JP7566577B2 - Toner and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真法、静電記録法、トナージェット方式記録法などの方法によって形成される静電潜像を現像するためのトナーおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a toner for developing electrostatic latent images formed by methods such as electrophotography, electrostatic recording, and toner jet recording, and a method for producing the toner.
近年、複写機やプリンター、ファックスなどに用いられる乾式静電複写方式の電子写真においては、省エネルギー化が大きな技術的課題として考えられており、画像定着装置にかかる熱量の大幅な削減が望まれている。したがって、トナーにおいては、より少ないエネルギーでの画像定着が可能な、いわゆる「低温定着性」のニーズが高まっている。
トナーの低温定着性を改善するための一般的な方法としては、使用する結着樹脂の軟化を目的として、結着樹脂のガラス転移温度(Tg)を低くする方法や結着樹脂の分子量を小さくする方法が挙げられる。しかしながら、単に結着樹脂のTgを低くさせるだけ、あるいは分子量を小さくするだけでは、トナーの保存安定性の低下や、定着時の離型性不足による定着部材へのオフセットの発生などが起こる。
ガラス転移温度(Tg)を維持しながら、トナー強度を高めるために、結着樹脂の分子量を大きくしたり、結着樹脂に架橋構造を持たせたりすることが一般的に行われている。しかし、この方法のみでは一定以上にトナー強度を高めると、必然的に低温定着性が損なわれることとなる。
例えば、特許文献1では、パールネックレス状のシリカを添加することによって、トナー強度を大きくする方法が開示されている。
In recent years, energy saving has been considered a major technical issue in electrostatic copying electrophotography used in copiers, printers, faxes, etc., and a significant reduction in the amount of heat required for image fixing devices is desired. Therefore, there is an increasing need for toners that can fix images with less energy, that is, with so-called "low temperature fixability."
Common methods for improving the low-temperature fixability of a toner include lowering the glass transition temperature (Tg) of the binder resin or reducing the molecular weight of the binder resin in order to soften the binder resin used. However, simply lowering the Tg of the binder resin or reducing the molecular weight of the binder resin can result in a decrease in the storage stability of the toner and the occurrence of offset to the fixing member due to insufficient releasability during fixing.
In order to increase the strength of the toner while maintaining the glass transition temperature (Tg), it is common to increase the molecular weight of the binder resin or to make the binder resin have a crosslinked structure. However, if the toner strength is increased beyond a certain level by this method alone, the low-temperature fixability is inevitably impaired.
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-233633 discloses a method of increasing toner strength by adding pearl necklace-like silica.
特許文献1によれば、一般的なシリカに比べトナー強度を大きくすることができる。しかしながら、低温定着性が良好なトナーとした場合、結着樹脂とシリカの界面で割れやすくなり、長期使用でのトナーの割れ欠けよる部材汚染に課題があった。
これら課題に鑑み、本発明は、低温定着性が損なわれることなく、長期使用での割れ欠け抑制に優れたトナーを提供するものである。
According to Patent Document 1, the toner strength can be increased compared to that of general silica. However, when the toner has good low-temperature fixing property, the toner is easily cracked at the interface between the binder resin and the silica, and there is a problem of contamination of components due to cracks and chips of the toner over long-term use.
In view of these problems, the present invention provides a toner that is excellent in preventing cracking and chipping during long-term use without impairing low-temperature fixability.
本発明は、トナー粒子を含有するトナーであって、該トナー粒子が、結着樹脂、樹脂A、ケイ素を含有する粒子を含有し、
該樹脂Aは、後述の式(1)で表される構造(但し、式中のL
1
は後述の式(17)で表される構造または式(18)で表される構造である連結基)を有し、
該ケイ素を含有する粒子は、シリカもしくは有機ケイ素重合体から選択される少なくとも一つであることを特徴とするトナーに関する。
また、本発明は、上記構成のトナーの製造方法であって、
前記樹脂A、前記ケイ素を含有する粒子、及び重合性単量体を含有する重合性単量体組成物を水系媒体中に分散し、該水系媒体中で該重合性単量体組成物の粒子を形成する工程、該重合性単量体組成物の該粒子に含まれる該重合性単量体を重合する工程を有するトナーの製造方法に関する。
さらに、本発明は、上記構成のトナーの製造方法であって、
結着樹脂、前記樹脂A、前記ケイ素を含有する粒子を含有する混合物を溶融混練し、溶融混練物を得る工程、該溶融混練物を粉砕して粉砕物を得る工程を有するトナーの製造方法に関する。
The present invention relates to a toner containing toner particles, the toner particles containing a binder resin, a resin A, and silicon,
The resin A has a structure represented by the formula (1) described below (wherein L 1 in the formula is a linking group which is a structure represented by the formula (17) or a structure represented by the formula (18) described below) ,
The toner is characterized in that the silicon-containing particles are at least one selected from the group consisting of silica and organosilicon polymers.
The present invention also provides a method for producing the toner having the above-mentioned configuration, comprising the steps of:
The present invention relates to a method for producing a toner, the method comprising the steps of dispersing the resin A, the silicon-containing particles, and a polymerizable monomer composition containing a polymerizable monomer in an aqueous medium, forming particles of the polymerizable monomer composition in the aqueous medium, and polymerizing the polymerizable monomer contained in the particles of the polymerizable monomer composition.
Furthermore, the present invention provides a method for producing the toner having the above-mentioned configuration,
The present invention relates to a method for producing a toner, comprising the steps of melt-kneading a mixture containing a binder resin, the resin A, and the silicon-containing particles to obtain a melt-kneaded product, and pulverizing the melt-kneaded product to obtain a pulverized product.
以上説明したように、本発明によれば、低温定着性が損なわれることなく、長期使用での割れ欠け抑制に優れたトナーを提供することができる。 As described above, the present invention can provide a toner that is excellent in preventing cracking and chipping over long-term use without compromising low-temperature fixability.
以下に本発明のトナーを具体的に説明するが、これに限定されるものではない。 The toner of the present invention is specifically described below, but is not limited thereto.
本発明において、数値範囲を表す「○○以上××以下」や「○○~××」の記載は、特に断りのない限り、端点である下限及び上限を含む数値範囲を意味する。 In the present invention, the expressions "xx or more and xx or less" or "xx to xx" that express a numerical range refer to a numerical range including the lower and upper limit endpoints, unless otherwise specified.
本発明のトナーは、結着樹脂、樹脂A、ケイ素を含有する粒子を含有するトナー粒子を有するトナーであって、前記樹脂Aは、分子内に置換または無置換のシリル基を有し、該置換のシリル基の置換基が、炭素原子数1以上のアルキル基、炭素原子数1以上のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子または炭素原子数6以上のアリール基から選択される少なくとも一つであり、該ケイ素を含有する粒子は、シリカもしくは有機ケイ素重合体から選択される少なくとも一つであることを特徴とする。 The toner of the present invention is a toner having toner particles containing a binder resin, resin A, and silicon-containing particles, wherein the resin A has a substituted or unsubstituted silyl group in the molecule, the substituent of the substituted silyl group being at least one selected from an alkyl group having 1 or more carbon atoms, an alkoxy group having 1 or more carbon atoms, a hydroxy group, a halogen atom, or an aryl group having 6 or more carbon atoms, and the silicon-containing particles being at least one selected from silica or an organosilicon polymer.
本発明者らは、上記のような構成のトナーを採用することで、低温定着性が損なわれることなく、長期使用での割れ欠け抑制に優れることを見出した。 The inventors have discovered that by using a toner having the above-described configuration, the low-temperature fixability is not compromised and cracking and chipping during long-term use are effectively prevented.
この理由については、以下のように推察している。 The reason for this is speculated to be as follows:
低温定着性が良好なトナーは、画像形成の際にローラーや現像ブレードにより摺擦された際、トナー粒子は柔らかくつぶれやすい。そのため、その摺擦に耐えうるには、トナーの強度を高める必要がある。一般に、シリカなどのケイ素を含有する粒子の添加(フィラー効果)でトナー粒子を硬くすることが知られている。一方でシリカなどのケイ素を含有する粒子はトナー粒子内での分散性が悪く、多量に添加する必要がある。ケイ素を含有する粒子を多量添加し、トナーの強度を高めたとしても、ケイ素を含有する粒子と結着樹脂の界面は割れやすく、もろいため、長期使用での割れ欠けに課題がある。また、ケイ素を含有する粒子を多量に添加した場合、低温定着性が損なわれるといった課題がある。 When a toner with good low-temperature fixing property is rubbed by a roller or a developing blade during image formation, the toner particles are soft and easily crushed. Therefore, in order to withstand the rubbing, it is necessary to increase the strength of the toner. It is generally known that the addition of particles containing silicon such as silica (filler effect) makes the toner particles harder. On the other hand, particles containing silicon such as silica have poor dispersibility within toner particles, so a large amount must be added. Even if a large amount of particles containing silicon is added to increase the strength of the toner, the interface between the particles containing silicon and the binder resin is easily cracked and brittle, so there is a problem of cracking and chipping with long-term use. In addition, when a large amount of particles containing silicon is added, there is a problem that the low-temperature fixing property is impaired.
一方、本発明のトナーには、樹脂Aの分子内に置換または無置換のシリル基を有している。これにより、シリカなどのケイ素を含有する粒子のトナー粒子内での分散性が向上する。また、この樹脂Aを介して、結着樹脂とケイ素を含有する粒子の密着性が上がり、ケイ素を含有する粒子と結着樹脂の界面での割れ欠けを抑える効果を発現していると推察している。これにより、低温定着性が損なわれることなく、長期使用でのトナーの割れ欠け抑制に良好な効果が発現したと考えている。 On the other hand, the toner of the present invention has substituted or unsubstituted silyl groups in the molecules of resin A. This improves the dispersibility of silicon-containing particles such as silica within the toner particles. It is also believed that resin A increases the adhesion between the binder resin and the silicon-containing particles, thereby suppressing cracking and chipping at the interface between the silicon-containing particles and the binder resin. It is believed that this has a positive effect on suppressing cracking and chipping of the toner over long-term use without impairing low-temperature fixability.
以下、本発明の好ましい構成要件について説明する。 The following describes the preferred configuration of the present invention.
まず、本発明に用いられる結着樹脂について説明する。 First, we will explain the binder resin used in the present invention.
本発明のトナーに用いられる結着樹脂は特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。トナーの現像特性及び耐久性の観点から、結着樹脂はスチレンユニット、アクリルユニット、およびメタクリルユニットからなる群より選択される少なくとも一種のユニット(以下、スチレンアクリル系共重合体部位と称する)を含有する樹脂、もしくは、ポリエステル部位を含有する樹脂であることが好ましい。 The binder resin used in the toner of the present invention is not particularly limited, and any conventionally known binder resin can be used. From the viewpoint of the development characteristics and durability of the toner, it is preferable that the binder resin is a resin containing at least one unit selected from the group consisting of a styrene unit, an acrylic unit, and a methacrylic unit (hereinafter referred to as a styrene-acrylic copolymer portion), or a resin containing a polyester portion.
スチレンアクリル系共重合体部位を有していれば、スチレンアクリル系共重合体のみからなっていてもよいし、スチレンアクリル系共重合体と他の重合体とのブロック共重合体やグラフト共重合体、又はそれらの混合物であってもよい。 If it has a styrene-acrylic copolymer moiety, it may consist of only a styrene-acrylic copolymer, or it may be a block copolymer or graft copolymer of a styrene-acrylic copolymer with another polymer, or a mixture of these.
スチレンユニットを構成するスチレン系単量体としては、スチレン、α-メチルスチレン、β-メチルスチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、ジビニルベンゼン等が挙げられる。スチレン系単量体は一種類で用いることもできるが、これらの中から選ばれる二種以上を組み合わせて用いることもできる。 Examples of styrene monomers constituting the styrene unit include styrene, α-methylstyrene, β-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, and divinylbenzene. Although one type of styrene monomer can be used, two or more types selected from these can also be used in combination.
アクリルユニットを構成するアクリル系単量体としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-プロピルアクリレート、iso-プロピルアクリレート、n-ブチルアクリレート、iso-ブチルアクリレート、tert-ブチルアクリレート、n-アミルアクリレート、n-ヘキシルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、n-オクチルアクリレート、n-ノニルアクリレートのようなアクリル酸アルキルエステル類;ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレートなどのアクリル酸ジエステル類;アクリル酸などが挙げられる。 Examples of acrylic monomers constituting the acrylic unit include acrylic acid alkyl esters such as methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, iso-propyl acrylate, n-butyl acrylate, iso-butyl acrylate, tert-butyl acrylate, n-amyl acrylate, n-hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, n-octyl acrylate, and n-nonyl acrylate; acrylic acid diesters such as diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, and 1,6-hexanediol diacrylate; and acrylic acid.
メタクリルユニットを構成するメタクリル系単量体としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n-プロピルメタクリレート、iso-プロピルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、iso-ブチルメタクリレート、tert-ブチルメタクリレート、n-アミルメタクリレート、n-ヘキシルメタクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、n-オクチルメタクリレート、n-ノニルメタクリレートのようなメタクリル酸アルキルエステル類;メタクリル酸などが挙げられる。 Methacrylic monomers constituting the methacrylic unit include methacrylic acid alkyl esters such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, iso-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, iso-butyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, n-amyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, n-octyl methacrylate, and n-nonyl methacrylate; methacrylic acid, and the like.
アクリル系単量体、およびメタクリル系単量体は一種類で用いることもできるが、これらの中から選ばれる二種以上を組み合わせて用いることもできる。 The acrylic monomers and methacrylic monomers can be used alone or in combination of two or more selected from them.
前記スチレンアクリル系共重合体部位を有する樹脂は、スチレン-アクリル酸アルキルエステル共重合体、又はスチレン-メタクリル酸アルキルエステル共重合体を含むことが好ましい。 The resin having the styrene-acrylic copolymer moiety preferably contains a styrene-acrylic acid alkyl ester copolymer or a styrene-methacrylic acid alkyl ester copolymer.
スチレンアクリル系共重合体を形成する単量体のうち、スチレン系単量体の割合は、45質量%以上80質量%以下であることが好ましい。アクリル系単量体(好ましくはアクリル酸アルキルエステル及びメタクリル酸アルキルエステル)の割合は、20質量%以上50質量%以下であることが好ましい。 Among the monomers forming the styrene-acrylic copolymer, the proportion of styrene-based monomers is preferably 45% by mass or more and 80% by mass or less. The proportion of acrylic monomers (preferably acrylic acid alkyl esters and methacrylic acid alkyl esters) is preferably 20% by mass or more and 50% by mass or less.
ポリエステル部位を含有する樹脂としては、下記に挙げるカルボン酸成分とアルコール成分とを縮重合させたものを用いることができる。カルボン酸成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、フマル酸、マレイン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、及び、トリメリット酸が挙げられる。アルコール成分としては、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノール、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物、グリセリン、トリメチロールプロパン、及び、ペンタエリスリトールが挙げられる。 As a resin containing a polyester moiety, a condensation polymerization of the following carboxylic acid components and alcohol components can be used. Examples of the carboxylic acid components include terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, fumaric acid, maleic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, and trimellitic acid. Examples of the alcohol components include bisphenol A, hydrogenated bisphenol, ethylene oxide adduct of bisphenol A, propylene oxide adduct of bisphenol A, glycerin, trimethylolpropane, and pentaerythritol.
また、ポリエステルは、ウレア基を含有したポリエステルであってもよい。ポリエステルとしては末端などのカルボキシル基はキャップしないことが好ましい。 The polyester may also be a polyester containing a urea group. It is preferable that the carboxyl groups at the terminals of the polyester are not capped.
結着樹脂には、架橋剤が含有されていてもよい。 The binder resin may contain a crosslinking agent.
架橋剤としては、主として2個以上の重合可能な二重結合を有する化合物が用いられる。 As a cross-linking agent, a compound having two or more polymerizable double bonds is mainly used.
例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレンなどのような芳香族ジビニル化合物;エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、1,3-ブタンジオールジメタクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレートのような二重結合を2個有するカルボン酸エステル;ジビニルアニリン、ジビニルエーテル、ジビニルスルフィド、ジビニルスルホンなどのジビニル化合物;及び3個以上のビニル基を有する化合物;が挙げられる。 For example, aromatic divinyl compounds such as divinylbenzene and divinylnaphthalene; carboxylic acid esters having two double bonds such as ethylene glycol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, 1,3-butanediol dimethacrylate, and 1,6-hexanediol diacrylate; divinyl compounds such as divinylaniline, divinyl ether, divinyl sulfide, and divinyl sulfone; and compounds having three or more vinyl groups.
これらは、単独で、又は2種以上の混合物として用いられる。架橋剤の添加量は、前記結着樹脂100質量部に対して、0.001質量部以上15.000質量部以下であることが好ましい。 These may be used alone or in a mixture of two or more. The amount of crosslinking agent added is preferably 0.001 parts by mass or more and 15,000 parts by mass or less per 100 parts by mass of the binder resin.
以下に本発明の樹脂Aについて、詳細に説明する。 The resin A of the present invention is described in detail below.
本発明の樹脂Aは、下記式(1)で表される構造を有する樹脂であることが好ましい。 Resin A of the present invention is preferably a resin having a structure represented by the following formula (1):
該式(1)で表される樹脂では、ケイ素原子(Si)が樹脂の側鎖又は末端に存在している。これにより、ケイ素を含有する粒子を樹脂Aの近傍に効率的に存在させる効果を生み出すと考えている。この樹脂Aを介して、結着樹脂とケイ素を含有する粒子の密着性があがり、粒子界面での割れ欠けが抑制される。結果として長期使用でのトナーの割れ欠け抑制に良好な効果が発現していると考えている。 In the resin represented by formula (1), silicon atoms (Si) are present in the side chains or at the ends of the resin. This is believed to produce the effect of efficiently placing silicon-containing particles in the vicinity of resin A. Through this resin A, the adhesion between the binder resin and the silicon-containing particles is increased, suppressing cracking and chipping at the particle interface. As a result, it is believed that a good effect is achieved in suppressing cracking and chipping of the toner over long-term use.
前記樹脂Aのトナー粒子中の含有量が0.1質量%以上10.0質量%以下であることが好ましい。前記範囲であることで、低温定着性が損なわれることなく、長期使用での割れ欠け抑制に良好な効果を示す。 It is preferable that the content of the resin A in the toner particles is 0.1% by mass or more and 10.0% by mass or less. This range ensures that low-temperature fixability is not impaired and that the toner shows a good effect in preventing cracking and chipping during long-term use.
前記式(1)中の高分子部位P1は、特に限定されるものではないが、ポリエステル部位、ビニル樹脂部位、ポリウレタン部位、ポリカーボネート部位、フェノール樹脂部位、ポリオレフィン部位等が挙げられる。これらの中でも、P1の構造がポリエステル部位、ビニル樹脂部位を含有することが好ましく、中でもP1の構造がポリエステル部位を含有することがより好ましい。 The polymer moiety P1 in the formula (1) is not particularly limited, and examples thereof include a polyester moiety, a vinyl resin moiety, a polyurethane moiety, a polycarbonate moiety, a phenol resin moiety, a polyolefin moiety, etc. Among these, it is preferable that the structure of P1 contains a polyester moiety or a vinyl resin moiety, and it is more preferable that the structure of P1 contains a polyester moiety.
前記P1の構造がポリエステル部位を含有すると、トナー粒子中でのケイ素を含有する粒子の分散性が良好となる効果を生み出すと考えている。この樹脂Aを介して、結着樹脂とケイ素を含有する粒子の密着性が上がり、粒子界面での割れ欠けが抑制される。結果として、長期使用でのトナーの割れ欠け抑制に良好な効果が発現していると考えている。 It is believed that the inclusion of a polyester moiety in the structure of P1 produces an effect of improving the dispersibility of silicon-containing particles in toner particles. The adhesion between the binder resin and the silicon-containing particles is increased via this resin A, and cracking and chipping at the particle interface is suppressed. As a result, it is believed that a good effect is exhibited in suppressing cracking and chipping of the toner over long-term use.
前記P1の構造がポリエステル部位を含有する例を説明する。 An example in which the structure of P1 contains a polyester moiety will be described.
前記ポリエステル部位は、ジアルコールとジカルボン酸の縮合体である。ポリエステル部位としては、例えば、下記式(12)のユニットと、下記式(13)~(15)の何れかより選択されるユニット(複数選択可能)との縮合体である場合、もしくは下記式(16)のユニットで表される縮重合体が挙げられる。 The polyester moiety is a condensation product of a dialcohol and a dicarboxylic acid. Examples of the polyester moiety include a condensation product of a unit of the following formula (12) and a unit (multiple units can be selected) selected from the following formulas (13) to (15), or a condensation polymer represented by a unit of the following formula (16).
前記式(12)中のR9におけるアルキレン基としては、以下のものが挙げられる。メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、ヘキサメチレン基、ネオペンチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、1,3-シクロペンチレン、1,3-シクロヘキシレン、1,4-シクロヘキシレン基。 Examples of the alkylene group for R9 in the formula (12) include the following: a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a propylene group, a tetramethylene group, a hexamethylene group, a neopentylene group, a heptamethylene group, an octamethylene group, a nonamethylene group, a decamethylene group, an undecamethylene group, a dodecamethylene group, 1,3-cyclopentylene, 1,3-cyclohexylene, and 1,4-cyclohexylene group.
前記式(12)中のR9におけるアルケニレン基としては、ビニレン基、プロペニレン基、2-ブテニレン基が挙げられる。 The alkenylene group for R 9 in the above formula (12) includes a vinylene group, a propenylene group, and a 2-butenylene group.
前記式(12)中のR9におけるアリーレン基としては、1,4-フェニレン基、1,3-フェニレン基、1,2-フェニレン基、2,6-ナフチレン基、2,7-ナフチレン基、4,4’-ビフェニレン基が挙げられる。 Examples of the arylene group for R 9 in the formula (12) include a 1,4-phenylene group, a 1,3-phenylene group, a 1,2-phenylene group, a 2,6-naphthylene group, a 2,7-naphthylene group, and a 4,4′-biphenylene group.
前記式(12)中のR9は、置換基により置換されていても良い。この場合、置換しても良い置換基としては、メチル基、ハロゲン原子、カルボキシル基、トリフルオロメチル基及びそれらの組合せが挙げられる。 R in the formula (12) may be substituted with a substituent. In this case, examples of the substituent that may be substituted include a methyl group, a halogen atom, a carboxyl group, a trifluoromethyl group, and combinations thereof.
前記式(13)中のR10におけるアルキレン基としては、以下のものが挙げられる。メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、ヘキサメチレン基、ネオペンチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、1,3-シクロペンチレン、1,3-シクロヘキシレン、1,4-シクロヘキシレン基。 Examples of the alkylene group for R in formula (13) include the following: a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a propylene group, a tetramethylene group, a hexamethylene group, a neopentylene group, a heptamethylene group, an octamethylene group, a nonamethylene group, a decamethylene group, an undecamethylene group, a dodecamethylene group, 1,3-cyclopentylene, 1,3-cyclohexylene, and 1,4-cyclohexylene group.
前記式(13)中のR10におけるフェニレン基としては、1,4-フェニレン基、1,3-フェニレン基、1,2-フェニレン基が挙げられる。 Examples of the phenylene group for R 10 in the formula (13) include a 1,4-phenylene group, a 1,3-phenylene group, and a 1,2-phenylene group.
前記式(13)中のR10は置換基により置換されていても良い。この場合、置換しても良い置換基としては、メチル基、アルコキシ基、ヒドロキシル基、ハロゲン原子及びそれらの組合せが挙げられる。 R in the formula (13) may be substituted with a substituent. In this case, the substituent that may be substituted includes a methyl group, an alkoxy group, a hydroxyl group, a halogen atom, and combinations thereof.
前記式(16)中のR11におけるアルキレン基としては、以下のものが挙げられる。メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、ヘキサメチレン基、ネオペンチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、1,4-シクロヘキシレン基。 Examples of the alkylene group for R 11 in the formula (16) include the following: a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a propylene group, a tetramethylene group, a hexamethylene group, a neopentylene group, a heptamethylene group, an octamethylene group, a nonamethylene group, a decamethylene group, an undecamethylene group, a dodecamethylene group, and a 1,4-cyclohexylene group.
前記式(16)中のR11におけるアルケニレン基としては、以下のものが挙げられる。ビニレン基、プロペニレン基、ブテニレン基、ブタジエニレン基、ペンテニレン基、ヘキセニレン基、ヘキサジエニレン基、ヘプテニレン基、オクタニレン基、デセニレン基、オクタデセニレン基、エイコセニレン基、トリアコンテニレン基。これらのアルケニレン基は直鎖状、分岐状、及び環状のいずれの構造であっても良い。また、二重結合の位置はいずれの箇所でも良く、少なくとも一つ以上の二重結合を有していれば良い。 The alkenylene group in R 11 in the formula (16) includes the following: vinylene group, propenylene group, butenylene group, butadienylene group, pentenylene group, hexenylene group, hexadienylene group, heptenylene group, octanylene group, decenylene group, octadecenylene group, eicosenylene group, triacontenylene group. These alkenylene groups may be linear, branched, or cyclic. The position of the double bond may be any position, as long as it has at least one double bond.
前記式(16)中のR11は置換基により置換されていても良い。この場合、置換しても良い置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシル基、ハロゲン原子及びそれらの組合せが挙げられる。 R 11 in the formula (16) may be substituted with a substituent. In this case, the substituent that may be substituted includes an alkyl group, an alkoxy group, a hydroxyl group, a halogen atom, and combinations thereof.
また、前記P1の構造が、ビニル樹脂部位を含有する場合、スチレンアクリル系共重合体部位を含有する樹脂であることが好ましい。 When the structure of P1 contains a vinyl resin moiety, it is preferable that the structure of P1 contains a styrene-acrylic copolymer moiety.
前記式(1)中のL1は、特に限定されるものではないが、例えば下記式(17)~(20)で表されるような部分構造を有することが好ましい。 L 1 in the formula (1) is not particularly limited, but preferably has a partial structure such as those represented by the following formulas (17) to (20).
これらの中でも、L1の構造が、前記式(17)で表されるアミド結合を含有する構造を持つことで、低温定着性が損なわれることなく、長期使用での割れ欠け抑制に優れた効果を生み出すのに加えて、トナー定着後のテープ剥離特性の向上が確認された。これはアミド結合が、定着メディアである紙繊維を構成するセルロースの持つ水酸基との親和性が高いためと推測している。 Among these, it was confirmed that when the structure of L1 has a structure containing an amide bond represented by the above formula (17), it produces an excellent effect in suppressing cracking and chipping during long-term use without impairing low-temperature fixing properties, and also improves tape peeling properties after toner fixing. This is presumably because the amide bond has a high affinity with the hydroxyl group of the cellulose that constitutes the paper fiber, which is the fixing medium.
前記式(17)で表される部分構造は、アミド結合を含有する二価の連結基である。前記部分構造は、例えば、樹脂中のカルボキシ基とアミノシラン化合物との反応によって形成される。 The partial structure represented by formula (17) is a divalent linking group containing an amide bond. The partial structure is formed, for example, by a reaction between a carboxy group in a resin and an aminosilane compound.
前記アミノシラン化合物としては、特に限定されるものではないが、例えばγ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-フェニルγ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-フェニルγ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-6-(アミノヘキシル)3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメチルシラン、3-アミノプロピルシリコン等が挙げられる。 The aminosilane compound is not particularly limited, but examples thereof include γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β(aminoethyl)γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β(aminoethyl)γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-phenylγ-aminopropyltriethoxysilane, N-phenylγ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β(aminoethyl)γ-aminopropyltriethoxysilane, N-6-(aminohexyl)3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethylsilane, and 3-aminopropylsilicon.
前記式(18)で表される部分構造は、ウレタン結合を含有する二価の連結基である。前記部分構造は、例えば、樹脂中のヒドロキシ基とイソシアネートシラン化合物との反応によって形成される。 The partial structure represented by the formula (18) is a divalent linking group containing a urethane bond. The partial structure is formed, for example, by the reaction of a hydroxy group in a resin with an isocyanate silane compound.
前記イソシアネートシラン化合物としては、特に限定されるものではないが、例えば3-イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、3-イソシアネートプロピルメチルジメトキシシラン、3-イソシアネートプロピルジメチルメトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3-イソシアネートプロピルメチルジエトキシシラン、3-イソシアネートプロピルジメチルエトキシシラン等が挙げられる。 The isocyanate silane compound is not particularly limited, but examples thereof include 3-isocyanate propyl trimethoxy silane, 3-isocyanate propyl methyl dimethoxy silane, 3-isocyanate propyl dimethyl methoxy silane, 3-isocyanate propyl triethoxy silane, 3-isocyanate propyl methyl diethoxy silane, and 3-isocyanate propyl dimethyl ethoxy silane.
前記式(19)または(20)で表される部分構造は、樹脂中のエステル結合にグラフト化させた結合を含有する二価の連結基である。 The partial structure represented by the formula (19) or (20) is a divalent linking group containing a bond grafted to an ester bond in the resin.
該連結基は、反応によって形成される場合に限らないが、反応させる場合は、例えば、エポキシシラン化合物の挿入反応によって形成される。 The linking group may not necessarily be formed by a reaction, but when it is reacted, it is formed, for example, by an insertion reaction of an epoxysilane compound.
エポキシシラン化合物の挿入反応とは以下のような反応である。樹脂中の主鎖に含まれるエステル結合に、エポキシシラン化合物のエポキシ基を挿入反応させる工程を包含する。 The insertion reaction of an epoxysilane compound is as follows. It involves a process of inserting the epoxy group of an epoxysilane compound into the ester bond contained in the main chain of a resin.
ここでいう挿入反応は、例えば、有機合成化学、第49巻、第3号、第218頁、1991年に「ポリマー鎖中のエステル結合へのエポキシ化合物の挿入反応」として説明されている反応をいう。 The insertion reaction referred to here refers to, for example, the reaction described in Organic Synthesis Chemistry, Vol. 49, No. 3, p. 218, 1991, as "insertion reaction of an epoxy compound into an ester bond in a polymer chain."
この反応機構は、簡単なモデル式で表わすと下記で表される。 This reaction mechanism can be expressed by a simple model formula as follows:
上記モデル式において、エポキシ基の開環にはα開裂とβ開裂があることから2種類の化合物ができるが、いずれも樹脂中のエステル結合へエポキシ基が挿入された形、言い換えればエポキシ化合物のエポキシ部位を除く構成部が樹脂にグラフトした形となる。 In the above model formula, the ring opening of the epoxy group can be either α-cleavage or β-cleavage, resulting in two types of compounds. In either case, the epoxy group is inserted into the ester bond in the resin; in other words, the components of the epoxy compound other than the epoxy moiety are grafted to the resin.
エポキシシラン化合物としては、特に限定されるものではないが、例えば、β-(3,4-エポキシシクロへキシル)エチルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等が挙げられる。 Epoxy silane compounds are not particularly limited, but examples include β-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, etc.
また、前記式(1)中のR1~R3のうち、少なくとも一つはアルコキシ基、またはヒドロキシ基であることが好ましい。さらに、前記式(1)中のR1~R3が、各々独立してアルコキシ基、またはヒドロキシ基であるものはより好ましい。 In addition, at least one of R 1 to R 3 in the formula (1) is preferably an alkoxy group or a hydroxy group. Furthermore, it is more preferable that R 1 to R 3 in the formula (1) are each independently an alkoxy group or a hydroxy group.
これらアルコキシ基、またはヒドロキシ基は、Si-O-結合を多く含むことになり、樹脂Aとケイ素を含有する粒子との密着性がより高まると考えられる。この樹脂Aを介して、結着樹脂とケイ素を含有する粒子の密着性があがり、粒子界面での割れ欠けが抑制される。結果として長期使用でのトナーの割れ欠け抑制に良好な効果を示す。 These alkoxy or hydroxy groups contain many Si-O- bonds, which is thought to enhance the adhesion between resin A and the silicon-containing particles. Resin A enhances the adhesion between the binder resin and the silicon-containing particles, suppressing cracking and chipping at the particle interface. As a result, it shows a good effect in suppressing cracking and chipping of the toner over long-term use.
なお、前記式(1)中のR1~R3の一つ以上をヒドロキシル基とするためには、R1~R3の一つ以上がアルコキシ基である樹脂を加水分解し、アルコキシ基をヒドロキシ基に変換してもよい。加水分解の方法は、どのような方法でも構わないが、例えば以下の手法がある。 In order to convert one or more of R 1 to R 3 in the formula (1) into a hydroxyl group, a resin in which one or more of R 1 to R 3 are alkoxy groups may be hydrolyzed to convert the alkoxy groups into hydroxy groups. Any method for hydrolysis may be used, but examples of the method include the following.
前記式(1)中のR1~R3の一つ以上がアルコキシ基である樹脂を適当な溶媒(重合性単量体でも構わない)に溶解、または懸濁し、酸やアルカリを用いてpHを酸性に調整し混合し、加水分解させる。また、トナー粒子製造中に加水分解を起こさせても構わない。 The resin in which one or more of R 1 to R 3 in the formula (1) are alkoxy groups is dissolved or suspended in a suitable solvent (which may be a polymerizable monomer), and the pH is adjusted to acidic using an acid or alkali, and the mixture is mixed and hydrolyzed. Alternatively, hydrolysis may be caused during the production of toner particles.
次に、前記式(1)で表される樹脂Aの好適な重量平均分子量(Mw)について説明する。 Next, we will explain the suitable weight average molecular weight (Mw) of resin A represented by formula (1).
前記式(1)で表される樹脂Aの重量平均分子量(Mw)は、3000以上100000以下であることが好ましく、より好ましくは5000以上30000以下である。前記範囲であることで、前記式(1)における高分子部位(L1)と結着樹脂との親和性が十分となり、長期使用での割れ欠け抑制に良好な効果を示す。 The weight average molecular weight (Mw) of the resin A represented by the formula (1) is preferably from 3,000 to 100,000, and more preferably from 5,000 to 30,000. When it is in this range, the affinity between the polymer moiety (L 1 ) in the formula (1) and the binder resin is sufficient, and a good effect is shown in suppressing cracking and chipping during long-term use.
前記式(1)で表される樹脂Aの重量平均分子量(Mw)の測定方法は後述する。 The method for measuring the weight average molecular weight (Mw) of resin A represented by formula (1) will be described later.
次に、本発明におけるケイ素を含有する粒子について説明する。 Next, we will explain the silicon-containing particles of the present invention.
本発明のケイ素を含有する粒子は、シリカもしくは有機ケイ素重合体からなる群から選択される少なくとも一つであることを特徴とする。 The silicon-containing particles of the present invention are characterized by being at least one selected from the group consisting of silica and organosilicon polymers.
該ケイ素を含有する粒子は、該トナー粒子に対して、0.040質量%以上0.800質量%以下であることが好ましい。前記範囲であることで、低温定着性が損なわれることなく、長期使用での割れ欠け抑制に良好な効果を示す。 The silicon-containing particles are preferably present in an amount of 0.040% by mass or more and 0.800% by mass or less relative to the toner particles. This range ensures that low-temperature fixability is not compromised and that cracking and chipping are effectively prevented during long-term use.
本発明のケイ素を含有する粒子は、有機ケイ素重合体であり、下記式(3)で表される構造を有することが好ましい。
R-SiO3/2 式(3)
(式(3)中、Rは炭素数1以上4以下のアルキル基である。)
The silicon-containing particles of the present invention are organosilicon polymers and preferably have a structure represented by the following formula (3).
R-SiO 3/2 formula (3)
(In formula (3), R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)
有機ケイ素重合体であり、式(3)の構造を有すると、樹脂Aとの親和性が高なり、且つ結着樹脂との親和性も高くなる。結果として、結着樹脂とケイ素を含有する粒子の密着性があがり、粒子界面での割れ欠けが抑制される。 When the organosilicon polymer has the structure of formula (3), it has high affinity with resin A and also with the binder resin. As a result, the adhesion between the binder resin and the silicon-containing particles is improved, and cracks and chips at the particle interface are suppressed.
式(3)の構造を有する有機ケイ素重合体は、下記式(4)で表される構造を有する有機ケイ素化合物の縮重合物であることが好ましい。 The organosilicon polymer having the structure of formula (3) is preferably a condensation polymer of an organosilicon compound having the structure represented by the following formula (4):
結着樹脂との親和性をよくする観点から、R21は炭素数1以上4以下の炭化水素基であることが好ましく、メチル基であることがより好ましい。 From the viewpoint of improving the affinity with the binder resin, R 21 is preferably a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and more preferably a methyl group.
R22、R23及びR24は、それぞれ独立して、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アセトキシ基、又は、アルコキシ基である(以下、反応基ともいう)。これらの反応基が加水分解、付加重合及び縮重合させて架橋構造を形成し、耐部材汚染及び現像耐久性に優れたトナーを得ることができる。加水分解性が室温で穏やかであり、トナー粒子の表面への析出性と被覆性の観点から、炭素数1以上3以下のアルコキシ基であることが好ましく、メトキシ基やエトキシ基であることがより好ましい。また、R22、R23及びR24の加水分解、付加重合及び縮合重合は、反応温度、反応時間、反応溶媒及びpHによって制御することができる。 R 22 , R 23 and R 24 are each independently a halogen atom, a hydroxy group, an acetoxy group, or an alkoxy group (hereinafter also referred to as a reactive group). These reactive groups undergo hydrolysis, addition polymerization and condensation polymerization to form a crosslinked structure, and a toner having excellent resistance to member contamination and development durability can be obtained. From the viewpoint of mild hydrolysis at room temperature and deposition and coating properties on the surface of toner particles, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms is preferable, and a methoxy group or an ethoxy group is more preferable. In addition, the hydrolysis, addition polymerization and condensation polymerization of R 22 , R 23 and R 24 can be controlled by the reaction temperature, reaction time, reaction solvent and pH.
本発明に用いられる有機ケイ素重合体を得るには、上記に示す式(4)中のR21を除く一分子中に3つの反応基(R22、R23及びR24)を有する有機ケイ素化合物(以下、三官能性シランともいう)を1種又は複数種を組み合わせて用いるとよい。 The organosilicon polymer used in this invention can be obtained by using one or a combination of two or more organosilicon compounds having three reactive groups (R 22 , R 23 and R 24 ) in one molecule excluding R 21 in the formula (4) shown above (hereinafter referred to as trifunctional silanes).
上記式(4)としては以下のものが挙げられる。 Examples of the above formula (4) include the following:
メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルジエトキシメトキシシラン、メチルエトキシジメトキシシラン、メチルトリクロロシラン、メチルメトキシジクロロシラン、メチルエトキシジクロロシラン、メチルジメトキシクロロシラン、メチルメトキシエトキシクロロシラン、メチルジエトキシクロロシラン、メチルトリアセトキシシラン、メチルジアセトキシメトキシシラン、メチルジアセトキシエトキシシラン、メチルアセトキシジメトキシシラン、メチルアセトキシメトキシエトキシシラン、メチルアセトキシジエトキシシラン、メチルトリヒドロキシシラン、メチルメトキシジヒドロキシシラン、メチルエトキシジヒドロキシシラン、メチルジメトキシヒドロキシシラン、メチルエトキシメトキシヒドロキシシラン、メチルジエトキシヒドロキシシラン、のような三官能性のメチルシラン。 Trifunctional methylsilanes such as methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyldiethoxymethoxysilane, methylethoxydimethoxysilane, methyltrichlorosilane, methylmethoxydichlorosilane, methylethoxydichlorosilane, methyldimethoxychlorosilane, methylmethoxyethoxychlorosilane, methyldiethoxychlorosilane, methyltriacetoxysilane, methyldiacetoxymethoxysilane, methyldiacetoxyethoxysilane, methylacetoxydimethoxysilane, methylacetoxymethoxyethoxysilane, methylacetoxydiethoxysilane, methyltrihydroxysilane, methylmethoxydihydroxysilane, methylethoxydihydroxysilane, methyldimethoxyhydroxysilane, methylethoxymethoxyhydroxysilane, methyldiethoxyhydroxysilane, etc.
エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリクロロシラン、エチルトリアセトキシシラン、エチルトリヒドロキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、プロピルトリクロロシラン、プロピルトリアセトキシシラン、プロピルトリヒドロキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ブチルトリクロロシラン、ブチルトリアセトキシシラン、ブチルトリヒドロキシシランのような三官能性のシラン。 Trifunctional silanes such as ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltrichlorosilane, ethyltriacetoxysilane, ethyltrihydroxysilane, propyltrimethoxysilane, propyltriethoxysilane, propyltrichlorosilane, propyltriacetoxysilane, propyltrihydroxysilane, butyltrimethoxysilane, butyltriethoxysilane, butyltrichlorosilane, butyltriacetoxysilane, and butyltrihydroxysilane.
本発明において、ケイ素を含有する粒子としてシリカ粒子を用いることができる。 In the present invention, silica particles can be used as the silicon-containing particles.
シリカ粒子の製造方法としては、シラン化合物を燃焼させて得られる燃焼法(即ち、ヒュームドシリカの製造方法)、金属珪素粉を爆発的に燃焼させて得られる爆燃法、珪酸ナトリウムと鉱酸との中和反応によって得られる湿式法(このうちアルカリ条件で合成したものを沈降法、酸性条件で合成したものをゲル法という)、ヒドロカルビルオキシシランなどのアルコキシシランの加水分解によって得られるゾルゲル法(いわゆるStoeber法)が挙げられる。 Methods for producing silica particles include the combustion method, in which a silane compound is burned (i.e., the method for producing fumed silica), the deflagration method, in which metal silicon powder is explosively burned, the wet method, in which silica is obtained by the neutralization reaction of sodium silicate with mineral acid (of these, the synthesis under alkaline conditions is called the precipitation method, and the synthesis under acidic conditions is called the gel method), and the sol-gel method, in which silica is obtained by hydrolysis of alkoxysilanes such as hydrocarbyloxysilanes (the so-called Stoeber method).
本発明におけるケイ素を含有する粒子の個数平均粒径は、5nm以上200nm以下であることが好ましい。前記範囲であることで、低温定着性が損なわれることなく、長期使用での割れ欠け抑制に良好な効果を示す。 The number-average particle size of the silicon-containing particles in the present invention is preferably 5 nm or more and 200 nm or less. By being in this range, low-temperature fixability is not impaired and good cracking and chipping prevention effects are observed during long-term use.
次に着色剤について説明する。 Next, we will explain colorants.
本発明のトナーは、必要に応じて着色剤を用いることもできる。着色剤は特に制限はなく、例えば以下に示す公知のものを使用することができる。 The toner of the present invention may contain a colorant as necessary. There are no particular limitations on the colorant, and the following known colorants may be used.
黄色顔料としては、黄色酸化鉄、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレーキなどの縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アントラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、アリルアミド化合物が用いられる。具体的には以下のものが挙げられる。 Yellow pigments include condensed azo compounds such as yellow iron oxide, navel yellow, naphthol yellow S, Hansa yellow G, Hansa yellow 10G, benzidine yellow G, benzidine yellow GR, quinoline yellow lake, permanent yellow NCG, and tartrazine lake, isoindolinone compounds, anthraquinone compounds, azo metal complexes, methine compounds, and allylamide compounds. Specific examples include the following:
C.I.ピグメントイエロー12、13、14、15、17、62、74、83、93、94、95、109、110、111、128、129、147、155、168、180。 C.I. Pigment Yellow 12, 13, 14, 15, 17, 62, 74, 83, 93, 94, 95, 109, 110, 111, 128, 129, 147, 155, 168, 180.
橙色顔料としては以下のものが挙げられる。 Orange pigments include the following:
パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ベンジジンオレンジG、インダスレンブリリアントオレンジRK、インダスレンブリリアントオレンジGK。 Permanent Orange GTR, Pyrazolone Orange, Balkan Orange, Benzidine Orange G, Induthrene Brilliant Orange RK, Induthrene Brilliant Orange GK.
赤色顔料としては、ベンガラ、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドC、レーキッドD、ブリリアントカーミン6B、ブリラントカーミン3B、エオキシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキなどの縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン化合物、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物が挙げられる。具体的には以下のものが挙げられる。 Red pigments include condensed azo compounds such as red iron oxide, permanent red 4R, lithol red, pyrazolone red, watching red calcium salt, lake red C, lake D, brilliant carmine 6B, brilliant carmine 3B, eoxin lake, rhodamine lake B, and alizarin lake, diketopyrrolopyrrole compounds, anthraquinone compounds, quinacridone compounds, basic dye lake compounds, naphthol compounds, benzimidazolone compounds, thioindigo compounds, and perylene compounds. Specific examples include the following.
C.I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、23、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、144、146、166、169、177、184、185、202、206、220、221、254。 C.I. Pigment Red 2, 3, 5, 6, 7, 23, 48:2, 48:3, 48:4, 57:1, 81:1, 122, 144, 146, 166, 169, 177, 184, 185, 202, 206, 220, 221, 254.
青色顔料としては、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーBGなどの銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アントラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物等が挙げられる。具体的には以下のものが挙げられる。 Blue pigments include alkali blue lake, Victoria blue lake, phthalocyanine blue, metal-free phthalocyanine blue, phthalocyanine blue partial chloride, fast sky blue, copper phthalocyanine compounds such as indanthrene blue BG and their derivatives, anthraquinone compounds, basic dye lake compounds, etc. Specific examples include the following:
C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、66。 C.I. Pigment Blue 1, 7, 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 60, 62, 66.
紫色顔料としては、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキが挙げられる。 Purple pigments include Fast Violet B and Methyl Violet Lake.
緑色顔料としては、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンGが挙げられる。白色顔料としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛が挙げられる。 Green pigments include Pigment Green B, Malachite Green Lake, and Final Yellow Green G. White pigments include zinc oxide, titanium oxide, antimony white, and zinc sulfide.
黒色顔料としては、カーボンブラック、アニリンブラック、非磁性フェライト、マグネタイト、上記黄色系着色剤、赤色系着色剤及び青色系着色剤を用い黒色に調色されたものが挙げられる。これらの着色剤は、単独又は混合して、さらには固溶体の状態で用いることができる。 Black pigments include carbon black, aniline black, non-magnetic ferrite, magnetite, and pigments toned to black using the above yellow, red, and blue colorants. These colorants can be used alone or in mixtures, or even in the form of a solid solution.
必要により、着色剤には表面処理を施してもよい。 If necessary, the colorant may be surface treated.
なお、着色剤の含有量は、結着樹脂100.0質量部に対して1.0質量部以上15.0質量部以下であることが好ましい。 The content of the colorant is preferably 1.0 to 15.0 parts by weight per 100.0 parts by weight of the binder resin.
次にワックスについて説明する。 Next, I'll explain about wax.
本発明のトナーは、必要に応じてワックスを用いることが好ましい。ワックスとしては以下のものが挙げられる。低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプッシュワックス、パラフィンワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックス;酸化ポリエチレンワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物、またはそれらのブロック共重合物;カルナバワックス、モンタン酸エステルワックスなどの脂肪酸エステルを主成分とするワックス類、及び脱酸カルナバワックスなどの脂肪酸エステル類を一部または全部を脱酸化したもの;パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸などの飽和直鎖脂肪酸類;ブラシジン酸、エレオステアリン酸、パリナリン酸などの不飽和脂肪酸類;ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコールなどの飽和アルコール類;ソルビトールなどの多価アルコール類;リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドなどの脂肪酸アミド類;メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミドなどの飽和脂肪酸ビスアミド類;エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’ジオレイルセバシン酸アミドなどの不飽和脂肪酸アミド類;m-キシレンビスステアリン酸アミド、N,N’ジステアリルイソフタル酸アミドなどの芳香族系ビスアミド類;ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなどの脂肪族金属塩(一般に金属石けんといわれているもの);脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸などのビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス類;ベヘニン酸モノグリセリドなどの脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物;植物性油脂の水素添加などによって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物が挙げられる。上記ワックスは、1種を又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 The toner of the present invention preferably uses a wax as necessary. Examples of wax include the following: aliphatic hydrocarbon waxes such as low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, microcrystalline wax, Fischer-Tropsch wax, and paraffin wax; oxides of aliphatic hydrocarbon waxes such as oxidized polyethylene wax, or block copolymers thereof; waxes mainly composed of fatty acid esters such as carnauba wax and montanic acid ester wax, and partially or completely deoxidized fatty acid esters such as deoxidized carnauba wax; saturated straight-chain fatty acids such as palmitic acid, stearic acid, and montanic acid; unsaturated fatty acids such as brassidic acid, eleostearic acid, and parinaric acid; saturated alcohols such as stearyl alcohol, aralkyl alcohol, behenyl alcohol, carnaubyl alcohol, ceryl alcohol, and melissyl alcohol; polyhydric alcohols such as sorbitol; fatty acid amides such as linoleic acid amide, oleic acid amide, and lauric acid amide; methylene bismuth acid, methyl methacrylate ... Examples of such waxes include saturated fatty acid bisamides such as stearic acid amide, ethylene biscapric acid amide, ethylene bislauric acid amide, and hexamethylene bisstearic acid amide; unsaturated fatty acid amides such as ethylene bisoleic acid amide, hexamethylene bisoleic acid amide, N,N'dioleyl adipic acid amide, and N,N'dioleyl sebacic acid amide; aromatic bisamides such as m-xylene bisstearic acid amide and N,N'distearyl isophthalic acid amide; fatty metal salts (commonly known as metal soaps) such as calcium stearate, calcium laurate, zinc stearate, and magnesium stearate; waxes obtained by grafting aliphatic hydrocarbon waxes with vinyl monomers such as styrene and acrylic acid; partial esters of fatty acids and polyhydric alcohols such as behenic acid monoglyceride; and methyl ester compounds having hydroxyl groups obtained by hydrogenating vegetable oils and fats. The waxes mentioned above can be used alone or in combination of two or more.
エステルワックスを形成する脂肪族アルコールの例としては、1-ヘキサノール、1-ヘプタノール、1-オクタノール、1-ノナノール、1-デカノール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、1-ヘキサデカノール、ステアリルアルコール、アラキジルアルコール、ベヘニルアルコール、リグノセリルアルコールが挙げられる。また、脂肪族カルボン酸の例としては、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸が挙げられる。 Examples of fatty alcohols that form ester waxes include 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 1-nonanol, 1-decanol, undecyl alcohol, lauryl alcohol, myristyl alcohol, 1-hexadecanol, stearyl alcohol, arachidyl alcohol, behenyl alcohol, and lignoceryl alcohol. Examples of fatty carboxylic acids include pentanoic acid, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, and lignoceric acid.
ワックスの含有量は、結着樹脂又は重合性単量体100.0質量部に対して0.5質量部以上20.0質量部以下であることが好ましい。 The wax content is preferably 0.5 parts by mass or more and 20.0 parts by mass or less per 100.0 parts by mass of the binder resin or polymerizable monomer.
次に荷電制御剤について説明する。 Next, we will explain the charge control agent.
本発明のトナー粒子は荷電制御剤を含有してもよい。荷電制御剤としては、公知のものが使用できる。特に帯電スピードが速く、かつ、一定の帯電量を安定して維持できる荷電制御剤が好ましい。さらに、トナー粒子を直接重合法により製造する場合には、重合阻害性が低く、水系媒体への可溶化物が実質的にない荷電制御剤が特に好ましい。 The toner particles of the present invention may contain a charge control agent. Any known charge control agent can be used. In particular, charge control agents that have a high charging speed and can stably maintain a constant charge amount are preferred. Furthermore, when the toner particles are produced by a direct polymerization method, charge control agents that have low polymerization inhibition properties and are substantially free of solubilized substances in aqueous media are particularly preferred.
荷電制御剤として、トナー粒子を負荷電性に制御するものとしては、以下のものが挙げられる。 Examples of charge control agents that control toner particles to be negatively charged include the following:
有機金属化合物及びキレート化合物として、モノアゾ金属化合物、アセチルアセトン金属化合物、芳香族オキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸、オキシカルボン酸及びダイカルボン酸系の金属化合物。他には、芳香族オキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、無水物、又はエステル類、ビスフェノールのようなフェノール誘導体類なども含まれる。さらに、尿素誘導体、含金属サリチル酸系化合物、含金属ナフトエ酸系化合物、ホウ素化合物、4級アンモニウム塩、カリックスアレーンが挙げられる。 Organometallic compounds and chelating compounds include monoazo metal compounds, acetylacetone metal compounds, aromatic oxycarboxylic acids, aromatic dicarboxylic acids, oxycarboxylic acids and dicarboxylic acid-based metal compounds. Other examples include aromatic oxycarboxylic acids, aromatic mono- and polycarboxylic acids and their metal salts, anhydrides or esters, and phenol derivatives such as bisphenol. Further examples include urea derivatives, metal-containing salicylic acid compounds, metal-containing naphthoic acid compounds, boron compounds, quaternary ammonium salts, and calixarenes.
一方、トナー粒子を正荷電性に制御する荷電制御剤としては、以下のものが挙げられる。 On the other hand, examples of charge control agents that control the toner particles to be positively charged include the following:
ニグロシン及び脂肪酸金属塩のようなによるニグロシン変性物;グアニジン化合物;イミダゾール化合物;トリブチルベンジルアンモニウム-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、及び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、リンタングステン酸、リンモリブデン酸、リン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;樹脂系荷電制御剤。 Nigrosine and nigrosine modifications such as fatty acid metal salts; guanidine compounds; imidazole compounds; quaternary ammonium salts such as tributylbenzylammonium-1-hydroxy-4-naphthosulfonate, tetrabutylammonium tetrafluoroborate, and onium salts such as phosphonium salts that are analogues of these, and lake pigments thereof; triphenylmethane dyes and lake pigments thereof (lake forming agents include phosphotungstic acid, phosphomolybdic acid, phosphotungstomolybdic acid, tannic acid, lauric acid, gallic acid, ferricyanide, ferrocyanide, etc.); metal salts of higher fatty acids; resin-based charge control agents.
これら荷電制御剤は単独で又は2種類以上組み合わせて含有することができる。これらの荷電制御剤の添加量としては、結着樹脂100質量部に対して、0.01質量部以上10質量部以下であることが好ましい。 These charge control agents can be used alone or in combination of two or more. The amount of these charge control agents added is preferably 0.01 parts by weight or more and 10 parts by weight or less per 100 parts by weight of the binder resin.
次に外添剤について説明する。 Next, we will explain about external additives.
本発明のトナー粒子は、そのままトナーとして用いても良いが、流動性、帯電性、クリーニング性などを改良するために、いわゆる外添剤である流動化剤、クリーニング助剤などを添加してトナーとしてもよい。 The toner particles of the present invention may be used as a toner as is, but in order to improve the fluidity, chargeability, cleaning properties, etc., so-called external additives such as a fluidizing agent and a cleaning aid may be added to the toner.
外添剤としては、例えば、シリカ微粒子、アルミナ微粒子、酸化チタン微粒子などよりなる無機酸化物微粒子や、ステアリン酸アルミニウム微粒子、ステアリン酸亜鉛微粒子などの無機ステアリン酸化合物微粒子、あるいは、チタン酸ストロンチウム、チタン酸亜鉛などの無機チタン酸化合物微粒子などが挙げられる。これらは1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of external additives include inorganic oxide fine particles such as silica fine particles, alumina fine particles, and titanium oxide fine particles; inorganic stearic acid compound fine particles such as aluminum stearate fine particles and zinc stearate fine particles; and inorganic titanic acid compound fine particles such as strontium titanate and zinc titanate. These can be used alone or in combination of two or more.
これら無機微粒子はシランカップリング剤やチタンカップリング剤、高級脂肪酸、シリコーンオイルなどによって、耐熱保管性の向上、環境安定性の向上のために、表面処理が行われていることが好ましい。外添剤のBET比表面積は、10m2/g以上450m2/g以下であることが好ましい。 These inorganic fine particles are preferably surface-treated with a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a higher fatty acid, a silicone oil, etc., to improve heat resistance storage property and environmental stability. The BET specific surface area of the external additive is preferably 10 m2 /g or more and 450 m2 /g or less.
BET比表面積は、BET法(好ましくはBET多点法)に従って、動的定圧法による低温ガス吸着法により求めることができる。例えば、比表面積測定装置(商品名:ジェミニ2375 Ver.5.0、(株)島津製作所製)を用いて、試料表面に窒素ガスを吸着させ、BET多点法を用いて測定することにより、BET比表面積(m2/g)を算出することができる。 The BET specific surface area can be determined by a low-temperature gas adsorption method using a dynamic constant pressure method according to the BET method (preferably the BET multipoint method). For example, a specific surface area measuring device (product name: Gemini 2375 Ver. 5.0, manufactured by Shimadzu Corporation) is used to adsorb nitrogen gas onto the surface of a sample, and the BET multipoint method is used to measure the BET specific surface area ( m2 /g).
これらの種々の外添剤の添加量は、その合計が、トナー粒子100質量部に対して、好ましくは0.05質量部以上10質量部以下、より好ましくは0.1質量部以上5質量部以下である。また、外添剤としては種々のものを組み合わせて使用してもよい。 The total amount of these various external additives added is preferably 0.05 parts by weight or more and 10 parts by weight or less, more preferably 0.1 parts by weight or more and 5 parts by weight or less, per 100 parts by weight of the toner particles. Also, various external additives may be used in combination.
次に現像剤について説明する。 Next, we will explain about the developer.
本発明のトナーは、磁性又は非磁性の一成分現像剤として使用することもできるが、キャリアと混合して二成分現像剤として使用してもよい。 The toner of the present invention can be used as a magnetic or non-magnetic one-component developer, but it may also be mixed with a carrier and used as a two-component developer.
キャリアとしては、例えば鉄、フェライト、マグネタイトなどの金属、それらの金属とアルミニウム、鉛などの金属との合金など、公知の材料からなる磁性粒子を用いることができる。これらの中ではフェライト粒子を用いることが好ましい。また、キャリアとしては、磁性粒子の表面を樹脂などの被覆剤で被覆したコートキャリアや、バインダー樹脂中に磁性体微粉末を分散してなる樹脂分散型キャリアなどを用いてもよい。 As the carrier, magnetic particles made of known materials such as metals such as iron, ferrite, and magnetite, and alloys of these metals with metals such as aluminum and lead can be used. Of these, it is preferable to use ferrite particles. As the carrier, coated carriers in which the surfaces of magnetic particles are coated with a coating agent such as resin, and resin dispersion carriers in which magnetic fine powder is dispersed in a binder resin, etc. may also be used.
キャリアとしては、体積平均粒径が15μm以上100μm以下のものが好ましく、25μm以上80μm以下のものがより好ましい。 The carrier preferably has a volume average particle size of 15 μm or more and 100 μm or less, and more preferably 25 μm or more and 80 μm or less.
次に、トナー粒子およびトナーの製造方法について説明する。 Next, we will explain the toner particles and the method for producing the toner.
トナー粒子の製造方法は公知の手段を用いることができ、混練粉砕法や湿式製造法を用いることができる。湿式製造法には懸濁重合法、溶解懸濁法、乳化重合凝集法、乳化凝集法などを挙げることができる。中でも、懸濁重合法や混練粉砕法が、トナー粒子中にケイ素を含有する粒子を樹脂Aの近傍に効率的に存在させることができるため、より好ましい。 The toner particles can be manufactured by known means, and a kneading and grinding method or a wet manufacturing method can be used. Examples of wet manufacturing methods include the suspension polymerization method, the dissolution suspension method, the emulsion polymerization aggregation method, and the emulsion aggregation method. Among these, the suspension polymerization method and the kneading and grinding method are more preferable because they can efficiently cause silicon-containing particles in the toner particles to be present in the vicinity of the resin A.
次に懸濁重合法によりトナー粒子を製造する場合について述べる。 Next, we will explain how to produce toner particles using the suspension polymerization method.
(重合性単量体組成物の調製工程)
懸濁重合法においてはまず、結着樹脂を生成するための重合性単量体、前記式(1)で表される樹脂A、ケイ素を含有する粒子と、必要に応じて、ワックス、着色剤、荷電制御剤、架橋剤、重合開始剤、及びその他の添加剤をボールミル、超音波分散機のような分散機を用いてこれらを均一に溶解又は分散して重合性単量体組成物を得る。前記重合性単量体としては、前述のスチレンアクリル系共重合体を形成する単量体として例示したものが挙げられる。
(Preparation of polymerizable monomer composition)
In the suspension polymerization method, first, a polymerizable monomer for producing a binder resin, a resin A represented by the above formula (1), silicon-containing particles, and, if necessary, a wax, a colorant, a charge control agent, a crosslinking agent, a polymerization initiator, and other additives are uniformly dissolved or dispersed using a dispersing machine such as a ball mill or an ultrasonic dispersing machine to obtain a polymerizable monomer composition. Examples of the polymerizable monomer include those exemplified as the monomers forming the above-mentioned styrene-acrylic copolymer.
なお、ケイ素を含有する粒子及び着色剤は予め媒体撹拌ミルなどで重合性単量体又は有機溶媒中に分散させた後に他の組成物と混合してもよいし、全ての組成物を混合した後に分散させてもよい。 The silicon-containing particles and colorant may be dispersed in advance in a polymerizable monomer or organic solvent using a medium stirring mill or the like and then mixed with the other compositions, or may be dispersed after all of the compositions have been mixed.
また、ケイ素を含有する粒子はそれ単独で添加してもよいが、ケイ素を含有する粒子を予め含有するトナー粒子を原材料として再度用いることによって添加してもよい。 The silicon-containing particles may be added alone, or they may be added by reusing toner particles that already contain silicon-containing particles as a raw material.
(重合性単量体組成物の分散工程(造粒工程))
次に、前記重合性単量体組成物を予め用意しておいた水系媒体中に投入し、高剪断力を有する撹拌機や分散機により、重合性単量体組成物からなる液滴を所望のトナー粒子のサイズに形成する。
(Dispersion step (granulation step) of polymerizable monomer composition)
Next, the polymerizable monomer composition is poured into a previously prepared aqueous medium, and droplets of the polymerizable monomer composition are formed into a desired toner particle size using a stirrer or disperser having high shear force.
造粒工程における水系媒体は分散安定剤を含有していることが、トナー粒子の粒径制御、粒度分布のシャープ化、製造過程におけるトナー粒子の合一を抑制するために好ましい。分散安定剤としては、一般的に立体障害による反発力を発現させる高分子と、静電気的な反発力で分散安定化を図る難水溶性無機化合物とに大別される。難水溶性無機化合物の微粒子は、酸やアルカリにより溶解するため、重合後に酸やアルカリで洗浄することにより溶解させて容易に除去することができるため、好適に用いられる。難水溶性無機化合物の分散安定剤としては、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、アルミニウム、リンのいずれかが含まれているものが好ましく用いられる。より好ましくは、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、リンのいずれかが含まれていることが望まれる。具体的には、以下のものが挙げられる。 It is preferable that the aqueous medium in the granulation process contains a dispersion stabilizer in order to control the particle size of the toner particles, to sharpen the particle size distribution, and to suppress the coalescence of toner particles during the manufacturing process. Dispersion stabilizers are generally broadly divided into polymers that exhibit repulsive forces due to steric hindrance and poorly water-soluble inorganic compounds that stabilize dispersion by electrostatic repulsive forces. Fine particles of poorly water-soluble inorganic compounds are preferably used because they dissolve in acids or alkalis and can be easily removed by washing with acids or alkalis after polymerization. As dispersion stabilizers for poorly water-soluble inorganic compounds, those containing magnesium, calcium, barium, zinc, aluminum, or phosphorus are preferably used. More preferably, it is desirable to contain magnesium, calcium, aluminum, or phosphorus. Specific examples include the following.
リン酸マグネシウム、リン酸三カルシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ヒドロキシアパタイド。該難水溶性無機分散剤を用いる場合には、そのまま使用してもよいが、より細かい粒子を得るため、水系媒体中にて該無機分散剤粒子を生成させて用いることができる。例えば、リン酸三カルシウムの場合、高速撹拌下、リン酸ナトリウム水溶液と塩化カルシウム水溶液とを混合して、水不溶性のリン酸カルシウムを生成させることができ、より均一で細かな分散が可能となる。 Magnesium phosphate, tricalcium phosphate, aluminum phosphate, zinc phosphate, magnesium carbonate, calcium carbonate, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, aluminum hydroxide, calcium metasilicate, calcium sulfate, barium sulfate, hydroxyapatide. When using such poorly water-soluble inorganic dispersants, they may be used as is, but in order to obtain finer particles, the inorganic dispersant particles can be generated in an aqueous medium and then used. For example, in the case of tricalcium phosphate, a sodium phosphate aqueous solution and a calcium chloride aqueous solution can be mixed under high speed stirring to generate water-insoluble calcium phosphate, which enables a more uniform and finer dispersion.
前記分散安定剤に有機系化合物、例えばポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、デンプンを併用しても構わない。これら分散安定剤は、重合性単量体100質量部に対して、0.1質量部以上20.0質量部以下使用することが好ましい。 The dispersion stabilizer may be used in combination with an organic compound, such as polyvinyl alcohol, gelatin, methyl cellulose, methylhydroxypropyl cellulose, ethyl cellulose, sodium salt of carboxymethyl cellulose, or starch. It is preferable to use 0.1 to 20.0 parts by mass of these dispersion stabilizers per 100 parts by mass of the polymerizable monomer.
さらに、これら分散安定剤の微細化のため、重合性単量体100質量部に対して、0.1質量部以上10.0質量部以下の界面活性剤を併用してもよい。具体的には市販のノニオン、アニオン、カチオン型の界面活性剤が利用できる。例えばドデシル硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウムが好ましく用いられる。 Furthermore, in order to make these dispersion stabilizers finer, a surfactant may be used in an amount of 0.1 parts by mass to 10.0 parts by mass to 100 parts by mass of the polymerizable monomer. Specifically, commercially available nonionic, anionic, and cationic surfactants can be used. For example, sodium dodecyl sulfate, sodium tetradecyl sulfate, sodium pentadecyl sulfate, sodium octyl sulfate, sodium oleate, sodium laurate, potassium stearate, and calcium oleate are preferably used.
(重合工程)
造粒工程の後、あるいは造粒工程を行いながら、好ましくは50℃以上90℃以下の温度に設定して、重合性単量体組成物に含まれる重合性単量体の重合を行い、トナー粒子分散液を得る。
(Polymerization process)
After the granulation step, or while the granulation step is being carried out, the temperature is preferably set to 50° C. or more and 90° C. or less to polymerize the polymerizable monomers contained in the polymerizable monomer composition, thereby obtaining a toner particle dispersion.
重合工程では容器内の温度分布が均一になる様に撹拌操作を行うことが好ましい。重合開始剤を添加する場合、任意のタイミングと所要時間で行うことができる。また、所望の分子量分布を得る目的で重合反応後半に昇温してもよく、さらに、未反応の重合性単量体、副生成物などを系外に除去するために反応後半、または反応終了後に、一部水系媒体を蒸留操作により留去してもよい。蒸留操作は常圧又は減圧下で行うことができる。 In the polymerization step, it is preferable to carry out a stirring operation so that the temperature distribution in the vessel is uniform. When a polymerization initiator is added, it can be added at any timing and for any required time. In addition, the temperature may be raised in the latter half of the polymerization reaction in order to obtain the desired molecular weight distribution, and further, in order to remove unreacted polymerizable monomers, by-products, etc. from the system, a part of the aqueous medium may be distilled off by a distillation operation in the latter half of the reaction or after the reaction is completed. The distillation operation can be carried out under normal pressure or reduced pressure.
懸濁重合法において使用する重合開始剤としては、重合反応時における半減期が0.5時間以上30時間以下であるものが好ましい。また、重合性単量体100質量部に対して、0.5質量部以上20質量部以下の添加量で用いて重合反応を行うと、分子量5000から50000の間に極大を有する重合体を得ることができる。重合開始剤としては、一般的に油溶性開始剤が用いられる。例えば、以下のものが挙げられる。 The polymerization initiator used in the suspension polymerization method is preferably one whose half-life during the polymerization reaction is 0.5 to 30 hours. Furthermore, when the polymerization reaction is carried out using an amount of 0.5 to 20 parts by mass added per 100 parts by mass of polymerizable monomer, a polymer having a maximum molecular weight between 5,000 and 50,000 can be obtained. Generally, an oil-soluble initiator is used as the polymerization initiator. Examples include the following.
2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス-2,4-ジメチルバレロニトリル、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、2,2’-アゾビス-4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリルのようなアゾ化合物;アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、デカノニルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、プロピオニルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、ベンゾイルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシイソブチレート、シクロヘキサノンパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、tert-ブチルヒドロパーオキサイド、ジ-tert-ブチルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシピバレート、クメンヒドロパーオキサイドのようなパーオキサイド系開始剤を挙げることができる。 Azo compounds such as 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile, 1,1'-azobis(cyclohexane-1-carbonitrile), and 2,2'-azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile; peroxide initiators such as acetylcyclohexylsulfonyl peroxide, diisopropyl peroxycarbonate, decanonyl peroxide, lauroyl peroxide, stearoyl peroxide, propionyl peroxide, acetyl peroxide, tert-butylperoxy-2-ethylhexanoate, benzoyl peroxide, tert-butylperoxyisobutyrate, cyclohexanone peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, dicumyl peroxide, tert-butyl hydroperoxide, di-tert-butyl peroxide, tert-butyl peroxypivalate, and cumene hydroperoxide.
重合開始剤は必要に応じて水溶性開始剤を用いてもよく、以下のものが挙げられる。 If necessary, a water-soluble polymerization initiator may be used, such as the following:
過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、2,2’-アゾビス(N,N’-ジメチレンイソブチロアミジン)塩酸塩、2,2’-アゾビス(2-アミノジノプロパン)塩酸塩、アゾビス(イソブチルアミジン)塩酸塩、2,2’-アゾビスイソブチロニトリルスルホン酸ナトリウム、硫酸第一鉄又は過酸化水素。 Ammonium persulfate, potassium persulfate, 2,2'-azobis(N,N'-dimethyleneisobutyromidine) hydrochloride, 2,2'-azobis(2-aminodinopropane) hydrochloride, azobis(isobutylamidine) hydrochloride, 2,2'-azobisisobutyronitrile sodium sulfonate, ferrous sulfate or hydrogen peroxide.
これらの重合開始剤は単独又は複数を併用して使用でき、重合性単量体の重合度を制御するために、連鎖移動剤、重合禁止剤等をさらに添加し用いることも可能である。 These polymerization initiators can be used alone or in combination, and chain transfer agents, polymerization inhibitors, etc. can also be added to control the degree of polymerization of the polymerizable monomer.
(固液分離工程、洗浄工程及び乾燥工程)
トナー粒子表面に付着した分散安定剤を除去する目的で、トナー粒子分散液を酸又はアルカリで処理してもよい。
(Solid-liquid separation process, washing process and drying process)
For the purpose of removing the dispersion stabilizer attached to the surface of the toner particles, the toner particle dispersion may be treated with an acid or an alkali.
得られたトナー粒子分散液からトナー粒子を得るための固液分離は、一般的な濾過方法で行うことができ、その後トナー粒子表面から除去しきれなかった異物を除去するため、リスラリーや洗浄水のかけ洗いなどによって更に洗浄を行うことが好ましい。十分な洗浄が行なわれた後に、再び固液分離してトナーケーキを得る。その後、公知の乾燥手段により乾燥され、必要であれば分級により所定外の粒径を有する粒子群を分離してトナー粒子を得る。 Solid-liquid separation to obtain toner particles from the obtained toner particle dispersion can be performed by a general filtration method, and then, in order to remove foreign matter that has not been completely removed from the toner particle surface, it is preferable to perform further washing by reslurrying or washing with washing water. After sufficient washing, solid-liquid separation is performed again to obtain a toner cake. Thereafter, it is dried by a known drying means, and if necessary, particle groups having particle sizes other than the specified are separated by classification to obtain toner particles.
次に、混練粉砕法を用いたトナー粒子の製造例について説明する。 Next, we will explain an example of how toner particles are produced using the kneading and pulverizing method.
混練粉砕法においてはまず、結着樹脂と、前記式(1)で表される樹脂Aと、ケイ素を含有する粒子と、必要に応じて、ワックス、着色剤、荷電制御剤、及びその他の添加剤を含有する混合物をヘンシェルミキサ、ボールミルなどの混合機により十分混合する。その後、加熱ロール、ニーダー、エクストルーダーのような熱混練機を用いて溶融混練して各種材料を分散又は溶解して溶融混練物を得、冷却固化工程、粉砕工程、分級工程、必要に応じて表面処理工程を経てトナー粒子を得る。 In the kneading and grinding method, first, a mixture containing a binder resin, resin A represented by the above formula (1), silicon-containing particles, and, if necessary, wax, a colorant, a charge control agent, and other additives is thoroughly mixed using a mixer such as a Henschel mixer or a ball mill. After that, the mixture is melt-kneaded using a thermal kneader such as a heated roll, kneader, or extruder to disperse or dissolve various materials to obtain a molten kneaded product, which is then passed through a cooling and solidifying process, a grinding process, a classification process, and, if necessary, a surface treatment process to obtain toner particles.
粉砕工程では、機械衝撃式、ジェット式などの公知の粉砕装置を用いるとよい。また、分級工程及び表面処理工程の順序はどちらが先でもよい。 In the pulverization process, a known pulverization device such as a mechanical impact type or a jet type may be used. In addition, the order of the classification process and the surface treatment process does not matter.
(外添工程)
得られたトナー粒子に対し、必要に応じて外添剤を添加してもよい。外添工程は、外添剤とトナー粒子を、高速回転する羽根を備えた混合装置に入れ、十分混合することによって行う。
(External Addition Process)
If necessary, an external additive may be added to the obtained toner particles. The external addition step is carried out by putting the external additive and the toner particles into a mixer equipped with a blade rotating at high speed and thoroughly mixing them.
本発明のトナー粒子の粒径は、高精細かつ高解像の画像を得るという観点から重量平均粒径が3.0μm以上10.0μm以下であることが好ましい。トナーの重量平均粒径は細孔電気抵抗法により測定することができる。例えば「コールター・カウンター Multisizer 3」(ベックマン・コールター(株)製)を用いて測定することができる。 From the viewpoint of obtaining a high-definition and high-resolution image, the particle size of the toner particles of the present invention is preferably a weight average particle size of 3.0 μm or more and 10.0 μm or less. The weight average particle size of the toner can be measured by a capillary electrical resistance method. For example, it can be measured using a "Coulter Counter Multisizer 3" (manufactured by Beckman Coulter, Inc.).
以下、本発明のトナーに係る各物性の測定方法に関して記載する。 The methods for measuring the various physical properties of the toner of the present invention are described below.
<トナーと外添剤の分離>
トナー粒子の表面に外添剤を有するトナーにおいては、トナー粒子と外添剤を下記方法により分離し、トナー粒子を得る。
<Separation of toner and additives>
In the case of a toner having an external additive on the surface of the toner particles, the toner particles and the external additive are separated by the following method to obtain toner particles.
イオン交換水100mLにスクロース(キシダ化学製)160gを加え、湯せんをしながら溶解させ、ショ糖濃厚液を調製する。遠心分離用チューブ(容量50mL)に前記ショ糖濃厚液を31gと、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6mL入れ分散液を作製する。この分散液にトナー1.0gを添加し、スパチュラなどでトナーのかたまりをほぐす。 160 g of sucrose (Kishida Chemical) is added to 100 mL of ion-exchanged water and dissolved in a hot water bath to prepare a concentrated sucrose solution. 31 g of the concentrated sucrose solution and 6 mL of Contaminon N (a 10% aqueous solution of a neutral detergent for cleaning precision measuring instruments, pH 7, consisting of a nonionic surfactant, anionic surfactant, and organic builder, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) are placed in a centrifuge tube (volume 50 mL) to prepare a dispersion. 1.0 g of toner is added to this dispersion, and the toner clumps are loosened with a spatula or the like.
遠心分離用チューブをシェイカーにて350spm(strokes per min)、20分間振とうする。振とう後、溶液をスイングローター用ガラスチューブ(容量50mL)に入れ替えて、遠心分離機(H-9R 株式会社コクサン製)にて3500rpm、30分間の条件で分離する。この操作により、トナー粒子と外れた外添剤が分離する。トナーと水溶液が十分に分離されていることを目視で確認し、最上層に分離したトナーをスパチュラ等で採取する。採取したトナーを減圧濾過器で濾過した後、乾燥機で1時間以上乾燥し、トナー粒子を得る。この操作を複数回実施して、必要量のトナー粒子を得る。 The centrifuge tube is shaken in a shaker at 350 strokes per minute (spm) for 20 minutes. After shaking, the solution is transferred to a glass tube for a swing rotor (volume 50 mL) and separated in a centrifuge (H-9R, manufactured by Kokusan Co., Ltd.) at 3,500 rpm for 30 minutes. This operation separates the toner particles from the removed external additives. Visually check that the toner and aqueous solution are sufficiently separated, and collect the toner that has separated into the top layer with a spatula or the like. The collected toner is filtered with a vacuum filter and then dried in a dryer for at least 1 hour to obtain toner particles. This operation is carried out multiple times to obtain the required amount of toner particles.
<トナー粒子中の(式(1)で表される樹脂Aの取り出し)>
トナー粒子中の式(1)で表される樹脂の取り出しはテトラヒドロフラン(THF)を用いた抽出物を溶媒グラジエント溶出法により分離することで行った。調製方法を以下に示す。
<Extraction of Resin A represented by Formula (1) from Toner Particles>
The resin represented by formula (1) in the toner particles was extracted with tetrahydrofuran (THF) and separated by a solvent gradient elution method.
トナー粒子10.0gを秤量し、円筒濾紙(東洋濾紙製No.86R)に入れてソックスレー抽出器にかける。溶媒としてTHF200mLを用いて20時間抽出し、抽出液を脱溶剤して得られた固体がTHF可溶分である。THF可溶分には、式(1)で表される樹脂が含まれる。これを複数回行い、必要な量のTHF可溶分を得た。 10.0 g of toner particles were weighed out, placed in a cylindrical filter paper (Toyo Roshi No. 86R) and placed in a Soxhlet extractor. Extraction was performed for 20 hours using 200 mL of THF as a solvent, and the solid obtained by removing the solvent from the extract is the THF-soluble fraction. The THF-soluble fraction contains a resin represented by formula (1). This was repeated multiple times to obtain the required amount of THF-soluble fraction.
溶媒グラジエント溶出法にはグラジエント分取HPCL(島津製作所製LC-20AP高圧グラジエント分取システム、Waters社製SunFire分取カラム50mmφ250mm)を用いて、流量50ml/分で分離を行った。移動相には良溶媒としてTHF、クロロホルム、トルエンを適時選択し、貧溶媒としてアセトニトリル、アセトン、メタノール、n-ヘキサンを適時選択した。必要に応じて溶媒グラジエント溶出を繰り返すことで、式(1)で表される樹脂Aを得た。 For the solvent gradient elution method, gradient preparative HPLC (Shimadzu LC-20AP high pressure gradient preparative system, Waters SunFire preparative column 50 mm φ 250 mm) was used, and separation was performed at a flow rate of 50 ml/min. THF, chloroform, and toluene were appropriately selected as good solvents for the mobile phase, and acetonitrile, acetone, methanol, and n-hexane were appropriately selected as poor solvents. By repeating the solvent gradient elution as necessary, resin A represented by formula (1) was obtained.
<式(1)で表される樹脂A中のケイ素濃度の測定方法>
式(1)で表される樹脂A中のケイ素の含有量の測定は、波長分散型蛍光X線分析装置「Axios」(PANalytical社製)と、測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフト「SuperQ ver.4.0F」(PANalytical社製)を用いる。なお、X線管球のアノードとしてはRhを用い、測定雰囲気は真空、測定径(コリメーターマスク径)は27mm、測定時間10秒とする。
<Method for measuring silicon concentration in resin A represented by formula (1)>
The content of silicon in resin A represented by formula (1) is measured using a wavelength dispersive X-ray fluorescence analyzer "Axios" (manufactured by PANalytical Co., Ltd.) and the accompanying dedicated software "SuperQ ver. 4.0F" (manufactured by PANalytical Co., Ltd.) for setting measurement conditions and analyzing measurement data. Note that Rh is used as the anode of the X-ray tube, the measurement atmosphere is vacuum, the measurement diameter (collimator mask diameter) is 27 mm, and the measurement time is 10 seconds.
測定サンプルは、式(1)で表される樹脂Aそのものを用いるか、前記取り出し方法によりトナー粒子から取り出した樹脂Aを用いる。 The measurement sample is either resin A represented by formula (1) itself, or resin A extracted from toner particles using the extraction method described above.
前記測定サンプル100.00質量部に対して、シリカ(SiO2)微粉末[商品名:AEROSIL NAX50、比表面積:40±10、炭素含有量:0.45~0.85%;日本アエロジル(株)製]を0.50質量部となるように添加し、コーヒーミルを用いて充分混合する。同様にして、シリカ微粉末を5.00質量部、10.00質量部、15.00質量部となるように測定サンプルとそれぞれ混合し、これらを検量線用の試料とした。測定用ペレットの作製は錠剤成型圧縮機「BRE-32」(前川試験機製作所社製)を用いる。専用のプレス用アルミリングの中に測定サンプル4gを入れて平らにならし、20MPaで60秒間加圧することで、厚さ2mm、直径39mmに成型した測定用ペレットを得る。 Silica (SiO 2 ) fine powder [product name: AEROSIL NAX50, specific surface area: 40±10, carbon content: 0.45-0.85%; manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.] was added to 100.00 parts by mass of the measurement sample to make 0.50 parts by mass, and thoroughly mixed using a coffee mill. Similarly, silica fine powder was mixed with the measurement sample to make 5.00 parts by mass, 10.00 parts by mass, and 15.00 parts by mass, respectively, and these were used as samples for the calibration curve. The measurement pellets were prepared using a tablet molding compression machine "BRE-32" (manufactured by Maekawa Test Machinery Manufacturing Co., Ltd.). 4 g of the measurement sample was placed in a dedicated press aluminum ring, flattened, and pressed at 20 MPa for 60 seconds to obtain a measurement pellet molded to a thickness of 2 mm and a diameter of 39 mm.
それぞれの測定用ペレットについて、PETを分光結晶に用いた際に回折角(2θ)=109.08°に観測されるSi-Kα線の計数率(単位:cps)を測定する。この際、X線発生装置の加速電圧、電流値はそれぞれ、24kV、100mAとする。得られたX線の計数率を縦軸に、各検量線用試料中のSi添加濃度を横軸として、一次関数の検量線を得る。 For each measurement pellet, the count rate (unit: cps) of Si-Kα rays observed at a diffraction angle (2θ) of 109.08° when PET is used as the analyzing crystal is measured. In this case, the acceleration voltage and current value of the X-ray generator are 24 kV and 100 mA, respectively. A linear function calibration curve is obtained by plotting the obtained X-ray count rate on the vertical axis and the Si additive concentration in each calibration curve sample on the horizontal axis.
次に、測定サンプルについても同様に測定用ペレットを作製し、Si-Kα線の計数率を測定する。そして、得られた検量線から式(1)で表される樹脂中のケイ素濃度(質量%)を求める。 Next, similarly, measurement pellets are prepared for the measurement sample, and the count rate of the Si-Kα ray is measured. The silicon concentration (mass%) in the resin, expressed by formula (1), is then calculated from the obtained calibration curve.
<式(1)で表される樹脂Aの構造確認(R1~R3)>
式(1)で表される樹脂Aに含まれる官能基及び式(1)で表される構造中の高分子部位P1、L1部位、R1~R3部位は、1H-NMR分析、13C-NMR分析、29Si-NMR分析およびFT-IR分析を用いて行う。測定サンプルは樹脂Aそのものを用いるか、前記取り出し方法によりトナー粒子から取り出した樹脂Aを用いる。
<Identification of the Structure of Resin A Represented by Formula (1) (R 1 to R 3 )>
The functional groups contained in resin A represented by formula (1) and the polymer moieties P 1 , L 1 , and R 1 to R 3 in the structure represented by formula (1) are analyzed by 1 H-NMR, 13 C-NMR, 29 Si-NMR, and FT-IR. The measurement sample is resin A itself, or resin A extracted from toner particles by the above-mentioned extraction method.
L1が前記式(17)で表されるようなアミド結合を含有する場合は、1H-NMR分析により同定できる。具体的には、アミド基のNH部位のプロトンのケミカルシフト値によって同定が可能であり、積分値の算出によってアミド基の定量が可能である。 When L1 contains an amide bond as represented by the formula (17), it can be identified by 1H -NMR analysis. Specifically, it can be identified by the chemical shift value of the proton at the NH moiety of the amide group, and the amount of the amide group can be quantified by calculating the integral value.
また、式(1)で表される構造中のR1~R3がアルコキシ基、またはヒドロキシ基を含有する場合には、後述する「29Si-NMR(固体)の測定条件」に示す方法によりアルコキシ基、またはヒドロキシ基のケイ素原子に対する価数を決定することが可能である。 Furthermore, when R 1 to R 3 in the structure represented by formula (1) contain an alkoxy group or a hydroxy group, the valence of the alkoxy group or the hydroxy group relative to the silicon atom can be determined by the method shown in the "Measurement conditions for 29 Si-NMR (solid)" described later.
(29Si-NMR(固体)の測定条件)
装置:JEOL RESONANCE製 JNM-ECX500II
試料管:3.2mmφ
試料:式(1)で表される樹脂A 150mg
測定温度:室温
パルスモード:CP/MAS
測定核周波数:97.38MHz(29Si)
基準物質:DSS(外部標準:1.534ppm)
試料回転数:10kHz
コンタクト時間:10ms
遅延時間:2s
積算回数:8192回
( 29Si -NMR (solid) measurement conditions)
Equipment: JEOL RESONANCE JNM-ECX500II
Sample tube: 3.2 mm diameter
Sample: Resin A represented by formula (1) 150 mg
Measurement temperature: room temperature Pulse mode: CP/MAS
Measurement nuclear frequency: 97.38MHz (29Si)
Reference substance: DSS (external standard: 1.534ppm)
Sample rotation speed: 10 kHz
Contact time: 10 ms
Delay time: 2s
Accumulation count: 8192
前記測定により、ケイ素に結合した酸素原子の数に応じた複数のシラン成分をカーブフィッティングにてピーク分離・積分することで存在比を求めることができる。このようにして、式(1)で表される樹脂AのR1~R3のアルコキシ基またはヒドロキシ基の数を確認できる。 The abundance ratio of multiple silane components according to the number of oxygen atoms bonded to silicon can be determined by peak separation and integration using curve fitting. In this way, the number of alkoxy or hydroxy groups of R 1 to R 3 of resin A represented by formula (1) can be confirmed.
<式(1)で表される樹脂Aの構造確認(P1及びL1)>
式(1)で表される樹脂におけるP1、L1及びR1~R3の構造は13C-NMR(固体)測定により確認できる。測定条件は以下の通りである。
<Confirmation of the Structure of Resin A Represented by Formula (1) ( P1 and L1 )>
The structures of P 1 , L 1 and R 1 to R 3 in the resin represented by formula (1) can be confirmed by 13 C-NMR (solid) measurement. The measurement conditions are as follows.
(13C-NMR(固体)の測定条件)
装置:JEOL RESONANCE製 JNM-ECX500II
試料管:3.2mmφ
試料量:150mg
測定温度:室温
パルスモード:CP/MAS
測定核周波数:123.25MHz(13C)
基準物質:アダマンタン(外部標準:29.5ppm)
試料回転数:20kHz
コンタクト時間:2ms
遅延時間:2s
積算回数:1024回
( 13C -NMR (solid) measurement conditions)
Equipment: JEOL RESONANCE JNM-ECX500II
Sample tube: 3.2 mm diameter
Sample amount: 150 mg
Measurement temperature: room temperature Pulse mode: CP/MAS
Measurement nuclear frequency: 123.25MHz ( 13C )
Reference substance: Adamantane (external standard: 29.5ppm)
Sample rotation speed: 20 kHz
Contact time: 2 ms
Delay time: 2s
Number of times of accumulation: 1024 times
(1H-NMR分析(溶液)の測定条件)
装置:JEOL RESONANCE製 JNM-EX400
試料管:3.2mmφ
試料量:10mg
溶媒:CDCl3
測定温度:室温
測定周波数:400MHz
パルス条件:5.0μs
周波数範囲:10500Hz
積算回数:64回
式(1)中のP1、L1及びR1~R3の種類により各種ピークに分離し、それぞれを同定してP1、L1及びR1~R3の種類を決定する。
(Measurement conditions for 1 H-NMR analysis (solution))
Equipment: JEOL RESONANCE JNM-EX400
Sample tube: 3.2 mm diameter
Sample amount: 10 mg
Solvent: CDCl3
Measurement temperature: room temperature Measurement frequency: 400MHz
Pulse condition: 5.0 μs
Frequency range: 10,500 Hz
Number of accumulations: 64 times. Various peaks are separated according to the types of P 1 , L 1 and R 1 to R 3 in formula (1), and each is identified to determine the types of P 1 , L 1 and R 1 to R 3 .
<式(3)の構造を有する有機ケイ素重合体の確認方法>
トナー粒子に含有される有機ケイ素重合体の、式(3)で表される構造の確認には、式(3)で表される有機ケイ素重合体そのものを用いるか、次に説明する方法によりトナー粒子から取り出した有機ケイ素重合体を用いることができる。
<Method for identifying organosilicon polymer having the structure of formula (3)>
To confirm the structure of the organosilicon polymer contained in the toner particles represented by formula (3), the organosilicon polymer represented by formula (3) itself can be used, or an organosilicon polymer extracted from the toner particles by the method described below can be used.
前述に記載の方法で回収したトナー粒子1gをバイアル瓶に入れクロロホルム31gに溶解させ、分散させる。分散には超音波式ホモジナイザーを用いて30分間処理して分散液を作製する。
超音波処理装置:超音波式ホモジナイザーVP-050(タイテック株式会社製)
マイクロチップ:ステップ型マイクロチップ、先端径φ2mm
マイクロチップの先端位置:ガラスバイアルの中央部、且つバイアル底面から5mmの高さ
超音波条件:強度30%、30分。このとき、分散液が昇温しないようにバイアルを氷水で冷却しながら超音波を掛ける。
1 g of the toner particles collected by the method described above is placed in a vial, dissolved and dispersed in 31 g of chloroform, and treated for 30 minutes using an ultrasonic homogenizer to prepare a dispersion liquid.
Ultrasonic treatment device: Ultrasonic homogenizer VP-050 (manufactured by Taitec Co., Ltd.)
Microchip: Step type microchip, tip diameter φ2mm
Position of the tip of the microchip: at the center of the glass vial and at a height of 5 mm from the bottom of the vial. Ultrasonic conditions: intensity 30%, 30 minutes. During this time, ultrasonic waves are applied while cooling the vial with ice water so that the temperature of the dispersion liquid does not rise.
分散液をスイングローター用ガラスチューブ(50mL)に入れ替えて、遠心分離機(H-9R;株式会社コクサン社製)にて、58.33S-1、30分間の条件で遠心分離を行う。遠心分離後のガラスチューブ内においては、有機ケイ素重合体粒子が分離している。これを抽出して、洗浄のため再度クロロホルム10gに分散させ、遠心分離機を用いて有機ケイ素重合体粒子を分離させる。再度洗浄操作をした後、抽出した有機ケイ素重合体粒子を真空乾燥(40℃/24時間)することでクロロホルムを除去し、サンプルを作製する。 The dispersion is transferred to a glass tube (50 mL) for a swing rotor and centrifuged in a centrifuge (H-9R; manufactured by Kokusan Co., Ltd.) at 58.33 S -1 for 30 minutes. After centrifugation, the organosilicon polymer particles are separated in the glass tube. These are extracted and dispersed again in 10 g of chloroform for washing, and the organosilicon polymer particles are separated using a centrifuge. After washing again, the extracted organosilicon polymer particles are vacuum dried (40°C/24 hours) to remove the chloroform, and a sample is prepared.
得られたサンプルの重さを秤量することで、トナー粒子中に含まれる有機ケイ素重合体粒子の含有量を求めることができる。 The weight of the obtained sample can be weighed to determine the content of organosilicon polymer particles in the toner particles.
式(3)のRで表されるアルキル基の有無は、13C-NMRにより確認する。また、式(1)の詳細な構造は1H-NMR、13C-NMR及び29Si-NMRにより確認する。使用する装置及び測定条件を以下に示す。 The presence or absence of an alkyl group represented by R in formula (3) is confirmed by 13 C-NMR. The detailed structure of formula (1) is confirmed by 1 H-NMR, 13 C-NMR and 29 Si-NMR. The apparatus and measurement conditions used are shown below.
(測定条件)
装置:BRUKER製 AVANCE III 500
プローブ:4mm MAS BB/1H
測定温度:室温
試料回転数:6kHz
試料:測定試料(NMR測定用のトナー粒子のテトラヒドロフランTHF不溶分)150mgを直径4mmのサンプルチューブに入れる。
(Measurement conditions)
Equipment: BRUKER AVANCE III 500
Probe: 4mm MAS BB/1H
Measurement temperature: room temperature Sample rotation speed: 6 kHz
Sample: 150 mg of a measurement sample (a tetrahydrofuran (THF)-insoluble portion of toner particles for NMR measurement) is placed in a sample tube having a diameter of 4 mm.
当該方法にて、式(3)のRで表されるアルキル基の有無を確認する。シグナルが確認できたら、式(3)の構造は“あり”とする。 Using this method, the presence or absence of the alkyl group represented by R in formula (3) is confirmed. If a signal is confirmed, the structure of formula (3) is deemed to be "present."
(13C-NMR(固体)の測定条件)
装置:JEOL RESONANCE製 JNM-ECX500II
測定核周波数:125.77MHz
基準物質:Glycine(外部標準:176.03ppm)
観測幅:37.88kHz
測定法:CP/MAS
コンタクト時間:1.75ms
繰り返し時間:4s
積算回数:2048回
LB値:50Hz
( 13C -NMR (solid) measurement conditions)
Equipment: JEOL RESONANCE JNM-ECX500II
Measured nuclear frequency: 125.77MHz
Reference substance: Glycine (external standard: 176.03ppm)
Observation width: 37.88kHz
Measurement method: CP/MAS
Contact time: 1.75 ms
Repeat time: 4s
Number of times of integration: 2048 times LB value: 50 Hz
(29Si-NMR(固体)の測定方法)
(測定条件)
装置:BRUKER製 AVANCE III 500
プローブ:4mm MAS BB/1H
測定温度:室温
試料回転数:6kHz
試料:測定試料(NMR測定用のトナー粒子のTHF不溶分)150mgを直径4mmのサンプルチューブに入れる。
測定核周波数:99.36MHz
基準物質:DSS(外部標準:1.534ppm)
観測幅:29.76kHz
測定法:DD/MAS、CP/MAS
29Si 90° パルス幅:4.00μs@-1dB
コンタクト時間:1.75ms~10ms
繰り返し時間:30s(DD/MASS)、10s(CP/MAS)
積算回数:2048回
LB値:50Hz
(Method of measuring 29Si -NMR (solid))
(Measurement conditions)
Equipment: BRUKER AVANCE III 500
Probe: 4mm MAS BB/1H
Measurement temperature: room temperature Sample rotation speed: 6 kHz
Sample: 150 mg of a measurement sample (THF-insoluble portion of toner particles for NMR measurement) is placed in a sample tube having a diameter of 4 mm.
Measurement nuclear frequency: 99.36MHz
Reference substance: DSS (external standard: 1.534ppm)
Observation width: 29.76kHz
Measurement method: DD/MAS, CP/MAS
29 Si 90° Pulse width: 4.00 μs @ -1 dB
Contact time: 1.75ms to 10ms
Repeat time: 30s (DD/MASS), 10s (CP/MASS)
Number of times of integration: 2048 times LB value: 50 Hz
<ケイ素を含有する粒子の個数平均粒径の確認方法>
ケイ素を含有する粒子の個数平均粒径は、走査型電子顕微鏡(SEM)観察によって行う。SEM観察の方法は、以下の通り。日立超高分解能電界放出形走査電子顕微鏡S-4800((株)日立ハイテクノロジーズ)にて撮影される画像を用いて行う。S-4800の画像撮影条件は以下の通りである。
<Method for determining the number average particle size of silicon-containing particles>
The number average particle size of the silicon-containing particles is measured by scanning electron microscope (SEM) observation. The SEM observation method is as follows. Images taken with a Hitachi ultra-high resolution field emission scanning electron microscope S-4800 (Hitachi High-Technologies Corporation) are used. The image taking conditions for the S-4800 are as follows.
(1)試料作製
試料台(アルミニウム試料台15mm×6mm)に導電性ペースト(TED PELLA,Inc、 Product No. 16053, PELCO Colloidal Graphite,Isopropanol base)を薄く塗り、その上に対象の試料を吹き付ける。さらにエアブローして、余分な試料を試料台から除去した後、15mAで15秒間白金蒸着する。試料台を試料ホルダにセットし、試料高さゲージにより試料台高さを30mmに調節する。
(1) Sample preparation A thin layer of conductive paste (TED PELLA, Inc., Product No. 16053, PELCO Colloidal Graphite, Isopropanol base) is applied to a sample stage (aluminum sample stage 15 mm x 6 mm), and the target sample is sprayed onto it. After removing excess sample from the sample stage with air blowing, platinum is evaporated at 15 mA for 15 seconds. The sample stage is set in the sample holder, and the sample stage height is adjusted to 30 mm using the sample height gauge.
(2)S-4800観察条件設定
S-4800の筺体に取り付けられているアンチコンタミネーショントラップに液体窒素を溢れるまで注入し、30分間置く。S-4800の「PC-SEM」を起動し、フラッシング(電子源であるFEチップの清浄化)を行う。画面上のコントロールパネルの加速電圧表示部分をクリックし、[フラッシング]ボタンを押し、フラッシング実行ダイアログを開く。フラッシング強度が2であることを確認し、実行する。フラッシングによるエミッション電流が20~40μAであることを確認する。試料ホルダをS-4800筺体の試料室に挿入する。コントロールパネル上の[原点]を押し試料ホルダを観察位置に移動させる。
(2) Setting the S-4800 observation conditions Inject liquid nitrogen into the anti-contamination trap attached to the S-4800 housing until it overflows, and leave it for 30 minutes. Start the S-4800's "PC-SEM" and perform flushing (cleaning the FE chip, which is the electron source). Click the accelerating voltage display area on the control panel on the screen, and press the [Flushing] button to open the flushing execution dialog. Check that the flushing intensity is 2, and execute it. Check that the emission current due to flushing is 20 to 40 μA. Insert the specimen holder into the specimen chamber of the S-4800 housing. Press [Origin] on the control panel to move the specimen holder to the observation position.
加速電圧表示部をクリックしてHV設定ダイアログを開き、加速電圧を[2.0kV]、エミッション電流を[10μA]に設定する。オペレーションパネルの[基本]のタブ内にて、信号選択を[SE]に設置し、SE検出器を[下(L)]を選択し、反射電子像を観察するモードにする。同じくオペレーションパネルの[基本]のタブ内にて、電子光学系条件ブロックのプローブ電流を[Normal]に、焦点モードを[UHR]に、WDを[8.0mm]に設定する。コントロールパネルの加速電圧表示部の[ON]ボタンを押し、加速電圧を印加する。 Click the acceleration voltage display to open the HV setting dialog, and set the acceleration voltage to [2.0 kV] and the emission current to [10 μA]. In the [Basic] tab of the operation panel, set the signal selection to [SE], select the SE detector to [Down (L)], and switch to the mode for observing backscattered electron images. In the same [Basic] tab of the operation panel, set the probe current in the electron optical system condition block to [Normal], the focus mode to [UHR], and the WD to [8.0 mm]. Press the [ON] button on the acceleration voltage display on the control panel to apply the acceleration voltage.
(3)焦点調整
コントロールパネルの倍率表示部内をドラッグして、倍率を5000(5k)倍に設定する。操作パネルのフォーカスつまみ[COARSE]を回転させ、ある程度焦点が合ったところでアパーチャアライメントの調整を行う。コントロールパネルの[Align]をクリックし、アライメントダイアログを表示し、[ビーム]を選択する。操作パネルのSTIGMA/ALIGNMENTつまみ(X,Y)を回転し、表示されるビームを同心円の中心に移動させる。
(3) Focus adjustment Drag within the magnification display on the control panel to set the magnification to 5000 (5k). Rotate the focus knob [COARSE] on the operation panel to adjust the aperture alignment once the image is in focus to a certain extent. Click [Align] on the control panel to display the alignment dialog and select [Beam]. Rotate the STIGMA/ALIGNMENT knobs (X, Y) on the operation panel to move the displayed beam to the center of the concentric circle.
次に[アパーチャ]を選択し、STIGMA/ALIGNMENTつまみ(X,Y)を一つずつ回し、像の動きを止める又は最小の動きになるように合わせる。アパーチャダイアログを閉じ、オートフォーカスで、ピントを合わせる。この操作を更に2度繰り返し、ピントを合わせる。観察粒子の最大径の中点を測定画面の中央に合わせた状態でコントロールパネルの倍率表示部内をドラッグして、倍率を10000(10k)倍に設定する。操作パネルのフォーカスつまみ[COARSE]を回転させ、ある程度焦点が合ったところでアパーチャアライメントの調整を行う。コントロールパネルの[Align]をクリックし、アライメントダイアログを表示し、[ビーム]を選択する。操作パネルのSTIGMA/ALIGNMENTつまみ(X,Y)を回転し、表示されるビームを同心円の中心に移動させる。 Next, select [Aperture] and turn the STIGMA/ALIGNMENT knobs (X, Y) one by one to stop the image movement or adjust it so that it moves as little as possible. Close the Aperture dialog and use autofocus to adjust the focus. Repeat this operation two more times to adjust the focus. With the midpoint of the maximum diameter of the observed particle aligned with the center of the measurement screen, drag within the magnification display section of the control panel to set the magnification to 10,000 (10k). Turn the focus knob [COARSE] on the operation panel to adjust the aperture alignment once the image is in focus to a certain extent. Click [Align] on the control panel to display the alignment dialog and select [Beam]. Turn the STIGMA/ALIGNMENT knobs (X, Y) on the operation panel to move the displayed beam to the center of the concentric circle.
次に[アパーチャ]を選択し、STIGMA/ALIGNMENTつまみ(X,Y)を一つずつ回し、像の動きを止める又は最小の動きになるように合わせる。アパーチャダイアログを閉じ、オートフォーカスで、ピントを合わせる。その後、倍率を100000(100k)倍に設定し、上記と同様にフォーカスつまみ、STIGMA/ALIGNMENTつまみを使用して焦点調整を行い、再度オートフォーカスでピントを合わせる。この操作を再度繰り返し、ピントを合わせる。 Next, select [Aperture] and turn the STIGMA/ALIGNMENT knobs (X, Y) one by one to stop the image movement or adjust it so that it moves as little as possible. Close the Aperture dialog and use autofocus to adjust the focus. After that, set the magnification to 100,000 (100k)x and adjust the focus using the focus knob and STIGMA/ALIGNMENT knob as above, then use autofocus to focus again. Repeat this operation to adjust the focus.
(4)画像保存
ABCモードで明るさ合わせを行い、サイズ640×480ピクセルで写真撮影して保存する。
(4) Image storage Adjust the brightness in ABC mode, take a photo with a size of 640 x 480 pixels, and save it.
得られたSEMの観察結果から、ケイ素を含有する粒子を粒子数500の個数平均粒径(D1)の計算を画像処理ソフト(イメージJ)により行う。測定方法は以下の通りである。
・有機ケイ素重合体粒子の測定
計測コマンドの中から、選択された形状の最大長さを選択し、有機ケイ素重合体粒子の粒径を計測する。この操作を複数行い、500箇所の平均値を求めることで、ケイ素を含有する粒子の個数平均粒径を算出する。
From the obtained SEM observation results, the number average particle size (D1) of 500 silicon-containing particles is calculated using image processing software (Image J). The measurement method is as follows.
・Measurement of organosilicon polymer particles Select the maximum length of the selected shape from the measurement commands and measure the particle size of the organosilicon polymer particles. This operation is repeated several times to obtain the average value of 500 points, thereby calculating the number average particle size of the silicon-containing particles.
<重量平均分子量(Mw)の測定方法>
式(1)で表される樹脂Aの重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、以下のようにして測定する。
<Method for measuring weight average molecular weight (Mw)>
The weight average molecular weight (Mw) of the resin A represented by formula (1) is measured by gel permeation chromatography (GPC) as follows.
まず、室温で24時間かけて、試料をテトラヒドロフラン(THF)に溶解する。そして、得られた溶液を、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブランフィルター「マイショリディスク」(東ソー社製)で濾過してサンプル溶液を得る。なお、サンプル溶液は、THFに可溶な成分の濃度が0.6質量%以上1.0質量%以下となるように調製する。このサンプル溶液を用いて、以下の条件で測定する。
装置:HLC8120 GPC(検出器:RI)(東ソー社製)
カラム:Shodex KF-801、802、803、804、805、806、807の7連(昭和電工社製)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0mL/min
オーブン温度:40.0℃
試料注入量:0.10mL
First, a sample is dissolved in tetrahydrofuran (THF) at room temperature for 24 hours. The obtained solution is then filtered through a solvent-resistant membrane filter "Myshoridisc" (manufactured by Tosoh Corporation) with a pore size of 0.2 μm to obtain a sample solution. The sample solution is prepared so that the concentration of components soluble in THF is 0.6% by mass or more and 1.0% by mass or less. This sample solution is used to perform measurements under the following conditions.
Apparatus: HLC8120 GPC (detector: RI) (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: 7 columns of Shodex KF-801, 802, 803, 804, 805, 806, and 807 (manufactured by Showa Denko K.K.)
Eluent: tetrahydrofuran (THF)
Flow rate: 1.0mL/min
Oven temperature: 40.0°C
Sample injection volume: 0.10 mL
試料の分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂(商品名「TSKスタンダード ポリスチレン F-850、F-450、F-288、F-128、F-80、F-40、F-20、F-10、F-4、F-2、F-1、A-5000、A-2500、A-1000、A-500」、東ソ-社製)を用いて作成した分子量校正曲線を使用する。 When calculating the molecular weight of the sample, a molecular weight calibration curve created using standard polystyrene resins (product names: "TSK Standard Polystyrene F-850, F-450, F-288, F-128, F-80, F-40, F-20, F-10, F-4, F-2, F-1, A-5000, A-2500, A-1000, A-500", manufactured by Tosoh Corporation) is used.
<樹脂の酸価の測定方法>
酸価とは、試料1gに含まれる酸を中和するために必要な水酸化カリウムのmg数である。樹脂の酸価はJIS K 0070-1992に準じて測定されるが、具体的には、以下の手順に従って測定する。
<Method for measuring the acid value of resin>
The acid value is the number of milligrams of potassium hydroxide required to neutralize the acid contained in 1 g of a sample. The acid value of a resin is measured in accordance with JIS K 0070-1992, and specifically, is measured according to the following procedure.
(1)試薬の準備
フェノールフタレイン1.0gをエチルアルコール(95体積%)90mLに溶かし、イオン交換水を加えて100mLとし、フェノールフタレイン溶液を得る。
(1) Preparation of Reagents 1.0 g of phenolphthalein was dissolved in 90 mL of ethyl alcohol (95% by volume), and ion-exchanged water was added to make 100 mL to obtain a phenolphthalein solution.
特級水酸化カリウム7gを5mLの水に溶かし、エチルアルコール(95体積%)を加えて1Lとする。炭酸ガス等に触れないように、耐アルカリ性の容器に入れて3日間放置後、ろ過して、水酸化カリウム溶液を得る。得られた水酸化カリウム溶液は、耐アルカリ性の容器に保管する。 Dissolve 7 g of special grade potassium hydroxide in 5 mL of water and add ethyl alcohol (95% by volume) to make 1 L. Place in an alkali-resistant container to avoid contact with carbon dioxide, etc., and leave for 3 days. Filter to obtain potassium hydroxide solution. Store the resulting potassium hydroxide solution in an alkali-resistant container.
前記水酸化カリウム溶液のファクターは、0.1モル/L塩酸25mLを三角フラスコに取り、前記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸化カリウム溶液で滴定し、中和に要した前記水酸化カリウム溶液の量から求める。前記0.1モル/L塩酸は、JIS K 8001-1998に準じて作成されたものを用いる。 The factor of the potassium hydroxide solution is calculated by placing 25 mL of 0.1 mol/L hydrochloric acid in an Erlenmeyer flask, adding a few drops of the phenolphthalein solution, and titrating with the potassium hydroxide solution, and then calculating the amount of potassium hydroxide solution required for neutralization. The 0.1 mol/L hydrochloric acid used is prepared in accordance with JIS K 8001-1998.
(2)操作
(A)本試験
粉砕した試料2.0gを200mlの三角フラスコに精秤し、トルエン/エタノール(2:1)の混合溶液100mlを加え、5時間かけて溶解する。次いで、指示薬として前記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸化カリウム溶液を用いて滴定する。なお、滴定の終点は、指示薬の薄い紅色が約30秒間続いたときとする。
(B)空試験
試料を用いない(すなわちトルエン/エタノール(2:1)の混合溶液のみとする)以外は、上記操作と同様の滴定を行う。
(2) Procedure (A) Main Test 2.0 g of the crushed sample is accurately weighed into a 200 ml Erlenmeyer flask, and 100 ml of a mixed solution of toluene/ethanol (2:1) is added and dissolved over 5 hours. Then, several drops of the phenolphthalein solution are added as an indicator, and titration is performed using the potassium hydroxide solution. The end point of the titration is when the light red color of the indicator continues for about 30 seconds.
(B) Blank Test: A blank test is carried out in the same manner as above, except that no sample is used (i.e., only a mixed solution of toluene/ethanol (2:1) is used).
(3)得られた結果を下記式に代入して、酸価を算出する。
A=[(C-B)×f×5.61]/S
ここで、A:酸価(mgKOH/g)、B:空試験の水酸化カリウム溶液の添加量(ml)、C:本試験の水酸化カリウム溶液の添加量(ml)、f:水酸化カリウム溶液のファクター、S:試料の質量(g)である。
(3) The obtained result is substituted into the following formula to calculate the acid value.
A=[(CB)×f×5.61]/S
Here, A is the acid value (mg KOH/g), B is the amount of potassium hydroxide solution added for the blank test (ml), C is the amount of potassium hydroxide solution added for the main test (ml), f is the factor of the potassium hydroxide solution, and S is the mass of the sample (g).
<重量平均粒子径(D4)の測定方法>
トナー粒子の重量平均粒子径(D4)は、以下のようにして測定する。
<Method of measuring weight average particle diameter (D4)>
The weight average particle diameter (D4) of the toner particles is measured as follows.
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。なお、測定は実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで行う。 The measuring device used is a precision particle size distribution measuring device using the pore electrical resistance method, the Coulter Counter Multisizer 3 (registered trademark, manufactured by Beckman Coulter, Inc.), equipped with a 100 μm aperture tube. The measurement conditions are set and the measurement data is analyzed using the accompanying dedicated software, Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51 (manufactured by Beckman Coulter, Inc.). The measurement is performed using an effective measurement channel count of 25,000.
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。 The aqueous electrolyte solution used for the measurements is one in which special grade sodium chloride is dissolved in ion-exchanged water to give a concentration of 1% by mass, for example "ISOTON II" (manufactured by Beckman Coulter).
なお、測定、解析を行う前に、以下のように専用ソフトの設定を行う。 Before performing measurements and analysis, configure the dedicated software as follows:
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 number in control mode to 50,000 particles, the number of measurements to 1, and the Kd value to the value obtained using "Standard Particle 10.0 μm" (manufactured by Beckman Coulter). Press the "Threshold/Noise Level Measurement Button" to automatically set the threshold and noise level. Also, set the current to 1600 μA, the gain to 2, the electrolyte to ISOTON II, and check "Flush aperture tube after measurement."
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 dedicated software's "Pulse to particle size conversion setting" screen, set the bin interval to logarithmic particle size, the particle size bin to 256 particle size bins, and the particle size range 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丸底ビーカーに電解水溶液200mLを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。そして、専用ソフトの「アパーチャーチューブのフラッシュ」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平底ビーカーに電解水溶液30mLを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で3質量倍に希釈した希釈液を0.3mL加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を、位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispersion System Tetora150」(日科機バイオス社製)を準備する。超音波分散器の水槽内に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2mL添加する。
(4)前記(2)のビーカーを超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー粒子10mgを少量ずつ電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。なお、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナー粒子を分散した前記(5)の電解水溶液を滴下し、測定濃度が5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の専用ソフトにて解析を行い、重量平均粒子径(D4)を算出する。なお、専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、「分析/体積統計値(算術平均)」画面の「平均径」が重量平均粒子径(D4)である。
The specific measurement method is as follows.
(1) Pour 200 mL of the electrolyte solution into a 250 mL round-bottom glass beaker made exclusively for the Multisizer 3, set it on the sample stand, and stir the stirrer rod counterclockwise at 24 revolutions per second. Then, remove dirt and air bubbles from inside the aperture tube using the "Aperture Tube Flush" function of the dedicated software.
(2) 30 mL of the aqueous electrolyte solution is placed in a 100 mL flat-bottom glass beaker, and 0.3 mL of a dilution of "Contaminon N" (a 10% aqueous solution of a neutral detergent for cleaning precision measuring instruments with a pH of 7, consisting of a nonionic surfactant, an anionic surfactant, and an organic builder, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) diluted 3 times by mass with ion-exchanged water is added as a dispersant.
(3) Prepare an ultrasonic disperser "Ultrasonic Dispersion System Tetorara 150" (manufactured by Nikkaki Bios Co., Ltd.) that has two built-in oscillators with an oscillation frequency of 50 kHz and a phase shift of 180 degrees and an electrical output of 120 W. Place 3.3 L of ion-exchanged water in the water tank of the ultrasonic disperser, and add 2 mL of Contaminon N to this water tank.
(4) The beaker from (2) is set in the beaker fixing hole of the ultrasonic disperser, and the ultrasonic disperser is operated. Then, the height position of the beaker is adjusted so that the resonance state of the liquid surface of the electrolyte solution in the beaker is maximized.
(5) While the electrolyte solution in the beaker in (4) is irradiated with ultrasonic waves, 10 mg of toner particles are added little by little to the electrolyte solution and dispersed. Then, ultrasonic dispersion treatment is continued for another 60 seconds. During ultrasonic dispersion, the water temperature in the water tank is appropriately adjusted to be 10°C or higher and 40°C or lower.
(6) The electrolyte solution (5) in which the toner particles are dispersed is dropped into the round-bottom beaker (1) placed in the sample stand using a pipette to adjust the measurement concentration to 5%. Then, measurements are continued until the number of particles measured reaches 50,000.
(7) The measurement data is analyzed using dedicated software that comes with the device, and the weight-average particle diameter (D4) is calculated. Note that when the dedicated software is set to Graph/Volume%, the "Average diameter" on the "Analysis/Volume Statistics (Arithmetic Mean)" screen is the weight-average particle diameter (D4).
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。実施例18は参考例である。実施例中及び比較例中の各材料の「部」は特に断りがない場合、全て質量基準である。 The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Example 18 is a reference example. In the examples and comparative examples, the "parts" of each material are all based on mass unless otherwise specified.
<ポリエステル樹脂(a-1)の製造例>
下記の手順によりポリエステル樹脂(a-1)を合成した。
<Production Example of Polyester Resin (a-1)>
Polyester resin (a-1) was synthesized according to the following procedure.
減圧装置、水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置、及び撹拌装置を備えたオートクレーブ中に下記材料を仕込み、窒素雰囲気下、常圧、200℃で5時間反応を行った。
・ビスフェノールA-プロピレンオキサイド2.1モル付加物:39.6部
・テレフタル酸:8.0部
・イソフタル酸:7.6部
・テトラブトキシチタネート: 0.1部
その後、トリメリット酸0.01部及びテトラブトキシチタネート0.12部を追加し、220℃で3時間反応し、さらに10~20mmHgの減圧下で2時間反応してポリエステル樹脂(a-1)を得た。
The following materials were charged into an autoclave equipped with a pressure reducing device, a water separating device, a nitrogen gas introducing device, a temperature measuring device, and a stirrer, and a reaction was carried out under a nitrogen atmosphere at normal pressure and 200° C. for 5 hours.
Bisphenol A-propylene oxide 2.1 mol adduct: 39.6 parts Terephthalic acid: 8.0 parts Isophthalic acid: 7.6 parts Tetrabutoxy titanate: 0.1 part Thereafter, 0.01 part of trimellitic acid and 0.12 part of tetrabutoxy titanate were added and reacted at 220° C. for 3 hours, and further reacted under a reduced pressure of 10 to 20 mmHg for 2 hours to obtain polyester resin (a-1).
得られたポリエステル樹脂(a-1)の酸価は6.1、Mw=10200であった。 The acid value of the resulting polyester resin (a-1) was 6.1 and Mw was 10,200.
<スチレンアクリル樹脂(a-2)の製造例>
下記の手順により、スチレンアクリル樹脂(a-2)を合成した。
<Production Example of Styrene Acrylic Resin (a-2)>
Styrene-acrylic resin (a-2) was synthesized according to the following procedure.
プロピレングリコールモノメチルエーテル100.0部を窒素置換しながら加熱し、液温120℃以上で還流させた。そこへ、重合性単量体として、スチレン83.4部、アクリル酸ブチル20.9部、アクリル酸1.0部、及び、重合開始剤として、tert-ブチルパーオキシベンゾエート[日油(株)製、商品名:パーブチルZ]0.6部を混合したものを3時間かけて滴下した。滴下終了後、溶液を3時間撹拌した後、液温を170℃まで昇温しながら常圧蒸留した。液温が170℃に到達した後、1hPaに減圧し、1時間蒸留して脱溶剤し、樹脂固形物を得た。前記樹脂固形物をテトラヒドロフランに溶解し、n-ヘキサンで再沈殿させて析出した固体を濾別することでスチレンアクリル樹脂(a-2)を得た。 100.0 parts of propylene glycol monomethyl ether was heated while replacing with nitrogen, and refluxed at a liquid temperature of 120°C or higher. A mixture of 83.4 parts of styrene, 20.9 parts of butyl acrylate, 1.0 part of acrylic acid, and 0.6 parts of tert-butyl peroxybenzoate [manufactured by NOF Corp., product name: Perbutyl Z] as a polymerization initiator was added dropwise to the mixture over 3 hours. After the addition was completed, the solution was stirred for 3 hours, and then distilled at normal pressure while raising the liquid temperature to 170°C. After the liquid temperature reached 170°C, the pressure was reduced to 1 hPa, and the solvent was removed by distillation for 1 hour to obtain a resin solid. The resin solid was dissolved in tetrahydrofuran, reprecipitated with n-hexane, and the precipitated solid was filtered to obtain a styrene acrylic resin (a-2).
得られたスチレンアクリル樹脂(a-2)の酸価は10.6、Mw=13000であった。 The acid value of the resulting styrene acrylic resin (a-2) was 10.6 and Mw was 13,000.
<式(1)で表される樹脂A(A-1)の製造例>
下記の手順により式(1)で表される樹脂A(A-1)を合成した。
<Production Example of Resin A (A-1) Represented by Formula (1)>
Resin A (A-1) represented by formula (1) was synthesized according to the following procedure.
N,N-ジメチルアセトアミド200.00部に、ポリエステル樹脂(a-1)50.00部を溶解し、シラン化合物として、3-アミノプロピルトリエトキシシラン1.20部、トリエチルアミン1.70部、縮合剤としてDMT-MM(4-(4,4-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イル)-4-メチルモルフォリニウムクロライド)を1.70部添加し、常温で5時間撹拌した。反応終了後、この溶液をメタノール中に滴下し再沈殿して濾過することで、式(1)で表される樹脂A(A-1)を得た。得られた式(1)で表される樹脂A(A-1)の重量平均分子量Mwは10400であった。以上、得られた式(1)で表される樹脂A(A-1)についての物性を表2に示す。 50.00 parts of polyester resin (a-1) was dissolved in 200.00 parts of N,N-dimethylacetamide, and 1.20 parts of 3-aminopropyltriethoxysilane and 1.70 parts of triethylamine as silane compounds and 1.70 parts of DMT-MM (4-(4,4-dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl)-4-methylmorpholinium chloride) as condensation agents were added, and the mixture was stirred at room temperature for 5 hours. After the reaction was completed, the solution was dropped into methanol, reprecipitated, and filtered to obtain resin A (A-1) represented by formula (1). The weight average molecular weight Mw of the resin A (A-1) represented by formula (1) obtained above was 10,400. The physical properties of the resin A (A-1) represented by formula (1) obtained above are shown in Table 2.
<式(1)で表される樹脂A(A-2)の製造例>
前記式(1)で表される樹脂A(A-1)の合成において、シラン化合物を表1のように変更した以外は同様の操作で、式(1)で表される樹脂A(A-2)を得た。物性を表2に示す。
<Production Example of Resin A (A-2) Represented by Formula (1)>
Resin A (A-2) represented by formula (1) was obtained in the same manner as in the synthesis of Resin A (A-1) represented by formula (1) above, except that the silane compound was changed as shown in Table 1. The physical properties are shown in Table 2.
<式(1)で表される樹脂A(A-3)の製造例>
前記式(1)で表される樹脂A(A-1)10.0部をトルエン90.0部に溶解した溶液に、純水400.0部と混合撹拌し、希塩酸を用いてpHを4.0に調整し、常温で10.8時間撹拌させた後、撹拌を止め分液ロートに移し油相を抽出した。前記油相を濃縮し、メタノールで再沈殿することによって、式(1)で表される樹脂A(A-3)を得た。
<Production Example of Resin A (A-3) Represented by Formula (1)>
A solution of 10.0 parts of resin A (A-1) represented by the formula (1) in 90.0 parts of toluene was mixed with 400.0 parts of pure water and stirred, the pH was adjusted to 4.0 using dilute hydrochloric acid, and the mixture was stirred at room temperature for 10.8 hours. The stirring was then stopped and the mixture was transferred to a separatory funnel to extract the oil phase. The oil phase was concentrated and reprecipitated with methanol to obtain resin A (A-3) represented by the formula (1).
得られた式(1)で表される樹脂A(A-3)を29Si-NMR(固体)測定によって分析したところ、式(1)におけるR1~R3は、いずれもヒドロキシ基であった。物性を表2に示す。 The resin A (A-3) represented by the formula (1) thus obtained was analyzed by 29 Si-NMR (solid) measurement, which revealed that R 1 to R 3 in the formula (1) were all hydroxy groups. The physical properties are shown in Table 2.
<式(1)で表される樹脂A(A-4)の製造例>
下記の手順により式(1)で表される樹脂A(A-4)を合成した。
<Production Example of Resin A (A-4) Represented by Formula (1)>
Resin A (A-4) represented by formula (1) was synthesized according to the following procedure.
クロロホルム500.00部に、ポリエステル樹脂(a-1)50.00部を溶解し、窒素雰囲気下、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン1.30部とチタン(IV)テトライソプロポキシド0.50部を添加し、常温で5時間撹拌した。反応終了後、この溶液をメタノール中に滴下し再沈殿して濾過することで、式(1)で表される樹脂A(A-4)を得た。物性を表2に示す。 50.00 parts of polyester resin (a-1) was dissolved in 500.00 parts of chloroform, and 1.30 parts of 3-isocyanatepropyltriethoxysilane and 0.50 parts of titanium (IV) tetraisopropoxide were added under a nitrogen atmosphere, followed by stirring at room temperature for 5 hours. After the reaction was completed, the solution was dropped into methanol for reprecipitation and filtration to obtain resin A (A-4) represented by formula (1). The physical properties are shown in Table 2.
<式(1)で表される樹脂A(A-5)の製造例>
前記式(1)で表される樹脂A(A-1)の合成において、ポリエステル樹脂(a-1)をスチレンアクリル樹脂(a-2)とする以外は同様の操作で、式(1)で表される樹脂A(A-5)を得た。物性を表2に示す。
<Production Example of Resin A (A-5) Represented by Formula (1)>
Resin A (A-5) represented by formula (1) was obtained in the same manner as in the synthesis of Resin A (A-1) represented by formula (1) above, except that polyester resin (a-1) was replaced with styrene acrylic resin (a-2). Its physical properties are shown in Table 2.
<式(1)で表される樹脂A(A-6)の製造例>
ポリエステル樹脂(a-1)中のエステル結合に対して、エポキシシラン中のエポキシ基による挿入反応により、下記式(19)又は式(20)で表される連結基を形成した式(1)で表される樹脂A(A-6)を得た。
<Production Example of Resin A (A-6) Represented by Formula (1)>
Resin A (A-6) represented by formula (1) was obtained in which a linking group represented by the following formula (19) or formula (20) was formed by an insertion reaction of an epoxy group in an epoxysilane with an ester bond in a polyester resin (a-1).
アニソール100.0部に、前記ポリエステル樹脂(A-2)50.0部を溶解し、窒素雰囲気下、5,6-エポキシヘキシルトリメトキシシラン2.90部、テトラブチルホスホニウムブロマイド10.00部を添加して、140℃で5時間撹拌した。放冷後、反応混合物を、クロロホルム200mlに溶解し、メタノール中に滴下し再沈殿して濾過することで、樹脂A(A-6)を得た。物性を表2に示す。 50.0 parts of the polyester resin (A-2) was dissolved in 100.0 parts of anisole, and 2.90 parts of 5,6-epoxyhexyltrimethoxysilane and 10.00 parts of tetrabutylphosphonium bromide were added under a nitrogen atmosphere, followed by stirring at 140°C for 5 hours. After cooling, the reaction mixture was dissolved in 200 ml of chloroform, dropped into methanol, reprecipitated, and filtered to obtain resin A (A-6). The physical properties are shown in Table 2.
<比較例用樹脂の合成>
樹脂Aの比較例用樹脂として、ポリエステル樹脂(a-1)を樹脂A(A-7)として用いた。
<Synthesis of Comparative Resin>
As a comparative resin for resin A, polyester resin (a-1) was used as resin A (A-7).
表2における、ケイ素濃度は、樹脂A中のケイ素原子の含有量(質量%)を示す。 The silicon concentration in Table 2 indicates the content (mass%) of silicon atoms in resin A.
<式(3)で表される有機ケイ素重合体粒子1の製造例>
下記の手順により式(3)で表される有機ケイ素重合体粒子1を合成した。
<Preparation Example of Organosilicon Polymer Particle 1 Represented by Formula (3)>
Organosilicon polymer particles 1 represented by formula (3) were synthesized according to the following procedure.
25℃の水浴中に、撹拌機及び窒素菅を備えた容器を用意しpH3.0に調整した、塩酸水溶液800部を用意した。そこへ、メチルトリエトキシシランを100部添加し、120分間撹拌しメチルトリエトキシシランの加水分解溶液を得た。 A container equipped with a stirrer and nitrogen tube was placed in a water bath at 25°C, and 800 parts of hydrochloric acid solution adjusted to pH 3.0 was prepared. 100 parts of methyltriethoxysilane was added and stirred for 120 minutes to obtain a hydrolyzed solution of methyltriethoxysilane.
一方、撹拌機を備えた容器に1620部の水を入れ温浴にて70℃に加熱したのち、1.0mol/L水酸化ナトリウム溶液を添加し、pHを9.0に調整した。そこへ、上記加水分解溶液を1時間かけ添加し、70℃で保持して1時間縮重合を行った。その後、0.1mol/L水酸化ナトリウム溶液を徐々に添加してpHを10.5にしたのち、70℃でさらに3時間縮重合して有機ケイ素重合体粒子1の分散液を得た。 Meanwhile, 1,620 parts of water was placed in a container equipped with a stirrer and heated to 70°C in a warm bath, after which 1.0 mol/L sodium hydroxide solution was added to adjust the pH to 9.0. The above hydrolysis solution was added over 1 hour, and the mixture was maintained at 70°C for 1 hour to carry out condensation polymerization. After that, 0.1 mol/L sodium hydroxide solution was gradually added to adjust the pH to 10.5, and condensation polymerization was carried out at 70°C for an additional 3 hours to obtain a dispersion of organosilicon polymer particles 1.
得られた有機ケイ素重合体粒子1の分散液を遠心分離工程にて粗粒を除去したのち、ろ過、洗浄及び乾燥することで、有機ケイ素重合体粒子1を得た。 The resulting dispersion of organosilicon polymer particles 1 was centrifuged to remove coarse particles, and then filtered, washed, and dried to obtain organosilicon polymer particles 1.
有機ケイ素重合体粒子1の個数平均粒径は40nmであった。有機ケイ素重合体粒子1について表3に示す。 The number average particle size of organosilicon polymer particles 1 was 40 nm. The results of organosilicon polymer particles 1 are shown in Table 3.
<式(3)で表される有機ケイ素重合体粒子2および3の製造例>
有機ケイ素重合体粒子1の製造例で、下記表3のように変更した以外は同様にして有機ケイ素重合体粒子2および3を得た。
<Production Examples of Organosilicon Polymer Particles 2 and 3 Represented by Formula (3)>
Organosilicon polymer particles 2 and 3 were obtained in the same manner as in the preparation of organosilicon polymer particles 1, except for the changes shown in Table 3 below.
MTES:メチルトリエトキシシラン
PrTMS:プロピルトリメトキシシラン
MTES: methyltriethoxysilane PrTMS: propyltrimethoxysilane
シリカ粒子については下記表4のものを用いた。 The silica particles used were those shown in Table 4 below.
<トナー粒子1の製造>
撹拌機、温度計、還留管を具備した反応容器中に、イオン交換水390.0部、及びリン酸ナトリウム(12水和物)〔ラサ工業(株)製〕14.0部を投入し、窒素パージしながら65℃で1.0時間保温した。次に、T.K.ホモミクサー(特殊機化工業株式会社製)を用いて、12,000rpmにて撹拌しながら、イオン交換水10.0部に9.2部の塩化カルシウム(2水和物)を溶解した塩化カルシウム水溶液を一括投入し、分散安定剤を含む水系媒体を調製した。さらに、前記水系媒体に塩酸を投入し、pHを6.0に調整し、水系媒体1を得た。
<Production of Toner Particle 1>
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, and a reflux tube, 390.0 parts of ion-exchanged water and 14.0 parts of sodium phosphate (12-hydrate) [manufactured by Rasa Kogyo Co., Ltd.] were charged, and the mixture was kept warm at 65°C for 1.0 hours while purging with nitrogen. Next, a calcium chloride aqueous solution in which 9.2 parts of calcium chloride (dihydrate) was dissolved in 10.0 parts of ion-exchanged water was charged all at once using a T.K. homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) while stirring at 12,000 rpm, to prepare an aqueous medium containing a dispersion stabilizer. Furthermore, hydrochloric acid was charged into the aqueous medium, and the pH was adjusted to 6.0, to obtain aqueous medium 1.
一方、下記材料をアトライタ(日本コークス工業(株)製)に投入し、さらに直径1.7mmのジルコニア粒子を投入して、220rpmで5.0時間分散させた後、ジルコニア粒子を取り除き、着色剤が分散された分散液1を調製した。
・スチレン 60.0部
・着色剤(C.I.ピグメントブルー15:3) 6.5部
次に、調製した前記分散液1に下記材料を加えた。
・スチレン 15.0部
・アクリル酸n-ブチル 25.0部
・樹脂A(A-1) 4.0部
・有機ケイ素重合体粒子1 0.2部
・ジビニルベンゼン 0.3部
・ワックス(フィッシャートロプシュワックス、融点:78℃) 3.0部
・ワックス(エチレングリコールジステアレート) 10.0部
これを65℃に保温し、T.K.ホモミクサーを用いて、500rpmにて均一に溶解、分散させることで、重合性単量体組成物1を調製した。
On the other hand, the following materials were charged into an attritor (manufactured by Nippon Coke & Engineering Co., Ltd.), and then zirconia particles having a diameter of 1.7 mm were added and dispersed at 220 rpm for 5.0 hours. After that, the zirconia particles were removed, and dispersion liquid 1 in which a colorant was dispersed was prepared.
Styrene 60.0 parts Colorant (C.I. Pigment Blue 15:3) 6.5 parts Next, the following materials were added to the prepared Dispersion Liquid 1.
Styrene 15.0 parts n-Butyl acrylate 25.0 parts Resin A (A-1) 4.0 parts Organosilicon polymer particles 1 0.2 parts Divinylbenzene 0.3 parts Wax (Fischer-Tropsch wax, melting point: 78°C) 3.0 parts Wax (ethylene glycol distearate) 10.0 parts This was kept at 65°C and uniformly dissolved and dispersed at 500 rpm using a T.K. homomixer to prepare polymerizable monomer composition 1.
前記水系媒体1の温度を72℃、撹拌装置の回転数を12,000rpmに保ちながら、前記水系媒体1中に前記重合性単量体組成物1を投入し、重合開始剤として、t-ブチルパーオキシピバレート9.0部を添加した。そのまま前記撹拌装置にて12,000rpmを維持しつつ10分間造粒した。 While maintaining the temperature of the aqueous medium 1 at 72°C and the rotation speed of the stirring device at 12,000 rpm, the polymerizable monomer composition 1 was added to the aqueous medium 1, and 9.0 parts of t-butyl peroxypivalate was added as a polymerization initiator. Granulation was continued for 10 minutes while maintaining the stirring device at 12,000 rpm.
前記撹拌装置からプロペラ撹拌羽根を備えた撹拌機に変更し、150rpmで撹拌しながら72℃を保持して5.0時間重合を行い、さらに85℃に昇温して2.0時間加熱保持を行った。 The stirring device was replaced with a stirrer equipped with a propeller stirring blade, and polymerization was carried out for 5.0 hours while stirring at 150 rpm and maintaining the temperature at 72°C, and then the temperature was raised to 85°C and maintained at this temperature for 2.0 hours.
反応容器の還留管を冷却管に付け替え、スラリーを100℃まで加熱することで、蒸留を6時間行い未反応の重合性単量体を留去し、トナー粒子分散液1を得た。 The reflux tube of the reaction vessel was replaced with a cooling tube, and the slurry was heated to 100°C. Distillation was carried out for 6 hours to remove the unreacted polymerizable monomer, and toner particle dispersion 1 was obtained.
得られたトナー粒子分散液1に塩酸を添加し、pHを1.4以下として、前記分散安定剤を溶解し、ろ過、洗浄、乾燥、分級を行うことによって、トナー粒子1を得た。 Hydrochloric acid was added to the obtained toner particle dispersion liquid 1 to adjust the pH to 1.4 or less, and the dispersion stabilizer was dissolved. The mixture was then filtered, washed, dried, and classified to obtain toner particles 1.
<トナー粒子2~4、6~23の製造例>
前記トナー粒子1の製造例において、式(1)で表される樹脂A、ケイ素化合物含有粒子を、下記表5のように変更した以外は同様にして、トナー粒子2~4、6~23を得た。
<Production Examples of Toner Particles 2 to 4, and 6 to 23>
Toner particles 2 to 4 and 6 to 23 were obtained in the same manner as in the production example of toner particle 1, except that the resin A represented by formula (1) and the silicon compound-containing particles were changed as shown in Table 5 below.
得られたトナー粒子2~4、6~23の物性を表5に示す。 The physical properties of the resulting toner particles 2 to 4 and 6 to 23 are shown in Table 5.
<トナー粒子5の製造例>
結着樹脂の作製
・ビスフェノールA・プロピレンオキサイド2.2モル付加物 1200部
・ビスフェノールA・エチレンオキサイド2.2モル付加物 475部
・テレフタル酸 250部
・無水トリメリット酸 190部
・フマル酸 290部
・酸化ジブチル錫 0.1部
をガラス製の4リットルの4ツ口フラスコに入れ、温度計、撹拌棒、コンデンサー、及び窒素導入管を取り付けマントルヒーター内に置いた。窒素雰囲気下で、220℃で5時間反応させ、結着樹脂を得た。次に、
・上記結着樹脂 100.0部
・着色剤(C.I.ピグメントブルー15:3) 6.5部
・樹脂A(A-1) 4.0部
・有機ケイ素重合体粒子1 0.2部
・ワックス(フィッシャートロプシュワックス、融点:78℃) 3.0部
・ワックス(エチレングリコールジステアレート) 10.0部
上記トナー材料をヘンシェルミキサにより十分予備混合を行ってから、二軸式押出機で溶融混練し、冷却後、ハンマーミルを用いて粒径約1~2mm程度に粗粉砕した。次いでエアージェット方式による微粉砕機で微粉砕した。さらに、得られた微粉砕物を多分割分級装置で分級して、トナー粒子5を得た。
<Production Example of Toner Particle 5>
Preparation of binder resin: 1200 parts of bisphenol A-propylene oxide 2.2 mol adduct, 475 parts of bisphenol A-ethylene oxide 2.2 mol adduct, 250 parts of terephthalic acid, 190 parts of trimellitic anhydride, 290 parts of fumaric acid, and 0.1 parts of dibutyltin oxide were placed in a 4-liter 4-neck glass flask, and a thermometer, a stirring rod, a condenser, and a nitrogen inlet tube were attached, and the flask was placed in a mantle heater. The mixture was reacted at 220° C. for 5 hours under a nitrogen atmosphere to obtain a binder resin. Next,
The binder resin was 100.0 parts, colorant (C.I. Pigment Blue 15:3) was 6.5 parts, resin A (A-1) was 4.0 parts, organosilicon polymer particles 1 was 0.2 parts, wax (Fischer-Tropsch wax, melting point: 78°C) was 3.0 parts, wax (ethylene glycol distearate) was 10.0 parts, and the toner materials were thoroughly premixed using a Henschel mixer, melted and kneaded using a twin-screw extruder, cooled, and then coarsely pulverized to a particle size of about 1 to 2 mm using a hammer mill. The particles were then finely pulverized using an air jet type fine pulverizer. The finely pulverized material was further classified using a multi-division classifier to obtain toner particles 5.
〔実施例1~18、および、比較例1~5〕
<トナー1~18、および、比較用のトナー19~23の製造>
得られたトナー粒子1~23のそれぞれ100.0部に対して、シリカ微粒子(ヘキサメチルジシラザンによる疎水化処理、1次粒子の個数平均粒径:8nm、BET比表面積:160m2/g)0.8部をヘンシェルミキサ(三井三池化工機株式会社製)で混合した。
[Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 to 5]
<Production of Toners 1 to 18 and Comparative Toners 19 to 23>
100.0 parts of each of the obtained toner particles 1 to 23 was mixed with 0.8 parts of silica fine particles (hydrophobized with hexamethyldisilazane, number average particle size of primary particles: 8 nm, BET specific surface area: 160 m 2 /g) in a Henschel mixer (manufactured by Mitsui Miike Chemical Engineering Co., Ltd.).
前記混合処理後、目開き200μmのメッシュで篩い、トナー1~18、および比較用のトナー19~23を得た。得られたトナーの物性を表5に示す。 After the above mixing process, the mixture was sieved through a 200 μm mesh to obtain toners 1 to 18 and comparative toners 19 to 23. The physical properties of the obtained toners are shown in Table 5.
得られた各トナーについて、以下の方法に従って性能評価を行った。 The performance of each toner obtained was evaluated according to the following method.
<現像部材汚染評価>
トナー100gを、23℃/相対湿度50%の環境下に24時間放置した後、画像形成装置としてLBP712Ci(キヤノン製)を用い、温度23℃、相対湿度50%で画像評価を行った。
<Evaluation of Contamination of Developing Parts>
100 g of the toner was left for 24 hours in an environment of 23° C./relative humidity 50%, and then an image was evaluated at a temperature of 23° C. and a relative humidity of 50% using an LBP712Ci (manufactured by Canon) as an image forming apparatus.
画像形成装置(LBP712Ci(キヤノン製))を準備し、シアンカートリッジからトナーを取り出し、代わりに評価するトナーを充填した。その他にはダミーカートリッジを装着することで評価を実施した。 An image forming device (LBP712Ci (Canon)) was prepared, the toner was removed from the cyan cartridge, and the toner to be evaluated was filled in its place. Evaluations were also performed by installing dummy cartridges.
シアン単色モードにてプロセススピードを240mm/sに設定した。“E”文字(画像印字率1%)を間欠印字(2枚プリントするごとに2秒停止)モードにて、500枚プリントアウトした。 The process speed was set to 240 mm/s in cyan monochrome mode. 500 copies of the letter "E" (image printing rate 1%) were printed out in intermittent printing mode (2-second pause after every two copies).
上記シアンカートリッジを取り出し、現像ローラーを取り出した。新たに準備したトナー及び現像ローラーを取り出したシアンカートリッジに先ほど取り出した現像ローラーを取りつけた。 The cyan cartridge was removed, and the developing roller was removed. The newly prepared toner and developing roller were then removed from the cyan cartridge, and the developing roller that had been removed earlier was then attached.
次に、トナーが充填されていなくても画像出力が可能なように画像形成装置を改造した。 Next, we modified the image forming device so that it could output images even if the toner was not loaded.
これにより、現像ローラー上にコートされたトナーが、現像ブレードによって摺擦を繰りかえす状態を作った。 This creates a condition in which the toner coated on the developing roller is repeatedly rubbed by the developing blade.
このカートリッジで、印刷枚数が150枚相当の現像部材上のトナー摺擦を行った後、現像部材を取り出してエアブローを行い、現像部材上のトナーを除去した。この現像ローラーにテーピングを行い、A4のカラーレーザーコピア用紙(キヤノン製、80g/m2)に、張り付けた。 After the toner on the developing member was rubbed with this cartridge for a number of prints equivalent to 150 sheets, the developing member was removed and air was blown to remove the toner on the developing member. This developing roller was taped and attached to A4 color laser copier paper (manufactured by Canon, 80 g/ m2 ).
このテープの濃度を5箇所測色し、その平均値を部材汚染の程度の指標とした。測色は、画像濃度は「504分光濃度計」(エックスライト社製)を用いて、現像ローラーのテーピングを行わないものを0.00の基準として評価を行った。結果を表6に示す。 The density of this tape was measured at five points, and the average value was used as an index of the degree of component contamination. Color measurements were performed using a "504 Spectrodensitometer" (manufactured by X-Rite Corporation) to measure image density, with the standard value of 0.00 being the value when the developing roller was not taped. The results are shown in Table 6.
(評価基準)
A:基準との濃度差が0.050未満
B:基準との濃度差が0.050以上0.100未満
C:基準との濃度差が0.100以上0.200未満
D:基準との濃度差が0.200以上
(Evaluation Criteria)
A: The density difference from the standard is less than 0.050. B: The density difference from the standard is 0.050 or more and less than 0.100. C: The density difference from the standard is 0.100 or more and less than 0.200. D: The density difference from the standard is 0.200 or more.
<低温定着性評価>
トナー100gを、23℃/相対湿度50%の環境下に24時間放置した後、画像形成装置としてLBP712Ci(キヤノン製)を用い、温度23℃、相対湿度50%で画像評価を行った。
<Low temperature fixability evaluation>
100 g of the toner was left for 24 hours in an environment of 23° C./relative humidity 50%, and then an image was evaluated at a temperature of 23° C. and a relative humidity of 50% using an LBP712Ci (manufactured by Canon) as an image forming apparatus.
画像形成装置(LBP712Ci(キヤノン製))を準備し、シアンカートリッジからトナーを取り出し、代わりに評価するトナーを充填した。 An image forming apparatus (LBP712Ci (Canon)) was prepared, the toner was removed from the cyan cartridge, and the toner to be evaluated was filled in its place.
次いで、受像紙(HP Laser Jet90、HP社製、90g/m2)上に、縦2.0cm横15.0cmの未定着のトナー画像(トナーの載り量:0.9mg/cm2)を、通紙方向に対し上端部から1.0cmの部分に形成した。 Next, an unfixed toner image (toner loading: 0.9 mg/cm 2 ) measuring 2.0 cm length and 15.0 cm width was formed on an image receiving paper (HP Laser Jet 90, manufactured by HP, 90 g/m 2 ) at a position 1.0 cm from the upper end in the paper feed direction.
次いで、取り外した定着ユニットを定着温度とプロセススピードを調節できるように改造し、これを用いて未定着画像の定着試験を行った。 Next, the removed fixing unit was modified to allow adjustment of the fixing temperature and process speed, and this was used to conduct a fixing test of an unfixed image.
まず、常温常湿環境下(23℃/相対湿度60%)、プロセススピードを300m/sに設定し、初期温度を120℃として設定温度を2℃ずつ順次昇温させながら、各温度で上記未定着画像の定着を行った。 First, in a normal temperature and humidity environment (23°C/relative humidity 60%), the process speed was set to 300 m/s, and the initial temperature was 120°C, with the set temperature being raised in increments of 2°C, while the unfixed image was fixed at each temperature.
低温定着性の評価基準は以下の通りである。 The evaluation criteria for low temperature fixation are as follows:
低温側定着開始点とは、低温オフセット現象(トナーの一部が定着器に付着してしまう現象)が観察されない下限温度のことである。結果を表6に示す。 The low-temperature fixing start point is the lowest temperature at which the low-temperature offset phenomenon (where part of the toner adheres to the fixing device) is not observed. The results are shown in Table 6.
(評価基準)
A:低温側定着開始点が140℃未満
B:低温側定着開始点が140℃以上150℃未満
C:低温側定着開始点が150℃以上160℃未満
D:低温側定着開始点が160℃以上
(Evaluation Criteria)
A: The low-temperature side fixing start point is less than 140° C. B: The low-temperature side fixing start point is 140° C. or more and less than 150° C. C: The low-temperature side fixing start point is 150° C. or more and less than 160° C. D: The low-temperature side fixing start point is 160° C. or more
<テープ剥離性の評価>
画像形成装置(LBP712Ci(キヤノン製))を準備し、シアンカートリッジからトナーを取り出し、代わりに評価するトナーを充填した。
<Evaluation of tape peelability>
An image forming apparatus (LBP712Ci (manufactured by Canon)) was prepared, the toner was removed from the cyan cartridge, and the toner to be evaluated was filled in place of the cyan cartridge.
画像形成装置は、現像バイアスを調整できるよう改造したものを使用し、定着メディアには比較的表面凹凸及び坪量が大きいFOX RIVER BOND紙(110g/m2)を用いた。 The image forming apparatus used was modified so that the developing bias could be adjusted, and FOX RIVER BOND paper (110 g/m 2 ) with a relatively rough surface and large basis weight was used as the fixing medium.
評価画像はライン画像とする。現像バイアスを振って画像濃度を高く設定することで画像上のトナー量を多くし、さらに表面凹凸が大きい厚紙を用いることで、定着工程において紙の凹部やトナー層の下層部のトナーが溶融しにくくなるため、剥がれに対して厳しく評価できる。 The image to be evaluated is a line image. By increasing the amount of toner on the image by varying the development bias and setting a high image density, and by using thick paper with a large surface unevenness, the toner in the recesses of the paper and in the lower part of the toner layer is less likely to melt during the fixing process, allowing for a strict evaluation of peeling.
まず、画像形成装置を低温低湿環境下(15℃、10%RH)に一晩放置した。評価環境が低温であると、定着器が暖まりにくく厳しい評価となる。 First, the image forming device was left overnight in a low-temperature, low-humidity environment (15°C, 10% RH). If the evaluation environment is low, the fixing unit will not warm up easily, resulting in a strict evaluation.
その後、FOX RIVER BOND紙を用いてライン幅が180μmになるよう、現像バイアスを調整した横線画像を印字する。さらに低温低湿環境下において1時間放置した後に、横線画像に対してポリプロピレン製テープ(tesa社製、Klebeband 19mm×10mm)を張り付け、ゆっくり剥がした。剥がした後の画像を目視及び顕微鏡観察し、下記評価基準にて評価した。結果を表6に示す。 After that, a horizontal line image was printed using FOX RIVER BOND paper with the development bias adjusted so that the line width was 180 μm. After leaving it in a low temperature and low humidity environment for one hour, a polypropylene tape (Klebeband 19 mm x 10 mm, manufactured by Tesa) was attached to the horizontal line image and slowly peeled off. After peeling, the image was observed visually and with a microscope and evaluated according to the following evaluation criteria. The results are shown in Table 6.
(評価基準)
A:欠損無し
B:欠損がわずかに見られるが、目視では分からない
C:目視でも認識できる欠損がわずかに見られる
D:目視で認識できる欠損があり、ラインが途切れている部分がある
(Evaluation Criteria)
A: No defects B: Slight defects are visible, but not visible to the naked eye C: Slight defects are visible to the naked eye D: Defects are visible to the naked eye, and there are broken lines
Claims (8)
該樹脂Aは、下記式(1)で表される構造を有し、
該ケイ素を含有する粒子は、シリカもしくは有機ケイ素重合体から選択される少なくとも一つであることを特徴とするトナー。
The resin A has a structure represented by the following formula (1) :
The toner is characterized in that the silicon-containing particles are at least one selected from the group consisting of silica and organosilicon polymers.
R-SiO3/2 式(3)
(式(3)中、Rは炭素数1以上4以下のアルキル基である。) 6. The toner according to claim 1, wherein the silicon-containing particles are an organosilicon polymer and have a structure represented by the following formula (3):
R-SiO 3/2 formula (3)
(In formula (3), R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)
前記樹脂A、前記ケイ素を含有する粒子、及び重合性単量体を含有する重合性単量体組成物を水系媒体中に分散し、該水系媒体中で該重合性単量体組成物の粒子を形成する工程、該重合性単量体組成物の該粒子に含まれる該重合性単量体を重合する工程を有するトナーの製造方法。 A method for producing the toner according to any one of claims 1 to 6 ,
A toner manufacturing method comprising the steps of: dispersing the resin A, the silicon-containing particles, and a polymerizable monomer composition containing a polymerizable monomer in an aqueous medium; forming particles of the polymerizable monomer composition in the aqueous medium; and polymerizing the polymerizable monomer contained in the particles of the polymerizable monomer composition.
結着樹脂、前記樹脂A、前記ケイ素を含有する粒子を含有する混合物を溶融混練し、溶融混練物を得る工程、該溶融混練物を粉砕して粉砕物を得る工程を有するトナーの製造方法。 A method for producing the toner according to any one of claims 1 to 6 ,
A method for producing a toner, comprising the steps of melt-kneading a mixture containing a binder resin, the resin A, and the silicon-containing particles to obtain a melt-kneaded product, and pulverizing the melt-kneaded product to obtain a pulverized product.
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