JP2008122560A - Toner for electrostatic charge image development and method for manufacturing same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は静電荷像現像用トナー及びその製造方法に関し、特に多層構造を有する静電荷像現像用トナー及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an electrostatic charge image developing toner and a method for producing the same, and more particularly to an electrostatic charge image developing toner having a multilayer structure and a method for producing the same.
近年、プリンターやコピー機の可動時の消費電力を低減化することに精力的な研究が進められてきている。また、ネット環境の浸透によるオフィスでのプリンター使用の高頻度化や、プリンターやファクシミリ等のデジタル機器のホームユース化といった時代の潮流によるさまざまな形態のオフィスや家庭内での使用機会の拡大に伴い、低格電力や電力コストを削減することは不可避の課題となっている。そこで、プリンターやコピー機は定着時に必要な熱やエネルギーを削減することでその課題を達成しようとし、低温定着化が求められている。その一例として、低融点のワックスを含有させたトナーにより、従来よりも低い温度で定着画像を形成することが可能な技術が開発されている(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, vigorous research has been carried out to reduce power consumption when a printer or a copier is moving. In addition, with the increasing use of printers in offices due to the penetration of the Internet environment and the expansion of usage opportunities in various forms of offices and homes due to the trend of the times such as home use of digital devices such as printers and facsimiles Reducing low-grade power and power costs is an inevitable issue. Therefore, printers and copiers are required to achieve low temperature fixing by reducing the heat and energy required for fixing to achieve the problem. As an example, a technique has been developed that can form a fixed image at a lower temperature than conventional ones using toner containing a low melting point wax (see, for example, Patent Document 1).
一方、低温定着が可能なトナーは熱的安定性に難点を有する傾向があり、画像欠陥(転写抜け、ハーフトーンムラ、スジ故障)を生じたり、保管時や輸送時にトナー同士がくっついてしまうブロック化等の現象を発生することがあった。
低温でトナーが溶融するようにガラス転移点を低下させるためには、一般式(1)で表されるようなポリマーガラス転移点が低い重合性単量体(モノマー)を増量しなければならないが、このようなモノマーは、重合反応性が低いため重合時に未反応モノマーとして残留しやすい。その結果、残留モノマーが可塑剤として働き、耐熱保存性に問題を生じたり、トナーの凝集物が生じて画像不良等を引き起こす恐れがある。また、分子量分布の幅が広いものを用いると部分的に溶融しにくくなり定着不良を引き起こすことが考えられる。 In order to lower the glass transition point so that the toner melts at a low temperature, it is necessary to increase the amount of the polymerizable monomer (monomer) having a low polymer glass transition point represented by the general formula (1). Since such a monomer has low polymerization reactivity, it tends to remain as an unreacted monomer during polymerization. As a result, the residual monomer acts as a plasticizer, which may cause a problem in heat-resistant storage stability, or may cause toner agglomerates and cause image defects. In addition, if a material having a wide molecular weight distribution is used, it may be difficult to partially melt and cause fixing failure.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は低温定着性と耐熱保存性(転写抜け、ハーフトーンムラ、スジ故障等の画像欠陥がない)を両立するとともに、臭気を発生しない静電荷像現像用トナー及びその製造方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to achieve both low-temperature fixability and heat-resistant storage stability (no image defects such as transfer loss, halftone unevenness, streak failure, etc.) and odor. It is an object to provide a toner for developing an electrostatic charge image that does not generate toner and a method for producing the same.
本発明の上記課題は、以下の構成により達成される。 The above object of the present invention is achieved by the following configurations.
1.下記一般式(1)で表される化合物を含む重合性単量体を共重合した樹脂を含有する静電荷像現像用トナーにおいて、前記一般式(1)で表される化合物の前記樹脂に対する組成比が20〜45質量%であり、前記一般式(1)で表される化合物の揮発量が前記静電荷像現像用トナーに対して5ppm以下であり、かつ、ガラス転移点が20〜40℃であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。 1. In the toner for developing an electrostatic image containing a resin obtained by copolymerizing a polymerizable monomer containing a compound represented by the following general formula (1), the composition of the compound represented by the general formula (1) with respect to the resin The ratio is 20 to 45% by mass, the volatilization amount of the compound represented by the general formula (1) is 5 ppm or less with respect to the electrostatic image developing toner, and the glass transition point is 20 to 40 ° C. A toner for developing an electrostatic charge image.
一般式(1) H2C=CH−COOR
(式中、Rは炭素数が3〜12のアルキル基を表す。)
2.前記樹脂の重量平均分子量(Mw)が10000〜50000、数平均分子量(Mn)が5000〜25000、Mw/Mnが2〜4であることを特徴とする前記1に記載の静電荷像現像用トナー。
Formula (1) H 2 C = CH -COOR
(In the formula, R represents an alkyl group having 3 to 12 carbon atoms.)
2. 2. The toner for developing an electrostatic charge image according to 1 above, wherein the resin has a weight average molecular weight (Mw) of 10,000 to 50,000, a number average molecular weight (Mn) of 5,000 to 25,000, and Mw / Mn of 2 to 4. .
3.下記一般式(1)で表される化合物を含む重合性単量体を共重合し、樹脂粒子を重合する工程、前記樹脂粒子と着色剤粒子を凝集融着する工程を有する静電荷像現像用トナーの製造方法において、前記重合する工程では、n回重合反応を行い(ただし、nは2以上)、重合開始剤は2回に分割して添加するものであり、1回目の重合反応時に全重合開始剤量の30質量%以上を投入し、n回目の重合反応の重合率が90%以上になった際に、残りの重合開始剤量を投入することを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。 3. For electrostatic image development, comprising the steps of copolymerizing a polymerizable monomer containing a compound represented by the following general formula (1) to polymerize resin particles, and aggregating and fusing the resin particles and colorant particles In the toner production method, in the polymerization step, the polymerization reaction is performed n times (where n is 2 or more), and the polymerization initiator is added in two portions. 30% by mass or more of the polymerization initiator amount is charged, and when the polymerization rate of the n-th polymerization reaction becomes 90% or more, the remaining polymerization initiator amount is charged. Toner manufacturing method.
一般式(1) H2C=CH−COOR
(式中、Rは炭素数が3〜12のアルキル基を表す。)
Formula (1) H 2 C = CH -COOR
(In the formula, R represents an alkyl group having 3 to 12 carbon atoms.)
本発明により、低温定着性と耐熱保存性(転写抜け、ハーフトーンムラ、スジ故障等の画像欠陥がない)を両立するとともに、臭気を発生しない静電荷像現像用トナー及びその製造方法を提供することができる。 The present invention provides a toner for developing an electrostatic charge image that has both low-temperature fixability and heat-resistant storage stability (no image defects such as omission of transfer, halftone unevenness, streak failure, etc.) and no odor, and a method for producing the same. be able to.
本発明者らは、鋭意検討した結果、前記一般式(1)で表される化合物を含む重合性単量体を共重合した樹脂を含有する静電荷像現像用トナーにおいて、前記一般式(1)で表される化合物の前記樹脂に対する組成比が20〜45質量%であり、前記一般式(1)で表される化合物の揮発量が前記静電荷像現像用トナーに対して5ppm以下であり、かつ、ガラス転移点が20〜40℃である静電荷像現像用トナーにより、低温定着性と耐熱保存性(転写抜け、ハーフトーンムラ、スジ故障等の画像欠陥がない)を両立するとともに、臭気を発生しない静電荷像現像用トナーが得られることを見出した。 As a result of intensive studies, the present inventors have found that in the electrostatic charge image developing toner containing a resin obtained by copolymerizing a polymerizable monomer containing the compound represented by the general formula (1), the general formula (1) The composition ratio of the compound represented by) to the resin is 20 to 45% by mass, and the volatilization amount of the compound represented by the general formula (1) is 5 ppm or less with respect to the electrostatic image developing toner. In addition, the electrostatic charge image developing toner having a glass transition point of 20 to 40 ° C. achieves both low-temperature fixability and heat-resistant storage stability (no image defects such as transfer omission, halftone unevenness, streak failure, etc.) It has been found that an electrostatic charge image developing toner that does not generate odor can be obtained.
以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
〔本発明の技術思想〕
低温定着性を有する静電荷像現像用トナー(以下、トナーともいう)を得るには、トナーのガラス転移点(以下、Tgともいう)を低くする必要がある。そのためには、前記一般式(1)で表されるようなTgの低くなる重合性単量体を多量に用いなければならない。
[Technical idea of the present invention]
In order to obtain an electrostatic charge image developing toner (hereinafter also referred to as toner) having low temperature fixability, it is necessary to lower the glass transition point (hereinafter also referred to as Tg) of the toner. For this purpose, a large amount of a polymerizable monomer having a low Tg as represented by the general formula (1) must be used.
しかし、一般式(1)で表されるような重合性単量体は、重合の反応性がスチレンと比べて低くなるため、重合時に未反応モノマーとして残留しやすくなる。さらに、一般式(1)で表されるような重合性単量体は、臭いが強く、臭気性が高くなる。また、定着時の加熱によりトナー臭気が発生するとともに、トナーに可塑剤的な効果をもたらす。ここで言う可塑剤的な効果とは、トナーがより低い温度で溶融するため低温定着性には有利に働くが、トナーの耐熱保存性の観点からするとトナー同士が凝集しやすくなって、より低温での保管が必要になる。また、トナーの凝集物が生じて画像不良等を起こす恐れがある。一般式(1)で表されるようなTgの低くなる重合性単量体をトナーに対して5ppm以下にすることによって、この両者を両立させることが可能なのである。 However, since the polymerizable monomer represented by the general formula (1) has a lower polymerization reactivity than styrene, it tends to remain as an unreacted monomer during polymerization. Furthermore, the polymerizable monomer represented by the general formula (1) has a strong odor and a high odor. In addition, toner odor is generated by heating at the time of fixing, and a plasticizer effect is brought about on the toner. The plasticizer effect referred to here is advantageous for low-temperature fixability because the toner melts at a lower temperature, but from the viewpoint of heat-resistant storage stability of the toner, the toner tends to agglomerate and the temperature becomes lower. It is necessary to store in In addition, toner agglomerates may result in image defects. By setting the polymerizable monomer having a low Tg as represented by the general formula (1) to 5 ppm or less with respect to the toner, it is possible to achieve both of them.
このようなトナーを得るためには、例えば多段階で重合反応を行う際に、重合初期に加えた重合開始剤を多段階反応にて消費されてから、最終重合反応時の重合率が90%以上になった際に、重合開始剤を再度添加することで、反応性の低い一般式(1)で表されるような重合性単量体の重合反応を進行させることが可能となり、トナー中での残存量を少なくし、揮発量を低減することが可能となったのである。 In order to obtain such a toner, for example, when the polymerization reaction is performed in multiple stages, the polymerization initiator added in the initial stage of polymerization is consumed in the multiple stage reaction, and the polymerization rate during the final polymerization reaction is 90%. In this case, by adding the polymerization initiator again, it becomes possible to proceed the polymerization reaction of the polymerizable monomer represented by the general formula (1) having a low reactivity. This makes it possible to reduce the amount of residual water and reduce the amount of volatilization.
すなわち、追加の重合開始剤を添加した後、一定時間温度を保つことで、追加した重合開始剤による重合反応が新たに開始され、反応系中に残存している重合性単量体の反応が促進する。さらに、重合開始剤を添加した後に、重合温度を高温にすることで、系内に残存している重合開始剤を全て分解してしまうとともに、重合開始剤を急速に分解することでさらに未反応モノマーの反応を促進することが可能となる。 That is, after adding the additional polymerization initiator, by maintaining the temperature for a certain time, the polymerization reaction by the added polymerization initiator is newly started, and the reaction of the polymerizable monomer remaining in the reaction system is started. Facilitate. Furthermore, after adding the polymerization initiator, by raising the polymerization temperature, all of the polymerization initiator remaining in the system is decomposed, and further, the polymerization initiator is rapidly decomposed and further unreacted. It becomes possible to accelerate the reaction of the monomer.
また、低Tg化を進めるためには分子量を低く設定する必要があり、重合開始剤の量を従来よりも増量する手法が採られるが、この手法では、重合反応が促進され、オリゴマー(2量体、3量体等の低分子量成分)量も増加するため、耐熱保存性に悪影響を及ぼす。このため、重合開始剤総量を抑制しつつ、重合初期に加えた重合開始剤が十分消費されてから、追加の重合開始剤を添加することで、重合を望ましい状態で進めることが可能になる。 Moreover, in order to promote the lowering of Tg, it is necessary to set the molecular weight low, and a method of increasing the amount of the polymerization initiator as compared with the conventional method is adopted. However, in this method, the polymerization reaction is promoted and the oligomer (2 amounts) is used. The amount of low molecular weight components such as isomers and trimers also increases, which adversely affects the heat resistant storage stability. For this reason, it is possible to proceed in a desired state by adding an additional polymerization initiator after the polymerization initiator added in the initial stage of polymerization is sufficiently consumed while suppressing the total amount of polymerization initiator.
〔一般式(1)で表される化合物〕
本発明は、下記一般式(1)で表される化合物(モノマー)を樹脂の共重合体成分として含むことが特徴である。
[Compound represented by the general formula (1)]
The present invention is characterized by including a compound (monomer) represented by the following general formula (1) as a copolymer component of a resin.
一般式(1) H2C=CH−COOR
式中、Rは炭素数が3〜12のアルキル基を表す。具体的な化合物としては、アクリル酸プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−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2−エチルヘキシルが挙げられ、中でもアクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシルが好ましい。
Formula (1) H 2 C = CH -COOR
In the formula, R represents an alkyl group having 3 to 12 carbon atoms. Specific examples of the compound include propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, t-butyl acrylate, isobutyl acrylate, n-octyl acrylate, and 2-ethylhexyl acrylate. N-butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate are preferred.
一般式(1)で表される化合物(モノマー)の共重合体成分としては20〜45質量%含むことが必要であり、好ましくは20〜30質量%である。20質量%未満では低温定着性が難しく、45質量%を超えると耐熱保存性が劣化する。 The copolymer component of the compound (monomer) represented by the general formula (1) needs to be contained in an amount of 20 to 45% by mass, preferably 20 to 30% by mass. If it is less than 20% by mass, the low-temperature fixability is difficult, and if it exceeds 45% by mass, the heat-resistant storage stability is deteriorated.
〔一般式(1)で表される化合物以外のモノマー〕
本発明に係る樹脂の共重合体成分として、一般式(1)で表される化合物以外のモノマーとしては、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、α−メチルスチレン、p−クロロスチレン、3,4−ジクロロスチレン、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−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−ドデシルスチレン等のスチレンあるいはスチレン誘導体、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸n−オクチル、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、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル等のメタクリル酸エステル誘導体、アクリル酸ステアリル、アクリル酸フェニル等のアクリル酸エステル誘導体、エチレン、プロピレン、イソブチレン等のオレフィン類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等のハロゲン系ビニル類、プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等のビニルエステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルヘキシルケトン等のビニルケトン類、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドン等のN−ビニル化合物、ビニルナフタレン、ビニルピリジン等のビニル化合物類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸あるいはメタクリル酸誘導体がある。これらビニル系単量体は単独あるいは組み合わせて使用することができる。
[Monomers other than the compound represented by the general formula (1)]
As the copolymer component of the resin according to the present invention, as a monomer other than the compound represented by the general formula (1), styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, p-chlorostyrene, 3,4-dichlorostyrene, p-phenylstyrene, p-ethylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, p-tert-butylstyrene, pn-hexylstyrene, pn-octylstyrene, Styrene or styrene derivatives such as pn-nonyl styrene, pn-decyl styrene, pn-dodecyl styrene, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isopropyl methacrylate, isobutyl methacrylate, methacryl T-butyl acid, n-octyl methacrylate, 2-ethyl methacrylate Methacrylate derivatives such as ruhexyl, stearyl methacrylate, lauryl methacrylate, phenyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, acrylic acid ester derivatives such as stearyl acrylate, phenyl acrylate, ethylene, propylene, isobutylene Olefins such as vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl bromide, vinyl fluoride, vinylidene fluoride and other halogen-based vinyls, vinyl propionate, vinyl acetate, vinyl benzoate, and other vinyl esters, vinyl methyl ether, vinyl Vinyl ethers such as ethyl ether, vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone, and vinyl hexyl ketone, N-vinyl carbazole, N-vinyl indole, N-vinyl phenyl There are N-vinyl compounds such as loridone, vinyl compounds such as vinylnaphthalene and vinylpyridine, and acrylic acid or methacrylic acid derivatives such as acrylonitrile, methacrylonitrile and acrylamide. These vinyl monomers can be used alone or in combination.
また、樹脂を構成する重合性単量体としてイオン性解離基を有するものを組み合わせて用いることがさらに好ましい。例えば、カルボキシル基、スルフォン酸基、リン酸基等の置換基を単量体の構成基として有するもので、具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、フマール酸、マレイン酸モノアルキルエステル、イタコン酸モノアルキルエステル、スチレンスルフォン酸、アリルスルフォコハク酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルフォン酸、アシッドホスホオキシエチルメタクリレート、3−クロロ−2−アシッドホスホオキシプロピルメタクリレート等が挙げられる。 Further, it is more preferable to use a combination of monomers having an ionic dissociation group as the polymerizable monomer constituting the resin. For example, it has a substituent such as a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group as a constituent group of the monomer, specifically, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid, cinnamic acid, fumar Acid, maleic acid monoalkyl ester, itaconic acid monoalkyl ester, styrene sulfonic acid, allyl sulfosuccinic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, acid phosphooxyethyl methacrylate, 3-chloro-2-acid phosphooxy And propyl methacrylate.
さらに、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート等の多官能性ビニル類を使用して架橋構造の樹脂とすることもできる。 Furthermore, polyfunctionality such as divinylbenzene, ethylene glycol dimethacrylate, ethylene glycol diacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol diacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, neopentyl glycol diacrylate, etc. It is also possible to use a crosslinkable resin by using a functional vinyl.
〔トナー用素材等〕
本発明のトナーには着色剤、ワックス(離型剤)、重合開始剤、連鎖移動剤、界面活性剤(分散安定剤)等を用いることが好ましい。
[Toner material, etc.]
For the toner of the present invention, it is preferable to use a colorant, wax (release agent), polymerization initiator, chain transfer agent, surfactant (dispersion stabilizer) and the like.
(着色剤)
本発明のトナーに使用する着色剤としてはカーボンブラック、磁性体、染料、顔料等を任意に使用することができ、カーボンブラックとしてはチャンネルブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラック等が使用される。磁性体としては鉄、ニッケル、コバルト等の強磁性金属、これらの金属を含む合金、フェライト、マグネタイト等の強磁性金属の化合物、強磁性金属を含まないが熱処理することにより強磁性を示す合金、例えばマンガン−銅−アルミニウム、マンガン−銅−錫等のホイスラー合金と呼ばれる種類の合金、二酸化クロム等を用いることができる。
(Coloring agent)
As the colorant used in the toner of the present invention, carbon black, a magnetic material, a dye, a pigment, and the like can be arbitrarily used. Examples of the carbon black include channel black, furnace black, acetylene black, thermal black, and lamp black. used. Magnetic materials include ferromagnetic metals such as iron, nickel and cobalt, alloys containing these metals, compounds of ferromagnetic metals such as ferrite and magnetite, alloys that do not contain ferromagnetic metals but exhibit ferromagnetism by heat treatment, For example, a kind of alloy called Heusler alloy such as manganese-copper-aluminum, manganese-copper-tin, chromium dioxide, or the like can be used.
染料としてはC.I.ソルベントレッド1、同49、同52、同58、同63、同111、同122、C.I.ソルベントイエロー19、同44、同77、同79、同81、同82、同93、同98、同103、同104、同112、同162、C.I.ソルベントブルー25、同36、同60、同70、同93、同95等を用いることができ、またこれらの混合物も用いることができる。顔料としてはC.I.ピグメントレッド5、同48:1、同53:1、同57:1、同122、同139、同144、同149、同166、同177、同178、同222、C.I.ピグメントオレンジ31、同43、C.I.ピグメントイエロー14、同17、同74、同93、同94、同138、同156、同158、同180、同185、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントブルー15:3、同60等を用いることができ、これらの混合物も用いることができる。数平均一次粒子径は種類により多様であるが、概ね10〜200nm程度が好ましい。
As the dye, C.I. I. Solvent Red 1, 49, 52, 58, 63, 111, 122, C.I. I. Solvent Yellow 19, 44, 77, 79, 81, 82, 93, 98, 103, 104, 112, 162, C.I. I.
着色剤の添加方法としては、樹脂粒子を凝集剤の添加にて凝集させる段階で添加し重合体を着色する。なお、着色剤は表面をカップリング剤等で処理して使用することができる。 As a method for adding a colorant, the polymer particles are colored by adding resin particles at the stage of agglomeration by addition of an aggregating agent. The colorant can be used by treating the surface with a coupling agent or the like.
(ワックス(離型剤))
本発明のトナーに使用可能なワックスとしては、従来公知のものが挙げられる。具体的には、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等のポリオレフィンワックス、パラフィンワックス、サゾールワックス等の長鎖炭化水素系ワックス、ジステアリルケトン等のジアルキルケトン系ワックス、カルナウバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラミリステート、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレート、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエート等のエステル系ワックス、エチレンジアミンジベヘニルアミド、トリメリット酸トリステアリルアミド等のアミド系ワックス等が挙げられる。
(Wax (release agent))
Examples of the wax that can be used in the toner of the present invention include conventionally known waxes. Specifically, polyolefin waxes such as polyethylene wax and polypropylene wax, long chain hydrocarbon waxes such as paraffin wax and sazol wax, dialkyl ketone waxes such as distearyl ketone, carnauba wax, montan wax, trimethylolpropane. Tribehenate, pentaerythritol tetramyristate, pentaerythritol tetrastearate, pentaerythritol tetrabehenate, pentaerythritol diacetate dibehenate, glycerin tribehenate, 1,18-octadecanediol distearate, trimellit Ester waxes such as acid tristearyl and distearyl maleate, amides such as ethylenediamine dibehenyl amide and trimellitic acid tristearyl amide Box, and the like.
ワックスの融点は、通常40〜160℃であり、好ましくは50〜120℃、さらに好ましくは60〜90℃である。融点を上記範囲内にすることにより、トナーの耐熱保存性が確保されるとともに、低温で定着を行う場合でもコールドオフセット等を起こさずに安定したトナー画像形成が行える。また、トナー中のワックス含有量は、1〜30質量%が好ましく、さらに好ましくは5〜20質量%である。 The melting point of the wax is usually 40 to 160 ° C, preferably 50 to 120 ° C, more preferably 60 to 90 ° C. By setting the melting point within the above range, the heat-resistant storage stability of the toner is ensured, and stable toner image formation can be performed without causing cold offset or the like even when fixing at a low temperature. Further, the wax content in the toner is preferably 1 to 30% by mass, and more preferably 5 to 20% by mass.
次に、トナーの製造方法に用いられる重合開始剤、連鎖移動剤及び界面活性剤について説明する。 Next, the polymerization initiator, chain transfer agent and surfactant used in the toner production method will be described.
(重合開始剤)
本発明のトナーを構成する樹脂は、前述の重合性単量体を重合して生成されるが、本発明に使用可能な重合開始剤(ラジカル重合開始剤)には以下のものがある。
(Polymerization initiator)
The resin constituting the toner of the present invention is produced by polymerizing the aforementioned polymerizable monomer, and the following polymerization initiators (radical polymerization initiators) can be used in the present invention.
具体的には、油溶性の重合開始剤としては、2,2′−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2′−アゾビスイソブチロニトリル、1,1′−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2′−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系またはジアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンペルオキサイド、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒドロペルオキサイド、t−ブチルヒドロペルオキサイド、ジ−t−ブチルペルオキサイド、ジクミルペルオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキサイド、ラウロイルペルオキサイド、2,2−ビス−(4,4−t−ブチルペルオキシシクロヘキシル)プロパン、トリス−(t−ブチルペルオキシ)トリアジン等の過酸化物系重合開始剤や過酸化物を側鎖に有する高分子開始剤等を挙げられる。 Specifically, oil-soluble polymerization initiators include 2,2′-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobisisobutyronitrile, 1,1′-azobis ( Cyclohexane-1-carbonitrile), 2,2'-azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile, azo- or diazo-based polymerization initiators such as azobisisobutyronitrile, benzoyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide Oxide, diisopropylperoxycarbonate, cumene hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, lauroyl peroxide, 2,2-bis- (4,4-t-butylperoxycyclohexyl) propa Tris - include polymeric initiators having a (t-butylperoxy) peroxide polymerization initiator or a peroxide such as triazine in a side chain.
また、乳化重合法で樹脂粒子を形成する場合は水溶性の重合開始剤(ラジカル重合開始剤)が使用可能である。水溶性の重合開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、アゾビスアミノジプロパン酢酸塩、アゾビスシアノ吉草酸及びその塩、過酸化水素等を挙げることができる。 Moreover, when forming resin particles by an emulsion polymerization method, a water-soluble polymerization initiator (radical polymerization initiator) can be used. Examples of the water-soluble polymerization initiator include persulfates such as potassium persulfate and ammonium persulfate, azobisaminodipropane acetate, azobiscyanovaleric acid and its salts, hydrogen peroxide and the like.
(連鎖移動剤)
樹脂の分子量を調整することを目的として、連鎖移動剤を用いることができる。
(Chain transfer agent)
A chain transfer agent can be used for the purpose of adjusting the molecular weight of the resin.
連鎖移動剤としては、特に限定されるものではなく、例えばオクチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタン等のメルカプタン、n−オクチル−3−メルカプトプロピオン酸エステル、ターピノーレン、四臭化炭素及びα−メチルスチレンダイマー等が使用される。 The chain transfer agent is not particularly limited, and examples thereof include mercaptans such as octyl mercaptan, dodecyl mercaptan, tert-dodecyl mercaptan, n-octyl-3-mercaptopropionate, terpinolene, carbon tetrabromide and α-methyl. Styrene dimer or the like is used.
(界面活性剤)
また、反応系中に重合性単量体等を適度に分散させておくために分散安定剤を使用することも可能である。分散安定剤としては、リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸亜鉛、リン酸アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ベントナイト、シリカ、アルミナ等を挙げることができる。さらに、ポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、ドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム、エチレンオキサイド付加物、高級アルコール硫酸ナトリウム等の界面活性剤として一般的に使用されているものを分散安定剤として使用することができる。
(Surfactant)
In addition, a dispersion stabilizer can be used to appropriately disperse the polymerizable monomer and the like in the reaction system. Dispersion stabilizers include tricalcium phosphate, magnesium phosphate, zinc phosphate, aluminum phosphate, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, calcium metasilicate, calcium sulfate, barium sulfate , Bentonite, silica, alumina and the like. Furthermore, those generally used as surfactants such as polyvinyl alcohol, gelatin, methylcellulose, sodium dodecylbenzenesulfonate, ethylene oxide adduct, and higher alcohol sodium sulfate can be used as the dispersion stabilizer.
本発明に用いられる界面活性剤について説明する。 The surfactant used in the present invention will be described.
前述の重合性単量体を使用して重合を行うためには、界面活性剤を使用して水系媒体中に油滴分散を行う必要がある。この際に使用することのできる界面活性剤としては特に限定されるものではないが、下記のイオン性界面活性剤を好適なものの例として挙げることができる。 In order to perform polymerization using the above-described polymerizable monomer, it is necessary to disperse oil droplets in an aqueous medium using a surfactant. Although it does not specifically limit as surfactant which can be used in this case, The following ionic surfactant can be mentioned as an example of a suitable thing.
イオン性界面活性剤としては、スルホン酸塩(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アリールアルキルポリエーテルスルホン酸ナトリウム、3,3−ジスルホンジフェニル尿素−4,4−ジアゾ−ビス−アミノ−8−ナフトール−6−スルホン酸ナトリウム、オルト−カルボキシベンゼン−アゾ−ジメチルアニリン、2,2,5,5−テトラメチル−トリフェニルメタン−4,4−ジアゾ−ビス−β−ナフトール−6−スルホン酸ナトリウム等)、硫酸エステル塩(ドデシル硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム等)、脂肪酸塩(オレイン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム、カプリン酸ナトリウム、カプリル酸ナトリウム、カプロン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウム等)が挙げられる。 Examples of ionic surfactants include sulfonates (sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium arylalkylpolyethersulfonate, 3,3-disulfonediphenylurea-4,4-diazo-bis-amino-8-naphthol-6 Sodium sulfonate, ortho-carboxybenzene-azo-dimethylaniline, 2,2,5,5-tetramethyl-triphenylmethane-4,4-diazo-bis-β-naphthol-6-sodium sulfonate, etc.), sulfuric acid Ester salts (sodium dodecyl sulfate, sodium tetradecyl sulfate, sodium pentadecyl sulfate, sodium octyl sulfate, etc.), fatty acid salts (sodium oleate, sodium laurate, sodium caprate, sodium caprylate, sodium caproate, potassium stearate) Beam, calcium oleate and the like).
また、ノニオン性界面活性剤も使用することができる。具体的には、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドとポリエチレンオキサイドの組み合わせ、ポリエチレングリコールと高級脂肪酸とのエステル、アルキルフェノールポリエチレンオキサイド、高級脂肪酸とポリエチレングリコールのエステル、高級脂肪酸とポリプロピレンオキサイドのエステル、ソルビタンエステル等を挙げることができる。 Nonionic surfactants can also be used. Specifically, polyethylene oxide, polypropylene oxide, combination of polypropylene oxide and polyethylene oxide, ester of polyethylene glycol and higher fatty acid, alkylphenol polyethylene oxide, ester of higher fatty acid and polyethylene glycol, ester of higher fatty acid and polypropylene oxide, sorbitan ester Etc.
〔トナーの製造方法〕
次に、本発明のトナーの製造方法について説明する。
[Toner Production Method]
Next, a method for producing the toner of the present invention will be described.
本発明のトナーの製造方法では、前記一般式(1)で表される化合物を含む重合性単量体を共重合し、樹脂粒子を重合する工程、前記樹脂粒子と着色剤粒子を凝集融着する工程を有し、前記重合する工程で重合開始剤の30%以上を投入した後、少なくとも2回以上重合反応を進行させ、重合率が90%以上になった時に、残りの重合開始剤を投入することが特徴である。 In the method for producing a toner of the present invention, a step of copolymerizing a polymerizable monomer containing the compound represented by the general formula (1) to polymerize resin particles, and aggregating and fusing the resin particles and the colorant particles After adding 30% or more of the polymerization initiator in the polymerization step, the polymerization reaction is allowed to proceed at least twice, and when the polymerization rate becomes 90% or more, the remaining polymerization initiator is added. It is the feature to throw in.
前述のように、重合初期に加えた重合開始剤が十分消費されてから、追加の重合開始剤を添加することで重合反応を好ましい状態に保つことが可能になる。追加の重合開始剤を添加してからも、一定時間温度を保つことで穏やかな重合が維持される。その後、高温にすることで、系内に残存している重合開始剤を全て分解してしまうとともに、重合開始剤を急速に分解することでさらに未反応モノマーの反応を促進することが可能となる。 As described above, after the polymerization initiator added at the initial stage of polymerization is sufficiently consumed, the polymerization reaction can be maintained in a preferable state by adding an additional polymerization initiator. Even after the addition of the additional polymerization initiator, gentle polymerization is maintained by maintaining the temperature for a certain period of time. Thereafter, by raising the temperature, all of the polymerization initiator remaining in the system is decomposed, and it is possible to further accelerate the reaction of unreacted monomers by rapidly decomposing the polymerization initiator. .
重合開始剤の量を従来通りにすると、オリゴマーレベルでの重合を促進し、結果として、耐熱保存性に悪影響を及ぼす。このため、重合開始剤総量を抑制しつつ、重合初期に加えた重合開始剤が十分消費されてから、追加の重合開始剤を添加することで、重合を望ましい状態で進めることが可能になる。 If the amount of the polymerization initiator is made as usual, polymerization at the oligomer level is promoted, and as a result, the heat resistant storage stability is adversely affected. For this reason, it is possible to proceed in a desired state by adding an additional polymerization initiator after the polymerization initiator added in the initial stage of polymerization is sufficiently consumed while suppressing the total amount of polymerization initiator.
重合率は、後述する(重合率の測定)方法により算出することができる。 The polymerization rate can be calculated by the method described later (measurement of the polymerization rate).
多層構造樹脂粒子(コア・シェル構造粒子)を例に本発明のトナーの製造法を以下に詳しく説明する。 The method for producing the toner of the present invention will be described in detail below, taking multilayer resin particles (core / shell structure particles) as an example.
例えば、以下のような工程を経て作製されるものである。
(1)離型剤を重合性単量体に溶解あるいは分散する溶解/分散工程
(2)樹脂粒子の分散液を調製するための重合工程
(3)水系媒体中で樹脂粒子と着色剤粒子を凝集、融着させてコア粒子(会合粒子)を得る凝集・融着工程
(4)会合粒子を熱エネルギーにより熟成して形状を調整する第1の熟成工程
(5)コア粒子分散液中に、シェル用の樹脂粒子を添加してコア粒子表面にシェル用粒子を凝集、融着させてコア・シェル構造の着色粒子を形成するシェル化工程
(6)コア・シェル構造の着色粒子を熱エネルギーにより熟成して、コア・シェル構造の着色粒子の形状を調整する第2の熟成工程
(7)冷却された着色粒子分散液から着色粒子を固液分離し、当該着色粒子から界面活性剤等を除去する洗浄工程
(8)洗浄処理された着色粒子を乾燥する乾燥工程
また、必要に応じて乾燥工程の後に、
(9)乾燥処理された着色粒子に外添剤を添加する工程
上記各工程については、後で詳述する。
For example, it is manufactured through the following steps.
(1) Dissolution / dispersion step for dissolving or dispersing the release agent in the polymerizable monomer (2) Polymerization step for preparing a dispersion of resin particles (3) Resin particles and colorant particles in an aqueous medium Aggregation and fusion step for agglomeration and fusion to obtain core particles (association particles) (4) First aging step for aging the association particles by heat energy to adjust the shape (5) In the core particle dispersion, Shell forming step of adding resin particles for shell and agglomerating and fusing the particles for shell on the surface of core particles to form colored particles of core / shell structure (6) Heating the colored particles of core / shell structure by thermal energy Second aging step for adjusting the shape of the colored particles having a core / shell structure by aging (7) Solid-liquid separation of the colored particles from the cooled colored particle dispersion and removal of the surfactant from the colored particles Washing process (8) Washed colored particles A drying step for drying Further, after the drying process if necessary,
(9) Step of adding an external additive to the dried colored particles The above steps will be described in detail later.
本発明のトナーを製造する場合、先ず、樹脂粒子と着色剤粒子とを会合融着させてコアとなる粒子(以下コア粒子という)を作製する。次に、コア粒子分散液中に樹脂粒子を添加して、コア粒子表面にこの樹脂粒子を凝集、融着させることによりコア粒子表面を被覆してコア・シェル構造を有する着色粒子を作製する。このように、本発明のトナーは、各種製法で作製されたコア粒子の分散液中に、樹脂粒子を添加してコア粒子に融着させてコア・シェル構造のトナーを作製するものである。 When the toner of the present invention is produced, first, resin particles and colorant particles are associated and fused to produce core particles (hereinafter referred to as core particles). Next, resin particles are added to the core particle dispersion, and the resin particles are aggregated and fused on the surface of the core particles to coat the surface of the core particles to produce colored particles having a core / shell structure. As described above, the toner of the present invention is a toner having a core / shell structure in which resin particles are added to a dispersion of core particles prepared by various production methods and fused to the core particles.
本発明のトナーはシェルの厚みが薄くかつ膜厚が一定していることが好ましい。シェル形成後は粒径の一定した小粒径で形状の揃ったトナーが好ましい。このような構造と形状を有するトナーを作製するためには、コア粒子は極めて粒径の揃った、均一な形状にしておき、そこにシェル用の樹脂粒子を添加してシェル化を行うことになる。そして、シェル化を行う時に最終的にトナーの形状制御を行って適切な形状を付与させるものであるが、それには粒径が揃った均一な形状を有するコア粒子を作製するのが最も重要である。このようなコア粒子であれば、その表面にシェルを形成する樹脂粒子が均一に付着し、結果として均一な膜厚を有するトナー粒子を作製することができる。 The toner of the present invention preferably has a thin shell and a constant film thickness. After the shell formation, a toner having a uniform particle size and a uniform particle size is preferable. In order to produce a toner having such a structure and shape, the core particles are made to have a uniform shape with a uniform particle size, and shell resin particles are added to the core particles to form a shell. Become. In addition, when the shell is formed, the shape of the toner is finally controlled to give an appropriate shape. For that purpose, it is most important to prepare core particles having a uniform shape with uniform particle sizes. is there. With such core particles, resin particles that form a shell are uniformly attached on the surface thereof, and as a result, toner particles having a uniform film thickness can be produced.
本発明のトナーを構成するコア粒子は、樹脂粒子と着色剤粒子とを凝集、融着させる製法により作製される。コア粒子の形状は、例えば、凝集・融着工程の加熱温度、第1の熟成工程の加熱温度と時間を制御することにより制御される。 The core particles constituting the toner of the present invention are produced by a production method in which resin particles and colorant particles are aggregated and fused. The shape of the core particles is controlled, for example, by controlling the heating temperature in the aggregation / fusion process and the heating temperature and time in the first aging process.
本発明のトナーを構成するコア部の製造は、例えば、樹脂を形成する重合性単量体に離型剤成分を溶解あるいは分散させた後、水系媒体中に機械的に微粒分散させ、ミニエマルジョン重合法により重合性単量体を重合させる工程を経て形成した複合樹脂粒子と着色剤粒子とを後述する塩析/融着させる方法が好ましく用いられる。重合性単量体中に離型剤成分を溶かすときは、離型剤成分を溶解させて溶かしても溶融して溶かしてもよい。 The core part constituting the toner of the present invention can be produced, for example, by dissolving or dispersing a release agent component in a polymerizable monomer that forms a resin, and then mechanically dispersing fine particles in an aqueous medium. A method of salting out and fusing the composite resin particles and colorant particles formed through the process of polymerizing the polymerizable monomer by a polymerization method, which will be described later, is preferably used. When the release agent component is dissolved in the polymerizable monomer, the release agent component may be dissolved or melted or dissolved.
以下、本発明に係わるトナーの各製造工程について説明する。 Hereinafter, each manufacturing process of the toner according to the present invention will be described.
(1)溶解/分散工程
この工程では、ラジカル重合性単量体に離型剤化合物を溶解させて、離型剤化合物を混合したラジカル重合性単量体溶液を調製する工程である。
(1) Dissolution / dispersion step This step is a step of preparing a radical polymerizable monomer solution in which the release agent compound is dissolved in the radical polymerizable monomer and the release agent compound is mixed.
(2)重合工程
この重合工程の好適な一例においては、臨界ミセル濃度(CMC)以下の界面活性剤を含有した水系媒体中に、ワックスを溶解あるいは分散含有したラジカル重合性単量体溶液を添加し、機械的エネルギーを加えて液滴を形成させ、次いで水溶性のラジカル重合開始剤を添加し、当該液滴中において重合反応を進行させる。なお、前記液滴中に油溶性重合開始剤が含有されていてもよい。このような重合工程においては、機械的エネルギーを付与して強制的に乳化(液滴の形成)処理が必須となる。かかる機械的エネルギーの付与手段としては、ホモミキサー、超音波、マントンゴーリン等の強い撹拌または超音波振動エネルギーの付与手段を挙げることができる。
(2) Polymerization step In a preferred example of this polymerization step, a radical polymerizable monomer solution in which a wax is dissolved or dispersed in an aqueous medium containing a surfactant having a critical micelle concentration (CMC) or less is added. Then, mechanical energy is applied to form droplets, and then a water-soluble radical polymerization initiator is added to advance the polymerization reaction in the droplets. Note that an oil-soluble polymerization initiator may be contained in the droplet. In such a polymerization process, mechanical energy is imparted and forcedly emulsified (formation of droplets) is essential. Examples of the mechanical energy applying means include strong stirring such as homomixer, ultrasonic wave, and manton gorin, or ultrasonic vibration energy applying means.
この重合工程により、ワックスと結着樹脂とを含有する樹脂粒子が得られる。かかる樹脂粒子は、着色された微粒子であってもよく、着色されていない微粒子であってもよい。着色された樹脂粒子は、着色剤を含有する単量体組成物を重合処理することにより得られる。また、着色されていない樹脂粒子を使用する場合には、後述する凝集・融着工程において、樹脂粒子の分散液に、着色剤粒子の分散液を添加し、樹脂粒子と着色剤粒子とを融着させることで着色粒子とすることができる。 By this polymerization step, resin particles containing a wax and a binder resin are obtained. Such resin particles may be colored fine particles or non-colored fine particles. The colored resin particles can be obtained by polymerizing a monomer composition containing a colorant. In addition, when using uncolored resin particles, a dispersion of colorant particles is added to the dispersion of resin particles in the aggregation / fusion process described later to melt the resin particles and the colorant particles. Color particles can be obtained by attaching.
重合温度は、重合開始剤の最低ラジカル生成温度以上であればどの温度を選択してもよいが、例えば50〜90℃の範囲が用いられる。ただし、常温開始の重合開始剤、例えば過酸化水素−還元剤(アスコルビン酸)の組み合わせを用いることで室温またはそれ以上の温度で重合することも可能である。 The polymerization temperature may be any temperature as long as it is equal to or higher than the lowest radical generation temperature of the polymerization initiator, but for example, a range of 50 to 90 ° C. is used. However, it is also possible to perform polymerization at room temperature or higher by using a polymerization initiator that starts at room temperature, for example, a combination of hydrogen peroxide and a reducing agent (ascorbic acid).
一般式(1)で表される重合性単量体は、一般的に反応性が低く未反応のまま反応系内に残存する可能性が高いため、この重合工程時における、重合開始剤の添加方法によって制御することが可能である。 Since the polymerizable monomer represented by the general formula (1) generally has low reactivity and is likely to remain unreacted in the reaction system, the addition of a polymerization initiator during this polymerization step It can be controlled by the method.
未反応の重合性単量体を低減させるには、重合後期(重合率が90%以上)に再度重合開始剤を添加させることが好ましい。その際の添加量は、重合開始剤総量の10質量%以上が好ましい。また、重合開始剤が極性基を有する場合には、トナーを作製した際に水分の吸着が懸念されるため、重合開始剤量は減量することが望ましい。従って、例えば、多段階にわたる重合反応を行う際には、1段目の重合反応時に重合開始剤を添加して重合反応を開始した後に、開始剤の追加添加のないまま数段の重合反応を実施し、最終段階の重合反応の重合後期に、未反応モノマーの反応のために重合開始剤を再度添加することが好ましい。 In order to reduce the unreacted polymerizable monomer, it is preferable to add the polymerization initiator again in the late stage of polymerization (polymerization rate is 90% or more). The amount added is preferably 10% by mass or more of the total amount of the polymerization initiator. Further, when the polymerization initiator has a polar group, it is desirable to reduce the amount of the polymerization initiator because there is a concern about moisture adsorption when the toner is produced. Therefore, for example, when performing a multi-stage polymerization reaction, after adding a polymerization initiator in the first stage polymerization reaction and starting the polymerization reaction, several stages of polymerization reaction are performed without additional addition of the initiator. It is preferable to add the polymerization initiator again for the reaction of the unreacted monomer in the latter stage of the polymerization reaction in the final stage.
さらに、未反応モノマーの重合反応を促進させるため、重合温度を上昇することが好ましい。 Furthermore, in order to promote the polymerization reaction of the unreacted monomer, it is preferable to raise the polymerization temperature.
(3)凝集・融着工程
前記融着工程における凝集、融着の方法としては、重合工程により得られた樹脂粒子(着色または非着色の樹脂粒子)を用いた塩析/融着法が好ましい。また、凝集・融着工程においては、樹脂粒子や着色剤粒子とともに、離型剤微粒子や荷電制御剤等の内添剤微粒子を凝集、融着させることができる。
(3) Aggregation / fusion process As a method of aggregation and fusion in the fusion process, a salting out / fusion method using resin particles (colored or non-colored resin particles) obtained in the polymerization process is preferable. . Further, in the aggregation / fusion process, the internal additive fine particles such as the release agent fine particles and the charge control agent can be aggregated and fused together with the resin particles and the colorant particles.
なお、ここでいう「塩析/融着」とは、凝集と融着を並行して進め、所望の粒子径まで成長したところで、凝集停止剤を添加して粒子成長を停止させ、さらに、必要に応じて粒子形状を制御するための加熱を継続して行うことをいう。 The term “salting out / fusion” as used herein means that aggregation and fusion are performed in parallel, and when the particles have grown to a desired particle size, an aggregation terminator is added to stop the particle growth. The heating for controlling the particle shape according to the above is performed continuously.
前記凝集・融着工程における「水系媒体」とは、主成分(50質量%以上)が水からなるものをいう。ここに、水以外の成分としては、水に溶解する有機溶媒を挙げることができ、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。 The “aqueous medium” in the agglomeration / fusion step is one in which the main component (50% by mass or more) is made of water. Examples of components other than water include organic solvents that dissolve in water, such as methanol, ethanol, isopropanol, butanol, acetone, methyl ethyl ketone, and tetrahydrofuran.
着色剤粒子は、着色剤を水系媒体中に分散することにより調製することができる。着色剤の分散処理は、水中で界面活性剤濃度を臨界ミセル濃度(CMC)以上にした状態で行われる。着色剤の分散処理に使用する分散機は特に限定されないが、好ましくは超音波分散機、機械的ホモジナイザー、マントンゴーリンや圧力式ホモジナイザー等の加圧分散機、サンドグラインダー、ゲッツマンミルやダイヤモンドファインミル等の媒体型分散機が挙げられる。また、使用される界面活性剤としては、前述の界面活性剤と同様のものを挙げることができる。なお、着色剤(微粒子)は表面改質されていてもよい。着色剤の表面改質法は、溶媒中に着色剤を分散させ、その分散液中に表面改質剤を添加し、この系を昇温することにより反応させる。反応終了後、着色剤を濾別し、同一の溶媒で洗浄濾過を繰り返した後、乾燥することにより、表面改質剤で処理された着色剤(顔料)が得られる。 The colorant particles can be prepared by dispersing the colorant in an aqueous medium. The dispersion treatment of the colorant is performed in a state where the surfactant concentration is set to a critical micelle concentration (CMC) or more in water. The disperser used for the dispersion treatment of the colorant is not particularly limited, but preferably an ultrasonic disperser, a mechanical homogenizer, a pressure disperser such as a manton gorin or a pressure homogenizer, a sand grinder, a Getzmann mill, a diamond fine mill, or the like. Examples thereof include a medium type disperser. Moreover, as a surfactant used, the same thing as the above-mentioned surfactant can be mentioned. The colorant (fine particles) may be surface-modified. In the surface modification method of the colorant, the colorant is dispersed in a solvent, the surface modifier is added to the dispersion, and the system is reacted by raising the temperature. After completion of the reaction, the colorant is separated by filtration, washed and filtered with the same solvent, and dried to obtain a colorant (pigment) treated with the surface modifier.
好ましい凝集、融着方法である塩析/融着法は、樹脂粒子と着色剤粒子とが存在している水中に、アルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩及び3価の塩等からなる塩析剤を臨界凝集濃度以上の凝集剤として添加し、次いで、前記樹脂粒子のガラス転移点以上であって、かつ前記混合物の融解ピーク温度以上に加熱することで塩析を進行させると同時に融着を行う工程である。ここで、塩析剤であるアルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩は、アルカリ金属として、リチウム、カリウム、ナトリウム等が挙げられ、アルカリ土類金属として、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等が挙げられ、好ましくはカリウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウムが挙げられる。 The salting-out / fusion method, which is a preferred agglomeration and fusion method, is a salting-out method comprising an alkali metal salt, an alkaline earth metal salt, a trivalent salt, etc. in water in which resin particles and colorant particles are present. The agent is added as an aggregating agent having a critical agglomeration concentration or more, and then the salting out is advanced by heating at a temperature equal to or higher than the glass transition point of the resin particles and higher than the melting peak temperature of the mixture. It is a process to be performed. Here, the alkali metal salt and alkaline earth metal salt which are salting-out agents include lithium, potassium, sodium and the like as the alkali metal, and magnesium, calcium, strontium, barium and the like as the alkaline earth metal. Preferably, potassium, sodium, magnesium, calcium, and barium are used.
凝集、融着を塩析/融着で行う場合、塩析剤を添加した後に放置する時間をできるだけ短くすることが好ましい。この理由として明確ではないが、塩析した後の放置時間によって、粒子の凝集状態が変動し、粒径分布が不安定になったり、融着させたトナーの表面性が変動したりする問題が発生する。また、塩析剤を添加する温度としては少なくとも樹脂粒子のガラス転移点以下であることが必要である。この理由としては、塩析剤を添加する温度が樹脂粒子のガラス転移点以上であると樹脂粒子の塩析/融着は速やかに進行するものの、粒径の制御を行うことができず、大粒径の粒子が発生したりする問題が発生する。この添加温度の範囲としては樹脂のガラス転移点以下であればよいが、一般的には5〜55℃、好ましくは10〜45℃である。 When agglomeration and fusion are performed by salting out / fusion, it is preferable to make the time allowed to stand after adding the salting-out agent as short as possible. The reason for this is not clear, but there is a problem that the aggregation state of the particles varies depending on the standing time after salting out, the particle size distribution becomes unstable, and the surface property of the fused toner varies. appear. Further, the temperature for adding the salting-out agent needs to be at least the glass transition point of the resin particles. The reason for this is that if the temperature at which the salting-out agent is added is equal to or higher than the glass transition point of the resin particles, the salting-out / fusion of the resin particles proceeds rapidly, but the particle size cannot be controlled. There arises a problem that particles having a particle size are generated. The range of the addition temperature is not higher than the glass transition point of the resin, but is generally 5 to 55 ° C, preferably 10 to 45 ° C.
また、塩析剤を樹脂粒子のガラス転移点以下で加え、その後にできるだけ速やかに昇温し、樹脂粒子のガラス転移点以上であって、かつ、前記混合物の融解ピーク温度(℃)以上の温度に加熱する。この昇温までの時間としては1時間未満が好ましい。さらに、昇温を速やかに行う必要があるが、昇温速度としては、0.25℃/分以上が好ましい。上限としては特に明確ではないが、瞬時に温度を上げると塩析が急激に進行するため、粒径制御がやりにくいという問題があり、5℃/分以下が好ましい。この融着工程により、樹脂粒子及び任意の微粒子が塩析/融着されてなる会合粒子(コア粒子)の分散液が得られる。 Further, the salting-out agent is added below the glass transition point of the resin particles, and then the temperature is raised as quickly as possible, the temperature is equal to or higher than the glass transition point of the resin particles and is equal to or higher than the melting peak temperature (° C) of the mixture. Heat to. The time until this temperature rise is preferably less than 1 hour. Further, although it is necessary to quickly raise the temperature, the rate of temperature rise is preferably 0.25 ° C./min or more. The upper limit is not particularly clear, but if the temperature is increased instantaneously, salting out proceeds rapidly, so there is a problem that particle size control is difficult, and 5 ° C./min or less is preferable. By this fusion step, a dispersion of associated particles (core particles) formed by salting out / fusion of resin particles and arbitrary fine particles is obtained.
(4)第1の熟成工程
そして、本発明では、凝集・融着工程の加熱温度や特に第1の熟成工程の加熱温度と時間の制御することにより、粒径が一定で分布が狭く形成したコア粒子表面が平滑だが均一な形状を有するものになるように制御する。具体的には、凝集・融着工程で加熱温度を低めにして樹脂粒子同士の融着の進行を抑制させて均一化を促進させ、第1の熟成工程で加熱温度を低めに、かつ、時間を長くしてコア粒子の表面が均一な形状のものに制御する。
(4) First aging step And, in the present invention, by controlling the heating temperature of the coagulation / fusion step and particularly the heating temperature and time of the first aging step, the particle size is constant and the distribution is narrow. The core particle surface is controlled so as to have a smooth but uniform shape. Specifically, the heating temperature is lowered in the aggregation / fusion process to suppress the progress of fusion between the resin particles to promote homogenization, the heating temperature is lowered in the first aging process, and the time The surface of the core particles is controlled to have a uniform shape by increasing the length.
(5)シェル化工程
シェル化工程では、コア粒子分散液中にシェル用の樹脂粒子分散液を添加してコア粒子表面にシェル用の樹脂粒子を凝集、融着させ、コア粒子表面にシェル用の樹脂粒子を被覆させて着色粒子を形成する。
(5) Shelling step In the shelling step, the resin particle dispersion for the shell is added to the core particle dispersion to agglomerate and fuse the resin particles for the shell onto the surface of the core particles. The resin particles are coated to form colored particles.
具体的には、コア粒子分散液は上記凝集・融着工程及び第1の熟成工程での温度を維持した状態でシェル用樹脂粒子の分散液を添加し、加熱撹拌を継続しながら数時間かけてゆっくりとシェル用樹脂粒子をコア粒子表面に被覆させて着色粒子を形成する。加熱撹拌時間は、1〜7時間が好ましく、3〜5時間が特に好ましい。 Specifically, the core particle dispersion is added with a dispersion of resin particles for shells while maintaining the temperature in the above-described aggregation / fusion process and the first aging process, and it takes several hours while continuing heating and stirring. Then, the resin particles for shell are slowly coated on the surface of the core particles to form colored particles. The heating and stirring time is preferably 1 to 7 hours, particularly preferably 3 to 5 hours.
(6)第2の熟成工程
シェル化により着色粒子が所定の粒径になった段階で塩化ナトリウム等の停止剤を添加して粒子成長を停止させ、その後もコア粒子に付着させたシェル用樹脂粒子を融着させるために数時間加熱撹拌を継続する。そして、シェル化工程ではコア粒子表面に厚さが100〜300nmのシェルを形成する。このようにして、コア粒子表面に樹脂粒子を固着させてシェルを形成し、丸みを帯び、しかも形状の揃った着色粒子が形成される。
(6) Second ripening step Resin for shell which is added to a core particle after adding a terminator such as sodium chloride at the stage where colored particles have reached a predetermined particle size by shelling to stop particle growth. Heating and stirring are continued for several hours in order to fuse the particles. In the shelling step, a shell having a thickness of 100 to 300 nm is formed on the surface of the core particle. In this way, resin particles are fixed to the surface of the core particles to form a shell, and rounded and colored particles having a uniform shape are formed.
第2の熟成工程の時間を長めに設定したり、熟成温度を高めに設定することで着色粒子の形状を真球方向に制御することが可能である。 It is possible to control the shape of the colored particles in the true sphere direction by setting the time of the second aging step longer or by setting the aging temperature higher.
(7)冷却工程・固液分離・洗浄工程
この工程は、前記着色粒子の分散液を冷却処理(急冷処理)する工程である。冷却処理条件としては、1〜20℃/minの冷却速度で冷却する。冷却処理方法としては特に限定されるものではなく、反応容器の外部より冷媒を導入して冷却する方法や、冷水を直接反応系に投入して冷却する方法を例示することができる。
(7) Cooling Step / Solid-Liquid Separation / Washing Step This step is a step of cooling (rapid cooling) the dispersion of the colored particles. As a cooling treatment condition, cooling is performed at a cooling rate of 1 to 20 ° C./min. The cooling treatment method is not particularly limited, and examples thereof include a method of cooling by introducing a refrigerant from the outside of the reaction vessel, and a method of cooling by directly introducing cold water into the reaction system.
この固液分離・洗浄工程では、上記の工程で所定温度まで冷却された着色粒子の分散液から当該着色粒子を固液分離する固液分離処理と、固液分離されたトナーケーキ(ウエット状態にある着色粒子をケーキ状に凝集させた集合物)から界面活性剤や塩析剤等の付着物を除去する洗浄処理とが施される。ここに、濾過処理方法としては、遠心分離法、ヌッチェ等を使用して行う減圧濾過法、フィルタープレス等を使用して行う濾過法等特に限定されるものではない。 In this solid-liquid separation / washing step, a solid-liquid separation process for solid-liquid separation of the colored particles from the dispersion of colored particles cooled to a predetermined temperature in the above-described step, and a solid-liquid separated toner cake (in a wet state) A cleaning treatment is performed to remove deposits such as a surfactant and a salting-out agent from an aggregate obtained by agglomerating certain colored particles into a cake. Here, the filtration method is not particularly limited, such as a centrifugal separation method, a vacuum filtration method using Nutsche or the like, a filtration method using a filter press or the like.
(8)乾燥工程
この工程は、洗浄処理されたケーキを乾燥処理し、乾燥された着色粒子を得る工程である。この工程で使用される乾燥機としては、スプレードライヤー、真空凍結乾燥機、減圧乾燥機等を挙げることができ、静置棚乾燥機、移動式棚乾燥機、流動層乾燥機、回転式乾燥機、撹拌式乾燥機等を使用することが好ましい。乾燥された着色粒子の水分は、5質量%以下であることが好ましく、さらに好ましくは2質量%以下とされる。なお、乾燥処理された着色粒子同士が、弱い粒子間引力で凝集している場合には、当該凝集体を解砕処理してもよい。ここに、解砕処理装置としては、ジェットミル、ヘンシェルミキサー、コーヒーミル、フードプロセッサー等の機械式の解砕装置を使用することができる。
(8) Drying step This step is a step of drying the washed cake to obtain dried colored particles. Examples of the dryer used in this step include a spray dryer, a vacuum freeze dryer, a vacuum dryer, etc., a stationary shelf dryer, a mobile shelf dryer, a fluidized bed dryer, a rotary dryer. It is preferable to use a stirring dryer or the like. The water content of the dried colored particles is preferably 5% by mass or less, and more preferably 2% by mass or less. In addition, when the dried colored particles are aggregated with weak interparticle attractive force, the aggregate may be crushed. Here, as the crushing treatment device, a mechanical crushing device such as a jet mill, a Henschel mixer, a coffee mill, a food processor, or the like can be used.
(9)外添処理工程
この工程は、乾燥された着色粒子に必要に応じ外添剤を混合し、トナーを作製する工程である。
(9) External Addition Processing Step This step is a step of preparing a toner by mixing the dried colored particles with an external additive as necessary.
外添剤の混合装置としては、ヘンシェルミキサー、コーヒーミル等の機械式の混合装置を使用することができる。 As an external additive mixing device, a mechanical mixing device such as a Henschel mixer or a coffee mill can be used.
複合樹脂粒子の質量平均粒径(分散粒子径)は、10〜1000nmの範囲にあることが好ましく、さらに好ましくは30〜300nmの範囲とされる。 The mass average particle diameter (dispersed particle diameter) of the composite resin particles is preferably in the range of 10 to 1000 nm, more preferably in the range of 30 to 300 nm.
この質量平均粒径は、電気泳動光散乱光度計「ELS−800」(大塚電子社製)を用いて測定される。 The mass average particle diameter is measured using an electrophoretic light scattering photometer “ELS-800” (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.).
〔一般式(1)で表される化合物の揮発量〕
本発明のトナーは、一般式(1)で表される化合物(モノマー)の揮発量がトナーに対して5ppm以下が必要で、好ましくは0.1〜3ppmである。モノマーの残存量が5ppmを超えると、前述のように定着時の加熱によりトナー臭気が発生するとともに、トナーに可塑剤的な効果をもたらす。可塑剤的な効果により低温定着性には有利に働くが、トナーの耐熱保存性の観点はトナー同士が凝集しやすくなり、より低温での保管が必要になる。また、トナーの凝集物が生じて画像不良等を起こす恐れがある。
[Volatilization amount of the compound represented by the general formula (1)]
In the toner of the present invention, the volatilization amount of the compound (monomer) represented by the general formula (1) is required to be 5 ppm or less, preferably 0.1 to 3 ppm with respect to the toner. When the residual amount of the monomer exceeds 5 ppm, the toner odor is generated by heating at the time of fixing as described above, and a plasticizer effect is brought about on the toner. Although it works favorably for low-temperature fixability due to the effect of a plasticizer, the toner tends to aggregate from the viewpoint of heat-resistant storage stability of the toner, and it is necessary to store it at a lower temperature. In addition, toner agglomerates may result in image defects.
本発明の前記トナーの製造方法を用いることで、トナー中のモノマーの残存量をトナーに対して5ppm以下にすることができる。 By using the toner production method of the present invention, the residual amount of monomer in the toner can be 5 ppm or less with respect to the toner.
(揮発物の定量方法)
トナー中の揮発物(残存モノマー)量は、共重合した樹脂分散液をヘッドスペースガスクロマトグラフィーにより定量することができる。
(Quantitative method of volatiles)
The amount of volatile matter (residual monomer) in the toner can be determined by headspace gas chromatography of the copolymerized resin dispersion.
ヘッドスペースガスクロマトグラフィー法は、トナーを容器に封入し、複写機の熱定着温度程度に加熱し、容器中に揮発成分が充満した状態で速やかに容器中のガスをガスクロマトグラフに注入し、質量分析を行って化合物の同定を行いながら揮発成分を定量するものである。 In the headspace gas chromatography method, the toner is sealed in a container, heated to about the heat fixing temperature of the copying machine, and the gas in the container is quickly injected into the gas chromatograph while the container is full of volatile components. The volatile component is quantified while analyzing and identifying the compound.
樹脂由来の不純物や微量の添加物を測定する方法としては、溶媒に樹脂またはトナーを溶解してガスクロマトグラフに注入する方法もよく知られいるが、この方法では、溶媒のピークに不純物や測定しようとする微量の添加物成分のピークが隠れてしまうことがあり、トータルの揮発性成分量を測定するには、上記のヘッドスペース法を適用することが好ましい。また、ヘッドスペース法ではガスクロマトグラフにより、揮発成分の全ピークを観測することを可能にするととに、電磁気的相互作用を利用した分析法を用いることによって、高精度で揮発性物質やモノマー等を定量をも併せて行うことができる。 As a method for measuring impurities derived from resins and trace amounts of additives, a method in which a resin or toner is dissolved in a solvent and injected into a gas chromatograph is well known. In this method, impurities or impurities should be measured at the solvent peak. In order to measure the total amount of volatile components, it is preferable to apply the above headspace method. In the headspace method, it is possible to observe all peaks of volatile components by gas chromatograph, and by using an analysis method using electromagnetic interaction, volatile substances and monomers can be detected with high accuracy. Quantification can also be performed.
(測定条件)
1.試料の採取
20mlヘッドスペース用バイアルに0.8gの試料を採取する。試料の量は、質量当たりの面積を算出するのに必要なため、0.01gまで秤量する。専用クリンパーを用いてバイアルをセプタムを用いてシールする。
(Measurement condition)
1. Sample collection A 0.8 g sample is collected in a 20 ml headspace vial. Since the amount of the sample is necessary to calculate the area per mass, it is weighed to 0.01 g. Seal the vial with a septum using a dedicated crimper.
2.試料の加熱
170℃の恒温槽にバイアルを立てた状態で入れ30分加熱する。
2. Heating the sample Place the vial in a 170 ° C constant temperature bath and heat for 30 minutes.
3.ガスクロマトグラフィー分離条件の設定
質量比で15%になるようにシリコンオイルSE−30でコーティングした担体を内径2.5mm、長さ30mのカラムに充填したものを分離カラムとして用いる。分離カラムをガスクロマトグラフに装備し、Heヲキャリアーとして、50ml/分で流す。分離カラムの温度を40℃にして3分間保持し、その後10℃/分で200℃まで昇温させ、200℃に到達後、5分間保持し測定する。
3. Setting of Gas Chromatography Separation Conditions A column coated with silicon oil SE-30 so as to have a mass ratio of 15% and packed in a column having an inner diameter of 2.5 mm and a length of 30 m is used as a separation column. The separation column is equipped with a gas chromatograph and flows at 50 ml / min as a He carrier. The temperature of the separation column is set at 40 ° C. and held for 3 minutes, and then the temperature is raised to 200 ° C. at 10 ° C./min.
4.試料の注入
バイアルを恒温槽から取り出し、直ちにガスタイトシリンジで1mlを注入する。
4). Sample injection Remove the vial from the thermostat and immediately inject 1 ml with a gas tight syringe.
5.計算
モノマーの定量は、各モノマーについて予め作成した検量線を用いて算出する。
5. Calculation Monomer quantification is calculated using a calibration curve prepared in advance for each monomer.
6.装置としては下記の構成が好ましい。 6). The following configuration is preferable as the apparatus.
(a)ヘッドスペース条件
ヘッドスペース装置:HP7694 Head Space Sampler(ヒューレットパッカード社製)
温度条件:トランスファーライン 200℃、ループ温度200℃
サンプル量:0.8g/20mlバイアル
(b)GC/MS条件
GC:HP5890(ヒューレットパッカード社製)
MS:HP5971(ヒューレットパッカード社製)
カラム:HP−624(30m×内径0.25mm)
オーブン温度:初期温度40℃(保持時間3分)、昇温速度10℃/分、到達温度200℃(保持時間5分)
測定モード:SIM(セレクトイオンモニター)モード
ヘッドスペースガスクロマトグラフィーにより定量される揮発性物質の具体例としては、モノマーであるスチレン、o−メチルスチレン、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、架橋性モノマーであるn−オクチルメルカプタン、n−デシルメルカプタン等が挙げられる。
(A) Headspace conditions Headspace device: HP7694 Head Space Sampler (manufactured by Hewlett-Packard Company)
Temperature conditions: transfer line 200 ° C, loop temperature 200 ° C
Sample amount: 0.8 g / 20 ml vial (b) GC / MS conditions GC: HP5890 (manufactured by Hewlett-Packard Company)
MS: HP5971 (manufactured by Hewlett-Packard Company)
Column: HP-624 (30 m x inner diameter 0.25 mm)
Oven temperature: initial temperature 40 ° C. (holding time 3 minutes), heating rate 10 ° C./min, ultimate temperature 200 ° C. (holding time 5 minutes)
Measurement mode: SIM (select ion monitor) mode Specific examples of volatile substances quantified by headspace gas chromatography include monomers styrene, o-methylstyrene, acrylic acid, methacrylic acid, ethyl acrylate, acrylic acid Examples include butyl, a crosslinkable monomer, n-octyl mercaptan, n-decyl mercaptan, and the like.
〔トナーのTg〕
本発明のトナーは、Tgが20〜40℃であることが必要である。Tgが20℃未満では耐熱保存性が劣化し、40℃を超えると低温定着性が難しくなる。
[Tg of toner]
The toner of the present invention needs to have a Tg of 20 to 40 ° C. When the Tg is less than 20 ° C, the heat-resistant storage stability deteriorates, and when it exceeds 40 ° C, the low-temperature fixability becomes difficult.
Tgを20〜40℃の範囲にするには、共重合体樹脂を形成するモノマーの種類と量を調整する。プロピルアクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、ラウリルアクリレート等はTgを引き下げるモノマーであり、スチレン、メチルメタクリレート、メタクリル酸等はTgを引き上げるモノマーである。 In order to make Tg into the range of 20-40 degreeC, the kind and quantity of the monomer which form copolymer resin are adjusted. Propyl acrylate, propyl methacrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, lauryl acrylate, and the like are monomers that lower Tg, and styrene, methyl methacrylate, methacrylic acid, and the like are monomers that increase Tg.
Tgは示差走査熱量分析方法により測定することができ、例えばDSC−7示差走査カロリメーター(パーキンエルマー社製)、TAC7/DX熱分析装置コントローラー(パーキンエルマー社製)を用いて行うことができる。 Tg can be measured by a differential scanning calorimetry method, for example, using a DSC-7 differential scanning calorimeter (Perkin Elmer) or a TAC7 / DX thermal analyzer controller (Perkin Elmer).
測定手順としては、トナー4.5〜5.0mgを0.01mgまで精秤しアルミニウム製パン(KITNO.0219−0041)に封入し、DSC−7サンプルホルダーにセットする。リファレンスは空のアルミニウム製パンを使用した。測定条件としては、測定温度0〜200℃、昇温速度10℃/分、降温速度10℃/分で、Heat−Cool−Heatの温度制御で行い、その2nd Heatにおけるデータをもとに解析を行った。 As a measurement procedure, 4.5 to 5.0 mg of toner is precisely weighed to 0.01 mg, sealed in an aluminum pan (KITNO.0219-0041), and set in a DSC-7 sample holder. The reference used an empty aluminum pan. As measurement conditions, the measurement temperature is 0 to 200 ° C., the temperature increase rate is 10 ° C./min, the temperature decrease rate is 10 ° C./min, and the heat-cool-heat control is performed. went.
Tgは第1の吸熱ピークの立ち上がり前のベースラインの延長線と、第1の吸熱ピークの立ち上がり部分からピーク頂点までの間で最大傾斜を示す接線を引き、その交点をTgとする。 Tg draws an extension line of the baseline before the rise of the first endothermic peak and a tangent line indicating the maximum inclination between the rising portion of the first endothermic peak and the peak apex, and the intersection is defined as Tg.
〔樹脂の分子量〕
本発明のトナーを構成する樹脂の重量平均分子量(Mw)は10000〜50000、数平均分子量(Mn)は5000〜25000、Mw/Mnは2〜4であることが好ましい。
[Molecular weight of resin]
The resin constituting the toner of the present invention preferably has a weight average molecular weight (Mw) of 10,000 to 50,000, a number average molecular weight (Mn) of 5,000 to 25,000, and Mw / Mn of 2 to 4.
モノマーの種類と量の調整及び分子量をこれらの範囲に調整することで、本発明のTgを有するトナーを得ることができる。また、分子量分布の広いものを用いると部分的に溶融しにくくなり、定着不良を引き起こすことがある。 By adjusting the kind and amount of the monomer and the molecular weight within these ranges, the toner having Tg of the present invention can be obtained. In addition, when a material having a wide molecular weight distribution is used, it becomes difficult to melt partially, and fixing failure may occur.
樹脂の分子量はGPCにて下記の方法により測定できる。 The molecular weight of the resin can be measured by GPC by the following method.
GPC(ゲルパーミュエーションクロマトグラフ)による樹脂の分子量の測定方法としては、1mg/mlになるように試料をテトラヒドロフランに溶解する。溶解条件としては、室温にて超音波分散機を用いて5分間行う。次いで、ポアサイズ0.2μmのメンブランフィルターで処理した後、GPCへ10μl試料溶解液を注入する。 As a method for measuring the molecular weight of a resin by GPC (gel permeation chromatography), a sample is dissolved in tetrahydrofuran so as to be 1 mg / ml. As dissolution conditions, it is carried out at room temperature for 5 minutes using an ultrasonic disperser. Next, after processing with a membrane filter having a pore size of 0.2 μm, 10 μl of sample solution is injected into GPC.
GPCの測定条件を下記に示す。 The measurement conditions for GPC are shown below.
装置:HLC−8220(東ソー社製)
カラム:TSKguardcolumm+TSKgelSuperHZM−M 3連(東ソー社製)
カラム温度:40℃
溶媒:テトラヒドロフラン
流速:0.2ml/分
検出器:屈折率検出器(RI検出器)
試料の分子量測定では、試料の有する分子量分布を単分散のポリスチレン標準粒子を用いて測定した検量線を用いて算出する。検量線測定用のポリスチレンは10点用いた。
Apparatus: HLC-8220 (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: TSKguardcolum + TSKgelSuperHZM-M 3 series (manufactured by Tosoh Corporation)
Column temperature: 40 ° C
Solvent: Tetrahydrofuran Flow rate: 0.2 ml / min Detector: Refractive index detector (RI detector)
In the measurement of the molecular weight of a sample, the molecular weight distribution of the sample is calculated using a calibration curve measured using monodisperse polystyrene standard particles. Ten polystyrenes for calibration curve measurement were used.
(重合率の測定)
重合率の測定は、GPC測定チャートにおけるMw=500前後の面積比率により算出を行った。
(Measurement of polymerization rate)
The polymerization rate was calculated based on the area ratio of around Mw = 500 in the GPC measurement chart.
具体的には、重合反応液を一部採取し、すぐに固液分離後乾燥し、上記樹脂の分子量と同様の測定方法において、採取した樹脂の重合率を下記式により算出した。 Specifically, a part of the polymerization reaction solution was collected, immediately after solid-liquid separation and dried, and the polymerization rate of the collected resin was calculated by the following formula in the same measurement method as the molecular weight of the resin.
重合率=(Mw=500以上の全ピーク面積)/(Mw=500以下の全ピーク面積)
なお、Mw=500以下のピークには、溶媒ピークを含まないものとする。
Polymerization rate = (Mw = total peak area of 500 or more) / (Mw = total peak area of 500 or less)
In addition, a solvent peak is not included in the peak below Mw = 500.
(トナー粒子径)
本発明のトナー粒子径としては、体積基準におけるメディアン径(D50)が3〜8μmが好ましい範囲である。この粒子径では、高画質に対応した画質の再現性が望めるからである。
(Toner particle size)
As the toner particle diameter of the present invention, the median diameter (D50) on a volume basis is preferably 3 to 8 μm. This is because with this particle size, reproducibility of image quality corresponding to high image quality can be expected.
(トナー円形度)
本発明のトナー形状係数(SF−1)は、110〜150であることが好ましい。上記範囲内では、トナーの搬送性とクリーニング性の両立が得られやすいからである。
(Toner circularity)
The toner shape factor (SF-1) of the present invention is preferably 110 to 150. This is because, within the above range, it is easy to achieve both toner transportability and cleanability.
(現像剤)
本発明のトナーは、一成分現像剤、非磁性一成分現像剤、二成分現像剤として用いることができる。
(Developer)
The toner of the present invention can be used as a one-component developer, a non-magnetic one-component developer, or a two-component developer.
一成分現像剤として用いる場合は、非磁性一成分現像剤あるいはトナー中に0.1〜0.5μm程度の磁性粒子を含有させ磁性一成分現像剤としたものが挙げられ、いずれにも使用することができる。また、キャリアと混合して二成分現像剤として用いることができる。この場合は、キャリアの磁性粒子として、鉄、フェライト、マグネタイト等の鉄含有磁性粒子に代表される、従来から公知の材料を用いることができるが、特に好ましくはフェライト粒子もしくはマグネタイト粒子である。上記キャリアの体積平均粒径は15〜100μmのものが好ましく、20〜80μmのものがより好ましい。 When used as a one-component developer, a non-magnetic one-component developer or a magnetic one-component developer containing about 0.1 to 0.5 μm of magnetic particles in the toner can be used. be able to. Further, it can be mixed with a carrier and used as a two-component developer. In this case, conventionally known materials typified by iron-containing magnetic particles such as iron, ferrite, and magnetite can be used as the magnetic particles of the carrier, but ferrite particles or magnetite particles are particularly preferable. The volume average particle diameter of the carrier is preferably 15 to 100 μm, more preferably 20 to 80 μm.
キャリアの体積基準分布のメディアン径D50の測定は、レーザ回折式粒度分布測定装置「ヘロス(HELOS)」(シンパティック(SYMPATEC)社製)を用いて測定することができる。 The median diameter D50 of the volume-based distribution of the carrier can be measured using a laser diffraction particle size distribution measuring device “HELOS” (manufactured by SYMPATEC).
キャリアは、磁性粒子が更に樹脂により被覆されているコーティングキャリア、あるいは樹脂中に磁性粒子を分散させたいわゆる樹脂分散型キャリアが好ましい。コーティング用の樹脂組成としては、特に限定はないが、例えば、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、シリコン系樹脂、エステル系樹脂あるいはフッ素含有重合体系樹脂等が用いられる。また、樹脂分散型キャリアを構成するための樹脂としては特に限定されず、公知のものを使用することができ、例えば、スチレン−アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、フェノール樹脂等を使用することができる。 The carrier is preferably a coating carrier in which magnetic particles are further coated with a resin, or a so-called resin dispersion type carrier in which magnetic particles are dispersed in a resin. The resin composition for coating is not particularly limited, and for example, olefin resin, styrene resin, styrene-acrylic resin, silicon resin, ester resin, fluorine-containing polymer resin, or the like is used. Moreover, it does not specifically limit as resin for comprising a resin dispersion type carrier, A well-known thing can be used, For example, a styrene-acrylic-type resin, a polyester resin, a fluorine resin, a phenol resin etc. are used. be able to.
また、キャリアとトナーの混合比は、質量比でキャリア:トナー=1:1〜50:1の範囲が好ましい。 The mixing ratio of the carrier and the toner is preferably in the range of carrier: toner = 1: 1 to 50: 1 in terms of mass ratio.
〔本発明のトナーを用いた画像形成方法及び画像形成装置〕
次に、本発明のトナーが使用可能な画像形成方法について説明する。本発明のトナーは、例えば、プリント速度が300mm/sec(A4用紙に換算して65枚/分の出力性能)レベル以上の高速のフルカラー画像形成装置に使用されることが好ましい。具体的には、短時間で大量の文書をオンデマンドに作成ことが可能なプリンタ等が挙げられる。また、本発明では、定着ローラの温度を150℃以下、好ましくは130℃以下の温度にする画像形成方法に適用することも可能である。
[Image Forming Method and Image Forming Apparatus Using Toner of Present Invention]
Next, an image forming method in which the toner of the present invention can be used will be described. The toner of the present invention is preferably used in, for example, a high-speed full-color image forming apparatus having a printing speed of 300 mm / sec or higher (65 sheets / min output performance in terms of A4 paper) level or higher. Specifically, a printer or the like that can create a large amount of documents on demand in a short time can be mentioned. Further, the present invention can be applied to an image forming method in which the temperature of the fixing roller is set to 150 ° C. or lower, preferably 130 ° C. or lower.
図1は、本発明のトナーを使用することが可能な画像形成装置の一例で、その断面図を示すものである。 FIG. 1 is an example of an image forming apparatus capable of using the toner of the present invention, and shows a cross-sectional view thereof.
画像形成ユニット9Y、9M、9C、9Kより形成された各色の画像は、回動する中間転写体6上に転写手段7Y、7M、7C、7Kにより逐次1次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。
Each color image formed by the
給紙手段である給紙カセット20内に収容された用紙Pは、給紙ローラ21により一枚ずつ給紙され、レジストローラ22を経て、転写手段7Aに搬送され、用紙P上に前記カラー画像が2次転写される。
The paper P stored in the
カラー画像が転写された前記用紙Pは、本発明の定着装置である定着装置17により定着処理され、搬送手段である搬送ローラ23、24を経て、排紙ローラ25に挟持されて機外の排紙トレイ26上に載置される。
The paper P on which the color image has been transferred is fixed by the fixing
図2は、図1の画像形成装置に使用可能な定着装置17の一例を示す断面図であり、加熱ローラ17aとこれに当接する加圧ローラ17bとを備えている。なお、図2において、Tは転写紙(画像形成支持体)P上に形成されたトナー像である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the fixing
加熱ローラ17aは、フッ素樹脂または弾性体からなる被覆層171が芯金172の表面に形成され、線状ヒーターよりなる加熱部材173を内包している。
In the
芯金172は、金属から構成され、その内径は10〜70mmとされる。芯金172を構成する金属としては特に限定されるものではないが、例えば鉄、アルミニウム、銅等の金属あるいはこれらの合金を挙げることができる。
The cored
芯金172の肉厚は0.1〜15mmとされ、省エネルギーの要請(薄肉化)と、強度(構成材料に依存)とのバランスを考慮して決定される。例えば、0.57mmの鉄よりなる芯金と同等の強度を、アルミニウムよりなる芯金で保持するためには、その肉厚を0.8mmとする必要がある。
The thickness of the cored
被覆層171を構成するフッ素樹脂としては、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)及びPFA(テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)等が挙げられる。
Examples of the fluororesin constituting the
フッ素樹脂からなる被覆層171の厚みは10〜500μmとされ、好ましくは20〜400μmである。また、被覆層171を構成する弾性体としては、LTV、RTV、HTV等の耐熱性の良好なシリコーンゴム及びシリコーンスポンジゴム等が挙げられる。被覆層171を構成する弾性体のアスカーC硬度は、80°未満とされ、好ましくは60°未満とされる。また、弾性体からなる被覆層171の厚みは0.1〜30mmとされ、好ましくは0.1〜20mmとされる。
The thickness of the
加熱部材173は、ハロゲンヒーターを好適に使用することができる。
As the
加圧ローラ17bは、弾性体からなる被覆層174が芯金175の表面に形成されてなる。被覆層174を構成する弾性体は特に限定されるものではなく、ウレタンゴム、シリコーンゴム等の各種軟質ゴム及びスポンジゴムを挙げられ、被覆層174を構成するものとして例示したシリコーンゴム及びシリコーンスポンジゴムを用いることが好ましい。被覆層174を構成する弾性体のアスカーC硬度は、80°未満とされ、好ましくは70°未満、さらに好ましくは60°未満とされる。また、被覆層220の厚みは0.1〜30mmとされ、好ましくは0.1〜20mmとされる。
The
芯金175を構成する材料としては特に限定されるものではないが、アルミニウム、鉄、銅等の金属またはそれらの合金を挙げることができる。
Although it does not specifically limit as a material which comprises the
加熱ローラ17aと加圧ローラ17bとの当接荷重(総荷重)は、通常40〜350Nとされ、好ましくは50〜300N、さらに好ましくは50〜250Nである。この当接荷重は、加熱ローラ17aの強度(芯金110の肉厚)を考慮して規定され、例えば0.3mmの鉄よりなる芯金を有する加熱ローラにあっては、250N以下とすることが好ましい。
The contact load (total load) between the
また、耐オフセット性及び定着性の観点から、ニップ幅としては4〜10mmであることが好ましく、当該ニップの面圧は0.6×105〜1.5×105Paであることが好ましい。 Further, from the viewpoint of offset resistance and fixability, the nip width is preferably 4 to 10 mm, and the surface pressure of the nip is preferably 0.6 × 10 5 to 1.5 × 10 5 Pa. .
なお、本発明に係る画像形成装置は、加熱ロール方式の定着装置の代わりに誘導加熱方式の定着装置を使用することも可能である。 The image forming apparatus according to the present invention may use an induction heating type fixing device instead of the heating roll type fixing device.
本発明に使用される転写材Pは、トナー画像を保持する支持体で、通常画像支持体、記録材あるいは転写紙と通常よばれるものである。具体的には薄紙から厚紙までの普通紙や上質紙、アート紙やコート紙等の塗工された印刷用紙、市販されている和紙やはがき用紙、OHP用のプラスチックフィルム、布等の各種転写材を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。 The transfer material P used in the present invention is a support for holding a toner image, and is usually called an image support, a recording material, or transfer paper. Specifically, various transfer materials such as plain paper and fine paper from thin paper to thick paper, coated printing paper such as art paper and coated paper, commercially available Japanese paper and postcard paper, plastic film for OHP, cloth, etc. However, it is not limited to these.
以下に実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの態様に限定されるものではない。なお、以下の「部」とは「質量部」を表す。 EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these embodiments. In addition, the following "part" represents a "mass part".
実施例
《樹脂粒子1の調製》
(1回目重合)
スチレン 175g
n−ブチルアクリレート 60g
メタクリル酸 15g
n−オクチルメルカプタン 7g
からなるモノマー混合液を、攪拌装置を取り付けた5Lのステンレス釜に入れ、そこにペンタエリスリト−ルテトラベヘン酸エステル100gを添加し、70℃に加温し溶解させてモノマー溶液を調製した。
Example << Preparation of Resin Particle 1 >>
(First polymerization)
175 g of styrene
60 g of n-butyl acrylate
Methacrylic acid 15g
n-Octyl mercaptan 7g
The monomer mixture solution was put in a 5 L stainless steel kettle equipped with a stirrer, and 100 g of pentaerythritol tetrabehenate was added thereto, heated to 70 ° C. and dissolved to prepare a monomer solution.
一方、ポリオキシエチレン(2)ドデシルエーテル硫酸ナトリウム2gをイオン交換水1350mlに溶解させた界面活性剤溶液を70℃に加熱し、前記モノマー溶液に添加、混合した後、循環経路を有する機械式分散機CLEARMIX(エム・テクニック(株)製)により、70℃で30分間分散を行い、乳化分散液を調製した。 On the other hand, a surfactant solution in which 2 g of sodium polyoxyethylene (2) dodecyl ether sulfate is dissolved in 1350 ml of ion-exchanged water is heated to 70 ° C., added to the monomer solution, mixed, and then mechanically dispersed having a circulation path. Dispersion was performed at 70 ° C. for 30 minutes using a machine CLEARMIX (M Technique Co., Ltd.) to prepare an emulsified dispersion.
次いで、この乳化分散液に、過硫酸カリウム7.0gをイオン交換水150mlに溶解した重合開始剤溶液を添加し、この系を78℃にて1.5時間にわたり加熱攪拌することにより重合を行い、ラテックスを得た。これをラテックス1とする。 Next, a polymerization initiator solution in which 7.0 g of potassium persulfate was dissolved in 150 ml of ion-exchanged water was added to this emulsified dispersion, and the system was polymerized by heating and stirring at 78 ° C. for 1.5 hours. A latex was obtained. This is designated as Latex 1.
(2回目重合(外層の形成))
上記のようにして得られたラテックス1に、過硫酸カリウム12gをイオン交換水220mlに溶解させた開始剤溶液を添加し、80℃の温度条件下に、
スチレン 334.4g
n−ブチルアクリレート 81.9g
メタクリル酸 38.7g
n−オクチルメルカプタン 7.5g
からなるモノマー混合液を1時間かけて滴下した。滴下終了後、GPCにて重合率を測定しながら重合を進行させ、重合率が90%になった時点で、過硫酸カリウム2.28gをイオン交換水75mlに溶解した重合開始剤溶液を添加し、この系を90℃にて1時間にわたり加熱攪拌することにより重合反応を終了させた後、28℃まで冷却しラテックスを得た。このラテックスを樹脂粒子1(コア用ラテックス)とする。
(Second polymerization (formation of outer layer))
To the latex 1 obtained as described above, an initiator solution in which 12 g of potassium persulfate is dissolved in 220 ml of ion-exchanged water is added, and under the temperature condition of 80 ° C.,
Styrene 334.4g
n-Butyl acrylate 81.9g
Methacrylic acid 38.7g
n-Octyl mercaptan 7.5g
The monomer mixture consisting of was added dropwise over 1 hour. After completion of the dropping, the polymerization is progressed while measuring the polymerization rate with GPC. When the polymerization rate reaches 90%, a polymerization initiator solution in which 2.28 g of potassium persulfate is dissolved in 75 ml of ion-exchanged water is added. The system was heated and stirred at 90 ° C. for 1 hour to complete the polymerization reaction, and then cooled to 28 ° C. to obtain a latex. This latex is referred to as resin particle 1 (core latex).
《樹脂粒子2、5の調製》
樹脂粒子1の調製において、(1回目重合)の重合開始剤量と、(2回目重合)における重合性単量体共重合比と、途中で添加する重合開始剤量を表1に記載のように変更するほかは同様にして樹脂粒子2、5を調製した。
<< Preparation of Resin Particles 2 and 5 >>
As shown in Table 1, the amount of polymerization initiator in (first polymerization), the polymerizable monomer copolymerization ratio in (second polymerization), and the amount of polymerization initiator added during the preparation of resin particles 1 are as shown in Table 1. Resin particles 2 and 5 were prepared in the same manner except for the above.
《樹脂粒子3、4の調製》
樹脂粒子1の調製において、(1回目重合)のスチレンを108.75g、2−エチルヘキシルアクリレートを120g、メタクリル酸を21.25gにし、重合開始剤量を表1に記載のように変更し、(2回目重合)における重合性単量体共重合比と、途中で添加する重合開始剤量を表1に記載のように変更するほかは同様にして樹脂粒子3、4を調製した。
<< Preparation of Resin Particles 3 and 4 >>
In the preparation of the resin particle 1, 108.75 g of styrene (first polymerization), 120 g of 2-ethylhexyl acrylate, 21.25 g of methacrylic acid, and the polymerization initiator amount was changed as shown in Table 1, ( Resin particles 3 and 4 were prepared in the same manner except that the polymerizable monomer copolymerization ratio in the second polymerization) and the amount of polymerization initiator added during the polymerization were changed as shown in Table 1.
《樹脂粒子6の調製》
樹脂粒子1の調製において、(1回目重合)のスチレンを193.75g、n−ブチルアクリレートを35g、メタクリル酸を21.25gにし、重合開始剤量を表1に記載のように変更し、(2回目重合)における重合性単量体共重合比と、途中で添加する重合開始剤量を表1に記載のように変更するほかは同様にして樹脂粒子6を調製した。
<< Preparation of Resin Particle 6 >>
In the preparation of the resin particles 1, 193.75 g of styrene (first polymerization), 35 g of n-butyl acrylate and 21.25 g of methacrylic acid were changed, and the polymerization initiator amount was changed as shown in Table 1, ( Resin particles 6 were prepared in the same manner except that the polymerizable monomer copolymerization ratio in the second polymerization) and the amount of polymerization initiator added during the polymerization were changed as shown in Table 1.
《樹脂粒子7の調製》
樹脂粒子1の調製において、(1回目重合)のスチレンを101.25g、n−ブチルアクリレートを127.5g、メタクリル酸を21.25gにし、重合開始剤量を表1に記載のように変更し、(2回目重合)における重合性単量体共重合比と、途中で添加する重合開始剤量を表1に記載のように変更するほかは同様にして樹脂粒子7を調製した。
<< Preparation of Resin Particle 7 >>
In the preparation of the resin particle 1, the styrene of (first polymerization) was 101.25 g, n-butyl acrylate was 127.5 g, methacrylic acid was 21.25 g, and the polymerization initiator amount was changed as shown in Table 1. Resin particles 7 were prepared in the same manner except that the polymerizable monomer copolymerization ratio in (second polymerization) and the amount of polymerization initiator added during the polymerization were changed as shown in Table 1.
《シェル用樹脂粒子の調製》
攪拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた5Lのステンレス釜(SUS釜)に、ドデシル硫酸ナトリウム8gをイオン交換水3Lに溶解させた界面活性剤溶液を仕込み、窒素気流下230rpmの攪拌速度で攪拌しながら、液温80℃に昇温した。
<< Preparation of resin particles for shell >>
A surfactant solution in which 8 g of sodium dodecyl sulfate was dissolved in 3 L of ion-exchanged water was charged into a 5 L stainless steel kettle (SUS kettle) equipped with a stirrer, a temperature sensor, a cooling pipe, and a nitrogen introducing device. The liquid temperature was raised to 80 ° C. while stirring at a stirring speed.
この界面活性剤溶液に、過硫酸カリウム10gをイオン交換水200gに溶解した重合開始剤溶液を添加し、温度を80℃とした後、下記モノマー混合液を100分かけて滴下し、この系を80℃にて2時間にわたり加熱、攪拌することにより重合を行い、シェル用樹脂粒子を調製した。 To this surfactant solution, a polymerization initiator solution in which 10 g of potassium persulfate was dissolved in 200 g of ion-exchanged water was added, the temperature was adjusted to 80 ° C., and the following monomer mixture was added dropwise over 100 minutes. Polymerization was performed by heating and stirring at 80 ° C. for 2 hours to prepare resin particles for shells.
スチレン 570g
n−ブチルアクリレート 165g
メタクリル酸 70g
n−オクチルメルカプタン 5.5g
《トナー1の作製》
(着色剤粒子分散液1の調製)
ポリオキシエチレン(2)ドデシルエーテル硫酸ナトリウム90部をイオン交換水1600部に撹拌溶解した。この溶液を撹拌しながら、カーボンブラック「リーガル330」(キャボット社製)400部を徐々に添加し、次いで、撹拌装置「クレアミックス」(エムテクニック社製)を用いて分散処理を行い、着色剤粒子分散液1を調製した。
Styrene 570g
165 g of n-butyl acrylate
Methacrylic acid 70g
n-octyl mercaptan 5.5 g
<< Production of Toner 1 >>
(Preparation of Colorant Particle Dispersion 1)
90 parts of polyoxyethylene (2) sodium dodecyl ether sulfate was dissolved in 1600 parts of ion-exchanged water with stirring. While stirring this solution, 400 parts of carbon black “Regal 330” (Cabot Corporation) is gradually added, followed by a dispersion treatment using a stirring device “Claremix” (Mtechnic Co., Ltd.), and a coloring agent. A particle dispersion 1 was prepared.
(塩析/融着(会合・融着)工程)(コア部の形成)
420.7部(固形分換算)の樹脂粒子1と、イオン交換水900部と、着色剤粒子分散液1 200部とを、温度センサー、冷却管、窒素導入装置、撹拌装置を取り付けた反応容器に入れて撹拌した。容器内の温度を30℃に調整した後、この溶液に5モル/リットルの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを8〜11に調整した。
(Salting out / fusion (association / fusion) process) (core formation)
Reaction vessel equipped with 420.7 parts (in terms of solid content) of resin particles 1, 900 parts of ion-exchanged water, and 200 parts of colorant particle dispersion 1, and a temperature sensor, a cooling pipe, a nitrogen introducing device, and a stirring device. And stirred. After adjusting the temperature in a container to 30 degreeC, 5 mol / liter sodium hydroxide aqueous solution was added to this solution, and pH was adjusted to 8-11.
次いで、塩化マグネシウム・6水和物2部をイオン交換水1000部に溶解した水溶液を、撹拌下、30℃にて10分間かけて添加した。3分間放置した後に昇温を開始し、この系を60分間かけて65℃まで昇温した。コルターマルチサイザー3にて粒子径を確認しながら、体積メディアン径が6.5μmになった時点で、塩化ナトリウム40.2部をイオン交換水1000部に溶解した水溶液を添加して粒径成長を停止させ、さらに、熟成処理として液温度70℃にて1時間にわたり加熱撹拌することにより融着を継続させ、コア部1を形成した。 Next, an aqueous solution in which 2 parts of magnesium chloride hexahydrate was dissolved in 1000 parts of ion-exchanged water was added over 10 minutes at 30 ° C. with stirring. After standing for 3 minutes, the temperature was raised and the system was heated to 65 ° C. over 60 minutes. While confirming the particle diameter with the Coulter Multisizer 3, when the volume median diameter reached 6.5 μm, an aqueous solution in which 40.2 parts of sodium chloride was dissolved in 1000 parts of ion-exchanged water was added to increase the particle diameter. Further, as a ripening treatment, the fusion was continued by heating and stirring at a liquid temperature of 70 ° C. for 1 hour, whereby the core portion 1 was formed.
(シェル層の形成(シェリング操作))
次いで、65℃においてシェル用樹脂粒子を96部(固形分換算)添加し、さらに塩化マグネシウム・6水和物2部をイオン交換水1000部に溶解した水溶液を、10分間かけて添加した後、70℃(シェル化温度)まで昇温し、1時間にわたり撹拌を継続し、コア部1の表面に、シェル層用樹脂粒子1の粒子を融着させた後、75℃で20分熟成処理を行い、シェル層を形成させた。
(Formation of shell layer (shelling operation))
Next, 96 parts of resin particles for shells were added at 65 ° C. (in terms of solid content), and an aqueous solution in which 2 parts of magnesium chloride hexahydrate was dissolved in 1000 parts of ion-exchanged water was added over 10 minutes. The temperature is raised to 70 ° C. (shelling temperature), stirring is continued for 1 hour, and the particles of the resin particles 1 for the shell layer are fused to the surface of the core portion 1, followed by aging treatment at 75 ° C. for 20 minutes. And a shell layer was formed.
ここで、塩化ナトリウム40.2部を加え、8℃/分の条件で30℃まで冷却し、生成した融着粒子を濾過し、45℃のイオン交換水で繰り返し洗浄し、その後、40℃の温風で乾燥することにより、コア部表面にシェル層を有する体積メディアン径6.6μmのトナー母体1を得た。 Here, 40.2 parts of sodium chloride was added, cooled to 30 ° C. under the condition of 8 ° C./min, and the generated fused particles were filtered and repeatedly washed with 45 ° C. ion-exchanged water. By drying with warm air, a toner base 1 having a volume median diameter of 6.6 μm and having a shell layer on the surface of the core was obtained.
(外添剤処理)
トナー母体1に疎水性シリカ(数平均一次粒径=12nm、疎水化度=68)を1質量%及び疎水性酸化チタン(数平均一次粒径=20nm、疎水化度=63)を1.2質量%添加し、ヘンシェルミキサーにより混合してトナー1を調製した。
(External additive treatment)
Toner base 1 is 1% by weight of hydrophobic silica (number average primary particle size = 12 nm, degree of hydrophobicity = 68) and 1.2% of hydrophobic titanium oxide (number average primary particle size = 20 nm, degree of hydrophobicity = 63). Toner 1 was prepared by adding a mass% and mixing with a Henschel mixer.
《トナー2〜6の作製》
トナー1の作製において、樹脂粒子1を樹脂粒子2〜6に変更した以外は同様にしてそれぞれ体積メディアン径6.6μmのトナー2〜6を作製した。
<< Production of Toners 2-6 >>
Toners 1 to 6 having a volume median diameter of 6.6 μm were prepared in the same manner except that the resin particles 1 were changed to resin particles 2 to 6 in the production of the toner 1.
《現像剤の調製》
次いで、上記調製した各トナーに対して、シリコン樹脂を被覆した体積平均粒径50μmのフェライトキャリアを混合し、それぞれトナー濃度が6%の現像剤1〜6を調製した。
<< Preparation of developer >>
Next, a ferrite carrier having a volume average particle diameter of 50 μm coated with a silicone resin was mixed with each of the toners prepared above, and developers 1 to 6 having a toner concentration of 6% were prepared.
《評価》
作製したトナーについて下記測定及び評価を行った。
<Evaluation>
The produced toner was measured and evaluated as follows.
(残存モノマーの定量)
トナー中の残存モノマー量は、前述したヘッドスペースガスクロマトグラフィーにより定量した。
(Quantification of residual monomer)
The amount of residual monomer in the toner was quantified by the headspace gas chromatography described above.
(樹脂粒子のMw及びMnの測定)
トナーの結着樹脂のMw及びMnは前述したGPC(ゲルパーミュエーションクロマトグラフ)により、メンブランフィルターにて着色剤を除去した後、測定した。
(Measurement of Mw and Mn of resin particles)
Mw and Mn of the binder resin of the toner were measured after removing the colorant with a membrane filter by the GPC (gel permeation chromatograph) described above.
(プリント画像の作成)
評価は、デジタルカラー複合機bizhub PRO C500(コニカミノルタビジネステクノロジーズ製)に、上記で作製した現像剤を順番に装填し、20℃、55%RHの環境で、以下の項目について行った。プリントは、画素率が10%の画像(文字画像が7%、人物顔写真、ベタ白画像、ベタ黒画像がそれぞれ1/4等分にあるオリジナル画像)をA4版上質紙(64g/m2)に行った。
(Create print image)
The evaluation was performed on the following items in an environment of 20 ° C. and 55% RH by sequentially loading the developer prepared above into a digital color multifunction machine bizhub PRO C500 (manufactured by Konica Minolta Business Technologies). The print is an A4 size fine paper (64 g / m 2 ) of an image with a pixel rate of 10% (original image with character image 7%, human face photo, solid white image, solid black image each 1/4). )
〈低温定着性〉
上記評価機の定着装置の加熱ローラー表面温度を、紙表面温度が80〜150℃の範囲内で10℃刻みで変化するように変更し、各変更温度でトナー画像を定着して定着画像を作製した。なお、プリント画像の作成に当たっては、A4版サイズの上質紙(80g/m2)を使用した。
<Low temperature fixability>
The heating roller surface temperature of the fixing device of the evaluation machine is changed so that the paper surface temperature changes within a range of 80 to 150 ° C. in increments of 10 ° C., and the toner image is fixed at each changed temperature to produce a fixed image. did. In creating the printed image, high-quality paper (80 g / m 2 ) of A4 size was used.
定着して得られたプリント画像の定着強度を、「電子写真技術の基礎と応用:電子写真学会編」第9章1.4項に記載のメンディングテープ剥離法に準じた方法を用いて定着率により評価した。 The fixing strength of the printed image obtained by fixing is fixed using a method in accordance with the mending tape peeling method described in Chapter 9 Section 1.4 of “Basics and Applications of Electrophotographic Technology: Electrophotographic Society”. The rate was evaluated.
具体的には、トナーの付着量が0.6mg/cm2である2.54cm角のベタ黒プリント画像を作成した後、スコッチメンディングテープ(住友3M社製)で剥離する前後の画像濃度を測定し、画像濃度の残存率を定着率として求めた。
Specifically, after creating a 2.54 cm square solid black print image with a toner adhesion amount of 0.6 mg / cm 2 , the image density before and after peeling with a scotch mending tape (manufactured by
定着率が95%以上得られた転写材(紙)表面温度を最低定着温度とする。なお、転写材(紙)表面温度は非接触温度計で測定した。なお、画像濃度は反射濃度計「RD−918」(マクベス社製)で測定した。 The transfer material (paper) surface temperature at which the fixing rate is 95% or more is defined as the minimum fixing temperature. The surface temperature of the transfer material (paper) was measured with a non-contact thermometer. The image density was measured with a reflection densitometer “RD-918” (manufactured by Macbeth).
評価基準
◎:最低定着温度100℃未満での定着が可能
○:最低定着温度100℃以上、130℃未満での定着が可能
×:最低定着温度130℃以上での定着が可能
〈転写抜け〉
画像濃度0.4のハーフトーン画像を、A4版上質紙(64g/m2)に100枚、両面プリントし、転写抜けによるホワイトスポットの発生を目視にて評価した。
Evaluation criteria A: Fixing is possible at a minimum fixing temperature of less than 100 ° C. ○: Fixing is possible at a minimum fixing temperature of 100 ° C. or more and less than 130 ° C. ×: Fixing is possible at a minimum fixing temperature of 130 ° C. or more.
100 half-tone images having an image density of 0.4 were printed on both sides of A4 quality fine paper (64 g / m 2 ), and the occurrence of white spots due to missing transfer was visually evaluated.
評価基準
◎:全く転写抜けなし
○:プリント100枚当たり、裏面のみ1〜2個の転写抜けが存在するが、凝視しなければできないため実用上問題ない
△:プリント50枚当たり、1〜2個の明瞭な転写抜けが存在し、実用上やや問題あり
×:プリント50枚当たり、表裏関係なく、5個以上の明瞭な転写抜けが存在し実用上問題あり。
Evaluation criteria ◎: No transfer omissions ○: 1 to 2 transfer omissions exist only on the back side per 100 sheets of prints, but there is no practical problem because they must be stared. △: 1 to 2 units per 50 prints There is a slight problem in practical use, and there is a problem in practical use. X: There are five or more clear transfer defects in 50 prints regardless of the front and back, and there is a problem in practical use.
〈ハーフトーンムラ〉
転写抜け評価にてプリントした100枚目の画像を用いて、当該画像を目視で評価した。評価は以下の通りである。
<Half tone unevenness>
Using the 100th image printed in the transfer omission evaluation, the image was visually evaluated. The evaluation is as follows.
◎:ムラが認められない
○:かすかなムラが確認されるが実用上問題なし
×:ムラが認められ実用上問題あり
〈スジ状欠陥〉
転写抜け、ハーフトーンムラ評価終了後、高温高湿環境(33℃、80%RH)で10000枚のプリントを行い、10000枚目のプリント画像のハーフトーン部を目視で観察し、傷の有無の評価を行った。
◎: Unevenness is not recognized ○: Slight unevenness is confirmed but there is no practical problem ×: Unevenness is recognized and there is practical problem <Striped defect>
After completion of evaluation of transfer omission and halftone unevenness, 10000 sheets were printed in a high-temperature and high-humidity environment (33 ° C., 80% RH), and the halftone portion of the 10,000th printed image was visually observed to check for scratches. Evaluation was performed.
◎:傷なし、問題なし
○:傷1箇所、実用上問題ないレベル
△:傷2箇所で、実用可能なレベル
×:傷3箇所以上、実用上問題となるレベル
〈画像形成時の臭気〉
軽印刷業に従事する10人にモニターになってもらい、上記スジ状欠陥評価の10000枚目の画像終了後の定着部における臭気を評価した。
◎: No scratch, no problem ○: Level of scratches, no problem in practical use △: Level of practical use in two scratches ×: Level of practical use in three or more scratches <Odor during image formation>
Ten people engaged in the light printing industry became monitors, and the odor at the fixing portion after the end of the 10,000th image of the streak defect evaluation was evaluated.
◎:10人中8人以上が臭気が気にならない
○:10人中6人以上が多少においがあるものの不快ではない
×:10人中5人以上が臭気による不快を訴えた
以上のトナーの測定及び評価の結果を表2、3に示す。
◎: 8 or more of 10 people do not care about odor ○: 6 or more of 10 people have some odor but are not uncomfortable ×: 5 or more of 10 people complain of discomfort due to odor The results of measurement and evaluation are shown in Tables 2 and 3.
表より本発明のトナーは、低温定着性と耐熱保存性(転写抜け、ハーフトーンムラ、スジ故障等の画像欠陥がない)を両立するとともに、臭気を発生しない静電荷像現像用トナーであることが分かる。 From the table, the toner of the present invention is a toner for developing an electrostatic image that has both low-temperature fixability and heat-resistant storage stability (no image defects such as transfer loss, halftone unevenness, streak failure, etc.) and does not generate odor. I understand.
1 画像形成装置
9Y、9M、9C、9K 画像形成ユニット
6 中間転写体
17 定着装置
T トナー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
一般式(1) H2C=CH−COOR
(式中、Rは炭素数が3〜12のアルキル基を表す。) In the toner for developing an electrostatic image containing a resin obtained by copolymerizing a polymerizable monomer containing a compound represented by the following general formula (1), the composition of the compound represented by the general formula (1) with respect to the resin The ratio is 20 to 45% by mass, the volatilization amount of the compound represented by the general formula (1) is 5 ppm or less with respect to the electrostatic image developing toner, and the glass transition point is 20 to 40 ° C. A toner for developing an electrostatic charge image.
Formula (1) H 2 C = CH -COOR
(In the formula, R represents an alkyl group having 3 to 12 carbon atoms.)
一般式(1) H2C=CH−COOR
(式中、Rは炭素数が3〜12のアルキル基を表す。) For electrostatic image development, comprising the steps of copolymerizing a polymerizable monomer containing a compound represented by the following general formula (1) to polymerize resin particles, and aggregating and fusing the resin particles and colorant particles In the toner production method, in the polymerization step, the polymerization reaction is performed n times (where n is 2 or more), and the polymerization initiator is added in two portions. 30% by mass or more of the polymerization initiator amount is charged, and when the polymerization rate of the n-th polymerization reaction becomes 90% or more, the remaining polymerization initiator amount is charged. Toner manufacturing method.
Formula (1) H 2 C = CH -COOR
(In the formula, R represents an alkyl group having 3 to 12 carbon atoms.)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006304944A JP2008122560A (en) | 2006-11-10 | 2006-11-10 | Toner for electrostatic charge image development and method for manufacturing same |
Applications Claiming Priority (1)
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