JP7086583B2 - Toner and toner manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真法、静電記録法、トナージェット方式記録法のような方法によって形成される静電潜像を現像してトナー画像を形成するために用いられるトナー及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a toner used for developing an electrostatic latent image formed by a method such as an electrophotographic method, an electrostatic recording method, or a toner jet recording method to form a toner image, and a method for producing the same.
近年、コンピュータ及びマルチメディアの発達により、オフィスから家庭まで幅広い分野で、更なる高精細フルカラー画像を出力する手段が要望されている。そのためユーザーの使用・保存環境も多岐にわたり、トナーに求められる環境安定特性についてもより厳しいものが要求されつつある。一方でプリントボリュームの増大による高速度化への要求も高く、トナーとしての定着領域の拡大が必要となっている。
そのためには、低温側の定着性(耐コールドオフセット性)、及び高温側の定着性(耐ホットオフセット性)を改善する必要があるが、これらは結着樹脂と離型剤との親和性を制御することで達成可能である。しかし、耐ホットオフセット性を改善させるためには結着樹脂と離型剤との親和性を下げる、すなわち結着樹脂の極性を上げるというのが一般的に知られているが、その場合に高温高湿環境下における帯電安定性との両立が十分であるとは言えないのが実情である。
特許文献1では耐ホットオフセット性及び高温高湿下でのカブリ(帯電安定性)の抑制に優れるトナーに関する内容が開示されている。高分子量化しやすいが親水性の高いポリエステル樹脂により耐ホットオフセット性を高め、かつ疎水性の高い結晶性複合樹脂と炭化水素ワックスとを併用し、分散性を高めることでトナーの樹脂表面を効率的に疎水化している。これにより、高温高湿下でのカブリ抑制することで、耐ホットオフセット性と高温高湿環境下における帯電安定性との両立を図っている。
In recent years, with the development of computers and multimedia, there is a demand for a means for outputting higher-definition full-color images in a wide range of fields from offices to homes. Therefore, the usage and storage environment of users is wide-ranging, and the environmental stability characteristics required for toner are also required to be stricter. On the other hand, there is a high demand for higher speed due to an increase in print volume, and it is necessary to expand the fixing area as a toner.
For that purpose, it is necessary to improve the fixing property on the low temperature side (cold offset resistance) and the fixing property on the high temperature side (hot offset resistance), but these have an affinity between the binder resin and the release agent. It can be achieved by controlling it. However, in order to improve the hot offset resistance, it is generally known to lower the affinity between the binder resin and the release agent, that is, to increase the polarity of the binder resin. The fact is that it cannot be said that the compatibility with the charge stability in a high humidity environment is sufficient.
Patent Document 1 discloses a toner that is excellent in hot offset resistance and suppression of fog (charge stability) under high temperature and high humidity. The polyester resin, which is easy to increase in molecular weight but has high hydrophilicity, enhances hot offset resistance, and the crystalline composite resin, which has high hydrophobicity, and hydrocarbon wax are used in combination to improve the dispersibility of the toner resin surface. It is hydrophobic to. As a result, by suppressing fog in a high temperature and high humidity environment, both hot offset resistance and charge stability in a high temperature and high humidity environment are achieved.
また、熱ローラーやフィルムといった定着方法において、転写材への接着性を向上するために、トナー中の樹脂の分子量分布を制御する方法がある。
樹脂の分子量分布の制御方法としては、水系媒体中で重合性単量体を重合してトナー粒子を得るトナーの製造方法において、α-メチルスチレンダイマー(MSD)やメルカプ
タン系の連鎖移動剤を用いて制御することが提案されている。しかしながら、これらの連鎖移動剤に関しては、前者は添加量に依存して重合性単量体の転化率が低下する課題を抱えている。一方、後者はメルカプト基に起因した臭気を有しており、熱定着時に臭気が発生する問題を有している。後者の課題に対して、特許文献2には、洗浄工程時に消臭剤を添加して臭気を抑制する方法が提案されている。
Further, in a fixing method such as a thermal roller or a film, there is a method of controlling the molecular weight distribution of the resin in the toner in order to improve the adhesiveness to the transfer material.
As a method for controlling the molecular weight distribution of the resin, α-methylstyrene dimer (MSD) or a mercaptan-based chain transfer agent is used in a method for producing a toner by polymerizing a polymerizable monomer in an aqueous medium to obtain toner particles. It has been proposed to control it. However, with respect to these chain transfer agents, the former has a problem that the conversion rate of the polymerizable monomer decreases depending on the amount of addition. On the other hand, the latter has an odor caused by a mercapto group, and has a problem that an odor is generated at the time of heat fixing. To solve the latter problem, Patent Document 2 proposes a method of suppressing an odor by adding a deodorant during a cleaning step.
しかし、特許文献1の技術では、複雑な樹脂設計が必要となること、複数の樹脂で機能分離しているためトナー中における各樹脂の局在化の制御が難しいことから、耐ホットオフセット性と高温高湿環境下における帯電安定性との両立は十分ではないと考えられる。
また、特許文献2に記載の技術では、臭気という課題は解決されるものの、特別な工程を設けて洗浄に長い時間を要する。また、洗浄液として使用した排水の処理に大きな負荷を抱えており、依然として改良の余地を残している。
本発明の第一の目的は、上記問題点を解決することである。即ち、耐ホットオフセット性に優れ、且つ高温・高湿環境下における帯電安定性にも優れたトナーを提供する。
また、本発明の第二の目的は、転化率を下げることなく、分子量が整った結着樹脂が得られ、臭気も抑制されたトナーの製造方法を提供することである。
However, the technique of Patent Document 1 requires a complicated resin design, and it is difficult to control the localization of each resin in the toner because the functions are separated by a plurality of resins. It is considered that the compatibility with the charge stability in a high temperature and high humidity environment is not sufficient.
Further, although the technique described in Patent Document 2 solves the problem of odor, it takes a long time to clean by providing a special process. In addition, it has a heavy load on the treatment of wastewater used as a cleaning liquid, and there is still room for improvement.
A first object of the present invention is to solve the above problems. That is, it provides a toner having excellent hot offset resistance and excellent charge stability in a high temperature and high humidity environment.
A second object of the present invention is to provide a method for producing a toner, which can obtain a binder resin having a uniform molecular weight and suppress an odor without lowering the conversion rate.
本発明の第一の態様は、結着樹脂及びワックスを含有するトナー粒子を有するトナーであって、
該結着樹脂の溶解度パラメータSPが、9.4以上10.0以下であり、
該結着樹脂は、主鎖末端に、ケト基を含む下記式(1)で表される構造を有する樹脂を含み、
式(1) *-CO-R
(式(1)中、Rは、フェニル基若しくはその誘導体を示す。*は、樹脂主鎖との結合手を示す。)
該ワックスの溶解度パラメータSWが、8.1以上9.0以下であり、
SPとSWが式(2)を満たすことを特徴とするトナーに関する。
式(2) |SP-SW|>0.5
The first aspect of the present invention is a toner having toner particles containing a binder resin and a wax.
The solubility parameter SP of the binder resin is 9.4 or more and 10.0 or less.
The binder resin contains a resin having a structure represented by the following formula (1) containing a keto group at the end of the main chain.
Equation (1) * -CO-R
(In the formula (1), R indicates a phenyl group or a derivative thereof. * Indicates a bond with the resin backbone.)
The solubility parameter SW of the wax is 8.1 or more and 9.0 or less.
It relates to a toner characterized in that SP and SW satisfy the formula (2).
Equation (2) | SP - SW |> 0.5
本発明の第二の態様は結着樹脂を含有するトナー粒子を有するトナーの製造方法であって、
該結着樹脂を生成し得る重合性単量体、重合開始剤及び連鎖移動剤を含有する重合性単量体組成物を水系媒体中に分散して、該重合性単量体組成物の液滴を形成する工程、及び、
該液滴中の重合性単量体を重合してトナー粒子を生成する工程、を有し、
該重合性単量体が、スチレン、アクリル酸エステル、及びメタクリル酸エステルからなる群より選択される少なくとも1つを含み、
該連鎖移動剤は、式(3)で示されるビニルエーテル型付加開裂型連鎖移動剤であることを特徴とするトナーの製造方法に関する。
(式(3)中、R2は、-COOR1、又はフェニル基若しくはその誘導体を示し、R1は、炭素数1~4のアルキル基を示す。R3は、ベンジル基、又は、炭素数4~8の2級若しくは3級のアルキル基を示す。)
The second aspect of the present invention is a method for producing a toner having toner particles containing a binder resin.
A polymerizable monomer composition containing a polymerizable monomer, a polymerization initiator and a chain transfer agent capable of producing the binder resin is dispersed in an aqueous medium, and a liquid of the polymerizable monomer composition is dispersed. The process of forming droplets and
It comprises a step of polymerizing the polymerizable monomer in the droplet to generate toner particles.
The polymerizable monomer contains at least one selected from the group consisting of styrene, acrylic acid ester, and methacrylic acid ester.
The chain transfer agent relates to a method for producing a toner, which is a vinyl ether type addition cleavage type chain transfer agent represented by the formula (3).
(In the formula (3), R 2 represents -COOR 1 or a phenyl group or a derivative thereof, R 1 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 3 represents a benzyl group or a carbon number of carbon atoms. Indicates a secondary or tertiary alkyl group of 4-8.)
本発明の第一の態様によれば、耐ホットオフセット性に優れ、且つ高温・高湿環境下における帯電安定性にも優れたトナーが得られる。
本発明の第二の態様によれば、転化率を下げることなく、分子量が整った結着樹脂が得られ、臭気も抑制されたトナーの製造方法を提供することができる。
According to the first aspect of the present invention, a toner having excellent hot offset resistance and excellent charge stability in a high temperature / high humidity environment can be obtained.
According to the second aspect of the present invention, it is possible to provide a method for producing a toner in which a binder resin having a uniform molecular weight and an odor is suppressed without lowering the conversion rate.
本発明において、数値範囲を表す「○○以上××以下」や「○○~××」の記載は、特に断りのない限り、端点である下限及び上限を含む数値範囲を意味する。
定着時の耐ホットオフセット性を良化するためには、結着樹脂とワックスとの親和性を下げること、すなわち結着樹脂に極性基を導入することが好ましい。しかし、結着樹脂の極性を上げることで高温高湿環境下における帯電安定性が不安定化する要因となる。
以上のことから、本発明者らは結着樹脂の分子構造並びに結着樹脂及びワックスとの溶解度パラメータの関係に着目して鋭意検討を行った。その結果、結着樹脂の分子構造として特定の構造を含有させ、さらに結着樹脂とワックスの溶解度パラメータの値に相関を見出すことができ、本発明に至った。
すなわち、結着樹脂及びワックスを含有するトナー粒子を有するトナーにおいて、結着樹脂の溶解度パラメータSPが、9.4以上10.0以下であり、該結着樹脂は、主鎖末端に下記式(1)で表される構造を有する樹脂を含み、該ワックスの溶解度パラメータSWが8.1以上9.0以下であり、SPとSWが式(2)を満たす条件となった場合に定着時の耐ホットオフセット性と高温高湿環境下における帯電安定性とを両立できることを見出した。
In the present invention, the description of "○○ or more and XX or less" and "○○ to XX" indicating a numerical range means a numerical range including a lower limit and an upper limit which are end points, unless otherwise specified.
In order to improve the hot offset resistance at the time of fixing, it is preferable to reduce the affinity between the binder resin and the wax, that is, to introduce a polar group into the binder resin. However, increasing the polarity of the binder resin causes destabilization of charge stability in a high temperature and high humidity environment.
Based on the above, the present inventors have made diligent studies focusing on the molecular structure of the binder resin and the relationship between the solubility parameters of the binder resin and the wax. As a result, a specific structure was contained as the molecular structure of the binder resin, and a correlation could be found between the values of the solubility parameters of the binder resin and the wax, which led to the present invention.
That is, in the toner having toner particles containing a binder resin and wax, the solubility parameter SP of the binder resin is 9.4 or more and 10.0 or less, and the binder resin has the following formula at the end of the main chain. When the resin having the structure represented by (1) is contained, the solubility parameter SW of the wax is 8.1 or more and 9.0 or less, and SP and SW satisfy the condition of the formula (2). It was found that both hot offset resistance at the time of fixing and charge stability in a high temperature and high humidity environment can be achieved.
溶解度パラメータとは値が近いもの同士が親和し易いことを示すパラメータのことであり、本発明で用いられる溶解度パラメータは一般的に使用されているFedors法[Poly.Eng.Sci.,14(2)147(1974)]により、構成されるモノマーの種類とモル比率から算出することができる。
本発明におけるSP値の単位は、(cal/cm3)1/2であるが、1(cal/cm3)1/2=2.046×103(J/m3)1/2によって(J/m3)1/2の単位に換算することができる。
The solubility parameter is a parameter indicating that those having similar values are likely to be compatible with each other, and the solubility parameter used in the present invention is the commonly used Fedors method [Poly. Eng. Sci. , 14 (2) 147 (1974)], it can be calculated from the type and molar ratio of the constituent monomers.
The unit of the SP value in the present invention is (cal / cm 3 ) 1/2 , but by 1 (cal / cm 3 ) 1/2 = 2.046 × 10 3 (J / m 3 ) 1/2 ( J / m 3 ) Can be converted to 1/2 unit.
式(1) *-CO-R
(式(1)中、Rは、フェニル基若しくはその誘導体、又は-COOR1(R1:炭素数1~4のアルキル基)を示す。*は、樹脂主鎖との結合手を示す。)
式(2) |SP-SW|>0.5
上記条件を満たすトナーとすることにより本発明の効果が得られる理由について、本発明者らは次のように考えている。本発明においては、結着樹脂が、主鎖末端に式(1)で示される極性基を有する樹脂を含有することを特徴とする。樹脂を構成する高分子には主鎖末端基の構造によって樹脂の熱特性に大きな影響を与える末端基効果と呼ばれる特徴があることが知られている。これは、主鎖末端部分が側鎖よりも運動性が高く、他の高分子鎖と相互作用しやすいことが原因であると考えられている。
本発明において、上記末端基構造を有する結着樹脂とワックスとを含むことで耐ホットオフセット性が良化したのは、結着樹脂とワックスとの間の溶解度パラメータ差が上記式(2)のような関係であることによるワックス離型効果に加えて、前述の末端基効果の影響が大きいものと考えている。
Equation (1) * -CO-R
(In the formula (1), R indicates a phenyl group or a derivative thereof, or -COOR 1 (R 1 : an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms). * Indicates a bond with the resin backbone.)
Equation (2) | SP - SW |> 0.5
The present inventors consider the reason why the effect of the present invention can be obtained by using a toner satisfying the above conditions as follows. The present invention is characterized in that the binder resin contains a resin having a polar group represented by the formula (1) at the end of the main chain. It is known that the polymer constituting the resin has a characteristic called a terminal group effect, which greatly affects the thermal characteristics of the resin depending on the structure of the main chain terminal group. It is considered that this is because the terminal portion of the main chain has higher mobility than the side chain and easily interacts with other polymer chains.
In the present invention, the hot offset resistance is improved by including the binder resin having the terminal group structure and the wax, because the solubility parameter difference between the binder resin and the wax is the above formula (2). In addition to the wax release effect due to such a relationship, it is considered that the above-mentioned terminal group effect has a large effect.
以下に本発明に用いる材料について説明する。
<結着樹脂>
結着樹脂は、主鎖末端に下記式(1)で表される構造を有する樹脂を含むことを特徴としている。
式(1) *-CO-R
(式(1)中、Rは、-COOR1(R1:炭素数1~4のアルキル基)、又はフェニル基若しくはその誘導体を示す。*は、樹脂主鎖との結合手を示す。)
The materials used in the present invention will be described below.
<Bundling resin>
The binder resin is characterized by containing a resin having a structure represented by the following formula (1) at the end of the main chain.
Equation (1) * -CO-R
(In the formula (1), R indicates -COOR 1 (R 1 : an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms), or a phenyl group or a derivative thereof. * Indicates a bond with the resin backbone.)
Rの構造のうち、R1としては例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、t-ブチル基が挙げられる。
また、フェニル基の誘導体としては、置換基を有するフェニル基が挙げられ、該置換基としては例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、t-ブチル基、メトキシ基、及びエトキシ基などからなる群から選択される少なくとも一つが挙げられる。また、Rの構造としては好ましくは、-COOCH3、又はフェニル基が挙げられる。
Among the structures of R, examples of R 1 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, an i-butyl group, and a t-butyl group.
Examples of the derivative of the phenyl group include a phenyl group having a substituent, and examples of the substituent include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group and an i-butyl group. At least one selected from the group consisting of a group, a t-butyl group, a methoxy group, an ethoxy group and the like can be mentioned. The structure of R is preferably -COOCH 3 or a phenyl group.
また、結着樹脂における、式(1)で表される構造の存在率が5%以上100%以下であることが好ましい。
ここでいう式(1)で表される構造の存在率が100%ということは、すなわち結着樹脂中の主鎖末端構造の少なくとも片方が全て式(1)で表される構造(ケト基)であることを指す。
結着樹脂の溶解度パラメータSPが、9.4以上10.0以下であり、かつワックスの溶解度パラメータSWが8.1以上9.0以下であり、SPとSWが前記式(2)の関係であるトナー中において、式(1)で表される構造の存在率が上記範囲となった場合、結着樹脂に占める極性基末端を有する結着樹脂の割合が、極性基の末端基効果に由来するワックス浸み出し効果を得るのに十分な量となる。
また、結着樹脂中の式(1)で表される主鎖末端構造の存在率は5%以上70%以下であることがより好ましい。これにより帯電安定性が良化する。
Further, it is preferable that the abundance rate of the structure represented by the formula (1) in the binder resin is 5% or more and 100% or less.
The abundance rate of the structure represented by the formula (1) here is 100%, that is, at least one of the main chain terminal structures in the binder resin is a structure represented by the formula (1) (keto group). Refers to being.
The solubility parameter SP of the binder resin is 9.4 or more and 10.0 or less, the solubility parameter SW of the wax is 8.1 or more and 9.0 or less, and SP and SW are the above formulas (2). ), When the abundance of the structure represented by the formula (1) is within the above range, the ratio of the binder resin having a polar group terminal to the binder resin is the terminal of the polar group. The amount is sufficient to obtain the wax seepage effect derived from the basic effect.
Further, the abundance rate of the main chain terminal structure represented by the formula (1) in the binder resin is more preferably 5% or more and 70% or less. This improves charge stability.
式(1)で表される構造の存在率を上記範囲とするためには、主鎖末端構造の導入方法として、高分子反応、重合の停止反応、又は連鎖移動反応による方法を用いることが好ましい。
高分子反応を用いる場合、予め結着樹脂の主鎖末端を反応性に富む水酸基やカルボキシル基などにし、その後式(1)で表される構造となるような化合物とを反応させることで、式(1)で表される構造を導入することができる。
また、重合の停止反応、又は連鎖移動反応を用いる場合、結着樹脂の重合中に、反応後に式(1)で表される構造となるような重合停止剤又は連鎖移動剤を用いることで、式(1)で表される構造を導入することができる。
In order to keep the abundance rate of the structure represented by the formula (1) in the above range, it is preferable to use a polymer reaction, a polymerization termination reaction, or a chain transfer reaction as a method for introducing the main chain terminal structure. ..
When a polymer reaction is used, the main chain end of the binder resin is made into a highly reactive hydroxyl group or carboxyl group in advance, and then the reaction is carried out with a compound having a structure represented by the formula (1). The structure represented by (1) can be introduced.
When a polymerization terminator reaction or a chain transfer reaction is used, a polymerization terminator or a chain transfer agent having a structure represented by the formula (1) after the reaction is used during the polymerization of the binder resin. The structure represented by the formula (1) can be introduced.
これらの導入方法のうち、結着樹脂をラジカル重合によって製造する場合、連鎖移動剤反応を用いることが好ましい。連鎖移動反応の場合、使用する連鎖移動剤の種類や分子構造によっては転化率低下を伴わない。さらに、使用する連鎖移動剤の連鎖移動係数の値によって連鎖移動反応速度を制御することができる。結着樹脂の製造時に使用する重合性単量体の種類や用いるラジカル重合の種類、溶媒の有無などの条件に応じて、連鎖移動剤の種類や構造、連鎖移動係数を組み合わせることで効率よく式(1)で表される構造を導入することが可能となる。 Among these introduction methods, when the binder resin is produced by radical polymerization, it is preferable to use a chain transfer agent reaction. In the case of a chain transfer reaction, the conversion rate does not decrease depending on the type of chain transfer agent used and the molecular structure. Furthermore, the chain transfer reaction rate can be controlled by the value of the chain transfer coefficient of the chain transfer agent used. An efficient formula can be obtained by combining the type and structure of the chain transfer agent and the chain transfer coefficient according to conditions such as the type of polymerizable monomer used in the production of the binder resin, the type of radical polymerization used, and the presence or absence of a solvent. It is possible to introduce the structure represented by (1).
また、本発明では、結着樹脂の溶解度パラメータSPが、9.4以上10.0以下であることを特徴とする。本発明者らは、結着樹脂が、主鎖末端に前記式(1)で表される構造を有する樹脂を含み、結着樹脂のSPが上記範囲となった場合に特に耐ホットオフセット性と高温・高湿環境下における帯電安定性に優れることを見出した。前述のように極性の高いケト基末端を有することによる末端基効果を効率よく発現させるためには、結着樹脂のSPが上記範囲であることが必要である。 Further, the present invention is characterized in that the solubility parameter SP of the binder resin is 9.4 or more and 10.0 or less. The present inventors have a hot offset resistance particularly when the binder resin contains a resin having a structure represented by the above formula (1) at the end of the main chain and the SP of the binder resin is in the above range. It was found that it is excellent in charge stability in a high temperature and high humidity environment. As described above, in order to efficiently exhibit the terminal group effect due to having a highly polar keto group terminal, it is necessary that the SP of the binder resin is in the above range.
結着樹脂の溶解度パラメータSPが、9.4以上10.0以下という範囲であるということは、疎水性に近い性質をもつ樹脂であることを示す。すなわち結着樹脂が疎水性を示すスチレン、アクリル酸、又はメタクリル酸などを中心に構成される樹脂構造であることが好ましい。SPは、より好ましくは、9.4以上9.8以下である。
このように、結着樹脂の主鎖末端に式(1)で表されるケト基構造を有し、かつ結着樹脂の溶解度パラメータSPを、9.4以上10.0以下とすることで、結着樹脂とワックスとの親和性に寄与する結着樹脂の疎水性と、高温高湿環境下における帯電安定性に寄与する結着樹脂の極性とのバランスがよくなる。その結果、耐ホットオフセット性と高温・高湿環境下における帯電安定性に優れた効果を示す。
The fact that the solubility parameter SP of the binder resin is in the range of 9.4 or more and 10.0 or less indicates that the resin has properties close to hydrophobicity. That is, it is preferable that the binder resin has a resin structure mainly composed of styrene, acrylic acid, methacrylic acid, etc., which exhibit hydrophobicity. The SP is more preferably 9.4 or more and 9.8 or less.
As described above, by having the keto group structure represented by the formula (1) at the end of the main chain of the binder resin and setting the solubility parameter SP of the binder resin to 9.4 or more and 10.0 or less. The balance between the hydrophobicity of the binder resin, which contributes to the affinity between the binder resin and the wax, and the polarity of the binder resin, which contributes to the charge stability in a high temperature and high humidity environment, is improved. As a result, it exhibits excellent effects of hot offset resistance and charge stability in a high temperature and high humidity environment.
結着樹脂はビニル系樹脂を含むことが好ましい。すなわち、末端に前記式(1)で表される構造を有する樹脂の主鎖がビニル系樹脂であることが好ましい。ビニル系樹脂とはビ
ニル基を有する重合性単量体を公知のラジカル重合法を用いて得られた樹脂の総称であり、スチレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、スチレン-アクリル樹脂、及びスチレン-メタクリル樹脂などが挙げられる。
ビニル系樹脂を構成する重合性単量体としては、ビニル基を一つ有する単官能性重合性単量体を単独、あるいは二種以上組み合わせて、又は、単官能性重合性単量体とビニル基を複数有する多官能性重合性単量体とを組み合わせて、又は、多官能性重合性単量体を単独で、あるいは、二種以上を組み合わせてもよい。
本発明の効果を損なわない範囲で、結着樹脂に、主鎖末端に前記式(1)で表される構造を有する樹脂以外の樹脂を用いてもよい。
The binder resin preferably contains a vinyl-based resin. That is, it is preferable that the main chain of the resin having the structure represented by the formula (1) at the end is a vinyl resin. Vinyl-based resin is a general term for resins obtained by using a known radical polymerization method for a polymerizable monomer having a vinyl group, and is a styrene resin, an acrylic resin, a methacrylic resin, a styrene-acrylic resin, and a styrene-methacrylic. Examples include resin.
As the polymerizable monomer constituting the vinyl resin, a monofunctional polymerizable monomer having one vinyl group is used alone or in combination of two or more, or the monofunctional polymerizable monomer and vinyl are used. The polyfunctional polymerizable monomer having a plurality of groups may be combined, the polyfunctional polymerizable monomer may be used alone, or two or more kinds may be combined.
As long as the effect of the present invention is not impaired, a resin other than the resin having the structure represented by the above formula (1) at the end of the main chain may be used as the binder resin.
前記単官能性重合性単量体としては、スチレン、α-メチルスチレン、β-メチルスチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、p-n-ブチルスチレン、p-tert-ブチルスチレン、p-n-ヘキシルスチレン、p-n-オクチルスチレン、p-n-ノニルスチレン、p-n-デシルスチレン、p-n-ドデシルスチレン、p-メトキシスチレン、及び、p-フェニルスチレンなどのスチレン誘導体類;
メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-プロピルアクリレート、iso-プロピルアクリレート、n-ブチルアクリレート、iso-ブチルアクリレート、tert-ブチルアクリレート、n-アミルアクリレート、n-ヘキシルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、n-オクチルアクリレート、n-ノニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ジメチルフォスフェートエチルアクリレート、ジエチルフォスフェートエチルアクリレート、ジブチルフォスフェートエチルアクリレート、及び、2-ベンゾイルオキシエチルアクリレートなどのアクリル酸エステル;
メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n-プロピルメタクリレート、iso-プロピルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、iso-ブチルメタクリレート、tert-ブチルメタクリレート、n-アミルメタクリレート、n-ヘキシルメタクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、n-オクチルメタクリレート、n-ノニルメタクリレート、ジエチルフォスフェートエチルメタクリレート、及び、ジブチルフォスフェートエチルメタクリレートなどのメタクリル酸エステル;
Examples of the monofunctional polymerizable monomer include styrene, α-methylstyrene, β-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, and pn-. Butylstyrene, p-tert-butylstyrene, pn-hexylstyrene, pn-octylstyrene, pn-nonylstyrene, pn-decylstyrene, pn-dodecylstyrene, p-methoxystyrene, And styrene derivatives such as p-phenylstyrene;
Methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, iso-propyl acrylate, n-butyl acrylate, iso-butyl acrylate, tert-butyl acrylate, n-amyl acrylate, n-hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, n-octyl acrylate. , N-Nonyl acrylate, cyclohexyl acrylate, benzyl acrylate, dimethyl phosphate ethyl acrylate, diethyl phosphate ethyl acrylate, dibutyl phosphate ethyl acrylate, and acrylic acid esters such as 2-benzoyloxyethyl acrylate;
Methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, iso-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, iso-butyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, n-amyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, n-octyl methacrylate. , N-Nonyl methacrylate, diethyl phosphate ethyl methacrylate, and methacrylic acid esters such as dibutyl phosphate ethyl methacrylate;
多官能性重合性単量体としては、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、2,2’-ビス(4-(アクリロキシジエトキシ)フェニル)プロパン、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、1,3-ブチレングリコールジメタクリレート、1,6-ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、2,2’-ビス(4-(メタクリロキシジエトキシ)フェニル)プロパン、2,2’-ビス(4-(メタクリロキシポリエトキシ)フェニル)プロパン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、テトラメチロールメタンテトラメタクリレート、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタリン、及び、ジビニルエーテルが挙げられる。
重合性単量体は、スチレン、アクリル酸エステル、及びメタクリル酸エステルからなる群より選択される少なくとも1つであることが好ましい。
Examples of the polyfunctional polymerizable monomer include diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, and tripropylene glycol. Diacrylate, Polypropylene Glycol Diacrylate, 2,2'-Bis (4- (Acryloxidiethoxy) phenyl) Propane, Trimethylol Propane Triacrylate, Tetramethylol Methan Tetraacrylate, Ethylene Glycol Dimethacrylate, Diethylene Glycol Dimethacrylate, Triethylene Glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, 1,3-butylene glycol dimethacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, polypropylene glycol dimethacrylate, 2,2'-bis (4- (Methyloxydiethoxy) phenyl) propane, 2,2'-bis (4- (methacryloxypolyethoxy) phenyl) propane, trimethylolpropane trimethacrylate, tetramethylolmethanetetramethacrylate, divinylbenzene, divinylnaphthalin, And divinyl ether.
The polymerizable monomer is preferably at least one selected from the group consisting of styrene, acrylic acid ester, and methacrylic acid ester.
<ワックス>
本発明では、ワックスの溶解度パラメータSWが8.1以上9.0以下であることを特
徴としている。本発明者らは、溶解度パラメータSWが上記範囲にあるワックスと、SPが前記範囲である結着樹脂の主鎖末端に前記式(1)で表されるケト基構造を有している樹脂とを含むことでワックスと結着樹脂との親和性バランスが良好となり、定着時のワックス浸み出し効果を良化させることが可能となることを見出した。溶解度パラメータが上記の範囲であれば特に制限はなく公知のワックスが利用できるが、好ましくは炭化水素ワックス、又はエステルワックスである。SWは、好ましくは8.3以上8.9以下である。
<Wax>
The present invention is characterized in that the solubility parameter SW of the wax is 8.1 or more and 9.0 or less. The present inventors have a wax having a solubility parameter SW in the above range and a keto group structure represented by the above formula (1) at the end of the main chain of the binder resin in which SP is in the above range. It has been found that the inclusion of the resin improves the affinity balance between the wax and the binder resin, and makes it possible to improve the wax seepage effect at the time of fixing. As long as the solubility parameter is in the above range, a known wax can be used without particular limitation, but a hydrocarbon wax or an ester wax is preferable. The SW is preferably 8.3 or more and 8.9 or less.
炭化水素ワックスとしては、以下のようなものが利用できる。高分子量ポリオレフィン重合時に得られる低分子量副生成物を生成したポリオレフィン;チーグラー触媒、メタロセン触媒などの触媒を用いて重合したポリオレフィン;パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス;石炭ガス又は天然ガスを原料としてジントール法、ヒドロコール法、アーゲ法により合成される合成炭化水素ワックス;炭素数1個の化合物をモノマーとする合成ワックス;水酸基、カルボキシル基などの官能基を有する炭化水素ワックス;炭化水素ワックスと官能基を有する炭化水素ワックスとの混合物が挙げられる。また、これらのワックスを、プレス発汗法、溶剤法、再結晶法、真空蒸留法、超臨界ガス抽出法、融液晶析法等の手法を用いて分子量分布をシャープにしたものや、低分子量固形脂肪酸、低分子量固形アルコール、低分子量固形化合物、その他の不純物を除去したものを用いても構わない。 The following can be used as the hydrocarbon wax. Polycarbonates that produce low molecular weight by-products obtained during high molecular weight polyolefin polymerization; Polycarbonates polymerized using catalysts such as Cheegler catalysts and metallocene catalysts; Paraffin wax, Fishertroph wax; Gintall method using coal gas or natural gas as raw materials, Synthetic hydrocarbon wax synthesized by the hydrocol method and the age method; synthetic wax using a compound having one carbon atom as a monomer; hydrocarbon wax having a functional group such as a hydroxyl group and a carboxyl group; having a hydrocarbon wax and a functional group Examples include a mixture with a hydrocarbon wax. In addition, these waxes have a sharp molecular weight distribution using methods such as press sweating method, solvent method, recrystallization method, vacuum distillation method, supercritical gas extraction method, fusion liquid crystal analysis method, etc., and low molecular weight solids. A substance from which fatty acids, low molecular weight solid alcohols, low molecular weight solid compounds and other impurities have been removed may be used.
また、エステルワックスとしては、1分子中にエステル結合を少なくとも1つ有していればよく、天然ワックス、合成ワックスのいずれを用いてもよい。
合成エステルワックスの例としては、直鎖脂肪族酸と直鎖脂肪族モノアルコールとのエステルが挙げられ、好ましくは長鎖直鎖飽和脂肪酸と長鎖直鎖飽和モノアルコールから合成されるモノエステルワックスが挙げられる。長鎖直鎖飽和脂肪酸は、一般式CnH(2n+1)COOHで表され、n=5~28のものが好ましく用いられる。また、長鎖直鎖飽和モノアルコールはCnH(2n+1)OHで表されn=5~28のものが好ましく用いられる。
長鎖直鎖飽和脂肪酸の具体例としては、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ペンタデシル酸、ヘプタデカン酸、テトラデカン酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸及びメリシン酸が挙げられる。
長鎖直鎖飽和モノアルコールの具体例としては、アミルアルコール、ヘキシールアルコール、ヘプチールアルコール、オクチルアルコール、カプリルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコール、トリデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ペンタデシルアルコール、セチルアルコール、ヘプタデシルアルコール、ステアリルアルコール、ノナデシルアルコール、エイコシルアルコール、セリルアルコール及びヘプタコサノールが挙げられる。
Further, as the ester wax, it is sufficient that one molecule has at least one ester bond, and either natural wax or synthetic wax may be used.
Examples of synthetic ester waxes include esters of linear aliphatic acids and linear aliphatic monoalcohols, preferably monoester waxes synthesized from long-chain linear saturated fatty acids and long-chain linear saturated monoalcohols. Can be mentioned. The long-chain linear saturated fatty acid is represented by the general formula Cn H ( 2n + 1) COOH, and those with n = 5 to 28 are preferably used. Further, as the long-chain linear saturated monoalcohol, those represented by C n H (2n + 1) OH and n = 5 to 28 are preferably used.
Specific examples of long-chain linear saturated fatty acids include capric acid, undesic acid, lauric acid, tridecyl acid, myristic acid, palmitic acid, pentadecyl acid, heptadecanoic acid, tetradecanoic acid, stearic acid, nonadecanoic acid, araquinic acid and behenic acid. , Lignoseric acid, cellotic acid, heptacosanoic acid, montanic acid and melicic acid.
Specific examples of long-chain linear saturated monoalcohols include amyl alcohol, hexyl alcohol, heptyl alcohol, octyl alcohol, capryl alcohol, nonyl alcohol, decyl alcohol, undecyl alcohol, lauryl alcohol, tridecyl alcohol, and myristyl alcohol. Examples thereof include pentadecyl alcohol, cetyl alcohol, heptadecyl alcohol, stearyl alcohol, nonadecil alcohol, eicosyl alcohol, ceryl alcohol and heptacosanol.
1分子にエステル結合を2つ以上有するエステルワックスとしては、エステル結合の数が2~8のエステルワックス、すなわち、2価以上8価以下のアルコールと脂肪族モノカルボン酸とのエステル、又は2価以上8価以下のカルボン酸と脂肪族モノアルコールとのエステルが挙げられる。
具体的には、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18-オクタデカンジオール-ビス-ステアレート等;ポリアルカノールエステル(トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエート)が挙げられる。
The ester wax having two or more ester bonds in one molecule is an ester wax having 2 to 8 ester bonds, that is, an ester of an alcohol having a valence of 2 to 8 and an aliphatic monocarboxylic acid, or a divalent one. Examples thereof include esters of carboxylic acids having a valence of 8 or more and aliphatic monoalcohols.
Specifically, trimethylolpropane tribehenate, pentaerythritol tetrabehenate, pentaerythritol diacetate dibehenate, glycerin tribehenate, 1,18-octadecanediol-bis-stearylate, etc .; polyalkanol ester. (Tristearyl trimellitic acid, distearyl maleate) can be mentioned.
ワックスの分子量は2500以下であることが好ましく、2000以下であることがより好ましい。ワックスの分子量が上記範囲の場合、分子サイズ(分子鎖の広がり)が大き
くなりすぎないため、一定以上の拡散速度を保つことができ、定着時にワックスが浸み出しやすくなる。下限は特に制限されないが、好ましくは300以上である。
また、トナー粒子中のワックスの含有量は、1質量%以上30質量%以下であることが好ましい。ワックス含有量が上記範囲となった場合、トナー全体におけるワックスの占める割合が適切となるため、トナー定着に際し良好な定着結果を得やすくなる。
ワックスの融点は60℃以上120℃以下が好ましく、より好ましくは65℃以上100℃以下である。
トナーには、ワックスを1種類のみ、又は複数種類を組み合わせて使用してもよい。
The molecular weight of the wax is preferably 2500 or less, more preferably 2000 or less. When the molecular weight of the wax is in the above range, the molecular size (spread of the molecular chain) does not become too large, so that the diffusion rate can be maintained above a certain level, and the wax easily seeps out during fixing. The lower limit is not particularly limited, but is preferably 300 or more.
The wax content in the toner particles is preferably 1% by mass or more and 30% by mass or less. When the wax content is in the above range, the proportion of the wax in the entire toner becomes appropriate, so that good fixing results can be easily obtained when fixing the toner.
The melting point of the wax is preferably 60 ° C. or higher and 120 ° C. or lower, more preferably 65 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.
As the toner, only one type of wax may be used, or a plurality of types may be used in combination.
本発明では、結着樹脂の溶解度パラメータSPと、ワックスの溶解度パラメータSWが式(2)を満たす。
式(2) |SP-SW|>0.5
SP及びSWを前述の範囲にし、さらにSPとSWの差の絶対値を上記範囲とした場合に、定着時において良好なワックスが浸み出し効果が得られやすくなる。
これは一般的に、トナー定着時のワックスの離型効果を出すためには結着樹脂とワックスとの親和性のバランスが親和する方に偏りすぎないようにする、すなわち溶解度パラメータにおいて差分の絶対値が一定値以上であることが必要となるためである。
|SP-SW|は、1.0以上であることが好ましい。一方、上限は特に制限されないが、好ましくは2.0以下であり、より好ましくは1.5以下である。
In the present invention, the solubility parameter SP of the binder resin and the solubility parameter SW of the wax satisfy the formula (2).
Equation (2) | SP - SW |> 0.5
When SP and SW are set in the above range and the absolute value of the difference between SP and SW is set in the above range, a good wax seeping effect is likely to be obtained at the time of fixing.
This generally ensures that the balance of affinity between the binder resin and the wax is not too biased towards the affinity in order to produce the wax release effect during toner fixation, that is, the absolute difference in solubility parameter. This is because the value needs to be equal to or higher than a certain value.
| SP - SW | is preferably 1.0 or more. On the other hand, the upper limit is not particularly limited, but is preferably 2.0 or less, and more preferably 1.5 or less.
<その他の添加剤>
トナー粒子には結着樹脂及びワックス以外にも必要に応じて様々な添加剤を加えてもよい。これらの添加剤について代表的な例を以下に記す。
<Other additives>
In addition to the binder resin and wax, various additives may be added to the toner particles as needed. Typical examples of these additives are described below.
<着色剤>
トナーには着色剤を用いてもよい。黒色着色剤としては、カーボンブラック,磁性体,以下に示すイエロー/マゼンタ/シアン着色剤を用い黒色に調色されたものが利用される。
イエロー着色剤としては、縮合アゾ化合物,イソインドリノン化合物,アンスラキノン化合物,アゾ金属錯体,メチン化合物,アリルアミド化合物に代表される化合物が挙げられる。具体的には、C.I.ピグメントイエロー12、13、14、15、17、62、73、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、128、129、138、147、150、151、154、155、168、180、185、214等が例示できる。
マゼンタ着色剤としては、縮合アゾ化合物,ジケトピロロピロール化合物,アントラキノン化合物,キナクリドン化合物,塩基染料レーキ化合物,ナフトール化合物,ベンズイミダゾロン化合物,チオインジゴ化合物,ペリレン化合物が挙げられる。具体的には、C.I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、23、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、146、150、166、169、177、184、185、202、206、220、221、238、254、269、C.I.ピグメントバイオレット19等が例示できる。
<Colorant>
A colorant may be used as the toner. As the black colorant, carbon black, a magnetic material, and a black colorant using the following yellow / magenta / cyan colorants are used.
Examples of the yellow colorant include compounds typified by condensed azo compounds, isoindolinone compounds, anthraquinone compounds, azo metal complexes, methine compounds, and allylamide compounds. Specifically, C.I. I. Pigment Yellow 12, 13, 14, 15, 17, 62, 73, 74, 83, 93, 94, 95, 97, 109, 110, 111, 120, 128, 129, 138, 147, 150, 151, 154, Examples thereof include 155, 168, 180, 185, 214 and the like.
Examples of the magenta colorant include condensed azo compounds, diketopyrrolopyrrole compounds, anthraquinone compounds, quinacridone compounds, basic dye lake compounds, naphthol compounds, benzimidazolone compounds, thioindigo compounds, and perylene compounds. Specifically, C.I. I. Pigment Red 2, 3, 5, 6, 7, 23, 48: 2, 48: 3, 48: 4, 57: 1, 81: 1, 122, 146, 150, 166, 169, 177, 184, 185, 202, 206, 220, 221 238, 254, 269, C.I. I. Pigment Violet 19 and the like can be exemplified.
シアン着色剤としては、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体,アントラキノン化合物,塩基染料レーキ化合物等が挙げられる。具体的には、C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、66等が挙げられる。
これらの着色剤は、単独又は混合し更には固溶体の状態で用いることができる。着色剤は、色相角、彩度、明度、耐光性、OHP透明性、トナー中への分散性の点から選択される。着色剤の添加量は、結着樹脂を生成しうる重合性単量体又は結着樹脂100質量部に対し1質量部以上20質量部以下が好ましい。
Examples of the cyan colorant include copper phthalocyanine compounds and derivatives thereof, anthraquinone compounds, basic dye lake compounds and the like. Specifically, C.I. I. Pigment Blue 1, 7, 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 60, 62, 66 and the like.
These colorants can be used alone or in the form of a solid solution. The colorant is selected in terms of hue angle, saturation, lightness, light resistance, OHP transparency, and dispersibility in toner. The amount of the colorant added is preferably 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer or the binder resin capable of producing the binder resin.
着色剤として磁性材料を含有させ磁性トナーとすることも可能である。この場合、磁性材料は着色剤の役割をかねることもできる。磁性材料としては、以下の、マグネタイト、ヘマタイト、フェライトなどの酸化鉄;鉄、コバルト、ニッケルなどの金属、あるいはこれらの金属と、アルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムなどの金属との合金及びその混合物等が例示できる。
上記磁性体は、より好ましくは、表面改質された磁性体が好ましい。重合法により磁性トナーを調製する場合には、重合阻害のない表面改質剤により、疎水化処理を施したものが好ましい。このような表面改質剤としては、例えばシランカップリング剤、チタンカップリング剤を挙げることができる。
これらの磁性体の個数平均粒径は、好ましくは2μm以下、より好ましくは0.1μm以上0.5μm以下である。トナー粒子中の含有量としては結着樹脂を生成しうる重合性単量体又は結着樹脂100質量部に対し、好ましくは20質量部以上200質量部以下、より好ましくは40質量部以上150質量部以下である。
It is also possible to contain a magnetic material as a colorant to obtain a magnetic toner. In this case, the magnetic material can also serve as a colorant. Magnetic materials include the following iron oxides such as magnetite, hematite, and ferrite; metals such as iron, cobalt, and nickel, or these metals with aluminum, cobalt, copper, lead, magnesium, tin, zinc, antimony, and berylium. , Bismus, cadmium, calcium, manganese, selenium, titanium, tungsten, alloys with metals such as vanadium, and mixtures thereof.
The magnetic material is more preferably a surface-modified magnetic material. When the magnetic toner is prepared by a polymerization method, it is preferably hydrophobized with a surface modifier that does not inhibit polymerization. Examples of such a surface modifier include a silane coupling agent and a titanium coupling agent.
The number average particle diameter of these magnetic materials is preferably 2 μm or less, more preferably 0.1 μm or more and 0.5 μm or less. The content in the toner particles is preferably 20 parts by mass or more and 200 parts by mass or less, and more preferably 40 parts by mass or more and 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer or the binder resin capable of producing the binder resin. It is less than a part.
<帯電制御剤>
トナーには、帯電特性を安定化するために帯電制御剤を配合してもよい。帯電制御剤としては、公知のものが利用でき、特に帯電スピードが速く、かつ、一定の帯電量を安定して維持できる帯電制御剤が好ましい。さらに、トナーを直接重合法にて製造する場合には、重合阻害性が低く、水系分散媒体への可溶化物が実質的にない帯電制御剤が特に好ましい。
具体的な化合物としては、負帯電制御剤としてサリチル酸、アルキルサリチル酸、ジアルキルサリチル酸、ナフトエ酸、ダイカルボン酸などの芳香族カルボン酸の金属化合物、アゾ染料又はアゾ顔料の金属塩又は金属錯体、ホウ素化合物、ケイ素化合物、カリックスアレーンが挙げられる。正帯電制御剤として四級アンモニウム塩、前記四級アンモニウム塩を側鎖に有する高分子型化合物、グアニジン化合物、ニグロシン系化合物、イミダゾール化合物が挙げられる。
これらの帯電制御剤の使用量としては、結着樹脂の種類、他の添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではない。内添する場合は、結着樹脂または重合性単量体100質量部に対して好ましくは0.1質量部以上10質量部以下、より好ましくは0.1質量部以上5質量部以下である。また、外添する場合、トナー粒子100質量部に対し、好ましくは0.005質量部以上1.0質量部以下、より好ましくは0.01質量部以上0.3質量部以下である。
<Charge control agent>
A charge control agent may be added to the toner in order to stabilize the charge characteristics. As the charge control agent, known ones can be used, and in particular, a charge control agent having a high charging speed and capable of stably maintaining a constant charge amount is preferable. Further, when the toner is produced by the direct polymerization method, a charge control agent having low polymerization inhibitory property and substantially no solubilized product in the aqueous dispersion medium is particularly preferable.
Specific examples include metal compounds of aromatic carboxylic acids such as salicylic acid, alkylsalicylic acid, dialkylsalicylic acid, naphthoic acid, and dicarboxylic acid as negative charge control agents, metal salts or metal complexes of azo dyes or azo pigments, and boron compounds. , Silicon compounds, Calix Arene. Examples of the positive charge control agent include a quaternary ammonium salt, a polymer-type compound having the quaternary ammonium salt in the side chain, a guanidine compound, a niglocin-based compound, and an imidazole compound.
The amount of these charge control agents used is determined by the type of binder resin, the presence or absence of other additives, and the toner production method including the dispersion method, and is not uniquely limited. In the case of internal addition, it is preferably 0.1 part by mass or more and 10 parts by mass or less, and more preferably 0.1 part by mass or more and 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder resin or the polymerizable monomer. In the case of external addition, it is preferably 0.005 part by mass or more and 1.0 part by mass or less, and more preferably 0.01 part by mass or more and 0.3 part by mass or less with respect to 100 parts by mass of the toner particles.
<連鎖移動剤>
また、本発明者らは、上記トナーの製造において、式(3)で表されるビニルエーテル型付加開裂型連鎖移動剤、重合性単量体及び重合開始剤を含む重合性単量体組成物を重合し、結着樹脂を得る工程を含む方法により、定着時の耐ホットオフセット性及び高温高湿環境下における帯電安定性が向上することを見出した。
<Chain transfer agent>
Further, the present inventors have prepared a polymerizable monomer composition containing a vinyl ether type addition cleavage type chain transfer agent represented by the formula (3), a polymerizable monomer and a polymerization initiator in the production of the above toner. It has been found that the method including the step of polymerizing and obtaining the binder resin improves the hot offset resistance at the time of fixing and the charge stability in a high temperature and high humidity environment.
(式(3)中、R2は、-COOR1、又はフェニル基若しくはその誘導体を示し、R1は、炭素数1~4のアルキル基を示す。R3は、ベンジル基、又は、炭素数4~8の2級
若しくは3級のアルキル基を示す。)
該連鎖移動剤は、式(3)で示すようにビニルエーテルを骨格とした連鎖移動剤である。ラジカル重合場で効率的な連鎖移動反応を示すためには、式(3)中のR2が、-COOR1(R1:炭素数1~4のアルキル基)、又はフェニル基若しくはその誘導体である
ことが必要である。上記構造であると重合性単量体に対して効率的な連鎖移動反応を示す。
R1としては例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、t-ブチル基が挙げられる。
また、フェニル基の誘導体としては、置換基を有するフェニル基が挙げられ、該置換基としては例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、t-ブチル基、メトキシ基、エトキシ基などからなる群から選択される少なくとも一つが挙げられる。
R2は、より好ましくは-COOCH3、又はフェニル基若しくはその誘導体である。
(In the formula (3), R 2 represents -COOR 1 or a phenyl group or a derivative thereof, R 1 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 3 represents a benzyl group or a carbon number of carbon atoms. Indicates a secondary or tertiary alkyl group of 4-8.)
The chain transfer agent is a chain transfer agent having a vinyl ether as a skeleton as shown in the formula (3). In order to exhibit an efficient chain transfer reaction in a radical polymerization field, R2 in the formula (3) is -COOR 1 ( R1 : an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms), or a phenyl group or a derivative thereof. It is necessary to be. With the above structure, an efficient chain transfer reaction is exhibited with respect to the polymerizable monomer.
Examples of R 1 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, an i-butyl group and a t-butyl group.
Examples of the derivative of the phenyl group include a phenyl group having a substituent, and examples of the substituent include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group and an i-butyl group. At least one selected from the group consisting of a group, a t-butyl group, a methoxy group, an ethoxy group and the like can be mentioned.
R 2 is more preferably -COOCH 3 , or a phenyl group or a derivative thereof.
また、該連鎖移動剤は付加開裂型の連鎖移動剤である。付加開裂後に発生する開始ラジカルが効率的に重合性単量体へ付加することで重合転化率の低下が起りにくくなる。
そのためには、R3がベンジル基、炭素数4~8の2級又は3級のアルキル基であることが必要である。炭素数4~8の2級又は3級アルキル基としては、例えばiso-ブチル基、tert-ブチル基、tert-アミル基などが挙げられる。
R3は、より好ましくはベンジル基、iso-ブチル基、又はtert-ブチル基である。
The chain transfer agent is an addition-cleaving type chain transfer agent. Efficient addition of the initiator radical generated after addition cleavage to the polymerizable monomer makes it difficult for the polymerization conversion rate to decrease.
For that purpose, R 3 needs to be a benzyl group and a secondary or tertiary alkyl group having 4 to 8 carbon atoms. Examples of the secondary or tertiary alkyl group having 4 to 8 carbon atoms include an iso-butyl group, a tert-butyl group, and a tert-amyl group.
R3 is more preferably a benzyl group , an iso-butyl group, or a tert-butyl group.
連鎖移動剤は、例えばα-ベンジルオキシスチレン、i-ブチルオキシスチレン、t-ブチルオキシスチレン、ベンジルオキシp-メチルスチレン、ベンジルオキシp-メトキシスチレン、メチル2-ベンジルオキシアクリレート、エチル2-ベンジルオキシアクリレート、n-ブチル2-ベンジルオキシアクリレート、t-ブチル2-ベンジルオキシアクリレート、メチル2-i-ブチルオキシアクリレート、メチル2-t-ブチルオキシアクリレートなどが挙げられる。
さらに、該連鎖移動剤が、式(4)~(6)からなる群から選択される少なくとも一つであることが好ましい。
The chain transfer agent is, for example, α-benzyloxystyrene, i-butyloxystyrene, t-butyloxystyrene, benzyloxyp-methylstyrene, benzyloxyp-methoxystyrene, methyl2-benzyloxyacrylate, ethyl2-benzyloxy. Examples thereof include acrylate, n-butyl 2-benzyloxy acrylate, t-butyl 2-benzyloxy acrylate, methyl 2-i-butyloxy acrylate, and methyl 2-t-butyloxy acrylate.
Further, it is preferable that the chain transfer agent is at least one selected from the group consisting of the formulas (4) to (6).
式(3)で表される連鎖移動剤の添加量は、重合性単量体100.0質量部に対し、0.1質量部以上5.0質量部以下であることが好ましく、0.3質量部以上4.5質量部以下であることがより好ましい。添加量がこの範囲にあると低分子量成分の分量や重合転化率低下などの点から重合制御がしやすくなるため、分子量分布が整った樹脂が得られやすくなる。また、添加量がこの範囲にあることで重合完了時の未反応物などの残渣量が多くなりすぎることを抑制することができる。 The amount of the chain transfer agent represented by the formula (3) to be added is preferably 0.1 part by mass or more and 5.0 parts by mass or less with respect to 100.0 parts by mass of the polymerizable monomer, preferably 0.3. It is more preferably more than parts by mass and not more than 4.5 parts by mass. When the addition amount is in this range, it becomes easy to control the polymerization from the viewpoints of the amount of the low molecular weight component and the decrease in the polymerization conversion rate, so that it becomes easy to obtain a resin having a well-balanced molecular weight distribution. Further, when the addition amount is in this range, it is possible to prevent the residual amount of unreacted substances and the like at the time of completion of the polymerization from becoming too large.
<重合開始剤>
重合性単量体組成物に使用することのできる重合開始剤としては、公知の有機過酸化物開始剤やアゾ化合物開始剤が挙げられる。有機過酸化物開始剤としては、以下のものが挙げられる。
t-ブチルパーオキシピバレート、t-アミルパーオキシピバレートなどのアルキルパーオキシエステル型、t-アミルパーオキシイソプロピルカーボネートなどのパーオキシモノカーボネート型、1,1-ジ(t-アミルパーオキシ)シクロヘキサンなどのパーオ
キシケタール型、ジt-ブチルパーオキサイド、ジt-アミルパーオキサイドなどのジアルキルパーオキサイド型、ジイソナノイルパーオキサイド、ジイソブチリルパーオキサイドなどジアシルパーオキサイド型、ビス(4-t-ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネートなどのパーオキシジカーボネート型が挙げられる。
<Polymer initiator>
Examples of the polymerization initiator that can be used in the polymerizable monomer composition include known organic peroxide initiators and azo compound initiators. Examples of the organic peroxide initiator include the following.
Alkyl peroxy ester type such as t-butyl peroxypivalate and t-amyl peroxypivalate, peroxymonocarbonate type such as t-amyl peroxyisopropyl carbonate, 1,1-di (t-amyl peroxy) Peroxyketal type such as cyclohexane, dialkyl peroxide type such as dit-butyl peroxide and dit-amyl peroxide, diacyl peroxide type such as diisonanoyl peroxide and diisobutyryl peroxide, bis (4-t- Butylcyclohexyl) Peroxydicarbonate type such as peroxydicarbonate can be mentioned.
アゾ化合物開始剤としては、2,2’-アゾビス-(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、2,2’-アゾビス-4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル、及びアゾビスメチルブチロニトリル、1,1’-アゾビス(1-アセトキシ-1-
フェニルエタン)などが挙げられる。
重合開始剤は、アルキルパーオキシエステル型有機過酸化物、ジアシルパーオキサイド型有機過酸化物、又はアゾ化合物であることが好ましい。
有機過酸化物開始剤やアゾ化合物開始剤をそのまま一種類で、又は複数種類を混合して用いてもよい。
Examples of the azo compound initiator include 2,2'-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobisisobutyronitrile, and 1,1'-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile). , 2,2'-azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile, and azobismethylbutyronitrile, 1,1'-azobis (1-acetoxy-1-)
Phenylethane) and the like.
The polymerization initiator is preferably an alkyl peroxy ester type organic peroxide, a diacyl peroxide type organic peroxide, or an azo compound.
The organic peroxide initiator or the azo compound initiator may be used as it is, or a plurality of types may be mixed and used.
トナーの製造方法としては、式(3)で表されるビニルエーテル型付加開裂型連鎖移動剤、重合性単量体及び重合開始剤を含む重合性単量体組成物を重合し、結着樹脂を得る工程を含む方法が好ましい。例えば、予め製造した結着樹脂を使用した公知の製造方法、又は前記ラジカル重合工程を経てトナー粒子を製造する公知の製造方法などが挙げられる。好ましくは、乾式製法、乳化凝集法、溶解懸濁法、懸濁重合法などが挙げられる。 As a method for producing the toner, a polymerizable monomer composition containing a vinyl ether type addition cleavage type chain transfer agent represented by the formula (3), a polymerizable monomer and a polymerization initiator is polymerized to obtain a binder resin. A method including a step of obtaining is preferable. For example, a known production method using a binder resin produced in advance, a known production method for producing toner particles through the radical polymerization step, and the like can be mentioned. Preferred examples thereof include a dry production method, an emulsion aggregation method, a dissolution suspension method, and a suspension polymerization method.
以下に本発明の製造方法に含まれる工程について説明する。
<重合性単量体組成物を重合し結着樹脂を得る工程>
本発明のトナーの製造方法は、式(3)で表されるビニルエーテル型付加開裂型連鎖移動剤と重合性単量体と重合開始剤とを含む重合性単量体組成物を重合し結着樹脂を得る工程を含むことが好ましい。
前述したように、重合下において連鎖移動剤を使用することで効率よく主鎖末端構造を制御することが可能となる。
ここで、式(3)で表されるビニルエーテル型付加開裂型連鎖移動剤はラジカルが付加したのちに開始ラジカルが開裂するが、その際にラジカル生長末端はケト基を生成する。前述した連鎖移動剤の項において説明したように、式(3)で表される構造であることで、スチレンやアクリル系又はメタクリル系の重合性単量体の重合時に転化率低下を最小限に抑えつつ、末端ケト基を効率よく導入することができる。
The steps included in the manufacturing method of the present invention will be described below.
<Step of polymerizing the polymerizable monomer composition to obtain a binder resin>
In the method for producing a toner of the present invention, a polymerizable monomer composition containing a vinyl ether type addition cleavage type chain transfer agent represented by the formula (3), a polymerizable monomer and a polymerization initiator is polymerized and bound. It is preferable to include a step of obtaining a resin.
As described above, the use of a chain transfer agent under polymerization makes it possible to efficiently control the backbone terminal structure.
Here, in the vinyl ether type addition cleavage type chain transfer agent represented by the formula (3), the starting radical is cleaved after the radical is added, and at that time, the radical growth end generates a keto group. As described in the section of the chain transfer agent described above, the structure represented by the formula (3) minimizes the decrease in conversion rate during the polymerization of styrene, acrylic or methacrylic polymerizable monomers. It is possible to efficiently introduce the terminal keto group while suppressing it.
本発明の第二の態様では以下の製造方法を好適に用いることができる。
結着樹脂を含有するトナー粒子を有するトナーの製造方法であって、
該結着樹脂を形成し得る重合性単量体、重合開始剤及び連鎖移動剤を含有する重合性単量体組成物を水系媒体中に分散して、該重合性単量体組成物の液滴を形成する工程、及び、
該液滴中の重合性単量体を重合してトナー粒子を生成する工程、を有し、
該重合性単量体が、スチレン、アクリル酸エステル、及びメタクリル酸エステルからなる群より選択される少なくとも1つを含み、
該連鎖移動剤は、前記式(3)で示されるビニルエーテル型付加開裂型連鎖移動剤であることを特徴とするトナーの製造方法。
In the second aspect of the present invention, the following production method can be preferably used.
A method for producing a toner having toner particles containing a binder resin.
A polymerizable monomer composition containing a polymerizable monomer, a polymerization initiator and a chain transfer agent capable of forming the binder resin is dispersed in an aqueous medium, and a liquid of the polymerizable monomer composition is dispersed. The process of forming droplets and
It comprises a step of polymerizing the polymerizable monomer in the droplet to generate toner particles.
The polymerizable monomer contains at least one selected from the group consisting of styrene, acrylic acid ester, and methacrylic acid ester.
A method for producing a toner, wherein the chain transfer agent is a vinyl ether type addition cleavage type chain transfer agent represented by the above formula (3).
本発明者らは、懸濁重合法によりトナー粒子を製造する方法において、式(3)で示される連鎖移動剤を用いることで、懸濁重合場で効率的な連鎖移動反応を示し、転化率を下
げることなく分子量が整った結着樹脂が得られることを見出した。また、得られたトナー粒子は臭気が抑制されることを見出した。
連鎖移動剤が上記構造であるとスチレン、アクリル酸エステル、及びメタクリル酸エステルに対して効率的な連鎖移動反応を示す。また、該連鎖移動剤は付加開裂型の連鎖移動剤であり、付加開裂後に発生する開始ラジカルが効率的に重合性単量体へ付加することで重合転化率の低下が起りにくくなる。
該連鎖移動剤はビニルエーテルを骨格とした連鎖移動剤となっている。このビニルエーテル型付加開裂型連鎖移動剤は臭気の原因となるメルカプト基等の官能基を有さないため特別な工程を施すことなく臭気が抑制された結着樹脂が得られる。
In the method for producing toner particles by the suspension polymerization method, the present inventors show an efficient chain transfer reaction in a suspension polymerization site by using the chain transfer agent represented by the formula (3), and the conversion rate. It was found that a binder resin having a uniform molecular weight can be obtained without lowering the molecular weight. It was also found that the obtained toner particles suppress the odor.
When the chain transfer agent has the above structure, it exhibits an efficient chain transfer reaction with styrene, acrylic acid ester, and methacrylic acid ester. Further, the chain transfer agent is an addition-cleaving type chain transfer agent, and the starting radical generated after the addition-cleavage is efficiently added to the polymerizable monomer, so that the polymerization conversion rate is less likely to decrease.
The chain transfer agent is a chain transfer agent having a vinyl ether as a skeleton. Since this vinyl ether type addition cleavage type chain transfer agent does not have a functional group such as a mercapto group that causes an odor, a binder resin in which the odor is suppressed can be obtained without performing a special step.
次に懸濁重合法について、説明する。
結着樹脂を生成しうる重合性単量体、式(3)で示される連鎖移動剤、および、必要に応じて、着色剤、ワックスなどその他の添加物を、ホモジナイザー、ボールミル、コロイドミル、超音波分散機のような分散機で均一に溶解又は分散させ、これに重合開始剤を溶解し、重合性単量体組成物を調製する。次に、重合性単量体組成物を分散安定剤含有の水系媒体中に懸濁して重合性単量体組成物の液滴を形成する。その後、該液滴中の重合性単量体の重合を行なうことによってトナー粒子は製造される。
重合開始剤及び連鎖移動剤は、重合性単量体中に他の添加剤を添加するときに同時に加えてもよいし、水系媒体中に懸濁する直前に混合してもよい。また、造粒直後、重合反応を開始する前に重合性単量体又は溶媒に溶解した重合開始剤を加えてもよい。
Next, the suspension polymerization method will be described.
Polymerizable monomers capable of producing a binder resin, chain transfer agents represented by the formula (3), and, if necessary, other additives such as colorants and waxes, homogenizers, ball mills, colloid mills, super A polymerizable monomer composition is prepared by uniformly dissolving or dispersing with a disperser such as a sonic disperser, and dissolving the polymerization initiator in the disperser. Next, the polymerizable monomer composition is suspended in an aqueous medium containing a dispersion stabilizer to form droplets of the polymerizable monomer composition. Then, the toner particles are produced by polymerizing the polymerizable monomer in the droplets.
The polymerization initiator and the chain transfer agent may be added at the same time as the other additives are added to the polymerizable monomer, or may be mixed immediately before the suspension in the aqueous medium. Further, immediately after granulation and before starting the polymerization reaction, a polymerizable monomer or a polymerization initiator dissolved in a solvent may be added.
また、トナー粒子の重量平均粒径(D4)は、4.0μm以上9.0μm以下であることが好ましく、より好ましくは5.0μm以上8.0μm以下であり、さらに好ましくは5.0μm以上7.0μm以下である。 The weight average particle size (D4) of the toner particles is preferably 4.0 μm or more and 9.0 μm or less, more preferably 5.0 μm or more and 8.0 μm or less, and further preferably 5.0 μm or more 7 It is 0.0 μm or less.
以下に、本発明で規定する各物性値の計算方法及び測定方法を記載する。
<ワックスの分子量の測定方法>
ワックスの分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、以下のようにして測定する。
ゲルクロマトグラフ用のo-ジクロロベンゼンに、特級2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール(BHT)を濃度が0.10質量/体積%となるように添加し、室温で溶解する。サンプルビンにワックスと上記のBHTを添加したo-ジクロロベンゼンとを入れ、150℃に設定したホットプレート上で加熱し、ワックスを溶解する。ワックスが溶けたら、予め加熱しておいたフィルターユニットに入れ、本体に設置する。フィルターユニットを通過させたものをGPCサンプルとする。なお、サンプル溶液は、濃度が0.15質量%となるように調整する。このサンプル溶液を用いて、以下の条件で測定する。装置:HLC-8121GPC/HT(東ソー社製)
検出器:高温用RI
カラム:TSKgel GMHHR-H HT 2連(東ソー社製)
温度:135.0℃
溶媒:ゲルクロマトグラフ用o-ジクロロベンゼン(BHT0.10質量/体積%添加)流速:1.0ml/min
注入量:0.4ml
ワックスの分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂(例えば、商品名「TSKスタンダード ポリスチレン F-850、F-450、F-288、F-128、F-80、F-40、F-20、F-10、F-4、F-2、F-1、A-5000、A-2500、A-1000、A-500」、東ソー社製)を用いて作成した分子量校正曲線を使用する。
Hereinafter, the calculation method and the measurement method of each physical property value specified in the present invention will be described.
<Measurement method of wax molecular weight>
The molecular weight of the wax is measured by gel permeation chromatography (GPC) as follows.
Special grade 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol (BHT) is added to o-dichlorobenzene for gel chromatograph so as to have a concentration of 0.10% by mass / volume, and the mixture is dissolved at room temperature. The wax and o-dichlorobenzene to which the above BHT is added are placed in a sample bottle and heated on a hot plate set at 150 ° C. to dissolve the wax. When the wax melts, put it in a preheated filter unit and install it in the main body. A GPC sample that has passed through the filter unit is used. The sample solution is adjusted so that the concentration is 0.15% by mass. This sample solution is used for measurement under the following conditions. Equipment: HLC-8121GPC / HT (manufactured by Tosoh Corporation)
Detector: RI for high temperature
Column: TSKgel GMHHR-HHT 2 stations (manufactured by Tosoh)
Temperature: 135.0 ° C
Solvent: o-dichlorobenzene for gel chromatograph (BHT 0.10 mass / volume% added) Flow rate: 1.0 ml / min
Injection volume: 0.4 ml
In calculating the molecular weight of the wax, standard polystyrene resin (for example, trade names "TSK Standard Polystyrene F-850, F-450, F-288, F-128, F-80, F-40, F-20, F-" 10, F-4, F-2, F-1, A-5000, A-2500, A-1000, A-500 ", manufactured by Tosoh Corporation) is used.
<結着樹脂の分子量の測定方法>
結着樹脂の数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、以下のようにして測定する。
まず、室温で、結着樹脂をテトラヒドロフラン(THF)に溶解する。そして、得られた溶液を、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブランフィルター「マイショリディスク」(東ソー社製)で濾過してサンプル溶液を得る。なお、サンプル溶液は、THFに可溶な成分の濃度が0.8質量%となるように調整する。このサンプル溶液を用いて、以下の条件で測定する。
装置:高速GPC装置「HLC-8220GPC」[東ソー(株)製]
カラム:LF-604の2連
溶離液:THF
流速:0.6ml/min
オーブン温度:40℃
試料注入量 :0.020ml
試料の分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂(例えば、商品名「TSKスタンダード ポリスチレン F-850、F-450、F-288、F-128、F-80、F-40、F-20、F-10、F-4、F-2、F-1、A-5000、A-2500、A-1000、A-500」、東ソー社製)を用いて作成した分子量校正曲線を使用する。
<Measurement method of molecular weight of binder resin>
The number average molecular weight (Mn) and the weight average molecular weight (Mw) of the binder resin are measured by gel permeation chromatography (GPC) as follows.
First, the binder resin is dissolved in tetrahydrofuran (THF) at room temperature. Then, the obtained solution is filtered through a solvent-resistant membrane filter "Mysholidisc" (manufactured by Tosoh Corporation) having a pore diameter of 0.2 μm to obtain a sample solution. The sample solution is adjusted so that the concentration of the component soluble in THF is 0.8% by mass. This sample solution is used for measurement under the following conditions.
Equipment: High-speed GPC equipment "HLC-8220GPC" [manufactured by Tosoh Corporation]
Column: LF-604 double eluent: THF
Flow velocity: 0.6 ml / min
Oven temperature: 40 ° C
Sample injection amount: 0.020 ml
In calculating the molecular weight of the sample, standard polystyrene resin (for example, trade names "TSK Standard Polystyrene F-850, F-450, F-288, F-128, F-80, F-40, F-20, F-" 10, F-4, F-2, F-1, A-5000, A-2500, A-1000, A-500 ", manufactured by Tosoh Corporation) is used.
<結着樹脂の主鎖末端構造存在率の測定方法>
結着樹脂の主鎖末端構造の存在率(%)の測定方法について記す。主鎖末端構造は運動性の異なる末端基であることとケト基構造であることから、公知の核磁気共鳴分光法による分析法を用いることができる。具体的には、ブルカー・バイオスピン(株)製FT-NMR極低温プローブ付 AVANCE-600(使用溶剤 重クロロホルム)を使用し、13C-NMR測定を行う。
なお、試料100mgを溶剤0.7mlに溶かし、緩和試薬としてクロム(III)アセチルアセトナートを50mM添加した試料溶液を用い、逆ゲートデカップリング法により定量化する。組成分析を行い、末端ケト基のカルボニル炭素のシグナルとポリマー中のアクリル構造などに由来する他のカルボニル炭素又は、ポリマー中のスチレン構造に由来するフェニル炭素などとの積分比より、各モノマー量に対する末端基の存在比率が算出できる。
一方、ポリマー中のモノマー組成比から上記末端基存在率100%と仮定した際の、みかけの分子量が算出できるため、みかけの分子量と数平均分子量との比より、主鎖末端構造の存在率が算出できる。
本発明のトナーに含まれる結着樹脂は平均分子量が大きい場合があるため、その場合の主鎖末端構造の存在率の測定方法について記す。
対象ポリマーの良溶媒/貧溶媒混合系で沈殿分別を行い、又は市販の分取クロマトグラフィー(分取GPC)を用いて複数の分子量毎の留分(フラクション分)を得る。
これらの留分の分子量、分子量分布をGPCなどにより測定し、このうち分子量の小さい複数のサンプルにおいて前述の13C-NMR測定を行い、各サンプルにおける主鎖末端構造の存在率を算出する。これらの主鎖末端構造の存在率の平均をとることで主鎖末端構造の存在率を決定することができる。
トナー中の結着樹脂、及びワックス等の分離については、トナーの組成分析を行い、含まれる結着樹脂、ワックス、定着助剤等の種類を推定したのち、それぞれの良溶媒を用いて抽出することができる。あるいは前述の沈殿分別法や分取GPCを用いた分取を行い、各成分の留分が得られる。これらを公知の構造分析法(核磁気共鳴分光法、赤外分光法、熱分解GC/MSなど)により分析することで、各ポリマー、ワックス、定着助剤の構造を同定し、SP値などを算出できる。また、各ポリマー種の存在比率より結着樹脂を推定し、前記末端基構造の存在率算出法で末端基存在率を決定できる。
<Measurement method of main chain terminal structure abundance of binder resin>
The method of measuring the abundance rate (%) of the main chain terminal structure of the binder resin is described. Since the main chain terminal structure is a terminal group having different motility and a keto group structure, a known analytical method by nuclear magnetic resonance spectroscopy can be used. Specifically, 13 C-NMR measurement is performed using AVANCE-600 (deuterated chloroform used solvent) with an FT-NMR ultra-low temperature probe manufactured by Bruker Biospin Co., Ltd.
In addition, 100 mg of a sample is dissolved in 0.7 ml of a solvent, and a sample solution containing 50 mM of chromium (III) acetylacetonate as a relaxation reagent is used and quantified by a reverse gate decoupling method. A composition analysis was performed, and the integral ratio of the signal of the carbonyl carbon of the terminal keto group to other carbonyl carbon derived from the acrylic structure in the polymer or the phenyl carbon derived from the styrene structure in the polymer was used for each monomer amount. The abundance ratio of the terminal group can be calculated.
On the other hand, since the apparent molecular weight can be calculated from the monomer composition ratio in the polymer assuming that the abundance of the terminal groups is 100%, the abundance of the main chain terminal structure is determined from the ratio between the apparent molecular weight and the number average molecular weight. Can be calculated.
Since the binder resin contained in the toner of the present invention may have a large average molecular weight, a method for measuring the abundance of the main chain terminal structure in that case will be described.
Precipitation fractionation is performed with a good solvent / poor solvent mixed system of the target polymer, or a commercially available fractionation chromatography (fractionation GPC) is used to obtain fractions (fractions) for each of a plurality of molecular weights.
The molecular weight and molecular weight distribution of these distillates are measured by GPC or the like, and the above-mentioned 13 C-NMR measurement is performed on a plurality of samples having a small molecular weight, and the abundance of the main chain terminal structure in each sample is calculated. The abundance of the main chain terminal structure can be determined by averaging the abundance of these main chain terminal structures.
Regarding the separation of the binder resin, wax, etc. in the toner, the composition of the toner is analyzed, the types of the binder resin, wax, fixing aid, etc. contained are estimated, and then extraction is performed using each good solvent. be able to. Alternatively, fractionation using the above-mentioned precipitation fractionation method or fractionation GPC is performed, and a fraction of each component is obtained. By analyzing these by known structural analysis methods (nuclear magnetic resonance spectroscopy, infrared spectroscopy, thermal decomposition GC / MS, etc.), the structures of each polymer, wax, and fixing aid can be identified, and the SP value and the like can be determined. Can be calculated. Further, the binder resin can be estimated from the abundance ratio of each polymer species, and the abundance rate of the terminal group can be determined by the method of calculating the abundance rate of the terminal group structure.
<ワックスの融点Tmの測定方法>
ワックスの融点Tmは、示差走査熱量分析装置「Q1000」(TA Instruments製)を用いてASTM D3418-82に準じて測定する。
装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。
具体的には、ワックス5mgを精秤し、これをアルミニウム製のパンの中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用い、測定温度範囲30~200℃の間で、昇温速度10℃/minで測定を行う。測定においては、一度200℃まで昇温させ、続いて30℃まで10℃/minで降温し、その後に再度10℃/minで昇温を行う。この2度目の昇温過程での温度30~200℃の範囲におけるDSC曲線の最大の吸熱ピークを、DSC測定における融点Tmとする。
<Measurement method of melting point Tm of wax>
The melting point Tm of the wax is measured according to ASTM D3418-82 using a differential scanning calorimeter analyzer "Q1000" (manufactured by TA Instruments).
The melting point of indium and zinc is used for temperature correction of the device detector, and the heat of fusion of indium is used for the correction of calorific value.
Specifically, 5 mg of wax is precisely weighed, placed in an aluminum pan, and an empty aluminum pan is used as a reference, and the temperature rise rate is 10 ° C. in the measurement temperature range of 30 to 200 ° C. Measure at / min. In the measurement, the temperature is once raised to 200 ° C., then lowered to 30 ° C. at 10 ° C./min, and then raised again at 10 ° C./min. The maximum endothermic peak of the DSC curve in the temperature range of 30 to 200 ° C. in the second temperature raising process is defined as the melting point Tm in the DSC measurement.
<トナーの重量平均粒径(D4)及び個数平均粒径(D1)の測定方法>
トナーの重量平均粒径(D4)及び個数平均粒径(D1)は、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)を用いる。測定条件設定及び測定データ解析には付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用い、実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで測定し、測定データの解析を行う。
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。
なお、測定、解析を行う前に、以下のように前記専用ソフトの設定を行う。
前記専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更画面」において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。閾値/ノイズレベルの測定ボタンを押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、測定後のアパーチャーチューブのフラッシュにチェックを入れる。
専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定画面」において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μm以上60μm以下に設定する。
<Measuring method of weight average particle size (D4) and number average particle size (D1) of toner>
The weight average particle size (D4) and the number average particle size (D1) of the toner are the precision particle size distribution measuring device "Coulter Counter Multisizer 3" (registered trademark, Beckman. (Manufactured by Coulter) is used. For measurement condition setting and measurement data analysis, use the attached dedicated software "Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51" (manufactured by Beckman Coulter) to measure with 25,000 effective measurement channels and analyze the measurement data. I do.
As the electrolytic aqueous solution used for the measurement, one in which special grade sodium chloride is dissolved in ion-exchanged water so that the concentration becomes 1% by mass, for example, "ISOTON II" (manufactured by Beckman Coulter) can be used.
Before performing measurement and analysis, set the dedicated software as follows.
In the "Change standard measurement method (SOM) screen" of the dedicated software, set the total count number of the control mode to 50,000 particles, measure once, and set the Kd value to "Standard particles 10.0 μm" (Beckman Coulter). Set the value obtained using (manufactured by the company). By pressing the threshold / noise level measurement button, the threshold and noise level are automatically set. Also, set the current to 1600 μA, the gain to 2, and the electrolyte to ISOTON II, and check the flash of the aperture tube after measurement.
On the "Pulse to particle size conversion setting screen" of the dedicated software, set the bin spacing to the logarithmic particle size, the particle size bin to the 256 particle size bin, and the particle size range to 2 μm or more and 60 μm or less.
具体的な測定法は以下の通りである。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250ml丸底ビーカーに前記電解水溶液200mlを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。そして、専用ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100ml平底ビーカーに前記電解水溶液30mlを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で3質量倍に希釈した希釈液を0.3ml加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を、位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispersion System Tetora150」(日科機バイオス社製)の水槽内に所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に前記コンタミノンNを2ml添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処
理を継続する。なお、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)の電解水溶液を滴下し、測定濃度が5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行い、粒径を算出する。なお、専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、分析/体積統計値(算術平均)画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)であり、専用ソフトでグラフ/個数%と設定したときの、「分析/個数統計値(算術平均)」画面の「平均径」が個数平均粒径(D1)である。
The specific measurement method is as follows.
(1) 200 ml of the electrolytic aqueous solution is placed in a 250 ml round bottom beaker made of glass exclusively for Multisizer 3, set on a sample stand, and the stirrer rod is stirred counterclockwise at 24 rpm. Then, the dirt and air bubbles in the aperture tube are removed by the "aperture flash" function of the dedicated software.
(2) Put 30 ml of the electrolytic aqueous solution in a 100 ml flat bottom beaker made of glass. Among them, as a dispersant, "Contaminone N" (a 10% by mass aqueous solution of a neutral detergent for cleaning a pH 7 precision measuring instrument consisting of a nonionic surfactant, an anionic surfactant, and an organic builder, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. ) Is diluted 3 times by mass with ion-exchanged water, and 0.3 ml of the diluted solution is added.
(3) Two oscillators with an oscillation frequency of 50 kHz are built in with the phase shifted by 180 degrees, and are installed in the water tank of the ultrasonic disperser "Ultrasonic Dispersion System Tetora 150" (manufactured by Nikkaki Bios) with an electrical output of 120 W. A predetermined amount of ion-exchanged water is added, and 2 ml of the Contaminone N is added into the water tank.
(4) The beaker of (2) is set in the beaker fixing hole of the ultrasonic disperser, and the ultrasonic disperser is operated. Then, the height position of the beaker is adjusted so that the resonance state of the liquid level of the electrolytic solution in the beaker is maximized.
(5) With the electrolytic aqueous solution in the beaker of (4) being irradiated with ultrasonic waves, 10 mg of toner is added little by little to the electrolytic aqueous solution and dispersed. Then, the ultrasonic dispersion processing is continued for another 60 seconds. For ultrasonic dispersion, the water temperature in the water tank is appropriately adjusted to be 10 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.
(6) Using a pipette, the electrolytic aqueous solution of (5) in which toner is dispersed is dropped onto the round bottom beaker of (1) installed in the sample stand, and the measured concentration is adjusted to 5%. Then, the measurement is performed until the number of measured particles reaches 50,000.
(7) The measurement data is analyzed by the dedicated software attached to the device, and the particle size is calculated. When the graph / volume% is set in the dedicated software, the "average diameter" on the analysis / volume statistical value (arithmetic mean) screen is the weight average particle size (D4), and the graph / number% is set in the dedicated software. The "average diameter" on the "analysis / number statistical value (arithmetic mean)" screen is the number average particle size (D1).
<重合転化率の測定方法>
以下の方法で重合転化率を求める。
重合反応終了後の懸濁液1gに重合禁止剤を添加し、これをTHF4mlに溶解したものを用いてガスクロマトグラフィーにて以下の条件で内部標準法により残存重合性単量体量より求める。
G.C.条件
測定装置:島津GC-15A(キャピラリー付)
キャリア:N2, 2kg/cm2 50ml/min. split10ml/1
3s
カラム:ULBON HR-150m×0.25mm
昇温:50℃で5min.保持
→10℃/min.で100℃に昇温
→20℃/min.で200℃に昇温し保持
試料量:2μl
標準物質:トルエン
<Measurement method of polymerization conversion rate>
The polymerization conversion rate is determined by the following method.
A polymerization inhibitor is added to 1 g of the suspension after the completion of the polymerization reaction, and this is dissolved in 4 ml of THF and obtained by gas chromatography under the following conditions from the amount of residual polymerizable monomer by the internal standard method.
G. C. Condition measuring device: Shimadzu GC-15A (with capillaries)
Carrier: N 2 , 2 kg / cm 2 50 ml / min. split 10ml / 1
3s
Column: ULBON HR-150m x 0.25mm
Temperature rise: 5 min at 50 ° C. Retention → 10 ° C / min. The temperature rises to 100 ° C → 20 ° C / min. The temperature was raised to 200 ° C. and the amount of holding sample: 2 μl.
Standard substance: Toluene
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
<結着樹脂1の製造>
冷却管、攪拌機、及び、窒素導入管のついた反応槽中に、以下の材料を秤量した。
・スチレン 75.0質量部
・アクリル酸n-ブチル 25.0質量部
・α-ベンジルオキシスチレン 1.0質量部
・パーブチルPV(日本油脂製) 7.0質量部
・トルエン 100.0質量部
その後、均一に攪拌したのち、窒素を10分バブリングしてから、窒素フロー状態にして75℃に加熱した。6時間反応させ、メタノールを沈殿剤として再沈、精製させ、真空乾燥させることで結着樹脂1を得た。
得られた結着樹脂の組成はスチレン:アクリル酸n-ブチル=75:25(質量比)であり、この組成比から導き出される溶解度パラメータSPは9.8であった。GPCで求めた結着樹脂1の分子量は、重量平均分子量(Mw)18900、数平均分子量(Mn)13100であった。
結着樹脂の主鎖末端構造は-CO-Phであり、13C-NMRにより算出した末端構造の存在率は12.5%であった。得られた結着樹脂の物性を表1に示す。
<Manufacturing of binder resin 1>
The following materials were weighed in a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer, and a nitrogen introduction tube.
・ 75.0 parts by mass of styrene ・ 25.0 parts by mass of n-butyl acrylate ・ 1.0 part by mass of α-benzyloxystyrene ・ Perbutyl PV (manufactured by Nippon Yushi) 7.0 parts by mass ・ 100.0 parts by mass of toluene Then After stirring uniformly, nitrogen was bubbled for 10 minutes and then heated to 75 ° C. in a nitrogen flow state. After reacting for 6 hours, methanol was used as a precipitating agent for reprecipitation, purification, and vacuum drying to obtain a binder resin 1.
The composition of the obtained binder resin was styrene: n - butyl acrylate = 75:25 (mass ratio), and the solubility parameter SP derived from this composition ratio was 9.8. The molecular weight of the binder resin 1 determined by GPC was a weight average molecular weight (Mw) 18900 and a number average molecular weight (Mn) 13100.
The main chain terminal structure of the binder resin was -CO-Ph, and the abundance of the terminal structure calculated by 13 C-NMR was 12.5%. Table 1 shows the physical characteristics of the obtained binder resin.
<結着樹脂2~15の製造>
表1に示すように原材料及び添加部数を変更すること以外は結着樹脂1と同様の方法で結着樹脂2~15を得た。得られた各結着樹脂の物性を表1に示す。
<Manufacturing of binder resin 2 to 15>
As shown in Table 1, the binder resins 2 to 15 were obtained in the same manner as the binder resin 1 except that the raw materials and the number of added copies were changed. Table 1 shows the physical characteristics of each of the obtained binder resins.
(実施例1)
<トナー1の製造>
・結着樹脂1 100.0質量部
・炭化水素ワックス(融点78℃;日本精蝋社製) 12.0質量部
・銅フタロシアニン顔料(ピグメントブルー15:3) 4.5質量部
・負荷電制御剤(ボントロンE-88;オリエント化学社製) 0.3質量部
上記材料を三井ヘンシェルミキサ(「FM-75型」、三井三池化工機(株)製)でよく混合した後、温度130℃に設定した二軸混練機(「PCM-30型」、池貝鉄工(株)製)にて混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。得られた粗砕物を、高圧気体を用いた衝突式気流粉砕機を用いて微粉砕した。次に、コアンダ効果を利用した風力分級機(「エルボージェットラボEJ-L3」、日鉄鉱業社製)で分級して微粉及び粗粉を同時に分級除去し、トナー粒子を得た。
得られたトナー粒子100.0質量部に対して、外添剤として、シリカ微粉体に対して20質量%のジメチルシリコーンオイルで処理された疎水性シリカ微粉体(1次粒子径:7nm、BET比表面積:300m2/g)1.5質量部を三井ヘンシェルミキサで、撹拌速度3000rpmで15分間混合してトナー1を得た。トナー1の重量平均粒径(D4)は5.9μmであった。得られたトナーの物性を表2に示す。
(Example 1)
<Manufacturing of toner 1>
・ Bound resin 1 100.0 parts by mass ・ Hydrocarbon wax (melting point 78 ℃; manufactured by Nippon Seiwa Co., Ltd.) 12.0 parts by mass ・ Copper phthalocyanine pigment (Pigment Blue 15: 3) 4.5 parts by mass ・ Load electric control Agent (Bontron E-88; manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.) 0.3 parts by mass After mixing the above materials well with Mitsui Henchel Mixer (“FM-75 type”, manufactured by Mitsui Miike Kakoki Co., Ltd.), the temperature was adjusted to 130 ° C. It was kneaded with the set twin-screw kneader (“PCM-30 type”, manufactured by Ikekai Iron Works Co., Ltd.). The obtained kneaded product was cooled and coarsely pulverized to 1 mm or less with a hammer mill to obtain a coarsely crushed product. The obtained coarse crushed product was finely pulverized using a collision-type airflow crusher using a high-pressure gas. Next, the particles were classified by a wind power classifier (“Elbow Jet Lab EJ-L3”, manufactured by Nittetsu Mining Co., Ltd.) using the Coanda effect, and fine powder and coarse powder were simultaneously classified and removed to obtain toner particles.
Hydrophobic silica fine powder (primary particle diameter: 7 nm, BET) treated with 20% by mass of dimethyl silicone oil as an external additive with respect to 100.0 parts by mass of the obtained toner particles. Specific surface area: 300 m 2 / g) 1.5 parts by mass was mixed with a Mitsui Henchel mixer at a stirring speed of 3000 rpm for 15 minutes to obtain toner 1. The weight average particle size (D4) of the toner 1 was 5.9 μm. Table 2 shows the physical characteristics of the obtained toner.
(実施例2~17)
<トナー2~17の製造>
表2に示すように原材料及び添加部数を変更すること以外はトナー1と同様の製造方法でトナー2~17を得た。得られた各トナーの物性を表2に示す。
(Examples 2 to 17)
<Manufacturing of toners 2 to 17>
As shown in Table 2, toners 2 to 17 were obtained by the same manufacturing method as that of toner 1 except that the raw materials and the number of copies added were changed. Table 2 shows the physical characteristics of each of the obtained toners.
(実施例18)
<トナー18の製造>
(コア用樹脂微粒子分散液1の製造)
・結着樹脂10 60.0質量部
・アニオン界面活性剤(ネオゲンRK;第一工業製薬社製) 0.2質量部
・N,N-ジメチルアミノエタノール 1.9質量部
・テトラヒドロフラン 200.0質量部
以上を混合し、溶解し、超高速撹拌装置T.K.ロボミックス((株)プライミクス社製)を用いて4000rpmで撹拌した。さらに、イオン交換水177.80質量部を滴下し、その後エバポレーターを用いてテトラヒドロフランを除去し、コア用樹脂微粒子分散液1を得た。分散液中の樹脂微粒子の体積基準の粒径は動的光散乱式粒度分布計(ナノトラック:日機装社製)を用いて測定した結果、0.22μmであった。
(Example 18)
<Manufacturing of toner 18>
(Manufacturing of resin fine particle dispersion liquid 1 for core)
・ Bound resin 10 60.0 parts by mass ・ Anionic surfactant (Neogen RK; manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) 0.2 parts by mass ・ N, N-dimethylaminoethanol 1.9 parts by mass ・ tetrahydrofuran 200.0 parts by mass The above parts are mixed and dissolved, and the ultra-high-speed stirring device T.I. K. The mixture was stirred at 4000 rpm using Robomix (manufactured by Primix Corporation). Further, 177.80 parts by mass of ion-exchanged water was added dropwise, and then Tetrahydrofuran was removed using an evaporator to obtain a core resin fine particle dispersion liquid 1. The volume-based particle size of the resin fine particles in the dispersion was 0.22 μm as a result of measurement using a dynamic light scattering type particle size distribution meter (Nanotrack: manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
(シェル用樹脂微粒子分散液1の製造)
・ポリエステル樹脂A 60.0質量部
・アニオン界面活性剤(ネオゲンRK;第一工業製薬社製) 0.3質量部
・N,N-ジメチルアミノエタノール 1.9質量部
・テトラヒドロフラン 200.0質量部
(ポリエステル樹脂Aは、テレフタル酸:イソフタル酸:プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA(2モル付加物):エチレンオキサイド変性ビスフェノールA(2モル付加物)=20:20:44:50(質量比)の重縮合物;Mn:3200、Mw:7000である。)
以上を用いて前記コア用樹脂微粒子分散液と同様の手法でシェル用樹脂微粒子分散液1を得た。分散液中の樹脂微粒子の体積基準の粒径は0.09μmであった。
(Manufacturing of resin fine particle dispersion liquid 1 for shell)
・ Polyester resin A 60.0 parts by mass ・ Anionic surfactant (Neogen RK; manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) 0.3 parts by mass ・ N, N-dimethylaminoethanol 1.9 parts by mass ・ tetrahydrofuran 200.0 parts by mass (Polyester resin A is terephthalic acid: isophthalic acid: propylene oxide-modified bisphenol A (2 mol adduct): ethylene oxide-modified bisphenol A (2 mol adduct) = 20:20:44:50 (mass ratio) polycondensation. Object; Mn: 3200, Mw: 7000.)
Using the above, a resin fine particle dispersion for shell 1 was obtained in the same manner as the resin fine particle dispersion for core. The volume-based particle size of the resin fine particles in the dispersion was 0.09 μm.
(着色剤微粒子の水系分散液)
・銅フタロシアニン顔料(ピグメントブルー15:3) 100.0質量部
・アニオン界面活性剤(ネオゲンRK;第一工業製薬社製) 15.0質量部
・イオン交換水 885.0質量部
以上を混合し、高圧衝撃式分散機ナノマイザー((株)吉田機械興業社製)を用いて1時間分散して、着色剤を分散させてなる着色剤微粒子の水系分散液を調製した。また、着色剤微粒子の水系分散液中の着色剤微粒子の体積基準の粒径は動的光散乱式粒度分布計を用いて測定した結果、0.20μmであった。
(Aqueous dispersion of colorant fine particles)
・ Copper phthalocyanine pigment (Pigment Blue 15: 3) 100.0 parts by mass ・ Anionic surfactant (Neogen RK; manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) 15.0 parts by mass ・ Ion exchange water 885.0 parts by mass or more is mixed. , A high-pressure impact disperser Nanomizer (manufactured by Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd.) was used to disperse for 1 hour to prepare an aqueous dispersion of colorant fine particles in which the colorant was dispersed. The volume-based particle size of the colorant fine particles in the aqueous dispersion of the colorant fine particles was 0.20 μm as a result of measurement using a dynamic light scattering type particle size distribution meter.
(離型剤微粒子の水系分散液)
・炭化水素ワックス(融点78℃;日本精蝋社製) 100.0質量部
・アニオン性界面活性剤(ネオゲンRK;第一工業製薬社製) 10.0質量部
・イオン交換水 880.0質量部
以上を撹拌装置付きの混合容器に投入した後、90℃に加熱し、クレアミックスWモーション(エム・テクニック社製)へ循環しながらローター外径が3cm、クリアランスが0.3mmの剪断撹拌部位にて、ローター回転数19000rpm、スクリーン回転数19000rpmの条件にて撹拌し、60分間分散処理した後、ローター回転数1000rpm、スクリーン回転数0rpm、冷却速度10℃/minの冷却処理条件にて40℃まで冷却することで、離型剤微粒子の水系分散液を得た。また、離型剤微粒子の水系分散液中の離型剤微粒子の体積基準の粒径は動的光散乱式粒度分布計を用いて測定した結果、0.15μmであった。
(Aqueous dispersion of mold release agent fine particles)
・ Hydrogen wax (melting point 78 ℃; manufactured by Nippon Seiwa Co., Ltd.) 100.0 parts by mass ・ Anionic surfactant (Neogen RK; manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) 10.0 parts by mass ・ Ion exchanged water 880.0 parts by mass After putting the above part into a mixing container equipped with a stirrer, heat it to 90 ° C. and circulate it to Clairemix W Motion (manufactured by M-Technique) while the rotor outer diameter is 3 cm and the clearance is 0.3 mm. The mixture was stirred under the conditions of a rotor rotation speed of 19000 rpm and a screen rotation speed of 19000 rpm, and after dispersion treatment for 60 minutes, the temperature was 40 ° C. under the cooling treatment conditions of a rotor rotation speed of 1000 rpm, a screen rotation speed of 0 rpm, and a cooling speed of 10 ° C./min. By cooling to, an aqueous dispersion of the release agent fine particles was obtained. The volume-based particle size of the release agent fine particles in the aqueous dispersion of the release agent fine particles was 0.15 μm as a result of measurement using a dynamic light scattering type particle size distribution meter.
(コア粒子分散液の作製)
・コア用樹脂微粒子分散液1 40.0質量部
・着色剤微粒子の水系分散液 10.0質量部
・離型剤微粒子の水系分散液 20.0質量部
・1質量%硫酸マグネシウム水溶液 20.0質量部
・イオン交換水 140.0質量部
上記を、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて分散させた後、加熱用ウォーターバス中で45℃まで撹拌翼にて撹拌しながら加熱した。45℃で1時間保持した後、光学顕微鏡にて観察すると、平均粒径が5.5μmである凝集粒子が形成されていることが確認された。5質量%クエン酸三ナトリウム水溶液40質量部を加えた後、撹拌を継続しながら85℃まで昇温して120分間保持しコア粒子を融合させた。
次いで、撹拌を継続しながら、ウォーターバス内に水を入れ、25℃まで冷却し、コア粒子分散液を得た。また、コア粒子分散液中のコア粒子の粒径をコールター法による粒度分布解析装置(コールターマルチサイザーIII:コールター社製)で測定したところ、重量平均粒径(D4)は4.5μmであった。
(Preparation of core particle dispersion)
・ Resin fine particle dispersion liquid for core 1 40.0 parts by mass ・ Water-based dispersion liquid of colorant fine particles 10.0 parts by mass ・ Aqueous dispersion liquid of mold release agent fine particles 20.0 parts by mass ・ 1% by mass magnesium sulfate aqueous solution 20.0 140.0 parts by mass of ion-exchanged water The above is dispersed using a homogenizer (made by IKA: Ultratalax T50), and then heated to 45 ° C in a heating water bath while stirring with a stirring blade. did. After holding at 45 ° C. for 1 hour, when observed with an optical microscope, it was confirmed that aggregated particles having an average particle size of 5.5 μm were formed. After adding 40 parts by mass of a 5 mass% trisodium citrate aqueous solution, the temperature was raised to 85 ° C. while stirring and held for 120 minutes to fuse the core particles.
Then, while continuing stirring, water was put into the water bath and cooled to 25 ° C. to obtain a core particle dispersion. Further, when the particle size of the core particles in the core particle dispersion was measured by a particle size distribution analyzer (Colter Multisizer III: manufactured by Coulter) by the Coulter method, the weight average particle size (D4) was 4.5 μm. ..
(トナー粒子の作製)
1000質量部のコア粒子分散液をトールビーカーに入れ、加熱用ウォーターバス中で25℃で撹拌翼にて撹拌を行った。続いて、シェル用樹脂微粒子分散液を113質量部添加し、10分間撹拌を行った。さらに、2質量%塩化カルシウム水溶液200質量部をゆっくり滴下した。なお、この段階の分散液を分散液Aと称する。
この状態で、随時、液を少量抽出し、2μmのマイクロフィルターに通し、ろ液が透明になるまで、25℃で撹拌を継続した。ろ液が透明になったのを確認後、40℃に昇温し、5質量%クエン酸三ナトリウム水溶液133質量部を添加し、65℃に昇温して1.5時間撹拌を行った。その後、得られた液を25℃まで冷却した後、ろ過・固液分離した後、800質量部のイオン交換水を固形分に加え30分間撹拌洗浄した。その後、再びろ過・固液分離を行った。以上のようにろ過と洗浄を、残留界面活性剤の影響を排除するため、ろ液の電気伝導度が150μS/cm以下となるまで繰り返した。
次に、得られた固形分を乾燥させることにより、コアシェル構造型トナー粒子18を得た。得られたコアシェル構造型トナー粒子18の重量平均粒径(D4)は6.6μmであったため、凝集せずにトナー粒子が得られたものと判断した。
得られたトナー粒子18について、トナー1と同様の手法で外添を行い、トナー18を得た。得られたトナーの物性を表3に示す。
(Preparation of toner particles)
1000 parts by mass of the core particle dispersion was placed in a tall beaker and stirred in a heating water bath at 25 ° C. with a stirring blade. Subsequently, 113 parts by mass of the resin fine particle dispersion for the shell was added, and the mixture was stirred for 10 minutes. Further, 200 parts by mass of a 2 mass% calcium chloride aqueous solution was slowly added dropwise. The dispersion liquid at this stage is referred to as dispersion liquid A.
In this state, a small amount of the liquid was extracted at any time, passed through a 2 μm microfilter, and stirring was continued at 25 ° C. until the filtrate became transparent. After confirming that the filtrate became transparent, the temperature was raised to 40 ° C., 133 parts by mass of a 5 mass% trisodium citrate aqueous solution was added, the temperature was raised to 65 ° C., and stirring was performed for 1.5 hours. Then, the obtained liquid was cooled to 25 ° C., filtered and separated into solid and liquid, and then 800 parts by mass of ion-exchanged water was added to the solid content and the mixture was stirred and washed for 30 minutes. After that, filtration and solid-liquid separation were performed again. As described above, filtration and washing were repeated until the electric conductivity of the filtrate became 150 μS / cm or less in order to eliminate the influence of the residual surfactant.
Next, the obtained solid content was dried to obtain core-shell structure type toner particles 18. Since the weight average particle size (D4) of the obtained core-shell structure type toner particles 18 was 6.6 μm, it was determined that the toner particles were obtained without agglomeration.
The obtained toner particles 18 were externally added in the same manner as in the toner 1, to obtain the toner 18. Table 3 shows the physical characteristics of the obtained toner.
(実施例19)
<トナー19の製造>
・結着樹脂1 100.0質量部
・メチルエチルケトン 100.0質量部
・酢酸エチル 100.0質量部
・炭化水素ワックス(融点78℃;日本精蝋社製) 12.0質量部
・銅フタロシアニン顔料(ピグメントブルー15:3) 6.5質量部
・負荷電性制御剤(ボントロンE-88、オリエント化学社製) 1.0質量部
上記材料を、アトライター(三井金属社製)を用いて3時間分散し、着色剤分散液を得た。
一方、温度60℃に加温したイオン交換水3000質量部にリン酸カルシウム27質量部を添加し、T.K.ホモミクサー(特殊機化工業株式会社製)を用いて、撹拌速度10,000rpmにて撹拌し、水系媒体を調製した。上記水系媒体へ上記着色剤分散液を投入し、温度65℃、N2雰囲気下において、T.K.ホモミクサーにて撹拌速度12,000rpmで15分間撹拌し、着色剤粒子を造粒した。その後、T.K.ホモミクサーから通常のプロペラ撹拌装置に変更し、撹拌装置の撹拌速度を150rpmに維持し、内温を95℃に昇温して3時間保持して分散液から溶剤を除去し、トナー粒子の分散液を調製した。得られたトナー粒子の分散液に塩酸を加えpHを1.4にし、1時間撹拌することでリン酸カルシウム塩を溶解させた。上記分散液を加圧ろ過器にて、ろ過・洗浄をしてトナー凝集物を得た。その後、トナー凝集物を破砕、乾燥してトナー粒子を得た。
得られたトナー粒子について、トナー1と同様の手法で外添を行い、トナー19を得た。トナー19の重量平均粒径(D4)は6.0μmであった。得られたトナーの物性を表3に示す。
(Example 19)
<Manufacturing of toner 19>
・ Bound resin 1 100.0 parts by mass ・ Methyl ethyl ketone 100.0 parts by mass ・ Ethyl acetate 100.0 parts by mass ・ Hydrocarbon wax (melting point 78 ° C; manufactured by Nippon Seiwa Co., Ltd.) 12.0 parts by mass ・ Copper phthalocyanine pigment ( Pigment Blue 15: 3) 6.5 parts by mass, load electrical control agent (Bontron E-88, manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.) 1.0 parts by mass Using the above material with an attritor (manufactured by Mitsui Metals Co., Ltd.) for 3 hours. The mixture was dispersed to obtain a colorant dispersion.
On the other hand, 27 parts by mass of calcium phosphate is added to 3000 parts by mass of ion-exchanged water heated to a temperature of 60 ° C., and the mixture is stirred at a stirring speed of 10,000 rpm using a TK homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.). Then, an aqueous medium was prepared. The colorant dispersion was added to the aqueous medium and stirred with a TK homomixer at a stirring speed of 12,000 rpm for 15 minutes at a temperature of 65 ° C. and an N2 atmosphere to granulate the colorant particles. After that, the TK homomixer was changed to a normal propeller stirring device, the stirring speed of the stirring device was maintained at 150 rpm, the internal temperature was raised to 95 ° C. and held for 3 hours to remove the solvent from the dispersion liquid. , A dispersion of toner particles was prepared. Hydrochloric acid was added to the obtained dispersion of toner particles to adjust the pH to 1.4, and the mixture was stirred for 1 hour to dissolve the calcium phosphate salt. The dispersion was filtered and washed with a pressure filter to obtain toner aggregates. Then, the toner agglomerates were crushed and dried to obtain toner particles.
The obtained toner particles were externally added in the same manner as in toner 1 to obtain toner 19. The weight average particle size (D4) of the toner 19 was 6.0 μm. Table 3 shows the physical characteristics of the obtained toner.
(実施例20)
<トナー20の製造>
温度60℃に加温したイオン交換水1300.0質量部に、リン酸三カルシウム9.0質量部を添加し、T.K.ホモミクサーを用いて、撹拌速度15,000rpmにて撹拌し、水系媒体を調製した。
また、下記の結着樹脂材料をプロペラ式攪拌装置にて撹拌速度100rpmで撹拌しながら、混合して混合液を調製した。
・スチレン 75.0質量部
・アクリル酸n-ブチル 25.0質量部
・α-ベンジルオキシスチレン 1.5質量部
次に上記溶解液に、
・銅フタロシアニン顔料(ピグメントブルー15:3) 6.5質量部
・負荷電制御剤(ボントロンE-88、オリエント化学社製) 0.5質量部
・炭化水素ワックス(融点 78℃) 12.0質量部
を加え、その後、混合液を温度70℃に加温した後にT.K.ホモミクサーにて、撹拌速度10,000rpmにて攪拌し、溶解、分散し、重合性単量体組成物を調整した。
続いて、上記水系媒体中に上記重合性単量体組成物を投入し、重合開始剤として
・パーブチルPV 7.0質量部を加え、温度70℃にてT.K.ホモミクサーを用いて、撹拌速度15,000rpmで20分間攪拌し、造粒した。
プロペラ式攪拌装置に移して撹拌速度200rpmで攪拌しつつ、温度85℃で5時間
、重合性単量体組成物中の重合性単量体であるスチレン及びn-ブチルアクリレートを重合反応させ、トナー粒子を含むスラリーを製造した。重合反応終了後、スラリーを冷却した。冷却されたスラリーに塩酸を加えpHを1.4にし、1時間撹拌することでリン酸カルシウム塩を溶解させた。その後、スラリーの10倍の水量で洗浄し、ろ過、乾燥の後、分級によって粒子径を調整してトナー粒子を得た。結着樹脂における主鎖末端構造は-CO-Phであり、13C-NMRにより算出した末端構造の存在率は15.2%であった。
得られたトナー粒子について、トナー1と同様の手法で外添を行い、トナー20を得た。トナー20の重量平均粒径(D4)は5.8μmであった。得られたトナーの物性を表3に示す。
(Example 20)
<Manufacturing of toner 20>
To 1300.0 parts by mass of ion-exchanged water heated to a temperature of 60 ° C., 9.0 parts by mass of tricalcium phosphate was added, and the mixture was stirred at a stirring speed of 15,000 rpm using a TK homomixer, and the water system was used. The medium was prepared.
Further, the following binder resin material was mixed with a propeller type stirring device at a stirring speed of 100 rpm to prepare a mixed solution.
・ Styrene 75.0 parts by mass ・ n-butyl acrylate 25.0 parts by mass ・ α-benzyloxystyrene 1.5 parts by mass Next, in the above solution,
・ Copper phthalocyanine pigment (Pigment Blue 15: 3) 6.5 parts by mass ・ Load electric control agent (Bontron E-88, manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.) 0.5 parts by mass ・ Hydrocarbon wax (melting point 78 ° C) 12.0 parts by mass After adding the parts, the mixed solution was heated to a temperature of 70 ° C. and then stirred with a TK homomixer at a stirring speed of 10,000 rpm to dissolve and disperse to prepare a polymerizable monomer composition. ..
Subsequently, the polymerizable monomer composition was put into the aqueous medium, 7.0 parts by mass of perbutyl PV was added as a polymerization initiator, and the mixture was stirred at a temperature of 70 ° C. using a TK homomixer. The mixture was stirred at a speed of 15,000 rpm for 20 minutes and granulated.
While transferring to a propeller type stirrer and stirring at a stirring speed of 200 rpm, styrene and n-butyl acrylate, which are polymerizable monomers in the polymerizable monomer composition, are polymerized and reacted at a temperature of 85 ° C. for 5 hours to polymerize the toner. A slurry containing particles was produced. After completion of the polymerization reaction, the slurry was cooled. Hydrochloric acid was added to the cooled slurry to adjust the pH to 1.4, and the mixture was stirred for 1 hour to dissolve the calcium phosphate salt. Then, it was washed with 10 times the amount of water of the slurry, filtered and dried, and then the particle size was adjusted by classification to obtain toner particles. The main chain terminal structure in the binder resin was -CO-Ph, and the abundance rate of the terminal structure calculated by 13 C-NMR was 15.2%.
The obtained toner particles were externally added in the same manner as in toner 1 to obtain toner 20. The weight average particle size (D4) of the toner 20 was 5.8 μm. Table 3 shows the physical characteristics of the obtained toner.
(比較例1~8)
<トナー21~28の製造>
表4に示すように原材料及び添加部数を変更すること以外はトナー1と同様の製造方法でトナー21~28を得た。各トナーの物性を表4に示す。
(Comparative Examples 1 to 8)
<Manufacturing of toners 21 to 28>
As shown in Table 4, toners 21 to 28 were obtained by the same manufacturing method as that of toner 1 except that the raw materials and the number of copies added were changed. Table 4 shows the physical characteristics of each toner.
(評価)
得られた各トナーについて、以下の方法に従って性能評価を行った。
画像形成装置としてLBP-7700C(キヤノン製)の改造機を用い、画像評価を行った。なお、LBP-7700Cは以下の点を改造した。
・評価機本体のギア及びソフトウエアを変更することにより、プロセススピードを任意に設定できるようにした。
・評価に用いるカートリッジはシアンカートリッジを用いた。すなわち、市販のシアンカートリッジから製品トナーを抜き取り、エアーブローにて内部を清掃した後、作製したトナーを200g充填した。なお、マゼンタ、イエロー、ブラックの各ステーションにはそれぞれ製品トナーを抜き取り、トナー残量検知機構を無効としたマゼンタ、イエロー、及びブラックカートリッジを挿入した。
・定着ユニットを、手動で定着温度が設定できるようにした。
(evaluation)
The performance of each of the obtained toners was evaluated according to the following method.
Image evaluation was performed using a modified machine of LBP-7700C (manufactured by Canon) as an image forming apparatus. The LBP-7700C was modified in the following points.
-The process speed can be set arbitrarily by changing the gear and software of the evaluation machine.
-A cyan cartridge was used as the cartridge used for the evaluation. That is, the product toner was extracted from a commercially available cyan cartridge, the inside was cleaned with an air blow, and then 200 g of the produced toner was filled. The product toner was removed from each of the magenta, yellow, and black stations, and magenta, yellow, and black cartridges with the toner remaining amount detection mechanism disabled were inserted.
-The fixing temperature of the fixing unit can be set manually.
<耐ホットオフセット性>
常温常湿環境下(温度23℃、相対湿度50%)、A4の複写機用普通紙(75g/m2)の先端中央部に単位面積あたりのトナー質量を0.70mg/cm2になるように調整した濃度測定用の10mm×10mmベタ画像を多数有する画像を出力した。定着器通過時の記録材の通紙方向後端部に、ホットオフセット(定着画像の一部が定着器の部材表面に付着し、更に、次周回で記録材上に定着する現象)が生じた時点の定着加熱部表面の温度をホットオフセット発生温度とし、以下の評価基準に基づいて評価した。なお画像を出力する際には、プロセススピードが100mm/secとなるようにした。
A:200℃以上
B:195℃以上200℃未満
C:190℃以上195℃未満
D:180℃以上190℃未満
E:180℃未満
<Hot offset resistance>
Under normal temperature and humidity environment (temperature 23 ° C, relative humidity 50%), the toner mass per unit area should be 0.70 mg / cm 2 at the center of the tip of A4 plain paper for copiers (75 g / m 2 ). An image having a large number of 10 mm × 10 mm solid images for density measurement adjusted to the above was output. A hot offset (a phenomenon in which a part of the fixing image adheres to the surface of the member of the fixing device and is further fixed on the recording material in the next round) occurs at the rear end of the recording material in the paper passing direction when passing through the fuser. The temperature of the surface of the fixing and heating part at that time was defined as the hot offset generation temperature, and the evaluation was made based on the following evaluation criteria. When outputting the image, the process speed was set to 100 mm / sec.
A: 200 ° C or higher B: 195 ° C or higher and lower than 200 ° C C: 190 ° C or higher and lower than 195 ° C D: 180 ° C or higher and lower than 190 ° C E: less than 180 ° C
<高温高湿環境下(温度32.5℃、相対湿度80%)におけるカブリ>
高温高湿環境下(温度32.5℃、相対湿度80%)、評価紙にA4のカラーレーザーコピー用紙(キヤノン製、80g/m2)を用い、白地部分を有する画像を出力した。デジタル白色光度計(TC-6D型、有限会社東京電色製、アンバーフィルター使用)を用いて出力画像の白地部分の反射率(%)をそれぞれ5点測定し、平均値を求めた。同様に、出力前の評価紙の白地部分の反射率(%)を測定し、両者反射率(%)の平均値の差を画像カブリ(%)とした。
この画像カブリ差(%)が低いほど、帯電安定性に優れたトナーであると判断した。
A:出力前後の画像カブリ差(%)が0.5%未満である。
B:出力前後の画像カブリ差(%)が0.5%以上、1.0%未満である。
C:出力前後の画像カブリ差(%)が1.0%以上、1.5%未満である。
D:出力前後の画像カブリ差(%)が1.5%以上、2.0%未満である。
E:出力前後の画像カブリ差(%)が2.0%以上である。
トナーの性能評価の結果を表5に示す。
<Fog in a high temperature and high humidity environment (temperature 32.5 ° C, relative humidity 80%)>
Under a high temperature and high humidity environment (temperature 32.5 ° C., relative humidity 80%), A4 color laser copy paper (manufactured by Canon, 80 g / m 2 ) was used as the evaluation paper, and an image having a white background was output. The reflectance (%) of the white background portion of the output image was measured at 5 points each using a digital white photometer (TC-6D type, manufactured by Tokyo Denshoku Co., Ltd., using an amber filter), and the average value was obtained. Similarly, the reflectance (%) of the white background portion of the evaluation paper before output was measured, and the difference between the average values of the two reflectances (%) was taken as the image fog (%).
It was judged that the lower the image fog difference (%), the better the charge stability of the toner.
A: The image fog difference (%) before and after output is less than 0.5%.
B: The image fog difference (%) before and after output is 0.5% or more and less than 1.0%.
C: The image fog difference (%) before and after output is 1.0% or more and less than 1.5%.
D: The image fog difference (%) before and after output is 1.5% or more and less than 2.0%.
E: The image fog difference (%) before and after output is 2.0% or more.
Table 5 shows the results of the toner performance evaluation.
表6に実施例・比較例で使用した連鎖移動剤を示す。
<実施例101>
温度60℃に加温したイオン交換水1300.0質量部に、リン酸三カルシウム9.0質量部を添加し、T.K.ホモミクサー(特殊機化工業株式会社製)を用いて、撹拌速度15,000rpmにて撹拌し、水系媒体を調製した。
また、下記の結着樹脂材料をプロペラ式攪拌装置にて撹拌速度100rpmで撹拌しながら、混合して混合液を調製した。
・スチレン 75.0質量部
・n-ブチルアクリレート 25.0質量部
・α-BnOSt(α-ベンジルオキシスチレン) 2.0質量部
次に上記溶解液に、
・シアン着色剤(C.I.ピグメントブルー15:3) 6.5質量部
・負荷電制御剤(ボントロンE-88、オリエント化学社製) 0.5質量部
・炭化水素ワックス(Tm=78℃) 9.0質量部
を加え、その後、混合液を温度70℃に加温した後にT.K.ホモミクサーにて、撹拌速度10,000rpmにて攪拌し、溶解、分散し、重合性単量体組成物を調整した。
続いて、上記水系媒体中に上記重合性単量体組成物を投入し、重合開始剤として
・パーブチルPV(10時間半減期温度54.6℃(日本油脂製))7.0質量部を加え、温度70℃にてT.K.ホモミクサーを用いて、撹拌速度15,000rpmで20分間攪拌し、造粒した。
プロペラ式攪拌装置に移して撹拌速度200rpmで攪拌しつつ、温度85℃で5時間、重合性単量体組成物中の重合性単量体であるスチレン及びn-ブチルアクリレートを重合反応させ、トナー粒子を含むスラリーを製造した。重合反応終了後、該スラリーを冷却した。冷却されたスラリーに塩酸を加えpHを1.4にし、1時間撹拌することでリン酸カルシウム塩を溶解させた。その後、スラリーの10倍の水量で洗浄し、ろ過、乾燥の後、分級によって粒子径を調整してトナー粒子を得た。
上記トナー粒子100.0質量部に対して、外添剤として、シリカ微粒子に対して20質量%のジメチルシリコーンオイルで処理された疎水性シリカ微粒子(1次粒子径:7nm、BET比表面積:130m2/g)1.5質量部を三井ヘンシェルミキサ(三井三池化工機株式会社製)で、撹拌速度3000rpmで15分間混合してトナー101を得た。その評価結果を表8に示す。
<Example 101>
To 1300.0 parts by mass of ion-exchanged water heated to a temperature of 60 ° C., 9.0 parts by mass of tricalcium phosphate was added, and a stirring speed was used using a TK homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.). An aqueous medium was prepared by stirring at 15,000 rpm.
Further, the following binder resin materials were mixed with a propeller type stirring device at a stirring speed of 100 rpm to prepare a mixed solution.
・ Styrene 75.0 parts by mass ・ n-butyl acrylate 25.0 parts by mass ・ α-BnOSt (α-benzyloxystyrene) 2.0 parts by mass Next, in the above solution,
-Cyan colorant (CI Pigment Blue 15: 3) 6.5 parts by mass-Load electric control agent (Bontron E-88, manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.) 0.5 parts by mass-Hydrocarbon wax (Tm = 78 ° C) ) Add 9.0 parts by mass, then heat the mixture to a temperature of 70 ° C., then stir with a TK homomixer at a stirring rate of 10,000 rpm to dissolve, disperse, and polymerize the monomer. The composition was adjusted.
Subsequently, the polymerizable monomer composition was put into the aqueous medium, and 7.0 parts by mass of perbutyl PV (10-hour half-life temperature 54.6 ° C. (manufactured by Nippon Yushi)) was added as a polymerization initiator. Using a TK homomixer at a temperature of 70 ° C., the mixture was stirred at a stirring speed of 15,000 rpm for 20 minutes to granulate.
While transferring to a propeller type stirrer and stirring at a stirring speed of 200 rpm, styrene and n-butyl acrylate, which are polymerizable monomers in the polymerizable monomer composition, are polymerized and reacted at a temperature of 85 ° C. for 5 hours to polymerize the toner. A slurry containing particles was produced. After completion of the polymerization reaction, the slurry was cooled. Hydrochloric acid was added to the cooled slurry to adjust the pH to 1.4, and the mixture was stirred for 1 hour to dissolve the calcium phosphate salt. Then, it was washed with 10 times the amount of water of the slurry, filtered and dried, and then the particle size was adjusted by classification to obtain toner particles.
Hydrophobic silica fine particles (primary particle diameter: 7 nm, BET specific surface area: 130 m) treated with dimethyl silicone oil in an amount of 20% by mass with respect to the silica fine particles as an external additive with respect to 100.0 parts by mass of the toner particles. 2 / g) 1.5 parts by mass was mixed with Mitsui Henshell Mixer (manufactured by Mitsui Miike Kakoki Co., Ltd.) at a stirring speed of 3000 rpm for 15 minutes to obtain toner 101. The evaluation results are shown in Table 8.
<実施例102~112の製造>
表7に示すように原材料及び添加部数を変更すること以外はトナー101と同様の製造方法でトナー102~112を得た。その評価結果を表8に示す。
<Manufacturing of Examples 102 to 112>
Toners 102 to 112 were obtained by the same manufacturing method as that of toner 101 except that the raw materials and the number of copies added were changed as shown in Table 7. The evaluation results are shown in Table 8.
<比較例101の製造>
表7に示すように原材料及び添加部数を変更すること以外はトナー101と同様の製造方法でトナー113を作製したが、転化率が上がらずトナーとして得られなかった。
<比較例102~105の製造>
表7に示すように原材料及び添加部数を変更すること以外はトナー101と同様の製造方法でトナー114~117を得た。その評価結果を表8に示す。
<Manufacturing of Comparative Example 101>
As shown in Table 7, the toner 113 was produced by the same manufacturing method as the toner 101 except that the raw materials and the number of added copies were changed, but the conversion rate did not increase and the toner 113 could not be obtained.
<Manufacturing of Comparative Examples 102 to 105>
As shown in Table 7, toners 114 to 117 were obtained by the same manufacturing method as the toner 101 except that the raw materials and the number of added copies were changed. The evaluation results are shown in Table 8.
[評価]
<重合転化率の評価>
前述のように重合転化率を算出し、以下の基準で評価した。
(評価基準)
A:転化率99.0%以上
B:転化率98.0%以上99.0%未満
C:転化率96.0%以上98.0%未満
D:転化率96.0%未満
[evaluation]
<Evaluation of polymerization conversion rate>
The polymerization conversion rate was calculated as described above and evaluated according to the following criteria.
(Evaluation criteria)
A: Conversion rate 99.0% or more B: Conversion rate 98.0% or more and less than 99.0% C: Conversion rate 96.0% or more and less than 98.0% D: Conversion rate less than 96.0%
<臭気の評価>
トナーの臭気は以下の方法で評価した。
トナー100gを250ccの樹脂製瓶に詰め、蓋で密封し、2日間放置した後、
開封した時の臭気の有無を官能評価にて実施した。臭気の有無は10名の評価員を使用して、臭気を感じた人数を評価した。
<Evaluation of odor>
The odor of the toner was evaluated by the following method.
After filling 100 g of toner in a 250 cc resin bottle, sealing it with a lid, and leaving it for 2 days,
The presence or absence of odor at the time of opening was performed by sensory evaluation. The presence or absence of odor was evaluated by using 10 evaluators to evaluate the number of people who felt the odor.
<低温定着評価>
低温定着評価は、市販のカラーレーザープリンタ〔 HP Color LaserJet 3525dn]を一部改造して評価を行った。改造は一色のプロセスカートリッジだけの装着でも作動するよう改良した。また、定着器を任意の温度に変更できるように改造した。
このカラーレーザープリンタに搭載されていたシアントナー用のプロセスカートリッジから中に入っているトナーを抜き取り、エアーブローにて内部を清掃した後、プロセスカートリッジに各トナーを導入し、トナーを詰め替えたプロセスカートリッジをカラーレーザープリンタに装着し定着器温度160℃での定着こすり試験を実施した。
常温常湿環境下(温度23℃、相対湿度50%)で、転写材にトナーの載り量が0.5mg/cm2になるように調整し、濃度測定用の10mm×10mm画像を縦3点×横3点の9点有する画像を50枚出力した。
得られた50枚目の定着画像を、50g/cm2の加重をかけたシルボン紙で5回摺擦し、摺擦後の画像濃度の低下率から以下に基づいて評価した。なお、画像濃度の測定には、マクベス反射濃度計(マクベス社製)を用い、原稿濃度が0.00の白地部分のプリントアウト画像に対する相対濃度を測定し、摺擦後の画像濃度の低下率を算出して評価した。転写材は、普通紙(LETTERサイズのXEROX 4200用紙、XEROX社製、75g/m2)を用いた。
(評価基準)
A:画像濃度の低下率が1.0%未満
B:画像濃度の低下率1.0%以上、3.0%未満
C:画像濃度の低下率3.0%以上、5.0%未満
D:画像濃度の低下率5.0%以上
<Low temperature fixing evaluation>
The low-temperature fixing evaluation was carried out by partially modifying a commercially available color laser printer [HP Color LaserJet 3525dn]. The modification was improved so that it would work even if only one color process cartridge was installed. In addition, the fuser was modified so that it could be changed to any temperature.
After removing the toner inside from the process cartridge for cyan toner mounted on this color laser printer and cleaning the inside with an air blow, each toner is introduced into the process cartridge and the toner is refilled. Was mounted on a color laser printer and a fixing rubbing test was carried out at a fixing device temperature of 160 ° C.
Under normal temperature and humidity environment (temperature 23 ° C, relative humidity 50%), adjust the amount of toner on the transfer material to 0.5 mg / cm 2 , and make 3 vertical 10 mm x 10 mm images for concentration measurement. × 50 images with 9 points of 3 horizontal points were output.
The obtained 50th fixed image was rubbed 5 times with Sylbon paper loaded with a weight of 50 g / cm 2 , and evaluated from the rate of decrease in image density after rubbing based on the following. A Macbeth reflection densitometer (manufactured by Macbeth) was used to measure the image density, and the relative density of the white background with a document density of 0.00 was measured with respect to the printout image. Was calculated and evaluated. As the transfer material, plain paper (LETTER size XEROX 4200 paper, manufactured by XEROX, 75 g / m 2 ) was used.
(Evaluation criteria)
A: Image density reduction rate is less than 1.0% B: Image density reduction rate 1.0% or more and less than 3.0% C: Image density reduction rate 3.0% or more and less than 5.0% D : Image density reduction rate of 5.0% or more
Claims (6)
該結着樹脂の溶解度パラメータSPが、9.4以上10.0以下であり、
該結着樹脂は、主鎖末端に、ケト基を含む下記式(1)で表される構造を有する樹脂を含み、
式(1) *-CO-R
(式(1)中、Rは、フェニル基若しくはその誘導体を示す。*は、樹脂主鎖との結合手を示す。)
該ワックスの溶解度パラメータSWが、8.1以上9.0以下であり、
SPとSWが式(2)を満たすことを特徴とするトナー。
式(2) |SP-SW|>0.5
A toner having toner particles containing a binder resin and a wax.
The solubility parameter SP of the binder resin is 9.4 or more and 10.0 or less.
The binder resin contains a resin having a structure represented by the following formula (1) containing a keto group at the end of the main chain.
Equation (1) * -CO-R
(In the formula (1), R indicates a phenyl group or a derivative thereof. * Indicates a bond with the resin backbone.)
The solubility parameter SW of the wax is 8.1 or more and 9.0 or less.
A toner characterized in that SP and SW satisfy the equation (2).
Equation (2) | SP - SW |> 0.5
式(3)で表されるビニルエーテル型付加開裂型連鎖移動剤、重合性単量体、及び重合開始剤を含む重合性単量体組成物を重合し、前記結着樹脂を得る工程を有することを特徴とするトナーの製造方法。
(式(3)中、R2は、-COOR1、又はフェニル基若しくはその誘導体を示し、R1は、炭素数1~4のアルキル基を示す。R3は、ベンジル基、又は、炭素数4~8の2級若しくは3級のアルキル基を示す。)
The method for manufacturing a toner according to any one of claims 1 to 5.
Having a step of polymerizing a polymerizable monomer composition containing a vinyl ether type addition cleavage type chain transfer agent represented by the formula (3), a polymerizable monomer, and a polymerization initiator to obtain the binder resin. A method for producing a toner, which is characterized by.
(In the formula (3), R 2 represents -COOR 1 or a phenyl group or a derivative thereof, R 1 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 3 represents a benzyl group or a carbon number of carbon atoms. Indicates a secondary or tertiary alkyl group of 4-8.)
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