JP7631032B2 - toner - Google Patents
toner Download PDFInfo
- Publication number
- JP7631032B2 JP7631032B2 JP2021032708A JP2021032708A JP7631032B2 JP 7631032 B2 JP7631032 B2 JP 7631032B2 JP 2021032708 A JP2021032708 A JP 2021032708A JP 2021032708 A JP2021032708 A JP 2021032708A JP 7631032 B2 JP7631032 B2 JP 7631032B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- polyester resin
- mass
- formula
- acid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Description
本開示は、電子写真法、及び静電記録法などに用いられる静電荷像を現像するためのトナーに関する。 This disclosure relates to a toner for developing electrostatic images used in electrophotography, electrostatic recording, and the like.
近年、電子写真方式のフルカラー複写機が広く普及し、印刷市場への適用も始まっている。印刷市場では、幅広いメディア(紙種)に対応しながら、高速、高画質、高生産性が要求されるようになってきている。例えば、厚紙から薄紙へ紙種が変更されても、紙種に合わせたプロセススピードの変更や定着器の加熱設定温度の変更を行わずに印刷が継続可能な、メディア等速性が求められている。
メディア等速性に対応していくために、トナーには低温から高温まで幅広い温度範囲で適正に定着可能であることが求められるようになってきている。低温でトナーを軟化させる事が要求される一方、高温時に定着部材への付着力が高まる事により生じるトナーオフセットや、定着部材への紙の貼りつきを抑制する必要がある。
また、印刷市場においては印刷物の使用用途は多岐にわたっている。パッケージ印刷や厚紙への印刷に対して画像を折り曲げても画像破壊が起こらないような耐久性が要求されている。
特許文献1では、シリコーンオイルをグラフトしたポリエステル樹脂を用いる事で、定着画像の離型性を向上させ、トナーオフセットや部材への紙の貼りつきを抑制させるトナーが開示されている。
In recent years, full-color electrophotographic copiers have become widespread and are beginning to be applied to the printing market. In the printing market, there is a growing demand for high speed, high image quality, and high productivity while being compatible with a wide range of media (paper types). For example, even when the paper type is changed from thick paper to thin paper, there is a demand for media uniformity, which means that printing can continue without changing the process speed or the heating temperature setting of the fixing unit to match the paper type.
Toner is required to be able to be fixed properly in a wide range of temperatures from low to high in order to meet the media uniformity. On the one hand, toner is required to be softened at low temperatures, but on the other hand, it is necessary to suppress toner offset caused by increased adhesion to the fixing member at high temperatures and sticking of paper to the fixing member.
In the printing market, printed matter is used for a wide range of purposes. For package printing and printing on cardboard, images must be durable enough to withstand bending without being damaged.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-233693 discloses a toner that uses a polyester resin grafted with silicone oil to improve the releasability of a fixed image and suppress toner offset and sticking of paper to members.
上記文献のトナーは定着画像表面の離型性を向上させるために、添加剤としてシリコーンオイルをグラフトしたポリエステル樹脂を用いているため、シリコーン部分がトナー粒子内部の分子間凝集力を低下させる。そのため、定着画像の耐折り曲げ性に改善の余地があることがわかった。
本開示は、定着画像表面の離型性向上と共に、厚紙における定着画像の耐折り曲げ性が良化したトナーを提供することである。
The toner in the above-mentioned document uses a polyester resin grafted with silicone oil as an additive in order to improve the releasability of the fixed image surface, and the silicone part reduces the intermolecular cohesive force inside the toner particles. Therefore, it was found that there is room for improvement in the folding resistance of the fixed image.
The present disclosure provides a toner that improves the releasability of the surface of a fixed image and improves the folding resistance of a fixed image on thick paper.
本開示は、結着樹脂を含有するトナー粒子を有するトナーであって、
該結着樹脂は、50質量%以上のポリエステル樹脂を含有し、
該ポリエステル樹脂は、下記式(1)で表される構造を有するポリエステル樹脂Aを含有し、
X線光電子分光装置を用いた該トナー粒子の分析において、該式(1)で表される構造を有するポリエステル樹脂Aの該式(1)で表される構造中の-(Si(RX)2O)n-Si(RX)2-で表されるシリコーン部位に帰属されるケイ素原子数の、計測された全原子数に対する割合(ケイ素原子数/全原子数×100)をXとし、該トナー粒子の表面における該Xの値をX1、該トナー粒子の表面から深さ30nmの位置における該Xの値をX2とし、
X線光電子分光装置を用いた該トナー粒子の分析において、該ポリエステル樹脂のエステル結合に帰属される炭素原子数の、計測された全原子数に対する割合(炭素原子数/全
原子数×100)をZとし、該トナー粒子の表面における該Zの値をZ1、該トナー粒子の表面から深さ30nmの位置における該Zの値をZ2としたとき、
該X1が、0.5原子%以上20.0原子%以下であり、
下記式(2)で表されるY1及び下記式(3)で表されるY2が、下記式(4)を満たすトナー。
式(1)中、RXは、それぞれ独立して水素原子、メチル基又はフェニル基を表し、
Aは、ポリエステル部位を表し、
Bは、ポリエステル部位、又は、-R20OH、-R20COOH、
、及び-R20NH2からなる群から選択されるいずれかの官能基を表し、R20は、単結合又は炭素数1~4のアルキレン基を表し、
平均繰り返し数nは10~80である。
Y1=X1/Z1 (2)
Y2=X2/Z2 (3)
(Y1-Y2)/Y1≧0.50 (4)
The present disclosure relates to a toner having toner particles containing a binder resin,
The binder resin contains 50% by mass or more of a polyester resin,
The polyester resin contains a polyester resin A having a structure represented by the following formula (1):
In an analysis of the toner particles using an X-ray photoelectron spectrometer, the ratio (number of silicon atoms/total number of atoms×100) of the number of silicon atoms belonging to the silicone moiety represented by —(Si(R X ) 2 O) n —Si(R X ) 2 — in the structure represented by formula (1) of polyester resin A having a structure represented by formula (1) to the total number of atoms measured is defined as X, the value of X on the surface of the toner particles is defined as X1, and the value of X at a position 30 nm deep from the surface of the toner particles is defined as X2,
In an analysis of the toner particles using an X-ray photoelectron spectrometer, when the ratio of the number of carbon atoms belonging to ester bonds of the polyester resin to the measured total number of atoms (number of carbon atoms/total number of atoms×100) is taken as Z, the value of Z on the surface of the toner particle is taken as Z1, and the value of Z at a position 30 nm deep from the surface of the toner particle is taken as Z2,
X1 is 0.5 atomic % or more and 20.0 atomic % or less,
A toner in which Y1 represented by the following formula (2) and Y2 represented by the following formula (3) satisfy the following formula (4).
In formula (1), R and X each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, or a phenyl group;
A represents a polyester moiety;
B is a polyester moiety, or -R 20 OH, -R 20 COOH,
and -R 20 NH 2 , where R 20 represents a single bond or an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms;
The average number of repetitions n is 10-80.
Y1=X1/Z1 (2)
Y2=X2/Z2 (3)
(Y1-Y2)/Y1≧0.50 (4)
本開示によれば、定着画像表面の離型性向上と共に、厚紙における定着画像の耐折り曲げ性が良化したトナーを提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a toner that improves the releasability of the fixed image surface as well as the bending resistance of the fixed image on thick paper.
数値範囲を示す「XX以上YY以下」や「XX~YY」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。
結晶性樹脂とは、示差走査熱量計(DSC)測定において明確な吸熱ピークを示す樹脂を指す。
The expressions "XX to YY" or "XX to YY" indicating a numerical range mean a numerical range including the endpoints, that is, the lower limit and the upper limit, unless otherwise specified.
The crystalline resin refers to a resin that shows a clear endothermic peak in a differential scanning calorimeter (DSC) measurement.
本発明者らは、定着画像表面の離型性向上と、定着画像の耐折り曲げ性の更なる向上を目的として、鋭意検討した。その結果、下記式(1)で表される構造を有するポリエステル樹脂Aを含有するトナーにおいて、トナー表面から内部にかけてシリコーン部位の量に勾配を持たせることで、従来にない優れた画像表面離型性と耐折り曲げ性が得られる事を見出した。
式(1)中、RXは、それぞれ独立して、水素原子、メチル基又はフェニル基を表し、Aは、ポリエステル部位を表し、
Bは、ポリエステル部位、又は、-R20OH、-R20COOH、
、及び-R20NH2からなる群から選択されるいずれかの官能基を表し、R20は、単結合又は炭素数1~4のアルキレン基を表し、
平均繰り返し数nは10~80(好ましくは30~60)である。
RXが、いずれもメチル基であることが好ましい。
In formula (1), R and X each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, or a phenyl group; A represents a polyester moiety;
B is a polyester moiety, or -R 20 OH, -R 20 COOH,
and -R 20 NH 2 , where R 20 represents a single bond or an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms;
The average number of repetitions n is 10 to 80 (preferably 30 to 60).
It is preferable that both of R and X are methyl groups.
式(1)で表される構造中の-(Si(RX)2O)n-Si(RX)2-で表される部位、すなわち、式(1)のうちA及びBを除く構造を、シリコーン部位ともいう。
本発明者らは、上記効果が得られた理由について以下のように考えている。
式(1)で表される構造を有するポリエステル樹脂Aは、極性が高いポリエステル部位と極性が低いシリコーン部位が結合(例えば、共有結合)した樹脂である。
式(1)で表される構造を有するポリエステル樹脂Aが、極性が低いシリコーン部位を有する事で、結着樹脂の表面自由エネルギーを効果的に下げる事ができ、画像表面の離型性が向上する。しかしながら、シリコーン部位を有する樹脂を用いた場合、特に厚紙における定着画像の耐折り曲げ性が低下する事が本発明者らの検討により分かった。これは、シリコーン部位が存在する事でトナー内部における分子間凝集力が低下する為と考えられる。
The moiety represented by --(Si(R x ) 2 O) n --Si(R x ) 2 -- in the structure represented by formula (1), that is, the structure excluding A and B in formula (1), is also referred to as a silicone moiety.
The present inventors consider the reason why the above effects were obtained as follows.
The polyester resin A having the structure represented by formula (1) is a resin in which a polyester moiety having high polarity and a silicone moiety having low polarity are bonded (for example, covalently bonded) to each other.
The polyester resin A having the structure represented by formula (1) has a silicone moiety with low polarity, which effectively reduces the surface free energy of the binder resin and improves the releasability of the image surface. However, the present inventors have found that when a resin having a silicone moiety is used, the folding resistance of the fixed image, especially on thick paper, decreases. This is thought to be because the presence of the silicone moiety reduces the intermolecular cohesive force inside the toner.
そこで、トナー表面から内部にかけてシリコーン部位の量が減少していくようにシリコーン部位の量に勾配を持たせる事で、トナー内部の分子間凝集力低下を抑制しつつ、トナー表面近傍においてはシリコーン部位により表面自由エネルギーの低い状態を維持できると考えられる。 Therefore, by creating a gradient in the amount of silicone moieties so that the amount of silicone moieties decreases from the surface to the inside of the toner, it is thought that it is possible to suppress a decrease in the intermolecular cohesive force inside the toner while maintaining a low surface free energy state due to the silicone moieties near the toner surface.
X線光電子分光装置(XPS)を用いたトナー粒子の分析において、式(1)で表される構造を有するポリエステル樹脂Aのシリコーン部位(式(1)で表される構造中の-(Si(RX)2O)n-Si(RX)2-で表される部位)に帰属されるケイ素原子数の、計測された全原子数に対する割合(ケイ素原子数/全原子数×100)をXとしたとき、トナー粒子の表面におけるXの値X1が、0.5原子%以上20.0原子%以下である。尚、Xは、シリコーン部位の存在量を反映した値であり、シリコーン部位の存在量の指標となる値である。
X1が上記範囲内であると、後述する比率Y1(すなわちX1/Z1)を好適な範囲に制御しやすくなり、画像表面の離型性と、トナー内部の内部凝集力による耐折り曲げ性の両立が可能となる。
トナー粒子表面におけるX1は、好ましくは4.0原子%以上15.0原子%以下であり、より好ましくは7.0原子%以上12.0原子%以下である。
In an analysis of toner particles using an X-ray photoelectron spectroscopy device (XPS), when the ratio (number of silicon atoms/total number of atoms×100) of the number of silicon atoms belonging to the silicone moiety of polyester resin A having a structure represented by formula (1) (the moiety represented by -(Si(R X ) 2 O) n -Si(R X ) 2 - in the structure represented by formula (1)) to the total number of atoms measured is taken as X, the value X1 of X on the surface of the toner particles is 0.5 atomic % or more and 20.0 atomic % or less. Note that X is a value reflecting the amount of silicone moieties present and is a value that serves as an index of the amount of silicone moieties present.
When X1 is within the above range, it becomes easy to control the ratio Y1 (i.e., X1/Z1) described later within a suitable range, making it possible to achieve both releasability on the image surface and bending resistance due to the internal cohesive force inside the toner.
X1 on the toner particle surface is preferably from 4.0 atom % to 15.0 atom %, and more preferably from 7.0 atom % to 12.0 atom %.
また、XPSを用いたトナー粒子の分析において、該トナー粒子の表面から深さ30nmの位置における該Xの値をX2とし、ポリエステル樹脂のエステル結合に帰属される炭素原子数の、計測された全原子数に対する割合(炭素原子数/全原子数×100)をZとし、トナー粒子の表面における該Zの値をZ1、該トナー粒子の表面から深さ30nmの位置における該Zの値をZ2としたとき、下式(2)で表されるY1および下式(3)で表されるY2が、下式(4)を満たす。
Y1=X1/Z1 (2)
Y2=X2/Z2 (3)
(Y1-Y2)/Y1≧0.50 (4)
上記式(4)を満たすことは、トナー粒子表面から内部にかけてシリコーン部位の量Xが減少していくように勾配を持つことを意味する。このような勾配を持たせることで、トナー粒子内部の分子間凝集力低下を抑制しつつ、トナー粒子表面近傍においてはシリコーン部位により表面自由エネルギーの低い状態を維持できると考えられる。
この勾配が急峻なほど好ましく、勾配を数値表現したのが、比率Yの、トナー粒子表面に対するトナー粒子内部での減少率である。
トナー粒子の深さ方向における比率Yの値は、後述するトナー粒子の熱処理の条件、シリコーン部位及びポリエステル部位の親和性により制御できる。
Furthermore, in an analysis of toner particles using XPS, when the value of X at a position 30 nm deep from the surface of the toner particle is X2, the ratio of the number of carbon atoms belonging to ester bonds in the polyester resin to the measured total number of atoms (number of carbon atoms/total number of atoms×100) is Z, the value of Z at the surface of the toner particle is Z1, and the value of Z at a position 30 nm deep from the surface of the toner particle is Z2, Y1 represented by the following formula (2) and Y2 represented by the following formula (3) satisfy the following formula (4):
Y1=X1/Z1 (2)
Y2=X2/Z2 (3)
(Y1-Y2)/Y1≧0.50 (4)
Satisfying the above formula (4) means that there is a gradient such that the amount X of silicone moieties decreases from the surface to the inside of the toner particle. It is considered that by providing such a gradient, it is possible to suppress a decrease in the intermolecular cohesive force inside the toner particle, while maintaining a low surface free energy state due to the silicone moieties in the vicinity of the toner particle surface.
The steeper this gradient is, the more preferable, and the gradient is expressed numerically as the reduction rate of the ratio Y inside the toner particle relative to the toner particle surface.
The value of the ratio Y in the depth direction of the toner particle can be controlled by the conditions of the heat treatment of the toner particle described later and the affinity between the silicone portion and the polyester portion.
すなわち、トナー粒子表面における比率Y1と比較して、トナー粒子の表面から深さ30nmの位置における比率Y2の値が50%以上(好ましくは50%以上95%以下、より好ましくは55%以上80%以下)減少している。 In other words, the value of the ratio Y2 at a depth of 30 nm from the surface of the toner particle is reduced by 50% or more (preferably 50% or more and 95% or less, more preferably 55% or more and 80% or less) compared to the ratio Y1 at the surface of the toner particle.
また、該トナー粒子の表面から深さ20nmの位置における該Xの値をX3とし、該トナー粒子の表面から深さ20nmの位置における該Zの値をZ3としたとき、X3/Z3で表されるY3と前記Y1とが、 (Y1-Y3)/Y1≧0.50 を満たすことが好ましい。
すなわち、トナー粒子表面における比率Y1と比較して、トナー粒子の表面から深さ20nmの位置における比率Y3の値が50%以上(好ましくは50%以上95%以下、より好ましくは55%以上80%以下)減少していることが好ましい。なお、この場合には、トナー粒子の表面からの深さが20nm~30nmにおいても比率Yの減少率が50%以上であることが必要である。
In addition, when the value of X at a position 20 nm deep from the surface of the toner particle is X3 and the value of Z at a position 20 nm deep from the surface of the toner particle is Z3, it is preferable that Y3 represented by X3/Z3 and Y1 satisfy (Y1-Y3)/Y1≧0.50.
That is, it is preferable that the value of the ratio Y3 at a depth of 20 nm from the surface of the toner particle is reduced by 50% or more (preferably 50% to 95%, more preferably 55% to 80%) compared with the ratio Y1 at the surface of the toner particle. In this case, it is necessary that the reduction rate of the ratio Y is 50% or more even at a depth of 20 to 30 nm from the surface of the toner particle.
また、該トナー粒子の表面から深さ10nmの位置における該Xの値をX4とし、該トナー粒子の表面から深さ10nmの位置における該Zの値をZ4としたとき、X4/Z4で表されるY4と前記Y1とが、 (Y1-Y4)/Y1≧0.50 を満たすことが好ましい。
すなわち、トナー粒子表面における比率Y1と比較して、トナー粒子の表面から深さ10nmの位置における比率Y4の値が50%以上(好ましくは50%以上95%以下、より好ましくは55%以上80%以下)減少していることがより好ましい。なお、この場合には、トナー粒子の表面からの深さが10nm~30nmにおいても比率Yの減少率が50%以上であることが必要である。
比率Yはトナー粒子の内部にいくほど減少することが好ましい。
In addition, when the value of X at a
That is, it is more preferable that the value of the ratio Y4 at a depth of 10 nm from the surface of the toner particle is reduced by 50% or more (preferably 50% to 95%, more preferably 55% to 80%) compared with the ratio Y1 at the surface of the toner particle. In this case, it is necessary that the reduction rate of the ratio Y is 50% or more even at a depth of 10 nm to 30 nm from the surface of the toner particle.
It is preferred that the ratio Y decreases toward the inside of the toner particle.
トナーは、結着樹脂を含有するトナー粒子を有する。結着樹脂について説明する。
結着樹脂は、50質量%以上のポリエステル樹脂を含有する。
また、ポリエステル樹脂は、式(1)で表される構造を有するポリエステル樹脂Aを含有する。式(1)で表される構造を有するポリエステル樹脂Aに加え、結着樹脂は、その他の樹脂を含有してもよい。
その他の樹脂としては、ポリエステル樹脂、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂及びフェノール樹脂、並びにこれらのうち2種以上の樹脂が結合したハイブリッド樹脂等が挙げられる。
The toner has toner particles containing a binder resin. The binder resin will now be described.
The binder resin contains 50% by mass or more of a polyester resin.
The polyester resin contains a polyester resin A having a structure represented by formula (1). In addition to the polyester resin A having a structure represented by formula (1), the binder resin may contain other resins.
Examples of other resins include polyester resins, vinyl resins, polyurethane resins, epoxy resins, and phenolic resins, as well as hybrid resins in which two or more of these resins are bonded together.
結着樹脂中、式(1)で表される構造を有するポリエステル樹脂Aを含むポリエステル樹脂の含有量は、50質量%以上であることが好ましい。該含有量は、好ましくは70質量%以上であり、より好ましくは80質量%以上である。上限は特に制限されないが、好ましくは100質量%以下である。結着樹脂がポリエステル樹脂であることが特に好ましい。
ポリエステル樹脂が結着樹脂の主成分であることにより、トナー粒子内部の分子間凝集力を効果的に発揮させる事ができ、定着画像の耐折り曲げ性を得ることが可能となる。
ポリエステル樹脂中、式(1)で表される構造を有するポリエステル樹脂Aの含有量は、50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることがさらに好ましく、90質量%以上であることがさらにより好ましい。上限は特に制限されないが、好ましくは100質量%以下である。ポリエステル樹脂が、式(1)で表される構造を有するポリエステル樹脂Aであることが特に好ましい。
In the binder resin, the content of the polyester resin containing the polyester resin A having the structure represented by formula (1) is preferably 50% by mass or more. The content is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more. There is no particular upper limit, but it is preferably 100% by mass or less. It is particularly preferable that the binder resin is a polyester resin.
By using a polyester resin as the main component of the binder resin, it is possible to effectively exert the intermolecular cohesive force inside the toner particles, and it is possible to obtain a fixed image with bending resistance.
In the polyester resin, the content of the polyester resin A having the structure represented by formula (1) is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, even more preferably 80% by mass or more, and even more preferably 90% by mass or more. The upper limit is not particularly limited, but is preferably 100% by mass or less. It is particularly preferable that the polyester resin is the polyester resin A having the structure represented by formula (1).
式(1)で表される構造を有するポリエステル樹脂Aは、-(Si(RX)2O)n-Si(RX)2-で表されるシリコーン部位を有する。すなわち、式(1)で表される構造を有するポリエステル樹脂Aは、下記式(1´)で表されるシリコーン部位を有する。
式(1´)中、RX及びnは、式(1)と同様である。RXは、それぞれ独立して、水素原子、メチル基又はフェニル基を表す。nは、シロキサンユニットの繰り返し数の平均値であり、10~80(好ましくは20~65)の整数を表す。)
式(1)及び(1´)中、RXが、いずれもメチル基であることが好ましい。
In formula (1'), R 1 X and n are the same as those in formula (1). R 1 X each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, or a phenyl group. n is the average number of repetitions of the siloxane unit and represents an integer of 10 to 80 (preferably 20 to 65).
In formulas (1) and (1'), it is preferable that both R and X are a methyl group.
式(1)で表される構造を有するポリエステル樹脂Aは、式(1´)で表されるシリコーン部位及びポリエステル部位を有する。式(1)で表される構造を有するポリエステル樹脂Aのポリエステル部位は、非晶性ポリエステル樹脂部位であることが好ましい。
式(1)で表される構造を有するポリエステル樹脂Aのポリエステル部位を構成する成分について詳述する。なお、以下の成分は種類や用途に応じて種々のものを一種又は二種以上用いることができる。
ポリエステル部位を構成する2価のカルボン酸成分としては、以下のジカルボン酸又はその誘導体が挙げられる。
フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸のようなベンゼンジカルボン酸類又はその無水物若しくはその低級アルキルエステル;コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸のようなアルキルジカルボン酸類又はその無水物若しくはその低級アルキルエステル;炭素数の平均値が1以上50以下のアルケニルコハク酸類又はアルキルコハク酸類、又はその無水物若しくはその低級アルキルエステル;フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸のような不飽和ジカルボン酸類又はその無水物若しくはその低級アルキルエステル。
The polyester resin A having the structure represented by formula (1) has a silicone moiety and a polyester moiety represented by formula (1'). The polyester moiety of the polyester resin A having the structure represented by formula (1) is preferably an amorphous polyester resin moiety.
The components constituting the polyester moiety of the polyester resin A having the structure represented by formula (1) will be described in detail below. The following components may be used singly or in combination depending on the type and application.
Examples of the divalent carboxylic acid component constituting the polyester moiety include the following dicarboxylic acids or derivatives thereof.
Benzenedicarboxylic acids such as phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, and phthalic anhydride, or their anhydrides or lower alkyl esters; alkyldicarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid, and azelaic acid, or their anhydrides or lower alkyl esters; alkenylsuccinic acids or alkylsuccinic acids having an average carbon number of 1 to 50, or their anhydrides or lower alkyl esters; unsaturated dicarboxylic acids such as fumaric acid, maleic acid, citraconic acid, and itaconic acid, or their anhydrides or lower alkyl esters.
一方、ポリエステル部位を構成する2価のアルコール成分としては、以下のものが挙げられる。
エチレングリコール、ポリエチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール(CHDM)、水素化ビスフェノールA、式(I-1)で表されるビスフェノール及びその誘導体:及び式(I-2)で示されるジオール類。
Ethylene glycol, polyethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 2-methyl-1,3-propanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol (CHDM), hydrogenated bisphenol A, bisphenol and derivatives thereof represented by formula (I-1): and diols represented by formula (I-2).
(式中、Rはエチレン又はプロピレン基であり、x、yはそれぞれ0以上の整数であり、かつ、x+yの平均値は0以上10以下である。)
(式中、R’はエチレン又はプロピレン基であり、x’、y’はそれぞれ0以上の整数であり、かつ、x’+y’の平均値は0以上10以下である。) (In the formula, R' is an ethylene or propylene group, x' and y' are each integers of 0 or more, and the average value of x' + y' is 0 or more and 10 or less.)
ポリエステル部位の構成成分は、上述の2価のカルボン酸成分及び2価のアルコール成分以外に、3価以上のカルボン酸成分、3価以上のアルコール成分を含有してもよい。
3価以上のカルボン酸成分としては、特に制限されないが、トリメリット酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸等が挙げられる。また、3価以上のアルコール成分としては、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、グリセリン等が挙げられる。
ポリエステル部位の構成成分は、上述した化合物以外に、1価のカルボン酸成分及び1価のアルコール成分を構成成分として含有してもよい。具体的には、1価のカルボン酸成分としては、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸、テトラコンタン酸、ペンタコンタン酸等が挙げられる。
また、1価のアルコール成分としては、ベヘニルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコール、テトラコンタノールなどが挙げられる。
式(1)で表される構造を有するポリエステル樹脂A中のポリエステル部位の含有量は、90.0質量%以上99.5質量%以下が好ましく、95.0質量%以上98.0質量%以下がより好ましい。
The components constituting the polyester moiety may contain, in addition to the above-mentioned divalent carboxylic acid component and divalent alcohol component, a trivalent or higher carboxylic acid component and a trivalent or higher alcohol component.
The trivalent or higher carboxylic acid component is not particularly limited, and examples thereof include trimellitic acid, trimellitic anhydride, pyromellitic acid, etc. Furthermore, the trivalent or higher alcohol component includes trimethylolpropane, pentaerythritol, glycerin, etc.
The polyester moiety may contain, in addition to the above-mentioned compounds, a monovalent carboxylic acid component and a monovalent alcohol component as components.Specific examples of the monovalent carboxylic acid component include palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, cerotic acid, heptacosanoic acid, montanic acid, melissic acid, lactoseric acid, tetracontanoic acid, and pentacontanoic acid.
Examples of the monohydric alcohol component include behenyl alcohol, ceryl alcohol, melissyl alcohol, and tetracontanol.
The content of the polyester moiety in the polyester resin A having the structure represented by formula (1) is preferably from 90.0% by mass to 99.5% by mass, and more preferably from 95.0% by mass to 98.0% by mass.
式(1)で表される構造を有するポリエステル樹脂Aのシリコーン部位を構成する成分について詳述する。なお、以下の成分は種類や用途に応じて種々のものを一種又は二種以上用いることができる。
シリコーン部位は、前記式(1´)で表される構造(-(Si(RX)2O)n-Si(RX)2-)を有する。
式(1)で表される構造を有するポリエステル樹脂Aにシリコーン部位を形成させる成分としては、式(1´)の末端にポリエステルと化学的に反応する官能基を有するシリコーンオイルを用いる事ができる。ポリエステルと反応する官能基としては、ヒドロキシ基、カルボキシ基、エポキシ基、アミノ基等が挙げられる。
The components constituting the silicone moiety of polyester resin A having the structure represented by formula (1) will be described in detail below. The following components may be used singly or in combination depending on the type and application.
The silicone moiety has the structure represented by the above formula (1'), (-(Si(R x ) 2 O) n -Si(R x ) 2 -).
As a component for forming a silicone moiety in polyester resin A having a structure represented by formula (1), a silicone oil having a functional group at the end of formula (1') that chemically reacts with polyester can be used. Examples of the functional group that reacts with polyester include a hydroxy group, a carboxy group, an epoxy group, and an amino group.
シリコーンオイルの末端の官能基は、ポリエステルとの反応性を制御する上で、ヒドロキシ基又はカルボキシ基が好ましい。
シリコーンオイルの官能基の価数は、好ましくは1価、2価又は3価以上である。シリコーンオイルの両末端に官能基を有する2価のシリコーンオイルを用いる事が好ましい。
より好ましくは、式(1´)の両末端にヒドロキシ基を含む置換基を有するシリコーンオイルである。ヒドロキシ基を含む置換基は、例えば、
-(CH2)p-O-(CH2)q-OH
で表される。式中pは1~3の整数であり、qは1~3の整数である。
The functional group at the end of the silicone oil is preferably a hydroxy group or a carboxy group in order to control the reactivity with polyester.
The valence of the functional group of the silicone oil is preferably 1, 2, or 3 or more. It is preferable to use a divalent silicone oil having functional groups at both ends of the silicone oil.
More preferably, it is a silicone oil having a substituent containing a hydroxyl group at both ends of the formula (1'). The substituent containing a hydroxyl group is, for example,
-(CH 2 ) p -O-(CH 2 ) q -OH
In the formula, p is an integer of 1 to 3, and q is an integer of 1 to 3.
式(1)で表される構造を有するポリエステル樹脂Aの製造方法は、特に制限されるものではなく、公知の方法を用いることができる。例えば、前述の2価のカルボン酸成分及び2価のアルコール成分並びに官能基を有するシリコーンオイルをエステル化反応又はエステル交換反応、及び縮合反応を経て重合し、式(1)で表される構造を有するポリエステル樹脂Aを製造する。
重合温度は、特に制限されないが、180℃以上290℃以下の範囲が好ましい。ポリエステル樹脂の重合に際しては、例えば、チタン系触媒、スズ系触媒、酢酸亜鉛、三酸化アンチモン、二酸化ゲルマニウム等の重合触媒を用いることができる。
The method for producing the polyester resin A having the structure represented by formula (1) is not particularly limited, and a known method can be used. For example, the above-mentioned divalent carboxylic acid component, divalent alcohol component, and silicone oil having a functional group are polymerized through an esterification reaction or an ester exchange reaction, and a condensation reaction to produce the polyester resin A having the structure represented by formula (1).
The polymerization temperature is not particularly limited, but is preferably in the range of 180° C. to 290° C. In polymerizing the polyester resin, for example, a polymerization catalyst such as a titanium-based catalyst, a tin-based catalyst, zinc acetate, antimony trioxide, or germanium dioxide can be used.
トナー粒子は結晶性ポリエステル樹脂を含有することが好ましい。結晶性ポリエステル樹脂は、ポリエステル部位と相溶性が高い為、定着時に可塑効果を発現して低温定着性が良好となる。
結晶性ポリエステル樹脂の原料モノマーに用いられるアルコール成分としては、例えば、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,13-トリデカンジオール、1,14-テトラデカンジオール、1,18-オクタデカンジオール、1,20-イコサンジオールなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
これらの中でも、低温定着性及び耐折り曲げ性の観点から、炭素数6以上18以下の脂肪族ジオールが好ましく、より好ましくは炭素数8以上14以下の脂肪族ジオールである。
脂肪族ジオールの含有量は、結晶性ポリエステル樹脂の結晶性をより高める観点から、アルコール成分中に80モル%以上100モル%以下が好ましい。
The toner particles preferably contain a crystalline polyester resin, which has high compatibility with the polyester moiety and therefore exhibits a plasticizing effect during fixing, resulting in good low-temperature fixing properties.
Examples of alcohol components used as raw material monomers for the crystalline polyester resin include, but are not limited to, ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 1,11-undecanediol, 1,12-dodecanediol, 1,13-tridecanediol, 1,14-tetradecanediol, 1,18-octadecanediol, and 1,20-icosanediol.
Among these, from the viewpoints of low-temperature fixability and folding resistance, aliphatic diols having 6 to 18 carbon atoms are preferred, and aliphatic diols having 8 to 14 carbon atoms are more preferred.
The content of the aliphatic diol in the alcohol component is preferably 80 mol % or more and 100 mol % or less, from the viewpoint of further increasing the crystallinity of the crystalline polyester resin.
結晶性ポリエステル樹脂を得るためのアルコール成分としては、上記の脂肪族ジオール以外の多価アルコール成分を含有していてもよい。
例えば、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンのポリオキシプロピレン付加物、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンのポリオキシエチレン付加物を含むビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物等の芳香族ジオール;グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン等の3価以上のアルコールが挙げられる。
The alcohol component for obtaining the crystalline polyester resin may contain a polyhydric alcohol component other than the above-mentioned aliphatic diols.
Examples of the polyoxypropylene adduct of 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane and alkylene oxide adducts of bisphenol A including polyoxyethylene adducts of 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane include aromatic diols; and trihydric or higher alcohols such as glycerin, pentaerythritol, and trimethylolpropane.
一方、結晶性ポリエステル樹脂の原料モノマーに用いられるカルボン酸成分としては、例えば、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,9-ノナンジカルボン酸、1,10-デカンジカルボン酸、1,12-ドデカンジカルボン酸、1,14-テトラデカンジカルボン酸、1,18-オクタデカンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸などが挙げられ、さらにこれらの無水物やこれらの低級アルキルエステルも挙げられる。 On the other hand, examples of carboxylic acid components used as raw material monomers for crystalline polyester resins include aliphatic dicarboxylic acids such as oxalic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, 1,9-nonanedicarboxylic acid, 1,10-decanedicarboxylic acid, 1,12-dodecanedicarboxylic acid, 1,14-tetradecanedicarboxylic acid, and 1,18-octadecanedicarboxylic acid, as well as their anhydrides and lower alkyl esters.
これらの中でも低温定着性及び耐折り曲げ性の観点から、炭素数6以上18以下の脂肪族ジカルボン酸が好ましく、より好ましくは、炭素数6以上12以下の脂肪族ジカルボン酸である。脂肪族ジカルボン酸の含有量は、カルボン酸成分中に80モル%以上100モル%以下が好ましい。 Among these, from the viewpoint of low-temperature fixability and bending resistance, aliphatic dicarboxylic acids having 6 to 18 carbon atoms are preferred, and aliphatic dicarboxylic acids having 6 to 12 carbon atoms are more preferred. The content of aliphatic dicarboxylic acids in the carboxylic acid component is preferably 80 mol % to 100 mol %.
結晶性ポリエステル樹脂を得るためのカルボン酸成分としては、上記脂肪族ジカルボン酸以外のカルボン酸成分を含有していてもよい。例えば、芳香族ジカルボン酸、3価以上の芳香族多価カルボン酸等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。芳香族ジカルボン酸には、芳香族ジカルボン酸誘導体も含まれる。
芳香族ジカルボン酸の具体例としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフ
タレン-2,6-ジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸及びこれらの酸の無水物、並びにそれらのアルキル(炭素数1以上3以下)エステルが挙げられる。該アルキルエステル中のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基及びイソプロピル基が挙げられる。
3価以上の多価カルボン酸としては、1,2,4-ベンゼントリカルボン酸(トリメリット酸)、2,5,7-ナフタレントリカルボン酸、ピロメリット酸等の芳香族カルボン酸、及びこれらの酸無水物、アルキル(炭素数1以上3以下)エステル等の誘導体が挙げられる。
結晶性ポリエステル樹脂の原料モノマーであるアルコール成分とカルボン酸成分とのモル比(カルボン酸成分/アルコール成分)は、0.80以上1.20以下であることが好ましい。
The carboxylic acid component for obtaining the crystalline polyester resin may contain a carboxylic acid component other than the above-mentioned aliphatic dicarboxylic acid. For example, aromatic dicarboxylic acid, aromatic polyvalent carboxylic acid having three or more valences, etc. can be mentioned, but are not limited thereto. The aromatic dicarboxylic acid also includes aromatic dicarboxylic acid derivatives.
Specific examples of aromatic dicarboxylic acids include aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, and naphthalene-2,6-dicarboxylic acid, anhydrides of these acids, and alkyl esters (having 1 to 3 carbon atoms) of these acids. Examples of the alkyl group in the alkyl ester include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group.
Examples of trivalent or higher polyvalent carboxylic acids include aromatic carboxylic acids such as 1,2,4-benzenetricarboxylic acid (trimellitic acid), 2,5,7-naphthalenetricarboxylic acid, and pyromellitic acid, as well as derivatives such as acid anhydrides and alkyl (having 1 to 3 carbon atoms) esters thereof.
The molar ratio of the alcohol component and the carboxylic acid component, which are raw material monomers for the crystalline polyester resin (carboxylic acid component/alcohol component), is preferably 0.80 or more and 1.20 or less.
結晶性ポリエステル樹脂の含有量は、結着樹脂100質量部に対し、0.5質量部以上10.0質量部以下が好ましく、3.0質量部以上5.0質量部以下がより好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂の含有量が上記範囲内であることにより、定着時に効果的に可塑効果を得る事ができ、低温定着性が良好となる。さらに、定着画像表面に結晶性の部分を効果的に配置する事ができるようになるため、耐折り曲げ性がより良好となる。
The content of the crystalline polyester resin is preferably 0.5 parts by mass or more and 10.0 parts by mass or less, and more preferably 3.0 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the binder resin.
By the content of the crystalline polyester resin being within the above range, it is possible to effectively obtain a plasticizing effect during fixing, and to improve low-temperature fixing properties. Furthermore, it is possible to effectively arrange a crystalline portion on the surface of the fixed image, and therefore the bending resistance is improved.
トナーは、磁性一成分トナー、非磁性一成分トナー、非磁性二成分トナーのいずれのトナーとしても使用できる。
磁性一成分トナーとして用いる場合、着色剤としては、磁性酸化鉄粒子が好ましく用いられる。磁性1成分トナーに含まれる磁性酸化鉄粒子としては、マグネタイト、マグヘマイト、フェライトのような磁性酸化鉄、及び他の金属酸化物を含む磁性酸化鉄;Fe,Co,Niのような金属、あるいは、これらの金属とAl,Co,Cu,Pb,Mg,Ni,Sn,Zn,Sb,Be,Bi,Cd,Ca,Mn,Se,Ti,W,Vのような金属との合金、及びこれらの混合物が挙げられる。磁性酸化鉄粒子の含有量は、結着樹脂100質量部に対し、30質量部以上150質量部以下が好ましい。
The toner can be used as any of magnetic one-component toner, non-magnetic one-component toner, and non-magnetic two-component toner.
When used as a magnetic one-component toner, magnetic iron oxide particles are preferably used as the colorant. The magnetic iron oxide particles contained in the magnetic one-component toner include magnetic iron oxides such as magnetite, maghemite, and ferrite, and magnetic iron oxides containing other metal oxides; metals such as Fe, Co, and Ni, or alloys of these metals with metals such as Al, Co, Cu, Pb, Mg, Ni, Sn, Zn, Sb, Be, Bi, Cd, Ca, Mn, Se, Ti, W, and V, and mixtures thereof. The content of the magnetic iron oxide particles is preferably 30 parts by mass or more and 150 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
非磁性一成分トナー、及び非磁性二成分トナーとして用いる場合の着色剤としては、以下のものが挙げられる。
黒色の顔料としては、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラック等のカーボンブラックが用いられ、また、マグネタイト、フェライト等の磁性粉も用いられる。
イエロー色に好適な着色剤としては、顔料又は染料を用いることができる。顔料としては、C.I.ピグメントイエロー1,2,3,4,5,6,7,10,11,12、13、14、15、17、23、62、65、73、74、81、83、93、94、95、97、98、109、110、111、117、120、127、128、129、137、138、139、147、151、154、155、167、168、173、174、176、180、181、183、191、C.I.バットイエロー1,3,20が挙げられる。染料としては、C.I.ソルベントイエロー19、44、77、79、81、82、93、98、103、104、112、162等が挙げられる。これらのものを単独又は2以上のものを併用して用いる。
Examples of colorants for use in non-magnetic one-component toners and non-magnetic two-component toners include the following.
As black pigments, carbon blacks such as furnace black, channel black, acetylene black, thermal black, and lamp black are used, and magnetic powders such as magnetite and ferrite are also used.
As a colorant suitable for yellow color, a pigment or a dye can be used. As a pigment, C.I.
シアン色に好適な着色剤としては、顔料又は染料を用いることができる。顔料としては、C.I.ピグメントブルー1、7、15、15;1、15;2、15;3、15;4、16、17、60、62、66等、C.I.バットブルー6、C.I.アシッドブルー45が挙げられる。染料としては、C.I.ソルベントブルー25、36、60、70、93、95等が挙げられる。これらのものを単独又は2以上を併用して用いる。
マゼンタ色に好適な着色剤としては、顔料又は染料を用いることができる。顔料としては、C.I.ピグメントレッド1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12
,13,14,15,16,17,18,19,21,22,23,30,31,32,37,38,39,40,41,48,48;2、48;3、48;4、49,50,51,52,53,54,55,57,57;1、58,60,63,64,68,81,81;1、83,87,88,89,90,112,114,122,123,144、146,150,163,166、169、177、184,185,202,206,207,209,220、221、238、254等、C.I.ピグメントバイオレット19;C.I.バットレッド1,2,10,13,15,23,29,35が挙げられる。
マゼンタ用染料としては、C.I.ソルベントレッド1,3,8,23,24,25,27,30,49,52、58、63、81,82,83,84,100,109,111、121、122等、C.I.ディスパースレッド9、C.I.ソルベントバイオレット8,13,14,21,27等、C.I.ディスパースバイオレット1等の油溶染料、C.I.ベーシックレッド1,2,9,12,13,14,15,17,18,22,23,24,27,29,32,34,35,36,37,38,39,40等、C.I.ベーシックバイオレット1,3,7,10,14,15,21,25,26,27,28等の塩基性染料等が挙げられる。これらのものを単独又は2以上を併用して用いる。
着色剤の含有量は、結着樹脂100質量部に対し、1質量部以上20質量部以下が好ましい。
As a colorant suitable for cyan color, a pigment or a dye can be used. Examples of pigments include C.I.
As a colorant suitable for magenta, a pigment or a dye can be used. As a pigment, C.I.
, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 21, 22, 23, 30, 31, 32, 37, 38, 39, 40, 41, 48, 48; 2, 48; 3, 48; 4, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 57, 57; 1, 58, 60, 63, 64, 68, 81, 81; 1, 83, 87, 88, 89, 90, 112, 114, 122, 123, 144, 146, 150, 163, 166, 169, 177, 184, 185, 202, 206, 207, 209, 220, 221, 238, 254, etc., C.I. Pigment Violet 19; C.I.
Magenta dyes include oil-soluble dyes such as C.I.
The content of the colorant is preferably 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
トナーに離型性を付与するために、離型剤(ワックス)を用いてもよい。
ワックスの一例としては、次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、オレフィン共重合体、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型ワックス;カルナバワックス、ベヘン酸ベヘニル、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のような脂肪酸エステルを一部又は全部を脱酸化したものなどが挙げられる。
さらに、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、バ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共重合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基を有するメチルエステル化合物などが挙げられる。
In order to impart releasability to the toner, a release agent (wax) may be used.
Examples of waxes include the following: aliphatic hydrocarbon waxes such as low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, olefin copolymers, microcrystalline wax, paraffin wax, and Fischer-Tropsch wax; oxidized waxes of aliphatic hydrocarbon waxes such as oxidized polyethylene wax; waxes mainly composed of fatty acid esters such as carnauba wax, behenyl behenate, and montan acid ester wax; and waxes in which fatty acid esters have been partially or completely deoxidized, such as deoxidized carnauba wax.
Further, saturated straight-chain fatty acids such as palmitic acid, stearic acid, and montanic acid; unsaturated fatty acids such as brassidic acid, eleostearic acid, and valinaric 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; saturated fatty acid bisamides such as methylene bisstearic acid amide, ethylene biscapric acid amide, ethylene bislauric acid amide, and hexamethylene bisstearic acid amide; ethylene bisoleic acid amide, hexamethylene bisoleic acid amide, N,N aromatic bisamides such as m-xylene bisstearamide and N,N'-distearylisophthalamide; aliphatic 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 copolymerizable 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 a hydroxy group obtained by hydrogenating vegetable oils and fats.
本発明において特に好ましく用いられるワックスは、脂肪族炭化水素系ワックスである。例えば、アルキレンを高圧下でラジカル重合あるいは低圧下でチーグラー触媒、メタロセン触媒で重合した低分子量の炭化水素;石炭又は天然ガスから合成されるフィッシャートロプシュワックス;高分子量のオレフィンポリマーを熱分解して得られるオレフィンポリマー;一酸化炭素及び水素を含む合成ガスからアーゲ法により得られる炭化水素の蒸留残分から得られる合成炭化水素ワックス、あるいはこれらを水素添加して得られる合成炭
化水素ワックスが好ましい。
さらにプレス発汗法、溶剤法、真空蒸留の利用や分別結晶方式により炭化水素ワックスの分別を行ったものが、より好ましく用いられる。特にアルキレンの重合によらない方法により合成されたワックスがその分子量分布からも好ましい。
ワックスを添加するタイミングは、トナー製造時でもよいし、結着樹脂の製造時でもよい。また、これらワックスは、一種類を単独で使用してもよいし二種類以上を併用してもよい。ワックスは、結着樹脂100質量部に対して、1質量部以上20質量部以下添加することが好ましい。
The wax particularly preferably used in the present invention is an aliphatic hydrocarbon wax. For example, low molecular weight hydrocarbons obtained by radical polymerization of alkylene under high pressure or polymerization with a Ziegler catalyst or a metallocene catalyst under low pressure, Fischer-Tropsch wax synthesized from coal or natural gas, olefin polymers obtained by pyrolysis of high molecular weight olefin polymers, synthetic hydrocarbon waxes obtained from distillation residues of hydrocarbons obtained by the Arge process from synthesis gas containing carbon monoxide and hydrogen, or synthetic hydrocarbon waxes obtained by hydrogenating these are preferred.
Further, those obtained by fractionating the hydrocarbon wax using the press sweating method, the solvent method, vacuum distillation, or fractional crystallization are more preferably used. Waxes synthesized by methods other than the polymerization of alkylene are particularly preferred in terms of their molecular weight distribution.
The wax may be added during the production of the toner or during the production of the binder resin. The wax may be used alone or in combination of two or more. The wax is preferably added in an amount of 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less per 100 parts by mass of the binder resin.
トナーには、荷電制御剤を用いてもよい。荷電制御剤としては既知のものを用いることができ、例えば、アゾ系鉄化合物、アゾ系クロム化合物、アゾ系マンガン化合物、アゾ系コバルト化合物、アゾ系ジルコニウム化合物、カルボン酸誘導体のクロム化合物、カルボン酸誘導体の亜鉛化合物、カルボン酸誘導体のアルミ化合物、カルボン酸誘導体のジルコニウム化合物が挙げられる。
前記カルボン酸誘導体は、芳香族ヒドロキシカルボン酸が好ましい。また、荷電制御樹脂も用いることもできる。必要に応じて一種類又は二種類以上の荷電制御剤を併用してもよい。荷電制御剤は結着樹脂100質量部に対して0.1質量部以上10質量部以下使用することが好ましい。
The toner may contain a charge control agent. Known charge control agents may be used, such as azo iron compounds, azo chromium compounds, azo manganese compounds, azo cobalt compounds, azo zirconium compounds, chromium compounds of carboxylic acid derivatives, zinc compounds of carboxylic acid derivatives, aluminum compounds of carboxylic acid derivatives, and zirconium compounds of carboxylic acid derivatives.
The carboxylic acid derivative is preferably an aromatic hydroxycarboxylic acid. A charge control resin can also be used. If necessary, one or more types of charge control agents may be used in combination. The charge control agent is preferably used in an amount of 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less per 100 parts by mass of the binder resin.
トナーは、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。キャリアとしては、通常のフェライト、マグネタイト等のキャリアや樹脂コートキャリアを使用することができる。また、樹脂中に磁性粉が分散されたバインダー型のキャリアコアも用いることができる。 The toner may be mixed with a carrier and used as a two-component developer. As the carrier, a normal carrier such as ferrite or magnetite, or a resin-coated carrier can be used. A binder-type carrier core in which magnetic powder is dispersed in a resin can also be used.
樹脂コートキャリアは、キャリアコア粒子とキャリアコア粒子表面を被覆(コート)する樹脂である被覆材からなる。被覆材に用いられる樹脂としては、スチレン-アクリル酸エステル共重合体、スチレン-メタクリル酸エステル共重合体等のスチレン-アクリル系樹脂;アクリル酸エステル共重合体、メタクリル酸エステル共重合体等のアクリル系樹脂;ポリテトラフルオロエチレン、モノクロロトリフルオロエチレン重合体、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素含有樹脂;シリコーン樹脂;ポリエステル樹脂;ポリアミド樹脂;ポリビニルブチラール;アミノアクリレート樹脂が挙げられる。その他には、アイオモノマー樹脂やポリフェニレンサルファイド樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、単独で又は複数を併用して用いることができる。 The resin-coated carrier consists of carrier core particles and a coating material, which is a resin that coats the surface of the carrier core particles. Examples of resins used in the coating material include styrene-acrylic resins such as styrene-acrylic acid ester copolymers and styrene-methacrylic acid ester copolymers; acrylic resins such as acrylic acid ester copolymers and methacrylic acid ester copolymers; fluorine-containing resins such as polytetrafluoroethylene, monochlorotrifluoroethylene polymers, and polyvinylidene fluoride; silicone resins; polyester resins; polyamide resins; polyvinyl butyral; and aminoacrylate resins. Other examples include ionomer resins and polyphenylene sulfide resins. These resins can be used alone or in combination.
帯電安定性、現像性、流動性、耐久性向上のために、シリカ微粉体をトナー粒子に外添することが好ましい。シリカ微粉体は、窒素吸着によるBET法による比表面積が30m2/g以上500m2/g以下であることが好ましく、50m2/g以上400m2/g以下であることがさらに好ましい。
また、トナー粒子100質量部に対して、シリカ微粉体を0.01質量部以上8.00質量部以下用いることが好ましく、0.10質量部以上5.00質量部以下用いることがより好ましい。
In order to improve the charging stability, developing performance, fluidity, and durability, it is preferable to externally add silica fine powder to the toner particles. The silica fine powder preferably has a specific surface area of 30 m2 /g or more and 500 m2 /g or less, more preferably 50 m2 /g or more and 400 m2 /g or less, as measured by the BET method using nitrogen adsorption.
The silica fine powder is preferably used in an amount of 0.01 parts by mass to 8.00 parts by mass, and more preferably 0.10 parts by mass to 5.00 parts by mass, based on 100 parts by mass of the toner particles.
シリカ微粉体のBET比表面積は、例えば比表面積測定装置オートソーブ1(湯浅アイオニクス社製)、GEMINI2360/2375(マイクロメティリック社製)、トライスター3000(マイクロメティリック社製)を用いてシリカ微粉体の表面に窒素ガスを吸着させ、BET多点法を用いて算出することができる。
シリカ微粉体は、必要に応じ、疎水化、摩擦帯電性コントロールの目的で未変性のシリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、未変性のシリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シランカップリング剤、官能基を有するシラン化合物又は、その他の有機ケイ素化合物のような処理剤で、あるいは種々の処理剤を併用して処理されていることも好
ましい。
The BET specific surface area of the silica fine powder can be calculated by adsorbing nitrogen gas onto the surface of the silica fine powder using, for example, a specific surface area measuring device such as Autosorb 1 (manufactured by Yuasa Ionics Co., Ltd.), GEMINI 2360/2375 (manufactured by Micrometilix Co., Ltd.), or Tristar 3000 (manufactured by Micrometilix Co., Ltd.), and using the BET multi-point method.
If necessary, the silica fine powder is preferably treated with a treating agent such as unmodified silicone varnish, various modified silicone varnishes, unmodified silicone oil, various modified silicone oils, a silane coupling agent, a silane compound having a functional group, or other organosilicon compounds, or a combination of various treating agents, for the purpose of hydrophobizing and controlling triboelectric charge.
トナーには、必要に応じて他の外添剤を添加してもよい。このような外添剤としては、例えば、帯電補助剤、導電性付与剤、流動性付与剤、ケーキング防止剤、熱ローラ定着時の離型剤、滑剤、研磨剤等の働きをする樹脂微粒子や無機微粉体が挙げられる。帯電補助剤としては、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナなどの金属酸化物が挙げられる。滑剤としては、ポリフッ化エチレン粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末が挙げられる。研磨剤としては、酸化セリウム粉末、炭化ケイ素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末が挙げられる。 Other external additives may be added to the toner as necessary. Examples of such external additives include resin particles and inorganic fine powders that act as charge adjuvants, conductivity imparting agents, fluidity imparting agents, caking prevention agents, release agents during heat roller fixing, lubricants, abrasives, etc. Charge adjuvants include metal oxides such as titanium oxide, zinc oxide, and alumina. Lubricants include polyethylene fluoride powder, zinc stearate powder, and polyvinylidene fluoride powder. Abrasives include cerium oxide powder, silicon carbide powder, and strontium titanate powder.
トナー粒子の製造方法は、特に限定されず、例えば、粉砕法、乳化凝集法、懸濁重合法、溶解懸濁法などが挙げられる。顔料などのトナー材料の分散の観点から粉砕法が好ましい。以下に、トナーの製造方法について粉砕法を例に説明するが、これに限定される訳ではない。
トナーの製造方法は、好ましくは
式(1)で表される構造を有するポリエステル樹脂Aを含むポリエステル樹脂、並びに必要に応じて着色剤、結晶性ポリエステル樹脂及びその他の添加剤等を混合する工程、
混合物を溶融混練する工程、及び溶融混練物を冷却固化した後、粉砕及び必要に応じて分級を行い、トナー粒子を得る工程を有する。
溶融混錬する工程で、ワックス、磁性酸化鉄粒子及び含金属化合物を添加してもよい。
The method for producing the toner particles is not particularly limited, and examples thereof include a pulverization method, an emulsion aggregation method, a suspension polymerization method, a dissolution suspension method, etc. From the viewpoint of dispersion of toner materials such as pigments, the pulverization method is preferred. Below, the method for producing the toner will be described taking the pulverization method as an example, but is not limited thereto.
A method for producing a toner preferably includes a step of mixing a polyester resin including a polyester resin A having a structure represented by formula (1), and, if necessary, a colorant, a crystalline polyester resin, and other additives, etc.
The method includes a step of melting and kneading the mixture, and a step of cooling and solidifying the melted and kneaded mixture, followed by pulverization and, if necessary, classification to obtain toner particles.
In the melt-kneading step, wax, magnetic iron oxide particles and a metal-containing compound may be added.
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)。
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、ニダールーダー(森山製作所社製);バンバリーミキサー(神戸製鋼所社製)。
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 Corporation), Spiral Pin Mixer (manufactured by Pacific Machinery Works Co., Ltd.), and Loedige Mixer (manufactured by Matsubo Co., Ltd.).
Examples of kneaders include the following: KRC kneader (manufactured by Kurimoto Iron Works), Buss-Co kneader (manufactured by Buss), TEM type extruder (manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.), TEX twin-screw kneader (manufactured by Japan Steel Works, Ltd.), PCM kneader (manufactured by Ikegai Iron Works, Ltd.), three-roll mill, mixing roll mill, kneader (manufactured by Inoue Seisakusho Co., Ltd.), Kneadex (manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.), MS-type pressure kneader, Niderruder (manufactured by Moriyama Seisakusho Co., Ltd.), and 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(ターボ工業社製);スーパーローター(日清エンジニアリング社製)。
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工業社製);YMマイクロカット(安川商事社製)。
Examples of the pulverizer 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 Co., Ltd.); 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 Kogyo Co., Ltd.); and Super Rotor (manufactured by Nisshin Engineering Co., Ltd.).
Examples of classifiers include the following: Classeal, Micron Classifier, and Spedic Classifier (manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.); Turbo Classifier (manufactured by Nisshin Engineering Co., Ltd.); Micron Separator, Turboplex (ATP), and TSP Separator (manufactured by Hosokawa Micron Corporation); Elbow Jet (manufactured by Nittetsu Mining Co., Ltd.), Dispersion Separator (manufactured by Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd.); and YM Microcut (manufactured by Yaskawa Shoji Co., Ltd.).
ここで、トナー粒子を得る過程においてトナー粒子の熱処理を行う事により、トナー表面から内部にかけてシリコーン部位の量が減少していくようにシリコーン部位の量の勾配を形成することができる。例えば、粉砕法で得られたトナー粒子に対し、熱処理を行うことができる。トナーの製造方法は、好ましくはトナー粒子を熱処理する工程を有する。
シリコーン部位はポリエステルユニットと親和性が低いため、熱処理による流動場にお
いてトナー粒子表面に押し出されるように流動する。その結果、トナー粒子表面近傍ではシリコーン部位の量が増大し、トナー粒子内部ではシリコーン部位の量が減少しやすくなる。
Here, by subjecting the toner particles to a heat treatment in the process of obtaining the toner particles, a gradient in the amount of silicone moieties can be formed so that the amount of silicone moieties decreases from the surface to the inside of the toner. For example, the toner particles obtained by the pulverization method can be subjected to a heat treatment. The toner manufacturing method preferably includes a step of heat treating the toner particles.
Since the silicone moiety has low affinity with the polyester unit, it flows as if it is pushed out to the surface of the toner particles in the flow field caused by the heat treatment. As a result, the amount of the silicone moiety increases near the surface of the toner particles, and the amount of the silicone moiety tends to decrease inside the toner particles.
例えば、図1で表される表面処理装置を用いて、熱風により表面処理を行うことができる。
原料定量供給手段1により定量供給された混合物は、圧縮気体調整手段2により調整された圧縮気体によって、原料供給手段の鉛直線上に設置された導入管3に導かれる。導入管を通過した混合物は、原料供給手段の中央部に設けられた円錐状の突起状部材4により均一に分散され、放射状に広がる8方向の供給管5に導かれ熱処理が行われる処理室6に導かれる。
このとき、処理室に供給された混合物は、処理室内に設けられた混合物の流れを規制するための規制手段9によって、その流れが規制される。このため処理室に供給された混合物は、処理室内を旋回しながら熱処理された後、冷却される。
供給された混合物を熱処理するための熱風は、熱風供給手段7から供給され、熱風を旋回させるための旋回部材13により、処理室内に熱風を螺旋状に旋回させて導入される。その構成としては、熱風を旋回させるための旋回部材13が、複数のブレードを有しており、その枚数や角度により、熱風の旋回を制御することができる。処理室内に供給される熱風は、熱風供給手段7の出口部における温度が100℃~300℃であることが好ましい。
より好ましくは165℃~190℃である。
熱風供給手段の出口部における温度が上記の範囲内であれば、混合物を加熱しすぎることによるトナー粒子の融着や合一を防止することができる。さらに、トナー内のシリコーン部位の流動化を促進し、トナー表面から内部にかけてシリコーン部位の量の勾配を付与しやすくなる。
For example, the surface treatment can be performed with hot air using the surface treatment apparatus shown in FIG.
The mixture supplied by the material supply means 1 is introduced into an
At this time, the flow of the mixture supplied to the treatment chamber is regulated by a regulating means 9 for regulating the flow of the mixture provided in the treatment chamber, so that the mixture supplied to the treatment chamber is heat-treated while swirling in the treatment chamber, and then cooled.
Hot air for heat-treating the supplied mixture is supplied from hot
More preferably, it is from 165°C to 190°C.
If the temperature at the outlet of the hot air supplying means is within the above range, it is possible to prevent the fusion and coalescence of toner particles caused by overheating the mixture, and it is also possible to promote the fluidization of the silicone moieties in the toner, making it easier to impart a gradient in the amount of silicone moieties from the surface to the interior of the toner.
さらに熱処理された熱処理トナー粒子は冷風供給手段8(8-1,8-2,8-3)から供給される冷風によって冷却され、冷風供給手段8から供給される温度は-20℃~30℃であることが好ましい。冷風の温度が上記の範囲内であれば、熱処理トナー粒子を効率的に冷却することができ、熱処理トナー粒子の融着や合一を防止することができる。冷風の絶対水分量は、0.5g/m3以上15.0g/m3以下であることが好ましい。
次に、冷却された熱処理トナー粒子は、処理室の下端にある回収手段10によって回収される。なお、回収手段の先にはブロワー(不図示)が設けられ、それにより吸引搬送される構成となっている。
The heat-treated toner particles are then cooled by cold air supplied from cold air supply means 8 (8-1, 8-2, 8-3), and the temperature supplied from the cold air supply means 8 is preferably -20°C to 30°C. If the temperature of the cold air is within the above range, the heat-treated toner particles can be efficiently cooled, and the fusion and coalescence of the heat-treated toner particles can be prevented. The absolute moisture content of the cold air is preferably 0.5 g/ m3 or more and 15.0 g/ m3 or less.
Next, the cooled heat-treated toner particles are collected by the collecting means 10 at the bottom end of the processing chamber. A blower (not shown) is provided ahead of the collecting means, and the toner particles are sucked and transported by the blower.
また、粉体粒子供給口14は、供給された混合物の旋回方向と熱風の旋回方向が同方向になるように設けられており、表面処理装置の回収手段10は、旋回された粉体粒子の旋回方向を維持するように、処理室の外周部に設けられている。さらに、冷風供給手段8から供給される冷風は、装置外周部から処理室内周面に、水平かつ接線方向から供給されるよう構成されている。
粉体供給口から供給されるトナー粒子の旋回方向、冷風供給手段から供給された冷風の旋回方向、熱風供給手段から供給された熱風の旋回方向がすべて同方向である。そのため、処理室内で乱流が起こらず、装置内の旋回流が強化され、トナー粒子に強力な遠心力がかかり、トナー粒子の分散性が更に向上するため、合一粒子の少ない、形状の揃ったトナーを得ることができる。
The powder
The swirling direction of the toner particles supplied from the powder supply port, the swirling direction of the cold air supplied from the cold air supply means, and the swirling direction of the hot air supplied from the hot air supply means are all the same, so no turbulence occurs in the processing chamber, the swirling flow in the device is strengthened, a strong centrifugal force is applied to the toner particles, and the dispersibility of the toner particles is further improved, so that a toner with a uniform shape and few coalesced particles can be obtained.
得られたトナー粒子はそのままトナーとして用いてもよい。必要に応じて、トナー粒子と外添剤をヘンシェルミキサーのような混合機により混合し、トナーを得てもよい。
外添剤の混合は、トナー粒子の熱処理の前に行ってもよいし、熱処理の後に行ってもよい。熱処理の前後の両方行ってもよい。
The obtained toner particles may be used as they are as a toner, or, if necessary, the toner particles may be mixed with an external additive in a mixer such as a Henschel mixer to obtain a toner.
The external additive may be mixed before or after the heat treatment of the toner particles, or may be mixed both before and after the heat treatment.
次に、各物性の測定方法に関して記載する。
<ガラス転移温度(Tg)の測定>
樹脂やトナーのTgは、示差走査熱量分析装置「Q2000」(TA Instruments社製)を用いてASTM D3418-82に準じて測定する。
装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。
具体的には、試料約3mgを精秤し、アルミニウム製のパンの中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用いて、以下の条件で測定する。
昇温速度:10℃/min
測定開始温度:30℃
測定終了温度:180℃
測定範囲30~180℃の間で、昇温速度10℃/minで測定を行う。一度180℃まで昇温させ10分間保持し、続いて30℃まで降温し、その後に再度昇温を行う。この2度目の昇温過程で、温度30~100℃の範囲において比熱変化が得られる。このときの比熱変化が出る前と出た後のベースラインの中間点の線と示差熱曲線との交点を、試料のガラス転移温度(Tg)とする。
Next, the measurement methods for each physical property will be described.
<Measurement of Glass Transition Temperature (Tg)>
The Tg of the resin or toner is measured using a differential scanning calorimeter "Q2000" (manufactured by TA Instruments) in accordance with ASTM D3418-82.
The melting points of indium and zinc are used for temperature correction of the device detection section, and the heat of fusion of indium is used for heat correction.
Specifically, about 3 mg of a sample is precisely weighed and placed in an aluminum pan, and measurement is performed under the following conditions using an empty aluminum pan as a reference.
Heating rate: 10° C./min
Measurement start temperature: 30℃
Measurement end temperature: 180°C
Measurements are performed at a temperature rise rate of 10°C/min in the measurement range of 30 to 180°C. The temperature is raised to 180°C once and held there for 10 minutes, then lowered to 30°C, and then raised again. During this second temperature rise, a specific heat change is obtained in the temperature range of 30 to 100°C. The intersection of the line midway between the baselines before and after the specific heat change appears and the differential thermal curve is taken as the glass transition temperature (Tg) of the sample.
<軟化点Tmの測定方法>
軟化点の測定は、定荷重押し出し方式の細管式レオメータ「流動特性評価装置 フローテスターCFT-500D」(島津製作所社製)を用い、装置付属のマニュアルに従って行う。本装置では、測定試料の上部からピストンによって一定荷重を加えつつ、シリンダに充填した測定試料を昇温させて溶融し、シリンダ底部のダイから溶融された測定試料を押し出し、この際のピストン降下量と温度との関係を示す流動曲線を得ることができる。
「流動特性評価装置 フローテスターCFT-500D」に付属のマニュアルに記載の「1/2法における溶融温度」を軟化点とする。なお、1/2法における溶融温度とは、次のようにして算出されたものである。まず、流出が終了した時点におけるピストンの降下量Smaxと、流出が開始した時点におけるピストンの降下量Sminとの差の1/2を求める(これをXとする。X=(Smax-Smin)/2)。そして、流動曲線においてピストンの降下量がXとSminの和となるときの流動曲線の温度が、1/2法における溶融温度Tm(℃)である。
測定試料は、約1.3gのサンプルを、25℃の環境下で、錠剤成型圧縮機(例えば、NT-100H、エヌピーエーシステム社製)を用いて約10MPaで、約60秒間圧縮成型し、直径約8mmの円柱状としたものを用いる。
CFT-500Dの測定条件は、以下の通りである。
試験モード:昇温法
開始温度:50℃
到達温度:200℃
測定間隔:1.0℃
昇温速度:4.0℃/min
ピストン断面積:1.000cm2
試験荷重(ピストン荷重):10.0kgf/cm2(0.9807MPa)
予熱時間:300秒
ダイの穴の直径:1.0mm
ダイの長さ:1.0mm
<Method for measuring softening point Tm>
The softening point is measured using a constant load extrusion type capillary rheometer "Flow characteristic evaluation device Flow Tester CFT-500D" (manufactured by Shimadzu Corporation) according to the manual that comes with the device. With this device, a constant load is applied from above the measurement sample by a piston while the measurement sample filled in a cylinder is heated and melted, and the molten measurement sample is extruded from a die at the bottom of the cylinder, and a flow curve showing the relationship between the piston descent amount and temperature can be obtained.
The "melting temperature in the 1/2 method" described in the manual attached to the "Flow characteristic evaluation device, Flow Tester CFT-500D" is taken as the softening point. The melting temperature in the 1/2 method is calculated as follows. First, 1/2 of the difference between the amount of piston descent Smax at the time when outflow ends and the amount of piston descent Smin at the time when outflow starts is calculated (this is taken as X; X = (Smax - Smin) / 2). Then, the temperature of the flow curve when the amount of piston descent on the flow curve is the sum of X and Smin is the melting temperature Tm (°C) in the 1/2 method.
The measurement sample is prepared by compressing approximately 1.3 g of a sample at approximately 10 MPa for approximately 60 seconds using a tablet molding machine (e.g., NT-100H, manufactured by NPA Systems) in an environment of 25°C to form a cylindrical shape with a diameter of approximately 8 mm.
The measurement conditions for CFT-500D are as follows.
Test mode: Heating method Starting temperature: 50°C
Reached temperature: 200°C
Measurement interval: 1.0°C
Heating rate: 4.0° C./min
Piston cross-sectional area: 1.000 cm2
Test load (piston load): 10.0 kgf/ cm2 (0.9807 MPa)
Preheat time: 300 seconds Die hole diameter: 1.0 mm
Die length: 1.0 mm
<トナー粒子の重量平均粒径(D4)の測定>
トナー粒子の重量平均粒径(D4)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)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「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)を用いて、実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで測定し、測定データの解析を行い、算出する。
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。
なお、測定、解析を行う前に、以下のように前記専用ソフトの設定を行う。
専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更画面」において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。閾値/ノイズレベルの測定ボタンを押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、測定後のアパーチャーチューブのフラッシュにチェックを入れる。
専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定画面」において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μm以上60μm以下に設定する。
<Measurement of weight average particle size (D4) of toner particles>
The weight average particle size (D4) of the toner particles is measured using a precision particle size distribution measuring device by a pore electrical resistance method equipped with a 100 μm aperture tube, “
The aqueous electrolyte solution used for the measurement is prepared by dissolving special grade sodium chloride in ion-exchanged water to a concentration of about 1 mass %, for example, "ISOTON II" (manufactured by Beckman Coulter, Inc.).
Before carrying out the measurements and analyses, the dedicated software is set up as follows.
In the "Change Standard Measurement Method (SOM) screen" of the dedicated software, set the total count number in the 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 the aperture tube flush after measurement.
In the "Pulse to particle size conversion setting screen" of the dedicated software, 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丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mlを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。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平底ビーカーに前記電解水溶液約30mlを入れ、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約0.3ml加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を、位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispersion System Tetora150」(日科機バイオス社製)の水槽内に所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に前記コンタミノンNを約2ml添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー粒子約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。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)の丸底ビーカー内に、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、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行い、重量平均粒径(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」が重量平均粒径(D4)である。
The specific measurement method is as follows.
(1) Pour about 200 ml of the electrolyte solution into a 250 ml round-bottom glass beaker for use with the
(2) Approximately 30 ml of the aqueous electrolyte solution is placed in a 100 ml flat-bottom glass beaker, and approximately 0.3 ml of a solution prepared by diluting "Contaminon N" (a 10% by weight aqueous solution of a neutral detergent for cleaning precision measuring instruments, consisting of a nonionic surfactant, an anionic surfactant, and an organic builder, having a pH of 7, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) three times by weight with ion-exchanged water is added as a dispersant.
(3) A predetermined amount of ion-exchanged water is placed in the water tank of an ultrasonic disperser "Ultrasonic Dispersion System Tetora 150" (manufactured by Nikkaki Bios Co., Ltd.) having 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, and about 2 ml of the Contaminon N is added to this water tank.
(4) The beaker of (2) is set in the beaker fixing hole of the ultrasonic disperser, and the ultrasonic disperser is operated. Then, the height position of the beaker is adjusted so that the resonance state of the liquid surface of the electrolytic solution in the beaker is maximized.
(5) In a state where the electrolyte solution in the beaker in (4) is irradiated with ultrasonic waves, about 10 mg of toner particles are added little by little to the electrolyte solution and dispersed. Then, the ultrasonic dispersion process is continued for another 60 seconds. During the ultrasonic dispersion, the water temperature in the water tank is appropriately adjusted so as to be 10°C or higher and 40°C or lower.
(6) In the round-bottom beaker (1) placed in the sample stand, the electrolyte solution (5) in which the toner particles are dispersed is dropped using a pipette to adjust the measurement concentration to about 5%. Then, measurements are continued until the number of particles measured reaches 50,000.
(7) The measurement data is analyzed using the dedicated software that comes with the device, and the weight-average particle size (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 size (D4).
<シリコーン部位の量X及び比率Yの測定>
(前処理)
イオン交換水10.3gにショ糖20.7g(キシダ化学社製)を溶解させたショ糖水溶液、及び界面活性剤であるコンタミノン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、和光純薬工業社製)6mLを、30mLのガラスバイアル(例えば、日電理化硝子株式会社製、VCV-30、外径:35mm、高さ:70mm)に入れて十分混合し、分散液を作製する。
このバイアルにトナー1.0gを添加し、トナーが自然に沈降するまで静置して処理前分散液を作製する。この分散液を、振とう機(YS-8D型:(株)ヤヨイ製)にて、振とう速度:200rpmで5分間振とうし、外添剤粒子をトナー粒子表面から離脱させる。この後、遠心分離機を用いて3700rpmで30minの遠心分離を行い、脱離した外添剤粒子を分離し、トナー粒子を吸引濾過することで採取し、乾燥させる。
<Measurement of amount X and ratio Y of silicone moiety>
(Pretreatment)
A sucrose aqueous solution prepared by dissolving 20.7 g of sucrose (Kishida Chemical Co., Ltd.) in 10.3 g of ion-exchanged water and 6 mL of a surfactant, Contaminon N (a neutral detergent for cleaning precision measuring instruments, having a pH of 7, consisting of a nonionic surfactant, an anionic surfactant, and an organic builder, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) are placed in a 30 mL glass vial (for example, VCV-30, manufactured by Nichiden Rika Glass Co., Ltd., outer diameter: 35 mm, height: 70 mm) and thoroughly mixed to prepare a dispersion.
1.0 g of toner is added to this vial, and the toner is left to stand until it naturally settles to prepare a pre-treatment dispersion. This dispersion is shaken with a shaker (YS-8D type: manufactured by Yayoi Co., Ltd.) at a shaking speed of 200 rpm for 5 minutes to separate the external additive particles from the toner particle surface. Thereafter, centrifugation is performed using a centrifuge at 3700 rpm for 30 minutes to separate the detached external additive particles, and the toner particles are collected by suction filtration and dried.
(X線光電子分光装置(XPS)によるシリコーン部位の量の測定)
測定前処理を施したトナー粒子の粉末を、XPS装置の試料台にインジウムシートを用いて固定し、以下の条件で測定する。
使用装置:アルバック・ファイ社製 PHI 5000VersaProbe II
照射線:Al-Kα線
出力:100μm、25W、15kV
光電子取り込み角度:45°
PassEnergy:58.70eV
Stepsize:0.125eV
測定対象元素:検出される全元素
測定範囲:紛体300μm×200μm
(スパッタ条件)
スパッタイオンガン:Arガスクラスターイオンビーム
加速電圧:20kV
スパッタ領域:5mm×5mm
なお、トナー粒子の表面を分析する際は、スパッタリングは使用しない。
(Measurement of the amount of silicone moieties by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS))
The toner particle powder that has been subjected to the measurement pretreatment is fixed to the sample stage of the XPS device using an indium sheet, and is measured under the following conditions.
Equipment used: ULVAC-PHI PHI 5000VersaProbe II
Irradiation radiation: Al-Kα rays Output: 100μm, 25W, 15kV
Photoelectron capture angle: 45°
Pass Energy: 58.70eV
Step size: 0.125eV
Measurement target elements: All elements that can be detected Measurement range: Powder 300 μm x 200 μm
(Sputtering conditions)
Sputter ion gun: Ar gas cluster ion beam Acceleration voltage: 20 kV
Sputtering area: 5 mm x 5 mm
It should be noted that sputtering is not used when analyzing the surface of toner particles.
上記条件で得られた全原子数に対するシリコーン部位由来の(シリコーン部位に帰属される)ケイ素原子数の割合(×100)をシリコーン部位の量X(原子%)とする。ここで、前処理により脱離しなかった外添剤のシリカが残存する場合には、Si2pの光電子スペクトルのピーク分離により、シリカとシリコーン部位のピークを分離して、シリコーン部位由来のケイ素原子数を算出する。
また、C1s光電子スペクトルのピーク分離によりエステル結合に帰属される炭素原子数を算出し、該炭素原子数の全原子数に対する割合(×100)を、ポリエステル樹脂のエステル結合に由来する(帰属される)炭素原子数の全原子数に対する割合(Z)とする。
比率Yは、上記のように求めたシリコーン部位の量XをZで除した値(X/Z)とする。トナー表面におけるX/Z(すなわちX1/Z1)をY1とする。
トナー粒子表面からの「深さ」に関し、まず、上記条件において膜厚既知のポリエステル膜をスパッタして得られる、スパッタ時間及びスパッタ深さの関係を算出する。得られた関係に基づいて、所望の深さになる時間トナー粒子の紛体を上記条件でスパッタする。そして、上記条件でXPS分析を行い、トナー粒子の表面から深さ10nm、20nm又は30nmの位置における比率Yの値(すなわち、Y2,Y3及びY4)を算出する。
The ratio (x100) of the number of silicon atoms derived from the silicone moiety (attributable to the silicone moiety) to the total number of atoms obtained under the above conditions is defined as the amount of silicone moiety X (atomic %). Here, if any silica from the external additive remains that was not released by the pretreatment, the peaks of silica and silicone moiety are separated by peak separation of the Si2p photoelectron spectrum to calculate the number of silicon atoms derived from the silicone moiety.
In addition, the number of carbon atoms attributable to ester bonds is calculated by peak separation of the C1s photoelectron spectrum, and the ratio (×100) of the number of carbon atoms to the total number of atoms is defined as the ratio (Z) of the number of carbon atoms derived from (attributed to) ester bonds in the polyester resin to the total number of atoms.
The ratio Y is the value (X/Z) obtained by dividing the amount X of the silicone moiety determined as above by Z. X/Z (i.e., X1/Z1) on the toner surface is defined as Y1.
Regarding the "depth" from the toner particle surface, first, the relationship between the sputtering time and the sputtering depth obtained by sputtering a polyester film of known thickness under the above conditions is calculated. Based on the obtained relationship, the powder of the toner particles is sputtered under the above conditions for a time to obtain the desired depth. Then, XPS analysis is performed under the above conditions to calculate the value of the ratio Y (i.e., Y2, Y3, and Y4) at a position of 10 nm, 20 nm, or 30 nm deep from the surface of the toner particles.
<トナー中のポリエステル樹脂および結晶性ポリエステル樹脂の含有量の測定>
下記のように、溶剤への溶解度の差を利用してトナーから上記材料を分離して各含有量を求める事ができる。
第一分離:23℃のメチルエチルケトン(MEK)にトナーを溶解させ、可溶分(結着樹脂)と不溶分(結晶性ポリエステル樹脂、離型剤、着色剤、無機微粒子など)を分離する。可溶分として分離した結着樹脂について、十分に溶剤を乾燥除去した後に質量測定し、結着樹脂の含有量を求める。
続いて、590℃熱分解ガスクロマトグラフィー質量分析法により結着樹脂成分の含有モノマーを定性し、1H-NMRにより各モノマーのモル比率を算出する事により、結着樹脂中におけるポリエステル樹脂の含有量を求める事ができる。
第二分離:100℃のMEKに、第一分離で得られた不溶分(結晶性ポリエステル樹脂、離型剤、着色剤、無機微粒子)を溶解させ、可溶分(結晶性ポリエステル樹脂、離型剤)と不溶分(着色剤、無機微粒子)を分離する。
第三分離:23℃のクロロホルムに、第二分離で得られた可溶分(結晶性ポリエステル樹脂、離型剤)を溶解させ、可溶分として結晶性ポリエステル樹脂が分離される。十分に溶剤を乾燥除去した後に質量測定を行い、結晶性ポリエステル樹脂の含有量を求める事ができる。
<Measurement of Contents of Polyester Resin and Crystalline Polyester Resin in Toner>
As described below, the above materials can be separated from the toner by utilizing the difference in solubility in a solvent, and the content of each material can be determined.
First separation: The toner is dissolved in methyl ethyl ketone (MEK) at 23° C., and the soluble matter (binder resin) and the insoluble matter (crystalline polyester resin, release agent, colorant, inorganic fine particles, etc.) are separated. The binder resin separated as the soluble matter is thoroughly dried to remove the solvent, and then the mass is measured to determine the binder resin content.
Subsequently, the monomers contained in the binder resin component are characterized by 590° C. pyrolysis gas chromatography mass spectrometry, and the molar ratio of each monomer is calculated by 1 H-NMR, whereby the content of the polyester resin in the binder resin can be determined.
Second separation: The insoluble matter obtained in the first separation (the crystalline polyester resin, the release agent, the colorant, and the inorganic fine particles) is dissolved in MEK at 100° C., and the soluble matter (the crystalline polyester resin, the release agent) and the insoluble matter (the colorant and the inorganic fine particles) are separated.
Third separation: The soluble matter (crystalline polyester resin, release agent) obtained in the second separation is dissolved in chloroform at 23° C., and the crystalline polyester resin is separated as the soluble matter. After the solvent is thoroughly dried and removed, the mass is measured to determine the content of the crystalline polyester resin.
<式(1)で表される構造を有するポリエステル樹脂Aの構造の確認>
式(1)で表される構造を有するポリエステル樹脂Aの構造の確認には以下の方法を用いる。
式(1)のRXのうちの炭化水素基並びにシリコーン部位は、13C-NMR及び固体29Si-NMRにより確認する。
(13C-NMRの測定条件)
装置:JEOL RESONANCE製 JNM-ECX500II
試料管:3.2mmφ
試料:NMR測定用の試料の重クロロホルム可溶分
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
当該方法にて、ケイ素原子に結合しているメチル基(Si-CH3)又はフェニル基(Si-C6H5)などに起因するシグナルの有無により、式(1)のRXのうちの炭化水素基を確認する。
<Confirmation of the Structure of Polyester Resin A Having the Structure Represented by Formula (1)>
The structure of the polyester resin A having the structure represented by formula (1) is confirmed by the following method.
The hydrocarbon group and silicone moiety in
( 13C -NMR Measurement Conditions)
Equipment: JEOL RESONANCE JNM-ECX500II
Sample tube: 3.2 mm diameter
Sample: deuterated chloroform solubles of sample for NMR measurement 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 accumulations: 1024 times. In this method, the hydrocarbon group in R X of formula (1) is confirmed based on the presence or absence of a signal due to a methyl group (Si-CH 3 ) or a phenyl group (Si-C 6 H 5 ) bonded to a silicon atom.
固体29Si-NMRの測定条件は、具体的には下記の通りである。
装置:JNM-ECX5002 (JEOL RESONANCE)
温度:室温
測定法:DD/MAS法 29Si 45°
試料管:ジルコニア3.2mmφ
試料:試験管に粉末状態で充填
試料回転数:10kHz
relaxation delay :180s
Scan:2000
The specific measurement conditions for solid-state 29Si -NMR are as follows.
Equipment: JNM-ECX5002 (JEOL RESONANCE)
Temperature: Room temperature measurement method: DD/MAS method 29 Si 45°
Sample tube: Zirconia 3.2 mm diameter
Sample: Powdered sample filled in test tube Sample rotation speed: 10 kHz
relaxation delay: 180s
Scan: 2000
以下、実施例に基づいて具体的に本発明について説明する。しかしながら、本発明は何らこれに限定されるものではない。なお、以下の処方において、特に断りのない限り部は、質量基準である。 The present invention will be specifically described below based on examples. However, the present invention is in no way limited to these. In the following formulations, parts are by weight unless otherwise specified.
<式(1)で表される構造を有するポリエステル樹脂(結着樹脂1)の製造例>
・ビスフェノールAエチレンオキサイド(2.2モル付加物): 50.0モル部
・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): 50.0モル部
・テレフタル酸: 90.0モル部
・無水トリメリット酸: 10.0モル部
ポリエステル部位を形成するための上記モノマー97部及び両末端にヒドロキシ基を有
するシリコーンオイル(KF-6001、信越化学工業(株)製)4部を、チタンテトラブトキシド500ppmと共に5リットルオートクレーブに混合した。
KF-6001により、式(1)において、RXがいずれもメチル基であり、nが38である構造が得られる。
そこに、還流冷却器、水分分離装置、N2ガス導入管、温度計及び攪拌装置を付し、オートクレーブ内にN2ガスを導入しながら230℃で縮重合反応を行った。反応終了後容器から取り出し、冷却、粉砕して式(1)で表される構造を有するポリエステル樹脂Aである結着樹脂1を得た。
<Production Example of Polyester Resin (Binder Resin 1) Having a Structure Represented by Formula (1)>
Bisphenol A ethylene oxide (2.2 mol adduct): 50.0 parts by mol Bisphenol A propylene oxide (2.2 mol adduct): 50.0 parts by mol Terephthalic acid: 90.0 parts by mol Trimellitic anhydride: 10.0 parts by mol 97 parts of the above monomer for forming the polyester portion and 4 parts of silicone oil having hydroxy groups at both ends (KF-6001, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) were mixed together with 500 ppm of titanium tetrabutoxide in a 5-liter autoclave.
With KF-6001, a structure in which R 1 and X are both methyl groups and n is 38 in formula (1) is obtained.
A reflux condenser, a water separator, an N2 gas inlet tube, a thermometer and an agitator were attached to the autoclave, and a condensation polymerization reaction was carried out at 230° C. while introducing N2 gas into the autoclave. After the reaction was completed, the mixture was taken out of the vessel, cooled and pulverized to obtain binder resin 1, which is polyester resin A having a structure represented by formula (1).
<ポリエステル樹脂(結着樹脂2)の製造例>
・ビスフェノールAエチレンオキサイド(2.2モル付加物): 50.0モル部
・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): 50.0モル部
・テレフタル酸: 90.0モル部
・無水トリメリット酸: 10.0モル部
上記ポリエステルユニットを構成するモノマーを、チタンテトラブトキシド500ppmと共に5リットルオートクレーブに混合した。
そこに、還流冷却器、水分分離装置、N2ガス導入管、温度計及び攪拌装置を付し、オートクレーブ内にN2ガスを導入しながら230℃で縮重合反応を行った。反応終了後容器から取り出し、冷却、粉砕してポリエステル樹脂である結着樹脂2を得た。
<Production Example of Polyester Resin (Binder Resin 2)>
Bisphenol A ethylene oxide (2.2 mol adduct): 50.0 mol parts Bisphenol A propylene oxide (2.2 mol adduct): 50.0 mol parts Terephthalic acid: 90.0 mol parts Trimellitic anhydride: 10.0 mol parts The monomers constituting the polyester unit were mixed in a 5 liter autoclave together with 500 ppm of titanium tetrabutoxide.
A reflux condenser, a water separator, an N2 gas inlet pipe, a thermometer and an agitator were attached to the autoclave, and a condensation polymerization reaction was carried out at 230° C. while introducing N2 gas into the autoclave. After the reaction was completed, the contents were removed from the vessel, cooled and pulverized to obtain
<スチレンアクリル樹脂(結着樹脂3)の製造例>
・スチレン: 70.0モル部
・アクリル酸2-エチルヘキシル: 30.0モル部
上記スチレンアクリル樹脂を構成するためのモノマー100部と重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイド5部を混合したものを、加熱したキシレン200部中に4時間かけて滴下した。さらに、キシレン還流下で重合を完了し、減圧下で溶媒を蒸留除去した。反応終了後容器から取り出し、冷却、粉砕してスチレンアクリル樹脂である結着樹脂3を得た。
<Production Example of Styrene Acrylic Resin (Binder Resin 3)>
Styrene: 70.0 mol parts 2-ethylhexyl acrylate: 30.0 mol parts A mixture of 100 parts of monomers for constituting the styrene-acrylic resin and 5 parts of benzoyl peroxide as a polymerization initiator was dropped into 200 parts of heated xylene over 4 hours. Polymerization was completed under reflux of xylene, and the solvent was distilled off under reduced pressure. After the reaction was completed, the mixture was removed from the vessel, cooled, and pulverized to obtain
<結晶性ポリエステル樹脂の製造例>
窒素導入管、脱水管、撹拌器及び熱電対を装備した反応槽中に、カルボン酸モノマーとして1,10-デカンジカルボン酸100.0モル部、アルコールモノマーとして1,9-ノナンジオール100.0モル部を投入した。撹拌しながら140℃に昇温し、窒素雰囲気下で140℃に加熱して常圧下で水を留去しながら8時間反応させた。
次いで、ジオクチル酸スズを0.57部添加した後、200℃まで10℃/時間で昇温しつつ反応させた。さらに、200℃に到達してから2時間反応させた後、反応槽内を5kPa以下に減圧して200℃で分子量を見ながら反応させて結晶性ポリエステル樹脂を得た。得られた結晶性ポリエステル樹脂は、DSC測定において明確な吸熱ピークを有していた。
<Production Example of Crystalline Polyester Resin>
Into a reaction vessel equipped with a nitrogen inlet tube, a dehydration tube, a stirrer, and a thermocouple, 100.0 molar parts of 1,10-decanedicarboxylic acid as a carboxylic acid monomer and 100.0 molar parts of 1,9-nonanediol as an alcohol monomer were charged. The temperature was raised to 140°C with stirring, and the mixture was heated to 140°C under a nitrogen atmosphere and reacted for 8 hours while distilling off water under normal pressure.
Next, 0.57 parts of tin dioctylate was added, and the mixture was reacted while heating to 200° C. at a rate of 10° C./hour. After the mixture was reacted for 2 hours after reaching 200° C., the pressure in the reaction vessel was reduced to 5 kPa or less, and the mixture was reacted at 200° C. while monitoring the molecular weight, to obtain a crystalline polyester resin. The obtained crystalline polyester resin had a clear endothermic peak in DSC measurement.
(トナー1の製造例)
・結着樹脂1 100部
・結着樹脂2 20部
・結晶性ポリエステル樹脂 5.0部
・フィッシャートロプシュワックス(融点:90℃) 6.0部
・C.I.ピグメントブルー 15:3 4.0部
上記材料をヘンシェルミキサーで予備混合した後、二軸混練押し出し機によって、160℃で溶融混練した。
得られた混練物を冷却し、ハンマーミルで粗粉砕した後、ターボミルで微粉砕した。
得られた微粉砕物を、コアンダ効果を利用した多分割分級機を用いて分級し、トナー母
粒子を得た。
該トナー母粒子100部に対して、疎水化処理したシリカ微粒子(BET法で測定した窒素吸着による比表面積が140m2/g)1.0部を、ヘンシェルミキサーを用いて混合した後、図1で示す表面処理装置によって熱処理を行い、熱処理トナー粒子を得た。運転条件はフィード量=5kg/hとし、熱風温度=180℃、熱風流量=6m3/min.、冷風温度=-5℃、冷風流量=4m3/min.、ブロワー風量=20m3/min.、インジェクションエア流量=1m3/min.とした。
得られた熱処理トナー粒子を、慣性分級方式のエルボージェットを用いて分級し、重量平均粒径6.0μmの熱処理トナー粒子を得た。
該熱処理トナー粒子100部に対して、疎水化処理したシリカ微粒子(BET法で測定した窒素吸着による比表面積が140m2/g)1.0部を、ヘンシェルミキサーを用いて混合した後、目開き150μmのメッシュで篩い、負摩擦帯電性のトナー1を得た。トナー1のTmは135℃、Tgは56℃であった。
(Production Example of Toner 1)
Binder resin 1 100
The resulting kneaded product was cooled, coarsely pulverized in a hammer mill, and then finely pulverized in a turbo mill.
The resulting finely pulverized product was classified using a multi-division classifier utilizing the Coanda effect to obtain toner base particles.
1.0 part of hydrophobized silica fine particles (specific surface area by nitrogen adsorption measured by the BET method is 140 m2 /g) was mixed with 100 parts of the toner base particles using a Henschel mixer, and then heat treatment was performed using the surface treatment device shown in Figure 1 to obtain heat-treated toner particles. The operating conditions were feed rate = 5 kg/h, hot air temperature = 180°C, hot air flow rate = 6 m3 /min, cold air temperature = -5°C, cold air flow rate = 4 m3 /min, blower air flow rate = 20 m3 /min, injection air flow rate = 1 m3 /min.
The obtained heat-treated toner particles were classified using an elbow jet of an inertial classification system to obtain heat-treated toner particles having a weight average particle size of 6.0 μm.
100 parts of the heat-treated toner particles were mixed with 1.0 part of hydrophobized silica fine particles (specific surface area measured by nitrogen adsorption using the BET method of 140 m2 /g) using a Henschel mixer, and then sieved through a mesh with 150 μm openings to obtain negatively triboelectrically charged toner 1. Toner 1 had a Tm of 135° C. and a Tg of 56° C.
(磁性コア粒子の製造例)
(工程1:秤量・混合工程)
・Fe2O3 62.7部
・MnCO3 29.5部
・Mg(OH)2 6.8部
・SrCO3 1.0部
上記材料を上記組成比となるようにフェライト原材料を秤量した。その後、直径1/8インチのステンレスビーズを用いた乾式振動ミルで5時間粉砕及び混合した。
(工程2:仮焼成工程)
得られた粉砕物をローラーコンパクターにて、約1mm角のペレットにした。このペレットを目開き3mmの振動篩にて粗粉を除去し、次いで目開き0.5mmの振動篩にて微粉を除去した。その後、バーナー式焼成炉を用いて、窒素雰囲気下(酸素濃度0.01体積%)で、温度1000℃で4時間焼成し、仮焼フェライトを作製した。得られた仮焼フェライトの組成は、下記の通りであった。
(MnO)a(MgO)b(SrO)c(Fe2O3)d
上記式において、a=0.257、b=0.117、c=0.007、d=0.393
(Production Example of Magnetic Core Particles)
(Step 1: Weighing and mixing step)
The ferrite raw materials were weighed so as to obtain the above composition ratio. Then , the materials were pulverized and mixed for 5 hours in a dry vibration mill using stainless steel beads having a diameter of 1/8 inch.
(Step 2: Pre-firing step)
The obtained pulverized material was made into pellets of about 1 mm square using a roller compactor. The pellets were passed through a vibrating sieve with 3 mm mesh to remove coarse powder, and then through a vibrating sieve with 0.5 mm mesh to remove fine powder. The pellets were then fired at 1000° C. for 4 hours in a nitrogen atmosphere (oxygen concentration 0.01% by volume) using a burner-type firing furnace to produce calcined ferrite. The composition of the resulting calcined ferrite was as follows:
(MnO) a (MgO) b (SrO) c (Fe 2 O 3 ) d
In the above formula, a = 0.257, b = 0.117, c = 0.007, d = 0.393
(工程3:粉砕工程)
仮焼フェライトをクラッシャーで0.3mm程度に粉砕した後に、直径1/8インチのジルコニアビーズを用い、仮焼フェライト100部に対し、水を30部加え、湿式ボールミルで1時間粉砕した。さらに、得られたスラリーを、直径1/16インチのアルミナビーズを用いた湿式ボールミルで4時間粉砕し、フェライトスラリー(仮焼フェライトの微粉砕品)を得た。
(工程4:造粒工程)
フェライトスラリーに、仮焼フェライト100部に対して、分散剤としてのポリカルボン酸アンモニウム1.0部、及びバインダーとしてポリビニルアルコール2.0部を添加した。そして、スプレードライヤー(製造元:大川原化工機(株))を用いて、球状粒子に造粒した。得られた粒子を粒度調整した後、ロータリーキルンを用いて、温度650℃で2時間加熱し、分散剤やバインダーの有機成分を除去した。
(Step 3: Crushing step)
The calcined ferrite was crushed to about 0.3 mm using a crusher, and then 30 parts of water was added to 100 parts of the calcined ferrite, and the mixture was crushed in a wet ball mill using zirconia beads with a diameter of 1/8 inch for 1 hour. The obtained slurry was further crushed in a wet ball mill using alumina beads with a diameter of 1/16 inch for 4 hours to obtain a ferrite slurry (finely crushed calcined ferrite).
(Step 4: Granulation step)
To the ferrite slurry, 1.0 part of ammonium polycarboxylate as a dispersant and 2.0 parts of polyvinyl alcohol as a binder were added to 100 parts of the calcined ferrite. The mixture was then granulated into spherical particles using a spray dryer (manufacturer: Okawara Kakoki Co., Ltd.). After adjusting the particle size of the resulting particles, the mixture was heated in a rotary kiln at a temperature of 650° C. for 2 hours to remove the organic components of the dispersant and binder.
(工程5:焼成工程)
焼成雰囲気をコントロールするために、電気炉にて窒素雰囲気下(酸素濃度1.00体積%)で、室温から温度1300℃まで2時間で昇温し、その後、温度1150℃で4時間焼成した。その後、4時間をかけて、温度60℃まで降温し、窒素雰囲気から大気に戻し、温度40℃以下で取り出した。
(工程6:選別工程)
凝集した粒子を解砕した後に、磁力選鉱により低磁力品をカットし、目開き250μmの篩で篩分して粗大粒子を除去し、体積分布基準の50%粒径が37.0μmの磁性コア粒子を得た。
(Step 5: Firing step)
In order to control the firing atmosphere, the material was heated from room temperature to 1300° C. in a nitrogen atmosphere (oxygen concentration 1.00% by volume) in an electric furnace over a period of 2 hours, and then fired at a temperature of 1150° C. for 4 hours. The temperature was then lowered to 60° C. over a period of 4 hours, and the material was returned from the nitrogen atmosphere to the air, and taken out at a temperature of 40° C. or less.
(Step 6: Selection step)
After the aggregated particles were crushed, low magnetic particles were removed by magnetic separation, and coarse particles were removed by sieving through a sieve with 250 μm openings, to obtain magnetic core particles having a 50% particle size based on volume distribution of 37.0 μm.
(被覆樹脂の製造例)
・シクロヘキシルメタクリレート 26.8質量%
・メチルメタクリレート 0.2質量%
・メチルメタクリレートマクロモノマー 8.4質量%
(片末端にメタクリロイル基を有する重量平均分子量5000のマクロモノマー)
・トルエン 31.3質量%
・メチルエチルケトン 31.3質量%
・アゾビスイソブチロニトリル 2.0質量%
上記材料のうち、シクロヘキシルメタクリレート、メチルメタクリレート、メチルメタクリレートマクロモノマー、トルエン、及びメチルエチルケトンを、還流冷却器、温度計、窒素導入管及び攪拌装置を取り付けた四つ口のセパラブルフラスコに入れた。
セパラブルフラスコ内に、窒素ガスを導入して充分に窒素雰囲気にした後、80℃まで加温し、アゾビスイソブチロニトリルを添加し、5時間還流して重合させた。
得られた反応物にヘキサンを注入して共重合体を沈殿析出させた。得られた沈殿物を濾別後、真空乾燥して被覆樹脂を得た。
30部の被覆樹脂を、トルエン40部及びメチルエチルケトン30部の混合溶媒に溶解して、樹脂溶液(固形分濃度30%)を得た。
(Example of production of coating resin)
Cyclohexyl methacrylate 26.8% by mass
Methyl methacrylate 0.2% by mass
Methyl methacrylate macromonomer 8.4% by mass
(Macromonomer having a weight average molecular weight of 5000 and a methacryloyl group at one end)
Toluene 31.3% by mass
Methyl ethyl ketone 31.3% by mass
Azobisisobutyronitrile 2.0% by mass
Of the above materials, cyclohexyl methacrylate, methyl methacrylate, methyl methacrylate macromonomer, toluene, and methyl ethyl ketone were placed in a four-neck separable flask equipped with a reflux condenser, a thermometer, a nitrogen inlet tube, and a stirrer.
Nitrogen gas was introduced into the separable flask to create a sufficient nitrogen atmosphere, and the flask was then heated to 80° C., azobisisobutyronitrile was added, and the mixture was refluxed for 5 hours to polymerize.
Hexane was poured into the reaction product to precipitate the copolymer, which was then filtered and dried in vacuum to obtain a coating resin.
30 parts of the coating resin were dissolved in a mixed solvent of 40 parts of toluene and 30 parts of methyl ethyl ketone to obtain a resin solution (solid concentration: 30%).
(被覆樹脂溶液の調製)
・樹脂溶液(固形分濃度30%) 33.3質量%
・トルエン 66.4質量%
・カーボンブラック(Regal330;キャボット社製) 0.3質量%
(一次粒子の個数平均粒径:25nm、窒素吸着比表面積:94m2/g、DBP吸油量:75ml/100g)
上記材料を、ペイントシェーカーに投入し、直径0.5mmのジルコニアビーズを用いて、1時間分散を行った。得られた分散液を、5.0μmのメンブランフィルターで濾過を行い、被覆樹脂溶液を得た。
(Preparation of Coating Resin Solution)
・Resin solution (solid content concentration 30%) 33.3% by mass
Toluene 66.4% by mass
Carbon black (Regal 330; manufactured by Cabot Corporation) 0.3% by mass
(Number average particle diameter of primary particles: 25 nm, nitrogen adsorption specific surface area: 94 m 2 /g, DBP oil absorption: 75 ml/100 g)
The above materials were placed in a paint shaker and dispersed for 1 hour using zirconia beads having a diameter of 0.5 mm. The resulting dispersion was filtered through a 5.0 μm membrane filter to obtain a coating resin solution.
(磁性キャリアの製造例)
常温で維持されている真空脱気型ニーダーに、被覆樹脂溶液及び磁性コア粒子を投入した(被覆樹脂溶液の投入量は、磁性コア粒子100部に対して、樹脂成分として2.5部)。
投入後、回転速度30rpmで15分間撹拌し、溶媒が一定以上(80%)揮発した後、減圧混合しながら80℃まで昇温し、2時間かけてトルエンを留去した後に冷却した。
得られた磁性キャリアを、磁力選鉱により低磁力品を分別し、開口70μmの篩を通した後、風力分級器で分級し、体積分布基準の50%粒径が38.2μmの磁性キャリアを得た。
(Magnetic Carrier Manufacturing Example)
The coating resin solution and magnetic core particles were charged into a vacuum degassing kneader maintained at room temperature (the amount of the coating resin solution charged was 2.5 parts as the resin component per 100 parts of the magnetic core particles).
After the addition, the mixture was stirred at a rotation speed of 30 rpm for 15 minutes. After a certain amount of the solvent had evaporated (80%), the mixture was heated to 80° C. while mixing under reduced pressure, and the toluene was distilled off over 2 hours, after which the mixture was cooled.
The obtained magnetic carrier was subjected to magnetic separation to separate out low magnetic particles, which were passed through a sieve with 70 μm openings and then classified by an air classifier to obtain magnetic carrier particles having a 50% particle size based on volume distribution of 38.2 μm.
<現像剤1の製造例>
トナー1と磁性キャリアを、磁性キャリア90部に対して、トナー1が10部になるように、V型混合機(V-10型:株式会社徳寿製作所)を用いて、0.5s-1、回転時間5minの条件で混合して現像剤1を調製した。
得られた現像剤1を用いて以下の評価を行った。
<Production Example of Developer 1>
Toner 1 and the magnetic carrier were mixed in a V-type mixer (V-10 type: Tokuju Seisakusho Co., Ltd.) at 0.5 s −1 and a rotation time of 5 min so that 10 parts of toner 1 was used per 90 parts of magnetic carrier, to prepare developer 1.
The resulting developer 1 was used for the following evaluations.
<離型性(定着部材への紙の貼りつき)の評価>
画像形成装置として、キヤノン製デジタル商業印刷用プリンターimageRUNNE
R ADVANCE C5051を用い、定着温度、プロセススピードを自由に設定できるように改造した。この改造機のシアン位置の現像器に現像剤1を入れ、静電潜像担持体または、紙上のトナーの載り量が所望になるように現像剤担持体の直流電圧VDC、静電潜像担持体の帯電電圧VD、レーザーパワーを調整し、後述の評価を行った。
紙:CS-680(68.0g/m2)
(キヤノンマーケティングジャパン株式会社より販売)
紙上のトナーの載り量:1.20mg/cm2
評価画像:上記A4用紙の先端余白5mmの位置に2cm×29cmの画像を配置
定着試験環境:高温高湿環境:温度30℃/湿度80%RH(以下「H/H」)
プロセススピードを450mm/secに設定し、定着温調を調節して定着画像を出力し、定着時に巻き付きが起こるかを目視で観測し、巻き付きが見られない上限の温度を定着分離可能温度とした。定着分離可能温度について、以下の基準で評価した。
(評価基準)
A:定着分離可能温度が130℃以上。
B:定着分離可能温度が130℃より低く125℃以上。
C:定着分離可能温度が125℃より低く120℃以上。
D:定着分離可能温度が120℃より低い。
<Evaluation of releasability (sticking of paper to fixing member)>
The image forming device is a Canon imageRUNNE digital commercial printing printer.
A R ADVANCE C5051 was used and modified so that the fixing temperature and process speed could be freely set. Developer 1 was placed in the developing unit at the cyan position of this modified machine, and the DC voltage VDC of the developer carrier, the charging voltage VD of the electrostatic latent image carrier, and the laser power were adjusted so that the amount of toner carried on the electrostatic latent image carrier or paper was desired, and the evaluation described below was performed.
Paper: CS-680 (68.0g/m 2 )
(Sold by Canon Marketing Japan Inc.)
Toner loading on paper: 1.20 mg/ cm2
Evaluation image: A 2 cm x 29 cm image is placed at the 5 mm leading edge margin of the A4 paper. Fixing test environment: High temperature and high humidity environment: temperature 30°C/humidity 80% RH (hereinafter referred to as "H/H").
The process speed was set to 450 mm/sec, the fixing temperature was adjusted to output a fixed image, and visual observation was made to see whether wrapping occurred during fixing. The upper limit temperature at which wrapping was not observed was determined as the fixation separation temperature. The fixation separation temperature was evaluated according to the following criteria.
(Evaluation Criteria)
A: The fixing and separating temperature is 130° C. or higher.
B: The fixing/separating temperature is lower than 130° C. and is 125° C. or higher.
C: Fixing and separation temperature is lower than 125°C and 120°C or higher.
D: The fixing/separating temperature is lower than 120°C.
<耐折り曲げ性>
定着可能下限温度から20℃高い温度を定着適正温度として設定し、カラー複写機・プリンター用普通紙 GF-C209(A4 209g/cm2)(キヤノンマーケティングジャパン(株)より販売)上に、A4片面にトナー載り量が0.90mg/cm2のベタ画像形成し、ベタ画像が形成された記録紙を十字に折り曲げた。
折り曲げた画像部を4.9kPaの荷重をかけたシルボン紙で5往復摺擦し、画像の剥れ部分の面積率を算出する事により折り曲げ性の評価を行った。
(評価基準)
A:剥れ部の面積率が5%未満
B:剥れ部の面積率が5%以上10%未満
C:剥れ部の面積率が10%以上20%未満
D:剥れ部の面積率が20%以上
<Bending resistance>
A temperature 20°C higher than the lowest fixable temperature was set as the optimum fixing temperature, and a solid image with a toner loading of 0.90 mg/ cm2 was formed on one side of plain paper for color copiers and printers GF-C209 (A4 209 g/ cm2 ) (sold by Canon Marketing Japan Inc.), A4, and the recording paper with the solid image formed was folded crosswise.
The folded image area was rubbed back and forth five times with Silbon paper under a load of 4.9 kPa, and the area ratio of the peeled image area was calculated to evaluate the foldability.
(Evaluation Criteria)
A: The area ratio of the peeled portion is less than 5%. B: The area ratio of the peeled portion is 5% or more and less than 10%. C: The area ratio of the peeled portion is 10% or more and less than 20%. D: The area ratio of the peeled portion is 20% or more.
<低温定着性の評価>
画像形成装置として、キヤノン製デジタル商業印刷用プリンターimageRUNNER ADVANCE C5051を用い、定着温度、プロセススピードを自由に設定できるように改造した。この改造機のシアン位置の現像器に現像剤1を入れ、静電潜像担持体または、紙上のトナーの載り量が所望になるように現像剤担持体の直流電圧VDC、静電潜像担持体の帯電電圧VD、レーザーパワーを調整し、後述の評価を行った。
紙:CS-680(68.0g/m2)
(キヤノンマーケティングジャパン株式会社より販売)
紙上のトナーの載り量:0.90mg/cm2
評価画像:上記A4用紙の中心に10cm2の画像を配置
定着試験環境:低温低湿環境:温度15℃/湿度10%RH(以下「L/L」)
プロセススピードを450mm/secに設定し、定着温度を調節して定着画像を出力し、定着画像の様子を目視にて評価した。
(評価基準)
A:115℃以下の温度領域で定着が可能。
B:115℃より高く120℃以下の温度領域で定着が可能。
C:120℃より高く125℃以下の温度領域で定着が可能。
D:125℃より高い温度領域にしか定着可能領域がない。
<Evaluation of low temperature fixability>
As an image forming apparatus, a Canon digital commercial printing printer imageRUNNER ADVANCE C5051 was used, which was modified so that the fixing temperature and process speed could be freely set. Developer 1 was placed in the developer unit at the cyan position of this modified machine, and the DC voltage VDC of the developer carrier, the charging voltage VD of the electrostatic latent image carrier, and the laser power were adjusted so that the amount of toner on the electrostatic latent image carrier or paper was desired, and the evaluation described below was performed.
Paper: CS-680 (68.0g/m 2 )
(Sold by Canon Marketing Japan Inc.)
Toner loading on paper: 0.90 mg/ cm2
Evaluation image: 10 cm2 image placed in the center of the above A4 paper Fixing test environment: Low temperature and low humidity environment: temperature 15°C/
The process speed was set to 450 mm/sec, and the fixing temperature was adjusted to output a fixed image, and the state of the fixed image was visually evaluated.
(Evaluation Criteria)
A: Fixing is possible in a temperature range of 115° C. or less.
B: Fixing is possible in a temperature range of 115°C or higher and 120°C or lower.
C: Fixing is possible in a temperature range of 120°C or higher and 125°C or lower.
D: Fixable only in the temperature range above 125°C.
以上の各評価項目において、現像剤1は全てA判定であった。
<実施例2~7>
(トナー2~7の製造例)
結着樹脂種と結晶性ポリエステル樹脂量を変更し、また、シリコーン部位の量X1、比率Yが表1のようになるように、トナーの熱処理条件を変更した以外は、トナー1の製造例と同様にして、トナー2~7を得た。
なお、熱処理の条件は、以下のように変更した
トナー2においては、熱風温度を178℃とした。トナー3及び4においては、熱風温度を175℃、トナー5及び6においては、熱風温度を170℃、トナー7においては熱風温度を170℃とした。その他の熱処理条件についてはトナー1の熱処理条件と同様にした。
In each of the above evaluation items, developer 1 was rated A in all cases.
<Examples 2 to 7>
(Production Examples of
The heat treatment conditions were changed as follows: for
なお、トナー1及び2は、トナー粒子表面からの深さ10nm~30nmにおいても常に比率Yの減少率が50%以上であった。
また、トナー3及び4は、トナー粒子表面からの深さ20nm~30nmにおいても常に比率Yの減少率が50%以上であった。
In the case of
Further, in the case of
(現像剤2~7の製造例)
表2の通り、各トナーを用いて、現像剤1の製造例と同様にして、現像剤2~7を得た。
さらに、現像剤1と同様にこれらの評価を行った。各評価結果を表2に示す。
(Production Examples of
As shown in Table 2, using each toner, in the same manner as in the production example of developer 1,
Furthermore, these evaluations were carried out in the same manner as for Developer 1. The results of the evaluations are shown in Table 2.
<比較例1~2>
(トナー8、9の製造例)
結着樹脂種を表3のとおりに変更し、シリコーン部位の量X1及び比率Yが表3のようになるように、トナーの熱処理条件を変更した以外は、トナー1の製造例と同様にして、トナー8、9を得た。
なお、熱処理の条件は、以下のように変更した
トナー8及び9においては、熱風温度を160℃とし、その他の熱処理条件についてはトナー1の熱処理条件と同様にした。
<Comparative Examples 1 and 2>
(Production Examples of Toners 8 and 9)
The heat treatment conditions were changed as follows: For
(現像剤8,9の製造例)
表4のとおり、各トナーを用いて、現像剤1の製造例と同様にして、現像剤8、9を得た。
さらに、現像剤1と同様にこれらの評価を行った。評価結果を表4に示す。
比較例1ではトナー表面に対するトナー内部のシリコーン部位の量の減少率が小さいため、トナーの内部凝集力低下により耐折り曲げ性がDランクとなった。比較例2では式(
1)で表される構造を有するポリエステル樹脂Aを用いていないため、離型性がDランクとなった。
(Production Examples of Developers 8 and 9)
As shown in Table 4, using each toner, in the same manner as in the production example of developer 1,
Furthermore, these evaluations were carried out in the same manner as for developer 1. The evaluation results are shown in Table 4.
In Comparative Example 1, the rate of decrease in the amount of silicone moieties inside the toner relative to the toner surface was small, and the internal cohesive force of the toner was reduced, resulting in the folding resistance being ranked D.
Since the polyester resin A having the structure represented by 1) was not used, the releasability was rated as D rank.
Claims (9)
該結着樹脂は、50質量%以上のポリエステル樹脂を含有し、
該ポリエステル樹脂は、下記式(1)で表される構造を有するポリエステル樹脂Aを含有し、
X線光電子分光装置を用いた該トナー粒子の分析において、該式(1)で表される構造を有するポリエステル樹脂Aの該式(1)で表される構造中の-(Si(RX)2O)n-Si(RX)2-で表されるシリコーン部位に帰属されるケイ素原子数の、計測された全原子数に対する割合(ケイ素原子数/全原子数×100)をXとし、該トナー粒子の表面における該Xの値をX1、該トナー粒子の表面から深さ30nmの位置における該Xの値をX2とし、
X線光電子分光装置を用いた該トナー粒子の分析において、該ポリエステル樹脂のエステル結合に帰属される炭素原子数の、計測された全原子数に対する割合(炭素原子数/全原子数×100)をZとし、該トナー粒子の表面における該Zの値をZ1、該トナー粒子の表面から深さ30nmの位置における該Zの値をZ2としたとき、
該X1が、0.5原子%以上20.0原子%以下であり、
下記式(2)で表されるY1及び下記式(3)で表されるY2が、下記式(4)を満たすことを特徴とするトナー。
式(1)中、RXは、それぞれ独立して水素原子、メチル基又はフェニル基を表し、
Aは、ポリエステル部位を表し、
Bは、ポリエステル部位、又は、-R20OH、-R20COOH、
、及び-R20NH2からなる群から選択されるいずれかの官能基を表し、R20は、単結合又は炭素数1~4のアルキレン基を表し、
平均繰り返し数nは10~80である。
Y1=X1/Z1 (2)
Y2=X2/Z2 (3)
(Y1-Y2)/Y1≧0.50 (4) A toner having toner particles containing a binder resin,
The binder resin contains 50% by mass or more of a polyester resin,
The polyester resin contains a polyester resin A having a structure represented by the following formula (1):
In an analysis of the toner particles using an X-ray photoelectron spectrometer, the ratio (number of silicon atoms/total number of atoms×100) of the number of silicon atoms belonging to the silicone moiety represented by —(Si(R X ) 2 O) n —Si(R X ) 2 — in the structure represented by formula (1) of polyester resin A having a structure represented by formula (1) to the total number of atoms measured is defined as X, the value of X on the surface of the toner particles is defined as X1, and the value of X at a position 30 nm deep from the surface of the toner particles is defined as X2,
In an analysis of the toner particles using an X-ray photoelectron spectrometer, when the ratio of the number of carbon atoms belonging to ester bonds of the polyester resin to the measured total number of atoms (number of carbon atoms/total number of atoms×100) is taken as Z, the value of Z on the surface of the toner particle is taken as Z1, and the value of Z at a position 30 nm deep from the surface of the toner particle is taken as Z2,
X1 is 0.5 atomic % or more and 20.0 atomic % or less,
A toner, wherein Y1 represented by the following formula (2) and Y2 represented by the following formula (3) satisfy the following formula (4).
In formula (1), R and X each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, or a phenyl group;
A represents a polyester moiety;
B is a polyester moiety, or -R 20 OH, -R 20 COOH,
and -R 20 NH 2 , where R 20 represents a single bond or an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms;
The average number of repetitions n is 10-80.
Y1=X1/Z1 (2)
Y2=X2/Z2 (3)
(Y1-Y2)/Y1≧0.50 (4)
(Y1-Y3)/Y1≧0.50
を満たす請求項1~3のいずれか一項に記載のトナー。 When the value of X at a position 20 nm deep from the surface of the toner particle is X3 and the value of Z at a position 20 nm deep from the surface of the toner particle is Z3, Y3 expressed by X3/Z3 and Y1 are expressed as follows:
(Y1-Y3)/Y1≧0.50
4. The toner according to claim 1, which satisfies the above condition.
(Y1-Y4)/Y1≧0.50
を満たす請求項1~4のいずれか一項に記載のトナー。 When the value of X at a position 10 nm deep from the surface of the toner particle is X4 and the value of Z at a position 10 nm deep from the surface of the toner particle is Z4, Y4 expressed by X4/Z4 and the above-mentioned Y1 are expressed as follows:
(Y1-Y4)/Y1≧0.50
5. The toner according to claim 1, which satisfies the above condition.
該ポリエステル部位は、非晶性ポリエステル樹脂である請求項1~8のいずれか一項に記載のトナー。 The polyester resin A having the structure represented by the formula (1) has the silicone moiety and the polyester moiety,
9. The toner according to claim 1, wherein the polyester portion is an amorphous polyester resin.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US17/210,974 US12099326B2 (en) | 2020-03-31 | 2021-03-24 | Toner |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020063373 | 2020-03-31 | ||
| JP2020063373 | 2020-03-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021162852A JP2021162852A (en) | 2021-10-11 |
| JP7631032B2 true JP7631032B2 (en) | 2025-02-18 |
Family
ID=78003304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021032708A Active JP7631032B2 (en) | 2020-03-31 | 2021-03-02 | toner |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7631032B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7833990B2 (en) * | 2022-08-12 | 2026-03-23 | 花王株式会社 | Toner binder resin composition |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002012657A (en) | 2000-06-30 | 2002-01-15 | Kao Corp | Composite polyester resin |
| JP2012242448A (en) | 2011-05-16 | 2012-12-10 | Ricoh Co Ltd | Resin for toner, toner, developer, and image forming apparatus |
| JP2013205579A (en) | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Konica Minolta Inc | Toner for electrostatic charge image development |
| JP2018017858A (en) | 2016-07-27 | 2018-02-01 | キヤノン株式会社 | Toner and toner manufacturing method |
-
2021
- 2021-03-02 JP JP2021032708A patent/JP7631032B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002012657A (en) | 2000-06-30 | 2002-01-15 | Kao Corp | Composite polyester resin |
| JP2012242448A (en) | 2011-05-16 | 2012-12-10 | Ricoh Co Ltd | Resin for toner, toner, developer, and image forming apparatus |
| JP2013205579A (en) | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Konica Minolta Inc | Toner for electrostatic charge image development |
| JP2018017858A (en) | 2016-07-27 | 2018-02-01 | キヤノン株式会社 | Toner and toner manufacturing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2021162852A (en) | 2021-10-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US12099326B2 (en) | Toner | |
| JP7642340B2 (en) | toner | |
| JP6914741B2 (en) | Toner and image formation method | |
| JP6921678B2 (en) | Toner manufacturing method and polymer | |
| JP6410859B2 (en) | Toner, toner production method and two-component developer | |
| US11249410B2 (en) | Toner | |
| JP6532315B2 (en) | toner | |
| JP2021032981A (en) | toner | |
| JP4742936B2 (en) | Toner for developing electrostatic image and method for producing the same | |
| US20230408943A1 (en) | Toner, toner production method, and two-componentdeveloper | |
| JP7631032B2 (en) | toner | |
| JP6385087B2 (en) | Toner production method | |
| JP6779623B2 (en) | Toner and toner manufacturing method | |
| JP7353967B2 (en) | Two-component developer | |
| JP6786281B2 (en) | Toner and toner manufacturing method | |
| JP7493990B2 (en) | toner | |
| JP7451166B2 (en) | toner | |
| JP2017097307A (en) | toner | |
| JP7830224B2 (en) | toner | |
| JP7458764B2 (en) | toner | |
| JP2021107853A (en) | Two-component developer | |
| JP7604272B2 (en) | toner | |
| JP2020027276A (en) | toner | |
| JP7574060B2 (en) | toner | |
| JP7318482B2 (en) | toner |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240227 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20241107 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250107 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250205 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7631032 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |