JP7797189B2 - toner - Google Patents
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Description
本開示は、電子写真方式、静電記録方式、静電印刷方式、トナージェット方式に用いられるトナーに関する。 This disclosure relates to toners used in electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, and toner jet printing.
近年、電子写真方式のフルカラー複写機が広く普及するに従い、高速印刷化や省エネルギー対応への要求がさらに高まっている。高速印刷に対応するため、定着工程においてはトナーをより素早く溶融させる技術が検討されている。また、生産性を向上させるために1つのジョブ中や、ジョブ間における各種制御の時間を短縮する技術が検討されている。また、省エネルギー対応策として、定着工程での消費電力を低下させるために、トナーをより低い温度で定着させる技術が検討されている。
トナーの結着樹脂の主成分を、シャープメルト性を有する結晶性樹脂にすることで主成分が非晶性樹脂であるトナーに比べて優れた低温定着性を有することが知られている。シャープメルト性を有する樹脂として、結晶性ポリエステルを含有させたトナーが多く提案されている。しかしながら、結晶性ポリエステルは高温高湿環境における帯電安定性、特に高温高湿環境に放置後の帯電性の維持という面で課題のある材料であった。
シャープメルト性を有する他の結晶性樹脂として、結晶性のビニル系樹脂を使用したトナーが各種提案されている。
例えば、特許文献1では、側鎖に結晶性を有するアクリレート系樹脂を用いることで低温定着性と耐熱保存性を両立させるトナーが提案されている。このトナーは、低温定着性と耐熱保存性を両立することができ、結晶性ポリエステル樹脂を使用したトナーの弱点であった帯電安定性もある程度改善することができている。しかしながら、結晶性のビニル系樹脂を結着樹脂として使用したトナーは高温領域における粘度が低すぎるためホットオフセットや巻き付きが起こりやすく、定着できる温度領域が狭いことがわかってきた。
そこで、トナーが溶融したのちの粘度を高くするため、結晶性樹脂に対して非晶性樹脂を添加する検討が行われている。例えば、特許文献2では、結晶性のビニル系樹脂と非晶性樹脂を併用した結着樹脂を用いたトナーが提案されている。このトナーはある程度定着領域が確保できているものの、さらに改善が求められている。また、高速印刷時における低温定着性、長時間印刷等において画像スジなどの画像不良が発生しやすい等、耐久性に課題があり、改善が求められている。
In recent years, as electrophotographic full-color copiers have become more widespread, there has been an increasing demand for faster printing and energy conservation. To accommodate this high-speed printing, technologies that melt toner more quickly in the fixing process are being investigated. Furthermore, to improve productivity, technologies that shorten the time required for various controls during a job and between jobs are being investigated. Furthermore, as an energy-saving measure, technologies that fix toner at lower temperatures are being investigated in order to reduce power consumption in the fixing process.
It is known that a toner having a binder resin mainly composed of a crystalline resin having sharp melting properties has superior low-temperature fixing properties compared to a toner having an amorphous resin as its main component. Many toners containing crystalline polyester as a resin having sharp melting properties have been proposed. However, crystalline polyester has been a material that has issues in terms of charge stability in high-temperature, high-humidity environments, particularly in terms of maintaining chargeability after being left in such environments.
As another crystalline resin having sharp melting properties, various toners using crystalline vinyl resins have been proposed.
For example, Patent Document 1 proposes a toner that achieves both low-temperature fixability and heat-resistant storage stability by using an acrylate resin with crystalline side chains. This toner achieves both low-temperature fixability and heat-resistant storage stability, and also improves to some extent the charging stability that was a weakness of toners that use crystalline polyester resins. However, it has been found that toners that use crystalline vinyl resins as binder resins are prone to hot offset and wrapping because their viscosity is too low in the high-temperature range, and that the temperature range in which they can be fixed is narrow.
Therefore, in order to increase the viscosity of the toner after it has melted, the addition of an amorphous resin to a crystalline resin has been investigated. For example, Patent Document 2 proposes a toner using a binder resin that combines a crystalline vinyl resin and an amorphous resin. Although this toner has a certain degree of fixation range, further improvement is required. In addition, there are issues with durability, such as low-temperature fixability during high-speed printing and a tendency for image defects such as image streaks to occur during long-term printing, and improvements are required.
本開示は、高速印刷時における低温定着性に優れ、耐ホットオフセット性と耐巻き付き性とを両立し、長時間耐久時にも画像不良を発生しにくい耐久性の良好なトナーを提供する。 This disclosure provides a toner that has excellent low-temperature fixing properties during high-speed printing, and combines hot offset resistance and wrap-around resistance, and is highly durable and less likely to produce image defects even over long periods of use.
本発明は、第一の樹脂及び第二の樹脂を有する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、
該第一の樹脂は、結晶性ビニル樹脂であり、
該第一の樹脂は、第一のモノマーユニット、第二のモノマーユニットおよび第三のモノマーユニットを有し、
該第一のモノマーユニットは、後述の式(1)で表わされるユニットであり、
該第二のモノマーユニットは、後述の式(3)で表わされるユニットであり、
該第三のモノマーユニットは、スチレンモノマーユニット、メチルメタクリレートユニットまたはメチルアクリレートユニットであり、
該第二の樹脂は、ビニル系樹脂である非晶性樹脂であり、
該トナー粒子の断面観察において、該トナー粒子は、該第一の樹脂を80質量%以上含有するマトリクスと、該第二の樹脂を80質量%以上含有するドメインとで構成されるドメインマトリクス構造を有し、
該トナーの示差走査熱量測定(DSC)において、該第一の樹脂に由来する吸熱量ΔH(J/g)が
ΔH≧3
の関係を満たし、
該トナーを試料とするフローテスター測定において、印加圧力0.9807MPaにおける溶融粘度V1が1×105Pa・sとなる温度をT1(℃)、印加圧力9.807MPaにおける溶融粘度V10が1×105Pa・sとなる温度をT10(℃)としたときに、該T1及び該T10が、
T10≧65
T1-T10≦10
の関係を満たすことを特徴とするトナーに関する。
The present invention provides a toner having toner particles containing a binder resin having a first resin and a second resin,
the first resin is a crystalline vinyl resin;
the first resin has a first monomer unit, a second monomer unit, and a third monomer unit;
The first monomer unit is a unit represented by formula (1) described below,
The second monomer unit is a unit represented by formula (3) described below,
the third monomer unit is a styrene monomer unit, a methyl methacrylate unit, or a methyl acrylate unit;
the second resin is an amorphous resin that is a vinyl-based resin ,
When a cross section of the toner particle is observed, the toner particle has a domain matrix structure composed of a matrix containing 80% by mass or more of the first resin and a domain containing 80% by mass or more of the second resin,
In differential scanning calorimetry (DSC) of the toner, the endothermic heat ΔH (J/g) derived from the first resin is ΔH≧3
Fulfilling the relationship,
In a flow tester measurement using the toner as a sample, T1 (°C) is the temperature at which the melt viscosity V1 becomes 1×10 5 Pa·s at an applied pressure of 0.9807 MPa, and T10 (°C) is the temperature at which the melt viscosity V10 becomes 1×10 5 Pa·s at an applied pressure of 9.807 MPa.
T10≧65
T1-T10≦10
The present invention relates to a toner characterized by satisfying the following relationship:
本開示によれば、高速印刷時における低温定着性に優れ、耐ホットオフセット性と耐巻き付き性とを両立し、長時間耐久時においても画像不良を発生しにくい耐久性の良好なトナーを提供できる。 This disclosure makes it possible to provide a toner that has excellent low-temperature fixing properties during high-speed printing, is resistant to both hot offset and wrapping, and is highly durable, making it less likely to produce poorly-formed images even after long-term use.
本開示において、数値範囲を表す「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。 In this disclosure, unless otherwise specified, the expressions "XX or greater and YY or less" or "XX to YY" representing a numerical range refer to a numerical range including the endpoints, that is, the lower and upper limits.
(メタ)アクリル酸エステルとは、アクリル酸エステル及び/又はメタクリル酸エステルを意味する。 (Meth)acrylic acid ester means acrylic acid ester and/or methacrylic acid ester.
数値範囲が段階的に記載されている場合、各数値範囲の上限及び下限は任意に組み合わせることができる。 When numerical ranges are stated in stages, the upper and lower limits of each numerical range can be combined in any way.
「モノマーユニット」とは、ポリマー中のモノマー物質の反応した形態をいう。例えば、ポリマー中のビニル系モノマーが重合した主鎖中の、炭素-炭素結合1区間を1ユニットとする。ビニル系モノマーとは下記式(Z)で示すことができる。 A "monomer unit" refers to the reacted form of a monomer substance in a polymer. For example, one section of carbon-carbon bond in the main chain of a polymer formed by polymerizing a vinyl monomer is considered to be one unit. A vinyl monomer can be represented by the following formula (Z):
該式(Z)中、Z1は、水素原子、又はアルキル基(好ましくは炭素数1~3のアルキル基であり、より好ましくはメチル基)を表し、Z2は、任意の置換基を表す。 In the formula (Z), Z 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group (preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably a methyl group), and Z 2 represents an arbitrary substituent.
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。 A crystalline resin is a resin that shows a clear endothermic peak in differential scanning calorimetry (DSC) measurements.
本発明は、第一の樹脂及び第二の樹脂を有する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、
該第一の樹脂は結晶性樹脂であり、
該第二の樹脂は非晶性樹脂であり、
該トナー粒子の断面観察において、該トナー粒子は、該第一の樹脂を80%以上含有するマトリクスと、該第二の樹脂を80%以上含有するドメインとで構成されるドメインマトリクス構造を有し、
該トナーの示差走査熱量測定(DSC)において、該第一の樹脂に由来する吸熱量ΔH(J/g)が
ΔH≧3
の関係を満たし、
該トナーを試料とするフローテスター測定において、印加圧力0.9807MPaにおける溶融粘度V1が1×105Pa・sとなる温度をT1(℃)、印加圧力9.807MPaにおける溶融粘度V10が1×105Pa・sとなる温度をT10(℃)としたときに、該T1及び該T10が、
T10≧65
T1-T10≦10
の関係を満たすことを特徴とするものである。
The present invention provides a toner having toner particles containing a binder resin having a first resin and a second resin,
the first resin is a crystalline resin;
the second resin is an amorphous resin,
When a cross section of the toner particle is observed, the toner particle has a domain matrix structure composed of a matrix containing 80% or more of the first resin and a domain containing 80% or more of the second resin,
In differential scanning calorimetry (DSC) of the toner, the endothermic heat ΔH (J/g) derived from the first resin is ΔH≧3
Fulfilling the relationship,
In a flow tester measurement using the toner as a sample, T1 (°C) is the temperature at which the melt viscosity V1 becomes 1×10 5 Pa·s at an applied pressure of 0.9807 MPa, and T10 (°C) is the temperature at which the melt viscosity V10 becomes 1×10 5 Pa·s at an applied pressure of 9.807 MPa.
T10≧65
T1-T10≦10
The present invention is characterized in that the following relationship is satisfied.
本発明者らは、結着樹脂の主成分として結晶性樹脂を用いた場合、非晶性樹脂を添加し高温領域の粘弾性を付与しても必ずしも定着温度領域が広がらないことを見出した。場合によっては、低温定着性と耐ホットオフセット性のどちらも低下することもあることが分かった。 The inventors have found that when a crystalline resin is used as the main component of the binder resin, adding an amorphous resin to impart viscoelasticity in the high-temperature range does not necessarily expand the fixing temperature range. In some cases, they have found that both low-temperature fixing ability and hot offset resistance may be reduced.
また、長時間印刷時などトナーに負荷がかかる使用状況においては、結晶性樹脂成分がドラム上に移行し固着してしまうことにより画像不良を起こしやすかった。この現象は非晶性樹脂を添加したトナーにおいて顕著に発生し、その解決のための検討を行ってきた。 Furthermore, under conditions of use that place a heavy load on the toner, such as during long printing periods, the crystalline resin component tends to migrate and adhere to the drum, resulting in poor image quality. This phenomenon occurs more noticeably with toners that contain amorphous resins, and we have been investigating ways to resolve this issue.
その結果本発明者らは、結着樹脂の主成分として結晶性樹脂を用い、非晶性樹脂を添加したトナーにおいて、該トナーのフローテスターの温度-粘度カーブが印加圧力によっても変化の少ないトナーであると耐久性が向上することを見出した。それをもとに鋭意検討を進めた結果、本発明に至った。 As a result, the inventors discovered that for toners that use a crystalline resin as the main binder resin component and to which an amorphous resin is added, durability is improved if the temperature-viscosity curve of the toner measured with a flow tester changes little even with applied pressure. Based on this finding, they conducted extensive research and arrived at the present invention.
本発明の効果が発現されるメカニズムについて、本発明者らは以下のように考えている。 The inventors believe the mechanism by which the effects of the present invention are realized is as follows.
トナー粒子断面のドメインマトリクス構造において、マトリクスが結晶性樹脂である第一の樹脂を80%以上含み、ドメインに非晶性樹脂である第二の樹脂を80%以上含むことで、加熱時に、結晶の融解に基づくシャープメルト性を発揮することで優れた低温定着性を発揮する。これとは逆に、結晶性樹脂がドメイン側、非晶性樹脂がマトリクスに存在すると、トナー全体の溶融特性はマトリクスである非晶樹脂の特性に支配されるため、結晶性樹脂の融解に基づく低温定着性の効果は得られず本発明の効果は得られない。尚、結晶性樹脂及び非晶性樹脂をそれぞれ一種類のみ用いた場合であっても、相溶する成分が存在するために、上記の割合は必ずしも100%にはならない。 In the domain-matrix structure of the cross section of a toner particle, the matrix contains 80% or more of a first resin, which is a crystalline resin, and the domains contain 80% or more of a second resin, which is an amorphous resin. This results in sharp melting properties due to the melting of the crystals when heated, resulting in excellent low-temperature fixability. Conversely, if the crystalline resin is present in the domains and the amorphous resin is present in the matrix, the melting properties of the entire toner are dominated by the properties of the amorphous resin, which is the matrix, and the low-temperature fixability benefits due to the melting of the crystalline resin are not obtained, and the benefits of this invention cannot be achieved. Note that even when only one type of crystalline resin and one type of amorphous resin are used, the above proportions do not necessarily add up to 100% due to the presence of compatible components.
通常、配合量の多い樹脂がマトリクスを構成し、配合量の少ない樹脂がドメインとなることが多い。しかしながら、上記結晶性樹脂は溶融後の粘度が低いため、トナー粒子の製造時に該結晶性樹脂の融点以上の温度がかかる工程を経る場合、結晶性樹脂の配合質量比が少なくても該マトリクスが結晶性樹脂で構成される場合がある。そのような製造工程としては、例えば、溶融混練法における混練工程、乳化凝集法における融着工程が挙げられる。 Typically, the resin with a higher blend ratio forms the matrix, while the resin with a lower blend ratio forms the domain. However, because the above-mentioned crystalline resins have a low viscosity after melting, if the toner particle production process involves a step in which the temperature is above the melting point of the crystalline resin, the matrix may be composed of the crystalline resin even if the blending mass ratio of the crystalline resin is low. Examples of such production processes include the kneading process in the melt-kneading method and the fusion process in the emulsion aggregation method.
一方、耐ホットオフセット性、耐巻き付き性の観点から、溶融したトナーの粘度は高いほうが好ましい。トナー粒子中に非晶性樹脂を含ませることで溶融後のトナー粘度を上昇させることができる。 On the other hand, from the standpoint of hot offset resistance and wrapping resistance, it is preferable for the viscosity of the molten toner to be high. The viscosity of the molten toner can be increased by incorporating an amorphous resin into the toner particles.
しかし、前述したように単に非晶性樹脂を添加しただけでは必ずしも定着温度領域が広がらないばかりか、長時間印刷などのようにトナーにストレスが加わる条件下においてトナー中の結晶性樹脂成分がドラムへ移行・融着することで画像不良を起こす場合があった。 However, as mentioned above, simply adding an amorphous resin does not necessarily expand the fixing temperature range, and under conditions where the toner is subjected to stress, such as long-term printing, the crystalline resin components in the toner can migrate and fuse to the drum, causing image defects.
トナーは印刷中、クリーニング部材とドラムとの摺擦によりストレスがかかっている。その際、現像器内のトナー粒子によっては、非常に大きなストレスがかかっているトナー粒子が存在すると考えられる。外部からの印加圧力の大きさによって温度-粘度特性が大きく変化するような特性を有したトナーであると、同じ温度環境においても非常に大きなストレスがかかったトナー粒子は粘度が低下し、ドラム上で溶融・固着してしまうことで画像欠陥を起こすと考えられる。 During printing, toner is subjected to stress due to friction between the cleaning member and the drum. At this time, it is thought that some toner particles in the developer are subjected to extremely high stress. If the toner has temperature-viscosity characteristics that change significantly depending on the amount of external pressure applied, toner particles subjected to extremely high stress, even in the same temperature environment, will lose viscosity, melt and adhere to the drum, causing image defects.
逆に、外部からの印加圧力の大きさによらず温度-粘度特性が同程度であればそのようなことは起こらず、優れた耐久性を発揮することができると考えられる。 Conversely, if the temperature-viscosity characteristics are similar regardless of the amount of external pressure applied, this will not occur and it is thought that the material will be able to exhibit excellent durability.
本発明において、トナーを試料とする示差走査熱量測定(DSC)において、該第一の樹脂に由来する吸熱量ΔH(J/g)が
ΔH≧3
の関係を満たすことを特徴とする。前述したように、本発明において優れた低温定着性を示すのは結晶の融解に伴う粘度低下が必要である。ΔHが3(J/g)未満である場合、結晶性が十分でないことを示し、低温定着性が低下する。
In the present invention, in differential scanning calorimetry (DSC) using a toner as a sample, the endothermic heat ΔH (J/g) derived from the first resin is ΔH≧3
As described above, in the present invention, a viscosity reduction due to melting of crystals is necessary to exhibit excellent low-temperature fixability. If ΔH is less than 3 (J/g), the crystallinity is insufficient, and the low-temperature fixability is reduced.
上限については特に限定はないものの、一般的な結晶性樹脂の吸熱量を鑑みると100(J/g)以下が現実的であると思われる。 There is no particular upper limit, but considering the heat absorption of typical crystalline resins, a value of 100 (J/g) or less is considered realistic.
また、本発明は、トナーを試料とするフローテスター測定において、印加圧力0.9807MPaにおける溶融粘度V1が1×105Pa・sとなる温度をT1(℃)、印加圧力9.807MPaにおける溶融粘度V10が1×105Pa・sとなる温度をT10としたときに、T1及びT10が、
T10≧65
T1-T10≦10
の関係を満たすことを特徴とする。
In addition, in the present invention, when a toner sample is measured using a flow tester, T1 (°C) is the temperature at which the melt viscosity V1 becomes 1×10 5 Pa·s at an applied pressure of 0.9807 MPa, and T10 is the temperature at which the melt viscosity V10 becomes 1×10 5 Pa·s at an applied pressure of 9.807 MPa. In this case, T1 and T10 are
T10≧65
T1-T10≦10
The above relationship is satisfied.
T10≧65の関係を満たすことで、トナー粒子に大きなストレスがかかっても他の部材に融着するのを防ぐことができ、長時間印刷においても画像不良の発生を抑制することができる。T10が65未満であると画像不良が発生しやすくなり品質が低下する。 By satisfying the relationship T10≧65, toner particles can be prevented from fusing to other components even when subjected to great stress, and image defects can be suppressed even during long printing periods. If T10 is less than 65, image defects are more likely to occur, resulting in reduced quality.
また、T1は定着工程を模擬した印加圧力における粘度特性であり、T1-T10≦10であることは、温度―粘度特性が外部印加圧力にそれほど依存しないことを示している。そのため優れた低温定着性と長時間印刷時における画像不良の発生の抑制とを両立することができる。T1-T10が10を超える場合、低温定着性が低下し、本発明の低温定着性の効果が得られない。 Furthermore, T1 is the viscosity characteristic at an applied pressure that simulates the fixing process, and the fact that T1 - T10 ≤ 10 indicates that the temperature-viscosity characteristics are not very dependent on the externally applied pressure. This makes it possible to achieve both excellent low-temperature fixability and suppression of image defects during long-term printing. If T1 - T10 exceeds 10, the low-temperature fixability decreases, and the low-temperature fixability effect of the present invention cannot be obtained.
T1-T10を本発明の範囲にするための方法は単純に決まるものではなく、第一の樹脂と第二の樹脂の各種物性値を制御することで達成することができる。本発明者らの検討においては、第一の樹脂と第二の樹脂のSP値が近いとき、第一の樹脂の軟化点や重量平均分子量に比べ、第二の樹脂の軟化点や重量平均分子量が大きいときに本発明の範囲に制御しやすい傾向があることがわかっている。 There is no simple method for bringing T1-T10 within the range of the present invention; this can be achieved by controlling the various physical properties of the first and second resins. The inventors' research has shown that when the SP values of the first and second resins are similar, and when the softening point and weight average molecular weight of the second resin are larger than those of the first resin, it tends to be easier to control the values within the range of the present invention.
SP値は樹脂の極性を表した数値であり、高いほうが極性が高いことを示している。その算出方法は後述する。 The SP value is a number that represents the polarity of a resin, with a higher value indicating higher polarity. The calculation method will be explained later.
第一の樹脂のSP値SP1と第二の樹脂のSP値SP2との関係が、SP2-SP1≦0.9の関係を満たすと、本発明のT1-T10の範囲にすることが容易なため好ましい。さらに好ましくは、SP2-SP1≦0.6である。 It is preferable for the relationship between the SP value SP1 of the first resin and the SP value SP2 of the second resin to satisfy the relationship SP2 - SP1 ≦ 0.9, as this makes it easier to achieve the T1 - T10 range of the present invention. Even more preferable is SP2 - SP1 ≦ 0.6.
SP値の制御方法は後述するように、第一の樹脂および第二の樹脂を構成するモノマーユニットの種類、含有割合等を変えることにより制御できる。 As will be described later, the SP value can be controlled by changing the type and content ratio of the monomer units that make up the first resin and second resin.
本発明に係るトナーを試料とするDSCにおいて、第一の樹脂に由来する最大吸熱ピーク温度Tp(℃)が45≦Tp≦70の関係を満たすことが好ましい。また、第二の樹脂のガラス転移点Tgと第一の樹脂の最大吸熱ピーク温度Tpとの関係がTg≦Tpであることが好ましい。さらに、第二の樹脂の軟化点Tmと第一の樹脂の最大吸熱ピーク温度Tpとしたとき、Tp≦Tm-30の関係式を満たすと本発明のT1-T10の範囲に制御しやすくなるため好ましい。 In a DSC using the toner of the present invention as a sample, it is preferable that the maximum endothermic peak temperature Tp (°C) derived from the first resin satisfies the relationship 45≦Tp≦70. It is also preferable that the relationship between the glass transition temperature Tg of the second resin and the maximum endothermic peak temperature Tp of the first resin is Tg≦Tp. Furthermore, when the softening point Tm of the second resin and the maximum endothermic peak temperature Tp of the first resin are taken as the temperature, it is preferable that the relationship Tp≦Tm-30 is satisfied, as this makes it easier to control the temperature within the T1-T10 range of the present invention.
具体的には、結晶性樹脂である第一の樹脂の含有量、重量平均分子量Mwや軟化点Tmや最大吸熱ピークの温度、トナーにおける第一の樹脂である結晶性樹脂由来の吸熱量ΔH等を制御することが挙げられる。 Specific examples include controlling the content of the first resin, which is a crystalline resin, the weight average molecular weight Mw, the softening point Tm, the temperature of the maximum endothermic peak, and the amount of heat absorption ΔH derived from the crystalline resin, which is the first resin in the toner.
また、第二の樹脂である非晶性樹脂の含有量、重量平均分子量Mwや軟化点Tm、ガラス転移温度Tg等を制御することが挙げられる。 Furthermore, the content of the second resin, which is an amorphous resin, as well as the weight average molecular weight Mw, softening point Tm, glass transition temperature Tg, etc. can be controlled.
また、トナー粒子断面のドメインマトリクス構造において、ドメインの分散状態を制御することも挙げられる。ドメインの個数平均径が0.10μm~2.00μmの範囲であると本発明の範囲に制御することが容易になるため好ましい。さらに好ましくは0.10μm~1.00μmである。 Another factor is controlling the dispersion state of the domains in the domain matrix structure of the cross section of the toner particle. It is preferable for the number-average diameter of the domains to be in the range of 0.10 μm to 2.00 μm, as this makes it easier to control it within the range of the present invention. It is even more preferable for it to be in the range of 0.10 μm to 1.00 μm.
ドメインの個数平均径を制御する方法としては、例えば、前述した第一の樹脂と第二の樹脂の極性を制御することが挙げられる。また、トナー製造時において、溶融混練法であれば混練工程でのスクリュー回転数や混錬温度、乳化凝集法であれば樹脂分散液における樹脂の分散径等を制御することが挙げられる。 Examples of methods for controlling the number-average diameter of the domains include controlling the polarity of the first resin and the second resin described above. Furthermore, during toner production, methods include controlling the screw rotation speed and kneading temperature during the kneading process if the melt kneading method is used, or the dispersion diameter of the resin in the resin dispersion if the emulsion aggregation method is used.
本発明に係る結着樹脂は、第一の樹脂を含有し、該第一の樹脂は結晶性樹脂である。 The binder resin according to the present invention contains a first resin, which is a crystalline resin.
結晶性樹脂としては、公知の結晶性樹脂を用いることができる。例えば、結晶性ポリエステル、結晶性ビニル樹脂、結晶性ポリウレタン、及び結晶性ポリウレアが挙げられる。また、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-メチルアクリレート共重合体、エチレン-エチルアクリレート共重合体、エチレン-ブチルアクリレート共重合体、エチレン-メチルメタクリレート共重合体、エチレン-メタクリル酸共重合体、エチレン-アクリル酸共重合体などのエチレン共重合体等も挙げられる。 The crystalline resin may be any known crystalline resin. Examples include crystalline polyester, crystalline vinyl resin, crystalline polyurethane, and crystalline polyurea. Other examples include ethylene copolymers such as ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-methyl acrylate copolymer, ethylene-ethyl acrylate copolymer, ethylene-butyl acrylate copolymer, ethylene-methyl methacrylate copolymer, ethylene-methacrylic acid copolymer, and ethylene-acrylic acid copolymer.
なかでも、低温定着性の観点から、結晶性ポリエステル樹脂や結晶性ビニル樹脂が好ましい。 Among these, crystalline polyester resins and crystalline vinyl resins are preferred from the viewpoint of low-temperature fixability.
さらに、該第一の樹脂は、ビニル樹脂であることが好ましく、さらに、下記式(1)で表される第一のモノマーユニットを有することが好ましい。また、該第一の樹脂中の該第一のモノマーユニットの含有割合が、20.0質量%~80.0質量%であることが低温定着性と耐ホットオフセット性及び耐巻き付き性を両立しやすいことから好ましい。 Furthermore, the first resin is preferably a vinyl resin, and further preferably has a first monomer unit represented by the following formula (1). Furthermore, it is preferable that the content of the first monomer unit in the first resin be 20.0% to 80.0% by mass, as this makes it easier to achieve both low-temperature fixability, hot offset resistance, and winding resistance.
該Rは炭素数18~30のアルキル基であることが好ましい。また、該アルキル基は直鎖構造であることが好ましい。 R is preferably an alkyl group having 18 to 30 carbon atoms. Furthermore, the alkyl group preferably has a linear structure.
該第一のモノマーユニットは、側鎖にRで示される炭素数18~36のアルキル基を有しており、この部分があることで、第一の樹脂は結晶性を発現しやすい。 The first monomer unit has an alkyl group with 18 to 36 carbon atoms, represented by R, in its side chain, and the presence of this portion makes the first resin more likely to exhibit crystallinity.
該第一の樹脂中の該第一のモノマーユニットの含有割合が、20.0質量%~100.0質量%であることで第一の樹脂が結晶性を有し、低温定着性の向上に寄与する。 When the content of the first monomer unit in the first resin is 20.0% by mass to 100.0% by mass, the first resin has crystallinity, which contributes to improved low-temperature fixability.
該第一の樹脂中の該第一のモノマーユニットの含有割合が、20.0質量%未満である場合、結晶性が発現しにくく、低温定着性が低下しやすい。該含有割合は、40.0質量%以上であることが好ましく、50.0質量%以上であることがより好ましい。上限は特に限定はないが、後述する他のモノマーユニットを含有する場合、90.0質量%以下が好ましく、80.0質量%以下がさらに好ましい。 If the content of the first monomer unit in the first resin is less than 20.0% by mass, crystallinity is unlikely to be achieved, and low-temperature fixability is likely to decrease. The content is preferably 40.0% by mass or more, and more preferably 50.0% by mass or more. There is no particular upper limit, but when other monomer units described below are contained, a content of 90.0% by mass or less is preferred, and 80.0% by mass or less is even more preferred.
また、該第一の樹脂は、側鎖に結晶性を有する構造をとるためか、従来からよく知られている結晶性樹脂である結晶性ポリエステルに比較し、高温高湿環境における帯電維持性に優れていることから好ましい。 Furthermore, this first resin is preferred because it has a structure with crystallinity in the side chains and therefore has superior charge retention in high-temperature, high-humidity environments compared to crystalline polyester, a well-known conventional crystalline resin.
該第一のモノマーユニットのSP値(J/cm3)0.5を、SP11としたとき、SP11は、20.00未満であることが好ましく、19.00以下であることがより好ましく、18.40以下であることがさらに好ましい。その下限値は、特に限定されないが、17.00以上であることが好ましい。 When the SP value (J/ cm3 ) 0.5 of the first monomer unit is defined as SP11 , SP11 is preferably less than 20.00, more preferably 19.00 or less, and even more preferably 18.40 or less. The lower limit is not particularly limited, but is preferably 17.00 or more.
式(1)で表される第一のモノマーユニットは、炭素数18~36のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一(第一の重合性単量体)に由来するモノマーユニットであることが好ましい。 The first monomer unit represented by formula (1) is preferably a monomer unit derived from at least one (first polymerizable monomer) selected from the group consisting of (meth)acrylic acid esters having an alkyl group having 18 to 36 carbon atoms.
炭素数18~36のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、炭素数18~36の直鎖のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル[(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸ノナデシル、(メタ)アクリル酸エイコシル、(メタ)アクリル酸ヘンエイコサニル、(メタ)アクリル酸ベヘニル、(メタ)アクリル酸リグノセリル、(メタ)アクリル酸セリル、(メタ)アクリル酸オクタコシル、(メタ)アクリル酸ミリシル、(メタ)アクリル酸ドトリアコンチルなど]及び炭素数18~36の分岐のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル[(メタ)アクリル酸2-デシルテトラデシルなど]が挙げられる。 Examples of (meth)acrylic acid esters having an alkyl group having 18 to 36 carbon atoms include (meth)acrylic acid esters having a linear alkyl group having 18 to 36 carbon atoms [such as stearyl (meth)acrylate, nonadecyl (meth)acrylate, eicosyl (meth)acrylate, heneicosanyl (meth)acrylate, behenyl (meth)acrylate, lignoceryl (meth)acrylate, ceryl (meth)acrylate, octacosyl (meth)acrylate, myricyl (meth)acrylate, and dotriacontyl (meth)acrylate] and (meth)acrylic acid esters having a branched alkyl group having 18 to 36 carbon atoms [such as 2-decyltetradecyl (meth)acrylate].
これらの内、トナーの低温定着性の観点から、炭素数18~36の直鎖のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つであることが好ましい。より好ましくは、炭素数18~30の直鎖のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つである。さらに好ましくは、直鎖の(メタ)アクリル酸ステアリル及び(メタ)アクリル酸ベヘニルからなる群から選択される少なくとも一つである。 Of these, from the viewpoint of low-temperature fixability of the toner, at least one selected from the group consisting of (meth)acrylic acid esters having a linear alkyl group with 18 to 36 carbon atoms is preferred. More preferably, at least one selected from the group consisting of (meth)acrylic acid esters having a linear alkyl group with 18 to 30 carbon atoms is preferred. Even more preferably, at least one selected from the group consisting of linear stearyl (meth)acrylate and behenyl (meth)acrylate is preferred.
第一のモノマーユニットは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。 The first monomer unit may be used alone or in combination of two or more types.
第一の樹脂は、第一のモノマーユニットとは異なる、下記式(3)で表されるモノマーユニット、及び、下記式(4)で表されるモノマーユニットからなる群から選択される少なくとも一である第二のモノマーユニットを有することが好ましい。 The first resin preferably has a second monomer unit that is different from the first monomer unit and is at least one selected from the group consisting of a monomer unit represented by the following formula (3) and a monomer unit represented by the following formula (4):
また、第二のモノマーユニットのSP値(J/cm3)0.5をSP21としたとき、SP21は下記式(2)を満たすことが好ましく、下記式(2)’を満たすことがより好ましい。
21.00≦SP21 (2)
21.00≦SP21≦40.00 (2)’
Furthermore, when the SP value (J/cm 3 ) 0.5 of the second monomer unit is taken as SP 21 , SP 21 preferably satisfies the following formula (2), and more preferably satisfies the following formula (2)′.
21.00≦SP 21 (2)
21.00≦SP 21 ≦40.00 (2)'
R1は、-C≡N、
-C(=O)NHR10(R10は水素原子、若しくは炭素数1~4のアルキル基)、
ヒドロキシ基、
-COOR11(R11は水素原子、炭素数1~6(好ましくは1~4)のアルキル基若しくは炭素数1~6(好ましくは1~4)のヒドロキシアルキル基)、
-NH-C(=O)-N(R13)2(R13はそれぞれ独立して、水素原子若しくは炭素数1~6(好ましくは1~4)のアルキル基)、
-COO(CH2)2NHCOOR14(R14は炭素数1~4のアルキル基)、
又は、
-COO(CH2)2-NH-C(=O)-N(R15)2(R15はそれぞれ独立して、水素原子若しくは炭素数1~6のアルキル基)を表し、
R2は、水素原子又はメチル基を表す。
式(4)中、R3は、炭素数1~4のアルキル基を表し、R4は、水素原子又はメチル基を表す。]
R1 is -C≡N,
-C(=O)NHR 10 (R 10 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms),
hydroxy groups,
-COOR 11 (R 11 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms (preferably 1 to 4) or a hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms (preferably 1 to 4)),
-NH-C(=O)-N( R13 ) 2 (wherein each R13 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 (preferably 1 to 4) carbon atoms);
-COO( CH2 ) 2NHCOOR14 ( R14 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms),
Or,
-COO( CH2 ) 2- NH-C(=O)-N( R15 ) 2 ( wherein each R15 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms),
R2 represents a hydrogen atom or a methyl group.
In formula (4), R 3 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 4 represents a hydrogen atom or a methyl group.
第一の樹脂が、第二のモノマーユニットを含有する場合、極性が高い官能基を有することに基づく電荷の分極が生じ、トナー溶融時において粘度が上昇する効果が生じ耐巻き付き性が向上しやすいため好ましい。 When the first resin contains the second monomer unit, charge polarization occurs due to the highly polar functional group, which increases the viscosity when the toner melts, making it easier to improve winding resistance, which is preferable.
第二のモノマーユニットを形成する第二の重合性単量体としては、以下のものが挙げられる。また、第二の重合性単量体は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。 Examples of the second polymerizable monomer that forms the second monomer unit include the following. Furthermore, the second polymerizable monomer may be used alone or in combination of two or more types.
ニトリル基を有する単量体;例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなど。 Monomers containing nitrile groups; for example, acrylonitrile, methacrylonitrile, etc.
ヒドロキシ基を有する単量体;例えば、(メタ)アクリル酸-2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸-2-ヒドロキシプロピルなど。 Monomers containing a hydroxy group; for example, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, etc.
アミド基を有する単量体;例えば、アクリルアミド、炭素数1~30のアミンとエチレン性不飽和結合を有する炭素数2~30のカルボン酸(アクリル酸及びメタクリル酸など)を公知の方法で反応させた単量体。 Monomers having an amide group; for example, acrylamide, a monomer obtained by reacting an amine having 1 to 30 carbon atoms with a carboxylic acid having 2 to 30 carbon atoms (such as acrylic acid or methacrylic acid) having an ethylenically unsaturated bond using a known method.
ウレア基を有する単量体:例えば、炭素数3~22のアミン[1級アミン(ノルマルブチルアミン、t-ブチルアミン、プロピルアミン及びイソプロピルアミンなど)、2級アミン(ジノルマルエチルアミン、ジノルマルプロピルアミン、ジノルマルブチルアミンなど)、アニリン及びシクロキシルアミンなど]と、エチレン性不飽和結合を有する炭素数2~30のイソシアネートとを公知の方法で反応させた単量体など。 Monomers having a urea group: For example, monomers obtained by reacting an amine having 3 to 22 carbon atoms [primary amines (such as normal butylamine, t-butylamine, propylamine, and isopropylamine), secondary amines (such as di-normal ethylamine, di-normal propylamine, and di-normal butylamine), aniline, and cycloxylamine] with an isocyanate having 2 to 30 carbon atoms and an ethylenically unsaturated bond using a known method.
カルボキシ基を有する単量体;例えば、メタクリル酸、アクリル酸、(メタ)アクリル酸-2-カルボキシエチル。 Monomers having a carboxy group; for example, methacrylic acid, acrylic acid, and 2-carboxyethyl (meth)acrylate.
中でも、ニトリル基、アミド基、ウレタン基、ヒドロキシ基、又はウレア基を有する単量体を使用することが好ましい。より好ましくは、ニトリル基、アミド基、ウレタン基、ヒドロキシ基、及びウレア基からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基とエチレン性不飽和結合とを有する単量体である。これらの単量体を用いると、低湿環境での帯電の立ち上がり性がより向上する。中でも、ニトリル基は電子吸引性が高く、先述した電荷の分極が生じやすく、トナー溶融時において粘度が上昇する効果が生じ耐巻き付き性が向上しやすいため特に好ましい。 Among these, it is preferable to use a monomer having a nitrile group, an amide group, a urethane group, a hydroxy group, or a urea group. More preferable are monomers having an ethylenically unsaturated bond and at least one functional group selected from the group consisting of a nitrile group, an amide group, a urethane group, a hydroxy group, and a urea group. The use of these monomers further improves the charge build-up in low-humidity environments. Among these, nitrile groups are particularly preferable because they have high electron-withdrawing properties, are prone to the aforementioned charge polarization, and increase the viscosity when the toner melts, which tends to improve winding resistance.
第二の重合性単量体として、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリル酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ミリスチン酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、及びオクチル酸ビニルからなる群から選ばれる少なくとも一のビニルエステル類を用いてもよい。 The second polymerizable monomer may be at least one vinyl ester selected from the group consisting of vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl caproate, vinyl caprylate, vinyl caprate, vinyl laurate, vinyl myristate, vinyl palmitate, vinyl stearate, vinyl pivalate, and vinyl octoate.
ビニルエステル類は、非共役モノマーであり、第一の重合性単量体との反応性が適度に保たれやすいため、第一の樹脂の結晶性を向上させやすく、低温定着性と耐熱保存性をより両立しやすくなる。 Vinyl esters are non-conjugated monomers that tend to maintain a moderate level of reactivity with the first polymerizable monomer, which makes it easier to improve the crystallinity of the first resin and more likely to achieve both low-temperature fixability and heat-resistant storage stability.
第二の重合性単量体は、エチレン性不飽和結合を有することが好ましく、エチレン性不飽和結合を一つ有することがより好ましい。 The second polymerizable monomer preferably has an ethylenically unsaturated bond, and more preferably has one ethylenically unsaturated bond.
第一の樹脂中の該第二のモノマーユニットの含有割合は、0.1質量%以上が好ましく、1.0質量%以上がより好ましく、5.0質量%以上が更に好ましい。その上限は、70.0質量%以下が好ましく、30.0質量%以下がより好ましく、20.0質量%以下が更に好ましい。 The content of the second monomer unit in the first resin is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 1.0% by mass or more, and even more preferably 5.0% by mass or more. The upper limit is preferably 70.0% by mass or less, more preferably 30.0% by mass or less, and even more preferably 20.0% by mass or less.
また、第二のモノマーユニットは、上記式(2)で示されるSP21を満たすモノマーユニットを選択するとよい。 In addition, it is preferable to select the second monomer unit as a monomer unit that satisfies SP 21 shown in the above formula (2).
また、第一の樹脂は、上述した第一のモノマーユニット、第二のモノマーユニットの質量比率を損ねない範囲で、上記第一のモノマーユニット、第二のモノマーユニットのSP値の範囲に含まれない第三のモノマーユニットを有していてもよい。 The first resin may also contain a third monomer unit that is outside the SP value range of the first monomer unit and the second monomer unit, as long as the mass ratio of the first monomer unit and the second monomer unit described above is not impaired.
第三のモノマーユニットを構成する第三の重合性単量体としては、上記第二の重合性単量体の項に挙げた単量体のうち、例えば、モノマーユニットとして式(2)を満たさないものを選択するとよい。なお、式(2)を満たす場合には、第二の重合性単量体として用いることができる。 As the third polymerizable monomer constituting the third monomer unit, it is preferable to select from the monomers listed in the section on second polymerizable monomers above, for example, one that does not satisfy formula (2) as a monomer unit. Note that if formula (2) is satisfied, it can be used as the second polymerizable monomer.
また、上記ニトリル基、アミド基、ウレタン基、ヒドロキシ基、ウレア基、又はカルボキシ基を有さない、以下の単量体も用いることができる。 The following monomers, which do not have the above-mentioned nitrile group, amide group, urethane group, hydroxy group, urea group, or carboxy group, can also be used.
例えば、スチレン、o-メチルスチレンなどのスチレン及びその誘導体、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸-n-ブチル、(メタ)アクリル酸-t-ブチル、(メタ)アクリル酸-2-エチルヘキシルのような(メタ)アクリル酸エステル類。 For example, styrene and its derivatives such as styrene and o-methylstyrene, and (meth)acrylic acid esters such as methyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, t-butyl (meth)acrylate, and 2-ethylhexyl (meth)acrylate.
第三の重合性単量体は、スチレン、メタクリル酸メチル及びアクリル酸メチルからなる群から選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。さらに好ましくは、帯電維持性の観点から、スチレンであることが好ましい。 The third polymerizable monomer is preferably at least one selected from the group consisting of styrene, methyl methacrylate, and methyl acrylate. From the viewpoint of charge retention, styrene is even more preferable.
該第一の樹脂中の該第三の重合性単量体に由来する第三のモノマーユニットの含有割合は、10.0質量%以上が好ましく、15.0質量%以上がより好ましく、20.0質量%以上が更に好ましい。その上限は、70.0質量%以下が好ましく、50.0質量%以下がより好ましく、40.0質量%以下が更に好ましい。 The content of the third monomer unit derived from the third polymerizable monomer in the first resin is preferably 10.0% by mass or more, more preferably 15.0% by mass or more, and even more preferably 20.0% by mass or more. The upper limit is preferably 70.0% by mass or less, more preferably 50.0% by mass or less, and even more preferably 40.0% by mass or less.
第一の樹脂は、ビニル重合体であることが好ましい。ビニル重合体は、例えば、エチレン性不飽和結合を含むモノマーの重合体が挙げられる。エチレン性不飽和結合とは、ラジカル重合することが可能な炭素-炭素二重結合を指し、例えば、ビニル基、プロペニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基などが挙げられる。 The first resin is preferably a vinyl polymer. Examples of vinyl polymers include polymers of monomers containing ethylenically unsaturated bonds. An ethylenically unsaturated bond refers to a carbon-carbon double bond capable of radical polymerization, and examples include vinyl groups, propenyl groups, acryloyl groups, and methacryloyl groups.
結晶性樹脂である第一の樹脂の酸価AVaは、高温高湿下における帯電性向上の観点から、50.0mgKOH/g以下であることが好ましく、30.0mgKOH/g以下であることがより好ましい。下限は特に制限されないが、好ましくは0mgKOH/g以上であり、帯電立ち上がり性向上の観点から、0.5mgKOH/g以上が好ましく、より好ましくは1.0mgKOH/g以上である。 From the viewpoint of improving chargeability under high temperature and high humidity conditions, the acid value AVa of the first resin, which is a crystalline resin, is preferably 50.0 mgKOH/g or less, and more preferably 30.0 mgKOH/g or less. There is no particular lower limit, but it is preferably 0 mgKOH/g or more. From the viewpoint of improving charge rise, it is preferably 0.5 mgKOH/g or more, and more preferably 1.0 mgKOH/g or more.
結晶性樹脂である第一の樹脂の水酸基価OHVaは、高温高湿下における帯電性向上の観点から、50.0mgKOH/g以下であることが好ましく、30.0mgKOH/g以下であることがより好ましい。下限は特に制限されないが、好ましくは0mgKOH/g以上であり、帯電立ち上がり性向上の観点から、0.5mgKOH/g以上が好ましく、より好ましくは1.0mgKOH/g以上である。 From the viewpoint of improving chargeability under high temperature and high humidity conditions, the hydroxyl value OHVa of the first resin, which is a crystalline resin, is preferably 50.0 mgKOH/g or less, and more preferably 30.0 mgKOH/g or less. There is no particular lower limit, but it is preferably 0 mgKOH/g or more. From the viewpoint of improving charge rise, it is preferably 0.5 mgKOH/g or more, and more preferably 1.0 mgKOH/g or more.
結晶性樹脂である第一の樹脂の、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定されるテトラヒドロフラン(THF)可溶分の重量平均分子量(Mw)は、15000以上200000以下であることが好ましく、20000以上100000以下であることがより好ましい。該THF可溶分の重量平均分子量(Mw)が上記範囲内であることで、室温付近での弾性を維持しやすくなり、長時間印刷時の画像不良を起こしにくくなるため好ましい。 The weight-average molecular weight (Mw) of the tetrahydrofuran (THF)-soluble portion of the first resin, which is a crystalline resin, measured by gel permeation chromatography (GPC) is preferably 15,000 or more and 200,000 or less, and more preferably 20,000 or more and 100,000 or less. Having the weight-average molecular weight (Mw) of the THF-soluble portion within the above range is preferable because it makes it easier to maintain elasticity near room temperature and reduces the likelihood of image defects during long-term printing.
また、結晶性樹脂である第一の樹脂の融点は、耐熱保存性と低温定着性の観点から、40℃以上80℃以下であることが好ましく、45℃以上70℃以下であることがより好ましい。 Furthermore, from the viewpoint of heat-resistant storage stability and low-temperature fixability, the melting point of the first resin, which is a crystalline resin, is preferably 40°C or higher and 80°C or lower, and more preferably 45°C or higher and 70°C or lower.
該第一の樹脂のSP値SP1は、18.0以上が好ましく、18.6以上がより好ましい。さらに好ましくは、19.2以上である。 The SP value SP1 of the first resin is preferably 18.0 or more, more preferably 18.6 or more, and even more preferably 19.2 or more.
結着樹脂中の、結晶性樹脂である第一の樹脂の含有量は、ドメインマトリクス構造を得やすくする観点から、20質量%以上が好ましく、30質量%以上がより好ましく、40質量%以上が更に好ましい。その上限は80質量%以下が好ましく、70質量%以下が更に好ましい。 From the viewpoint of making it easier to obtain a domain matrix structure, the content of the first resin, which is a crystalline resin, in the binder resin is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, and even more preferably 40% by mass or more. The upper limit is preferably 80% by mass or less, and even more preferably 70% by mass or less.
本発明に係る結着樹脂は、第二の樹脂を含有し、該第二の樹脂は非晶性樹脂である。 The binder resin according to the present invention contains a second resin, which is an amorphous resin.
非晶性樹脂としては、公知の非晶性樹脂を用いることができる。例えば、以下のものが挙げられる。 Amorphous resins that are well known in the art can be used. Examples include the following:
ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、天然樹脂変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロン-インデン樹脂、石油系樹脂、ビニル系樹脂。 Polyvinyl chloride, phenolic resin, natural resin modified phenolic resin, natural resin modified maleic acid resin, polyvinyl acetate, silicone resin, polyester resin, polyurethane resin, polyamide resin, furan resin, epoxy resin, xylene resin, polyvinyl butyral, terpene resin, coumarone-indene resin, petroleum-based resin, vinyl resin.
第一の樹脂として結晶性ポリエステル樹脂を用いた場合、第二の樹脂として、非晶性ポリエステル樹脂を用いると、第一の樹脂と第二の樹脂のSP値が近く相互作用が強くなり、本発明のT1-T10の範囲に制御することが容易となるため好ましい。 When a crystalline polyester resin is used as the first resin, it is preferable to use an amorphous polyester resin as the second resin, as the SP values of the first and second resins are close, resulting in a strong interaction and making it easier to control the T1-T10 within the range of the present invention.
さらに第一の樹脂として、先述の第一のモノマーユニットを含有する樹脂を用いた場合、第二の樹脂として、ビニル系樹脂を用いると、第一の樹脂と第二の樹脂のSP値が近く相互作用が強くなり、本発明のT1-T10の範囲に制御することが容易となるため好ましい。また、第一の樹脂としてポリエステル樹脂を用いる場合に比べ、ドメインマトリクス構造をとりやすい観点からも好ましい。 Furthermore, when a resin containing the aforementioned first monomer unit is used as the first resin, using a vinyl resin as the second resin is preferable because the SP values of the first and second resins are close, resulting in a strong interaction and making it easier to control the T1-T10 range of the present invention. This is also preferable from the viewpoint of making it easier to form a domain matrix structure compared to when a polyester resin is used as the first resin.
結着樹脂中の、非晶性樹脂である第二の樹脂の含有量は、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、20質量%以上が更に好ましく、30質量%以上であることが特に好ましい。その上限は70質量%以下が好ましく、60質量%以下がより好ましく、50質量%以下が更に好ましい。 The content of the second resin, which is an amorphous resin, in the binder resin is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, even more preferably 20% by mass or more, and particularly preferably 30% by mass or more. The upper limit is preferably 70% by mass or less, more preferably 60% by mass or less, and even more preferably 50% by mass or less.
本発明のトナー粒子において、該第一の樹脂の含有量W1と該第二の樹脂の含有量W2が
0.2≦W2/W1≦4.0
の関係を満たすことが好ましく、0.3≦W2/W1≦3.0の関係を満たすことがより好ましい。
In the toner particles of the present invention, the content W1 of the first resin and the content W2 of the second resin are 0.2≦W2/W1≦4.0
It is preferable that the relationship be satisfied, and it is more preferable that the relationship be satisfied: 0.3≦W2/W1≦3.0.
該第二の樹脂としてビニル系樹脂を用いる場合、例えば、エチレン性不飽和結合を含む重合性単量体の重合体が挙げられる。エチレン性不飽和結合とは、ラジカル重合することが可能な炭素-炭素二重結合を指し、例えば、ビニル基、プロペニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基などが挙げられる。 When a vinyl resin is used as the second resin, examples of suitable resins include polymers of polymerizable monomers containing ethylenically unsaturated bonds. An ethylenically unsaturated bond refers to a carbon-carbon double bond capable of undergoing radical polymerization, and examples include vinyl, propenyl, acryloyl, and methacryloyl groups.
重合性単量体としては、以下のものが挙げられる。 Examples of polymerizable monomers include the following:
スチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、p-フェニルスチレン、p-エチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、p-n-ブチルスチレン、p-tert-ブチルスチレン、p-n-ヘキシルスチレン、p-n-オクチルスチレン、p-n-ノニルスチレン、p-n-デシルスチレン、p-n-ドデシルスチレン、p-メトキシスチレン、p-クロルスチレン、3,4-ジクロルスチレン、m-ニトロスチレン、o-ニトロスチレン、p-ニトロスチレンなどのスチレン系単量体;
アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸-n-ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸-n-オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸-2-エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸-2-クロルエチル、アクリル酸フェニルのようなアクリル酸及びアクリル酸エステル類などのアクリル酸エステル類;
メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸-n-ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸-n-オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸-2-エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルのようなα-メチレン脂肪族モノカルボン酸及びそのエステル類;
また、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドなど。
Styrenic monomers such as styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, p-phenylstyrene, p-ethylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, p-n-butylstyrene, p-tert-butylstyrene, p-n-hexylstyrene, p-n-octylstyrene, p-n-nonylstyrene, p-n-decylstyrene, p-n-dodecylstyrene, p-methoxystyrene, p-chlorostyrene, 3,4-dichlorostyrene, m-nitrostyrene, o-nitrostyrene, and p-nitrostyrene;
acrylic acid and acrylic acid esters such as acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, n-octyl acrylate, dodecyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, stearyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate, and phenyl acrylate;
α-methylene aliphatic monocarboxylic acids and esters thereof, such as methacrylic acid, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-octyl methacrylate, dodecyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, stearyl methacrylate, phenyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, and diethylaminoethyl methacrylate;
Also, acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide, etc.
さらに、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレートなどのアクリル酸又はメタクリル酸エステル類、4-(1-ヒドロキシ-1-メチルブチル)スチレン、4-(1-ヒドロキシ-1-メチルヘキシル)スチレンのようなヒドロキシ基を有する重合性単量体。これらは単独で又は複数種を組み合わせて用いることができる。 Furthermore, acrylic acid or methacrylic acid esters such as 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, and 2-hydroxypropyl methacrylate, and polymerizable monomers having a hydroxy group such as 4-(1-hydroxy-1-methylbutyl)styrene and 4-(1-hydroxy-1-methylhexyl)styrene, can be used alone or in combination.
ビニル系樹脂には、上記以外に、ビニル重合が可能な種々の重合性単量体を必要に応じて併用してもよい。 In addition to the above, various polymerizable monomers capable of vinyl polymerization may be used in combination with the vinyl resin as needed.
重合性単量体としては、以下のものが挙げられる。 Examples of polymerizable monomers include the following:
エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンのような不飽和モノオレフィン類;ブタジエン、イソプレンのような不飽和ポリエン類;塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニルのようなハロゲン化ビニル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニルのようなビニルエステル類;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルのようなビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトンのようなビニルケトン類;N-ビニルピロール、N-ビニルカルバゾール、N-ビニルインドール、N-ビニルピロリドンのようなN-ビニル化合物;ビニルナフタリン類;マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、アルケニルコハク酸、フマル酸、メサコン酸のような不飽和二塩基酸;マレイン酸無水物、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、アルケニルコハク酸無水物のような不飽和二塩基酸無水物;マレイン酸メチルハーフエステル、マレイン酸エチルハーフエステル、マレイン酸ブチルハーフエステル、シトラコン酸メチルハーフエステル、シトラコン酸エチルハーフエステル、シトラコン酸ブチルハーフエステル、イタコン酸メチルハーフエステル、アルケニルコハク酸メチルハーフエステル、フマル酸メチルハーフエステル、メサコン酸メチルハーフエステルのような不飽和塩基酸のハーフエステル;ジメチルマレイン酸、ジメチルフマル酸のような不飽和塩基酸エステル;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、ケイヒ酸のようなα,β-不飽和酸の酸無水物;該α,β-不飽和酸と低級脂肪酸との無水物;アルケニルマロン酸、アルケニルグルタル酸、アルケニルアジピン酸、これらの酸無水物及びこれらのモノエステルのようなカルボキシ基を有する重合性単量体。 Unsaturated monoolefins such as ethylene, propylene, butylene, and isobutylene; unsaturated polyenes such as butadiene and isoprene; vinyl halides such as vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl bromide, and vinyl fluoride; vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, and vinyl benzoate; vinyl ethers such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, and vinyl isobutyl ether; vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone, and methyl isopropenyl ketone; N-vinyl compounds such as N-vinylpyrrole, N-vinylcarbazole, N-vinylindole, and N-vinylpyrrolidone; vinylnaphthalenes; unsaturated dibasic acids such as maleic acid, citraconic acid, itaconic acid, alkenylsuccinic acid, fumaric acid, and mesaconic acid; maleic anhydride, citraconic anhydride, itaconic anhydride, and unsaturated dibasic acid anhydrides such as alkenylsuccinic anhydride; half esters of unsaturated basic acids such as methyl maleate half ester, ethyl maleate half ester, butyl maleate half ester, methyl citraconic acid half ester, ethyl citraconic acid half ester, butyl citraconic acid half ester, methyl itaconic acid half ester, methyl alkenylsuccinate half ester, methyl fumarate half ester, and methyl mesaconic acid half ester; unsaturated basic acid esters such as dimethylmaleic acid and dimethylfumaric acid; acid anhydrides of α,β-unsaturated acids such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, and cinnamic acid; anhydrides of such α,β-unsaturated acids and lower fatty acids; and polymerizable monomers having a carboxy group such as alkenylmalonic acid, alkenylglutaric acid, alkenyladipic acid, their acid anhydrides, and their monoesters.
また、該ビニル系樹脂は、必要に応じて以下に例示するような架橋性重合性単量体で架橋された重合体であってもよい。 Furthermore, if necessary, the vinyl resin may be a polymer crosslinked with a crosslinkable polymerizable monomer, such as those exemplified below.
架橋性重合性単量体としては、以下のものが挙げられる。 Examples of cross-linkable polymerizable monomers include the following:
芳香族ジビニル化合物;アルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類;エーテル結合を含むアルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類;芳香族基及びエーテル結合を含む鎖で結ばれたジアクリレート化合物類;ポリエステル型ジアクリレート類;多官能の架橋剤。 Aromatic divinyl compounds; diacrylate compounds linked by alkyl chains; diacrylate compounds linked by alkyl chains containing ether bonds; diacrylate compounds linked by chains containing aromatic groups and ether bonds; polyester-type diacrylates; multifunctional crosslinking agents.
芳香族ジビニル化合物としては、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレンなどが挙げられる。 Examples of aromatic divinyl compounds include divinylbenzene and divinylnaphthalene.
アルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類としては、例えば、エチレングリコールジアクリレート、1,3-ブチレングリコールジアクリレート、1,4-ブタンジオールジアクリレート、1,5-ペンタンジオールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたものなどが挙げられる。 Examples of diacrylate compounds linked by alkyl chains include ethylene glycol diacrylate, 1,3-butylene glycol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,5-pentanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, and compounds in which the acrylate in the above compounds is replaced with methacrylate.
ビニル系樹脂は、スチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、p-フェニルスチレン、p-エチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、p-n-ブチルスチレン、p-tert-ブチルスチレン、p-n-ヘキシルスチレン、p-n-オクチルスチレン、p-n-ノニルスチレン、p-n-デシルスチレン、p-n-ドデシルスチレン、p-メトキシスチレン、p-クロルスチレン、3,4-ジクロルスチレン、m-ニトロスチレン、o-ニトロスチレン、p-ニトロスチレン、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸-n-ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸-n-オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸-2-エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸-2-クロルエチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸-n-ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸-n-オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸-2-エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、4-(1-ヒドロキシ-1-メチルブチル)スチレン、及び4-(1-ヒドロキシ-1-メチルヘキシル)スチレンからなる群より選ばれた少なくとも一を含む重合性単量体の重合体であることが好ましい。 Vinyl resins include styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, p-phenylstyrene, p-ethylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, p-n-butylstyrene, p-tert-butylstyrene, p-n-hexylstyrene, p-n-octylstyrene, p-n-nonylstyrene, p-n-decylstyrene, p-n-dodecylstyrene, p-methoxystyrene, p-chlorostyrene, 3,4-dichlorostyrene, m-nitrostyrene, o-nitrostyrene, p-nitrostyrene, acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, n-octyl acrylate, dodecyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, stearyl acrylate, and 2-chloro acrylate. Preferably, the polymer is a polymer of a polymerizable monomer containing at least one selected from the group consisting of ethyl, phenyl acrylate, methacrylic acid, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-octyl methacrylate, dodecyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, stearyl methacrylate, phenyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 4-(1-hydroxy-1-methylbutyl)styrene, and 4-(1-hydroxy-1-methylhexyl)styrene.
また、ビニル系樹脂は、当該群より選ばれた少なくとも一の重合性単量体、及び、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、エチレングリコールジアクリレート、1,3-ブチレングリコールジアクリレート、1,4-ブタンジオールジアクリレート、1,5-ペンタンジオールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、1,3-ブチレングリコールジメタクリレート、1,4-ブタンジオールジメタクリレート、1,5-ペンタンジオールジメタクリレート、1,6-ヘキサンジオールジメタクリレート、及びネオペンチルグリコールジメタクリレートからなる群より選ばれた少なくとも一の架橋性重合性単量体、を含む単量体の共重合体であってもよい。該単量体中の該架橋性重合性重合体の含有量は、0.5質量%~5.0質量%程度にすると後述する軟化点を制御しやすいため好ましい。 The vinyl resin may also be a copolymer of at least one polymerizable monomer selected from the above group and at least one crosslinkable polymerizable monomer selected from the group consisting of divinylbenzene, divinylnaphthalene, ethylene glycol diacrylate, 1,3-butylene glycol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,5-pentanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, 1,3-butylene glycol dimethacrylate, 1,4-butanediol dimethacrylate, 1,5-pentanediol dimethacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, and neopentyl glycol dimethacrylate. The content of the crosslinkable polymer in the monomer is preferably approximately 0.5% to 5.0% by mass, as this facilitates control of the softening point, as described below.
上述の重合性単量体の中でも、スチレン系単量体、アクリル酸エステル系単量体、メタクリル酸エステル系単量体を好適に例示できる。スチレンとアクリル酸n-ブチルとの組み合わせは好ましい。また、アクリル酸エステル系単量体やメタクリル酸エステル系単量体のエステル部分に結合するアルキル基の炭素数によっても、非晶性樹脂である第二の樹脂を含むドメインの個数平均径を制御することができる。 Among the polymerizable monomers mentioned above, styrene-based monomers, acrylic acid ester-based monomers, and methacrylic acid ester-based monomers are preferred. A combination of styrene and n-butyl acrylate is preferred. Furthermore, the number of carbon atoms in the alkyl group bonded to the ester moiety of the acrylic acid ester-based monomer or methacrylic acid ester-based monomer can also be used to control the number average diameter of domains containing the second resin, which is an amorphous resin.
非晶性樹脂である第二の樹脂は、下記式(5)で表されるモノマーユニットを有していることが好ましい。該第二の樹脂が、下記式(5)で表されるモノマーユニットを有している場合、該第二の樹脂中の下記式(5)のモノマーユニットの含有割合は、30.0質量%以上が好ましく、50.0質量%以上がより好ましく、70.0質量%以上が更に好ましい。その上限は95.0質量%以下が好ましく、90.0質量%以下がより好ましい。 The second resin, which is an amorphous resin, preferably has a monomer unit represented by the following formula (5). When the second resin has a monomer unit represented by the following formula (5), the content of the monomer unit of the following formula (5) in the second resin is preferably 30.0% by mass or more, more preferably 50.0% by mass or more, and even more preferably 70.0% by mass or more. The upper limit is preferably 95.0% by mass or less, and more preferably 90.0% by mass or less.
該式(5)で表されるモノマーユニットは、フェニル基を有するため、特に高温高湿環境における帯電維持性が向上する。 The monomer unit represented by formula (5) contains a phenyl group, which improves charge retention, particularly in high-temperature, high-humidity environments.
また、第二の樹脂に加え、第一の樹脂も、上記式(5)で表されるモノマーユニットを有している場合、第一の樹脂と第二の樹脂の双方に含まれるフェニル基同士で、π電子に由来する相互作用が働きやすい。その結果、上記ドメインの個数平均径を上記数値範囲に制御しやすい。さらに、高温高湿環境における帯電維持性もより向上する。 Furthermore, when the first resin, in addition to the second resin, contains a monomer unit represented by the above formula (5), interactions due to π electrons are likely to occur between the phenyl groups contained in both the first resin and the second resin. As a result, it is easy to control the number-average diameter of the domains within the above numerical range. Furthermore, charge retention in high-temperature, high-humidity environments is further improved.
ビニル系樹脂は、重合開始剤を用いて製造された樹脂であってもよい。重合開始剤は、効率の観点から、重合性単量体100質量部に対して、0.05質量部以上10質量部以下で用いるとよい。 The vinyl resin may be a resin produced using a polymerization initiator. From the standpoint of efficiency, it is recommended that the polymerization initiator be used in an amount of 0.05 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of polymerizable monomer.
重合開始剤としては、以下のものが挙げられる。 Polymerization initiators include the following:
2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、ジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート、1,1’-アゾビス(1-シクロヘキサンカルボニトリル)、2-カーバモイルアゾイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2,4,4-トリメチルペンタン)、2-フェニルアゾ-2,4-ジメチル-4-メトキシバレロニトリル、2,2’-アゾビス(2-メチルプロパン)、メチルエチルケトンパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイドのようなケトンパーオキサイド類、2,2-ビス(tert-ブチルパーオキシ)ブタン、tert-ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3-テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、ジ-tert-ブチルパーオキサイド、tert-ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、α,α’-ビス(tert-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、イソブチルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、3,5,5-トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、m-トルオイルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ-2-エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ-n-プロピルパーオキシジカーボネート、ジ-2-エトキシエチルパーオキシカーボネート、ジメトキシイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ(3-メチル-3-メトキシブチル)パーオキシカーボネート、アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシアセテート、tert-ブチルパーオキシイソブチレート、tert-ブチルパーオキシネオデカノエート、tert-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、tert-ブチルパーオキシラウレート、tert-ブチルパーオキシベンゾエート、tert-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ジ-tert-ブチルパーオキシイソフタレート、tert-ブチルパーオキシアリルカーボネート、tert-アミルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、ジ-tert-ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレート、ジ-tert-ブチルパーオキシアゼレート。 2,2'-Azobisisobutyronitrile, 2,2'-Azobis(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-Azobis(2-methylbutyronitrile), dimethyl-2,2'-azobisisobutyrate, 1,1'-Azobis(1-cyclohexanecarbonitrile), 2-carbamoylazoisobutyronitrile, 2,2'-Azobis(2,4,4-trimethylpentane), 2-phenylazo-2,4-dimethyl-4-methoxyvaleronitrile, 2,2'-Azobis(2-methylpropane), methylethyl Ketone peroxides such as ketone peroxide, acetylacetone peroxide, and cyclohexanone peroxide, 2,2-bis(tert-butylperoxy)butane, tert-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide, di-tert-butyl peroxide, tert-butylcumyl peroxide, dicumyl peroxide, α,α'-bis(tert-butylperoxyisopropyl)benzene, isobutyl peroxide, octanoyl peroxide, and decanoyl peroxide. peroxide, lauroyl peroxide, 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, benzoyl peroxide, m-toluoyl peroxide, diisopropyl peroxydicarbonate, di-2-ethylhexyl peroxydicarbonate, di-n-propyl peroxydicarbonate, di-2-ethoxyethyl peroxycarbonate, dimethoxyisopropyl peroxydicarbonate, di(3-methyl-3-methoxybutyl)peroxycarbonate, acetylcyclohexylsulfonyl peroxide, tert-butyl peroxyacetate , tert-butyl peroxyisobutyrate, tert-butyl peroxyneodecanoate, tert-butyl peroxy-2-ethylhexanoate, tert-butyl peroxylaurate, tert-butyl peroxybenzoate, tert-butyl peroxyisopropyl carbonate, di-tert-butyl peroxyisophthalate, tert-butyl peroxyallyl carbonate, tert-amyl peroxy-2-ethylhexanoate, di-tert-butyl peroxyhexahydroterephthalate, di-tert-butyl peroxyazelate.
ポリエステル樹脂としては、通常トナーに使用されるポリエステル樹脂が好適に用いることができる。該ポリエステル樹脂に用いられるモノマーとしては、多価アルコール(2価又は3価以上のアルコール)と、多価カルボン酸(2価又は3価以上のカルボン酸)、その酸無水物又はその低級アルキルエステルとが挙げられる。 The polyester resin can be suitably selected from those typically used in toner. Monomers used in such polyester resins include polyhydric alcohols (divalent, trivalent or higher alcohols), polycarboxylic acids (divalent, trivalent or higher carboxylic acids), their acid anhydrides, or their lower alkyl esters.
該多価アルコールとしては、以下のものが挙げられる。 Examples of such polyhydric alcohols include:
2価アルコールとして、以下のビスフェノール誘導体が挙げられる。 Dihydric alcohols include the following bisphenol derivatives:
ポリオキシプロピレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(3.3)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2.0)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2.0)-ポリオキシエチレン(2.0)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(6)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンなど。 Polyoxypropylene (2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane, polyoxypropylene (3.3)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane, polyoxyethylene (2.0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane, polyoxypropylene (2.0)-polyoxyethylene (2.0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane, polyoxypropylene (6)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane, etc.
その他の多価アルコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ト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、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4-ブテンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ソルビトール、1,2,3,6-ヘキサンテトロール、1,4-ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4-ブタントリオール、1,2,5-ペンタントリオール、グリセリン、2-メチルプロパントリオール、2-メチル-1,2,4-ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5-トリヒドロキシメチルベンゼンが挙げられる。 Other polyhydric alcohols include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,4-butenediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, sorbitol, 1,2,3,6-hexanetetrol, 1,4-sorbitan, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, 1,2,4-butanetriol, 1,2,5-pentanetriol, glycerin, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butanetriol, trimethylolethane, trimethylolpropane, and 1,3,5-trihydroxymethylbenzene.
これらの多価アルコールは、単独であるいは複数を併用して用いることができる。 These polyhydric alcohols can be used alone or in combination.
多価カルボン酸としては、以下のものが挙げられる。 Examples of polycarboxylic acids include the following:
2価のカルボン酸としては、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、マロン酸、n-ドデセニルコハク酸、イソドデセニルコハク酸、n-ドデシルコハク酸、イソドデシルコハク酸、n-オクテニルコハク酸、n-オクチルコハク酸、イソオクテニルコハク酸、イソオクチルコハク酸、これらの酸の無水物及びこれらの低級アルキルエステルが挙げられる。これらのうち、マレイン酸、フマル酸、テレフタル酸、n-ドデセニルコハク酸が好ましく用いられる。 Divalent carboxylic acids include maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, itaconic acid, glutaconic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, malonic acid, n-dodecenylsuccinic acid, isododecenylsuccinic acid, n-dodecylsuccinic acid, isododecylsuccinic acid, n-octenylsuccinic acid, n-octylsuccinic acid, isooctenylsuccinic acid, isooctylsuccinic acid, anhydrides of these acids, and lower alkyl esters thereof. Of these, maleic acid, fumaric acid, terephthalic acid, and n-dodecenylsuccinic acid are preferred.
3価以上のカルボン酸、その酸無水物又はその低級アルキルエステルとしては、以下のものが挙げられる。 Examples of trivalent or higher carboxylic acids, their anhydrides, and their lower alkyl esters include the following:
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、1,2,4-ナフタレントリカルボン酸、1,2,4-ブタントリカルボン酸、1,2,5-ヘキサントリカルボン酸、1,3-ジカルボキシル-2-メチル-2-メチレンカルボキシプロパン、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8-オクタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、エンポール三量体酸、これらの酸無水物又はこれらの低級アルキルエステル。 1,2,4-benzenetricarboxylic acid (trimellitic acid), 2,5,7-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-butanetricarboxylic acid, 1,2,5-hexanetricarboxylic acid, 1,3-dicarboxyl-2-methyl-2-methylenecarboxypropane, 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid, tetra(methylenecarboxyl)methane, 1,2,7,8-octanetetracarboxylic acid, pyromellitic acid, empol trimer acid, their acid anhydrides, or their lower alkyl esters.
これらのうち、1,2,4-ベンゼントリカルボン酸(トリメリット酸)又はその酸無水物などの誘導体が安価で、反応制御が容易であるため、好ましく用いられる。 Among these, 1,2,4-benzenetricarboxylic acid (trimellitic acid) or its derivatives such as acid anhydride are preferred because they are inexpensive and the reaction is easy to control.
これらの多価カルボン酸は、単独であるいは複数を併用して用いることができる。 These polycarboxylic acids can be used alone or in combination.
ポリエステル樹脂の製造方法については、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、前述の多価アルコール及び多価カルボン酸を同時に仕込み、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、ポリエステル樹脂を製造する。また、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などの重合触媒を用いることができる。 There are no particular restrictions on the method for producing polyester resin, and known methods can be used. For example, the aforementioned polyhydric alcohol and polycarboxylic acid are simultaneously charged and polymerized via an esterification reaction or transesterification reaction and a condensation reaction to produce polyester resin. The polymerization temperature is not particularly limited, but is preferably in the range of 180°C to 290°C. Polymerization catalysts such as titanium-based catalysts, tin-based catalysts, zinc acetate, antimony trioxide, and germanium dioxide can be used when polymerizing polyester resin.
非晶性樹脂に用いるポリエステル樹脂は、チタン系触媒及びスズ系触媒の少なくとも一方を使用して縮重合されたものが好ましい。 The polyester resin used as the amorphous resin is preferably one that has been condensed using at least one of a titanium-based catalyst and a tin-based catalyst.
非晶性樹脂である第二の樹脂の酸価AViは、高温高湿下における帯電性向上の観点から、50.0mgKOH/g以下であることが好ましく、30.0mgKOH/g以下であることがより好ましい。下限は特に制限されないが、好ましくは0mgKOH/g以上であり、帯電立ち上がり性向上の観点から、0.5mgKOH/g以上が好ましく、より好ましくは1.0mgKOH/g以上である。 The acid value AVi of the second resin, which is an amorphous resin, is preferably 50.0 mgKOH/g or less, and more preferably 30.0 mgKOH/g or less, from the viewpoint of improving chargeability under high temperature and high humidity conditions. There is no particular lower limit, but it is preferably 0 mgKOH/g or more. From the viewpoint of improving charge rise, it is preferably 0.5 mgKOH/g or more, and more preferably 1.0 mgKOH/g or more.
非晶性樹脂である第二の樹脂の水酸基価OHViは、高温高湿下における帯電性向上の観点から、50.0mgKOH/g以下であることが好ましく、30.0mgKOH/g以下であることがより好ましい。下限は特に制限されないが、好ましくは0mgKOH/g以上であり、帯電立ち上がり性向上の観点から、0.5mgKOH/g以上が好ましく、より好ましくは1.0mgKOH/g以上である。 From the viewpoint of improving chargeability under high temperature and high humidity conditions, the hydroxyl value OHVi of the second resin, which is an amorphous resin, is preferably 50.0 mgKOH/g or less, and more preferably 30.0 mgKOH/g or less. There is no particular lower limit, but it is preferably 0 mgKOH/g or more. From the viewpoint of improving charge rise, it is preferably 0.5 mgKOH/g or more, and more preferably 1.0 mgKOH/g or more.
非晶性樹脂である第二の樹脂の、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定されるテトラヒドロフラン(THF)可溶分の重量平均分子量(Mw)は、20000以上1000000以下であることが好ましく、50000以上150000以下であることがより好ましい。該THF可溶分の重量平均分子量(Mw)が上記範囲内であることで、室温付近での弾性を維持しやすくなる。 The weight-average molecular weight (Mw) of the tetrahydrofuran (THF)-soluble portion of the amorphous second resin, as measured by gel permeation chromatography (GPC), is preferably 20,000 or more and 1,000,000 or less, and more preferably 50,000 or more and 150,000 or less. Having the weight-average molecular weight (Mw) of the THF-soluble portion within the above range makes it easier to maintain elasticity at around room temperature.
第二の樹脂中のテトラヒドロフラン(THF)不溶分の含有割合が、3質量%以上であることが、耐ホットオフセット性の観点から好ましい。 From the viewpoint of hot offset resistance, it is preferable that the content of tetrahydrofuran (THF) insoluble matter in the second resin be 3% by mass or more.
また、第一の樹脂のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定されるテトラヒドロフラン(THF)可溶分の重量平均分子量Mw1、第一の樹脂のGPCによるTHF可溶分の重量平均分子量Mw2としたとき、Mw2/Mw1≧1.5の関係を満たすことが好ましい。さらに好ましくはMw2/Mw1≧2.0である。この関係を満たすと、T10-T1が本発明の範囲に制御しやすくなるため好ましい。 Furthermore, when the weight-average molecular weight Mw1 of the tetrahydrofuran (THF)-soluble portion of the first resin measured by gel permeation chromatography (GPC) is taken as the weight-average molecular weight Mw2 of the THF-soluble portion of the first resin measured by GPC, it is preferable that the relationship Mw2/Mw1 ≧ 1.5 is satisfied. More preferably, Mw2/Mw1 ≧ 2.0 is satisfied. Satisfying this relationship is preferable because it makes it easier to control T10 - T1 within the range of the present invention.
また、非晶性樹脂である第二の樹脂の軟化点Tmは、画像不良抑制の観点から、100℃以上であることが好ましい。その上限は、160℃以下が好ましく、140℃以下がより好ましく、130℃以下であることが更に好ましい。さらに、T1-T10を本発明の範囲に制御しやすくなる観点から、110℃以上であることが好ましい。 The softening point Tm of the second resin, which is an amorphous resin, is preferably 100°C or higher from the viewpoint of suppressing image defects. The upper limit is preferably 160°C or lower, more preferably 140°C or lower, and even more preferably 130°C or lower. Furthermore, from the viewpoint of making it easier to control T1-T10 within the range of the present invention, it is preferably 110°C or higher.
結着樹脂は、顔料分散性を向上させるなどの目的により、本開示の効果を損なわない程度に、第一の樹脂、第二の樹脂及び第三の樹脂以外の樹脂を含有してもよい。該樹脂としては、以下のものが挙げられる。 The binder resin may contain a resin other than the first resin, second resin, and third resin, for purposes such as improving pigment dispersibility, to the extent that the effects of the present disclosure are not impaired. Examples of such resins include the following:
ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、天然樹脂変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロン-インデン樹脂、石油系樹脂。 Polyvinyl chloride, phenolic resin, natural resin modified phenolic resin, natural resin modified maleic acid resin, polyvinyl acetate, silicone resin, polyester resin, polyurethane resin, polyamide resin, furan resin, epoxy resin, xylene resin, polyvinyl butyral, terpene resin, coumarone-indene resin, petroleum-based resin.
該トナー粒子は着色剤を含有してもよい。該着色剤としては、以下のものが挙げられる。 The toner particles may contain a colorant. Examples of such colorants include the following:
黒色着色剤としては、カーボンブラック;イエロー着色剤、マゼンタ着色剤及びシアン着色剤とを用いて黒色に調色したもの;が挙げられる。着色剤には、顔料を単独で使用してもかまわないが、染料と顔料とを併用してその鮮明度を向上させた方がフルカラー画像の画質の点から好ましい。 Black colorants include carbon black; and black toned with a yellow colorant, a magenta colorant, and a cyan colorant. While a pigment may be used alone as a colorant, it is preferable to use a dye and a pigment together to improve the clarity of the colorant and to improve the image quality of full-color images.
マゼンタトナー用顔料としては、以下のものが挙げられる。 Examples of pigments for magenta toner include:
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、48:2、48:3,48:4、49、50、51、52、53、54、55、57:1、58、60、63、64、68、81:1、83、87、88、89、90、112、114、122、123、146、147、150、163、184、202、206、207、209、238、269、282;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。 C.I. Pigment Red 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, 48:2, 48:3, 48:4, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 57:1, 58, 60, 63, 64, 68, 81:1, 83, 87, 88, 89, 90, 112, 114, 122, 123, 146, 147, 150, 163, 184, 202, 206, 207, 209, 238, 269, 282; C.I. Pigment Violet 19; C.I. Bat Red 1, 2, 10, 13, 15, 23, 29, 35.
マゼンタトナー用染料としては、以下のものが挙げられる。 Dyes for magenta toner include the following:
C.I.ソルベントレッド1、3、8、23、24、25、27、30、49、81、82、83、84、100、109、121;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;C.I.ディスパースバイオレット1のような油溶染料、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;C.I.ベーシックバイオレット1、3、7、10、14、15、21、25、26、27、28のような塩基性染料。 Oil-soluble dyes such as C.I. Solvent Red 1, 3, 8, 23, 24, 25, 27, 30, 49, 81, 82, 83, 84, 100, 109, 121; C.I. Disperse Red 9; C.I. Solvent Violet 8, 13, 14, 21, 27; and C.I. Disperse Violet 1; basic dyes such as C.I. Basic Red 1, 2, 9, 12, 13, 14, 15, 17, 18, 22, 23, 24, 27, 29, 32, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40; and C.I. Basic Violet 1, 3, 7, 10, 14, 15, 21, 25, 26, 27, and 28.
シアントナー用顔料としては、以下のものが挙げられる。 Examples of pigments for cyan toner include:
C.I.ピグメントブルー2、3、15:2、15:3、15:4、16、17;C.I.バットブルー6;C.I.アシッドブルー45、フタロシアニン骨格にフタルイミドメチル基を1~5個置換した銅フタロシアニン顔料。 C.I. Pigment Blue 2, 3, 15:2, 15:3, 15:4, 16, 17; C.I. Vat Blue 6; C.I. Acid Blue 45, copper phthalocyanine pigments with 1 to 5 phthalimidomethyl groups substituted on the phthalocyanine skeleton.
シアントナー用染料としては、C.I.ソルベントブルー70がある。 An example of a dye for cyan toner is C.I. Solvent Blue 70.
イエロートナー用顔料としては、以下のものが挙げられる。 Pigments for yellow toner include the following:
C.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、62、65、73、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、127、128、129、147、151、154、155、168、174、175、176、180、181、185;C.I.バットイエロー1、3、20。 C.I. Pigment Yellow 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 23, 62, 65, 73, 74, 83, 93, 94, 95, 97, 109, 110, 111, 120, 127, 128, 129, 147, 151, 154, 155, 168, 174, 175, 176, 180, 181, 185; C.I. Bat Yellow 1, 3, 20.
イエロートナー用染料としては、C.I.ソルベントイエロー162がある。 An example of a dye for yellow toner is C.I. Solvent Yellow 162.
着色剤の含有量は、結着樹脂100質量部に対して、0.1質量部~30.0質量部であることが好ましい。 The colorant content is preferably 0.1 to 30.0 parts by weight per 100 parts by weight of binder resin.
該トナー粒子はワックスを含有してもよい。該ワックスとしては、以下のものが挙げられる。 The toner particles may contain wax. Examples of such waxes include:
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ような炭化水素系ワックス;酸化ポリエチレンワックスのような炭化水素系ワックスの酸化物又はそれらのブロック共重合物;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。 Hydrocarbon waxes such as microcrystalline wax, paraffin wax, and Fischer-Tropsch wax; oxides of hydrocarbon waxes such as oxidized polyethylene wax or their block copolymers; waxes whose main component is fatty acid esters such as carnauba wax; partially or fully deoxidized fatty acid esters such as deoxidized carnauba wax.
さらに、以下のものが挙げられる。パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸のような飽和直鎖脂肪酸類;ブラシジン酸、エレオステアリン酸、パリナリン酸のような不飽和脂肪酸類;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のような飽和アルコール類;ソルビトールのような多価アルコール類;パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、モンタン酸のような脂肪酸類と、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のようなアルコール類とのエステル類;リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドのような脂肪酸アミド類;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のような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のような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のような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のような脂肪族金属塩(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のようなビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス類;ベヘニン酸モノグリセリドのような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。 Further examples include: saturated straight-chain fatty acids such as palmitic acid, stearic acid, and montanic acid; unsaturated fatty acids such as brassidic acid, eleostearic acid, and parinaric acid; saturated alcohols such as stearyl alcohol, aralkyl alcohols, behenyl alcohol, carnaubyl alcohol, ceryl alcohol, and melissyl alcohol; polyhydric alcohols such as sorbitol; esters of fatty acids such as palmitic acid, stearic acid, behenic acid, and montanic acid with alcohols such as stearyl alcohol, aralkyl alcohols, behenyl alcohol, carnaubyl alcohol, ceryl alcohol, and melissyl alcohol; fatty acid amides such as linoleic acid amide, oleic acid amide, and lauric acid amide; methylene bisstearic acid amide, ethylene biscapric acid amide, ethylene bislauric acid amide, hexamethylene saturated fatty acid bisamides such as m-xylenebisstearamide; unsaturated fatty acid amides such as ethylenebisoleamide, hexamethylenebisoleamide, N,N'dioleyl adipamide, and N,N'dioleyl sebacamide; aromatic bisamides such as m-xylenebisstearamide and N,N'distearyl isophthalamide; fatty metal salts (commonly known as metal soaps) such as calcium stearate, calcium laurate, zinc stearate, and magnesium stearate; waxes obtained by grafting aliphatic hydrocarbon waxes with vinyl monomers such as styrene and acrylic acid; partial esters of fatty acids and polyhydric alcohols such as behenic acid monoglyceride; and methyl ester compounds with hydroxy groups obtained by hydrogenating vegetable oils and fats.
ワックスの含有量は、結着樹脂100質量部に対して、2.0質量部~30.0質量部であることが好ましい。 The wax content is preferably 2.0 to 30.0 parts by mass per 100 parts by mass of binder resin.
さらにトナーにワックスを含有する場合、該第一の樹脂の最大吸熱ピーク温度Tp、該ワックスの最大吸熱ピーク温度Twとしたとき、10≦Tw-Tp≦45の関係を満たすことが好ましく、20≦Tw-Tp≦40の関係を満たすことがさらに好ましい。一般にワックスは第一の樹脂に比べ分子量が低く、融解後の粘度が第一の樹脂に比べ低くなりやすい。熱がかかった際にワックスの融解が結晶性樹脂に比べ遅くなることで、粘度の低い成分が像担持体等へ固着することを抑制し、画像不良の発生を抑制しやすくなるため好ましい。 Furthermore, if the toner contains wax, then, where Tp is the maximum endothermic peak temperature of the first resin and Tw is the maximum endothermic peak temperature of the wax, it is preferable that the relationship 10≦Tw-Tp≦45 is satisfied, and it is even more preferable that the relationship 20≦Tw-Tp≦40 is satisfied. Wax generally has a lower molecular weight than the first resin, and tends to have a lower viscosity after melting than the first resin. When heated, wax melts more slowly than crystalline resins, which is preferable because it prevents low-viscosity components from adhering to the image carrier, etc., and makes it easier to prevent image defects from occurring.
該トナー粒子は、荷電制御剤を含有してもよい。該荷電制御剤としては、公知のものが利用できるが、特に、無色でトナーの帯電スピードが速く且つ一定の帯電量を安定して保持できる芳香族カルボン酸の金属化合物が好ましい。 The toner particles may contain a charge control agent. Any known charge control agent can be used, but metal compounds of aromatic carboxylic acids are particularly preferred because they are colorless, can charge the toner quickly, and can stably maintain a constant charge amount.
ネガ系荷電制御剤としては、サリチル酸金属化合物、ナフトエ酸金属化合物、ジカルボン酸金属化合物、スルホン酸又はカルボン酸を側鎖に持つ高分子型化合物、スルホン酸塩又はスルホン酸エステル化物を側鎖に持つ高分子型化合物、カルボン酸塩又はカルボン酸エステル化物を側鎖に持つ高分子型化合物、ホウ素化合物、尿素化合物、ケイ素化合物、カリックスアレーンが挙げられる。荷電制御剤はトナー粒子に対して内添してもよいし外添してもよい。 Negative charge control agents include metal salicylate compounds, metal naphthoate compounds, metal dicarboxylate compounds, polymeric compounds having sulfonic acid or carboxylic acid on the side chain, polymeric compounds having sulfonate salts or sulfonate esters on the side chain, polymeric compounds having carboxylate salts or carboxylate esters on the side chain, boron compounds, urea compounds, silicon compounds, and calixarenes. Charge control agents may be added internally or externally to the toner particles.
荷電制御剤の含有量は、結着樹脂100質量部に対して、0.2質量部~10.0質量部が好ましい。 The content of the charge control agent is preferably 0.2 to 10.0 parts by weight per 100 parts by weight of the binder resin.
該トナーは、外添剤を含有してもよい。例えば、トナー粒子に外添剤を外添してトナーとしてもよい。外添剤としては、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子、酸化アルミニウム微粒子などの無機微粒子が好ましい。 The toner may contain an external additive. For example, an external additive may be added to toner particles to form a toner. As the external additive, inorganic fine particles such as silica fine particles, titanium oxide fine particles, and aluminum oxide fine particles are preferred.
流動性向上のための外添剤としては、比表面積が50m2/g~400m2/gの無機微粒子が好ましく、耐久性向上のためには、比表面積が10m2/g~50m2/gの無機微粒子が好ましい。 As an external additive for improving fluidity, inorganic fine particles having a specific surface area of 50 m 2 /g to 400 m 2 /g are preferred, and for improving durability, inorganic fine particles having a specific surface area of 10 m 2 /g to 50 m 2 /g are preferred.
トナーの流動性や耐久性を共に向上させるために、比表面積が上記範囲内の無機微粒子を併用してもよい。 In order to improve both the fluidity and durability of the toner, inorganic fine particles with a specific surface area within the above range may be used in combination.
外添剤の含有量は、トナー粒子100質量部に対して、0.1質量部~10.0質量部であることが好ましい。トナー粒子と外添剤との混合には、ヘンシェルミキサーなどの公知の混合機を用いるとよい。 The content of the external additive is preferably 0.1 to 10.0 parts by weight per 100 parts by weight of toner particles. To mix the toner particles and the external additive, a known mixer such as a Henschel mixer may be used.
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、磁性キャリアと混合して、二成分系現像剤として用いることが、長期にわたり安定した画像が得られるという点で好ましい。すなわち、トナー及び磁性キャリアを含有する二成分系現像剤であって、該トナーが上述のトナーであることが好ましい。 Toner can be used as a one-component developer, but to further improve dot reproducibility, it is preferable to mix it with a magnetic carrier and use it as a two-component developer, as this will produce stable images over a long period of time. In other words, it is preferable for the toner to be a two-component developer containing a toner and a magnetic carrier, and for the toner to be the toner described above.
磁性キャリアとしては、鉄粉又は表面を酸化した鉄粉;鉄、リチウム、カルシウム、マグネシウム、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、マンガン、クロム、希土類のような金属粒子、それらの合金粒子又はそれらの酸化物粒子;フェライトなどの磁性体;該磁性体と、該磁性体を分散した状態で保持するバインダー樹脂とを含有する磁性体分散樹脂キャリア(いわゆる樹脂キャリア);など、一般に公知のものが例示できる。 Examples of magnetic carriers include commonly known ones such as iron powder or surface-oxidized iron powder; metal particles such as iron, lithium, calcium, magnesium, nickel, copper, zinc, cobalt, manganese, chromium, and rare earth elements, alloy particles thereof, or oxide particles thereof; magnetic materials such as ferrite; and magnetic material-dispersed resin carriers (so-called resin carriers) containing the magnetic material and a binder resin that holds the magnetic material in a dispersed state.
トナーを磁性キャリアと混合して二成分系現像剤として使用する場合、二成分系現像剤中のトナーの含有量は、2質量%~15質量%程度であることが好ましく、4質量%~13質量%程度であることがより好ましい。 When toner is mixed with a magnetic carrier to be used as a two-component developer, the toner content in the two-component developer is preferably approximately 2% to 15% by weight, and more preferably approximately 4% to 13% by weight.
トナー粒子の製造方法は、特に制限されず、懸濁重合法、乳化凝集法、溶融混練法、溶解懸濁法など従来公知の製造方法を採用できる。 There are no particular restrictions on the method for producing toner particles, and conventionally known production methods such as suspension polymerization, emulsion aggregation, melt-kneading, and dissolution-suspension methods can be used.
以下、溶融混練法を例に挙げて説明するが、これらに限定されるわけではない。 The following explanation uses the melt-kneading method as an example, but is not limited to this.
まず、原料混合工程において、トナー粒子を構成する材料として、第一の樹脂及び第二の樹脂又は第一の樹脂及び第二の樹脂を含有する結着樹脂、並びに、必要に応じて、ワックス、着色剤、荷電制御剤などの他の成分を所定量秤量して配合し、混合する。混合装置としては、ダブルコン・ミキサー、V型ミキサー、ドラム型ミキサー、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウタミキサ、メカノハイブリッド(日本コークス工業株式会社製)などが挙げられる。 First, in the raw material mixing process, the materials that make up the toner particles, such as a first resin and a second resin or a binder resin containing the first resin and the second resin, and, if necessary, other components such as wax, colorant, and charge control agent, are weighed out in predetermined amounts, blended, and mixed. Examples of mixing equipment include a double-con mixer, V-type mixer, drum mixer, super mixer, Henschel mixer, Nauta mixer, and Mechano Hybrid (manufactured by Nippon Coke and Engineering Co., Ltd.).
次に、混合された材料を溶融混練して、第一の樹脂及び第二の樹脂を含有する結着樹脂中に該他の成分を分散させる。溶融混練工程では、加圧ニーダー、バンバリィミキサーのようなバッチ式練り機や、連続式の練り機を用いることができ、連続生産できる優位性から、1軸又は2軸押出機が主流となっている。例えば、KTK型2軸押出機(神戸製鋼所社製)、TEM型2軸押出機(東芝機械社製)、PCM混練機(池貝鉄工製)、2軸押出機(ケイ・シー・ケイ社製)、コ・ニーダー(ブス社製)、ニーデックス(日本コークス工業株式会社製)などが挙げられる。さらに、溶融混練することによって得られる樹脂組成物は、2本ロールなどで圧延され、冷却工程で水などによって冷却してもよい。 Next, the mixed materials are melt-kneaded to disperse the other components in the binder resin containing the first and second resins. In the melt-kneading process, a batch kneader such as a pressure kneader or a Banbury mixer, or a continuous kneader can be used. Single-screw or twin-screw extruders are the mainstream due to their advantage of continuous production. Examples include the KTK twin-screw extruder (manufactured by Kobe Steel, Ltd.), the TEM twin-screw extruder (manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.), the PCM kneader (manufactured by Ikegai Iron Works), the twin-screw extruder (manufactured by KCK Corporation), the Co-Kneader (manufactured by Buss Co., Ltd.), and the Kneedex (manufactured by Nippon Coke and Engineering Co., Ltd.). Furthermore, the resin composition obtained by melt-kneading may be rolled using a twin roll or the like and cooled with water or the like in a cooling process.
溶融混練工程の混錬温度、スクリューの回転数などにより、第一の樹脂と第二の樹脂の分散状態、ドメインの個数平均径などを制御することが可能である。 The dispersion state of the first and second resins, the number-average diameter of the domains, etc. can be controlled by adjusting the kneading temperature during the melt-kneading process and the screw rotation speed.
ついで、樹脂組成物の冷却物は、粉砕工程で所望の粒径にまで粉砕される。粉砕工程では、例えば、クラッシャー、ハンマーミル、フェザーミルのような粉砕機で粗粉砕した後、さらに、例えば、クリプトロンシステム(川崎重工業社製)、スーパーローター(日清エンジニアリング社製)、ターボ・ミル(ターボ工業製)やエアージェット方式による微粉砕機で微粉砕するとよい。 The cooled resin composition is then pulverized to the desired particle size in a pulverization process. In this process, the resin composition is coarsely pulverized using a pulverizer such as a crusher, hammer mill, or feather mill, and then further pulverized using a pulverizer such as a Kryptron System (Kawasaki Heavy Industries), a Super Rotor (Nisshin Engineering), a Turbo Mill (Turbo Kogyo), or an air jet type pulverizer.
その後、必要に応じて慣性分級方式のエルボージェット(日鉄鉱業社製)、遠心力分級方式のターボプレックス(ホソカワミクロン社製)、TSPセパレータ(ホソカワミクロン社製)、ファカルティ(ホソカワミクロン社製)のような分級機や篩分機を用いて分級し、トナー粒子を得るとよい。 Then, if necessary, the mixture can be classified using a classifier or sieve such as the inertial classification type Elbow Jet (manufactured by Nittetsu Mining Co., Ltd.), the centrifugal classification type Turboplex (manufactured by Hosokawa Micron Corporation), the TSP Separator (manufactured by Hosokawa Micron Corporation), or the Faculty (manufactured by Hosokawa Micron Corporation) to obtain toner particles.
次に、乳化凝集法でトナー粒子を製造する場合について説明する。 Next, we will explain how to produce toner particles using the emulsion aggregation method.
乳化凝集法では、トナー粒子の構成材料から成る微粒子分散液を作製する分散工程、トナー粒子の構成材料から成る微粒子を凝集させて、トナー粒子の粒子径になるまで粒子径を制御する凝集工程、得られた凝集粒子に含まれる樹脂を融着させる融合工程、その後の冷却工程、得られたトナーをろ別し、過剰な多価金属イオンを除去する金属除去工程、イオン交換水などで洗浄するろ過・洗浄工程、及び洗浄したトナー粒子の水分を除去し乾燥する工程などを経てトナー粒子が製造される。 Toner particles are produced using the emulsion aggregation method through a series of steps: a dispersion process to create a fine particle dispersion made from the constituent materials of toner particles; an aggregation process to aggregate the fine particles made from the constituent materials of toner particles and control the particle size until the particle size reaches that of toner particles; a fusion process to fuse the resin contained in the resulting aggregated particles; a subsequent cooling process; a metal removal process to filter the resulting toner and remove excess polyvalent metal ions; a filtration and washing process to wash the toner particles with ion-exchange water or the like; and a drying process to remove moisture from the washed toner particles.
<樹脂微粒子分散液を調製する工程(分散工程)>
樹脂微粒子分散液は、公知の方法により調製できるが、これらの手法に限定されるものではない。公知の方法としては、例えば、乳化重合法、自己乳化法、有機溶剤に溶解させた樹脂溶液に水系媒体を添加していくことで樹脂を乳化する転相乳化法、又は、有機溶剤を用いず、水系媒体中で高温処理することで強制的に樹脂を乳化する強制乳化法が挙げられる。
<Step of Preparing Resin Particle Dispersion (Dispersion Step)>
The resin particle dispersion can be prepared by a known method, but is not limited to these methods. Examples of known methods include emulsion polymerization, self-emulsification, phase inversion emulsification in which a resin is emulsified by adding an aqueous medium to a resin solution dissolved in an organic solvent, and forced emulsification in which a resin is forcibly emulsified by high-temperature treatment in an aqueous medium without using an organic solvent.
具体的には、第一の樹脂、第二の樹脂を、これらを溶解できる有機溶媒に溶解して、必要に応じて界面活性剤や塩基性化合物を加える。その際、樹脂が融点を有する結晶性樹脂であれば、融点以上に加熱して溶解させてもよい。続いて、ホモジナイザーなどにより撹拌を行いながら、水系媒体をゆっくり添加し樹脂微粒子を析出させる。その後、加熱又は減圧して溶剤を除去することにより、樹脂微粒子の水系分散液を作製する。 Specifically, the first resin and the second resin are dissolved in an organic solvent capable of dissolving them, and a surfactant or basic compound is added as needed. If the resin is a crystalline resin with a melting point, it can be heated above the melting point to dissolve it. Next, while stirring using a homogenizer or the like, an aqueous medium is slowly added to precipitate resin microparticles. The solvent is then removed by heating or reducing pressure to produce an aqueous dispersion of resin microparticles.
樹脂を溶解するために使用する有機溶媒としては、樹脂を溶解できるものであればどのようなものでも使用可能であるが、トルエンなどの水と均一相を形成する有機溶媒を用いることが、粗粉の発生を抑える観点から好ましい。 The organic solvent used to dissolve the resin can be any solvent that can dissolve the resin, but it is preferable to use an organic solvent that forms a homogeneous phase with water, such as toluene, in order to prevent the generation of coarse particles.
界面活性剤としては、特に限定されるものでは無いが、例えば、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、カルボン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系などのアニオン界面活性剤;アミン塩型、4級アンモニウム塩型などのカチオン界面活性剤;ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系などの非イオン系界面活性剤などが挙げられる。界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 The surfactant is not particularly limited, but examples include anionic surfactants such as sulfate ester salts, sulfonate salts, carboxylate salts, phosphate esters, and soap-based surfactants; cationic surfactants such as amine salts and quaternary ammonium salts; and nonionic surfactants such as polyethylene glycols, alkylphenol ethylene oxide adducts, and polyhydric alcohols. Surfactants may be used alone or in combination of two or more.
塩基性化合物としては、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどの無機塩基;アンモニア、トリエチルアミン、トリメチルアミン、ジメチルアミノエタノール、及びジエチルアミノエタノールなどの有機塩基が挙げられる。塩基性化合物は1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Basic compounds include inorganic bases such as sodium hydroxide and potassium hydroxide; and organic bases such as ammonia, triethylamine, trimethylamine, dimethylaminoethanol, and diethylaminoethanol. Basic compounds may be used alone or in combination.
また、樹脂微粒子の水系分散液中における樹脂微粒子の体積基準の50%粒径(D50)は、0.05μm~1.00μm程度であることが好ましく、0.05μm~0.40μm程度であることがより好ましい。体積基準の50%粒径(D50)を上記範囲に調整することで、トナー粒子として適切な重量平均粒径である3μm~10μmのトナー粒子を得ることが容易になる。 Furthermore, the volume-based 50% particle size (D50) of the resin microparticles in the aqueous dispersion of resin microparticles is preferably approximately 0.05 μm to 1.00 μm, and more preferably approximately 0.05 μm to 0.40 μm. By adjusting the volume-based 50% particle size (D50) within the above range, it becomes easier to obtain toner particles with a weight-average particle size of 3 μm to 10 μm, which is an appropriate size for toner particles.
なお、体積基準の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)を使用するとよい。 To measure the 50% particle size (D50) on a volume basis, it is recommended to use the Nanotrac UPA-EX150 dynamic light scattering particle size distribution analyzer (manufactured by Nikkiso).
<着色剤微粒子分散液の調製>
着色剤微粒子分散液は、以下に挙げる公知の方法により調製できるが、これらの手法に限定されるものではない。
<Preparation of Colorant Particle Dispersion>
The colorant particle dispersion can be prepared by the following known methods, but is not limited to these methods.
着色剤、水系媒体及び分散剤を公知の撹拌機、乳化機、及び分散機のような混合機により混合することで調製できる。ここで用いる分散剤は、界面活性剤及び高分子分散剤といった公知のものを使用できる。 The dispersion can be prepared by mixing the colorant, aqueous medium, and dispersant using a known mixer such as a stirrer, emulsifier, or disperser. Known dispersants such as surfactants and polymer dispersants can be used as the dispersant.
界面活性剤及び高分子分散剤のいずれの分散剤も後述する洗浄工程において除去できるが、洗浄効率の観点から、界面活性剤が好ましい。 While both surfactants and polymeric dispersants can be removed in the cleaning process described below, surfactants are preferred from the standpoint of cleaning efficiency.
界面活性剤としては、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、及びせっけん系などのアニオン界面活性剤;アミン塩型、及び4級アンモニウム塩型のようなカチオン界面活性剤;ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、及び多価アルコール系のようなノニオン界面活性剤が挙げられる。 Surfactants include anionic surfactants such as sulfate ester salts, sulfonate salts, phosphate esters, and soap-based surfactants; cationic surfactants such as amine salts and quaternary ammonium salts; and nonionic surfactants such as polyethylene glycols, alkylphenol ethylene oxide adducts, and polyhydric alcohols.
これらの中でもノニオン界面活性剤又はアニオン界面活性剤が好ましい。また、ノニオン界面活性剤とアニオン界面活性剤とを併用してもよい。該界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。該界面活性剤の水系媒体中における濃度は、0.5質量%~5質量%程度が好ましい。 Of these, nonionic surfactants or anionic surfactants are preferred. Nonionic surfactants and anionic surfactants may also be used in combination. These surfactants may be used alone, or two or more types may be used in combination. The concentration of the surfactant in the aqueous medium is preferably approximately 0.5% to 5% by mass.
着色剤微粒子分散液における着色剤微粒子の含有量は特に制限はないが、着色剤微粒子分散液の全質量に対して1質量%~30質量%であることが好ましい。 There are no particular restrictions on the content of colorant particles in the colorant particle dispersion, but it is preferably 1% to 30% by mass relative to the total mass of the colorant particle dispersion.
また、着色剤の水系分散液中における着色剤微粒子の分散粒径は、最終的に得られるトナー粒子中での着色剤の分散性の観点から、体積基準の50%粒径(D50)が0.50μm以下であることが好ましい。また、同様の理由で、体積基準の90%粒径(D90)が2μm以下であることが好ましい。なお、水系媒体中に分散した着色剤微粒子の体積基準の50%粒径(D50)は、動的光散乱式粒度分布計(ナノトラックUPA-EX150:日機装製)で測定するとよい。 In addition, from the perspective of dispersibility of the colorant in the final toner particles, the dispersed particle size of the colorant microparticles in the aqueous dispersion of the colorant is preferably a 50% particle size (D50) on a volume basis of 0.50 μm or less. For the same reason, it is also preferable that the 90% particle size (D90) on a volume basis of 2 μm or less. The 50% particle size (D50) on a volume basis of the colorant microparticles dispersed in the aqueous medium can be measured using a dynamic light scattering particle size distribution analyzer (Nanotrac UPA-EX150, manufactured by Nikkiso).
着色剤を水系媒体中に分散させる際に用いる公知の撹拌機、乳化機、及び分散機のような混合機としては、超音波ホモジナイザー、ジェットミル、圧力式ホモジナイザー、コロイドミル、ボールミル、サンドミル、及びペイントシェーカーが挙げられる。これらを単独若しくは組み合わせて用いてもよい。 Known mixers such as stirrers, emulsifiers, and dispersers used to disperse a colorant in an aqueous medium include ultrasonic homogenizers, jet mills, pressure homogenizers, colloid mills, ball mills, sand mills, and paint shakers. These may be used alone or in combination.
<ワックス微粒子分散液の調製>
ワックス微粒子分散液は、以下に挙げる公知の方法により調製できるが、これらの手法に限定されるものではない。
<Preparation of Wax Microparticle Dispersion>
The wax particle dispersion can be prepared by the following known methods, but is not limited to these methods.
ワックス微粒子分散液は、界面活性剤を含有した水系媒体にワックスを加え、ワックスの融点以上に加熱するとともに、強い剪断付与能力を有するホモジナイザー(例えば、エム・テクニック社製の「クレアミックスWモーション」)や圧力吐出型分散機(例えば、ゴーリン社製の「ゴーリンホモジナイザー」)で粒子状に分散させた後、融点未満まで冷却することで作製することができる。 A wax microparticle dispersion can be produced by adding wax to an aqueous medium containing a surfactant, heating the mixture to above the melting point of the wax, dispersing the wax into particles using a homogenizer with strong shearing capabilities (such as the Clearmix W Motion manufactured by M Technique) or a pressure-discharge disperser (such as the Gaulin Homogenizer manufactured by Gaulin), and then cooling the mixture to below the melting point.
ワックスの水系分散液中におけるワックス微粒子分散液の分散粒径は、体積基準の50%粒径(D50)が0.03μm~1.0μm程度であることが好ましく、0.10μm~0.50μmであることがより好ましい。また、1μm以上の粗大粒子が存在しないことが好ましい。 The dispersed particle size of the wax microparticle dispersion in the aqueous wax dispersion is preferably such that the 50% particle size (D50) on a volume basis is approximately 0.03 μm to 1.0 μm, and more preferably 0.10 μm to 0.50 μm. It is also preferable that no coarse particles larger than 1 μm are present.
ワックス微粒子分散液の分散粒径が上記範囲内であることで、トナー粒子中にワックスを微分散して存在させることが可能となり、定着時の染み出し効果を最大限発現させ、良好な分離性を得ることが可能となる。なお、水系媒体中に分散したワックス微粒子分散液の体積基準の50%粒径(D50)は、動的光散乱式粒度分布計(ナノトラックUPA-EX150:日機装製)で測定するとよい。 By ensuring that the dispersed particle size of the wax microparticle dispersion is within the above range, it is possible to finely disperse the wax within the toner particles, maximizing the exudation effect during fixing and achieving good separability. The 50% particle size (D50) by volume of the wax microparticle dispersion dispersed in an aqueous medium can be measured using a dynamic light scattering particle size distribution analyzer (Nanotrac UPA-EX150, manufactured by Nikkiso).
<混合工程>
混合工程では、第一の樹脂微粒子分散液及び第二の樹脂微粒子分散液、並びに、必要に応じてワックス微粒子分散液及び着色剤微粒子分散液などを混合した混合液を調製する。ホモジナイザー、及びミキサーのような公知の混合装置を用いて行うとよい。
<Mixing process>
In the mixing step, a mixed liquid is prepared by mixing the first resin particle dispersion, the second resin particle dispersion, and, if necessary, the wax particle dispersion and the colorant particle dispersion, etc. This may be carried out using a known mixing device such as a homogenizer or a mixer.
<凝集体粒子を形成する工程(凝集工程)>
凝集工程では、混合工程で調製された混合液中に含まれる微粒子を凝集し、目的とする粒径の凝集体を形成させる。このとき、必要に応じて凝集剤を添加混合し、加熱及び機械的動力の少なくとも一方を適宜加えることにより、樹脂微粒子と、必要に応じてワックス微粒子及び着色剤微粒子などと、が凝集した凝集体を形成させる。
<Step of forming aggregate particles (aggregation step)>
In the aggregating step, the fine particles contained in the mixed solution prepared in the mixing step are aggregated to form aggregates of a desired particle size. At this time, an aggregating agent is added and mixed as needed, and at least one of heat and mechanical power is appropriately applied to form aggregates in which the resin fine particles and, as needed, the wax fine particles and colorant fine particles are aggregated.
凝集剤としては、必要に応じて2価以上の金属イオンを含有する凝集剤を用いてもよい。 If necessary, a flocculant containing a divalent or higher metal ion may be used.
2価以上の金属イオンを含有する凝集剤は、凝集力が高く、少量の添加により目的を達成することが可能である。これらの凝集剤は、樹脂微粒子分散液、ワックス微粒子分散液、及び着色剤微粒子分散液中に含まれるイオン性界面活性剤をイオン的に中和することもできる。その結果、塩析及びイオン架橋の効果により、樹脂微粒子、ワックス微粒子、及び着色剤微粒子を凝集させやすい。 Flocculants containing divalent or higher metal ions have high flocculating power, making it possible to achieve the intended purpose by adding only a small amount. These flocculants can also ionically neutralize the ionic surfactants contained in resin particle dispersions, wax particle dispersions, and colorant particle dispersions. As a result, the effects of salting out and ionic crosslinking make it easier to aggregate resin particles, wax particles, and colorant particles.
凝集工程は、水系媒体中でトナー粒子サイズの凝集体を形成する工程である。該凝集工程において製造される凝集体の重量平均粒径は、3μm~10μmであることが好ましい。該重量平均粒径は、コールター法による粒度分布解析装置(コールターマルチサイザーIII:コールター製)で測定するとよい。 The aggregation process is a process for forming aggregates of the same size as toner particles in an aqueous medium. The weight-average particle size of the aggregates produced in this aggregation process is preferably 3 μm to 10 μm. The weight-average particle size can be measured using a particle size distribution analyzer (Coulter Multisizer III, manufactured by Coulter) using the Coulter method.
<融合工程>
融合工程において、凝集工程で得られた凝集体を含む分散液に、凝集工程と同様の撹拌下で、凝集停止剤を添加してもよい。凝集停止剤としては、界面活性剤の酸性極性基を解離側へ平衡を移動させ、凝集粒子を安定化する塩基性化合物が挙げられる。又、界面活性剤の酸性極性基と凝集剤である金属イオンとのイオン架橋を部分的に解離し、金属イオンと配位結合を形成させることで、凝集粒子を安定化するキレート剤などが挙げられる。
<Fusion process>
In the fusion step, an aggregation terminator may be added to the dispersion containing the aggregates obtained in the aggregation step under stirring in the same manner as in the aggregation step. Examples of the aggregation terminator include basic compounds that shift the equilibrium of the acidic polar group of the surfactant toward the dissociation side and stabilize the aggregated particles. Also included are chelating agents that partially dissociate the ionic bridge between the acidic polar group of the surfactant and the metal ion serving as the aggregating agent, thereby forming a coordinate bond with the metal ion and stabilizing the aggregated particles.
凝集停止剤の作用により、分散液中での凝集粒子の分散状態が安定となった後、樹脂のガラス転移温度又は融点以上に加熱し、凝集粒子を融合するとよい。 After the dispersion state of the aggregated particles in the dispersion liquid has stabilized due to the action of the aggregation terminator, the resin can be heated to a temperature above its glass transition temperature or melting point to fuse the aggregated particles.
融合時に温度を調整することにより、ドメインの個数平均径を制御することも可能である。得られたトナー粒子の重量平均粒径は、3μm~10μm程度であることが好ましい。 The number-average diameter of the domains can also be controlled by adjusting the temperature during fusion. The weight-average particle size of the resulting toner particles is preferably approximately 3 μm to 10 μm.
<ろ過工程、洗浄工程、乾燥工程、分級工程>
その後、トナー粒子の固形分をろ別するろ過工程、必要に応じて洗浄工程、乾燥工程、粒度調整のための分級工程を行い、トナー粒子を得るとよい。
<Filtration process, washing process, drying process, classification process>
Thereafter, a filtration step for filtering out the solid content of the toner particles, and if necessary, a washing step, a drying step, and a classification step for adjusting particle size may be carried out to obtain toner particles.
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。得られたトナー粒子に対し、無機微粒子、及び必要に応じて他の外添剤を混合して、トナーを得てもよい。トナー粒子と無機微粒子、及びその他の外添剤との混合は、ダブルコン・ミキサー、V型ミキサー、ドラム型ミキサー、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウタミキサ、メカノハイブリッド(日本コークス工業株式会社製)、ノビルタ(ホソカワミクロン株式会社製)などの混合装置を用いることができる。 The resulting toner particles may be used as is. Alternatively, the resulting toner particles may be mixed with inorganic fine particles and, if necessary, other external additives to obtain a toner. Mixing of the toner particles with the inorganic fine particles and other external additives can be performed using a mixing device such as a double con mixer, V-type mixer, drum mixer, super mixer, Henschel mixer, Nauta mixer, Mechano Hybrid (manufactured by Nippon Coke and Engineering Co., Ltd.), or Nobilta (manufactured by Hosokawa Micron Corporation).
トナー及び原材料の各種物性の測定法について以下に説明する。 The methods for measuring various physical properties of toner and raw materials are explained below.
<トナー粒子の断面観察、ドメインマトリクス構造の測定>
まず、存在量の基準サンプルとなる薄片を作製する。
<Cross-section observation of toner particles, measurement of domain matrix structure>
First, a thin section is prepared as a reference sample for the abundance.
可視光硬化性樹脂(アロニックス LCRシリーズ D800)中に結晶性樹脂である第一の樹脂を十分に分散させた後、短波長光を照射し硬化させる。得られた硬化物を、ダイアモンドナイフを備えたウルトラミクロトームで切り出し、250nmの薄片状サンプルを作製する。同様にして非晶性樹脂である第二の樹脂についても薄片状サンプルを作製する。 After thoroughly dispersing the first resin, which is a crystalline resin, in a visible light-curable resin (Aronix LCR Series D800), it is cured by irradiating it with short-wavelength light. The resulting cured product is cut using an ultramicrotome equipped with a diamond knife to prepare 250 nm thin flake samples. Thin flake samples are also prepared in the same manner for the second resin, which is an amorphous resin.
また、第一の樹脂と第二の樹脂を質量基準で0/100、30/70、70/30、100/0で混合し、溶融混練した混練物を作製する。これらについても同様に可視光硬化性樹脂中に分散させ硬化させたのちに切り出すことで薄片状サンプルを作製する。 The first resin and the second resin were also mixed by mass in ratios of 0/100, 30/70, 70/30, and 100/0 to produce melt-kneaded mixtures. These were then similarly dispersed in a visible light-curable resin, cured, and then cut out to produce thin flake samples.
次いで、切り出したサンプルを透過型電子顕微鏡(日本電子社製電子顕微鏡JEM-2800)(TEM-EDX)を用いてこれら基準サンプルの断面を観察し、EDXを用いて元素マッピングを行う。マッピングする元素としては、炭素、酸素、窒素とする。
マッピング条件としては、以下の通りとする。
加速電圧:200kV
電子線照射サイズ:1.5nm
ライブタイムリミット:600sec
デッドタイム:20~30sec
マッピング分解能:256×256
Next, the cross sections of the cut samples are observed using a transmission electron microscope (JEOL JEM-2800 electron microscope) (TEM-EDX), and element mapping is performed using EDX. The elements to be mapped are carbon, oxygen, and nitrogen.
The mapping conditions are as follows:
Acceleration voltage: 200 kV
Electron beam irradiation size: 1.5 nm
Live time limit: 600 seconds
Dead time: 20 to 30 seconds
Mapping resolution: 256 x 256
各元素の(10nm四方の面積における平均)スペクトル強度をもとに(酸素元素の強度/炭素元素強度)及び(窒素元素強度/炭素元素強度)を算出し、第一の樹脂と第二の樹脂の質量比率に対して検量線を作成する。第一の樹脂のモノマーユニットに窒素原子が含まれる場合には(窒素元素強度/炭素元素強度)の検量線を用いて以降の定量を行う。第三の樹脂が含有されている場合には、同様にして検量線を作成すればよい。 Based on the spectral intensity of each element (average over a 10 nm square area), (oxygen element intensity/carbon element intensity) and (nitrogen element intensity/carbon element intensity) are calculated, and a calibration curve is created for the mass ratio of the first resin to the second resin. If the monomer unit of the first resin contains nitrogen atoms, the subsequent quantification is performed using the calibration curve of (nitrogen element intensity/carbon element intensity). If a third resin is included, a calibration curve can be created in the same manner.
次に、トナーサンプルの分析を行う。 Next, the toner sample is analyzed.
可視光硬化性樹脂(アロニックス LCRシリーズ D800)中にトナーを十分に分散させた後、短波長光を照射し硬化させる。得られた硬化物を、ダイアモンドナイフを備えたウルトラミクロトームで切り出し、250nmの薄片状サンプルを作製する。 After thoroughly dispersing the toner in a visible light-curing resin (Aronix LCR Series D800), it is cured by irradiating it with short-wavelength light. The resulting cured product is cut using an ultramicrotome equipped with a diamond knife to prepare 250 nm thin slice samples.
次いで、切り出した薄片状サンプルに対し透過型電子顕微鏡(日本電子社製電子顕微鏡JEM-2800)(TEM-EDX)を用いた観察を行う。トナー粒子の断面画像を取得し、EDXを用いて元素マッピングを行う。マッピングする元素としては、炭素、酸素、窒素とする。 Next, the cut-out thin sample is observed using a transmission electron microscope (JEOL JEM-2800 electron microscope) (TEM-EDX). Cross-sectional images of the toner particles are obtained, and elemental mapping is performed using EDX. The elements mapped are carbon, oxygen, and nitrogen.
なお、観察するトナー粒子断面は以下のように選択する。まずトナー粒子断面画像から、トナー粒子の断面積を求め、その断面積と等しい面積を持つ円の直径(円相当径)を求める。この円相当径とトナーの重量平均粒径(D4)との差の絶対値が1.0μm以内のトナー粒子の断面画像についてのみ解析対象とする。 The cross-section of the toner particle to be observed is selected as follows: First, the cross-sectional area of the toner particle is determined from the cross-sectional image of the toner particle, and then the diameter of a circle having an area equal to that cross-sectional area (equivalent circle diameter) is determined. Only cross-sectional images of toner particles where the absolute value of the difference between this equivalent circle diameter and the weight average particle diameter of the toner (D4) is within 1.0 μm are considered for analysis.
断面画像により確認されるマトリクス/ドメインについて、各元素のスペクトル強度(10nm四方の平均)をもとに(酸素元素の強度/炭素元素強度)及び/又は(窒素元素強度/炭素元素強度)を算出し、前記検量線と比較することにより、マトリクス中の第一の樹脂の割合及びドメイン中の第二の樹脂の割合(%)を算出する。尚、検量線が質量基準で作成されているため、算出される割合は、質量基準となる。 For the matrix/domains confirmed in the cross-sectional image, the (oxygen element intensity/carbon element intensity) and/or (nitrogen element intensity/carbon element intensity) are calculated based on the spectral intensity of each element (average of a 10 nm square), and by comparing this with the calibration curve, the proportion of the first resin in the matrix and the proportion (%) of the second resin in the domain are calculated. Note that since the calibration curve is created on a mass basis, the calculated proportions are on a mass basis.
観察画像により確認されるドメインを特定したのち、二値化処理により、トナー粒子断面画像に存在するドメインの粒径を求める。粒径はドメインの長径とする。これをトナー粒子1つあたり10点測定し、同様の測定をトナー粒子10個に対して行い、得られたドメイン粒径の算術平均値を「ドメインの個数平均径(μm)」とする。 After identifying the domains confirmed in the observed image, the particle size of the domains present in the toner particle cross-sectional image is determined by binarization processing. The particle size is taken as the major axis of the domain. This is measured at 10 points per toner particle, and the same measurement is performed on 10 toner particles. The arithmetic mean value of the obtained domain particle sizes is taken as the "number-average diameter of the domain (μm)."
一方、ドメインの面積については、一つのトナー粒子の断面画像に存在する全ての第二の樹脂で構成されるドメインの面積を合計して総面積を求め、S1とする。トナーを分散させた薄片状サンプルに存在するトナー粒子100個について同様の測定を行い、ドメインの総面積(すなわち、S1+S2・・・+S100)を算出し、その算術平均値を「ドメインの面積」とする。尚、一つの薄片状サンプルにおいて測定可能なトナー粒子断面画像が100個以下である場合には、複数の薄片状サンプルを用いて、トナー粒子断面画像の数が100個に到達するまで行う。 On the other hand, the area of the domains is determined by adding up the areas of all domains composed of the second resin present in the cross-sectional image of one toner particle, and this total area is designated as S1. Similar measurements are performed on 100 toner particles present in a flake-like sample in which toner has been dispersed, and the total area of the domains (i.e., S1 + S2 ... + S100) is calculated, and the arithmetic mean value is designated as the "domain area." Note that if there are 100 or fewer measurable toner particle cross-sectional images in one flake-like sample, multiple flake-like samples are used and the process is continued until the number of toner particle cross-sectional images reaches 100.
トナー粒子の断面の面積については、ドメインの面積を求める際に用いたトナー粒子断面画像から求めたトナー粒子100個の断面積の総計を求め、その算術平均値を「トナー粒子の断面の面積」とする。 To determine the cross-sectional area of a toner particle, the total cross-sectional area of 100 toner particles obtained from the toner particle cross-sectional images used to determine the domain area is calculated, and the arithmetic mean value is taken as the "cross-sectional area of a toner particle."
そして、[ドメインの面積]/[トナー粒子の断面の面積]×100を、ドメインの面積の、トナー粒子の断面の面積に対する割合(ドメインの面積率(%))とする。 Then, [domain area] / [cross-sectional area of toner particle] x 100 is defined as the ratio of the domain area to the cross-sectional area of the toner particle (domain area ratio (%)).
なお、二値化処理及び個数平均径の計算には、Image Pro PLUS(日本ローパー株式会社製)を用いる。 Image Pro PLUS (manufactured by Nippon Roper Co., Ltd.) was used for binarization processing and calculation of number-average diameter.
<トナーからの各材料の分離方法>
トナーに含まれる各材料の溶剤への溶解度の差を利用して、トナーから各材料を分離することができる。
<Method for separating materials from toner>
The materials contained in the toner can be separated from the toner by utilizing the difference in solubility in the solvent of each material.
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(第二の樹脂)と不溶分(第一の樹脂、ワックス、着色剤、無機微粒子など)を分離する。 First separation: The toner is dissolved in methyl ethyl ketone (MEK) at 23°C, and the soluble portion (second resin) is separated from the insoluble portion (first resin, wax, colorant, inorganic fine particles, etc.).
第二分離:100℃のMEKに、第一分離で得られた不溶分(第一の樹脂、ワックス、着色剤、無機微粒子など)を溶解させ、可溶分(第一の樹脂、ワックス)と不溶分(着色剤、無機微粒子など)を分離する。 Second separation: The insoluble matter obtained in the first separation (first resin, wax, colorant, inorganic fine particles, etc.) is dissolved in MEK at 100°C, and the soluble matter (first resin, wax) is separated from the insoluble matter (colorant, inorganic fine particles, etc.).
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(第一の樹脂、ワックス)を溶解させ、可溶分(第一の樹脂)と不溶分(ワックス)を分離する。
(第三の樹脂を含む場合)
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(第二の樹脂、第三の樹脂)と不溶分(第一の樹脂、ワックス、着色剤、無機微粒子など)を分離する。
第二分離:23℃のトルエンに第一分離で得られた可溶分(第二の樹脂、第三の樹脂)を溶解させ、可溶分(第三の樹脂)と不溶分(第二の樹脂)を分離する。
第三分離:100℃のMEKに、第一分離で得られた不溶分(第一の樹脂、ワックス、着色剤、無機微粒子など)を溶解させ、可溶分(第一の樹脂、ワックス)と不溶分(着色剤、無機微粒子など)を分離する。
第四分離:23℃のクロロホルムに、第三分離で得られた可溶分(第一の樹脂、ワックス)を溶解させ、可溶分(第一の樹脂)と不溶分(ワックス)を分離する。
(トナーにおける、結着樹脂中の第一の樹脂及び第二の樹脂の含有量の測定)
上記分離で得られた各分離工程において、可溶分及び不溶分の質量を測定することで、トナーにおける、結着樹脂中の第一の樹脂及び第二の樹脂の含有量を算出する。
Third separation: The soluble matter (first resin, wax) obtained in the second separation is dissolved in chloroform at 23°C, and the soluble matter (first resin) is separated from the insoluble matter (wax).
(When a third resin is included)
First separation: The toner is dissolved in methyl ethyl ketone (MEK) at 23° C., and the soluble matter (second resin, third resin) and the insoluble matter (first resin, wax, colorant, inorganic fine particles, etc.) are separated.
Second separation: The soluble fraction (second resin, third resin) obtained in the first separation is dissolved in toluene at 23°C, and the soluble fraction (third resin) is separated from the insoluble fraction (second resin).
Third separation: The insoluble matter (first resin, wax, colorant, inorganic fine particles, etc.) obtained in the first separation is dissolved in MEK at 100°C, and the soluble matter (first resin, wax) and the insoluble matter (colorant, inorganic fine particles, etc.) are separated.
Fourth separation: The soluble fraction (first resin, wax) obtained in the third separation is dissolved in chloroform at 23°C, and the soluble fraction (first resin) is separated from the insoluble fraction (wax).
(Measurement of Contents of First Resin and Second Resin in Binder Resin of Toner)
In each separation step, the masses of the soluble and insoluble components are measured to calculate the contents of the first resin and the second resin in the binder resin in the toner.
<第一、第二及び第三の樹脂を構成するモノマーユニットの同定及び含有割合の測定方法>
第一、第二及び第三の樹脂を構成するモノマーユニットの同定及び含有割合の測定は、1H-NMRにより以下の条件にて行う。
測定装置 :FT NMR装置 JNM-EX400(日本電子社製)
測定周波数:400MHz
パルス条件:5.0μs
周波数範囲:10500Hz
積算回数 :64回
測定温度 :30℃
試料 :測定試料50mgを内径5mmのサンプルチューブに入れ、溶媒として重クロロホルム(CDCl3)を添加し、これを40℃の恒温槽内で溶解させて調製する。
<Method for identifying and measuring the content ratio of monomer units constituting the first, second, and third resins>
The monomer units constituting the first, second and third resins are identified and their content ratios are measured by 1 H-NMR under the following conditions.
Measuring device: FT NMR device JNM-EX400 (manufactured by JEOL Ltd.)
Measurement frequency: 400 MHz
Pulse condition: 5.0 μs
Frequency range: 10,500 Hz
Number of measurements: 64 Measurement temperature: 30°C
Sample: 50 mg of a measurement sample is placed in a sample tube with an inner diameter of 5 mm, deuterated chloroform (CDCl 3 ) is added as a solvent, and the sample is dissolved in a thermostatic bath at 40°C.
得られた1H-NMRチャートより、第一のモノマーユニットの構成要素に帰属されるピークの中から、他のモノマーユニットの構成要素に帰属されるピークとは独立したピークを選択し、このピークの積分値S1を算出する。 From the obtained 1H -NMR chart, a peak that is independent of the peaks that are assigned to the components of the first monomer unit is selected from the peaks that are assigned to the components of the other monomer units, and the integral value S1 of this peak is calculated.
同様に、第二のモノマーユニットの構成要素に帰属されるピークの中から、他のモノマーユニットの構成要素に帰属されるピークとは独立したピークを選択し、このピークの積分値S2を算出する。 Similarly, a peak independent of the peaks attributable to the constituent elements of the second monomer unit is selected from the peaks attributable to the constituent elements of the other monomer units, and the integral value S2 of this peak is calculated.
さらに、第三のモノマーユニットを有する場合は、第三のモノマーユニットの構成要素に帰属されるピークから、他のモノマーユニットの構成要素に帰属されるピークとは独立したピークを選択し、このピークの積分値S3を算出する。 Furthermore, when a third monomer unit is present, a peak that is independent of the peaks that are assigned to the constituent elements of the third monomer unit is selected from the peaks that are assigned to the constituent elements of the other monomer units, and the integral value S3 of this peak is calculated.
第一のモノマーユニットの含有割合は、上記積分値S1、S2及びS3を用いて、以下のようにして求める。なお、n1、n2、n3はそれぞれの部位について着眼したピークが帰属される構成要素における水素の数である。 The content ratio of the first monomer unit is determined using the above integral values S1 , S2 , and S3 as follows: where n1 , n2 , and n3 are the numbers of hydrogen atoms in the constituent elements to which the peaks of interest for each site belong.
第一のモノマーユニットの含有割合(モル%)=
{(S1/n1)/((S1/n1)+(S2/n2)+(S3/n3))}×100
同様に、第二のモノマーユニット、及び、第三のモノマーユニットの含有割合は以下のように求める。
第二のモノマーユニットの含有割合(モル%)=
{(S2/n2)/((S1/n1)+(S2/n2)+(S3/n3))}×100
第三のモノマーユニットの含有割合(モル%)=
{(S3/n3)/((S1/n1)+(S2/n2)+(S3/n3))}×100
Content of first monomer unit (mol %)=
{(S 1 /n 1 )/((S 1 /n 1 )+(S 2 /n 2 )+(S 3 /n 3 ))}×100
Similarly, the content ratios of the second monomer unit and the third monomer unit are determined as follows.
Content of second monomer unit (mol%)=
{(S 2 /n 2 )/((S 1 /n 1 )+(S 2 /n 2 )+(S 3 /n 3 ))}×100
Content of third monomer unit (mol%)=
{(S 3 /n 3 )/((S 1 /n 1 )+(S 2 /n 2 )+(S 3 /n 3 ))}×100
なお、第一、第二及び第三の樹脂において、例えば、ビニル基以外の構成要素に水素原子が含まれない重合性単量体が使用されている場合は、13C-NMRを用いて測定原子核を13Cとし、シングルパルスモードにて測定を行い、1H-NMRと同様にして算出する。 In addition, in the first, second and third resins, for example, when a polymerizable monomer that does not contain hydrogen atoms in components other than vinyl groups is used, 13C -NMR is used, the measurement nucleus is set to 13C , the measurement is performed in single pulse mode, and calculation is performed in the same manner as 1H -NMR.
モノマーユニットの分子量をもとに、モル%から質量%に変換することができる。 Mole % can be converted to mass % based on the molecular weight of the monomer unit.
<SP値の算出方法>
SP値は、Fedorsによって提案された算出方法に従い、以下のようにして求める。
<Method of calculating SP value>
The SP value is calculated in the following manner according to the calculation method proposed by Fedors.
それぞれの重合性単量体について、分子構造中の原子又は原子団に対して、「polym.Eng.Sci.,14(2),147-154(1974)」に記載の表から蒸発エネルギー(Δei)(cal/mol)及びモル体積(Δvi)(cm3/mol)を求め、(4.184×ΣΔei/ΣΔvi)0.5をSP値(J/cm3)0.5とする。 For each polymerizable monomer, the evaporation energy (Δei) (cal/mol) and molar volume (Δvi) (cm 3 /mol) for each atom or atomic group in the molecular structure are determined from the table in "Polym. Eng. Sci., 14( 2 ), 147-154 (1974)", and (4.184 × ΣΔei/ΣΔvi) 0.5 is defined as the SP value (J/cm 3 ) 0.5 .
例えば、SP21は、重合性単量体の二重結合が重合によって開裂した状態の分子構造の原子又は原子団に対して、上記と同様の算出方法によって算出する。つまり、SP21は、モノマーユニットの蒸発エネルギーをモル体積で割ることによって求めるとよい。 For example, SP21 can be calculated by the same method as above for an atom or atomic group in the molecular structure of a polymerizable monomer in which the double bond is cleaved by polymerization. That is, SP21 can be calculated by dividing the vaporization energy of the monomer unit by the molar volume.
樹脂全体のSP値はそれぞれの重合性単量体のSP値を質量比率をもとに相加平均することで求める。 The SP value of the entire resin is calculated by taking the arithmetic average of the SP values of each polymerizable monomer based on their mass ratios.
<ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いた、樹脂などの重量平均分子量(Mw)の測定方法>
樹脂などのテトラヒドロフラン(THF)可溶分の重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用い、以下のようにして測定する。
<Method for measuring weight average molecular weight (Mw) of resin etc. using gel permeation chromatography (GPC)>
The weight average molecular weight (Mw) of a tetrahydrofuran (THF) soluble component such as a resin is measured by gel permeation chromatography (GPC) as follows.
まず、室温で24時間かけて、樹脂などをテトラヒドロフラン(THF)に溶解する。そして、得られた溶液を、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブランフィルター「マイショリディスク」(東ソー社製)で濾過してサンプル溶液を得る。なお、サンプル溶液は、THFに可溶な成分の濃度が約0.8質量%となるように調整する。このサンプル溶液を用いて、以下の条件で測定する。
装置:HLC8120 GPC(検出器:RI)(東ソー社製)
カラム:Shodex KF-801、802、803、804、805、806、807の7連(昭和電工社製)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0mL/min
オーブン温度:40.0℃
試料注入量:0.10mL
First, a resin or the like is dissolved in tetrahydrofuran (THF) at room temperature for 24 hours. The resulting solution is then filtered through a solvent-resistant membrane filter "Myshoridisc" (manufactured by Tosoh Corporation) with a pore size of 0.2 μm to obtain a sample solution. The sample solution is adjusted so that the concentration of components soluble in THF is approximately 0.8% by mass. This sample solution is used for measurements under the following conditions.
Apparatus: HLC8120 GPC (detector: RI) (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: 7 columns of Shodex KF-801, 802, 803, 804, 805, 806, and 807 (manufactured by Showa Denko K.K.)
Eluent: tetrahydrofuran (THF)
Flow rate: 1.0mL/min
Oven temperature: 40.0°C
Sample injection volume: 0.10 mL
試料の分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂(商品名「TSKスタンダード ポリスチレン F-850、F-450、F-288、F-128、F-80、F-40、F-20、F-10、F-4、F-2、F-1、A-5000、A-2500、A-1000、A-500」、東ソー社製)を用いて作成した分子量校正曲線を使用する。 When calculating the molecular weight of the sample, a molecular weight calibration curve created using standard polystyrene resins (trade names: "TSK Standard Polystyrene F-850, F-450, F-288, F-128, F-80, F-40, F-20, F-10, F-4, F-2, F-1, A-5000, A-2500, A-1000, A-500", manufactured by Tosoh Corporation) is used.
<トナー及び樹脂などの融点、並びに、吸熱ピーク及び吸熱量の測定方法>
トナー及び樹脂などの融点、並びに、吸熱ピーク及び吸熱量の測定は、DSC Q1000(TA Instruments社製)を使用して以下の条件にて測定を行う。
昇温速度:10℃/min
測定開始温度:20℃
測定終了温度:180℃
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。
<Method for measuring melting points, endothermic peaks and endothermic amounts of toner, resin, etc.>
The melting points of the toner and resin, as well as the endothermic peak and endothermic amount, are measured using a DSC Q1000 (manufactured by TA Instruments) under the following conditions.
Temperature increase rate: 10°C/min
Measurement start temperature: 20℃
Measurement end temperature: 180°C
The melting points of indium and zinc are used to correct the temperature of the detector, and the heat of fusion of indium is used to correct the amount of heat.
具体的には、試料約5mgを精秤し、アルミニウム製のパンの中に入れ、示差走査熱量測定を行う。リファレンスとしては銀製の空パンを用いる。 Specifically, approximately 5 mg of sample is precisely weighed and placed in an aluminum pan, and differential scanning calorimetry is performed. An empty silver pan is used as a reference.
1回目の昇温過程における最大吸熱ピークのピーク温度を、融点とする。 The peak temperature of the maximum endothermic peak during the first heating process is taken as the melting point.
なお、最大吸熱ピークとは、ピークが複数あった場合に、吸熱量が最大となるピークのことである。さらに、該最大吸熱ピークの吸熱量を求める。 The maximum endothermic peak is the peak with the greatest amount of endothermic heat when there are multiple peaks. Furthermore, the amount of endothermic heat of the maximum endothermic peak is calculated.
前述したトナーから分離した各材料単体のDSC測定を行うことによって各ピークの帰属を決定することができる。 The assignment of each peak can be determined by performing DSC measurements on each material separated from the toner described above.
<酸価の測定方法>
酸価とは、試料1gに含まれる酸を中和するために必要な水酸化カリウムのmg数である。該酸価はJIS-K0070-1992に準じて測定されるが、具体的には、以下の手順に従う。
<Method for measuring acid value>
The acid value is the number of milligrams of potassium hydroxide required to neutralize the acid contained in 1 g of sample. The acid value is measured in accordance with JIS-K0070-1992, specifically, by the following procedure.
(1)試薬の準備
フェノールフタレイン1.0gをエチルアルコール(95体積%)90mLに溶かし、イオン交換水を加えて100mLとし、フェノールフタレイン溶液を得る。
(1) Preparation of Reagents 1.0 g of phenolphthalein was dissolved in 90 mL of ethyl alcohol (95% by volume), and ion-exchanged water was added to make the total volume 100 mL to obtain a phenolphthalein solution.
特級水酸化カリウム7gを5mLの水に溶かし、エチルアルコール(95体積%)を加えて1Lとする。炭酸ガスなどに触れないように、耐アルカリ性の容器に入れて3日間放置後、ろ過して、水酸化カリウム溶液を得る。得られた水酸化カリウム溶液は、耐アルカリ性の容器に保管する。該水酸化カリウム溶液のファクターは、0.1モル/L塩酸25mLを三角フラスコに取り、該フェノールフタレイン溶液を数滴加え、該水酸化カリウム溶液で滴定し、中和に要した該水酸化カリウム溶液の量から求める。該0.1モル/L塩酸は、JIS-K8001-1998に準じて作製されたものを用いる。 Dissolve 7 g of special-grade potassium hydroxide in 5 mL of water and add ethyl alcohol (95% by volume) to make 1 L. Place in an alkali-resistant container to avoid contact with carbon dioxide and other gases, leave for 3 days, then filter to obtain potassium hydroxide solution. Store the resulting potassium hydroxide solution in an alkali-resistant container. The factor of the potassium hydroxide solution is determined by placing 25 mL of 0.1 mol/L hydrochloric acid in an Erlenmeyer flask, adding several drops of the phenolphthalein solution, and titrating with the potassium hydroxide solution to determine the amount of potassium hydroxide solution required for neutralization. Use 0.1 mol/L hydrochloric acid prepared in accordance with JIS-K8001-1998.
(2)操作
(A)本試験
粉砕した試料2.0gを200mLの三角フラスコに精秤し、トルエン/エタノール(2:1)の混合溶液100mLを加え、5時間かけて溶解する。次いで、指示薬として該フェノールフタレイン溶液を数滴加え、該水酸化カリウム溶液を用いて滴定する。なお、滴定の終点は、指示薬の薄い紅色が約30秒間続いたときとする。
(B)空試験
試料を用いない(すなわちトルエン/エタノール(2:1)の混合溶液のみとする)以外は、上記操作と同様の滴定を行う。
(2) Procedure (A) Main Test: 2.0 g of the crushed sample is accurately weighed into a 200 mL Erlenmeyer flask, and 100 mL of a toluene/ethanol (2:1) mixed solution is added and dissolved over 5 hours. Next, a few drops of the phenolphthalein solution are added as an indicator, and the sample is titrated with the potassium hydroxide solution. The endpoint of the titration is when the light red color of the indicator persists for approximately 30 seconds.
(B) Blank Test: A titration is carried out in the same manner as above, except that no sample is used (i.e., only a mixed solution of toluene/ethanol (2:1) is used).
(3)得られた結果を下記式に代入して、酸価を算出する。
A=[(C-B)×f×5.61]/S
ここで、A:酸価(mgKOH/g)、B:空試験の水酸化カリウム溶液の添加量(mL)、C:本試験の水酸化カリウム溶液の添加量(mL)、f:水酸化カリウム溶液のファクター、S:試料の質量(g)である。
(3) The obtained results are substituted into the following formula to calculate the acid value.
A=[(CB)×f×5.61]/S
where A is the acid value (mg KOH/g), B is the amount (mL) of potassium hydroxide solution added for the blank test, C is the amount (mL) of potassium hydroxide solution added for the main test, f is the factor of the potassium hydroxide solution, and S is the mass (g) of the sample.
<樹脂の軟化点(Tm)、トナーのT1、T10の測定方法>
樹脂の軟化点及びトナーのT1、T10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。
<Method for measuring softening point (Tm) of resin, T1 and T10 of toner>
The softening point of the resin and the T1 and T10 of the toner are measured using a constant load extrusion type capillary rheometer "Flow Property Evaluation Device Flow Tester CFT-500D" (manufactured by Shimadzu Corporation) in accordance with the manual that comes with the device. With this device, a constant load is applied from above the measurement sample using 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 can be obtained that shows the relationship between the piston's descending distance and temperature.
また、「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。 The softening point is the "melting temperature using the 1/2 method" listed in the manual included with the "Flow Property Evaluation Device Flow Tester CFT-500D." The melting temperature using the 1/2 method is calculated as follows:
まず、流出が終了した時点におけるピストンの降下量(流出終了点、Smaxとする)と、流出が開始した時点におけるピストンの降下量(最低点、Sminとする)との差の1/2を求める(これをXとする。X=(Smax-Smin)/2)。そして、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である。 First, find half the difference between the amount of piston descent when outflow ends (end of outflow, Smax) and the amount of piston descent when outflow begins (minimum point, Smin) (this is X; X = (Smax - Smin) / 2). Then, the temperature on the flow curve when the amount of piston descent is the sum of X and Smin is the melting temperature according to the 1/2 method.
測定試料は、約1.0gの樹脂を、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10mmの円柱状としたものを用いる。 The measurement sample is prepared by compressing approximately 1.0 g of resin at approximately 10 MPa for approximately 60 seconds using a tablet compression machine (e.g., NT-100H, manufactured by NPA Systems Co., Ltd.) at 25°C to form a cylindrical shape with a diameter of approximately 10 mm.
測定における具体的な操作は、装置に付属のマニュアルに従って行う。 Specific measurement procedures should be performed according to the manual provided with the device.
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:40℃
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(印加圧力):10.0kgf(0.9807MPa)
予熱時間:300秒
ダイの穴の直径:1.0mm
ダイの長さ:1.0mm
The measurement conditions for CFT-500D are as follows.
Test mode: Temperature rising method Starting temperature: 40°C
Achieved temperature: 200℃
Measurement interval: 1.0°C
Temperature increase rate: 4.0°C/min
Piston cross-sectional area: 1.000 cm 2
Test load (applied pressure): 10.0 kgf (0.9807 MPa)
Preheating time: 300 seconds Die hole diameter: 1.0 mm
Die length: 1.0 mm
また、溶融粘度を装置に付属のマニュアルに従って求めた。 The melt viscosity was also determined according to the manual provided with the device.
印加圧力0.9807MPaとしたときの測定において、溶融粘度V1が1×105Pa・sとなる温度をT1とした。また、上記の測定条件において、試験荷重を100.0kgf(印加圧力 9.807MPa)として同様の測定を行ったとき、溶融粘度V10が1×105Pa・sとなる温度をT10とした。 In the measurement under an applied pressure of 0.9807 MPa, the temperature at which the melt viscosity V1 reached 1× 10 Pa·s was defined as T1. In addition, when the same measurement was performed under the above measurement conditions but with a test load of 100.0 kgf (applied pressure of 9.807 MPa), the temperature at which the melt viscosity V10 reached 1× 10 Pa·s was defined as T10.
なお、上記解析においては、測定試料の流出が開始された温度(流出開始温度Tfb)以上の温度領域での溶融粘度のプロットをもとに溶融粘度が1×105Pa・sとなる温度を算出し、その小数点1位を四捨五入した値を本発明でのT1およびT10とした。 In the above analysis, the temperature at which the melt viscosity becomes 1 x 105 Pa·s was calculated based on a plot of the melt viscosity in the temperature range above the temperature at which the measurement sample started to flow (flow initiation temperature Tfb), and the calculated value was rounded to one decimal place to determine T1 and T10 in the present invention.
<トナー(粒子)の重量平均粒径(D4)の測定方法>
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。
<Method for measuring weight average particle size (D4) of toner (particles)>
The weight average particle diameter (D4) of the toner (particles) is measured with an effective number of measurement channels of 25,000 using a precision particle size distribution measuring device using a capillary electrical resistance method, "Coulter Counter Multisizer 3" (registered trademark, manufactured by Beckman Coulter, Inc.), equipped with a 100 μm aperture tube, and the accompanying dedicated software, "Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51" (manufactured by Beckman Coulter, Inc.), for setting measurement conditions and analyzing measurement data, and the weight average particle diameter (D4) is calculated by analyzing the measurement data.
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。 The aqueous electrolyte solution used for the measurement is prepared by dissolving special-grade sodium chloride in ion-exchange water to a concentration of approximately 1% by mass; for example, "ISOTON II" (manufactured by Beckman Coulter) can be used.
なお、測定、解析を行う前に、以下のように専用ソフトの設定を行う。 Before performing measurements and analysis, configure the dedicated software as follows:
専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更画面」において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。閾値/ノイズレベルの測定ボタンを押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、測定後のアパーチャーチューブのフラッシュにチェックを入れる。 On the dedicated software's "Change Standard Measurement Method (SOM) screen," set the total count in control mode to 50,000 particles, the number of measurements to 1, and the Kd value to the value obtained using "Standard Particles 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, gain to 2, and electrolyte to ISOTON II, and check the box to flush the aperture tube after measurement.
専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定画面」において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μm以上60μm以下に設定する。 In the dedicated software's "Pulse to particle size conversion setting screen," set the bin spacing to logarithmic particle size, the particle size bin to 256 particle size bins, and the particle size range to 2 μm or more and 60 μm or less.
具体的な測定法は以下の通りである。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250mL丸底ビーカーに電解水溶液約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、この水槽中にコンタミノンNを約2mL添加する。
(4)前記(2)のビーカーを超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー(粒子)約10mgを少量ずつ電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。なお、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナー(粒子)を分散した前記(5)の電解水溶液を滴下し、測定濃度が約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 approximately 200 mL of the electrolyte solution into a 250 mL round-bottom glass beaker made specifically for the Multisizer 3, set it on the sample stand, and stir the stirrer rod counterclockwise at 24 revolutions per second. Then, use the "Aperture Tube Flush" function of the dedicated software to remove any dirt and air bubbles from inside the aperture tube.
(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 dilution obtained by diluting "Contaminon N" (a 10% by mass aqueous solution of a neutral detergent for cleaning precision measuring instruments, pH 7, consisting of a nonionic surfactant, an anionic surfactant, and an organic builder, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) three times by mass with ion-exchanged water is added thereto 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.) that has two built-in oscillators with an oscillation frequency of 50 kHz and an electrical output of 120 W, with a phase difference of 180 degrees, and approximately 2 mL of Contaminon N is added to this water tank.
(4) Set the beaker from (2) in the beaker fixing hole of the ultrasonic disperser, operate the ultrasonic disperser, and adjust the height of the beaker so that the resonance state of the liquid surface of the electrolytic solution in the beaker is maximized.
(5) While the electrolyte solution in the beaker from (4) is being irradiated with ultrasonic waves, approximately 10 mg of toner (particles) is added little by little to the electrolyte solution and dispersed. The ultrasonic dispersion process is then continued for another 60 seconds. During the ultrasonic dispersion, the water temperature in the water tank is appropriately adjusted to be between 10°C and 40°C.
(6) Using a pipette, the electrolytic solution prepared in (5) above, in which the toner particles have been dispersed, is dropped into the round-bottom beaker prepared in (1) above, which is placed in the sample stand, and the measurement concentration is adjusted 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 provided with the device to calculate the weight-average particle size (D4). 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).
<樹脂微粒子、ワックス微粒子、及び、着色剤微粒子の体積基準の50%粒径(D50)の測定方法>
各微粒子の体積基準の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、以下の手順に従って測定する。
<Method for measuring the 50% particle diameter (D50) based on volume of resin particles, wax particles, and colorant particles>
The volume-based 50% particle size (D50) of each fine particle is measured using a dynamic light scattering particle size distribution analyzer Nanotrac UPA-EX150 (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). Specifically, 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 aggregation of the measurement sample, 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 measured twice to determine the average value.
測定条件としては、測定時間を30秒とし、試料粒子屈折率を1.49とし、分散媒を水とし、分散媒屈折率を1.33とする。 The measurement conditions are: measurement time 30 seconds, sample particle refractive index 1.49, dispersion medium water, dispersion medium refractive index 1.33.
測定試料の体積粒度分布を測定し、測定結果から累積体積分布における小粒子径側からの累積体積が50%になる粒子径を、各微粒子の体積基準の50%粒径(D50)とする。 Measure the volumetric particle size distribution of the measurement sample, and from the measurement results, the particle diameter at which the cumulative volume from the small particle diameter side in the cumulative volume distribution is 50% is taken as the volume-based 50% particle diameter (D50) of each microparticle.
本開示を以下に示す実施例により具体的に説明する。しかし、これらは本開示をなんら限定するものではない。実施例23~31は参考例である。以下の処方の「部」は特に断りがない場合、全て質量基準である。 The present disclosure will be specifically explained using the following examples. However, these examples are not intended to limit the present disclosure in any way. Examples 23 to 31 are reference examples. Unless otherwise specified, the "parts" in the following formulations are all by mass.
<第一の樹脂1(結晶性樹脂1)の製造例>
・溶媒:トルエン 100.0部
・単量体組成物 100.0部
(単量体組成物は、以下のアクリル酸ベヘニル、アクリロニトリル、アクリル酸及びスチレンを以下に示す割合で混合したものである)
・アクリル酸ベヘニル 58.0部
・アクリロニトリル 10.0部
・アクリル酸 2.0部
・スチレン 30.0部
・重合開始剤 0.5部
[t-ブチルパーオキシピバレート(日油社製:パーブチルPV)]
還流冷却管、撹拌機、温度計、窒素導入管を備えた反応容器に、窒素雰囲気下、上記材料を投入した。反応容器内を200rpmで撹拌しながら、70℃に加熱して12時間重合反応を行い、単量体組成物の重合体がトルエンに溶解した溶解液を得た。
<Production Example of First Resin 1 (Crystalline Resin 1)>
Solvent: toluene 100.0 parts Monomer composition 100.0 parts (The monomer composition is a mixture of behenyl acrylate, acrylonitrile, acrylic acid, and styrene in the ratios shown below.)
Behenyl acrylate 58.0 parts Acrylonitrile 10.0 parts Acrylic acid 2.0 parts Styrene 30.0 parts Polymerization initiator 0.5 parts [t-butyl peroxypivalate (Perbutyl PV manufactured by NOF Corporation)]
The above materials were charged into a reaction vessel equipped with a reflux condenser, a stirrer, a thermometer, and a nitrogen inlet tube under a nitrogen atmosphere. The reaction vessel was heated to 70°C while stirring at 200 rpm, and a polymerization reaction was carried out for 12 hours, to obtain a solution in which a polymer of the monomer composition was dissolved in toluene.
続いて、上記溶解液を25℃まで降温した後、1000.0部のメタノール中に上記溶解液を撹拌しながら投入し、メタノール不溶分を沈殿させた。得られたメタノール不溶分をろ別し、さらにメタノールで洗浄後、40℃で24時間真空乾燥して第一の樹脂1(結晶性樹脂1)を得た。物性を表2及び表3に示す。 Then, the temperature of the solution was lowered to 25°C, and the solution was poured into 1,000.0 parts of methanol with stirring to precipitate the methanol-insoluble matter. The resulting methanol-insoluble matter was filtered off, washed with methanol, and vacuum-dried at 40°C for 24 hours to obtain First Resin 1 (Crystalline Resin 1). The physical properties are shown in Tables 2 and 3.
<第一の樹脂2~12(結晶性樹脂2~12)の製造例>
第一の樹脂1(結晶性樹脂1)の製造例において、それぞれの単量体及び質量部数を表1-1となるように変更した以外は同様にして反応を行い、第一の樹脂2~12(結晶性樹脂2~12)を得た。物性を表2および表3に示す。
<Production Examples of First Resins 2 to 12 (Crystalline Resins 2 to 12)>
First Resins 2 to 12 (Crystalline Resins 2 to 12) were obtained by carrying out the reaction in the same manner as in the production example of First Resin 1 (Crystalline Resin 1), except that the monomers and the mass parts thereof were changed as shown in Table 1-1. The physical properties are shown in Tables 2 and 3.
<第一の樹脂13(結晶性樹脂13)の製造例>
・1,6-ヘキサンジオール:39.7部
(多価アルコール総モル数に対して100.0mol%)
・アジピン酸:29.4部
(多価カルボン酸総モル数に対して60.0mol%)
・ドデカン二酸:30.9部
(多価カルボン酸総モル数に対して40.0mol%)
・2-エチルヘキサン酸錫:0.5部
冷却管、撹拌機、窒素導入管、及び、熱電対のついた反応槽に、上記材料を秤量した。フラスコ内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、140℃の温度で撹拌しつつ、3時間反応させた。
<Production Example of First Resin 13 (Crystalline Resin 13)>
1,6-hexanediol: 39.7 parts (100.0 mol% based on the total number of moles of polyhydric alcohols)
Adipic acid: 29.4 parts (60.0 mol% based on the total number of moles of polycarboxylic acids)
Dodecanedioic acid: 30.9 parts (40.0 mol % based on the total number of moles of polycarboxylic acids)
The above materials were weighed and placed in a reaction vessel equipped with a condenser, a stirrer, a nitrogen inlet tube, and a thermocouple. After the atmosphere in the flask was replaced with nitrogen gas, the temperature was gradually raised with stirring, and the mixture was allowed to react for 3 hours at 140°C with stirring.
次に、反応槽内の圧力を8.3kPaに下げ、温度200℃に維持したまま、4時間反応させた。 The pressure inside the reactor was then reduced to 8.3 kPa, and the reaction was carried out for 4 hours while maintaining the temperature at 200°C.
その後、反応槽内を5kPa以下へ減圧して200℃で3時間反応させることにより、第一の樹脂13(結晶性樹脂13)を得た。 Then, the pressure inside the reaction vessel was reduced to 5 kPa or less, and the mixture was reacted at 200°C for 3 hours to obtain a first resin 13 (crystalline resin 13).
<第一の樹脂14~17(結晶性樹脂14~17)の製造例>
第一の樹脂13の製造例において、アルコール成分、カルボン酸成分を表1-2に記載のモノマーに変更したこと以外は同様にして製造を行い、第一の樹脂14~17を得た。物性を表2および表3に示す。
<Production Examples of First Resins 14 to 17 (Crystalline Resins 14 to 17)>
First Resins 14 to 17 were obtained in the same manner as in the production example for First Resin 13, except that the alcohol component and carboxylic acid component were changed to the monomers shown in Tables 1 and 2. Their physical properties are shown in Tables 2 and 3.
表1及び表2中の略号は以下の通り。
BEA:アクリル酸ベヘニル
STA:アクリル酸ステアリル
MYA:アクリル酸ミリシル
UDA:アクリル酸ウンデシル
HA:アクリル酸ヘキサデシル
AN:アクリロニトリル
AA:アクリル酸
St:スチレン
HO:ヘキサンジオール
AA:アジピン酸
DDA:ドデカン二酸
DDO:ドデカンジオール
EG:エチレングリコール
The abbreviations in Tables 1 and 2 are as follows:
BEA: Behenyl acrylate STA: Stearyl acrylate MYA: Myricyl acrylate UDA: Undecyl acrylate HA: Hexadecyl acrylate AN: Acrylonitrile AA: Styrene acrylate HO: Hexanediol AA: Adipic acid DDA: Dodecanedioic acid DDO: Dodecanediol EG: Ethylene glycol
<第二の樹脂1(非晶性樹脂1)の製造例>
オートクレーブにキシレン50.0部を仕込み、窒素で置換した後、撹拌下、密閉状態で185℃まで昇温した。
<Production Example of Second Resin 1 (Amorphous Resin 1)>
An autoclave was charged with 50.0 parts of xylene, and after replacing the atmosphere with nitrogen, the autoclave was heated to 185°C in a sealed state with stirring.
ここに、スチレン79.0部、アクリル酸-n-ブチル17.0部、ジビニルベンゼン3.1部、及びアクリル酸0.9部、並びに、ジ-tert-ブチルパーオキサイド1.0部及びキシレン20.0部の混合溶液を、オートクレーブ内温度を185℃にコントロールしながら、3時間連続的に滴下し重合させた。 A mixed solution of 79.0 parts of styrene, 17.0 parts of n-butyl acrylate, 3.1 parts of divinylbenzene, 0.9 parts of acrylic acid, 1.0 part of di-tert-butyl peroxide, and 20.0 parts of xylene was continuously added dropwise to the autoclave over a period of 3 hours while controlling the temperature inside the autoclave at 185°C, and polymerization was allowed to occur.
さらに同温度で1時間保ち重合を完了させ、溶媒を除去し、第二の樹脂1(非晶性樹脂1)を得た。該第二の樹脂1(非晶性樹脂1)の重量平均分子量(Mw)は60000で、軟化点(Tm)は140℃、酸価は15.0mgKOH/g、水酸基価は0.0mgKOH/gであった。 The mixture was then maintained at the same temperature for another hour to complete the polymerization, and the solvent was removed to obtain Second Resin 1 (Amorphous Resin 1). Second Resin 1 (Amorphous Resin 1) had a weight average molecular weight (Mw) of 60,000, a softening point (Tm) of 140°C, an acid value of 15.0 mgKOH/g, and a hydroxyl value of 0.0 mgKOH/g.
<第二の樹脂2~10(非晶性樹脂2~10)の製造例>
第二の樹脂1(非晶性樹脂1)の製造例において、それぞれの単量体及び質量部数を表4となるように変更した以外は同様にして反応を行い、第二の樹脂2~10(非晶性樹脂2~10)を得た。物性を表5に示す。
<Production Examples of Second Resins 2 to 10 (Amorphous Resins 2 to 10)>
Second Resins 2 to 10 (Amorphous Resins 2 to 10) were obtained by carrying out the reaction in the same manner as in the Production Example for Second Resin 1 (Amorphous Resin 1), except that the monomers and the parts by mass thereof were changed as shown in Table 4. Their physical properties are shown in Table 5.
<第二の樹脂11(非晶性樹脂11)の製造例>
還流冷却管、撹拌機、温度計、窒素導入管を備えた反応容器に、窒素雰囲気下、下記材料を投入した。
・ポリオキシプロピレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン:73.4部(0.19モル;多価アルコール総モル数に対して100.0mol%)
・テレフタル酸:11.6部(0.07モル;多価カルボン酸総モル数に対して82.0mol%)
・アジピン酸:6.8部(0.05モル;多価カルボン酸総モル数に対して14.0mol%)
・チタニウムテトラブトキシド:2.0部
次にフラスコ内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、200℃の温度で撹拌し、生成する水を留去しながら2時間反応させた。
<Production Example of Second Resin 11 (Amorphous Resin 11)>
The following materials were placed in a reaction vessel equipped with a reflux condenser, a stirrer, a thermometer, and a nitrogen inlet tube under a nitrogen atmosphere.
Polyoxypropylene(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane: 73.4 parts (0.19 moles; 100.0 mol% based on the total number of moles of polyhydric alcohol)
Terephthalic acid: 11.6 parts (0.07 moles; 82.0 mole% based on the total number of moles of polycarboxylic acids)
Adipic acid: 6.8 parts (0.05 moles; 14.0 mole % based on the total number of moles of polycarboxylic acids)
Titanium tetrabutoxide: 2.0 parts Next, the atmosphere in the flask was replaced with nitrogen gas, and the temperature was gradually raised with stirring, and the mixture was stirred at a temperature of 200° C. and reacted for 2 hours while distilling off the water produced.
さらに、反応槽内の圧力を8.3kPaに下げ、1時間維持した後、180℃まで冷却し、大気圧に戻した(第1反応工程)。
・無水トリメリット酸:8.2部(0.04モル;多価カルボン酸総モル数に対して6.0mol%)
・tert-ブチルカテコール(重合禁止剤):0.1部
その後、上記材料を加え、反応槽内の圧力を8.3kPaに下げ、温度150℃に維持したまま4時間反応させ、温度を下げることで反応を止め(第2反応工程)、第二の樹脂11を得た。単量体及び質量部数を表4に、物性を表5に示す。
Furthermore, the pressure inside the reaction vessel was reduced to 8.3 kPa and maintained at that level for 1 hour, after which the reaction vessel was cooled to 180° C. and returned to atmospheric pressure (first reaction step).
Trimellitic anhydride: 8.2 parts (0.04 moles; 6.0 mole % based on the total number of moles of polycarboxylic acids)
tert-Butylcatechol (polymerization inhibitor): 0.1 part The above materials were then added, the pressure in the reaction vessel was reduced to 8.3 kPa, and the reaction was carried out for 4 hours while maintaining the temperature at 150°C, and the reaction was stopped by lowering the temperature (second reaction step), thereby obtaining a second resin 11. The monomers and the parts by mass are shown in Table 4, and the physical properties are shown in Table 5.
<第二の樹脂12の製造例>
還流冷却管、撹拌機、温度計、窒素導入管を備えた反応容器に、窒素雰囲気下、下記材料を投入した。
・ポリオキシエチレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン:70.0部(0.17モル;多価アルコール総モル数に対して100.0mol%)
・テレフタル酸:8.0部(0.05モル;多価カルボン酸総モル数に対して28.0mol%)
・アジピン酸:8.0部(0.06モル;多価カルボン酸総モル数に対して32.0mol%)
・チタニウムテトラブトキシド:2.5部
冷却管、撹拌機、窒素導入管、及び、熱電対のついた反応槽に、上記材料を秤量し投入した。次にフラスコ内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、230℃の温度で撹拌し、生成する水を留去しながら2時間反応させた。次に、2.5kPaの減圧下に5時間反応させた後、180℃まで降温した。重合禁止剤としてtert-ブチルカテコール1部を入れ、さらにフマル酸を8部(0.01モル;多価カルボン総モル数に対して40.0mol%)入れ、0,5~2.5kPaの減圧下に8時間反応させた後取り出し、第二の樹脂12を得た。単量体及び質量部数を表4に、物性を表5に示す。
<Production Example of Second Resin 12>
The following materials were placed in a reaction vessel equipped with a reflux condenser, a stirrer, a thermometer, and a nitrogen inlet tube under a nitrogen atmosphere.
Polyoxyethylene (2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane: 70.0 parts (0.17 moles; 100.0 mol% based on the total number of moles of polyhydric alcohol)
Terephthalic acid: 8.0 parts (0.05 moles; 28.0 mol% based on the total number of moles of polycarboxylic acids)
Adipic acid: 8.0 parts (0.06 moles; 32.0 mole% based on the total number of moles of polycarboxylic acids)
Titanium tetrabutoxide: 2.5 parts. The above materials were weighed and placed in a reaction vessel equipped with a condenser, a stirrer, a nitrogen inlet tube, and a thermocouple. The flask was then purged with nitrogen gas, and the temperature was gradually increased while stirring. The mixture was stirred at 230°C and allowed to react for 2 hours while distilling off the resulting water. The mixture was then allowed to react for 5 hours under a reduced pressure of 2.5 kPa, after which the temperature was lowered to 180°C. One part of tert-butylcatechol was added as a polymerization inhibitor, and 8 parts (0.01 mol; 40.0 mol% relative to the total number of moles of polycarboxylic acid) of fumaric acid were added. The mixture was allowed to react for 8 hours under a reduced pressure of 0.5 to 2.5 kPa, after which the mixture was removed to obtain a second resin 12. The monomers and mass parts are shown in Table 4, and the physical properties are shown in Table 5.
表4中の略号は以下の通り。
St:スチレン
MMA:メタクリル酸メチル
BA:アクリル酸-n-ブチル
OA:アクリル酸-n-オクチル
DVB:ジビニルベンゼン
DDA:アクリル酸ドデシル
AA:アクリル酸
BPO-PO:ポリオキシプロピレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン
BPO-EO:ポリオキシエチレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン
TPA:テレフタル酸
TMA:トリメリット酸
ADA:アジピン酸
The abbreviations in Table 4 are as follows:
St: Styrene MMA: Methyl methacrylate BA: n-butyl acrylate OA: n-octyl acrylate DVB: Divinylbenzene DDA: Dodecyl acrylate AA: Acrylic acid BPO-PO: Polyoxypropylene (2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane BPO-EO: Polyoxyethylene (2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane TPA: Terephthalic acid TMA: Trimellitic acid ADA: Adipic acid
<ブロック共重合体1の製造例>
(非晶性樹脂ブロック用重合体の製造例)
還流冷却管、撹拌機、温度計、窒素導入管を備えた反応容器に、窒素雰囲気下、下記材料を投入した。
・ポリオキシエチレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン:36.0部(0.09モル;多価アルコール総モル数に対して50.0mol%)
・ポリオキシプロピレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン:33.8部(0.09モル;多価アルコール総モル数に対して50.0mol%)
・テレフタル酸:16.0部(0.10モル;多価カルボン酸総モル数に対して55.4ol%)
・n-ドデセニルコハク酸:9.9部(0.01モル;多価カルボン酸総モル数に対して21.4mol%)
・アジピン酸:4.3部(0.01モル;多価カルボン酸総モル数に対して21.2mol%)
・ジブチルスズオキサイド:1.0部
容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ち昇温した後、150℃で12時間縮重合反応させ、その後210℃で除々に減圧して非晶性樹脂ブロック用重合体を合成した。得られた重合体の重量平均分子量を測定したところ41000であった。ガラス転移点Tgは50℃、軟化点Tmは100℃、酸価は10mgKOH/gであった。
<Production Example of Block Copolymer 1>
(Production Example of Polymer for Amorphous Resin Block)
The following materials were placed in a reaction vessel equipped with a reflux condenser, a stirrer, a thermometer, and a nitrogen inlet tube under a nitrogen atmosphere.
Polyoxyethylene (2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane: 36.0 parts (0.09 moles; 50.0 mol% based on the total number of moles of polyhydric alcohol)
Polyoxypropylene(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane: 33.8 parts (0.09 moles; 50.0 mol% based on the total number of moles of polyhydric alcohol)
Terephthalic acid: 16.0 parts (0.10 moles; 55.4 mol% based on the total number of moles of polycarboxylic acids)
n-Dodecenyl succinic acid: 9.9 parts (0.01 mole; 21.4 mol% based on the total number of moles of polycarboxylic acids)
Adipic acid: 4.3 parts (0.01 mole; 21.2 mol% based on the total number of moles of polycarboxylic acids)
Dibutyltin oxide: 1.0 part Nitrogen gas was introduced into the vessel, and the vessel was heated while maintaining an inert atmosphere. A condensation polymerization reaction was then carried out at 150°C for 12 hours, and the pressure was then gradually reduced to 210°C to synthesize a polymer for amorphous resin blocks. The weight-average molecular weight of the resulting polymer was measured to be 41,000. The glass transition temperature Tg was 50°C, the softening point Tm was 100°C, and the acid value was 10 mgKOH/g.
(結晶性樹脂ブロック用重合体の製造例)
・溶媒:トルエン 100.0部
・アクリル酸ステアリル 100.0部
・重合開始剤 0.5部
[t-ブチルパーオキシピバレート(日油社製:パーブチルPV)]
・連鎖移動剤 3.0部
[2-シアノー2プロピルドデシルトリチオカルボナート]
還流冷却管、撹拌機、温度計、窒素導入管を備えた反応容器に、窒素雰囲気下、上記材料を投入した。反応容器内を200rpmで撹拌しながら、70℃に加熱して12時間重合反応を行い、単量体組成物の重合体がトルエンに溶解した溶解液を得た。続いて、上記溶解液を25℃まで降温した後、1000.0部のメタノール中に上記溶解液を撹拌しながら投入し、メタノール不溶分を沈殿させた。得られたメタノール不溶分をろ別し、さらにメタノールで洗浄後、乾燥して結晶性樹脂ブロック用重合体を得た。得られた重合体の重量平均分子量を測定したところ50000であった。融点は63℃であった。
(Production Example of Polymer for Crystalline Resin Block)
Solvent: toluene 100.0 parts, stearyl acrylate 100.0 parts, polymerization initiator 0.5 parts [t-butyl peroxypivalate (Perbutyl PV manufactured by NOF Corporation)]
Chain transfer agent 3.0 parts [2-cyano-2-propyl dodecyl trithiocarbonate]
The above materials were placed in a reaction vessel equipped with a reflux condenser, a stirrer, a thermometer, and a nitrogen inlet tube under a nitrogen atmosphere. The reaction vessel was heated to 70°C while stirring at 200 rpm, and a polymerization reaction was carried out for 12 hours, yielding a solution in which a polymer of the monomer composition was dissolved in toluene. The solution was then cooled to 25°C, and then poured into 1,000.0 parts of methanol while stirring, resulting in the precipitation of methanol-insoluble matter. The resulting methanol-insoluble matter was filtered, washed with methanol, and dried to obtain a polymer for crystalline resin blocks. The weight-average molecular weight of the resulting polymer was measured to be 50,000. The melting point was 63°C.
(ブロック共重合体の合成)
還流冷却管、撹拌機、温度計、窒素導入管を備えた反応容器に、窒素雰囲気下、下記材料を投入した。
・非晶性樹脂ブロック用重合体 27部
・結晶性樹脂ブロック用重合体 73部
・トルエン150部
窒素雰囲気下で撹拌溶解した後、ジシクロカルボジイミド(DCC)2.7部、ジメチルアミノピリジン(DMAP)0.17部を添加し50℃にて2時間反応を行った。1000.0部のメタノール中に上記溶解液を撹拌しながら投入し、メタノール不溶分を沈殿させた。得られたメタノール不溶分をろ別し、さらにメタノールで洗浄後、乾燥してブロック共重合体1を得た。
(Synthesis of Block Copolymer)
The following materials were placed in a reaction vessel equipped with a reflux condenser, a stirrer, a thermometer, and a nitrogen inlet tube under a nitrogen atmosphere.
27 parts of amorphous resin block polymer, 73 parts of crystalline resin block polymer, 150 parts of toluene. After stirring and dissolving under a nitrogen atmosphere, 2.7 parts of dicyclocarbodiimide (DCC) and 0.17 parts of dimethylaminopyridine (DMAP) were added and reacted at 50°C for 2 hours. The above solution was poured into 1000.0 parts of methanol with stirring to precipitate a methanol-insoluble fraction. The resulting methanol-insoluble fraction was filtered, washed with methanol, and dried to obtain block copolymer 1.
<ハイブリッド樹脂1の製造例>
第一の樹脂7 60.0部
第二の樹脂12 40.0部
を混合し、二軸混練器(栗本鉄工所製,S5KRCニーダー)に40kg/hで供給し、同時にラジカル反応開始剤としてt-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート4.0部を0.4kg/hで供給して160℃で5分間、100rpmで混練押出して反応を行った。さらにベントロから窒素をフローして、有機溶剤の除去を行いながら混合した。混合で得られたものを冷却することにより、ハイブリッド樹脂1を得た。
<Production Example of Hybrid Resin 1>
60.0 parts of the first resin 7 and 40.0 parts of the second resin 12 were mixed and fed to a twin-screw kneader (Kurimoto Iron Works, S5KRC kneader) at 40 kg/h. At the same time, 4.0 parts of t-butylperoxyisopropyl monocarbonate as a radical reaction initiator was fed at 0.4 kg/h. The mixture was kneaded and extruded at 100 rpm at 160 ° C for 5 minutes to carry out the reaction. Furthermore, nitrogen was flowed from the vent to remove the organic solvent while mixing. The mixture obtained by mixing was cooled to obtain Hybrid Resin 1.
<トナー粒子1の製造例>
<第一の樹脂1微粒子分散液の製造例>
・トルエン(和光純薬製) 300部
・第一の樹脂1 100部
上記材料を秤量及び混合し、90℃で溶解させた。
<Production Example of Toner Particle 1>
<Production Example of First Resin 1 Fine Particle Dispersion>
Toluene (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 300 parts First Resin 1 100 parts The above materials were weighed, mixed, and dissolved at 90°C.
別途、イオン交換水700部にドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム5.0部、ラウリン酸ナトリウム10.0部を加え90℃で加熱溶解させた。次いで前記のトルエン溶液と該水溶液を混ぜ合わせ、超高速撹拌装置T.K.ロボミックス(プライミクス製)を用いて7000rpmで撹拌した。さらに、高圧衝撃式分散機ナノマイザー(吉田機械興業製)用いて200MPaの圧力で乳化した。その後、エバポレーターを用いて、トルエンを除去し、イオン交換水で濃度調整を行い第一の樹脂1微粒子の濃度20質量%の水系分散液(第一の樹脂1微粒子分散液)を得た。 Separately, 5.0 parts of sodium dodecylbenzenesulfonate and 10.0 parts of sodium laurate were added to 700 parts of ion-exchanged water and dissolved by heating at 90°C. The toluene solution and this aqueous solution were then mixed and stirred at 7,000 rpm using an ultra-high-speed stirring device, T.K. Robomix (manufactured by Primix). The mixture was then emulsified at a pressure of 200 MPa using a high-pressure impact disperser, Nanomizer (manufactured by Yoshida Kikai Kogyo). The toluene was then removed using an evaporator, and the concentration was adjusted with ion-exchanged water to obtain an aqueous dispersion of first resin 1 microparticles with a concentration of 20% by mass (first resin 1 microparticle dispersion).
第一の樹脂1微粒子の体積基準の50%粒径(D50)を動的光散乱式粒度分布計ナノトラックUPA-EX150(日機装製)を用いて測定したところ、0.40μmであった。 The volume-based 50% particle size (D50) of the First Resin 1 fine particles was measured using a dynamic light scattering particle size distribution analyzer, Nanotrac UPA-EX150 (manufactured by Nikkiso), and was found to be 0.40 μm.
<第二の樹脂1微粒子分散液の製造例>
・テトラヒドロフラン(和光純薬製) 300部
・第二の樹脂1 100部
・アニオン界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬製) 0.5部
上記材料を秤量及び混合し、溶解させた。
<Production Example of Second Resin 1 Fine Particle Dispersion>
Tetrahydrofuran (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 300 parts Second resin 1 100 parts Anionic surfactant NEOGEN RK (manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) 0.5 parts The above materials were weighed, mixed, and dissolved.
次いで、1mol/Lのアンモニア水を20.0部加え、超高速撹拌装置T.K.ロボミックス(プライミクス製)を用いて4000rpmで撹拌した。さらに、イオン交換水700部を8g/minの速度で添加し、第二の樹脂1微粒子を析出させた。その後、エバポレーターを用いて、テトラヒドロフランを除去し、イオン交換水で濃度調整を行い第二の樹脂1微粒子の濃度20質量%の水系分散液(第二の樹脂1微粒子分散液)を得た。 Next, 20.0 parts of 1 mol/L ammonia water was added and stirred at 4000 rpm using an ultra-high speed stirrer T.K. Robomix (manufactured by Primix). Furthermore, 700 parts of ion-exchanged water was added at a rate of 8 g/min to precipitate second resin 1 microparticles. After that, tetrahydrofuran was removed using an evaporator, and the concentration was adjusted with ion-exchanged water to obtain an aqueous dispersion of second resin 1 microparticles with a concentration of 20% by mass (second resin 1 microparticle dispersion).
第二の樹脂1微粒子の体積基準の50%粒径(D50)は、0.14μmであった。 The volume-based 50% particle size (D50) of the second resin 1 microparticles was 0.14 μm.
<ワックス微粒子分散液の製造例>
・炭化水素ワックス1 100部
(フィッシャートロプシュワックス;DSC:最大吸熱ピークのピーク温度92℃)
・アニオン界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬製) 5部
・イオン交換水 395部
上記材料を秤量し、撹拌装置付きの混合容器に投入した後、90℃に加熱し、クレアミックスWモーション(エム・テクニック製)へ循環させて分散処理を60分間行った。分散処理の条件は、以下のようにした。
・ローター外径 :3cm
・クリアランス :0.3mm
・ローター回転数 :19000r/min
・スクリーン回転数:19000r/min
分散処理後、ローター回転数1000r/min、スクリーン回転数0r/min、冷却速度10℃/minの冷却処理条件にて40℃まで冷却することで、ワックス(炭化水素化合物)微粒子の濃度20質量%の水系分散液(ワックス微粒子分散液)を得た。
<Production Example of Wax Microparticle Dispersion>
Hydrocarbon wax 1 100 parts (Fischer-Tropsch wax; DSC: peak temperature of maximum endothermic peak 92°C)
The above materials were weighed and placed in a mixing vessel equipped with a stirrer, heated to 90°C, and circulated through a Clearmix W Motion (M Technique) for 60 minutes to carry out a dispersion treatment. The dispersion treatment conditions were as follows:
Rotor outer diameter: 3cm
・Clearance: 0.3 mm
Rotor rotation speed: 19,000 r/min
Screen rotation speed: 19,000 r/min
After the dispersion treatment, the mixture was cooled to 40°C under cooling treatment conditions of a rotor rotation speed of 1000 r/min, a screen rotation speed of 0 r/min, and a cooling rate of 10°C/min, thereby obtaining an aqueous dispersion (wax microparticle dispersion) with a concentration of wax (hydrocarbon compound) microparticles of 20% by mass.
ワックス(炭化水素化合物)微粒子の体積基準の50%粒径(D50)を動的光散乱式粒度分布計ナノトラックUPA-EX150(日機装製)を用いて測定したところ、0.15μmであった。 The volume-based 50% particle size (D50) of the wax (hydrocarbon compound) microparticles was measured using a dynamic light scattering particle size distribution analyzer, Nanotrac UPA-EX150 (manufactured by Nikkiso), and was found to be 0.15 μm.
<着色剤微粒子分散液の製造例>
・着色剤1 50.0部
(シアン顔料 大日精化製:Pigment Blue 15:3)
・アニオン界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬製) 7.5部
・イオン交換水 442.5部
上記材料を秤量及び混合し、溶解し、高圧衝撃式分散機ナノマイザー(吉田機械興業製)を用いて約1時間分散して、着色剤を分散させてなる着色剤微粒子の濃度10質量%の水系分散液(着色剤微粒子分散液)を得た。
<Production Example of Colorant Particle Dispersion>
Colorant 1 50.0 parts (cyan pigment manufactured by Dainichiseika Chemicals: Pigment Blue 15:3)
Anionic surfactant NEOGEN RK (manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku) 7.5 parts Ion-exchanged water 442.5 parts The above materials were weighed, mixed, dissolved, and dispersed for about 1 hour using a high-pressure impact disperser Nanomizer (manufactured by Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd.) to obtain an aqueous dispersion of colorant particles having a concentration of 10% by mass (colorant particle dispersion) in which the colorant was dispersed.
着色剤微粒子の体積基準の50%粒径(D50)を動的光散乱式粒度分布計ナノトラックUPA-EX150(日機装製)を用いて測定したところ、0.20μmであった。 The volume-based 50% particle size (D50) of the colorant microparticles was measured using a dynamic light scattering particle size distribution analyzer, Nanotrac UPA-EX150 (manufactured by Nikkiso), and was found to be 0.20 μm.
・第一の樹脂1微粒子分散液 300部
・第二の樹脂1微粒子分散液 200部
・着色剤微粒子分散液 65部
・ワックス微粒子分散液 50部
・イオン交換水 160部
前記の各材料を丸型ステンレス製フラスコに投入、混合した。続いてホモジナイザー ウルトラタラックスT50(IKA社製)を用いて5000r/minで10分間分散した。1.0%硝酸水溶液を添加し、pHを3.0に調整した後、加熱用ウォーターバス中で撹拌翼を用いて、混合液が撹拌されるような回転数を適宜調節しながらで58℃まで加熱した。形成された凝集粒子を、コールターマルチサイザーIIIを用い、適宜確認し、重量平均粒径(D4)が約6.00μmである凝集粒子が形成されたところで、5%水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを9.0にした。
The following materials were added to a round stainless steel flask and mixed: 300 parts of first resin 1 microparticle dispersion, 200 parts of second resin 1 microparticle dispersion, 65 parts of colorant microparticle dispersion, 50 parts of wax microparticle dispersion, and 160 parts of ion-exchanged water. The mixture was then dispersed at 5,000 rpm for 10 minutes using an Ultra-Turrax T50 homogenizer (manufactured by IKA). After adding a 1.0% aqueous nitric acid solution and adjusting the pH to 3.0, the mixture was heated to 58°C in a heated water bath using a stirring blade while adjusting the rotation speed appropriately to stir the mixture. The formed aggregated particles were appropriately confirmed using a Coulter Multisizer III. When aggregated particles with a weight-average particle size (D4) of approximately 6.00 μm were formed, the pH was adjusted to 9.0 using a 5% aqueous sodium hydroxide solution.
その後、撹拌を継続しながら、75℃まで加熱した。そして、75℃で1時間保持することで凝集粒子を融合させた。 The mixture was then heated to 75°C while continuing to stir. It was then held at 75°C for 1 hour to fuse the aggregated particles.
その後、50℃まで冷却し3時間保持することで樹脂の結晶化を促進させた。 The resin was then cooled to 50°C and held there for 3 hours to promote crystallization.
その後、25℃まで冷却し、ろ過及び固液分離した後、イオン交換水で洗浄を行った。 Then, it was cooled to 25°C, filtered and separated into solid and liquid, and then washed with ion-exchanged water.
洗浄終了後に真空乾燥機を用いて乾燥することで、重量平均粒径(D4)が約6.0μmのトナー粒子1を得た。 After washing, the particles were dried using a vacuum dryer to obtain toner particles 1 with a weight average particle size (D4) of approximately 6.0 μm.
<トナー粒子2の製造例>
・第一の樹脂1 60部
・第二の樹脂1 40部
・炭化水素ワックス1 10.0部
・着色剤1 6.5部
上記材料をヘンシェルミキサー(FM-75型、日本コークス工業株式会社製)を用いて、回転数20s-1、回転時間3minで混合した後、温度120℃に設定した二軸混練機(PCM-30型、株式会社池貝製)にてスクリュー回転数250rpm、吐出温度125℃にて混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。得られた粗砕物を、機械式粉砕機(T-250、フロイントターボ(株)製)にて微粉砕した。
<Production Example of Toner Particles 2>
First Resin 1 60 parts Second Resin 1 40 parts Hydrocarbon Wax 1 10.0 parts Colorant 1 6.5 parts The above materials were mixed using a Henschel mixer (FM-75, manufactured by Nippon Coke & Engineering Co., Ltd.) at a rotation speed of 20 s -1 and a rotation time of 3 min, and then kneaded at a screw rotation speed of 250 rpm and a discharge temperature of 125 ° C. in a twin-screw kneader (PCM-30, manufactured by Ikegai Corporation) set at a temperature of 120 ° C. The resulting kneaded mixture was cooled and coarsely pulverized to 1 mm or less using a hammer mill to obtain a coarsely pulverized product. The obtained coarsely pulverized product was finely pulverized using a mechanical pulverizer (T-250, manufactured by Freund Turbo Corporation).
さらにファカルティF-300(ホソカワミクロン社製)を用い、分級を行い、重量平均粒径約6.0μmのトナー粒子1を得た。運転条件は、分級ローター回転数を130s-1、分散ローター回転数を120s-1とした。 Further, classification was carried out using Faculty F-300 (manufactured by Hosokawa Micron Corporation) to obtain toner particles 1 having a weight average particle size of about 6.0 μm. The operating conditions were a classification rotor rotation speed of 130 s −1 and a dispersion rotor rotation speed of 120 s −1 .
<トナー粒子3~40の製造例>
トナー粒子1の製造例において、使用した樹脂、ワックス及びその添加量を表6に記載のものに変更したこと以外は同様にして製造を行い、トナー粒子3~40を得た。
<Production Examples of Toner Particles 3 to 40>
Toner particles 3 to 40 were obtained by carrying out the same production procedure as in the production example of toner particle 1, except that the resin, wax, and the amount added thereof used were changed to those shown in Table 6.
なお、炭化水素ワックス2は融点78℃の石油ワックスである。 Hydrocarbon wax 2 is a petroleum wax with a melting point of 78°C.
〔実施例1(トナー1の製造例)〕
・トナー粒子1 100部
・シリカ微粒子1 0.5部
(1次粒子の個数平均粒径が15nmの疎水化処理されたシリカ微粒子)
・シリカ微粒子2 1.0部
(1次粒子の個数平均粒径が80nmの疎水化処理されたシリカ微粒子)
上記の材料をヘンシェルミキサーFM-10C型(三井三池化工機製)で回転数50s-1、回転時間10minで混合して、トナー1を得た。物性を表7に示す。
また、トナー粒子中、マトリクスに占める結晶性樹脂1の占める割合は、86%であり、ドメインに占める非晶性樹脂1の占める割合は、86%であった。
Example 1 (Production Example of Toner 1)
Toner particles 1 100 parts Silica fine particles 1 0.5 parts (hydrophobized silica fine particles with a number average particle size of 15 nm)
Silica fine particles 2 1.0 parts (hydrophobized silica fine particles with a number average particle size of primary particles of 80 nm)
The above materials were mixed in a Henschel mixer FM-10C (manufactured by Mitsui Miike Chemical Engineering Co., Ltd.) at a rotation speed of 50 s −1 for a rotation time of 10 minutes to obtain Toner 1. The physical properties are shown in Table 7.
In the toner particles, the proportion of the crystalline resin 1 in the matrix was 86%, and the proportion of the amorphous resin 1 in the domain was 86%.
〔実施例2~31(トナー2~31の製造例)、比較例1~9(トナー32~40)〕
トナー1の製造例において、トナー粒子を表7に記載のものに変更したこと以外は同様にして製造を行い、トナー2~40を得た。得られたトナー2~40の物性を表7に示す。
Examples 2 to 31 (Toners 2 to 31 Production Examples), Comparative Examples 1 to 9 (Toners 32 to 40)
Toners 2 to 40 were obtained in the same manner as in the production example of Toner 1, except that the toner particles were changed to those shown in Table 7. The physical properties of Toners 2 to 40 obtained are shown in Table 7.
各トナー粒子中、マトリクスに占める結晶性樹脂の占める割合は、82~94%であり、ドメインに占める非晶性樹脂の占める割合は、82~94質量%であった。なお、トナー33は海島構造が観察されずマトリクスに占める結晶性樹脂の占める割合、ドメインに占める非晶性樹脂の占める割合が算出できなかった。 In each toner particle, the proportion of crystalline resin in the matrix was 82 to 94% and the proportion of amorphous resin in the domain was 82 to 94% by mass. Note that no sea-island structure was observed in Toner 33, so the proportion of crystalline resin in the matrix and the proportion of amorphous resin in the domain could not be calculated.
なお、トナー35においては単独の樹脂を使用してはいるものの、おそらくミクロ相分離に基づくと思われる海島構造が観察された。 Although Toner 35 uses a single resin, a sea-island structure, likely due to microphase separation, was observed.
<磁性キャリア1の製造例>
・個数平均粒径0.30μm、(1000/4π(kA/m)の磁界下における磁化の強さ65Am2/kg)のマグネタイト1
・個数平均粒径0.50μm、(1000/4π(kA/m)の磁界下における磁化の強さ65Am2/kg)のマグネタイト2
上記の材料それぞれ100部に対し、4.0部のシラン化合物(3-(2-アミノエチルアミノプロピル)トリメトキシシラン)を加え、容器内にて100℃以上で高速混合撹拌し、それぞれの微粒子を処理した。
・フェノール:10質量%
・ホルムアルデヒド溶液:6質量%(ホルムアルデヒド40質量%、メタノール10質量%、水50質量%)
・上記シラン化合物で処理したマグネタイト1:58質量%
・上記シラン化合物で処理したマグネタイト2:26質量%
上記材料100部と、28質量%アンモニア水溶液5部、水20部をフラスコに入れ、撹拌、混合しながら30分間で85℃まで昇温及び保持し、3時間重合反応させて、生成するフェノール樹脂を硬化させた。
<Production Example of Magnetic Carrier 1>
Magnetite 1 having a number average particle size of 0.30 μm (magnetization strength of 65 Am 2 /kg under a magnetic field of 1000/4π (kA/m))
Magnetite 2 with a number average particle size of 0.50 μm (magnetization strength of 65 Am 2 /kg under a magnetic field of 1000/4π (kA/m))
To 100 parts of each of the above materials, 4.0 parts of a silane compound (3-(2-aminoethylaminopropyl)trimethoxysilane) was added, and the mixture was mixed and stirred at high speed in a container at 100° C. or higher to treat each of the fine particles.
Phenol: 10% by mass
Formaldehyde solution: 6% by mass (40% by mass of formaldehyde, 10% by mass of methanol, 50% by mass of water)
Magnetite treated with the above silane compound 1: 58% by mass
Magnetite 2 treated with the above silane compound: 26% by mass
100 parts of the above material, 5 parts of a 28% by mass aqueous ammonia solution, and 20 parts of water were placed in a flask, and the mixture was heated to 85°C over 30 minutes while stirring and mixing, and maintained at that temperature. A polymerization reaction was carried out for 3 hours, and the resulting phenolic resin was cured.
その後、硬化したフェノール樹脂を30℃まで冷却し、さらに水を添加した後、上澄み液を除去し、沈殿物を水洗した後、風乾した。 The hardened phenolic resin was then cooled to 30°C, and more water was added. The supernatant was then removed, and the precipitate was washed with water and air-dried.
次いで、これを減圧下(5mmHg以下)、60℃の温度で乾燥して、磁性体分散型の球状の磁性キャリア1を得た。磁性キャリア1の体積基準の50%粒径(D50)は、34.2μmであった。 This was then dried under reduced pressure (5 mmHg or less) at a temperature of 60°C to obtain spherical magnetic carrier 1 with dispersed magnetic material. The volume-based 50% particle size (D50) of magnetic carrier 1 was 34.2 μm.
<二成分系現像剤1の製造例>
92.0部の磁性キャリア1に対して、8.0部のトナー1を加え、V型混合機(V-20、セイシン企業製)により混合し、二成分系現像剤1を得た。
<Production Example of Two-Component Developer 1>
To 92.0 parts of magnetic carrier 1, 8.0 parts of toner 1 were added and mixed in a V-type mixer (V-20, manufactured by Seishin Enterprises) to obtain two-component developer 1.
<二成分系現像剤2~40の製造例>
二成分系現像剤1の製造例において、トナーを表8のように変更する以外は同様にして製造を行い、二成分系現像剤2~40を得た。
<Production Examples of Two-Component Developers 2 to 40>
Two-component developers 2 to 40 were obtained by carrying out the same production procedure as in the production example of two-component developer 1, except that the toner was changed as shown in Table 8.
上記二成分系現像剤1~40をそれぞれ用いて、評価を行った。 Evaluations were carried out using each of the above two-component developers 1 to 40.
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imagePRESS C810改造機を用い、シアン用現像器に二成分系現像剤を入れた。装置の改造点としては、定着温度、プロセススピード、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、及び、レーザーパワーを自由に設定できるように変更した。 The image forming device used was a modified Canon ImagePRESS C810 digital commercial printing printer, with a two-component developer loaded into the cyan developer unit. The device was modified to allow for flexible settings of the fixing temperature, process speed, developer carrier DC voltage VDC, electrostatic latent image carrier charging voltage VD, and laser power.
特に、従来に比べ高速印刷で優れた性能を発揮できることを明らかにするためにプロセススピードを高くして評価を行った。また、画像出力評価は、所望の画像比率のFFh画像(ベタ画像)を出力し、紙上におけるFFh画像上のトナーの載り量が所望になるようにVDC、VD、及びレーザーパワーを調整して、後述の評価を行った。FFhとは、256階調を16進数で表示した値であり、00hが256階調の1階調目(白地部)であり、FFhが256階調の256階調目(ベタ部)である。 In particular, evaluations were conducted at higher process speeds to demonstrate superior performance in high-speed printing compared to conventional methods. Furthermore, image output evaluations were conducted by outputting an FFh image (solid image) with the desired image ratio, adjusting VDC, VD, and laser power so that the desired amount of toner was applied to the FFh image on the paper, and then performing the evaluations described below. FFh is the hexadecimal representation of 256 gradations, with 00h being the first gradation (white background) of the 256 gradations and FFh being the 256th gradation (solid area) of the 256 gradations.
以下の評価方法に基づいて評価し、その結果を表9に示す。 Evaluation was based on the following evaluation method, and the results are shown in Table 9.
[低温定着性]
・紙:GFC-081(81.0g/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:0.80mg/cm2
(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、及びレーザーパワーにより調整)
・評価画像:上記A4用紙の中心に2cm×5cmの画像を配置
・試験環境:低温低湿環境:温度15℃/湿度10%RH(以下「L/L」)
・定着温度:140℃
・プロセススピード:400mm/sec
上記評価画像を出力し、低温定着性を評価した。画像濃度低下率の値を低温定着性の評価指標とした。
[Low temperature fixability]
・Paper: GFC-081 (81.0g/m 2 )
(Sold by Canon Marketing Japan Inc.)
Toner amount on paper: 0.80 mg/cm 2
(Adjusted by DC voltage VDC of the developer carrier, charging voltage VD of the electrostatic latent image carrier, and laser power)
Evaluation image: A 2 cm x 5 cm image was placed in the center of the A4 paper. Test environment: Low temperature and low humidity environment: temperature 15°C/humidity 10% RH (hereinafter referred to as "L/L")
Fixing temperature: 140°C
Process speed: 400 mm/sec
The above evaluation image was output, and the low-temperature fixability was evaluated. The value of the image density decrease rate was used as an evaluation index for the low-temperature fixability.
画像濃度低下率は、X-Riteカラー反射濃度計(500シリーズ:X-Rite社製)を用い、先ず、中心部の画像濃度を測定する。次に、画像濃度を測定した部分に対し、4.9kPa(50g/cm2)の荷重をかけてシルボン紙により定着画像を摩擦(5往復)し、画像濃度を再度測定する。 The image density reduction rate is measured by first measuring the image density at the center using an X-Rite color reflection densitometer (500 series, manufactured by X-Rite Corporation). Next, a load of 4.9 kPa (50 g/ cm2 ) is applied to the area where the image density was measured, and the fixed image is rubbed (five times back and forth) with Silbon paper, and the image density is measured again.
そして、下記式を用いて摩擦前後での画像濃度の低下率を算出した。得られた画像濃度の低下率を下記の評価基準に従って評価した。
画像濃度の低下率=(摩擦前の画像濃度-摩擦後の画像濃度)/(摩擦前の画像濃度)×100
The rate of decrease in image density before and after rubbing was calculated using the following formula: The rate of decrease in image density obtained was evaluated according to the following evaluation criteria.
Image density reduction rate=(image density before friction−image density after friction)/(image density before friction)×100
(評価基準)
AA:画像濃度の低下率1.0%未満
A:画像濃度の低下率1.0%以上3.0%未満
B:画像濃度の低下率3.0%以上5.0%未満
C:画像濃度の低下率5.0%以上8.0%未満
D:画像濃度の低下率8.0%以上
(Evaluation criteria)
AA: Image density reduction rate less than 1.0% A: Image density reduction rate 1.0% or more and less than 3.0% B: Image density reduction rate 3.0% or more and less than 5.0% C: Image density reduction rate 5.0% or more and less than 8.0% D: Image density reduction rate 8.0% or more
[耐ホットオフセット性]
・紙:CS-064(64.0g/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:0.08mg/cm2
(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、及びレーザーパワーにより調整)
・評価画像:上記A4用紙の通紙方向長端に2cm×20cmの画像を紙先端から2mmの余白を置いて配置
・試験環境:常温低湿環境:温度23℃/湿度5%RH(以下「N/L」)
・定着温度:140℃から5℃おきに昇温
・プロセススピード:400mm/sec
上記評価画像を出力し、ホットオフセットの生じない最高定着温度にて、耐ホットオフセット性を以下の基準で評価した。
[Hot offset resistance]
・Paper: CS-064 (64.0g/m 2 )
(Sold by Canon Marketing Japan Inc.)
Toner amount on paper: 0.08 mg/cm 2
(Adjusted by DC voltage VDC of the developer carrier, charging voltage VD of the electrostatic latent image carrier, and laser power)
Evaluation image: A 2 cm x 20 cm image was placed on the long edge of the A4 paper in the paper feed direction, with a 2 mm margin from the leading edge of the paper. Test environment: Normal temperature and low humidity environment: temperature 23°C/humidity 5% RH (hereinafter referred to as "N/L")
Fixing temperature: 140°C, increasing in 5°C increments Process speed: 400 mm/sec
The above evaluation image was output, and the hot offset resistance was evaluated according to the following criteria at the highest fixing temperature at which no hot offset occurred.
(評価基準)
A:165℃以上
B:155℃以上165℃未満
C:145℃以上155℃未満
D:145℃未満
(Evaluation criteria)
A: 165°C or higher B: 155°C or higher but lower than 165°C C: 145°C or higher but lower than 155°C D: Lower than 145°C
[耐巻き付き性]
・紙:CS-064(64.0g/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:0.80mg/cm2
(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、及びレーザーパワーにより調整)
・評価画像:上記A4用紙の通紙方向長端に2cm×20cmの画像を紙先端から2mmの余白を置いて配置
・試験環境:高温高湿環境:温度30℃/湿度80%RH(以下「H/H」)
・定着温度:140℃から5℃おきに昇温
・プロセススピード:400mm/sec
上記評価画像を出力し、巻き付きの生じない最高定着温度にて、耐巻き付き性を以下の基準で評価した。
[Winding resistance]
・Paper: CS-064 (64.0g/m 2 )
(Sold by Canon Marketing Japan Inc.)
Toner amount on paper: 0.80 mg/cm 2
(Adjusted by DC voltage VDC of the developer carrier, charging voltage VD of the electrostatic latent image carrier, and laser power)
Evaluation image: A 2 cm x 20 cm image was placed on the long edge of the A4 paper in the paper feed direction, with a 2 mm margin from the leading edge of the paper. Test environment: High temperature and high humidity environment: temperature 30°C/humidity 80% RH (hereinafter referred to as "H/H")
Fixing temperature: 140°C, increasing in 5°C increments Process speed: 400 mm/sec
The above evaluation image was output, and the anti-winding property was evaluated according to the following criteria at the highest fixing temperature at which no winding occurred.
(評価基準)
A:165℃以上
B:155℃以上165℃未満
C:145℃以上155℃未満
D:145℃未満
(Evaluation criteria)
A: 165°C or higher B: 155°C or higher but lower than 165°C C: 145°C or higher but lower than 155°C D: Lower than 145°C
[耐久後画像評価]
FFh画像(ベタ画像)におけるトナーの紙上への載り量が0.45mg/cm2となるように、調整した。FFhとは、256階調を16進数で表示した値であり、00hが256階調の1階調目(白地部)であり、FFが256階調の256階調目(ベタ部)である。
[Image evaluation after durability testing]
The toner loading on the paper in the FFh image (solid image) was adjusted to 0.45 mg/ cm2 . FFh is a value representing 256 gradations in hexadecimal, with 00h being the first gradation (white background) of the 256 gradations and FF being the 256th gradation (solid area) of the 256 gradations.
まず、常温常湿環境下(N/N;温度23℃、相対湿度50%)において、画像印字比率2%で、5000枚の画像出力試験を行った。画像印字比率が2%と低いことで、現像器内においてトナーにストレスをかけることを意図したものである。5000枚連続通紙中は、1枚目と同じ現像条件、転写条件(キャリブレーション無し)で通紙を行った。 First, an image output test of 5,000 sheets was conducted in a normal temperature and humidity environment (N/N; temperature 23°C, relative humidity 50%) with an image printing ratio of 2%. The low image printing ratio of 2% was intended to place stress on the toner inside the developing unit. During the continuous printing of 5,000 sheets, the sheets were fed under the same development and transfer conditions (no calibration) as the first sheet.
その後、画像比率80%で、3000枚の画像出力試験を行った。画像印字比率が80%と高くすることで、ドラムや清掃部材とトナーとの接触機会を増やすことを意図していたものである。3000枚連続通紙中は、1枚目と同じ現像条件、転写条件(キャリブレーション無し)で通紙を行った。評価紙はGFC-081(81.0g/m2)
(キヤノンマーケティングジャパン株式会社より販売)を使用した。
After that, an image output test of 3,000 sheets was carried out with an image ratio of 80%. The purpose of increasing the image printing ratio to 80% was to increase the contact opportunity between the drum and cleaning member and the toner. During the continuous paper feed of 3,000 sheets, the paper was fed under the same development and transfer conditions (without calibration) as the first sheet. The evaluation paper was GFC-081 (81.0 g/m 2 ).
(sold by Canon Marketing Japan Inc.) was used.
その後、ベタ画像を1枚出力し以下の評価基準に従って評価した。Cランク以上で本発明の効果がみられると判断した。また評価結果を表に示す。 One solid image was then printed and evaluated according to the following evaluation criteria. A rank of C or higher was deemed to demonstrate the effects of the present invention. The evaluation results are also shown in the table.
(評価基準)
AA:目視で視認可能な画像欠陥が見られない
A:目視で視認可能な軽微な白抜け・スジが一部に見られる
B:目視で視認可能な軽微な白抜け・スジが画像全体に見られる
C:目視で視認可能な白抜け・スジが一部にみられる
D:目視で視認可能な白抜け・スジが画像全体にみられる
(Evaluation criteria)
AA: No visible image defects are observed. A: Slight white spots and streaks are visible to the naked eye. B: Slight white spots and streaks are visible to the naked eye over the entire image. C: Slight white spots and streaks are visible to the naked eye over the entire image. D: Slight white spots and streaks are visible to the naked eye over the entire image.
[高温高湿環境下での帯電性(帯電維持性)]
静電潜像担持体上のトナーを金属円筒管と円筒フィルターを用いて吸引捕集することにより、トナーの摩擦帯電量を算出した。
[Chargeability (charge retention) under high temperature and high humidity conditions]
The toner on the electrostatic latent image bearing member was collected by suction using a metal cylindrical tube and a cylindrical filter, and the amount of triboelectric charge of the toner was calculated.
具体的には、静電潜像担持体上のトナーの摩擦帯電量は、ファラデー・ケージ(Faraday-Cage)によって測定した。ファラデー・ケージとは、同軸の2重筒のことで内筒と外筒は絶縁されている。この内筒の中に電荷量Qの帯電体を入れたとすると、静電誘導によりあたかも電荷量Qの金属円筒が存在するのと同様になる。この誘起された電荷量をエレクトロメーター(ケスレー6517A ケスレー社製)で測定し、内筒中のトナー質量M(kg)で電荷量Q(mC)を割ったもの(Q/M)をトナーの摩擦帯電量とした。
トナーの摩擦帯電量(mC/kg)=Q/M
Specifically, the amount of triboelectric charge of the toner on the electrostatic latent image carrier was measured using a Faraday cage. A Faraday cage is a coaxial double cylinder, with the inner and outer cylinders insulated. If a charged body with a charge amount Q is placed inside this inner cylinder, electrostatic induction occurs, just as if a metal cylinder with a charge amount Q were present. This induced charge amount was measured using an electrometer (Kesley 6517A, manufactured by Kesley), and the charge amount Q (mC) divided by the toner mass M (kg) in the inner cylinder (Q/M) was determined as the amount of triboelectric charge of the toner.
Triboelectric charge of toner (mC/kg) = Q/M
先ず、静電潜像担持体上に耐巻き付き性で使用した評価画像を形成し、中間転写体に転写される前に、静電潜像担持体の回転を止め、静電潜像担持体上のトナーを、金属円筒管と円筒フィルターにより吸引捕集し、[初期のQ/M]を測定した。 First, an evaluation image used for winding resistance was formed on the electrostatic latent image carrier. Before it was transferred to the intermediate transfer member, the rotation of the electrostatic latent image carrier was stopped, and the toner on the electrostatic latent image carrier was collected by suction using a metal cylindrical tube and a cylindrical filter, and the [initial Q/M] was measured.
引き続き、高温高湿(H/H)環境(32℃、80%RH)において評価機内に現像器を入れたまま2週間放置させた後、放置前と同様の操作を行い、放置後の静電潜像担持体上の単位質量当たりの電荷量Q/M(mC/kg)を測定した。上記の放置前の静電潜像担持体上の単位質量当たりのQ/Mを[初期のQ/M]とし、放置後の静電潜像担持体上の単位質量当たりのQ/Mを[放置後のQ/M]とし、([放置後のQ/M]/[初期のQ/M]×100)を維持率として算出し、以下の基準で判断した。 The developer was then left in the evaluation machine in a high temperature and humidity (H/H) environment (32°C, 80% RH) for two weeks, after which the same operations were performed as before leaving it, and the charge amount Q/M (mC/kg) per unit mass on the electrostatic latent image carrier after leaving it was measured. The Q/M per unit mass on the electrostatic latent image carrier before leaving it was defined as [initial Q/M], and the Q/M per unit mass on the electrostatic latent image carrier after leaving it was defined as [Q/M after leaving it]. The retention rate was calculated as ([Q/M after leaving it] / [initial Q/M] x 100), and evaluated according to the following criteria.
(評価基準)
A:維持率が90%以上
B:維持率が85%以上90%未満
C:維持率が70%以上85%未満
D:維持率が70%未満
(Evaluation criteria)
A: Maintenance rate is 90% or more. B: Maintenance rate is 85% or more but less than 90%. C: Maintenance rate is 70% or more but less than 85%. D: Maintenance rate is less than 70%.
Claims (8)
該第一の樹脂は、結晶性ビニル樹脂であり、
該第一の樹脂は、第一のモノマーユニット、第二のモノマーユニットおよび第三のモノマーユニットを有し、
該第一のモノマーユニットは、下記式(1)で表わされるユニットであり、
該第二のモノマーユニットは、下記式(3)で表わされるユニットであり、
R 1 は、-C≡Nまたは-COOHを表し、
R 2 は、水素原子又はメチル基を表す。]
該第三のモノマーユニットは、スチレンモノマーユニット、メチルメタクリレートユニットまたはメチルアクリレートユニットであり、
該第二の樹脂は、ビニル系樹脂である非晶性樹脂であり、
該トナー粒子の断面観察において、該トナー粒子は、該第一の樹脂を80質量%以上含有するマトリクスと、該第二の樹脂を80質量%以上含有するドメインとで構成されるドメインマトリクス構造を有し、
該トナーの示差走査熱量測定(DSC)において、該第一の樹脂に由来する吸熱量ΔH(J/g)が
ΔH≧3
の関係を満たし、
該トナーを試料とするフローテスター測定において、印加圧力0.9807MPaにおける溶融粘度V1が1×105Pa・sとなる温度をT1(℃)、印加圧力9.807MPaにおける溶融粘度V10が1×105Pa・sとなる温度をT10(℃)としたときに、該T1及び該T10が、
T10≧65
T1-T10≦10
の関係を満たすことを特徴とするトナー。 A toner having toner particles containing a binder resin having a first resin and a second resin,
the first resin is a crystalline vinyl resin;
the first resin has a first monomer unit, a second monomer unit, and a third monomer unit;
The first monomer unit is a unit represented by the following formula (1):
The second monomer unit is a unit represented by the following formula (3):
R 1 represents —C≡N or —COOH;
R2 represents a hydrogen atom or a methyl group .
the third monomer unit is a styrene monomer unit, a methyl methacrylate unit, or a methyl acrylate unit;
the second resin is an amorphous resin that is a vinyl-based resin ,
When a cross section of the toner particle is observed, the toner particle has a domain matrix structure composed of a matrix containing 80% by mass or more of the first resin and a domain containing 80% by mass or more of the second resin,
In differential scanning calorimetry (DSC) of the toner, the endothermic heat ΔH (J/g) derived from the first resin is ΔH≧3
Fulfilling the relationship,
In a flow tester measurement using the toner as a sample, T1 (°C) is the temperature at which the melt viscosity V1 becomes 1×10 5 Pa·s at an applied pressure of 0.9807 MPa, and T10 (°C) is the temperature at which the melt viscosity V10 becomes 1×10 5 Pa·s at an applied pressure of 9.807 MPa.
T10≧65
T1-T10≦10
A toner characterized by satisfying the relationship:
SP2-SP1≦0.9(J/cm 3 ) 0.5
の関係を満たす請求項1に記載のトナー。 When the SP value of the first resin is SP1 and the SP value of the second resin is SP2, the SP1 and the SP2 satisfy the following conditions:
SP2-SP1≦0.9 (J/ cm3 ) 0.5
2. The toner according to claim 1, which satisfies the relationship:
0.0(J/cm0.0 (J/cm 33 )) 0.50.5 ≦SP2-SP1≦0.5(J/cm≦SP2-SP1≦0.5 (J/cm 33 )) 0.50.5
の関係を満たす請求項2に記載のトナー。The toner according to claim 2, which satisfies the relationship:
45≦Tp≦70
の関係を満たす請求項1又は2に記載のトナー。 In a DSC measurement using the toner as a sample, the maximum endothermic peak temperature Tp (°C) attributable to the first resin is
45≦Tp≦70
3. The toner according to claim 1, wherein the following relationship is satisfied:
0.2≦W2/W1≦4.0
の関係を満たす請求項1~7のいずれか1項に記載のトナー。 When the content of the first resin in the toner particles is W1 and the content of the second resin is W2, W1 and W2 are
0.2≦W2/W1≦4.0
8. The toner according to claim 1, wherein the following relationship is satisfied:
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