JP7614786B2 - Method for producing toner additive and method for producing toner - Google Patents
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Description
本発明は、粒子の製造方法、及びトナーの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing particles and a method for producing toner.
近年、電子写真法を用いた画像形成装置には、更なる高画質化、高速化が要求されている。これらの要求に伴い、高速の印字においても高画質を得るため、種々のトナー材料が検討されている。 In recent years, there has been a demand for higher image quality and faster printing speeds in image forming devices that use electrophotography. In response to these demands, various toner materials are being investigated to obtain high image quality even in high-speed printing.
特許文献1では、トナー用添加剤として有機ポリマー骨格とポリシロキサン骨格を有する有機質-無機質複合体粒子の製造方法が開示されている。該トナー用添加剤をトナーに含有させることにより、トナーの転写特性等が向上することが開示されている。 Patent Document 1 discloses a method for producing organic-inorganic composite particles having an organic polymer skeleton and a polysiloxane skeleton as a toner additive. It discloses that the inclusion of the toner additive in the toner improves the transfer properties of the toner.
特許文献1に記載の方法で製造されたトナーについて本発明者らが検討した結果、トナーの帯電量、及び連続した画像出力を行った場合におけるトナーの帯電量の経時的な変化についてより一層の改善が必要であることを認識した。 As a result of the inventors' investigation of the toner produced by the method described in Patent Document 1, they recognized that further improvement is required in terms of the charge amount of the toner and the change over time in the charge amount of the toner when continuous image output is performed.
本発明は、高い帯電量を有し得るとともに、連続した画像出力を行った場合においてもトナーの帯電量が経時的に変化しにくいトナー、即ち、優れた帯電維持性を有し得るトナーが得られる粒子の製造方法の提供に向けたものである。また、優れた帯電維持性を有し得るトナーの製造方法の提供に向けたものである。 The present invention aims to provide a method for producing particles that can produce toner that can have a high charge amount and whose charge amount is unlikely to change over time even when continuous image output is performed, that is, toner that can have excellent charge retention. The present invention also aims to provide a method for producing toner that can have excellent charge retention.
本発明は、粒子の製造方法であって、
前記製造方法が、
6.0≦pH≦8.0の条件下において、下記式(1)で示される化合物を含有するモノマー原料のラジカル重合反応を行うラジカル重合工程、
R1
mSiX4-m ・・・ (1)
(式(1)中、Xは加水分解性基であり、mは1~3の整数であり、R1はそれぞれ独立して炭素数1~20の有機基であり、少なくとも1つのR1が炭素数1~20のラジカル重合性基である。)
前記ラジカル重合工程の後に、前記化合物中の加水分解性基の加水分解反応及び重縮合反応を行い、重縮合物の粒子を得る、縮合工程、及び
前記重縮合物の粒子をアルキルシリル化剤で疎水化する疎水化工程、
を有することを特徴とする粒子の製造方法である。
The present invention provides a method for producing particles, comprising the steps of:
The manufacturing method comprises:
A radical polymerization step of carrying out a radical polymerization reaction of a monomer raw material containing a compound represented by the following formula (1) under a condition of 6.0≦pH≦8.0;
R 1 m SiX 4-m ... (1)
(In formula (1), X is a hydrolyzable group, m is an integer of 1 to 3, each R 1 is independently an organic group having 1 to 20 carbon atoms, and at least one R 1 is a radical polymerizable group having 1 to 20 carbon atoms.)
a condensation step in which, after the radical polymerization step, a hydrolysis reaction of a hydrolyzable group in the compound and a polycondensation reaction are carried out to obtain polycondensate particles; and a hydrophobization step in which the polycondensate particles are hydrophobized with an alkylsilylation agent.
The present invention relates to a method for producing particles, the method comprising the steps of:
また、本発明の態様の1つは、本発明に係る粒子の製造方法で粒子を製造する工程と、
製造された粒子をトナー粒子に外添する工程と、
を含有するトナーの製造方法である。
Also, one aspect of the present invention is a method for producing a particle by the particle production method according to the present invention;
adding the produced particles to toner particles;
A method for producing a toner comprising the steps of:
本発明によれば、高い帯電量を有し得るとともに、優れた帯電維持性を有し得るトナーが得られる粒子の製造方法を提供できる。また、該粒子を外添したトナーの製造方法を提供できる。 The present invention provides a method for producing particles that can produce toner that has a high charge amount and excellent charge retention. It also provides a method for producing toner to which the particles are externally added.
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。 When a numerical range is expressed as "xx or more and xx or less" or "xx to xx", it means that the numerical range includes the lower and upper limit endpoints, unless otherwise specified.
数値範囲が段階的に記載されている場合、各数値範囲の上限及び下限は任意に組み合わせることができる。 When numerical ranges are stated in stages, the upper and lower limits of each numerical range can be combined in any way.
本発明に係る粒子は、トナー用粒子であることが好ましく、トナー用外添剤であることがより好ましい。また、粒子は、有機無機複合粒子であることが好ましい。有機無機複合粒子とは、分子レベルで、有機成分及び無機成分を有する粒子を意味する。 The particles according to the present invention are preferably particles for toner, and more preferably external additives for toner. The particles are also preferably organic-inorganic composite particles. Organic-inorganic composite particles refer to particles that have organic and inorganic components at the molecular level.
<帯電量及び帯電維持性が十分でない場合がある原因>
特許文献1に係る製造方法で製造されたトナー用添加剤を外添したトナーの帯電量及び帯電維持性ついてより一層の改善が必要である理由を本発明者らは以下のように考えている。
<Causes of insufficient charge amount and charge retention>
The present inventors consider the reason why further improvement in the charge amount and charge retention of the toner to which the toner additive produced by the production method according to Patent Document 1 is externally added to be necessary as follows.
特許文献1のトナー用添加剤の製造方法で製造された粒子は、粒子表面の疎水化度が十分でないためにトナーの帯電量及び帯電維持性が十分でない場合がある。これは、ケイ素に結合した加水分解性基の加水分解及び重縮合を行った後にビニル重合を行うため、粒子表面に樹脂部分が存在すると考えられるが、一部、残存したシラノール構造が露出しやすく、その部分から電荷がリークしやすいためであると考えられる。 The particles produced by the method for producing a toner additive in Patent Document 1 may not have sufficient hydrophobicity on the particle surface, resulting in insufficient charge amount and charge retention of the toner. This is thought to be because vinyl polymerization is carried out after hydrolysis and polycondensation of the hydrolyzable groups bonded to silicon, so there is thought to be a resin portion on the particle surface, but some of the remaining silanol structures are easily exposed, and charge is likely to leak from these portions.
また、疎水化度を向上させるため、上記の粒子にアルキルシリル化剤による疎水化処理を行ったトナー用添加剤をトナーに外添した場合にも、帯電維持性が十分でないことが分かった。これは、ビニル重合を後に行うために、疎水化処理剤としてのアルキルシリル化剤と化学結合できる反応サイト(ヒドロキシ基など)が、粒子表面に存在しにくいために、十分に疎水化が行われないためであると、本発明者らは推測している。 It was also found that when a toner additive in which the above particles have been hydrophobized with an alkyl silylating agent in order to improve the degree of hydrophobization is added to the toner, the charge retention is insufficient. The inventors speculate that this is because, since vinyl polymerization is carried out later, it is difficult for reaction sites (such as hydroxyl groups) that can chemically bond with the alkyl silylating agent acting as a hydrophobizing agent to exist on the particle surface, and therefore sufficient hydrophobization is not achieved.
本発明者らが鋭意検討した結果、上記の構成要件を有する製造方法で製造された粒子を外添したトナーは、高い帯電量を有し得るとともに、優れた帯電維持性を有し得るトナーとなりやすいことを見出した。以下に、推測しているメカニズム及び、それぞれの構成要件について詳細に説明する。 As a result of intensive research, the inventors have found that a toner to which particles produced by the manufacturing method having the above-mentioned constituent elements are externally added can have a high charge amount and is likely to have excellent charge retention. The speculated mechanism and each of the constituent elements are explained in detail below.
<本発明の効果が発現するメカニズム>
本発明の効果が発現するメカニズムについて、本発明者らは以下のように考えている。
<Mechanism by which the effects of the present invention are manifested>
The present inventors consider the mechanism by which the effects of the present invention are manifested as follows.
6.0≦pH≦8.0の条件下において、加水分解性基及びラジカル重合性基を有するモノマーを含むモノマー原料のラジカル重合反応を行うことで、加水分解反応が進行しにくい状態で、ラジカル重合が起こり、ビニル樹脂の分子鎖が形成される。 By carrying out a radical polymerization reaction of a monomer raw material containing a monomer having a hydrolyzable group and a radically polymerizable group under the condition of 6.0≦pH≦8.0, radical polymerization occurs in a state where the hydrolysis reaction is difficult to proceed, and molecular chains of vinyl resin are formed.
また、その後に、上記の加水分解性基の加水分解反応及び重縮合反応を行って粒子を得ることで、粒子表面にアルキルシリル化剤による疎水化処理が可能な反応サイトを有しやすい状態で、粒子中にポリシロキサン骨格を形成させやすいと考えられる。その結果、塑性変形しにくい粒子が得られやすく、該粒子とトナー粒子との間で摩擦帯電が生じやすくなるために、該粒子を外添したトナーは高い帯電量を有し得る。 In addition, by subsequently carrying out the hydrolysis reaction and polycondensation reaction of the hydrolyzable groups to obtain particles, it is believed that it is easy to form a polysiloxane skeleton in the particles in a state in which the particle surface is likely to have reaction sites that can be hydrophobized with an alkyl silylating agent. As a result, it is easy to obtain particles that are not easily plastically deformed, and frictional charging is easily generated between the particles and toner particles, so that toners to which the particles are externally added can have a high charge amount.
さらに、該粒子をアルキルシリル化剤で疎水化処理をすることで、上記の反応サイトと反応するため、粒子表面の疎水化度が高まりやすく、該粒子を外添したトナーは高い帯電量を有し得るとともに、優れた帯電維持性を有し得る。 Furthermore, by subjecting the particles to hydrophobic treatment with an alkyl silylation agent, the agent reacts with the above-mentioned reaction sites, which tends to increase the hydrophobicity of the particle surface, and toner to which the particles are externally added can have a high charge amount and excellent charge retention.
<粒子の製造方法>
粒子の製造方法は以下の(1)~(3)の工程を経て実施される。
(1)中性付近の条件において、下記式(1)で示される化合物を含有するモノマー原料のラジカル重合を行うラジカル重合工程
(2)系中の加水分解性基を加水分解する加水分解反応及び重縮合反応を行って、重縮合物の粒子を得る縮合工程
(3)粒子の表面をアルキルシリル化剤で疎水化する疎水化工程
<ラジカル重合工程>
ラジカル重合工程は、6.0≦pH≦8.0の条件下において、下記式(1)で示される化合物を含有するモノマー原料のラジカル重合反応を行う工程である。
<Method of producing particles>
The method for producing the particles is carried out through the following steps (1) to (3).
(1) A radical polymerization step in which radical polymerization of a monomer raw material containing a compound represented by the following formula (1) is carried out under near-neutral conditions; (2) A condensation step in which a hydrolysis reaction for hydrolyzing hydrolyzable groups in the system and a polycondensation reaction are carried out to obtain polycondensate particles; (3) A hydrophobization step in which the surface of the particles is hydrophobized with an alkylsilylation agent. <Radical polymerization step>
The radical polymerization step is a step of carrying out a radical polymerization reaction of a monomer raw material containing a compound represented by the following formula (1) under the condition of 6.0≦pH≦8.0.
ラジカル重合工程におけるラジカル重合反応を行う方法としては、乳化重合法であることが好ましい。 The method for carrying out the radical polymerization reaction in the radical polymerization process is preferably the emulsion polymerization method.
乳化重合法は、水等の媒体と、媒体に難溶なモノマーと乳化剤(界面活性剤)あるいはイオン性コモノマーとを混合し、そこに上記媒体に溶解可能な重合開始剤(通常ラジカル発生剤)を加えて行う重合法である。上記の乳化重合法は、界面活性剤を用いない、ソープフリー乳化重合法であってもよい。 The emulsion polymerization method is a polymerization method in which a medium such as water is mixed with a monomer that is poorly soluble in the medium and an emulsifier (surfactant) or an ionic comonomer, and a polymerization initiator (usually a radical generator) that is soluble in the medium is added to the mixture. The above emulsion polymerization method may be a soap-free emulsion polymerization method that does not use a surfactant.
ラジカル重合工程は、下記式(1)で示される化合物を含有するモノマー原料のラジカル重合反応を行う工程である。 The radical polymerization process is a process in which a radical polymerization reaction is carried out on a monomer raw material containing a compound represented by the following formula (1):
R1
mSiX4-m ・・・ (1)
(式(1)中、Xは加水分解性基であり、mは1~3の整数であり、R1はそれぞれ独立して炭素数1~20の有機基であり、少なくとも1つのR1が炭素数1~20のラジカル重合性基である。)
より好ましくは、R1は炭素数1~15の有機基であり、さらに好ましくは、R1は炭素数1~10の有機基である。
R 1 m SiX 4-m ... (1)
In formula (1), X is a hydrolyzable group, m is an integer of 1 to 3, each R 1 is independently an organic group having 1 to 20 carbon atoms, and at least one R 1 is It is a radical polymerizable group having 1 to 20 carbon atoms.
More preferably, R 1 is an organic group having 1 to 15 carbon atoms, and even more preferably, R 1 is an organic group having 1 to 10 carbon atoms.
上記モノマー原料とは、構造中にラジカル反応性の二重結合を有するモノマーを意味する。該モノマーは1種であっても、複数種であってもよい。 The monomer raw material refers to a monomer having a radically reactive double bond in its structure. The monomer may be one type or multiple types.
また、モノマー原料中の上記式(1)で示される化合物の含有割合は60.0~100.0質量%であることが好ましい。該含有割合が上記範囲内であることで、粒子中に十分な量のポリシロキサン骨格を形成させやすく、重縮合物の粒子表面にアルキルシリル化が可能な反応サイトを十分に存在させやすいと考えられるため好ましい。 The content of the compound represented by the above formula (1) in the monomer raw material is preferably 60.0 to 100.0% by mass. This is preferable because a content within the above range is believed to facilitate the formation of a sufficient amount of polysiloxane skeleton in the particles and facilitate the presence of sufficient reaction sites capable of alkylsilylation on the particle surface of the polycondensate.
上記の加水分解性基とは、上記の化合物の加水分解後に、ヒドロキシ基に変換される官能基又はヒドロキシ基を意味する。 The above hydrolyzable group means a functional group or a hydroxy group that is converted to a hydroxy group after hydrolysis of the above compound.
加水分解性基の種類としては、ヒドロキシ基、ハロゲン官能基、アルコキシ基、及びアシルオキシ基からなる群より選ばれる少なくとも1つの置換基が挙げられる。上記の中でも好ましくはアルコキシ基、アセトキシ基であり、さらに好ましくは、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、及びアセトキシ基からなる群より選ばれる少なくとも1つの置換基である。これらの加水分解性基が加水分解されると、上記の化合物がシラノール構造を有するため、そこから重縮合されることによりポリシロキサン骨格を形成させやすいと考えられるため好ましい。 The type of hydrolyzable group includes at least one substituent selected from the group consisting of a hydroxy group, a halogen functional group, an alkoxy group, and an acyloxy group. Among the above, an alkoxy group or an acetoxy group is preferable, and at least one substituent selected from the group consisting of a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and an acetoxy group is more preferable. When these hydrolyzable groups are hydrolyzed, the above compounds have a silanol structure, which is preferable because it is believed that it is easy to form a polysiloxane skeleton by polycondensation from there.
また、ラジカル重合性基とは、構造中にラジカル反応性の二重結合を有する置換基を意味する。 In addition, a radically polymerizable group means a substituent having a radically reactive double bond in its structure.
上記のラジカル重合性基は、下記式(2)で示される置換基であることが好ましい。 The radical polymerizable group is preferably a substituent represented by the following formula (2):
(式(2)中、R2は水素またはメチル基であり、R3は炭素数1~10のアルキレン基である。)
式(2)で示されるラジカル重合性基を持つ、式(1)で示される化合物は、ラジカル重合工程における反応性が高く、中性条件下において加水分解、重縮合反応が進行する前にラジカル重合が進行しやすいと考えられる。その結果、ラジカル重合反応が十分進行した後に、加水分解、重縮合反応が進行するため、得られる粒子の表面に、アルキルシリル化剤によって疎水化処理される反応サイトを残しておくことができると考えられる。
(In formula (2), R2 is hydrogen or a methyl group, and R3 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms.)
The compound represented by formula (1) having the radical polymerizable group represented by formula (2) is highly reactive in the radical polymerization process, and it is considered that the radical polymerization is likely to proceed before the hydrolysis and polycondensation reactions proceed under neutral conditions. As a result, it is considered that the hydrolysis and polycondensation reactions proceed after the radical polymerization reaction has sufficiently progressed, and therefore it is possible to leave reaction sites on the surface of the obtained particles that can be hydrophobized by the alkylsilylation agent.
上記式(1)で示される化合物、即ち、ラジカル重合性基と加水分解性基の両方を含むモノマーの具体例としては、例えば以下のものが挙げられる。
γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、1-ヘキセニルトリメトキシシラン、1-オクテニルトリメトキシシラン等のオルガノトリアルコキシシラン化合物、オルガノトリアセトキシシラン、ビス(γ-アクリロキシプロピル)ジメトキシシラン、ビス(γ-メタクリロキシプロピル)ジメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルエチルジメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルエチルジエトキシシラン、γ-アクリロキシプロピルエチルジメトキシシラン、γ-アクリロキシプロピルエチルジエトキシシラン等のジオルガノジアルコキシシラン化合物、トリス(γ-アクリロキシプロピル)メトキシシラン、トリス(γ-アクリロキシプロピル)エトキシシラン、トリス(γ-メタクリロキシプロピル)メトキシシラン、トリス(γ-メタクリロキシプロピル)エトキシシラン、ビス(γ-アクリロキシプロピル)ビニルメトキシシラン、ビス(γ-メタクリロキシプロピル)ビニルメトキシシラン、γ-アクリロキシプロピルジエチルメトキシシラン、γ-アクリロキシプロピルジエチルエトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルジエチルメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルジエチルエトキシシラン等のトリオルガノアルコキシシラン化合物など。これらは1種を単独で用いても、2種以上を併用しても良い。
Specific examples of the compound represented by the above formula (1), that is, the monomer containing both a radically polymerizable group and a hydrolyzable group, include the following.
Organotrialkoxysilane compounds such as γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-acryloxypropyltrimethoxysilane, γ-acryloxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriacetoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, 1-hexenyltrimethoxysilane, and 1-octenyltrimethoxysilane, organotriacetoxysilane, bis(γ-acryloxypropyl)dimethoxysilane, bis(γ-methacryloxypropyl)dimethoxysilane, γ-methacryloxypropylethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropylethyldiethoxysilane, and γ-acryloxypropyl Diorganodialkoxysilane compounds such as pylethyldimethoxysilane and γ-acryloxypropylethyldiethoxysilane, tris(γ-acryloxypropyl)methoxysilane, tris(γ-acryloxypropyl)ethoxysilane, tris(γ-methacryloxypropyl)methoxysilane, tris(γ-methacryloxypropyl)ethoxysilane, bis(γ-acryloxypropyl)vinylmethoxysilane, bis(γ-methacryloxypropyl)vinylmethoxysilane, γ-acryloxypropyldiethylmethoxysilane, γ-acryloxypropyldiethylethoxysilane, γ-methacryloxypropyldiethylmethoxysilane, triorganoalkoxysilane compounds such as γ-methacryloxypropyldiethylethoxysilane, etc. These may be used alone or in combination of two or more.
上記モノマーのうち、特に好ましくは、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシランである。 Among the above monomers, particularly preferred are γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-acryloxypropyltrimethoxysilane, γ-acryloxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriacetoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, and vinyltriacetoxysilane.
上記ラジカル重合工程は、6.0≦pH≦8.0の条件下において行われる。より好ましくは6.5≦pH≦7.5である。この理由としては、ラジカル重合工程において、pHが中性から離れるほど、ラジカル重合反応に対し、加水分解性基の加水分解、重縮合反応が進行しやすくなるためである。その結果、粒子表面上の、アルキルシリル化剤と結合する反応サイトが減少しやすくなると考えられる。そのため、ラジカル重合反応においては、緩衝溶液中で反応を行うことが好ましい。中性付近のpHを示す緩衝溶液であれば種類は特に限定されないが、好ましい緩衝溶液としては、りん酸緩衝液、2-モルホリノエタンスルホン酸緩衝液(MES緩衝液)である。 The radical polymerization process is carried out under the condition of 6.0≦pH≦8.0. More preferably, 6.5≦pH≦7.5. The reason for this is that in the radical polymerization process, the more the pH is away from neutral, the more easily hydrolysis of hydrolyzable groups and polycondensation reactions proceed in the radical polymerization reaction. As a result, it is believed that the number of reaction sites on the particle surface that bond with the alkyl silylating agent is more likely to decrease. For this reason, it is preferable to carry out the radical polymerization reaction in a buffer solution. There are no particular limitations on the type of buffer solution as long as it has a pH close to neutral, but preferred buffer solutions are phosphate buffer and 2-morpholinoethanesulfonic acid buffer (MES buffer).
また、ラジカル重合反応において、上記式(1)に該当しないモノマーをモノマー原料に含有させてもよく、例えば以下のものが挙げられる。 In addition, in the radical polymerization reaction, a monomer not corresponding to the above formula (1) may be contained in the monomer raw material, for example, the following:
アクリル酸やメタクリル酸等の不飽和カルボン酸類、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、クロトン酸エステル類、イタコン酸エステル類、マレイン酸エステル類、フマール酸エステル類等の不飽和カルボン酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、スチレン、α-スチレン、ジビニルベンゼン等の芳香族ビニル化合物、酢酸ビニル等のビニルエステル類、塩化ビニル等のハロゲン化ビニル化合物等のビニル化合物類。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、ラジカル重合可能な基を2個以上含有するジビニルベンゼン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート等のモノマーを用いてもよい。上記の中でも、スチレンをモノマー原料に含有させることが、安定な粒子形成と形成される粒子の表面物性の観点から特に好ましい。また、モノマー原料中のスチレンの含有割合は、20.0~40.0質量%であることが好ましい。 Unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid, unsaturated carboxylic acid esters such as acrylic acid esters, methacrylic acid esters, crotonates, itaconic acid esters, maleic acid esters, and fumaric acid esters, acrylamides, methacrylamides, aromatic vinyl compounds such as styrene, α-styrene, and divinylbenzene, vinyl esters such as vinyl acetate, and vinyl halide compounds such as vinyl chloride. These may be used alone or in combination of two or more. Monomers containing two or more radically polymerizable groups such as divinylbenzene, trimethylolpropane trimethacrylate, and ethylene glycol dimethacrylate may also be used. Among the above, it is particularly preferable to include styrene in the monomer raw material from the viewpoint of stable particle formation and the surface properties of the particles formed. In addition, the content of styrene in the monomer raw material is preferably 20.0 to 40.0% by mass.
<ラジカル重合開始剤>
ラジカル重合の際に用いられるラジカル重合開始剤としては特に限定されないが、好ましくはアゾ化合物、過酸化物等から選ばれる少なくとも1つの化合物である。上述したラジカル重合開始剤の量は、特に限定されないが、ラジカル重合反応を十分に進行させ、且つ反応熱を制御しやすいため、原料モノマーの合計質量に対して、0.1~10質量%であることが好ましい。より好ましくは、0.3~5質量%である。ラジカル重合させる際の温度は、使用するラジカル重合開始剤によって適宜選択可能であるが、反応の制御のし易さから30~100℃、好ましくは、50~70℃の範囲である。
<Radical Polymerization Initiator>
The radical polymerization initiator used in the radical polymerization is not particularly limited, but is preferably at least one compound selected from azo compounds, peroxides, and the like. The amount of the radical polymerization initiator is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 10% by mass relative to the total mass of the raw material monomers in order to sufficiently advance the radical polymerization reaction and to easily control the reaction heat. More preferably, it is 0.3 to 5% by mass. The temperature during radical polymerization can be appropriately selected depending on the radical polymerization initiator used, but is in the range of 30 to 100°C, preferably 50 to 70°C, in view of ease of reaction control.
<縮合工程>
縮合工程は、ラジカル重合工程の後に、上記式(1)で示される化合物中の加水分解性基の加水分解反応及び重縮合反応を行い、重縮合物の粒子を得る工程である。
<Condensation step>
The condensation step is a step in which, after the radical polymerization step, a hydrolysis reaction of the hydrolyzable groups in the compound represented by the above formula (1) and a polycondensation reaction are carried out to obtain polycondensate particles.
上記の工程は、ラジカル重合して得られた粒子を含むエマルジョンに酸、塩基などの触媒を添加することにより、そのまま加水分解、重縮合してもよい。また、ラジカル重合して得られた粒子を瀘過、遠心分離、減圧濃縮等の方法を用いてエマルジョンから単離した後、触媒を添加して加水分解、重縮合させてもよいが、これらに限定されるものではない。即ち、上記のラジカル重合工程は、モノマー原料のラジカル重合反応を行い、重合物の粒子を得る工程であってもよい。 In the above process, a catalyst such as an acid or base may be added to the emulsion containing the particles obtained by radical polymerization, and hydrolysis and polycondensation may be performed directly. Alternatively, the particles obtained by radical polymerization may be isolated from the emulsion using a method such as filtration, centrifugation, or vacuum concentration, and then a catalyst may be added to perform hydrolysis and polycondensation, but this is not limited to these methods. In other words, the above radical polymerization process may be a process in which a radical polymerization reaction of a monomer raw material is performed to obtain polymer particles.
また、加水分解反応が進行しやすく、重縮合物の粒子の表面にヒドロキシ基が多く含有されやすいと考えられるため、加水分解工程及び重縮合工程の反応溶媒として、水を用いることが好ましい。 In addition, it is preferable to use water as a reaction solvent for the hydrolysis step and the polycondensation step, since it is believed that the hydrolysis reaction proceeds easily and that the surface of the polycondensate particles tends to contain many hydroxyl groups.
反応溶媒中には、水や触媒以外の有機溶剤が含有されていてもよい。有機溶剤の具体例としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブタノール、sec-ブタノール、t-ブタノール、ペンタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、酢酸エチル等のエステル類、イソオクタン、シクロヘキサン等の(シクロ)パラフィン類、ジオキサン、ジエチルエーテル等のエーテル類、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素類が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The reaction solvent may contain an organic solvent other than water and the catalyst. Specific examples of organic solvents include alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, t-butanol, pentanol, ethylene glycol, propylene glycol, and 1,4-butanediol; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; esters such as ethyl acetate; (cyclo)paraffins such as isooctane and cyclohexane; ethers such as dioxane and diethyl ether; and aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene. These may be used alone or in combination of two or more.
上記式(1)で示される化合物中の加水分解性基は、酸性条件下において加水分解されやすいと考えられる。また、上記式(1)で示される化合物が加水分解された構造、即ち、シリルアルコール構造は、塩基性条件下において重縮合反応が進行しやすいと考えられる。即ち、縮合工程が、酸性条件下において反応を行う工程A、及び工程Aの後に、塩基性条件下において、反応を行う工程Bを有することが好ましい。また、縮合工程が、2.0≦pH≦4.0の条件下において反応を行う工程A、及び工程Aの後に、10.0≦pH≦12.0の条件下において、反応を行う工程Bを有することがより好ましい。 The hydrolyzable group in the compound represented by the above formula (1) is considered to be easily hydrolyzed under acidic conditions. In addition, the structure obtained by hydrolyzing the compound represented by the above formula (1), i.e., the silyl alcohol structure, is considered to be easily polycondensed under basic conditions. That is, it is preferable that the condensation step has a step A in which the reaction is carried out under acidic conditions, and a step B in which the reaction is carried out under basic conditions after the step A. It is more preferable that the condensation step has a step A in which the reaction is carried out under conditions of 2.0≦pH≦4.0, and a step B in which the reaction is carried out under conditions of 10.0≦pH≦12.0 after the step A.
加水分解や重縮合反応をさせるにあたり使用する触媒としては、酢酸、塩酸、アンモニア、尿素、エタノールアミン、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物等が挙げられる。 Catalysts used in hydrolysis and polycondensation reactions include acetic acid, hydrochloric acid, ammonia, urea, ethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, alkali metal hydroxides, and alkaline earth metal hydroxides.
重縮合反応を進行させるにあたり、上述した触媒を用いても良いが、縮合をより促進させる点で好ましい触媒としては、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラブトキシド、ジイソプロポキシ-ビス(アセチルアセトネート)チタネート等の有機チタン化合物、アルミニウムトリイソプロポキシド、アルミニウムトリsec-ブトキシド、アルミニウムトリスアセチルアセトネート、アルミニウムイソプロポキシド-ビスアセチルアセトネート等の有機アルミニウム化合物、ジルコニウムテトラブトキシド、テトラキス(アセチルアセトネート)ジルコニウム等の有機ジルコニウム化合物、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジエチルヘキサノエート、ジブチル錫ジマレエート等の有機錫化合物、酸性リン酸エステル等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、または、2種以上を併用してもよい。中でも、有機錫化合物及び酸性リン酸エステルからなる群から選ばれる少なくとも1つが好ましい。 The above-mentioned catalysts may be used to promote the polycondensation reaction, but preferred catalysts in terms of further promoting condensation include organic titanium compounds such as titanium tetraisopropoxide, titanium tetrabutoxide, and diisopropoxy-bis(acetylacetonate) titanate, organic aluminum compounds such as aluminum triisopropoxide, aluminum trisec-butoxide, aluminum trisacetylacetonate, and aluminum isopropoxide-bisacetylacetonate, organic zirconium compounds such as zirconium tetrabutoxide and tetrakis(acetylacetonate) zirconium, organic tin compounds such as dibutyltin diacetate, dibutyltin diethylhexanoate, and dibutyltin dimaleate, and acidic phosphate esters. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, at least one selected from the group consisting of organic tin compounds and acidic phosphate esters is preferred.
加水分解、重縮合反応の反応温度は、0~100℃の範囲であることが好ましく、より好ましくは30~80℃の範囲である。また、好ましい反応時間は、3~24時間の範囲であることが好ましい。 The reaction temperature for the hydrolysis and polycondensation reactions is preferably in the range of 0 to 100°C, and more preferably in the range of 30 to 80°C. The reaction time is preferably in the range of 3 to 24 hours.
<疎水化工程>
疎水化工程は、重縮合物の粒子をアルキルシリル化剤で疎水化する工程である。該工程は、重縮合して得られた重縮合物の粒子を含むエマルジョンに、加水分解、重縮合反応時の酸、塩基などの触媒が残留したままアルキルシリル化剤を添加して、そのままアルキルシリル化してもよい。また、重縮合して得られた粒子を瀘過、遠心分離、減圧濃縮等の方法を用いてエマルジョンから単離した後、有機溶媒に溶解させたアルキルシリル化剤を添加してアルキルシリル化させてもよい。また、アルキルシリル化剤の蒸気を生成させ、その蒸気にエマルジョンから単離された粒子を曝すことでアルキルシリル化をしてもよいが、これらに限定されるものではない。
<Hydrophobizing step>
The hydrophobization step is a step of hydrophobizing the polycondensate particles with an alkylsilylating agent. In this step, an alkylsilylating agent may be added to an emulsion containing the polycondensate particles obtained by polycondensation while the catalyst such as acid or base from the hydrolysis and polycondensation reaction remains, and the polycondensate particles may be alkylsilylated as they are. Alternatively, the particles obtained by polycondensation may be isolated from the emulsion by a method such as filtration, centrifugation, or vacuum concentration, and then an alkylsilylating agent dissolved in an organic solvent may be added to the emulsion to alkylsilylate the particles. Alternatively, the alkylsilylating agent may be generated as vapor, and the particles isolated from the emulsion may be exposed to the vapor to alkylsilylate the particles, but is not limited thereto.
アルキルシリル化剤としては、例えば、以下のものが挙げられる。 Examples of alkyl silylating agents include the following:
ヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラノール、メトキシトリメチルシラン、ジメトキシジメチルシラン、トリメトキシメチルシラン、エトキシトリメチルシラン、ジエトキシジメチルシラン、トリエトキシメチルシラン、クロロトリメチルシラン、ジクロロジメチルシラン、トリクロロメチルシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、ヘキサデシルトリメトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ドデシルトリエトキシシラン、ヘキサデシルトリエトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、トリメチルシラン、トリメチルエトキシシラン、アリルジメチルクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α-クロルエチルトリクロルシラン、β-クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、トリオルガノシリルメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、N,O-ビス(トリメチルシリル)アセトアミド、N-トリメチルシリルイミダゾール及びN,O-ビス(トリメチルシリル)トリフルオロアセトアミド。 Hexamethyldisilazane, hexamethyldisilazane, trimethylsilanol, methoxytrimethylsilane, dimethoxydimethylsilane, trimethoxymethylsilane, ethoxytrimethylsilane, diethoxydimethylsilane, triethoxymethylsilane, chlorotrimethylsilane, dichlorodimethylsilane, trichloromethylsilane, decyltrimethoxysilane, dodecyltrimethoxysilane, hexadecyltrimethoxysilane, decyltriethoxysilane, dodecyltriethoxysilane, hexadecyltriethoxysilane, octyltrimethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, trimethylsilane, trimethylethoxysilane , allyldimethylchlorosilane, allylphenyldichlorosilane, benzyldimethylchlorosilane, bromomethyldimethylchlorosilane, α-chloroethyltrichlorosilane, β-chloroethyltrichlorosilane, chloromethyldimethylchlorosilane, triorganosilylmercaptan, trimethylsilylmercaptan, triorganosilylacrylate, vinyldimethylacetoxysilane, dimethylethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, N,O-bis(trimethylsilyl)acetamide, N-trimethylsilylimidazole, and N,O-bis(trimethylsilyl)trifluoroacetamide.
これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 These may be used alone or in combination of two or more.
上記の中でもより好ましくは、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラノール、メトキシトリメチルシラン、ジメトキシジメチルシラン、トリメトキシメチルシラン、クロロトリメチルシラン、ジクロロジメチルシラン、トリクロロメチルシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、及びヘキサデシルトリメトキシシランからなる群より選ばれる少なくとも1つである。 Among the above, at least one selected from the group consisting of hexamethyldisilazane, trimethylsilanol, methoxytrimethylsilane, dimethoxydimethylsilane, trimethoxymethylsilane, chlorotrimethylsilane, dichlorodimethylsilane, trichloromethylsilane, decyltrimethoxysilane, dodecyltrimethoxysilane, and hexadecyltrimethoxysilane is more preferred.
アルキルシリル化反応をさせるにあたり使用する触媒としては、酢酸、塩酸、アンモニア、尿素、エタノールアミン、ピリジン、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物等が挙げられる。 Catalysts used in the alkylsilylation reaction include acetic acid, hydrochloric acid, ammonia, urea, ethanolamine, pyridine, tetramethylammonium hydroxide, alkali metal hydroxides, alkaline earth metal hydroxides, etc.
粒子表面のアルキルシリル化処理を行う際の温度は、0~100℃の範囲であることが好ましく、より好ましくは50~70℃の範囲である。また、処理を行う時間は3~24時間の範囲であることが好ましい。 The temperature for carrying out the alkylsilylation treatment of the particle surface is preferably in the range of 0 to 100°C, and more preferably in the range of 50 to 70°C. The treatment time is preferably in the range of 3 to 24 hours.
<トナー>
また、本発明に係る粒子は、トナー粒子の表面に含有されることが好ましい。即ち、本発明の態様の1つとして、本発明に係る粒子の製造方法で粒子を製造する工程と、製造された粒子をトナー粒子に外添する工程と、を含有するトナーの製造方法であることが好ましい。即ち、本発明に係る粒子が、トナー用外添剤であることが好ましい。また、トナーに外添する際の、適切な体積平均粒径とするため、本発明に係る粒子の体積分布基準の50%粒径をD50としたとき、該D50が、60~250nmであることが好ましい。
<Toner>
Moreover, the particles according to the present invention are preferably contained on the surface of toner particles. That is, one aspect of the present invention is preferably a method for producing a toner, which includes a step of producing particles by the method for producing particles according to the present invention, and a step of externally adding the produced particles to toner particles. That is, the particles according to the present invention are preferably an external additive for toner. Furthermore, in order to obtain an appropriate volume average particle size when externally added to a toner, when the 50% particle size based on the volume distribution of the particles according to the present invention is taken as D50, it is preferable that the D50 is 60 to 250 nm.
トナー粒子の表面には、本発明に係る粒子以外の粒子が含有されてもよい。該粒子としては荷電制御剤や流動化剤などが挙げられるが、特に、トナーの流動性や帯電性を向上させるため、流動化剤が含有されることが好ましい。荷電制御剤及び流動化剤の例は後述する。 The surface of the toner particles may contain particles other than the particles according to the present invention. Such particles include charge control agents and fluidizing agents, and it is particularly preferable to contain a fluidizing agent in order to improve the fluidity and chargeability of the toner. Examples of charge control agents and fluidizing agents are described below.
トナー粒子は結着樹脂を含有することが好ましい。該結着樹脂としては、ポリエステル系樹脂、ビニル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂が挙げられる。 The toner particles preferably contain a binder resin. Examples of the binder resin include polyester resins, vinyl resins, epoxy resins, and polyurethane resins.
結着樹脂は、保存安定性の観点から、ガラス転移点(Tg)が45~70℃であることが好ましい。 From the viewpoint of storage stability, it is preferable that the binder resin has a glass transition point (Tg) of 45 to 70°C.
<トナー粒子の製造方法>
本発明に係るトナー粒子の製造方法は特に限定されず、例えば粉砕法や、乳化重合法、懸濁重合法及び溶解懸濁法などの重合法を用いることができる。
<Method of Manufacturing Toner Particles>
The method for producing the toner particles according to the present invention is not particularly limited, and for example, a pulverization method or a polymerization method such as an emulsion polymerization method, a suspension polymerization method, or a solution suspension method can be used.
粉砕法では、まず、トナー粒子を構成する結着樹脂、着色剤、ワックス、荷電制御剤等を、ヘンシェルミキサー、ボールミル等の混合機により充分に混合する。次いで、得られた混合物を二軸混練押出機、加熱ロール、ニーダー、エクストルーダー等の熱混練機を用いて溶融混練し、冷却固化後、粉砕及び分級を行い、トナー粒子を得ることができる。 In the pulverization method, first, the binder resin, colorant, wax, charge control agent, etc. that make up the toner particles are thoroughly mixed using a mixer such as a Henschel mixer or ball mill. The resulting mixture is then melted and kneaded using a thermal kneader such as a twin-screw kneading extruder, heated roll, kneader, or extruder, and after cooling and solidifying, the mixture is pulverized and classified to obtain toner particles.
混練機としては、以下のものが挙げられる。KRCニーダー(栗本鉄工所社製);ブス・コ・ニーダー(Buss社製);TEM型押し出し機(東芝機械社製);TEX二軸混練機(日本製鋼所社製);PCM混練機(池貝鉄工所社製);三本ロールミル、ミキシングロールミル、ニーダー(井上製作所社製);ニーデックス(三井鉱山社製);MS式加圧ニーダー、ニーダールーダー(日本スピンドル社製);バンバリーミキサー(神戸製鋼所社製)。 Examples of kneading machines include the following: KRC kneader (manufactured by Kurimoto Iron Works); Buss-Co kneader (manufactured by Buss); TEM type extruder (manufactured by Toshiba Machine); TEX twin-screw kneader (manufactured by Japan Steel Works); PCM kneader (manufactured by Ikegai Iron Works); three-roll mill, mixing roll mill, kneader (manufactured by Inoue Seisakusho); Kneadex (manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.); MS-type pressure kneader, kneader ruder (manufactured by Nippon Spindle); Banbury mixer (manufactured by Kobe Steel, Ltd.).
粉砕機としては、以下のものが挙げられる。カウンタージェットミル、ミクロンジェット、イノマイザ(ホソカワミクロン社製);IDS型ミル、PJMジェット粉砕機(日本ニューマチック工業社製);クロスジェットミル(栗本鉄工所社製);ウルマックス(日曹エンジニアリング社製);SKジェット・オー・ミル(セイシン企業社製);クリプトロン(川崎重工業社製);ターボミル(ターボエ業社製);スーパーローター(日清エンジニアリング社製)。 Examples of pulverizers include the following: Counter Jet Mill, Micron Jet, Innomizer (manufactured by Hosokawa Micron Corporation); IDS type mill, PJM jet pulverizer (manufactured by Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd.); Cross Jet Mill (manufactured by Kurimoto Iron Works); Urmax (manufactured by Nisso Engineering Co., Ltd.); SK Jet-O-Mill (manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.); Kryptron (manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.); Turbo Mill (manufactured by Turbo Industrial Co., Ltd.); Super Rotor (manufactured by Nisshin Engineering Co., Ltd.).
分級機としては、以下のものが挙げられる。クラッシール、マイクロンクラッシファイアー、スペディッククラシファイアー(セイシン企業社製);ターボクラッシファイアー(日清エンジニアリング社製);ミクロンセパレータ、ターボプレックス(ATP)、TSPセパレータ(ホソカワミクロン社製);エルボージェット(日鉄鉱業社製)、ディスパージョンセパレータ(日本ニューマチックエ業社製);YMマイクロカット(安川商事社製)。 Classifiers include the following: Classeal, Micron Classifier, and Spedic Classifier (manufactured by Seishin Enterprises); Turbo Classifier (manufactured by Nisshin Engineering); Micron Separator, Turboplex (ATP), and TSP Separator (manufactured by Hosokawa Micron); Elbow Jet (manufactured by Nittetsu Mining Co., Ltd.), Dispersion Separator (manufactured by Nippon Pneumatic Industry Co., Ltd.); and YM Microcut (manufactured by Yaskawa Shoji Co., Ltd.).
懸濁重合法では、まず、結着樹脂の材料となる重合性単量体、及び必要に応じて各種添加物を混合し、分散機を用いて、これらを溶解又は分散させた単量体組成物を調製する。各種添加物としては、着色剤、ワックス、荷電制御剤、重合開始剤、連鎖移動剤などが挙げられる。分散機としては、ホモジナイザー、ボールミル、コロイドミル、又は超音波分散機が挙げられる。次いで、単量体組成物を、難水溶性の無機微粒子を含有する水系媒体中に投入し、高速撹拌機又は超音波分散機などの高速分散機を用いて、単量体組成物の液滴を調製する(造粒工程)。その後、該液滴中の重合性単量体を重合してトナー粒子を得る(重合工程)。重合開始剤は、単量体組成物を調製する際に混合してもよく、水系媒体中に液滴を形成させる直前に単量体組成物中に混合してもよい。また、液滴の造粒中や造粒完了後、すなわち重合反応を開始する直前に、必要に応じて重合性単量体や他の溶媒に溶解した状態で加えることもできる。重合性単量体を重合して結着樹脂を得たあと、必要に応じて脱溶剤処理を行い、トナー粒子を得ることができる。 In the suspension polymerization method, first, the polymerizable monomer, which is the material of the binder resin, and various additives as necessary are mixed, and a monomer composition is prepared by dissolving or dispersing these using a disperser. Examples of various additives include colorants, waxes, charge control agents, polymerization initiators, and chain transfer agents. Examples of dispersers include homogenizers, ball mills, colloid mills, and ultrasonic dispersers. Next, the monomer composition is put into an aqueous medium containing poorly water-soluble inorganic fine particles, and droplets of the monomer composition are prepared using a high-speed disperser such as a high-speed stirrer or ultrasonic disperser (granulation process). After that, the polymerizable monomer in the droplets is polymerized to obtain toner particles (polymerization process). The polymerization initiator may be mixed when preparing the monomer composition, or may be mixed into the monomer composition immediately before forming droplets in the aqueous medium. In addition, the polymerization initiator may be added in a dissolved state in the polymerizable monomer or another solvent during or after the granulation of the droplets is completed, i.e., immediately before starting the polymerization reaction, as necessary. After the polymerizable monomer is polymerized to obtain the binder resin, a solvent removal process can be performed as necessary to obtain the toner particles.
<トナーの製造方法>
本発明に係る粒子及び流動化剤を含む所望の外添剤を、トナー粒子とともにヘンシェルミキサーの如き混合機により充分混合し、本発明に係るトナーを得ることができる。
<Toner Manufacturing Method>
The toner according to the present invention can be obtained by thoroughly mixing the particles according to the present invention and desired external additives including a fluidizing agent together with toner particles in a mixer such as a Henschel mixer.
混合機としては、以下のものが挙げられる。ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製);スーパーミキサー(カワタ社製);リボコーン(大川原製作所社製);ナウターミキサー、タービュライザー、サイクロミックス(ホソカワミクロン社製);スパイラルピンミキサー(太平洋機工社製);レーディゲミキサー(マツボー社製)。 Examples of mixers include the following: Henschel Mixer (manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.); Super Mixer (manufactured by Kawata Co., Ltd.); Ribocone (manufactured by Okawara Manufacturing Co., Ltd.); Nauta Mixer, Turbulizer, Cyclomix (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.); Spiral Pin Mixer (manufactured by Pacific Machinery Co., Ltd.); Loedige Mixer (manufactured by Matsubo Co., Ltd.).
<各種添加剤等>
トナーは、必要により、着色剤、ワックス、磁性体、荷電制御剤、流動化剤などから選ばれる1種以上の添加剤を含有してもよい。トナーに用いられる各種添加剤について具体的に記載する。
<Various additives, etc.>
If necessary, the toner may contain one or more additives selected from colorants, waxes, magnetic materials, charge control agents, fluidizing agents, etc. Various additives used in the toner will be specifically described.
<着色剤>
着色剤の例を以下に挙げる。
<Coloring Agent>
Examples of colorants are given below.
黒色着色剤としては、例えば、カーボンブラック、グラフト化カーボンや以下に示すイロー/マゼンタ/シアン着色剤を用い黒色に調色されたものが利用可能である。イエロー着色剤としては、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アンスラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、アリルアミド化合物に代表される化合物が挙げられる。マゼンタ着色剤としては、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物等が挙げられる。シアン着色剤としては、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アントラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物等が挙げられる。これらの着色剤は、単独又は混合し更には固溶体の状態で用いることができる。 Black colorants include, for example, carbon black, grafted carbon, and those toned to black using the yellow/magenta/cyan colorants shown below. Yellow colorants include compounds such as condensed azo compounds, isoindolinone compounds, anthraquinone compounds, azo metal complexes, methine compounds, and allylamide compounds. Magenta colorants include condensed azo compounds, diketopyrrolopyrrole compounds, anthraquinones, quinacridone compounds, basic dye lake compounds, naphthol compounds, benzimidazolone compounds, thioindigo compounds, and perylene compounds. Cyan colorants include copper phthalocyanine compounds and derivatives thereof, anthraquinone compounds, and basic dye lake compounds. These colorants can be used alone or in a mixture, or in the form of a solid solution.
本発明に係る着色剤は、色相角、彩度、明度、耐候性、OHP透明性、トナー中への分散性の点から選択される。該着色剤の添加量は、結着樹脂100質量部に対し1質量部以上20質量部以下添加して用いられる。 The colorant according to the present invention is selected from the viewpoints of hue angle, chroma, brightness, weather resistance, transparency on overhead projectors, and dispersibility in the toner. The amount of the colorant added is 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less per 100 parts by mass of the binder resin.
<ワックス>
ワックスの例を以下に挙げる。
<Wax>
Examples of waxes are given below.
低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、ポリオレフィン共重合物、ポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックス、酸化ポリエチレンワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物、脂肪族炭化水素系ワックスのブロック共重合物、及びそれらの酸化物が挙げられる。 These include low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, polyolefin copolymers, polyolefin wax, microcrystalline wax, paraffin wax, aliphatic hydrocarbon waxes such as Fischer-Tropsch wax, oxides of aliphatic hydrocarbon waxes such as oxidized polyethylene wax, block copolymers of aliphatic hydrocarbon waxes, and oxides thereof.
より具体的な例としては、ビスコール330-P、550-P、660-P、TS-200(三洋化成工業社)、ハイワックス400P、200P、100P、410P、420P、320P、220P、210P、110P(三井化学社)、サゾールH1、H2、C80、C105、C77(シューマン・サゾール社)、HNP-1、HNP-3、HNP-9、HNP-10、HNP-11、HNP-12(日本精蝋社)、ユニリン350、425、550、700、ユニシッド、ユニシッド350、425、550、700(東洋ペトロライト社)、木ろう、蜜ろう、ライスワックス、キャンデリラワックス、カルナバワックス(セラリカNODA社)が挙げられる。 More specific examples include Viscol 330-P, 550-P, 660-P, TS-200 (Sanyo Chemical Industries), Hiwax 400P, 200P, 100P, 410P, 420P, 320P, 220P, 210P, 110P (Mitsui Chemicals), Sasol H1, H2, C80, C105, C77 (Schumann Sasol), HNP-1, HNP-3, HNP-9, HNP-10, HNP-11, HNP-12 (Nippon Seiro), Unilin 350, 425, 550, 700, Unicid, Unicid 350, 425, 550, 700 (Toyo Petrolite), wood wax, beeswax, rice wax, candelilla wax, and carnauba wax (Cerarica NODA).
<磁性体>
磁性粒子を含有させ磁性トナーとしても使用してもよい。この場合、磁性粒子は着色剤の役割をかねることもできる。
<Magnetic material>
The toner may also be used as a magnetic toner by incorporating magnetic particles, in which case the magnetic particles may also function as a colorant.
本発明において、磁性トナー中に含まれる磁性粒子としては、マグネタイト、ヘマタイト、フェライトのような酸化鉄、鉄、コバルト、ニッケルのような金属あるいはこれらの金属とアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ビスマス、カルシウム、マンガン、チタン、タングステン、バナジウムのような金属の合金及びその混合物が挙げられる。 In the present invention, the magnetic particles contained in the magnetic toner include iron oxides such as magnetite, hematite, and ferrite, metals such as iron, cobalt, and nickel, and alloys and mixtures of these metals with metals such as aluminum, cobalt, copper, lead, magnesium, tin, zinc, antimony, bismuth, calcium, manganese, titanium, tungsten, and vanadium.
これらの磁性酸化鉄粒子は平均粒子径が2μm以下であることが好ましい。より好ましくは0.05μm以上0.5μm以下である。トナー中に含有させる量としては結着樹脂100質量部に対し20質量部以上200質量部以下であることが好ましく、より好ましくは結着樹脂100質量部に対し40質量部以上150質量部以下である。 These magnetic iron oxide particles preferably have an average particle size of 2 μm or less, more preferably 0.05 μm or more and 0.5 μm or less. The amount contained in the toner is preferably 20 parts by weight or more and 200 parts by weight or less per 100 parts by weight of the binder resin, more preferably 40 parts by weight or more and 150 parts by weight or less per 100 parts by weight of the binder resin.
<流動化剤>
流動化剤としては例えば、以下のものが挙げられる。
<Fluidizing agent>
Examples of flow agents include the following:
フッ化ビニリデン微粉末、ポリテトラフルオロエチレン微粉末の如きフッ素系樹脂粉末;湿式製法シリカ、乾式製法シリカの如き微粉末シリカ、微粉末酸化チタン、微粉末アルミナ、それらをシラン化合物、チタンカップリング剤、シリコーンオイルにより表面処理を施した処理シリカ;酸化亜鉛、酸化スズの如き酸化物;チタン酸ストロンチウムやチタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、ジルコン酸ストロンチウムやジルコン酸カルシウムの如き複酸化物;炭酸カルシウム及び、炭酸マグネシウムの如き炭酸塩化合物等。 Fluorine-based resin powders such as vinylidene fluoride fine powder and polytetrafluoroethylene fine powder; fine silica powder such as wet-process silica and dry-process silica, fine titanium oxide powder, fine alumina powder, and treated silica obtained by surface-treating these with silane compounds, titanium coupling agents, and silicone oil; oxides such as zinc oxide and tin oxide; double oxides such as strontium titanate, barium titanate, calcium titanate, strontium zirconate, and calcium zirconate; carbonate compounds such as calcium carbonate and magnesium carbonate, etc.
上記の中でも、好ましい流動化剤としては、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成された微粉末であり、いわゆる乾式製法シリカ又はヒュームドシリカと称されるものである。例えば、四塩化ケイ素ガスの酸水素焔中における熱分解酸化反応を利用するもので、基礎となる反応式は次のようなものである。
SiCl4+2H2+O2→SiO2+4HCl
この製造工程において、塩化アルミニウム又は塩化チタン等の他の金属ハロゲン化合物をケイ素ハロゲン化合物と共に用いることによってシリカと他の金属酸化物の複合微粉体を得ることも可能であり、シリカとしてはそれらも包含する。
Among the above, the preferred fluidizing agent is a fine powder produced by the vapor phase oxidation of a silicon halide compound, which is called dry process silica or fumed silica. For example, it utilizes the thermal decomposition oxidation reaction of silicon tetrachloride gas in an oxyhydrogen flame, and the basic reaction formula is as follows:
SiCl 4 +2H 2 +O 2 →SiO 2 +4HCl
In this manufacturing process, it is also possible to obtain a composite fine powder of silica and another metal oxide by using other metal halide compounds such as aluminum chloride or titanium chloride together with the silicon halide compound, and these are also included in the silica.
流動化剤の、個数基準での粒度分布における平均1次粒径は5nm以上30nm以下であると、高い帯電性及び流動性を持たせることができることができるので好ましい。 It is preferable that the average primary particle size of the fluidizing agent in the particle size distribution based on number is 5 nm or more and 30 nm or less, since this can provide high electrostatic charge and fluidity.
さらには、本発明に係る粒子以外に用いることができる流動化剤としては、上記ケイ素ハロゲン化合物の気相酸化により生成されたシリカ微粉体に疎水化処理した処理シリカ微粉体がより好ましい。疎水化処理は、上記の疎水化工程で挙げた方法等が挙げられる。 Furthermore, as a fluidizing agent that can be used other than the particles according to the present invention, a treated silica fine powder obtained by hydrophobizing the silica fine powder produced by the gas-phase oxidation of the silicon halogen compound is more preferable. Examples of the hydrophobizing treatment include the methods listed in the hydrophobizing process described above.
<現像剤>
トナーは、一成分現像剤として用いてもよく、キャリアと併用して二成分現像剤として用いてもよい。
<Developer>
The toner may be used as a one-component developer, or may be used in combination with a carrier as a two-component developer.
二成分現像剤として用いる場合のキャリアとしては、例えば、表面酸化又は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類等の金属及びそれらの合金又は酸化物が好ましくは使用される。 When used as a two-component developer, the carrier preferably used is, for example, surface-oxidized or unoxidized metals such as iron, nickel, cobalt, manganese, chromium, rare earth elements, and alloys or oxides thereof.
また、それらキャリア粒子の表面に、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリエステルの物質を付着又は被覆させたものが好ましく使用される。 The surfaces of these carrier particles are preferably coated or adhered with a material such as a styrene resin, an acrylic resin, a silicone resin, a fluorine resin, or a polyester.
<荷電制御剤>
荷電制御剤としては、本発明に用いられる結着樹脂の末端に存在する酸基あるいは水酸基と中心金属が相互作用し易い、有機金属錯体、キレート化合物が有効である。例えば、モノアゾ金属錯体;アセチルアセトン金属錯体;芳香族ヒドロキシカルボン酸又は芳香族ジカルボン酸の金属錯体又は金属塩が挙げられる。
<Charge Control Agent>
As the charge control agent, an organic metal complex or a chelate compound, which easily interacts with a central metal and an acid group or a hydroxyl group present at the terminal of the binder resin used in the present invention, is effective, such as a monoazo metal complex, an acetylacetone metal complex, or a metal complex or metal salt of an aromatic hydroxycarboxylic acid or an aromatic dicarboxylic acid.
使用できる具体的な例としては、Spilon Black TRH、T-77、T-95(保土谷化学社)、BONTRON(登録商標)S-34、S-44、S-54、E-84、E-88、E-89 (オリヱント化学社)が挙げられる。また、荷電制御樹脂も上述の荷電制御剤と併用することもできる。 Specific examples that can be used include Spilon Black TRH, T-77, and T-95 (Hodogaya Chemical Co., Ltd.), and BONTRON (registered trademark) S-34, S-44, S-54, E-84, E-88, and E-89 (Orient Chemical Co., Ltd.). Charge control resins can also be used in combination with the charge control agents described above.
<微粒子試料の体積分布基準の50%粒径(D50)の測定方法>
実施例における、微粒子試料の体積分布基準の50%粒径(D50)の測定には、動的光散乱式粒度分布計ナノトラックUPA-EX150(日機装製)を用いる。具体的には、レンジを0.001μm~10μmに設定し、以下の手順に従って測定する。
<Method for measuring the 50% particle size (D50) based on volume distribution of a fine particle sample>
In the examples, the 50% particle size (D50) based on the volume distribution of the fine particle sample is measured using a dynamic light scattering particle size distribution meter Nanotrac UPA-EX150 (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). Specifically, the range is set to 0.001 μm to 10 μm, and the measurement is performed according to the following procedure.
水溶液中に測定試料を分散させた、分散液を投入して撹拌する。測定試料を分散させる際は、必要に応じて分散剤を用いても良い。撹拌後、測定試料を上記装置に注入し、2回測定を行ってその平均値を求める。 The measurement sample is dispersed in an aqueous solution, and the dispersion is poured in and stirred. When dispersing the measurement sample, a dispersant may be used if necessary. After stirring, the measurement sample is poured into the above device, and measurements are taken twice to determine the average value.
測定条件としては、測定時間を30秒とし、試料粒子屈折率を1.49とし、分散媒を水とし、分散媒屈折率を1.33とする。 The measurement conditions are: measurement time 30 seconds, sample particle refractive index 1.49, dispersion medium water, dispersion medium refractive index 1.33.
測定試料の体積粒度分布を測定し、測定結果から累積体積分布における小粒子径側からの累積体積が50%になる粒子径を、各微粒子の体積分布基準の50%粒径(D50)とする。 The volumetric particle size distribution of the measurement sample is measured, and the particle size at which the cumulative volume from the small particle size side in the cumulative volume distribution is 50% from the measurement results is taken as the 50% particle size (D50) based on the volume distribution of each microparticle.
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。なお、特に断りのない限り、「部」及び「%」は、それぞれ「質量部」及び「質量%」を意味するものとする。 The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, "parts" and "%" mean "parts by mass" and "% by mass", respectively.
<粒子1の製造例>
工程(1):温度計、pHメーター、還流冷却器、窒素ガス導入管、攪拌器を装着したガラス製反応器に下記材料を投入した。
・りん酸緩衝液(pH=7.0、キシダ化学社製のりん酸二水素ナトリウム(二水和物)及びりん酸水素二ナトリウム(十二水和物)から調製) 200部
・p-スチレンスルホン酸ナトリウム(キシダ化学社製) 0.13部
・メタクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピル(東京化成工業社製) 11.0部
・スチレン(東京化成工業社製) 4.7部
続いて窒素ガスを通気しながら65~70℃に加温し、30分撹拌した後、ペルオキソ二硫酸カリウム(KPS)0.51部を添加し、6時間撹拌を続け粒子を形成させた。この工程中の反応系のpHは6.7~7.3の範囲であった。
<Production Example of Particle 1>
Step (1): The following materials were placed in a glass reactor equipped with a thermometer, a pH meter, a reflux condenser, a nitrogen gas inlet tube, and a stirrer.
Phosphate buffer solution (pH = 7.0, prepared from sodium dihydrogen phosphate (dihydrate) and disodium hydrogen phosphate (dodecahydrate) manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) 200 parts Sodium p-styrenesulfonate (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) 0.13 parts 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 11.0 parts Styrene (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 4.7 parts Next, the mixture was heated to 65-70°C while passing nitrogen gas through it, and after stirring for 30 minutes, 0.51 parts of potassium peroxodisulfate (KPS) was added, and stirring was continued for 6 hours to form particles. The pH of the reaction system during this process was in the range of 6.7 to 7.3.
工程(2):このようにして得られたエマルジョンに酢酸(キシダ化学社製)0.32部を添加しエマルジョンのpHを3.0にして温度50℃にて3時間撹拌し、粒子中に含まれる加水分解性基の加水分解を行った。続いて、28質量%アンモニア水(キシダ化学社製)25.2部を添加してエマルジョンのpHを11.0にし、温度50℃にて3時間撹拌することで加水分解された加水分解性基の重縮合を行った。その後、過剰な溶質を除去するために限外濾過を行い、濃縮/濾過を計5回繰り返し行った。 Step (2): 0.32 parts of acetic acid (Kishida Chemical Co., Ltd.) was added to the emulsion obtained in this manner, and the pH of the emulsion was adjusted to 3.0, followed by stirring at a temperature of 50°C for 3 hours to hydrolyze the hydrolyzable groups contained in the particles. Next, 25.2 parts of 28% by mass ammonia water (Kishida Chemical Co., Ltd.) was added to adjust the pH of the emulsion to 11.0, and the emulsion was stirred at a temperature of 50°C for 3 hours to polycondense the hydrolyzed hydrolyzable groups. After that, ultrafiltration was performed to remove excess solutes, and concentration/filtration was repeated a total of five times.
工程(3):疎水化処理剤として、1,1,1,3,3,3-ヘキサメチルジシラザン(以下、HMDSとも記載する。キシダ化学社製)27.0部を添加し、温度50℃にて24時間撹拌することで、粒子表面を疎水化処理した。その後スプレードライにより乾燥し、D50が130nmの粒子1を得た。 Step (3): 27.0 parts of 1,1,1,3,3,3-hexamethyldisilazane (hereinafter also referred to as HMDS, manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) was added as a hydrophobic treatment agent, and the particle surface was hydrophobized by stirring at a temperature of 50°C for 24 hours. The particles were then dried by spray drying to obtain Particle 1 with a D50 of 130 nm.
<粒子2~5の製造例>
使用するラジカル重合性モノマーの種類と量を、表1に示すように変更したこと以外は、粒子1の製造例と同様にして、D50がそれぞれ145nm、89nm、125nm、217nmの粒子2~5を得た。
<Production Examples of Particles 2 to 5>
Particles 2 to 5 having D50 of 145 nm, 89 nm, 125 nm, and 217 nm, respectively, were obtained in the same manner as in the production example of particle 1, except that the type and amount of the radical polymerizable monomer used was changed as shown in Table 1.
<粒子6の製造例>
粒子1の製造例において、りん酸緩衝液をフタル酸水素カリウム-水酸化ナトリウム緩衝液(pH=5.4、東京化成工業社製)に変更したこと以外は、粒子1の製造例と同様の操作を行い、D50が256nmの粒子6を得た。ラジカル重合工程におけるpHは、5.3~5.9の間であった。
<Production Example of Particle 6>
Particles 6 having a D50 of 256 nm were obtained by the same procedure as in the production example of Particles 1, except that the phosphate buffer was changed to a potassium hydrogen phthalate-sodium hydroxide buffer (pH = 5.4, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.). The pH in the radical polymerization step was between 5.3 and 5.9.
<粒子7の製造例>
粒子1の製造例において、りん酸緩衝液を、ほう酸-塩化カリウム-水酸化ナトリウム緩衝液(pH=8.6、東京化成工業社製)に変更したこと以外は、粒子1の製造例と同様の操作を行い、D50が282nmの粒子7を得た。ラジカル重合工程におけるpHは、8.1~8.7の間であった。
<Production Example of Particle 7>
Particles 7 having a D50 of 282 nm were obtained by the same procedure as in the production example of Particles 1, except that the phosphate buffer was changed to a boric acid-potassium chloride-sodium hydroxide buffer (pH = 8.6, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.). The pH in the radical polymerization step was between 8.1 and 8.7.
<粒子8の製造例>
28質量%アンモニア水46.7部、及び脱イオン水2114部を混合した溶液中に、メタクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピル22.1部、メタノール(キシダ化学社製)73.7部、重合開始剤として2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(V-65、東京化成工業社製)0.12部を混合した溶液を添加してメタクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピルの加水分解と縮合を行った。次に窒素ガスを通気しながら70~75℃に加温し、2時間撹拌することでビニル重合を行った。その後、過剰な溶質を除去するために限外濾過を行い、濃縮/濾過を計5回繰り返し行った。疎水化処理剤として、HMDS(キシダ化学社製)53.9部を添加し、温度50℃にて24時間撹拌することで、粒子表面を疎水化処理した。その後スプレードライにより乾燥し、D50が120nmの粒子8を得た。
<Production Example of Particle 8>
In a solution of 46.7 parts of 28% by mass ammonia water and 2114 parts of deionized water, 22.1 parts of 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate, 73.7 parts of methanol (Kishida Chemical Co., Ltd.), and 0.12 parts of 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile) (V-65, Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) as a polymerization initiator were added to the solution to carry out hydrolysis and condensation of 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate. Next, the mixture was heated to 70-75°C while passing nitrogen gas through it, and vinyl polymerization was carried out by stirring for 2 hours. Thereafter, ultrafiltration was carried out to remove excess solute, and concentration/filtration was repeated a total of 5 times. As a hydrophobic treatment agent, 53.9 parts of HMDS (Kishida Chemical Co., Ltd.) were added, and the mixture was stirred at a temperature of 50°C for 24 hours to hydrophobize the particle surface. Then, the mixture was dried by spray drying to obtain particles 8 having a D50 of 120 nm.
<粒子9の製造例>
工程(3)において、27.0部のHMDSを、ジメチルシリコーンオイル(KF-96-50CPS、信越化学工業社製)31.7部に変更したこと以外は粒子1の製造例と同様にして、D50が129nmの粒子9を得た。
<Production Example of Particle 9>
Particles 9 having a D50 of 129 nm were obtained in the same manner as in the production example of particles 1, except that in step (3), 27.0 parts of HMDS was changed to 31.7 parts of dimethyl silicone oil (KF-96-50CPS, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).
<粒子10の製造例>
工程(3)の疎水化処理工程を行わなかったこと以外は粒子1の製造例と同様の操作を行い、D50が131nmの粒子10を得た。
<Production Example of Particle 10>
Particles 10 having a D50 of 131 nm were obtained by carrying out the same procedure as in the production example of Particles 1, except that the hydrophobization treatment step (3) was not carried out.
粒子1~10の製造条件及び粒子のD50を表1に示す。 The manufacturing conditions and D50 of particles 1 to 10 are shown in Table 1.
表1中の略号は以下の通り。
MA-TMSP:メタクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピル
MA-TESP:メタクリル酸3-(トリエトキシシリル)プロピル
AA-TMSP:アクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピル
VTMS:ビニルトリメトキシシラン
St:スチレン
KPS:ペルオキソ二硫酸カリウム
V-65:2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)
HMDS:1,1,1,3,3,3-ヘキサメチルジシラザン
表1中のD50は、上記した測定方法で測定した。
The abbreviations in Table 1 are as follows.
MA-TMSP: 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate MA-TESP: 3-(triethoxysilyl)propyl methacrylate AA-TMSP: 3-(trimethoxysilyl)propyl acrylate VTMS: vinyltrimethoxysilane St: styrene KPS: potassium peroxodisulfate V-65: 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile)
HMDS: 1,1,1,3,3,3-hexamethyldisilazane D50 in Table 1 was measured by the above-mentioned measurement method.
<トナー粒子1の製造例>
下記の非晶性ポリエステル1を100部、磁性酸化鉄粒子を75部、フィッシャートロプッシュワックス(サゾール社製C105、融点:105℃)を2部、荷電制御剤(保土谷化学社製、T-77)を2部、をヘンシェルミキサーで前混合し、前混合物を得た。その後、2軸押出機(商品名:PCM-30、池貝鉄工所社製)を用いて、吐出口における溶融物温度が150℃になるように、温度を設定し、前混合物を溶融混練した。
・非晶性ポリエステル1:ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加体/テレフタル酸=50/50の重縮合体、数平均分子量:3000、酸価:12
得られた混練物を冷却し、ハンマーミルで粗粉砕した後、粉砕機(商品名:ターボミルT250、ターボ工業社製)を用いて微粉砕した。得られた微粉砕粉末を、コアンダ効果を利用した多分割分級機を用いて分級して、重量平均粒径7.2μmのトナー粒子1を得た。
<Production Example of Toner Particle 1>
A premix was obtained by premixing 100 parts of amorphous polyester 1 described below, 75 parts of magnetic iron oxide particles, 2 parts of Fischer-Tropsch wax (C105 manufactured by Sasol, melting point: 105°C), and 2 parts of a charge control agent (T-77 manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) in a Henschel mixer. Thereafter, the premix was melt-kneaded using a twin-screw extruder (product name: PCM-30, manufactured by Ikegai Iron Works Co., Ltd.) with the temperature set so that the molten temperature at the discharge port was 150°C.
Amorphous polyester 1: polycondensate of propylene oxide adduct of bisphenol A/terephthalic acid=50/50, number average molecular weight: 3000, acid value: 12
The obtained kneaded product was cooled, coarsely pulverized with a hammer mill, and then finely pulverized with a pulverizer (product name: Turbo Mill T250, manufactured by Turbo Kogyo Co., Ltd.) The obtained finely pulverized powder was classified with a multi-division classifier utilizing the Coanda effect to obtain toner particles 1 having a weight average particle size of 7.2 μm.
<トナー1の製造例>
トナー粒子1への粒子の外添は乾式で行った。ヘンシェルミキサーに100部のトナー粒子1、3部の粒子1、及びヒュームドシリカ(BET比表面積:200m2/g)を1.5部添加し外添混合した。その後、目開き150μmのメッシュで篩い、粒子1がトナー粒子1に外添されたトナー1を得た。
<Production Example of Toner 1>
The external addition of particles to toner particles 1 was performed by a dry method. 100 parts of toner particles 1, 3 parts of particles 1, and 1.5 parts of fumed silica (BET specific surface area: 200 m2 /g) were added to a Henschel mixer and externally mixed. After that, the mixture was sieved through a mesh with an opening of 150 μm to obtain toner 1 in which particles 1 were externally added to toner particles 1.
<トナー2~10の製造例>
トナー1の製造例において、粒子1を表2に示すように変更したこと以外は、トナー1の製造例と同様にして、トナー2~10を得た。
<Production Examples of Toners 2 to 10>
Toners 2 to 10 were obtained in the same manner as in the production example of toner 1, except that particles 1 in the production example of toner 1 were changed as shown in Table 2.
<実施例1>
トナー1を用いて下記の評価を実施した。
Example 1
The toner 1 was used to carry out the following evaluations.
<トナーの帯電量の評価>
評価試料として1gのトナー1と、シリコーン樹脂で表面コートしたフェライトキャリア(平均粒径42μm)9gとを、プラスチックボトルに秤量し、温度23℃、湿度55%RHの環境下で24時間静置した。その後、振盪器(YS-LD、(株)ヤヨイ製)を用いて、温度23℃、湿度55%RHの環境下で、1分間に150往復の速さで30分間振盪し、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を調製するとともに、トナー1を帯電させた。
<Evaluation of Toner Charge Amount>
As an evaluation sample, 1 g of toner 1 and 9 g of ferrite carrier (average particle size 42 μm) surface-coated with silicone resin were weighed into a plastic bottle and left to stand for 24 hours in an environment of temperature 23° C. and humidity 55% RH. After that, using a shaker (YS-LD, manufactured by Yayoi Co., Ltd.), the bottle was shaken for 30 minutes at a speed of 150 reciprocations per minute in an environment of temperature 23° C. and humidity 55% RH to prepare a two-component developer consisting of toner and carrier, and toner 1 was charged.
トナー1の帯電量は、ホソカワミクロン社製のEspartアナライザーを用いて測定した。Espartアナライザーの測定部に試料粒子として上記二成分現像剤を導入し、トナー1の帯電量を測定した。評価結果を表3に示す。トナーの帯電量が-25μC/g以下であるものを、本発明の効果が得られているものを判断した。 The charge amount of Toner 1 was measured using an Espart analyzer manufactured by Hosokawa Micron Corporation. The above two-component developer was introduced as sample particles into the measurement section of the Espart analyzer, and the charge amount of Toner 1 was measured. The evaluation results are shown in Table 3. Toners with a charge amount of -25 μC/g or less were judged to have achieved the effects of the present invention.
Espartアナライザーは、電場と音響場を同時に形成させた検知部(測定部)に試料粒子を導入し、レーザードップラー法で粒子の移動速度を測定して、粒径と帯電量を測定する装置である。装置の測定部に入った試料粒子は、音響場と電場の影響を受け、水平方向に偏倚しながら落下し、この水平方向の速度のビート周波数がカウントされる。カウント値は、コンピュータに割り込みで入力され、リアルタイムでコンピュータ画面に粒子径分布又は単位粒径当たりの帯電量分布が示される。そして、所定の個数分の帯電量が測定されると画面は停止し、その後、帯電量と粒子径の3次元分布や粒径別の帯電量分布、平均帯電量(クーロン/質量)などが画面に表示される。 The Espart Analyzer is a device that introduces sample particles into a detection section (measurement section) that simultaneously forms an electric field and an acoustic field, and measures the particle size and charge by measuring the particle movement speed using the laser Doppler method. The sample particles that enter the measurement section of the device are affected by the acoustic and electric fields, and fall while biased horizontally, and the beat frequency of this horizontal speed is counted. The count value is input to a computer as an interrupt, and the particle size distribution or charge distribution per unit particle size is displayed on the computer screen in real time. Once the charge amount of a specified number of particles has been measured, the screen stops, and the three-dimensional distribution of charge amount and particle size, charge amount distribution by particle size, average charge amount (coulomb/mass), etc. are then displayed on the screen.
<トナーの帯電維持性の評価>
トナーの帯電維持性の評価は、上記の評価を行った後に実施した。
<Evaluation of Toner Charge Retention>
The charge retention of the toner was evaluated after the above evaluations.
画像形成装置として、HP LaserJet Enterprise M609dn(HP社製)を用い、カートリッジにトナー1を入れ、以下の条件で5000枚の画像出力を行った。
・環境:温度23℃/湿度55%RH
・紙:GFC-081(81.0g/m2)(キヤノンマーケティングジャパン社)
・紙上のトナーの載り量:0.35mg/cm2
・プロセススピード:377mm/秒
その後、カートリッジ内の残留トナーを取り出し、残留トナーに対し、上記と同様にトナーの帯電量を測定して、その値を耐久後のトナーの帯電量とした。上記のトナーの帯電量の評価で得られた値を、耐久前のトナーの帯電量として、下記式で示される変動率を算出し、その値を用いてトナーの帯電維持性を評価した。
An HP LaserJet Enterprise M609dn (manufactured by HP) was used as the image forming apparatus, toner 1 was placed in a cartridge, and 5,000 images were output under the following conditions.
・Environment: Temperature 23℃/Humidity 55%RH
Paper: GFC-081 (81.0 g/m 2 ) (Canon Marketing Japan Inc.)
Toner loading on paper: 0.35 mg/ cm2
Process speed: 377 mm/sec. After that, the residual toner in the cartridge was removed, and the charge amount of the residual toner was measured in the same manner as above, and this value was taken as the charge amount of the toner after durability testing. The value obtained in the evaluation of the charge amount of the toner above was taken as the charge amount of the toner before durability testing, and the fluctuation rate shown in the following formula was calculated, and this value was used to evaluate the charge retention of the toner.
変動率(%)=(耐久前のトナーの帯電量-耐久後のトナーの帯電量)/耐久前のトナーの帯電量×100
該変動率が20%以下であるものを、本発明の効果が得られているものと判断した。
Fluctuation rate (%)=(charge amount of toner before durability test−charge amount of toner after durability test)/charge amount of toner before durability test×100
A rate of change of 20% or less was determined to be one in which the effects of the present invention were obtained.
<実施例2~5、比較例1~5>
トナー2~10を用いて実施例1と同様の評価を実施した。評価結果を表3に示す。
<Examples 2 to 5, Comparative Examples 1 to 5>
The same evaluation as in Example 1 was carried out using Toners 2 to 10. The evaluation results are shown in Table 3.
Claims (4)
前記製造方法が、
6.5≦pH≦7.5の条件下において、メタクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピル、メタクリル酸3-(トリエトキシシリル)プロピル、アクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピル及びビニルトリメトキシシランからなる群より選択されるいずれか一の化合物を含有するモノマー原料のラジカル重合反応を行うラジカル重合工程、
前記ラジカル重合工程の後に、前記化合物中の加水分解性基であるメトキシ基或いはエトキシ基の加水分解反応及び重縮合反応を行い、重縮合物の粒子を得る、縮合工程、及び
前記重縮合物の粒子をヘキサメチルジシラザンで疎水化する疎水化工程、
を有することを特徴とするトナー用外添剤の製造方法。 A method for producing an external toner additive , comprising the steps of:
The manufacturing method comprises:
6. A radical polymerization step of carrying out a radical polymerization reaction of a monomer raw material containing any one compound selected from the group consisting of 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate, 3-(triethoxysilyl)propyl methacrylate, 3-(trimethoxysilyl)propyl acrylate, and vinyltrimethoxysilane under a condition of 5≦pH≦7.5 ;
a condensation step in which, after the radical polymerization step, a hydrolysis reaction of a methoxy group or an ethoxy group, which is a hydrolyzable group in the compound, and a polycondensation reaction are carried out to obtain polycondensate particles; and a hydrophobization step in which the polycondensate particles are hydrophobized with hexamethyldisilazane .
2. A method for producing an external toner additive, comprising:
前記工程Aの後に、10.0≦pH≦12.0の条件下において、反応を行う工程Bを有する
請求項1または2に記載のトナー用外添剤の製造方法。 3. The method for producing an external toner additive according to claim 1, wherein the condensation step comprises: a step A in which a reaction is carried out under a condition of 2.0≦pH≦4.0; and a step B, after the step A, in which a reaction is carried out under a condition of 10.0≦pH≦12.0.
製造されたトナー用外添剤をトナー粒子に外添する工程と、
を含有するトナーの製造方法。 A step of producing an external toner additive by the method for producing an external toner additive according to any one of claims 1 to 3 ;
adding the produced toner additive to toner particles;
A method for producing a toner comprising the steps of:
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