JP4582019B2 - Polymerized toner and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真法による、複写機、ファクシミリ、及びプリンター等の現像に用いられる重合トナーとその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a polymerized toner used for development of a copying machine, a facsimile, a printer, and the like by electrophotography and a method for producing the same.
電子写真法による、複写機、ファクシミリ、及びプリンター等の画像形成装置において、感光体上に形成された静電潜像は、現像剤(トナー)によって、可視像化される。現像剤(トナー)は、結着樹脂中に、着色剤、並びに必要に応じ、帯電制御剤、および離型剤などが分散した着色重合体粒子を主成分としている。 In an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer, an electrostatic latent image formed on a photoreceptor is visualized with a developer (toner). The developer (toner) is mainly composed of colored polymer particles in which a colorant and, if necessary, a charge control agent and a release agent are dispersed in a binder resin.
トナーは、着色重合体粒子の製造方法により、粉砕法により得られる粉砕トナーと、重合法により得られる重合トナーとに大別される。粉砕法では、予め重合してなる熱可塑性樹脂を結着樹脂として用い、着色剤、帯電制御剤、および離型剤などのその他の添加剤とを添加して溶融混練し、粉砕し、そして分級することにより、着色重合体粒子を得て、粉砕トナーを製造する。これに対し、重合法では、重合性単量体、着色剤、並びに必要に応じて使用される帯電制御剤および離型剤などのその他の添加剤を含有する重合性単量体組成物を、水系媒体中で、微小な液滴とした後、重合することにより、着色重合体粒子を得て、重合トナーを製造する。 The toner is roughly classified into a pulverized toner obtained by a pulverization method and a polymerized toner obtained by a polymerization method according to a method for producing colored polymer particles. In the pulverization method, a prepolymerized thermoplastic resin is used as a binder resin, and other additives such as a colorant, a charge control agent, and a release agent are added, melt-kneaded, pulverized, and classified. By doing so, colored polymer particles are obtained to produce a pulverized toner. In contrast, in the polymerization method, a polymerizable monomer composition containing a polymerizable monomer, a colorant, and other additives such as a charge control agent and a release agent used as necessary, By forming into fine droplets in an aqueous medium and then polymerizing, colored polymer particles are obtained to produce a polymerized toner.
近年、電子写真法を用いた複写機、プリンター等の画像形成装置は、急速に印刷のカラー化が進んでいる。カラーの印刷では、写真等高精細な画像の印刷も行なうことから、特に、高解像度で色再現性のよい印刷が求められており、その要求に対応できる高品質のカラートナーが必要とされている。球形のトナーは、転写性、ドット再現性が良く、カラーの印刷に適しており、懸濁重合法、分散重合法、及び乳化重合法等の重合法は、球形のトナーを効率良く生産できることから、重合法によるトナー(重合トナー)がカラーの印刷に適している。 2. Description of the Related Art In recent years, image forming apparatuses such as copying machines and printers using electrophotography have been rapidly colorized. In color printing, high-definition images such as photographs are also printed. In particular, printing with high resolution and good color reproducibility is required, and high-quality color toner that can meet the demand is required. Yes. Spherical toner has good transferability and dot reproducibility, and is suitable for color printing. Since polymerization methods such as suspension polymerization, dispersion polymerization, and emulsion polymerization can efficiently produce spherical toner. A toner by polymerization (polymerized toner) is suitable for color printing.
一方、近年、環境衛生に関する規制が強化されてきており、このような画像形成装置に対しても、トナーを熱により定着する際に揮発する、トナー中に残留している重合性単量体(本発明では、以下「残留モノマー」ともいう。)や、その他の揮発性有機物(本発明では、以下、「残留VOC」ともいう。)等の低分子量成分の人体への影響や臭気が問題となっている。また、トナー中に、低分子量成分が多く残留していると、オフセットが発生しやすい、または感光体や現像ブレード等の画像形成装置の部材表面にトナーのフィルミングが発生しやすい、等の問題が発生しやすい。 On the other hand, in recent years, regulations relating to environmental hygiene have been strengthened. For such image forming apparatuses, the polymerizable monomer remaining in the toner (which volatilizes when the toner is fixed by heat) ( In the present invention, the effects on the human body and odor of low molecular weight components such as “residual monomer”) and other volatile organic substances (hereinafter also referred to as “residual VOC” in the present invention) are problematic. It has become. In addition, if a large amount of low molecular weight components remain in the toner, there is a problem that offset is likely to occur or toner filming is likely to occur on the surface of a member of an image forming apparatus such as a photoreceptor or a developing blade. Is likely to occur.
そこで残留モノマーや残留VOCの少ないトナーを製造するため、従来、重合後の着色重合体粒子から残留モノマーや残留VOCを除去する方法が提案されている。残留モノマーや残留VOCの除去は、以下の理由で、粉砕法トナーの場合よりも、重合法トナーの場合の方が、困難である。粉砕法では、着色剤や他の添加剤を添加する前に、結着樹脂のみを、加熱処理等の手段を用いて、これらの成分を除去することができる。これに対して、重合法では、重合と同時に着色重合体粒子が生成するので、重合性単量体の重合物である結着樹脂と、着色剤と他の成分が共存する状態の着色重合体粒子から、これらの成分の除去を行なう必要がある。残留モノマーや残留VOCは、結着樹脂以外の他の成分(着色剤、帯電制御剤、および離型剤等)に吸収されやすく、結着樹脂のみの場合に比べて除去しにくい。さらに、長時間又は高温で加熱しすぎると、着色重合体粒子が凝集したり、着色重合体粒子内の着色剤や他の添加剤が劣化したりするなどの原因で、得られるトナーの品質が低下しやすい。 Therefore, in order to produce a toner with little residual monomer and residual VOC, a method for removing the residual monomer and residual VOC from the colored polymer particles after polymerization has been proposed. Removal of residual monomers and residual VOCs is more difficult with polymerized toners than with pulverized toners for the following reasons. In the pulverization method, these components can be removed by using only a binder resin or the like before adding a colorant or other additives. On the other hand, in the polymerization method, colored polymer particles are formed simultaneously with the polymerization, so that the colored polymer in a state where the binder resin , which is a polymerized polymerizable monomer, and the colorant and other components coexist. It is necessary to remove these components from the particles. Residual monomer and residual VOC are components other than the binder resin (a colorant, a charge control agent, and a release agent, etc.) are easily absorbed, hard dividing removed by as compared with the case of only the binder resin. Furthermore, if the toner is heated too much for a long time or at a high temperature, the quality of the obtained toner is deteriorated due to the aggregation of the colored polymer particles or the deterioration of the colorant and other additives in the colored polymer particles. It tends to decline.
近年、印刷のオンデマンド化、高速化、およびフルカラー化などに対応して、トナーには、最低定着温度の低温化の要求が高まっている。さらにフルカラー印刷では、4色の重ね合わせを行うことから、NN(常温常湿)環境やHH(高温高湿)環境などの種々の環境でも、各色のトナーの印字耐久性が高いことが求められている。このようなトナーにおいて、着色重合体粒子の凝集や、着色重合体粒子中の各成分の劣化等によるトナーの品質の低下を起こさず、残留モノマー及び残留VOCの除去を行なうことは極めて困難であった。 In recent years, there has been an increasing demand for toners to lower the minimum fixing temperature in response to on-demand printing, higher speed, and full color. Furthermore, because full-color printing is performed by superimposing four colors, it is required that each color toner has high printing durability even in various environments such as NN (room temperature and humidity) and HH (high temperature and high humidity) environments. ing. In such a toner, it is extremely difficult to remove residual monomer and residual VOC without causing deterioration of the toner quality due to aggregation of colored polymer particles and deterioration of each component in the colored polymer particles. It was.
重合法により得られる着色重合体粒子を含む水系分散液から、残留モノマー及び残留VOCの除去を、ストリッピング処理により行なうことが、従来から提案されている。 It has been conventionally proposed to remove residual monomers and residual VOCs from an aqueous dispersion containing colored polymer particles obtained by a polymerization method by stripping treatment.
特許文献1には、重合法により得られる着色重合体粒子を含む水系分散液に飽和水蒸気を吹き込むスチームストリッピング法により、これらの低分子量成分を除去する方法が開示されている。しかし、この方法では、飽和水蒸気が着色重合体粒子と接触する際のせん断力により、着色重合体粒子の凝集が起こりやすいという問題があった。 Patent Document 1 discloses a method of removing these low molecular weight components by a steam stripping method in which saturated water vapor is blown into an aqueous dispersion containing colored polymer particles obtained by a polymerization method. However, this method has a problem that the colored polymer particles tend to aggregate due to the shearing force when saturated water vapor comes into contact with the colored polymer particles.
特許文献2には、重合法により得られる着色重合体粒子を含む水系分散液を、蒸留装置に入れ、その気相部に窒素ガスを4.1kg/時(本発明の窒素ガスの流量に換算すると4.2L/hr・kgに相当)で流通させ、減圧にすることにより、ストリッピング処理する工程を含むトナーの製造方法が開示されている。しかし、この方法を用いても、低分子量成分の除去の効率が不十分であり、さらに、得られる重合トナーの印字耐久性が劣化してしまうという問題があった。また、大量の窒素等のガスを使用するため、エネルギー消費が増大してしまうという問題もあった。 In Patent Document 2, an aqueous dispersion containing colored polymer particles obtained by a polymerization method is placed in a distillation apparatus, and nitrogen gas is 4.1 kg / hour (converted to the nitrogen gas flow rate of the present invention) in the gas phase portion thereof. Then, a method for producing a toner is disclosed which includes a step of stripping by circulating at a pressure of 4.2 L / hr · kg) and reducing the pressure. However, even when this method is used, the efficiency of removing low molecular weight components is insufficient, and further, there is a problem that the printing durability of the obtained polymerized toner is deteriorated. In addition, since a large amount of gas such as nitrogen is used , there is a problem that energy consumption increases.
特許文献3には、重合法により得られる着色重合体粒子を含む水系媒体中に、圧力101kPaの常圧で窒素ガスを注入することによりストリッピング処理を行ない、トナーを製造する方法が開示されている。この方法によれば、残留モノマーの除去は効率よく行なうことができるが、残留VOCの除去の効率は不十分であり、効率を向上するため窒素の流量を増加させると、水系媒体の液面に泡が大量に発生しやすく、泡が発生してしまうと安定した操業ができなくなるという問題があった。 Patent Document 3 discloses a method for producing a toner by performing a stripping process by injecting nitrogen gas at an atmospheric pressure of 101 kPa into an aqueous medium containing colored polymer particles obtained by a polymerization method. Yes. According to this method, the residual monomer can be efficiently removed, but the removal efficiency of residual VOC is insufficient. If the flow rate of nitrogen is increased to improve the efficiency, the liquid level of the aqueous medium is reduced. There was a problem that a large amount of foam was easily generated, and stable operation could not be performed when the foam was generated.
本発明の課題は、トナーの高温保存性に優れ、印字を行なった際、悪臭等を発生せず周囲の環境を悪化させない、また、特に高温高湿下において耐久印字を行なった際の耐久性に優れる重合トナー、およびそのようなトナーを、安定的、かつ効率良く製造する方法を提供することである。 The problem of the present invention is that the toner has excellent high-temperature storage stability, does not cause bad odor when printing, does not deteriorate the surrounding environment, and durability when performing durable printing particularly under high temperature and high humidity. The present invention provides a polymerized toner excellent in the resistance to light and a method for producing such a toner stably and efficiently.
本発明者らは、重合法により得られる着色重合体粒子を含む水系媒体から、残留モノマー及び残留VOCの除去を、ストリッピング処理で行う方法について、鋭意検討を行なった結果、
特定の減圧条件で、
攪拌しながら、
空気又は不活性ガスを特定の流量で注入させる
ストリッピング処理により、
残留VOC中の特にエーテル成分を特定の水準とする
ことにより上記課題が解決できることを見出した。
As a result of earnestly examining the method for removing residual monomer and residual VOC by stripping treatment from an aqueous medium containing colored polymer particles obtained by a polymerization method,
Under certain decompression conditions
While stirring
By stripping process in which air or inert gas is injected at a specific flow rate,
It has been found that the above problem can be solved by setting the ether component in the residual VOC to a specific level.
かくして本発明によれば、
重合性単量体及び着色剤を含有する重合性単量体組成物を、水系媒体中で、重合開始剤として有機過酸化物の存在下に重合し、着色重合体粒子を含む水系分散液を得る工程、及び、気相部の圧力が5〜80kPaである蒸発器内において、攪拌しながら、該水系分散液の液面下に空気又は不活性ガスを注入するストリッピング工程
を経て得られる重合トナーであり、該有機過酸化物が、下記式(1)
R−CO−O−O−R’ (1)
〔式中、Rは炭素数6以下のアルキル基であり、R’は炭素数8以下のアルキル基である。〕
の非芳香族系パーオキシエステルであり、該重合トナーのエーテル成分含有量が100ppm未満であることを特徴とする重合トナー、およびそのような重合トナーの製造方法
が提供される。
Thus, according to the present invention,
A polymerizable monomer composition containing a polymerizable monomer and a colorant is polymerized in an aqueous medium in the presence of an organic peroxide as a polymerization initiator, and an aqueous dispersion containing colored polymer particles is obtained. And polymerization obtained through a stripping step of injecting air or an inert gas under the surface of the aqueous dispersion while stirring in an evaporator having a gas phase pressure of 5 to 80 kPa. A toner, wherein the organic peroxide is represented by the following formula (1):
R—CO—O—O—R ′ (1)
[In the formula, R is an alkyl group having 6 or less carbon atoms, and R ′ is an alkyl group having 8 or less carbon atoms. ]
There is provided a polymerized toner, which is a non-aromatic peroxyester of the present invention, wherein the content of the ether component of the polymerized toner is less than 100 ppm, and a method for producing such polymerized toner.
ストリッピング処理工程において、水系媒体が、油脂系消泡剤、鉱油系消泡剤、ポリエーテル系消泡剤、ポリアルキレングリコール型非イオン界面活性剤、及び油脂とポリアルキレングリコール型非イオン界面活性剤を含む乳化物からなる群より選ばれる少なくとも1種の非シリコーン系消泡剤を含有することが好ましい。重合開始剤は、非芳香族系パーオキシエステルであることが好ましい。重合トナーのスチレン含有量は、50ppm未満であることが好ましい。重合性単量体組成物は、該重合性単量体の主成分であるモノビニル単量体100重量部に対して、分子量調整剤を0.01重量部以上3重量部以下含有することが好ましい。重合性単量体組成物は、分子量調整剤として、チアゾールチオ化合物、チウラム化合物、及びジチオカルバミン酸化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含有することが好ましい。 In the stripping process, the aqueous medium is an oil-based antifoaming agent, mineral oil-based antifoaming agent, polyether-based antifoaming agent, polyalkylene glycol type nonionic surfactant, and oil and polyalkylene glycol type nonionic surfactant. It is preferable to contain at least one non-silicone antifoaming agent selected from the group consisting of emulsions containing an agent. The polymerization initiator is preferably a non-aromatic peroxyester. The styrene content of the polymerized toner is preferably less than 50 ppm. The polymerizable monomer composition preferably contains 0.01 to 3 parts by weight of a molecular weight modifier with respect to 100 parts by weight of the monovinyl monomer which is the main component of the polymerizable monomer. . Polymerizable monomer composition, as a molecular weight modifier, Chiazoruchio compounds, thiuram compounds, and preferably contains at least one compound selected from the group consisting of dithiocarbamic acid compound.
本発明により、トナーの高温保存性に優れ、印字を行なった際、悪臭等を発生せず周囲の環境を悪化させず、また、特に高温高湿下において耐久印字を行なった際の耐久性に優れる重合トナー、およびそのような重合トナーを安定的、かつ効率良く製造する方法が提供される。 According to the present invention, the toner has excellent high-temperature storage stability, does not generate bad odor when printing, does not deteriorate the surrounding environment, and has durability especially when performing durable printing under high temperature and high humidity. An excellent polymerized toner and a method for producing such a polymerized toner stably and efficiently are provided.
以下、本発明の重合トナーおよびその製造方法について説明する。
まず、重合性単量体、着色剤、さらに必要に応じてその他の添加物を混合して、重合性単量体組成物とする。この重合性単量体組成物を、水系媒体に入れ、重合開始剤を添加し、液滴形成した後、重合を行なうと、着色重合体粒子の水系分散液が得られる。得られた着色重合体粒子の水系分散液を、特定の条件でストリッピング処理して、着色重合体粒子中の残留モノマーや残留VOCを除去する。
その後、得られた着色重合体粒子を、洗浄、脱水、さらに乾燥を行ない、必要に応じて分級し、さらに必要に応じて、外添剤及び/またはキャリアを添加して、エーテル成分含有量が100ppm未満である重合トナーを得る。
Hereinafter, the polymerized toner of the present invention and the production method thereof will be described.
First, a polymerizable monomer, a colorant, and other additives as necessary are mixed to obtain a polymerizable monomer composition. This polymerizable monomer composition was placed in an aqueous medium, a polymerization initiator was added, after droplet formation, polymerization row sparse, aqueous dispersion of the colored polymer particles are obtained. The obtained aqueous dispersion of colored polymer particles is stripped under specific conditions to remove residual monomers and residual VOC in the colored polymer particles.
Thereafter, the obtained colored polymer particles are washed, dehydrated, and further dried, classified as necessary, and, if necessary, an external additive and / or a carrier are added to obtain an ether component content. A polymerized toner that is less than 100 ppm is obtained.
(1)重合性単量体組成物
重合性単量体および着色剤、並びに必要に応じて用いるその他の添加物を混合し、重合性単量体組成物を得る。着色剤及びその他の添加物は、重合性単量体に、溶解または可能な限り均一かつ微細に分散するように混合することが好ましい。
(1) Polymerizable monomer composition A polymerizable monomer, a colorant, and other additives used as necessary are mixed to obtain a polymerizable monomer composition. The colorant and other additives are preferably mixed with the polymerizable monomer so as to be dissolved or dispersed as uniformly and finely as possible.
本発明で重合性単量体は、重合可能な化合物をいう。
重合性単量体の主成分として、モノビニル単量体を使用する。モノビニル単量体としては、例えば、スチレン;ビニルトルエン、及びα−メチルスチレン等のスチレン誘導体;アクリル酸、及びメタクリル酸;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、及びアクリル酸ジメチルアミノエチル等のアクリル酸エステル;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、及びメタクリル酸ジメチルアミノエチル等のメタクリル酸エステル;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド等のアクリル酸の誘導体、及びメタクリル酸の誘導体;エチレン、プロピレン、及びブチレン等のオレフィン;塩化ビニル、塩化ビニリデン、及びフッ化ビニル等のハロゲン化ビニル及びハロゲン化ビニリデン;酢酸ビニル、及びプロピオン酸ビニル等のビニルエステル;ビニルメチルエーテル、及びビニルエチルエーテル等のビニルエーテル;ビニルメチルケトン、及びメチルイソプロペニルケトン等のビニルケトン;並びに2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、及びN−ビニルピロリドン等の含窒素ビニル化合物;が挙げられる。これらのモノビニル単量体は、単独で用いてもよいし、複数を組み合わせて用いてもよい。これらのうち、モノビニル単量体として、スチレン、スチレン誘導体、及びアクリル酸もしくはメタクリル酸の誘導体が、好適に用いられる。
In the present invention, the polymerizable monomer refers to a polymerizable compound.
A monovinyl monomer is used as the main component of the polymerizable monomer. Examples of the monovinyl monomer include styrene; styrene derivatives such as vinyl toluene and α-methylstyrene; acrylic acid and methacrylic acid; methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, acrylic acid 2 Acrylic esters such as ethylhexyl and dimethylaminoethyl acrylate; methacrylic esters such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate and dimethylaminoethyl methacrylate; acrylonitrile Derivatives of acrylic acid such as methacrylonitrile, acrylamide and methacrylamide, and derivatives of methacrylic acid; olefins such as ethylene, propylene and butylene; vinyl chloride and vinylidene chloride And vinyl halides such as vinyl fluoride; vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate; vinyl ethers such as vinyl methyl ether and vinyl ethyl ether; vinyl ketones such as vinyl methyl ketone and methyl isopropenyl ketone. And nitrogen-containing vinyl compounds such as 2-vinylpyridine, 4-vinylpyridine, and N-vinylpyrrolidone. These monovinyl monomers may be used alone or in combination. Of these, styrene, styrene derivatives, and acrylic acid or methacrylic acid derivatives are preferably used as monovinyl monomers.
モノビニル単量体は、それを重合して得られる重合体のガラス転移温度(以下、Tgという。)が80℃以下になるように選択することが好ましい。適当なモノビニル単量体を単独で選択して、あるいは2種以上を組み合わせて選択して、使用することにより、重合体のTgを所望の範囲に調整することができる。 The monovinyl monomer is preferably selected such that the polymer obtained by polymerizing the monovinyl monomer has a glass transition temperature (hereinafter referred to as Tg) of 80 ° C. or lower. The Tg of the polymer can be adjusted to a desired range by selecting an appropriate monovinyl monomer singly or in combination of two or more.
得られる重合トナーのホットオフセット改善のために、重合性単量体として、モノビニル単量体とともに、任意の架橋性の重合性単量体を用いることが好ましい。架橋性の重合性単量体とは、2つ以上の重合可能な官能基を持つ重合性単量体のことをいう。架橋性の重合性単量体としては、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、及びこれらの誘導体等の芳香族ジビニル化合物;エチレングリコールジメタクリレート、及びジエチレングリコールジメタクリレート等のジアクリレート化合物;N,N−ジビニルアニリン、及びジビニルエーテル等のその他のジビニル化合物;並びに3個以上のビニル基を有する化合物;等を挙げることができる。これらの架橋性の重合性単量体は、それぞれ単独で、あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。架橋性の重合性単量体を、モノビニル単量体100重量部に対して、通常、0.1〜5重量部、好ましくは0.3〜2重量部の割合で用いることが望ましい。 In order to improve hot offset of the obtained polymerized toner, it is preferable to use any crosslinkable polymerizable monomer together with the monovinyl monomer as the polymerizable monomer. A crosslinkable polymerizable monomer means a polymerizable monomer having two or more polymerizable functional groups. Examples of the crosslinkable polymerizable monomer include aromatic divinyl compounds such as divinylbenzene, divinylnaphthalene, and derivatives thereof; diacrylate compounds such as ethylene glycol dimethacrylate and diethylene glycol dimethacrylate; N, N-divinyl. And other divinyl compounds such as aniline and divinyl ether; and compounds having three or more vinyl groups. These crosslinkable polymerizable monomers can be used alone or in combination of two or more. The crosslinkable polymerizable monomer is usually used in an amount of 0.1 to 5 parts by weight, preferably 0.3 to 2 parts by weight, based on 100 parts by weight of the monovinyl monomer.
また、さらに、重合性単量体の一部として、マクロモノマーを用いると、得られる重合トナーの、保存性と低温での定着性とのバランスが良好になるので好ましい。マクロモノマーは、分子鎖の末端に重合可能な炭素−炭素不飽和二重結合を有するもので、数平均分子量が、通常、1,000〜30,000の反応性の、オリゴマーまたはポリマーである。マクロモノマーは、モノビニル単量体を重合して得られる重合体のTgよりも、それを単独重合することにより高いTgを有する重合体となるものが好ましい。マクロモノマーの使用量は、モノビニル単量体100重量部に対して、通常、0.01〜10重量部、好ましくは0.03〜5重量部、さらに好ましくは0.05〜1重量部である。 Further, it is preferable to use a macromonomer as a part of the polymerizable monomer because the balance between the storage stability and the fixing property at a low temperature of the resulting polymerized toner is improved. The macromonomer has a polymerizable carbon-carbon unsaturated double bond at the end of the molecular chain, and is a reactive oligomer or polymer having a number average molecular weight of usually 1,000 to 30,000. The macromonomer is preferably a polymer that has a higher Tg by homopolymerizing it than the Tg of the polymer obtained by polymerizing the monovinyl monomer. The amount of the macromonomer used is usually 0.01 to 10 parts by weight, preferably 0.03 to 5 parts by weight, and more preferably 0.05 to 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the monovinyl monomer. .
本発明では、着色剤を用いるが、カラートナー(通常、ブラックトナー、シアントナー、イエロートナー、マゼンタトナーの4種類のトナーが用いられる。)を製造する場合、ブラック着色剤、シアン着色剤、イエロー着色剤、マゼンタ着色剤をそれぞれ用いることができる。 In the present invention, a colorant is used, but when a color toner (usually, four types of toners are used: black toner, cyan toner, yellow toner, and magenta toner), a black colorant, a cyan colorant, and a yellow toner are used. A colorant and a magenta colorant can be used, respectively.
ブラック着色剤としては、カーボンブラック、チタンブラック、並びに酸化鉄亜鉛、及び酸化鉄ニッケル等の磁性粉等の顔料を用いることができる。 As the black colorant, carbon black, titanium black, and pigments such as magnetic powders such as iron oxide zinc and iron oxide nickel can be used.
シアン着色剤としては、例えば、銅フタロシアニン化合物、その誘導体、及びアントラキノン化合物等が利用できる。具体的には、C.I.Pigmentブルー2、同3、同6、同15、同15:1、同15:2、同15:3、同15:4、同16、同17:1、及び同60等が挙げられ、重合の安定性がよく、着色力があることから、C.I.Pigmentブルー15、同15:1、同15:2、同15:3、同15:4、及び同17:1等の銅フタロシアンニン化合物が好ましく、C.I.Pigmentブルー15:3がさらに好ましい。
As the cyan colorant, for example, a copper phthalocyanine compound, a derivative thereof, and an anthraquinone compound can be used. Specifically, C.I. I.
イエロー着色剤としては、例えば、モノアゾ顔料、及びジスアゾ顔料等のアゾ顔料、縮合多環顔料等の化合物が用いられる。具体的には、C.I.Pigmentイエロー3、同12、同13、同14、同15、同17、同62、同65、同73、同74、同83、同93、同97、同120、同138、同155、同180、同181、同185、及び同186等が挙げられる。重合の安定性がよく、着色力があることから、C.I.Pigmentイエロー3、同15、同65、同73、同74、同97、及び同120等のモノアゾ顔料が好ましく、C.I.Pigmentイエロー74がより好ましい。
As the yellow colorant, for example, azo pigments such as monoazo pigments and disazo pigments, and compounds such as condensed polycyclic pigments are used. Specifically, C.I. I.
マゼンタ着色剤としては、例えば、モノアゾ顔料、及びジスアゾ顔料等のアゾ顔料、縮合多環顔料等の化合物が用いられる。具体的には、C.I.Pigmentレッド31、48、同57:1、同58、同60、同63、同64、同68、同81、同83、同87、同88、同89、同90、同112、同114、同122、同123、同144、同146、同149、同150、同163、同170、同184、同185、同187、同202、同206、同207、同209、同251、及びC.I.Pigmentバイオレット19等が挙げられる。重合の安定性がよく、着色力があることから、C.I.Pigmentレッド31、同48、同57:1、同58、同60、同63、同64、同68、同112、同114、同146、同150、同163、同170、同185、同187、同206、及び同207等のモノアゾ顔料が同様に好ましい。 Examples of the magenta colorant include compounds such as monoazo pigments, azo pigments such as disazo pigments, and condensed polycyclic pigments. Specifically, C.I. I. Pigment Red 31, 48, 57: 1, 58, 60, 63, 64, 68, 81, 83, 87, 88, 89, 90, 112, 114, 122, 123, 144, 146, 149, 150, 163, 170, 184, 185, 187, 202, 206, 207, 209, 251 and C . I. Pigment Violet 19 etc. are mentioned. Since the polymerization stability is good and there is coloring power, C.I. I. Pigment Red 31, 48, 57: 1, 58, 60, 63, 64, 68, 112, 114, 146, 150, 163, 170, 185, 187 Monoazo pigments such as No. 206 and No. 207 are also preferred.
着色剤の使用量は、モノビニル単量体100重量部に対して、好ましくは1〜10重量部である。 The amount of the colorant used is preferably 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the monovinyl monomer.
重合性単量体組成物には、重合性単量体及び着色剤の他に、さらに、必要に応じて、帯電制御剤、分子量調整剤、並びに離型剤などのその他の添加剤を添加してもよい。 In addition to the polymerizable monomer and the colorant, other additives such as a charge control agent, a molecular weight adjusting agent, and a release agent are added to the polymerizable monomer composition as necessary. May be.
帯電制御剤としては、各種の正帯電性または負帯電性の、帯電制御剤を用いることができる。例えば、カルボキシル基または含窒素基を有する有機化合物の金属錯体、含金属染料、及びニグロシン等の樹脂でない帯電制御剤;4級アンモニウム基若しくは4級アンモニウム塩基含有共重合体、スルホン酸基若しくはスルホン酸塩基含有共重合体、並びにカルボン酸基若しくはカルボン酸塩含有共重合体等の帯電制御樹脂;等を用いることができる。トナーの印字耐久性が良好になることから、帯電制御剤は、帯電制御樹脂を含むことが好ましく、帯電制御樹脂のみであることがより好ましい。帯電制御樹脂として、4級アンモニウム基若しくは4級アンモニウム塩基含有共重合体、スルホン酸基若しくはスルホン酸塩基含有共重合体が、さらに好ましい。帯電制御剤の使用量は、モノビニル単量体100重量部に対して、通常0.01〜10重量部、好ましくは0.03〜8重量部である。 As the charge control agent, various positively chargeable or negatively chargeable charge control agents can be used. For example, a metal complex of an organic compound having a carboxyl group or a nitrogen-containing group, a metal-containing dye, and a non-resin charge control agent such as nigrosine; a quaternary ammonium group or quaternary ammonium base-containing copolymer, a sulfonic acid group or a sulfonic acid Base-containing copolymers, charge control resins such as carboxylic acid groups or carboxylate-containing copolymers, and the like can be used. The charge control agent preferably contains a charge control resin, and more preferably only the charge control resin, because the printing durability of the toner becomes good. As the charge control resin, a quaternary ammonium group or quaternary ammonium base-containing copolymer, a sulfonic acid group or a sulfonate group-containing copolymer is more preferable. The usage-amount of a charge control agent is 0.01-10 weight part normally with respect to 100 weight part of monovinyl monomers, Preferably it is 0.03-8 weight part.
その他の添加剤として、分子量調整剤を使用することが好ましい。分子量調整剤としては、t−ドデシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、及び2,2,4,6,6−ペンタメチルヘプタン−4−チオール等のメルカプタン化合物;テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド、N,N’−ジメチル−N,N’−ジフェニルチウラムジスルフィド、N,N’−ジオクタデシル−N,N’−ジイソプロピルチウラムジスルフィド等のチウラム化合物;ペンタメチレンジチオカルバミン酸ピペリジン塩、ピペコリルジチオカルバミン酸ピペコリン塩、ジメチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジブチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛、N−エチル−N−フェニルジチオカルバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカルバミン酸テルル等のジチオカルバミン酸化合物;が挙げられる。これらの分子量調整剤のうち、メルカプタン化合物及びチウラム化合物が好ましく、チウラム化合物が特に好ましい。分子量調整剤の量は、モノビニル単量体100重量部に対して、好ましくは0.01〜3重量部、更に好ましくは0.1〜1重量部、特に好ましくは0.1〜0.5部である。上記範囲より少ないと分子量調整の効果が得られず、反対に多いと残留モノマーや残留VOCが増加する。 It is preferable to use a molecular weight modifier as another additive. Examples of the molecular weight modifier include t-dodecyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, n-octyl mercaptan, and mercaptan compounds such as 2,2,4,6,6-pentamethylheptane-4-thiol; tetramethylthiuram monosulfide, Tetramethylthiuram disulfide, tetraethylthiuram disulfide, tetrabutylthiuram disulfide, dipentamethylenethiuram tetrasulfide, N, N'-dimethyl-N, N'-diphenylthiuram disulfide, N, N'-dioctadecyl-N, N'- Thiuram compounds such as diisopropyl thiuram disulfide; pentamethylene dithiocarbamic acid piperidine salt, pipecolyl dithiocarbamic acid pipecoline salt, sodium dimethyldithiocarbamate, diethyldithiocarbamic acid Thorium, sodium dibutyldithiocarbamate, zinc dimethyldithiocarbamate, zinc diethyldithiocarbamate, zinc dibutyldithiocarbamate, N- ethyl -N- phenyl dithiocarbamate, zinc, dithiocarbamic acid compounds tellurium diethyldithiocarbamate and the like; and the like. Of these molecular weight regulators, mercaptan compounds and thiuram compounds are preferred, and thiuram compounds are particularly preferred. The amount of the molecular weight modifier is preferably 0.01 to 3 parts by weight, more preferably 0.1 to 1 part by weight, and particularly preferably 0.1 to 0.5 part by weight with respect to 100 parts by weight of the monovinyl monomer. It is. If the amount is less than the above range, the effect of adjusting the molecular weight cannot be obtained.
また、その他の添加剤として、離型剤を添加することが、好ましい。重合トナーの定着ロールからの、定着時における離型性を改善できるからである。離型剤としては、一般にトナーの離型剤として用いられるものであれば、特に制限無く用いることができ、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、及び低分子量ポリブチレン等の、低分子量ポリオレフィンワックス類;分子末端酸化低分子量ポリプロピレン、分子末端をエポキシ基に置換した低分子量末端変性ポリプロピレン、これらと低分子量ポリエチレンのブロックポリマー、分子末端酸化低分子量ポリエチレン、分子末端をエポキシ基に置換した低分子量ポリエチレン、及びこれらと低分子量ポリプロピレンのブロックポリマー等の、末端変性ポリオレフィンワックス類;キャンデリラ、カルナウバ、ライス、木ロウ、及びホホバ等の植物系天然ワックス;パラフィン、マイクロクリスタリン、及びペトロラクタム等の、石油ワックス、並びにこれらの変性ワックス;モンタン、セレシン、及びオゾケライト等の鉱物系ワックス;フィッシャートロプシュワックス等の合成ワックス;並びにペンタエリスリトールテトラミリステート、ペンタエリスリトールテトラパルミテート、ペンタエリスリトールテトラステアレート、及びペンタエリスリトールテトララウレート等のペンタエリスリトールエステルやジペンタエリスリトールヘキサミリステート、ジペンタエリスリトールヘキサパルミテート、及びジペンタエリスリトールヘキサラウレート等の、ジペンタエリスリトールエステル等の多価アルコールエステル化物;等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Moreover, it is preferable to add a mold release agent as another additive. This is because the releasability of the polymerized toner from the fixing roll during fixing can be improved. The release agent is not particularly limited as long as it is generally used as a toner release agent. Low molecular weight polyolefin waxes such as low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, and low molecular weight polybutylene; End-oxidized low molecular weight polypropylene, low-molecular-weight end-modified polypropylene with molecular ends substituted with epoxy groups, block polymers of these and low-molecular weight polyethylene, molecular-end oxidized low-molecular weight polyethylene, low-molecular weight polyethylene with molecular ends replaced with epoxy groups, and these And end-modified polyolefin waxes such as block polymers of low molecular weight polypropylene; plant natural waxes such as candelilla, carnauba, rice, wood wax, and jojoba; stones such as paraffin, microcrystalline, and petrolactam Waxes, and modified waxes thereof; mineral waxes such as montan, ceresin and ozokerite; synthetic waxes such as Fischer-Tropsch wax; and pentaerythritol tetramyristate, pentaerythritol tetrapalmitate, pentaerythritol tetrastearate, and pentaerythritol And polyvalent alcohol esterified products such as dipentaerythritol esters such as pentaerythritol esters such as tetralaurate, dipentaerythritol hexamyristate, dipentaerythritol hexapalmitate, and dipentaerythritol hexalaurate. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
これらの離型剤の内、示差走査熱量計を用いて昇温時のDSC曲線から測定される吸熱ピーク温度が、30〜150℃、好ましくは50〜120℃、より好ましくは60〜100℃の範囲にあるペンタエリスリトールエステルや、同吸熱ピーク温度が50〜80℃の範囲にあるジペンタエリスリトールエステル等の多価アルコールエステル化物が、得られる重合トナーの定着−剥離性のバランスに優れるので特に好ましい。上記離型剤の使用量は、モノビニル単量体100重量部に対して、好ましくは0.1〜30重量部、更に好ましくは1〜20重量部である。 Among these release agents, the endothermic peak temperature measured from the DSC curve at the time of temperature rise using a differential scanning calorimeter is 30 to 150 ° C, preferably 50 to 120 ° C, more preferably 60 to 100 ° C. A polyhydric alcohol esterified product such as pentaerythritol ester in the range and dipentaerythritol ester having the same endothermic peak temperature in the range of 50 to 80 ° C. is particularly preferable because of excellent balance of fixing and peeling properties of the resulting polymerized toner. . The amount of the release agent used is preferably 0.1 to 30 parts by weight, more preferably 1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the monovinyl monomer.
重合性単量体組成物の調製において、着色剤を重合性単量体に溶解又は十分に分散性良く分散させてから、上記のその他の添加剤を加えることが好ましい。重合性単量体に着色剤を分散させる方法は、公知の各種の方法を採用することができるが、メディア式分散機を用いた方法が特に好ましく、メディア分離スクリーンを備えたメディア式分散機を用いた方法が特に好ましい。得られた混合物に、上記のその他の添加剤を加えて重合性単量体組成物とする。 In the preparation of the polymerizable monomer composition, it is preferable to add the other additives described above after the colorant is dissolved or sufficiently dispersed in the polymerizable monomer. Various known methods can be adopted as the method for dispersing the colorant in the polymerizable monomer, but a method using a media type disperser is particularly preferable, and a media type disperser provided with a media separation screen is used. The method used is particularly preferred. The above-mentioned other additives are added to the obtained mixture to obtain a polymerizable monomer composition.
(2)液滴形成工程
以上のようにして得られた、重合性単量体組成物を、水系媒体中に分散させ、重合開始剤を添加した後、重合性単量体組成物の液滴の形成を行なう。液滴の形成の方法は特に限定されないが、例えば、インライン型乳化分散機(例えば、荏原製作所製、製品名「マイルダー」)、高速乳化・分散機(例えば、特殊機化工業製、製品名「T.K.ホモミキサー MARK II型」)等の強攪拌が可能な装置を用いて行なうことができる。
(2) Droplet formation step After the polymerizable monomer composition obtained as described above is dispersed in an aqueous medium, a polymerization initiator is added, and then a droplet of the polymerizable monomer composition is formed. Is formed. The method for forming droplets is not particularly limited. For example, an in-line type emulsifier / disperser (for example, “Milder” manufactured by Ebara Seisakusho), a high-speed emulsifier / disperser (for example, manufactured by Special Machine Industries, product name “ TK homomixer MARK II type ") and the like capable of strong stirring.
本発明における水系媒体は水を主成分とする媒体のことであり、アルコールなどの水に溶解する有機溶媒を副成分として含んでも良い。水系媒体には、次に述べる液滴形成前に、分散安定化剤を含有させることが好ましい。分散安定化剤としては、硫酸バリウム、及び硫酸カルシウム等の硫酸塩;炭酸バリウム、炭酸カルシウム、及び炭酸マグネシウム等の炭酸塩;リン酸カルシウム等のリン酸塩;酸化アルミニウム、及び酸化チタン等の金属酸化物;並びに水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、及び水酸化第二鉄等の金属水酸化物;等の金属化合物等の酸又はアルカリに溶解する無機化合物が挙げられる。さらに、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、及びゼラチン等の水溶性高分子;アニオン性界面活性剤;ノニオン性界面活性剤;並びに両性界面活性剤;等の有機化合物を併用しても良い。上記分散安定化剤は1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 The aqueous medium in the present invention is a medium containing water as a main component, and may contain an organic solvent that dissolves in water such as alcohol as a subcomponent. The aqueous medium preferably contains a dispersion stabilizer before the droplet formation described below. Dispersion stabilizers include sulfates such as barium sulfate and calcium sulfate; carbonates such as barium carbonate, calcium carbonate and magnesium carbonate; phosphates such as calcium phosphate; metal oxides such as aluminum oxide and titanium oxide And metal hydroxides such as aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, and ferric hydroxide; and inorganic compounds that dissolve in acids or alkalis such as metal compounds. Furthermore, organic compounds such as water-soluble polymers such as polyvinyl alcohol, methyl cellulose, and gelatin; anionic surfactants; nonionic surfactants; and amphoteric surfactants may be used in combination. The said dispersion stabilizer can be used 1 type or in combination of 2 or more types.
分散安定化剤は、好適には金属化合物、より好適には難水溶性の金属水酸化物のコロイドである。このような分散安定剤を用いると、重合性単量体組成物の液滴の粒径分布(ひいては、得られる、着色重合体粒子または重合トナーの、粒径分布)をシャープにでき、また、重合中およびストリッピング処理の工程における着色重合体粒子の合一を少なくすることができ、さらに、洗浄後の分散安定化剤残存量が少ないので、得られる重合トナーは、画像を鮮明に再現することができ、環境安定性を悪化させることが少ないので好ましい。 The dispersion stabilizer is preferably a metal compound, more preferably a colloid of a poorly water-soluble metal hydroxide. By using such a dispersion stabilizer, it is possible to sharpen the particle size distribution of the polymerizable monomer composition droplets (and consequently the particle size distribution of the obtained colored polymer particles or polymerized toner). It is possible to reduce the coalescence of the colored polymer particles during the polymerization and in the stripping process, and further, since the residual amount of the dispersion stabilizer after washing is small, the resulting polymerized toner reproduces the image clearly. It is preferable because it can reduce environmental stability.
本発明では、以上のようにして得られた、重合性単量体組成物を、水系媒体中に分散させ、重合開始剤を添加した後、重合性単量体組成物の液滴形成を行なう。 In the present invention, the polymerizable monomer composition obtained as described above is dispersed in an aqueous medium, a polymerization initiator is added, and then a droplet of the polymerizable monomer composition is formed. .
本発明では、重合開始剤として、有機過酸化物を用い、好ましくは、パーオキシエステルを用いる。上記の重合開始剤を用いることにより、重合性単量体の重合が効率よく行なわれる。その結果、重合性単量体の主成分であるスチレンの含有量が少なく、保存性に優れ、印字を行なった際、悪臭を発生させず周囲の環境を悪化させない重合トナーを得ることができる。 In the present invention, an organic peroxide is used as the polymerization initiator, and preferably a peroxy ester is used. By using the above polymerization initiator, the polymerizable monomer is efficiently polymerized. As a result, it is possible to obtain a polymerized toner that has a low content of styrene, which is the main component of the polymerizable monomer, is excellent in storage stability, and does not generate bad odor and does not deteriorate the surrounding environment when printing is performed.
重合開始剤として有機過酸化物を用いた重合では、例えば、それがパーオキシエステルの場合、パーオキシエステルが熱分解を起こすと、対応するアルコールラジカルとカルボン酸ラジカルにまず分解し、その後これらのラジカル、およびカルボン酸ラジカルの脱炭酸により生成するアルキルラジカル等がモノマーへ付加することにより重合反応が進行する。しかし、これらのラジカルが、再結合や水素の引抜きにより、様々なエーテル成分などの副生物が生じる場合がある。 In polymerization using an organic peroxide as a polymerization initiator, for example, when it is a peroxy ester, when the peroxy ester undergoes thermal decomposition, it first decomposes into the corresponding alcohol radical and carboxylic acid radical, and then these The polymerization reaction proceeds by adding radicals, alkyl radicals generated by decarboxylation of carboxylic acid radicals, and the like to the monomer. However, these radicals may generate by-products such as various ether components due to recombination and hydrogen abstraction.
一方、有機過酸化物の中でも、とくに、衝撃や加熱による発火の危険性が高い有機過酸化物では、希釈剤を添加して希釈して用いる必要がある。このような有機過酸化物を重合開始剤として用いた場合、希釈剤の存在により、得られる着色重合体粒子に残留する揮発性物質が増加しやすくなる。また、主成分の有機過酸化物と異なる有機過酸化物を不純物として多く含む有機過酸化物を重合開始剤として用いた場合、不純物の有機過酸化物は主成分の有機過酸化物とは好適な反応条件が異なるため開始剤効率を低下させ、得られる着色重合体粒子に残留する重合性単量体やエーテル成分が増加しやすくなる。 On the other hand, among organic peroxides, particularly organic peroxides that have a high risk of ignition by impact or heating, it is necessary to dilute them by adding a diluent. When such an organic peroxide is used as a polymerization initiator, the presence of a diluent tends to increase the volatile substances remaining in the resulting colored polymer particles. In addition, when an organic peroxide containing a large amount of an organic peroxide different from the main organic peroxide as an impurity is used as the polymerization initiator, the impurity organic peroxide is suitable as the main organic peroxide. Since the reaction conditions are different, the initiator efficiency is lowered, and the polymerizable monomer and ether component remaining in the resulting colored polymer particles are likely to increase.
有機過酸化物の中では、開始剤効率がよく、残留する重合性単量体も少なくすることが出来ることから、パーオキシエステルが好ましく、非芳香族パーオキシエステルすなわち芳香族環を有しないパーオキシエステルがより好ましい。
また、該有機過酸化物が、下記式(1)
R−CO−O−O−R’ (1)
(式中、R及びR’は、アルキル基をあらわす。)で表されるパーオキシエステルであることがより好ましい。式中のRは、炭素数6以下のアルキル基であることが好ましく、5以下であることがより好ましく、イソプロピル、1−メチルプロピル、1−エチルプロピル、1−メチルブチル、2−メチルブチル、3−メチルブチル、及び1−エチルプロピル等の2級のアルキル基であることがさらに好ましく、1−メチルプロピル、及び1−エチルプロピルが特に好ましい。また、式(1)中、R’は、炭素数8以下のアルキル基が好ましく、t−ブチル、及びt−ヘキシルがより好ましく、t−ブチルが特に好ましい。式(1)のパーオキシエステルの具体例としては、t−ヘキシルパーオキシピバレート(t−ヘキシルパーオキシ−2,2−ジメチル−アセテート)、t−ブチルパーオキシ−2−エチルブタノエート(t−ブチルパーオキシジエチルアセテート)、t−ブチルパーオキシ−2−メチルブタノエート等が挙げられる。
Among organic peroxides, peroxyesters are preferred because the initiator efficiency is good and the remaining polymerizable monomers can be reduced, and non-aromatic peroxyesters, that is, those having no aromatic ring. Oxyesters are more preferred.
Further, the organic peroxide is represented by the following formula (1)
R—CO—O—O—R ′ (1)
(Wherein R and R ′ represent an alkyl group), and more preferably a peroxy ester represented by R in the formula is preferably an alkyl group having 6 or less carbon atoms, more preferably 5 or less, isopropyl, 1-methylpropyl, 1-ethylpropyl, 1-methylbutyl, 2-methylbutyl, 3- A secondary alkyl group such as methylbutyl and 1-ethylpropyl is more preferable, and 1-methylpropyl and 1-ethylpropyl are particularly preferable. In formula (1), R ′ is preferably an alkyl group having 8 or less carbon atoms, more preferably t-butyl and t-hexyl, and particularly preferably t-butyl. Specific examples of the peroxyester of the formula (1) include t-hexylperoxypivalate (t-hexylperoxy-2,2-dimethyl-acetate), t-butylperoxy-2-ethylbutanoate ( t-butylperoxydiethyl acetate) , t-butylperoxy-2-methylbutanoate and the like.
本発明において、有機過酸化物の主成分の分子量は、好ましくは205以下であり、より好ましくは170以上200以下、であり、さらに好ましくは、175以上195以下である。また、本発明において、有機過酸化物の純度は、有機過酸化物に対する主成分の有機過酸化物の重量%を表し、好ましくは90%以上、より好ましくは、92%以上、さらに好ましくは、95%以上である。 In the present invention, the molecular weight of the main component of the organic peroxide is preferably 205 or less, more preferably 170 or more and 200 or less, and further preferably 175 or more and 195 or less. In the present invention, the purity of the organic peroxide represents the weight percent of the organic peroxide as the main component with respect to the organic peroxide, preferably 90% or more, more preferably 92% or more, and still more preferably, 95% or more.
該有機過酸化物の1時間半減期温度は、印字耐久性の良い重合トナーが得られることから、70℃以上95℃以下であることが好ましく、75℃以上95℃以下であることがより好ましく、85℃以上95℃以下がさらに好ましい。ここで、半減期温度とは、重合開始剤の開裂の起こりやすさを表す指標であり、該重合開始剤を一定温度下に保持したとき、これが分解して一定時間後に元の開始剤量の1/2となる温度を示す。例えば、1時間半減期温度では、この一定時間が1時間の半減期温度である。 The one-hour half-life temperature of the organic peroxide is preferably 70 ° C. or higher and 95 ° C. or lower, more preferably 75 ° C. or higher and 95 ° C. or lower because a polymerized toner having good printing durability can be obtained. 85 ° C. or more and 95 ° C. or less is more preferable. Here, the half-life temperature is an index representing the likelihood of cleavage of the polymerization initiator, and when the polymerization initiator is held at a certain temperature, it decomposes and the amount of the original initiator after a certain time. The temperature which becomes 1/2 is shown. For example, at a one-hour half-life temperature, this constant time is a half-life temperature of one hour.
上記の重合開始剤を用いることにより、得られる着色重合体粒子に残留する未反応の重合性単量体や、重合開始剤により副生するエーテル成分等を少なくすることができる。その結果、本発明の課題である、トナーの高温保存性に優れ、印字を行なった際、悪臭を発生させず周囲の環境を悪化させない、また、耐久印字を高温高湿下で行なった際の耐久性に優れるトナーを得ることができる。 By using the above polymerization initiator, it is possible to reduce the amount of unreacted polymerizable monomer remaining in the colored polymer particles obtained, the ether component by-produced by the polymerization initiator, and the like. As a result, the toner of the present invention has excellent high-temperature storage stability, and when printing is performed, no bad odor is generated and the surrounding environment is not deteriorated, and when durable printing is performed under high temperature and high humidity. A toner having excellent durability can be obtained.
重合開始剤の使用量は、モノビニル単量体100重量部に対して、好ましくは0.1〜15重量部であり、さらに好ましくは0.5〜10重量部である。上記範囲であると、重合が効率よく行われ、着色重合体中の残留モノマーや残留VOCが少なくなる。重合開始剤は、重合性単量体組成物が水系媒体中へ分散された後、液滴形成前に、添加しても良いが、液滴形成後の重合性単量体組成物を含む水系媒体に添加しても良い。 The amount of the polymerization initiator used is preferably 0.1 to 15 parts by weight and more preferably 0.5 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the monovinyl monomer. When it is in the above range, the polymerization is efficiently performed, and the residual monomer and the residual VOC in the colored polymer are reduced. The polymerization initiator may be added after the polymerizable monomer composition is dispersed in the aqueous medium and before the droplet formation, but the aqueous initiator containing the polymerizable monomer composition after the droplet formation is used. It may be added to the medium.
液滴形成の方法は特に限定されないが、例えば、(インライン型)乳化分散機(株式会社荏原製作所製、製品名「マイルダー」)、高速乳化分散機(特殊機化工業製、製品名「T.K.ホモミキサー MARK II型」)等の強攪拌が可能な装置を用いて、重合性単量体組成物を含む水系媒体を攪拌することにより行なう。 The method for forming droplets is not particularly limited. For example, an (in-line type) emulsifying disperser (manufactured by Ebara Manufacturing Co., Ltd., product name “Milder”), a high-speed emulsifying disperser (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd., product name “T. K. Homomixer MARK Type II ") etc. is used by stirring the aqueous medium containing the polymerizable monomer composition using an apparatus capable of strong stirring.
(3)重合工程
上記の液滴形成工程で得られた重合性組成物の液滴を含む水系分散液を昇温し、重合を行なうことにより、着色重合体粒子を得る。重合性単量体組成物の重合温度(該水系分散液の最高到達温度)は、好ましくは50℃以上であり、更に好ましくは60〜120℃である。また、重合の反応時間は、好ましくは1〜20時間であり、更に好ましくは2〜15時間である。
(3) Polymerization Step Colored polymer particles are obtained by raising the temperature of the aqueous dispersion containing droplets of the polymerizable composition obtained in the droplet formation step and performing polymerization. The polymerization temperature of the polymerizable monomer composition (the highest temperature reached by the aqueous dispersion) is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 60 to 120 ° C. The reaction time of the polymerization is preferably 1 to 20 hours, more preferably from 2 to 15 hours.
上記の工程で得られた着色重合体粒子は、後述する酸洗浄・濾別・水洗・乾燥のあと、そのままで又はさらに外添剤を添加して重合トナーとして用いてもよいが、この段階の着色重合体粒子をコア層とし、その外側にコア層と異なるシェル層を作ることで得られる、所謂コアシェル型(または、「カプセル型」ともいう)の着色重合体粒子とし、酸洗浄・濾別・水洗・乾燥のあと、そのままで又はさらに外添剤を添加して重合トナーとして用いることが好ましい。コアシェル型の着色重合体粒子は、低軟化点の物質よりなるコア層を、それより高い軟化点を有する物質で被覆することにより、定着温度の低温化と保存時の凝集防止とのバランスを取ることができる。尚、本発明では、コアシェル型の着色重合体粒子を調製する場合、上述のようにして得られた着色重合体粒子をコア粒子、その調製で用いた、重合性単量体をコア用重合性単量体、重合性単量体組成物をコア用重合性単量体組成物というなど、コア調製に関係する物や工程を「コア用」という言葉で表現することがあり、一方、シェル用の重合性単量体をシェル用重合性単量体というなど、シェル調製に関係する物や工程を「シェル用」という言葉で表現することがある。 The colored polymer particles obtained in the above step may be used as a polymerized toner as it is or after adding an external additive after acid washing, filtration, washing with water, and drying described later. Using colored polymer particles as a core layer and forming a shell layer different from the core layer on the outer side, so-called core-shell type (or “capsule type”) colored polymer particles are obtained, and then washed with acid and filtered. -After washing with water and drying, it is preferable to use the polymer toner as it is or after adding an external additive. Core-shell type colored polymer particles balance the balance between lowering the fixing temperature and preventing aggregation during storage by coating the core layer made of a material with a low softening point with a material having a higher softening point. be able to. In the present invention, when preparing the core-shell type colored polymer particles, the colored polymer particles obtained as described above are used as the core particles, and the polymerizable monomer used in the preparation is used as the core polymerizability. monomeric, polymerizable monomer composition for core polymerizable monomer composition gutter Unado, what and processes related to the core preparation may be represented by the word "core", while the shell For example, a polymerizable monomer for use in a shell is referred to as a polymerizable monomer for use in shells, and the term “for a shell” may be used to describe an object or process related to shell preparation.
上述した、上記着色重合体粒子を用いて、コアシェル型の着色重合体粒子を製造する方法としては特に制限はなく、従来の方法によって製造することができる。in situ重合法や相分離法が、製造効率の点から好ましい。in situ重合法によるコアシェル型の着色重合体粒子の製造法は、上述のようにして重合性単量体組成物の液滴の重合を行ない、重合がほぼ終了し(好ましくは重合転化率が90%以上になってから、)、コア層となる着色重合体粒子が形成された時点で、水系媒体中に、シェル層を形成するための重合性単量体(シェル用重合性単量体)とシェル用の重合開始剤を添加し、重合することでコアシェル型の着色重合体粒子を得ることができる。 There is no restriction | limiting in particular as a method of manufacturing a core shell type colored polymer particle using the said colored polymer particle mentioned above, It can manufacture by the conventional method. An in situ polymerization method and a phase separation method are preferable from the viewpoint of production efficiency. The core-shell type colored polymer particles are produced by the in situ polymerization method by polymerizing droplets of the polymerizable monomer composition as described above, and the polymerization is almost completed (preferably the polymerization conversion rate is 90%). %), When the colored polymer particles forming the core layer are formed, a polymerizable monomer (shell polymerizable monomer) for forming a shell layer in the aqueous medium The core-shell type colored polymer particles can be obtained by adding a polymerization initiator for the shell and polymerization.
シェル用重合性単量体としては、前述のコア用の重合性単量体と同様なものが使用できる。シェル用の重合開始剤としては、過硫酸カリウム、及び過硫酸アンモニウム等の、過硫酸金属塩;2,2’−アゾビス(2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド)、及び2,2’−アゾビス−(2−メチル−N−(1,1−ビス(ヒドロキシメチル)2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド)等の、アゾ系開始剤;等の水溶性重合開始剤を挙げることができる。 As the polymerizable monomer for the shell, those similar to the polymerizable monomer for the core described above can be used. As polymerization initiators for the shell, persulfate metal salts such as potassium persulfate and ammonium persulfate; 2,2′-azobis (2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) propionamide), and 2, Water-soluble polymerization initiators such as azo initiators such as 2′-azobis- (2-methyl-N- (1,1-bis (hydroxymethyl) 2-hydroxyethyl) propionamide) can be mentioned. .
(4)ストリッピング処理
(3)で得られた着色重合体粒子を分散して含む水系媒体(着色重合体粒子の水系分散液という。)が得られ、次いでこれに、ストリッピング処理を行なう。ストリッピング処理を行なう際、分散安定化剤をさらに追加することが好ましく、着色重合体粒子の形成に用いられた分散安定化剤と同種のものが好ましい。ストリッピング処理は、着色重合体粒子を含む水系媒体を蒸発器に入れ、気相部分を減圧にし、空気または不活性ガスを、液面下から該水系媒体中に注入することにより行う。この工程により、着色重合体粒子中または水系媒体中に溶存している、残留モノマー及び残留VOCを除去・低減することができる。
(4) Stripping treatment An aqueous medium (referred to as an aqueous dispersion of colored polymer particles) containing the colored polymer particles dispersed in (3) is obtained, and then subjected to a stripping treatment. When performing the stripping treatment, it is preferable to further add a dispersion stabilizer, and the same kind as the dispersion stabilizer used for forming the colored polymer particles is preferable. The stripping treatment is performed by putting an aqueous medium containing colored polymer particles into an evaporator, depressurizing the gas phase, and injecting air or inert gas into the aqueous medium from below the liquid surface. By this step, residual monomer and residual VOC dissolved in the colored polymer particles or the aqueous medium can be removed and reduced.
本発明のストリッピング処理は、蒸発器内において着色重合体粒子の分散液を攪拌しながら行う。該蒸発器の気相部は減圧されており、圧力は、5〜80kPaである。空気又は不活性ガスよりなる気体の流量は、好ましくは0.005〜10L/hr・kgである。 The stripping treatment of the present invention is performed while stirring the dispersion of colored polymer particles in an evaporator. The vapor phase part of the evaporator is decompressed, and the pressure is 5 to 80 kPa. The flow rate of the gas consisting of air or inert gas is preferably 0.005 to 10 L / hr · kg.
ストリッピング処理の途中で、着色重合体粒子を含む水系分散液に、追加で水系媒体を添加することができ、その量は、着色重合体粒子を含む水系分散液の100重量部に対して、通常1〜200重量部、好ましくは5〜100重量部である。この範囲にあると、本発明の効果を得つつ、ストリッピング後の洗浄・濾過等の工程を生産性良く実施することができる。 During the stripping process, an aqueous medium can be additionally added to the aqueous dispersion containing the colored polymer particles, and the amount thereof is based on 100 parts by weight of the aqueous dispersion containing the colored polymer particles. Usually 1 to 200 parts by weight, preferably 5 to 100 parts by weight. Within this range, the steps such as washing and filtration after stripping can be carried out with good productivity while obtaining the effects of the present invention.
ストリッピング処理に際して、着色重合体粒子の水系分散液の液面上に発泡が起こり、泡が生じることがある。この泡が過剰になり、蒸発器をあふれてくると、気体循環ラインを汚染してしまう等の問題が起こる。発泡を抑制するため、油脂系消泡剤、鉱油系消泡剤、ポリエーテル系消泡剤、ポリアルキレングリコール型非イオン界面活性剤、油脂とポリアルキレングリコール型非イオン界面活性剤とを含む乳化物、及び鉱油とポリアルキレングリコール型非イオン界面活性剤とを含む乳化物からなる群より選ばれる少なくとも1種の非シリコーン系の消泡剤を、着色重合体粒子を含む水系分散液に添加することが好ましい。これらの非シリコーン系消泡剤の中でも、消泡効果と得られる重合トナーの特性が優れることから、鉱油系消泡剤、ポリアルキレングリコール型非イオン界面活性剤、油脂とポリアルキレングリコール型非イオン界面活性剤とを含む乳化物が好ましい。 During the stripping treatment, foaming may occur on the surface of the aqueous dispersion of colored polymer particles, and foam may be generated. If the bubbles become excessive and overflow the evaporator, problems such as contamination of the gas circulation line occur. In order to suppress foaming, emulsified oil and fat-based antifoaming agent, mineral oil-based antifoaming agent, polyether-based antifoaming agent, polyalkylene glycol type nonionic surfactant, oil and fat and polyalkylene glycol type nonionic surfactant And at least one non-silicone antifoaming agent selected from the group consisting of an emulsion containing mineral oil and a polyalkylene glycol type nonionic surfactant is added to the aqueous dispersion containing colored polymer particles. It is preferable. Among these non-silicone defoamers, mineral oil defoamers, polyalkylene glycol-type nonionic surfactants, fats and polyalkylene glycol-type nonions are superior because of the defoaming effect and the properties of the resulting polymerized toner. Emulsions containing a surfactant are preferred.
鉱油系消泡剤は、鉱油を基剤とする変性炭化水素油であり、例えば、日本PCM株式会社製の製品名「消泡剤 DF714S」などが挙げられる。ポリアルキレングリコール型非イオン界面活性剤は、ポリエチレングリコール型非イオン界面活性剤、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体からなる非イオン界面活性剤であり、例えば、サンノプコ社製の製品名「SN デフォーマー 180」(ポリオキシアルキレン型非イオン界面活性剤からなる抑泡剤)が挙げられる。油脂とポリアルキレングリコール型非イオン界面活性剤とを含む乳化物は、油脂をポリアルキレングリコール型非イオン界面活性剤でエマルジョンとしたものであり、例えば、サンノプコ株式会社製の製品名「SN デフォーマー 1407K」(油脂、ポリエチレングリコール型非イオン界面活性剤等の乳化物からなる抑泡剤)などが挙げられる。ポリエーテル系消泡剤としては、旭電化社製の製品名「アデカノールLG−51」、及び「アデカノールLG−109」等のポリエーテル型界面活性剤、並びに、日本油脂社製の製品名「IPデフォーマU−510」等の特殊ポリエーテル系化合物等が挙げられる。 The mineral oil-based antifoaming agent is a modified hydrocarbon oil based on mineral oil, and examples thereof include a product name “antifoaming agent DF714S” manufactured by Japan PCM Corporation. The polyalkylene glycol type nonionic surfactant is a nonionic surfactant comprising a polyethylene glycol type nonionic surfactant and a polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymer. For example, the product name “Sannopco” SN deformer 180 "(a foam suppressor comprising a polyoxyalkylene type nonionic surfactant). The emulsion containing fats and oils and a polyalkylene glycol type nonionic surfactant is obtained by emulsifying fats and oils with a polyalkylene glycol type nonionic surfactant. For example, a product name “SN deformer 1407K manufactured by San Nopco Co., Ltd.” "(Foam suppressant made of an emulsion of oils and fats, polyethylene glycol type nonionic surfactants, etc.). Examples of polyether antifoaming agents include polyether type surfactants such as product names “Adecanol LG-51” and “Adecanol LG-109” manufactured by Asahi Denka Co., Ltd., and product names “IP Special polyether compounds such as “Deformer U-510” can be used.
非シリコーン系消泡剤の使用量は、使用した重合性単量体組成物100重量部に対して、好ましくは0.01〜1重量部、より好ましくは0.05〜0.5重量部、さらに好ましくは0.07〜0.3重量部である。消泡剤の使用量が少ないと、十分な消泡効果を得ることが困難となることがあり、多いと、得られる重合トナーの環境特性、特にH/H環境における耐久性等の印字特性が低下しやすい。 The amount of the non-silicone antifoaming agent used is preferably 0.01 to 1 part by weight, more preferably 0.05 to 0.5 part by weight, based on 100 parts by weight of the polymerizable monomer composition used. More preferably, it is 0.07-0.3 weight part. If the amount of the antifoaming agent used is small, it may be difficult to obtain a sufficient antifoaming effect. If the amount used is large, the environmental properties of the resulting polymerized toner, particularly printing properties such as durability in an H / H environment, may be obtained. It tends to decline.
着色重合体粒子中の残留モノマー及び残留VOCが所望の量以下になった時点で、ストリッピング処理を終了することができるが、得られる重合トナーの印字中の臭気等や近年の厳しい環境規制の観点から、ストリッピング処理後の着色重合体粒子中の残留モノマー及び残留VOCの量が合わせて50ppm以下となるようにすることが好ましい。ここで、除去される残留モノマーは、重合性単量体であり、シェル用重合性単量体も含む。また、除去される残留VOCは、水系媒体中の有機溶媒、残留する重合開始剤、並びに重合性単量体組成物の調製工程や重合工程で使われたその他の添加剤中の揮発性有機化合物、およびこれらの分解反応によって生じた揮発性有機化合物などである。 When the residual monomer and residual VOC in the colored polymer particles is below a desired amount and may be terminated stripping, during printing of the polymerized toner obtained odors etc. and the recent strict environmental regulations From the viewpoint, it is preferable that the total amount of residual monomer and residual VOC in the colored polymer particles after the stripping treatment is 50 ppm or less. Here, the residual monomer to be removed is a polymerizable monomer, and includes a polymerizable monomer for shell. The residual VOC to be removed is the volatile organic compound in the organic solvent in the aqueous medium, the remaining polymerization initiator, and other additives used in the preparation process of the polymerizable monomer composition and the polymerization process. And volatile organic compounds produced by these decomposition reactions.
注入する気体は、上述のように空気又は不活性ガスであるが、窒素が好ましい。注入する気体の流量は、ストリッピング処理の対象となる、着色重合体粒子を含む水系分散液(追加の水系媒体をした場合はこれを含む)の単位量あたり、好ましくは0.005〜10L/hr・kgであり、より好ましくは、0.01〜5L/hr・kg、さらに好ましくは0.02〜2L/hr・kgである。この範囲より少ないと、残留モノマー及び残留VOCの除去の速度が十分でない。逆に多いと、発泡が多くなり、ストリッピング処理を継続することが困難になったり、また、着色重合体粒子の凝集が増加したりする一方、大量の気体を使用するためエネルギー消費が増大してしまう。気体の流量は、ストリッピング処理が進むにしたがって、徐々に増加させていくことが好ましい。ストリッピング処理前半の平均の流量に対する、ストリッピング処理後半の平均の流量の比が、1.05〜10の範囲であることが好ましく、1.2〜6がより好ましく、1.5〜5が特に好ましい。 The gas to be injected is air or an inert gas as described above, but nitrogen is preferable. The flow rate of the gas to be injected is preferably 0.005 to 10 L / per unit amount of an aqueous dispersion containing colored polymer particles (including an additional aqueous medium, which is an object of stripping treatment). hr · kg, more preferably 0.01 to 5 L / hr · kg, and still more preferably 0.02 to 2 L / hr · kg. Below this range, the rate of removal of residual monomer and residual VOC is not sufficient. On the contrary, if the amount is large, foaming increases and it becomes difficult to continue the stripping process, and the aggregation of the colored polymer particles increases. On the other hand, the use of a large amount of gas increases the energy consumption. End up. It is preferable that the gas flow rate be gradually increased as the stripping process proceeds. The ratio of the average flow rate in the latter half of the stripping process to the average flow rate in the first half of the stripping process is preferably in the range of 1.05 to 10, more preferably 1.2 to 6, and 1.5 to 5 Particularly preferred.
本発明のストリッピング処理は、蒸発器の気相部の圧力(絶対圧)が、5〜80kPaの減圧下で行なう。この圧力は、好ましくは、10〜75kPa、より好ましくは15〜70kPa、さらに好ましくは30〜65kPaである。ストリッピング時の蒸発器の内液の温度(最高温度)は通常20〜95℃であり、好ましくは50〜95℃、更に好ましくは70〜90℃である。ストリッピングに要する時間は特に限定されないが、通常30分〜24時間、好ましくは2〜16時間、特に好ましくは4〜12時間である。これらの範囲であると、ストリッピング処理の効率が良く、また、着色重合体粒子の凝集、及び蒸発器内の着色重合体粒子を含む水系媒体内部からの水系媒体やその他の揮発性成分の沸騰による発泡を、抑えて、安定なストリッピング処理をすることができる。 The stripping treatment of the present invention is performed under a reduced pressure of 5 to 80 kPa in the vapor phase part (absolute pressure) of the evaporator. This pressure is preferably 10 to 75 kPa, more preferably 15 to 70 kPa, and even more preferably 30 to 65 kPa. The temperature (maximum temperature) of the internal solution of the evaporator at the time of stripping is usually 20 to 95 ° C, preferably 50 to 95 ° C, more preferably 70 to 90 ° C. The time required for stripping is not particularly limited, but is usually 30 minutes to 24 hours, preferably 2 to 16 hours, and particularly preferably 4 to 12 hours. Within these ranges, the stripping process is efficient, the colored polymer particles are agglomerated, and the aqueous medium and other volatile components from the inside of the aqueous medium including the colored polymer particles in the evaporator boil. It is possible to suppress the foaming caused by the above and to perform a stable stripping process.
ストリッピング処理に際して、着色重合体粒子の水系分散液の液面上に発泡が生じるが、泡レベルが、蒸発器の高さを基準として95%を越えず、かつストリッピング処理を通じて、泡レベルの変動の幅がレンジで10%以内となるように、ストリッピング処理の条件を制御することが好ましい。本発明においては、泡レベルは、蒸発器の高さを基準(100%)とし、その底部からの泡の高さをパーセントで表示して、泡レベル(%)として示したものである。蒸発器内にその高さの60%のところに分散液の液面がある場合には、泡レベルは、60%を越えることになる。ガス循環ラインや凝縮器などを泡で汚染しないようにするためには、泡レベルを、ストリッピング処理の間を通して、95%を超えない範囲にすることが好ましく、より好ましくは93%以下の範囲にする。ストリッピングの処理効率の観点から、泡レベルが低下しすぎることは好ましくない。すなわち、泡レベルを維持することが好ましく、泡レベルの変動の幅がレンジで蒸発器の高さの10%以内となるように維持することがより好ましい。 During the stripping treatment, foaming occurs on the surface of the aqueous dispersion of colored polymer particles, but the foam level does not exceed 95% based on the height of the evaporator, and the foam level is reduced through the stripping treatment. It is preferable to control stripping conditions so that the range of fluctuation is within 10% of the range. In the present invention, the bubble level is expressed as the bubble level (%) by using the height of the evaporator as a reference (100%) and displaying the bubble height from the bottom as a percentage. If the level of the dispersion is at 60% of its height in the evaporator, the foam level will exceed 60%. In order not to contaminate the gas circulation line or the condenser with bubbles, it is preferable that the bubble level not exceed 95% throughout the stripping process, more preferably not more than 93%. To. From the viewpoint of stripping processing efficiency, it is not preferable that the foam level is too low. That is, it is preferable to maintain the bubble level, and it is more preferable to maintain the variation range of the bubble level within 10% of the evaporator height in the range.
本発明で行なうストリッピング処理で用いる、装置について例を用いて説明する。装置は、図1に示すように、外部に気体循環ライン6−7−8−9−10−11−5−3を備え、この気体循環ラインは、ブロワー5、揮発性物質除去装置10、凝縮器7、及び凝縮タンク8を有している。蒸発器1は、ストリッピング処理に必要な減圧に耐える強度を有する容器であり、重合工程で用いた容器(反応器)と共通であってもよいし、異なっていてもよい。蒸発器1は、内部の着色重合体粒子の分散液を攪拌するための撹拌翼2を備えている。また、蒸発器1の外面に、重合時の加熱や冷却、およびストリッピング処理での加熱をするためのジャケット(図示せず。)を備えていてもよい。
An apparatus used in the stripping process performed in the present invention will be described using an example. As shown in FIG. 1, the apparatus is provided with a gas circulation line 6-7-8-9-10-11-5-3 outside, and this gas circulation line includes a blower 5, a volatile
気体源(図示せず)からブロワー4により空気や不活性ガスである気体が気体吹き込み管3を通して蒸発器1の液面下内に吹き込まれるように構成してある。内液を撹拌しながら蒸発器1内の温度を所定の温度に昇温した後、ブロワー4から気体を吹き込み管3の開口から蒸発器1内に吹き込む。分散液の水系媒体の一部、残留モノマーや残留VOCが気体循環ライン6を通って、凝縮器7に導かれ、ついで凝縮タンク8に導かれる。凝縮タンク8内で凝縮されて液化した水系媒体、残留モノマーや残留VOCの液体成分は、そこで回収される(回収ラインを図示せず)。気体成分は、気体循環ライン9を通って揮発性物質除去装置10に導かれる。揮発性物質除去装置10は、例えば、活性炭を充填した吸着塔や冷水を溜めたバブリング装置であり、そこで、残留モノマーや残留VOCが除去される。その後、空気や不活性ガスなどの気体成分は、気体循環ライン11からブロワー5を経て循環して再使用される。
A blower 4 is used to blow air or an inert gas gas from the gas source (not shown) through the gas blowing tube 3 into the lower surface of the evaporator 1. The temperature inside the evaporator 1 is raised to a predetermined temperature while stirring the internal liquid, and then gas is blown into the evaporator 1 from the blower 4 through the opening of the blower tube 3. Part of the aqueous medium of the dispersion, residual monomer and residual VOC are led to the condenser 7 through the
ストリッピング処理における攪拌の条件としては、攪拌速度が、1〜50回転/分であることが好ましく、2〜40回転/分であることがさらに好ましい。撹拌翼2としては、特に限定されないが、幅広パドル翼、幅広傾斜翼、ブルマージン翼及びその変形翼、フルゾーン翼、およびウォールウエッター翼等の撹拌翼を備えたものが好ましい。また、特開2001−117272号公報に開示されているように、撹拌翼の一部を液面上に突出させてもよい。 As a stirring condition in the stripping treatment, the stirring speed is preferably 1 to 50 rotations / minute, and more preferably 2 to 40 rotations / minute. The stirring blade 2 is not particularly limited, but a stirring blade such as a wide paddle blade, a wide inclined blade, a bull margin blade and its deformation blade, a full zone blade, and a wall wetter blade is preferable. Further, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-117272, a part of the stirring blade may be protruded on the liquid surface.
(5)重合トナー
ストリッピング処理終了後に、常法の重合トナーの製造方法に従い、着色重合体粒子を含む水系分散液から、着色重合体粒子を濾過して取り出し(濾別)、分散安定化剤の除去、脱水、及び乾燥の操作を行い、乾燥した着色重合体粒子を得る。濾別後の工程は、必要に応じて数回繰り返すことが好ましい。分散安定化剤の除去は、硫酸などの酸を添加して分散安定化剤を溶解することにより行うことが一般的である。
(5) Polymerized toner After completion of the stripping treatment, the colored polymer particles are filtered out from the aqueous dispersion containing the colored polymer particles according to a conventional method for producing polymerized toner (filtered off), and a dispersion stabilizer. Removal, dehydration, and drying are performed to obtain dried colored polymer particles. The step after filtration is preferably repeated several times as necessary. The removal of the dispersion stabilizer is generally performed by adding an acid such as sulfuric acid and dissolving the dispersion stabilizer.
着色重合体粒子は、その体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dp)との比Dv/Dpが、好ましくは1.0〜1.3であり、更に好ましくは1.0〜1.2である。Dv/Dpがこれらの範囲を超えると、得られる重合トナーを用いた画像にカスレが発生したり、転写性、印字濃度及び解像度の低下が起こったりする場合がある。着色重合体粒子の体積平均粒径、及び個数平均粒径は、例えば、粒径測定機(ベックマン・コールター社製、製品名マルチサイザー)等を用いて測定することができる。 The colored polymer particles have a ratio Dv / Dp between the volume average particle diameter (Dv) and the number average particle diameter (Dp) of preferably 1.0 to 1.3, more preferably 1.0 to 1. .2. When Dv / Dp exceeds these ranges, blurring may occur in the resulting image using the polymerized toner, and transferability, print density, and resolution may decrease. The volume average particle size and the number average particle size of the colored polymer particles can be measured using, for example, a particle size measuring device (product name Multisizer, manufactured by Beckman Coulter, Inc.).
着色重合体粒子は、そのままで重合トナーとして、電子写真の現像に用いることもできるが、着色重合体粒子に、外添剤、及び必要に応じてその他の粒子を添加して混合することにより、着色重合体粒子表面に外添剤を付着又は埋設させることが好ましい。重合トナーとして用いる際の帯電性、流動性、保存性等を調整し改良することができるからである。この際の混合には、ヘンシェルミキサー等の高速撹拌機を用いることが好ましい。外添剤としては、通常、流動性や帯電性を向上させる目的で使用されているシリカ、酸化アルミニウム、酸化チタン等の、無機粒子や有機樹脂粒子が挙げられる。 The colored polymer particles can be used as they are for the polymerization toner as they are for the development of electrophotography, but the colored polymer particles are mixed with an external additive and other particles as necessary. It is preferable to attach or embed an external additive on the surface of the colored polymer particles. This is because the chargeability, fluidity, storage stability and the like when used as a polymerized toner can be adjusted and improved. In this case, it is preferable to use a high-speed stirrer such as a Henschel mixer. Examples of the external additive include inorganic particles and organic resin particles such as silica, aluminum oxide, and titanium oxide that are usually used for the purpose of improving fluidity and chargeability.
本発明の重合トナーは、残留VOCが少なく、その成分であるエーテル成分の含有量に注目した場合、通常500ppm未満であり、好ましくは400ppm未満、さらに好ましくは100ppm未満、最も好ましくは50ppm未満であり、下限値は特にないが、好ましくは2ppm以上である。本発明では、100ppm未満である。また、本発明のトナーは、残留モノマーが少なく、その成分であるスチレン含有量に注目した場合、好ましくは50ppm未満であり、さらに好ましくは20ppm未満であり、下限値は特にないが、好ましくは2ppm以上である。 The polymerized toner of the present invention has a low residual VOC, and when attention is paid to the content of the ether component as a component thereof, it is usually less than 500 ppm, preferably less than 400 ppm, more preferably less than 100 ppm, most preferably less than 50 ppm. The lower limit is not particularly limited, but is preferably 2 ppm or more. In the present invention, it is less than 100 ppm. Further, the toner of the present invention has a small amount of residual monomer, and when paying attention to the content of styrene as its component, it is preferably less than 50 ppm, more preferably less than 20 ppm, and there is no particular lower limit, but preferably 2 ppm. That's it.
本発明の製造方法を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。なお、部及び%は特に断りのない限り重量基準である。
本実施例において行った試験方法は以下のとおりである。
The production method of the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples. Parts and% are based on weight unless otherwise specified.
The test methods performed in this example are as follows.
(着色重合体粒子の粒径)
着色重合体粒子の体積平均粒径Dv、及体積平均粒径Dvと個数平均粒径Dpとの比Dv/Dpで表される粒径分布は、粒径測定機(ベックマン・コールター社製、製品名:マルチサイザー)により測定する。測定条件は、アパーチャー径=100μm、媒体=イソトンII、濃度=10%、測定粒子数=100,000個で行った。
(Particle size of colored polymer particles)
The particle size distribution represented by the volume average particle diameter Dv of the colored polymer particles and the ratio Dv / Dp of the volume average particle diameter Dv and the number average particle diameter Dp is determined by a particle size measuring machine (manufactured by Beckman Coulter, product Name: Multisizer). Measurement conditions were as follows: aperture diameter = 100 μm, medium = Isoton II, concentration = 10%, number of measured particles = 100,000.
(コアシェル型着色重合体粒子のシェル層の厚みの測定)
コア粒子を分取しておき、その平均粒径を、上記と同様に求めておき、これと使用したシェル用の重合性単量体の量から算出して求めた。
(Measurement of shell layer thickness of core-shell type colored polymer particles)
The core particles were collected and the average particle diameter was determined in the same manner as described above, and calculated from the amount of the polymerizable monomer for the shell used.
(着色重合体粒子の球形度)
着色重合体粒子の各粒子の電子顕微鏡写真を撮影し、その写真を画像解析装置(ニレコ社製、製品名ルーゼックスIID)により解析して求めた。写真の条件は、フレーム面積に対する粒子の面積率を2%以下とし、計測した粒子数を100個とした。最大外周円の面積を実質断面積で割った値を各粒子に対して測定し、平均値を球形度Sc/Srとした。
(Sphericality of colored polymer particles)
An electron micrograph of each particle of the colored polymer particles was taken, and the photograph was analyzed by an image analyzer (product name: Luzex IID) and determined. The conditions of the photograph were such that the area ratio of particles to the frame area was 2% or less and the number of particles measured was 100. A value obtained by dividing the area of the maximum outer circumference circle by the substantial cross-sectional area was measured for each particle, and the average value was defined as the sphericity Sc / Sr.
(重合トナー中の残留エーテル量及び残留スチレン量の測定)
重合トナー3gを1mg単位まで精秤する。重合トナー3gに酢酸エチル27gを加えて15分間撹拌した後、メタノール13gを加えて更にl0分間撹拌する。このようにして得られた溶液を静置して、不溶分を沈殿させる。この溶液の上澄み液を測定用試料とし採取し、2μlをガスクロマトグラフに注入してスチレン及びエーテル成分を定量する。ガスクロマトグラフによる測定条件は、以下のとおりである。
カラム=製品名:DB−5、Agilent社製、0.25mm×30m、
カラム温度=40℃で3分間保持した後、130℃まで10℃/分で昇温し、130℃到達後、20℃/分で230℃まで昇温、
インジェクション温度=200℃
FID検出側温度=250℃
定量用標準試料:各検出するべき成分の上記と同様の酢酸エチル/メタノール溶液
(Measurement of residual ether content and residual styrene content in polymerized toner)
Weigh accurately 3 g of polymerized toner to the nearest 1 mg. After adding 27 g of ethyl acetate to 3 g of the polymerized toner and stirring for 15 minutes, 13 g of methanol is added and stirred for another 10 minutes. The solution thus obtained is allowed to stand to precipitate insolubles. The supernatant of this solution is taken as a measurement sample, and 2 μl is injected into a gas chromatograph to quantify styrene and ether components. The measurement conditions by the gas chromatograph are as follows.
Column = Product name: DB-5, manufactured by Agilent, 0.25 mm × 30 m,
After maintaining the column temperature = 40 ° C. for 3 minutes, the temperature is raised to 130 ° C. at 10 ° C./min. After reaching 130 ° C., the temperature is raised to 230 ° C. at 20 ° C./min.
Injection temperature = 200 ° C
FID detection temperature = 250 ° C
Standard sample for quantification: The same ethyl acetate / methanol solution as above for each component to be detected
(高温保存性試験)
重合トナー20gを容器に入れて、密閉した後、温度を60℃にした恒温水槽の中に該容器を沈め、5時間経過した後に取り出した。取り出した容器からトナーを42メッシュの篩の上にできるだけ振動を与えないように移し、粉体測定機(ホソカワミクロン社製、製品名PowderTester)にセットした。篩の振幅を1.0mmに設定して、30秒間振動した後、篩上に残ったトナーの重量を測定し、これを凝集したトナーの重量とした。測定したトナーの重量(20g)に対する、篩上に残ったトナーの重量(凝集したトナーの重量に相当)の割合(重量%)から、トナーの高温保存性(%)を算出した。トナーの高温保存性(%)は、数値が小さい程、凝集したトナーが少なく、高温保存性が良いことを示す。
(High temperature storage stability test)
20 g of the polymerized toner was put in a container and sealed, and then the container was submerged in a constant temperature water bath at a temperature of 60 ° C. and taken out after 5 hours. The toner was transferred from the taken-out container onto a 42-mesh sieve so as not to vibrate as much as possible, and set in a powder measuring machine (product name PowderTester manufactured by Hosokawa Micron Corporation). After setting the amplitude of the sieve to 1.0 mm and vibrating for 30 seconds, the weight of the toner remaining on the sieve was measured, and this was defined as the weight of the aggregated toner. The high-temperature storage stability (%) of the toner was calculated from the ratio (% by weight) of the weight of the toner remaining on the sieve (corresponding to the weight of the agglomerated toner) to the measured toner weight (20 g). The high temperature storage stability (%) of the toner indicates that the smaller the numerical value, the less the aggregated toner and the better the high temperature storage stability.
(印字耐久試験)(NN環境カブリ発生枚数、HH環境カブリ発生枚数)
重合トナーを市販の非磁性一成分現像方式のプリンター(印刷速度18枚(A4用紙)/分)に入れて、温度23℃、湿度50%の環境(NN環境)下で一昼夜放置した後、同じNN環境下で、1%印字濃度で連続印字を行ない、1,000枚ごとに一旦印字を止めてカブリを測定した。下記のカブリΔEが1以上になった枚数をNN環境カブリ発生枚数(単位:K=1,000枚)とした。カブリは、まず、白ベタ印字(本来何も印刷されないはずの画像を印字)を行ない、印字の途中で、上記プリンターを停止させ、現像後の感光体上における非画像部のトナーを、粘着テープ(住友スリーエム社製、製品名:スコッチメンディングテープ810−3−18)で剥ぎ取り、それを新しい印字用紙に貼り付けた。非画像部のトナーが付着している個所について、分光色差計(日本電色社、製品名SE−2000)で色調を測定した。同様に、対照として、未使用の粘着テープをその印字用紙に貼り付け、基準サンプルとし、同様に色調を測定し、それぞれの色調をL*a*b*空間の座標として表し、測定サンプルと基準サンプルの色調から色差ΔEを算出してカブリ値とした。カブリ値は小さい方が、カブリが少なく、画質が良好であることを示す。
(Print durability test) (Number of NN environmental fog occurrences, number of HH environmental fog occurrences)
Put polymerized toner in a commercially available non-magnetic one-component development type printer (printing speed 18 sheets (A4 paper) / min) and leave it for a whole day and night in an environment with a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50% (NN environment). Under an NN environment, continuous printing was performed at a printing density of 1%, and printing was stopped once every 1,000 sheets, and fog was measured. The number of sheets in which the following fogging ΔE was 1 or more was defined as the number of NN environment fog generation (unit: K = 1,000 sheets). First, fog is printed in white (printing an image that should not be printed), and the printer is stopped in the middle of printing, and the toner on the non-image area on the photoconductor after development is applied to the adhesive tape. (Product name: Scotch Mending Tape 810-3-18, manufactured by Sumitomo 3M Limited) was peeled off and affixed to new printing paper. The color tone was measured with a spectral color difference meter (Nippon Denshoku Co., Ltd., product name SE-2000) at the portion where the toner in the non-image area was adhered. Similarly, as a control, an unused adhesive tape is attached to the printing paper and used as a reference sample, and the color tone is measured in the same manner, and each color tone is expressed as coordinates in L * a * b * space. The color difference ΔE was calculated from the color tone of the sample and used as the fog value. Smaller fog values indicate less fog and better image quality.
同様の印字耐久試験を、温度28℃、湿度80%の環境(HH環境)でも行ない、HH環境カブリ発生枚数を得た。 A similar printing durability test was performed in an environment (HH environment) at a temperature of 28 ° C. and a humidity of 80% to obtain the number of HH environment fog generation.
(臭気試験)
重合トナーの臭気試験は、10人のモニターをランダムに選択し、上記の印字耐久試験(NN環境カブリ)において、1,000枚目印刷時のプリンター排気部の臭気を官能性試験した。
評価A・・10人中9人以上が、臭気が気にならなかった。
評価B・・10人中7人以上が、臭気が多少気になるが、不快な程ではないと感じた。
評価C・・10人中5人以上が、臭気に不快を感じた。
(Odor test)
For the odor test of the polymerized toner, 10 monitors were selected at random, and in the printing durability test (NN environmental fog), the odor of the printer exhaust part at the time of printing the 1,000th sheet was subjected to a sensory test.
Evaluation A. Nine or more out of 10 people did not mind the odor.
Evaluation B: 7 or more out of 10 people were worried about the odor, but felt that it was not unpleasant.
Evaluation C 5 or more out of 10 felt uncomfortable with the odor.
(実施例1)
スチレン75部及びn−ブチルアクリレート25部からなるコア用重合性単量体、
マクロモノマーとしてポリメタクリル酸エステルマクロモノマー(東亜合成化学工業社製、製品名AA6)0.25部、
銅フタロシアニン顔料(大日本インキ社製、製品名CTBX121)1部、
および帯電制御剤(スチレン/アクリル樹脂、藤倉化成社製、製品名FCA−207P)1部とを、
通常の撹拌翼を有する攪拌装置で攪拌し、混合した後、メディア型分散機により、均一分散した。ここに、
離型剤としてペンタエリスリトールテトラミリステートを5部添加し、混合、溶解して、コア用重合性単量体組成物とした。
Example 1
Polymerizable monomer for core consisting of 75 parts of styrene and 25 parts of n-butyl acrylate,
0.25 parts of a polymethacrylic acid ester macromonomer (manufactured by Toa Gosei Chemical Co., Ltd., product name AA6) as a macromonomer,
1 part of copper phthalocyanine pigment (Dainippon Ink, product name CTBX121),
And 1 part of a charge control agent (styrene / acrylic resin, manufactured by Fujikura Kasei Co., Ltd., product name FCA-207P),
After stirring and mixing with a stirrer having a normal stirring blade, it was uniformly dispersed with a media-type disperser. here,
As a release agent, 5 parts of pentaerythritol tetramyristate was added, mixed and dissolved to obtain a polymerizable monomer composition for core.
これとは別に、25℃で、
イオン交換水250部に塩化マグネシウム(水溶性多価金属塩)8.6部を溶解した水溶液を、攪拌しながら、
イオン交換水50部に水酸化ナトリウム(水酸化アルカリ金属塩)4.8部を溶解した水溶液を、
徐々に添加して、
水酸化マグネシウムコロイド(難水溶性の金属水酸化物コロイド)の分散液を調製した。得られたコロイドの粒径分布を粒径分布測定機(島津製作所製、製品名SALD有形分布測定機)で測定したところ、D50(個数粒径分布の小粒径からの50%累積値)が0.36μm、D90(同90%累積値)が0.80μmであった。
Apart from this, at 25 ° C,
While stirring an aqueous solution obtained by dissolving 8.6 parts of magnesium chloride (water-soluble polyvalent metal salt) in 250 parts of ion-exchanged water,
An aqueous solution in which 4.8 parts of sodium hydroxide (alkali metal hydroxide salt) is dissolved in 50 parts of ion-exchanged water,
Add gradually,
A dispersion of magnesium hydroxide colloid (a slightly water-soluble metal hydroxide colloid) was prepared. When the particle size distribution of the obtained colloid was measured with a particle size distribution measuring device (manufactured by Shimadzu Corporation, product name SALD tangible distribution measuring device), D50 (50% cumulative value from small particle size of number particle size distribution) was 0.36 μm and D90 (90% cumulative value) were 0.80 μm.
上記の水酸化マグネシウムコロイドの分散液に、25℃で、上記のコア用重合性単量体組成物を添加し、通常の撹拌翼を備えた攪拌装置により、生成する粗い液滴が安定するまで攪拌した。ここに、
重合開始剤としてt−ブチルパーオキシ ジエチルアセテートを4.5部、
分子量調整剤としてテトラエチルチウラムジスルフィド(TETD)を1.0部、および
架橋性の重合性単量体としてジビニルベンゼンを0.5部
添加し、高速剪断攪拌機(荏原製作所製、製品名エバラマイルダー)を用いて15,000rpmの回転数で10分間高速剪断攪拌して、重合性単量体組成物の液滴を造粒した。
Add the above-mentioned core polymerizable monomer composition to the magnesium hydroxide colloid dispersion at 25 ° C. until the generated coarse droplets are stabilized by a stirrer equipped with a normal stirring blade. Stir. here,
4.5 parts of t-butylperoxy diethyl acetate as a polymerization initiator,
Add 1.0 parts of tetraethylthiuram disulfide (TETD) as a molecular weight modifier and 0.5 parts of divinylbenzene as a crosslinkable polymerizable monomer. Was used to granulate droplets of the polymerizable monomer composition by high-speed shearing stirring for 10 minutes at a rotational speed of 15,000 rpm.
これとは別に、25℃で、
イオン交換水39.64部に塩化マグネシウム1.51部を溶解した水溶液を、攪拌しながら、
イオン交換水7.93部に水酸化ナトリウム0.92部を溶解した水溶液を、
徐々に添加して、
予備投入分の水酸化マグネシウムコロイドの分散液を調製した。
Apart from this, at 25 ° C,
While stirring an aqueous solution obtained by dissolving 1.51 parts of magnesium chloride in 39.64 parts of ion-exchanged water,
An aqueous solution in which 0.92 parts of sodium hydroxide is dissolved in 7.93 parts of ion-exchanged water,
Add gradually,
A dispersion of colloidal magnesium hydroxide colloid was prepared.
これとは別に、
シェル用重合性単量体として、メチルメタクリレート1部を、
シェル用の水溶性の重合開始剤として、和光純薬社製、製品名VA086の0.1部をイオン交換水10部に溶解した溶液を
用意した。
Aside from this,
As a polymerizable monomer for the shell, 1 part of methyl methacrylate
As a water-soluble polymerization initiator for the shell, a solution was prepared by dissolving 0.1 part of product name VA086 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. in 10 parts of ion-exchanged water.
撹拌翼を持つ攪拌装置を備えた反応器を用意した。この反応器の上部から、上記の予備投入分の水酸化マグネシウムコロイドの分散液を、噴霧器を通して、反応器の壁と攪拌機に散布した。散布した予備投入分の水酸化マグネシウムコロイドの分散液は、反応器の底部に溜まった。 A reactor equipped with a stirring device having a stirring blade was prepared. From the upper part of the reactor, the preliminarily charged magnesium hydroxide colloid dispersion was sprayed on the reactor wall and the stirrer through a sprayer. The preliminarily charged dispersion of colloidal magnesium hydroxide was collected at the bottom of the reactor.
上記の反応器に、上記のコア用重合性単調量体の液滴が分散した水系分散液を、その上部から投入した。この際に、反応器の下部に溜まった予備投入分の水酸化マグネシウムコロイドの分散液が、コア用重合性単調量体の液滴が分散した水系分散液の落下の衝撃を和らげていた。 The aqueous dispersion in which the droplets of the above-described polymerizable monomer for core were dispersed was introduced into the reactor from above. At this time, the preliminarily charged dispersion of magnesium hydroxide colloid accumulated in the lower part of the reactor moderated the impact of the dropping of the aqueous dispersion in which the droplets of the polymerizable monomer for the core were dispersed.
上記反応器内の液を、反応器の外部に設けたジャケットにより加温し、液温を90℃に加温することによりコア用重合性単量体組成物の重合反応を開始した。重合反応を継続し、重合転化率が95%に達した時に、系内の温度を90℃に維持しながら、上記のシェル用重合性単量体と、上記のシェル用の水溶性の重合開始剤を添加した。さらに3時間、90℃に系内温度を維持することにより重合反応を継続したあと、ジャケットに冷却水を循環させることにより、系内の温度を常温(約25℃)に下げることにより重合反応を停止した。以上の操作により、反応器内に、コアシェル型の着色重合体粒子を含む水系分散液を得た。反応器内の内液のpHは0.5であった。 The liquid in the reactor was heated by a jacket provided outside the reactor, and the temperature of the liquid was increased to 90 ° C. to initiate the polymerization reaction of the core polymerizable monomer composition. When the polymerization reaction is continued and the polymerization conversion rate reaches 95%, the above-mentioned shell polymerizable monomer and the above-mentioned water-soluble polymerization start for the shell are maintained while maintaining the temperature in the system at 90 ° C. The agent was added. Further, the polymerization reaction is continued by maintaining the system temperature at 90 ° C. for 3 hours, and then the polymerization reaction is performed by lowering the system temperature to room temperature (about 25 ° C.) by circulating cooling water through the jacket. Stopped. By the above operation, an aqueous dispersion containing core-shell type colored polymer particles was obtained in the reactor. The pH of the internal solution in the reactor was 0.5.
得られた着色重合体粒子を含む水系分散液を、図1に示す装置を用いて、次の様にストリッピング処理した。まず、得られた着色重合体粒子を含む水系分散液に、イオン交換水を、その固形分濃度が20%になるように追加して希釈した。希釈した後の着色重合体粒子を含む水系分散液を蒸発器1に供給した。ここに非シリコーン系消泡剤(サンノプコ社製、製品名SNデフォーマー180)を0.1部加えた。蒸発器1内に、窒素ガスを流して、その気層部を窒素ガスで置換した。次いで、着色重合体粒子を含む水系分散液を、撹拌翼2で20rpmで攪拌しながら、蒸発器1の外部に接して設けられたジャケットに温水を通じることにより、蒸発器を加温し、内部の着色重合体粒子を含む水系分散液が80℃になるまで加熱した。その後、ブロアー5を起動して、着色重合体粒子を含む水系分散液の液中に、気体吹き込み口が直管形状の気体吹き込み管3から窒素ガスを吹き込んで、液中の揮発性物質を除去していった。このようなストリッピング工程を、蒸発器内の、液温80℃、圧力48kPa、および窒素ガスの流量0.1L/hr・kgになるように調整しながら6時間行った。この間、泡レベルは、90%以上95%以下を維持した。その後、着色重合体粒子を含む水系媒体を、前述のジャケットに冷却水を通じることにより25℃まで冷却した。 The resulting aqueous dispersion containing the colored polymer particles was stripped using the apparatus shown in FIG. 1 as follows. First, ion-exchanged water was added to the aqueous dispersion containing the colored polymer particles and diluted so that the solid content concentration was 20%. The aqueous dispersion containing the colored polymer particles after dilution was supplied to the evaporator 1. 0.1 part of a non-silicone antifoaming agent (manufactured by San Nopco, product name SN deformer 180) was added thereto. Nitrogen gas was allowed to flow into the evaporator 1 and the gas layer was replaced with nitrogen gas. Next, the water-based dispersion containing the colored polymer particles is stirred at 20 rpm with the stirring blade 2 and warm water is passed through a jacket provided in contact with the outside of the evaporator 1 to heat the evaporator. The aqueous dispersion containing the colored polymer particles was heated to 80 ° C. Thereafter, the blower 5 is started, and nitrogen gas is blown into the liquid of the aqueous dispersion liquid containing the colored polymer particles from the gas blow pipe 3 having a straight pipe shape to remove volatile substances in the liquid. It began to. Such a stripping step was performed for 6 hours while adjusting the liquid temperature in the evaporator to 80 ° C., the pressure of 48 kPa, and the flow rate of nitrogen gas to 0.1 L / hr · kg. During this time, the foam level was maintained at 90% or more and 95% or less. Thereafter, the aqueous medium containing the colored polymer particles was cooled to 25 ° C. by passing cooling water through the jacket.
冷却後の着色重合体粒子を含む水系媒体を攪拌しながら、ここに硫酸を加えて、その液のpHを4.5に中和することより、酸洗浄を行った。中和後の着色重合体粒子を含む水系分散液から、濾過により、湿潤状態の着色重合体粒子を分離(濾別)した。その後、新たにイオン交換水500部を加えて、湿潤状態の着色重合体粒子を再度スラリー化し、これを再度濾別した。このスラリー化と濾別を5回繰り返して行うことにより、湿潤状態の着色重合体粒子を水洗した。水洗後の湿潤状態の着色重合体粒子を、真空乾燥機により、温度50℃、圧力4kPaで24時間乾燥し、乾燥した着色重合体粒子(本発明では、単に、着色重合体粒子ということがある。)を得た。 While stirring the aqueous medium containing the colored polymer particles after cooling, acid washing was performed by adding sulfuric acid thereto and neutralizing the pH of the liquid to 4.5. The wet colored polymer particles were separated (filtered) from the aqueous dispersion containing the neutralized colored polymer particles by filtration. Thereafter, 500 parts of ion-exchanged water was newly added, and the colored polymer particles in a wet state were slurried again and again filtered. By repeating this slurrying and filtering five times, the wet colored polymer particles were washed with water. The wet colored polymer particles after washing with water are dried in a vacuum dryer at a temperature of 50 ° C. and a pressure of 4 kPa for 24 hours, and the dried colored polymer particles (in the present invention, sometimes simply referred to as colored polymer particles). .)
得られた着色重合体粒子は、コアシェル型着色重合体粒子であり、体積平均粒径(Dv)は9.5μm、粒径分布(Dv/Dp)は1.16、シェルの厚みは0.03μm、球形度Sc/Srは1.2であった。 The obtained colored polymer particles are core-shell colored polymer particles, the volume average particle size (Dv) is 9.5 μm, the particle size distribution (Dv / Dp) is 1.16, and the shell thickness is 0.03 μm. The sphericity Sc / Sr was 1.2.
着色重合体粒子100部に、疎水化処理した微粒子(キャポット社製、製品名TG820F)0.8部、および疎水化処理した微粒子(日本アエロジル社製、製品名NA50Y)1部を添加し、ヘンシェルミキサーを用いて混合して、これらを外添し、非磁性一成分の重合トナーを得た。得られたトナーの試験結果をまとめて表1に示す。 To 100 parts of colored polymer particles, 0.8 part of hydrophobized fine particles (product name: TG820F, manufactured by Capot Co., Ltd.) and 1 part of hydrophobized fine particles (product name: NA50Y, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) are added. They were mixed using a mixer and externally added to obtain a non-magnetic one-component polymerized toner. The test results of the obtained toner are summarized in Table 1.
(比較例1)
コア用の、重合開始剤としてt−ブチルパーオキシジエチルアセテートの代わりにt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエートを5部使用し、分子量調整剤としてTETDの代わりにt−ドデシルメルカプタンを1.2部使用し、ストリッピング工程中の、蒸発器内の液温を80℃から85℃にあげ、蒸発器内の圧力を48kPaから60kPaに上げて減圧度を下げ、ストリッピング処理時間を10時間に延長した外は実施例1と同様にして重合トナーを得た。ストリッピング工程の条件と、結果、重合トナーの試験結果をまとめて表1に示す。
( Comparative Example 1 )
For the core, 5 parts of t-butylperoxy-2- ethylhexanoate is used in place of t-butylperoxydiethyl acetate as a polymerization initiator, and t-dodecyl mercaptan is used in place of TETD as a molecular weight modifier in 1.2 parts. During the stripping process, the liquid temperature in the evaporator is raised from 80 ° C. to 85 ° C., the pressure in the evaporator is raised from 48 kPa to 60 kPa to reduce the degree of vacuum, and the stripping treatment time is reduced to 10 hours. A polymerized toner was obtained in the same manner as in Example 1 except for the extension. Table 1 summarizes the stripping process conditions, results, and test results of the polymerized toner.
(比較例2)
コア用の、分子量調整剤のTETDを0.5部に減らし、架橋性の重合性単量体のジビニルベンゼンを0.25部に減らし、ストリッピング工程中の、蒸発器内の圧力を48kPaから101Paに上げて常圧として、ストリッピング処理の時間を20時間まで延長した外は実施例1と同様にして重合トナーを得た。ストリッピング工程の条件と、結果、重合トナーの試験結果をまとめて表1に示す。
(Comparative Example 2 )
The core molecular weight modifier TETD is reduced to 0.5 parts, the crosslinkable polymerizable monomer divinylbenzene is reduced to 0.25 parts, and the pressure in the evaporator during the stripping process is reduced from 48 kPa. A polymerized toner was obtained in the same manner as in Example 1 except that the pressure was increased to 101 Pa to normal pressure, and the stripping treatment time was extended to 20 hours. Table 1 summarizes the stripping process conditions, results, and test results of the polymerized toner.
(比較例3)
コア用の、重合開始剤としてt−ブチルパーオキシジエチルアセテートの代わりにt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエートを5部使用し、分子量調整剤のTETDを0.5部に減らし、架橋性の重合性単量体のジビニルベンゼンを0.25部に減らし、ストリッピング工程中で、消泡剤を使用しなかった外は実施例1と同様にして、ストリッピング工程を試みたが、ストリッピング工程中に蒸発器1内の発泡が激しくなり、泡レベルが100%を越え、それ以上の処理が困難となったので、ストリッピング工程を2時間で中断した。その後、実施例1と同様にして、酸洗浄・水洗・濾別・乾燥して重合トナーを得た。ストリッピング工程の条件と、結果、重合トナーの試験結果をまとめて表1に示す。
(Comparative Example 3 )
Use 5 parts of t-butylperoxy-2- ethylhexanoate instead of t-butylperoxydiethylacetate as a polymerization initiator for the core, reduce the molecular weight modifier TETD to 0.5 parts, The stripping process was attempted in the same manner as in Example 1 except that the polymerizable monomer divinylbenzene was reduced to 0.25 parts and no antifoam was used in the stripping process. During the process, the foaming in the evaporator 1 became intense, the foam level exceeded 100%, and further processing became difficult, so the stripping process was interrupted in 2 hours. Thereafter, in the same manner as in Example 1, acid washing, washing with water, filtration and drying were performed to obtain a polymerized toner. Table 1 summarizes the stripping process conditions, results, and test results of the polymerized toner.
(比較例4)
コア用の、重合開始剤としてt−ブチルパーオキシジエチルアセテートの代わりにt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエートを5部使用し、分子量調整剤としてTETDの代わりにt−ドデシルメルカプタンを4部使用し、架橋性の重合性単量体のジビニルベンゼンを3部に増加し、ストリッピング工程中の、蒸発器内の液温を80℃から85℃にあげ、蒸発器内の圧力を48kPaから60kPaに上げて減圧度を下げ、ストリッピング処理時間を10時間に延長した外は実施例1と同様にして重合トナーを得た。ストリッピング工程の条件と、結果、重合トナーの試験結果をまとめて表1に示す。
(Comparative Example 4 )
Use 5 parts t-butylperoxy-2- ethylhexanoate instead of t-butylperoxydiethyl acetate as a polymerization initiator for the core, and 4 parts t-dodecyl mercaptan instead of TETD as a molecular weight regulator. Then, the crosslinkable polymerizable monomer divinylbenzene was increased to 3 parts, the liquid temperature in the evaporator was increased from 80 ° C. to 85 ° C. during the stripping step, and the pressure in the evaporator was increased from 48 kPa to 60 kPa. The polymerized toner was obtained in the same manner as in Example 1 except that the degree of decompression was increased and the stripping treatment time was extended to 10 hours. Table 1 summarizes the stripping process conditions, results, and test results of the polymerized toner.
表1に記載されている試験結果より、以下のことがわかる。ストリッピング処理の工程において、減圧せず、常圧で行った場合(比較例2)は、得られる重合トナーの残留エーテルが十分に下がらず、高温保存性、NN耐久性、およびHH耐久性が劣り、現像時に臭気が発生する。消泡剤を使用しなかった場合(比較例3)は、ストリッピング処理工程中で安定な操業ができない。重合トナー中の残留エーテルが多い場合(比較例4)は、残留スチレンの量も多く、高温保存性、NN耐久性、およびHH性が劣り、現像時に臭気が発生する。比較例1では、残留エーテルの量は320ppmである。これに対し、実施例1では、ストリッピング処理の工程を安定に行なうことができ、かつ、残留エーテルや残留スチレンが少なく、高温保存性、NN耐久性とHH耐久性が優れ、現像時の臭気も発生しない。 From the test results described in Table 1, the following can be understood. When the stripping process is carried out at normal pressure without reducing pressure (Comparative Example 2 ), the residual ether of the resulting polymerized toner is not sufficiently lowered, and high-temperature storage stability, NN durability, and HH durability are improved. Inferior and odor is generated during development. When an antifoaming agent is not used (Comparative Example 3 ), stable operation cannot be performed during the stripping process. When the amount of residual ether in the polymerized toner is large (Comparative Example 4 ), the amount of residual styrene is also large, high temperature storage stability, NN durability, and HH property are inferior, and odor is generated during development. In Comparative Example 1, the amount of residual ether is 320 ppm. In contrast, in the embodiment 1, it is possible to perform the step of stripping stable and residual ether and residual styrene less, high-temperature storage stability, NN durability and HH durability superior during development Odor is not generated.
本発明の重合トナーおよび、本発明の製造方法により得られる重合トナーは、ファクシミリ、複写機、及びプリンター等の電子写真法による画像形成装置において、現像剤として用いることができる。 The polymerized toner of the present invention and the polymerized toner obtained by the production method of the present invention can be used as a developer in an electrophotographic image forming apparatus such as a facsimile, a copying machine, and a printer.
1:蒸発器
2:攪拌翼
3:気体吹き込み管
4:微量気体吹き込み管
5:ブロワー
6:気体循環ライン
7:凝縮器
8:凝縮タンク
9:気体循環ライン
10:揮発性物質除去装置
11:気体循環ライン
12:非接触型泡レベル計
1: Evaporator 2: Stirring blade 3: Gas blowing pipe 4: Trace gas blowing pipe 5: Blower 6: Gas circulation line 7: Condenser 8: Condensing tank 9: Gas circulation line 10: Volatile substance removing device 11: Gas Circulation line 12: Non-contact type foam level meter
Claims (7)
を経て得られる重合トナーであり、該有機過酸化物が、下記式(1)
R−CO−O−O−R’ (1)
〔式中、Rは炭素数6以下のアルキル基であり、R’は炭素数8以下のアルキル基である。〕
の非芳香族系パーオキシエステルであり、該重合トナーのエーテル成分含有量が100ppm未満であることを特徴とする重合トナー。 A polymerizable monomer composition containing a polymerizable monomer and a colorant is polymerized in an aqueous medium in the presence of an organic peroxide as a polymerization initiator, and an aqueous dispersion containing colored polymer particles is obtained. And polymerization obtained through a stripping step of injecting air or an inert gas under the surface of the aqueous dispersion while stirring in an evaporator having a gas phase pressure of 5 to 80 kPa. A toner, wherein the organic peroxide is represented by the following formula (1):
R—CO—O—O—R ′ (1)
[In the formula, R is an alkyl group having 6 or less carbon atoms, and R ′ is an alkyl group having 8 or less carbon atoms. ]
A non-aromatic peroxyester, wherein the polymer toner has an ether component content of less than 100 ppm.
該着色重合体粒子を含む水系媒体を、気相部の圧力が5〜80kPaである蒸発器内において攪拌しながら、その液面下に空気又は不活性ガスよりなる気体を注入する、ストリッピング工程を行なうことにより、
重合トナー中のエーテル成分含有量を100ppm未満とすることを特徴とする重合トナーの製造方法であって、該有機過酸化物が、下記式(1)
R−CO−O−O−R’ (1)
〔式中、Rは炭素数6以下のアルキル基であり、R’は炭素数8以下のアルキル基である。〕
の非芳香族系パーオキシエステルである重合トナーの製造方法。 In a method for producing a polymerized toner containing colored polymer particles obtained by polymerizing a polymerizable monomer composition containing a polymerizable monomer and a colorant in an aqueous medium in the presence of a polymerization initiator. , Using an organic peroxide as the polymerization initiator,
A stripping step of injecting a gas composed of air or an inert gas below the liquid surface while stirring the aqueous medium containing the colored polymer particles in an evaporator having a gas phase pressure of 5 to 80 kPa. By doing
A method for producing a polymerized toner, wherein the content of the ether component in the polymerized toner is less than 100 ppm , wherein the organic peroxide is represented by the following formula (1):
R—CO—O—O—R ′ (1)
[In the formula, R is an alkyl group having 6 or less carbon atoms, and R ′ is an alkyl group having 8 or less carbon atoms. ]
A method for producing a polymerized toner which is a non-aromatic peroxyester .
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