JP6582910B2 - Toner for developing electrostatic latent image and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、静電潜像現像用トナー及びその製造方法に関する。より詳細には、本発明は結晶性樹脂を含有するトナーであって、低温定着性が良好であり、定着温度を低くしても定着分離性が良好で、トナー飛散しにくく、かつラミネートの密着性が良好な静電潜像現像用トナーとその製造方法に関する。 The present invention relates to an electrostatic latent image developing toner and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a toner containing a crystalline resin, which has good low-temperature fixability, good fixing separation even when the fixing temperature is low, hardly disperses toner, and adhesion of the laminate. The present invention relates to an electrostatic latent image developing toner having good properties and a method for producing the same.
近年、電子写真方式の画像形成装置は、益々高速化、高画質化、用途拡大の要求が高まり、それに用いる静電潜像現像用トナー(以下、単に「トナー」とも称する。)においても、それらの市場からの要求に対応可能なトナーの開発が進められている。例えば、高画質化に対応したトナーとしては、トナー粒子の粒径分布がシャープであることが求められる。トナー粒子の粒径が揃い、粒径分布をシャープにすると個々のトナー粒子毎の現像挙動が揃うことにより、微小ドットの再現性が著しく向上する。しかしながら、従来の粉砕法によるトナー製造方法では、トナー粒子の粒径分布をシャープにすることは容易ではなかった。
これに対して、トナー粒子の形状や粒度分布を任意に制御可能な製造方法として、乳化凝集法が提案されている。この方法は、結着樹脂粒子の乳化分散液に着色剤微粒子分散液や必要に応じて離型剤微粒子分散液を混合し、撹拌しながら、凝集剤を添加し、pH制御等により、それぞれの粒子を凝集させ、さらに加熱によって粒子を融着させてトナー粒子を得るものである。
In recent years, electrophotographic image forming apparatuses have been increasingly demanded for higher speed, higher image quality, and wider application, and electrostatic latent image developing toner (hereinafter also simply referred to as “toner”) used therefor. Toners that can meet the demands of the market are being developed. For example, a toner corresponding to high image quality is required to have a sharp particle size distribution of toner particles. When the particle diameters of the toner particles are uniform and the particle size distribution is sharpened, the development behavior of each individual toner particle is uniformed, so that the reproducibility of minute dots is remarkably improved. However, it is not easy to sharpen the particle size distribution of toner particles by a conventional toner manufacturing method using a pulverization method.
On the other hand, an emulsion aggregation method has been proposed as a production method capable of arbitrarily controlling the shape and particle size distribution of toner particles. In this method, the colorant fine particle dispersion and, if necessary, the release agent fine particle dispersion are mixed with the emulsified dispersion of the binder resin particles. The toner particles are obtained by aggregating the particles and further fusing the particles by heating.
さらに、地球環境の温暖化防止対策の観点から、電子写真方式の画像形成装置に対しても、省エネルギー化の要請が高まっており、少ないエネルギーで定着できる低温定着性のトナーの開発が進められている。トナーの定着温度を下げるための代表的な検討として、結晶性材料を用いたものが挙げられる。また、低温定着性を追求すると熱で溶融しやすくなるため、耐熱保管性が課題になることがある。よって、低温定着性と耐熱保管性を高いレベルで両立できる非晶性ポリエステル樹脂をメインの結着樹脂としたトナーの開発が進められている。 Furthermore, from the viewpoint of global warming prevention measures, there is an increasing demand for energy saving for electrophotographic image forming apparatuses, and the development of low-temperature fixable toner that can be fixed with less energy is being promoted. Yes. As a typical study for lowering the fixing temperature of toner, one using a crystalline material can be cited. In addition, when pursuing low-temperature fixability, it is easy to melt with heat, and thus heat-resistant storage properties may be an issue. Therefore, development of a toner using an amorphous polyester resin as a main binder resin capable of achieving both low-temperature fixability and heat-resistant storage stability at a high level is underway.
例えば、十分な低温定着性を達成するために、結晶性ポリエステル樹脂と非晶性樹脂とを含有するトナーにおいて、トナー母体粒子を構成する結晶性ポリエステル樹脂を微分散の結晶構造体として含ませ、そのドメイン径を調整することで低温定着と耐熱保管性などを両立することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、結晶性樹脂を用いた場合でも、優れた折り曲げ耐性及び熱保管性を達成するために、結晶性ポリエステル樹脂と離型剤とが接触する構造体が存在するトナーが提案されている(例えば、特許文献2参照)。 For example, in order to achieve sufficient low-temperature fixability, in a toner containing a crystalline polyester resin and an amorphous resin, the crystalline polyester resin constituting the toner base particles is included as a finely dispersed crystal structure, It has been proposed to achieve both low-temperature fixing and heat-resistant storage by adjusting the domain diameter (see, for example, Patent Document 1). Further, even when a crystalline resin is used, in order to achieve excellent bending resistance and heat storage properties, a toner having a structure in which the crystalline polyester resin and the release agent are in contact has been proposed (for example, , See Patent Document 2).
しかしながら、これらの従来技術により提案されているトナーは、特にトナーの定着温度を低くしたとき、離型剤(ワックス)がトナー粒子表面へ染み出しにくく、トナーの定着分離性に問題があった。また、トナー粒子表面近傍に存在する結晶性樹脂により、帯電量分布が広くなりトナー飛散が発生しやすいという問題があった。
また、厚紙にトナーを定着させた後にラミネート加工する場合には、トナーを厚紙に定着させるために、定着温度を高く設定することがある。定着温度を高くすると、従来の結晶性樹脂を含有するトナーでは、離型剤の染み出し量が過多となり、ラミネートの密着性が悪化するという問題があった。
However, the toners proposed by these prior arts have a problem in fixing and separating toner because the release agent (wax) hardly oozes out to the surface of the toner particles, particularly when the fixing temperature of the toner is lowered. Further, there is a problem in that the crystalline resin existing in the vicinity of the toner particle surface has a wide charge amount distribution and easily causes toner scattering.
When laminating after fixing the toner on the cardboard, the fixing temperature may be set high in order to fix the toner on the cardboard. When the fixing temperature is increased, the conventional toner containing a crystalline resin has a problem that the amount of the release agent oozes out and the adhesiveness of the laminate deteriorates.
本発明は、上記課題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、低温定着性が良好であり、定着温度を低くしても定着分離性が良好で、トナー飛散しにくく、かつラミネートの密着性が良好な静電潜像現像用トナーとその製造方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems and circumstances, and the problem to be solved is that the low-temperature fixability is good, the fixing separation property is good even when the fixing temperature is lowered, the toner is not easily scattered, and To provide a toner for developing an electrostatic latent image having good adhesion of a laminate and a method for producing the same.
本発明者らは、上記課題を解決すべく行った検討過程において、トナー粒子の非晶性ポリエステル樹脂を主成分とした非晶性樹脂中に、結晶性樹脂と離型剤が接触した連結結晶構造体と、離型剤と独立して存在する結晶性樹脂の糸状結晶構造体を存在させ、当該糸状結晶構造体を所定の平均長径とすることによって、低温定着性が良好であり、定着温度を低くしても定着分離性が良好で、トナー飛散しにくく、かつラミネートの密着性が良好な静電潜像現像用トナーを提供できることを見いだし、本発明に至った。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
The inventors of the present invention, in an examination process to solve the above-mentioned problems, connected crystals in which a crystalline resin and a release agent are in contact with an amorphous resin mainly composed of an amorphous polyester resin of toner particles. The structure and the crystalline resin thread-like crystal structure that exists independently of the release agent are present, and the thread-like crystal structure has a predetermined average major axis, whereby the low-temperature fixability is good and the fixing temperature. It has been found that a toner for developing an electrostatic latent image can be provided that has a good fixing and separation property even when the thickness is low, hardly disperses the toner, and has a good adhesion of the laminate.
That is, the said subject which concerns on this invention is solved by the following means.
1.少なくとも、結着樹脂及び離型剤を含有するトナー粒子を含む静電潜像現像用トナーであって、
前記結着樹脂として、非晶性ポリエステル樹脂と結晶性樹脂を含有し、
前記非晶性ポリエステル樹脂を、前記トナー粒子中に含有される樹脂の主成分として含有し、
前記トナー粒子中に、前記結晶性樹脂が前記離型剤と接触している連結結晶構造体のドメインと、前記離型剤と独立して存在する前記結晶性樹脂の糸状結晶構造体のドメインが存在し、かつ、
前記トナー粒子の断面において、前記糸状結晶構造体の平均長径が、200〜2000nmの範囲内であり、
前記トナー粒子の断面において、前記トナー粒子の断面積に対する、前記連結結晶構造体の断面積の平均比率をA、前記糸状結晶構造体の断面積の平均比率をB、前記結晶性樹脂と独立して存在する前記離型剤のドメイン部分の断面積の平均比率をCとしたとき、下記式(1)を満たすことを特徴とする静電潜像現像用トナー。
式(1):0.35≦A/(A+B+C)≦0.65
2.前記結晶性樹の融点が、55〜90℃の範囲内であることを特徴とする第1項に記載の静電潜像現像用トナー。
3.前記離型剤が、エステルワックスであることを特徴とする第1項又は第2項に記載の静電潜像現像用トナー。
1 . An electrostatic latent image developing toner comprising at least toner particles containing a binder resin and a release agent,
As the binder resin, containing an amorphous polyester resin and a crystalline resin,
Containing the amorphous polyester resin as a main component of the resin contained in the toner particles;
In the toner particles, there are a domain of a linked crystal structure in which the crystalline resin is in contact with the release agent, and a domain of a filamentous crystal structure of the crystalline resin that exists independently of the release agent. Exists and
In the cross section of the toner particles, the average major axis of the thread crystal structure is in the range of 200 to 2000 nm,
In the cross section of the toner particle, the average ratio of the cross-sectional area of the connected crystal structure to the cross-sectional area of the toner particle is A, the average ratio of the cross-sectional area of the thread crystal structure is B, and independent of the crystalline resin. An electrostatic latent image developing toner characterized by satisfying the following formula (1), where C is an average ratio of the cross-sectional areas of the domain portions of the release agent present.
Formula (1): 0.35 ≦ A / (A + B + C) ≦ 0.65
2 . 2. The electrostatic latent image developing toner according to item 1, wherein the crystalline tree has a melting point in the range of 55 to 90 ° C.
3 . 3. The electrostatic latent image developing toner according to
4.前記トナー粒子の断面において、前記糸状結晶構造体の平均長径が、400〜2000nmの範囲内であることを特徴とする第1項から第3項までのいずれか一項に記載の静電潜像現像用トナー。 4 . The electrostatic latent image according to any one of Items 1 to 3 , wherein an average major axis of the thread crystal structure is in a range of 400 to 2000 nm in a cross section of the toner particles. Development toner.
5.前記結晶性樹脂が結晶性ポリエステル樹脂を含有することを特徴とする第1項から第4項までのいずれか一項に記載の静電潜像現像用トナー。
5 .
6.前記トナー粒子の断面において、前記連結結晶構造体の平均ドメイン径が、300〜2500nmの範囲内であることを特徴とする第1項から第5項までのいずれか一項に記載の静電潜像現像用トナー。
6 . In the cross section of the toner particles, an average domain diameter of the connection crystal structure, an electrostatic latent according to any one of the first term, which is a range of 300~2500nm to
7.前記トナー粒子中の金属濃度が、20〜2000質量ppmの範囲内であり、
前記金属濃度は、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)及び鉄(Fe)から選ばれる少なくとも1種の金属元素に由来する金属の濃度であることを特徴とする第1項から第6項までのいずれか一項に記載の静電潜像現像用トナー。
7 . The metal concentration in the toner particles is in the range of 20 to 2000 ppm by mass;
The metal concentrations of aluminum (Al), from the first term, which is a concentration of the metal derived from at least one metal element selected from magnesium (Mg) and iron (Fe) to paragraph 6 The electrostatic latent image developing toner according to any one of the above.
8.前記トナー粒子が、コア粒子表面にシェル層が被覆されてなるコア・シェル構造を有することを特徴とする第1項から第7項までのいずれか一項に記載の静電潜像現像用トナー。 8 . The toner for developing an electrostatic latent image according to any one of items 1 to 7 , wherein the toner particles have a core-shell structure in which a shell layer is coated on the surface of the core particles. .
9.前記トナー粒子に、外添剤として、平均粒子径が0.5〜3.0μmの範囲内の無機チタン酸化合物微粒子を含有することを特徴とする第1項から第8項までのいずれか一項に記載の静電潜像現像用トナー。 9 . Any one of Items 1 to 8 , wherein the toner particles contain inorganic titanic acid compound fine particles having an average particle size in the range of 0.5 to 3.0 μm as an external additive. The toner for developing an electrostatic latent image according to the item.
10.前記トナー粒子に、外添剤として、平均粒子径が0.1〜1.0μmの範囲内の大径シリカ微粒子を含有することを特徴とする第1項から第9項までのいずれか一項に
記載の静電潜像現像用トナー。
10 . Item 10. The toner particles according to any one of Items 1 to 9 , wherein the toner particles contain large-sized silica fine particles having an average particle size in the range of 0.1 to 1.0 μm as an external additive. The electrostatic latent image developing toner according to 1.
11.第1項から第10項までのいずれか一項に記載の静電潜像現像用トナーの製造方法であって、
水系媒体中に、少なくとも結晶性樹脂微粒子、非晶性樹脂微粒子及び離型剤微粒子が分散されてなる分散液に、凝集剤を添加することにより、これらの微粒子を凝集して凝集粒子を形成する工程を有することを特徴とする静電潜像現像用トナーの製造方法。
11 . The method for producing a toner for developing an electrostatic latent image according to any one of items 1 to 10 ,
By adding an aggregating agent to a dispersion liquid in which at least crystalline resin fine particles, amorphous resin fine particles and release agent fine particles are dispersed in an aqueous medium, these fine particles are aggregated to form aggregated particles. A process for producing a toner for developing an electrostatic latent image, comprising the step of:
本発明の上記手段により、低温定着性が良好であり、定着温度を低くしても定着分離性が良好で、トナー飛散しにくく、かつラミネートの密着性が良好な静電潜像現像用トナーとその製造方法を提供することができる。
本発明の効果の発現機構又は作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
By the above-mentioned means of the present invention, an electrostatic latent image developing toner having good low-temperature fixability, good fixing separation even at a low fixing temperature, hardly scattering toner, and good adhesion of the laminate. A manufacturing method thereof can be provided.
The expression mechanism or action mechanism of the effect of the present invention is not clear, but is presumed as follows.
本発明に係るトナーは、トナー粒子中に、結晶性樹脂が離型剤と接触した連結結晶構造体と、結晶性樹脂の糸状結晶構造体を含有している。
結晶性樹脂の糸状結晶構造体は、細長い結晶構造体で表面積が非常に大きいため、熱により素早く非晶性ポリエステル樹脂に相溶することができ、トナーの良好な低温定着性に寄与しているものと考えられる。
また、トナー粒子中に、結晶性樹脂の糸状結晶構造体を含有する場合、糸状結晶構造体が素早く非晶性ポリエステル樹脂と相溶することで、糸状結晶構造体が存在していた部分には擬似的な界面が形成され、その部分を経路として離型剤が染み出しやすくなるため、定着温度を低くしても、定着分離性が良好であると考えられる。
The toner according to the present invention contains, in the toner particles, a linked crystal structure in which the crystalline resin is in contact with the release agent, and a thread-like crystal structure of the crystalline resin.
The filamentous crystalline structure of crystalline resin is an elongated crystalline structure and has a very large surface area, so it can be quickly dissolved into an amorphous polyester resin by heat, contributing to good low-temperature fixability of the toner. It is considered a thing.
In addition, when the toner particles contain a thread crystal structure of a crystalline resin, the thread crystal structure quickly dissolves in the amorphous polyester resin, so that the thread crystal structure is present in the portion where the thread crystal structure exists. Since a pseudo interface is formed, and the parting agent easily oozes out through this portion, it is considered that the fixing separation property is good even when the fixing temperature is lowered.
また、結晶性樹脂の糸状結晶構造体は、トナー粒子の断面において、平均長径が200〜2000nmの範囲内であるとき、上述した効果を得ることができる。これは、200nm以下であると、上記経路の連続性が絶たれて離型剤が染み出しにくくなり、2000nm以上となると、糸状結晶構造体が融解する際の均一性が悪くなり、上記経路の連続性が絶たれて離型剤が染み出しにくくなるためであると考えられる。 In addition, the thread-like crystal structure of the crystalline resin can obtain the above-described effect when the average major axis is in the range of 200 to 2000 nm in the cross section of the toner particles. When the thickness is 200 nm or less, the continuity of the route is interrupted and the release agent is difficult to ooze out. When the thickness is 2000 nm or more, the uniformity when the filamentous crystal structure is melted is deteriorated. This is thought to be because the continuity is cut off and the release agent is difficult to ooze out.
また、結晶性樹脂の糸状結晶構造体は、結晶性樹脂の小さなドメインが微分散された場合と比較し、トナー粒子表面近傍に結晶性樹脂のドメインが存在する確率が低くなるため、帯電量分布が広くならず、トナー飛散が発生しにくいものと考えられる。 In addition, the crystalline resin thread-like crystal structure has a lower probability of the crystalline resin domain being present near the toner particle surface than when the small domains of the crystalline resin are finely dispersed. Is not widened, and it is considered that toner scattering hardly occurs.
また、結晶性樹脂が離型剤と接触した連結結晶構造体は、定着温度が高温に設定されているときであっても、結晶性樹脂と離型剤が同時に溶融することで、離型剤の粘度が高くなり、過剰な離型剤の染み出しを抑制できると考えられる。ここで、ラミネート加工する場合においては、トナーを厚紙に定着させるために定着温度を高く設定することがあるが、本発明の連結結晶構造体を含有するトナーを用いれば、過剰な離型剤の染み出しが抑制されるため、ラミネートの密着性が良好になると考えられる。 In addition, the linked crystal structure in which the crystalline resin is in contact with the release agent is obtained by melting the crystalline resin and the release agent at the same time even when the fixing temperature is set to a high temperature. It is considered that the viscosity of the toner increases, and exudation of excessive release agent can be suppressed. Here, in the case of laminating, the fixing temperature may be set high in order to fix the toner to the cardboard, but if the toner containing the linked crystal structure of the present invention is used, an excessive release agent may be used. Since exudation is suppressed, it is considered that the adhesion of the laminate is improved.
本発明の静電潜像現像用トナーは、少なくとも、結着樹脂及び離型剤を含有するトナー粒子を含む静電潜像現像用トナーであって、前記結着樹脂として、非晶性ポリエステル樹脂と結晶性樹脂を含有し、前記非晶性ポリエステル樹脂を、前記トナー粒子中に含有される樹脂の主成分として含有し、前記トナー粒子中に、前記結晶性樹脂が前記離型剤と接触している連結結晶構造体のドメインと、前記離型剤と独立して存在する前記結晶性樹脂の糸状結晶構造体のドメインが存在し、かつ、前記トナー粒子の断面において、前記糸状結晶構造体の平均長径が、200〜2000nmの範囲内であり、前記トナー粒子の断面において、前記トナー粒子の断面積に対する、前記連結結晶構造体の断面積の平均比率をA、前記糸状結晶構造体の断面積の平均比率をB、前記結晶性樹脂と独立して存在する前記離型剤のドメイン部分の断面積の平均比率をCとしたとき、下記式(1)を満たすことを特徴とする。この特徴は、下記各実施形態に共通又は対応する技術的特徴である。
式(1):0.35≦A/(A+B+C)≦0.65
The electrostatic latent image developing toner of the present invention is an electrostatic latent image developing toner containing at least toner particles containing a binder resin and a release agent, and the amorphous resin is an amorphous polyester resin. And a crystalline resin, the amorphous polyester resin as a main component of the resin contained in the toner particles, and the crystalline resin is in contact with the release agent in the toner particles. A domain of the connected crystalline structure, and a domain of the crystalline crystalline thread of the crystalline resin that exists independently of the release agent, and in the cross section of the toner particle, average major axis is state, and are in the range of 200 to 2000 nm, the in the cross section of the toner particles, the relative cross-sectional area of the toner particles, the average ratio of the cross-sectional area of the connection crystal structure a, the cross-sectional of the filamentous crystal structure area When the average ratio B, and the average ratio of the cross sectional area of the domain part of the releasing agent present independently of the crystalline resin is C, and satisfies the following formula (1). This feature is a technical feature common to or corresponding to each of the following embodiments.
Formula (1): 0.35 ≦ A / (A + B + C) ≦ 0.65
本発明の実施態様としては、本発明の効果をより有効に発現させる観点から、前記トナー粒子の断面において、前記糸状結晶構造体の平均長径が、400〜2000nmの範囲内であることが好ましい。 As an embodiment of the present invention, from the viewpoint of more effectively expressing the effects of the present invention, the average major axis of the thread crystal structure is preferably in the range of 400 to 2000 nm in the cross section of the toner particles.
本発明の実施態様としては、低温定着性と定着分離性とを良好にできる観点から、前記結晶性樹脂として、結晶性ポリエステル樹脂を含有することが好ましい。 As an embodiment of the present invention, it is preferable to contain a crystalline polyester resin as the crystalline resin from the viewpoint of improving the low-temperature fixing property and the fixing separation property.
本発明の実施態様としては、本発明の効果をより有効に発現させる観点から、前記トナー粒子の断面において、前記連結結晶構造体の平均ドメイン径が、300〜2500nmの範囲内であることが好ましい。 As an embodiment of the present invention, from the viewpoint of more effectively expressing the effect of the present invention, the average domain diameter of the linked crystal structure is preferably in the range of 300 to 2500 nm in the cross section of the toner particle. .
本発明の実施態様としては、本発明の効果をより有効に発現させる観点から、前記トナー粒子の断面において、前記トナー粒子の断面積に対する、前記連結結晶構造体の断面積の平均比率をA、前記糸状結晶構造体の断面積の平均比率をB、前記結晶性樹脂と独立して存在する前記離型剤のドメイン部分の断面積の平均比率をCとしたとき、0.35≦A/(A+B+C)≦0.65を満たすことが好ましい。 As an embodiment of the present invention, from the viewpoint of more effectively expressing the effects of the present invention, the average ratio of the cross-sectional area of the connected crystal structure to the cross-sectional area of the toner particle in the cross-section of the toner particle is A, When the average ratio of the cross-sectional area of the filamentous crystal structure is B, and the average ratio of the cross-sectional area of the domain part of the release agent present independently of the crystalline resin is C, 0.35 ≦ A / ( A + B + C) ≦ 0.65 is preferably satisfied.
本発明の実施態様としては、低温定着性と定着分離性とを良好にできる観点から前記トナー粒子中の金属濃度が、20〜2000質量ppmの範囲内であり、前記金属濃度は、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)及び鉄(Fe)から選ばれる少なくとも1種の金属元素に由来する金属の濃度であることが好ましい。 As an embodiment of the present invention, the metal concentration in the toner particles is in the range of 20 to 2000 ppm by mass from the viewpoint of improving the low temperature fixing property and the fixing separation property, and the metal concentration is aluminum (Al ), Magnesium (Mg), and iron (Fe), the concentration of the metal derived from at least one metal element is preferable.
本発明の実施態様としては、本発明の効果をより有効に発現させる観点から、前記トナー粒子が、コア粒子表面にシェル層が被覆されてなるコア・シェル構造を有することが好ましい。 As an embodiment of the present invention, it is preferable that the toner particles have a core-shell structure in which a shell layer is coated on the core particle surface from the viewpoint of more effectively expressing the effects of the present invention.
本発明の実施態様としては、トナー飛散を抑える観点から、前記トナー粒子に、外添剤として、平均粒子径が0.5〜3.0μmの範囲内の無機チタン酸化合物微粒子を含有することが好ましい。 As an embodiment of the present invention, from the viewpoint of suppressing toner scattering, the toner particles may contain inorganic titanate compound fine particles having an average particle diameter in the range of 0.5 to 3.0 μm as an external additive. preferable.
本発明の実施態様としては、定着分離性を向上させる観点から、前記トナー粒子に、外添剤として、平均粒子径が0.1〜1.0μmの範囲内の大径シリカ微粒子を含有することが好ましい。 As an embodiment of the present invention, from the viewpoint of improving fixing separation property, the toner particles contain large-sized silica fine particles having an average particle diameter in the range of 0.1 to 1.0 μm as an external additive. Is preferred.
本発明の静電潜像現像用トナーのトナー粒子を良好に形成させる観点から、水系媒体中に、少なくとも結晶性樹脂微粒子、非晶性樹脂微粒子及び離型剤微粒子が分散されてなる分散液に、凝集剤を添加することにより、これらの微粒子を凝集して凝集粒子を形成する工程を有することが好ましい。 From the viewpoint of satisfactorily forming toner particles of the toner for developing an electrostatic latent image of the present invention, a dispersion liquid in which at least crystalline resin fine particles, amorphous resin fine particles and release agent fine particles are dispersed in an aqueous medium. It is preferable to add a flocculant to agglomerate these fine particles to form agglomerated particles.
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、数値範囲を表す「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。また、特記しない限り、操作及び物性等の測定は、室温(20〜25℃)/相対湿度40〜50%RHの条件で測定した値である。 Hereinafter, the present invention, its components, and modes and modes for carrying out the present invention will be described in detail. In addition, in this application, "-" showing a numerical range is used by the meaning containing the numerical value described before and behind that as a lower limit and an upper limit. In addition, unless otherwise specified, measurements such as operation and physical properties are values measured under conditions of room temperature (20 to 25 ° C.) / Relative humidity 40 to 50% RH.
[静電潜像現像用トナー]
本発明の静電潜像現像用トナー(トナー)は、トナー粒子の集合体である。
[Electrostatic latent image developing toner]
The electrostatic latent image developing toner (toner) of the present invention is an aggregate of toner particles.
<トナー粒子>
本発明に係るトナー粒子は、少なくとも結着樹脂と離型剤を含んで構成されており、結着樹脂としては、非晶性樹脂及び結晶性樹脂を含有する。また、トナー粒子中の金属濃度が所定の範囲内となっていることが好ましい。
また、トナー粒子には、更に必要に応じて、着色剤、荷電制御剤等の内添剤を含有しても良い。また、本発明のトナー粒子は、外添剤を添加したトナー粒子を用いることが好ましい。
また、以下の説明においては、外添剤を添加されていない状態のトナー粒子を、トナー母体粒子ともいう。
なお、本発明でいう、「トナー粒子中」とは、トナー粒子内部のみ、つまり、トナー母体粒子内部のことを意味し、外添剤は含まない。
<Toner particles>
The toner particles according to the present invention include at least a binder resin and a release agent, and the binder resin contains an amorphous resin and a crystalline resin. Further, the metal concentration in the toner particles is preferably within a predetermined range.
Further, the toner particles may further contain an internal additive such as a colorant and a charge control agent as necessary. The toner particles of the present invention are preferably toner particles to which an external additive has been added.
In the following description, the toner particles to which no external additive is added are also referred to as toner base particles.
In the present invention, “in the toner particles” means only inside the toner particles, that is, inside the toner base particles, and does not include an external additive.
<トナー粒子中のドメインの存在状態>
本発明のトナーは、トナー粒子中において、結晶性樹脂が離型剤と接触している連結結晶構造体のドメインと、離型剤と独立して存在する結晶性樹脂の糸状結晶構造体のドメインが存在することを特徴とする。
ここで、「ドメイン」とは、トナー粒子を構成する樹脂成分の連続層(マトリクス)中にあって、糸状、縞状又は粒子状に孤立分散して存在している領域をいう。
<Existence state of domains in toner particles>
The toner of the present invention includes a domain of a linked crystal structure in which a crystalline resin is in contact with a release agent in a toner particle, and a domain of a filamentous crystal structure of a crystalline resin that exists independently of the release agent. Is present.
Here, the “domain” refers to a region in the continuous layer (matrix) of resin components constituting the toner particles and present in an isolated and dispersed manner in the form of threads, stripes or particles.
本発明でいう、「連結結晶構造体」とは、トナー粒子の断面を観察したときに、そのトナー粒子の断面において、結晶性樹脂と離型剤とが接触して観察された結晶構造体のことであり、結晶性樹脂と離型剤を合わせて連結結晶構造体という。また、連結結晶構造体のドメイン径は、トナー粒子の断面において、結晶性樹脂と離型剤を合わせた領域の輪郭で囲まれた領域を測定して算出する。 As used herein, the term “linked crystal structure” refers to a crystal structure observed when a cross section of toner particles is observed by contacting a crystalline resin and a release agent in the cross section of the toner particles. That is, the crystalline resin and the release agent are collectively referred to as a linked crystal structure. Further, the domain diameter of the connected crystal structure is calculated by measuring a region surrounded by the outline of the region where the crystalline resin and the release agent are combined in the cross section of the toner particle.
また、本発明でいう「糸状結晶構造体」とは、結晶性樹脂が、結晶性部分と非晶性部分が積層構造を持ついわゆるラメラ状結晶構造体ではなく、非積層型の糸状の結晶構造体であり、トナー粒子の断面において、結晶構造体の平均長径が平均短径に対して少なくとも10倍以上となっている結晶構造体のことである。
ここでいう「非積層型」とは、正確には、トナー粒子の断面を観察した際に、ルテニウム染色しても、明確な積層構造が確認できない構造型のことである。
The “thread-like crystal structure” as used in the present invention is not a so-called lamellar crystal structure in which the crystalline resin has a laminated structure in which the crystalline part and the amorphous part have a laminated structure. In the cross section of the toner particle, the average major axis of the crystal structure is at least 10 times the average minor axis.
The term “non-laminated type” as used herein refers to a structural type in which a clear laminated structure cannot be confirmed even when ruthenium staining is performed when a cross section of toner particles is observed.
本発明に係るトナー粒子について、図1にルテニウム染色後のトナー粒子の断面の拡大図の模式図を示す。本発明に係るトナー粒子は、トナー粒子の断面に、マトリクス1としての非晶性樹脂の中に、「結晶性樹脂が離型剤と接触している連結結晶構造体のドメイン2」と、「離型剤と独立して存在する結晶性樹脂の糸状結晶構造体のドメイン3」と「結晶性樹脂と独立して存在する離型剤のドメイン4」が存在するものである。また、参考例として、図2には、「積層型」の結晶構造体である「結晶性樹脂のラメラ状結晶構造体のドメイン5」を示す。
本発明に係るトナー粒子中には、積層構造をもつラメラ状結晶構造体を含んでいてもよいが、トナー粒子の断面積に対して、断面積の比率で1%未満であることが好ましく、存在していないこと、すなわち、断面積の比率で0%であることがより好ましい。
For the toner particles according to the present invention, FIG. 1 shows a schematic diagram of an enlarged view of the cross section of the toner particles after ruthenium staining. The toner particles according to the present invention have a cross section of the toner particles, in the amorphous resin as the matrix 1, “
The toner particles according to the present invention may include a lamellar crystal structure having a laminated structure, but the ratio of the cross-sectional area to the cross-sectional area of the toner particles is preferably less than 1%. More preferably, it is not present, that is, the cross-sectional area ratio is 0%.
<連結結晶構造体>
結晶性樹脂が前記離型剤と接触している連結結晶構造体を形成する結晶性樹脂の形状は、特に制限はないが、トナー粒子の断面において、連結結晶構造体の平均ドメイン径が、300〜2500nmの範囲内であることが好ましく、より好ましくは300〜2000nmの範囲内である。連結結晶構造体の平均ドメイン径が小さいと、離型剤の染み出し量が少なくなる傾向があるため、離型剤の染み出し量を確保するために300nm以上であることが好ましい。これにより、糸状結晶構造体が存在することによる定着分離性向上の効果をより発揮できる。一方、連結結晶構造体の平均ドメイン径が大きくなりすぎると、低温定着性を阻害する傾向があるため、低温定着性を確保するには、2500nm以下であることが好ましく、さらに2000nm以下であることが好ましい。
連結結晶構造体の平均ドメイン径は、例えば、離型剤の分散粒子径や、結晶性樹脂の組成、トナー製造工程での添加順等で制御することができる。例えば、離型剤や結晶性樹脂の分散粒子径を大きくすることや、先に添加する結晶性樹脂の比率を増やすことにより、連結結晶構造体の平均ドメイン径が大きくなる傾向がある。また、先に添加する離型剤や結晶性樹脂の比率が同じ場合、その工程で添加する凝集剤の量を増やすと、連結結晶構造体の平均ドメイン径は大きくなる傾向がある。
<Linked crystal structure>
The shape of the crystalline resin forming the linked crystal structure in which the crystalline resin is in contact with the release agent is not particularly limited, but the average domain diameter of the linked crystal structure is 300 in the cross section of the toner particle. It is preferably in the range of ˜2500 nm, more preferably in the range of 300-2000 nm. If the average domain diameter of the linked crystal structure is small, the amount of the release agent oozing out tends to be small. Therefore, in order to ensure the amount of the release agent bleed, it is preferably 300 nm or more. Thereby, the effect of improving the fixing and separating property due to the presence of the thread crystal structure can be further exhibited. On the other hand, if the average domain diameter of the linked crystal structure is too large, the low-temperature fixability tends to be inhibited. Is preferred.
The average domain diameter of the linked crystal structure can be controlled by, for example, the dispersed particle diameter of the release agent, the composition of the crystalline resin, the order of addition in the toner manufacturing process, and the like. For example, the average domain diameter of the linked crystal structure tends to be increased by increasing the dispersed particle diameter of the release agent or the crystalline resin, or by increasing the ratio of the previously added crystalline resin. Moreover, when the ratio of the release agent and crystalline resin added previously is the same, when the amount of the flocculant added in the process is increased, the average domain diameter of the linked crystal structure tends to increase.
<糸状結晶構造体>
結晶性樹脂の糸状結晶構造体は、トナー粒子の断面において、平均長径が200〜2000nmの範囲内であることが好ましく、より好ましくは400〜2000nmの範囲内である。その効果としては、明確ではないが、以下のように推測している。結晶性樹脂の糸状結晶構造体が素早く非晶性樹脂と相溶することで、糸状結晶構造体が存在していた部分には擬似的な界面が形成され、その部分を経路として離型剤が染み出しやすくなる。糸状結晶構造体の平均長径を200nm以下とすると、結晶性樹脂部分の連続性が絶たれ、離型剤が染み出しにくくなり、定着分離性が低下する。また、2000nm以上とすると、結晶性樹脂の糸状結晶構造体の融解速度が不均一となることで経路の連続性が絶たれ、離型剤が染み出しにくくなり、定着分離性が低下する。
糸状結晶構造体の平均長径は、例えば、結晶性樹脂の添加量や組成、及び、結晶性樹脂分散液中の結晶性樹脂の分散径で制御することができる。例えば、結晶性樹脂の添加量を増やしたり、結晶性樹脂分散液の結晶性樹脂の分散径を大きくしたりすると、糸状結晶構造体が大きくなる傾向がある。さらに、形状制御後に冷却し、撹拌しながら時間を置くことで、結晶成長が進み、細長い糸状結晶構造体をとることができる。
また、結晶性樹脂として、ハイブリッド構造を有さない構造のものを用いると、より糸状結晶構造を形成しやすくなる傾向がある。さらに、結晶性樹脂が結晶性ポリエステルの場合、酸とアルコールのモノマーとして、両者の炭素鎖長が近いものが結晶化しやすいため好ましい。
<Filamentary crystal structure>
The filamentous crystal structure of the crystalline resin preferably has an average major axis in the range of 200 to 2000 nm and more preferably in the range of 400 to 2000 nm in the cross section of the toner particles. The effect is not clear, but is estimated as follows. When the crystalline resin filamentous crystal structure quickly dissolves in the amorphous resin, a pseudo interface is formed in the portion where the filamentous crystal structure was present, and the release agent is routed through that portion. It becomes easy to ooze out. When the average major axis of the filamentous crystal structure is 200 nm or less, the continuity of the crystalline resin portion is cut off, the release agent is hardly exuded, and the fixing separation property is lowered. On the other hand, if the thickness is 2000 nm or more, the melting rate of the crystalline resin thread-like crystal structure becomes non-uniform so that the continuity of the path is cut off, the release agent is hardly exuded, and the fixing separation property is lowered.
The average major axis of the thread crystal structure can be controlled by, for example, the amount and composition of the crystalline resin and the dispersion diameter of the crystalline resin in the crystalline resin dispersion. For example, when the addition amount of the crystalline resin is increased or the dispersion diameter of the crystalline resin in the crystalline resin dispersion is increased, the thread crystal structure tends to become larger. Furthermore, by cooling after the shape control and putting time while stirring, the crystal growth proceeds, and an elongated thread-like crystal structure can be obtained.
Further, when a crystalline resin having a structure not having a hybrid structure is used, there is a tendency that a filamentous crystal structure is more easily formed. Further, when the crystalline resin is a crystalline polyester, it is preferable that the acid and alcohol monomers have close carbon chain lengths because they are easily crystallized.
<トナー粒子の断面の観察方法>
トナー粒子の断面の観察は、透過型電子顕微鏡、電子顕微鏡、走査型プローブ顕微鏡(SPM)等などで観察できる。以下に、その一例をあげるが、同等の観察ができれば、これに限定されるわけではない。
(観察条件)
以下のような、観察条件により、トナー粒子の断面を観察することができる。
装置:電子顕微鏡「JSM−7401F」(日本電子株式会社製)
試料:四酸化ルテニウム(RuO4)によって染色したトナー粒子の切片(切片の厚さ:60〜100nm)
加速電圧:30kV
倍率:50000倍、明視野像
<Method for observing cross section of toner particles>
The cross section of the toner particles can be observed with a transmission electron microscope, an electron microscope, a scanning probe microscope (SPM), or the like. An example is given below, but the present invention is not limited to this as long as equivalent observations can be made.
(Observation conditions)
The cross section of the toner particles can be observed under the following observation conditions.
Apparatus: Electron microscope “JSM-7401F” (manufactured by JEOL Ltd.)
Sample: section of toner particles stained with ruthenium tetroxide (RuO 4 ) (thickness of section: 60 to 100 nm)
Acceleration voltage: 30 kV
Magnification: 50000 times, bright field image
(トナー粒子の切片の作製方法)
作製したトナーを3質量部、ポリオキシエチルフェニルエーテルの0.2%水溶液35質量部に添加して分散させた後、超音波(株式会社日本精機製作所製、US−1200T)により25℃で5分間処理を行い、外添剤をトナー表面から取り除き、観察用のトナー粒子を得る。
上記で得られたトナー粒子1〜2mgを10mLサンプル瓶に広げるように入れ、下記で示す四酸化ルテニウム(RuO4)蒸気染色条件下で染色後、光硬化性樹脂「D−800」(日本電子社製)中に分散させ、光硬化させてブロックを形成する。次いで、ダイヤモンド歯を備えたミクロトームを用いて、上記のブロックから厚さ60〜100nmの超薄片状のサンプルを切り出す。
(Method for preparing a section of toner particles)
After 3 parts by weight of the prepared toner was added and dispersed in 35 parts by weight of a 0.2% aqueous solution of polyoxyethyl phenyl ether, the mixture was ultrasonically treated (Nippon Seiki Seisakusho, US-1200T) at 25 ° C. Processing is performed for a minute, and the external additive is removed from the toner surface to obtain toner particles for observation.
1 to 2 mg of the toner particles obtained above is put in a 10 mL sample bottle, dyed under the ruthenium tetroxide (RuO 4 ) vapor dyeing conditions shown below, and then photocurable resin “D-800” (JEOL) In the company) and photocured to form blocks. Next, an ultrathin sample having a thickness of 60 to 100 nm is cut out from the above block using a microtome equipped with diamond teeth.
(四酸化ルテニウム染色条件)
染色は、真空電子染色装置VSC1R1(フィルジェン株式会社製)を用いて行う。装置手順に従い、染色装置本体に四酸化ルテニウムが入った昇華室を設置し、作製した上記超薄切片を染色チャンバー内に導入後、四酸化ルテニウムによる染色条件として、室温(24〜25℃)、濃度3(300Pa)、時間10分の条件下で染色する。
(Ruthenium tetroxide staining conditions)
Dyeing is performed using a vacuum electron staining apparatus VSC1R1 (manufactured by Philgen). In accordance with the apparatus procedure, a sublimation chamber containing ruthenium tetroxide was installed in the staining apparatus body, and after the prepared ultrathin section was introduced into the staining chamber, the staining conditions with ruthenium tetroxide were room temperature (24-25 ° C.), Staining is performed under conditions of a concentration of 3 (300 Pa) and a time of 10 minutes.
(結晶構造の観察)
染色後、24時間以内に電子顕微鏡「JSM−7401F」(日本電子株式会社製)を用いて透過電子検出器にて観察する。ここで、四酸化ルテニウムによって染色されたコントラストの差によって、トナー粒子中のドメインを判別することができる。観察されるドメインの内、より薄く染色されたドメイン部分を離型剤のドメイン、より濃く染色されたドメイン部分を結晶性樹脂のドメイン(糸状結晶構造体)として観察する。染色度合いの区別が難しい場合は、結晶構造体の平均長径が平均短径に対して少なくとも10倍以上となっているドメインを結晶性樹脂のドメインとして測定する。また、糸状結晶構造体の平均長径と平均短径は、以下のように測定する。
(Observation of crystal structure)
Within 24 hours after dyeing, observation is performed with a transmission electron detector using an electron microscope “JSM-7401F” (manufactured by JEOL Ltd.). Here, the domains in the toner particles can be discriminated by the difference in contrast stained with ruthenium tetroxide. Among the observed domains, the domain portion that is stained lighter is observed as the release agent domain, and the domain portion that is stained more densely is observed as the crystalline resin domain (filamentous crystal structure). When it is difficult to distinguish the degree of staining, a domain in which the average major axis of the crystal structure is at least 10 times the average minor axis is measured as a domain of the crystalline resin. Further, the average major axis and the average minor axis of the filamentous crystal structure are measured as follows.
<連結結晶構造体の平均ドメイン径と、糸状結晶構造体の平均長径と平均短径の測定方法>
連結結晶構造体の平均ドメイン径と、糸状結晶構造体の平均長径と平均短径は、例えば、上記のような方法で観察した画像を市販の画像処理ソフトを利用して算出することができる。
トナー粒子の断面における連結結晶構造体のドメイン径は、水平方向最大弦長(CORD H)によって算出する。具体的には、上記と同様にして作製したトナー母体粒子の断面を撮影した写真画像をスキャナーにより取り込み、画像処理解析装置LUZEX AP(株式会社ニレコ製)を用いて、連結結晶構造体の水平方向最大弦長(CORD H)を測定して求める。
また、糸状結晶構造体の長径と短径は、上記と同様に観察した写真画像を、画像処理解析装置LUZEX AP(株式会社ニレコ製)によって、糸状構造の長径(長軸)は最大長(MX LNG)を用いて、短径(短軸)は幅(BR’DTH)を用いて算出する。
そして、連結結晶構造体の平均ドメイン径と、糸状結晶構造体の平均長径及び平均短径は、上記の測定をトナー粒子100個のうち、連結結晶構造体と糸状結晶構造体がともに観察されたものについての算術平均値として算出する。
なお、これらの測定で用いるトナー粒子の断面は、トナー粒子の体積平均粒子径の±10%(例えば、5.8μm±0.58μm)となるトナー粒子の断面を選択して観察する。
<Measuring Method of Average Domain Diameter of Linked Crystal Structure, Average Long Diameter and Average Short Diameter of Filament Crystal Structure>
The average domain diameter of the linked crystal structure and the average long diameter and average short diameter of the filamentous crystal structure can be calculated using, for example, commercially available image processing software for an image observed by the above method.
The domain diameter of the connected crystal structure in the cross section of the toner particle is calculated by the horizontal maximum chord length (CORD H). Specifically, a photographic image obtained by photographing a cross section of toner base particles produced in the same manner as described above is taken in by a scanner, and the horizontal direction of the connected crystal structure is measured using an image processing analyzer LUZEX AP (manufactured by Nireco Corporation). Determine the maximum chord length (CORD H).
In addition, the major axis and minor axis of the filamentous crystal structure are obtained by observing a photographic image observed in the same manner as described above by using an image processing analysis apparatus LUZEX AP (manufactured by Nireco Corporation). LNG), the minor axis (minor axis) is calculated using the width (BR'DTH).
The average domain diameter of the linked crystal structure, and the average major axis and the average minor axis of the thread crystal structure were measured for both the coupled crystal structure and the thread crystal structure out of 100 toner particles. Calculated as the arithmetic average value of things.
The cross section of the toner particles used in these measurements is observed by selecting a cross section of the toner particles that is ± 10% (for example, 5.8 μm ± 0.58 μm) of the volume average particle diameter of the toner particles.
また、上記の方法でトナー粒子100個の断面を観察した際、その断面において、上記の糸状結晶構造体の平均長径を満たすトナー粒子が全体の60%(60個)以上存在していればよく、80%(80個)以上存在していることが好ましい。上記の規定を満たすトナー粒子が全体の60%以上であれば、低温定着性、分離性の向上、トナー飛散の抑制及びラミネートの密着性の効果が得られる。また、本発明においては、結晶性樹脂が糸状結晶構造体以外の構造、例えばラメラ状結晶構造体等を含んでもよいが、本発明の効果を得るためには糸状結晶構造体以外の構造を有する結晶性樹脂は、断面積比率で1%未満であることが好ましい。 Further, when the cross section of 100 toner particles is observed by the above method, it is sufficient that 60% (60 particles) or more of the toner particles satisfying the average major axis of the thread crystal structure exist in the cross section. 80% (80 or more) are preferably present. If the toner particles satisfying the above-mentioned regulations are 60% or more of the whole, the effects of low-temperature fixability, improved separability, suppression of toner scattering, and adhesion of the laminate can be obtained. In the present invention, the crystalline resin may include a structure other than the thread crystal structure, for example, a lamellar crystal structure, but in order to obtain the effects of the present invention, the crystalline resin has a structure other than the thread crystal structure. The crystalline resin is preferably less than 1% in cross-sectional area ratio.
<トナー粒子中のドメインの断面積の平均比率>
トナー粒子の断面において、トナー粒子の断面積に対する、連結結晶構造体の断面積の平均比率をA、糸状結晶構造体の断面積の平均比率をB、結晶性樹脂と独立して存在する離型剤のドメイン部分の断面積の平均比率をCとしたとき、下記式(1)を満たすことが好ましい。
式(1):0.35≦A/(A+B+C)≦0.65
「A/(A+B+C)」の値が0.65を超えると、結晶性樹脂と結着樹脂との相溶速度が遅くなり、低温定着性が悪化するとともに、ワックスが染み出しにくくなり分離性が悪化する傾向がある。一方、0.35未満であると、離型剤の過剰な染み出しが起こりやすくなり、定着温度を高くしたときのラミネートの密着性が悪化する傾向が見られる。
<Average cross-sectional area ratio of domains in toner particles>
In the cross section of the toner particle, the average ratio of the cross-sectional area of the connected crystal structure to the cross-sectional area of the toner particle is A, the average ratio of the cross-sectional area of the filamentous crystal structure is B, and the mold release is present independently of the crystalline resin. When the average ratio of the cross-sectional area of the domain part of the agent is C, it is preferable to satisfy the following formula (1).
Formula (1): 0.35 ≦ A / (A + B + C) ≦ 0.65
If the value of “A / (A + B + C)” exceeds 0.65, the compatibility rate between the crystalline resin and the binder resin becomes slow, the low-temperature fixability is deteriorated, and the wax is difficult to ooze and the separability is improved. There is a tendency to get worse. On the other hand, if it is less than 0.35, excessive release of the release agent tends to occur, and the adhesiveness of the laminate tends to deteriorate when the fixing temperature is raised.
(測定方法)
トナー粒子の断面における、連結結晶構造体、糸状結晶構造体及び離型剤のドメイン部分の断面積は、トナー粒子の断面を観察した写真画像を、画像処理解析装置 LUZEX AP(株式会社ニレコ製)の「面積AREA」を用いて測定する。なお、断面積は外側の輪郭で囲まれた領域を測定して算出する。
また、それぞれの断面積の平均比率は、トナー粒子100個を観察して、算術平均値によって算出する。
なお、測定で用いるトナー粒子の断面は、トナー粒子の体積平均粒子径の±10%(例えば、5.8μm±0.58μm)となるトナー粒子の断面を選択して観察する。
(Measuring method)
The cross-sectional area of the domain part of the connected crystal structure, the thread-like crystal structure, and the release agent in the cross section of the toner particle is obtained by observing the cross section of the toner particle as an image processing analyzer LUZEX AP (manufactured by Nireco Corporation). The “area AREA” is used for measurement. The cross-sectional area is calculated by measuring a region surrounded by the outer contour.
Further, the average ratio of the respective cross-sectional areas is calculated from an arithmetic average value by observing 100 toner particles.
The cross section of the toner particles used in the measurement is observed by selecting a cross section of the toner particles that is ± 10% (for example, 5.8 μm ± 0.58 μm) of the volume average particle diameter of the toner particles.
<トナー粒子の形態>
トナー粒子は、いわゆる単層構造を有するものであってもよいし、コア・シェル構造(コア粒子の表面にシェル層を形成する樹脂を凝集、融着させた形態)を有するものであってもよい。コア・シェル構造の樹脂粒子は、着色剤や離型剤等を含有した樹脂粒子(コア粒子)表面に、樹脂領域(シェル層)を有する。
なお、コア・シェル構造は、シェル層がコア粒子を完全に被覆した構造のものに限定されるものではなく、例えば、シェル層がコア粒子を完全に被覆せず、所々コア粒子が露出しているものも含む。
コア・シェル構造の断面構造は、例えば、透過型電子顕微鏡(TEM)や走査型プローブ顕微鏡(SPM)等の公知の手段を用いて確認することが可能である。
<Form of toner particles>
The toner particles may have a so-called single layer structure, or may have a core-shell structure (a form in which a resin that forms a shell layer on the surface of the core particles is aggregated and fused). Good. The resin particles having a core / shell structure have a resin region (shell layer) on the surface of resin particles (core particles) containing a colorant, a release agent and the like.
The core / shell structure is not limited to a structure in which the shell layer completely covers the core particles. For example, the shell layer does not completely cover the core particles, and the core particles are exposed in some places. Including those that are.
The cross-sectional structure of the core-shell structure can be confirmed using a known means such as a transmission electron microscope (TEM) or a scanning probe microscope (SPM).
<トナー粒子の平均円形度>
本発明に係るトナーにおいては、このトナーを構成する個々のトナー粒子について、帯電特性の安定性、低温定着性の観点から、平均円形度が0.920〜1.000であることが好ましく、0.950〜0.995であることがより好ましい。平均円形度が上記の範囲であることにより、個々のトナー粒子が破砕しにくくなって摩擦帯電付与部材の汚染が抑制されてトナーの帯電性が安定し、また、形成される画像において画質が高いものとなる。トナーの平均円形度は、「FPIA−2100」(Sysmex社製)を用いて測定した値である。具体的には、測定試料(トナー)を界面活性剤入り水溶液にてなじませ、超音波分散処理を1分間行って分散させた後、「FPIA−2100」(Sysmex社製)によって、測定条件HPF(高倍率撮像)モードにて、HPF検出数3000〜10000個の適正濃度で撮影を行い、個々のトナー粒子について下記式に従って円形度を算出し、各トナー粒子の円形度を加算し、全トナー粒子数で除することにより算出した値である。HPF検出数が上記の範囲であれば、再現性が得られる。
<Average circularity of toner particles>
In the toner according to the present invention, the individual toner particles constituting the toner preferably have an average circularity of 0.920 to 1.000 from the viewpoint of stability of charging characteristics and low-temperature fixability. More preferably, it is from 950 to 0.995. When the average circularity is within the above range, the individual toner particles are less likely to be crushed, the contamination of the frictional charge imparting member is suppressed, the toner chargeability is stabilized, and the image quality of the formed image is high. It will be a thing. The average circularity of the toner is a value measured using “FPIA-2100” (manufactured by Sysmex). Specifically, the measurement sample (toner) was blended with an aqueous solution containing a surfactant, dispersed by performing ultrasonic dispersion for 1 minute, and then subjected to measurement conditions HPF by “FPIA-2100” (manufactured by Sysmex). In the (high magnification imaging) mode, photographing is performed at an appropriate density with an HPF detection number of 3000 to 10000, the circularity is calculated according to the following formula for each toner particle, the circularity of each toner particle is added, and all toners are added. It is a value calculated by dividing by the number of particles. If the number of HPF detections is in the above range, reproducibility can be obtained.
トナー粒子の円形度=(粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)
<トナー粒子の粒径>
本発明に係るトナー粒子の体積基準のメジアン径(体積平均粒径)は、好ましくは3〜10μm、より好ましくは4〜8μmである。この範囲内のトナー粒子であることにより、細線の再現性や、写真画像の高画質化が達成できると共に、トナーの消費量を、大粒径のトナー粒子を用いた場合に比して削減することができる。また、トナー流動性も確保できる。トナー粒子の体積平均粒径は、後述のトナー粒子の製造時の凝集・融着工程における凝集剤の濃度や溶剤の添加量、又は融着時間、さらには樹脂成分の組成等によって制御することができる。トナーの体積基準のメジアン径は、例えば、「Multisizer3」(ベックマン・コールター株式会社製)により測定できる。
Toner particle circularity = (perimeter of a circle having the same projected area as the particle image) / (perimeter of the particle projection image)
<Toner particle size>
The volume-based median diameter (volume average particle diameter) of the toner particles according to the present invention is preferably 3 to 10 μm, more preferably 4 to 8 μm. By using toner particles within this range, reproducibility of fine lines and high image quality of photographic images can be achieved, and toner consumption can be reduced as compared with the case where toner particles having a large particle diameter are used. be able to. Also, toner fluidity can be secured. The volume average particle size of the toner particles can be controlled by the concentration of the aggregating agent, the amount of the solvent added in the agglomeration / fusion process during the production of the toner particles described later, the fusing time, and the composition of the resin component. it can. The volume-based median diameter of the toner can be measured by, for example, “
<トナー粒子中の金属濃度>
本発明に係るトナー粒子中の金属濃度は、20〜2000質量ppmの範囲内であることが好ましい。これは、トナー粒子中に含有されている金属元素由来の金属イオンが、結晶性樹脂と非晶性樹脂との間でイオン結合により架橋し、結晶性樹脂の糸状結晶構造体をトナー粒子中に安定に存在させることができるためと推測している。そのため、結晶性樹脂の糸状結晶構造体を含有したことによる低温定着性の効果をより有効に発現することができ、定着温度を低くしても、定着分離性が良好であるという効果を得ることができる。また、金属濃度が20質量ppmよりも濃い場合に、上記の定着分離性向上の効果を得ることができ、2000質量ppmより薄い場合に、イオン結合による架橋量を増やしすぎることなく低温定着性の効果を十分に得られる。
<Metal concentration in toner particles>
The metal concentration in the toner particles according to the present invention is preferably in the range of 20 to 2000 mass ppm. This is because the metal element-derived metal ions contained in the toner particles are cross-linked by ionic bonds between the crystalline resin and the amorphous resin, and the crystalline resin thread crystal structure is incorporated in the toner particles. It is assumed that it can exist stably. Therefore, the effect of low-temperature fixability due to the inclusion of the crystalline resin thread crystal structure can be expressed more effectively, and the effect that the fixing separation property is good even when the fixing temperature is lowered can be obtained. Can do. In addition, when the metal concentration is higher than 20 ppm by mass, the effect of improving the fixing separation can be obtained. When the metal concentration is lower than 2000 ppm by mass, the low-temperature fixing property is not increased without excessively increasing the amount of crosslinking due to ionic bonds. A sufficient effect can be obtained.
また、上記の金属濃度は、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)及び鉄(Fe)から選ばれる少なくとも1種の金属元素に由来する金属の濃度であることが好ましい。さらには、着色の観点から、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)であることがさらに好ましい。また、これらの金属元素は、トナーの製造において用いられる凝集剤由来の金属元素であることが好ましい。 The metal concentration is preferably a metal concentration derived from at least one metal element selected from aluminum (Al), magnesium (Mg), and iron (Fe). Further, from the viewpoint of coloring, aluminum (Al) and magnesium (Mg) are more preferable. These metal elements are preferably metal elements derived from an aggregating agent used in toner production.
凝集剤としては、例えば、2価又は3価の金属元素を有する水溶性金属塩を用いることができ、具体例としては、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化亜鉛、硫酸銅、硫酸マグネシウム、硫酸マンガンなどの2価の金属塩;塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化第2鉄、硫酸第2鉄、などの3価の金属塩などが挙げられる。これらの金属塩は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 As the flocculant, for example, a water-soluble metal salt having a divalent or trivalent metal element can be used. Specific examples include magnesium chloride, calcium chloride, zinc chloride, copper sulfate, magnesium sulfate, manganese sulfate, and the like. And trivalent metal salts such as aluminum chloride, aluminum sulfate, ferric chloride, and ferric sulfate. These metal salts can be used singly or in combination of two or more.
(金属濃度の測定方法)
トナー粒子中に存在する金属元素量は、微量な定量が可能であれば、特に限定されないが、酸分解/誘導結合プラズマ発光分光分析法で求めることができる。以下に、測定の一例を示す。
(Measuring method of metal concentration)
The amount of the metal element present in the toner particles is not particularly limited as long as a minute amount can be determined, but can be determined by acid decomposition / inductively coupled plasma emission spectrometry. An example of measurement is shown below.
(1.前処理)
トナー粒子100mgを、密閉式マイクロ波分解装置「マイルストーンゼネラル社製、ETHOS1」にて硫酸、硝酸による分解で行う。未分解物がある場合は塩酸、フッ化水素酸、過酸化水素などを用いて目的成分を溶出する。分解液は、超純水を用いて適宜希釈する。
(1. Pre-processing)
100 mg of toner particles are decomposed with sulfuric acid and nitric acid in a sealed microwave decomposition apparatus “ETHOS1 manufactured by Milestone General Co., Ltd.”. If there are any undegraded products, elute the target components using hydrochloric acid, hydrofluoric acid, hydrogen peroxide, etc. The decomposition solution is appropriately diluted with ultrapure water.
(2.測定)
高周波誘導結合プラズマ発光分析装置(ICP−OES、株式会社日立ハイテクサイエンス製、SPS3520UV)を用いて測定する。波長は干渉がなく感度の高いものであれば以下に限定されないが、例えば、Alは167.079nm、Mgは279.553nm、Feは259.940nmにて測定することができる。検量線は、試料を含まない分解液に、各元素の原子吸光用標準液を添加し、試料液と同じ酸濃度になるように調整し使用する。
以下、本発明のトナーを構成する結晶性樹脂、非晶性樹脂及び離型剤等の各構成成分について説明する。
(2. Measurement)
Measurement is performed using a high-frequency inductively coupled plasma optical emission spectrometer (ICP-OES, manufactured by Hitachi High-Tech Science Corporation, SPS3520UV). The wavelength is not limited to the following as long as it has no interference and high sensitivity. For example, Al can be measured at 167.079 nm, Mg can be measured at 279.553 nm, and Fe can be measured at 259.940 nm. A calibration curve is prepared by adding a standard solution for atomic absorption of each element to a decomposition solution not containing a sample so that the acid concentration is the same as that of the sample solution.
Hereinafter, each constituent component such as a crystalline resin, an amorphous resin and a release agent constituting the toner of the present invention will be described.
<結晶性樹脂>
糸状結晶構造を形成する結晶性樹脂としては、結晶性を有する樹脂であれば特に制限はなく、本技術分野における従来公知の結晶性樹脂を用いることができる。その具体例としては、結晶性ポリエステル樹脂、結晶性ポリウレタン樹脂、結晶性ポリウレア樹脂、結晶性ポリアミド樹脂、結晶性ポリエーテル樹脂等が挙げられる。結晶性樹脂は、単独でも又は2種以上組み合わせても用いることができる。これらのなかでも、低温定着性を良好にできる観点から、結晶性ポリエステル樹脂を用いることが好ましい。
<Crystalline resin>
The crystalline resin forming the thread crystal structure is not particularly limited as long as it is a resin having crystallinity, and conventionally known crystalline resins in this technical field can be used. Specific examples thereof include a crystalline polyester resin, a crystalline polyurethane resin, a crystalline polyurea resin, a crystalline polyamide resin, and a crystalline polyether resin. Crystalline resins can be used singly or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use a crystalline polyester resin from the viewpoint of improving the low-temperature fixability.
ここで、「結晶性ポリエステル樹脂」とは、2価以上のカルボン酸(多価カルボン酸)及びその誘導体と、2価以上のアルコール(多価アルコール)及びその誘導体との重縮合反応によって得られる公知のポリエステル樹脂のうち、示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱変化ではなく、明確な吸熱ピークを有する樹脂をいう。明確な吸熱ピークとは、具体的には、示差走査熱量測定(DSC)において、昇温速度10℃/minで測定した際に、吸熱ピークの半値幅が15℃以内であるピークのことを意味する。 Here, the “crystalline polyester resin” is obtained by a polycondensation reaction between a divalent or higher carboxylic acid (polyvalent carboxylic acid) and a derivative thereof and a divalent or higher alcohol (polyhydric alcohol) and a derivative thereof. Among known polyester resins, in differential scanning calorimetry (DSC), it refers to a resin having a clear endothermic peak rather than a stepwise endothermic change. The clear endothermic peak specifically means a peak in which the half-value width of the endothermic peak is within 15 ° C. when measured at a rate of temperature increase of 10 ° C./min in differential scanning calorimetry (DSC). To do.
多価カルボン酸誘導体としては、多価カルボン酸のアルキルエステル、酸無水物及び酸塩化物が例示でき、多価アルコール誘導体としては、多価アルコールのエステル化合物及びヒドロキシカルボン酸が例示できる。 Examples of the polyvalent carboxylic acid derivatives include alkyl esters, acid anhydrides, and acid chlorides of polyvalent carboxylic acids, and examples of the polyhydric alcohol derivatives include ester compounds of polyhydric alcohols and hydroxycarboxylic acids.
多価カルボン酸とは、1分子中にカルボキシ基を2個以上含有する化合物である。このうち、2価のカルボン酸は1分子中にカルボキシ基を2個含有する化合物であり、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、ピメリン酸、セバシン酸、アゼライン酸、n−ドデシルコハク酸、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などの飽和脂肪族ジカルボン酸;シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸;マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸などの不飽和脂肪族ジカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸などの芳香族ジカルボン酸を挙げることができる。また、2価のカルボン酸以外の多価カルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸などの3価以上の多価カルボン酸を挙げることができる。また、多価カルボン酸の誘導体として、これらカルボン酸化合物の無水物、又は炭素数1〜3のアルキルエステルなどが挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The polyvalent carboxylic acid is a compound containing two or more carboxy groups in one molecule. Of these, divalent carboxylic acids are compounds containing two carboxy groups in one molecule, such as oxalic acid, malonic acid, succinic acid, adipic acid, pimelic acid, sebacic acid, azelaic acid, n-dodecyl. Succinic 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 Saturated aliphatic dicarboxylic acids such as acids; cycloaliphatic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid; unsaturated aliphatic dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, itaconic acid; phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, etc. Aromatic dicarboxylic acids can be mentioned. Examples of polyvalent carboxylic acids other than divalent carboxylic acids include trivalent or higher polyvalent carboxylic acids such as trimellitic acid and pyromellitic acid. Examples of the derivative of the polyvalent carboxylic acid include anhydrides of these carboxylic acid compounds or alkyl esters having 1 to 3 carbon atoms. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
多価アルコールとは、1分子中にヒドロキシ基を2個以上含有する化合物である。このうち、2価のポリオール(ジオール)は1分子中にヒドロキシ基を2個含有する化合物であり、例えば、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオールなどの脂肪族ジオールを挙げることができる。また、2価のポリオール以外のポリオールとしては、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトールなどの3価以上の多価アルコールなどが挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 A polyhydric alcohol is a compound containing two or more hydroxy groups in one molecule. Among these, divalent polyols (diols) are compounds containing two hydroxy groups in one molecule, such as ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butane. Diol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 1,12-dodecanediol And aliphatic diols such as neopentyl glycol and 1,4-butenediol. Examples of polyols other than divalent polyols include trihydric or higher polyhydric alcohols such as glycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane, and sorbitol. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
また、重縮合性モノマーのカルボン酸価数、アルコール価数の選択などによって一部枝分かれや架橋などを有していてもよい。 In addition, the polycondensable monomer may have partial branching or crosslinking depending on selection of the carboxylic acid valence and alcohol valence.
また、本発明の結晶性樹脂を、ハイブリッド構造を有する結晶性樹脂(ハイブリッド樹脂)としてもよいが、糸状結晶構造体を形成させやすくする観点から、ハイブリッド構造を有しない結晶性樹脂とすることが好ましい。
ここでいう、ハイブリッド構造を有する結晶性樹脂とは、「結晶性樹脂セグメント」と「結晶性樹脂以外の樹脂セグメント」が化学的に結合した樹脂である。「結晶性樹脂セグメント」とは、結晶性樹脂に由来する部分を示し、「結晶性樹脂以外の樹脂セグメント」とは、結晶性樹脂以外の樹脂に由来する部分を示す。結晶性樹脂以外の樹脂としては、例えば、スチレンアクリル系樹脂などのビニル系樹脂、ウレタン系樹脂、ウレア系樹脂、結晶性を持たないポリエステル樹脂などが挙げられる。結晶性樹脂以外の樹脂ユニットは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせてもよい。
The crystalline resin of the present invention may be a crystalline resin having a hybrid structure (hybrid resin), but from the viewpoint of facilitating the formation of a thread-like crystal structure, a crystalline resin having no hybrid structure may be used. preferable.
Here, the crystalline resin having a hybrid structure is a resin in which a “crystalline resin segment” and a “resin segment other than the crystalline resin” are chemically bonded. The “crystalline resin segment” indicates a portion derived from a crystalline resin, and the “resin segment other than the crystalline resin” indicates a portion derived from a resin other than the crystalline resin. Examples of the resin other than the crystalline resin include vinyl resins such as styrene acrylic resins, urethane resins, urea resins, and polyester resins having no crystallinity. As the resin unit other than the crystalline resin, one type may be used alone, or two or more types may be combined.
結晶性樹脂の融点(Tm)は、55〜90℃であることが好ましく、より好ましくは65〜85℃である。結晶性樹脂の融点が55〜90℃の範囲内であれば、十分な低温定着性及び優れた耐ホットオフセット性が得られる。なお、結晶性樹脂の融点は、樹脂組成や分子量によって制御することができる。 The melting point (Tm) of the crystalline resin is preferably 55 to 90 ° C, more preferably 65 to 85 ° C. If the melting point of the crystalline resin is within the range of 55 to 90 ° C., sufficient low-temperature fixability and excellent hot offset resistance can be obtained. The melting point of the crystalline resin can be controlled by the resin composition and molecular weight.
結晶性樹脂の融点は、示差熱量分析装置(DSC)により測定することができる。例えば、「ダイアモンドDSC(Diamond DSC)」(パーキンエルマー社製)を用いて行うことができる。測定手順としては、トナー3.0mgをアルミニウム製パンに封入し、ホルダーにセットする。リファレンスの測定には空のアルミニウム製パンを使用し、昇温速度10℃/分で0℃から200℃まで昇温する第1昇温過程、冷却速度10℃/分で200℃から0℃まで冷却する冷却過程、及び昇温速度10℃/分で0℃から200℃まで昇温する第2昇温過程をこの順に経る測定条件(昇温・冷却条件)によってデータを取得する。この測定によって得られるDSC曲線に基づいて、その第2昇温過程における結晶性樹脂に由来する吸熱ピークのピークトップの温度を融点とする。 The melting point of the crystalline resin can be measured with a differential calorimeter (DSC). For example, “Diamond DSC” (manufactured by Perkin Elmer) can be used. As a measurement procedure, 3.0 mg of toner is sealed in an aluminum pan and set in a holder. For the measurement of the reference, an empty aluminum pan was used, the first temperature raising process in which the temperature was raised from 0 ° C. to 200 ° C. at a temperature raising rate of 10 ° C./min, from 200 ° C. to 0 ° C. at a cooling rate of 10 ° C./min. Data is acquired by measurement conditions (temperature increase / cooling conditions) that pass through the cooling process for cooling and the second temperature increasing process for increasing the temperature from 0 ° C. to 200 ° C. at a temperature increase rate of 10 ° C./min. Based on the DSC curve obtained by this measurement, the temperature at the peak top of the endothermic peak derived from the crystalline resin in the second temperature raising process is defined as the melting point.
結晶性樹脂の含有量は、トナー粒子中に含有される樹脂全量に対して、1〜45質量%の範囲内であることが好ましく、5〜45質量%の範囲内であることがより好ましい。結晶性樹脂量が1質量%以上であると、低温定着性の効果を発揮することができ、5質量%以上であるとさらにその効果が大きくなる傾向がある。また、結晶性樹脂量が増加しすぎると、相対的に非晶性ポリエステル樹脂量が減少するため、低温定着性と耐熱保管性を高いレベルで両立できず、トナーの耐熱保管性が悪化する傾向が見られることから45質量%以下であることが好ましい。 The content of the crystalline resin is preferably in the range of 1 to 45% by mass and more preferably in the range of 5 to 45% by mass with respect to the total amount of the resin contained in the toner particles. When the amount of the crystalline resin is 1% by mass or more, the effect of low-temperature fixability can be exhibited, and when it is 5% by mass or more, the effect tends to be further increased. In addition, if the amount of the crystalline resin increases too much, the amount of the amorphous polyester resin decreases relatively, so the low-temperature fixability and the heat-resistant storage property cannot be compatible at a high level, and the heat-resistant storage property of the toner tends to deteriorate. Is preferably 45% by mass or less.
なお、ここでいう結晶性樹脂の含有量とは、結晶性樹脂がハイブリッド構造をとった場合には、結晶性樹脂セグメントと化学的に結合したハイブリッド樹脂の含有量は除くものとする。
また、本発明でいう「トナー粒子中に含有される樹脂全量」とは、トナー粒子中に含まれる樹脂成分の全量を意味し、上述した内添剤や外添剤を含まない。
Note that the content of the crystalline resin referred to here excludes the content of the hybrid resin chemically bonded to the crystalline resin segment when the crystalline resin has a hybrid structure.
Further, the “total amount of resin contained in the toner particles” in the present invention means the total amount of resin components contained in the toner particles, and does not include the above-described internal additives and external additives.
結晶性ポリエステル樹脂の形成方法は特に制限されず、公知のエステル化触媒を利用して、上記多価カルボン酸及び多価アルコールを重縮合する(エステル化する)ことにより当該樹脂を形成することができる。製造方法の詳細については後述する。 The method for forming the crystalline polyester resin is not particularly limited, and the resin may be formed by polycondensation (esterification) of the polyvalent carboxylic acid and the polyhydric alcohol using a known esterification catalyst. it can. Details of the manufacturing method will be described later.
<非晶性樹脂>
非晶性樹脂としては、非晶性ポリエステル樹脂を、トナー粒子中に含有される樹脂の主成分として含有している。ここで「トナー粒子中に含有される樹脂の主成分」とは、トナー粒子中に含有される樹脂全量に対して、50〜99質量%の範囲内で含有することを意味する。また、50〜99%の範囲内で含有しており、50〜95質量%の範囲内で含有することがより好ましく、65〜95質量%で含有することがさらに好ましい。トナー粒子中に含有される樹脂全量に対して、非晶性ポリエステル樹脂量が50質量%以上含有されていると、低温定着性と耐熱保管性を高いレベルで両立でき、65質量%以上であると、さらにその効果が大きくなる傾向がある。また、非晶性ポリエステル樹脂の含有量が増加しすぎると、相対的に結晶性樹脂量が減少して低温定着性向上の効果が弱まることから、トナー粒子中に含有される樹脂全量に対して99質量%以下であり、95質量%以下であることが好ましい。
<Amorphous resin>
As the amorphous resin, an amorphous polyester resin is contained as a main component of the resin contained in the toner particles. Here, “the main component of the resin contained in the toner particles” means containing in the range of 50 to 99 mass% with respect to the total amount of the resin contained in the toner particles. Moreover, it contains within the range of 50-99%, It is more preferable to contain within the range of 50-95 mass%, It is more preferable to contain at 65-95 mass%. When the amount of the amorphous polyester resin is 50% by mass or more with respect to the total amount of the resin contained in the toner particles, both low-temperature fixability and heat-resistant storage stability can be achieved at a high level, and 65% by mass or more. And the effect tends to increase. In addition, if the content of the amorphous polyester resin is excessively increased, the amount of the crystalline resin is relatively decreased and the effect of improving the low-temperature fixability is weakened. Therefore, the total amount of the resin contained in the toner particles is reduced. It is 99 mass% or less, and it is preferable that it is 95 mass% or less.
非晶性ポリエステル樹脂としては、非晶性を有するものであれば特に限定されるものではなく、公知の非晶性ポリエステル樹脂を使用することもできる。ここで、「非晶性ポリエステル樹脂」とは、示差走査熱量測定法(DSC)において、その吸熱量変化で吸熱ピークを有さないポリエステル樹脂のことをいうものである。 The amorphous polyester resin is not particularly limited as long as it has an amorphous property, and a known amorphous polyester resin can also be used. Here, the “amorphous polyester resin” refers to a polyester resin that does not have an endothermic peak due to a change in the endothermic amount in differential scanning calorimetry (DSC).
本発明で用いられる非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、芳香族ジカルボン酸と多価アルコールとを反応させる一般的なポリエステルの重合法で製造することができる。また、非晶性ポリエステル樹脂は、1種の非晶性ポリエステル樹脂でもよいが、2種以上の非晶性ポリエステル樹脂の混合であってもよい。 There is no restriction | limiting in particular as a manufacturing method of the amorphous polyester resin used by this invention, It can manufacture with the general polymerization method of polyester which makes aromatic dicarboxylic acid and a polyhydric alcohol react. Further, the amorphous polyester resin may be one kind of amorphous polyester resin, but may be a mixture of two or more kinds of amorphous polyester resins.
非晶性ポリエステル樹脂を構成する酸成分としては、芳香族ジカルボン酸が好ましく、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、マロン酸、メサコニン酸、イソフタル酸ジメチル、フマル酸、ドデセニルコハク酸等を挙げることができる。これらの中では、イソフタル酸ジメチル、テレフタル酸、ドデセニルコハク酸、トリメリット酸が好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂を構成するアルコール成分としては、多価アルコールが好ましく、例えば、2価又は3価のアルコールとして、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物、グリセリン、ソルビトール、1,4−ソルビタン、トリメチロールプロパン等を挙げることができる。これらの中ではビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物が好ましい。
The acid component constituting the amorphous polyester resin is preferably an aromatic dicarboxylic acid, such as phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, naphthalene-2,6-dicarboxylic acid, malonic acid, mesaconic acid, Examples thereof include dimethyl isophthalate, fumaric acid, dodecenyl succinic acid and the like. Among these, dimethyl isophthalate, terephthalic acid, dodecenyl succinic acid, and trimellitic acid are preferable.
As the alcohol component constituting the amorphous polyester resin, a polyhydric alcohol is preferable. For example, as a divalent or trivalent alcohol, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, Diethylene glycol, triethylene glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, ethylene oxide adduct of bisphenol A, Examples thereof include a propylene oxide adduct of bisphenol A, glycerin, sorbitol, 1,4-sorbitan, trimethylolpropane and the like. Among these, an ethylene oxide adduct of bisphenol A and a propylene oxide adduct of bisphenol A are preferable.
非晶性樹脂としては、上述した非晶性ポリエステル系樹脂以外の樹脂成分として、ビニル系樹脂等を含有してもよい。 As an amorphous resin, you may contain vinyl-type resin etc. as resin components other than the amorphous polyester-type resin mentioned above.
<離型剤(ワックス)>
本発明に係るトナー粒子中に含まれる離型剤としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類、加熱により軟化点を示すシリコーン類;オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド類;カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等の植物系ワックス;ミツロウ等の動物系ワックス;パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の炭化水素系ワックス類、ステアリン酸ステアリル、ベヘン酸ベヘニル、ステアリン酸ブチル、オレイン酸プロピル、モノステアリン酸グリセリド、ジステアリン酸グリセリド、ペンタエリスリトールテトラベヘン酸エステル、ジエチレングリコールモノステアレート、ジプロピレングリコールジステアレート、ジステアリン酸ジグリセリド、ソルビタンモノステアレート、コレステリルステアレート等のエステルワックス類などを挙げることができる。これらは1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。低温定着性及び離型性を得る観点から、その融点が50〜95℃であるものを用いることが好ましい。
<Release agent (wax)>
Examples of the release agent contained in the toner particles according to the present invention include low molecular weight polyolefins such as polyethylene, polypropylene, and polybutene; silicones that exhibit a softening point upon heating; oleic acid amide, erucic acid amide, ricinoleic acid amide, stearin Fatty acid amides such as acid amides; plant waxes such as carnauba wax, rice wax, candelilla wax, tree wax and jojoba oil; animal waxes such as beeswax; carbonization such as paraffin wax, microcrystalline wax and Fischer-Tropsch wax Hydrogen waxes, stearyl stearate, behenyl behenate, butyl stearate, propyl oleate, monostearic glyceride, glyceryl distearate, pentaerythritol tetrabehenate, diethylene Recall monostearate, dipropylene glycol distearate, distearate diglycerides, may be mentioned sorbitan monostearate, ester waxes such as cholesteryl stearate and the like. These can be used alone or in combination of two or more. From the viewpoint of obtaining low-temperature fixability and releasability, it is preferable to use one having a melting point of 50 to 95 ° C.
離型剤の含有量は、トナー粒子中に含有される樹脂全量に対して2〜20質量%の範囲内であることが好ましい。
また、本発明に係る結晶性樹脂の糸状結晶構造体が形成されやすくする観点から、離型剤としてモノエステルワックス類を用いることが特に好ましい。これは、離型剤と、トナー粒子中の結晶性樹脂や非晶性樹脂との親和性のバランスにより、本発明に係る離型剤と結晶性樹脂がそれぞれ独立して存在しやすくなるためであると考えられる。
The content of the release agent is preferably in the range of 2 to 20% by mass with respect to the total amount of resin contained in the toner particles.
Moreover, it is particularly preferable to use monoester waxes as a release agent from the viewpoint of facilitating the formation of the crystalline resin thread crystal structure according to the present invention. This is because the release agent and the crystalline resin according to the present invention are likely to exist independently due to the balance of the affinity between the release agent and the crystalline resin or amorphous resin in the toner particles. It is believed that there is.
<着色剤>
本発明に係るトナー粒子には、着色剤を含んでも良い。着色剤としては、カーボンブラック、黒色酸化鉄、染料、顔料等が挙げられる。
<Colorant>
The toner particles according to the present invention may contain a colorant. Examples of the colorant include carbon black, black iron oxide, dye, and pigment.
カーボンブラックとしては、例えばチャンネルブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラックなどが挙げられ、黒色酸化鉄としては、例えばマグネタイト、ヘマタイト、三酸化チタン鉄などが挙げられる。 Examples of carbon black include channel black, furnace black, acetylene black, thermal black, and lamp black. Examples of black iron oxide include magnetite, hematite, and iron iron trioxide.
染料としては、例えばC.I.ソルベントレッド1、同49、同52、同58、同63、同111、同122、C.I.ソルベントイエロー19、同44、同77、同79、同81、同82、同93、同98、同103、同104、同112、同162、C.I.ソルベントブルー25、同36、同60、同70、同93、同95などが挙げられる。 Examples of the dye include C.I. I. Solvent Red 1, 49, 52, 58, 63, 111, 122, C.I. I. Solvent Yellow 19, 44, 77, 79, 81, 82, 93, 98, 103, 104, 112, 162, C.I. I. Solvent Blue 25, 36, 60, 70, 93, 95 and the like.
顔料としては、例えばC.I.ピグメントレッド5、同48:1、同48:3、同53:1、同57:1、同81:4、同122、同139、同144、同149、同150、同166、同177、同178、同222、同238、同269、C.I.ピグメントオレンジ31、同43、C.I.ピグメントイエロー14、同17、同74、同93、同94、同138、同155、同156、同158、同180、同185、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントブルー15:3、同60などが挙げられる。
Examples of the pigment include C.I. I.
各色のトナーを得るための着色剤は、各色について、1種単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。トナー粒子中の着色剤の含有割合は、1〜10質量%であることが好ましい。 The colorant for obtaining the toner of each color can be used singly or in combination of two or more for each color. The content ratio of the colorant in the toner particles is preferably 1 to 10% by mass.
<荷電制御剤>
本発明に係るトナー粒子には、荷電制御剤を含んでもよい。荷電制御剤の例としては、例えば、サリチル酸誘導体の亜鉛やアルミニウムによる金属錯体(サリチル酸金属錯体)、カリックスアレーン化合物、有機ホウ素化合物、及び含フッ素4級アンモニウム塩化合物などを挙げることができる。
<Charge control agent>
The toner particles according to the present invention may contain a charge control agent. Examples of charge control agents include metal complexes of salicylic acid derivatives with zinc or aluminum (salicylic acid metal complexes), calixarene compounds, organic boron compounds, and fluorine-containing quaternary ammonium salt compounds.
荷電制御剤の含有割合は、トナー中の樹脂成分100質量部に対して通常0.1〜10質量部であることが好ましく、0.5〜5質量部であることがより好ましい。 The content of the charge control agent is usually preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component in the toner.
<外添剤>
本発明に係るトナー粒子には、トナーとしての帯電性能や流動性、又はクリーニング性を向上させる観点から、その表面に公知の無機微粒子や有機微粒子などの微粒子や、滑剤等を外添剤として添加することが好ましい。外添剤としては種々のものを組み合わせて使用してもよい。
外添剤として添加される微粒子としては、例えば、シリカ微粒子、アルミナ微粒子及びチタニア微粒子などの無機酸化物微粒子や、ステアリン酸アルミニウム微粒子、ステアリン酸亜鉛微粒子などの無機ステアリン酸化合物微粒子、又はチタン酸ストロンチウム微粒子、チタン酸亜鉛微粒子などの無機チタン酸化合物微粒子などが挙げられる。
<External additive>
To the toner particles according to the present invention, fine particles such as known inorganic fine particles and organic fine particles, lubricants and the like are added as external additives on the surface from the viewpoint of improving the charging performance, fluidity, and cleaning properties of the toner. It is preferable to do. Various external additives may be used in combination.
Examples of the fine particles added as the external additive include inorganic oxide fine particles such as silica fine particles, alumina fine particles and titania fine particles, inorganic stearate compound fine particles such as aluminum stearate fine particles and zinc stearate fine particles, or strontium titanate. Inorganic titanate compound fine particles such as fine particles and zinc titanate fine particles can be mentioned.
これら外添剤のなかでも、平均粒子径が0.1〜1.0μmの範囲内の大径シリカ微粒子をトナー母体粒子に添加することが好ましい。大径シリカ微粒子の粒子径を0.1μm以上とすることにより、定着部材と接する表面に硬い成分を存在させることができ、定着分離性を向上させることができる。また、大径シリカ微粒子の粒子径を1.0μm以下とすることにより、トナー粒子に付着しやすくして外添剤の効果を得ることができる。 Among these external additives, it is preferable to add large-diameter silica fine particles having an average particle diameter of 0.1 to 1.0 μm to the toner base particles. By setting the particle diameter of the large-diameter silica fine particles to 0.1 μm or more, a hard component can be present on the surface in contact with the fixing member, and fixing separation property can be improved. Further, when the particle diameter of the large silica fine particles is 1.0 μm or less, it is easy to adhere to the toner particles, and the effect of the external additive can be obtained.
さらには、これら外添剤のなかで、平均粒子径が0.5〜3.0μmの範囲内の微粒子等のチタン酸化合物微粒子を、トナー母体粒子に添加することが好ましい。チタン酸化合物微粒子の粒子径を0.5μm以上とすることにより、正帯電性のチタン酸化合物微粒子が、疑似キャリアのように作用することで、帯電量分布を狭くでき、トナー飛散を抑えることができる。また、チタン酸化合物微粒子の粒子径を3.0μm以下とすることにより、正帯電性のチタン酸化合物微粒子が、抵抗を下げすぎることによる転写不良を防ぐことができる。 Further, among these external additives, it is preferable to add titanic acid compound fine particles such as fine particles having an average particle diameter in the range of 0.5 to 3.0 μm to the toner base particles. By setting the particle diameter of the titanate compound fine particles to 0.5 μm or more, the positively chargeable titanate compound fine particles act like a pseudo carrier, so that the charge amount distribution can be narrowed and toner scattering can be suppressed. it can. In addition, when the particle diameter of the titanate compound fine particles is 3.0 μm or less, transfer defects due to excessively low resistance of the positively chargeable titanate compound fine particles can be prevented.
滑剤としては、ステアリン酸の亜鉛、アルミニウム、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、オレイン酸の亜鉛、マンガン、鉄、銅、マグネシウム等の塩、パルミチン酸の亜鉛、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、リノール酸の亜鉛、カルシウム等の塩、リシノール酸の亜鉛、カルシウム等の塩等の高級脂肪酸の金属塩が挙げられる。
これら外添剤は、耐熱保管性及び環境安定性の観点から、シランカップリング剤やチタンカップリング剤、高級脂肪酸又はシリコーンオイルなどによって表面処理が行われたものであってもよい。
As a lubricant, a salt of zinc stearate, aluminum, copper, magnesium, calcium, etc., a salt of zinc oleate, manganese, iron, copper, magnesium, etc., a salt of zinc palmitate, copper, magnesium, calcium, etc., Examples thereof include metal salts of higher fatty acids such as zinc linoleic acid salts such as zinc and calcium, and zinc ricinoleic acid salts such as zinc and calcium.
These external additives may be subjected to surface treatment with a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a higher fatty acid, silicone oil, or the like from the viewpoint of heat-resistant storage stability and environmental stability.
これらの外添剤の添加量は、トナー母体粒子100質量部に対して、好ましくは0.05〜5質量部である。 The amount of these external additives added is preferably 0.05 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the toner base particles.
[静電潜像現像用トナーの製造方法]
トナー粒子を製造する方法としては、例えば、粉砕法、懸濁重合法、ミニエマルション法、乳化凝集法、その他の公知の方法などを挙げることができるが、本発明のトナー粒子を製造する方法としては、乳化凝集法が好ましい。
[Method for producing toner for developing electrostatic latent image]
Examples of the method for producing toner particles include a pulverization method, a suspension polymerization method, a miniemulsion method, an emulsion aggregation method, and other known methods. Examples of the method for producing the toner particles of the present invention include: Is preferably an emulsion aggregation method.
本発明のトナーの製造方法は、少なくとも結着樹脂と離型剤を含有し、必要に応じて着色剤や荷電制御剤などのトナー構成成分を含有するトナー粒子からなるトナーを製造する方法であって、水系媒体中に、少なくとも結晶性樹脂微粒子、非晶性樹脂微粒子及び離型剤微粒子が分散されてなる分散液に、凝集剤を添加することにより、これらの微粒子を凝集して凝集粒子を形成する工程を有する方法である。 The method for producing a toner of the present invention is a method for producing a toner comprising toner particles containing at least a binder resin and a release agent and, if necessary, toner constituents such as a colorant and a charge control agent. Then, by adding an aggregating agent to a dispersion liquid in which at least crystalline resin fine particles, amorphous resin fine particles and release agent fine particles are dispersed in an aqueous medium, these fine particles are aggregated to form aggregated particles. It is a method which has the process of forming.
ここで、本発明に係るトナー粒子を製造する方法としては、結晶性樹脂微粒子の分散液と非晶性樹脂微粒子の分散液をそれぞれ別々に調製して、金属塩を含有する凝集剤を用いて凝集することが望ましい。分散液中の結晶性樹脂微粒子の粒子径を制御することによって、非晶性樹脂中での結晶性樹脂微粒子のドメイン径を制御することができ、本発明に係る結晶性樹脂の糸状結晶構造体を形成することができる。さらに、トナー母体粒子を形成した後、冷却後に再度昇温して、十分結晶化できる時間を適宜付与することで、結晶性樹脂の糸状結晶構造体の長軸径を制御することができる。 Here, as a method for producing toner particles according to the present invention, a dispersion of crystalline resin fine particles and a dispersion of amorphous resin fine particles are prepared separately, and a flocculant containing a metal salt is used. Aggregation is desirable. By controlling the particle diameter of the crystalline resin fine particles in the dispersion, the domain diameter of the crystalline resin fine particles in the amorphous resin can be controlled, and the crystalline resin thread-like crystal structure according to the present invention Can be formed. Furthermore, after the toner base particles are formed, the temperature is increased again after cooling, and the long axis diameter of the crystalline resin filamentous crystal structure can be controlled by appropriately giving a time for sufficient crystallization.
上述した本発明のトナーの製造方法について、一例を示して説明する。例えば、トナー構成成分として着色剤、結晶性樹脂、非晶性樹脂及び離型剤を含有するトナー粒子を得る場合には、以下の工程を含む製造方法によって製造することができる。 The above-described method for producing the toner of the present invention will be described with reference to an example. For example, when obtaining toner particles containing a colorant, a crystalline resin, an amorphous resin and a release agent as toner constituents, the toner can be produced by a production method including the following steps.
(1)着色剤微粒子の分散液を調製する工程
(2)結晶性樹脂微粒子の分散液を調製する工程
(3)非晶性樹脂微粒子の分散液を調製する工程
(4)離型剤微粒子の分散液を調製する工程
(5)水系媒体中に、着色剤微粒子、結晶性樹脂微粒子、非晶性樹脂微粒子及び離型剤微粒子が分散されてなる分散液に、凝集剤を添加することにより、コア粒子を形成するコア粒子形成工程
(6)必要に応じて、コア粒子が分散されてなる水系媒体中に、シェル樹脂微粒子を添加してコア粒子の表面にシェル樹脂微粒子を凝集、融着させてコア・シェル構造を有するトナー粒子を形成するシェル化工程
(7)凝集粒子を熱エネルギーによって熟成させることにより、形状を制御してトナー粒子を形成する熟成工程
(8)必要に応じて、冷却後に結晶性樹脂の結晶化を進める結晶成長化工程
(9)トナー粒子の分散系からトナー粒子を濾別し、当該トナー粒子から凝集剤、凝集停止剤、界面活性剤などを除去する濾過・洗浄工程
(10)洗浄処理されたトナー粒子を乾燥する乾燥工程
(11)乾燥処理されたトナー粒子に外添剤を添加する工程
なお、以下の説明において、上記(5)から(8)までの工程は、トナー母体粒子形成工程ともいう。
(1) Step of preparing a dispersion of colorant fine particles (2) Step of preparing a dispersion of crystalline resin fine particles (3) Step of preparing a dispersion of amorphous resin fine particles (4) Release agent fine particles Step (5) of preparing a dispersion liquid By adding a flocculant to a dispersion liquid in which colorant fine particles, crystalline resin fine particles, amorphous resin fine particles and release agent fine particles are dispersed in an aqueous medium, Core particle forming step for forming core particles (6) If necessary, shell resin fine particles are added to an aqueous medium in which the core particles are dispersed to aggregate and fuse the shell resin fine particles on the surface of the core particles. A shell forming step for forming toner particles having a core-shell structure (7) an aging step for controlling the shape of the aggregated particles by aging the aggregated particles by thermal energy (8) cooling if necessary Later crystalline tree (9) Filtration / washing step (10) for separating toner particles from the toner particle dispersion system and removing flocculant, aggregation terminator, surfactant, etc. from the toner particles. Drying step of drying washed toner particles (11) Step of adding external additive to dried toner particles In the following description, the steps (5) to (8) are the toner base It is also called a particle formation process.
<(1)着色剤微粒子の分散液を調製する工程>
着色剤微粒子の分散液は、着色剤を水系媒体中に分散することにより調製することができる。着色剤の分散処理は、着色剤が均一に分散されることから、水系媒体中において界面活性剤濃度を臨界ミセル濃度(CMC)以上にした状態で行われることが好ましい。着色剤の分散処理に使用する分散機としては、公知の種々の分散機を用いることができる。この着色剤微粒子の分散液を調製する工程において調製される分散液中の着色剤微粒子の分散径は、体積基準のメジアン径で10〜300nmの範囲内であることが好ましい。この着色剤微粒子分散液中の着色剤微粒子の体積基準のメジアン径は、例えば、「マイクロトラックUPA−150」(日機装社製)を用いて動的光散乱法によって測定することができる。
<(1) Step of Preparing Colorant Fine Particle Dispersion>
A dispersion of colorant fine particles can be prepared by dispersing a colorant in an aqueous medium. The colorant dispersion treatment is preferably performed in a state where the surfactant concentration in the aqueous medium is not less than the critical micelle concentration (CMC) since the colorant is uniformly dispersed. Various known dispersers can be used as a disperser used for the dispersion treatment of the colorant. The dispersion diameter of the colorant fine particles in the dispersion prepared in the step of preparing the colorant fine particle dispersion is preferably in the range of 10 to 300 nm in terms of volume-based median diameter. The volume-based median diameter of the colorant fine particles in this colorant fine particle dispersion can be measured by a dynamic light scattering method using, for example, “Microtrack UPA-150” (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
<(2)結晶性樹脂微粒子の分散液を調製する工程>
本工程は、下記工程を含んで構成されることが好ましい。
(A−1)結晶性ポリエステル樹脂合成工程
(A−2)結晶性ポリエステル樹脂溶液調製工程
(A−3)脱溶剤工程
<(2) Step of preparing a dispersion of crystalline resin fine particles>
This step is preferably configured to include the following steps.
(A-1) Crystalline polyester resin synthesis step (A-2) Crystalline polyester resin solution preparation step (A-3) Solvent removal step
(A−1)結晶性ポリエステル樹脂合成工程
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、多価カルボン酸及び多価アルコールとを反応させる一般的なポリエステル重合法で製造することができ、例えば、直接重縮合、エステル交換法等を、モノマーの種類によって使い分けて製造する。結晶性ポリエステル樹脂の製造の際に使用可能な触媒としては、ナトリウム、リチウム等のアルカリ金属化合物;マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属化合物;亜鉛、マンガン、アンチモン、チタン、スズ、ジルコニウム、ゲルマニウム等の金属化合物;亜リン酸化合物、リン酸化合物、及びアミン化合物等が挙げられ、具体的には、以下の化合物が挙げられる。例えば、酢酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、酢酸リチウム、炭酸リチウム、酢酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム、酢酸マグネシウム、酢酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛、塩化亜鉛、酢酸マンガン、ナフテン酸マンガン、チタンテトラエトキシド、チタンテトラプロポキシド、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラブトキサイド、三酸化アンチモン、トリフェニルアンチモン、トリブチルアンチモン、ギ酸スズ、シュウ酸スズ、テトラフェニルスズ、ジブチルスズジクロライド、ジブチルスズオキシド、ジフェニルスズオキシド、ジルコニウムテトラブトキシド、ナフテン酸ジルコニウム、炭酸ジルコニール、酢酸ジルコニール、ステアリン酸ジルコニール、オクチル酸ジルコニール、酸化ゲルマニウム、トリフェニルホスファイト、トリス(2,4−t−ブチルフェニル)ホスファイト、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド、トリエチルアミン、トリフェニルアミン等の化合物が挙げられる。
(A-1) Crystalline polyester resin synthesis step The method for producing the crystalline polyester resin is not particularly limited, and can be produced by a general polyester polymerization method in which a polyvalent carboxylic acid and a polyhydric alcohol are reacted. For example, direct polycondensation, transesterification, etc. are used separately depending on the type of monomer. Catalysts that can be used in the production of the crystalline polyester resin include alkali metal compounds such as sodium and lithium; alkaline earth metal compounds such as magnesium and calcium; zinc, manganese, antimony, titanium, tin, zirconium, germanium, etc. Metal compounds; phosphorous acid compounds, phosphoric acid compounds, amine compounds, and the like. Specific examples include the following compounds. For example, sodium acetate, sodium carbonate, lithium acetate, lithium carbonate, calcium acetate, calcium stearate, magnesium acetate, zinc acetate, zinc stearate, zinc naphthenate, zinc chloride, manganese acetate, manganese naphthenate, titanium tetraethoxide, titanium Tetrapropoxide, titanium tetraisopropoxide, titanium tetrabutoxide, antimony trioxide, triphenylantimony, tributylantimony, tin formate, tin oxalate, tetraphenyltin, dibutyltin dichloride, dibutyltin oxide, diphenyltin oxide, zirconium tetrabutoxide, Zirconium naphthenate, zirconyl carbonate, zirconyl acetate, zirconyl stearate, zirconyl octylate, germanium oxide, trifer Ruhosufaito, tris (2, 4-t-butylphenyl) phosphite, ethyltriphenylphosphonium bromide, triethylamine, compounds such as triphenyl amine.
(A−2)結晶性ポリエステル樹脂溶液調製工程
上記のようにして合成した結晶性ポリエステル樹脂を有機溶剤に溶解し、結晶性ポリエステル樹脂溶液を調製する。その後、当該結晶性ポリエステル溶液を、水系媒体中に乳化分散させることにより、結晶性ポリエステル溶液よりなる油滴を形成する。この工程においては、転相乳化法により調製されたものを用いると、ポリエステルのカルボキシ基の安定性を変化させることによって油滴を均一分散させることができ、機械乳化法のように無理矢理せん断力で分散させない点で優れている。「転相乳化法」では、有機溶媒に樹脂を溶解し、樹脂溶解液を得る溶解工程と、樹脂溶解液に中和剤を投入する中和工程と、中和後の樹脂溶解液を水系分散媒中に乳化分散させ、樹脂乳化液を得る乳化工程と、樹脂乳化液から有機溶媒を除去する脱溶媒工程と、を経ることで、樹脂微粒子の分散液が得られる。なお、分散液中の樹脂微粒子の粒径は、中和剤添加量を変更することによって制御可能である。中和剤添加量が少ない、すなわち、中和度が低いほど、分散液中の樹脂微粒子の粒径は大きくなる傾向が見られる。
(A-2) Crystalline polyester resin solution preparation step The crystalline polyester resin synthesized as described above is dissolved in an organic solvent to prepare a crystalline polyester resin solution. Thereafter, the crystalline polyester solution is emulsified and dispersed in an aqueous medium to form oil droplets made of the crystalline polyester solution. In this process, oil prepared by the phase inversion emulsification method can be used to uniformly disperse the oil droplets by changing the stability of the carboxy group of the polyester. It is excellent in that it is not dispersed. In the “phase inversion emulsification method”, a resin is dissolved in an organic solvent to obtain a resin solution, a neutralization step in which a neutralizer is added to the resin solution, and the neutralized resin solution is dispersed in an aqueous system. By passing through an emulsification step of emulsifying and dispersing in a medium to obtain a resin emulsion, and a desolvation step of removing the organic solvent from the resin emulsion, a dispersion of resin fine particles is obtained. The particle size of the resin fine particles in the dispersion can be controlled by changing the amount of neutralizing agent added. There is a tendency that the smaller the neutralizer addition amount, that is, the lower the neutralization degree, the larger the particle size of the resin fine particles in the dispersion.
(有機溶剤)
有機溶剤としては、結晶性ポリエステル樹脂を溶解可能であればよく、酢酸エチル、メチルエチルケトン、トルエンなどを好ましく用いることができる。
(Organic solvent)
The organic solvent only needs to dissolve the crystalline polyester resin, and ethyl acetate, methyl ethyl ketone, toluene and the like can be preferably used.
(水系媒体)
本実施形態において、「水系媒体」とは、水50〜100質量%と、水溶性の有機溶媒0〜50質量%とからなる媒体をいう。水溶性の有機溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフランを例示することができ、樹脂を溶解しないアルコール系有機溶媒を用いることが好ましい。また、水系媒体には、必要に応じて、アミンやアンモニアが溶解されていてもよい。
(Aqueous medium)
In the present embodiment, the “aqueous medium” refers to a medium composed of 50 to 100% by mass of water and 0 to 50% by mass of a water-soluble organic solvent. Examples of the water-soluble organic solvent include methanol, ethanol, isopropanol, butanol, acetone, methyl ethyl ketone, and tetrahydrofuran. It is preferable to use an alcohol-based organic solvent that does not dissolve the resin. In addition, amine or ammonia may be dissolved in the aqueous medium as necessary.
(界面活性剤)
上記の水系媒体中においては、必要に応じて、通常のカチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤などの界面活性剤が溶解されていてもよい。界面活性剤としては、結晶性ポリエステル樹脂による油滴の分散安定性に優れ、また、温度変化に対する安定性が得られることから、アニオン系界面活性剤を用いることが好ましい。アニオン系界面活性剤としては、例えば、オレイン酸ナトリウムなどの高級脂肪酸塩類;ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのアルキルアリールスルホン酸塩類;ラウリル硫酸ナトリウムなどのアルキル硫酸エステル塩類;ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリエトキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウムなどのポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩類;ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル硫酸ナトリウムなどのポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル硫酸エステル塩類;モノオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルスルホコハク酸ナトリウムなどのアルキルスルホコハク酸エステル塩、及びその誘導体類などを挙げることができる。以上の界面活性剤は、所望に応じて、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
(Surfactant)
In the above aqueous medium, a surfactant such as a normal cationic surfactant, an anionic surfactant, an amphoteric surfactant, and a nonionic surfactant may be dissolved as necessary. As the surfactant, it is preferable to use an anionic surfactant because it is excellent in dispersion stability of oil droplets by the crystalline polyester resin, and stability against temperature change is obtained. Examples of the anionic surfactant include higher fatty acid salts such as sodium oleate; alkyl aryl sulfonates such as sodium dodecylbenzene sulfonate; alkyl sulfate salts such as sodium lauryl sulfate; polyoxyethylene lauryl ether sodium sulfate; Polyoxyethylene alkyl ether sulfates such as sodium polyethoxyethylene lauryl sulfate; polyoxyethylene alkyl aryl ether sulfates such as sodium polyoxyethylene nonylphenyl ether; sodium monooctyl sulfosuccinate, sodium dioctyl sulfosuccinate, poly Alkyl sulfosuccinic acid ester salts such as sodium oxyethylene lauryl sulfosuccinate and derivatives thereof Etc. can be mentioned. The above surfactants can be used singly or in combination of two or more as desired.
(A−3)脱溶剤工程
工程(A−2)において形成された油滴から、有機溶剤を留去することにより、結晶性ポリエステル樹脂の微粒子が生成され、結晶性ポリエステル樹脂微粒子の分散液が調製される。有機溶剤の留去は、具体的には、真空度が400〜50000Paの範囲内とされた状態において、かつ、30〜50℃の範囲内の温度において行うことが好ましい。
(A-3) Solvent removal step By removing the organic solvent from the oil droplets formed in the step (A-2), fine particles of the crystalline polyester resin are produced, and a dispersion of the crystalline polyester resin fine particles is obtained. Prepared. Specifically, the organic solvent is preferably distilled off in a state where the degree of vacuum is in the range of 400 to 50000 Pa and at a temperature in the range of 30 to 50 ° C.
結晶性ポリエステル樹脂の微粒子の粒径は、例えば体積基準のメジアン径で30〜500nmの範囲内にあることが好ましい。結晶性ポリエステル樹脂の微粒子の粒径は、例えば、「マイクロトラックUPA−150」(日機装社製)を用いて動的光散乱法によって測定することができる。
結晶性ポリエステル樹脂のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定される重量平均分子量は、5000〜100000の範囲内であることが好ましく、より好ましくは10000〜50000の範囲内である。分子量が5000以上であると、非晶性ポリエステル樹脂と相溶することが抑制され、耐熱性の悪化が抑制される。100000以下であると、低温定着性の悪化を抑制できる。
The particle size of the crystalline polyester resin particles is preferably in the range of 30 to 500 nm, for example, in terms of volume-based median diameter. The particle size of the fine particles of the crystalline polyester resin can be measured by a dynamic light scattering method using, for example, “Microtrac UPA-150” (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
It is preferable that the weight average molecular weight measured by the gel permeation chromatography (GPC) of crystalline polyester resin exists in the range of 5000-100000, More preferably, it exists in the range of 10000-50000. When the molecular weight is 5000 or more, compatibility with the amorphous polyester resin is suppressed, and deterioration of heat resistance is suppressed. When it is 100,000 or less, deterioration of low-temperature fixability can be suppressed.
<(3)非晶性樹脂微粒子の分散液を調製する工程>
本工程は、下記工程を含んで構成されることが好ましい。
<(3) Step of preparing a dispersion of amorphous resin fine particles>
This step is preferably configured to include the following steps.
(B−1)非晶性ポリエステル樹脂合成工程
(B−2)非晶性ポリエステル樹脂溶液調製工程
(B−3)脱溶剤工程
(B-1) Amorphous polyester resin synthesis step (B-2) Amorphous polyester resin solution preparation step (B-3) Solvent removal step
(B−1)から(B−3)までの具体的な合成、調製及び脱溶剤工程については、前記結晶性ポリエステル分散液調製工程における(A−1)から(A−3)までの工程に準ずるので省略する。 The specific synthesis, preparation and solvent removal steps from (B-1) to (B-3) are the same as the steps from (A-1) to (A-3) in the crystalline polyester dispersion preparation step. It will be omitted because it conforms.
非晶性ポリエステル樹脂の微粒子の粒径は、体積基準のメジアン径が50〜300nmの範囲内であることが好ましい。非晶性ポリエステル樹脂の微粒子の粒径は、例えば、「マイクロトラックUPA−150」(日機装社製)を用いて動的光散乱法によって測定されるものである。 As for the particle diameter of the fine particles of the amorphous polyester resin, the volume-based median diameter is preferably in the range of 50 to 300 nm. The particle diameter of the fine particles of the amorphous polyester resin is measured by a dynamic light scattering method using, for example, “Microtrac UPA-150” (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
非晶性ポリエステル樹脂のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定される重量平均分子量は、5000〜100000の範囲内であることが好ましく、より好ましくは5000〜50000の範囲内である。分子量が5000以上であると、耐熱保管性の悪化を抑制できる。100000以下であると、低温定着性の悪化を抑制できる。 The weight average molecular weight of the amorphous polyester resin measured by gel permeation chromatography (GPC) is preferably in the range of 5,000 to 100,000, more preferably in the range of 5,000 to 50,000. When the molecular weight is 5000 or more, deterioration of heat resistant storage stability can be suppressed. When it is 100,000 or less, deterioration of low-temperature fixability can be suppressed.
<(4)離型剤微粒子の分散液を調製する工程>
離型剤微粒子分散液の調製は、離型剤を水系媒体中に微粒子状に分散させて行う。
当該水系媒体は上記「2.結晶性樹脂微粒子の分散液を調製する工程」の項で説明したとおりであり、この水系媒体中には、分散安定性を向上させる目的で、界面活性剤や樹脂微粒子などが添加されていても良い。
<(4) Step of preparing a dispersion of release agent fine particles>
The release agent fine particle dispersion is prepared by dispersing the release agent in the form of fine particles in an aqueous medium.
The aqueous medium is as described in the above-mentioned section of “2. Preparation of dispersion of crystalline resin fine particles”. In this aqueous medium, a surfactant or resin is used for the purpose of improving dispersion stability. Fine particles or the like may be added.
離型剤微粒子の分散は、機械的エネルギーを利用して行うことができ、このような分散機としては、特に限定されるものではなく、例えば、高圧式ホモジナイザー、回転せん断型ホモジナイザー、超音波分散機、高圧衝撃式分散機や、メディアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミルなどの一般的な分散方法を使用することができ、なんら制限されるものではない。 Dispersion of the release agent fine particles can be performed using mechanical energy, and such a disperser is not particularly limited, and examples thereof include a high-pressure homogenizer, a rotary shearing homogenizer, and an ultrasonic dispersion. A general dispersion method such as a machine, a high-pressure impact disperser, a ball mill having media, a sand mill, or a dyno mill can be used, and is not limited at all.
離型剤微粒子分散液における離型剤微粒子の含有量は、10〜50質量%の範囲内とすることが好ましく、15〜40質量%の範囲内とすることがより好ましい。このような範囲内であると、ホットオフセット防止及び分離性確保の効果が得られる。 The content of the release agent fine particles in the release agent fine particle dispersion is preferably in the range of 10 to 50% by mass, and more preferably in the range of 15 to 40% by mass. Within such a range, effects of preventing hot offset and ensuring separability can be obtained.
<(5〜8)トナー母体粒子形成工程>
トナー母体粒子形成工程においては、結晶性樹脂微粒子(結晶性ポリエステル樹脂微粒子)、非晶性樹脂微粒子(非晶性ポリエステル樹脂微粒子)、離型剤微粒子及び着色剤微粒子とともに、必要に応じて、荷電制御剤などのその他のトナー構成成分の粒子を凝集させることもできる。
<(5-8) Toner base particle forming step>
In the toner base particle forming step, the crystalline resin fine particles (crystalline polyester resin fine particles), the amorphous resin fine particles (amorphous polyester resin fine particles), the release agent fine particles and the colorant fine particles are charged as necessary. It is also possible to agglomerate particles of other toner components such as a control agent.
ここで、各種材料の分散液の添加順序や分割添加により、本発明に係るトナー粒子内の結晶構造を制御することが可能である。具体的には、まず、結晶性樹脂微粒子の分散液の一部と離型剤微粒子の分散液の一部を凝集剤で凝集させた後に、非晶性樹脂微粒子の分散液を添加し、続いて、残りの結晶性樹脂微粒子の分散液と離型剤微粒子の分散液を添加して凝集剤で凝集させ、最終的に、トナー母体粒子を形成することができる。このとき、先に添加した結晶性樹脂微粒子と離型剤微粒子が連結結晶構造体を形成し、後に添加した結晶性樹脂微粒子と離型剤微粒子が、連結結晶構造体を形成しない状態で存在する確率が高くなると推測している。ここで、後に添加した結晶性樹脂微粒子は、そのドメインの中で糸状結晶構造体を形成し、添加した結晶性樹脂の構造や分散粒子径や、後述する結晶成長化工程によって、糸状結晶構造体の平均長径を制御することができる。 Here, the crystal structure in the toner particles according to the present invention can be controlled by the order of addition of the dispersions of various materials and the divided addition. Specifically, first, a part of the dispersion liquid of the crystalline resin fine particles and a part of the dispersion liquid of the release agent fine particles are aggregated with the flocculant, and then the dispersion liquid of the amorphous resin fine particles is added. Then, the remaining dispersion of the crystalline resin fine particles and the dispersion of the release agent fine particles are added and agglomerated with an aggregating agent to finally form toner base particles. At this time, the previously added crystalline resin fine particles and the release agent fine particles form a linked crystal structure, and the later added crystalline resin fine particles and the release agent fine particles exist in a state that does not form a linked crystal structure. I guess the probability will be higher. Here, the crystalline resin fine particles added later form a thread-like crystal structure in the domain, and depending on the structure of the added crystalline resin, the dispersed particle size, and the crystal growth process described later, The average major axis can be controlled.
結晶性ポリエステル樹脂微粒子、非晶性ポリエステル樹脂微粒子、離型剤微粒子及び着色剤微粒子を凝集、融着する具体的な方法としては、水系媒体中に凝集剤を臨界凝集濃度以上となるよう添加し、次いで、樹脂粒子のガラス転移点以上であって、かつ、これら混合物の融解ピーク温度以下の温度に加熱することによって、結晶性ポリエステル樹脂微粒子、非晶性ポリエステル樹脂微粒子、離型剤微粒子及び着色剤微粒子などの粒子の塩析を進行させると同時に、融着を並行して進め、所望の粒子径まで成長したところで、凝集停止剤を添加するか、pHを調整するなどして粒子成長を停止させ、さらに、必要に応じて粒子形状を制御するために加熱を継続して行う方法である。
この方法においては、凝集剤を添加した後に放置する時間をできるだけ短くして速やかに、これらの樹脂粒子のガラス転移点以上であって、かつ、これら混合物の融解ピーク温度以下の温度に加熱することが好ましい。この理由は明確ではないが、塩析した後の放置時間によっては粒子の凝集状態が変動して粒径分布が不安定になったり、融着させた粒子の表面性が変動したりする問題が発生することが懸念されるためである。この昇温までの時間としては通常30分間以内であることが好ましく、10分間以内であることがより好ましい。また、昇温速度としては1℃/分以上であることが好ましい。昇温速度の上限は特に規定されるものではないが、急速な融着の進行による粗大粒子の発生を抑制する観点から、15℃/分以下とすることが好ましい。
As a specific method for aggregating and fusing the crystalline polyester resin fine particles, the amorphous polyester resin fine particles, the release agent fine particles, and the colorant fine particles, an aggregating agent is added to an aqueous medium so as to have a critical aggregation concentration or more. Then, by heating to a temperature not lower than the glass transition point of the resin particles and not higher than the melting peak temperature of the mixture, crystalline polyester resin fine particles, amorphous polyester resin fine particles, release agent fine particles and coloring At the same time as the salting-out of particles such as agent fine particles proceeds, the fusion is proceeded in parallel, and when the particles grow to the desired particle size, the particle growth is stopped by adding a coagulation terminator or adjusting the pH. In addition, heating is continued in order to control the particle shape as necessary.
In this method, the time allowed to stand after adding the flocculant is shortened as quickly as possible, and immediately heated to a temperature above the glass transition point of these resin particles and below the melting peak temperature of these mixtures. Is preferred. The reason for this is not clear, but depending on the standing time after salting out, the aggregation state of the particles may fluctuate and the particle size distribution may become unstable, and the surface properties of the fused particles may vary. This is because there is concern about the occurrence. The time until this temperature rise is usually preferably within 30 minutes, and more preferably within 10 minutes. Moreover, it is preferable that it is 1 degree-C / min or more as a temperature increase rate. The upper limit of the heating rate is not particularly specified, but is preferably 15 ° C./min or less from the viewpoint of suppressing the generation of coarse particles due to rapid progress of fusion.
さらに、反応系がガラス転移点以上の温度に到達した後、当該反応系の温度を一定時間保持することにより、融着を継続させることが肝要である。これにより、トナー母体粒子の成長と、融着とを効果的に進行させることができ、最終的に得られるトナー粒子の耐久性を向上することができる。本発明においては、凝集・融着工程で、シェル形成用樹脂粒子を添加し、単層構造の粒子(コア粒子)の表面にシェル層形成用樹脂を凝集・融着させることが好ましい。具体的には、コア粒子の分散液はコア粒子形成工程における温度を維持した状態でシェル樹脂微粒子の分散液を添加し、加熱撹拌を継続しながらゆっくりとシェル樹脂微粒子をコア粒子の表面に凝集、融着させることによってシェル層を被覆させてトナー粒子を形成する。その際、シェル樹脂微粒子同士の凝集が生じないようにpHを調整しながら、ゆっくりと温度を上昇させる。これにより、コア・シェル構造を有するトナー粒子が得られる。この際、シェル化工程に引き続き、コア粒子表面へのシェル層形成用樹脂の凝集・融着をより強固にし、かつ粒子の形状が所望の形状になるまで、更に反応系の加熱処理を行うと良い。この加熱処理は、コア・シェル構造を有するトナー粒子の平均円形度が、上記平均円形度の範囲内になるまで行えば良い。コア・シェル構造は、シェル層がコア粒子を完全に被覆した構造のものに限定されるものではなく、例えば、シェル層がコア粒子を完全に被覆せず、所々コア粒子が露出しているものも含む。
このトナー母体粒子形成工程において得られるトナー母体粒子の粒径は、例えば、体積基準のメジアン径(D50%径)が2〜9μmの範囲内であることが好ましく、より好ましくは4〜7μmの範囲内である。トナー母体粒子の体積基準のメジアン径は、例えば、「粒度分布測定装置Multisizer3」(ベックマン・コールター社製)によって測定することができる。
Furthermore, after the reaction system reaches a temperature equal to or higher than the glass transition point, it is important to continue the fusion by maintaining the temperature of the reaction system for a certain time. Thereby, the growth and fusion of the toner base particles can be effectively advanced, and the durability of the finally obtained toner particles can be improved. In the present invention, it is preferable to add shell-forming resin particles in the aggregation / fusion step, and to agglomerate / fuse the shell-layer formation resin on the surface of the single-layered particles (core particles). Specifically, the dispersion of the core particles is added to the dispersion of the shell resin particles while maintaining the temperature in the core particle formation process, and the shell resin particles are slowly aggregated on the surface of the core particles while continuing the heating and stirring. Then, the shell layer is coated by fusing to form toner particles. At that time, the temperature is slowly increased while adjusting the pH so that the aggregation of the shell resin fine particles does not occur. Thereby, toner particles having a core-shell structure are obtained. In this case, following the shelling step, the reaction system is further heat-treated until the shell layer forming resin is further agglomerated and fused to the surface of the core particles and the shape of the particles becomes a desired shape. good. This heat treatment may be performed until the average circularity of the toner particles having a core / shell structure falls within the range of the average circularity. The core-shell structure is not limited to a structure in which the shell layer completely covers the core particles. For example, the shell layer does not completely cover the core particles, and the core particles are exposed in some places. Including.
The particle size of the toner base particles obtained in this toner base particle forming step is, for example, preferably such that the volume-based median diameter (D50% diameter) is in the range of 2 to 9 μm, more preferably in the range of 4 to 7 μm. Is within. The volume-based median diameter of the toner base particles can be measured by, for example, a “particle size distribution
(凝集工程)
上述した凝集工程は、水系媒体中に着色剤微粒子、非晶性樹脂微粒子、結晶性樹脂微粒子及び離型剤微粒子が分散されてなる分散液に、2価又は3価の金属元素を有する化合物よりなる凝集剤を添加することにより、これらの微粒子を凝集させて凝集粒子を形成する工程である。この凝集工程においては、その終始若しくは適宜の間にわたって、結着樹脂のガラス転移点以上で加熱して凝集粒子を構成する結着樹脂微粒子同士を融着させてもよい。
(Aggregation process)
The agglomeration step described above is performed by using a compound containing a divalent or trivalent metal element in a dispersion liquid in which colorant fine particles, amorphous resin fine particles, crystalline resin fine particles, and release agent fine particles are dispersed in an aqueous medium. This is a step of aggregating these fine particles to form aggregated particles by adding an aggregating agent. In this aggregating step, the binder resin fine particles constituting the agglomerated particles may be fused by heating at or above the glass transition point of the binder resin throughout the whole or appropriately.
凝集剤としては、2価又は3価の金属元素を有する化合物が用いられる。このような凝集剤としては、例えば、2価又は3価の金属元素を有する水溶性金属塩又はその水和物、ポリシリカ鉄、ポリ塩化アルミニウムなどが挙げられる。2価又は3価の金属元素を有する水溶性金属塩としては、例えば、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化亜鉛、硫酸銅、硫酸マグネシウム、硫酸マンガンなどの2価の金属塩;塩化アルミニウム、硫酸アルミニウムなどの3価の金属塩などが挙げられる。これらの凝集剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。凝集剤としては、凝集時の粒径制御性の観点から、2価又は3価の金属元素がMg又はAlのものであることが好ましい。凝集剤の添加量は、分散液中の水系媒体1Lに対して1〜500mmolとされることが好ましく、2〜200mmolとされることがより好ましい。凝集工程において、凝集剤を添加する際の分散液の温度は特に限定されないが、結着樹脂のガラス転移点以下であることが好ましい。
これらの凝集剤は、ポリエステル樹脂の末端にある複数のカルボキシ基とイオン結合し、金属架橋しているものと推定している。よって、結晶性ポリエステル樹脂の乳化粒子と非晶性ポリエステル樹脂の乳化粒子の間に、金属架橋が形成され、その部分は、熱を付与されても、ある程度リジットな構造を形成しており、非晶性ポリエステル樹脂中の結晶性ポリエステル樹脂のドメインを保持することができ、かつ、離型剤の染み出す経路も補助できるものと推定している。
トナー粒子中の凝集剤由来の金属イオン含有量は、20〜2000質量ppmの範囲内であることが好ましい。これは、ICP発光分析装置を用いて定量できる。20質量ppmよりも少ないと、定着分離性向上の効果が小さくなり、2000質量ppmより多いと架橋構造による低温定着性の効果が小さくなる。
As the flocculant, a compound having a divalent or trivalent metal element is used. Examples of such a flocculant include water-soluble metal salts having a divalent or trivalent metal element or hydrates thereof, polysilica iron, and polyaluminum chloride. Examples of the water-soluble metal salt having a divalent or trivalent metal element include divalent metal salts such as magnesium chloride, calcium chloride, zinc chloride, copper sulfate, magnesium sulfate, manganese sulfate; aluminum chloride, aluminum sulfate, etc. And trivalent metal salts. These flocculants can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. As the flocculant, it is preferable that the divalent or trivalent metal element is Mg or Al from the viewpoint of particle size controllability at the time of aggregation. The addition amount of the flocculant is preferably 1 to 500 mmol, more preferably 2 to 200 mmol, with respect to 1 L of the aqueous medium in the dispersion. In the aggregating step, the temperature of the dispersion liquid when adding the aggregating agent is not particularly limited, but is preferably equal to or lower than the glass transition point of the binder resin.
These aggregating agents are presumed to be ion-bonded to a plurality of carboxy groups at the end of the polyester resin and metal-crosslinked. Therefore, a metal crosslink is formed between the emulsified particles of the crystalline polyester resin and the emulsified particles of the amorphous polyester resin, and the portion forms a rigid structure to some extent even when heat is applied. It is presumed that the domain of the crystalline polyester resin in the crystalline polyester resin can be retained, and that the path of the release agent can be assisted.
The content of metal ions derived from the flocculant in the toner particles is preferably in the range of 20 to 2000 ppm by mass. This can be quantified using an ICP emission analyzer. When the amount is less than 20 ppm by mass, the effect of improving the fixing separation property is reduced, and when it is more than 2000 ppm by mass, the effect of the low temperature fixing property by the crosslinked structure is reduced.
(冷却工程)
トナー母体粒子が所望の平均円形度となった後、分散液の冷却を行う。この際、冷却条件を制御することで、それぞれのトナー母体粒子を構成する材料のトナー粒子中での存在状態(例えば、各材料のドメイン径や形状、存在位置等)が変化する。冷却速度を遅くすると、例えば、結晶化物質の結晶成長を促進することが起こり得る。一方、冷却速度を早くすると、例えば、結晶化物質の結晶化が促進せずに熟成工程での構造を保ったままになる傾向がある。本発明では、結晶成長を促進する目的で、冷却速度を遅くすることが好ましい。
(Cooling process)
After the toner base particles have a desired average circularity, the dispersion is cooled. At this time, by controlling the cooling conditions, the existence state (for example, the domain diameter and shape of each material, the existence position, etc.) of the material constituting each toner base particle in the toner particle changes. Decreasing the cooling rate can, for example, promote crystal growth of the crystallized material. On the other hand, when the cooling rate is increased, for example, the crystallization of the crystallization substance does not promote and the structure in the aging process tends to be maintained. In the present invention, it is preferable to slow the cooling rate for the purpose of promoting crystal growth.
(結晶成長化工程)
本発明では、必要に応じて、冷却後に結晶性樹脂の結晶化を進める結晶成長化工程を入れることができる。この結晶化成長工程を入れることで、結晶性樹脂が結晶化する時間を十分に与え、結晶性樹脂の糸状結晶構造体を、より細長い形状に成長させることができる。
結晶成長化工程とは、結晶性樹脂の融点以下の温度で保持することで、分子の折りたたみ構造が再配列され、結晶化度が向上するもので、結晶性樹脂の融点より10℃以上低い温度で保持することが望ましい。さらには、20℃以上低い温度で保持することが好ましい。
(Crystal growth process)
In the present invention, if necessary, a crystal growth step for promoting crystallization of the crystalline resin after cooling can be included. By including this crystallization growth step, it is possible to give sufficient time for the crystalline resin to crystallize, and to grow the filamentous crystal structure of the crystalline resin into a more elongated shape.
The crystal growth process is a process in which the molecular folding structure is rearranged and maintained at a temperature below the melting point of the crystalline resin to improve the crystallinity, and the temperature is 10 ° C. or more lower than the melting point of the crystalline resin. It is desirable to hold at. Furthermore, it is preferable to hold at a temperature lower by 20 ° C. or more.
<(9)濾過・洗浄工程、(10)乾燥工程>
濾過・洗浄工程及び乾燥工程は、公知の種々の方法を採用して行うことができる。すなわち、上記熟成工程にて所望の平均円形度まで熟成し、冷却した後、例えば遠心分離器などの公知の方法により、固液分離し洗浄を行い、減圧乾燥にて有機溶媒を除去し、さらに、フラッシュジェットドライヤー及び流動層乾燥装置など公知の乾燥装置にて水分及び微量の有機溶媒を除去する。乾燥温度は、トナー母体粒子が融着しない範囲であればよい。
<(9) Filtration / washing process, (10) Drying process>
The filtration / washing step and the drying step can be performed by employing various known methods. That is, after aging to the desired average circularity in the aging step and cooling, solid-liquid separation and washing are performed by a known method such as a centrifugal separator, and the organic solvent is removed by drying under reduced pressure. Then, moisture and a small amount of organic solvent are removed by a known drying apparatus such as a flash jet dryer and a fluidized bed drying apparatus. The drying temperature may be in a range where the toner base particles are not fused.
<(11)外添剤を添加する工程>
外添剤を添加する工程は、乾燥処理したトナー母体粒子に必要に応じて外添剤を添加、混合することにより、トナー粒子を調製する工程である。乾燥工程までの工程を経て作製されたトナー母体粒子は、そのままトナー粒子として使用することが可能であるが、トナーとしての帯電性能や流動性、又はクリーニング性を向上させる観点から、その表面に公知の無機微粒子や有機微粒子などの粒子、滑材を外添剤として添加することが好ましい。
外添剤としては種々のものを組み合わせて使用してもよい。無機微粒子としては、例えば、シリカ微粒子、アルミナ微粒子及び酸化チタン微粒子などの無機酸化物微粒子や、ステアリン酸アルミニウム微粒子及びステアリン酸亜鉛微粒子などの無機ステアリン酸化合物微粒子、又はチタン酸ストロンチウム及びチタン酸亜鉛などの無機チタン酸化合物微粒子などが挙げられる。これら無機微粒子は、耐熱保管性及び環境安定性の観点から、シランカップリング剤やチタンカップリング剤、高級脂肪酸又はシリコーンオイルなどによって表面処理が行われたものであることが好ましい。
本発明においては、複数の外添剤を併用することが好ましく、さらに、平均粒子径が500nm以上3μm以下のチタン酸ストロンチウム及び平均粒子径が100nm以上1μm以下のシリカを併用することが、定着分離性とトナー飛散を高いレベルで両立する観点でさらに好ましい。
これらの外添剤の添加量は、トナー母体粒子100質量部に対して0.05〜5質量部の範囲内、好ましくは0.1〜3質量部の範囲内とされる。外添剤の添加方法としては、乾燥されたトナー母体粒子に外添剤を粉体で添加する乾式法が挙げられ、混合装置としては、ヘンシェルミキサー及びコーヒーミルなどの機械式の混合装置が挙げられる。
<(11) Step of adding external additive>
The step of adding the external additive is a step of preparing toner particles by adding and mixing the external additive as necessary to the dried toner base particles. The toner base particles prepared through the steps up to the drying step can be used as toner particles as they are, but are known on the surface from the viewpoint of improving the charging performance, fluidity, or cleaning properties as a toner. It is preferable to add particles such as inorganic fine particles and organic fine particles and a lubricant as external additives.
Various external additives may be used in combination. Examples of the inorganic fine particles include inorganic oxide fine particles such as silica fine particles, alumina fine particles and titanium oxide fine particles, inorganic stearate compound fine particles such as aluminum stearate fine particles and zinc stearate fine particles, or strontium titanate and zinc titanate. And inorganic titanic acid compound fine particles. These inorganic fine particles are preferably those subjected to surface treatment with a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a higher fatty acid, silicone oil, or the like from the viewpoint of heat-resistant storage stability and environmental stability.
In the present invention, it is preferable to use a plurality of external additives in combination, and it is also preferable to use strontium titanate having an average particle diameter of 500 nm to 3 μm and silica having an average particle diameter of 100 nm to 1 μm in combination. Is more preferable from the viewpoint of achieving both high performance and toner scattering at a high level.
The amount of these external additives added is in the range of 0.05 to 5 parts by mass, preferably in the range of 0.1 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the toner base particles. Examples of the method for adding the external additive include a dry method in which the external additive is added in powder form to the dried toner base particles. Examples of the mixing device include mechanical mixing devices such as a Henschel mixer and a coffee mill. It is done.
[静電潜像現像用現像剤]
本発明のトナーは、磁性又は非磁性の一成分現像剤として使用することもできるが、キャリアと混合して二成分現像剤として使用してもよい。トナーを二成分現像剤として使用する場合において、キャリアとしては、鉄、フェライト、マグネタイトなどの金属、それらの金属とアルミニウム、鉛などの金属との合金などの従来から公知の材料からなる磁性粒子を用いることができ、特にフェライト粒子が好ましい。また、キャリアとしては、磁性粒子の表面を樹脂などの被覆剤で被覆したコートキャリアや、バインダー樹脂中に磁性体微粉末を分散してなる分散型キャリアなど用いてもよい。
[Developer for electrostatic latent image development]
The toner of the present invention can be used as a magnetic or nonmagnetic one-component developer, but may be mixed with a carrier and used as a two-component developer. In the case where the toner is used as a two-component developer, the carrier includes magnetic particles made of conventionally known materials such as metals such as iron, ferrite and magnetite, and alloys of these metals with metals such as aluminum and lead. In particular, ferrite particles are preferable. Further, as the carrier, a coated carrier in which the surface of magnetic particles is coated with a coating agent such as a resin, a dispersion type carrier in which a magnetic fine powder is dispersed in a binder resin, or the like may be used.
キャリアの体積基準のメジアン径としては20〜100μmであることが好ましく、25〜80μmであることがより好ましい。キャリアの体積基準のメジアン径は、代表的には湿式分散機を備えたレーザー回折式粒度分布測定装置「ヘロス(HELOS)」(シンパティック社製)により測定することができる。 The volume-based median diameter of the carrier is preferably 20 to 100 μm, and more preferably 25 to 80 μm. The volume-based median diameter of the carrier can be typically measured by a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus “HELOS” (manufactured by Sympathic) equipped with a wet disperser.
[電子写真画像形成方法]
本発明に係る静電潜像現像用トナー及び現像剤は、電子写真方式の公知の種々の画像形成方法において用いることができる。例えば、モノクロの画像形成方法やフルカラーの画像形成方法に用いることができる。フルカラーの画像形成方法では、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各々に係る4種類のカラー現像装置と、一つの静電潜像担持体(「電子写真感光体」又は単に「感光体」とも称する)とにより構成される4サイクル方式の画像形成方法や、各色に係るカラー現像装置及び静電潜像担持体を有する画像形成ユニットを、それぞれ色別に搭載するタンデム方式の画像形成方法など、いずれの画像形成方法も用いることができる。
[Electrophotographic image forming method]
The electrostatic latent image developing toner and developer according to the present invention can be used in various known electrophotographic image forming methods. For example, it can be used in a monochrome image forming method or a full color image forming method. In the full-color image forming method, four types of color developing devices for yellow, magenta, cyan, and black, and one electrostatic latent image carrier (also referred to as “electrophotographic photosensitive member” or simply “photosensitive member”) Any image, such as a four-cycle image forming method comprising: a color developing device for each color and an image forming unit having an electrostatic latent image carrier for each color. A formation method can also be used.
電子写真画像形成方法としては、具体的には、本発明に係る静電潜像現像用現像剤を使用して、例えば静電潜像担持体上に帯電装置にて帯電(帯電工程)し、像露光することにより静電的に形成された静電潜像(露光工程)を、現像装置において本発明に係る静電潜像現像用現像剤中のキャリアでトナーを帯電させて現像することにより顕像化させてトナー画像を得る(現像工程)。そして、このトナー画像を記録媒体に転写(転写工程)し、その後、記録媒体上に転写されたトナー画像を接触加熱方式の定着処理によって記録媒体に定着(定着工程)させることにより、可視画像が得られる。 As an electrophotographic image forming method, specifically, using the developer for developing an electrostatic latent image according to the present invention, for example, charging on an electrostatic latent image carrier with a charging device (charging process), By developing an electrostatic latent image (exposure process) electrostatically formed by image exposure by charging toner with a carrier in the developer for developing an electrostatic latent image according to the present invention in a developing device. A toner image is obtained by developing the image (development process). Then, the toner image is transferred to a recording medium (transfer process), and then the toner image transferred onto the recording medium is fixed on the recording medium by a contact heating type fixing process (fixing process). can get.
記録媒体(メディア、記録材、記録紙、記録用紙等ともいう)は、一般に用いられているものでよく、トナー像を保持するものであれば特に限定されるものではない。具体的には、例えば、薄紙から厚紙までの普通紙、上質紙、アート紙、ラフ紙又はコート紙等の塗工された印刷用紙、市販の和紙やはがき用紙、OHP用のプラスチックフィルム、布、軟質透明フィルム、ユポ紙などの合成紙等が挙げられる。 The recording medium (also referred to as media, recording material, recording paper, recording paper, etc.) may be a commonly used one, and is not particularly limited as long as it retains a toner image. Specifically, for example, plain paper from thin paper to thick paper, fine paper, art paper, rough paper, coated paper such as coated paper, commercially available Japanese paper or postcard paper, OHP plastic film, cloth, Examples include soft transparent films and synthetic paper such as YUPO paper.
本発明の効果を、以下の実施例及び比較例を用いて説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。 The effects of the present invention will be described using the following examples and comparative examples. However, the technical scope of the present invention is not limited only to the following examples.
<結晶性樹脂(結晶性ポリエステル樹脂)の合成>
撹拌装置、温度センサー、冷却管及び窒素導入装置を取り付けた反応容器に、多価カルボン酸:オクタン二酸(分子量174.2)258.0質量部と、多価アルコール:1,8−オクタンジオール(分子量146.2)192.0質量部を投入した。触媒としてジブチルスズオキシド0.7質量部、及びハイドロキノン0.4質量部を加えて、窒素ガス雰囲気下、170℃で5時間反応させた。さらに、3.3kPaにて所望の融点の樹脂が得られるまで170℃で反応させて結晶性樹脂(C1)を得た。この結晶性樹脂(C1)をDSCにて昇温速度10℃/分で測定したところ、明確なピークを有し、ピークトップの温度は70℃であり、重量平均分子量は、15000であった。
また、多価カルボン酸と多価アルコールの種類と添加量を「表1」のように変える他は結晶性樹脂C1の合成方法と同様にして、結晶性樹脂C2を作製した。表1には、融点(℃)と重量平均分子量(Mw)も合わせて示す。
<Synthesis of crystalline resin (crystalline polyester resin)>
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a temperature sensor, a cooling pipe and a nitrogen introducing device, 258.0 parts by mass of polycarboxylic acid: octanedioic acid (molecular weight 174.2) and polyhydric alcohol: 1,8-octanediol (Molecular weight 146.2) 192.0 parts by mass were charged. Dibutyltin oxide 0.7 mass part and hydroquinone 0.4 mass part were added as a catalyst, and it was made to react at 170 degreeC under nitrogen gas atmosphere for 5 hours. Furthermore, it was made to react at 170 degreeC until resin of desired melting | fusing point was obtained at 3.3 kPa, and crystalline resin (C1) was obtained. When this crystalline resin (C1) was measured by DSC at a temperature elevation rate of 10 ° C./min, it had a clear peak, the peak top temperature was 70 ° C., and the weight average molecular weight was 15000.
A crystalline resin C2 was prepared in the same manner as the synthesis method of the crystalline resin C1, except that the types and addition amounts of the polyvalent carboxylic acid and the polyhydric alcohol were changed as shown in “Table 1”. Table 1 also shows the melting point (° C.) and the weight average molecular weight (Mw).
<結晶性樹脂微粒子(結晶性ポリエステル樹脂微粒子)の水系分散液の調製>
結晶性樹脂(C1)を300質量部溶融させて溶融状態のまま、乳化分散機「キャビトロンCD1010」(株式会社ユーロテック製)に対して毎分100質量部の移送速度で移送した。また、この溶融状態の結晶性樹脂(C1)の移送と同時に、当該乳化分散機に対して、水性溶媒タンクにおいて試薬アンモニア水をイオン交換水で希釈した濃度0.37質量%の希アンモニア水を、熱交換機で100℃に加熱しながら毎分0.1リットルの移送速度で移送した。そして、この乳化分散機を、回転子の回転速度60Hz、圧力5kg/cm2の条件で運転することにより、結晶性樹脂微粒子分散液(CA−1)を調製した。なお、希アンモニア水は中和度が59%になるように添加した。結晶性樹脂部粒子分散液(CA−1)中の結晶性樹脂微粒子の分散粒子径は、体積基準のメジアン径で101.0nmであった。
結晶性樹脂の種類及び中和度を下記「表2」のように変更したこと以外は、上記、結晶性樹脂微粒子分散液(CA−1)と同様にして、結晶性樹脂微粒子分散液(CA−2〜CA−5)を作製した。各分散液の結晶性樹脂種類と中和度、分散粒子径を「表2」に示す。
<Preparation of aqueous dispersion of crystalline resin fine particles (crystalline polyester resin fine particles)>
300 parts by mass of the crystalline resin (C1) was melted and transferred in the molten state to the emulsification disperser “Cabitron CD1010” (manufactured by Eurotech Co., Ltd.) at a transfer rate of 100 parts by mass. Simultaneously with the transfer of the crystalline resin (C1) in the molten state, dilute ammonia water having a concentration of 0.37% by mass obtained by diluting the reagent ammonia water with ion-exchanged water in the aqueous solvent tank is supplied to the emulsifier / disperser. The sample was transferred at a transfer rate of 0.1 liter per minute while being heated to 100 ° C. with a heat exchanger. Then, the emulsification disperser was operated under the conditions of a rotor rotation speed of 60 Hz and a pressure of 5 kg / cm 2 to prepare a crystalline resin fine particle dispersion (CA-1). Note that dilute aqueous ammonia was added so that the degree of neutralization was 59%. The dispersed particle diameter of the crystalline resin fine particles in the crystalline resin part particle dispersion (CA-1) was 101.0 nm in terms of volume-based median diameter.
The crystalline resin fine particle dispersion (CA) is the same as the crystalline resin fine particle dispersion (CA-1) except that the type and neutralization degree of the crystalline resin are changed as shown in the following “Table 2”. -2 to CA-5) were produced. Table 2 shows the crystalline resin type, neutralization degree, and dispersed particle size of each dispersion.
なお、中和度は、中和に用いたアンモニア水の量を、中和に用いる水酸化カリウム(KOH)の質量(g)に換算した上で、下記数式で算出される値を中和度(%)とした。
中和度(%)=[(中和に用いるKOH量[g])/(結晶性樹脂(結晶性ポリエステル樹脂)の末端を100%中和できるKOH量[g])]×100
The degree of neutralization is calculated by converting the amount of ammonia water used for neutralization into the mass (g) of potassium hydroxide (KOH) used for neutralization, (%).
Degree of neutralization (%) = [(KOH amount used for neutralization [g]) / (KOH amount [g] capable of neutralizing 100% of crystalline resin (crystalline polyester resin) end)] × 100
<非晶性樹脂(非晶性ポリエステル樹脂)の合成>
テレフタル酸(TPA)112質量部、トリメリット酸(TMA)6質量部、フマル酸(FA)12質量部、アジピン酸60質量部、ビスフェノールAプロピレンオキシド付加物(BPA・PO)290質量部、ビスフェノールAエチレンオキシド付加物(BPA・EO)55量部を、撹拌機、温度計、冷却管、窒素ガス導入管を備えた反応容器に入れ、反応容器中を乾燥窒素ガスで置換した後、チタンテトラブトキサイド0.1質量部を添加し、窒素ガス気流下において180℃で撹拌しながら9時間重合反応を行った。更にチタンテトラブトキサイド0.2質量部を添加し、温度を220℃に上げて撹拌しながら6時間重合反応を行った後、反応容器内を1333.2Paまで減圧し、減圧下で反応を行うことにより、非晶性樹脂(A1)を得た。
この非晶性樹脂(A1)のガラス転移点(Tg)は53℃、重量平均分子量(Mw)は25000であった。
<Synthesis of Amorphous Resin (Amorphous Polyester Resin)>
112 parts by mass of terephthalic acid (TPA), 6 parts by mass of trimellitic acid (TMA), 12 parts by mass of fumaric acid (FA), 60 parts by mass of adipic acid, 290 parts by mass of bisphenol A propylene oxide adduct (BPA · PO), bisphenol A 55 parts by weight of ethylene oxide adduct (BPA · EO) was placed in a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, cooling tube, and nitrogen gas introduction tube, and the inside of the reaction vessel was replaced with dry nitrogen gas. 0.1 parts by mass of the side was added, and a polymerization reaction was performed for 9 hours while stirring at 180 ° C. under a nitrogen gas stream. Further, 0.2 parts by mass of titanium tetrabutoxide is added, the temperature is raised to 220 ° C., and the polymerization reaction is carried out for 6 hours while stirring, and then the pressure in the reaction vessel is reduced to 1333.2 Pa and the reaction is performed under reduced pressure. As a result, an amorphous resin (A1) was obtained.
This amorphous resin (A1) had a glass transition point (Tg) of 53 ° C. and a weight average molecular weight (Mw) of 25,000.
<非晶性樹脂微粒子(非晶性ポリエステル樹脂微粒子)の水系分散液の調製>
非晶性樹脂(A1)200質量部を酢酸エチル200質量部に溶解した後、イオン交換水800質量部にポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウムを濃度が1.3質量%になるよう溶解させた水溶液と混合し、超音波ホモジナイザーを用いて分散を行った。この溶液を減圧下、酢酸エチルを除去した後、固形分濃度を20質量%に調整した。これにより、水系媒体中に非晶性樹脂(A1)による微粒子が分散された非晶性樹脂微粒子分散液(AA−1)を調製した。分散液中の非晶性樹脂(A1)による微粒子の体積基準のメジアン径は200nmであった。
<Preparation of Aqueous Dispersion of Amorphous Resin Fine Particles (Amorphous Polyester Resin Fine Particles)>
An aqueous solution in which 200 parts by mass of the amorphous resin (A1) is dissolved in 200 parts by mass of ethyl acetate and then dissolved in 800 parts by mass of ion-exchanged water so that the concentration of sodium polyoxyethylene lauryl ether sulfate is 1.3% by mass. And dispersion using an ultrasonic homogenizer. After the ethyl acetate was removed from the solution under reduced pressure, the solid content concentration was adjusted to 20% by mass. Thus, an amorphous resin fine particle dispersion (AA-1) in which fine particles of the amorphous resin (A1) were dispersed in an aqueous medium was prepared. The volume-based median diameter of the fine particles of the amorphous resin (A1) in the dispersion was 200 nm.
<着色剤微粒子分散液(シアン)の調製>
銅フタロシアニン(C.I.Pigment Blue 15:3)50質量部を、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム1質量%の濃度となるようイオン交換水200質量部に溶解した界面活性剤水溶液に投入した後、超音波ホモジナイザーを用いて分散処理を行った。固形分濃度は20質量%に調整した。これにより、水系媒体中に着色剤微粒子が分散された着色剤微粒子分散液(1)を調製した。着色剤微粒子分散液(1)における着色剤微粒子の体積基準のメジアン径をマイクロトラック粒度分布測定装置「マイクロトラックUPA−150」(日機装社製)を用いて測定したところ、150nmであった。
<Preparation of Colorant Fine Particle Dispersion (Cyan)>
After adding 50 parts by mass of copper phthalocyanine (CI Pigment Blue 15: 3) to a surfactant aqueous solution dissolved in 200 parts by mass of ion-exchanged water so as to have a concentration of 1% by mass of sodium alkyldiphenyl ether disulfonate, Dispersion treatment was performed using a sonic homogenizer. The solid content concentration was adjusted to 20% by mass. As a result, a colorant fine particle dispersion (1) in which colorant fine particles are dispersed in an aqueous medium was prepared. The volume-based median diameter of the colorant fine particles in the colorant fine particle dispersion (1) was measured using a Microtrac particle size distribution measuring apparatus “Microtrac UPA-150” (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
<離型剤微粒子分散液の調製>
離型剤として、ベヘン酸ベヘニル(融点72℃)200質量部を95℃に加温し溶解させた。これを、更にアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムが3質量%の濃度となるようイオン交換水800質量部に溶解された界面活性剤水溶液に投入した後、超音波ホモジナイザーを用いて分散処理を行った。固形分濃度は20質量%に調整した。これにより、水系媒体中に離型剤微粒子が分散された離型剤微粒子分散液(1)を調製した。
離型剤微粒子分散液(1)における離型剤微粒子の体積基準のメジアン径をマイクロトラック粒度分布測定装置「マイクロトラックUPA−150」(日機装社製)を用いて測定したところ、150nmであった。
<Preparation of release agent fine particle dispersion>
As a release agent, 200 parts by mass of behenyl behenate (melting point: 72 ° C.) was heated to 95 ° C. and dissolved. This was further added to a surfactant aqueous solution dissolved in 800 parts by mass of ion-exchanged water so that the sodium alkyldiphenyl ether disulfonate had a concentration of 3% by mass, followed by dispersion treatment using an ultrasonic homogenizer. The solid content concentration was adjusted to 20% by mass. Thus, a release agent fine particle dispersion liquid (1) in which release agent fine particles are dispersed in an aqueous medium was prepared.
The volume-based median diameter of the release agent fine particles in the release agent fine particle dispersion (1) was measured using a Microtrac particle size distribution measuring device “Microtrack UPA-150” (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.), and was 150 nm. .
〔トナー1の製造〕
結晶性樹脂微粒子分散液(CA−1) 5質量部(固形分換算)
離型剤微粒子分散液(1) 5質量部(固形分換算)
イオン交換水 295質量部
アニオン系界面活性剤(ダウケミカル社製、Dowfax2A1) 4.5質量部
[Production of Toner 1]
Crystalline resin fine particle dispersion (CA-1) 5 parts by mass (solid content conversion)
Release agent fine particle dispersion (1) 5 parts by mass (solid content conversion)
295 parts by mass of ion-exchanged water 4.5 parts by mass of an anionic surfactant (Dowfax 2A1 manufactured by Dow Chemical Company)
上記成分を、撹拌器、温度計、pH計、を具備した3リットルの反応容器に投入し、温度25℃にて、0.3M硝酸を加えてpHを2.5に調整した。
次いで、ホモジナイザー(IKAジャパン社製:ウルトラタラクスT50)にて5000rpmで分散しながら、凝集剤として、硫酸アルミニウム水溶液(凝集剤F1、0.2975質量%:固形分0.18g)12.4質量部を2分間かけて添加した。なお、硫酸アルミニウム水溶液は、硫酸アルミニウム粉末(浅田化学工業株式会社製:17%硫酸アルミニウム)35質量部と、イオン交換水1965質量部と、を2リットル容器へ投入し、30℃にて、沈殿物が消失するまで撹拌混合することで調製した。
その後、反応容器に撹拌器、マントルヒーターを設置し、スラリーが充分に撹拌されるように撹拌器の回転数を調整しながら、温度40℃まで0.2℃/分の昇温速度で昇温した。この時、まだ、マルチサイザー3(アパーチャー径:50μm、ベックマン・コールター社製)では、計測できる粒子径ではなかった。ここまでの工程を、「第1工程」という。
The above components were put into a 3 liter reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer and a pH meter, and at a temperature of 25 ° C., 0.3 M nitric acid was added to adjust the pH to 2.5.
Next, while dispersing at 5000 rpm with a homogenizer (IKA Japan, Inc .: Ultra Tarax T50), as an aggregating agent, an aqueous aluminum sulfate solution (aggregating agent F1, 0.2975 mass%: solid content 0.18 g) 12.4 mass Part was added over 2 minutes. In addition, aluminum sulfate aqueous solution throws 35 mass parts of aluminum sulfate powders (Asada Chemical Industry Co., Ltd .: 17% aluminum sulfate) and 1965 mass parts of ion-exchanged water into a 2 liter container, and precipitates at 30 ° C. It was prepared by stirring and mixing until the product disappeared.
After that, a stirrer and a mantle heater are installed in the reaction vessel, and the temperature is raised at a rate of 0.2 ° C./min up to a temperature of 40 ° C. while adjusting the rotation speed of the stirrer so that the slurry is sufficiently stirred. did. At this time, the particle size was not yet measurable with Multisizer 3 (aperture diameter: 50 μm, manufactured by Beckman Coulter, Inc.). The process so far is referred to as “first process”.
結晶性樹脂微粒子分散液(CA−1) 5質量部(固形分換算)
非晶性樹脂微粒子分散液(AA−1) 81質量部(固形分換算)
離型剤微粒子分散液(1) 5質量部(固形分換算)
着色剤微粒子分散液(1) 8質量部(固形分換算)
Crystalline resin fine particle dispersion (CA-1) 5 parts by mass (solid content conversion)
Amorphous resin fine particle dispersion (AA-1) 81 parts by mass (solid content conversion)
Release agent fine particle dispersion (1) 5 parts by mass (solid content conversion)
Colorant fine particle dispersion (1) 8 parts by mass (solid content conversion)
40℃に到達後、別容器にて、十分撹拌し、第1工程と同様の方法で、pH2.5に調整した上記成分を100mL/分で、反応容器に投入した。さらに、第1工程と同様に作製した硫酸アルミニウム水溶液(凝集剤F1)49.6質量部を5分間かけて添加した。その後、0.05℃/分の昇温速度で昇温し、10分ごとにマルチサイザー3(アパーチャー径:50μm、ベックマン・コールター社製)にて体積平均粒径を測定した。ここまでの工程を「第2工程」と言い、40℃に到達後に添加した成分を「第2工程」で添加した成分という。
体積平均粒径が5.0μmになったところで昇温を停止し、シェル用樹脂微粒子分散液として、非晶性樹脂微粒子分散液(AA−1)9質量部(固形分換算)を1時間かけて滴下した。その後、0.5N水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを8.5に調整した。その後、5℃ごとにpHが8.5になるように同様にして調整しながら、昇温速度1℃/分で85℃まで昇温し、85℃で保持し、FPIA−2000(Sysmex社製)を用いて、平均円形度が0、960になった時点で、60℃まで10℃/分で冷却し、その後、室温(25℃)まで0.1℃/分で冷却した。冷却後のスラリーを、目開き20μmのナイロンメッシュに通過させ粗大粉を除去し、メッシュを通過したトナースラリーに、室温(25℃)で硝酸を加えてpH6.0に調整した後、アスピレータで減圧濾過した。濾紙上に残ったトナーを手でできるだけ細かく砕いて、温度30℃でトナー量の10倍のイオン交換水に投入し、30分間撹拌混合した後、再度アスピレータで減圧濾過し、濾液の電気伝導度を測定した。濾液の電気伝導度が10μS/cm以下になるまでこの操作を繰り返し洗浄することで、母体トナーを得た。
After reaching 40 ° C., the mixture was sufficiently stirred in a separate container, and the above components adjusted to pH 2.5 were charged into the reaction container at 100 mL / min in the same manner as in the first step. Furthermore, 49.6 parts by mass of an aluminum sulfate aqueous solution (flocculating agent F1) produced in the same manner as in the first step was added over 5 minutes. Thereafter, the temperature was raised at a rate of temperature increase of 0.05 ° C./min, and the volume average particle size was measured with Multisizer 3 (aperture diameter: 50 μm, manufactured by Beckman Coulter, Inc.) every 10 minutes. The process so far is referred to as “second process”, and the component added after reaching 40 ° C. is referred to as “component added in“ second process ”.
When the volume average particle diameter reached 5.0 μm, the temperature rise was stopped, and 9 parts by mass (in terms of solid content) of amorphous resin fine particle dispersion (AA-1) was taken as a resin fine particle dispersion for shell over 1 hour. And dripped. Thereafter, the pH was adjusted to 8.5 using a 0.5N aqueous sodium hydroxide solution. Thereafter, the temperature is raised to 85 ° C. at a rate of temperature rise of 1 ° C./min while being adjusted in the same manner so that the pH becomes 8.5 every 5 ° C., and kept at 85 ° C. ) Was used to cool to 60 ° C. at 10 ° C./min, and then to room temperature (25 ° C.) at 0.1 ° C./min. The slurry after cooling is passed through a nylon mesh with an opening of 20 μm to remove coarse powder, and the toner slurry that has passed through the mesh is adjusted to pH 6.0 by adding nitric acid at room temperature (25 ° C.), and then reduced in pressure with an aspirator. Filtered. The toner remaining on the filter paper is crushed as finely as possible by hand, poured into ion-exchanged water 10 times the amount of toner at a temperature of 30 ° C., stirred and mixed for 30 minutes, filtered again with an aspirator, and the electrical conductivity of the filtrate. Was measured. This operation was repeatedly washed until the electric conductivity of the filtrate was 10 μS / cm or less, whereby a base toner was obtained.
母体トナーを湿式乾式整粒機(コーミル)で細かく砕いてから、35℃のオーブン中で36時間真空乾燥して、トナー粒子を得た。得られたトナー粒子100質量部に対して、外添剤として、平均粒径100nmの疎水性大径シリカ微粒子1.5部、平均粒径20nmの疎水性シリカ微粒子0.6部、平均粒径20nmの酸化チタン微粒子0.3部、平均粒径500nmのチタン酸ストロンチウム微粒子0.1部をヘンシェルミキサーを用いて混合した。その後、目開き45μmの振動篩いで篩分することでトナー1を得た。得られたシアントナーは、体積平均粒径D50vが5.8μm、平均円形度が0.960であった。なお、トナーのSEM画像を観察したところ、滑らかな表面を持ち、離型剤の突き出しや表面層の剥がれなどの不具合は見られなかった。 The base toner was finely crushed with a wet dry granulator (Comil) and then vacuum dried in an oven at 35 ° C. for 36 hours to obtain toner particles. With respect to 100 parts by mass of the obtained toner particles, as external additives, 1.5 parts of hydrophobic large-diameter silica fine particles having an average particle diameter of 100 nm, 0.6 parts of hydrophobic silica fine particles having an average particle diameter of 20 nm, and an average particle diameter 0.3 parts of 20 nm titanium oxide fine particles and 0.1 parts of strontium titanate fine particles having an average particle diameter of 500 nm were mixed using a Henschel mixer. Thereafter, toner 1 was obtained by sieving with a vibrating sieve having an opening of 45 μm. The obtained cyan toner had a volume average particle diameter D50v of 5.8 μm and an average circularity of 0.960. When the SEM image of the toner was observed, it had a smooth surface, and no problems such as protrusion of the release agent and peeling of the surface layer were observed.
〔トナー2、3、6〜11の作製〕
第1工程、第2工程で用いる、結晶性樹脂微粒子分散液の種類と量、離型剤微粒子分散液の量、添加する硫酸アルミニウム水溶液(凝集剤F1)の量を表3に記載のものに変更したことを除いては、トナー1と同様の方法でトナーを作製した。
[Preparation of
The types and amounts of the crystalline resin fine particle dispersion used in the first step and the second step, the amount of the release agent fine particle dispersion, and the amount of the aqueous aluminum sulfate solution (flocculating agent F1) to be added are shown in Table 3. A toner was prepared in the same manner as toner 1 except that the change was made.
〔トナー4、5の作製〕
第1工程、第2工程で用いる、結晶性樹脂微粒子分散液の種類を表3に記載のものに変更し、結晶成長化工程を増やした以外はトナー1と同様の方法で作製した。結晶成長化工程とは、具体的には、室温に冷却した後、40℃まで1℃/分で昇温し、40℃に到達したところで、90分保持し、その後、室温(25℃)まで0.1℃/分で冷却した工程である。
[Production of
The crystalline resin fine particle dispersion used in the first step and the second step was prepared in the same manner as the toner 1 except that the type of the crystalline resin fine particle dispersion was changed to that shown in Table 3 and the crystal growth step was increased. Specifically, the crystal growth step refers to cooling to room temperature, raising the temperature to 40 ° C. at 1 ° C./min, holding for 40 minutes when reaching 40 ° C., and then to room temperature (25 ° C.) This is a step of cooling at 0.1 ° C / min.
〔トナー12の作製〕
凝集剤を、硫酸アルミニウム水溶液(凝集剤F1)から塩化マグネシウム水溶液(凝集剤F2、塩化マグネシウム・6水和物の29.8質量%溶液)に変えたことを除いては、トナー3と同様の方法でトナーを作製した。
[Preparation of Toner 12]
Except for changing the aggregating agent from an aluminum sulfate aqueous solution (aggregating agent F1) to a magnesium chloride aqueous solution (aggregating agent F2, a 29.8% by mass solution of magnesium chloride hexahydrate), the same as the toner 3 A toner was prepared by this method.
〔トナー13の作製〕
凝集剤を、硫酸アルミニウム水溶液(凝集剤F1)から塩化鉄(III)水溶液(凝集剤F3、塩化鉄(III)・6水和物の0.298質量%溶液)に変えたことを除いては、トナー3と同様の方法でトナーを作製した。
[Preparation of Toner 13]
Except that the flocculant was changed from an aluminum sulfate aqueous solution (flocculating agent F1) to an iron (III) chloride aqueous solution (flocculating agent F3, 0.298% by mass solution of iron (III) chloride hexahydrate). A toner was prepared in the same manner as in
〔トナー14の作製〕
結晶性樹脂微粒子分散液(CA−3) 5質量部(固形分換算)
離型剤微粒子分散液(1) 5質量部(固形分換算)
イオン交換水 295質量部
アニオン系界面活性剤(ダウケミカル社製、Dowfax2A1) 4.5質量部
[Preparation of Toner 14]
Crystalline resin fine particle dispersion (CA-3) 5 parts by mass (solid content conversion)
Release agent fine particle dispersion (1) 5 parts by mass (solid content conversion)
295 parts by mass of ion-exchanged water 4.5 parts by mass of an anionic surfactant (Dowfax 2A1 manufactured by Dow Chemical Company)
上記成分を、撹拌器、温度計、pH計、を具備した3リットルの反応容器に投入し、温度25℃にて、0.3M硝酸を加えてpHを2.5に調整した。
次いで、ホモジナイザー(IKAジャパン社製:ウルトラタラクスT50)にて5000rpmで分散しながら、凝集剤として、硫酸アルミニウム水溶液(凝集剤F1、0.2975質量%:固形分0.18g)12.4質量部を2分間かけて添加した。なお、前記硫酸アルミニウム水溶液は、硫酸アルミニウム粉末(浅田化学工業株式会社製:17%硫酸アルミニウム)35質量部と、イオン交換水1965質量部と、を2リットル容器へ投入し、30℃にて、沈殿物が消失するまで撹拌混合することで調製した。
その後、反応容器に撹拌器、マントルヒーターを設置し、スラリーが充分に撹拌されるように撹拌器の回転数を調整しながら、温度40℃まで0.2℃/分の昇温速度で昇温した。この時、まだ、マルチサイザー3(アパーチャー径:50μm、ベックマン・コールター社製)では、計測できる粒子径ではなかった。
The above components were put into a 3 liter reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer and a pH meter, and at a temperature of 25 ° C., 0.3 M nitric acid was added to adjust the pH to 2.5.
Next, while dispersing at 5000 rpm with a homogenizer (IKA Japan, Inc .: Ultra Tarax T50), as an aggregating agent, an aqueous aluminum sulfate solution (aggregating agent F1, 0.2975 mass%: solid content 0.18 g) 12.4 mass Part was added over 2 minutes. The aqueous aluminum sulfate solution was charged with 35 parts by mass of aluminum sulfate powder (17% aluminum sulfate manufactured by Asada Chemical Industry Co., Ltd.) and 1965 parts by mass of ion-exchanged water in a 2 liter container at 30 ° C. It was prepared by stirring and mixing until the precipitate disappeared.
After that, a stirrer and a mantle heater are installed in the reaction vessel, and the temperature is raised at a rate of 0.2 ° C./min up to a temperature of 40 ° C. while adjusting the rotation speed of the stirrer so that the slurry is sufficiently stirred. did. At this time, the particle size was not yet measurable with Multisizer 3 (aperture diameter: 50 μm, manufactured by Beckman Coulter, Inc.).
結晶性樹脂微粒子分散液(CA−3) 5質量部(固形分換算)
非晶性樹脂微粒子分散液(AA−1) 90質量部(固形分換算)
離型剤微粒子分散液(1) 5質量部(固形分換算)
着色剤微粒子分散液(1) 8質量部(固形分換算)
Crystalline resin fine particle dispersion (CA-3) 5 parts by mass (solid content conversion)
Amorphous resin fine particle dispersion (AA-1) 90 parts by mass (solid content conversion)
Release agent fine particle dispersion (1) 5 parts by mass (solid content conversion)
Colorant fine particle dispersion (1) 8 parts by mass (solid content conversion)
40℃に到達後、別容器にて、十分撹拌し、第1工程と同様の方法で、pH2.5に調整した上記成分を100mL/分で、反応容器に投入した。さらに、第1工程と同様に作製した硫酸アルミニウム水溶液(凝集剤F1)49.6質量部を、5分間かけて添加した。その後、0.05℃/分の昇温速度で昇温し、10分ごとにマルチサイザー3(アパーチャー径:50μm、ベックマン・コールター社製)にて体積平均粒径を測定した。
体積平均粒径が5.8μmになったところで昇温を停止し、その後、0.5N水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを8.5に調整した。その後、5℃ごとにpHが8.5になるように同様にして調整しながら、昇温速度1℃/分で85℃まで昇温し、85℃で保持し、FPIA−2000(Sysmex社製)を用いて、平均円形度が0、960になった時点で、60℃まで10℃/分で冷却し、その後、室温(25℃)まで0.1℃/分で冷却した。冷却後のスラリーを、目開き20μmのナイロンメッシュに通過させ粗大粉を除去し、メッシュを通過したトナースラリーに、硝酸を加えてpH6.0に調整した後、アスピレータで減圧濾過した。濾紙上に残ったトナーを手でできるだけ細かく砕いて、温度30℃でトナー量の10倍のイオン交換水に投入し、30分間撹拌混合した後、再度アスピレータで減圧濾過し、濾液の電気伝導度を測定した。濾液の電気伝導度が10μS/cm以下になるまでこの操作を繰り返し洗浄することで、母体トナーを得た。
After reaching 40 ° C., the mixture was sufficiently stirred in a separate container, and the above components adjusted to pH 2.5 were charged into the reaction container at 100 mL / min in the same manner as in the first step. Furthermore, 49.6 parts by mass of an aluminum sulfate aqueous solution (flocculating agent F1) produced in the same manner as in the first step was added over 5 minutes. Thereafter, the temperature was raised at a rate of temperature increase of 0.05 ° C./min, and the volume average particle size was measured with Multisizer 3 (aperture diameter: 50 μm, manufactured by Beckman Coulter, Inc.) every 10 minutes.
When the volume average particle diameter reached 5.8 μm, the temperature increase was stopped, and then the pH was adjusted to 8.5 using a 0.5N aqueous sodium hydroxide solution. Thereafter, the temperature is raised to 85 ° C. at a rate of temperature rise of 1 ° C./min while being adjusted in the same manner so that the pH becomes 8.5 every 5 ° C., and kept at 85 ° C. ) Was used to cool to 60 ° C. at 10 ° C./min, and then to room temperature (25 ° C.) at 0.1 ° C./min. The cooled slurry was passed through a nylon mesh having an opening of 20 μm to remove coarse powder, and the toner slurry passed through the mesh was adjusted to pH 6.0 by adding nitric acid, and then filtered under reduced pressure with an aspirator. The toner remaining on the filter paper is crushed as finely as possible by hand, poured into ion-exchanged water 10 times the amount of toner at a temperature of 30 ° C., stirred and mixed for 30 minutes, filtered again with an aspirator, and the electrical conductivity of the filtrate. Was measured. This operation was repeatedly washed until the electric conductivity of the filtrate was 10 μS / cm or less, whereby a base toner was obtained.
母体トナーを湿式乾式整粒機(コーミル)で細かく砕いてから、35℃のオーブン中で36時間真空乾燥して、トナー粒子を得た。得られたトナー粒子100質量部に対して、外添剤として、平均粒径100nmの疎水性大径シリカ微粒子1.5部、平均粒径20nmの疎水性シリカ微粒子0.6部、平均粒径20nmの酸化チタン微粒子0.3部、平均粒径500nmのチタン酸ストロンチウム微粒子0.1部をヘンシェルミキサーを用いて混合した。その後、目開き45μmの振動篩いで篩分することでトナー14を得た。得られたシアントナーは、体積平均粒径D50vが5.8μm、平均円形度が0.960であった。なお、トナーのSEM画像を観察したところ、結晶性樹脂と思われる微細な物質がわずかではあるが露出していた。 The base toner was finely crushed with a wet dry granulator (Comil) and then vacuum dried in an oven at 35 ° C. for 36 hours to obtain toner particles. With respect to 100 parts by mass of the obtained toner particles, as external additives, 1.5 parts of hydrophobic large-diameter silica fine particles having an average particle diameter of 100 nm, 0.6 parts of hydrophobic silica fine particles having an average particle diameter of 20 nm, and an average particle diameter 0.3 parts of 20 nm titanium oxide fine particles and 0.1 parts of strontium titanate fine particles having an average particle diameter of 500 nm were mixed using a Henschel mixer. Thereafter, the toner 14 was obtained by sieving with a vibrating sieve having an opening of 45 μm. The obtained cyan toner had a volume average particle diameter D50v of 5.8 μm and an average circularity of 0.960. In addition, when an SEM image of the toner was observed, a minute substance that seems to be a crystalline resin was slightly exposed.
〔トナー15の作製〕
トナー3において、平均粒径100nmの疎水性大径シリカ微粒子を添加しなかったことを除いては、トナー3と同様にして、トナー15を作製した。
[Preparation of Toner 15]
A toner 15 was produced in the same manner as the
〔トナー16の作製〕
トナー3において、平均粒径500nmのチタン酸ストロンチウム微粒子を添加しなかったことを除いては、トナー3と同様にして、トナー16を作製した。
[Preparation of Toner 16]
Toner 16 was prepared in the same manner as
〔トナー17の作製〕
トナー3において、平均粒径100nmの疎水性大径シリカ微粒子、平均粒径500nmのチタン酸ストロンチウム微粒子を添加しなかったことを除いては、トナー3と同様にして、トナー17を作製した。
[Preparation of Toner 17]
A toner 17 was produced in the same manner as in the
〔トナー18の作製〕
<結晶性樹脂微粒子と非晶性樹脂微粒子の水分散液の調製>
非晶性樹脂(A1)81質量部と結晶性樹脂(C1)5質量部を酢酸エチル200質量部に溶解した後、イオン交換水800質量部にポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウムを濃度が1.3質量%になるよう溶解させた水溶液と混合し、超音波ホモジナイザーを用いて分散を行った。この溶液を減圧下、酢酸エチルを除去した後、固形分濃度を20質量%に調整した。これにより、水系媒体中に非晶性樹脂(A1)と結晶性樹脂(C1)の微粒子が分散された樹脂微粒子分散液(BA−1)を調製した。この微粒子の体積基準のメジアン径は165nmであった。
[Preparation of Toner 18]
<Preparation of aqueous dispersion of crystalline resin fine particles and amorphous resin fine particles>
After dissolving 81 parts by mass of the amorphous resin (A1) and 5 parts by mass of the crystalline resin (C1) in 200 parts by mass of ethyl acetate, the concentration of sodium polyoxyethylene lauryl ether sulfate in 800 parts by mass of ion-exchanged water is 1. It mixed with the aqueous solution dissolved so that it might become 3 mass%, and it disperse | distributed using the ultrasonic homogenizer. After the ethyl acetate was removed from the solution under reduced pressure, the solid content concentration was adjusted to 20% by mass. Thereby, a resin fine particle dispersion (BA-1) in which fine particles of an amorphous resin (A1) and a crystalline resin (C1) were dispersed in an aqueous medium was prepared. The volume-based median diameter of the fine particles was 165 nm.
結晶性樹脂微粒子分散液(CA−1) 5質量部(固形分換算)
離型剤微粒子分散液(1) 5質量部(固形分換算)
イオン交換水 295質量部
アニオン系界面活性剤(ダウケミカル社製、Dowfax2A1): 4.5質量部
Crystalline resin fine particle dispersion (CA-1) 5 parts by mass (solid content conversion)
Release agent fine particle dispersion (1) 5 parts by mass (solid content conversion)
295 parts by mass of ion-exchanged water Anionic surfactant (Dowfax 2A1 manufactured by Dow Chemical Company): 4.5 parts by mass
上記成分を、攪拌器、温度計、pH計、を具備した3リットルの反応容器に投入し、温度25℃にて、0.3M硝酸を加えてpHを2.5に調整した。
次いで、ホモジナイザー(IKAジャパン社製:ウルトラタラクスT50)にて5000rpmで分散しながら、凝集剤として、硫酸アルミニウム水溶液(凝集剤F1、0.2975質量%:固形分0.18g)12.4質量部を2分間かけて添加した。なお、前記硫酸アルミニウム水溶液(凝集剤F1)は、硫酸アルミニウム粉末(浅田化学工業株式会社製:17%硫酸アルミニウム)35質量部と、イオン交換水1965質量部と、を2リットル容器へ投入し、30℃にて、沈殿物が消失するまで撹拌混合することで調製した。
その後、反応容器に撹拌器、マントルヒーターを設置し、スラリーが充分に撹拌されるように撹拌器の回転数を調整しながら、温度40℃まで0.2℃/分の昇温速度で昇温した。この時、まだ、マルチサイザー3(アパーチャー径:50μm、ベックマン・コールター社製)では、計測できる粒子径ではなかった。
The above components were put into a 3 liter reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer and a pH meter, and at a temperature of 25 ° C., 0.3 M nitric acid was added to adjust the pH to 2.5.
Next, while dispersing at 5000 rpm with a homogenizer (IKA Japan, Inc .: Ultra Tarax T50), as an aggregating agent, an aqueous aluminum sulfate solution (aggregating agent F1, 0.2975 mass%: solid content 0.18 g) 12.4 mass Part was added over 2 minutes. The aluminum sulfate aqueous solution (flocculating agent F1) was charged into a 2 liter container with 35 parts by weight of aluminum sulfate powder (Asada Chemical Industries, Ltd .: 17% aluminum sulfate) and 1965 parts by weight of ion-exchanged water. It was prepared by stirring and mixing at 30 ° C. until the precipitate disappeared.
After that, a stirrer and a mantle heater are installed in the reaction vessel, and the temperature is raised at a rate of 0.2 ° C./min up to a temperature of 40 ° C. while adjusting the rotation speed of the stirrer so that the slurry is sufficiently stirred. did. At this time, the particle size was not yet measurable with Multisizer 3 (aperture diameter: 50 μm, manufactured by Beckman Coulter, Inc.).
樹脂微粒子分散液(BA−1) 86質量部(固形分換算)
離型剤微粒子分散液(1) 5質量部(固形分換算)
着色剤微粒子分散液(1) 8質量部(固形分換算)
Resin fine particle dispersion (BA-1) 86 parts by mass (solid content conversion)
Release agent fine particle dispersion (1) 5 parts by mass (solid content conversion)
Colorant fine particle dispersion (1) 8 parts by mass (solid content conversion)
40℃に到達後、別容器にて、十分撹拌し、第1工程と同様の方法で、pH2.5に調整した上記成分を100mL/分で、反応容器に投入した。さらに、第1工程と同様に作製した硫酸アルミニウム水溶液(凝集剤F1)49.6質量部を5分間かけて添加した。その後、0.05℃/分の昇温速度で昇温し、10分ごとにマルチサイザー3(アパーチャー径:50μm、ベックマン・コールター社製)にて体積平均粒径を測定した。
体積平均粒径が5.0μmになったところで昇温を停止し、シェル用樹脂微粒子分散液として、非晶性樹脂微粒子分散液(AA−1)9質量部(固形分換算)を1時間かけて滴下した。その後、0.5N水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを8.5に調整した。その後、5℃ごとにpHが8.5になるように同様にして調整しながら、昇温速度1℃/分で85℃まで昇温し、85℃で保持し、FPIA−2000(Sysmex社製)を用いて、平均円形度が0、960になった時点で、60℃まで10℃/分で冷却し、その後、室温(25℃)まで0.1℃/分で冷却した。冷却後のスラリーを、目開き20μmのナイロンメッシュに通過させ粗大粉を除去し、メッシュを通過したトナースラリーに、硝酸を加えてpH6.0に調整した後、アスピレータで減圧濾過した。濾紙上に残ったトナーを手でできるだけ細かく砕いて、温度30℃でトナー量の10倍のイオン交換水に投入し、30分間撹拌混合した後、再度アスピレータで減圧濾過し、濾液の電気伝導度を測定した。濾液の電気伝導度が10μS/cm以下になるまでこの操作を繰り返し洗浄することで、母体トナーを得た。
母体トナーを湿式乾式整粒機(コーミル)で細かく砕いてから、35℃のオーブン中で36時間真空乾燥して、トナー粒子を得た。得られたトナー粒子100質量部に対して、外添剤として、平均粒径100nmの疎水性大径シリカ微粒子1.5部、平均粒径20nmの疎水性シリカ微粒子0.6部、平均粒径20nmの酸化チタン微粒子0.3部、平均粒径500nmのチタン酸ストロンチウム微粒子0.1部をヘンシェルミキサーを用いて混合した。その後、目開き45μmの振動篩いで篩分することでトナー18を得た。得られたシアントナーは、体積平均粒径D50vが5.8μm、平均円形度が0.960であった。なお、トナーのSEM画像を観察したところ、結晶性樹脂と思われる微細な物質がわずかであるが露出していた。
After reaching 40 ° C., the mixture was sufficiently stirred in a separate container, and the above components adjusted to pH 2.5 were charged into the reaction container at 100 mL / min in the same manner as in the first step. Furthermore, 49.6 parts by mass of an aluminum sulfate aqueous solution (flocculating agent F1) produced in the same manner as in the first step was added over 5 minutes. Thereafter, the temperature was raised at a rate of temperature increase of 0.05 ° C./min, and the volume average particle size was measured with Multisizer 3 (aperture diameter: 50 μm, manufactured by Beckman Coulter, Inc.) every 10 minutes.
When the volume average particle diameter reached 5.0 μm, the temperature rise was stopped, and 9 parts by mass (in terms of solid content) of amorphous resin fine particle dispersion (AA-1) was taken as a resin fine particle dispersion for shell over 1 hour. And dripped. Thereafter, the pH was adjusted to 8.5 using a 0.5N aqueous sodium hydroxide solution. Thereafter, the temperature is raised to 85 ° C. at a rate of temperature rise of 1 ° C./min while being adjusted in the same manner so that the pH becomes 8.5 every 5 ° C., and kept at 85 ° C. ) Was used to cool to 60 ° C. at 10 ° C./min, and then to room temperature (25 ° C.) at 0.1 ° C./min. The cooled slurry was passed through a nylon mesh having an opening of 20 μm to remove coarse powder, and the toner slurry passed through the mesh was adjusted to pH 6.0 by adding nitric acid, and then filtered under reduced pressure with an aspirator. The toner remaining on the filter paper is crushed as finely as possible by hand, poured into ion-exchanged water 10 times the amount of toner at a temperature of 30 ° C., stirred and mixed for 30 minutes, filtered again with an aspirator, and the electrical conductivity of the filtrate. Was measured. This operation was repeatedly washed until the electric conductivity of the filtrate was 10 μS / cm or less, whereby a base toner was obtained.
The base toner was finely crushed with a wet dry granulator (Comil) and then vacuum dried in an oven at 35 ° C. for 36 hours to obtain toner particles. With respect to 100 parts by mass of the obtained toner particles, as external additives, 1.5 parts of hydrophobic large-diameter silica fine particles having an average particle diameter of 100 nm, 0.6 parts of hydrophobic silica fine particles having an average particle diameter of 20 nm, and an average particle diameter 0.3 parts of 20 nm titanium oxide fine particles and 0.1 parts of strontium titanate fine particles having an average particle diameter of 500 nm were mixed using a Henschel mixer. Thereafter, the toner 18 was obtained by sieving with a vibrating sieve having an opening of 45 μm. The obtained cyan toner had a volume average particle diameter D50v of 5.8 μm and an average circularity of 0.960. Note that when an SEM image of the toner was observed, a small amount of a fine substance that seemed to be a crystalline resin was slightly exposed.
〔トナー19の作製〕
結晶成長化工程において、室温に冷却した後、40℃まで1℃/分で昇温し、40℃に到達したところで、120分保持し、その後、室温(25℃)まで0.1℃/分で冷却したことを除いては、トナー5と同様の方法でトナー19を作製した。
[Preparation of Toner 19]
In the crystal growth step, after cooling to room temperature, the temperature is raised to 40 ° C. at 1 ° C./min. When reaching 40 ° C., the temperature is maintained for 120 minutes, and then 0.1 ° C./min to room temperature (25 ° C.). A toner 19 was produced in the same manner as the
〔トナー20の作製〕
結晶性樹脂微粒子分散液CA−3 10質量部(固形分換算)
非晶性樹脂微粒子分散液AA−1 81質量部(固形分換算)
離型剤微粒子分散液(1) 10質量部(固形分換算)
着色剤微粒子分散液(1) 8質量部(固形分換算)
イオン交換水 295質量部
アニオン系界面活性剤(ダウケミカル社製、Dowfax2A1) 4.5質量部
[Preparation of Toner 20]
Crystalline resin fine particle dispersion CA-3 10 parts by mass (solid content conversion)
Amorphous resin fine particle dispersion AA-1 81 parts by mass (solid content conversion)
Release agent fine particle dispersion (1) 10 parts by mass (solid content conversion)
Colorant fine particle dispersion (1) 8 parts by mass (solid content conversion)
295 parts by mass of ion-exchanged water 4.5 parts by mass of an anionic surfactant (Dowfax 2A1 manufactured by Dow Chemical Company)
上記成分を、攪拌器、温度計、pH計、を具備した3リットルの反応容器に投入し、温度25℃にて、0.3M硝酸を加えてpHを2.5に調整した。
次いで、ホモジナイザー(IKAジャパン社製:ウルトラタラクスT50)にて5000rpmで分散しながら、硫酸アルミニウム水溶液(凝集剤F1)62質量部を7分間かけて添加した(0.2975質量%:固形分0.18g)。なお、前記硫酸アルミニウム水溶液は、硫酸アルミニウム粉末(浅田化学工業株式会社製:17%硫酸アルミニウム)35質量部と、イオン交換水1965質量部と、を2リットル容器へ投入し、30℃にて、沈殿物が消失するまで撹拌混合することで調製した。
その後、反応容器に撹拌器、マントルヒーターを設置し、スラリーが充分に撹拌されるように撹拌器の回転数を調整しながら、温度40℃までは0.2℃/分の昇温速度、40℃を超えてからは0.05℃/分の昇温速度で昇温し、10分ごとにマルチサイザー3(アパーチャー径:50μm、ベックマン・コールター社製)にて体積平均粒径を測定した。
体積平均粒径が5.0μmになったところで昇温を停止し、シェル用樹脂微粒子分散液として、非晶性樹脂微粒子分散液(AA−1)9質量部(固形分換算)を1時間かけて滴下した。その後、0.5N水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを8.5に調整した。その後、5℃ごとにpHが8.5になるように同様にして調整しながら、昇温速度1℃/分で85℃まで昇温し、85℃で保持し、FPIA−2000(Sysmex社製)を用いて、平均円形度が0、960になった時点で、60℃まで10℃/分で冷却し、その後、室温(25℃)まで0.1℃/分で冷却した。冷却後のスラリーを、目開き20μmのナイロンメッシュに通過させ粗大粉を除去し、メッシュを通過したトナースラリーに、硝酸を加えてpH6.0に調整した後、アスピレータで減圧濾過した。濾紙上に残ったトナーを手でできるだけ細かく砕いて、温度30℃でトナー量の10倍のイオン交換水に投入し、30分間撹拌混合した後、再度アスピレータで減圧濾過し、濾液の電気伝導度を測定した。濾液の電気伝導度が10μS/cm以下になるまでこの操作を繰り返し洗浄することで、母体トナーを得た。
母体トナーを湿式乾式整粒機(コーミル)で細かく砕いてから、35℃のオーブン中で36時間真空乾燥して、トナー粒子を得た。得られたトナー粒子100質量部に対して、外添剤として、平均粒径100nmの疎水性大径シリカ微粒子1.5部、平均粒径20nmの疎水性シリカ微粒子0.6部、平均粒径20nmの酸化チタン微粒子0.3部、平均粒径500nmのチタン酸ストロンチウム微粒子0.1部をヘンシェルミキサーを用いて混合した。その後、目開き45μmの振動篩いで篩分することでトナー20を得た。得られたシアントナーは、体積平均粒径D50vが5.8μm、平均円形度が0.960であった。なお、トナーのSEM画像を観察したところ、滑らかな表面を持ち、離型剤の突き出しや表面層の剥がれなどの不具合は見られなかった。
なお、トナー20は、上述のように、上記第1工程及び上記第2工程を有しない方法で作製しているため、表3において、第1工程での添加量及び第2工程での添加量を「−」と示している。
The above components were put into a 3 liter reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer and a pH meter, and at a temperature of 25 ° C., 0.3 M nitric acid was added to adjust the pH to 2.5.
Next, 62 parts by mass of an aqueous aluminum sulfate solution (flocculating agent F1) was added over 7 minutes while dispersing at 5000 rpm with a homogenizer (manufactured by IKA Japan: Ultra Tarax T50) (0.2975% by mass: solid content 0). .18 g). The aqueous aluminum sulfate solution was charged with 35 parts by mass of aluminum sulfate powder (17% aluminum sulfate manufactured by Asada Chemical Industry Co., Ltd.) and 1965 parts by mass of ion-exchanged water in a 2 liter container at 30 ° C. It was prepared by stirring and mixing until the precipitate disappeared.
Thereafter, a stirrer and a mantle heater are installed in the reaction vessel, and the temperature rise rate is 0.2 ° C./min up to a temperature of 40 ° C. while adjusting the rotation speed of the stirrer so that the slurry is sufficiently stirred. After exceeding the temperature, the temperature was increased at a rate of temperature increase of 0.05 ° C./min, and the volume average particle size was measured with a multisizer 3 (aperture diameter: 50 μm, manufactured by Beckman Coulter, Inc.) every 10 minutes.
When the volume average particle diameter reached 5.0 μm, the temperature rise was stopped, and 9 parts by mass (in terms of solid content) of amorphous resin fine particle dispersion (AA-1) was taken as a resin fine particle dispersion for shell over 1 hour. And dripped. Thereafter, the pH was adjusted to 8.5 using a 0.5N aqueous sodium hydroxide solution. Thereafter, the temperature is raised to 85 ° C. at a rate of temperature rise of 1 ° C./min while being adjusted in the same manner so that the pH becomes 8.5 every 5 ° C., and kept at 85 ° C. ) Was used to cool to 60 ° C. at 10 ° C./min, and then to room temperature (25 ° C.) at 0.1 ° C./min. The cooled slurry was passed through a nylon mesh having an opening of 20 μm to remove coarse powder, and the toner slurry passed through the mesh was adjusted to pH 6.0 by adding nitric acid, and then filtered under reduced pressure with an aspirator. The toner remaining on the filter paper is crushed as finely as possible by hand, poured into ion-exchanged water 10 times the amount of toner at a temperature of 30 ° C., stirred and mixed for 30 minutes, filtered again with an aspirator, and the electrical conductivity of the filtrate. Was measured. This operation was repeatedly washed until the electric conductivity of the filtrate was 10 μS / cm or less, whereby a base toner was obtained.
The base toner was finely crushed with a wet dry granulator (Comil) and then vacuum dried in an oven at 35 ° C. for 36 hours to obtain toner particles. With respect to 100 parts by mass of the obtained toner particles, as external additives, 1.5 parts of hydrophobic large-diameter silica fine particles having an average particle diameter of 100 nm, 0.6 parts of hydrophobic silica fine particles having an average particle diameter of 20 nm, and an average particle diameter 0.3 parts of 20 nm titanium oxide fine particles and 0.1 parts of strontium titanate fine particles having an average particle diameter of 500 nm were mixed using a Henschel mixer. Thereafter, the toner 20 was obtained by sieving with a vibrating sieve having an opening of 45 μm. The obtained cyan toner had a volume average particle diameter D50v of 5.8 μm and an average circularity of 0.960. When the SEM image of the toner was observed, it had a smooth surface, and no problems such as protrusion of the release agent and peeling of the surface layer were observed.
As described above, since the toner 20 is manufactured by the method that does not include the first step and the second step, the addition amount in the first step and the addition amount in the second step are shown in Table 3. Is shown as “−”.
〔トナー21の作製〕
第1工程、第2工程で用いる、結晶性樹脂微粒子分散液の種類と量、離型剤分散液の種類と量、添加する硫酸アルミニウム水溶液(凝集剤F1)の量を表3に記載のものに変更したことを除いては、トナー3と同様の方法でトナー21を作製した。
[Preparation of Toner 21]
The types and amounts of the crystalline resin fine particle dispersion used in the first step and the second step, the types and amounts of the release agent dispersion, and the amount of the aqueous aluminum sulfate solution (flocculating agent F1) to be added are listed in Table 3. A toner 21 was produced in the same manner as the
<トナー粒子の断面観察>
下記に示す観察方法に従って、作製したトナー1〜トナー21のトナー粒子の断面を観察した。トナー1〜19のトナーにおいては、トナー粒子100個のうち60%(60個)以上の粒子の断面に、連結結晶構造体及び糸状結晶構造体の両方が確認できた。トナー20については、トナー粒子100個のすべての断面において、連結結晶構造体が観察できなかったが、トナー粒子100個のうち60%(60個)以上の粒子の断面に、糸状結晶構造体が観察できた。また、トナー21については、トナー粒子100個のうち60%(60個)以上の粒子の断面に、連結結晶構造体は観察できたが、トナー粒子100個のすべての断面において、糸状結晶構造体は観察できなかった。
<Cross-section observation of toner particles>
According to the observation method described below, the cross sections of the toner particles of the produced toner 1 to toner 21 were observed. In the toners of toners 1 to 19, both the connected crystal structure and the thread crystal structure were confirmed on the cross section of 60% (60) or more of the 100 toner particles. With respect to the toner 20, a connected crystal structure could not be observed in all cross sections of 100 toner particles. I was able to observe. In addition, with regard to the toner 21, the connected crystal structure can be observed in the cross section of 60% (60) or more of the 100 toner particles. Could not be observed.
(観察条件)
装置:電子顕微鏡「JSM−7401F」(日本電子株式会社製)
試料:四酸化ルテニウム(RuO4)によって染色したトナー母体粒子の切片(切片の厚さ:60〜100nm)
加速電圧:30kV
倍率:50000倍、明視野像
(Observation conditions)
Apparatus: Electron microscope “JSM-7401F” (manufactured by JEOL Ltd.)
Sample: A section of toner base particles stained with ruthenium tetroxide (RuO 4 ) (section thickness: 60 to 100 nm)
Acceleration voltage: 30 kV
Magnification: 50000 times, bright field image
(トナー母体粒子の切片の作製方法)
作製したトナーを3質量部、ポリオキシエチルフェニルエーテルの0.2%水溶液35質量部に添加して分散させた後、超音波(日本精機株式会社製、US−1200T)により25℃で5分間処理を行い、外添剤をトナー表面から取り除き、観察用のトナー母体粒子を得た。
上記で得られたトナー母体粒子1〜2mgを10mLサンプル瓶に広げるように入れ、下記で示す四酸化ルテニウム(RuO4)蒸気染色条件下で染色後、光硬化性樹脂「D−800」(日本電子社製)中に分散させ、光硬化させてブロックを形成した。次いで、ダイヤモンド歯を備えたミクロトームを用いて、上記のブロックから厚さ60〜100nmの超薄片状のサンプルを切り出した。
(Method for preparing a section of toner base particles)
After 3 parts by weight of the prepared toner was added and dispersed in 35 parts by weight of a 0.2% aqueous solution of polyoxyethyl phenyl ether, ultrasonic waves (Nippon Seiki Co., Ltd., US-1200T) were used at 25 ° C. for 5 minutes. The external additive was removed from the toner surface to obtain toner base particles for observation.
1 to 2 mg of the toner base particles obtained above is put in a 10 mL sample bottle, dyed under the ruthenium tetroxide (RuO 4 ) vapor dyeing conditions shown below, and then photocurable resin “D-800” (Japan) The block was formed by dispersing and photocuring. Next, an ultrathin sample having a thickness of 60 to 100 nm was cut out from the above block using a microtome equipped with diamond teeth.
(四酸化ルテニウム染色条件)
四酸化ルテニウム染色は、真空電子染色装置VSC1R1(フィルジェン株式会社製)を用いて行った。装置手順に従い、染色装置本体に四酸化ルテニウムが入った昇華室を設置し、作製した上記超薄切片を染色チャンバー内に導入後、四酸化ルテニウムによる染色条件として、室温(24〜25℃)、濃度3(300Pa)、時間10分の条件下で染色した。
(Ruthenium tetroxide staining conditions)
Ruthenium tetroxide staining was performed using a vacuum electron staining apparatus VSC1R1 (manufactured by Philgen Co., Ltd.). In accordance with the apparatus procedure, a sublimation chamber containing ruthenium tetroxide was installed in the staining apparatus body, and after the prepared ultrathin section was introduced into the staining chamber, the staining conditions with ruthenium tetroxide were room temperature (24-25 ° C.), It dye | stained on the conditions of density | concentration 3 (300 Pa) and time 10 minutes.
(結晶構造の観察)
染色後、24時間以内に電子顕微鏡「JSM−7401F」(日本電子株式会社製)を用いて、透過電子検出器にて観察した。観察されるドメインの内、より薄く染色されたドメイン部分を離型剤のドメイン、より濃く染色されたドメイン部分を結晶性樹脂のドメイン(糸状結晶構造体)として観察した。染色度合いの区別が難しい場合は、結晶構造体の平均長径が平均短径に対して少なくとも10倍以上となっているドメインを結晶性樹脂のドメインとして測定した。
(Observation of crystal structure)
Within 24 hours after dyeing, an electron microscope “JSM-7401F” (manufactured by JEOL Ltd.) was used to observe with a transmission electron detector. Among the observed domains, the domain portion that was stained lighter was observed as the release agent domain, and the domain portion that was stained more densely was observed as the crystalline resin domain (filamentous crystal structure). When it was difficult to distinguish the degree of staining, a domain in which the average major axis of the crystal structure was at least 10 times the average minor axis was measured as a domain of the crystalline resin.
(連結結晶構造体の平均ドメイン径と、糸状結晶構造体の平均長径及び平均短径の測定方法)
トナー粒子の断面における連結結晶構造体のドメイン径は、水平方向最大弦長(CORD H)によって算出した。具体的には、上記と同様にして作製したトナー母体粒子の断面を撮影した写真画像をスキャナーにより取り込み、画像処理解析装置LUZEX AP(株式会社ニレコ製)を用いて、連結結晶構造体の水平方向最大弦長(CORD H)を測定して求めた。
また、糸状結晶構造体の長径と短径は、上記と同様に観察した写真画像を、画像処理解析装置LUZEX AP(株式会社ニレコ製)によって、糸状構造の長径(長軸)は最大長(MX LNG)を用いて、短径(短軸)は幅(BR’DTH)を用いて算出した。
そして、連結結晶構造体の平均ドメイン径と、糸状結晶構造体の平均長径及び平均短径は、上記の測定をトナー粒子100個のうち、連結結晶構造体と糸状結晶構造体がともに観察されたものについての算術平均値として算出した。
また、これらの測定で用いたトナー粒子の断面は、トナー粒子の体積平均粒子径の±10%、つまり本実施例では、5.8μm±0.58μmとなるトナー粒子の断面を選択して観察した。
このように測定した連結結晶構造体の平均ドメイン径と、糸状結晶構造体の平均長径及び平均短径を表4に示す。
(Measuring method of average domain diameter of linked crystal structure and average major axis and average minor axis of filamentous crystal structure)
The domain diameter of the connected crystal structure in the cross section of the toner particle was calculated by the horizontal maximum chord length (CORD H). Specifically, a photographic image obtained by photographing a cross section of toner base particles produced in the same manner as described above is taken in by a scanner, and the horizontal direction of the connected crystal structure is measured using an image processing analyzer LUZEX AP (manufactured by Nireco Corporation). The maximum chord length (CORD H) was measured and obtained.
In addition, the major axis and minor axis of the filamentous crystal structure are obtained by observing a photographic image observed in the same manner as described above by using an image processing analysis apparatus LUZEX AP (manufactured by Nireco Corporation). LNG), the minor axis (minor axis) was calculated using the width (BR'DTH).
The average domain diameter of the linked crystal structure, and the average major axis and the average minor axis of the thread crystal structure were measured for both the coupled crystal structure and the thread crystal structure out of 100 toner particles. It was calculated as an arithmetic average value for the thing.
The cross section of the toner particles used in these measurements is ± 10% of the volume average particle diameter of the toner particles, that is, in this embodiment, the cross section of the toner particles that is 5.8 μm ± 0.58 μm is selected and observed. did.
Table 4 shows the average domain diameter of the linked crystal structure measured in this way, and the average major axis and average minor axis of the filamentous crystal structure.
(トナー粒子の断面の断面積比率の算出方法)
トナー粒子の断面の連結結晶構造体、糸状結晶構造体及び離型剤のドメイン部分の断面積について、上述したトナー粒子の断面を観察した写真画像を、画像処理解析装置 LUZEX AP(株式会社ニレコ製)の「面積AREA」を用いて測定した。
ここで、トナー粒子100個を観察して算術平均値を求めることで、トナー粒子の断面積に対する、連結結晶構造体の断面積の平均比率A、糸状結晶構造体の断面積の平均比率B、結晶性樹脂と独立して存在する離型剤のドメイン部分の断面積の平均比率Cをそれぞれ算出した。
また、算出した平均比率A、平均比率B及び平均比率Cから、「A/(A+B+C)」を算出した値を表4に示す。
(Method for calculating the cross-sectional area ratio of the cross-section of the toner particles)
As for the cross-sectional areas of the connected crystal structure, the thread-like crystal structure, and the domain part of the release agent in the cross-section of the toner particles, a photographic image obtained by observing the cross-section of the toner particles described above is used as an image processing analyzer LUZEX AP (manufactured by Nireco Corporation). ) “Area AREA”.
Here, by observing 100 toner particles and calculating the arithmetic average value, the average ratio A of the cross-sectional area of the connected crystal structure to the cross-sectional area of the toner particle, the average ratio B of the cross-sectional area of the thread crystal structure, The average ratio C of the cross-sectional area of the domain part of the release agent existing independently of the crystalline resin was calculated.
Table 4 shows values obtained by calculating “A / (A + B + C)” from the calculated average ratio A, average ratio B, and average ratio C.
<金属濃度の測定>
トナー粒子中の金属濃度は、以下の方法によって、酸分解/誘導結合プラズマ発光分光分析法で測定した。測定結果は、下記表4に示す。
<Measurement of metal concentration>
The metal concentration in the toner particles was measured by acid decomposition / inductively coupled plasma emission spectrometry by the following method. The measurement results are shown in Table 4 below.
(前処理)
トナー粒子100mgを、密閉式マイクロ波分解装置「マイルストーンゼネラル社製、ETHOS1」にて硫酸、硝酸により分解した。さらに、未分解物を、塩酸、フッ化水素酸、過酸化水素を用いて目的成分を溶出した。分解液は、超純水を用いて適宜希釈した。これらの試薬は、関東化学社製の超高純度試薬を用いた。
(Preprocessing)
100 mg of toner particles were decomposed with sulfuric acid and nitric acid using a sealed microwave decomposition apparatus “ETHOS1 manufactured by Milestone General Co., Ltd.”. Further, the target component was eluted from the undecomposed product using hydrochloric acid, hydrofluoric acid, and hydrogen peroxide. The decomposition solution was appropriately diluted with ultrapure water. As these reagents, ultra-high purity reagents manufactured by Kanto Chemical Co., Inc. were used.
(測定)
高周波誘導結合プラズマ発光分析装置(ICP−OES、株式会社日立ハイテクサイエンス製、SPS3520UV)を用いて、Alは167.079nm、Mgは279.553nm、Feは259.940nmにて、濃度を測定した。検量線は試料を含まない分解液に、関東化学社製の各元素の原子吸光用標準液を添加し、試料液と同じ酸濃度になるように調整し使用した。
(Measurement)
Using a high frequency inductively coupled plasma optical emission spectrometer (ICP-OES, manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd., SPS3520UV), the concentration was measured at 167.079 nm for Al, 279.553 nm for Mg, and 259.940 nm for Fe. A calibration curve was prepared by adding a standard solution for atomic absorption of each element manufactured by Kanto Chemical Co. to a decomposition solution containing no sample, and adjusting the acid concentration to be the same as the sample solution.
<現像剤の作製>
フェライトコア100質量部と、シクロヘキシルメタクリレート/メチルメタクリレート(共重合比5/5)の共重合体樹脂粒子5質量部とを、撹拌羽根付き高速混合機に投入し、120℃で30分間撹拌混合して機械的衝撃力の作用でフェライトコアの表面に樹脂コート層を形成し、体積基準メジアン径40μmのキャリアを得た。
キャリアの体積基準メジアン径は、湿式分散機を備えたレーザー回折式粒度分布測定装置「ヘロス(HELOS)」(シンパティック社製)により測定した。上記キャリアにトナー1〜21をそれぞれトナー濃度が7質量%になるように添加し、ミクロ型V型混合機(筒井理化学器械株式会社)に投入し、回転速度45rpmで30分間混合し、現像剤1〜21を作製した。
<Production of developer>
100 parts by mass of ferrite core and 5 parts by mass of copolymer resin particles of cyclohexyl methacrylate / methyl methacrylate (
The volume-based median diameter of the carrier was measured with a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus “HELOS” (manufactured by Sympathic) equipped with a wet disperser. Toners 1 to 21 are added to the carrier so that the toner concentration is 7% by mass, and the mixture is put into a micro-type V-type mixer (Tsutsui Riken Kikai Co., Ltd.), mixed at a rotational speed of 45 rpm for 30 minutes, and developed. 1-21 were produced.
<評価>
以下のとおり評価を行い、各トナーの低温定着性、定着分離性、トナー飛散及びラミネートの密着性についての評価を行った。評価結果は下記表4に示す。
<Evaluation>
Evaluation was performed as follows, and the low-temperature fixability, fixing separation property, toner scattering, and laminate adhesion of each toner were evaluated. The evaluation results are shown in Table 4 below.
<画像形成方法>
以下の評価において、画像評価は、市販のカラー複合機「bizhub PRO C6500(コニカミノルタ社製)」において、定着温度、トナー付着量、及びシステム速度を自由に設定できるように改造した改造機の現像装置に、上記で作製したトナーと現像剤を順次装填して評価を行った。
<Image forming method>
In the following evaluation, the image evaluation was performed on a commercially available color multifunction peripheral “bizhub PRO C6500 (manufactured by Konica Minolta)” with a modified machine modified so that the fixing temperature, toner adhesion amount, and system speed can be freely set. The apparatus was evaluated by sequentially loading the toner prepared above and a developer.
<低温定着性(アンダーオフセット)の評価>
常温常湿(温度20℃、湿度50%RH)の環境下において、トナー付着量8g/m2のベタ画像を定着させる定着実験を、定着下ローラの温度を定着上ベルトよりも20℃低く設定し、定着上ベルトの温度を110℃から5℃刻みで増加させるように変更しながら200℃まで繰り返し行った。この実験を、定着速度を300mm/secで実施した。A4サイズのNPI64.0g/m2(日本製紙製)を用いて評価を行った。
ここで、アンダーオフセットとは、定着機を通過する際に与えられた熱によるトナー層の溶融が不十分であるために記録紙等の転写材から剥離してしまう画像欠陥をいう。目視でアンダーオフセットによる画像汚れが観察されない定着実験のうち、最低の定着温度に係る定着実験の当該定着温度を、最低定着温度として評価した。なお、本発明において、最低定着温度が低ければ低いほど定着性が優れており、下記の判定基準により○又は△(最低定着温度160℃未満)を合格と判断した。
<Evaluation of low-temperature fixability (under offset)>
In a fixing experiment in which a solid image with a toner adhesion amount of 8 g / m 2 is fixed in an environment of normal temperature and humidity (temperature 20 ° C., humidity 50% RH), the temperature of the lower fixing roller is set 20 ° C. lower than the upper fixing belt. Then, the temperature of the fixing upper belt was repeatedly increased from 110 ° C. to 200 ° C. while being changed in steps of 5 ° C. This experiment was performed at a fixing speed of 300 mm / sec. Evaluation was performed using API-sized NPI 64.0 g / m 2 (manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.).
Here, under offset refers to an image defect that peels off from a transfer material such as recording paper because the toner layer is not sufficiently melted by the heat applied when passing through the fixing machine. Among the fixing experiments in which image staining due to under-offset is not visually observed, the fixing temperature of the fixing experiment relating to the lowest fixing temperature was evaluated as the minimum fixing temperature. In the present invention, the lower the minimum fixing temperature, the better the fixability. According to the following criteria, “◯” or “Δ” (minimum fixing temperature of less than 160 ° C.) was determined to be acceptable.
(判定基準)
○:最低定着温度(℃)が150℃未満
△:最低定着温度(℃)が150℃以上160℃未満
×:最低定着温度(℃)が160℃以上
(Criteria)
○: Minimum fixing temperature (° C.) is less than 150 ° C. Δ: Minimum fixing temperature (° C.) is 150 ° C. or higher and lower than 160 ° C. ×: Minimum fixing temperature (° C.) is 160 ° C. or higher.
<定着分離性の評価>
上述したカラー複合機の改造機を使用し、一晩常温常湿環境(温度20℃、湿度50%RH)で調湿した紙「金藤85g/m2T目」(王子製紙社製)における先端余白5mm、定着温度として上側加熱加圧部材の温度を先に求めた最低定着温度+20℃に設定し、下側加熱加圧部材の温度を上側加熱加圧部材の温度−60℃に設定し、全ベタ画像を付着量を変化させて画出しし、紙詰まり(ジャム)が発生した直前のベタ画像の付着量(g/m2)を測定し、それを分離限界付着量とし定着分離性能の尺度とした。この値が大きい方が、定着分離性能が良好であり、下記の判定基準により○又は△(付着量が2.0g/m2以上)を合格とした。
<Evaluation of fixing separation>
The tip of the paper “Kanafuji 85g / m 2 T eyes” (manufactured by Oji Paper Co., Ltd.), which was conditioned overnight in a room temperature and humidity environment (temperature 20 ° C., humidity 50% RH) using the above-described color multifunction device. Set the temperature of the upper heating and pressing member as the minimum fixing temperature + 20 ° C. previously determined as the
(判定基準)
○:分離限界付着量(g/m2)が3.0g/m2以上
△:分離限界付着量(g/m2)が2.0g/m2以上3.0g/m2未満
×:分離限界付着量(g/m2)が2.0g/m2未満
(Criteria)
○: Separation limit adhesion amount (g / m 2 ) is 3.0 g / m 2 or more Δ: Separation limit adhesion amount (g / m 2 ) is 2.0 g / m 2 or more and less than 3.0 g / m 2 ×: Separation Limit adhesion amount (g / m 2 ) is less than 2.0 g / m 2
<トナー飛散の評価>
トナーの機内飛散は、市販のカラー複合機「bizhub PRESS C6500(コニカミノルタ社製)」により評価した。高温高湿(30℃・80%RH)環境下において、白紙を10万枚プリントした後、トナーの機内への飛散状況を目視で観察し、下記評価基準により評価した。下記の判定基準により、○又は△であれば合格とした。
<Evaluation of toner scattering>
Toner scattering in the machine was evaluated by a commercially available color multifunction machine “bizhub PRESS C6500 (manufactured by Konica Minolta)”. In a high-temperature and high-humidity (30 ° C./80% RH) environment, after 100,000 sheets of white paper were printed, the state of toner scattering in the machine was visually observed and evaluated according to the following evaluation criteria. According to the following judgment criteria, it was determined to be acceptable if it was ○ or Δ.
(判定基準)
○:機内がトナーにて汚れていない状態
△:僅かに機内へのトナー飛散が見られるが、出力画像には問題ない状態
×:トナー飛散が非常に多く、出力画像が画像不良として検出される状態
(Criteria)
○: The inside of the machine is not contaminated with toner. Δ: The toner is slightly scattered into the machine, but there is no problem in the output image. X: The toner is scattered so much that the output image is detected as an image defect. Status
<ラミネートの密着性の評価>
常温常湿(20℃、55%RH)の環境条件下で、下記の条件にて画像を作成した。
(画像作成条件)
・条件1
紙種:A4サイズのNPI64.0g/m2(日本製紙製)
付着量:8g/m2
定着温度:
上側加熱加圧部材の温度:上記最低定着温度+20℃
下側加熱加圧部材の温度:上側加熱加圧部材の温度−20℃
線速:300mm/s
・条件2
紙種:A4サイズのミラーコートプラチナ紙256g/m2(王子製紙製)
付着量:8g/m2
定着温度:
上側加熱加圧部材の温度:上記最低定着温度+50℃
下側加熱加圧部材の温度:上側加熱加圧部材の温度−20℃
線速:200mm/s
<Evaluation of adhesion of laminate>
Images were created under the following conditions under ambient conditions of normal temperature and humidity (20 ° C., 55% RH).
(Image creation conditions)
・ Condition 1
Paper type: A4 size NPI 64.0 g / m 2 (Nippon Paper Industries)
Adhering amount: 8 g / m 2
Fixing temperature:
Upper heating pressure member temperature: minimum fixing temperature + 20 ° C
Temperature of lower heating and pressing member: Temperature of upper heating and pressing member −20 ° C.
Line speed: 300mm / s
・
Paper type: A4 size mirror coated platinum paper 256g / m 2 (Oji Paper)
Adhering amount: 8 g / m 2
Fixing temperature:
Upper heating pressure member temperature: minimum fixing temperature + 50 ° C
Temperature of lower heating and pressing member: Temperature of upper heating and pressing member −20 ° C.
Line speed: 200mm / s
続いて、上記条件1及び条件2で画像を作成した紙に、以下の条件にてラミネートし、常温常湿(20℃、55%RH)の環境に7日間放置した。
(ラミネート条件)
装置:4ローラーラミネーター(L3250、アスカ社製)
速度:速度「3」
ラミネータ専用フィルム:Asmixラミネータ専用フィルム(厚さ100μm、A4サイズ)
Subsequently, the paper on which an image was created under the
(Lamination condition)
Apparatus: 4-roller laminator (L3250, manufactured by Asuka)
Speed: Speed “3”
Laminator exclusive film: Asmix Laminator exclusive film (thickness 100μm, A4 size)
その後、ラミネート画像側面を20cmの高さから6回落下させ、ラミネート材と画像が剥がれている部分の有無を目視で評価した。下記の判定基準により、○又は△であれば合格とした。 Thereafter, the side of the laminate image was dropped 6 times from a height of 20 cm, and the presence or absence of a part where the laminate material and the image were peeled was visually evaluated. According to the following judgment criteria, it was determined to be acceptable if it was ○ or Δ.
(判定基準)
○:トナーとラミネート材が、転写紙から剥がれている部分がない。
△:1か所のみ、トナーとラミネート材が、転写紙から剥がれている部分がある。
×:複数箇所、トナーとラミネート材が、転写紙から剥がれている部分がある。
(Criteria)
○: There is no portion where the toner and the laminate material are peeled off from the transfer paper.
Δ: There is a portion where the toner and the laminate material are peeled off from the transfer paper at only one place.
X: There are a plurality of portions where the toner and the laminate material are peeled off from the transfer paper.
表4に示した結果から明らかなように、本発明のトナー1〜17は、低温定着性、定着分離性及びトナー飛散の観点で、いずれも優れた性能を示すものであった。これに対して、比較例のトナー18〜21は、いずれかの項目において、劣るものであった。 As is apparent from the results shown in Table 4, the toners 1 to 17 of the present invention all exhibited excellent performance from the viewpoints of low-temperature fixability, fixing separation property and toner scattering. On the other hand, the toners 18 to 21 of the comparative examples were inferior in any item.
1 マトリクス
2 連結結晶構造体のドメイン
3 糸状結晶構造体のドメイン
4 離型剤のドメイン
5 ラメラ状結晶構造体のドメイン
1
Claims (11)
前記結着樹脂として、非晶性ポリエステル樹脂と結晶性樹脂を含有し、
前記非晶性ポリエステル樹脂を、前記トナー粒子中に含有される樹脂の主成分として含有し、
前記トナー粒子中に、前記結晶性樹脂が前記離型剤と接触している連結結晶構造体のドメインと、前記離型剤と独立して存在する前記結晶性樹脂の糸状結晶構造体のドメインが存在し、かつ、
前記トナー粒子の断面において、前記糸状結晶構造体の平均長径が、200〜2000nmの範囲内であり、
前記トナー粒子の断面において、前記トナー粒子の断面積に対する、前記連結結晶構造体の断面積の平均比率をA、前記糸状結晶構造体の断面積の平均比率をB、前記結晶性樹脂と独立して存在する前記離型剤のドメイン部分の断面積の平均比率をCとしたとき、下記式(1)を満たすことを特徴とする静電潜像現像用トナー。
式(1):0.35≦A/(A+B+C)≦0.65 An electrostatic latent image developing toner comprising at least toner particles containing a binder resin and a release agent,
As the binder resin, containing an amorphous polyester resin and a crystalline resin,
Containing the amorphous polyester resin as a main component of the resin contained in the toner particles;
In the toner particles, there are a domain of a linked crystal structure in which the crystalline resin is in contact with the release agent, and a domain of a filamentous crystal structure of the crystalline resin that exists independently of the release agent. Exists and
In the cross section of the toner particles, the average major axis of the thread crystal structure is in the range of 200 to 2000 nm,
In the cross section of the toner particle, the average ratio of the cross-sectional area of the connected crystal structure to the cross-sectional area of the toner particle is A, the average ratio of the cross-sectional area of the thread crystal structure is B, and independent of the crystalline resin. An electrostatic latent image developing toner characterized by satisfying the following formula (1), where C is an average ratio of the cross-sectional areas of the domain portions of the release agent present.
Formula (1): 0.35 ≦ A / (A + B + C) ≦ 0.65
前記金属濃度は、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)及び鉄(Fe)から選ばれる少なくとも1種の金属元素に由来する金属の濃度であることを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の静電潜像現像用トナー。 The metal concentration in the toner particles is in the range of 20 to 2000 ppm by mass;
The metal concentrations of aluminum (Al), from claim 1, characterized in that the concentration of the metal derived from at least one metal element selected from magnesium (Mg) and iron (Fe) to claim 6 The electrostatic latent image developing toner according to any one of the above.
水系媒体中に、少なくとも結晶性樹脂微粒子、非晶性樹脂微粒子及び離型剤微粒子が分散されてなる分散液に、凝集剤を添加することにより、これらの微粒子を凝集して凝集粒子を形成する工程を有することを特徴とする静電潜像現像用トナーの製造方法。 A method for producing a toner for developing an electrostatic latent image according to any one of claims 1 to 10 ,
By adding an aggregating agent to a dispersion liquid in which at least crystalline resin fine particles, amorphous resin fine particles and release agent fine particles are dispersed in an aqueous medium, these fine particles are aggregated to form aggregated particles. A process for producing a toner for developing an electrostatic latent image, comprising the step of:
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