyltrisiloxane; fatty acids and metal salts thereof such as undecyl acid, lauric acid, tridecyl acid, dodecyl acid, myristic acid, palmitic acid, pentadecylic acid, Long chain fatty acids such as stearic acid, heptadecylic acid, arachidic acid, montanic acid, oleic acid, linoleic acid and arachidonic acid, and salts of the fatty acids with metals such as zinc, iron, magnesium, aluminum, calcium, sodium and lithium. Among these, alkoxysilanes, silazanes, and straight silicone oils are preferably used because they can be easily subjected to a hydrophobic treatment. Such hydrophobizing agents can be used alone or in admixture of two or more. The method for hydrophobizing the inorganic fine particles is not particularly limited, and a conventionally known method can be used.
固体微粒子Qの個数平均粒径は、40nm以上200nm以下であることが好ましい。より好ましくは、60nm以上150nm以下である。個数平均粒径が40nm以上の固体微粒子Qを用いて得た複合微粒子を微粒子分散剤として用いると、この複合微粒子の粒径が適度に大きくなり、液滴をさらに安定化させやすい。これにより、得られるトナー粒子の粒度分布をよりシャープにしやすくなる。固体微粒子Qの個数平均粒径が、200nm以下であると、その比表面積が適度になり、固体微粒子Qへの高分子分散剤Pの吸着率が向上し、式(I)を制御しやすくなる。 The number average particle size of the solid fine particles Q is preferably 40 nm or more and 200 nm or less. More preferably, it is 60 nm or more and 150 nm or less. When composite fine particles obtained using solid fine particles Q having a number average particle size of 40 nm or more are used as the fine particle dispersant, the particle size of the composite fine particles becomes appropriately large, and the droplets can be further stabilized. This makes it easier to sharpen the particle size distribution of the toner particles obtained. When the number average particle diameter of the solid fine particles Q is 200 nm or less, the specific surface area becomes appropriate, the adsorption rate of the polymer dispersant P to the solid fine particles Q is improved, and the formula (I) is easily controlled. .
固体微粒子Qの使用量は、結着樹脂Aに対して、2.0質量%以上20.0質量%以下であることが好ましい。固体微粒子Qの使用量が、この範囲であることで、液滴表面を覆う固体微粒子Qの割合が適量となり、トナー粒子相当の粒径を達成しやすくなる。 The amount of the solid fine particles Q used is preferably 2.0% by mass or more and 20.0% by mass or less with respect to the binder resin A. When the amount of the solid fine particles Q used is within this range, the ratio of the solid fine particles Q covering the droplet surface becomes an appropriate amount, and it becomes easy to achieve a particle size equivalent to the toner particles.
結着樹脂Aについて説明する。本発明における結着樹脂Aは、例えば、結着樹脂Aは、スチレン、スチレン誘導体、アクリレート、メタクリレートからなる群より選択される少なくとも1つの単量体を含む単量体組成物の重合体、あるいはポリエステルであることが好ましい。 The binder resin A will be described. In the present invention, the binder resin A is, for example, a polymer of a monomer composition containing at least one monomer selected from the group consisting of styrene, styrene derivatives, acrylates, and methacrylates, or Polyester is preferred.
スチレン、スチレン誘導体、アクリレート、およびメタクリレートからなる群より選択される少なくとも1つの単量体を含む単量体組成物の重合体については、前記高分子分散剤Pが含有する部分構造Yの一例で説明したラジカル重合性単量体を重合して得られる重合体を用いることができる。 About the polymer of the monomer composition containing at least one monomer selected from the group consisting of styrene, styrene derivatives, acrylates, and methacrylates, an example of the partial structure Y contained in the polymer dispersant P A polymer obtained by polymerizing the radically polymerizable monomer described can be used.
ポリエステルについては、高分子分散剤P及び固体微粒子Qの説明で述べた結晶性ポリエステルや非晶性ポリエステルを用いることができる。 As for the polyester, the crystalline polyester or amorphous polyester described in the explanation of the polymer dispersant P and the solid fine particles Q can be used.
トナー粒子には着色剤を含有する。着色剤としては、有機顔料、有機染料、無機顔料、黒色着色剤としてのカーボンブラック、磁性粒子が挙げられ、そのほかに従来のトナー粒子に用いられている着色剤を用いることができる。 The toner particles contain a colorant. Examples of the colorant include organic pigments, organic dyes, inorganic pigments, carbon black as a black colorant, and magnetic particles. In addition, colorants used in conventional toner particles can be used.
イエロー用着色剤としては、以下のものが挙げられる。縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アントラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、アリルアミド化合物。具体的には、C.I.ピグメントイエロー12、13、14、15、17、62、74、83、93、94、95、109、110、111、128、129、147、155、168、180が好適に用いられる。 Examples of the colorant for yellow include the following. Condensed azo compounds, isoindolinone compounds, anthraquinone compounds, azo metal complexes, methine compounds, allylamide compounds. Specifically, C.I. I. Pigment Yellow 12, 13, 14, 15, 17, 62, 74, 83, 93, 94, 95, 109, 110, 111, 128, 129, 147, 155, 168, 180 are preferably used.
マゼンタ用着色剤としては、以下のものが挙げられる。縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン化合物、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物。具体的には、C.I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、23、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、144、146、166、169、177、184、185、202、206、220、221、254が好適に用いられる。
Examples of the magenta colorant include the following. Condensed azo compounds, diketopyrrolopyrrole compounds, anthraquinone compounds, quinacridone compounds, basic dye lake compounds, naphthol compounds, benzimidazolone compounds, thioindigo compounds, perylene compounds. Specifically, C.I. I.
シアン用着色剤としては、以下のものが挙げられる。銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アントラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物。具体的には、C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、66が好適に用いられる。
Examples of the colorant for cyan include the following. Copper phthalocyanine compounds and derivatives thereof, anthraquinone compounds, basic dye lake compounds. Specifically, C.I. I.
本発明に用いられる着色剤は、色相角、彩度、明度、耐光性、OHP透明性、トナー粒子中の分散性の点から選択される。着色剤は、好ましくは結着樹脂100.0質量部に対し、1.0質量部以上20.0質量部以下添加して用いられる。着色剤として磁性粒子を用いる場合、その添加量は結着樹脂100.0質量部に対し、40.0質量部以上150.0質量部以下であることが好ましい。 The colorant used in the present invention is selected from the viewpoints of hue angle, saturation, brightness, light resistance, OHP transparency, and dispersibility in toner particles. The colorant is preferably used in an amount of 1.0 to 20.0 parts by mass with respect to 100.0 parts by mass of the binder resin. When magnetic particles are used as the colorant, the amount added is preferably 40.0 parts by mass or more and 150.0 parts by mass or less with respect to 100.0 parts by mass of the binder resin.
有機溶媒としては、結着樹脂A、及び高分子分散剤Pを溶解し、固体微粒子Qを溶解しないものであれば限定はなく、例えば、以下のものが挙げられる。アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジ−n−ブチルケトンなどのケトン系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、メトキシブチルアセテートなどのエステル系溶剤;テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブなどのエーテル系溶剤;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド系溶剤;トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素系溶剤。 The organic solvent is not particularly limited as long as it dissolves the binder resin A and the polymer dispersant P and does not dissolve the solid fine particles Q. Examples thereof include the following. Ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and di-n-butyl ketone; ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate and methoxybutyl acetate; ether solvents such as tetrahydrofuran, dioxane, ethyl cellosolve and butyl cellosolve; dimethylformamide Amide solvents such as dimethylacetamide; aromatic hydrocarbon solvents such as toluene, xylene and ethylbenzene.
分散媒体としては、高分子分散剤Pの部分構造Xとして式(1)の化合物を用いる場合には、低極性の分散媒体を使用することが好ましい。低極性の分散媒体を使用することにより、式(1)の分散媒体中への拡がりが促され、高分子分散剤Pが単なる界面活性能だけでなく、排除体積効果を発揮するようになり、液滴の分散安定性を高められる。低極性の分散媒体とは、有機溶媒よりも極性が低い分散媒体を意味し、例えば以下のものが挙げられる。ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ヘキサデカン、シクロヘキサンなどの炭化水素系溶剤;ポリジメチルシロキサンの如きシリコーン系溶剤、二酸化炭素。トナー粒子製造時における省エネルギーの観点から、液体状態または超臨界状態の二酸化炭素を使用することが特に好ましい。 As the dispersion medium, when the compound of the formula (1) is used as the partial structure X of the polymer dispersant P, it is preferable to use a low-polarity dispersion medium. By using a low-polarity dispersion medium, spreading into the dispersion medium of the formula (1) is promoted, and the polymer dispersant P not only exhibits a surface activity, but also exhibits an excluded volume effect, The dispersion stability of the droplets can be improved. The low polarity dispersion medium means a dispersion medium having a polarity lower than that of the organic solvent, and examples thereof include the following. Hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, heptane, octane, decane, hexadecane, and cyclohexane; silicone solvents such as polydimethylsiloxane, carbon dioxide. From the viewpoint of energy saving during the production of toner particles, it is particularly preferable to use carbon dioxide in a liquid state or a supercritical state.
以下に、本発明の製造方法において、分散媒体として液体状態または超臨界状態の二酸化炭素を用いた場合のトナーの製造方法について詳細に説明する。 Hereinafter, in the production method of the present invention, a toner production method in the case where carbon dioxide in a liquid state or a supercritical state is used as a dispersion medium will be described in detail.
a)の工程では、先ず、結着樹脂A、着色剤、高分子分散剤P、固体微粒子Q、有機溶媒、及び分散媒体を混合する。これらの材料の混合順は、以下に代表的な2通りの混合順について例示するが、本発明はこれらに限定されない。 In the step a), first, the binder resin A, the colorant, the polymer dispersant P, the solid fine particles Q, the organic solvent, and the dispersion medium are mixed. The mixing order of these materials will be exemplified below for two typical mixing orders, but the present invention is not limited to these.
第一の混合順としては、先ず、結着樹脂A、着色剤、高分子分散剤P、固体微粒子Q、有機溶媒から成る混合液体1を調製する。このとき、高分子分散剤Pが固体微粒子Qに吸着し、複合微粒子を形成する。混合液体1を調製するに際し、必要に応じて、ホモジナイザー、ボールミル、コロイドミル、超音波分散機などの分散機を用いることができる。次に、混合液体1を耐圧容器に投入し、そこに所定量の高圧状態の二酸化炭素を攪拌条件下で加えると、これらの混合液体1に液/液相分離が生じ、結着樹脂A、着色剤、及び、有機溶媒を含有する液滴が形成する。この液滴は、その表面が界面活性能を有する複合微粒子と高分子分散剤Pによって被覆されるため、分散状態を保つことができる。
As a first mixing order, first, a
第二の混合順としては、先ず、結着樹脂A、着色剤、有機溶媒から成る混合液体2を調製する。別途、高分子分散剤P、固体微粒子Q、有機溶媒から成る混合液体3を調製する。このとき、高分子分散剤Pが固体微粒子Qに吸着し、複合微粒子を形成する。混合液体2、混合液体3を調製するに際し、必要に応じて、ホモジナイザー、ボールミル、コロイドミル、超音波分散機などの分散機を用いることができる。次に、混合液体2を耐圧容器に投入し、そこに所定量の高圧状態の二酸化炭素を攪拌条件下で加え、混合液体2に液/液分離が生じたタイミングで、さらに混合液体3を前記耐圧容器に投入して混合物3とする。混合物3中では、結着樹脂A、着色剤、及び、有機溶媒を含有する液滴が形成する。この液滴は、その表面が界面活性能を有する複合微粒子と高分子分散剤Pによって被覆されるため、分散状態を保つことができる。なお、第二の混合順において、耐圧容器に混合液体3を投入する方法として、高圧ポンプを用いることができる。また、耐圧容器よりも高圧の二酸化炭素を混合液体3に混合し、耐圧容器内との差圧を利用することもできる。
As the second mixing order, first, a
続いて、b)の工程では、液滴に含まれる有機溶剤を除去してトナー粒子を得る。これは、加圧状態の二酸化炭素を耐圧容器内に流通させ、液滴に含有される有機溶剤を、二酸化炭素とともに耐圧容器内から除去する、いわゆる脱溶剤を行ってトナー粒子を得る工程である。二酸化炭素による置換が十分でなく、耐圧容器内に有機溶媒が残留した状態であると、得られたトナー粒子を回収する際に、トナー粒子が溶解したり、トナー粒子同士が凝集したりする場合がある。したがって、二酸化炭素による置換は、有機溶媒が完全に除去されるまで行うことが好ましい。トナー粒子を粉体として取りだす際には、耐圧容器内を脱圧すれば良い。この際、一気に常温、常圧まで脱圧しても良いが、独立に圧力制御された容器を多段に設けることによって段階的に脱圧してもよい。脱圧速度は、トナー粒子が発泡しない範囲で設定することが好ましい。なお、使用する有機溶媒や二酸化炭素はリサイクルすることが可能である。 Subsequently, in step b), the organic solvent contained in the droplets is removed to obtain toner particles. This is a process of obtaining toner particles by performing so-called desolvation, in which pressurized carbon dioxide is circulated in the pressure vessel and the organic solvent contained in the droplets is removed from the pressure vessel together with carbon dioxide. . When the replacement with carbon dioxide is insufficient and the organic solvent remains in the pressure vessel, the toner particles may be dissolved or the toner particles may be aggregated when the obtained toner particles are recovered. There is. Therefore, the replacement with carbon dioxide is preferably performed until the organic solvent is completely removed. When the toner particles are taken out as a powder, the inside of the pressure vessel may be depressurized. At this time, the pressure may be released to room temperature and normal pressure all at once, but the pressure may be released stepwise by providing multiple pressure-controlled containers. The depressurization speed is preferably set within a range where the toner particles do not foam. In addition, the organic solvent and carbon dioxide to be used can be recycled.
トナー粒子にはワックスを含有することも好ましい形態のひとつである。ワックスとしては、特に限定はないが、例えば、以下のものが挙げられる。低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、低分子量オレフィン共重合体、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスのような脂肪族炭化水素系ワックス;酸化ポリエチレンワックスのような脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物;脂肪族炭化水素系エステルワックスのような脂肪酸エステルを主成分とするワックス;及び脱酸カルナバワックスのような脂肪酸エステルを一部又は全部を脱酸化したもの;ベヘニン酸モノグリセリドのような脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物;植物性油脂を水素添加することによって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物。 It is also a preferred form that the toner particles contain a wax. The wax is not particularly limited, and examples thereof include the following. Low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, low molecular weight olefin copolymer, aliphatic hydrocarbon wax such as microcrystalline wax, paraffin wax, Fischer-Tropsch wax; oxide of aliphatic hydrocarbon wax such as oxidized polyethylene wax Waxes based on fatty acid esters such as aliphatic hydrocarbon ester waxes; and partially or fully deoxidized fatty acid esters such as deoxidized carnauba wax; fatty acids such as behenic monoglyceride A partially esterified product of a monohydric alcohol; a methyl ester compound having a hydroxyl group obtained by hydrogenating vegetable oils and fats.
好ましくは、脂肪族炭化水素系ワックス及びエステルワックスである。また、本発明に用いられるエステルワックスは、3官能以上のエステルワックスであることが好ましく、さらに好ましくは4官能以上のエステルワックス、特に好ましくは6官能以上のエステルワックスである。3官能以上のエステルワックスは、例えば3価以上の酸と長鎖直鎖飽和アルコールの縮合、又は3価以上のアルコールと長鎖直鎖飽和脂肪酸の縮合によって得られる。 Of these, aliphatic hydrocarbon waxes and ester waxes are preferred. The ester wax used in the present invention is preferably a tri- or higher functional ester wax, more preferably a tetra-functional or higher ester wax, and particularly preferably a hexa-functional or higher functional ester wax. A tri- or higher functional ester wax is obtained, for example, by condensation of a tri- or higher valent acid and a long-chain linear saturated alcohol, or a tri- or higher-valent alcohol and a long-chain linear saturated fatty acid.
3価以上のアルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、エリスリトール、ペンタエリスリトール、ソルビトール。また、これらの縮合物として、グリセリンの縮合したジグリセリン、トリグリセリン、テトラグリセリン、ヘキサグリセリン及びデカグリセリン等のいわゆるポリグリセリン、トリメチロールプロパンの縮合したジトリメチロールプロパン、トリストリメチロールプロパン及びペンタエリスリトールの縮合したジペンタエリスリトール及びトリスペンタエリスリトール等が挙げられる。これらのうち、分岐構造をもつ構造が好ましく、ペンタエルスリトール、又はジペンタエリスリトールがより好ましく、特にジペンタエリスリトールが好ましい。 Examples of the trivalent or higher alcohol include glycerin, trimethylolpropane, erythritol, pentaerythritol, and sorbitol. Moreover, as these condensates, diglycerin condensed with glycerin, triglycerin, tetraglycerin, hexaglycerin and decaglycerin, etc. Examples thereof include condensed dipentaerythritol and trispentaerythritol. Among these, a structure having a branched structure is preferable, pentaerythritol or dipentaerythritol is more preferable, and dipentaerythritol is particularly preferable.
長鎖直鎖飽和脂肪酸は、CnH2n+1COOHで表され、nが5以上28以下のものが好ましく用いられる。例えば、カプロン酸、カプリル酸、オクチル酸、ノニル酸、デカン酸、ドデカン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸が挙げられる。ワックスの融点の面からミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸が好ましい。 The long-chain linear saturated fatty acid is represented by C n H 2n + 1 COOH, and n is preferably 5 or more and 28 or less. Examples include caproic acid, caprylic acid, octylic acid, nonylic acid, decanoic acid, dodecanoic acid, lauric acid, tridecanoic acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, and behenic acid. From the viewpoint of the melting point of the wax, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, and behenic acid are preferred.
3価以上の酸としては、例えばトリメリット酸、ブタンテトラカルボン酸が挙げられる。 Examples of the trivalent or higher acid include trimellitic acid and butanetetracarboxylic acid.
長鎖直鎖飽和アルコールは、CnH2n+1OHで表され、nが5以上28以下のものが好ましく用いられる。例えば、カプリルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール、ベヘニルアルコールが挙げられる。ワックスの融点の面からミリスチルアルコール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール、ベヘニルアルコールが好ましい。 The long-chain linear saturated alcohol is represented by C n H 2n + 1 OH, and n is preferably 5 or more and 28 or less. Examples include capryl alcohol, lauryl alcohol, myristyl alcohol, palmityl alcohol, stearyl alcohol, and behenyl alcohol. From the viewpoint of the melting point of the wax, myristyl alcohol, palmityl alcohol, stearyl alcohol, and behenyl alcohol are preferable.
トナー粒子中におけるワックスの含有量は、好ましくは1.0質量%以上20.0質量%以下、より好ましくは2.0質量%以上15.0質量%である。ワックスは、示差走査熱量計(DSC)による測定において、60℃以上120℃以下に最大吸熱ピークを有することが好ましい。より好ましくは60℃以上90℃以下である。 The content of the wax in the toner particles is preferably 1.0% by mass or more and 20.0% by mass or less, more preferably 2.0% by mass or more and 15.0% by mass. The wax preferably has a maximum endothermic peak at 60 ° C. or higher and 120 ° C. or lower as measured by a differential scanning calorimeter (DSC). More preferably, it is 60 degreeC or more and 90 degrees C or less.
トナー粒子には、必要に応じて荷電制御剤を含有させてもよい。また、トナー粒子に外部添加してもよい。荷電制御剤を配合することにより、荷電特性を安定化、現像システムに応じた最適の摩擦帯電量のコントロールが可能となる。荷電制御剤としては、公知のものが利用でき、特に帯電スピードが速く、且つ、一定の帯電量を安定して維持できる荷電制御剤が好ましい。 The toner particles may contain a charge control agent as necessary. Further, the toner particles may be externally added. By adding a charge control agent, the charge characteristics can be stabilized, and the optimum triboelectric charge amount can be controlled according to the development system. As the charge control agent, known ones can be used, and a charge control agent that has a high charging speed and can stably maintain a constant charge amount is particularly preferable.
荷電制御剤として、トナー粒子を負荷電性に制御するものとしては、以下のものが挙げられる。有機金属化合物、キレート化合物が有効であり、モノアゾ金属化合物、アセチルアセトン金属化合物、芳香族オキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸、オキシカルボン酸及びダイカルボン酸系の金属化合物が挙げられる。トナー粒子を正荷電性に制御するものとしては、以下のものが挙げられる。ニグロシン、四級アンモニウム塩、高級脂肪酸の金属塩、ジオルガノスズボレート類、グアニジン化合物、イミダゾール化合物が挙げられる。 Examples of the charge control agent that control toner particles to be negatively charged include the following. Organic metal compounds and chelate compounds are effective, and examples include monoazo metal compounds, acetylacetone metal compounds, aromatic oxycarboxylic acids, aromatic dicarboxylic acids, oxycarboxylic acids, and dicarboxylic acid-based metal compounds. Examples of controlling the toner particles to be positively charged include the following. Examples include nigrosine, quaternary ammonium salts, metal salts of higher fatty acids, diorganotin borates, guanidine compounds and imidazole compounds.
荷電制御剤の好ましい配合量は、トナー粒子100.0質量部に対して0.01質量部以上20.0質量部以下、より好ましくは0.5質量部以上10.0質量部以下である。 A preferable blending amount of the charge control agent is 0.01 parts by mass or more and 20.0 parts by mass or less, more preferably 0.5 parts by mass or more and 10.0 parts by mass or less with respect to 100.0 parts by mass of the toner particles.
トナー粒子には流動性向上剤として、無機微粒子を添加することが好ましい。トナー粒子に添加する無機微粒子としては、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子、アルミナ微粒子又はそれらの複酸化物微粒子のような微粒子が挙げられる。無機微粒子の中でもシリカ微粒子及び酸化チタン微粒子が好ましい。 It is preferable to add inorganic fine particles to the toner particles as a fluidity improver. Examples of the inorganic fine particles added to the toner particles include fine particles such as silica fine particles, titanium oxide fine particles, alumina fine particles, or double oxide fine particles thereof. Of the inorganic fine particles, silica fine particles and titanium oxide fine particles are preferable.
シリカ微粒子としては、ケイ素ハロゲン化物の蒸気相酸化により生成された乾式シリカ又はヒュームドシリカ、及び水ガラスから製造される湿式シリカが挙げられる。なかでも、表面及びシリカ微粒子の内部にあるシラノール基が少なく、またNa2O、SO3 2−の少ない乾式シリカの方が好ましい。また乾式シリカは、製造工程において、塩化アルミニウム、塩化チタンのような金属ハロゲン化合物をケイ素ハロゲン化合物と共に用いることによって製造された、シリカと他の金属酸化物の複合微粒子であってもよい。 Examples of the silica fine particles include dry silica or fumed silica produced by vapor phase oxidation of silicon halide, and wet silica produced from water glass. Of these, dry silica is preferable because it has few silanol groups on the surface and inside of the silica fine particles, and has few Na 2 O and SO 3 2− . The dry silica may be composite fine particles of silica and another metal oxide produced by using a metal halogen compound such as aluminum chloride or titanium chloride together with a silicon halogen compound in the production process.
無機微粒子は、トナーの流動性改良及びトナーの帯電均一化のためにトナー粒子に外添されることが好ましい。また、無機微粒子を疎水化処理することによって、トナーの帯電量の調整、環境安定性の向上、高湿環境下での特性の向上を達成することができるため、疎水化処理された無機微粒子を用いることがより好ましい。トナー粒子に添加された無機微粒子が吸湿すると、トナーとしての帯電量が低下し、現像性や転写性の低下が生じ易くなる傾向にある。 The inorganic fine particles are preferably externally added to the toner particles in order to improve the fluidity of the toner and make the toner charge uniform. In addition, hydrophobic treatment of the inorganic fine particles can achieve adjustment of the charge amount of the toner, improvement of environmental stability, and improvement of characteristics in a high humidity environment. More preferably, it is used. When the inorganic fine particles added to the toner particles absorb moisture, the charge amount as the toner is lowered, and the developability and transferability tend to be lowered.
無機微粒子の疎水化処理の処理剤としては、未変性のシリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、未変性のシリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シラン化合物、シランカップリング剤、その他有機ケイ素化合物、有機チタン化合物が挙げられる。これらの処理剤は単独で又は併用して用いてもよい。 As treatment agents for hydrophobic treatment of inorganic fine particles, unmodified silicone varnish, various modified silicone varnishes, unmodified silicone oil, various modified silicone oils, silane compounds, silane coupling agents, other organosilicon compounds, organotitanium compounds Is mentioned. These treatment agents may be used alone or in combination.
無機微粒子の添加量は、トナー粒子100.0質量部に対して、0.1質量部以上4.0質量部以下であることが好ましい。より好ましくは、0.2質量部以上3.5質量部以下である。 The addition amount of the inorganic fine particles is preferably 0.1 parts by mass or more and 4.0 parts by mass or less with respect to 100.0 parts by mass of the toner particles. More preferably, it is 0.2 to 3.5 parts by mass.
本発明のトナー粒子等の各種物性についての測定方法を以下に記す。 Measurement methods for various physical properties of the toner particles and the like of the present invention will be described below.
<固体微粒子Q、ワックス粒子、及び着色剤粒子の粒子径の測定方法>
固体微粒子Q、ワックス粒子、及び着色剤粒子などの各微粒子の粒子径は、マイクロトラック粒度分布測定装置HRA(X−100)(日機装社製)を用いて測定する。測定レンジ範囲は、0.001μm〜10μmと設定し、個数平均粒子径(μm又はnm)または体積平均粒子径(μm又はnm)を測定する。なお、希釈溶剤としては水またはアセトンを選択する。
<Method for Measuring Particle Diameter of Solid Fine Particle Q, Wax Particle, and Colorant Particle>
The particle diameter of each fine particle such as the solid fine particle Q, the wax particle, and the colorant particle is measured using a microtrack particle size distribution measuring apparatus HRA (X-100) (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). The measurement range is set to 0.001 μm to 10 μm, and the number average particle diameter (μm or nm) or the volume average particle diameter (μm or nm) is measured. Note that water or acetone is selected as the dilution solvent.
<数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)の測定方法>
本発明で使用する各重合体のTHF可溶分の分子量(Mn、Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、以下のようにして測定する。
<Method of measuring number average molecular weight (Mn) and weight average molecular weight (Mw)>
The molecular weight (Mn, Mw) of the THF soluble part of each polymer used in the present invention is measured by gel permeation chromatography (GPC) as follows.
まず、室温で24時間かけて、試料をテトラヒドロフラン(THF)に溶解する。そして、得られた溶液を、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブランフィルター「マイショリディスク」(東ソー社製)で濾過してサンプル溶液を得る。なお、サンプル溶液は、THFに可溶な成分の濃度が約0.8質量%となるように調製する。このサンプル溶液を用いて、以下の条件で測定する。 First, a sample is dissolved in tetrahydrofuran (THF) at room temperature over 24 hours. Then, the obtained solution is filtered through a solvent-resistant membrane filter “Mysholy disk” (manufactured by Tosoh Corporation) having a pore diameter of 0.2 μm to obtain a sample solution. The sample solution is prepared so that the concentration of the component soluble in THF is about 0.8% by mass. Using this sample solution, measurement is performed under the following conditions.
装置:HLC8120 GPC(検出器:RI)(東ソー社製)
カラム:Shodex KF−801、802、803、804、805、806、807の7連(昭和電工社製)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0ml/min
オーブン温度:40.0℃
試料注入量:0.10ml
試料の分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂(例えば、商品名「TSKスタンダード ポリスチレン F−850、F−450、F−288、F−128、F−80、F−40、F−20、F−10、F−4、F−2、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、A−500」、東ソ−社製)を用いて作成した分子量校正曲線を使用する。
Apparatus: HLC8120 GPC (detector: RI) (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: Seven series of Shodex KF-801, 802, 803, 804, 805, 806, 807 (manufactured by Showa Denko KK)
Eluent: Tetrahydrofuran (THF)
Flow rate: 1.0 ml / min
Oven temperature: 40.0 ° C
Sample injection volume: 0.10 ml
In calculating the molecular weight of the sample, standard polystyrene resin (for example, trade name “TSK Standard Polystyrene F-850, F-450, F-288, F-128, F-80, F-40, F-20, F— 10, F-4, F-2, F-1, A-5000, A-2500, A-1000, A-500 ", manufactured by Tosoh Corporation) are used.
<高分子分散剤Pの固体微粒子Qに対する吸着率の測定方法>
高分子分散剤Pの固体微粒子Qに対する吸着率(%)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、以下のようにして測定する。
<Method for Measuring Adsorption Rate of Polymer Dispersant P on Solid Fine Particle Q>
The adsorption rate (%) of the polymer dispersant P with respect to the solid fine particles Q is measured by gel permeation chromatography (GPC) as follows.
まず、室温で高分子分散剤P0.1gをアセトン(有機溶剤)20.0gに溶解して溶液を調製する。そして、得られた溶液を、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブランフィルター「マイショリディスク」(東ソー社製)で濾過して高分子分散剤Pが溶解した吸着前のサンプル溶液を得る。吸着前のサンプル溶液からGPC測定用のサンプル溶液を採取する。尚、吸着前サンプル溶液は、高分子分散剤Pの濃度が約0.5質量%となっている。 First, 0.1 g of the polymer dispersant P is dissolved in 20.0 g of acetone (organic solvent) at room temperature to prepare a solution. Then, the obtained solution is filtered through a solvent-resistant membrane filter “Mishori Disc” (manufactured by Tosoh Corporation) having a pore diameter of 0.2 μm to obtain a sample solution before adsorption in which the polymer dispersant P is dissolved. A sample solution for GPC measurement is collected from the sample solution before adsorption. The pre-adsorption sample solution has a polymer dispersant P concentration of about 0.5% by mass.
次に、上記吸着前サンプル溶液20.1g、固体微粒子Q1.0g、及びガラスビーズ30.0gを耐熱性のガラス容器に投入し、ペイントシェーカー(東洋精機製)にて4時間分散を行う。得られた分散液をナイロンメッシュにてガラスビーズを取り除き、高分子分散剤Pを表面に吸着させた固体微粒子Qの分散液を得る。さらに、この固体微粒子Qの分散液に含まれる高分子分散剤Pを吸着した固体微粒子Qを遠心分離機により分離し、上澄み液を吸着前のサンプル溶液と同様に濾過処理することにより吸着後のサンプル溶液を得る。遠心分離の条件を下記に示す。
・遠心分離機:H−9R(KOKUSAN社製)
・ローター:BN1ロ―タ(KOKUSAN社製)
・装置内設定温度:4℃
・回転数:14500rpm
・時間:20分間
Next, 20.1 g of the pre-adsorption sample solution, 1.0 g of solid fine particles Q, and 30.0 g of glass beads are put into a heat-resistant glass container and dispersed for 4 hours with a paint shaker (manufactured by Toyo Seiki). Glass beads are removed from the obtained dispersion with a nylon mesh to obtain a dispersion of solid fine particles Q in which the polymer dispersant P is adsorbed on the surface. Further, the solid fine particles Q adsorbing the polymer dispersant P contained in the dispersion of the solid fine particles Q are separated by a centrifuge, and the supernatant liquid is filtered in the same manner as the sample solution before the adsorption, so that the post-adsorption Obtain a sample solution. The conditions for centrifugation are shown below.
・ Centrifuge: H-9R (manufactured by KOKUSAN)
・ Rotor: B N1 rotor (manufactured by KOKUSAN)
・ Set temperature in equipment: 4 ℃
・ Rotation speed: 14500 rpm
・ Time: 20 minutes
得られた吸着前サンプル溶液と吸着後サンプル溶液を、上述した数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)の測定方法で用いたGPCにより測定し、高分子分散剤Pに由来する面積をそれぞれ求め、下記式を用いることで吸着率(%)を求める。吸着前のサンプル溶液をGPC測定して得られる高分子分散剤Pに由来するピーク面積をS1とし、吸着後のサンプル溶液をGPC測定して得られる高分子分散剤Pに由来するピーク面積をS2とする。なお、S1とS2との面積比と求めるため、ピーク面積S1およびS2を求めるGPCのチャートは、同じ縮尺度の縦軸及び横軸を用いたGPCのチャートを作成する。
吸着率(%)=(1−S2/S1)×100
The obtained pre-adsorption sample solution and post-adsorption sample solution were measured by the GPC used in the above-described method for measuring the number average molecular weight (Mn) and the weight average molecular weight (Mw), and the area derived from the polymer dispersant P was determined. Each is calculated | required and adsorption rate (%) is calculated | required by using a following formula. The peak area derived from the polymer dispersant P obtained by GPC measurement of the sample solution before adsorption is S1, and the peak area derived from the polymer dispersant P obtained by GPC measurement of the sample solution after adsorption is S2. And In order to obtain the area ratio between S1 and S2, the GPC chart for obtaining the peak areas S1 and S2 is a GPC chart using the vertical axis and the horizontal axis of the same scale.
Adsorption rate (%) = (1-S2 / S1) × 100
<トナー粒子の重量平均粒径(D4)、個数平均粒径(D1)および粒度分布(D4/D1)>
重量平均粒径(D4)、個数平均粒径(D1)および粒度分布(D4/D1)は、以下のようにして算出する。測定装置としては、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)を用いる。測定条件の設定及び測定データの解析は、付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いる。尚、測定は実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで行う。
<Weight average particle diameter (D4), number average particle diameter (D1) and particle size distribution (D4 / D1) of toner particles>
The weight average particle diameter (D4), number average particle diameter (D1), and particle size distribution (D4 / D1) are calculated as follows. As a measuring device, a precise particle size distribution measuring device “Coulter Counter Multisizer 3” (registered trademark, manufactured by Beckman Coulter, Inc.) using a pore electrical resistance method equipped with a 100 μm aperture tube is used. For setting the measurement conditions and analyzing the measurement data, the attached dedicated software “Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51” (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) is used. The measurement is performed with 25,000 effective measurement channels.
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。 As the electrolytic aqueous solution used for the measurement, special grade sodium chloride is dissolved in ion-exchanged water so as to have a concentration of about 1% by mass, for example, “ISOTON II” (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) can be used.
尚、測定、解析を行う前に、以下のように前記専用ソフトの設定を行う。 Prior to measurement and analysis, the dedicated software is set as follows.
前記専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更」画面において、コントロールモードの総カウント数を50,000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。「閾値/ノイズレベルの測定ボタン」を押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、「測定後のアパーチャーチューブのフラッシュ」にチェックを入れる。 On the “Change Standard Measurement Method (SOM)” screen of the dedicated software, set the total count in the control mode to 50,000 particles, set the number of measurements once, and set the Kd value to “standard particles 10.0 μm” (Beckman・ Set the value obtained using Coulter). By pressing the “Threshold / Noise Level Measurement Button”, the threshold and noise level are automatically set. In addition, the current is set to 1600 μA, the gain is set to 2, the electrolyte is set to ISOTON II, and the “aperture tube flush after measurement” is checked.
前記専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定」画面において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μmから60μmまでに設定する。具体的な測定法を下記に示す。
(1) Multisizer 3専用のガラス製250ml丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mlを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。そして、専用ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2) ガラス製の100ml平底ビーカーに前記電解水溶液約30mlを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.3ml加える。
(3) 発振周波数50kHzの発振器2個を、位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispersion System Tetora150」(日科機バイオス社製)を準備する。超音波分散器の水槽内に約3.3lのイオン交換水を入れ、この水槽中にコンタミノンNを約2ml添加する。
(4) 前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5) 前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー粒子約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。尚、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6) サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナー粒子を分散した前記(5)の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50,000個になるまで測定を行う。
(7) 測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行い、重量平均粒径(D4)および個数平均粒径(D1)を算出する。尚、前記専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、「分析/体積統計値(算術平均)」画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)であり、前記専用ソフトでグラフ/個数%と設定したときの、「分析/個数統計値(算術平均)」画面の「平均径」が個数平均粒径(D1)である。また、D4/D1を粒度分布とする。
In the “Pulse to particle size conversion setting” screen of the dedicated software, the bin interval is set to logarithmic particle size, the particle size bin is set to 256 particle size bin, and the particle size range is set to 2 μm to 60 μm. A specific measurement method is shown below.
(1) About 200 ml of the electrolytic solution is put in a glass 250 ml round bottom beaker exclusively for Multisizer 3, set on a sample stand, and the stirrer rod is stirred counterclockwise at 24 rpm. Then, the dirt and bubbles in the aperture tube are removed by the “aperture flush” function of the dedicated software.
(2) About 30 ml of the electrolytic solution is put into a
(3) Two oscillators with an oscillation frequency of 50 kHz are built in with a phase shifted by 180 degrees, and an ultrasonic disperser “Ultrasonic Dispersion System Tetora 150” (manufactured by Nikkaki Bios Co., Ltd.) having an electrical output of 120 W is prepared. About 3.3 l of ion-exchanged water is placed in the water tank of the ultrasonic disperser, and about 2 ml of Contaminone N is added to the water tank.
(4) The beaker of (2) is set in the beaker fixing hole of the ultrasonic disperser, and the ultrasonic disperser is operated. And the height position of a beaker is adjusted so that the resonance state of the liquid level of the electrolyte solution in a beaker may become the maximum.
(5) In a state where the electrolytic aqueous solution in the beaker of (4) is irradiated with ultrasonic waves, about 10 mg of toner particles are added to the electrolytic aqueous solution little by little and dispersed. Then, the ultrasonic dispersion process is continued for another 60 seconds. In the ultrasonic dispersion, the temperature of the water tank is appropriately adjusted so as to be 10 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.
(6) To the round bottom beaker of (1) installed in the sample stand, the electrolyte solution of (5) in which toner particles are dispersed is dropped using a pipette, and the measurement concentration is adjusted to about 5%. To do. The measurement is performed until the number of measured particles reaches 50,000.
(7) The measurement data is analyzed with the dedicated software attached to the apparatus, and the weight average particle diameter (D4) and the number average particle diameter (D1) are calculated. The “average diameter” on the “analysis / volume statistic (arithmetic average)” screen when the graph / volume% is set in the dedicated software is the weight average particle size (D4). When the number% is set, the “average diameter” on the “analysis / number statistics (arithmetic average)” screen is the number average particle diameter (D1). Further, D4 / D1 is a particle size distribution.
<トナー粒子の微粉率の測定方法>
トナー粒子の微粉率は、フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000」(シスメックス社製)によって、校正作業時の測定及び解析条件で測定する。
<Measurement method of fine particle ratio of toner particles>
The fine particle ratio of the toner particles is measured by a flow type particle image analyzer “FPIA-3000” (manufactured by Sysmex Corporation) under the measurement and analysis conditions during the calibration operation.
フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000」(シスメックス社製)の測定原理は、流れている粒子を静止画像として撮像し、画像解析を行うというものである。粒子像はCCDカメラで撮像され、撮像された画像は512×512の画像処理解像度(一画素あたり0.37×0.37μm)で画像処理され、各粒子像の輪郭抽出を行う。そして、粒子像の最大長(Dmax)、最大長垂直長(Dv−max)および投影面積(S)が計測される。 The measurement principle of the flow-type particle image analyzer “FPIA-3000” (manufactured by Sysmex Corporation) is to capture flowing particles as a still image and perform image analysis. The particle image is picked up by a CCD camera, and the picked-up image is image-processed at an image processing resolution of 512 × 512 (0.37 × 0.37 μm per pixel), and the contour of each particle image is extracted. Then, the maximum length (D max ), the maximum vertical length (D v-max ), and the projected area (S) of the particle image are measured.
投影面積Sを用いて円相当径を求める。円相当径とは、粒子像の投影面積と同じ面積を持つ円の直径のことであり、次式(23)で算出される。
円相当径(μm)=2×(π×S)1/2 ・・・(23)
The equivalent circle diameter is obtained using the projected area S. The equivalent circle diameter is a diameter of a circle having the same area as the projected area of the particle image, and is calculated by the following equation (23).
Equivalent circle diameter (μm) = 2 × (π × S) 1/2 (23)
次に、円相当径1.985μm未満のトナー粒子の個数(Ns)と全トナー粒子の個数(Nall)を用いて微粉率を求める。微粉とは、円相当径1.985μm未満の粒子と定義する。微粉率は、次式(24)により算出される。
微粉率(個数%)=Ns/Nall×100 ・・・(24)
Next, the fine powder ratio is obtained using the number of toner particles (N s ) having an equivalent circle diameter less than 1.985 μm and the number of all toner particles (N all ). The fine powder is defined as particles having an equivalent circle diameter of less than 1.985 μm. The fine powder rate is calculated by the following equation (24).
Fine powder ratio (number%) = N s / N all × 100 (24)
具体的な測定方法は、以下の通りである。まず、ガラス製の容器中に予め不純固形物を除去したイオン交換水約20mlを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.2ml加える。更に測定試料を約0.02g加え、超音波分散器を用いて2分間分散処理を行い、測定用の分散液とする。その際、分散液の温度が10℃以上40℃以下となる様に適宜冷却する。超音波分散器としては、発振周波数50kHz、電気的出力150Wの卓上型の超音波洗浄器分散器(「VS−150」(ヴェルヴォクリーア社製))を用い、水槽内には所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に前記コンタミノンNを約2ml添加する。 A specific measurement method is as follows. First, about 20 ml of ion-exchanged water from which impure solids have been removed in advance is placed in a glass container. In this, "Contaminone N" (nonionic surfactant, anionic surfactant, 10% by weight aqueous solution of neutral detergent for pH7 precision measuring instrument cleaning, made by organic builder, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. About 0.2 ml of a diluted solution obtained by diluting the solution with ion exchange water about 3 times by mass. Further, about 0.02 g of a measurement sample is added, and dispersion treatment is performed for 2 minutes using an ultrasonic disperser to obtain a dispersion for measurement. In that case, it cools suitably so that the temperature of a dispersion liquid may become 10 to 40 degreeC. As the ultrasonic disperser, a desktop ultrasonic cleaner disperser (“VS-150” (manufactured by Vervo Creer)) having an oscillation frequency of 50 kHz and an electric output of 150 W is used. Exchange water is added, and about 2 ml of the above-mentioned Contaminone N is added to this water tank.
測定には、標準対物レンズ(10倍)を搭載した前記フロー式粒子像分析装置を用い、シース液にはパーティクルシース「PSE−900A」(シスメックス社製)を使用する。手順に従い調整した分散液をフロー式粒子像分析装置に導入し、HPF測定モードで、トータルカウントモードにて3000個のトナー粒子を計測する。そして、粒子解析時の2値化閾値を85%とし、解析粒子径を円相当径1.985μm以上39.69μm未満に限定し、トナー粒子の最大長(Dmax)、最大長垂直長(Dv−max)および投影面積(S)を求める。 The flow type particle image analyzer equipped with a standard objective lens (10 ×) is used for measurement, and a particle sheath “PSE-900A” (manufactured by Sysmex Corporation) is used as the sheath liquid. The dispersion liquid prepared according to the procedure is introduced into a flow type particle image analyzer, and 3000 toner particles are measured in the HPF measurement mode and in the total count mode. Then, the binarization threshold at the time of particle analysis is set to 85%, the analysis particle diameter is limited to a circle equivalent diameter of 1.985 μm or more and less than 39.69 μm, and the maximum length (D max ) and maximum length vertical length (D v-max ) and the projected area (S) are obtained.
測定にあたっては、測定開始前に標準ラテックス粒子(Duke Scientific社製の「RESEARCH AND TEST PARTICLES Latex Microsphere Suspensions 5200A」をイオン交換水で希釈)を用いて自動焦点調整を行う。その後、測定開始から2時間毎に焦点調整を実施することが好ましい。 In the measurement, automatic focus adjustment is performed using standard latex particles ("RESEARCH AND TEST PARTICLES Latex Microsphere Suspensions 5200A" manufactured by Duke Scientific) diluted with ion-exchanged water before starting the measurement. Thereafter, it is preferable to perform focus adjustment every two hours from the start of measurement.
なお、本願実施例では、シスメックス社による校正作業が行われた、シスメックス社が発行する校正証明書の発行を受けたフロー式粒子像分析装置を使用した。解析粒子径を円相当径1.985μm以上39.69μm未満に限定した以外は、校正証明を受けた時の測定及び解析条件で測定を行った。 In the examples of the present application, a flow-type particle image analyzer that has been issued a calibration certificate issued by Sysmex Corporation, which has been calibrated by Sysmex Corporation, was used. Measurement was performed under the measurement and analysis conditions when the calibration certificate was received, except that the analysis particle diameter was limited to a circle equivalent diameter of 1.985 μm or more and less than 39.69 μm.
以下、本発明を製造例及び実施例により具体的に説明するが、これらは本発明を何ら限定するものではない。なお、以下の配合における部数及び%は特に断りがない場合全て質量基準である。 EXAMPLES Hereinafter, although a manufacture example and an Example demonstrate this invention concretely, these do not limit this invention at all. All parts and% in the following formulations are based on mass unless otherwise specified.
<結着樹脂A:結着樹脂A1の合成>
加熱乾燥した二口フラスコに、窒素を導入しながら以下の原料を仕込んだ。
・スチレン 52.0部
・アクリル酸ブチル 38.0部
・メタクリル酸 10.0部
・トルエン 130.0部
・N,N−ジメチルホルムアミド 50.0部
上記のモノマー溶液を70℃まで昇温した後、重合開始剤としてターシャリーブチルパーオキシピバレートを0.9部混合し、70℃にて6時間撹拌を行った。さらに、撹拌を続けながら、80℃まで昇温し、1時間保持した後、空冷し、反応を停止させた。メタノールに再沈殿した後、濾別した濾物を乾燥することで、結着樹脂A1を得た。結着樹脂A1の数平均分子量(Mn)は25,000、重量平均分子量(Mw)は40,000であった。また、結着樹脂A1の溶解度パラメータSP(a)を計算ソフトウェアで算出した。その結果を表1に示す。
<Binder Resin A: Synthesis of Binder Resin A1>
The following raw materials were charged into a heat-dried two-necked flask while introducing nitrogen.
-Styrene 52.0 parts-Butyl acrylate 38.0 parts-Methacrylic acid 10.0 parts-Toluene 130.0 parts-N, N-dimethylformamide 50.0 parts After heating up said monomer solution to 70 degreeC Then, 0.9 part of tertiary butyl peroxypivalate as a polymerization initiator was mixed and stirred at 70 ° C. for 6 hours. Further, while continuing stirring, the temperature was raised to 80 ° C., held for 1 hour, and then air-cooled to stop the reaction. After reprecipitating in methanol, the filtrate separated by filtration was dried to obtain Binder Resin A1. The number average molecular weight (Mn) of the binder resin A1 was 25,000, and the weight average molecular weight (Mw) was 40,000. Further, the solubility parameter SP (a) of the binder resin A1 was calculated with calculation software. The results are shown in Table 1.
<結着樹脂A:結着樹脂A2の合成>
窒素導入管、脱水管、攪拌機および熱電対を装備した四つ口フラスコに、窒素を導入しながら以下の原料を仕込んだ。
・ビスフェールAエチレンオキサイド付加物(2.0mol付加) 100.0部
・ビスフェールAプロピレンオキサイド付加物(2.3mol付加) 38.4部
・イソソルビド 25.5部
・テレフタル酸 37.3部
・イソフタル酸 31.1部
・ジ(2−エチルヘキサン酸)スズ 1.3部
窒素雰囲気下、上記原料を含む混合物を200℃で6時間かけて反応させた。さらに、210℃にて無水トリメリット酸8.3部を添加して、40mmHgの減圧下にて7時間反応を行い、その後、空冷し、反応を停止させた。メタノールに再沈殿した後、濾別した濾物を乾燥することで結着樹脂A2とした。結着樹脂A2の数平均分子量(Mn)は7300、重量平均分子量(Mw)は16200であった。また、結着樹脂A2を構成する重合体a2の溶解度パラメータSP(a)を計算ソフトウェアで算出した。その結果を上記表1に示す。
<Binder Resin A: Synthesis of Binder Resin A2>
The following raw materials were charged while introducing nitrogen into a four-necked flask equipped with a nitrogen introduction tube, a dehydration tube, a stirrer, and a thermocouple.
・ Bisfer A ethylene oxide adduct (2.0 mol addition) 100.0 parts ・ Bisfer A propylene oxide adduct (2.3 mol addition) 38.4 parts ・ Isosorbide 25.5 parts ・ Terephthalic acid 37.3 parts ・31.1 parts of isophthalic acid and 1.3 parts of di (2-ethylhexanoic acid) tin In a nitrogen atmosphere, the mixture containing the above raw materials was reacted at 200 ° C. for 6 hours. Further, 8.3 parts of trimellitic anhydride was added at 210 ° C., and the reaction was carried out under a reduced pressure of 40 mmHg for 7 hours, followed by air cooling to stop the reaction. After reprecipitating in methanol, the filtered residue was dried to obtain a binder resin A2. The number average molecular weight (Mn) of the binder resin A2 was 7300, and the weight average molecular weight (Mw) was 16,200. Further, the solubility parameter SP (a) of the polymer a2 constituting the binder resin A2 was calculated with calculation software. The results are shown in Table 1 above.
<結着樹脂A1及びA2溶液の調製>
攪拌装置のついたビーカーに、アセトン500.0部、結着樹脂A1及びA2をそれぞれ500.0部投入し、温度40℃で完全に溶解するまで攪拌を続けることで、固形分量50.0質量%の結着樹脂A1及びA2溶液を調製した。
<Preparation of Binder Resin A1 and A2 Solution>
In a beaker equipped with a stirrer, 500.0 parts of acetone and 500.0 parts of binder resins A1 and A2 were added, and stirring was continued until the solution was completely dissolved at a temperature of 40 ° C. % Binder resin A1 and A2 solutions were prepared.
<ラジカル重合性単量体E1の準備>
本発明では、部分構造Xを化合物の一部として有する単量体E1として、下記式(9)で示されるX−22−174DX(信越化学工業社製)を用いた。ここで、R1、R2、R5乃至R9は、メチル基、R4はプロピレン基、R10はメチル基であり、nの値は60、分子量は4600。また、ラジカル重合性単量体E1の溶解度パラメータSP(X)を計算ソフトウェアで算出したところ、13.5(J/cm3)1/2であった。
<Preparation of radical polymerizable monomer E1>
In the present invention, X-22-174DX (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) represented by the following formula (9) was used as the monomer E1 having the partial structure X as a part of the compound. Here, R 1 , R 2 , R 5 to R 9 are methyl groups, R 4 is a propylene group, and R 10 is a methyl group. The value of n is 60 and the molecular weight is 4600. Further, the solubility parameter SP (X) of the radical polymerizable monomer E1 was calculated by calculation software and found to be 13.5 (J / cm 3 ) 1/2 .
<ラジカル重合性単量体F1の合成>
まず、結晶性ポリエステル1の合成を行った。加熱乾燥した二口フラスコに、窒素を導入しながら以下の原料を仕込んだ。
・1,6−ヘキサンジオール 76.0部
・セバシン酸 124.0部
減圧操作により系内を窒素置換した後、180℃にて6時間攪拌を行った。その後、攪拌を続けながら減圧下にて230℃まで徐々に昇温し、更に2時間保持した。粘稠な状態となったところで空冷し、反応を停止させることで、結晶性ポリエステル1を合成した。
<Synthesis of radical polymerizable monomer F1>
First, the
-1,6-Hexanediol 76.0 parts-Sebacic acid 124.0 parts The system was purged with nitrogen by depressurization, and then stirred at 180 ° C for 6 hours. Thereafter, the temperature was gradually raised to 230 ° C. under reduced pressure while continuing the stirring, and the temperature was further maintained for 2 hours.
次に、得られた結晶性ポリエステル1を200.0部に対して、テトラヒドロフラン150.0部を加えて溶解させ、トリエチルアミン25.9部を加えた。その後、氷浴下でアクリル酸クロリド6.0部をゆっくりと滴下した。滴下終了後、氷浴下で3時間攪拌し、さらに室温で2時間攪拌した。溶媒留去、メタノールでの再沈殿を行うことで、部分構造Yを化合物の一部として有するラジカル重合性単量体F1を合成した。ラジカル重合性単量体F1の重量平均分子量Mwを測定し、部分構造Yについての溶解度パラメータSP(Y)を計算ソフトウェアで算出した結果を表2に示す。
Next, 150.0 parts of tetrahydrofuran was added and dissolved in 200.0 parts of the obtained
<ラジカル重合性単量体F2の合成>
加熱乾燥した二口フラスコに、窒素を導入しながら以下の原料を仕込んだ。
・ε−カプロラクトン 200.0部
・ステアリルアルコール 28.1部
・酸化ジブチルスズ 0.1部
減圧操作により系内を窒素置換した後、180℃にて2時間攪拌を行った。その後、攪拌を続けながら減圧下にて230℃まで徐々に昇温し、更に2時間保持した。粘稠な状態となったところで空冷し、反応を停止させることで、片末端にヒドロキシ基を有するポリエステルを合成した。その後、テトラヒドロフラン150.0部を加えて溶解させ、トリエチルアミン25.9部を加えた。そして、氷浴下でアクリル酸クロリド38.8部をゆっくりと滴下した。滴下終了後、氷浴下で3時間攪拌し、さらに室温で2時間攪拌した。溶媒を留去し、メタノールでの再沈殿を行うことで、部分構造Yを化合物の一部として有するラジカル重合性単量体F2を得た。ラジカル重合性単量体F2の重量平均分子量Mwを測定し、部分構造Yについての溶解度パラメータSP(Y)を計算ソフトウェアで算出した結果を上記表2に示す。
<Synthesis of radical polymerizable monomer F2>
The following raw materials were charged into a heat-dried two-necked flask while introducing nitrogen.
-Ε-Caprolactone 200.0 parts-Stearyl alcohol 28.1 parts-Dibutyltin oxide 0.1 parts The system was purged with nitrogen by a vacuum operation, and then stirred at 180 ° C for 2 hours. Thereafter, the temperature was gradually raised to 230 ° C. under reduced pressure while continuing the stirring, and the temperature was further maintained for 2 hours. When it became viscous, it was air-cooled to stop the reaction, thereby synthesizing a polyester having a hydroxy group at one end. Thereafter, 150.0 parts of tetrahydrofuran was added and dissolved, and 25.9 parts of triethylamine was added. Then, 38.8 parts of acrylic acid chloride was slowly added dropwise in an ice bath. After completion of dropping, the mixture was stirred for 3 hours in an ice bath and further stirred at room temperature for 2 hours. The solvent was distilled off, and reprecipitation with methanol was performed to obtain a radical polymerizable monomer F2 having the partial structure Y as a part of the compound. Table 2 shows the results of measuring the weight average molecular weight Mw of the radical polymerizable monomer F2 and calculating the solubility parameter SP (Y) for the partial structure Y with calculation software.
<ラジカル重合性単量体F3の準備>
ポリエーテル系の部分構造Yを有するラジカル重合性単量体F3として、下記式(25)で表される単量体(商品名:ライトエステル041MA、共栄社化学社製)を用いた。ラジカル重合性単量体F3の重量平均分子量Mwを測定し、部分構造Yについての溶解度パラメータSP(Y)を計算ソフトウェアで算出した結果を上記表2に示す。
<Preparation of radical polymerizable monomer F3>
As the radical polymerizable monomer F3 having a polyether-based partial structure Y, a monomer represented by the following formula (25) (trade name: Light Ester 041MA, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) was used. Table 2 shows the results obtained by measuring the weight average molecular weight Mw of the radical polymerizable monomer F3 and calculating the solubility parameter SP (Y) for the partial structure Y using calculation software.
<高分子分散剤P1(部分構造Xと部分構造Yを側鎖に有する重合体)の合成>
攪拌装置及び温度計を備えた反応容器中に、窒素置換をしながら表3に示すように以下の原料を仕込んだ。
・ラジカル重合性単量体E1 30.0部
・ラジカル重合性単量体F1 50.0部
・スチレン 10.0部
・メタクリル酸 10.0部
・アゾビスイソブチロニトリル(開始剤) 0.20部
・トルエン 200.0部
上記混合物を80℃まで加熱し、5時間反応を行った。室温まで冷却後、反応液をテトラヒドロフランに溶かした後、メタノールに投入し析出、洗浄することで、高分子分散剤P1を得た。得られた高分子分散剤P1の物性を表4に示す。部分構造X及び部分構造Yが高分子分散剤Pに対して含まれる割合は、1H−NMR測定よって求めた。1H−NMR測定は得られた高分子分散剤P1を、重水素置換したクロロホルムに溶解して得られる溶液を測定して行った。
<Synthesis of Polymer Dispersant P1 (Polymer Having Partial Structure X and Partial Structure Y in Side Chain)>
The following raw materials were charged into a reaction vessel equipped with a stirrer and a thermometer as shown in Table 3 while substituting with nitrogen.
-30.0 parts of radical polymerizable monomer E1-50.0 parts of radical polymerizable monomer F1-10.0 parts of styrene-10.0 parts of methacrylic acid-Azobisisobutyronitrile (initiator) 0. 20 parts / toluene 200.0 parts The above mixture was heated to 80 ° C. and reacted for 5 hours. After cooling to room temperature, the reaction solution was dissolved in tetrahydrofuran, poured into methanol, precipitated, and washed to obtain a polymer dispersant P1. Table 4 shows the physical properties of the obtained polymer dispersant P1. The ratio of the partial structure X and the partial structure Y to the polymer dispersant P was determined by 1H-NMR measurement. 1H-NMR measurement was performed by measuring a solution obtained by dissolving the obtained polymer dispersant P1 in chloroform deuterated.
<高分子分散剤P2〜P13(部分構造Xと部分構造Yを側鎖に有する重合体)の合成>
高分子分散剤P1の合成において、上記表3に示すように使用する原料の種類、仕込み量および反応温度、反応時間を変更する以外は同様にして、高分子分散剤P2〜P13を合成した。高分子分散剤P2〜P13の物性を上記表4に示す。
<Synthesis of Polymer Dispersants P2 to P13 (Polymer Having Partial Structure X and Partial Structure Y in Side Chain)>
In the synthesis of the polymer dispersant P1, polymer dispersants P2 to P13 were synthesized in the same manner except that the types of raw materials to be used, the charged amount, the reaction temperature, and the reaction time were changed as shown in Table 3 above. The physical properties of the polymer dispersants P2 to P13 are shown in Table 4 above.
<高分子分散剤P1溶液乃至P13溶液の調製>
攪拌装置のついたビーカーに、アセトン50.0部、高分子分散剤P1〜P13を50.0部投入し、温度40℃で完全に溶解するまで攪拌を続けることで、固形分量が50.0質量%の高分子分散剤P1〜P13溶液を調製した。
<Preparation of Polymer Dispersant P1 Solution to P13 Solution>
In a beaker equipped with a stirrer, 50.0 parts of acetone and 50.0 parts of polymer dispersants P1 to P13 are charged, and stirring is continued until the solution is completely dissolved at a temperature of 40 ° C., so that the solid content is 50.0. Mass% polymer dispersants P1 to P13 solutions were prepared.
<固体微粒子Q1分散液の調製>
・結晶性ポリエステル1 16.7部
・アセトン 150.0部
・ガラスビーズ(1mm) 300.0部
上記材料を、耐熱性のガラス容器に投入し、ペイントシェーカー(東洋精機製)にて4時間分散を行った。この分散液から、ナイロンメッシュによりガラスビーズを取り除くことで、固形分量が10.0質量%の固体微粒子Q1分散液を得た。次に、上記固体微粒子Q1分散液を、卓上型湿式超高圧微粒子化実験装置ナノヴェイダ(吉田機械興業製)を用いてさらに分散を行った。ノズルへ分散液を吐出させる時の圧力を190MPaと設定し、固体微粒子Q1分散液全量を30サイクル循環させてパスさせた。得られた固体微粒子Q1分散液の個数平均粒径を測定したところ、120nmであった。
<Preparation of solid fine particle Q1 dispersion>
・
<固体微粒子Q2及びQ3分散液の調製>
表5のように、固体微粒子Qの種類を変更した以外は、固体微粒子Q1分散液の調製方法と同様とすることで、固体微粒子Q2及びQ3分散液を得た。固体微粒子Q2及びQ3分散液の個数平均粒径をそれぞれ測定した結果を表5に示した。
<Preparation of solid fine particle Q2 and Q3 dispersion>
As shown in Table 5, solid fine particles Q2 and Q3 dispersions were obtained in the same manner as the preparation method of the solid fine particle Q1 dispersion except that the type of the solid fine particles Q was changed. Table 5 shows the measurement results of the number average particle diameters of the solid fine particles Q2 and Q3.
<固体微粒子Q4分散液の調製>
固体微粒子Q1分散液の調製において、固体微粒子Q1分散液全量を、卓上型湿式超高圧微粒子化実験装置ナノヴェイダ(吉田機械興業製)を用いて、80サイクル循環させてパスさせた以外は、同様の調製を行うことで、固体微粒子Q4分散液を得た。固体微粒子Q4分散液の個数平均粒径を測定した結果を上記表5に示す。
<Preparation of solid fine particle Q4 dispersion>
In the preparation of the solid fine particle Q1 dispersion, the entire amount of the solid fine particle Q1 dispersion was the same except that it was passed through 80 cycles using a desktop wet ultrahigh pressure fine particle experiment apparatus Nanovaida (manufactured by Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd.). By performing the preparation, a solid fine particle Q4 dispersion was obtained. The results of measuring the number average particle size of the solid fine particle Q4 dispersion are shown in Table 5 above.
<固体微粒子Q5分散液の調製>
固体微粒子Q1分散液を調製した時の、固体微粒子Q1分散液全量を卓上型湿式超高圧微粒子化実験装置ナノヴェイダ(吉田機械興業製)を用いて、15サイクル循環させてパスさせた以外は同様として固体微粒子Q5分散液を得た。固体微粒子Q5分散液の個数平均粒径を測定した結果を上記表5に示す。
<Preparation of solid fine particle Q5 dispersion>
Except that the total amount of the solid fine particle Q1 dispersion liquid when the solid fine particle Q1 dispersion liquid was prepared was passed through 15 cycles using a desktop wet ultra-high pressure atomization experimental device Nanovaida (manufactured by Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd.). A solid fine particle Q5 dispersion was obtained. The results of measuring the number average particle size of the solid fine particle Q5 dispersion are shown in Table 5 above.
<着色剤分散液の調製>
・C.I.Pigment Blue15:3 100.0部
・アセトン 150.0部
・ガラスビーズ(1mm) 300.0部
上記材料を耐熱性のガラス容器に投入し、ペイントシェーカー(東洋精機製)にて5時間分散を行い、ナイロンメッシュにてガラスビーズを取り除き、個数平均粒径が200nm、固形分量が40.0質量%の着色剤分散液を得た。
<Preparation of colorant dispersion>
・ C. I. Pigment Blue 15: 3 100.0 parts Acetone 150.0 parts Glass beads (1 mm) 300.0 parts The above materials are put into a heat-resistant glass container and dispersed for 5 hours in a paint shaker (manufactured by Toyo Seiki). The glass beads were removed with a nylon mesh to obtain a colorant dispersion having a number average particle size of 200 nm and a solid content of 40.0% by mass.
<ワックス分散液の調製>
・ジペンタエリスリトールパルチミン酸エステルワックス 16.0部
・ワックス分散剤 8.0部
(ポリエチレン15.0部の存在下、スチレン50.0部、n−ブチルアクリレート25.0部、アクリロニトリル10.0部をグラフト共重合させた、ピーク分子量8,500の共重合体)
・アセトン 76.0部
上記を撹拌羽根突きのガラスビーカー(IWAKIガラス製)に投入し、系内を50℃に加熱することによりワックスをアセトンに溶解させた。ついで、系内を50rpmの条件にて緩やかに撹拌しながら徐々に冷却し、3時間かけて25℃にまで冷却させ乳白色の液体を得た。この溶液を1mmのガラスビーズ20.0部とともに耐熱性の容器に投入し、ペイントシェーカーにて3時間の分散を行った後、ナイロンメッシュにてガラスビーズを取り除き、個数平均粒径が270nm、固形分量24.0質量%のワックス分散液を得た。
<Preparation of wax dispersion>
Dipentaerythritol palmitate ester wax 16.0 parts Wax dispersant 8.0 parts (in the presence of polyethylene 15.0 parts, styrene 50.0 parts, n-butyl acrylate 25.0 parts, acrylonitrile 10.0 parts Copolymer having a peak molecular weight of 8,500)
Acetone 76.0 parts The above was put into a glass beaker (made by IWAKI glass) with a stirring blade, and the system was heated to 50 ° C to dissolve the wax in acetone. Next, the system was gradually cooled while gently stirring at 50 rpm, and cooled to 25 ° C. over 3 hours to obtain a milky white liquid. This solution was put into a heat-resistant container together with 20.0 parts of 1 mm glass beads, dispersed for 3 hours with a paint shaker, glass beads were removed with a nylon mesh, the number average particle size was 270 nm, solid A wax dispersion having an amount of 24.0% by mass was obtained.
<実施例1>
(トナー粒子1の製造)
・結着樹脂A1溶液 200.0部
・着色剤分散液 12.0部
・ワックス分散液 20.0部
を容器に投入し、ディスパー(特殊機化社製)を用い1000rpmで1分間攪拌することにより樹脂組成物1を得た。
<Example 1>
(Manufacture of toner particles 1)
-200.0 parts of binder resin A1 solution-12.0 parts of colorant dispersion liquid-20.0 parts of wax dispersion liquid are put into a container and stirred at 1000 rpm for 1 minute using a disper (manufactured by Tokushu Kika Co., Ltd.). Thus, a
図3に示す装置において、バルブV1、V2、及び圧力調整バルブV3を閉じた状態で造粒タンクt1に、樹脂組成物1を投入し、30℃に温調した。造粒タンクt1の内部を回転速度300rpmで撹拌しながら、バルブV1を開き、ボンベB1から二酸化炭素(純度99.99%)を造粒タンクt1に導入し、この時の内部圧力が2.0MPaに到達したところでバルブV1を閉じた。導入した二酸化炭素の質量は、質量流量計を用いて測定したところ、250.0部であった。
In the apparatus shown in FIG. 3, the
次に、分散剤導入タンクt2に、20.0部の高分子分散剤P1溶液及び66.0部の固体微粒子Q1分散液を仕込んだ後、内部温度を30℃に調整した。バルブV4を開き、分散剤導入タンクt2の内部圧力を2.5MPaにした後、バルブV4を閉じた。バルブV2を開き、造粒タンクt1の内部を1000rpmで撹拌しながら、ポンプP2を用いて分散剤導入タンクt2内の高分子分散剤P1溶液と固体微粒子Q1分散液を全て造粒タンクt1内に導入した。そして、混合液を全て導入し終えたところで、バルブV2を閉じ、ポンプP2を停止した。導入後の、造粒タンクt1の内部圧力は2.2MPaとなった。導入した全二酸化炭素の質量は、質量流量計を用いて測定し、285.0部であった。造粒タンクt1内の温度が30.0℃であることを確認し、回転速度1000rpmで10分間撹拌して造粒を行い、液滴の調製を行った。 Next, 20.0 parts of the polymer dispersant P1 solution and 66.0 parts of the solid fine particle Q1 dispersion were charged into the dispersant introduction tank t2, and then the internal temperature was adjusted to 30 ° C. After the valve V4 was opened and the internal pressure of the dispersant introduction tank t2 was 2.5 MPa, the valve V4 was closed. While opening the valve V2 and stirring the inside of the granulation tank t1 at 1000 rpm, the polymer dispersant P1 solution and the solid fine particle Q1 dispersion in the dispersant introduction tank t2 are all put into the granulation tank t1 using the pump P2. Introduced. When all of the mixed liquid was introduced, the valve V2 was closed and the pump P2 was stopped. After the introduction, the internal pressure of the granulation tank t1 was 2.2 MPa. The total mass of carbon dioxide introduced was 285.0 parts as measured using a mass flow meter. After confirming that the temperature in the granulation tank t1 was 30.0 ° C., granulation was performed by stirring for 10 minutes at a rotational speed of 1000 rpm to prepare droplets.
次に回転速度を300rpmまで落とし、バルブV1を開き、造粒タンクt1内の圧力を5.0MPaにした後、バルブV1を閉じた。5分後、バルブV1を開け、ボンベB1からポンプP1を用いて二酸化炭素を造粒タンクt1内に導入した。この際、圧力調整バルブV3を8.0MPaに設定し、造粒タンクt1の内部圧力を8.0MPaに保持しながら、さらに二酸化炭素を流通させた。この操作により、造粒後の液滴中から抽出された有機溶剤(アセトン)を含む二酸化炭素を、溶媒回収タンクt3に排出し、有機溶媒と二酸化炭素を分離した。 Next, the rotational speed was reduced to 300 rpm, the valve V1 was opened, the pressure in the granulation tank t1 was set to 5.0 MPa, and then the valve V1 was closed. After 5 minutes, the valve V1 was opened, and carbon dioxide was introduced from the cylinder B1 into the granulation tank t1 using the pump P1. At this time, the pressure adjusting valve V3 was set to 8.0 MPa, and carbon dioxide was further circulated while maintaining the internal pressure of the granulation tank t1 at 8.0 MPa. By this operation, carbon dioxide containing the organic solvent (acetone) extracted from the granulated droplets was discharged to the solvent recovery tank t3, and the organic solvent and carbon dioxide were separated.
1時間後にポンプP1を停止し、バルブV1を閉じ、圧力調整バルブV3を少しずつ開き、造粒タンクt1の内部圧力を大気圧まで減圧することで、フィルターに捕捉されているトナー粒子1を回収した。
After 1 hour, the pump P1 is stopped, the valve V1 is closed, the pressure adjusting valve V3 is opened little by little, and the internal pressure of the granulation tank t1 is reduced to atmospheric pressure, thereby collecting the
<実施例2〜29、及び比較例1〜6>
実施例1において、使用する原材料の種類や仕込み量を表6に記載するように変更した以外は、実施例1と同様にしてトナー粒子2〜29および比較用トナー粒子1〜6を得た。
<Examples 2-29 and Comparative Examples 1-6>
In Example 1,
実施例1〜29、及び比較例1〜6の原材料として使用した高分子分散剤P及び固体微粒子Qの組み合わせにおける上述の方法で求めた吸着率を表6に示す。また、固体微粒子Qに対する高分子分散剤Pの質量比、結着樹脂Aに対する高分子分散剤Pと固体微粒子Qの合計の質量比、及びSP(Y)―SP(X)の値も表6に示す。 Table 6 shows the adsorption rate obtained by the above-described method in the combination of the polymer dispersant P and the solid fine particles Q used as the raw materials of Examples 1 to 29 and Comparative Examples 1 to 6. The mass ratio of the polymer dispersant P to the solid fine particles Q, the total mass ratio of the polymer dispersant P and the solid fine particles Q to the binder resin A, and the values of SP (Y) -SP (X) are also shown in Table 6. Shown in
表6中、「高分子分散剤Pの質量比」は、固体微粒子Qに対する高分子分散剤Pの質量比を意味する。また、「高分子分散剤Pと固体微粒子Qの合計の質量比」は、結着樹脂Aに対する高分子分散剤P及び固体微粒子Qの合計の質量比を意味する。 In Table 6, “mass ratio of the polymer dispersant P” means the mass ratio of the polymer dispersant P to the solid fine particles Q. Further, “the total mass ratio of the polymer dispersant P and the solid fine particles Q” means the total mass ratio of the polymer dispersant P and the solid fine particles Q to the binder resin A.
(トナー粒子の評価方法)
得られたトナー粒子について、粒度、粒度分布、及びトナー粒子中の微粉の割合の測定を行い、評価を行った。評価結果を表7に示す。評価基準は以下の通りである。
(i)粒度分布 D4/D1
A:D4/D1値が1.15未満
B:D4/D1値が1.15以上1.20未満
C:D4/D1値が1.20以上1.30未満
D:D4/D1値が1.30以上1.40未満
E:D4/D1値が1.40以上
(ii)トナー粒子の微粉率 2.0μm以下の微粉割合(%)
A:5.0%未満
B:5.0%以上10.0%未満
C:10.0%以上15.0%未満
D:15.0%以上20.0%未満
(Evaluation method of toner particles)
The obtained toner particles were evaluated by measuring the particle size, particle size distribution, and the ratio of fine powder in the toner particles. Table 7 shows the evaluation results. The evaluation criteria are as follows.
(I) Particle size distribution D4 / D1
A: D4 / D1 value is less than 1.15 B: D4 / D1 value is 1.15 or more and less than 1.20 C: D4 / D1 value is 1.20 or more and less than 1.30 D: D4 / D1 value is 1. 30 to less than 1.40 E: D4 / D1 value is 1.40 or more (ii) Fine powder ratio of toner particles Fine powder ratio (%) of 2.0 μm or less
A: Less than 5.0% B: 5.0% or more and less than 10.0% C: 10.0% or more and less than 15.0% D: 15.0% or more and less than 20.0%
010 高分子分散剤P
020 主鎖
030 部分構造X
040 部分構造Y
100 高分子分散剤P
110 部分構造Xを幹部位とするセグメント
120 部分構造Yを幹部位とするセグメント
200 高分子分散剤P
210 部分構造Xを幹部位とするセグメント
220 部分構造Yを枝部位として有するグラフトポリマーからなるセグメント
230 主鎖
240 部分構造Y
300 高分子分散剤P
310 部分構造Yを幹部位とするセグメント
320 部分構造Xを枝部位として有するグラフトポリマーからなるセグメント
330 主鎖
340 部分構造X
t1 造粒タンク
t2 分散剤導入タンク
t3 溶媒回収タンク
B1 ボンベ
P1 ポンプ
P2 ポンプ
V1 バルブ
V2 バルブ
V4 バルブ
V3 圧力調整バルブ
010 Polymer dispersant P
020
040 Partial structure Y
100 Polymer dispersant P
110 Segment with Partial Structure X as
210 Segment with Partial Structure X as
300 Polymer Dispersant P
310 Segment having partial structure Y as
t1 granulation tank t2 dispersant introduction tank t3 solvent recovery tank B1 cylinder P1 pump P2 pump V1 valve V2 valve V4 valve V3 pressure regulating valve
Claims (13)
a)結着樹脂A、着色剤、高分子分散剤P、固体微粒子Q、有機溶媒、及び分散媒体を混合し、表面が前記高分子分散剤P、及び前記高分子分散剤Pが前記固体微粒子Qに吸着した複合微粒子で覆われた、前記結着樹脂A、前記着色剤、及び前記有機溶媒を含有する液滴を形成する工程、及び
b)前記液滴に含まれる前記有機溶媒を除去する工程、
を有することを特徴とするトナー粒子の製造方法。 A method for producing toner particles, the production method comprising:
a) A binder resin A, a colorant, a polymer dispersant P, solid fine particles Q, an organic solvent, and a dispersion medium are mixed, and the surface is the polymer dispersant P, and the polymer dispersant P is the solid fine particles. A step of forming a droplet containing the binder resin A, the colorant, and the organic solvent covered with the composite fine particles adsorbed on Q; and b) removing the organic solvent contained in the droplet. Process,
A method for producing toner particles, comprising:
前記部分構造Xは、下記式(1)で示される有機ポリシロキサン構造を有し、
(式(I)中、R1およびR2は、それぞれ独立に、炭素数1から3のアルキル基を表し、nは2以上150以下である。)
前記部分構造Xの溶解度パラメータSP(X)、前記部分構造Yの溶解度パラメータSP(Y)が、下記式(2)を満たす請求項1または2に記載のトナー粒子の製造方法。
3.0≦SP(Y)−SP(X) (2) The polymer dispersant P is a polymer having a partial structure X and a partial structure Y,
The partial structure X has an organic polysiloxane structure represented by the following formula (1):
(In formula (I), R 1 and R 2 each independently represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and n is 2 or more and 150 or less.)
The method for producing toner particles according to claim 1 or 2, wherein the solubility parameter SP (X) of the partial structure X and the solubility parameter SP (Y) of the partial structure Y satisfy the following formula (2).
3.0 ≦ SP (Y) −SP (X) (2)
スチレン、スチレン誘導体、アクリレート、及びメタクリレートからなる群より選択される少なくとも1つの単量体を含む単量体組成物の重合体、あるいは
ポリエステル、
を含有する請求項1〜9のいずれか一項に記載のトナー粒子の製造方法。 The binder resin A is
A polymer of a monomer composition comprising at least one monomer selected from the group consisting of styrene, styrene derivatives, acrylates, and methacrylates, or polyester,
The method for producing toner particles according to claim 1, comprising:
The method for producing toner particles according to claim 1, wherein the dispersion medium contains carbon dioxide in a liquid state or a supercritical state.
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