JP7693307B2 - Method for producing external additive particles - Google Patents
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Description
本発明は、外添剤粒子及びその製造方法、並びにトナーに関する。 The present invention relates to external additive particles, a method for producing the same, and a toner.
近年、電子写真法を用いた画像形成装置には、更なる高速化、高画質化が要求されている。これらの要求に伴い、現像装置内での摺擦に長時間耐える耐ストレス性を持ち、且つ高速の印字においても高画質を得るため、優れた流動性・現像性を有するトナーが検討されている。 In recent years, there has been a demand for faster speeds and higher image quality in image forming devices that use electrophotography. In response to these demands, toners that have the stress resistance to withstand long periods of friction in the developing device and have excellent fluidity and developability to obtain high image quality even in high-speed printing are being studied.
特許文献1では、トナー用添加剤として有機ポリマー骨格とポリシロキサン骨格を有する有機質-無機質複合体粒子の製造方法が開示されている。該トナー用添加剤をトナーに含有させることにより、トナーの転写特性等が向上することが開示されている。 Patent Document 1 discloses a method for producing organic-inorganic composite particles having an organic polymer skeleton and a polysiloxane skeleton as a toner additive. It discloses that the inclusion of the toner additive in the toner improves the transfer properties of the toner.
特許文献1に記載の方法で製造された粒子が外添されたトナーについて本発明者らが検討した結果、トナーの流動性についてより一層の改善が必要であることを認識した。 As a result of the inventors' investigation of a toner to which particles produced by the method described in Patent Document 1 have been externally added, they have recognized that further improvement in the fluidity of the toner is required.
本発明の一態様は、優れた流動性を有し得るとともに、連続した画像出力を行った場合においても流動性が変化しにくいトナーを与える外添剤粒子及びその製造方法の提供に向けたものである。 One aspect of the present invention is to provide additive particles and a method for producing the same that provide a toner that has excellent fluidity and is less likely to change in fluidity even when continuous image output is performed.
また、本発明の他の態様は、優れた流動性を有し得るとともに、連続した画像出力を行った場合においても流動性が変化しにくいトナーの提供に向けたものである。 Another aspect of the present invention is to provide a toner that has excellent fluidity and is less likely to change in fluidity even when continuous image output is performed.
本発明の一態様によれば、ポリマーを含む外添剤粒子の製造方法であって、
前記製造方法が、
6.0≦pH≦8.0の条件下において、カルボキシ基を有するラジカル重合開始剤を用いて、下記式(3)で示される化合物を含有するモノマー原料のラジカル重合反応を行うラジカル重合工程、及び
前記ラジカル重合工程の後、下記式(3)中の加水分解性基Xの、加水分解反応及び重縮合反応を行い、ポリマーを含む粒子を得る縮合工程、
を含む外添剤粒子の製造方法が提供される。
According to one aspect of the present invention, there is provided a method for producing an external additive particle containing a polymer, comprising the steps of:
The manufacturing method comprises:
a radical polymerization step of carrying out a radical polymerization reaction of a monomer raw material containing a compound represented by the following formula (3) using a radical polymerization initiator having a carboxy group under a condition of 6.0≦pH≦8.0; and a condensation step of carrying out a hydrolysis reaction and a polycondensation reaction of the hydrolyzable group X in the following formula (3) after the radical polymerization step to obtain particles containing a polymer.
A method for producing an external additive particle is provided.
R6
mSiX4-m ・・・ (3)
(式(3)中、Xは加水分解性基であり、mは1~3の整数であり、R6はそれぞれ独立して炭素数1~20の有機基であり、R6のうち少なくとも1つがラジカル重合性基である。)
また、本発明の他の態様によれば、ポリマーを含む外添剤粒子の製造方法であって、
前記製造方法が、
6.0≦pH≦8.0の条件下において、ラジカル重合性カルボン酸及びラジカル重合性カルボン酸塩の少なくとも一方、並びに、下記式(3)で示される化合物、を含有するモノマー原料のラジカル重合反応を行うラジカル重合工程、
前記ラジカル重合工程の後、下記式(3)中の加水分解性基Xの、加水分解反応及び重縮合反応を行い、ポリマーを含む粒子を得る縮合工程、
を含む外添剤粒子の製造方法が提供される。
R 6 m SiX 4-m ... (3)
(In formula (3), X is a hydrolyzable group, m is an integer of 1 to 3, each R 6 is independently an organic group having 1 to 20 carbon atoms, and at least one of R 6 is a radical polymerizable group.)
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for producing an external additive particle containing a polymer, comprising the steps of:
The manufacturing method comprises:
a radical polymerization step of carrying out a radical polymerization reaction of a monomer raw material containing at least one of a radical polymerizable carboxylic acid and a radical polymerizable carboxylate, and a compound represented by the following formula (3), under a condition of 6.0≦pH≦8.0;
a condensation step in which, after the radical polymerization step, a hydrolysis reaction and a polycondensation reaction of the hydrolyzable group X in the following formula (3) are carried out to obtain particles containing a polymer;
A method for producing an external additive particle is provided.
R6
mSiX4-m ・・・ (3)
(式(3)中、Xは加水分解性基であり、mは1~3の整数であり、R6はそれぞれ独立して炭素数1~20の有機基であり、R6のうち少なくとも1つがラジカル重合性基である。)
R 6 m SiX 4-m ... (3)
(In formula (3), X is a hydrolyzable group, m is an integer of 1 to 3, each R 6 is independently an organic group having 1 to 20 carbon atoms, and at least one of R 6 is a radical polymerizable group.)
本発明の一態様によれば、優れた流動性を有し得るとともに、連続した画像出力を行った場合においても、優れた流動維持性を維持し得るトナーを与える外添剤粒子を得ることができる。また、本発明の他の態様によれば、連続した画像出力を行った場合においても、優れた流動維持性を維持し得るトナーを得ることができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to obtain external additive particles that provide a toner that has excellent fluidity and can maintain excellent fluidity even when continuous image output is performed. According to another aspect of the present invention, it is possible to obtain a toner that can maintain excellent fluidity even when continuous image output is performed.
数値範囲を表す「○○以上××以下」や「○○~××」の記載は、特に断りのない限り、端点である下限及び上限を含む数値範囲を意味する。数値範囲が段階的に記載されている場合、各数値範囲の上限及び下限は任意に組み合わせることができる。 When a numerical range is expressed as "xx or more and xx or less" or "xx to xx", it means that the numerical range includes the upper and lower limits, which are the endpoints, unless otherwise specified. When a numerical range is stated in stages, the upper and lower limits of each numerical range can be combined in any way.
<発明に至った経緯>
特許文献1に係る製造方法で製造された粒子を外添したトナーの流動性についてより一層の改善が必要である理由を本発明者らは以下のように考えている。
<Background to the invention>
The present inventors consider the reason why further improvement in the fluidity of the toner to which the particles produced by the production method disclosed in Patent Document 1 are externally added is necessary as follows.
特許文献1に係る製造方法で製造された粒子を外添したトナーは流動性が十分でない場合があることを発見した。該製造方法においては、ケイ素に結合した加水分解性基の加水分解及び重縮合を行った後にビニル基の重合を行うため、主骨格がポリシロキサン骨格である粒子が形成されると考えられる。粒子の主骨格が無機の骨格であるため、トナー粒子への付着力が十分でない場合があり、該粒子がトナー粒子の表面から離れやすくなることが、トナーの流動性低下の一因であると本発明者らは考えている。 The inventors have discovered that toners to which particles produced by the production method of Patent Document 1 are added may not have sufficient fluidity. In this production method, the hydrolysis and polycondensation of hydrolyzable groups bonded to silicon are carried out, followed by polymerization of vinyl groups, which is thought to result in the formation of particles whose main skeleton is a polysiloxane skeleton. Since the main skeleton of the particles is an inorganic skeleton, the adhesion to toner particles may not be sufficient, and the particles tend to separate from the surface of the toner particles, which the inventors believe is one of the causes of the reduced fluidity of the toner.
そこで本発明者らは、ビニル重合を行った後に、加水分解及び重縮合を行う製造方法によって得られる、主骨格がビニル重合体の分子鎖である粒子を検討したところ、該粒子がトナー粒子から離れにくくなり、トナーの流動性について一定の改善が見られた。しかしながら、連続した画像出力を行った場合におけるトナーの流動性の経時的な変化、即ちトナーの流動維持性については、更なる改善の余地があった。 The inventors therefore investigated particles whose main skeleton is a vinyl polymer molecular chain, which are obtained by a manufacturing method in which hydrolysis and polycondensation are carried out after vinyl polymerization. The particles were less likely to separate from the toner particles, and a certain degree of improvement in toner fluidity was observed. However, there was room for further improvement in the change in toner fluidity over time when continuous image output is performed, i.e., the ability to maintain toner fluidity.
上記の考察に基づき本発明者らが鋭意検討した結果、上記の構成要件を有する製造方法により製造される外添剤粒子を外添したトナーは、優れた流動性を有し得るとともに、優れた流動維持性を有し得るトナーが得られやすいことを見出した。以下に、効果発現の推測メカニズム、及びそれぞれの構成要件について詳細に説明する。 As a result of intensive research conducted by the inventors based on the above considerations, it was found that a toner to which external additive particles are added, which is manufactured by a manufacturing method having the above-mentioned constituent elements, can have excellent fluidity and is easy to obtain a toner that can maintain excellent fluidity. The estimated mechanism of the effect and each of the constituent elements will be explained in detail below.
<本発明の効果が発現する推測メカニズム>
式(3)で示される化合物を含有するモノマー原料を用いて、ラジカル重合を行った後、加水分解及び重縮合を行うことで、ビニル系重合体の分子鎖が主骨格のポリマーが得られ、且つ該分子鎖がシロキサン結合を介して結合した構造が該ポリマーに含有される。
<Presumed mechanism by which the effects of the present invention are manifested>
By carrying out radical polymerization using a monomer raw material containing the compound represented by formula (3), followed by hydrolysis and polycondensation, a polymer having a molecular chain of a vinyl polymer as the main skeleton is obtained, and the polymer contains a structure in which the molecular chain is bonded via a siloxane bond.
ポリマーの主骨格がビニル系重合体の分子鎖であることで、トナー粒子への付着力が大きくなりやすい。また、ビニル系重合体の分子鎖がシロキサン結合を介して結合した構造を有することで、外添剤粒子の機械的強度が大きくなりやすく、塑性変形が生じにくくなると考えられる。 When the main skeleton of the polymer is a vinyl polymer molecular chain, the adhesive force to the toner particles tends to be strong. In addition, when the vinyl polymer molecular chain has a structure bonded via siloxane bonds, the mechanical strength of the external additive particles tends to be strong, and it is believed that plastic deformation is less likely to occur.
その結果、上記ポリマーを含む外添剤粒子は、トナー粒子から離れにくく、塑性変形が生じにくくなると考えられるため、優れた流動性を有するトナーが得られやすい。 As a result, it is believed that the external additive particles containing the above polymer are less likely to separate from the toner particles and are less likely to undergo plastic deformation, making it easier to obtain a toner with excellent fluidity.
また、本発明に係る外添剤粒子の製造方法において、下記の(i)及び(ii)の少なくとも一方により、製造される外添剤粒子の表面領域にカルボキシ基が含有されると考えられる。
(i)ラジカル重合工程においてカルボキシ基を有するラジカル重合開始剤を用いる。
(ii)モノマー原料として、ラジカル重合性カルボン酸及びラジカル重合性カルボン酸塩の少なくとも一方を用いる。
In addition, in the method for producing external additive particles according to the present invention, it is believed that carboxy groups are contained in the surface regions of the produced external additive particles by at least one of the following (i) and (ii).
(i) In the radical polymerization step, a radical polymerization initiator having a carboxy group is used.
(ii) At least one of a radically polymerizable carboxylic acid and a radically polymerizable carboxylate is used as a monomer raw material.
外添剤粒子の表面領域にカルボキシ基が含有されることで、トナー粒子表面に存在する静電相互作用が可能な部分と強く相互作用しやすくなり、トナー粒子の表面から外添剤粒子がより離れにくくなると本発明者らは推測している。その結果、連続した画像出力を行った場合においても、優れた流動維持性を有し得るトナーが得られやすくなる。 The present inventors speculate that by including carboxyl groups in the surface region of the external additive particles, they are more likely to interact strongly with the areas on the toner particle surface that are capable of electrostatic interaction, making it more difficult for the external additive particles to separate from the surface of the toner particles. As a result, it becomes easier to obtain a toner that can maintain excellent fluidity even when continuous image output is performed.
<外添剤粒子の製造方法>
本発明に係る外添剤粒子の製造方法は、ラジカル重合性基と、加水分解及び重縮合によりシロキサン結合を形成する加水分解性基と、の両方を含む、下記式(3)で示される化合物を用いてラジカル重合反応を行い、その後、加水分解反応及び重縮合反応を行う。
<Method of manufacturing external additive particles>
The method for producing external additive particles according to the present invention involves carrying out a radical polymerization reaction using a compound represented by the following formula (3), which contains both a radically polymerizable group and a hydrolyzable group that forms a siloxane bond by hydrolysis and polycondensation, and then carrying out a hydrolysis reaction and a polycondensation reaction.
R6
mSiX4-m ・・・ (3)
(式(3)中、Xは加水分解性基であり、mは1~3の整数であり、R6はそれぞれ独立して炭素数1~20の有機基であり、R6のうち少なくとも1つがラジカル重合性基である。)
加水分解及び重縮合を行う前に、中性条件下でラジカル重合反応を行うことで、ビニル系重合体の分子鎖が主骨格であるポリマーが得られる。また、該ラジカル重合反応によってビニル系重合体の分子鎖が形成された後に、加水分解及び重縮合を行うことで、ビニル系重合体の分子鎖がシロキサン結合を介して結合した構造を有するポリマーが得られる。また、加水分解反応及び重縮合反応を後に行うことで、水分子との相互作用が生じやすいカルボキシ基が外添剤粒子の表面領域に含有されやすくなると考えられる。
R 6 m SiX 4-m ... (3)
(In formula (3), X is a hydrolyzable group, m is an integer of 1 to 3, each R 6 is independently an organic group having 1 to 20 carbon atoms, and at least one of R 6 is a radical polymerizable group.)
Before carrying out hydrolysis and polycondensation, a radical polymerization reaction is carried out under neutral conditions to obtain a polymer having a vinyl polymer molecular chain as the main skeleton. After the vinyl polymer molecular chain is formed by the radical polymerization reaction, hydrolysis and polycondensation are carried out to obtain a polymer having a structure in which the vinyl polymer molecular chain is bonded via a siloxane bond. It is also considered that carrying out the hydrolysis reaction and polycondensation reaction later makes it easier for the carboxyl group, which is likely to interact with water molecules, to be contained in the surface region of the external additive particles.
上記の加水分解性基の例としては、たとえば、上記の化合物の加水分解後にヒドロキシ基に変換される官能基、又はヒドロキシ基が挙げられる。 Examples of the hydrolyzable group include, for example, a functional group that is converted to a hydroxy group after hydrolysis of the compound, or a hydroxy group.
また、ラジカル重合性基とは、構造中にラジカル反応性の二重結合を有する置換基を意味する。上記式(3)中のR6としては、炭素数1~15の有機基であることがより好ましく、さらに好ましくは、R6は炭素数1~10の有機基である。 The radical polymerizable group means a substituent having a radically reactive double bond in the structure. R 6 in the above formula (3) is more preferably an organic group having 1 to 15 carbon atoms , and even more preferably an organic group having 1 to 10 carbon atoms.
ここで、ラジカル重合開始剤として、カルボキシ基を有するラジカル重合開始剤を用いることで、外添剤粒子の表面領域にカルボキシ基を含有させられるため好ましい。該ラジカル重合開始剤は、アゾ化合物であることが好ましい。 Here, it is preferable to use a radical polymerization initiator having a carboxy group as the radical polymerization initiator, since the carboxy group can be contained in the surface region of the external additive particles. The radical polymerization initiator is preferably an azo compound.
カルボキシ基を有するラジカル重合開始剤の好適例として、下記式(2)で表される化合物が挙げられる。下記式(2)で示されるラジカル重合開始剤として用いられる化合物としては、例えば、2,2′-アゾビス[N-(2-カルボキシエチル)-2-メチルプロピオンアミジン]などが挙げられる。 A suitable example of a radical polymerization initiator having a carboxy group is a compound represented by the following formula (2). An example of a compound used as a radical polymerization initiator represented by the following formula (2) is 2,2'-azobis[N-(2-carboxyethyl)-2-methylpropionamidine].
(式(2)中、R5は、炭素数1~12のアルキレン基である。)
また、上記のラジカル重合開始剤を用いること以外に、外添剤粒子の表面領域にカルボキシ基を含有させる方法として、ラジカル重合性カルボン酸及びラジカル重合性カルボン酸塩の少なくとも一方をモノマー原料に含有させることが挙げられる。
(In formula (2), R 5 is an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms.)
In addition to using the above-mentioned radical polymerization initiator, a method for incorporating a carboxy group in the surface region of the external additive particles may be to incorporate at least one of a radically polymerizable carboxylic acid and a radically polymerizable carboxylate into the monomer raw material.
ラジカル重合性カルボン酸塩としては、例えば以下のものが挙げられる。4-ビニル安息香酸ナトリウム、4-ビニル安息香酸カリウム、4-ビニル安息香酸リチウム、4-ビニル安息香酸マグネシウム、4-ビニル安息香酸カルシウム、4-ビニル安息香酸アンモニウム、(メタ)アクリル酸ナトリウム、(メタ)アクリル酸カリウム、(メタ)アクリル酸リチウム、(メタ)アクリル酸マグネシウム、(メタ)アクリル酸カルシウム、(メタ)アクリル酸アンモニウムなど。これらラジカル重合性カルボン酸塩は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of radically polymerizable carboxylates include the following: sodium 4-vinylbenzoate, potassium 4-vinylbenzoate, lithium 4-vinylbenzoate, magnesium 4-vinylbenzoate, calcium 4-vinylbenzoate, ammonium 4-vinylbenzoate, sodium (meth)acrylate, potassium (meth)acrylate, lithium (meth)acrylate, magnesium (meth)acrylate, calcium (meth)acrylate, ammonium (meth)acrylate, etc. These radically polymerizable carboxylates may be used alone or in combination of two or more.
ラジカル重合性カルボン酸としては、4-ビニル安息香酸、(メタ)アクリル酸などが挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Radically polymerizable carboxylic acids include 4-vinylbenzoic acid and (meth)acrylic acid. These may be used alone or in combination of two or more.
トナーの流動維持性の観点から、上記のラジカル重合性カルボン酸及びラジカル重合性カルボン酸塩の合計質量は、モノマー原料の合計質量に対して、0.4~7.0質量%であることが好ましい。より好ましくは、0.6~5.0質量%であり、さらに好ましくは、0.6~2.0質量%である。 From the viewpoint of maintaining the flowability of the toner, the total mass of the radically polymerizable carboxylic acid and the radically polymerizable carboxylate is preferably 0.4 to 7.0% by mass, more preferably 0.6 to 5.0% by mass, and even more preferably 0.6 to 2.0% by mass, based on the total mass of the monomer raw materials.
<ラジカル重合反応>
ラジカル重合反応の方法としては、乳化重合法であることが好ましい。乳化重合法は、水等の媒体と、媒体に難溶なモノマーと、乳化剤(界面活性剤)又はイオン性コモノマーとを混合し、そこに上記媒体に溶解可能な重合開始剤を加えて行う重合法である。また、上記の乳化重合法は、界面活性剤を用いずに重合を行う、ソープフリー乳化重合法であることが好ましい。ソープフリー乳化重合法であることで界面活性剤が外添剤粒子の表面に残留せず、トナー粒子と外添剤粒子の親和性を制御しやすいためであると本発明者らは考えている。
<Radical Polymerization Reaction>
The radical polymerization reaction method is preferably an emulsion polymerization method. The emulsion polymerization method is a polymerization method in which a medium such as water, a monomer that is poorly soluble in the medium, and an emulsifier (surfactant) or an ionic comonomer are mixed, and a polymerization initiator that is soluble in the medium is added thereto. The emulsion polymerization method is preferably a soap-free emulsion polymerization method in which polymerization is performed without using a surfactant. The present inventors believe that this is because the soap-free emulsion polymerization method does not leave a surfactant on the surface of the external additive particles, making it easier to control the affinity between the toner particles and the external additive particles.
上記式(3)中の加水分解性基としては、例えば、ヒドロキシ基、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、ヨード基、アルコキシ基、アシルオキシ基から選ばれる1価の基が挙げられる。好ましくはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、アセトキシ基であり、さらに好ましくはメトキシ基、エトキシ基である。これらの加水分解性基は、水により加水分解されやすく、続く重縮合反応が起こりやすいため、ポリシロキサン骨格が、外添剤粒子に含有されやすいと考えられる。 The hydrolyzable group in the above formula (3) may be, for example, a monovalent group selected from a hydroxy group, a fluoro group, a chloro group, a bromo group, an iodo group, an alkoxy group, and an acyloxy group. Preferred are a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and an acetoxy group, and more preferred are a methoxy group and an ethoxy group. These hydrolyzable groups are easily hydrolyzed by water and are likely to undergo a subsequent polycondensation reaction, so it is believed that the polysiloxane skeleton is easily contained in the external additive particles.
トナーの流動性及び流動維持性の観点から、上記式(3)で示される化合物は、モノマー原料の合計質量に対して、50~80質量%であることが好ましい。より好ましくは、60~75質量%である。 From the viewpoint of the fluidity and fluidity maintenance of the toner, the compound represented by the above formula (3) is preferably 50 to 80% by mass, more preferably 60 to 75% by mass, based on the total mass of the monomer raw materials.
上記式(3)で示される化合物、即ちラジカル重合性基と加水分解性基の両方を含むモノマーの具体例としては、例えば以下のようなものが挙げられる。 Specific examples of compounds represented by the above formula (3), i.e., monomers containing both a radical polymerizable group and a hydrolyzable group, include the following:
γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、1-ヘキセニルトリメトキシシラン、1-オクテニルトリメトキシシラン等のオルガノトリアルコキシシラン化合物、オルガノトリアセトキシシラン、ビス(γ-アクリロキシプロピル)ジメトキシシラン、ビス(γ-メタクリロキシプロピル)ジメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルエチルジメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルエチルジエトキシシラン、γ-アクリロキシプロピルエチルジメトキシシラン、γ-アクリロキシプロピルエチルジエトキシシラン等のジオルガノジアルコキシシラン化合物、トリス(γ-アクリロキシプロピル)メトキシシラン、トリス(γ-アクリロキシプロピル)エトキシシラン、トリス(γ-メタクリロキシプロピル)メトキシシラン、トリス(γ-メタクリロキシプロピル)エトキシシラン、ビス(γ-アクリロキシプロピル)ビニルメトキシシラン、ビス(γ-メタクリロキシプロピル)ビニルメトキシシラン、γ-アクリロキシプロピルジエチルメトキシシラン、γ-アクリロキシプロピルジエチルエトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルジエチルメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルジエチルエトキシシラン等のトリオルガノアルコキシシラン化合物など。 Organotrialkoxysilane compounds such as γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-acryloxypropyltrimethoxysilane, γ-acryloxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriacetoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, 1-hexenyltrimethoxysilane, and 1-octenyltrimethoxysilane, organotriacetoxysilane, bis(γ-acryloxypropyl)dimethoxysilane, bis(γ-methacryloxypropyl)dimethoxysilane, γ-methacryloxypropylethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropylethyldiethoxysilane, and γ-acryloxypropyl Diorganodialkoxysilane compounds such as pylethyldimethoxysilane and gamma-acryloxypropylethyldiethoxysilane; tris(gamma-acryloxypropyl)methoxysilane, tris(gamma-acryloxypropyl)ethoxysilane, tris(gamma-methacryloxypropyl)methoxysilane, tris(gamma-methacryloxypropyl)ethoxysilane, bis(gamma-acryloxypropyl)vinylmethoxysilane, bis(gamma-methacryloxypropyl)vinylmethoxysilane, gamma-acryloxypropyldiethylmethoxysilane, gamma-acryloxypropyldiethylethoxysilane, gamma-methacryloxypropyldiethylmethoxysilane, and triorganoalkoxysilane compounds such as gamma-acryloxypropyldiethylethoxysilane.
上記モノマーのうち、より好ましくは、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシランである。 Among the above monomers, more preferred are γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-acryloxypropyltrimethoxysilane, γ-acryloxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriacetoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, and vinyltriacetoxysilane.
上記式(3)で示される化合物は、下記式(1)で示される化合物であることが好ましい。 The compound represented by the above formula (3) is preferably a compound represented by the following formula (1):
(式(1)中、R1は、炭素数1~10のアルキレン基であり、R2、R3、及びR4は、それぞれ独立して、水素、メチル基、エチル基の何れかであり、R’は、水素又はメチル基である。)
<ラジカル重合開始剤>
上述したカルボキシ基を有するラジカル重合開始剤以外に、用いることができるラジカル重合開始剤としては、過硫酸塩、アゾ化合物、及び過酸化物から選ばれる少なくとも1つの化合物が挙げられる。
(In formula (1), R 1 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, R 2 , R 3 , and R 4 are each independently any of hydrogen, a methyl group, and an ethyl group, and R′ is hydrogen or a methyl group.)
<Radical Polymerization Initiator>
Other than the above-mentioned radical polymerization initiator having a carboxy group, examples of the radical polymerization initiator that can be used include at least one compound selected from persulfates, azo compounds, and peroxides.
過硫酸塩としては例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムなどが挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of persulfates include potassium persulfate, sodium persulfate, and ammonium persulfate. These may be used alone or in combination of two or more.
ラジカル重合工程におけるラジカル重合開始剤の量は、特に限定されないが、原料モノマーの合計質量に対して、0.1~10.0質量%であることが好ましく、好ましくは、0.3~5.0質量%であることがより好ましい。ラジカル重合開始剤が上記範囲内であることで、ラジカル重合を十分に進行させることができ、且つ反応系中の発熱量が過大になりにくいため好ましい。 The amount of radical polymerization initiator in the radical polymerization step is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 10.0% by mass, and more preferably 0.3 to 5.0% by mass, based on the total mass of the raw material monomers. By using a radical polymerization initiator within the above range, the radical polymerization can be sufficiently progressed and the amount of heat generated in the reaction system is less likely to become excessive, which is preferable.
<ラジカル重合反応の条件>
ラジカル重合させる際の温度は、使用するラジカル重合開始剤の種類や量によって適宜選択可能であり、30~100℃の範囲であることが好ましく、50~80℃の範囲であることがより好ましい。
<Radical polymerization reaction conditions>
The temperature during radical polymerization can be appropriately selected depending on the type and amount of the radical polymerization initiator used, and is preferably in the range of 30 to 100°C, more preferably in the range of 50 to 80°C.
ラジカル重合工程は、6.0≦pH≦8.0の条件下において、ラジカル重合を行う工程である。より好ましくは、6.5≦pH≦7.5である。反応系のpHが上記範囲内であると、ラジカル重合反応の進行中に、加水分解性基の加水分解及び重縮合反応が起こりにくくなると考えられる。ラジカル重合後に、加水分解及び重縮合反応を行うことで、外添剤粒子中のポリシロキサン骨格の割合を制御しやすく、より高い極性を有するカルボキシ基が外添剤粒子の表面領域に含有されやすくなると考えられる。そのため、ラジカル重合反応は、緩衝溶液中で行われることが好ましい。緩衝溶液としては特に制限されず、りん酸緩衝液、MES緩衝液など、中性付近のpHを示す緩衝溶液であればよい。 The radical polymerization process is a process in which radical polymerization is performed under the condition of 6.0≦pH≦8.0. More preferably, 6.5≦pH≦7.5. When the pH of the reaction system is within the above range, it is considered that hydrolysis of the hydrolyzable group and polycondensation reaction are unlikely to occur during the progress of the radical polymerization reaction. By performing hydrolysis and polycondensation reaction after radical polymerization, it is considered that the ratio of polysiloxane skeletons in the external additive particles is easily controlled, and carboxyl groups having higher polarity are easily contained in the surface region of the external additive particles. Therefore, it is preferable that the radical polymerization reaction is performed in a buffer solution. There are no particular limitations on the buffer solution, and it is sufficient if it is a buffer solution that shows a pH near neutral, such as a phosphate buffer solution or an MES buffer solution.
また、ラジカル重合する際に、ラジカル重合性基と加水分解性基の両方を含むモノマーだけでなく、ラジカル重合可能な基を有するその他のモノマーを用いてもよい。 In addition, when performing radical polymerization, not only monomers containing both radically polymerizable groups and hydrolyzable groups but also other monomers having radically polymerizable groups may be used.
その他のモノマーとしては、例えば、アクリル酸やメタクリル酸等の不飽和カルボン酸類、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、クロトン酸エステル類、イタコン酸エステル類、マレイン酸エステル類、フマール酸エステル類等の不飽和カルボン酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、スチレン、α-スチレン、ジビニルベンゼン等の芳香族ビニル化合物、酢酸ビニル等のビニルエステル類、塩化ビニル等のハロゲン化ビニル化合物等のビニル化合物類等が挙げられる。また、ラジカル重合可能な基を2個以上含有するジビニルベンゼン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート等のモノマーを用いてもよい。これらは1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。 Examples of other monomers include unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid, unsaturated carboxylic acid esters such as acrylic acid esters, methacrylic acid esters, crotonates, itaconic acid esters, maleic acid esters, and fumaric acid esters, acrylamides, methacrylamides, aromatic vinyl compounds such as styrene, α-styrene, and divinylbenzene, vinyl esters such as vinyl acetate, and vinyl halide compounds such as vinyl chloride. Monomers containing two or more radically polymerizable groups, such as divinylbenzene, trimethylolpropane trimethacrylate, and ethylene glycol dimethacrylate, may also be used. These may be used alone or in combination of two or more.
<加水分解反応及び重縮合反応>
上記の加水分解反応及び重縮合反応の方法としては特に制限されないが、ラジカル重合して得られた粒子を含むエマルジョンに酸、塩基などの触媒を添加して、そのまま加水分解、重縮合を行い、ポリマーを含む粒子を得ることが好ましい。即ち、上記縮合工程は、上記ラジカル重合工程の後、式(3)中の加水分解性基Xの、加水分解反応及び重縮合反応を行い、縮合物の粒子を得る工程であることが好ましい。また、ラジカル重合して得られた粒子を瀘過、遠心分離、減圧濃縮等の操作を行ってエマルジョンから単離した後、触媒を添加して加水分解、重縮合させてもよい。
<Hydrolysis reaction and polycondensation reaction>
The above-mentioned hydrolysis reaction and polycondensation reaction method is not particularly limited, but it is preferable to add a catalyst such as acid or base to the emulsion containing the particles obtained by radical polymerization, and then carry out hydrolysis and polycondensation as it is to obtain particles containing a polymer.That is, it is preferable that the above-mentioned condensation step is a step of carrying out the hydrolysis reaction and polycondensation reaction of the hydrolyzable group X in formula (3) after the above-mentioned radical polymerization step to obtain particles of the condensate.In addition, the particles obtained by radical polymerization may be isolated from the emulsion by performing operations such as filtration, centrifugation, and vacuum concentration, and then a catalyst may be added to carry out hydrolysis and polycondensation.
ラジカル重合反応による粒子形成後の加水分解や重縮合反応をさせるにあたり、酢酸、塩酸、アンモニア、尿素、アルカノールアミン、テトラアルキルアンモニウムハイドロオキサイド、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物等の触媒を用いてもよい。 When carrying out hydrolysis or polycondensation reactions after particle formation by radical polymerization reactions, catalysts such as acetic acid, hydrochloric acid, ammonia, urea, alkanolamines, tetraalkylammonium hydroxides, alkali metal hydroxides, and alkaline earth metal hydroxides may be used.
重縮合をより促進させる観点からより好ましい触媒としては、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラブトキシド、ジイソプロポキシ-ビス(アセチルアセトネート)チタネート等の有機チタン化合物、アルミニウムトリイソプロポキシド、アルミニウムトリsec-ブトキシド、アルミニウムトリスアセチルアセトネート、アルミニウムイソプロポキシド-ビスアセチルアセトネート等の有機アルミニウム化合物、ジルコニウムテトラブトキシド、テトラキス(アセチルアセトネート)ジルコニウム等の有機ジルコニウム化合物、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジエチルヘキサノエート、ジブチル錫ジマレエート等の有機錫化合物、酸性リン酸エステル等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。中でも、有機錫化合物及び酸性リン酸エステルからなる群から選ばれる少なくとも1つが好ましい。 More preferred catalysts from the viewpoint of further promoting polycondensation include organic titanium compounds such as titanium tetraisopropoxide, titanium tetrabutoxide, and diisopropoxy-bis(acetylacetonate) titanate; organic aluminum compounds such as aluminum triisopropoxide, aluminum trisec-butoxide, aluminum trisacetylacetonate, and aluminum isopropoxide-bisacetylacetonate; organic zirconium compounds such as zirconium tetrabutoxide and tetrakis(acetylacetonate) zirconium; organic tin compounds such as dibutyltin diacetate, dibutyltin diethylhexanoate, and dibutyltin dimaleate; and acidic phosphate esters. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, at least one selected from the group consisting of organic tin compounds and acidic phosphate esters is preferred.
また、外添剤粒子の製造時に用いる溶媒中には、水や触媒以外の有機溶剤が含有されてもよい。有機溶剤の具体例としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブタノール、sec-ブタノール、t-ブタノール、ペンタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、酢酸エチル等のエステル類、イソオクタン、シクロヘキサン等の(シクロ)パラフィン類、ジオキサン、ジエチルエーテル等のエーテル類、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素類等が挙げられる。2種以上を混合して用いてもよい。 The solvent used in the production of the external additive particles may contain an organic solvent other than water or a catalyst. Specific examples of organic solvents include alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, t-butanol, pentanol, ethylene glycol, propylene glycol, and 1,4-butanediol, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, esters such as ethyl acetate, (cyclo)paraffins such as isooctane and cyclohexane, ethers such as dioxane and diethyl ether, and aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene. Two or more of these may be mixed and used.
加水分解反応及び重縮合反応は、例えば、ラジカル重合反応で作製したエマルジョンに適宜触媒を添加し、0~100℃、好ましくは0~70℃の範囲で、3~24時間攪拌することによって行うことができる。 The hydrolysis reaction and polycondensation reaction can be carried out, for example, by adding an appropriate catalyst to the emulsion produced by the radical polymerization reaction and stirring at 0 to 100°C, preferably 0 to 70°C, for 3 to 24 hours.
<アミン化合物による表面処理>
出力画像の濃度安定性の観点から、アミン化合物で上記ポリマーを含む粒子の表面処理を行うことが好ましい。該表面処理を行うことで、低湿環境での画像出力において画像濃度がばらつきにくくなることを見出した。この理由については定かではないが、本発明者らは以下のように推測している。
<Surface treatment with amine compound>
From the viewpoint of density stability of the output image, it is preferable to perform surface treatment of the particles containing the above polymer with an amine compound. It has been found that by performing the surface treatment, the image density is less likely to vary when the image is output in a low humidity environment. Although the reason for this is unclear, the present inventors speculate as follows.
摩擦帯電によるトナーの電荷獲得過程においては、外添剤粒子表面やトナー粒子表面に存在する負帯電性の官能基、例えばカルボキシ基等の影響で、トナーには負の電荷が蓄積されやすい。アミン化合物で表面処理を行うことで、該アミン化合物に由来するアミン部が水素イオンを受け取ることで正の電荷を有しやすく、トナー全体として負電荷の過剰な蓄積が生じにくくなると考えられる。その結果、トナーが過剰に帯電されやすくなる低湿環境においても、トナーの過剰帯電が生じにくく、画像濃度がばらつきにくいトナーが得られやすくなると考えられる。 In the process of toner acquiring charge through frictional charging, negative charges tend to accumulate in the toner due to the influence of negatively charged functional groups, such as carboxyl groups, present on the surfaces of external additive particles and toner particles. By performing surface treatment with an amine compound, the amine moiety derived from the amine compound is more likely to receive a positive charge by receiving hydrogen ions, and it is believed that excessive accumulation of negative charges in the toner as a whole is less likely to occur. As a result, it is believed that even in low-humidity environments where toner is more likely to be overcharged, it is more likely that a toner with less variation in image density can be obtained.
該表面処理で用いられるアミン化合物と、上記ポリマーを含む粒子は化学結合していても、していなくてもよい。 The amine compound used in the surface treatment may or may not be chemically bonded to the particles containing the polymer.
上記のアミン化合物としては、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-(2-アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、3-(2-アミノエチルアミノ)プロピルジメトキシジメチルシランなどのアミノシランや、ポリアリルアミンなどのアミノ基含有ポリマー、ポリエチレンイミンなどが挙げられる。 The above amine compounds include aminosilanes such as 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-(2-aminoethylamino)propyltrimethoxysilane, and 3-(2-aminoethylamino)propyldimethoxydimethylsilane, amino group-containing polymers such as polyallylamine, and polyethyleneimine.
アミン化合物を用いた表面処理によって外添剤粒子の表面領域に含有される、アミン部の含有量は、外添剤粒子の表面に対してX線光電子分光分析を行うことにより、確認することができる。また、該表面処理を行った外添剤粒子の表面に対してX線光電子分光分析をおこなったとき、炭素原子、窒素原子、酸素原子、及びケイ素原子の原子数の合計に対して、窒素原子の原子数の割合が、1.0%以上2.5%以下であることが好ましい。窒素原子の原子数の割合が、上記の範囲内であることで、低湿環境において画像濃度がばらつきにくくなることが分かった。 The content of the amine moiety contained in the surface region of the external additive particles by the surface treatment using an amine compound can be confirmed by performing X-ray photoelectron spectroscopy on the surface of the external additive particles. Furthermore, when X-ray photoelectron spectroscopy is performed on the surface of the external additive particles that have been subjected to the surface treatment, it is preferable that the ratio of the number of nitrogen atoms to the total number of carbon atoms, nitrogen atoms, oxygen atoms, and silicon atoms is 1.0% or more and 2.5% or less. It has been found that when the ratio of the number of nitrogen atoms is within the above range, the image density is less likely to vary in a low-humidity environment.
また、トナーの帯電性の観点から、外添剤粒子の表面に残存する水酸基の処理や負の帯電量を調節するために、その他の表面処理剤を用いて、外添剤粒子の表面処理を行うことが好ましい。該その他の表面処理剤としては、オルガノアルコキシシランやヘキサメチルジシラザンなどのケイ素化合物、又はテトラブチルチタネートなどのチタン化合物あるいはこれらの加水分解・縮合物が挙げられる。 From the viewpoint of the chargeability of the toner, it is preferable to treat the surface of the external additive particles using another surface treatment agent in order to treat the hydroxyl groups remaining on the surface of the external additive particles and to adjust the amount of negative charge. Examples of such other surface treatment agents include silicon compounds such as organoalkoxysilane and hexamethyldisilazane, titanium compounds such as tetrabutyl titanate, or hydrolyzates and condensates of these.
該その他の表面処理剤を用いた表面処理は、上記のアミン化合物を用いた表面処理と同時に行ってもよいし、上記のアミン化合物を用いた表面処理を行った後に行ってもよい。 The surface treatment using the other surface treatment agent may be carried out simultaneously with the surface treatment using the above-mentioned amine compound, or may be carried out after the surface treatment using the above-mentioned amine compound.
上記の表面処理を行う方法としては、粒子の表面が、上記の表面処理剤で被覆された状態にすることができるものであれば、特に制限されない。例えば、粒子を適当な容器中に投入し、次いで表面処理剤を投入したのち、攪拌しながら室温(25℃±5℃)~100℃程度の温度で3~24時間混合し、接触させることにより行なうことができる。この場合に、表面処理剤をメタノールなどの溶媒に溶解させ、これを徐々に滴下しながら混合・接触を行なうことによりさらに均一に表面処理を行うことができる。なお、粒子の表面に存在する表面処理剤の量は、表面処理剤の種類、表面処理の時間、及び外添剤粒子の粒径等を適宜選択することにより調整することができる。このようにして表面処理した被処理物を、必要に応じて、例えばアルコール等で洗浄処理することにより、不要物が除去された外添剤粒子を得ることができる。 The method of performing the above surface treatment is not particularly limited as long as it can cover the surface of the particles with the above surface treatment agent. For example, the surface treatment can be performed by putting the particles into a suitable container, then adding the surface treatment agent, and mixing and contacting the particles at room temperature (25°C ± 5°C) to about 100°C while stirring for 3 to 24 hours. In this case, the surface treatment can be more uniformly performed by dissolving the surface treatment agent in a solvent such as methanol and gradually dropping the solution while mixing and contacting the particles. The amount of the surface treatment agent present on the surface of the particles can be adjusted by appropriately selecting the type of surface treatment agent, the time of surface treatment, and the particle size of the external additive particles. The treated object thus surface-treated can be washed with, for example, alcohol, as necessary, to obtain external additive particles from which unnecessary substances have been removed.
<後処理>
上記のようにラジカル重合、加水分解・重縮合、及び表面処理を行って得られる粒子を、瀘過、遠心分離、減圧濃縮、噴霧乾燥、瞬間真空乾燥等の方法を用いてスラリーより単離した後、30~100℃で乾燥処理を行うことが好ましい。より好ましくは30~80℃、さらに好ましくは50~70℃で乾燥処理を行うことが好ましい。該乾燥処理を行うことで、適当な帯電特性、ならびに適当な機械的強度を有する外添剤粒子が得られやすい。
<Post-processing>
The particles obtained by carrying out the radical polymerization, hydrolysis/polycondensation, and surface treatment as described above are isolated from the slurry by a method such as filtration, centrifugation, reduced pressure concentration, spray drying, flash vacuum drying, or the like, and then dried at 30 to 100° C., more preferably at 30 to 80° C., and even more preferably at 50 to 70° C. By carrying out the drying, external additive particles having appropriate charging properties and appropriate mechanical strength are easily obtained.
<外添剤粒子の物性>
<炭素原子、酸素原子、及びケイ素原子の原子数の合計に対するケイ素原子の原子数の割合>
外添剤粒子中の炭素原子、酸素原子、及びケイ素原子の原子数の合計に対して、ケイ素原子の原子数の割合が4.0%以上25.0%以下であることが好ましい。
<Physical properties of external additive particles>
<Proportion of the number of silicon atoms to the total number of carbon atoms, oxygen atoms, and silicon atoms>
The ratio of the number of silicon atoms to the total number of carbon atoms, oxygen atoms, and silicon atoms in the external additive particles is preferably 4.0% or more and 25.0% or less.
炭素原子、酸素原子、及びケイ素原子の原子数の合計は、上記のビニル系重合体の分子鎖がシロキサン結合を介して結合した構造を有するポリマーがどれだけ存在しているかの指標であると本発明者らは考えている。また、上記の原子数の合計に対するケイ素原子の原子数の割合はシロキサン結合がどれだけ存在しているかの指標であると本発明者らは考えている。 The inventors believe that the total number of carbon atoms, oxygen atoms, and silicon atoms is an index of how much polymer is present that has a structure in which the molecular chains of the above vinyl polymer are bonded via siloxane bonds. The inventors also believe that the ratio of the number of silicon atoms to the total number of the above atoms is an index of how much siloxane bonds are present.
上記の割合が4.0%以上であると、ポリマー中にシロキサン結合が十分に形成されていれ、外添剤粒子の塑性変形が生じにくくなると考えられるため、優れた流動性を有するトナーが得られやすい。また、上記の割合が25.0%以下であると、ポリマー中に主骨格としてのビニル系重合体の分子鎖が十分に含有されており、外添剤粒子がトナー粒子から離れにくくなると考えられるため、優れた流動維持性を有するトナーが得られやすい。そのため、25.0%以下であり、20.0%以下であることが好ましく、15.0%以下であることがより好ましく、10.0%以下であることがさらに好ましい。即ち、上記の割合が、4.0%以上10.0%以下であることがさらに好ましい。 If the above ratio is 4.0% or more, it is believed that siloxane bonds are sufficiently formed in the polymer, and plastic deformation of the external additive particles is unlikely to occur, so that a toner with excellent fluidity is easily obtained. Also, if the above ratio is 25.0% or less, it is believed that the polymer contains a sufficient amount of vinyl polymer molecular chains as the main skeleton, and the external additive particles are unlikely to separate from the toner particles, so that a toner with excellent fluidity maintenance is easily obtained. Therefore, it is 25.0% or less, preferably 20.0% or less, more preferably 15.0% or less, and even more preferably 10.0% or less. In other words, it is even more preferable that the above ratio is 4.0% or more and 10.0% or less.
また、優れた流動維持性を有するトナーが得られやすいため、外添剤粒子中の炭素原子の原子数の割合が、外添剤粒子中のケイ素原子の原子数に対して、6.5以上であることが好ましい。より好ましくは、7.5以上であり、さらに好ましくは、13.5以上である。上限としては特に制限されないが、トナーの流動性の観点から、20.0以下であることが好ましい。より好ましくは17.0以下である。 In addition, since a toner having excellent fluidity retention is easily obtained, the ratio of the number of carbon atoms in the external additive particles to the number of silicon atoms in the external additive particles is preferably 6.5 or more. More preferably, it is 7.5 or more, and even more preferably, it is 13.5 or more. There is no particular upper limit, but from the viewpoint of toner fluidity, it is preferably 20.0 or less. More preferably, it is 17.0 or less.
上記した原子数の割合は、外添剤粒子を構成するポリマーを製造する際の、ケイ素原子を含有するモノマーユニットの種類と量、及びケイ素原子を含有しないモノマーユニットの種類と量などを調整することによって、制御することができる。 The ratio of the above-mentioned atomic numbers can be controlled by adjusting the type and amount of monomer units containing silicon atoms and the type and amount of monomer units not containing silicon atoms when producing the polymer that constitutes the external additive particles.
<外添剤粒子のD50>
外添剤粒子として、適切な体積平均粒径とするため、外添剤粒子の体積分布基準の50%粒径をD50としたとき、該D50が、50nm以上200nm以下であることが好ましい。
<D50 of external additive particles>
In order to provide the external additive particles with an appropriate volume average particle size, when the 50% particle size based on the volume distribution of the external additive particles is defined as D50, the D50 is preferably 50 nm or more and 200 nm or less.
<トナー>
本発明に係る外添剤粒子は、トナー粒子の表面に含有されることが好ましい。即ち、本発明の態様の1つとして、トナー粒子及び該トナー粒子の表面の外添剤を含有するトナーであって、該外添剤が、本発明に係る製造方法により製造された外添剤粒子であるトナーであることが好ましい。
<Toner>
The external additive particles according to the present invention are preferably contained on the surface of the toner particles. That is, one aspect of the present invention is a toner containing toner particles and an external additive on the surface of the toner particles, and the external additive is preferably an external additive particle produced by the production method according to the present invention.
また、トナー粒子は結着樹脂を含有することが好ましい。該結着樹脂としては、ポリエステル系樹脂、ビニル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂が挙げられる。 The toner particles preferably contain a binder resin. Examples of the binder resin include polyester resins, vinyl resins, epoxy resins, and polyurethane resins.
結着樹脂は、保存安定性の観点から、ガラス転移点(Tg)が45~70℃であることが好ましい。 From the viewpoint of storage stability, it is preferable that the binder resin has a glass transition point (Tg) of 45 to 70°C.
<トナー粒子の製造方法>
本発明に係るトナー粒子の製造方法は特に限定されず、例えば粉砕法や、乳化重合法、懸濁重合法及び溶解懸濁法などの重合法を用いることができる。
<Method of Manufacturing Toner Particles>
The method for producing the toner particles according to the present invention is not particularly limited, and for example, a pulverization method or a polymerization method such as an emulsion polymerization method, a suspension polymerization method, or a solution suspension method can be used.
粉砕法について説明する。粉砕法では、まず、トナー粒子を構成する結着樹脂、着色剤、ワックス、荷電制御剤等を、ヘンシェルミキサー、ボールミル等の混合機により充分に混合する。次いで、得られた混合物を二軸混練押出機、加熱ロール、ニーダー、エクストルーダー等の熱混練機を用いて溶融混練し、冷却固化後、粉砕及び分級を行う。これによって、本発明に係るトナー粒子が得られる。 The pulverization method will now be described. In the pulverization method, first, the binder resin, colorant, wax, charge control agent, etc. that make up the toner particles are thoroughly mixed using a mixer such as a Henschel mixer or a ball mill. Next, the resulting mixture is melted and kneaded using a thermal kneader such as a twin-screw kneading extruder, a heating roll, a kneader, or an extruder, and then cooled and solidified, after which it is pulverized and classified. This results in the toner particles according to the present invention.
混練機としては、以下のものが挙げられる。KRCニーダー(栗本鉄工所社製);ブス・コ・ニーダー(Buss社製);TEM型押し出し機(東芝機械社製);TEX二軸混練機(日本製鋼所社製);PCM混練機(池貝鉄工所社製);三本ロールミル、ミキシングロールミル、ニーダー(井上製作所社製);ニーデックス(三井鉱山社製);MS式加圧ニーダー、ニーダールーダー(日本スピンドル社製);バンバリーミキサー(神戸製鋼所社製)。 Examples of kneading machines include the following: KRC kneader (manufactured by Kurimoto Iron Works); Buss-Co kneader (manufactured by Buss); TEM type extruder (manufactured by Toshiba Machine); TEX twin-screw kneader (manufactured by Japan Steel Works); PCM kneader (manufactured by Ikegai Iron Works); three-roll mill, mixing roll mill, kneader (manufactured by Inoue Seisakusho); Kneadex (manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.); MS-type pressure kneader, kneader ruder (manufactured by Nippon Spindle); Banbury mixer (manufactured by Kobe Steel, Ltd.).
粉砕機としては、以下のものが挙げられる。カウンタージェットミル、ミクロンジェット、イノマイザ(ホソカワミクロン社製);IDS型ミル、PJMジェット粉砕機(日本ニューマチック工業社製);クロスジェットミル(栗本鉄工所社製);ウルマックス(日曹エンジニアリング社製);SKジェット・オー・ミル(セイシン企業社製);クリプトロン(川崎重工業社製);ターボミル(ターボエ業社製);スーパーローター(日清エンジニアリング社製)。 Examples of pulverizers include the following: Counter Jet Mill, Micron Jet, Innomizer (manufactured by Hosokawa Micron Corporation); IDS type mill, PJM jet pulverizer (manufactured by Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd.); Cross Jet Mill (manufactured by Kurimoto Iron Works); Urmax (manufactured by Nisso Engineering Co., Ltd.); SK Jet-O-Mill (manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.); Kryptron (manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.); Turbo Mill (manufactured by Turbo Industrial Co., Ltd.); Super Rotor (manufactured by Nisshin Engineering Co., Ltd.).
分級機としては、以下のものが挙げられる。クラッシール、マイクロンクラッシファイアー、スペディッククラシファイアー(セイシン企業社製);ターボクラッシファイアー(日清エンジニアリング社製);ミクロンセパレータ、ターボプレックス(ATP)、TSPセパレータ(ホソカワミクロン社製);エルボージェット(日鉄鉱業社製)、ディスパージョンセパレータ(日本ニューマチックエ業社製);YMマイクロカット(安川商事社製)。 Classifiers include the following: Classeal, Micron Classifier, and Spedic Classifier (manufactured by Seishin Enterprises); Turbo Classifier (manufactured by Nisshin Engineering); Micron Separator, Turboplex (ATP), and TSP Separator (manufactured by Hosokawa Micron); Elbow Jet (manufactured by Nittetsu Mining Co., Ltd.), Dispersion Separator (manufactured by Nippon Pneumatic Industry Co., Ltd.); and YM Microcut (manufactured by Yaskawa Shoji Co., Ltd.).
懸濁重合法について説明する。懸濁重合法では、まず、結着樹脂を生成しうる重合性単量体、及び必要に応じて各種添加物を混合し、分散機を用いて、該材料を溶解又は分散させた重合性単量体組成物を調製する。各種添加物として、着色剤、ワックス、荷電制御剤、重合開始剤、連鎖移動剤などが挙げられる。分散機としては、ホモジナイザー、ボールミル、コロイドミル、又は超音波分散機が挙げられる。次いで、重合性単量体組成物を、難水溶性の無機微粒子を含有する水系媒体中に投入し、高速撹拌機又は超音波分散機などの高速分散機を用いて、重合性単量体組成物の液滴を調製する(造粒工程)。その後、該液滴中の重合性単量体を重合してトナー粒子を得る(重合工程)。重合開始剤は、重合性単量体組成物を調製する際に混合してもよく、水系媒体中に液滴を形成させる直前に重合性単量体組成物中に混合してもよい。また、液滴の造粒中や造粒完了後、即ち重合反応を開始する直前に、必要に応じて重合性単量体や他の溶媒に溶解した状態で加えることもできる。重合性単量体を重合して結着樹脂を得たあと、必要に応じて脱溶剤処理を行い、トナー粒子の分散液を得るとよい。 The suspension polymerization method is described below. In the suspension polymerization method, first, a polymerizable monomer capable of producing a binder resin and various additives as necessary are mixed, and the materials are dissolved or dispersed using a disperser to prepare a polymerizable monomer composition. Examples of the various additives include colorants, waxes, charge control agents, polymerization initiators, and chain transfer agents. Examples of the disperser include a homogenizer, a ball mill, a colloid mill, and an ultrasonic disperser. Next, the polymerizable monomer composition is put into an aqueous medium containing poorly water-soluble inorganic fine particles, and droplets of the polymerizable monomer composition are prepared using a high-speed disperser such as a high-speed stirrer or an ultrasonic disperser (granulation process). After that, the polymerizable monomer in the droplets is polymerized to obtain toner particles (polymerization process). The polymerization initiator may be mixed when preparing the polymerizable monomer composition, or may be mixed into the polymerizable monomer composition immediately before forming droplets in the aqueous medium. Also, during or after the granulation of the droplets, i.e., immediately before starting the polymerization reaction, it can be added in a dissolved state in a polymerizable monomer or other solvent, as necessary. After the polymerizable monomer is polymerized to obtain a binder resin, a solvent removal process can be performed as necessary to obtain a dispersion of toner particles.
<トナー粒子への外添剤粒子の外添方法>
本発明に係るトナーは、トナー粒子と外添剤粒子をヘンシェルミキサーの如き混合機により、混合して得ることができる。
<Method of Adding Additive Particles to Toner Particles>
The toner according to the present invention can be obtained by mixing toner particles and external additive particles with a mixer such as a Henschel mixer.
混合機としては、例えば、以下のものが挙げられる。ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製);スーパーミキサー(カワタ社製);リボコーン(大川原製作所社製);ナウターミキサー、タービュライザー、サイクロミックス(ホソカワミクロン社製);スパイラルピンミキサー(太平洋機工社製);レーディゲミキサー(マツボー社製)。 Examples of mixers include the following: Henschel Mixer (manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.); Super Mixer (manufactured by Kawata Co., Ltd.); Ribocone (manufactured by Okawara Manufacturing Co., Ltd.); Nauta Mixer, Turbulizer, Cyclomix (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.); Spiral Pin Mixer (manufactured by Pacific Machinery Co., Ltd.); Lödige Mixer (manufactured by Matsubo Co., Ltd.).
また、トナー粒子は、その表面に、上記の外添剤粒子を含有するとともに、その他の外添剤を含有することが好ましい。その他の外添剤としては例えば、以下のものが挙げられる。 In addition, the toner particles preferably contain the above-mentioned external additive particles on their surfaces, as well as other external additives. Examples of other external additives include the following:
フッ化ビニリデン微粉末、ポリテトラフルオロエチレン微粉末の如きフッ素系樹脂粉末;湿式製法シリカ、乾式製法シリカの如き微粉末シリカ、微粉末酸化チタン、微粉末アルミナ、それらをシラン化合物、チタンカップリング剤、シリコーンオイルにより表面処理を施した処理シリカ;酸化亜鉛、酸化スズの如き酸化物;チタン酸ストロンチウムやチタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、ジルコン酸ストロンチウムやジルコン酸カルシウムの如き複酸化物;炭酸カルシウム及び、炭酸マグネシウムの如き炭酸塩化合物等。 Fluorine-based resin powders such as vinylidene fluoride fine powder and polytetrafluoroethylene fine powder; fine silica powder such as wet-process silica and dry-process silica, fine titanium oxide powder, fine alumina powder, and treated silica obtained by surface-treating these with silane compounds, titanium coupling agents, and silicone oil; oxides such as zinc oxide and tin oxide; double oxides such as strontium titanate, barium titanate, calcium titanate, strontium zirconate, and calcium zirconate; carbonate compounds such as calcium carbonate and magnesium carbonate, etc.
<トナーの各種添加剤>
トナーは、必要により、着色剤、ワックス、磁性体、荷電制御剤などから選ばれる1種以上の添加剤を含有してもよい。トナーに用いられる各種添加剤について具体的に記載する。
<Various Additives for Toner>
If necessary, the toner may contain one or more additives selected from colorants, waxes, magnetic materials, charge control agents, etc. Various additives used in the toner will be specifically described.
<磁性体>
トナーに磁性粒子を含有させ、磁性トナーとしても使用してもよい。この場合、磁性粒子は着色剤としての役割を有していてもよい。
<Magnetic material>
The toner may contain magnetic particles and be used as a magnetic toner. In this case, the magnetic particles may also serve as a colorant.
磁性トナー中に含まれる磁性粒子としては、以下のものが挙げられる。 The magnetic particles contained in magnetic toner include the following:
マグネタイト、ヘマタイト、フェライトのような酸化鉄、鉄、コバルト、ニッケルのような金属あるいはこれらの金属とアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ビスマス、カルシウム、マンガン、チタン、タングステン、バナジウムのような金属の合金及びその混合物。 Iron oxides such as magnetite, hematite, and ferrite, metals such as iron, cobalt, and nickel, or alloys and mixtures of these metals with metals such as aluminum, cobalt, copper, lead, magnesium, tin, zinc, antimony, bismuth, calcium, manganese, titanium, tungsten, and vanadium.
上記磁性粒子の平均粒子径が2μm以下であることが好ましい。より好ましくは0.05μm以上0.5μm以下である。また、上記磁性粒子の含有割合としては、結着樹脂100質量部に対し、20質量部以上200質量部以下であることが好ましく、より好ましくは結着樹脂100質量部に対し、40質量部以上150質量部以下である。 The average particle size of the magnetic particles is preferably 2 μm or less, and more preferably 0.05 μm or more and 0.5 μm or less. The content of the magnetic particles is preferably 20 parts by weight or more and 200 parts by weight or less per 100 parts by weight of the binder resin, and more preferably 40 parts by weight or more and 150 parts by weight or less per 100 parts by weight of the binder resin.
<着色剤>
着色剤としては例えば以下のものが挙げられる。
<Coloring Agent>
Examples of colorants include the following:
黒色着色剤として、例えば、カーボンブラック、グラフト化カーボンや以下に示すイエロー/マゼンタ/シアン着色剤を用い黒色に調色されたもの。 Black colorants include, for example, carbon black, grafted carbon, and the yellow/magenta/cyan colorants shown below, which are used to tone the color black.
イエロー着色剤として、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アンスラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、アリルアミド化合物に代表される化合物。 Yellow colorants include compounds such as condensed azo compounds, isoindolinone compounds, anthraquinone compounds, azo metal complexes, methine compounds, and allylamide compounds.
マゼンタ着色剤として、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物等が挙げられる。シアン着色剤としては、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アントラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物等。 Magenta colorants include condensed azo compounds, diketopyrrolopyrrole compounds, anthraquinones, quinacridone compounds, basic dye lake compounds, naphthol compounds, benzimidazolone compounds, thioindigo compounds, perylene compounds, etc. Cyan colorants include copper phthalocyanine compounds and their derivatives, anthraquinone compounds, basic dye lake compounds, etc.
着色剤は、単独又は混合し更には固溶体の状態で用いることができる。また、着色剤は、色相角、彩度、明度、耐候性、OHP透明性、トナー中への分散性の点から選択される。 The colorants can be used alone or in a mixture or in the form of a solid solution. The colorants are selected based on their hue angle, saturation, brightness, weather resistance, transparency for overhead projectors, and dispersibility in the toner.
着色剤の含有割合は、結着樹脂100質量部に対し、1質量部以上20質量部以下であることが好ましい。 The colorant content is preferably 1 part by weight or more and 20 parts by weight or less per 100 parts by weight of the binder resin.
<ワックス>
ワックスとしては例えば以下のものが挙げられる。
<Wax>
Examples of waxes include the following:
低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、ポリオレフィン共重合物、ポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックス、酸化ポリエチレンワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物、脂肪族炭化水素系ワックスのブロック共重合物、及びそれらの酸化物。 Low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, polyolefin copolymers, polyolefin wax, microcrystalline wax, paraffin wax, aliphatic hydrocarbon waxes such as Fischer-Tropsch wax, oxides of aliphatic hydrocarbon waxes such as oxidized polyethylene wax, block copolymers of aliphatic hydrocarbon waxes, and oxides thereof.
カルナバワックスのような脂肪酸エステルを主成分とするエステルワックス類;脱酸カルナバワックスのような脂肪酸エステル類を一部又は全部を脱酸化したもの。 Ester waxes whose main component is fatty acid esters, such as carnauba wax; partially or completely deoxidized fatty acid esters, such as deoxidized carnauba wax.
<荷電制御剤>
荷電制御剤としては特に制限されないが、有機金属錯体、キレート化合物であることが好ましい。例えば、モノアゾ金属錯体;アセチルアセトン金属錯体;芳香族ヒドロキシカルボン酸又は芳香族ジカルボン酸の金属錯体又は金属塩が挙げられる。
<Charge Control Agent>
The charge control agent is not particularly limited, but is preferably an organic metal complex or a chelate compound, such as a monoazo metal complex, an acetylacetone metal complex, or a metal complex or metal salt of an aromatic hydroxycarboxylic acid or an aromatic dicarboxylic acid.
使用できる具体的な例としては、Spilon Black TRH、T-77、T-95(保土谷化学社)、BONTRON(登録商標)S-34、S-44、S-54、E-84、E-88、E-89 (オリヱント化学社)が挙げられる。また、荷電制御樹脂も上述の荷電制御剤と併用することもできる。 Specific examples that can be used include Spilon Black TRH, T-77, and T-95 (Hodogaya Chemical Co., Ltd.), and BONTRON (registered trademark) S-34, S-44, S-54, E-84, E-88, and E-89 (Orient Chemical Co., Ltd.). Charge control resins can also be used in combination with the charge control agents described above.
<現像剤>
トナーは、一成分系現像剤としても使用できるが、ドット再現性をより向上させるために、また、長期にわたり安定した画像を供給するために、磁性キャリアと混合して二成分系現像剤として用いてもよい。
<Developer>
The toner can be used as a one-component developer, but in order to further improve dot reproducibility and provide stable images over a long period of time, it may be mixed with a magnetic carrier and used as a two-component developer.
該磁性キャリアとしては、例えば、表面が酸化された鉄、表面が酸化されていない鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類等の金属及びそれらの合金又は酸化物が好ましく使用される。 As the magnetic carrier, for example, metals such as iron with an oxidized surface, iron with a non-oxidized surface, nickel, cobalt, manganese, chromium, rare earth elements, and alloys or oxides thereof are preferably used.
また、磁性キャリアの表面に、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリエステルを含有又は被覆させたものが好ましい。 It is also preferable that the surface of the magnetic carrier contains or is coated with a styrene-based resin, an acrylic-based resin, a silicone-based resin, a fluorine-based resin, or a polyester.
<各種測定方法等>
以下、各種の測定方法等に関して記載する。
<Various measurement methods, etc.>
Various measurement methods etc. are described below.
<外添剤粒子中に存在する炭素原子、酸素原子、及びケイ素原子の原子数の合計に対するケイ素原子の原子数の割合、及び炭素原子とケイ素原子の存在量比の測定方法>
・炭素原子及び酸素原子
外添剤粒子中に存在する炭素原子及び酸素原子の濃度(原子%)は、燃焼による元素分析を用いて算出する。元素分析の装置を以下に示す。
使用装置:PerkinElmer社製 2400II 全自動元素分析装置
・ケイ素原子
外添剤粒子中に存在するケイ素原子の濃度(原子%)は、アルカリ融解による誘導結合プラズマ発光分析(ICP-AES)による元素分析を用いて測定する。ICP-AESの装置を以下に示す。
使用装置:島津製作所社製 ICPS-8100
得られた組成比率をモル%に換算することで、その換算した値を用いて、外添剤粒子中の炭素原子、酸素原子、及びケイ素原子の原子数の合計に対する、ケイ素原子の原子数の割合を算出する。同様に、外添剤粒子中のケイ素原子の原子数に対する、炭素原子の原子数の割合を算出する。
<Method of measuring the ratio of the number of silicon atoms to the total number of carbon atoms, oxygen atoms, and silicon atoms present in external additive particles, and the abundance ratio of carbon atoms and silicon atoms>
Carbon atoms and oxygen atoms The concentrations (atomic %) of carbon atoms and oxygen atoms present in the external additive particles are calculated using elemental analysis by combustion. The device for elemental analysis is shown below.
Device used: PerkinElmer 2400II fully automatic elemental analyzer, silicon atoms The concentration (atomic %) of silicon atoms present in the external additive particles is measured using elemental analysis by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES) using alkali fusion. The ICP-AES device is shown below.
Equipment used: Shimadzu ICPS-8100
The obtained composition ratio is converted to mol%, and the converted value is used to calculate the ratio of the number of silicon atoms to the total number of carbon atoms, oxygen atoms, and silicon atoms in the external additive particles. Similarly, the ratio of the number of carbon atoms to the number of silicon atoms in the external additive particles is calculated.
<外添剤粒子の表面領域における炭素原子、窒素原子、酸素原子、及びケイ素原子の原子数の合計に対する、窒素原子の原子数の割合の測定方法>
外添剤粒子の表面領域に存在する窒素原子の原子数の割合は、X線光電子分光分析により測定する。装置及び測定条件を以下に示す。
・使用装置:ULVAC-PHI社製 PHI Quantera SXM
・X線光電子分光装置測定条件:
X線源 Al Kα(1486.6eV) 200μmφ
PassEnergy:140eV
帯電中和:電子中和銃とArイオン中和銃の併用
Sweep数:C 20回、N 100回、O 20回、Si 20回
測定された各元素のピーク強度から、ULVAC-PHI社提供の相対感度因子を用いて、外添剤粒子の表面領域に存在する炭素原子、窒素原子、酸素原子、及びケイ素原子の原子濃度(いずれも、原子%)を算出した。この結果から、外添剤粒子の表面の炭素原子、窒素原子、酸素原子、及びケイ素原子の原子数の合計に対する、窒素原子の原子数の割合を算出する。
<Method for measuring the ratio of the number of nitrogen atoms to the total number of carbon atoms, nitrogen atoms, oxygen atoms, and silicon atoms in the surface region of an external additive particle>
The ratio of the number of nitrogen atoms present in the surface region of the external additive particles is measured by X-ray photoelectron spectroscopy using the following apparatus and measurement conditions.
Equipment used: ULVAC-PHI PHI Quantera SXM
・X-ray photoelectron spectrometer measurement conditions:
X-ray source Al Kα (1486.6eV) 200μmφ
Pass Energy: 140eV
Charge neutralization: Use of an electron neutralization gun and an Ar ion neutralization gun in combination Sweep number: C 20 times, N 100 times, O 20 times, Si 20 times From the peak intensity of each element measured, the atomic concentrations (all in atomic %) of carbon atoms, nitrogen atoms, oxygen atoms, and silicon atoms present in the surface region of the external additive particle were calculated using a relative sensitivity factor provided by ULVAC-PHI. From this result, the ratio of the number of nitrogen atoms to the total number of carbon atoms, nitrogen atoms, oxygen atoms, and silicon atoms on the surface of the external additive particle was calculated.
<微粒子試料の体積分布基準の50%粒径(D50)の測定方法>
微粒子試料の体積分布基準の50%粒径(D50)の測定には、動的光散乱式粒度分布計ナノトラックUPA-EX150(日機装製)を用いる。具体的には、レンジを0.001μm~10μmに設定し、以下の手順に従って測定する。
<Method for measuring the 50% particle size (D50) based on volume distribution of a fine particle sample>
The 50% particle size (D50) based on the volume distribution of the fine particle sample is measured using a dynamic light scattering particle size distribution meter Nanotrac UPA-EX150 (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). Specifically, the range is set to 0.001 μm to 10 μm, and the measurement is performed according to the following procedure.
測定試料の凝集を防ぐため、ファミリーフレッシュ(花王株式会社製)を含む水溶液中に、測定試料が分散した分散液を投入して撹拌する。撹拌後、測定試料を上記装置に注入し、2回測定を行ってその平均値を求める。 To prevent the measurement sample from clumping, a dispersion of the measurement sample is poured into an aqueous solution containing Family Fresh (manufactured by Kao Corporation) and stirred. After stirring, the measurement sample is poured into the above device and two measurements are taken to calculate the average value.
測定条件としては、測定時間を30秒とし、試料粒子屈折率を1.49とし、分散媒を水とし、分散媒屈折率を1.33とする。 The measurement conditions are: measurement time 30 seconds, sample particle refractive index 1.49, dispersion medium water, dispersion medium refractive index 1.33.
測定試料の体積粒度分布を測定し、測定結果から累積体積分布における小粒子径側からの累積体積が50%になる粒子径を、各微粒子の体積分布基準の50%粒径(D50)とする。 The volumetric particle size distribution of the measurement sample is measured, and the particle size at which the cumulative volume from the small particle size side in the cumulative volume distribution is 50% from the measurement results is taken as the 50% particle size (D50) based on the volume distribution of each microparticle.
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。なお、特に断りのない限り、「部」及び「%」は、それぞれ「質量部」及び「質量%」を意味する。また、実施例中における、それぞれの測定結果は、上記で記載した測定方法で測定した結果である。 The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, "parts" and "%" mean "parts by mass" and "% by mass", respectively. Furthermore, the respective measurement results in the examples are the results of measurements performed using the measurement methods described above.
<外添剤1の製造例>
温度計、還流冷却器、窒素ガス導入管、攪拌器を装着したガラス製反応器に下記材料を投入した。
・りん酸緩衝液(pH=7.0、りん酸二水素ナトリウム二水和物(キシダ化学社製)及びりん酸水素二ナトリウム十二水和物(キシダ化学社製)を用いて調製) 200部
・0.1mol/l水酸化ナトリウム水溶液(キシダ化学社製) 1.2部
・乳化剤:4-ビニル安息香酸ナトリウム(東京化成工業社製) 0.18部
・ラジカル重合性基と加水分解性基を有するモノマー:メタクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピル(東京化成工業社製) 11.0部
・非加水分解性モノマー:スチレン(東京化成工業社製) 4.7部
続いて、窒素ガスを通気しながら65~70℃に加温し、30分撹拌した後、開始剤として、2,2′-アゾビス[N-(2-カルボキシエチル)-2-メチルプロピオンアミジン](VA-057、富士フイルム和光純薬社製)1.5部を添加し、6時間撹拌を続け、粒子のエマルジョンを得た。得られた粒子のエマルジョンに、アンモニア処理として、28質量%アンモニア水(キシダ化学社製)を添加してエマルジョンのpHを11.0にした後、温度50℃にて3時間撹拌することで、粒子中に含まれる加水分解性基の加水分解、及び重縮合を行った。その後、過剰な溶質を除去するために限外濾過を行い、濃縮/濾過を計5回繰り返した。その後、窒素原子源として3-アミノプロピルトリメトキシシラン(東京化成工業社製)0.13部、疎水化処理剤として、1,1,1,3,3,3-ヘキサメチルジシラザン(キシダ化学社製)27.0部を添加し、温度50℃にて24時間撹拌した。その後、スプレードライにより乾燥し、体積分布基準の50%粒径(以下、D50とも記載する。)が130nmの外添剤1を得た。外添剤1の物性を表2に示す。
<Production Example of External Additive 1>
The following materials were placed in a glass reactor equipped with a thermometer, a reflux condenser, a nitrogen gas inlet tube, and a stirrer.
Phosphate buffer solution (pH = 7.0, prepared using sodium dihydrogen phosphate dihydrate (Kishida Chemical Co., Ltd.) and disodium hydrogen phosphate dodecahydrate (Kishida Chemical Co., Ltd.)) 200 parts 0.1 mol / l sodium hydroxide aqueous solution (Kishida Chemical Co., Ltd.) 1.2 parts Emulsifier: 4-vinyl sodium benzoate (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 0.18 parts Monomer having a radical polymerizable group and a hydrolyzable group: 3- (trimethoxysilyl) propyl methacrylate (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 11.0 parts Non-hydrolyzable monomer: styrene (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 4.7 parts Subsequently, the mixture was heated to 65-70°C while passing nitrogen gas through it, and after stirring for 30 minutes, 1.5 parts of 2,2'-azobis[N-(2-carboxyethyl)-2-methylpropionamidine] (VA-057, manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added as an initiator, and stirring was continued for 6 hours to obtain an emulsion of particles. To the obtained emulsion of particles, 28% by mass ammonia water (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) was added as an ammonia treatment to adjust the pH of the emulsion to 11.0, and then the mixture was stirred at a temperature of 50°C for 3 hours to hydrolyze the hydrolyzable groups contained in the particles and polycondensate. Thereafter, ultrafiltration was performed to remove excess solute, and concentration/filtration was repeated a total of 5 times. Thereafter, 0.13 parts of 3-aminopropyltrimethoxysilane (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) as a nitrogen atom source and 27.0 parts of 1,1,1,3,3,3-hexamethyldisilazane (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) as a hydrophobizing treatment agent were added, and the mixture was stirred at a temperature of 50° C. for 24 hours. Thereafter, the mixture was dried by spray drying, to obtain external additive 1 having a volume distribution-based 50% particle size (hereinafter also referred to as D50) of 130 nm. The physical properties of external additive 1 are shown in Table 2.
<外添剤2~19の製造例>
使用する材料を、表1に示すように変更したこと以外は、外添剤1の製造例と同様の操作を行い、外添剤2~19を得た。外添剤2~19の物性を表2に示す。
<Production Examples of External Additives 2 to 19>
External Additives 2 to 19 were obtained in the same manner as in the production example of External Additive 1, except that the materials used were changed as shown in Table 1. The physical properties of External Additives 2 to 19 are shown in Table 2.
<外添剤20の製造例>
室温にて、46.7部の28質量%アンモニア水、及び2114部の脱イオン水を混合した溶液中に、下記材料を混合した溶液を添加し2時間撹拌することでメタクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピルの加水分解と重縮合を行った。
・メタクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピル 22.1部
・メタノール(キシダ化学社製) 73.7部
・開始剤:2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(V-65、富士フイルム和光純薬社製) 0.12部
次に、窒素ガスを通気しながら70~75℃に加温し、2時間撹拌することでラジカル重合を行った。その後、過剰な溶質を除去するために限外濾過を行い、濃縮/濾過を計5回繰り返し行った。その後、3-アミノプロピルトリメトキシシラン(東京化成工業社製)0.22部、疎水化処理剤として、1,1,1,3,3,3-ヘキサメチルジシラザン(キシダ化学社製)27.0部を添加し、温度50℃にて24時間撹拌した。その後スプレードライにより乾燥し、外添剤20を得た。外添剤20の物性を表2に示す。
<Production Example of External Additive 20>
At room temperature, a solution of the following materials was added to a solution of 46.7 parts of 28% by mass ammonia water and 2114 parts of deionized water, and the mixture was stirred for 2 hours to carry out hydrolysis and polycondensation of 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate.
・3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate 22.1 parts ・Methanol (Kishida Chemical Co., Ltd.) 73.7 parts ・Initiator: 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile) (V-65, Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.12 parts Next, the mixture was heated to 70-75 ° C. while passing nitrogen gas through it, and stirred for 2 hours to carry out radical polymerization. Then, ultrafiltration was carried out to remove excess solute, and concentration/filtration was repeated a total of 5 times. Then, 0.22 parts of 3-aminopropyltrimethoxysilane (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 27.0 parts of 1,1,1,3,3,3-hexamethyldisilazane (Kishida Chemical Co., Ltd.) were added as a hydrophobic treatment agent, and the mixture was stirred at a temperature of 50 ° C. for 24 hours. Then, the mixture was dried by spray drying to obtain an external additive 20. The physical properties of the external additive 20 are shown in Table 2.
<外添剤21の製造例>
温度計、還流冷却器、窒素ガス導入管、攪拌器を装着したガラス製反応器に下記材料を投入した。
・脱イオン水 200部
・0.1mol/l水酸化ナトリウム水溶液(キシダ化学社製) 1.2部
・乳化剤:4-ビニル安息香酸ナトリウム(東京化成工業社製) 0.18部
・非加水分解性モノマー:メタクリル酸ブチル(東京化成工業社製) 6.3部、及びスチレン 4.7部
続いて、窒素ガスを通気しながら65~70℃に加温し、30分撹拌した後、開始剤として、2,2′-アゾビス[N-(2-カルボキシエチル)-2-メチルプロピオンアミジン](VA-057、富士フイルム和光純薬社製)1.5部を添加し、6時間撹拌を続け粒子のエマルジョンを得た。得られたエマルジョン中の過剰な溶質を除去するために限外濾過を行い、濃縮/濾過を計5回繰り返し行った。その後、窒素原子源として3-アミノプロピルトリメトキシシラン(東京化成工業社製)0.13部、疎水化処理剤として、1,1,1,3,3,3-ヘキサメチルジシラザン(キシダ化学社製)27.0部を添加し、温度50℃にて24時間撹拌した。その後スプレードライにより乾燥し、外添剤21を得た。外添剤21の物性を表2に示す。
<Production Example of External Additive 21>
The following materials were placed in a glass reactor equipped with a thermometer, a reflux condenser, a nitrogen gas inlet tube, and a stirrer.
・200 parts of deionized water・1.2 parts of 0.1 mol / l aqueous sodium hydroxide solution (Kishida Chemical Co., Ltd.)・0.18 parts of emulsifier: 4-vinyl sodium benzoate (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)・6.3 parts of non-hydrolyzable monomer: butyl methacrylate (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 4.7 parts of styrene. Next, the mixture was heated to 65-70 ° C. while passing nitrogen gas through it, and after stirring for 30 minutes, 1.5 parts of 2,2'-azobis [N- (2-carboxyethyl) -2-methylpropionamidine] (VA-057, Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added as an initiator, and stirring was continued for 6 hours to obtain an emulsion of particles. Ultrafiltration was performed to remove excess solutes in the obtained emulsion, and concentration / filtration was repeated a total of 5 times. Thereafter, 0.13 parts of 3-aminopropyltrimethoxysilane (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) as a nitrogen atom source and 27.0 parts of 1,1,1,3,3,3-hexamethyldisilazane (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) as a hydrophobizing agent were added, and the mixture was stirred at a temperature of 50° C. for 24 hours. Thereafter, the mixture was dried by spray drying, thereby obtaining external additive 21. The physical properties of external additive 21 are shown in Table 2.
表1中の略号は以下の通り。
MA-TMSP:メタクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピル
MA-TESP:メタクリル酸3-(トリエトキシシリル)プロピル
AA-TMSP:アクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピル
VTMS:ビニルトリメトキシシラン
MA-CDMSP:メタクリル酸3-(クロロジメチルシリル)プロピル
St:スチレン
MAB:メタクリル酸ブチル
Na(4-VBA):4-ビニル安息香酸ナトリウム
NaMA:メタクリル酸ナトリウム
NaPSS:p-スチレンスルホン酸ナトリウム
VA-057:2,2′-アゾビス[N-(2-カルボキシエチル)-2-メチルプロピオンアミジン]
KPS:ペルオキソ二硫酸カリウム
V-65:2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)
AP-TMS:3-アミノプロピルトリメトキシシラン(アミノ基を有するアミノシラン)
DMAP-TMS:[3-(N,N-ジメチルアミノ)プロピル]トリメトキシシラン(ジアルキルアミノ基を有するアミノシラン)
IP-TMS :(3-イソシアナトプロピル)トリメトキシシラン(イソシアネート構造を持つシラン)
PAA-03E:ポリアリルアミン(重量平均分子量:3000)
The abbreviations in Table 1 are as follows.
MA-TMSP: 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate MA-TESP: 3-(triethoxysilyl)propyl methacrylate AA-TMSP: 3-(trimethoxysilyl)propyl acrylate VTMS: vinyltrimethoxysilane MA-CDMSP: 3-(chlorodimethylsilyl)propyl methacrylate St: styrene MAB: butyl methacrylate Na (4-VBA): sodium 4-vinylbenzoate NaMA: sodium methacrylate NaPSS: sodium p-styrenesulfonate VA-057: 2,2'-azobis[N-(2-carboxyethyl)-2-methylpropionamidine]
KPS: Potassium peroxodisulfate V-65: 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile)
AP-TMS: 3-aminopropyltrimethoxysilane (aminosilane having an amino group)
DMAP-TMS: [3-(N,N-dimethylamino)propyl]trimethoxysilane (aminosilane having a dialkylamino group)
IP-TMS: (3-isocyanatopropyl)trimethoxysilane (silane having an isocyanate structure)
PAA-03E: Polyallylamine (weight average molecular weight: 3000)
表2中、Si/(C+O+Si)は、外添剤粒子中の炭素原子、酸素原子、及びケイ素原子の原子数の合計に対する、ケイ素原子の原子数の割合であり、C/Siは外添剤粒子中のケイ素原子の原子数に対する、炭素原子の原子数の割合である。また、N/(C+N+O+Si)は、外添剤粒子の表面領域における炭素原子、窒素原子、酸素原子、及びケイ素原子の原子数の合計に対する、窒素原子の原子数の割合である。 In Table 2, Si/(C+O+Si) is the ratio of the number of silicon atoms to the total number of carbon atoms, oxygen atoms, and silicon atoms in the external additive particle, and C/Si is the ratio of the number of carbon atoms to the total number of silicon atoms in the external additive particle. Also, N/(C+N+O+Si) is the ratio of the number of nitrogen atoms to the total number of carbon atoms, nitrogen atoms, oxygen atoms, and silicon atoms in the surface region of the external additive particle.
<トナー粒子1の製造例>
下記材料をヘンシェルミキサーで前混合した後、2軸押出機(商品名:PCM-30、池貝鉄工所社製)を用いて、吐出口における溶融物温度が150℃になるように、温度を設定し、溶融混練し、混練物を得た。
・非晶性ポリエステル(ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加体/テレフタル酸=50/50、数平均分子量:3000、酸価:12) 100部
・磁性酸化鉄粒子 75部
・フィッシャートロプッシュワックス(サゾール社製C105、融点:105℃) 2部
・荷電制御剤(保土谷化学社製、T-77) 2部
得られた混練物を冷却し、ハンマーミルで粗粉砕した後、粉砕機(商品名:ターボミルT250、ターボ工業社製)を用いて微粉砕し、微粉砕粉末を得た。得られた微粉砕粉末を、コアンダ効果を利用した多分割分級機を用いて分級して、重量平均粒径7.2μmのトナー粒子1を得た。
<Production Example of Toner Particle 1>
The following materials were premixed in a Henschel mixer, and then melt-kneaded in a twin-screw extruder (product name: PCM-30, manufactured by Ikegai Iron Works) at a temperature set so that the melt temperature at the discharge port would be 150° C. to obtain a kneaded material.
Amorphous polyester (propylene oxide adduct of bisphenol A/terephthalic acid=50/50, number average molecular weight: 3000, acid value: 12) 100 parts Magnetic iron oxide particles 75 parts Fischer-Tropsch wax (C105 manufactured by Sasol, melting point: 105° C.) 2 parts Charge control agent (T-77 manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 2 parts The kneaded product obtained was cooled and coarsely pulverized with a hammer mill, and then finely pulverized with a pulverizer (product name: Turbo Mill T250, manufactured by Turbo Kogyo Co., Ltd.) to obtain a finely pulverized powder. The finely pulverized powder obtained was classified with a multi-division classifier utilizing the Coanda effect to obtain toner particles 1 having a weight average particle size of 7.2 μm.
<トナー1の製造例>
トナー粒子1への外添剤の外添は乾式で行った。ヘンシェルミキサーに100部のトナー粒子、1、3部の外添剤1及び1.5部のヒュームドシリカ(BET比表面積:200m2/g)を添加し、外添混合した。その後、目開き150μmのメッシュで篩い、外添剤1がトナー粒子1に外添されたトナー1を得た。
<Production Example of Toner 1>
The external additive was added to the toner particles 1 in a dry manner. 100 parts of the toner particles, 1.3 parts of the external additive 1, and 1.5 parts of fumed silica (BET specific surface area: 200 m2 /g) were added to a Henschel mixer and mixed. Then, the mixture was sieved through a mesh with an opening of 150 μm to obtain a toner 1 in which the external additive 1 was added to the toner particles 1.
<トナー2~21の製造例>
トナー1の製造例において、外添剤1を、それぞれ外添剤2~21に変更したこと以外は、トナー1の製造例と同様にして、トナー2~21を得た。
<Production Examples of Toners 2 to 21>
Toners 2 to 21 were obtained in the same manner as in the production example of toner 1, except that the external additive 1 in the production example of toner 1 was changed to external additives 2 to 21, respectively.
<実施例1>
トナー1を用いて下記の評価を実施した。
Example 1
The toner 1 was used to carry out the following evaluations.
<トナーの流動性の評価>
トナーの流動性は、以下の方法で測定した。
<Evaluation of Toner Fluidity>
The fluidity of the toner was measured by the following method.
まず、パウダテスタ(PT-X、ホソカワミクロン社製)を用いて、目開き150μm、100μm、45μmの篩(平織金網、規格JIS Z8801-1)を強度4.0の条件で振動させながら、3gのトナー1をこれらの篩で10秒間篩い分けを行った。そして、目開き150μmの篩上のトナー残量をA、目開き100μmの篩上のトナー残量をB、目開き45μmの篩上のトナー残量をCとしたときに、下記式で示される流動性指数(%)を用いてトナーの流動性を評価した。評価結果を表3に示す。該流動性指数が30%以下であるものを、本発明の効果が得られているものと判断した。 First, 3 g of toner 1 was sieved for 10 seconds using a powder tester (PT-X, manufactured by Hosokawa Micron Corporation) with sieves (plain woven wire mesh, JIS Z8801-1) with openings of 150 μm, 100 μm, and 45 μm, while vibrating the sieves at a strength of 4.0. The fluidity of the toner was evaluated using the fluidity index (%) shown in the following formula, where the amount of toner remaining on the sieve with 150 μm openings is A, the amount of toner remaining on the sieve with 100 μm openings is B, and the amount of toner remaining on the sieve with 45 μm openings is C. The evaluation results are shown in Table 3. It was determined that the effects of the present invention were achieved when the fluidity index was 30% or less.
流動性指数(%)=[(A+0.6×B+0.2×C)/測定試料質量]×100
<トナーの流動維持性の評価>
トナーの流動維持性の評価は、上記の評価を行った後に実施した。
Fluidity index (%) = [(A + 0.6 x B + 0.2 x C) / measured sample mass] x 100
<Evaluation of Toner Fluidity Maintenance>
The fluidity maintenance property of the toner was evaluated after the above evaluations.
画像形成装置として、HP LaserJet Enterprise M609dn(HP社製)を用い、カートリッジにトナー1を入れ、以下の条件で5000枚の画像出力を行った。
・紙:GFC-081(81.0g/m2)(キヤノンマーケティングジャパン社)
・紙上のトナーの載り量:0.35mg/cm2
・プロセススピード:377mm/秒
その後、カートリッジ内に残留トナーを取り出し、残留トナーに対し、上記の流動性指数を算出して、その値を耐久後の流動性指数とした。上記の、トナーの流動性の評価で得られた流動性指数を、耐久前の流動性指数として、下記式で示される変動率を算出し、その値を用いてトナーの流動維持性を評価した。
An HP LaserJet Enterprise M609dn (manufactured by HP) was used as the image forming apparatus, toner 1 was placed in a cartridge, and 5,000 images were output under the following conditions.
Paper: GFC-081 (81.0 g/m 2 ) (Canon Marketing Japan Inc.)
Toner loading on paper: 0.35 mg/ cm2
Process speed: 377 mm/sec. Thereafter, the residual toner in the cartridge was removed, and the above-mentioned fluidity index was calculated for the residual toner, and this value was used as the fluidity index after durability. The fluidity index obtained in the above evaluation of the toner fluidity was used as the fluidity index before durability to calculate the fluctuation rate shown in the following formula, and this value was used to evaluate the fluidity maintenance of the toner.
変動率(%)=(耐久後の流動性指数―耐久前の流動性指数)/耐久前の流動性指数×100
該変動率が100%以下であるものを、本発明の効果が得られているものと判断した。
Fluctuation rate (%) = (fluidity index after durability test - fluidity index before durability test) / fluidity index before durability test x 100
When the fluctuation rate was 100% or less, it was determined that the effect of the present invention was obtained.
<外添剤粒子の潰れ及びトナー粒子からの脱離の評価>
外添剤粒子の潰れ及びトナー粒子からの脱離の評価は、上記のトナーの流動維持性の評価を行った後に実施した。
<Evaluation of Crushing of External Additive Particles and Detachment from Toner Particles>
The evaluation of crushing of the external additive particles and detachment from the toner particles was carried out after the above-mentioned evaluation of the toner flowability was carried out.
上記の5000枚の画像出力後にカートリッジ内に残留したトナー1を取り出し、取り出したトナー1の表面を、走査型電子顕微鏡(S-4800、日立ハイテクノロジー社製)を用いて観察し、SEMの撮影像を得た。得られた撮影像中、トナーの表面上に破潰した付着物が観察された場合を潰れありとし、外添剤粒子が脱離した凹部がトナーの表面上に観察された場合を脱離あり、とした。 After the above 5,000 images were output, the toner 1 remaining in the cartridge was removed, and the surface of the removed toner 1 was observed using a scanning electron microscope (S-4800, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) to obtain an SEM image. In the obtained image, if crushed deposits were observed on the surface of the toner, it was judged that there was crushing, and if depressions from which external additive particles had been detached were observed on the surface of the toner, it was judged that there was detachment.
<画像濃度安定性の評価>
トナーの流動維持性の評価で用いた画像形成装置を用い、カートリッジにトナー1を入れ、トナーの流動維持性の評価で設定したものと同じ条件において、10000枚の画像出力を行った。
<Evaluation of Image Density Stability>
Using the image forming apparatus used in the evaluation of toner fluidity maintenance, toner 1 was placed in a cartridge, and 10,000 images were output under the same conditions as those set in the evaluation of toner fluidity maintenance.
10000枚を連続で出力している間は、キャリブレーションが行われないようにし、設定された条件が変更されないようにした。出力された全ての画像の反射濃度を測定し、それらの標準偏差の値で画像濃度安定性を評価した。該標準偏差が0.100未満であったものを本発明の効果が得られているものと判断した。画像の反射濃度の測定には、X-Riteカラー反射濃度計(500シリーズ:X-Rite社製)を使用した。 Calibration was not performed during the continuous printing of 10,000 sheets, and the set conditions were not changed. The reflection density of all printed images was measured, and the image density stability was evaluated using the standard deviation value. It was determined that the effect of the present invention was achieved when the standard deviation was less than 0.100. An X-Rite color reflection densitometer (500 series: manufactured by X-Rite) was used to measure the reflection density of the images.
<実施例2~19、比較例1、2>
トナー2~21を用いて実施例1と同様の評価を実施した。評価結果を表3に示す。尚、実施例4は参考例として記載するものである。
<Examples 2 to 19, Comparative Examples 1 and 2>
Using toners 2 to 21, the same evaluation as in Example 1 was carried out. The evaluation results are shown in Table 3. Example 4 is described as a reference example.
Claims (10)
前記製造方法が、
6.0≦pH≦8.0の条件下で、乳化剤の存在下において、下記式(2)で示される化合物である、カルボキシ基を有するラジカル重合開始剤を用いて、下記式(3)で示される化合物を含有するモノマー原料のラジカル重合反応を行うラジカル重合工程、及び
前記ラジカル重合工程の後、下記式(3)中の加水分解性基Xの、加水分解反応及び重縮合反応を行い、ポリマーを含む粒子を得る縮合工程、
を含み、
該乳化剤が、ラジカル重合性カルボン酸、ラジカル重合性カルボン酸塩及びp-スチレンスルホン酸ナトリウムからなる群より選択されるいずれかの化合物である、ことを特徴とする外添剤粒子の製造方法。
(式(2)中、R 5 は、炭素数1~12のアルキレン基である。)
R6 mSiX4-m ・・・ (3)
(式(3)中、Xは加水分解性基であり、mは1~3の整数であり、R6はそれぞれ独立して炭素数1~20の有機基であり、R6のうち少なくとも1つがラジカル重合性基である。) A method for producing an external additive particle containing a polymer, comprising the steps of:
The manufacturing method comprises:
a radical polymerization step of carrying out a radical polymerization reaction of a monomer raw material containing a compound represented by the following formula (3) using a radical polymerization initiator having a carboxy group, which is a compound represented by the following formula (2), in the presence of an emulsifier under the condition of 6.0≦pH≦8.0; and a condensation step of carrying out a hydrolysis reaction and a polycondensation reaction of the hydrolyzable group X in the following formula (3) after the radical polymerization step to obtain particles containing a polymer.
Including,
The method for producing external additive particles is characterized in that the emulsifier is any compound selected from the group consisting of radically polymerizable carboxylic acids, radically polymerizable carboxylates, and sodium p-styrenesulfonate.
(In formula (2), R 5 is an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms.)
R 6 m SiX 4-m ... (3)
(In formula (3), X is a hydrolyzable group, m is an integer of 1 to 3, each R 6 is independently an organic group having 1 to 20 carbon atoms, and at least one of R 6 is a radical polymerizable group.)
(式(1)中、R1は、炭素数1~10のアルキレン基であり、R2、R3、及びR4は、それぞれ独立して、水素、メチル基、エチル基の何れかであり、R’は、水素又はメチル基である。) 2. The method for producing external additive particles according to claim 1 , wherein the compound represented by formula (3) is a compound represented by the following formula (1):
(In formula (1), R 1 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, R 2 , R 3 , and R 4 are each independently any of hydrogen, a methyl group, and an ethyl group, and R′ is hydrogen or a methyl group.)
請求項1~3の何れか一項に記載の外添剤粒子の製造方法。 the ratio of the number of silicon atoms to the total number of carbon atoms, oxygen atoms, and silicon atoms in the external additive particles is 4.0% or more and 25.0% or less;
The method for producing the external additive particles according to any one of claims 1 to 3 .
炭素原子、窒素原子、酸素原子、及びケイ素原子の原子数の合計に対して、窒素原子の原子数の割合が、1.0%以上2.5%以下である、
請求項1~7の何れか一項に記載の外添剤粒子の製造方法。 When the surface of the external additive particle is subjected to X-ray photoelectron spectroscopy,
the ratio of the number of nitrogen atoms to the total number of carbon atoms, nitrogen atoms, oxygen atoms, and silicon atoms is 1.0% or more and 2.5% or less;
The method for producing the external additive particles according to any one of claims 1 to 7 .
前記D50が、50nm以上200nm以下である請求項1~8の何れか一項に記載の外添剤粒子の製造方法。 When the 50% particle size based on the volume distribution of the external additive particles is defined as D50,
The method for producing external additive particles according to any one of claims 1 to 8 , wherein the D50 is 50 nm or more and 200 nm or less.
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