JP5656604B2 - toner - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真法、静電印刷法、及びトナージェット法の如き画像形成方法に用いられるトナーである。 The present invention is a toner used in an image forming method such as an electrophotographic method, an electrostatic printing method, and a toner jet method.
近年、電子写真法を用いた機器は、オリジナル原稿を複写するための複写機以外にも、コンピューターの出力用のプリンター、ファクシミリなどにも使われ始めた。近年は市場拡大に伴い様々な環境で保管あるいは使用されるケースが増えているため、より高度に品質を維持することが求められている。例えば輸送段階では長期間に渡り昼夜の気温変化(ヒートサイクル)を受けることがある。また、倉庫内や使用環境においては適切に温湿度が管理されていない場合があるため、苛酷な環境下に置かれ続ける場合があった。このような現状から、高温高湿下での長期の保管や、ヒートサイクルを受けてもトナー性能を維持できる設計が必要となっている。 In recent years, devices using electrophotography have begun to be used in printers for output of computers, facsimiles, etc., in addition to copying machines for copying original documents. In recent years, as the market expands, the number of cases where it is stored or used in various environments is increasing, so that it is required to maintain the quality at a higher level. For example, in the transportation stage, there may be a change in temperature (heat cycle) between day and night for a long time. In addition, the temperature and humidity may not be properly controlled in the warehouse or in the usage environment, and therefore, there are cases where the product is kept in a harsh environment. Under such circumstances, there is a need for a design that can maintain toner performance even after long-term storage under high temperature and high humidity and heat cycle.
優れた現像性を得るためには、トナー中へのワックスの分散が重要である。特に低温定着性の点でポリエステル系樹脂が好ましく用いられているが、ワックス成分の分散を向上させるために変性ワックスが使用されている。但し変性ワックスを用いたトナーは、高温環境下や高湿環境下に置かれると、徐々に変性ワックスがトナー表面に染み出してしまい、帯電不良による濃度低下や画像欠陥が発生しやすい欠点があった。 In order to obtain excellent developability, it is important to disperse the wax in the toner. In particular, polyester resins are preferably used from the viewpoint of low-temperature fixability, but modified waxes are used to improve the dispersion of wax components. However, a toner using a modified wax has a drawback that when it is placed in a high-temperature environment or a high-humidity environment, the modified wax gradually exudes to the surface of the toner, and a density drop or image defect is likely to occur due to poor charging. It was.
ポリエステル系樹脂に変性ワックスを用いる方法もいくつか検討されている。特許文献1には、ポリエステル系樹脂に変性ポリエチレンを添加する方法が開示されている。特許文献2には、ポリエステル系樹脂に酸変性ワックスを用いる方法が開示されている。しかし、これらの技術においてはトナーが高温高湿下に置かれたりヒートサイクルを受けた時の性能についてはさらに改良の余地があった。
Several methods using modified waxes for polyester resins have been studied. Patent Document 1 discloses a method of adding modified polyethylene to a polyester resin.
特許文献3には、ワックス成分の存在化でポリエステル系樹脂を主成分とする樹脂を重合する方法が開示されている。しかしトナーが高温高湿下に置かれたりヒートサイクルを受けた場合に画像弊害が発生する可能性があった。
薄膜蒸発機を用いて、樹脂中の残存モノマーやオリゴマーを除去する技術は多数開示されている。例えば、特許文献4には、スチレンアクリル共重合体および揮発成分を含んでなる樹脂組成物から揮発成分を除去するに際し、薄膜蒸発機を用いる脱揮発成分除去方法が開示されている。また、特許文献5には、好ましくは薄膜蒸発機を用いて、揮発成分含有量が200ppm以下であるトナーが開示されている。また、特許文献6には、ウレタン変性ポリエステルを薄膜蒸発機に通して、キシレンを除去し、トナー用バインダーとして使用する技術が開示されている。
Many techniques for removing residual monomers and oligomers in a resin using a thin film evaporator have been disclosed. For example, Patent Document 4 discloses a method for removing a devolatilized component using a thin film evaporator when removing a volatile component from a resin composition comprising a styrene acrylic copolymer and a volatile component.
しかし、これらの技術においては、重合後の樹脂を溶融混練してから薄膜蒸発機に導入することに関して、また変性ワックスを用いたトナーに関しては言及されておらず、トナーが高温高湿下に置かれたりヒートサイクルを受けた時の性能に関しては不十分である可能性があった。 However, in these techniques, no reference is made to melting and kneading the polymerized resin before introducing it into a thin film evaporator, and to a toner using a modified wax, and the toner is placed under high temperature and high humidity. It may have been inadequate in terms of performance when subjected to heat cycles.
本発明の目的は、低温定着性に優れるポリエステル系樹脂成分を使用したトナーに変性ワックスを使用した時に、トナーが高温高湿下で放置されたり、ヒートサイクルを受けた場合でもブロッキングが起こりにくく、濃度低下や画像欠陥が起こりにくいトナーを提供することにある。 The object of the present invention is that when a modified wax is used in a toner using a polyester resin component having excellent low-temperature fixability, blocking is unlikely to occur even when the toner is left under high temperature and high humidity or subjected to a heat cycle. An object of the present invention is to provide a toner that is less prone to density reduction and image defects.
上記目的を達成するため、本発明は、少なくとも、結着樹脂、着色剤及びワックス成分Aを含有するトナーであり、
該ワックス成分Aは、エステル基、カルボキシル基、水酸基から選ばれる一種以上の官能基を有し、
該結着樹脂は、
i)ポリエステル系樹脂成分を主成分とし、
ii)該ワックス成分Aの存在下で重合することにより合成されたものであり、重合後に冷却固化して、固化物を溶融混練して溶融状態で薄膜蒸発機に導入し、揮発成分を留去する工程を経て得られたものであることを特徴とするトナーに関する。
In order to achieve the above object, the present invention is a toner containing at least a binder resin, a colorant and a wax component A,
The wax component A may have a ester group, a carboxyl group, one or more functional groups selected from hydroxyl,
The binder resin,
i) A polyester resin component as a main component,
ii) It was synthesized by polymerizing in the presence of the wax component A, and after cooling, solidified by cooling, the solidified product was melted and kneaded and introduced into a thin film evaporator in a molten state, and volatile components were distilled off. It is related with the toner characterized by being obtained through the process of carrying out.
本発明によれば、ポリエステル系樹脂成分を主成分とする結着樹脂に変性ワックスを用いたトナーでも、トナーが高温高湿下で長期間放置された場合にブロッキングが起こりにくく、高温高湿下の画出しでも濃度低下が起こりにくいトナーを得ることができる。 According to the present invention, even in a toner using a modified wax as a binder resin containing a polyester resin component as a main component, blocking is unlikely to occur when the toner is left for a long period of time under high temperature and high humidity. Thus, it is possible to obtain a toner that hardly causes a decrease in density even when the image is printed.
優れた低温定着性を有するポリエステル系樹脂成分を主成分とする結着樹脂を用いる場合、ワックス成分の分散性を高めてトナー表面の組成を均一にして、帯電性を高めて現像性を上げることが必要であった。そのためにはエステル基、カルボキシル基、水酸基から選ばれる一種以上の官能基を有するワックス成分Aを用いることが有効であった。 When using a binder resin whose main component is a polyester resin component with excellent low-temperature fixability, increase the dispersibility of the wax component to make the composition of the toner surface uniform, increase the chargeability, and improve the developability. Was necessary. For this purpose, it is effective to use a wax component A having one or more functional groups selected from an ester group, a carboxyl group, and a hydroxyl group.
しかし、トナーが高温高湿下で長期間放置された場合、エステル基、カルボキシル基、水酸基から選ばれる一種以上の官能基を有するワックス成分Aと、ポリエステル系樹脂成分を主成分とする結着樹脂は、互いに極性を有している。そのため、単純にトナー化時にポリエステル系樹脂成分とワックス成分Aを混合させるだけでは、お互いがなじみ易い為に、ワックス成分Aがポリエステル系樹脂成分中を移動しやすくトナー表面に染み出しやすくなる。その結果、トナーを高温高湿下で長期放置するとブロッキング(トナーが凝集してしまう現象)を起こしやすく、濃度低下を起こしやすかった。 However, when the toner is left for a long period of time under high temperature and high humidity, the binder resin mainly comprises a wax component A having one or more functional groups selected from an ester group, a carboxyl group, and a hydroxyl group, and a polyester resin component. Are mutually polar. For this reason, when the polyester resin component and the wax component A are simply mixed at the time of toner formation, they are easily compatible with each other, so that the wax component A easily moves through the polyester resin component and easily oozes out on the toner surface. As a result, when the toner was left for a long time under high temperature and high humidity, blocking (a phenomenon in which the toner aggregated) was liable to occur, and the density was liable to decrease.
本発明者らがこれらの問題点に対して検討を行った結果、エステル基、カルボキシル基、水酸基から選ばれる一種以上の官能基を有するワックス成分Aの存在化で重合したポリエステル系樹脂成分を主成分とする樹脂を、重合後に冷却固化して、固化物を溶融混練して溶融状態で薄膜蒸発機に導入し、揮発成分を留去する工程を経て得られたものである場合に、トナーを高温高湿下で長期放置してもブロッキングが発生しにくく、高温高湿下の画出しでも濃度低下を起こしにくいことを見出した。 As a result of investigations on these problems by the present inventors, a polyester resin component polymerized by the presence of a wax component A having one or more functional groups selected from an ester group, a carboxyl group, and a hydroxyl group is mainly used. The resin as a component is cooled and solidified after polymerization, and the solidified product is melted and kneaded, introduced into a thin film evaporator in a molten state, and obtained through a process of distilling off volatile components. It has been found that blocking is difficult to occur even when left for a long period of time under high temperature and high humidity, and it is difficult to cause a decrease in density even when printing under high temperature and high humidity.
重合後の樹脂を中間体結着樹脂と呼ぶことにする。中間体結着樹脂をワックス成分Aの存在下で重合することで、中間体結着樹脂中にワックス成分Aを細かく分散させることができる。これはエステル基、カルボキシル基、水酸基から選ばれる一種以上の官能基を有するワックス成分Aと、ポリエステル系樹脂成分を主成分とする結着樹脂は、互いに極性を有しているので、お互いがなじみ易い為である。 The resin after polymerization is referred to as an intermediate binder resin. By polymerizing the intermediate binder resin in the presence of the wax component A, the wax component A can be finely dispersed in the intermediate binder resin. This is because the wax component A having one or more functional groups selected from an ester group, a carboxyl group, and a hydroxyl group and a binder resin mainly composed of a polyester-based resin component have polarities, so that they are familiar with each other. This is because it is easy.
さらに重合後の中間体結着樹脂を冷却固化することが重要である。冷却固化した樹脂を固化物と呼ぶことにする。重合後の中間体結着樹脂を冷却固化することで、細かく分散したワックス成分Aの再凝集を効果的に防ぐことができる。 Furthermore, it is important to cool and solidify the intermediate binder resin after polymerization. The cooled and solidified resin is called a solidified product. By cooling and solidifying the intermediate binder resin after polymerization, re-aggregation of the finely dispersed wax component A can be effectively prevented.
さらに固化物を溶融混練することが重要である。混練後の樹脂を混練後樹脂と呼ぶことにする。固化物を溶融混練して樹脂にシェアをかけることで、細かく分散したワックス成分Aを混練後樹脂全体に均一に分散させることができる。固化物は次の工程に進める前に粉砕しても構わない。 Further, it is important to melt and knead the solidified product. The kneaded resin is referred to as a post-kneaded resin. By melting and kneading the solidified product and applying shear to the resin, the finely dispersed wax component A can be uniformly dispersed throughout the resin after kneading. The solidified product may be pulverized before proceeding to the next step.
続いて溶融混練した混練後樹脂を薄膜蒸発機に導入し、揮発成分を留去する工程を経ることが重要である。薄膜蒸発機内は加熱及び減圧条件下なので混練後樹脂の重合を進めることができ、混練後樹脂全体に細かく分散したワックス成分Aが、樹脂の分子構造に内包されるように取り込まれて固定化されるのである。 Subsequently, it is important to go through the step of introducing the melted and kneaded resin into the thin film evaporator and distilling off the volatile components. Since the inside of the thin film evaporator is heated and decompressed, the resin can be polymerized after kneading, and the wax component A finely dispersed throughout the resin after the kneading is taken in and immobilized so as to be included in the molecular structure of the resin. It is.
このように、本発明のポリエステル系樹脂成分を主成分とする結着樹脂は、ワックス成分Aの存在化で重合し、重合後に冷却固化して、固化物を溶融混練して溶融状態で薄膜蒸発機に導入し、揮発成分を留去する工程を経て得ることで得られる。この結果、ワックス成分Aを結着樹脂全体に均一に微分散させ、結着樹脂の分子構造に内包させて固定化することができる。 As described above, the binder resin containing the polyester resin component of the present invention as a main component is polymerized in the presence of the wax component A, solidifies by cooling after polymerization, melts and kneads the solidified product, and evaporates the thin film in a molten state. It is obtained by introducing into a machine and obtaining through a step of distilling off volatile components. As a result, the wax component A can be finely dispersed uniformly throughout the binder resin, and can be included and immobilized in the molecular structure of the binder resin.
その結果、トナーが高温高湿下で長期間放置されても、ワックス成分Aは結着樹脂の分子構造に内包されているので、トナー表面への染み出しが抑制され、ブロッキングが発生しにくく、帯電不良を抑えられ濃度低下しにくいトナーを得ることができる。また、薄膜蒸発機は加熱及び減圧条件下なので、同時に揮発成分も留去される。 As a result, even when the toner is left for a long period of time under high temperature and high humidity, the wax component A is included in the molecular structure of the binder resin, so that the toner is prevented from seeping out and blocking is unlikely to occur. It is possible to obtain a toner in which charging failure is suppressed and the density is hardly lowered. Further, since the thin film evaporator is under heating and decompression conditions, volatile components are also distilled off at the same time.
結着樹脂重合時にワックス成分Aを全く添加せずに、トナー化時にだけワックスAを添加する場合、結着樹脂中へワックス成分Aを細かく分散させにくいため、トナー表面の組成が不均一になりやすく、帯電性が上がらず現像性が低下する場合がある。 If the wax component A is not added at the time of polymerization of the binder resin but is added only at the time of toner formation, the composition of the toner surface becomes non-uniform because it is difficult to finely disperse the wax component A in the binder resin. In some cases, the chargeability does not increase, and the developability may decrease.
重合後の中間体結着樹脂を一旦冷却固化しない場合、中間体結着樹脂中にワックス成分Aを細かく分散させても、ワックス成分Aが再凝集してしまう。 When the intermediate binder resin after polymerization is not cooled and solidified once, the wax component A will re-aggregate even if the wax component A is finely dispersed in the intermediate binder resin.
つまり、重合後の中間体結着樹脂を一旦冷却固化せずに溶融混練すると、重合から溶融混練までの間、樹脂が熱にさらされる時間が長くなるため、ワックス成分A同士で再凝集を起こしやすくなる。 In other words, once the intermediate binder resin after polymerization is melt-kneaded without being cooled and solidified, the time during which the resin is exposed to heat increases from polymerization to melt-kneading. It becomes easy.
ワックス成分Aが再凝集すると、トナー表面の組成が不均一になり、帯電分布がブロード化するために現像性が低下しやすい。 When the wax component A is re-aggregated, the composition of the toner surface becomes non-uniform and the charge distribution is broadened, so that the developability tends to decrease.
固化物を溶融混練しない場合、ワックス成分Aを、混練のシェアにより混練後樹脂全体に均一に分散させることができない。 When the solidified product is not melt-kneaded, the wax component A cannot be uniformly dispersed throughout the resin after kneading due to the share of kneading.
つまり、固化物を溶融混練せずに薄膜蒸発機に通すと、樹脂中にワックス成分Aは微分散しているものの、樹脂中のワックス成分Aの分布が不均一になっているため、トナー化しても不均一な組成分布のトナーになってしまい、帯電分布がブロード化するために現像性が低下しやすい。 That is, when the solidified product is passed through a thin film evaporator without being melt-kneaded, the wax component A is finely dispersed in the resin, but the distribution of the wax component A in the resin is non-uniform, so that However, it becomes a toner having a non-uniform composition distribution, and the charge distribution is broadened, so that developability tends to be lowered.
薄膜蒸発機を通さない場合、結着樹脂全体に細かく分散したワックス成分Aが、結着樹脂の分子構造に内包されにくくなるため、トナーが高温高湿下で長期間放置された場合、ワックス成分Aがトナー表面への染み出しやすく、ブロッキングが発生しやすくなり、帯電不良で濃度低下しやすくなる。さらに薄膜蒸発機を通さない場合、結着樹脂中に揮発成分が残りやすくなるため、揮発成分が結着樹脂を可塑化しやすくなる。そしてワックス成分Aを内包している結着樹脂の分子構造が動きやすくなり、ワックス成分Aが結着樹脂中を動きやすくなってしまう。その結果、トナーが高温高湿下で長期間放置された場合、トナー表面への染み出しやすくなり、ブロッキングが発生しやすく、また帯電不良による濃度低下も発生しやすい。 When not passing through the thin film evaporator, the wax component A finely dispersed throughout the binder resin is less likely to be included in the molecular structure of the binder resin. A tends to ooze out to the toner surface, blocking is likely to occur, and the density tends to decrease due to poor charging. Further, when the thin film evaporator is not passed, volatile components are likely to remain in the binder resin, and thus the volatile components are likely to plasticize the binder resin. And the molecular structure of the binder resin containing the wax component A becomes easy to move, and the wax component A becomes easy to move in the binder resin. As a result, when the toner is left for a long period of time under high temperature and high humidity, the toner surface easily oozes out, blocking is likely to occur, and density reduction due to poor charging is also likely to occur.
エステル基、カルボキシル基、水酸基から選ばれる一種以上の官能基を有するワックス成分Aが、ポリエステル系樹脂成分全体に均一に細かく分散する。この段階の結着樹脂を用いたトナーは、現像性に優れているが、高温高湿下に長時間放置すると、やはり徐々にワックス成分Aがトナー表面に染み出してくるので、現像性の低下やブロッキングが悪化する可能性があった。 A wax component A having one or more functional groups selected from an ester group, a carboxyl group, and a hydroxyl group is uniformly and finely dispersed throughout the polyester resin component. The toner using the binder resin at this stage is excellent in developability, but if left for a long time under high temperature and high humidity, the wax component A gradually exudes to the toner surface, so that the developability deteriorates. And blocking could be worsened.
本発明に用いられるポリエステル系樹脂成分の組成は以下の通りである。 The composition of the polyester resin component used in the present invention is as follows.
2価のアルコール成分としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、水素化ビスフェノールA、また(A)式で表わされるビスフェノール及びその誘導体; Examples of the divalent alcohol component include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,5-pentanediol, 1, 6-hexanediol, neopentyl glycol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, hydrogenated bisphenol A, and bisphenol represented by the formula (A) and derivatives thereof;
また(B)式で示されるジオール類; And diols represented by the formula (B);
2価の酸成分としては、例えばフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸などのベンゼンジカルボン酸類又はその無水物、低級アルキルエステル;こはく酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸などのアルキルジカルボン酸類又はその無水物、低級アルキルエステル;n−ドデセニルコハク酸、n−ドデシルコハク酸などのアルケニルコハク酸類もしくはアルキルコハク酸類、又はその無水物、低級アルキルエステル;等のジカルボン酸類及びその誘導体が挙げられる。 Examples of the divalent acid component include benzene dicarboxylic acids such as phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, and phthalic anhydride or anhydrides thereof, lower alkyl esters; alkyl dicarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid, and azelaic acid. Dicarboxylic acids and derivatives thereof such as acids or anhydrides thereof, lower alkyl esters; alkenyl succinic acids or alkyl succinic acids such as n-dodecenyl succinic acid and n-dodecyl succinic acid, or anhydrides, lower alkyl esters thereof, and the like.
また必要に応じて3価以上のアルコール成分や3価以上の酸成分を使用することも可能である。 Further, a trivalent or higher alcohol component or a trivalent or higher acid component may be used as necessary.
3価以上の多価アルコール成分としては、例えばソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシベンゼン等が挙げられる。 Examples of the trihydric or higher polyhydric alcohol component include sorbitol, 1,2,3,6-hexanetetrol, 1,4-sorbitan, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, 1,2,4-butane. Triol, 1,2,5-pentanetriol, glycerol, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butanetriol, trimethylolethane, trimethylolpropane, 1,3,5-trihydroxybenzene, etc. Is mentioned.
3価以上の多価カルボン酸成分としては、例えばピロメリット酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、エンポール三量体酸、及びこれらの無水物、低級アルキルエステル;次式
Examples of the trivalent or higher polyvalent carboxylic acid component include pyromellitic acid, 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,2,5-benzenetricarboxylic acid, 2,5,7-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2 , 4-Naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-butanetricarboxylic acid, 1,2,5-hexanetricarboxylic acid, 1,3-dicarboxyl-2-methyl-2-methylenecarboxypropane, tetra (methylenecarboxyl)
で表わされるテトラカルボン酸等、及びこれらの無水物、低級アルキルエステル等の多価カルボン酸類及びその誘導体が挙げられる。なかでも、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸およびこれらの無水物、低級アルキルエステルが好ましい。
And polycarboxylic acids such as anhydrides and lower alkyl esters thereof and derivatives thereof. Of these, 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,2,5-benzenetricarboxylic acid, anhydrides thereof, and lower alkyl esters are preferable.
本発明に用いられるアルコール成分としては40乃至60mol%、好ましくは45乃至55mol%、酸成分としては60乃至40mol%、好ましくは55乃至45mol%であることが好ましい。また三価以上の多価の成分は、全成分中の0.1乃至60mol%であることが好ましい。 The alcohol component used in the present invention is 40 to 60 mol%, preferably 45 to 55 mol%, and the acid component is 60 to 40 mol%, preferably 55 to 45 mol%. The trivalent or higher polyvalent component is preferably 0.1 to 60 mol% in all components.
該ポリエステル系樹脂成分は通常一般に知られている縮重合によって得られる。ポリエステル系樹脂成分の重合反応は通常触媒の存在下150乃至300℃、好ましくは170乃至280℃程度の温度条件下で行われる。また反応は常圧下、減圧下、もしくは加圧下で行うことができるが、所定の反応率(例えば30乃至90%程度)に到達後は反応系を200mmHg以下、好ましくは25mmHg以下、更に好ましくは10mmHg以下に減圧し、反応を行うのが望ましい。 The polyester resin component is usually obtained by a generally known condensation polymerization. The polymerization reaction of the polyester resin component is usually carried out in the presence of a catalyst at a temperature of about 150 to 300 ° C., preferably about 170 to 280 ° C. The reaction can be carried out under normal pressure, reduced pressure, or increased pressure. After reaching a predetermined reaction rate (for example, about 30 to 90%), the reaction system is 200 mmHg or less, preferably 25 mmHg or less, more preferably 10 mmHg. It is desirable to carry out the reaction under reduced pressure below.
上記触媒としては、通常ポリエステル化に用いられる触媒、例えばスズ、チタン、アンチモン、マンガン、ニッケル、亜鉛、鉛、鉄、マグネシウム、カルシウム、ゲルマニウム等の金属;およびこれら金属含有化合物(ジブチルスズオキサイド、オルソジブチルチタネート、テトラブチルチタネート、テトライソプロピルチタネート、酢酸亜鉛、酢酸鉛、酢酸コバルト、酢酸ナトリウム、三酸化アンチモンなど)が挙げられる。 Examples of the catalyst include catalysts usually used for polyesterification, for example, metals such as tin, titanium, antimony, manganese, nickel, zinc, lead, iron, magnesium, calcium, germanium; and these metal-containing compounds (dibutyltin oxide, orthodibutyl). Titanate, tetrabutyl titanate, tetraisopropyl titanate, zinc acetate, lead acetate, cobalt acetate, sodium acetate, antimony trioxide, etc.).
本発明に用いられる結着樹脂は、ポリエステル系樹脂成分が主成分であれば、他の樹脂成分を含有しても良い。本発明で用いられる他の樹脂成分としては、従来より知られている種々の樹脂成分を使用することができるが、特にビニル系樹脂成分が現像性の面でより好ましい。ポリエステル系樹脂成分が主成分であれば、他の樹脂成分を単独で、又は2種類以上をポリエステル系樹脂成分と組合せて用いることができる。ここで主成分とは、結着樹脂の総量に対し50質量%以上を占めることを意味する。 The binder resin used in the present invention may contain other resin components as long as the polyester resin component is a main component. As other resin components used in the present invention, conventionally known various resin components can be used. In particular, vinyl resin components are more preferable in terms of developability. If the polyester resin component is the main component, other resin components can be used alone or in combination of two or more with the polyester resin component. Here, the main component means that it accounts for 50% by mass or more with respect to the total amount of the binder resin.
ビニル系樹脂成分を得る為のモノマーとしては、次のようなものが挙げられる。 Examples of the monomer for obtaining the vinyl resin component include the following.
例えばスチレン;o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレン、p−クロルスチレン、3,4−ジクロルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレンの如きスチレン誘導体;エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンの如きエチレン不飽和モノオレフィン類;ブタジエン,イソプレンの如き不飽和ポリエン類;塩化ビニル、臭化ビニル、沸化ビニルの如きハロゲン化ビニル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニルの如きビニルエステル類;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルの如きα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−クロルエチル、アクリル酸フェニルの如きアクリル酸エステル類;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルの如きビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトンの如きビニルケトン類;N−ビニルピロール、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドンの如きN−ビニル化合物;ビニルナフタリン類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドの如きアクリル酸誘導体もしくはメタクリル酸誘導体が挙げられる。これらのビニルモノマーは単独もしくは2つ以上のモノマーを混合して用いられる。 For example, styrene; o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, p-methoxystyrene, p-phenylstyrene, p-chlorostyrene, 3,4-dichlorostyrene, p-ethylstyrene, 2,4- Dimethyl styrene, pn-butyl styrene, p-tert-butyl styrene, pn-hexyl styrene, pn-octyl styrene, pn-nonyl styrene, pn-decyl styrene, pn-dodecyl Styrene derivatives such as styrene; Ethylene unsaturated monoolefins such as ethylene, propylene, butylene and isobutylene; Unsaturated polyenes such as butadiene and isoprene; Vinyl halides such as vinyl chloride, vinyl bromide and vinyl fluoride; Acetic acid Vinyl esthetics such as vinyl, vinyl propionate and vinyl benzoate Class: methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-octyl methacrylate, dodecyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, stearyl methacrylate, phenyl methacrylate, methacryl Α-methylene aliphatic monocarboxylic acid esters such as dimethylaminoethyl acid, diethylaminoethyl methacrylate; methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, propyl acrylate, n-octyl acrylate, Acrylic esters such as dodecyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, stearyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate, phenyl acrylate; vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether Ter, vinyl ethers such as vinyl isobutyl ether; vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone, methyl isopropenyl ketone; N- such as N-vinyl pyrrole, N-vinyl carbazole, N-vinyl indole and N-vinyl pyrrolidone. Vinyl compounds; vinyl naphthalenes; and acrylic acid derivatives or methacrylic acid derivatives such as acrylonitrile, methacrylonitrile, and acrylamide. These vinyl monomers are used alone or in admixture of two or more monomers.
これらの中でもスチレン系共重合体、スチレンアクリル系共重合体となるようなモノマーの組み合せが好ましい。 Among these, a combination of monomers that becomes a styrene copolymer or a styrene acrylic copolymer is preferable.
さらに、樹脂成分の酸価を調整するモノマーとして、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、α−エチルアクリル酸、クロトン酸などのアクリル酸及びそのα−或いはβ−アルキル誘導体、フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸などの不飽和ジカルボン酸及びそのモノエステル誘導体又は無水マレイン酸などがあり、このようなモノマーを単独、或いは混合して、他のモノマーと共重合させることにより所望の樹脂成分を作ることができる。 Further, as monomers for adjusting the acid value of the resin component, for example, acrylic acid such as acrylic acid, methacrylic acid, α-ethylacrylic acid, crotonic acid, and α- or β-alkyl derivatives thereof, fumaric acid, maleic acid, citracone There are unsaturated dicarboxylic acids such as acids and their monoester derivatives or maleic anhydride, and the desired resin component can be made by copolymerizing such monomers alone or in combination with other monomers. .
また、以下に例示する様な架橋性モノマーを添加することも可能である。 Moreover, it is also possible to add a crosslinkable monomer as exemplified below.
架橋性モノマーとしては主として2個以上の重合可能な二重結合を有するモノマーが用いられる。芳香族ジビニル化合物(例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等);アルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類(例えば、エチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,5−ペンタンジオールアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグルコールジアクリレート、及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの);エーテル結合を含むアルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類(例えば、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングルコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール#400ジアクリレート、ポリエチレングリコール#600ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの);芳香族基及びエーテル結合を含む鎖で結ばれたジアクリレート化合物類(例えば、ポリオキシエチレン(2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジアクリレート、ポリオキシエチレン(4)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジアクリレート、及び、以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの);ポリエステル型ジアクリレート化合物類(例えば、商品名MANDA(日本化薬))が挙げられる。多官能の架橋剤としては、ペンタエリスリトールアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルアクリレート、及び以上の化合物のアクリレートをメタアクリレートに代えたもの;トリアリルシアヌレート、トリアリルトリメリテート等が挙げられる。 As the crosslinkable monomer, a monomer having two or more polymerizable double bonds is mainly used. Aromatic divinyl compounds (eg, divinylbenzene, divinylnaphthalene, etc.); diacrylate compounds linked by alkyl chains (eg, ethylene glycol diacrylate, 1,3-butylene glycol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate) , 1,5-pentanediol acrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, and acrylates of the above compounds replaced with methacrylate); di-linked by an alkyl chain containing an ether bond Acrylate compounds (eg, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol # 400 diacrylate, polyethylene glycol # 600 diacrylate, dipropylene glycol diacrylate, and acrylates of the above compounds replaced with methacrylate); diacrylate compounds linked by a chain containing an aromatic group and an ether bond (eg, polyoxyethylene (2 ) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane diacrylate, polyoxyethylene (4) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane diacrylate, and acrylates of the above compounds are replaced with methacrylate. Polyester type diacrylate compounds (for example, trade name MANDA (Nippon Kayaku)). Polyfunctional crosslinkers include pentaerythritol acrylate, trimethylol ethane triacrylate, trimethylol propane triacrylate, tetramethylol propane triacrylate, tetramethylol methane tetraacrylate, oligoester acrylate, and acrylates of the above compounds to methacrylate. Alternatives: triallyl cyanurate, triallyl trimellitate and the like.
これらの架橋剤は、他のビニル系モノマー成分100質量部に対して、1質量部以下、好ましくは0.001乃至0.05質量部の範囲で用いることが好ましい。 These crosslinking agents are preferably used in an amount of 1 part by mass or less, preferably 0.001 to 0.05 parts by mass with respect to 100 parts by mass of other vinyl monomer components.
結着樹脂の調製に使用されるビニル系樹脂成分は、本発明の目的を達成する為に以下に例示する様な多官能性重合開始剤単独あるいは単官能性重合開始剤と併用して生成することが好ましい。 In order to achieve the object of the present invention, the vinyl resin component used for the preparation of the binder resin is produced by using a polyfunctional polymerization initiator alone or in combination with a monofunctional polymerization initiator as exemplified below. It is preferable.
多官能構造を有する多官能性重合開始剤の具体例としては、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,3−ビス−(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、トリス−(t−ブチルパーオキシ)トリアジン、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキサン、2,2−ジ−t−ブチルパーオキシブタン、4,4−ジ−t−ブチルパーオキシバレリックアシッド−n−ブチルエステル、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレート、ジ−t−ブチルパーオキシアゼレート、ジーt−ブチルパーオキシトリメチルアジペート、2,2−ビス−(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、2,2−t−ブチルパーオキシオクタン及び各種ポリマーオキサイド等の1分子内に2つ以上のパーオキサイド基などの重合開始機能を有する官能基を有する多官能性重合開始剤、及びジアリルパーオキシジカーボネート、t−ブチルパーオキシマレイン酸、t−ブチルパーオキシアリルカーボネート及びt−ブチルパーオキシイソプロピルフマレート等の1分子内に、パーオキサイド基などの重合開始機能を有する官能基と重合性不飽和基の両方を有する多官能性重合開始剤が挙げられる。 Specific examples of the polyfunctional polymerization initiator having a polyfunctional structure include 1,1-di-t-butylperoxy-3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,3-bis- (t-butylperoxy Isopropyl) benzene, 2,5-dimethyl-2,5- (t-butylperoxy) hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di- (t-butylperoxy) hexyne-3, tris- (t -Butylperoxy) triazine, 1,1-di-t-butylperoxycyclohexane, 2,2-di-t-butylperoxybutane, 4,4-di-t-butylperoxyvaleric acid-n- Butyl ester, di-t-butylperoxyhexahydroterephthalate, di-t-butylperoxyazelate, di-t-butylperoxytrimethyladipate, 2,2-bis (4,4-di-t-butylperoxycyclohexyl) has a polymerization initiation function such as two or more peroxide groups in one molecule such as propane, 2,2-t-butylperoxyoctane and various polymer oxides. In one molecule such as a polyfunctional polymerization initiator having a functional group, diallyl peroxydicarbonate, t-butylperoxymaleic acid, t-butylperoxyallylcarbonate, and t-butylperoxyisopropyl fumarate, Examples thereof include polyfunctional polymerization initiators having both a functional group having a polymerization initiation function such as an oxide group and a polymerizable unsaturated group.
これらの内、より好ましいものは、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレート、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、ジーt−ブチルパーオキシアゼレート及び2,2−ビス−(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキサン)プロパン、及びt−ブチルパーオキシアリルカーボネートである。 Of these, more preferred are di-t-butylperoxyhexahydroterephthalate, 2,5-dimethyl-2,5-di- (t-butylperoxy) hexyne-3, di-t-butylperoxyase. Rate and 2,2-bis- (4,4-di-t-butylperoxycyclohexane) propane, and t-butylperoxyallyl carbonate.
これらの多官能性重合開始剤は、トナー用バインダーとして要求される種々の性能を満足する為には、単官能性重合開始剤と併用されることも可能である。特に該多官能性重合開始剤の半減期10時間を得る為の分解温度よりも低い半減期10時間を有する重合開始剤と併用することが好ましい。 These polyfunctional polymerization initiators can be used in combination with a monofunctional polymerization initiator in order to satisfy various performances required as a binder for toner. In particular, it is preferable to use in combination with a polymerization initiator having a half-life of 10 hours lower than the decomposition temperature for obtaining a half-life of 10 hours of the polyfunctional polymerization initiator.
具体的には、ベンゾイルパーオキシド、n−ブチル−4,4−ジ(t−ブチルパーオキシ)バレレート、ジクミルパーオキシド、α,α′−ビス(t−ブチルパーオキシジイソプロピル)ベンゼン、t−ブチルパーオキシクメン、ジーt−ブチルパーオキシド等の有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、ジアゾアミノアゾベンゼン等のアゾおよびジアゾ化合物等が挙げられる。 Specifically, benzoyl peroxide, n-butyl-4,4-di (t-butylperoxy) valerate, dicumyl peroxide, α, α'-bis (t-butylperoxydiisopropyl) benzene, t- Examples thereof include organic peroxides such as butyl peroxycumene and di-t-butyl peroxide, and azo and diazo compounds such as azobisisobutyronitrile and diazoaminoazobenzene.
これらの単官能性重合開始剤は、前記多官能性重合開始剤と同時にモノマー中に添加しても良いが、該多官能性重合開始剤の効率を適正に保つ為には、重合工程において該多官能性重合開始剤の示す半減期を経過した後に添加するのが好ましい。 These monofunctional polymerization initiators may be added to the monomer at the same time as the polyfunctional polymerization initiator, but in order to keep the efficiency of the polyfunctional polymerization initiator appropriate, in the polymerization step, It is preferably added after the half-life indicated by the polyfunctional polymerization initiator has elapsed.
これらの開始剤は、効率の点からモノマー100質量部に対し0.05乃至2質量部用いるのが好ましい。 These initiators are preferably used in an amount of 0.05 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the monomer from the viewpoint of efficiency.
本発明で用いられるポリエステル系樹脂成分を主成分とする結着樹脂を調製できる製造方法としては、例えば、以下の(a)乃至(d)に示す製造方法を挙げることができる。
(a)ポリエステル系樹脂成分と他の樹脂成分を別々に重合した後に混合して、結着樹脂を作成する。
(b)ポリエステル系樹脂成分を先に重合して、ポリエステル系樹脂成分の存在下で他の樹脂成分を重合して、結着樹脂を作成する。
(c)他の樹脂成分を先に重合して、他の樹脂成分の存在下でポリエステル系樹脂成分を重合して結着樹脂を作成する。
(d)ポリエステル系樹脂成分と他の樹脂成分を同時に重合して、結着樹脂を作成する。
As a manufacturing method which can prepare the binder resin which has as a main component the polyester-type resin component used by this invention, the manufacturing method shown to the following (a) thru | or (d) can be mentioned, for example.
(A) A polyester resin component and another resin component are separately polymerized and then mixed to prepare a binder resin.
(B) The polyester resin component is polymerized first, and the other resin components are polymerized in the presence of the polyester resin component to prepare a binder resin.
(C) The other resin component is polymerized first, and the polyester resin component is polymerized in the presence of the other resin component to prepare a binder resin.
(D) A polyester resin component and another resin component are simultaneously polymerized to prepare a binder resin.
本発明で特に好ましく用いられるポリエステル系樹脂成分を主成分とする結着樹脂の製造方法としては(b)が挙げられる。 (B) is mentioned as a manufacturing method of the binder resin which has as a main component the polyester-type resin component used especially preferably by this invention.
本発明では、エステル基、カルボキシル基、水酸基から選ばれる一種以上の官能基を有するワックス成分Aの存在下でポリエステル系樹脂成分を主成分とする結着樹脂を重合する必要がある。ワックス成分Aの存在下で重合すると、ワックス成分Aが溶融状態の樹脂に溶解した状態で結着樹脂の重合が進むために、ワックス成分Aを細かく分散させることが可能となる。 In the present invention, it is necessary to polymerize a binder resin having a polyester resin component as a main component in the presence of a wax component A having one or more functional groups selected from an ester group, a carboxyl group, and a hydroxyl group. When the polymerization is performed in the presence of the wax component A, since the polymerization of the binder resin proceeds in a state where the wax component A is dissolved in the molten resin, the wax component A can be finely dispersed.
本発明に用いられる固化物を溶融混練する際に用いられる混練機について説明する。混練機としては公知のものを使用することができる。混練機から吐出される溶融状態の結着樹脂の温度は、結着樹脂にかかるシェアとワックス成分Aの分散性の観点から、100℃以上200℃以下であることが好ましい。 The kneader used when melt-kneading the solidified material used in the present invention will be described. A well-known thing can be used as a kneading machine. The temperature of the molten binder resin discharged from the kneader is preferably 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower from the viewpoint of the shear applied to the binder resin and the dispersibility of the wax component A.
本発明に用いられる薄膜蒸発機について説明する。 The thin film evaporator used in the present invention will be described.
薄膜蒸発機は、結着樹脂を薄膜として減圧することができる装置であれば特に制限されないが、好ましい装置を図1に図示する。図1に示されるように、薄膜蒸発機は、タンク部10と、タンク内で回転する回転軸11を有し、回転軸11には攪拌翼12が具備されている。さらに、薄膜蒸発機は、蒸気出口2と、タンク10を加熱するための熱媒経路となる、熱媒入り口5、6と、熱媒出口3、4を有する。攪拌翼12は、回転軸11の長手方向に複数枚具備され、かつ周方向にある程度の傾斜を有していることが好ましい。溶融状態の結着樹脂を、入り口1から薄膜蒸発機内に導入すると、ディストリビュータ8によって、溶融状態の樹脂が、タンク10の内壁面に一様分散する。ディストリビュータ8と攪拌翼12は、内壁面と狭いクリアランスを有し、図示しない上部のモーターによって駆動し回転することによって、常に強制的に薄膜化させる機構を備えている。攪拌翼12の回転動作により、薄膜化された溶融樹脂は、表層部は常に更新されながら、下方の樹脂の出口7側に強制的に移送される。この間、溶融樹脂はタンク10内で減圧および好ましくは加熱されながら、最終的にスクリュー9を介して、出口7から押出し作用により排出される。
The thin film evaporator is not particularly limited as long as it is an apparatus capable of reducing the pressure using a binder resin as a thin film, but a preferred apparatus is illustrated in FIG. As shown in FIG. 1, the thin film evaporator includes a
薄膜状態にされる結着樹脂の厚さは、タンク10の内壁面と攪拌翼12との距離で調節することができるが、好ましくは1乃至5mm、より好ましくは2乃至4mmである。
The thickness of the binder resin to be made into a thin film can be adjusted by the distance between the inner wall surface of the
タンク内の気圧は、0.3Pa以上500Pa以下、好ましくは0.5Pa以上200Pa以下であるとタンク内で結着樹脂の重合が進み、本発明の効果を得るのに好ましい。 When the atmospheric pressure in the tank is 0.3 Pa or more and 500 Pa or less, preferably 0.5 Pa or more and 200 Pa or less, the polymerization of the binder resin proceeds in the tank, which is preferable for obtaining the effects of the present invention.
また、タンク10は加熱することが好ましい。特に、50℃以上250℃以下、より好ましくは100℃以上200℃以下、さらに好ましくは150℃以上190℃以下で加熱すると結着樹脂の重合が進みやすい。また溶融状態の結着樹脂を薄膜蒸発機に導入する時の結着樹脂の温度は、タンク10の温度に合わせることが好ましい。
The
本発明に用いられるポリエステル系樹脂成分を主成分とする結着樹脂は、ポリエステル系樹脂成分とビニル系樹脂成分とが化学的に結合したハイブリッド樹脂を含有すると良い。ワックス成分Aが、ポリエステル系樹脂成分の分子構造に内包されるだけでなく、さらにビニル系樹脂成分の分子構造にも内包されることになるため、より強固にワックスが固定化される。その結果、より過酷な放置条件となるヒートサイクルを受けた後でも、よりワックス成分Aの染み出しを抑えることができ、トナー表面の組成の均一性が保たれるため、高温高湿下での画出しにおいて現像性を維持することができる。ヒートサイクルとは、常温から高温へ昇温して、再び常温まで降温させることの繰り返しである。ヒートサイクル下では結着樹脂やワックス成分Aの分子運動が収まったり激しくなったりを繰り返すので、トナー表面へのワックス成分Aの染み出しにはより厳しい条件となる。 The binder resin mainly composed of the polyester resin component used in the present invention preferably contains a hybrid resin in which a polyester resin component and a vinyl resin component are chemically bonded. Since the wax component A is not only included in the molecular structure of the polyester resin component, but is also included in the molecular structure of the vinyl resin component, the wax is more firmly fixed. As a result, the wax component A can be prevented from seeping out even after being subjected to a more severe standing condition, and the uniformity of the toner surface composition can be maintained. The developability can be maintained in image output. The heat cycle is a repetition of raising the temperature from room temperature to a high temperature and lowering the temperature to the room temperature again. Under the heat cycle, the molecular motion of the binder resin and the wax component A repeatedly stops and becomes intense, so that the oozing of the wax component A onto the toner surface is more severe.
ハイブリッド樹脂は、ポリエステル系樹脂成分と(メタ)アクリル酸エステルの如きカルボン酸エステル基を有するモノマー成分を重合したビニル系樹脂成分とがエステル交換反応によって形成されるもの、ポリエステル系樹脂成分と(メタ)アクリル酸の如きカルボン酸基を有するモノマー成分を重合したビニル系樹脂成分とがエステル化反応によって形成されるもの、あるいはフマル酸のような不飽和基を持つモノマーを用いて重合された不飽和ポリエステル系樹脂成分の存在下でビニル系モノマーを重合して形成されるものなどがある。 The hybrid resin is formed by a transesterification reaction between a polyester resin component and a vinyl resin component obtained by polymerizing a monomer component having a carboxylic acid ester group such as (meth) acrylic acid ester. ) Unsaturation produced by esterification reaction with a vinyl resin component obtained by polymerizing a monomer component having a carboxylic acid group such as acrylic acid, or using a monomer having an unsaturated group such as fumaric acid There are those formed by polymerizing vinyl monomers in the presence of a polyester resin component.
ハイブリッド樹脂は、ビニル系樹脂成分及び/又はポリエステル系樹脂成分中に、両樹脂成分と反応し得るモノマー成分を含有させ、それらを反応させることによって得ることができる。 The hybrid resin can be obtained by containing a monomer component capable of reacting with both resin components in the vinyl resin component and / or the polyester resin component and reacting them.
本発明で用いられるハイブリッド樹脂を調製できる製造方法としては、例えば、以下の(1)乃至(6)に示す製造方法を挙げることができる。
(1)ハイブリッド樹脂成分は、ビニル系樹脂成分とポリエステル系樹脂成分を別々に製造後、少量の有機溶剤に溶解・膨潤させ、エステル化触媒及びアルコールを添加し、加熱することによりエステル交換反応を行って、ポリエステル系樹脂成分とビニル系樹脂成分を有するハイブリッド樹脂を得ることが出来る。
(2)ビニル系樹脂成分製造後に、この存在下にポリエステル系樹脂成分を反応させ、ポリエステル系樹脂成分とビニル系樹脂成分を有するハイブリッド樹脂を製造する方法である。ハイブリッド樹脂はビニル系樹脂成分(必要に応じてビニル系モノマーも添加できる)とポリエステルモノマー(アルコール、カルボン酸)及び/またはポリエステル系樹脂成分との反応により製造される。この場合も適宜、有機溶剤を使用することができる。
(3)ポリエステル系樹脂成分製造後に、この存在下にビニル系樹脂成分を生成し、反応させポリエステル系樹脂成分とビニル系樹脂成分を有するハイブリッド樹脂を製造する方法である。ハイブリッド樹脂はポリエステル系樹脂成分(必要に応じてポリエステルモノマーも添加できる)とビニル系モノマー及び/またはビニル系樹脂成分との反応により製造される。
(4)ビニル系樹脂成分及びポリエステル系樹脂成分製造後に、これらの重合体成分存在下にビニル系モノマー及び/またはポリエステルモノマー(アルコール、カルボン酸)を添加することによりハイブリッド樹脂が製造される。この場合も適宜、有機溶剤を使用することができる。
(5)ビニル系モノマー及びポリエステルモノマー(アルコール、カルボン酸等)を混合して付加重合及び縮重合反応を連続して行うことによりビニル系樹脂成分、ポリエステル系樹脂成分及びポリエステル系樹脂成分とビニル系樹脂成分を有するハイブリッド樹脂が製造される。さらに、適宜、有機溶剤を使用することができる。
As a manufacturing method which can prepare the hybrid resin used by this invention, the manufacturing method shown to the following (1) thru | or (6) can be mentioned, for example.
(1) The hybrid resin component is manufactured separately from a vinyl resin component and a polyester resin component, dissolved and swollen in a small amount of an organic solvent, added with an esterification catalyst and alcohol, and heated to carry out a transesterification reaction. In this way, a hybrid resin having a polyester resin component and a vinyl resin component can be obtained.
(2) A method of producing a hybrid resin having a polyester resin component and a vinyl resin component by reacting the polyester resin component in the presence of the vinyl resin component after the production. The hybrid resin is produced by a reaction between a vinyl resin component (a vinyl monomer can be added if necessary) and a polyester monomer (alcohol, carboxylic acid) and / or a polyester resin component. Also in this case, an organic solvent can be appropriately used.
(3) This is a method for producing a hybrid resin having a polyester resin component and a vinyl resin component by producing and reacting a vinyl resin component in the presence of the polyester resin component after production. The hybrid resin is produced by a reaction between a polyester resin component (a polyester monomer can be added if necessary) and a vinyl monomer and / or a vinyl resin component.
(4) After producing the vinyl resin component and the polyester resin component, a hybrid resin is produced by adding a vinyl monomer and / or a polyester monomer (alcohol, carboxylic acid) in the presence of these polymer components. Also in this case, an organic solvent can be appropriately used.
(5) A vinyl-based resin component, a polyester-based resin component, a polyester-based resin component, and a vinyl-based resin are prepared by mixing a vinyl-based monomer and a polyester monomer (alcohol, carboxylic acid, etc.) and continuously performing addition polymerization and condensation polymerization reactions. A hybrid resin having a resin component is produced. Furthermore, an organic solvent can be used as appropriate.
上記(1)乃至(5)の製造方法において、ビニル系樹脂成分及び/またはポリエステル系樹脂成分は複数の異なる分子量、架橋度を有する重合体成分を使用することができる。 In the above production methods (1) to (5), a vinyl resin component and / or a polyester resin component may use a polymer component having a plurality of different molecular weights and crosslinking degrees.
本発明で特に好ましく用いられる製造方法としては(3)が挙げられる。特にビニル系モノマーと反応可能な不飽和ポリエステル樹脂をビニル系モノマーに溶解し、このポリエステル樹脂とビニル系モノマーの混合物を塊状重合法により重合して得られたものが良い。 (3) is mentioned as a manufacturing method used especially preferably by this invention. In particular, an unsaturated polyester resin that can react with a vinyl monomer is dissolved in a vinyl monomer, and a mixture of the polyester resin and the vinyl monomer is polymerized by a bulk polymerization method.
塊状重合は、ビニル系樹脂成分の分子量を大きくすることが出来るため、分子量の大きいビニル系樹脂成分にポリエステル系樹脂成分がハイブリッド化されることで、分子量が大きく、架橋点間分子量の大きいゲル構造を得ることが可能になる。そのためワックス成分Aを均一に取り込みやすくなる。また、塊状重合法は、溶液重合法と比較して溶媒の留去などの工程が必要ないため低コストで結着樹脂を得ることができる。また、懸濁重合法と比較して、分散剤等の不純物を含まない為、トナーの帯電性などへの影響が少なく優れた現像性を得られる等、トナー用結着樹脂としてのメリットが大きく、好ましい。 In bulk polymerization, the molecular weight of the vinyl resin component can be increased, so the polyester resin component is hybridized to the vinyl resin component with a high molecular weight, resulting in a gel structure with a large molecular weight and a large molecular weight between cross-linking points. Can be obtained. Therefore, it becomes easy to take in the wax component A uniformly. In addition, since the bulk polymerization method does not require a step such as evaporation of the solvent as compared with the solution polymerization method, the binder resin can be obtained at low cost. Compared with the suspension polymerization method, it does not contain impurities such as dispersants, so it has a great merit as a binder resin for toners. ,preferable.
ポリエステル系樹脂成分とビニル系樹脂成分とが化学的に結合したハイブリッド樹脂を含有する場合は、ポリエステル系樹脂成分は、不飽和ポリエステル系樹脂成分であることが重要である。本発明のハイブリッド樹脂に用いられる不飽和ポリエステル系樹脂成分としては、THF可溶分のGPC分子量分布において、分子量2000乃至30000(好ましくは3000乃至20000)の範囲にメインピークを有する低分子量不飽和ポリエステル系樹脂成分が好ましく用いられる。 When the hybrid resin in which the polyester resin component and the vinyl resin component are chemically bonded is contained, it is important that the polyester resin component is an unsaturated polyester resin component. The unsaturated polyester resin component used in the hybrid resin of the present invention includes a low molecular weight unsaturated polyester having a main peak in the molecular weight range of 2000 to 30000 (preferably 3000 to 20000) in the GPC molecular weight distribution of THF-soluble matter. A system resin component is preferably used.
さらには、ゲル成分を含まない線状の不飽和ポリエステル系樹脂成分が特に好ましい。 Furthermore, the linear unsaturated polyester-type resin component which does not contain a gel component is especially preferable.
さらに、本発明で用いられる不飽和ポリエステル系樹脂成分としては、数平均分子量(Mn)が2000乃至20000、好ましくは3000乃至10000のものが良い。また、本発明で用いる不飽和ポリエステル系樹脂成分は、水酸基価が10乃至110mgKOH/g(好ましくは15乃至90mgKOH/g、より好ましくは20乃至70mgKOH/g)である場合に、トナーが優れた帯電性を示す為、好ましい。 Further, the unsaturated polyester resin component used in the present invention has a number average molecular weight (Mn) of 2000 to 20000, preferably 3000 to 10,000. Further, the unsaturated polyester resin component used in the present invention has an excellent chargeability when the hydroxyl value is 10 to 110 mgKOH / g (preferably 15 to 90 mgKOH / g, more preferably 20 to 70 mgKOH / g). It is preferable because of its properties.
不飽和線状ポリエステル系樹脂成分の存在下でビニル系モノマーを塊状重合すると、分子量が大きく直鎖性の高いビニル系樹脂成分を主鎖とし、低分子量ポリエステル系樹脂成分がビニル系樹脂成分から分岐した形の分子構造のハイブリッド樹脂成分が得られる。更に、この分岐構造を持つハイブリッド樹脂成分中の酸基や水酸基が、分子間でエステル結合することによりゲル成分を形成する。 When bulk polymerization of vinyl monomers is carried out in the presence of unsaturated linear polyester resin components, the main chain is a vinyl resin component having a high molecular weight and high linearity, and the low molecular weight polyester resin component is branched from the vinyl resin component. A hybrid resin component having a molecular structure of the shape is obtained. Furthermore, the acid group and the hydroxyl group in the hybrid resin component having this branched structure form an ester bond between molecules to form a gel component.
不飽和ポリエステル樹脂を得る為の不飽和基を持つ酸成分として、フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸などの不飽和ジカルボン酸類又はその無水物、低級アルキルエステル等が好ましく用いられる。これら不飽和ジカルボン酸は、ポリエステルモノマーの全酸成分に対して、0.1乃至10mol%(好ましくは0.3乃至5mol%、より好ましくは0.5乃至3mol%)の割合で添加することが好ましい。この範囲で不飽和ジカルボン酸を添加した場合に、低分子量ポリエステル分子中に占める不飽和基濃度が最適となる。 As an acid component having an unsaturated group for obtaining an unsaturated polyester resin, unsaturated dicarboxylic acids such as fumaric acid, maleic acid, citraconic acid and itaconic acid, or anhydrides thereof, lower alkyl esters and the like are preferably used. These unsaturated dicarboxylic acids may be added at a ratio of 0.1 to 10 mol% (preferably 0.3 to 5 mol%, more preferably 0.5 to 3 mol%) with respect to the total acid component of the polyester monomer. preferable. When the unsaturated dicarboxylic acid is added in this range, the unsaturated group concentration in the low molecular weight polyester molecule is optimal.
ポリエステル系樹脂成分とビニル系樹脂成分とが化学的に結合したハイブリッド樹脂を含有する場合は、ビニル系樹脂成分には不飽和多価カルボン酸エステルモノマーを用いることが好ましい。不飽和多価カルボン酸エステルモノマーとは、例えば、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、メサコン酸、シトラコン酸、等の脂肪族不飽和多価カルボン酸、フェニレンジアクリル酸等の芳香族不飽和多価カルボン酸のエステル誘導体が挙げられる。 When a hybrid resin in which a polyester resin component and a vinyl resin component are chemically bonded is contained, an unsaturated polyvalent carboxylic acid ester monomer is preferably used for the vinyl resin component. Unsaturated polycarboxylic acid ester monomers include, for example, aliphatic unsaturated polycarboxylic acids such as fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, mesaconic acid, citraconic acid, and aromatic unsaturated polycarboxylic acids such as phenylene diacrylic acid. And ester derivatives of polyvalent carboxylic acids.
ビニル系樹脂成分中に反応性の高い不飽和多価カルボン酸エステルモノマーを含有させると、重合時や薄膜蒸発機で減圧されることで、分岐構造を持つハイブリッド樹脂成分中の水酸基と、分子間でエステル結合することができる。ビニル系樹脂成分に不飽和多価カルボン酸エステルモノマーを用いると、結着樹脂が分子間でもエステル結合でつながっていくため、よりワックス成分Aが分子構造に内包されて固定化されやすくなる。 When a highly reactive unsaturated polyvalent carboxylic acid ester monomer is contained in the vinyl resin component, it is depressurized during polymerization or by a thin film evaporator, so that the hydroxyl group in the hybrid resin component having a branched structure and the intermolecular Can be ester-linked. When an unsaturated polyvalent carboxylic acid ester monomer is used for the vinyl resin component, since the binder resin is connected by an ester bond between molecules, the wax component A is more easily included in the molecular structure and immobilized.
不飽和多価カルボン酸エステルモノマーを用いた場合は、過酷な放置条件となるヒートサイクルを受けた後でも、さらにワックス成分Aの染み出しを抑えることができる。その結果、トナー表面の組成の均一性が保たれるため、帯電性の立ち上がりが良好になって高温高湿下での画出しにおいて初期から濃度が出やすくなる。これは結着樹脂が分子間でもエステル結合でつながっていくため、よりワックス成分Aが分子構造に内包されてより強く固定化されているためである。 When the unsaturated polyvalent carboxylic acid ester monomer is used, it is possible to further suppress the exudation of the wax component A even after being subjected to a heat cycle which is a severe standing condition. As a result, the uniformity of the toner surface composition is maintained, so that the rising of the chargeability is good, and the density is easily obtained from the initial stage in image formation under high temperature and high humidity. This is because the binder resin is connected by an ester bond even between molecules, so that the wax component A is more strongly embedded and included in the molecular structure.
該ビニル系樹脂成分中の不飽和多価カルボン酸エステルモノマーの含有量は、0.1質量%以上20.0質量%以下、好ましくは0.3質量%以上15.0質量%以下であると、よりワックス成分Aが分子構造に内包されて固定化されやすくなる。その結果、高温高湿下での画出しにおいても初期から濃度が出やすくなる。 The content of the unsaturated polyvalent carboxylic acid ester monomer in the vinyl resin component is 0.1% by mass or more and 20.0% by mass or less, preferably 0.3% by mass or more and 15.0% by mass or less. The wax component A is more easily included in the molecular structure and immobilized. As a result, the density is likely to be obtained from the initial stage even in image formation under high temperature and high humidity.
より具体的には、例えばマレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸モノブチル、マレイン酸ジプロピル、マレイン酸ジブチル、マレイン酸ジペンチル、マレイン酸ジヘキシル、マレイン酸ヘプチル、マレイン酸エチルブチル、マレイン酸エチルオクチル、マレイン酸ブチルオクチル、マレイン酸ブチルヘキシル、マレイン酸ペンチルオクチル、マレイン酸オクチル、マレイン酸モノアリル、マレイン酸モノフェニル、フマル酸モノメチル、フマル酸モノエチル、フマル酸ジエチル、フマル酸モノブチル、フマル酸ジブチル、フマル酸モノフェニル、フマル酸モノシクロヘキシル、フマル酸ジシクロヘキシル、フマル酸ジペンチル、フマル酸ジヘキシル、フマル酸ヘプチル、フマル酸オクチル、フマル酸エチルブチル、フマル酸エチルオクチル、フマル酸ブチルオクチル、フマル酸ブチルヘキシル、フマル酸ペンチルオクチル、イタコン酸モノエチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸モノブチル、イタコン酸ジブチルなどが挙げられる。 More specifically, for example, monomethyl maleate, monoethyl maleate, diethyl maleate, monobutyl maleate, dipropyl maleate, dibutyl maleate, dipentyl maleate, dihexyl maleate, heptyl maleate, ethyl butyl maleate, ethyl maleate Octyl, butyl octyl maleate, butyl hexyl maleate, pentyl octyl maleate, octyl maleate, monoallyl maleate, monophenyl maleate, monomethyl fumarate, monoethyl fumarate, diethyl fumarate, monobutyl fumarate, dibutyl fumarate, Monophenyl fumarate, monocyclohexyl fumarate, dicyclohexyl fumarate, dipentyl fumarate, dihexyl fumarate, heptyl fumarate, octyl fumarate, fumaric acid Chirubuchiru, fumaric acid ethyl octyl, fumaric acid butyl octyl, fumaric acid butyl hexyl, fumaric acid pentyl octyl, monoethyl itaconate, diethyl itaconate, monobutyl itaconate, and itaconic acid dibutyl.
特に本発明においては、より反応性の高いモノマーを選択することにより、よりワックス成分を結着樹脂中に固定化するという点で、不飽和ジカルボン酸モノエステルが好ましい。 In particular, in the present invention, an unsaturated dicarboxylic acid monoester is preferable in that a wax component is more fixed in the binder resin by selecting a monomer having higher reactivity.
重合時や薄膜蒸発機で減圧されることで、分岐構造を持つハイブリッド樹脂成分中の水酸基と、分子間でエステル結合することができる。より反応性の高い不飽和ジカルボン酸モノエステル用いると、結着樹脂の分子間でのエステル結合を効率よく形成できるため、ワックス成分Aが分子構造に内包されて固定化される確率がさらに高くなる。 By depressurizing at the time of polymerization or with a thin film evaporator, an ester bond can be formed between the hydroxyl group in the hybrid resin component having a branched structure between the molecules. When a more reactive unsaturated dicarboxylic acid monoester is used, an ester bond between the molecules of the binder resin can be efficiently formed, so that the probability that the wax component A is included in the molecular structure and fixed is further increased. .
不飽和ジカルボン酸モノエステル用いると、トナーがヒートサイクルを受けてもトナー表面へのワックス成分Aの染み出しがさらに抑えられるので、高温高湿下でも凝集体を形成しにくくなる。そしてワックス成分Aが染み出して凝集体を形成したことによる白モヤを抑えることができる。白モヤとは、トナーが凝集することで、現像スリーブ上にトナーの凝集体が存在すると、その部分だけが適正に現像されにくくなるために画像が白く抜ける現象である。 When the unsaturated dicarboxylic acid monoester is used, since the exudation of the wax component A to the toner surface is further suppressed even when the toner is subjected to a heat cycle, it is difficult to form an aggregate even under high temperature and high humidity. And the white haze by the wax component A oozing out and forming the aggregate can be suppressed. The white haze is a phenomenon in which when toner aggregates and toner aggregates are present on the developing sleeve, only the portion is difficult to be properly developed and the image is whitened.
無水物基を形成しやすいという観点で、好ましい不飽和ジカルボン酸モノエステルとしては、マレイン酸モノエステル又は、フマル酸モノエステルであり、さらに好ましくは、マレイン酸モノエステルである。中でもマレイン酸モノブチルが、共重合するスチレン或いはアクリル酸エステルモノマーとの反応性、および酸無水物の形成のしやすさの点で、特に好ましい。 From the viewpoint of easily forming an anhydride group, the preferred unsaturated dicarboxylic acid monoester is a maleic acid monoester or a fumaric acid monoester, and more preferably a maleic acid monoester. Of these, monobutyl maleate is particularly preferred from the viewpoints of reactivity with copolymerized styrene or acrylate monomers and ease of formation of acid anhydrides.
本発明において、結着樹脂のTHF不溶分として検出されるゲル成分を含有するトナーは、高温高湿下での画出しにおいても耐久性おいて有利である。本発明ではTHF不溶分を5.0質量%以上40.0質量%以下含有することが好ましい。 In the present invention, a toner containing a gel component detected as a THF-insoluble component of the binder resin is advantageous in terms of durability even in image formation under high temperature and high humidity. In this invention, it is preferable to contain THF insoluble matter 5.0 mass% or more and 40.0 mass% or less.
本発明において、結着樹脂は、高温高湿下での画出しの耐久性や定着性の観点から、軟化点が100.0℃以上160.0℃以下であることが好ましい。 In the present invention, the binder resin preferably has a softening point of 100.0 ° C. or more and 160.0 ° C. or less from the viewpoints of durability for image formation and fixability under high temperature and high humidity.
本発明に用いられるワックス成分Aについて説明する。 The wax component A used in the present invention will be described.
本発明に用いられるワックス成分Aは、エステル基、カルボキシル基、水酸基から選ばれる1種以上の官能基を有していることが重要である。特に、水酸基を有する極性ワックスであると、ワックス成分Aの分散性やトナーの帯電性の面からも好ましい。またヒートサイクル後に凝集しにくくなるので、白モヤが発生しにくくなる。 It is important that the wax component A used in the present invention has one or more functional groups selected from an ester group, a carboxyl group, and a hydroxyl group. In particular, a polar wax having a hydroxyl group is preferable from the viewpoint of the dispersibility of the wax component A and the chargeability of the toner. Moreover, since it becomes difficult to aggregate after a heat cycle, it becomes difficult to generate white haze.
本発明に使用するワックス成分Aは、以下の構造を有する炭化水素分子鎖を好ましくは含むものである。 The wax component A used in the present invention preferably contains a hydrocarbon molecular chain having the following structure.
すなわち、少なくとも下記部分構造式A乃至Eで表せる、二級炭素に水酸基を有する二級アルコールの構造を有する分子鎖、乃至一級炭素に水酸基を有する一級アルコールの構造を有する分子鎖を有することを必須とする。また同時に下記部分構造式C乃至Dで表せる、一級乃至二級の炭素にカルボキシル基を有する分子鎖を有することを必須とする。下記部分構造式A乃至E、C乃至Dは、それぞれ一つの炭化水素鎖に両方を有していても良い。さらに下記部分構造式Bで表せる、エステル結合を有するエステルの構造を有する分子鎖を有していても良い。より好ましくは、下記部分構造式A乃至E、C乃至D、Bで表されるアルコール構造、カルボキシル基、ならびにエステル結合をそれぞれ有する分子鎖を有する炭化水素鎖である。 That is, it is essential to have at least a molecular chain having a secondary alcohol structure having a hydroxyl group on a secondary carbon, or a molecular chain having a primary alcohol structure having a hydroxyl group on a primary carbon, which can be represented by the following partial structural formulas A to E. And At the same time, it is essential to have a molecular chain having a carboxyl group in primary or secondary carbon, which can be represented by the following partial structural formulas C to D. The following partial structural formulas A to E and C to D may each have both in one hydrocarbon chain. Furthermore, you may have the molecular chain which has the structure of the ester which can represent with the following partial structural formula B and has an ester bond. More preferably, it is a hydrocarbon chain having a molecular chain having an alcohol structure represented by the following partial structural formulas A to E, C to D, and B, a carboxyl group, and an ester bond.
また、一つの炭化水素鎖に任意の下記部分構造式A、B、C、D及びEの構造を有していても良い。 Moreover, you may have the structure of arbitrary following partial structural formula A, B, C, D, and E in one hydrocarbon chain.
本発明に用いられるワックス成分AのDSC融解ピーク温度は、好ましくは60℃以上100℃以下であり、より好ましくは70℃以上90℃以下である。この範囲にあると、結着樹脂の重合時の微分散しやすさと、トナーを高温高湿下で長期間放置した場合のワックス成分Aの染み出しの抑制を両立することができる。そのため、トナーを高温高湿下で長期間放置した後、高温高湿下で画出しをした場合でも、スリーブ融着が発生しにくくなる。スリーブ融着とは、トナーから染み出したワックス成分Aがスリーブ表面を汚染して、トナーが帯電不良を起こす現象である。 The DSC melting peak temperature of the wax component A used in the present invention is preferably 60 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, more preferably 70 ° C. or higher and 90 ° C. or lower. Within this range, both the ease of fine dispersion during polymerization of the binder resin and the suppression of the exudation of the wax component A when the toner is allowed to stand for a long time under high temperature and high humidity can be achieved. Therefore, even when the toner is left for a long period of time under high temperature and high humidity and then imaged under high temperature and high humidity, sleeve fusion is less likely to occur. The sleeve fusion is a phenomenon in which the wax component A exuded from the toner contaminates the sleeve surface and causes the toner to be poorly charged.
本発明では、低温定着性や耐高温オフセット性を補うために、必要に応じてワックス成分Aをトナー化時にさらに添加しても良い。またワックス成分Aとは別の他のワックス成分Bを添加してもよい。ワックス成分Bは、結着樹脂の重合時に添加しても良いし、トナー化時に添加しても構わない。ワックス成分Aと同様に、好ましくは結着樹脂の重合時に添加することが、ワックス成分Bの分散性を高めることができるので良い。 In the present invention, in order to supplement low-temperature fixability and high-temperature offset resistance, the wax component A may be further added as needed when the toner is formed. Further, another wax component B different from the wax component A may be added. The wax component B may be added when the binder resin is polymerized or may be added when the toner is formed. Similarly to the wax component A, it is preferable to add it during the polymerization of the binder resin because the dispersibility of the wax component B can be improved.
本発明で用いるワックス成分Bとしては、示差走査熱量計(DSC)測定におけるワックス吸熱ピーク温度が70℃以上120℃以下であるものが良好な現像性を得るのに好ましい。 The wax component B used in the present invention preferably has a wax endothermic peak temperature of 70 ° C. or higher and 120 ° C. or lower in differential scanning calorimetry (DSC) measurement to obtain good developability.
本発明のトナーは更に磁性材料を含有させ磁性トナーとしても使用しても良い。この場合、磁性材料は着色剤の役割をかねることもできる。 The toner of the present invention may further contain a magnetic material and be used as a magnetic toner. In this case, the magnetic material can also serve as a colorant.
本発明において、磁性トナー中に含まれる磁性材料としては、マグネタイト、マグヘマイト、フェライト等の酸化鉄;鉄、コバルト、ニッケルのような金属或はこれらの金属アルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムのような金属の合金及びその混合物等が挙げられる。 In the present invention, the magnetic material contained in the magnetic toner includes iron oxides such as magnetite, maghemite, and ferrite; metals such as iron, cobalt, and nickel, or these metals aluminum, cobalt, copper, lead, magnesium, tin And alloys of metals such as zinc, antimony, beryllium, bismuth, cadmium, calcium, manganese, selenium, titanium, tungsten, vanadium, and mixtures thereof.
これらの強磁性体は平均粒子径が2μm以下、好ましくは0.05乃至0.5μmのものが好ましい。トナー中に含有させる量としては樹脂成分100質量部に対し、20乃至200質量部が良い。 These ferromagnetic materials have an average particle size of 2 μm or less, preferably 0.05 to 0.5 μm. The amount contained in the toner is preferably 20 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component.
本発明に用いられる着色剤は、黒色着色剤としてカーボンブラック,グラフト化カーボンや以下に示すイエロー/マゼンタ/シアン着色剤を用い黒色に調色されたものが利用可能である。 As the colorant used in the present invention, a black colorant that is toned in black using carbon black, grafted carbon or the following yellow / magenta / cyan colorant can be used.
イエロー着色剤としては、縮合アゾ化合物,イソインドリノン化合物,アンスラキノン化合物,アゾ金属錯体,メチン化合物,アリルアミド化合物に代表される化合物等が用いられる。 As the yellow colorant, compounds represented by condensed azo compounds, isoindolinone compounds, anthraquinone compounds, azo metal complexes, methine compounds, allylamide compounds, and the like are used.
マゼンタ着色剤としては、縮合アゾ化合物,ジケトピロロピロール化合物,アントラキノン,キナクリドン化合物,塩基染料レーキ化合物,ナフトール化合物,ベンズイミダゾロン化合物,チオインジゴ化合物,ペリレン化合物等が用いられる。 As the magenta colorant, condensed azo compounds, diketopyrrolopyrrole compounds, anthraquinones, quinacridone compounds, basic dye lake compounds, naphthol compounds, benzimidazolone compounds, thioindigo compounds, perylene compounds, and the like are used.
シアン着色剤としては、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体,アントラキノン化合物,塩基染料レーキ化合物等が利用できる。これらの着色剤は、単独又は混合し更には固溶体の状態で用いることができる。 As the cyan colorant, copper phthalocyanine compounds and derivatives thereof, anthraquinone compounds, basic dye lake compounds, and the like can be used. These colorants can be used alone or in combination and further in the form of a solid solution.
本発明の着色剤は、色相角,彩度,明度,耐候性,OHP透明性,トナー中への分散性の点から選択される。該着色剤の添加量は、樹脂100質量部に対し1乃至20質量部添加して用いられる。 The colorant of the present invention is selected from the viewpoints of hue angle, saturation, brightness, weather resistance, OHP transparency, and dispersibility in the toner. The colorant is added in an amount of 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin.
本発明の負帯電性トナーには、負帯電性トナーを負荷電性に制御する荷電制御剤を含有させることが好ましい。荷電制御剤として下記物質がある。 The negatively chargeable toner of the present invention preferably contains a charge control agent for controlling the negatively chargeable toner to be negatively charged. There are the following substances as charge control agents.
例えば有機金属化合物、キレート化合物が有効であり、モノアゾ金属化合物、アセチルアセトン金属化合物、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸系の金属化合物がある。他には、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、無水物、エステル類、ビスフェノール等のフェノール誘導体類などがある。 For example, an organic metal compound and a chelate compound are effective, and there are a monoazo metal compound, an acetylacetone metal compound, an aromatic hydroxycarboxylic acid, and an aromatic dicarboxylic acid metal compound. Other examples include aromatic hydroxycarboxylic acids, aromatic mono- and polycarboxylic acids and metal salts thereof, anhydrides, esters, and phenol derivatives such as bisphenol.
また、次に示した下記式(1)で表わされるアゾ系金属化合物が好ましい。 Further, an azo metal compound represented by the following formula (1) shown below is preferable.
特に、上記式(1)中の中心金属としてはFe又はCrが好ましい。また、上記式(1)中のアリーレン基に置換される置換基としてはハロゲン原子、アルキル基、またはアニリド基が好ましい。上記式(1)中のカウンターイオンとしては水素イオン、アルカリ金属アンモニウムイオン、脂肪族アンモニウムイオンが好ましい。またカウンターイオンの異なる化合物の混合物も好ましく用いられる。 In particular, Fe or Cr is preferable as the central metal in the above formula (1). Moreover, as a substituent substituted by the arylene group in the said Formula (1), a halogen atom, an alkyl group, or an anilide group is preferable. The counter ion in the above formula (1) is preferably a hydrogen ion, an alkali metal ammonium ion, or an aliphatic ammonium ion. A mixture of compounds having different counter ions is also preferably used.
あるいは、下記式(2)に示した塩基性有機酸金属化合物も負帯電性を与えるものであり、本発明に使用できる。 Alternatively, the basic organic acid metal compound represented by the following formula (2) also gives negative chargeability and can be used in the present invention.
特に、上記式(2)中の中心金属としてはFe,Cr,Si,Zn,ZrまたはAlが好ましい。また、上記式(2)中のアリーレン基に置換される置換基としてはアルキル基、アニリド基、アリール基、ハロゲン原子が好ましい。また、上記式(2)中のカウンターイオンは水素イオン、アンモニウムイオン、脂肪族アンモニウムイオンが好ましい。
負帯電用として好ましい制御剤として、以下のものが挙げられる。Spilon Black TRH、T−77、T−95(保土谷化学工業(株))、BONTRON(登録商標)S−34、S−44、S−54、E−84、E−88、E−89(オリエント化学工業(株))。
In particular, the central metal in the above formula (2) is preferably Fe, Cr, Si, Zn, Zr or Al. Moreover, as a substituent substituted by the arylene group in the said Formula (2), an alkyl group, an anilide group, an aryl group, and a halogen atom are preferable. The counter ion in the above formula (2) is preferably a hydrogen ion, an ammonium ion, or an aliphatic ammonium ion.
Preferred control agents for negative charging include the following. Spiron Black TRH, T-77, T-95 (Hodogaya Chemical Co., Ltd.), BONTRON (registered trademark) S-34, S-44, S-54, E-84, E-88, E-89 ( Orient Chemical Industry Co., Ltd.).
荷電制御剤を負帯電性トナーに含有させる方法としては、負帯電性トナー粒子内部に添加する方法と外添する方法がある。これらの電荷制御剤の使用量としては、結着樹脂の種類、他の添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではない。好ましくは結着樹脂100質量部に対して0.1質量部以上10質量部以下の範囲で用いられる。1−ヒドロキシ−4−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレートのような4級アンモニウム塩;これらの類似体であるホスホニウム塩のようなオニウム塩及びこれらのレーキ顔料;トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、燐タングステン酸、燐モリブデン酸、燐タングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物など);高級脂肪酸の金属塩;ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイドのようなジオルガノスズオキサイド;ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレートのようなジオルガノスズボレート類、等が挙げられる。これらを単独で或いは2種類以上組み合わせて用いることができる。 As a method of incorporating the charge control agent into the negatively chargeable toner, there are a method of adding it inside the negatively chargeable toner particles and a method of adding it externally. The amount of these charge control agents to be used is determined by the toner production method including the type of binder resin, the presence or absence of other additives, and a dispersion method, and is not uniquely limited. Preferably, it is used in the range of 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin. Quaternary ammonium salts such as 1-hydroxy-4-naphthosulfonate, tetrabutylammonium tetrafluoroborate; onium salts such as phosphonium salts and their lake pigments; analogs thereof; triphenylmethane dyes and these Lake pigments (phosphorungstic acid, phosphomolybdic acid, phosphotungsten molybdic acid, tannic acid, lauric acid, gallic acid, ferricyanide, ferrocyanide, etc.); metal salts of higher fatty acids; dibutyltin oxide And diorganotin oxides such as dioctyltin oxide and dicyclohexyltin oxide; diorganotin borates such as dibutyltin borate, dioctyltin borate and dicyclohexyltin borate, and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
荷電制御剤は、結着樹脂100質量部当たり0.01質量部以上20質量部以下の範囲で使用するのが良い。 The charge control agent is preferably used in the range of 0.01 parts by mass or more and 20 parts by mass or less per 100 parts by mass of the binder resin.
本発明のトナーには、流動性向上剤を添加しても良い。流動性向上剤は、トナー粒子に外添することにより、流動性が添加前後を比較すると増加し得るものである。このような流動性向上剤としては、例えば、フッ化ビニリデン微粉末、ポリテトラフウルオロエチレン微粉末の如きフッ素系樹脂粉末;湿式製法シリカ、乾式製法シリカの如き微粉末シリカ、微粉末酸化チタン、微粉末アルミナ、それらをシラン化合物、チタンカップリング剤、シリコーンオイルにより表面処理を施した処理微粉末;酸化亜鉛、酸化スズの如き酸化物;チタン酸ストロンチウムやチタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、ジルコン酸ストロンチウムやジルコン酸カルシウムの如き複酸化物;炭酸カルシウム及び、炭酸マグネシウムの如き炭酸塩化合物等が挙げられる。 A fluidity improver may be added to the toner of the present invention. The fluidity improver can be added to the toner particles to increase the fluidity before and after the addition. Examples of such fluidity improvers include fluorine resin powders such as fine vinylidene fluoride powder and polytetrafluoroethylene fine powder; fine powder silica such as wet process silica and dry process silica, and fine powder titanium oxide. , Fine powder alumina, fine powder treated with silane compound, titanium coupling agent, silicone oil; oxides such as zinc oxide and tin oxide; strontium titanate, barium titanate, calcium titanate, zircon Examples thereof include double oxides such as strontium acid and calcium zirconate; calcium carbonate and carbonate compounds such as magnesium carbonate.
好ましい流動性向上剤としては、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成された微粉末であり、いわゆる乾式法シリカ又はヒュームドシリカと称されるものである。例えば、四塩化ケイ素ガスの酸水素焔中における熱分解酸化反応を利用するもので、基礎となる反応式は次のようなものである。
SiCl4+2H2+O2→SiO2+4HCl
A preferred fluidity improver is a fine powder produced by vapor phase oxidation of a silicon halogen compound, and is referred to as so-called dry process silica or fumed silica. For example, a thermal decomposition oxidation reaction of silicon tetrachloride gas in an oxyhydrogen flame is used, and the basic reaction formula is as follows.
SiCl 4 + 2H 2 + O 2 → SiO 2 + 4HCl
この製造工程において、塩化アルミニウム又は塩化チタン等の他の金属ハロゲン化合物をケイ素ハロゲン化合物と共に用いることによってシリカと他の金属酸化物の複合微粉体を得ることも可能であり、シリカとしてはそれらも包含する。その粒径は、平均の一次粒径として、0.001乃至2μmの範囲内であることが好ましく、特に0.002乃至0.2μmの範囲内のシリカ微粉体を使用することが好ましい。 In this production process, it is also possible to obtain composite fine powders of silica and other metal oxides by using other metal halogen compounds such as aluminum chloride or titanium chloride together with silicon halogen compounds. To do. The average primary particle size is preferably in the range of 0.001 to 2 μm, and it is particularly preferable to use silica fine powder in the range of 0.002 to 0.2 μm.
さらには、本発明に用いられる流動性向上剤としては、前記ケイ素ハロゲン化合物の気相酸化により生成されたシリカ微粉体に疎水化処理した処理シリカ微粉体がより好ましい。前記処理シリカ微粉体において、メタノール滴定試験によって測定された疎水化度が30乃至80の範囲の値を示すようにシリカ微粉体を処理したものが特に好ましい。 Furthermore, as the fluidity improver used in the present invention, a treated silica fine powder obtained by hydrophobizing a silica fine powder produced by vapor phase oxidation of the silicon halogen compound is more preferable. In the treated silica fine powder, it is particularly preferable to treat the silica fine powder so that the degree of hydrophobicity measured by a methanol titration test is in the range of 30 to 80.
疎水化方法としては、シリカ微粉体と反応或いは物理吸着する有機ケイ素化合物等で化学的に処理することによって付与される。好ましい方法としては、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成されたシリカ微粉体を有機ケイ素化合物で処理する。 As a hydrophobizing method, it is applied by chemical treatment with an organosilicon compound that reacts or physically adsorbs with silica fine powder. As a preferred method, silica fine powder produced by vapor phase oxidation of a silicon halogen compound is treated with an organosilicon compound.
前記流動性向上剤は、BET法で測定した窒素吸着による比表面積が30m2/g以上、好ましくは50m2/g以上のものが良好な結果を与える。トナー100質量部に対して流動性向上剤を総量で0.01乃至8質量部、好ましくは0.1乃至4質量部使用することが良い。 As the fluidity improver, those having a specific surface area of 30 m 2 / g or more, preferably 50 m 2 / g or more by nitrogen adsorption measured by the BET method, give good results. A total of 0.01 to 8 parts by mass, preferably 0.1 to 4 parts by mass of the fluidity improver is used with respect to 100 parts by mass of the toner.
本発明のトナーは、前記流動性向上剤と混合して、また必要に応じてさらに他の外添剤(例えば荷電制御剤等)と混合して一成分現像剤として用いることができ、またキャリアと併用して二成分現像剤として用いることができる。二成分現像方法に用いる場合のキャリアとしては、従来知られているものがすべて使用可能である。具体的には、表面酸化又は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類等の金属及びそれらの合金又は酸化物等の、平均粒径20乃至300μmの粒子が好ましくは使用される。 The toner of the present invention can be used as a one-component developer by mixing with the fluidity improver and, if necessary, further mixing with other external additives (for example, a charge control agent). And can be used as a two-component developer. As the carrier for use in the two-component development method, all conventionally known carriers can be used. Specifically, particles having an average particle diameter of 20 to 300 μm, such as metal such as surface oxidized or unoxidized iron, nickel, cobalt, manganese, chromium, rare earth, and alloys or oxides thereof, are preferably used.
また、それらキャリア粒子の表面に、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリエステル樹脂等の物質を付着又は被覆させたもの等が好ましく使用される。 Further, those obtained by adhering or coating substances such as styrene resin, acrylic resin, silicone resin, fluorine resin, polyester resin on the surface of the carrier particles are preferably used.
本発明のトナーを作製するには、結着樹脂及び着色剤を少なくとも含有する混合物が材料として用いられるが、必要に応じて磁性体やワックス、荷電制御剤、その他の添加剤等が用いられる。これらの材料をヘンシェルミキサー又はボールミルの如き混合機により十分混合してから、ロール、ニーダー及びエクストルーダーの如き熱混練機を用いて溶融、捏和及び混練して樹脂類を互いに相溶せしめた中に、ワックスや磁性体を分散せしめる。そして冷却固化後、粉砕及び分級を行ってトナーを得ることができる。 In order to produce the toner of the present invention, a mixture containing at least a binder resin and a colorant is used as a material, and a magnetic material, wax, a charge control agent, other additives, and the like are used as necessary. These materials are thoroughly mixed by a mixer such as a Henschel mixer or a ball mill, and then melted, kneaded and kneaded using a heat kneader such as a roll, a kneader and an extruder so that the resins are mutually compatible. Disperse the wax and magnetic material. After cooling and solidification, the toner can be obtained by pulverization and classification.
混合機としては、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)、スーパーミキサー(カワタ社製)、ナウターミキサー(ホソカワミクロン社製)が挙げられる。 Examples of the mixer include a Henschel mixer (manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.), a super mixer (manufactured by Kawata Corp.), and a nauter mixer (manufactured by Hosokawa Micron Corp.).
混練機としては、例えばKRCニーダー(栗本鉄工所社製);ブス・コ・ニーダー(Buss社製);TEM型押出機(東芝機械社製);TEX二軸混練機(日本製鋼所社製);PCM混練機(池貝鉄工所社製)が挙げられる。 As a kneading machine, for example, KRC kneader (manufactured by Kurimoto Iron Works); Bus co-kneader (manufactured by Buss); TEM type extruder (manufactured by Toshiba Machine); TEX twin-screw kneader (manufactured by Nippon Steel Works) A PCM kneader (manufactured by Ikekai Iron Works Co., Ltd.).
粉砕機としては、例えばイノマイザ(ホソカワミクロン社製);クリプトロン(川崎重工業社製);ターボミル(ターボ工業社製)が挙げられる。 Examples of the pulverizer include an inomizer (manufactured by Hosokawa Micron); a kryptron (manufactured by Kawasaki Heavy Industries); and a turbo mill (manufactured by Turbo Industry).
分級機としては、例えばターボクラッシファイアー(日清エンジニアリング社製);ミクロンセパレータ、ターボプレックス(ATP)、TSPセパレータ(ホソカワミクロン社製);エルボージェット(日鉄鉱業社製が挙げられる。 Examples of the classifier include turbo classifier (manufactured by Nissin Engineering Co., Ltd.); micron separator, turboplex (ATP), TSP separator (manufactured by Hosokawa Micron Co.); elbow jet (manufactured by Nittetsu Mining Co., Ltd.).
粗粒等をふるい分けるために用いられる篩い装置としては、例えばウルトラソニック(晃栄産業社製);レゾナシーブ、ジャイロシフター(徳寿工作所社)等が挙げられる。 Examples of the sieving device used for sieving coarse particles and the like include Ultrasonic (manufactured by Sakae Sangyo Co., Ltd.); Resona sieve, gyro shifter (Tokuju Kogakusha Co., Ltd.), and the like.
なお、本発明のトナーは、重量平均粒子径(D4)が3.0μm以上10.0μm以下であることが好ましい。 The toner of the present invention preferably has a weight average particle diameter (D4) of 3.0 μm or more and 10.0 μm or less.
本発明に係る各種物性の測定について以下に説明する。 The measurement of various physical properties according to the present invention will be described below.
<結着樹脂中のTHF不溶分の測定方法>
結着樹脂中の樹脂成分のTHF不溶分は、以下のようにして測定する。
<Measurement method of THF-insoluble matter in binder resin>
The THF-insoluble content of the resin component in the binder resin is measured as follows.
結着樹脂約1.0gを秤量(W1g)し、予め秤量した円筒濾紙(例えば、商品名No.86R(サイズ28×100mm)、アドバンテック東洋社製)に入れてソックスレー抽出器にセットする。そして、溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)200mlを用いて16時間抽出する。このとき、溶媒の抽出サイクルが約5分に一回になるような還流速度で抽出を行う。 About 1.0 g of the binder resin is weighed (W1 g), put in a pre-weighed cylindrical filter paper (for example, trade name No. 86R (size 28 × 100 mm), manufactured by Advantech Toyo), and set in a Soxhlet extractor. Then, extraction is performed for 16 hours using 200 ml of tetrahydrofuran (THF) as a solvent. At this time, extraction is performed at a reflux rate such that the solvent extraction cycle is about once every 5 minutes.
抽出終了後、円筒ろ紙を取り出して風乾した後、40℃で8時間真空乾燥し、抽出残分を含む円筒濾紙の質量を秤量し、円筒濾紙の質量を差し引くことにより、抽出残分の質量(W2g)を算出する。 After the extraction is completed, the cylindrical filter paper is taken out and air-dried, and then vacuum-dried at 40 ° C. for 8 hours. The mass of the cylindrical filter paper including the extraction residue is weighed, and the mass of the extraction residue is subtracted from the mass of the cylindrical filter paper ( W2g) is calculated.
そして、樹脂成分以外の成分の含有量(W3g)を下記式(1)のように差し引くことによって、THF不溶分を求めることができる。
THF不溶分(質量%)={(W2−W3)/(W1−W3)}×100・・・(1)
And a THF insoluble content can be calculated | required by subtracting content (W3g) of components other than a resin component like following formula (1).
THF insoluble matter (mass%) = {(W2-W3) / (W1-W3)} × 100 (1)
樹脂成分以外の成分の含有量は、公知の分析手段によって測定することができる。分析が困難な場合には、以下のようにして樹脂成分以外の成分の含有量(トナー中の焼却残灰分(W3’g))を見積もり、その含有量を差し引くことによって、THF不溶分を求めることができる。 Content of components other than a resin component can be measured by a well-known analysis means. When the analysis is difficult, the content of components other than the resin component (incineration residual ash content (W3′g)) in the toner is estimated as follows, and the THF-insoluble content is obtained by subtracting the content. be able to.
結着樹脂中の焼却残灰分は以下の手順で求める。予め秤量した30mlの磁性るつぼに約2gのトナーを秤量(Wag)する。るつぼを電気炉に入れ約900℃で約3時間加熱し、電気炉中で放冷し、常温下でデシケーター中に1時間以上放冷し、焼却残灰分を含むるつぼの質量を秤量し、るつぼの質量を差し引くことにより焼却残灰分(Wbg)を算出する。そして、下記式(2)により、試料W1g中の焼却残灰分の質量(W3’g)を算出する。
W3’=W1×(Wb/Wa)・・・(2)
The incineration residual ash content in the binder resin is obtained by the following procedure. About 2 g of toner is weighed (Wag) into a 30 ml magnetic crucible weighed in advance. Put the crucible in an electric furnace, heat at about 900 ° C for about 3 hours, let cool in the electric furnace, let it cool in a desiccator at room temperature for more than 1 hour, weigh the mass of the crucible containing the incineration residual ash, and crucible The incineration residual ash content (Wbg) is calculated by subtracting the mass of. And the mass (W3'g) of the incineration residual ash content in sample W1g is computed by following formula (2).
W3 ′ = W1 × (Wb / Wa) (2)
この場合、THF不溶分は、下記式(3)で求められる。
THF不溶分(質量%)={(W2−W3’)/(W1−W3’)}
×100・・(3)
In this case, the THF-insoluble matter is obtained by the following formula (3).
THF insoluble matter (mass%) = {(W2-W3 ′) / (W1-W3 ′)}
× 100 (3)
<ワックス成分の融点の測定方法>
ワックスの最大吸熱ピークのピーク温度は、示差走査熱量分析装置「Q1000」(TA Instruments社製)を用いてASTM D3418−82に準じて測定する。
<Measuring method of melting point of wax component>
The peak temperature of the maximum endothermic peak of the wax is measured according to ASTM D3418-82 using a differential scanning calorimeter “Q1000” (manufactured by TA Instruments).
装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。 The temperature correction of the device detection unit uses the melting points of indium and zinc, and the correction of heat uses the heat of fusion of indium.
具体的には、ワックス成分約2mgを精秤し、これをアルミニウム製のパンの中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用い、測定温度範囲30乃至200℃の間で、昇温速度10℃/minで測定を行う。尚、測定においては、一度200℃まで昇温させ、続いて30℃まで降温し、その後に再度昇温を行う。この2度目の昇温過程での温度30乃至200℃の範囲におけるDSC曲線の最大の吸熱ピークを、本発明のトナーのDSC測定における吸熱曲線の最大吸熱ピークとする。 Specifically, about 2 mg of the wax component is precisely weighed, placed in an aluminum pan, an empty aluminum pan is used as a reference, and the temperature rising rate is between a temperature range of 30 to 200 ° C. Measurement is performed at 10 ° C./min. In the measurement, the temperature is once raised to 200 ° C., subsequently lowered to 30 ° C., and then the temperature is raised again. The maximum endothermic peak of the DSC curve in the temperature range of 30 ° C. to 200 ° C. in the second temperature raising process is defined as the maximum endothermic peak of the endothermic curve in the DSC measurement of the toner of the present invention.
<重量平均粒径(D4)の測定方法>
トナーの重量平均粒径(D4)は、以下のようにして算出する。測定装置としては、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)を用いる。測定条件の設定及び測定データの解析は、付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いる。尚、測定は実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで行なう。
<Measurement method of weight average particle diameter (D4)>
The weight average particle diameter (D4) of the toner is calculated as follows. As a measuring device, a precise particle size distribution measuring device “
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。 As the electrolytic aqueous solution used for the measurement, special grade sodium chloride is dissolved in ion-exchanged water so as to have a concentration of about 1% by mass, for example, “ISOTON II” (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) can be used.
尚、測定、解析を行なう前に、以下のように前記専用ソフトの設定を行なった。 Prior to measurement and analysis, the dedicated software was set as follows.
前記専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更」画面において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。「閾値/ノイズレベルの測定ボタン」を押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、「測定後のアパーチャーチューブのフラッシュ」にチェックを入れる。 On the “Change Standard Measurement Method (SOM)” screen of the dedicated software, set the total count in the control mode to 50,000 particles, set the number of measurements once, and set the Kd value to “standard particles 10.0 μm” (Beckman Coulter Set the value obtained using By pressing the “Threshold / Noise Level Measurement Button”, the threshold and noise level are automatically set. In addition, the current is set to 1600 μA, the gain is set to 2, the electrolyte is set to ISOTON II, and the “aperture tube flush after measurement” is checked.
前記専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定」画面において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μmから60μmまでに設定する。 In the “Pulse to particle size conversion setting” screen of the dedicated software, the bin interval is set to logarithmic particle size, the particle size bin is set to 256 particle size bin, and the particle size range is set to 2 μm to 60 μm.
具体的な測定法は以下の通りである。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250ml丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mlを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行なう。そして、専用ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100ml平底ビーカーに前記電解水溶液約30mlを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.3ml加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispension System Tetora150」(日科機バイオス社製)を準備する。超音波分散器の水槽内に約3.3lのイオン交換水を入れ、この水槽中にコンタミノンNを約2ml添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。尚、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行なう。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行ない、重量平均粒径(D4)を算出する。尚、前記専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、「分析/体積統計値(算術平均)」画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)である。
The specific measurement method is as follows.
(1) About 200 ml of the electrolytic aqueous solution is put in a glass 250 ml round bottom beaker exclusively for
(2) About 30 ml of the electrolytic aqueous solution is put into a glass 100 ml flat bottom beaker. In this, "Contaminone N" (nonionic surfactant, anionic surfactant, 10% by weight aqueous solution of neutral detergent for pH7 precision measuring instrument cleaning, made by organic builder, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. About 0.3 ml of a diluted solution obtained by diluting 3) with ion-exchanged water is added.
(3) Two oscillators with an oscillation frequency of 50 kHz are incorporated with the phase shifted by 180 degrees, and an ultrasonic disperser “Ultrasonic Dissipation System Tetora 150” (manufactured by Nikki Bios Co., Ltd.) having an electrical output of 120 W is prepared. About 3.3 l of ion-exchanged water is placed in the water tank of the ultrasonic disperser, and about 2 ml of Contaminone N is added to the water tank.
(4) The beaker of (2) is set in the beaker fixing hole of the ultrasonic disperser, and the ultrasonic disperser is operated. And the height position of a beaker is adjusted so that the resonance state of the liquid level of the electrolyte solution in a beaker may become the maximum.
(5) In a state where the electrolytic aqueous solution in the beaker of (4) is irradiated with ultrasonic waves, about 10 mg of toner is added to the electrolytic aqueous solution little by little and dispersed. Then, the ultrasonic dispersion process is continued for another 60 seconds. In the ultrasonic dispersion, the temperature of the water tank is appropriately adjusted so as to be 10 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.
(6) To the round bottom beaker of (1) installed in the sample stand, the electrolyte solution of (5) in which the toner is dispersed is dropped using a pipette, and the measurement concentration is adjusted to about 5%. . The measurement is performed until the number of measured particles reaches 50,000.
(7) The measurement data is analyzed with the dedicated software attached to the apparatus, and the weight average particle diameter (D4) is calculated. The “average diameter” on the “analysis / volume statistics (arithmetic average)” screen when the graph / volume% is set by the dedicated software is the weight average particle diameter (D4).
以下に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、これは本発明を何ら限定するものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the examples.
まず、本実施例で用いた結着樹脂の製法を以下に示す。表2にそれぞれの結着樹脂の特徴、溶融混練の有無、薄膜蒸発機の条件を示す。また、本発明に用いたワックス成分A及びワックス成分Bを表1に示す。 First, the method for producing the binder resin used in this example is shown below. Table 2 shows the characteristics of each binder resin, the presence or absence of melt kneading, and the conditions of the thin film evaporator. Table 1 shows the wax component A and the wax component B used in the present invention.
(ポリエステル系樹脂成分の製造例)
ポリエステルモノマーを下記比率で混合する。
・前記式(A)で表されるビスフェノール誘導体(R・プロピレン基,x+yの平均値・ 2.2) 1.150mol
・テレフタル酸 0.430mol
・イソフタル酸 0.390mol
・フマル酸 0.010mol
・ドデセニル無水琥珀酸 0.170mol
(Production example of polyester resin component)
The polyester monomer is mixed in the following ratio.
-Bisphenol derivative represented by the formula (A) (R-propylene group, average value of x + y-2.2) 1.150 mol
・ Terephthalic acid 0.430 mol
・ Isophthalic acid 0.390 mol
・ Fumaric acid 0.010 mol
・ Dodecenyl succinic anhydride 0.170 mol
これらに触媒としてテトラブチルチタネート0.1質量%を添加し、220℃で縮合重合して、不飽和ポリエステル樹脂P−1(Tg=58℃、メインピーク分子量=7800、数平均分子量(Mn)=4600、Mw/Mn=2.1、酸価=5mgKOH/g、水酸基価=37mgKOH/g)を得た。 To these, 0.1% by mass of tetrabutyl titanate as a catalyst was added and subjected to condensation polymerization at 220 ° C. to obtain unsaturated polyester resin P-1 (Tg = 58 ° C., main peak molecular weight = 7800, number average molecular weight (Mn) = 4600, Mw / Mn = 2.1, acid value = 5 mgKOH / g, hydroxyl value = 37 mgKOH / g).
(結着樹脂の製造例1)
不飽和ポリエステル樹脂P−1・74.0質量部と、ビニル系モノマーとして、スチレン・18.0質量部、アクリル酸ブチル・6.5質量部、マレイン酸モノブチル・1.5質量部、開始剤として2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3(10時間半減期温度128.4℃)・0.08質量部と、ワックス成分Aとしてワックス成分1を1.0質量部と、ワックス成分Bとしてフィッシャートロプシュワックス(融点105℃)・2.0質量部とを混合した。このビニル系モノマー/ポリエステル樹脂/ワックス成分A/ワックス成分B混合物を120℃で10時間かけて重合後、さらに150℃に温度を上げて3時間保持して未反応のビニル系モノマーを重合させたのち、さらに180℃に温度を上げて、5時間減圧することによって、架橋反応とアルコール除去を実施し、ハイブリッド樹脂を得た。
(Binder Resin Production Example 1)
Unsaturated polyester resin P-1 · 74.0 parts by mass, and vinyl monomer, styrene · 18.0 parts by mass, butyl acrylate · 6.5 parts by mass, monobutyl maleate · 1.5 parts by mass,
得られたハイブリッド樹脂を冷却固化して粉砕した後に、固化物を溶融混練して、さらに、この樹脂を、溶融状態のまま、薄膜蒸発機(EXEVA EX−02型)に導入した。EXEVAの条件としては、樹脂厚さ・3mm、タンク内温度設定・190℃、攪拌回転数・250rpm、減圧度・1Torrとした。フィード量は、50kg/m2hとした。 After cooling and solidifying the obtained hybrid resin, the solidified product was melt-kneaded, and this resin was introduced into a thin film evaporator (EXEVA EX-02 type) in a molten state. The conditions of the EXEVA were as follows: resin thickness: 3 mm, tank temperature setting: 190 ° C., stirring rotation speed: 250 rpm, pressure reduction degree: 1 Torr. The feed amount was 50 kg / m 2 h.
EXEVA通過後、樹脂を取り出し、粉砕し、ハイブリッド樹脂を得た。これを結着樹脂1とする。 After passing through EXEVA, the resin was taken out and pulverized to obtain a hybrid resin. This is designated as binder resin 1.
この樹脂は、テトラヒドロフラン不溶分は20.0%、軟化点は131℃であった。 This resin had a tetrahydrofuran insoluble content of 20.0% and a softening point of 131 ° C.
(結着樹脂の製造例2)
結着樹脂の製造例1において、減圧度を0.9Torrとした以外は、結着樹脂の製造例1と同様にして、結着樹脂2を得た。
(Binder Resin Production Example 2)
(結着樹脂の製造例3)
結着樹脂の製造例2において、ジャケット温度設定を175℃とした以外は、結着樹脂の製造例2と同様にして、結着樹脂3を得た。
(Binder Resin Production Example 3)
(結着樹脂の製造例4)
結着樹脂の製造例3において、ワックス成分1の添加量を2.0質量部とした以外は、結着樹脂の製造例3と同様にして、結着樹脂4を得た。
(Binder Resin Production Example 4)
Binder resin 4 was obtained in the same manner as in Binder resin production example 3 except that the amount of wax component 1 added was 2.0 parts by mass in Binder resin production example 3.
(結着樹脂の製造例5)
結着樹脂の製造例4において、ビニル系モノマーに用いるマレイン酸モノブチルをマレイン酸モノエチル(1.5質量部)に変更した以外は、結着樹脂の製造例4と同様にして、結着樹脂5を得た。
(Binder Resin Production Example 5)
(結着樹脂の製造例6)
結着樹脂の製造例5において、ビニル系モノマーに用いるマレイン酸モノエチルの量を0.2質量部に変更した以外は、結着樹脂の製造例5と同様にして、結着樹脂6を得た。
(Binder Resin Production Example 6)
(結着樹脂の製造例7)
結着樹脂の製造例5において、ビニル系モノマーに用いるマレイン酸モノエチルの量を16.0質量部に変更した以外は、結着樹脂の製造例5と同様にして、結着樹脂7を得た。
(Binder Resin Production Example 7)
(結着樹脂の製造例8)
結着樹脂の製造例4において、ビニル系モノマーに用いるマレイン酸モノブチルをマレイン酸ジブチル(16.0質量部)に変更した以外は、結着樹脂の製造例4と同様にして、結着樹脂8を得た。
(Binder Resin Production Example 8)
Binder resin production example 4 was the same as binder resin production example 4 except that monobutyl maleate used for the vinyl monomer was changed to dibutyl maleate (16.0 parts by mass). Got.
(結着樹脂の製造例9)
結着樹脂の製造例4において、ビニル系モノマーを、スチレン・18.0質量部、アクリル酸ブチル・6.5質量部、アクリル酸・1.5質量部、開始剤として2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3(10時間半減期温度128.4℃)・0.08質量部とした以外は、結着樹脂の製造例4と同様にして、結着樹脂9を得た。
(Binder Resin Production Example 9)
In production example 4 of the binder resin, the vinyl monomer was styrene 18.0 parts by mass, butyl acrylate 6.5 parts by mass, acrylic acid 1.5 parts by mass, and 2,5-dimethyl-as an initiator. Except for setting the amount of 2,5-bis (t-butylperoxy) hexyne-3 (10-hour half-life temperature 128.4 ° C.) · 0.08 parts by mass in the same manner as in Binder Resin Production Example 4, A
(結着樹脂の製造例10)
結着樹脂の製造例9において、ワックス成分1をワックス成分2にした以外は、結着樹脂の製造例9と同様にして、結着樹脂10を得た。
(Binder Resin Production Example 10)
A
(結着樹脂の製造例11)
結着樹脂の製造例9において、ワックス成分1をワックス成分3にした以外は、結着樹脂の製造例9と同様にして、結着樹脂11を得た。
(Binder Resin Production Example 11)
A
(結着樹脂の製造例12)
ポリエステル系モノマーとして、ビスフェノールAプロピレンオキシド2モル付加物20.0質量部、ビスフェノールAプロピレンオキシド3モル付加物13.0質量部、テレフタル酸6.0質量部、イソフタル酸6.0質量部及び縮合触媒としてテトラブチルチタネート0.1質量部を入れ、220℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させた。反応容器に無水トリメリット酸5.0質量部とワックス成分Aとしてワックス成分3を2.0質量部、ワックス成分Bとしてフィッシャートロプシュワックス(融点105℃)2.0質量部を加えた後、ビニル系モノマーとして、スチレン・18.0質量部、アクリル酸ブチル・6.5質量部、アクリル酸・1.5質量部、開始剤として2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3(10時間半減期温度128.4℃)・0.08質量部の混合物を160℃で攪拌しながら2時間かけて滴下し、ビニル系樹脂の反応を行った。その後210℃でポリエステル系樹脂の反応を行ない、結着樹脂を冷却固化して粉砕した後に、固化物を溶融混練して、さらに、この樹脂を、溶融状態のまま、薄膜蒸発機(EXEVA EX−02型)に導入した。EXEVAの条件は表2に示す通りである。EXEVA通過後、樹脂を取り出し、粉砕し、結着樹脂12を得た。
(Binder Resin Production Example 12)
As the polyester monomer, 20.0 parts by mass of bisphenol
(結着樹脂の製造例13)
ビスフェノールAプロピレンオキシド2モル付加物40.0質量部、ビスフェノールAプロピレンオキシド3モル付加物26.0質量部、テレフタル酸12.0質量部、イソフタル酸12.0質量部及び縮合触媒としてテトラブチルチタネート0.2質量部を入れ、220℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させた。次いで無水トリメリット酸10.0質量部とワックス成分3を2.0質量部とワックス成分Bとしてフィッシャートロプシュワックス(融点105℃)2.0質量部を加え、常圧密閉下2時間反応を行い、結着樹脂を冷却固化して粉砕した後に、固化物を溶融混練した。さらに、この樹脂を、溶融状態のまま、薄膜蒸発機(EXEVA EX−02型)に導入した。EXEVAの条件は表2に示す通りである。EXEVA通過後、樹脂を取り出し、粉砕し、結着樹脂13を得た。
(Binder Resin Production Example 13)
Bisphenol A
(結着樹脂の製造例14)
結着樹脂の製造例13において、ワックス成分3をワックス成分4にした以外は、結着樹脂の製造例13と同様にして、結着樹脂14を得た。
(Binder Resin Production Example 14)
A binder resin 14 was obtained in the same manner as in the binder resin production example 13 except that the
(結着樹脂の製造例15)
結着樹脂の製造例13において、ワックス成分3をワックス成分5にした以外は、結着樹脂の製造例13と同様にして、結着樹脂15を得た。
(Binder Resin Production Example 15)
Binder resin 15 was obtained in the same manner as in Binder resin production example 13 except that
(結着樹脂の製造例16)
結着樹脂の製造例13において、ワックス成分3をワックス成分6にした以外は、結着樹脂の製造例13と同様にして、結着樹脂16を得た。
(Binder Resin Production Example 16)
Binder resin 16 was obtained in the same manner as in Binder resin production example 13 except that
(結着樹脂の製造例17)
結着樹脂の製造例13において、ワックス成分3をワックス成分7にした以外は、結着樹脂の製造例13と同様にして、結着樹脂17を得た。
(Binder Resin Production Example 17)
A binder resin 17 was obtained in the same manner as in the binder resin production example 13 except that the
(比較用結着樹脂の製造例1)
結着樹脂の製造例17において、ワックス成分7を添加しなかった以外は、結着樹脂の製造例17と同様にして、比較用結着樹脂1を得た。
(Comparative Binder Resin Production Example 1)
In the binder resin production example 17, the comparative binder resin 1 was obtained in the same manner as in the binder resin production example 17 except that the
(比較用結着樹脂の製造例2)
結着樹脂の製造例17において、結着樹脂を冷却固化後に粉砕して、溶融混練をせずに、粉砕した固化物を単純に溶融させて溶融状態のまま薄膜蒸発機(EXEVA EX−02型)に導入した以外は、結着樹脂の製造例17と同様にして、比較用結着樹脂2を得た。
(Comparative Binder Resin Production Example 2)
In Production Example 17 of the binder resin, the binder resin was pulverized after cooling and solidification, and without melting and kneading, the pulverized solidified product was simply melted and remained in a molten state (EXEVA EX-02 type) The
(比較用結着樹脂の製造例3)
結着樹脂の製造例17において、重合後に冷却固化せずに溶融混練をして、溶融状態のまま薄膜蒸発機(EXEVA EX−02型)に導入した以外は、結着樹脂の製造例17と同様にして、比較用結着樹脂3を得た。
(Comparative binder resin production example 3)
Binder resin production example 17 was the same as binder resin production example 17 except that it was melt-kneaded without being cooled and solidified after polymerization and introduced into a thin film evaporator (EXEVA EX-02 type) in a molten state. Similarly, a
(比較用結着樹脂の製造例4)
スチレン70.0質量部、アクリル酸n−ブチル24.0質量部、マレイン酸モノブチル6.0質量部、ジ−t−ブチルパーオキサイド1.0質量部、ワックス成分Aとしてワックス成分7を2.0質量部、ワックス成分Bとしてフィッシャートロプシュワックス(融点105℃)2.0質量部をキシレン200.0質量部中に4時間かけて滴下し、キシレン還流下で重合を完了した。結着樹脂を冷却固化して粉砕した後に、固化物を溶融混練した。さらに、この樹脂を、溶融状態のまま、薄膜蒸発機(EXEVA EX−02型)に導入した。EXEVAの条件は表2に示す通りである。EXEVA通過後、樹脂を取り出し、粉砕し、比較用結着樹脂4を得た。
(Production Example 4 for Comparative Binder Resin)
70.0 parts by mass of styrene, 24.0 parts by mass of n-butyl acrylate, 6.0 parts by mass of monobutyl maleate, 1.0 part by mass of di-t-butyl peroxide, and 2.
(比較用結着樹脂の製造例5)
結着樹脂の製造例17において、結着樹脂を冷却固化、溶融混練後した後に、薄膜蒸発機に導入しなかった以外は、結着樹脂の製造例17と同様にして、比較用結着樹脂5を得た。なお溶融混練後は冷却固化して粉砕した。
(Comparative binder resin production example 5)
In the binder resin production example 17, after the binder resin was cooled and solidified, melted and kneaded, it was not introduced into the thin film evaporator, and was then used in the same manner as in the binder resin production example 17 except that the binder resin for comparison was used. 5 was obtained. After melt kneading, the mixture was cooled and solidified.
(比較用結着樹脂の製造例6)
不飽和ポリエステル樹脂P−1・40.0質量部と、ビニル系モノマーとして、スチレン・42.0質量部、アクリル酸ブチル・15.0質量部、マレイン酸モノブチル・3.0質量部、開始剤として2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3(10時間半減期温度128.4℃)・0.18質量部と、ワックス成分Aとしてワックス成分7を2.0質量部と、ワックス成分Bとしてフィッシャートロプシュワックス(融点105℃)・2.0質量部とを混合した。このビニル系モノマー/ポリエステル樹脂/ワックス成分A/ワックス成分Bの混合物を120℃で10時間かけて重合後、さらに150℃に温度を上げて3時間保持して未反応のビニル系モノマーを重合させたのち、さらに180℃に温度を上げて、5時間減圧することによって、架橋反応とアルコール除去を実施し、ハイブリッド樹脂を得た。
(Comparative Binder Resin Production Example 6)
Unsaturated polyester resin P-1, 40.0 parts by mass, and vinyl monomer as styrene, 42.0 parts by mass, butyl acrylate, 15.0 parts by mass, monobutyl maleate, 3.0 parts by mass,
得られたハイブリッド樹脂を冷却固化して粉砕した後に、固化物を溶融混練して、さらに、この樹脂を、溶融状態のまま、薄膜蒸発機(EXEVA EX−02型)に導入した。EXEVAの条件としては、樹脂厚さ・3mm、タンク内温度設定・175℃、攪拌回転数・250rpm、減圧度・0.9Torrとした。フィード量は、50kg/m2hとした。EXEVA通過後、樹脂を取り出し、粉砕し、ハイブリッド樹脂を得た。これを比較用結着樹脂6とする。
After cooling and solidifying the obtained hybrid resin, the solidified product was melt-kneaded, and this resin was introduced into a thin film evaporator (EXEVA EX-02 type) in a molten state. The conditions for the EXEVA were as follows: resin thickness: 3 mm, tank temperature setting: 175 ° C., stirring rotation speed: 250 rpm, pressure reduction degree: 0.9 Torr. The feed amount was 50 kg / m 2 h. After passing through EXEVA, the resin was taken out and pulverized to obtain a hybrid resin. This is designated as
(比較用結着樹脂の製造例7)
結着樹脂の製造例17において、ワックス成分7を添加しなかった以外は、結着樹脂の製造例17と同様にして、比較用結着樹脂7を得た。
(Comparative Binder Resin Production Example 7)
In the binder resin production example 17, a
(トナーの製造例1)
・結着樹脂1 100質量部
・ワックス成分1 3.0質量部
・磁性体 95質量部
(粒径0.21μm、抗磁力4.8kA/m、飽和磁化83.6Am2/kg、残留磁化 5.1Am2/kg)
・荷電制御剤(T−77 保土谷化学社製) 2.0質量部
上記原材料を450rpmに設定したヘンシェルミキサーで3分間予備混合した後、130rpmに設定した二軸混練押し出し機により、混練物の出口付近における直接温度が150℃以上160℃以下となるように設定温度を調節し、溶融混練した。得られた混練物を冷却し、カッターミルで粗粉砕した後、得られた粗粉砕物を、ターボミル(ターボ工業社製)を用いて微粉砕し、コアンダ効果を利用した多分割分級機を用いて分級し、トナー粒子1を得た。
(Toner Production Example 1)
Binder resin 1 100 parts by mass Wax component 1 3.0 parts by mass Magnetic substance 95 parts by mass (particle size 0.21 μm, coercive force 4.8 kA / m, saturation magnetization 83.6 Am 2 / kg,
Charge control agent (T-77 manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 2.0 parts by mass The above raw materials were premixed for 3 minutes with a Henschel mixer set at 450 rpm, and then mixed with a biaxial kneading extruder set at 130 rpm. The set temperature was adjusted so that the direct temperature near the outlet was 150 ° C. or higher and 160 ° C. or lower, and melt kneading was performed. The obtained kneaded product is cooled and coarsely pulverized by a cutter mill, and then the obtained coarsely pulverized product is finely pulverized using a turbo mill (manufactured by Turbo Kogyo Co., Ltd.) and a multi-division classifier using the Coanda effect is used. Then, toner particles 1 were obtained.
トナー粒子1の100質量部に対し、疎水性シリカ微粒子(ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成されたBET200m2/gのシリカ微粒子をヘキサメチルジシラザンで表面処理したもの)を1.3質量部添加し、ヘンシェルミキサーで外添混合してトナー1を得た。 1.3 parts by mass of hydrophobic silica fine particles (BET 200 m 2 / g silica fine particles generated by vapor phase oxidation of silicon halogen compound surface-treated with hexamethyldisilazane) with respect to 100 parts by mass of toner particles 1 The toner 1 was added and externally mixed with a Henschel mixer.
(トナーの製造例2乃至17、比較トナーの製造例1乃至7)
トナーの製造例1で、用いる結着樹脂、ワックス成分Aを表3のようにした以外は、トナーの製造例1と同様にしてトナー2乃至17及び比較トナー1乃至7を得た。
(Toner Production Examples 2 to 17, Comparative Toner Production Examples 1 to 7)
[実施例1乃至17、比較例1乃至7]
次に、上記のように調製されたトナー1乃至17及び比較トナー1乃至7を用いて評価を行った。評価機は磁性一成分方式のプリンターLaserJet P4515n(ヒューレットパッカード社製)を用いた。評価結果を表3に示す。
[Examples 1 to 17, Comparative Examples 1 to 7]
Next, evaluation was performed using toners 1 to 17 and comparative toners 1 to 7 prepared as described above. As an evaluation machine, a magnetic one-component printer LaserJet P4515n (manufactured by Hewlett-Packard Company) was used. The evaluation results are shown in Table 3.
(1)45℃/95%/30日に放置後の高温高湿下での画出し
トナーを45℃/95%の環境で30日間放置をする。その後トナーを所定のプロセスカートリッジに充填した。印字率2%となる横線パターンを2枚/1ジョブとして、ジョブとジョブの間にマシンがいったん停止してから次のジョブが始まるように設定したモードで、計15000枚の画出し試験を実施し、1枚目及び15000枚目での画像濃度を測定した。評価はトナー帯電性への影響がより厳しい高温高湿下(32.5℃,85%RH)と常温常湿下(25.0℃,60%RH)で行った。
(1) Image printing under high temperature and high humidity after leaving at 45 ° C./95%/30 days The toner is left in an environment of 45 ° C./95% for 30 days. Thereafter, a predetermined process cartridge was filled with toner. A horizontal line pattern with a printing rate of 2% is set to 2 sheets / job, and the machine is set to stop the next job after the machine stops between jobs. The image density on the first and 15000th sheets was measured. The evaluation was performed under high temperature and high humidity (32.5 ° C., 85% RH) and normal temperature and normal humidity (25.0 ° C., 60% RH), which have more severe effects on the toner charging property.
(2)スリーブ融着
上記(1)で実施した計15000枚の画出し試験後のスリーブ表面を目視で観察し、トナー汚染の程度を下記の基準で評価した。評価はスリーブ融着には厳しい条件である高温高湿下(32.5℃,85%RH)での画出しで行った。
A:汚染は観察されない。
B:軽微な汚染が観察される。
C:部分的に汚染が観察されるが、画像への影響はない。
D:部分的に汚染が観察され、画像への影響が見られる。
E:著しい汚染が観察される。
(C以上であれば実使用上は全く問題無いレベルである。)
(2) Sleeve Fusion The surface of the sleeve after a total of 15,000 image forming tests performed in (1) above was visually observed, and the degree of toner contamination was evaluated according to the following criteria. Evaluation was performed by image printing under high temperature and high humidity (32.5 ° C., 85% RH), which is a severe condition for sleeve fusion.
A: Contamination is not observed.
B: Minor contamination is observed.
C: Contamination is partially observed, but there is no influence on the image.
D: Contamination is partially observed and an influence on the image is observed.
E: Significant contamination is observed.
(If it is C or higher, there is no problem in practical use.)
(3)ブロッキング評価
10gのトナーを100mlのポリカップに入れ、50℃で3日放置した後、目視で評価する。
A:凝集物は見られない。
B:凝集物はわずかに見られるが容易に崩れる。
C:凝集物は見られるが容易に崩れる。
D:凝集物は見られるが振れば崩れる。
E:凝集物をつかむことができ容易に崩れない。
(C以上であれば実使用上は全く問題無いレベルである。)
(3) Blocking evaluation 10 g of toner is put in a 100 ml polycup, left at 50 ° C. for 3 days, and then visually evaluated.
A: Aggregates are not seen.
B: Aggregates are slightly seen but easily collapse.
C: Aggregates are seen but easily collapse.
D: Agglomerates are seen, but collapse if shaken.
E: Aggregates can be grasped and do not collapse easily.
(If it is C or higher, there is no problem in practical use.)
(4)ヒートサイクル試験後の高温高湿下での画出し
トナーのヒートサイクル試験は以下に示す通りである。
<1>25℃で1時間保持
<2>11時間かけて45℃まで直線的に温度を上げる
<3>45℃で1時間保持
<4>11時間かけて25℃まで直線的に温度を下げる
上記<1>乃至<4>までを1サイクルとして、計20サイクル行った。湿度は95%で一定とした。その後トナーを所定のプロセスカートリッジに充填した。印字率2%となる横線パターンを2枚/1ジョブとして、ジョブとジョブの間にマシンがいったん停止してから次のジョブが始まるように設定したモードで、計15000枚の画出し試験を実施し、1枚目及び15000枚目での画像濃度を測定した。評価はトナー帯電性への影響がより厳しい高温高湿下(32.5℃,85%RH)と常温常湿下(25.0℃,60%RH)で行った。
(4) Image output under high temperature and high humidity after heat cycle test The heat cycle test of the toner is as follows.
<1> Hold at 25 ° C for 1 hour <2> Increase temperature linearly to 45 ° C over 11 hours <3> Hold at 45 ° C for 1 hour <4> Reduce temperature linearly to 25 ° C over 11 hours The above <1> to <4> were taken as one cycle, and a total of 20 cycles were performed. The humidity was constant at 95%. Thereafter, a predetermined process cartridge was filled with toner. A horizontal line pattern with a printing rate of 2% is set to 2 sheets / job, and the machine is set to stop the next job after the machine stops between jobs. The image density on the first and 15000th sheets was measured. The evaluation was performed under high temperature and high humidity (32.5 ° C., 85% RH) and normal temperature and normal humidity (25.0 ° C., 60% RH), which have a more severe effect on the toner chargeability.
(5)白モヤ
上記(4)で準備したヒートサイクル試験後のトナーを所定のプロセスカートリッジに充填した。トナーの凝集性への影響がより厳しい高温高湿下(32.5℃,85%RH)で評価を行った。評価は1枚目から30枚目まで印字率25%のハーフトーンパターンを連続で通紙し、白モヤの発生状況を確認した。
A:発生なし。
B:1枚あたり1個の白モヤが発生するが、5枚以内の通紙で消失する。
C:1枚あたり2乃至5個の白モヤが発生するが、10枚以内の通紙で消失する。
D:1枚あたり6乃至10個の白モヤが発生するが、30枚以内の通紙で消失する。
E:1枚あたり11個以上の白モヤが発生し、30枚の通紙でも消失しない。
(C以上であれば実使用上は全く問題無いレベルである。)
(5) White haze The toner after the heat cycle test prepared in the above (4) was filled in a predetermined process cartridge. The evaluation was performed under high temperature and high humidity (32.5 ° C., 85% RH), where the influence on toner cohesion is more severe. In the evaluation, a halftone pattern having a printing rate of 25% was continuously fed from the first sheet to the 30th sheet, and the occurrence of white haze was confirmed.
A: No occurrence.
B: One white haze occurs per sheet, but disappears when five sheets or less pass.
C: 2 to 5 white haze occurs per sheet, but disappears when 10 sheets or less pass.
D: 6 to 10 white haze occurs per sheet, but disappears when 30 sheets or less pass.
E: 11 or more white haze occurs per sheet and does not disappear even when 30 sheets are passed.
(If it is C or higher, there is no problem in practical use.)
(6)低温定着性
定着こすり試験として、A4の複写機用普通紙(105g/m2)に単位面積あたりのトナー質量が0.5mg/cm2になるように調整し、濃度測定用の10mm×10mmの3ドット3スペース(600dpi)画像を多数有する画像を出力し、得られた定着画像を、50g/cm2の加重をかけたシルボン紙で5回摺擦し、摺擦後の画像濃度の低下率から以下に基づいて評価した。なお画像濃度の測定には、(マクベス反射濃度計(マクベス社製)を用い、原稿濃度が0.00の白地部分のプリントアウト画像に対する相対濃度を測定し、摺擦後の画像濃度の低下率を算出した。定着こすり試験による定着性は、A〜Bならば実用上問題は無い。評価は常温常湿下(25.0℃,60%RH)で行った。
A:5%未満
B:5%以上10%未満
C:10%以上20%未満
D:20%以上
(6) Low-temperature fixability As a fixing rubbing test, A4 plain paper for copying machines (105 g / m 2 ) was adjusted so that the toner mass per unit area was 0.5 mg / cm 2 , and 10 mm for density measurement. An image having many 3 × 3 space (600 dpi) images of × 10 mm is output, and the obtained fixed image is rubbed five times with sylbon paper applied with a weight of 50 g / cm 2 , and the image density after rubbing Evaluation was made based on the following from the rate of decrease in The image density was measured by using a Macbeth reflection densitometer (Macbeth Co., Ltd.), measuring the relative density with respect to the printout image of the white background portion where the document density was 0.00, and the rate of decrease in image density after rubbing. The fixability by the fixing rubbing test has no practical problem if it is A to B. The evaluation was performed under normal temperature and normal humidity (25.0 ° C., 60% RH).
A: Less than 5% B: 5% or more and less than 10% C: 10% or more and less than 20% D: 20% or more
1:樹脂入口、2:蒸気出口、3,4:熱媒出口、5,6:熱媒入口、7:樹脂出口、8:ディストリビュータ、9:スクリュー、10:タンク、11:回転軸、12:攪拌翼 1: resin inlet, 2: steam outlet, 3, 4: heat medium outlet, 5, 6: heat medium inlet, 7: resin outlet, 8: distributor, 9: screw, 10: tank, 11: rotating shaft, 12: Stirring blade
Claims (5)
該ワックス成分Aは、エステル基、カルボキシル基、水酸基から選ばれる一種以上の官能基を有し、
該結着樹脂は、
i)ポリエステル系樹脂成分を主成分とし、
ii)該ワックス成分Aの存在下で重合することにより合成されたものであり、重合後に冷却固化して、固化物を溶融混練して溶融状態で薄膜蒸発機に導入し、揮発成分を留去する工程を経て得られたものであることを特徴とするトナー。 A toner containing at least a binder resin, a colorant, and a wax component A;
The wax component A may have a ester group, a carboxyl group, one or more functional groups selected from hydroxyl,
The binder resin,
i) A polyester resin component as a main component,
ii) It was synthesized by polymerizing in the presence of the wax component A, and after cooling, solidified by cooling, the solidified product was melted and kneaded and introduced into a thin film evaporator in a molten state, and volatile components were distilled off. A toner obtained through the step of:
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