JP2018120166A - Toner for electrostatic charge image development and method for manufacturing toner for electrostatic charge image development - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、静電荷像現像用トナー及び静電荷像現像用トナーの製造方法に関し、特に、耐熱保管性に優れ、高温又は室温に長期間保管しても低温定着性に優れた静電荷像現像用トナー及び静電荷像現像用トナー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 an electrostatic charge image developing toner, and in particular, an electrostatic charge image development excellent in heat-resistant storage stability and excellent in low-temperature fixability even when stored at high temperature or room temperature for a long time. The present invention relates to a toner for producing a toner and a method for producing a toner for developing an electrostatic image.
近年、電子写真方式の画像形成装置において、プリントスピードの高速化、環境負荷低減等を目的とした一層の省エネルギー化を図るために、より低い温度で熱定着される静電荷像現像用トナー(以下、単に「トナー」ともいう。)が要求されている。このようなトナーにおいては、結着樹脂の溶融温度や溶融粘度を下げることが必要であり、結晶性ポリエステル樹脂等の結晶性樹脂を添加することで、低温定着性を向上させたトナーが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、結晶性樹脂を含有するトナーにおいては、トナーの製造時に結晶性樹脂の融点以上に加熱した場合、結晶性樹脂が非晶性樹脂と相溶してしまう。この状態のまま製品として出荷された後、高温で保管された際に、トナー中において相溶している結晶性樹脂の結晶化が進行してしまい、低温定着性が悪化してしまうという問題があった。
In recent years, in an electrophotographic image forming apparatus, an electrostatic image developing toner (hereinafter referred to as a toner for developing an electrostatic image) that is thermally fixed at a lower temperature in order to further save energy for the purpose of increasing the printing speed and reducing the environmental load. Simply called “toner”). In such toner, it is necessary to lower the melting temperature and melt viscosity of the binder resin, and a toner having improved low-temperature fixability by adding a crystalline resin such as a crystalline polyester resin has been proposed. (For example, refer to Patent Document 1).
However, in a toner containing a crystalline resin, the crystalline resin is compatible with the amorphous resin when heated to a temperature higher than the melting point of the crystalline resin during the production of the toner. After being shipped as a product in this state, when stored at a high temperature, crystallization of the crystalline resin that is compatible in the toner proceeds, and the low-temperature fixability deteriorates. there were.
この高温保管による低温定着性能の悪化を抑制する手段として、熱処理が知られている。トナーの軟化温度以下で長時間加熱処理することにより、相溶している結晶性樹脂の再結晶化を進行させる。これによりトナーが高温で保管された際に低温定着性の悪化を抑制できることが報告されている(例えば、特許文献2参照。)。
しかしながら、トナーが室温で保管された際にも、低温定着性が悪化することがある。この観点から、トナーが高温下又は室温下に保管された際でもトナー性能を維持する検討の余地が残されていた。
Heat treatment is known as a means for suppressing deterioration in low-temperature fixing performance due to high-temperature storage. Recrystallization of the compatible crystalline resin proceeds by heat treatment for a long time below the softening temperature of the toner. As a result, it has been reported that deterioration of low-temperature fixability can be suppressed when the toner is stored at a high temperature (see, for example, Patent Document 2).
However, when the toner is stored at room temperature, the low-temperature fixability may be deteriorated. From this point of view, there remains room for studying toner performance even when the toner is stored at high temperature or room temperature.
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、耐熱保管性に優れており、高温又は室温に長期間保管しても低温定着性に優れた静電荷像現像用トナー及び静電荷像現像用トナー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-mentioned problems and circumstances, and the solution is to have excellent heat-resistant storage properties, and electrostatic charge image development that has excellent low-temperature fixability even when stored at high temperature or room temperature for a long period of time. And a method for producing an electrostatic charge image developing toner.
本発明は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において、トナーの長期保管前後の結晶量に相当するΔH C の差分及びエンタルピー緩和量に相当するΔHAの差分を規定値以内に収めることにより、耐熱保管性に優れ、高温又は室温にトナーを長期間保管しても低温定着性の悪化を抑制することができることを見いだし本発明に至った。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
1.少なくとも結晶性樹脂、非晶性樹脂及び離型剤を含有するトナー母体粒子を含む静電荷像現像用トナー(以下、「トナー」ともいう。)であって、
示差走査熱量計により測定される前記トナーのDSC曲線において、
前記トナーのガラス転移温度をTgとし、
結晶性樹脂に由来する吸熱ピークに基づく吸熱量をΔHC(J/g)とし、非晶性樹脂に由来するエンタルピー緩和に基づく吸熱ピークの吸熱量をΔHA(J/g)としたとき、
第1の保管条件[Tg+10℃・湿度50%RH・24時間]にて前記トナーが保管された場合において、下記式(1)を満たし、かつ、
第2の保管条件[Tg−10℃・湿度50%RH・500時間]にて前記トナーが保管された場合において、下記式(2)を満たすことを特徴とする静電荷像現像用トナー。
ΔHC(保管後)−ΔHC(保管前)≦1.0(J/g) 式(1)
ΔHA(保管後)−ΔHA(保管前)≦1.0(J/g) 式(2)
The present invention is to solve the above problems, in the process to consider the cause etc. of the problems, defines the difference between [Delta] H A corresponding to the difference and enthalpy relaxation of [Delta] H C corresponding to the long-term storage before and after crystallization of the toner It was found that by being within the range, the heat storage stability was excellent, and deterioration of the low-temperature fixability could be suppressed even when the toner was stored at a high temperature or room temperature for a long period of time.
That is, the said subject which concerns on this invention is solved by the following means.
1. An electrostatic charge image developing toner (hereinafter, also referred to as “toner”) including toner base particles containing at least a crystalline resin, an amorphous resin, and a release agent.
In the DSC curve of the toner measured by a differential scanning calorimeter,
The glass transition temperature of the toner is Tg,
When the endothermic amount based on the endothermic peak derived from the crystalline resin is ΔH C (J / g), and the endothermic amount based on the enthalpy relaxation derived from the amorphous resin is ΔH A (J / g),
When the toner is stored under the first storage condition [Tg + 10 ° C./humidity 50% RH / 24 hours], the following formula (1) is satisfied, and
An electrostatic charge image developing toner satisfying the following formula (2) when the toner is stored under a second storage condition [Tg-10 ° C./humidity 50% RH / 500 hours].
ΔH C (after storage) −ΔH C (before storage) ≦ 1.0 (J / g) Formula (1)
[Delta] H A (after storage) - [Delta] H A (before storage) ≦ 1.0 (J / g) (2)
2.前記結晶性樹脂の融点Tmが、70〜80℃の範囲内であることを特徴とする第1項に記載の静電荷像現像用トナー。 2. 2. The electrostatic charge image developing toner according to item 1, wherein the crystalline resin has a melting point Tm in a range of 70 to 80 ° C.
3.前記トナー中の全樹脂量に対して前記結晶性樹脂の含有量が、5〜15質量%の範囲内であることを特徴とする第1項又は第2項に記載の静電荷像現像用トナー。 3. 3. The toner for developing an electrostatic charge image according to item 1 or 2, wherein the content of the crystalline resin is in the range of 5 to 15% by mass with respect to the total resin amount in the toner. .
4.第1項から第3項までのいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナーを製造する静電荷像現像用トナーの製造方法であって、
少なくとも結晶性樹脂、非晶性樹脂及び離型剤を含有するトナー母体粒子と、水系溶媒とを含む分散液を用い、下記第1工程〜第3工程を経て前記トナーを製造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。
第1工程:前記結晶性樹脂の融点Tm以上の温度に加熱された前記分散液を、1℃/分以上の冷却速度でトナーのTg以下の温度まで冷却する工程
第2工程:前記第1の工程後、前記分散液の温度を下記式を満たすT1(℃)の温度に1時間以上保持する工程
Tg+5℃≦T1≦結晶性樹脂のTm−5℃
第3工程:前記第2の工程後、前記分散液の温度を下記式を満たすT2(℃)の温度に1時間以上保持する工程
Tg−20℃≦T2<Tg
4). An electrostatic charge image developing toner manufacturing method for manufacturing the electrostatic charge image developing toner according to any one of Items 1 to 3,
The toner is produced through the following first to third steps using a dispersion liquid containing toner base particles containing at least a crystalline resin, an amorphous resin and a release agent, and an aqueous solvent. A method for producing a toner for developing an electrostatic charge image.
1st process: The process which cools the said dispersion liquid heated to the temperature more than melting | fusing point Tm of the said crystalline resin to the temperature below Tg of a toner with the cooling rate of 1 degree-C / min or more 2nd process: Said 1st After the step, the step of maintaining the temperature of the dispersion at a temperature of T1 (° C.) satisfying the following formula for 1 hour or more Tg + 5 ° C. ≦ T1 ≦ Tm−5 ° C. of crystalline resin
Third step: After the second step, the temperature of the dispersion is maintained at a temperature of T2 (° C.) satisfying the following formula for 1 hour or more. Tg−20 ° C. ≦ T2 <Tg
5.前記第3の工程において、
下記式を満たすT2(℃)の温度(条件下)にて熱処理を行うことを特徴とする第4項に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
Tg−15℃≦T2≦Tg−10℃
5. In the third step,
5. The method for producing a toner for developing an electrostatic charge image according to item 4, wherein the heat treatment is performed at a temperature (condition) of T2 (° C.) satisfying the following formula.
Tg-15 ° C ≦ T2 ≦ Tg-10 ° C
本発明の上記手段により、耐熱保管性に優れ、高温又は室温に長期間保管しても低温定着性に優れた静電荷像現像用トナー及び静電荷像現像用トナーの製造方法を提供することができる。
本発明の効果の発現機構又は作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
トナーの高温保管による低温定着性能の悪化は、保管中における結晶性樹脂の結晶化の進行によるものである。トナー内の結晶量が増加するほど、それを溶融する熱エネルギー量も増大し、定着温度が高くなってしまうことから、低温定着性が悪化してしまうと考えられる。トナーの示差走査熱量測定によって得られる吸熱ピーク(融解ピーク)に基づく吸熱量は、トナー中の結晶量に相当すると考えられ、本発明では「ΔHC(J/g)」と表記する。したがって、トナーの長期保管前後の結晶量に相当するΔHCの差分が小さいほど、低温定着性の悪化幅は小さくなる。
一方、トナーの室温保管による低温定着性能の悪化は、保管中における非晶性樹脂のエンタルピー緩和の進行によるものである。非晶性樹脂は、ガラス転移温度(以下、Tgともいう。)より高い温度では、熱力学的に安定な平衡状態である。この状態から冷却していくと、Tgより低い温度では、平衡状態よりも過剰堆積又は過剰エンタルピーを有した熱力学的に不安定な非平衡状態になる。これは、Tgより低い温度下において、温度に対して体積の収縮が追いつかなくなるためである。このとき、速い速度で冷却するほど、体積の収縮が追いつかず、過剰エンタルピーは大きくなる。引き続きTgより低い温度に長期保管された場合において、この過剰エンタルピーは時間とともに熱力学的に安定な平衡状態へと向かって減少していく。この現象を「エンタルピー緩和」とよぶ。本発明では、エンタルピー緩和が生じた前後のエンタルピー量の差分を「エンタルピー緩和量」と定義する。
一般的な乳化凝集法によるトナー製造における冷却工程では、結晶性物質に起因するトナー母体粒子の異形化を抑制するため、結晶性物質の結晶化温度の周辺温度域を急冷する必要がある。それによりトナー母体粒子が過剰エンタルピーを有した状態となってしまうことが多い。
上記エンタルピー緩和量は、示差走査熱量測定によって観察でき、本発明では「ΔHA(J/g)」と表記する。トナー内のエンタルピー緩和量ΔHAが増加するほど、そのエンタルピー緩和を解消して樹脂が溶融する熱エネルギー量が増大することから定着温度が高くなってしまい、低温定着性が悪化してしまうと考えられる。したがって、トナーの長期保管前後のエンタルピー緩和量に相当するΔHAの差分が小さいほど、低温定着性の悪化幅は小さくなる。
したがって、トナーの長期保管前後の結晶量に相当するΔHCの差分及びエンタルピー緩和量に相当するΔHAの差分を上記規定値以内に収めることにより、高温又は室温にトナーが曝露されても低温定着性の悪化を抑制することができる。
By the above-mentioned means of the present invention, it is possible to provide a toner for developing an electrostatic charge image and a method for producing a toner for developing an electrostatic charge image that are excellent in heat-resistant storage properties and excellent in low-temperature fixability even when stored at a high temperature or room temperature for a long time. it can.
The expression mechanism or action mechanism of the effect of the present invention is not clear, but is presumed as follows.
The deterioration of the low-temperature fixing performance due to high-temperature storage of the toner is due to the progress of crystallization of the crystalline resin during storage. As the amount of crystals in the toner increases, the amount of heat energy that melts the toner also increases and the fixing temperature increases, so the low-temperature fixability is considered to deteriorate. The endothermic amount based on the endothermic peak (melting peak) obtained by the differential scanning calorimetry of the toner is considered to correspond to the amount of crystals in the toner, and is expressed as “ΔH C (J / g)” in the present invention. Accordingly, as the difference of [Delta] H C corresponding to the long-term storage before and after the crystal amount of the toner is small, worsening the width of the low-temperature fixing property is reduced.
On the other hand, the deterioration of the low-temperature fixing performance due to storage of the toner at room temperature is due to the progress of relaxation of the enthalpy of the amorphous resin during storage. The amorphous resin is in a thermodynamically stable equilibrium state at a temperature higher than the glass transition temperature (hereinafter also referred to as Tg). Cooling from this state results in a thermodynamically unstable non-equilibrium state with a higher deposition or excess enthalpy than the equilibrium state at temperatures below Tg. This is because the volume shrinkage cannot catch up with the temperature under a temperature lower than Tg. At this time, the faster the cooling, the more the volume shrinkage cannot catch up, and the excess enthalpy increases. When stored at a temperature lower than Tg for a long time, this excess enthalpy decreases with time toward a thermodynamically stable equilibrium state. This phenomenon is called “enthalpy relaxation”. In the present invention, the difference between the enthalpy amounts before and after the occurrence of enthalpy relaxation is defined as “enthalpy relaxation amount”.
In a cooling process in toner production by a general emulsion aggregation method, it is necessary to rapidly cool the peripheral temperature range of the crystallization temperature of the crystalline substance in order to suppress the deformation of the toner base particles due to the crystalline substance. As a result, the toner base particles often have an excess enthalpy.
The amount of enthalpy relaxation can be observed by differential scanning calorimetry, and is expressed as “ΔH A (J / g)” in the present invention. Higher enthalpy relaxation amount [Delta] H A in the toner is increased, the fixing temperature because it eliminates the enthalpy relaxation resin thermal energy amount increases to melt becomes too high, the low temperature fixability are deteriorated considered It is done. Accordingly, as the difference of [Delta] H A corresponding to the enthalpy relaxation amount before and after long-term storage of the toner is small, worsening the width of the low-temperature fixing property is reduced.
Therefore, by keeping the difference [Delta] H A corresponding to the difference and enthalpy relaxation of [Delta] H C corresponding to the long-term storage before and after the crystal amount of the toner within the prescribed value, the low-temperature fixing even toner is exposed to a high temperature or room temperature Sexual deterioration can be suppressed.
一般的に結晶性樹脂の結晶化は、結晶性樹脂のTgより高く、結晶性樹脂の融点より低い温度で進行する。しかし、結晶性樹脂の周囲にメインバインダーである非晶性樹脂が多く存在する場合、結晶性樹脂単独で運動することはできない。そのため、非晶性樹脂を含めたトナー粒子のTg以上で結晶性樹脂の結晶化が進行すると考えられる。
そこでまず、結晶化が十分に進行する条件として、上記第1の条件を設定した。この条件での保管前後のトナー内の結晶量の差がΔHC(保管後)−ΔHC(保管前)であり、この値が小さいほど保管中に結晶化が進行しにくいことを意味する。すなわち、高温でトナーが保管された際の結晶性樹脂に由来する低温定着性の悪化を抑制できる。
一方、非晶性樹脂のエンタルピー緩和は、Tgより低い温度で進行する。そこで、エンタルピー緩和が十分に進行する条件として上記第2の条件を設定した。この条件にて保管した前後のトナーのエンタルピー緩和量の差がΔHA(保管後)−ΔHA(保管前)であり、この値が小さいほど保管中にエンタルピー緩和が進行しにくいことを意味する。すなわち、室温でトナーを保管した際の非晶性樹脂に由来する低温定着性の悪化を抑制できる。なお、第1の条件ではエンタルピー緩和は進行せず、第2の条件では結晶化は進行しない。そのため、第1の条件ではΔHCのみ、第2の条件ではΔHAのみ規定している。
In general, crystallization of a crystalline resin proceeds at a temperature higher than the Tg of the crystalline resin and lower than the melting point of the crystalline resin. However, when there are many amorphous resins as the main binder around the crystalline resin, the crystalline resin alone cannot move. For this reason, it is considered that the crystallization of the crystalline resin proceeds at Tg or more of the toner particles including the amorphous resin.
Therefore, first, the first condition was set as a condition for sufficient crystallization. The difference in the amount of crystals in the toner before and after storage under this condition is ΔH C (after storage) −ΔH C (before storage), and the smaller this value, the less the crystallization proceeds during storage. That is, it is possible to suppress the deterioration of the low temperature fixability derived from the crystalline resin when the toner is stored at a high temperature.
On the other hand, the enthalpy relaxation of the amorphous resin proceeds at a temperature lower than Tg. Therefore, the second condition is set as a condition for sufficiently promoting enthalpy relaxation. Difference in enthalpy relaxation of the longitudinal and stored at this condition the toner is [Delta] H A (after storage) - [Delta] H A (before storage), means enthalpy relaxation can hardly proceeds during storage smaller the value . That is, it is possible to suppress the deterioration of the low-temperature fixability derived from the amorphous resin when the toner is stored at room temperature. Note that enthalpy relaxation does not proceed under the first condition, and crystallization does not proceed under the second condition. Therefore, in the first condition [Delta] H C only, in the second condition is defined only [Delta] H A.
本発明の静電荷像現像用トナーは、少なくとも結晶性樹脂、非晶性樹脂及び離型剤を含有するトナー母体粒子を含む静電荷像現像用トナーであって、示差走査熱量計により測定される前記トナーのDSC曲線において、前記トナーのガラス転移温度をTgとし、結晶性樹脂に由来する吸熱ピークに基づく吸熱量をΔHC(J/g)とし、非晶性樹脂に由来するエンタルピー緩和に基づく吸熱ピークの吸熱量をΔHA(J/g)としたとき、前記第1の保管条件にて前記トナーが保管された場合において、上記式(1)を満たし、かつ、前記第2の保管条件にて前記トナーが保管された場合において、上記式(2)を満たすことを特徴とする。この特徴は、各請求項に係る発明に共通又は対応する技術的特徴である。
本発明の実施態様としては、前記結晶性樹脂の融点Tmが、70〜80℃の範囲内であることが、低温定着性及び耐熱性の点で好ましい。
また、前記トナー中の全樹脂量に対して前記結晶性樹脂の含有量が、5〜15質量%の範囲内であることが、低温定着性、トナーの製造性及び製造性に起因する耐熱性の点で好ましい。
The electrostatic image developing toner of the present invention is an electrostatic image developing toner containing toner base particles containing at least a crystalline resin, an amorphous resin and a release agent, and is measured by a differential scanning calorimeter. In the DSC curve of the toner, the glass transition temperature of the toner is Tg, the endothermic amount based on the endothermic peak derived from the crystalline resin is ΔH C (J / g), and it is based on the enthalpy relaxation derived from the amorphous resin. When the endothermic amount of the endothermic peak is ΔH A (J / g), when the toner is stored under the first storage condition, the above formula (1) is satisfied and the second storage condition is satisfied. When the toner is stored in (3), the above formula (2) is satisfied. This feature is a technical feature common to or corresponding to the claimed invention.
As an embodiment of the present invention, the melting point Tm of the crystalline resin is preferably in the range of 70 to 80 ° C. from the viewpoint of low temperature fixability and heat resistance.
In addition, the content of the crystalline resin in the range of 5 to 15% by mass with respect to the total resin amount in the toner is low temperature fixability, heat resistance due to toner manufacturability and manufacturability. This is preferable.
本発明の静電荷像現像用トナーの製造方法は、少なくとも結晶性樹脂、非晶性樹脂及び離型剤を含有するトナー母体粒子と、水系溶媒とを含む分散液を用い、下記第1工程〜第3工程を経て前記トナーを製造することを特徴とする。
第1工程:前記結晶性樹脂の融点Tm以上の温度に加熱された前記分散液を、1℃/分以上の冷却速度でトナーのTg以下の温度まで冷却する工程
第2工程:前記第1の工程後、前記分散液の温度を下記式を満たすT1(℃)の温度に1時間以上保持する工程
Tg+5℃≦T1≦結晶性樹脂のTm−5℃
第3工程:前記第2の工程後、前記分散液の温度を下記式を満たすT2(℃)の温度に1時間以上保持する工程
Tg−20℃≦T2<Tg
The method for producing a toner for developing an electrostatic charge image according to the present invention uses a dispersion liquid containing toner base particles containing at least a crystalline resin, an amorphous resin and a release agent, and an aqueous solvent. The toner is manufactured through a third step.
1st process: The process which cools the said dispersion liquid heated to the temperature more than melting | fusing point Tm of the said crystalline resin to the temperature below Tg of a toner with the cooling rate of 1 degree-C / min or more 2nd process: Said 1st After the step, the step of maintaining the temperature of the dispersion at a temperature of T1 (° C.) satisfying the following formula for 1 hour or more Tg + 5 ° C. ≦ T1 ≦ Tm−5 ° C. of crystalline resin
Third step: After the second step, the temperature of the dispersion is maintained at a temperature of T2 (° C.) satisfying the following formula for 1 hour or more. Tg−20 ° C. ≦ T2 <Tg
前記第1の工程における条件で冷却することにより、離型剤のトナー表面への露出によるトナーの異形化を防ぐことができ、前記第2の工程を行うことにより、結晶性樹脂の結晶化の進行が促進される。また。前記第3の工程を行うことにより、非晶性樹脂のエンタルピー緩和の進行が促進される。 By cooling under the conditions in the first step, it is possible to prevent the toner from being deformed due to the exposure of the release agent to the toner surface. By performing the second step, the crystalline resin is crystallized. Progress is promoted. Also. By performing the third step, the progress of enthalpy relaxation of the amorphous resin is promoted.
また、前記第3の工程において、下記式を満たすT2(℃)の温度(条件下)にて熱処理を行うことが、より短時間で、より多くエンタルピー緩和を進行させることができる点で好ましい。
Tg−15℃≦T2≦Tg−10℃
In the third step, it is preferable that the heat treatment is performed at a temperature (condition) of T2 (° C.) that satisfies the following formula in that the enthalpy relaxation can proceed more in a shorter time.
Tg-15 ° C ≦ T2 ≦ Tg-10 ° C
以下、本発明とその構成要素及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。 Hereinafter, the present invention, its components, and modes and modes for carrying out the present invention will be described in detail. In addition, in this application, "-" is used in the meaning which includes the numerical value described before and behind that as a lower limit and an upper limit.
[静電荷像現像用トナー]
本発明の静電荷像現像用トナーは、少なくとも、結晶性樹脂及び非晶性樹脂を含有する結着樹脂と、離型剤とからなるトナー母体粒子を含む。
また、示差走査熱量計により測定される前記トナーのDSC曲線において、前記トナーのガラス転移温度をTgとし、結晶性樹脂に由来する吸熱ピークに基づく吸熱量をΔHC(J/g)とし、非晶性樹脂に由来するエンタルピー緩和に基づく吸熱ピークの吸熱量をΔHA(J/g)としたとき、第1の保管条件[Tg+10℃・湿度50%RH・24時間]にて前記トナーが保管された場合において、下記式(1)を満たし、かつ、第2の保管条件[Tg−10℃・湿度50%RH・500時間]にて前記トナーが保管された場合において、下記式(2)を満たすことを特徴とする。
ΔHC(保管後)−ΔHC(保管前)≦1.0(J/g) 式(1)
ΔHA(保管後)−ΔHA(保管前)≦1.0(J/g) 式(2)
[Toner for electrostatic image development]
The electrostatic image developing toner of the present invention includes toner base particles composed of at least a binder resin containing a crystalline resin and an amorphous resin, and a release agent.
Further, in the DSC curve of the toner measured by a differential scanning calorimeter, the glass transition temperature of the toner is defined as Tg, and the endothermic amount based on the endothermic peak derived from the crystalline resin is defined as ΔH C (J / g). The toner is stored under the first storage condition [Tg + 10 ° C./humidity 50% RH / 24 hours] where ΔH A (J / g) is the endothermic peak based on the enthalpy relaxation derived from the crystalline resin. In the case where the toner is stored under the second storage condition [Tg-10 ° C./humidity 50% RH / 500 hours], the following formula (2) is satisfied. It is characterized by satisfying.
ΔH C (after storage) −ΔH C (before storage) ≦ 1.0 (J / g) Formula (1)
[Delta] H A (after storage) - [Delta] H A (before storage) ≦ 1.0 (J / g) (2)
なお、本発明において、トナー母体粒子に外添剤を添加したものをトナー粒子といい、トナー粒子の集合体をトナーという。トナー母体粒子は、一般的には、そのままでもトナー粒子として用いることもできるが、本発明においては、トナー母体粒子に外添剤を添加したものをトナー粒子として用いる。 In the present invention, toner base particles added with an external additive are referred to as toner particles, and an aggregate of toner particles is referred to as toner. The toner base particles can be used as toner particles as they are, but in the present invention, toner base particles added with an external additive are used as toner particles.
[ΔHC、ΔHA、Tgの測定方法]
トナーの示差走査熱量測定は、「ダイヤモンドDSC」(パーキンエルマー社製)を用い、昇降速度10℃/minで0℃から100℃まで昇温し、1分間100℃で等温保持する1回目の昇温過程、冷却速度10℃/minで100℃から0℃まで冷却し、1分間0℃で等温保持する冷却過程、及び昇降速度10℃/minで0℃から100℃まで昇温する2回目の昇温過程をこの順に経る測定条件(昇温・冷却条件)によって行われるものである。測定手順としては、トナー5.0mgをアルミニウム製パンに封入し、「ダイヤモンドDSC」の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。
ΔHC(保管前)、ΔHA(保管前)、及びトナーのTgは、液中にて製造し終わったトナー母体粒子をトナーの非晶性樹脂粒子の理論Tg−20℃以下の温度にて乾燥し、乾燥後そのままの温度にて24時間以内に測定するものとする。
ΔHC(保管後)及びΔHA(保管後)は、前記第1又は第2の保管条件にトナーを保管した後、トナーのTg−20℃以下の温度にて保管し、乾燥後そのままの温度にて24時間以内に測定するものとする。
[ΔH C, ΔH A, method of measuring Tg]
For the differential scanning calorimetry of the toner, “Diamond DSC” (manufactured by Perkin Elmer) was used, and the temperature was raised from 0 ° C. to 100 ° C. at a raising / lowering speed of 10 ° C./min, and kept at the same temperature at 100 ° C. for 1 minute. Cooling process, cooling from 100 ° C. to 0 ° C. at a cooling rate of 10 ° C./min, and isothermal holding at 0 ° C. for 1 minute, and second time of raising the temperature from 0 ° C. to 100 ° C. at a lifting rate of 10 ° C./min The measurement is performed under the measurement conditions (temperature increase / cooling conditions) through the temperature increase process in this order. As a measurement procedure, 5.0 mg of toner is sealed in an aluminum pan and set in a sample holder of “Diamond DSC”. The reference used an empty aluminum pan.
ΔH C (before storage), ΔH A (before storage), and Tg of the toner are calculated based on the toner base particles produced in the liquid at a theoretical Tg of the toner amorphous resin particles of −20 ° C. or lower. Dry and measure within 24 hours at the same temperature after drying.
ΔH C (after storage) and ΔH A (after storage) are the temperatures at which the toner is stored at the temperature of Tg−20 ° C. or lower after being dried under the first or second storage conditions, and the temperature is kept as it is after drying. It shall be measured within 24 hours.
(ΔHCの測定方法)
上記のトナーの示差走査熱量測定における昇温1回目に得られるDSC曲線において、結晶に由来する吸熱ピーク(融解ピーク)のピーク面積を、ダイヤモンドDSCに付属の解析ソフトを用いて算出し、結晶の吸熱量(融解熱量)(ΔHC)を求めた。結晶の吸熱ピーク面積は、ピークの高温側におけるベースラインとの交点P1から吸熱ピーク開始点近傍に向かって吸熱ピーク曲線に接線を引き、接点をP2とし、吸熱ピークとP1、P2で囲まれた面積である。図1に模式図を示す。
(Method of measuring the ΔH C)
In the DSC curve obtained at the first temperature increase in the differential scanning calorimetry of the above toner, the peak area of the endothermic peak (melting peak) derived from the crystal is calculated using the analysis software attached to the diamond DSC. The endothermic amount (heat of fusion) (ΔH C ) was determined. The endothermic peak area of the crystal is surrounded by an endothermic peak and P1, P2 with a tangent line drawn from the intersection P1 with the base line on the high temperature side of the peak toward the end point of the endothermic peak, with the contact point being P2. It is an area. A schematic diagram is shown in FIG.
(ΔHAの測定方法)
上記のトナーの示差走査熱量測定における昇温1回目に得られるDSC曲線において、非晶に由来するTg近傍に現れる吸熱ピークのピーク面積を、付属の解析ソフトを用いて算出し、非晶の吸熱量(エンタルピー緩和量)(ΔHA)を求めた。非晶性樹脂の吸熱ピーク面積は、吸熱ピークより高温側のベースラインの開始点P3から吸熱ピーク開始点近傍に向かって吸熱ピーク曲線に接線を引き、接点をP4とし、吸熱ピークとP3、P4で囲まれた面積である。図2に模式図を示す。
(Method of measuring the ΔH A)
In the DSC curve obtained at the first temperature increase in the differential scanning calorimetry of the above toner, the peak area of the endothermic peak appearing in the vicinity of Tg derived from amorphous is calculated using the attached analysis software, and the amorphous absorption The amount of heat (enthalpy relaxation amount) (ΔH A ) was determined. The endothermic peak area of the amorphous resin is such that the endothermic peak curve is drawn from the baseline start point P3 on the higher temperature side than the endothermic peak toward the endothermic peak start point, the contact point is P4, the endothermic peak and P3, P4. It is the area surrounded by. FIG. 2 shows a schematic diagram.
(Tgの測定方法)
示差走査熱量計による昇温1回目に得られる上述のDSC曲線において、エンタルピー緩和に由来する吸熱ピークが現れる直前におけるベースラインAと吸熱ピークが現れた直後におけるベースラインBをそれぞれ水平に引く。ベースラインA及びBの中間点の線と、DSC曲線との交点Cをトナーのガラス転移温度Tgとする。図3に模式図を示す。
(Measurement method of Tg)
In the above-mentioned DSC curve obtained at the first temperature increase by the differential scanning calorimeter, the baseline A immediately before the endothermic peak derived from enthalpy relaxation and the baseline B immediately after the endothermic peak appear are drawn horizontally. The intersection C between the midpoint line of the baselines A and B and the DSC curve is defined as the glass transition temperature Tg of the toner. A schematic diagram is shown in FIG.
[結着樹脂]
本発明に係るトナー母体粒子を構成する結着樹脂は、少なくとも結晶性樹脂及び非晶性樹脂を含む。本明細書において、「結着樹脂が結晶性樹脂を含む」とは、結着樹脂が結晶性樹脂そのものを含む態様であってもよいし、後述のハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂における結晶性ポリエステル重合セグメントのように、他の樹脂中に含まれるセグメントを含む態様であってもよい。また、本明細書において、「結着樹脂が非結晶性樹脂を含む」とは、結着樹脂が、非結晶性樹脂そのものを含む態様であってもよいし、後述のハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂における非結晶性樹脂セグメントのように、他の樹脂中に含まれるセグメントを含む態様であってもよい。
[Binder resin]
The binder resin constituting the toner base particles according to the present invention includes at least a crystalline resin and an amorphous resin. In the present specification, “the binder resin includes a crystalline resin” may be an embodiment in which the binder resin includes the crystalline resin itself, or a crystalline polyester polymerization segment in the hybrid crystalline polyester resin described later. Thus, the aspect containing the segment contained in other resin may be sufficient. In the present specification, “the binder resin includes an amorphous resin” may be an embodiment in which the binder resin includes the amorphous resin itself, or in the hybrid crystalline polyester resin described later. The aspect containing the segment contained in other resin like an amorphous resin segment may be sufficient.
[結晶性樹脂]
結晶性樹脂とは、トナーのDSC曲線において、階段状の吸熱変化ではなく、明確な吸熱ピークを有する樹脂をいう。明確な吸熱ピークとは、具体的には、DSC曲線において、昇温速度10℃/分で測定した際に、吸熱ピークの半値幅が15℃以内であるピークのことを意味する。
結晶性樹脂の含有量としては、トナー中の全樹脂量に対して5〜15質量%であることが好ましく、7〜13質量%がより好ましい。5〜15質量%の範囲内であると、十分な可塑化効果が得られ、低温定着性に優れる。また、トナーとしての熱的安定性や物理的なストレスに対する安定性も良好となる。
[Crystalline resin]
The crystalline resin refers to a resin having a clear endothermic peak rather than a stepwise endothermic change in the toner DSC curve. Specifically, the clear endothermic peak means a peak in which the half-value width of the endothermic peak is within 15 ° C. when measured at a heating rate of 10 ° C./min in the DSC curve.
The content of the crystalline resin is preferably 5 to 15% by mass, and more preferably 7 to 13% by mass with respect to the total resin amount in the toner. When it is in the range of 5 to 15% by mass, a sufficient plasticizing effect is obtained and the low-temperature fixability is excellent. Further, thermal stability as a toner and stability against physical stress are also improved.
結晶性樹脂の融点Tmは、70〜80℃の範囲内であることが、定着性と熱的安定性の両立の観点から好ましい。
結晶性樹脂の融点(Tm)は、示差走査熱量測定により測定することができる。具体的には、結晶性樹脂の試料をアルミニウム製パンに封入し、「ダイヤモンドDSC」(パーキンエルマー社製)のサンプルホルダーにセットして、昇降速度10℃/minで0℃から100℃まで昇温したときに得られた測定曲線における吸熱ピークのピークトップの温度を融点(Tm)とする。
The melting point Tm of the crystalline resin is preferably in the range of 70 to 80 ° C. from the viewpoint of coexistence of fixability and thermal stability.
The melting point (Tm) of the crystalline resin can be measured by differential scanning calorimetry. Specifically, a crystalline resin sample is enclosed in an aluminum pan, set in a sample holder of “Diamond DSC” (Perkin Elmer), and raised from 0 ° C. to 100 ° C. at an elevation rate of 10 ° C./min. The temperature at the peak top of the endothermic peak in the measurement curve obtained when heated is defined as the melting point (Tm).
結晶性樹脂の重量平均分子量(Mw)は、5000〜50000の範囲内にあり、数平均分子量(Mn)は2000〜12500の範囲内にあることが、低温定着性及び光沢度安定性の観点から好ましい。 From the viewpoint of low temperature fixability and gloss stability, the weight average molecular weight (Mw) of the crystalline resin is in the range of 5000 to 50000, and the number average molecular weight (Mn) is in the range of 2000 to 12500. preferable.
上記重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、以下のようにゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定した分子量分布から求めることができる。
試料を濃度1mg/mLとなるようにテトラヒドロフラン(THF)中に添加し、室温において超音波分散機を用いて5分間分散処理した後、ポアサイズ0.2μmのメンブランフィルターで処理して、試料液を調製する。GPC装置HLC−8120GPC(東ソー社製)及びカラムTSKguardcolumn+TSKgel SuperHZM−M 3連(東ソー社製)を用い、カラム温度を40℃に保持しながら、キャリア溶媒としてテトラヒドロフランを流速0.2mL/分で流す。キャリア溶媒とともに、調製した試料液10μLをGPC装置内に注入し、屈折率検出器(RI検出器)を用いて試料を検出し、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、試料の分子量分布を算出する。検量線測定用のポリスチレンとしては10点用いる。
The weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) can be determined from the molecular weight distribution measured by gel permeation chromatography (GPC) as follows.
The sample was added to tetrahydrofuran (THF) so as to have a concentration of 1 mg / mL, and after 5 minutes of dispersion treatment using an ultrasonic disperser at room temperature, the sample solution was treated with a membrane filter having a pore size of 0.2 μm. Prepare. Using a GPC apparatus HLC-8120GPC (manufactured by Tosoh Corporation) and a column TSKguardcolumn + TSKgel SuperHZM-M (manufactured by Tosoh Corporation), while maintaining the column temperature at 40 ° C., tetrahydrofuran is flowed at a flow rate of 0.2 mL / min. 10 μL of the prepared sample solution is injected into the GPC apparatus together with the carrier solvent, the sample is detected using a refractive index detector (RI detector), and a calibration curve measured using monodisperse polystyrene standard particles is used. Calculate the molecular weight distribution of the sample. Ten polystyrenes are used for calibration curve measurement.
結晶性樹脂としては、結晶性ポリエステル樹脂、結晶性ポリオレフィン樹脂、結晶性ポリジエン樹脂、結晶性ポリアミド樹脂、結晶性ポリウレタン樹脂、結晶性ポリアセタール樹脂、結晶性ポリエチレンテレフタレート樹脂、結晶性ポリブチレンテレフタレート樹脂、結晶性ポリフェニレンサルファイド樹脂、結晶性ポリエーテルエーテルケトン樹脂、結晶性ポリテトラフルオロエチレン樹脂等が挙げられる。
中でも、結晶性ポリエステル樹脂であることが好ましい。熱定着時に結晶性ポリエステル樹脂が融解して非晶性樹脂の可塑化剤として働くために低温定着性を向上させることができるためである。
As crystalline resins, crystalline polyester resins, crystalline polyolefin resins, crystalline polydiene resins, crystalline polyamide resins, crystalline polyurethane resins, crystalline polyacetal resins, crystalline polyethylene terephthalate resins, crystalline polybutylene terephthalate resins, crystals Examples thereof include a crystalline polyphenylene sulfide resin, a crystalline polyether ether ketone resin, and a crystalline polytetrafluoroethylene resin.
Among these, a crystalline polyester resin is preferable. This is because the crystalline polyester resin melts at the time of heat fixing and acts as a plasticizer for the amorphous resin, so that the low temperature fixability can be improved.
結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの脱水縮合反応による公知の合成法により得ることができる。上記結晶性ポリエステル樹脂は、1種でもそれ以上の種類を用いてもよい。 The crystalline polyester resin can be obtained, for example, by a known synthesis method by a dehydration condensation reaction between a polyvalent carboxylic acid and a polyhydric alcohol. One or more kinds of the crystalline polyester resin may be used.
結晶性ポリエステル樹脂を形成するための多価カルボン酸とは、1分子中にカルボキシ基を2個以上含有する化合物である。 The polyvalent carboxylic acid for forming the crystalline polyester resin is a compound containing two or more carboxy groups in one molecule.
上記多価カルボン酸の例には、コハク酸、セバシン酸、ドデカン二酸などの飽和脂肪族ジカルボン酸;シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸などの芳香族ジカルボン酸;トリメリット酸、ピロメリット酸などの3価以上の多価カルボン酸;それらの酸無水物;及びそれらの炭素数1〜3のアルキルエステル;が含まれる。上記多価カルボン酸は、脂肪族ジカルボン酸であることが好ましい。 Examples of the polyvalent carboxylic acids include saturated aliphatic dicarboxylic acids such as succinic acid, sebacic acid and dodecanedioic acid; alicyclic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid; aromatics such as phthalic acid, isophthalic acid and terephthalic acid A dicarboxylic acid; a trivalent or higher polyvalent carboxylic acid such as trimellitic acid and pyromellitic acid; an acid anhydride thereof; and an alkyl ester having 1 to 3 carbon atoms thereof. The polyvalent carboxylic acid is preferably an aliphatic dicarboxylic acid.
結晶性ポリエステル樹脂を形成するための多価アルコールとは、1分子中にヒドロキシ基を2個以上含有する化合物である。 The polyhydric alcohol for forming the crystalline polyester resin is a compound containing two or more hydroxy groups in one molecule.
上記多価アルコールの例には、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、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオールなどの脂肪族ジオール;及びグリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトールなどの3価以上のアルコール;が含まれる。上記多価アルコールは、脂肪族ジオールであることが好ましい。 Examples of the polyhydric alcohol include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7 -Aliphatic diols such as heptanediol, 1,8-octanediol, neopentylglycol, 1,4-butenediol; and trihydric or higher alcohols such as glycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane, and sorbitol. The polyhydric alcohol is preferably an aliphatic diol.
結晶性ポリエステル樹脂の分子量としては、数平均分子量が8500〜12500の範囲内であることが好ましく、9000〜11000の範囲内であることがさらに好ましい。 As the molecular weight of the crystalline polyester resin, the number average molecular weight is preferably in the range of 8500 to 12500, and more preferably in the range of 9000 to 11000.
結晶性ポリエステル樹脂を構成するモノマーは、直鎖脂肪族モノマーを50質量%以上含有することが好ましく、80質量%以上含有することが好ましい。
芳香族モノマーを用いた場合には、結晶性ポリエステル樹脂の融点が高いものとなることが多く、分岐型の脂肪族モノマーを用いた場合には結晶性が低くなることが多いことから直鎖脂肪族モノマーを用いることが好ましい。また、直鎖脂肪族モノマーを50質量%以上含有することで、トナー中において結晶性を維持することができる。80質量%以上にすることで十分な結晶性を維持することが可能になる。
なお、直鎖脂肪族モノマーとは、直鎖脂肪族多価カルボン酸、直鎖脂肪族多価アルコール及び直鎖脂肪族ヒドロキシカルボン酸をいう。
The monomer constituting the crystalline polyester resin preferably contains 50% by mass or more of linear aliphatic monomer, and more preferably contains 80% by mass or more.
When an aromatic monomer is used, the crystalline polyester resin often has a high melting point, and when a branched aliphatic monomer is used, the crystallinity is often low. It is preferable to use a group monomer. Further, by containing 50% by mass or more of the linear aliphatic monomer, the crystallinity can be maintained in the toner. It becomes possible to maintain sufficient crystallinity by setting it as 80 mass% or more.
In addition, a linear aliphatic monomer means a linear aliphatic polyhydric carboxylic acid, a linear aliphatic polyhydric alcohol, and a linear aliphatic hydroxycarboxylic acid.
結晶性ポリエステル樹脂は、結晶性ポリエステル樹脂ユニットとポリエステル樹脂以外の樹脂ユニットが化学的に結合したハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂であることが好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂ユニットとは、結晶性ポリエステル樹脂に由来する部分を示し、ポリエステル樹脂以外の樹脂ユニットとは、ポリエステル樹脂以外の樹脂に由来する部分を示す。ポリエステル樹脂以外の樹脂としては、例えば、スチレン−アクリル系樹脂などのビニル系樹脂、ウレタン系樹脂、ウレア系樹脂などが挙げられる。ポリエステル樹脂以外の樹脂ユニットは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂は、スチレン−アクリル系樹脂などのポリエステル樹脂以外の樹脂部分が非晶性樹脂との相溶性が高く、トナー母体粒子中に結晶性ポリエステル樹脂を均一に分散させることができる。また、トナー母体粒子が後述のコア・シェル構造を有し、シェル層がハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂を含有する場合、スチレン−アクリル系樹脂などのポリエステル樹脂以外の樹脂部分が非晶性樹脂を含有するコア粒子の表面に凝集しやすく、コア粒子の表面全体を被覆しやすくなる。
The crystalline polyester resin is preferably a hybrid crystalline polyester resin in which a crystalline polyester resin unit and a resin unit other than the polyester resin are chemically bonded.
The crystalline polyester resin unit indicates a part derived from a crystalline polyester resin, and the resin unit other than the polyester resin indicates a part derived from a resin other than the polyester resin. Examples of the resin other than the polyester resin include vinyl resins such as styrene-acrylic resins, urethane resins, and urea resins. As the resin unit other than the polyester resin, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
In the hybrid crystalline polyester resin, the resin portion other than the polyester resin such as styrene-acrylic resin is highly compatible with the amorphous resin, and the crystalline polyester resin can be uniformly dispersed in the toner base particles. Further, when the toner base particles have a core / shell structure described later and the shell layer contains a hybrid crystalline polyester resin, the resin portion other than the polyester resin such as a styrene-acrylic resin contains an amorphous resin. It tends to agglomerate on the surface of the core particle and easily cover the entire surface of the core particle.
上記スチレン−アクリル樹脂は、スチレン系単量体と(メタ)アクリル酸系単量体の重合体である。 The styrene-acrylic resin is a polymer of a styrene monomer and a (meth) acrylic acid monomer.
上記スチレン系単量体としては、例えば、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−メトキシスチレン、p−フェニルスチレン、p−クロロスチレン、p−エチルスチレン、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、2,4−ジメチルスチレン、3,4−ジクロロスチレン、これらの誘導体等が挙げられる。これらのうちの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 Examples of the styrene monomer include styrene, o-methyl styrene, m-methyl styrene, p-methyl styrene, p-methoxy styrene, p-phenyl styrene, p-chloro styrene, p-ethyl styrene, p- n-butyl styrene, p-tert-butyl styrene, pn-hexyl styrene, pn-octyl styrene, pn-nonyl styrene, pn-decyl styrene, pn-dodecyl styrene, 2,4 -Dimethyl styrene, 3, 4- dichloro styrene, these derivatives, etc. are mentioned. One of these can be used alone or in combination of two or more.
上記(メタ)アクリル酸系単量体としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、6−ヒドロキシアクリル酸エチル、γ−アミノアクリル酸プロピル、メタクリル酸ステアリル、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、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらのうちの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 Examples of the (meth) acrylic acid monomer include acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, phenyl acrylate, and methyl methacrylate. , Ethyl methacrylate, butyl methacrylate, hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, ethyl 6-hydroxyacrylate, propyl γ-aminoacrylate, stearyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, 2 -Hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 3-hydroxybutyl Meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate. One of these can be used alone or in combination of two or more.
上記スチレン系単量体及び(メタ)アクリル酸系単量体に加えて、他の単量体を使用することもできる。使用できる他の単量体としては、例えばマレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、フマル酸、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等が挙げられる。 In addition to the styrene monomer and the (meth) acrylic acid monomer, other monomers can also be used. Examples of other monomers that can be used include maleic acid, itaconic acid, cinnamic acid, fumaric acid, maleic acid monoalkyl ester, itaconic acid monoalkyl ester, and the like.
上記スチレン−アクリル樹脂は、上述した単量体の重合に過酸化物、過硫化物、アゾ化合物等の通常用いられる任意の重合開始剤を添加し、塊状重合、溶液重合、乳化重合法、ミニエマルション法、懸濁重合法、分散重合法等の公知の重合手法により重合することにより得ることができる。重合時、分子量を調整することを目的として、アルキルメルカプタン、メルカプト脂肪酸エステル等の通常用いられる連鎖移動剤を用いることができる。 The styrene-acrylic resin is prepared by adding an arbitrary polymerization initiator such as peroxide, persulfide, azo compound or the like to the above-mentioned monomer polymerization, bulk polymerization, solution polymerization, emulsion polymerization, It can be obtained by polymerization by a known polymerization method such as an emulsion method, suspension polymerization method, dispersion polymerization method or the like. For the purpose of adjusting the molecular weight at the time of polymerization, a commonly used chain transfer agent such as an alkyl mercaptan or a mercapto fatty acid ester can be used.
上記ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂中のスチレン−アクリル樹脂のセグメントの含有量は、トナー粒子の可塑性を制御しやすいことから、1〜30質量%の範囲内にあることが好ましい。 The content of the styrene-acrylic resin segment in the hybrid crystalline polyester resin is preferably in the range of 1 to 30% by mass because the plasticity of the toner particles can be easily controlled.
上記ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂は、それぞれ個別に用意した結晶性ポリエステル樹脂とスチレン−アクリル樹脂とを反応させて化学結合させることにより得ることができる。
結合を容易にする観点からは、結晶性ポリエステル樹脂かスチレン−アクリル樹脂に、結晶性ポリエステル樹脂とスチレン−アクリル樹脂の両方と反応可能な置換基を組み込むことが好ましい。例えば、スチレン−アクリル樹脂の生成時、原料であるスチレン系単量体及び(メタ)アクリル酸系単量体とともに、結晶性ポリエステル樹脂が有するカルボキシ基(COOH)又はヒドロキシ基(OH)と反応可能な置換基と、スチレン−アクリル樹脂と反応可能な置換基とを有する化合物を添加する。これにより、結晶性ポリエステル樹脂中のカルボキシ基(COOH)又はヒドロキシ基(OH)と反応可能な置換基を有するスチレン−アクリル樹脂を得ることができる。
The hybrid crystalline polyester resin can be obtained by reacting a crystalline polyester resin and a styrene-acrylic resin, which are separately prepared, and chemically bonding them.
From the viewpoint of facilitating bonding, it is preferable to incorporate a substituent capable of reacting with both the crystalline polyester resin and the styrene-acrylic resin into the crystalline polyester resin or the styrene-acrylic resin. For example, when producing styrene-acrylic resin, it can react with carboxy group (COOH) or hydroxy group (OH) of crystalline polyester resin together with styrene monomer and (meth) acrylic acid monomer as raw materials And a compound having a substituent capable of reacting with the styrene-acrylic resin is added. Thereby, the styrene-acrylic resin which has a substituent which can react with the carboxy group (COOH) or hydroxy group (OH) in crystalline polyester resin can be obtained.
また、上記ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂は、あらかじめ用意した結晶性ポリエステル樹脂の存在下でスチレン−アクリル樹脂を生成する重合反応を行うか、あらかじめ用意したスチレン−アクリル樹脂の存在下で結晶性ポリエステル樹脂を生成する重合反応を行うことによっても得ることができる。いずれの場合も重合反応時に、上述したような非結晶性ポリエステル樹脂及びスチレン−アクリル樹脂の両方と反応可能な置換基を有する化合物を添加すればよい。 In addition, the hybrid crystalline polyester resin performs a polymerization reaction to produce a styrene-acrylic resin in the presence of a prepared crystalline polyester resin, or a crystalline polyester resin in the presence of a prepared styrene-acrylic resin. It can also be obtained by performing a polymerization reaction. In any case, a compound having a substituent capable of reacting with both the non-crystalline polyester resin and the styrene-acrylic resin as described above may be added during the polymerization reaction.
上記ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は2000〜10000の範囲内にあることが、定着性の観点からより好ましい。 The number average molecular weight (Mn) of the hybrid crystalline polyester resin is more preferably in the range of 2000 to 10,000 from the viewpoint of fixability.
[非晶性樹脂]
非晶性樹脂とは、DSCにより得られる吸熱曲線において、ガラス転移温度(Tg)を有するが、融点すなわち昇温時の前述の明確な吸熱ピークがない非結晶性の特性を示す樹脂をいう。
[Amorphous resin]
An amorphous resin refers to a resin having an amorphous characteristic that has a glass transition temperature (Tg) in an endothermic curve obtained by DSC, but does not have the above-described clear endothermic peak at the time of temperature rise.
非晶性樹脂は、上記結晶性樹脂とともに結着樹脂として用いられ、トナー母体粒子を構成する。非晶性樹脂は、1種でもそれ以上でもよい。非晶性樹脂はビニル系樹脂であってよく、又は、ウレタン系樹脂、ウレア系樹脂、非結晶性ポリエステル樹脂、及び、その一部が変性された変性ポリエステル樹脂であってもよく、これらの組み合わせであってもよい。
非晶性樹脂も、例えば公知の合成法によって入手可能である。非晶性樹脂は、ビニル系樹脂であることが、低温安定性及び高温保管性を高める観点から好ましい。
The amorphous resin is used as a binder resin together with the crystalline resin, and constitutes toner base particles. One or more amorphous resins may be used. The amorphous resin may be a vinyl resin, or may be a urethane resin, a urea resin, an amorphous polyester resin, or a modified polyester resin in which a part thereof is modified, or a combination thereof. It may be.
Amorphous resins can also be obtained, for example, by known synthesis methods. The amorphous resin is preferably a vinyl resin from the viewpoint of improving low temperature stability and high temperature storage stability.
(非晶性ビニル樹脂)
非晶性ビニル樹脂としては、ビニル化合物を重合した非晶性ビニル樹脂であれば特に制限されないが、例えば、アクリル酸エステル樹脂、スチレン−アクリル酸エステル樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂などが挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。中でも、熱定着時の可塑性を考慮すると、スチレン−アクリル酸エステル樹脂(スチレン−アクリル樹脂)が好ましい。
(Amorphous vinyl resin)
The amorphous vinyl resin is not particularly limited as long as it is an amorphous vinyl resin obtained by polymerizing a vinyl compound, and examples thereof include acrylic ester resins, styrene-acrylic ester resins, and ethylene-vinyl acetate resins. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type. Of these, styrene-acrylic ester resin (styrene-acrylic resin) is preferable in consideration of plasticity during heat fixing.
非晶性ビニル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、20000〜150000の範囲内にあり、数平均分子量(Mn)は、5000〜20000の範囲内にあることが、定着性と耐ホットオフセット性の両立の観点から好ましい。重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、上記結晶性樹脂の場合と同様に測定することができる。 The weight average molecular weight (Mw) of the amorphous vinyl resin is in the range of 20000 to 150,000, and the number average molecular weight (Mn) is in the range of 5000 to 20000. It is preferable from the viewpoint of compatibility. A weight average molecular weight (Mw) and a number average molecular weight (Mn) can be measured similarly to the case of the said crystalline resin.
非晶性ビニル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、定着性と耐熱保管性の両立の観点から、20〜70℃の範囲内にあることが好ましい。
ガラス転移温度(Tg)は、ASTM(米国材料試験協会規格)D3418−82に規定された方法(DSC法)にしたがって測定することができる。測定には、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)等を用いることができる。
The glass transition temperature (Tg) of the amorphous vinyl resin is preferably in the range of 20 to 70 ° C. from the viewpoint of achieving both fixability and heat-resistant storage stability.
The glass transition temperature (Tg) can be measured according to a method (DSC method) defined in ASTM (American Society for Testing and Materials) D3418-82. For the measurement, a DSC-7 differential scanning calorimeter (manufactured by PerkinElmer), a TAC7 / DX thermal analyzer controller (manufactured by PerkinElmer) or the like can be used.
非晶性ビニル樹脂は、単量体のみの重合体であってもよいし、当該単量体と他の単量体との共重合体であってもよい。他の単量体としては、スチレン、スチレンの誘導体等のスチレン系単量体等を使用できる。 The amorphous vinyl resin may be a polymer only of a monomer, or may be a copolymer of the monomer and another monomer. As other monomers, styrene monomers such as styrene and styrene derivatives can be used.
(非晶性ポリエステル樹脂)
非晶性ポリエステル樹脂は、2価以上のカルボン酸(多価カルボン酸)と、2価以上のアルコール(多価アルコール)との重縮合反応によって得られるポリエステル樹脂のうち、非晶性を示すポリエステル樹脂である。コア・シェル構造のトナーを形成する場合、シェル層の材料として非晶性ポリエステル樹脂を使用することもできる。
(Amorphous polyester resin)
Amorphous polyester resin is a non-crystalline polyester among polyester resins obtained by polycondensation reaction of divalent or higher carboxylic acid (polyvalent carboxylic acid) and divalent or higher alcohol (polyhydric alcohol). Resin. When forming a toner having a core / shell structure, an amorphous polyester resin may be used as a material for the shell layer.
多価カルボン酸及び多価アルコールとしては、上述した結晶性ポリエステル樹脂と同様の材料を使用することができる。 As polyvalent carboxylic acid and polyhydric alcohol, the same material as the crystalline polyester resin described above can be used.
多価カルボン酸と多価アルコールの比率は、多価アルコールのヒドロキシ基と多価カルボン酸のカルボキシ基との当量比[OH]/[COOH]が、1.5/1〜1/1.5の範囲内にあることが好ましく、より好ましくは1.2/1〜1/1.2の範囲内である。 The ratio of the polyhydric carboxylic acid to the polyhydric alcohol is such that the equivalent ratio [OH] / [COOH] of the hydroxy group of the polyhydric alcohol to the carboxy group of the polyhydric carboxylic acid is 1.5 / 1 to 1 / 1.5. Preferably, it exists in the range of 1.2 / 1-1 / 1.2, more preferably.
非晶性ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は、2000〜10000の範囲内にあることが好ましい。数平均分子量(Mn)は、上記非晶性ビニル樹脂の場合と同様にして測定することができる。 The number average molecular weight (Mn) of the amorphous polyester resin is preferably in the range of 2000 to 10,000. The number average molecular weight (Mn) can be measured in the same manner as in the case of the amorphous vinyl resin.
上記非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、20〜70℃の範囲内にあることが好ましい。ガラス転移温度(Tg)は、非晶性ビニル樹脂の場合と同様にして測定することができる。 The glass transition temperature (Tg) of the amorphous polyester resin is preferably in the range of 20 to 70 ° C. The glass transition temperature (Tg) can be measured in the same manner as in the case of the amorphous vinyl resin.
非晶性ポリエステル樹脂は、上述の結晶性ポリエステル樹脂と同様、非晶性ポリエステル樹脂ユニットとポリエステル樹脂以外の樹脂ユニットが化学的に結合したハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂であることが好ましい。 The amorphous polyester resin is preferably a hybrid amorphous polyester resin in which an amorphous polyester resin unit and a resin unit other than the polyester resin are chemically bonded, like the above-described crystalline polyester resin.
ハイブリット非晶性ポリエステル樹脂は、スチレンアクリル系樹脂などのポリエステル樹脂以外の樹脂部分が非晶性ビニル樹脂との相溶性が高く、トナー母体粒子中に非晶性ポリエステル樹脂を均一に分散させることができる。トナー母体粒子がコア・シェル構造を有し、シェル層が非晶性ポリエステル樹脂を含有する場合は、非晶性ビニル樹脂を含有するコア粒子の表面に凝集しやすく、表面全体を被覆しやすくなる。
上記スチレン−アクリル樹脂は、上述のハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂と同様の材料を用いて同様に製造することができる。
In the hybrid amorphous polyester resin, the resin portion other than the polyester resin such as styrene acrylic resin is highly compatible with the amorphous vinyl resin, and the amorphous polyester resin can be uniformly dispersed in the toner base particles. it can. When the toner base particles have a core-shell structure and the shell layer contains an amorphous polyester resin, the toner particles tend to aggregate on the surface of the core particles containing the amorphous vinyl resin, and the entire surface is easily covered. .
The styrene-acrylic resin can be produced in the same manner using the same material as the above hybrid crystalline polyester resin.
上記ハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は2000〜10000の範囲内にあることが、定着性の観点からより好ましい。 The number average molecular weight (Mn) of the hybrid amorphous polyester resin is more preferably in the range of 2000 to 10,000 from the viewpoint of fixability.
トナー母体粒子中の非晶性ポリエステル樹脂の含有量は、定着性と帯電の環境安定性の観点から、1〜50質量%の範囲内にあることが好ましい。 The content of the amorphous polyester resin in the toner base particles is preferably in the range of 1 to 50% by mass from the viewpoint of fixability and charging environmental stability.
[離型剤]
離型剤(ワックス)の例には、炭化水素系ワックス及びエステルワックスが含まれる。炭化水素系ワックスの例には、低分子量ポリエチレンワックス、低分子量ポリプロピレンワックス、フィッシャートロプシュワックス、マイクロクリスタリンワックス及びパラフィンワックスが含まれる。また、上記エステルワックスの例には、カルナウバワックス、ペンタエリスリトールベヘン酸エステル、ベヘン酸ベヘニル及びクエン酸ベヘニルが含まれる。上記離型剤は1種でもそれ以上でもよい。
[Release agent]
Examples of the release agent (wax) include hydrocarbon waxes and ester waxes. Examples of the hydrocarbon wax include low molecular weight polyethylene wax, low molecular weight polypropylene wax, Fischer-Tropsch wax, microcrystalline wax and paraffin wax. Examples of the ester wax include carnauba wax, pentaerythritol behenate, behenyl behenate and behenyl citrate. One or more release agents may be used.
また、本発明に係るトナー母体粒子は、上述のとおり非晶性樹脂、結晶性樹脂及び離型剤以外に、必要に応じて着色剤、荷電制御剤、界面活性剤などの種々の添加剤を含有することが好ましい。 In addition to the amorphous resin, the crystalline resin, and the release agent, the toner base particles according to the present invention contain various additives such as a colorant, a charge control agent, and a surfactant as necessary. It is preferable to contain.
[着色剤]
着色剤には、カラートナーの着色剤に用いられる公知の無機又は有機着色剤が用いられる。当該着色剤の例には、カーボンブラック、磁性体、顔料及び染料が含まれる。上記着色剤は1種でもそれ以上でもよい。
[Colorant]
As the colorant, a known inorganic or organic colorant used for color toners is used. Examples of the colorant include carbon black, a magnetic material, a pigment, and a dye. One or more colorants may be used.
カーボンブラックの例には、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、サーマルブラック及びランプブラックが含まれる。
磁性体の例には、鉄やニッケル、コバルトなどの強磁性金属、これらの金属を含む合金及びフェライトやマグネタイトなどの強磁性金属の化合物、が含まれる。
Examples of carbon black include channel black, furnace black, acetylene black, thermal black and lamp black.
Examples of the magnetic material include ferromagnetic metals such as iron, nickel, and cobalt, alloys containing these metals, and compounds of ferromagnetic metals such as ferrite and magnetite.
顔料の例には、C.I.ピグメントレッド2、同3、同5、同7、同15、同16、同48:1、同48:3、同53:1、同57:1、同81:4、同122、同123、同139、同144、同149、同166、同177、同178、同208、同209、同222、同238、同269、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3、同9、同14、同17、同35、同36、同65、同74、同83、同93、同94、同98、同110、同111、同138、同139、同153、同155、同180、同181、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15:4、同60、及び、中心金属が亜鉛やチタン、マグネシウムなどであるフタロシアニン顔料、が含まれる。 Examples of pigments include C.I. I. Pigment Red 2, 3, 5, 7, 15, 16, 48: 1, 48: 3, 53: 1, 57: 1, 81: 4, 122, 123, 139, 144, 149, 166, 177, 178, 208, 209, 222, 238, 269, C.I. I. Pigment Orange 31 and 43, C.I. I. Pigment Yellow 3, 9, 14, 17, 35, 36, 65, 74, 83, 93, 94, 98, 110, 111, 138, 139, 153, 155, 180, 181, 185, C.I. I. Pigment green 7, C.I. I. Pigment Blue 15: 3, 15: 4, 60, and phthalocyanine pigments whose central metal is zinc, titanium, magnesium, or the like.
染料の例には、C.I.ソルベントレッド1、同3、同14、同17、同18、同22、同23、同49、同51、同52、同58、同63、同87、同111、同122、同127、同128、同131、同145、同146、同149、同150、同151、同152、同153、同154、同155、同156、同157、同158、同176、同179、ピラゾロトリアゾールアゾ染料、ピラゾロトリアゾールアゾメチン染料、ピラゾロンアゾ染料、ピラゾロンアゾメチン染料、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及び同95が含まれる。 Examples of dyes include C.I. I. Solvent Red 1, 3, 14, 17, 17, 22, 22, 49, 51, 52, 58, 63, 87, 111, 122, 127, 128, 131, 145, 146, 149, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 157, 158, 176, 179, pyrazolotriazole Azo dyes, pyrazolotriazole azomethine dyes, pyrazolone azo dyes, pyrazolone azomethine dyes, C.I. I. Solvent Yellow 19, 44, 77, 79, 81, 82, 93, 98, 103, 104, 112, 162, C.I. I. Solvent Blue 25, 36, 60, 70, 93 and 95 are included.
[帯電制御剤]
帯電制御剤の例には、ニグロシン系染料、ナフテン酸又は高級脂肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第4級アンモニウム塩化合物、アゾ系金属錯体及びサリチル酸金属塩又はその金属錯体が含まれる。上記帯電制御剤は1種でもそれ以上でもよい。
[Charge control agent]
Examples of the charge control agent include nigrosine dyes, naphthenic acid or higher fatty acid metal salts, alkoxylated amines, quaternary ammonium salt compounds, azo metal complexes and salicylic acid metal salts or metal complexes thereof. One or more charge control agents may be used.
[界面活性剤]
界面活性剤の例には、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系等のアニオン系界面活性剤;アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン系界面活性剤;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、多価アルコール系等の非イオン系界面活性剤が含まれる。上記界面活性剤は、1種でもそれ以上でもよい。
[Surfactant]
Examples of surfactants include anionic surfactants such as sulfate ester, sulfonate, and phosphate ester; cationic surfactants such as amine salt type and quaternary ammonium salt type; polyethylene glycol type And nonionic surfactants such as alkylphenol ethylene oxide adducts and polyhydric alcohols. One or more surfactants may be used.
アニオン系界面活性剤の具体例には、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウムが含まれる。
カチオン系界面活性剤の具体例には、アルキルベンゼンジメチルアンモニウムクロライド、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルアンモニウムクロライドが含まれる。非イオン系界面活性剤の例には、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステルが含まれる。
Specific examples of the anionic surfactant include sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium dodecylsulfate, sodium alkylnaphthalenesulfonate, and sodium dialkylsulfosuccinate.
Specific examples of the cationic surfactant include alkylbenzene dimethyl ammonium chloride, alkyl trimethyl ammonium chloride, and distearyl ammonium chloride. Examples of the nonionic surfactant include polyoxyethylene alkyl ether, glycerin fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, and polyoxyethylene fatty acid ester.
[トナーの製造方法]
本発明のトナーの製造方法は、少なくとも結晶性樹脂、非晶性樹脂及び離型剤を含有するトナー母体粒子と、水系溶媒とを含む分散液を用い、下記第1工程〜第3工程を経て前記トナーを製造することを特徴とする。
第1工程:前記結晶性樹脂の融点Tm以上の温度に加熱された前記分散液を、1℃/分以上の冷却速度でトナーのTg以下の温度まで冷却する工程
第2工程:前記第1の工程後、前記分散液の温度を下記式を満たすT1(℃)の温度に1時間以上保持する工程
Tg+5℃≦T1≦結晶性樹脂のTm−5℃
第3工程:前記第2の工程後、前記分散液の温度を下記式を満たすT2(℃)の温度に1時間以上保持する工程
Tg−20℃≦T2<Tg
[Toner Production Method]
The toner production method of the present invention uses a dispersion liquid containing toner base particles containing at least a crystalline resin, an amorphous resin, and a release agent, and an aqueous solvent, and then undergoes the following first to third steps. The toner is manufactured.
1st process: The process which cools the said dispersion liquid heated to the temperature more than melting | fusing point Tm of the said crystalline resin to the temperature below Tg of a toner with the cooling rate of 1 degree-C / min or more 2nd process: Said 1st After the step, the step of maintaining the temperature of the dispersion at a temperature of T1 (° C.) satisfying the following formula for 1 hour or more Tg + 5 ° C. ≦ T1 ≦ Tm−5 ° C. of crystalline resin
Third step: After the second step, the temperature of the dispersion is maintained at a temperature of T2 (° C.) satisfying the following formula for 1 hour or more. Tg−20 ° C. ≦ T2 <Tg
第1の工程における条件で冷却することにより、結晶性物質のトナー母体粒子表面への露出によるトナーの異形化を防ぐことができる。
第2の工程を行うことにより、結晶性樹脂の結晶化の進行が促進される。Tg+5℃以上であると、結晶性樹脂を取り巻く非晶性樹脂が動きにやすくなるために結晶化が進行しやすくなる。また、Tm−5℃以下であると、結晶性樹脂が溶融しにくくなるため結晶化が進行しやすい。
第3の工程を行うことにより、非晶性樹脂のエンタルピー緩和の進行が促進される。Tgより低い温度でエンタルピー緩和は進行し、Tg−20℃以上の温度とすることで、エンタルピー緩和の進行する速度が遅くなり過ぎることなく生産性の面で効率が良い。
また、第2の工程と第3の工程を逆にすると、上記の第3の工程による効果がなくなる。エンタルピー緩和したトナーをTg以上に温度を上げてしまうと、エンタルピー緩和は解消されてしまうためである。
また、上記のように本発明の製造方法では、分散液を熱処理しており、これは、水中での熱処理は気中での熱処理よりも、以下の点でメリットがあるためである。
・気中にて長時間熱処理を行うと、空気は疎水的であるため結晶性物質がトナー表面に露出し、耐熱保管性の低下を招く恐れがあるが、水中であればその恐れが少ない。
・撹拌下で気中熱処理をすると、トナー粒子同士が衝突するため、トナーが割れてしまう恐れがあるが、水中であればその恐れが少ない。
・水中は気中に比べて熱伝導率が高いためエンタルピー緩和が進行しやすく、効率が良い。
By cooling under the conditions in the first step, it is possible to prevent the toner from being deformed due to the exposure of the crystalline substance to the surface of the toner base particles.
By performing the second step, the progress of crystallization of the crystalline resin is promoted. When the temperature is Tg + 5 ° C. or higher, the amorphous resin surrounding the crystalline resin is easy to move, so that crystallization is likely to proceed. Moreover, since it becomes difficult to melt | dissolve crystalline resin as it is below Tm-5 degreeC, crystallization will advance easily.
By performing the third step, the progress of enthalpy relaxation of the amorphous resin is promoted. Enthalpy relaxation proceeds at a temperature lower than Tg, and by setting the temperature to Tg−20 ° C. or higher, the speed at which enthalpy relaxation proceeds does not become too slow, and the productivity is high.
Further, if the second step and the third step are reversed, the effect of the third step is lost. This is because if the temperature of the enthalpy-relieved toner is raised to Tg or higher, the enthalpy relaxation is eliminated.
In addition, as described above, in the production method of the present invention, the dispersion is heat-treated, because the heat treatment in water has the following advantages over the heat treatment in the air.
-When heat treatment is performed in the air for a long time, the air is hydrophobic, so that the crystalline substance is exposed on the toner surface and may cause a decrease in heat-resistant storage stability.
-When heat treatment in the air is performed under stirring, the toner particles collide with each other, so that the toner may be broken.
・ Underwater has higher thermal conductivity than air, so enthalpy relaxation is easy to proceed and efficiency is high.
以下、第1〜第3の工程について説明する。
[第1の工程]
第1の工程は、トナー母体粒子と水系溶媒とを含む分散液を、結晶性樹脂の融点Tm以上の温度に加熱し、加熱した前記分散液を、1℃/分以上の冷却速度でトナーのTg以下の温度まで冷却する工程である。
分散液の加熱温度は、トナー母体粒子の製造性(結着樹脂の微粒子の凝集性)の観点から結晶性樹脂の融点Tm以上が好ましく、Tm+5℃以上がより好ましい。加熱温度の上限としては、当該水系媒体の沸点(例えば、水の沸点)以下が好ましい。
分散液の加熱には、ヒーター等の公知の加熱装置を使用することができる。結晶性樹脂の融点Tmは、上述したDSCにより測定することができる。また、トナーのガラス転移温度Tgも、上述したDSCにより測定することができる。
Hereinafter, the first to third steps will be described.
[First step]
In the first step, a dispersion containing toner base particles and an aqueous solvent is heated to a temperature equal to or higher than the melting point Tm of the crystalline resin, and the heated dispersion is heated at a cooling rate of 1 ° C./min. This is a step of cooling to a temperature below Tg.
The heating temperature of the dispersion is preferably not less than the melting point Tm of the crystalline resin and more preferably not less than Tm + 5 ° C. from the viewpoint of manufacturability of toner base particles (aggregation of fine particles of the binder resin). The upper limit of the heating temperature is preferably not more than the boiling point of the aqueous medium (for example, the boiling point of water).
A known heating device such as a heater can be used for heating the dispersion. The melting point Tm of the crystalline resin can be measured by the DSC described above. Further, the glass transition temperature Tg of the toner can also be measured by the DSC described above.
分散液の冷却速度は、結晶性物質のトナー母体粒子表面への露出を抑制する観点から1℃/分以上の冷却速度が好ましく、2℃/分以上がより好ましく、5℃/分以上がさらに好ましい。ただし、冷却速度が速すぎると、冷却時の結晶核形成が少なく、結晶化の進行が遅くなるため、生産性の観点からは冷却速度の上限として25℃/分以下が好ましい。
また、分散液の冷却には、上記の冷却速度を実現可能な公知の冷却装置を用いて冷却することができる。例えば、反応容器の外浴を急速に冷却してもよいし、分散液を熱交換器に通してもよいし、分散液中に冷却されたイオン交換水を投入してもよい。生産効率の観点からは、熱交換器を用いて冷却を行うことが好ましい。
The cooling rate of the dispersion is preferably 1 ° C./min or more, more preferably 2 ° C./min or more, and further preferably 5 ° C./min or more from the viewpoint of suppressing the exposure of the crystalline substance to the toner base particle surface. preferable. However, if the cooling rate is too high, crystal nucleus formation during cooling is small, and the progress of crystallization is slowed. From the viewpoint of productivity, the upper limit of the cooling rate is preferably 25 ° C./min or less.
The dispersion liquid can be cooled using a known cooling device capable of realizing the above cooling rate. For example, the outer bath of the reaction vessel may be rapidly cooled, the dispersion may be passed through a heat exchanger, or ion-exchanged water cooled in the dispersion may be charged. From the viewpoint of production efficiency, it is preferable to perform cooling using a heat exchanger.
(水系溶媒)
水系溶媒とは、水の含有量が50質量%以上の媒体をいう。水以外の成分としては、水に溶解する有機溶媒が挙げられ、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。これらのうち、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等の樹脂を溶解しないアルコール系有機溶媒が特に好ましい。
(Aqueous solvent)
The aqueous solvent refers to a medium having a water content of 50% by mass or more. Components other than water include organic solvents that dissolve in water, such as methanol, ethanol, isopropanol, butanol, acetone, methyl ethyl ketone, and tetrahydrofuran. Of these, alcohol-based organic solvents that do not dissolve resins such as methanol, ethanol, isopropanol, and butanol are particularly preferable.
(トナー母体粒子)
トナー母体粒子の作製方法は特に限定されないが、例えば、結晶性樹脂の微粒子と、離型剤及び非晶性樹脂を含む微粒子を水系溶媒中にて凝集、融着させて生成される。
(Toner base particles)
The method for producing the toner base particles is not particularly limited. For example, the toner base particles are produced by aggregating and fusing crystalline resin fine particles and fine particles containing a release agent and an amorphous resin in an aqueous solvent.
上記結着樹脂の微粒子を凝集させるために凝集剤を使用してもよい。
凝集剤は、特に限定されないが、電荷中和反応と架橋作用を使い粒子を成長させる凝集剤として金属塩から選択される凝集剤が好適である。上記金属塩の例には、例えばナトリウム、カリウム、リチウムなどのアルカリ金属の塩などの一価の金属塩;カルシウム、マグネシウム、マンガン、銅などの二価の金属塩;鉄、アルミニウムなどの三価の金属塩が含まれる。具体的な金属塩としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、硫酸銅、硫酸マグネシウム、硫酸マンガンなどを挙げることができ、これらの中で、より少量で凝集を進めることができることから、二価の金属塩を用いることが特に好ましい。これらは1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
An aggregating agent may be used to agglomerate the fine particles of the binder resin.
The aggregating agent is not particularly limited, but an aggregating agent selected from metal salts is suitable as an aggregating agent that grows particles by using a charge neutralization reaction and a crosslinking action. Examples of the metal salts include monovalent metal salts such as alkali metal salts such as sodium, potassium and lithium; divalent metal salts such as calcium, magnesium, manganese and copper; trivalent metals such as iron and aluminum. Metal salts. Specific metal salts can include sodium chloride, potassium chloride, lithium chloride, calcium chloride, magnesium chloride, zinc chloride, copper sulfate, magnesium sulfate, manganese sulfate, and the like. It is particularly preferable to use a divalent metal salt. These can be used alone or in combination of two or more.
上記凝集剤を添加することにより、結着樹脂粒子同士は水系溶媒中においてイオン架橋により結合されるため、加熱処理時において結晶性樹脂や非晶性樹脂の存在状態をより有利に制御することができる。 By adding the aggregating agent, the binder resin particles are bonded together by ionic crosslinking in an aqueous solvent, so that the presence state of the crystalline resin or the amorphous resin can be controlled more advantageously during the heat treatment. it can.
凝集粒子の成長は、水系溶媒中の塩濃度を高めることによって実質的に停止させることができる。例えば、塩化ナトリウム、多価有機酸又はその塩、アミノ酸、ポリホスホン酸又はこれらの塩を凝集停止剤として使用することができる。また、系内のpHを変化させることによって凝集作用を緩和させることができる。pHを調整するためにはフマル酸ナトリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、塩酸などを用いることができる。さらには、pHを調整するとともにキレート剤を併用し、金属イオンによる架橋作用を緩和させることも有効である。
上記キレート剤の例には、HIDA(ヒドロキシエチルイミノ二酢酸)、HEDTA(ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸)、HEDP(ヒドロキシエチリデンジホスホン酸)、HIDS(3−ヒドロキシ−2,2′−イミノジコハク酸)が含まれる。
Aggregated particle growth can be substantially stopped by increasing the salt concentration in the aqueous solvent. For example, sodium chloride, polyvalent organic acid or a salt thereof, amino acid, polyphosphonic acid or a salt thereof can be used as the aggregation terminator. In addition, the aggregating action can be alleviated by changing the pH in the system. In order to adjust the pH, a sodium fumarate aqueous solution, a sodium hydroxide aqueous solution, hydrochloric acid or the like can be used. Furthermore, it is also effective to adjust the pH and use a chelating agent in combination to alleviate the crosslinking action caused by metal ions.
Examples of the chelating agent include HIDA (hydroxyethyliminodiacetic acid), HEDTA (hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid), HEDP (hydroxyethylidene diphosphonic acid), and HIDS (3-hydroxy-2,2′-iminodisuccinic acid). included.
得られるトナー母体粒子の平均円形度は、トナー母体粒子を熟成する熟成工程により調節することができる。熟成工程では、トナー母体粒子の分散液を加熱し、目的の平均円形度のトナー母体粒子が得られるまでトナー母体粒子を熟成させる。 The average circularity of the obtained toner base particles can be adjusted by an aging step for aging the toner base particles. In the aging step, the dispersion of the toner base particles is heated, and the toner base particles are aged until the target toner base particles having an average circularity are obtained.
また、上記トナー母体粒子はコア・シェル構造でもよい。
コア・シェル構造のトナー母体粒子を形成する場合、トナー母体粒子をコア粒子として、コア粒子の表面にシェル層を形成する。
具体的には、シェル層を構成する樹脂を水系溶媒中に分散させた樹脂粒子分散液を調製し、トナー粒子の形成工程又は熟成工程により得られたトナー母体粒子の分散液に添加して、トナー粒子の表面にシェル層の樹脂粒子を凝集、融着させる。これにより、コア・シェル構造を有するトナー母体粒子の分散液を得ることができる。コア粒子にシェル層の樹脂粒子をより強固に凝集、融着させるため、シェル化工程に続いて加熱処理を行うことができる。加熱処理は、目的の平均円形度のトナー母体粒子が得られるまで行えばよい。
The toner base particles may have a core / shell structure.
When forming toner base particles having a core-shell structure, a shell layer is formed on the surface of the core particles using the toner base particles as core particles.
Specifically, a resin particle dispersion in which the resin constituting the shell layer is dispersed in an aqueous solvent is prepared and added to the dispersion of the toner base particles obtained by the toner particle forming step or the aging step. The resin particles of the shell layer are aggregated and fused on the surface of the toner particles. As a result, a dispersion of toner base particles having a core / shell structure can be obtained. In order to more strongly aggregate and fuse the resin particles of the shell layer to the core particles, a heat treatment can be performed following the shelling step. The heat treatment may be performed until the desired toner base particles having an average circularity are obtained.
また、本発明の効果を奏する範囲において、結晶性樹脂、非晶性樹脂及び離型剤以外のその他のトナー材料を上記結晶性樹脂の微粒子の分散液、非晶性樹脂の微粒子の分散液及び離型剤の微粒子の分散液にさらに添加して、凝集、融着反応を行ってもよい。
上記その他のトナー材料の例には、上述の着色剤、帯電制御剤、界面活性剤などが挙げられる。当該その他のトナー材料は、1種でもそれ以上含まれていてもよい。その他のトナー材料を添加する場合、上記凝集、融着反応は、着色剤等のその他のトナー材料の微粒子を含む分散液を別途調製しておき、これを上記結晶性樹脂や非晶性樹脂、離型剤の微粒子を含む分散液と混合して行ってもよい。
In addition, within the range where the effects of the present invention can be achieved, other toner materials other than the crystalline resin, the amorphous resin, and the release agent are dispersed in the crystalline resin fine particle dispersion, the amorphous resin fine particle dispersion, and Further, it may be added to a dispersion of fine particles of a release agent to perform aggregation and fusion reaction.
Examples of the other toner materials include the above-described colorants, charge control agents, surfactants, and the like. The other toner material may be contained in one kind or more. In the case of adding other toner materials, the above aggregation and fusion reaction is carried out by separately preparing a dispersion containing fine particles of other toner materials such as a colorant, and using this as a crystalline resin or an amorphous resin, You may carry out by mixing with the dispersion liquid containing the fine particle of a mold release agent.
上記のように製造したトナー母体粒子は、上記分散液から一旦取り出してから第1の工程に供されてもよいが、上記分散液に含まれている状態で第1の工程に供されることが好ましい。 The toner base particles produced as described above may be once taken out from the dispersion and then used in the first step. However, the toner base particles may be used in the first step while being contained in the dispersion. Is preferred.
[結着樹脂の微粒子]
結着樹脂の微粒子は、樹脂の単量体を重合開始剤とともに水系溶媒中に添加し、当該単量体を重合反応させて、樹脂粒子の分散液を得る乳化重合法によって製造できる。乳化重合法は、重合反応を多段階で行うこともできる。例えば、3段階で重合反応させる場合、第1段目の重合により樹脂粒子の分散液を調製し、この分散液中にさらに樹脂の単量体と重合開始剤を添加して、第2段目の重合をさせる。第2段目の重合により調製した分散液中にさらに樹脂の単量体と重合開始剤を添加して第3段目の重合をさせる。第2段目及び第3段目の重合時には、先の重合により生成された分散液中の樹脂粒子をシード(種)として、この樹脂粒子に新たに添加した単量体をさらに重合させることができ、樹脂粒子の粒径等の均一化を図ることができる。また、各段階の重合反応の際、異なる単量体を用いることにより、樹脂粒子の構造も多層構造とすることができ、目的の特性を有する樹脂粒子を得やすい。
[Binder resin fine particles]
The fine particles of the binder resin can be produced by an emulsion polymerization method in which a resin monomer is added to an aqueous solvent together with a polymerization initiator, and the monomer is polymerized to obtain a dispersion of resin particles. In the emulsion polymerization method, the polymerization reaction can be performed in multiple stages. For example, when the polymerization reaction is performed in three stages, a dispersion of resin particles is prepared by the first stage polymerization, and a resin monomer and a polymerization initiator are further added to the dispersion to obtain a second stage polymerization. Polymerization. A resin monomer and a polymerization initiator are further added to the dispersion prepared by the second stage polymerization to cause the third stage polymerization. During the second and third stage polymerizations, the resin particles in the dispersion produced by the previous polymerization can be used as seeds to further polymerize the monomer newly added to the resin particles. It is possible to make the particle size of the resin particles uniform. In addition, by using different monomers in the polymerization reaction at each stage, the resin particle structure can also be a multilayer structure, and it is easy to obtain resin particles having desired characteristics.
(重合開始剤)
重合反応に使用できる重合開始剤としては、公知の重合開始剤を使用することができ、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩、2,2′−アゾビス(2−アミノジプロパン)塩酸塩、2,2′−アゾビス−(2−アミノジプロパン)硝酸塩、4,4′−アゾビス−4−シアノ吉草酸、ポリ(テトラエチレングリコール−2,2′−アゾビスイソブチレート)等のアゾ化合物、過酸化水素等の過酸化物等が挙げられる。
重合開始剤の添加量は、目的の分子量や分子量分布によって異なるが、具体的には重合性単量体の添加量に対して、0.1〜5.0質量%の範囲内とすることができる。
(Polymerization initiator)
As the polymerization initiator that can be used in the polymerization reaction, known polymerization initiators can be used. For example, persulfates such as ammonium persulfate, sodium persulfate, and potassium persulfate, 2,2′-azobis (2- Aminodipropane) hydrochloride, 2,2'-azobis- (2-aminodipropane) nitrate, 4,4'-azobis-4-cyanovaleric acid, poly (tetraethylene glycol-2,2'-azobisiso) Azo compounds such as butyrate) and peroxides such as hydrogen peroxide.
The addition amount of the polymerization initiator varies depending on the target molecular weight and molecular weight distribution, but specifically, it may be in the range of 0.1 to 5.0% by mass with respect to the addition amount of the polymerizable monomer. it can.
(連鎖移動剤)
重合反応時には、樹脂粒子の分子量を制御する観点から、連鎖移動剤を添加することができる。使用できる連鎖移動剤としては、例えば、オクチ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ネート等のメルカプトプロピオン酸等が挙げられる。
連鎖移動剤の添加量は、目的の分子量や分子量分布によって異なるが、重合性単量体の添加量に対して、0.1〜5.0質量%の範囲内とすることができる。
(Chain transfer agent)
In the polymerization reaction, a chain transfer agent can be added from the viewpoint of controlling the molecular weight of the resin particles. Examples of chain transfer agents that can be used include mercaptans such as octyl mercaptan and mercaptopropionic acids such as n-octyl-3-mercaptopropionate.
Although the addition amount of a chain transfer agent changes with target molecular weights or molecular weight distribution, it can be in the range of 0.1-5.0 mass% with respect to the addition amount of a polymerizable monomer.
(界面活性剤)
重合反応時には、分散液中の上記樹脂微粒子の凝集等を防ぎ、良好な分散状態を維持する観点から、界面活性剤を添加することができる。
界面活性剤としては、例えば、ドデシルアンモニウムブロマイド、ドデシルトリメチルアンモニウムブロマイド等のカチオン性界面活性剤、ステアリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム(ドデシル硫酸ナトリウム)、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアニオン性界面活性剤、ドデシルポリオキシエチレンエーテル、ヘキサデシルポリオキシエチレンエーテル等のノニオン性界面活性剤等の公知の界面活性剤を用いることができる。これらのうちの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
(Surfactant)
During the polymerization reaction, a surfactant can be added from the viewpoint of preventing aggregation of the resin fine particles in the dispersion and maintaining a good dispersion state.
Examples of the surfactant include cationic surfactants such as dodecyl ammonium bromide and dodecyl trimethyl ammonium bromide, anionic surfactants such as sodium stearate, sodium lauryl sulfate (sodium dodecyl sulfate), and sodium dodecyl benzene sulfonate. Known surfactants such as nonionic surfactants such as dodecyl polyoxyethylene ether and hexadecyl polyoxyethylene ether can be used. You may use 1 type of these individually or in combination of 2 or more types.
[第2の工程]
第2の工程は、第1の工程後、前記分散液の温度を下記式を満たすT1(℃)の温度に1時間以上保持する工程である。
Tg+5℃≦T1≦結晶性樹脂のTm−5℃
上記T1の温度は、より好ましくは、Tg+10℃以上、Tm−10℃以下である。
また、前記分散液の温度を上記T1の温度に加熱するには、ヒーター等の公知の加熱装置を使用することができる。
また、上記T1の温度に保持する時間は、好ましくは1時間以上であり、より好ましくは3時間以上である。上限は特に限定されないが、製造効率の点から熱処理時間の上限は、50時間程度であることが好ましい。
[Second step]
A 2nd process is a process of hold | maintaining the temperature of the said dispersion liquid to the temperature of T1 (degreeC) which satisfy | fills a following formula after the 1st process for 1 hour or more.
Tg + 5 ° C. ≦ T1 ≦ Tm−5 ° C. of crystalline resin
The temperature of T1 is more preferably Tg + 10 ° C. or higher and Tm−10 ° C. or lower.
Moreover, in order to heat the temperature of the dispersion liquid to the temperature of T1, a known heating device such as a heater can be used.
The time for maintaining the temperature at T1 is preferably 1 hour or longer, more preferably 3 hours or longer. The upper limit is not particularly limited, but the upper limit of the heat treatment time is preferably about 50 hours from the viewpoint of production efficiency.
[第3の工程]
第3の工程は、第2の工程後、前記分散液の温度を下記T2(℃)の温度に1時間以上保持する工程である。
Tg−20℃≦T2<Tg
上記T2(℃)の温度は、より好ましくは下記式を満たす。
Tg−15℃≦T2≦Tg−10℃
ここで、エンタルピー緩和は、Tg未満の温度範囲において、高温ほど、エンタルピー緩和が進む速度(緩和速度)は速くなるが、進行するエンタルピー緩和量は小さい。一方、Tg未満の温度範囲において、低温ほど緩和速度は遅いが、進行するエンタルピー緩和量は大きい。よって、より少ない時間でより多くエンタルピー緩和を進行させられる効率の良い温度範囲は、Tg−15℃≦T2≦Tg−10℃である。
[Third step]
A 3rd process is a process of hold | maintaining the temperature of the said dispersion liquid at the temperature of following T2 (degreeC) for 1 hour or more after a 2nd process.
Tg−20 ° C. ≦ T2 <Tg
The temperature of T2 (° C.) more preferably satisfies the following formula.
Tg-15 ° C ≦ T2 ≦ Tg-10 ° C
Here, in the enthalpy relaxation, in the temperature range lower than Tg, the higher the temperature, the faster the enthalpy relaxation proceeds (relaxation speed), but the smaller the enthalpy relaxation proceeds. On the other hand, in the temperature range below Tg, the lower the temperature, the slower the relaxation rate, but the greater the amount of enthalpy relaxation that proceeds. Therefore, an efficient temperature range in which enthalpy relaxation can be advanced more in less time is Tg-15 ° C. ≦ T2 ≦ Tg−10 ° C.
また、前記分散液の温度を上記T2の温度にするには、公知の冷却装置を用いることができる。例えば、反応容器の外浴を急速に冷却してもよいし、分散液を熱交換器に通してもよいし、分散液中に冷却されたイオン交換水を投入してもよい。生産効率の観点からは、熱交換器を用いて冷却を行うことが好ましい。
また、上記T2の温度に保持する時間は好ましくは1時間以上であり、より好ましくは10時間以上であり、さらに好ましくは30時間以上である。上限は特に限定されないが、製造効率の点から熱処理時間の上限は、500時間程度であることが好ましい。
In order to set the temperature of the dispersion to the temperature T2, a known cooling device can be used. For example, the outer bath of the reaction vessel may be rapidly cooled, the dispersion may be passed through a heat exchanger, or ion-exchanged water cooled in the dispersion may be charged. From the viewpoint of production efficiency, it is preferable to perform cooling using a heat exchanger.
The time for maintaining the temperature at T2 is preferably 1 hour or longer, more preferably 10 hours or longer, and further preferably 30 hours or longer. The upper limit is not particularly limited, but the upper limit of the heat treatment time is preferably about 500 hours from the viewpoint of production efficiency.
本実施形態に係るトナーの製造方法は、本実施の形態の効果を奏する範囲において、上述した第1〜第3の工程以外の他の工程をさらに含んでいてもよい。当該他の工程の例には、得られたトナー母体粒子に外添剤を混合、付着させてトナー粒子を得る工程、及び、得られたトナー粒子をキャリア粒子に混合して二成分現像剤としてのトナーを得る工程、が挙げられる。 The toner manufacturing method according to the present exemplary embodiment may further include other steps than the first to third steps described above within a range where the effects of the present exemplary embodiment are achieved. Examples of the other steps include a step of mixing and adhering an external additive to the obtained toner base particles to obtain toner particles, and mixing the obtained toner particles with carrier particles as a two-component developer. And a step of obtaining the toner.
[トナー母体粒子の構造]
本実施形態のトナー母体粒子の構造は、上述したトナー母体粒子のみの単層構造であってもよいし、上述したトナー母体粒子をコア粒子として当該コア粒子とその表面を被覆するシェル層とを備えるコア・シェル構造のような多層構造であってもよい。シェル層は、コア粒子の全表面を被覆していなくてもよく、部分的にコア粒子が露出していてもよい。コア・シェル構造の断面は、例えば透過型電子顕微鏡(TEM)、走査型プローブ顕微鏡(SPM)等の公知の観察手段によって、確認することができる。
[Toner base particle structure]
The structure of the toner base particles of the present embodiment may be a single-layer structure of only the above-described toner base particles, or the core particles and the shell layer covering the surface of the toner base particles described above as core particles. It may be a multilayer structure such as a core / shell structure provided. The shell layer may not cover the entire surface of the core particle, and the core particle may be partially exposed. The cross section of the core-shell structure can be confirmed by a known observation means such as a transmission electron microscope (TEM) or a scanning probe microscope (SPM).
コア・シェル構造の場合は、コア粒子とシェル層でガラス転移温度、融点、硬度等の特性を異ならせることができ、目的に応じたトナー母体粒子の設計が可能である。例えば、結着樹脂、着色剤、離型剤等を含有し、ガラス転移温度(Tg)が比較的低いコア粒子の表面に、ガラス転移温度(Tg)が比較的高い樹脂を凝集、融着させて、シェル層を形成することができる。シェル層としては、上述したように非晶性ポリエステル樹脂を使用することができ、中でもハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂を好ましく使用することができる。 In the case of the core-shell structure, the core particles and the shell layer can have different characteristics such as glass transition temperature, melting point, hardness, etc., and toner base particles can be designed according to the purpose. For example, a resin having a relatively high glass transition temperature (Tg) is aggregated and fused on the surface of a core particle containing a binder resin, a colorant, a release agent, etc. and having a relatively low glass transition temperature (Tg). Thus, a shell layer can be formed. As the shell layer, an amorphous polyester resin can be used as described above, and among them, a hybrid amorphous polyester resin can be preferably used.
[トナー母体粒子の融点]
トナー母体粒子は、融点(Tm)が60〜90℃の範囲内にあることが好ましく、より好ましくは65〜80℃の範囲内である。融点が上記範囲内にあれば、十分な低温定着性及び耐熱保管性を両立させることができる。また、トナーの良好な耐熱性(熱的強度)も維持することができ、十分な耐熱保管性を得ることができる。融点(Tm)は、上記結晶性ポリエステル樹脂と同様にして測定することができる。
[Melting point of toner base particles]
The toner base particles preferably have a melting point (Tm) in the range of 60 to 90 ° C, more preferably in the range of 65 to 80 ° C. If the melting point is within the above range, sufficient low-temperature fixability and heat-resistant storage stability can be achieved. Further, good heat resistance (thermal strength) of the toner can be maintained, and sufficient heat-resistant storage stability can be obtained. The melting point (Tm) can be measured in the same manner as the crystalline polyester resin.
[トナー母体粒子の粒径]
本発明に係るトナー母体粒子の体積基準のメジアン径は3〜8μmの範囲内にあることが好ましく、より好ましくは5〜8μmの範囲内である。
体積基準のメジアン径が上記範囲内にあれば、1200dpiレベルの高解像度のドットを正確に再現することができる。
なお、体積基準のメジアン径は、製造時において使用する凝集剤の濃度や有機溶媒の添加量、融着時間、結着樹脂の組成等によって制御することができる。
[Particle size of toner base particles]
The volume-based median diameter of the toner base particles according to the present invention is preferably in the range of 3 to 8 μm, and more preferably in the range of 5 to 8 μm.
If the volume-based median diameter is within the above range, a high-resolution dot of 1200 dpi level can be accurately reproduced.
The volume-based median diameter can be controlled by the concentration of the aggregating agent used in the production, the amount of the organic solvent added, the fusing time, the composition of the binder resin, and the like.
体積基準のメジアン径は、マルチサイザー3(ベックマン・コールター社製)に、データ処理用ソフトSoftware V3.51を搭載したコンピューターシステムを接続した測定装置を用いて測定することができる。
具体的には、試料(トナー)0.02gを、20mLの界面活性剤溶液(トナー粒子の分散を目的として、例えば界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で10倍希釈した界面活性剤溶液)に添加してなじませた後、1分間の超音波分散処理を行い、トナーの分散液を調製する。このトナーの分散液を、サンプルスタンド内のISOTONII(ベックマン・コールター社製)の入ったビーカーに、測定装置の表示濃度が8%になるまでピペットにて注入する。この濃度にすることにより、再現性のある測定値を得ることができる。
そして、測定装置において、測定粒子カウント数を25000個、アパーチャー径を100μmにし、測定範囲である2〜60μmの範囲を256分割しての頻度値を算出し、体積積算分率の大きい方から50%の粒子径を体積基準のメジアン径として求める。
The volume-based median diameter can be measured using a measuring apparatus in which a computer system equipped with data processing software Software V3.51 is connected to Multisizer 3 (manufactured by Beckman Coulter).
Specifically, 0.02 g of a sample (toner) was added to 20 mL of a surfactant solution (for the purpose of dispersing toner particles, for example, a surfactant obtained by diluting a neutral detergent containing a surfactant component 10 times with pure water. After adding the solution to the solution), the mixture is subjected to ultrasonic dispersion for 1 minute to prepare a toner dispersion. This toner dispersion is injected into a beaker containing ISOTON II (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) in a sample stand with a pipette until the display density of the measuring apparatus becomes 8%. By using this concentration, a reproducible measurement value can be obtained.
In the measurement apparatus, the measurement particle count is 25000, the aperture diameter is 100 μm, the frequency range is calculated by dividing the range of 2 to 60 μm, which is the measurement range, into 256, and the volume integrated fraction is 50 % Particle diameter is determined as a volume-based median diameter.
[トナー母体粒子の平均円形度]
本発明に係るトナーは、トナー母体粒子の平均円形度が、0.930〜1.000の範囲内であることが好ましく、0.950〜0.995の範囲内であることがより好ましい。
平均円形度が上記範囲内にあれば、トナー母体粒子の破砕を抑えることができ、摩擦帯電付与部材の汚染を抑制してトナーの帯電性を安定させることができる。また、トナーにより形成される画像が高画質となる。
[Average circularity of toner base particles]
In the toner according to the present invention, the average circularity of the toner base particles is preferably in the range of 0.930 to 1.000, and more preferably in the range of 0.950 to 0.995.
If the average circularity is within the above range, the toner base particles can be prevented from being crushed, the contamination of the frictional charge imparting member can be suppressed, and the chargeability of the toner can be stabilized. In addition, an image formed with toner has high image quality.
上記平均円形度は、次のようにして測定することができる。メジアン径を測定する場合と同様にして、トナーの分散液を調製する。FPIA−2100、FPIA−3000(いずれもSysmex社製)等によって、HPF(高倍率撮像)モードにて、HPF検出数3000〜10000個の適正濃度範囲でトナーの分散液の撮影を行い、個々のトナー粒子の円形度を下記式(y)によって算出する。各トナー粒子の円形度を加算し、円形度の和を各トナー粒子の数で除することにより、平均円形度を算出する。HPF検出数が上記適正濃度範囲であれば、十分な再現性が得られる。
式(y)円形度=(粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)
The average circularity can be measured as follows. A toner dispersion is prepared in the same manner as when measuring the median diameter. Using an FPIA-2100, FPIA-3000 (both manufactured by Sysmex), etc., in the HPF (high magnification imaging) mode, a toner dispersion liquid is photographed in an appropriate density range of 3000 to 10,000 HPF detections. The circularity of the toner particles is calculated by the following formula (y). The average circularity is calculated by adding the circularity of each toner particle and dividing the sum of the circularity by the number of each toner particle. If the number of HPF detections is within the appropriate concentration range, sufficient reproducibility can be obtained.
Formula (y) Circularity = (perimeter of a circle having the same projection area as the particle image) / (perimeter of the particle projection image)
[外添剤]
本発明に係るトナー粒子は、例えば、上記トナー母体粒子と、その表面に存在する外添剤とを有してもよい。トナー粒子が外添剤を含有することは、トナー粒子の流動性や帯電性などを制御する観点から好ましい。当該外添剤は、1種でもそれ以上でもよい。当該外添剤の例には、シリカ粒子、チタニア粒子、アルミナ粒子、ジルコニア粒子、酸化亜鉛粒子、酸化クロム粒子、酸化セリウム粒子、酸化アンチモン粒子、酸化タングステン粒子、酸化スズ粒子、酸化テルル粒子、酸化マンガン粒子及び酸化ホウ素粒子が含まれる。
[External additive]
The toner particles according to the present invention may have, for example, the toner base particles and an external additive present on the surface thereof. It is preferable that the toner particles contain an external additive from the viewpoint of controlling the fluidity and chargeability of the toner particles. The external additive may be one kind or more. Examples of the external additive include silica particles, titania particles, alumina particles, zirconia particles, zinc oxide particles, chromium oxide particles, cerium oxide particles, antimony oxide particles, tungsten oxide particles, tin oxide particles, tellurium oxide particles, oxidation Manganese particles and boron oxide particles are included.
上記外添剤は、ゾル・ゲル法で作製されたシリカ粒子を含むことがより好ましい。ゾル・ゲル法で作製されたシリカ粒子は、粒子径分布が狭いという特徴を有しているので、トナー母体粒子に対する外添剤の付着強度のバラツキを抑制する観点から好ましい。 More preferably, the external additive includes silica particles produced by a sol-gel method. Silica particles produced by the sol-gel method have a feature that the particle size distribution is narrow, and thus are preferable from the viewpoint of suppressing variation in adhesion strength of the external additive to the toner base particles.
また、上記シリカ粒子の個数平均一次粒子径は、70〜200nmの範囲内であることが好ましい。個数平均一次粒子径が上記範囲内にあるシリカ粒子は、他の外添剤に比べて大きい。したがって、二成分現像剤においてスペーサーとしての役割を有する。よって、二成分現像剤が現像装置中で撹拌されているときに、より小さな他の外添剤がトナー母体粒子に埋め込まれることを防止する観点から好ましい。また、トナー母体粒子同士の融着を防止する観点からも好ましい。 The number average primary particle diameter of the silica particles is preferably in the range of 70 to 200 nm. Silica particles having a number average primary particle size in the above range are larger than other external additives. Therefore, it has a role as a spacer in the two-component developer. Therefore, it is preferable from the viewpoint of preventing other smaller external additives from being embedded in the toner base particles when the two-component developer is stirred in the developing device. Further, it is also preferable from the viewpoint of preventing fusion between the toner base particles.
上記外添剤の個数平均一次粒子径は、例えば、透過型電子顕微鏡で撮影した画像の画像処理によって求めることが可能であり、例えば、分級や分級品の混合などによって調整することが可能である。 The number average primary particle diameter of the external additive can be determined by, for example, image processing of an image taken with a transmission electron microscope, and can be adjusted by classification or mixing of classified products, for example. .
上記外添剤は、その表面が疎水化処理されていることが好ましい。当該疎水化処理には、公知の表面処理剤が用いられる。当該表面処理剤は、1種でもそれ以上でもよく、その例には、シランカップリング剤、シリコーンオイル、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤、脂肪酸、脂肪酸金属塩、そのエステル化物及びロジン酸が含まれる。 The surface of the external additive is preferably hydrophobized. A known surface treating agent is used for the hydrophobic treatment. The surface treatment agent may be one type or more, and examples thereof include silane coupling agents, silicone oils, titanate coupling agents, aluminate coupling agents, fatty acids, fatty acid metal salts, esterified products thereof, and the like. Rosin acid is included.
上記シランカップリング剤の例には、ジメチルジメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)、メチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン及びデシルトリメトキシシランが含まれる。上記シリコーンオイルの例には、環状化合物や、直鎖状又は分岐状のオルガノシロキサンなどが含まれ、より具体的には、オルガノシロキサンオリゴマー、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、テトラメチルシクロテトラシロキサン及びテトラビニルテトラメチルシクロテトラシロキサン、が含まれる。 Examples of the silane coupling agent include dimethyldimethoxysilane, hexamethyldisilazane (HMDS), methyltrimethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, and decyltrimethoxysilane. Examples of the silicone oil include cyclic compounds, linear or branched organosiloxanes, and more specifically, organosiloxane oligomers, octamethylcyclotetrasiloxane, decamethylcyclopentasiloxane, tetramethyl. Cyclotetrasiloxane and tetravinyltetramethylcyclotetrasiloxane.
また、上記シリコーンオイルの例には、側鎖又は片末端や両末端、側鎖片末端、側鎖両末端などに変性基を導入した反応性の高い、少なくとも末端を変性したシリコーンオイルが含まれる。上記変性基の種類は、1種でもそれ以上でもよく、その例には、アルコキシ、カルボキシ、カルビノール、高級脂肪酸変性、フェノール、エポキシ、メタクリル及びアミノが含まれる。 Examples of the silicone oil include a highly reactive silicone oil in which a modifying group is introduced into a side chain or one end or both ends, a side chain piece end, a side chain both ends, etc., and at least the end is modified. . One or more kinds of the modifying group may be used, and examples thereof include alkoxy, carboxy, carbinol, higher fatty acid modification, phenol, epoxy, methacryl and amino.
上記外添剤の添加量は、トナー粒子全体に対して0.1〜10.0質量%の範囲内が好ましい。より好ましくは1.0〜3.0質量%の範囲内である。 The addition amount of the external additive is preferably in the range of 0.1 to 10.0% by mass with respect to the whole toner particles. More preferably, it exists in the range of 1.0-3.0 mass%.
[現像剤]
本発明のトナーは、一成分現像剤であれば上記トナー粒子そのものにより構成され、二成分現像剤であれば上記トナー粒子及びキャリア粒子により構成される。当該二成分現像剤におけるトナー粒子の含有量(トナー濃度)は、通常の二成分現像剤と同様でよく、例えば、4.0〜8.0質量%の範囲内である。
[Developer]
If the toner of the present invention is a one-component developer, it is composed of the toner particles, and if it is a two-component developer, the toner is composed of the toner particles and carrier particles. The toner particle content (toner concentration) in the two-component developer may be the same as that of a normal two-component developer, and is, for example, in the range of 4.0 to 8.0% by mass.
上記キャリア粒子は、磁性体により構成される。当該キャリア粒子の例には、当該磁性体からなる芯材粒子と、その表面を被覆する被覆材の層とを有する被覆型キャリア粒子、及び、樹脂中に磁性体の微粉末が分散されてなる樹脂分散型のキャリア粒子、が含まれる。上記キャリア粒子は、感光体へのキャリア粒子の付着を抑制する観点から、上記被覆型キャリア粒子であることが好ましい。 The carrier particles are made of a magnetic material. Examples of the carrier particles include coated carrier particles having core material particles made of the magnetic material and a coating material layer covering the surface thereof, and fine powder of the magnetic material dispersed in the resin. Resin dispersed carrier particles. The carrier particles are preferably the coated carrier particles from the viewpoint of suppressing the adhesion of the carrier particles to the photoreceptor.
上記芯材粒子は、磁性体、例えば、磁場によってその方向に強く磁化する物質によって構成される。当該磁性体は、1種でもそれ以上でもよく、その例には、鉄、ニッケル及びコバルトなどの強磁性を示す金属、これらの金属を含む合金又は化合物、及び、熱処理することにより強磁性を示す合金、が含まれる。 The core particle is made of a magnetic material, for example, a material that is strongly magnetized in the direction by a magnetic field. The magnetic substance may be one kind or more, and examples thereof include metals exhibiting ferromagnetism such as iron, nickel and cobalt, alloys or compounds containing these metals, and exhibit ferromagnetism by heat treatment. Alloys.
上記強磁性を示す金属又はそれを含む化合物の例には、鉄、下記式(a)で表されるフェライト、及び、下記式(b)で表されるマグネタイト、が含まれる。式(a)、式(b)中のMは、Mn、Fe、Ni、Co、Cu、Mg、Zn、Cd及びLiの群から選ばれる一以上の1価又は2価の金属を表す。 Examples of the metal exhibiting ferromagnetism or a compound containing the same include iron, ferrite represented by the following formula (a), and magnetite represented by the following formula (b). M in the formulas (a) and (b) represents one or more monovalent or divalent metals selected from the group consisting of Mn, Fe, Ni, Co, Cu, Mg, Zn, Cd, and Li.
式(a):MO・Fe2O3
式(b):MFe2O4
Formula (a): MO · Fe 2 O 3
Formula (b): MFe 2 O 4
また、上記熱処理することにより強磁性を示す合金又は金属酸化物の例には、マンガン−銅−アルミニウム及びマンガン−銅−スズなどのホイスラー合金、及び、二酸化クロム、が含まれる。 Examples of alloys or metal oxides that exhibit ferromagnetism by heat treatment include Heusler alloys such as manganese-copper-aluminum and manganese-copper-tin, and chromium dioxide.
上記芯材粒子は、上記フェライトであることが好ましい。これは、被覆型キャリア粒子の比重は、芯材粒子を構成する金属の比重よりも小さくなることから、現像装置内における撹拌の衝撃力をより小さくすることができるためである。 The core particle is preferably the ferrite. This is because the specific gravity of the coated carrier particles is smaller than the specific gravity of the metal constituting the core material particles, so that the impact force of stirring in the developing device can be further reduced.
上記被覆材は、1種でもそれ以上でもよい。
被覆材には、キャリア粒子の芯材粒子の被覆に利用される公知の樹脂を用いることができる。当該被覆材は、シクロアルキル基を有する樹脂であることが、キャリア粒子の水分吸着性を低減させる観点、及び、被覆層の芯材粒子との密着性を高める観点、から好ましい。
シクロアルキル基の例には、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基及びシクロデシル基が含まれる。中でも、シクロヘキシル基又はシクロペンチル基が好ましく、被覆層とフェライト粒子との密着性の観点からシクロヘキシル基がより好ましい。
The coating material may be one type or more.
As the coating material, a known resin used for coating the core particles of the carrier particles can be used. It is preferable that the coating material is a resin having a cycloalkyl group from the viewpoint of reducing the moisture adsorptivity of the carrier particles and increasing the adhesion of the coating layer to the core material particles.
Examples of the cycloalkyl group include a cyclohexyl group, a cyclopentyl group, a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, a cyclononyl group, and a cyclodecyl group. Among these, a cyclohexyl group or a cyclopentyl group is preferable, and a cyclohexyl group is more preferable from the viewpoint of adhesion between the coating layer and the ferrite particles.
上記シクロアルキル基を有する樹脂の重量平均分子量Mwは、例えば10000〜800000であり、より好ましくは100000〜750000である。当該樹脂における上記シクロアルキル基の含有量は、例えば10〜90質量%の範囲内である。上記樹脂中の当該シクロアルキル基の含有量は、例えば、Py−GC/MSや1H−NMRなどの公知の機器分析法を利用して求めることが可能である。 The weight average molecular weight Mw of the resin having a cycloalkyl group is, for example, 10,000 to 800,000, and more preferably 100,000 to 750000. Content of the said cycloalkyl group in the said resin exists in the range of 10-90 mass%, for example. The content of the cycloalkyl group in the resin can be determined by using a known instrumental analysis method such as Py-GC / MS or 1 H-NMR.
上記二成分現像剤は、上記トナー粒子と上記キャリア粒子とを適量混合することによって製造することができる。当該混合に用いられる混合装置の例には、ナウターミキサー、Wコーン及びV型混合機が含まれる。 The two-component developer can be produced by mixing an appropriate amount of the toner particles and the carrier particles. Examples of the mixing device used for the mixing include a Nauter mixer, a W cone, and a V-type mixer.
また、上記キャリア粒子の大きさ及び形状も、本実施形態の効果が得られる範囲において適宜に決めることが可能である。例えば、上記キャリア粒子の体積平均粒径は、15〜100μmである。当該キャリア粒子の体積平均粒径は、例えばレーザー回折式粒度分布測定装置「HELOS KA」((株)日本レーザー製)を用いて湿式にて測定することができる。また、上記キャリア粒子の体積平均粒径は、例えば、芯材粒子の製造条件による芯材粒子の粒径を制御する方法や、キャリア粒子の分級、キャリア粒子の分級品の混合などによって調整することが可能である。 Further, the size and shape of the carrier particles can be appropriately determined within a range in which the effect of the present embodiment can be obtained. For example, the carrier particles have a volume average particle size of 15 to 100 μm. The volume average particle diameter of the carrier particles can be measured by a wet method using, for example, a laser diffraction particle size distribution analyzer “HELOS KA” (manufactured by Nippon Laser Corporation). The volume average particle size of the carrier particles is adjusted by, for example, a method of controlling the particle size of the core material particles according to the manufacturing conditions of the core material particles, classification of the carrier particles, mixing of classified products of the carrier particles, or the like. Is possible.
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
[結晶性樹脂の合成及びその分散液の調製]
<結晶性樹脂1の合成>
両反応性モノマーを含む、下記の付加重合系樹脂(スチレンアクリル樹脂:StAc)ユニットの原料モノマー及びラジカル重合開始剤を滴下ロートに入れた。
スチレン 43.5質量部
n−ブチルアクリレート 16質量部
アクリル酸 3.5質量部
重合開始剤(ジ−t−ブチルパーオキサイド) 8質量部
また、下記の重縮合系樹脂(結晶性ポリエステル樹脂:CPEs)ユニットの原料モノマーを、窒素導入管、脱水管、撹拌機及び熱電対を装備した四つ口フラスコに入れ、170℃に加熱し溶解させた。
テトラデカン二酸 440質量部
ブタンジオール 135質量部
次いで、撹拌下で付加重合系樹脂(StAc)の原料モノマーを90分かけて滴下し、60分間熟成を行ったのち、減圧下(8kPa)にて未反応の付加重合モノマーを除去した。なお、このとき除去されたモノマー量は、上記の樹脂の原料モノマー比に対してごく微量であった。
その後、エステル化触媒としてTi(OBu)4を0.8質量部投入し、235℃まで昇温、常圧下(101.3kPa)にて5時間、さらに減圧下(8kPa)にて1時間反応を行った。
次に、200℃まで冷却したのち、減圧下(20kPa)にて1時間反応させることにより結晶性樹脂1を得た。結晶性樹脂1は、その全量に対してCPEs以外の樹脂(StAc)ユニットを10質量%含み、また、StAcにCPEsがグラフト化した形態の樹脂であった。得られた結晶性樹脂1の数平均分子量(Mn)は9500、融点(Tm)は72℃であった。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
[Synthesis of crystalline resin and preparation of dispersion thereof]
<Synthesis of crystalline resin 1>
A raw material monomer of the following addition polymerization resin (styrene acrylic resin: StAc) unit and a radical polymerization initiator containing both reactive monomers were placed in a dropping funnel.
Styrene 43.5 parts by mass n-butyl acrylate 16 parts by mass Acrylic acid 3.5 parts by mass Polymerization initiator (di-t-butyl peroxide) 8 parts by mass The following polycondensation resins (crystalline polyester resins: CPEs) ) The raw material monomer of the unit was placed in a four-necked flask equipped with a nitrogen introduction tube, a dehydration tube, a stirrer and a thermocouple, and heated to 170 ° C. to dissolve.
Tetradecanedioic acid 440 parts by mass Butanediol 135 parts by mass Next, the raw material monomer of the addition polymerization resin (StAc) was added dropwise over 90 minutes with stirring, and after aging for 60 minutes, the pressure was not reduced under reduced pressure (8 kPa). The addition polymerization monomer of the reaction was removed. The amount of monomer removed at this time was very small with respect to the raw material monomer ratio of the resin.
Thereafter, 0.8 part by mass of Ti (OBu) 4 was added as an esterification catalyst, the temperature was raised to 235 ° C., and the reaction was performed for 5 hours under normal pressure (101.3 kPa) and further for 1 hour under reduced pressure (8 kPa). went.
Next, after cooling to 200 ° C., a crystalline resin 1 was obtained by reacting under reduced pressure (20 kPa) for 1 hour. The crystalline resin 1 contained 10% by mass of a resin (StAc) unit other than CPEs based on the total amount, and was a resin in a form in which CPEs were grafted to StAc. The number average molecular weight (Mn) of the obtained crystalline resin 1 was 9500, and the melting point (Tm) was 72 ° C.
<結晶性樹脂2の合成>
結晶性樹脂1の合成例において、重縮合系樹脂(結晶性ポリエステル樹脂:CPEs)ユニットの原料モノマーを下記のように変更した以外は同様にして、結晶性樹脂2を合成した。
ドデカン二酸 391質量部
エチレングリコール 100質量部
得られた結晶性樹脂2の数平均分子量(Mn)は10000、融点(Tm)は79℃であった。
<Synthesis of crystalline resin 2>
In the synthesis example of the crystalline resin 1, the crystalline resin 2 was synthesized in the same manner except that the raw material monomer of the polycondensation resin (crystalline polyester resin: CPEs) unit was changed as follows.
Dodecanedioic acid 391 parts by mass Ethylene glycol 100 parts by mass The obtained crystalline resin 2 had a number average molecular weight (Mn) of 10,000 and a melting point (Tm) of 79 ° C.
<結晶性樹脂3の合成>
結晶性樹脂1の合成例において、重縮合系樹脂(結晶性ポリエステル樹脂:CPEs)ユニットの原料モノマーを下記のように変更した以外は同様にして、結晶性樹脂3を合成した。
ドデカン二酸 391質量部
1,9−ノナンジオール 240質量部
得られた結晶性樹脂3の数平均分子量(Mn)は9000、融点(Tm)は66℃であった。
<Synthesis of crystalline resin 3>
In the synthesis example of the crystalline resin 1, the crystalline resin 3 was synthesized in the same manner except that the raw material monomer of the polycondensation resin (crystalline polyester resin: CPEs) unit was changed as follows.
Dodecanedioic acid 391 parts by mass 1,9-nonanediol 240 parts by mass The obtained crystalline resin 3 had a number average molecular weight (Mn) of 9000 and a melting point (Tm) of 66 ° C.
<結晶性樹脂粒子分散液1の調製>
100質量部の結晶性樹脂1を、400質量部の酢酸エチル(関東化学株式会社製)に溶解し、あらかじめ調製しておいた0.26質量%濃度のラウリル硫酸ナトリウム溶液638質量部と混合した。混合液を撹拌しながら、超音波ホモジナイザーUS−150T(株式会社日本精機製作所製)によりV−LEVEL 300μAで30分間の超音波分散処理を行った。その後、40℃に加温した状態で、ダイヤフラム真空ポンプV−700(BUCHI社製)を使用し、減圧下で3時間撹拌しながら酢酸エチルを完全に除去して、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(結晶性樹脂粒子分散液1)を調製した。分散液中の結晶性樹脂粒子は、体積基準のメジアン径が160nmであった。
<Preparation of crystalline resin particle dispersion 1>
100 parts by mass of crystalline resin 1 was dissolved in 400 parts by mass of ethyl acetate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) and mixed with 638 parts by mass of a 0.26% by mass sodium lauryl sulfate solution prepared in advance. . While stirring the mixed solution, ultrasonic dispersion treatment was performed for 30 minutes at 300 μA V-LEVEL using an ultrasonic homogenizer US-150T (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho). Then, using a diaphragm vacuum pump V-700 (manufactured by BUCHI) in a state heated to 40 ° C., ethyl acetate was completely removed while stirring under reduced pressure for 3 hours to obtain a crystalline polyester resin particle dispersion. (Crystalline resin particle dispersion 1) was prepared. The crystalline resin particles in the dispersion had a volume-based median diameter of 160 nm.
<結晶性樹脂粒子分散液2及び3の調製>
結晶性樹脂粒子分散液1の調製例において、結晶性樹脂1の代わりに結晶性樹脂2及び3を用いたことの他は同様にして、結晶性樹脂微粒子分散液2及び3を調製した。分散液2及び分散液3中の結晶性樹脂粒子の体積平均粒径はそれぞれ160nmであった。
<Preparation of crystalline resin particle dispersions 2 and 3>
Crystalline resin fine particle dispersions 2 and 3 were prepared in the same manner as in the preparation example of the crystalline resin particle dispersion 1, except that the crystalline resins 2 and 3 were used instead of the crystalline resin 1. The volume average particle diameters of the crystalline resin particles in Dispersion 2 and Dispersion 3 were each 160 nm.
<着色剤粒子分散液の調製>
ドデシル硫酸ナトリウム90質量部をイオン交換水1600質量部に添加した溶液を撹拌しながら、銅フタロシアニン(C.I.ピグメントブルー15:3)420質量部を徐々に添加した。撹拌装置クレアミックス(エム・テクニック株式会社製、「クレアミックス」は同社の登録商標)を用いて分散処理することにより、着色剤粒子分散液を調製した。分散液中の着色剤粒子は、体積基準のメジアン径が110nmであった。
<Preparation of colorant particle dispersion>
While stirring a solution obtained by adding 90 parts by mass of sodium dodecyl sulfate to 1600 parts by mass of ion-exchanged water, 420 parts by mass of copper phthalocyanine (CI Pigment Blue 15: 3) was gradually added. A colorant particle dispersion was prepared by dispersing using a stirrer CLEARMIX (M Technique Co., Ltd., “CLEAMIX” is a registered trademark of the company). The colorant particles in the dispersion had a volume-based median diameter of 110 nm.
<非晶性ポリエステル樹脂の作製>
下記ビニル樹脂の単量体、非晶性ポリエステル樹脂とビニル樹脂のいずれとも反応する置換基を有する単量体及び重合開始剤の混合液を滴下ロートに入れた。
スチレン 80.0質量部
n−ブチルアクリレート 20.0質量部
アクリル酸 10.0質量部
ジ−t−ブチルパーオキサイド(重合開始剤) 16.0質量部
また、下記非晶性ポリエステル樹脂の単量体を、窒素導入管、脱水管、撹拌器及び熱電対を備えた四つ口フラスコに入れ、170℃に加熱し溶解させた。
ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物 59.1質量部
ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物 281.7質量部
テレフタル酸 63.9質量部
コハク酸 48.4質量部
撹拌下で、滴下ロートに入れた混合液を四つ口フラスコへ90分かけて滴下し、60分間熟成を行った後、減圧下(8kPa)にて未反応の単量体を除去した。その後、エステル化触媒としてTi(OBu)4を0.4質量部投入し、235℃まで昇温して、常圧下(101.3kPa)にて5時間、さらに減圧下(8kPa)にて1時間、反応を行った。
次いで、200℃まで冷却し、減圧下(20kPa)にて反応を行った後、脱溶剤を行い、非晶性ポリエステル樹脂を得た。得られた非晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)が24000、酸価が16.2mgKOH/g、ガラス転移温度(Tg)が60℃であった。
<Preparation of amorphous polyester resin>
The following vinyl resin monomer, a mixture of a monomer having a substituent that reacts with both the amorphous polyester resin and the vinyl resin, and a polymerization initiator were placed in a dropping funnel.
Styrene 80.0 parts by mass n-butyl acrylate 20.0 parts by mass Acrylic acid 10.0 parts by mass Di-t-butyl peroxide (polymerization initiator) 16.0 parts by mass In addition, a single amount of the following amorphous polyester resin The body was placed in a four-necked flask equipped with a nitrogen introduction tube, a dehydration tube, a stirrer, and a thermocouple, and heated to 170 ° C. to dissolve.
Bisphenol A ethylene oxide 2 mol adduct 59.1 parts by mass Bisphenol A propylene oxide 2 mol adduct 281.7 parts by mass Terephthalic acid 63.9 parts by mass Succinic acid 48.4 parts by mass Mixing in a dropping funnel under stirring The liquid was dropped into a four-necked flask over 90 minutes, and after aging for 60 minutes, unreacted monomers were removed under reduced pressure (8 kPa). Thereafter, 0.4 parts by mass of Ti (OBu) 4 was added as an esterification catalyst, the temperature was raised to 235 ° C., 5 hours under normal pressure (101.3 kPa), and 1 hour under reduced pressure (8 kPa). The reaction was performed.
Subsequently, after cooling to 200 degreeC and reacting under reduced pressure (20 kPa), solvent removal was performed and amorphous polyester resin was obtained. The obtained amorphous polyester resin had a weight average molecular weight (Mw) of 24,000, an acid value of 16.2 mgKOH / g, and a glass transition temperature (Tg) of 60 ° C.
[ビニル樹脂粒子分散液の調製]
(第1段重合)
撹拌装置、温度センサー、冷却管及び窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、ドデシル硫酸ナトリウム8質量部及びイオン交換水3000質量部を仕込み、窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、内温を80℃に昇温させた。昇温後、過硫酸カリウム10質量部をイオン交換水200質量部に溶解させた溶液を添加し、再度液温を80℃として、下記単量体の混合液を1時間かけて滴下した。
スチレン 480.0質量部
n−ブチルアクリレート 250.0質量部
メタクリル酸 68.0質量部
上記混合液の滴下後、80℃にて2時間加熱、撹拌することにより単量体の重合を行い、ビニル樹脂粒子分散液を調製した。
[Preparation of vinyl resin particle dispersion]
(First stage polymerization)
Into a 5 L reaction vessel equipped with a stirrer, temperature sensor, cooling pipe and nitrogen introduction device, 8 parts by mass of sodium dodecyl sulfate and 3000 parts by mass of ion-exchanged water were charged, and the mixture was stirred while stirring at a rate of 230 rpm under a nitrogen stream. The temperature was raised to 80 ° C. After the temperature increase, a solution in which 10 parts by mass of potassium persulfate was dissolved in 200 parts by mass of ion-exchanged water was added, the liquid temperature was again set to 80 ° C., and a mixture of the following monomers was added dropwise over 1 hour.
Styrene 480.0 parts by mass n-butyl acrylate 250.0 parts by mass Methacrylic acid 68.0 parts by mass After the dropwise addition of the above mixture, the monomers are polymerized by heating and stirring at 80 ° C. for 2 hours, and vinyl. A resin particle dispersion was prepared.
(第2段重合)
80℃に昇温した下記単量体に下記離型剤を溶解させ、離型剤混合液を作製した。
スチレン(St) 256.0質量部
2−エチルヘキシルアクリレート(2−EHA) 95.0質量部
メタクリル酸(MAA) 30.0質量部
ベヘン酸ベヘネート(離型剤、融点73℃) 145質量部
アニオン性界面活性剤(第一工業製薬製ネオゲンRK) 7.8質量部
イオン交換水 1242質量部
n−オクチル−3−メルカプトプロピオネート(連鎖移動剤)3.9質量部
過硫酸カリウム 5.5質量部
次に、アニオン性界面活性剤(第一工業製薬製ネオゲンRK)7.8質量部とイオン交換水1242質量部を混合した界面活性剤溶液を、循環経路を有する機械式分散機CLEARMIX(エム・テクニック株式会社製)に投入して循環させ、そこに上記離型剤混合液を注入し、10分間の混合分散処理を行い、乳化粒子(油滴)を含む分散液を調製した。
次に、撹拌装置、温度センサー、冷却管及び窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、イオン交換水1100質量部と上記第1段重合により調製したビニル樹脂粒子分散液を固形分換算で55質量部を仕込み、87℃に加熱した。この5Lの反応容器に先に作製した乳化粒子(油滴)を含む分散液と連鎖移動剤を追加し、過硫酸カリウム5.5質量部をイオン交換水100質量部に溶解させた重合開始剤の溶液を添加し、この系を87℃にて1時間にわたり加熱撹拌することにより重合を行って、ビニル樹脂粒子分散液を調製した。
(Second stage polymerization)
The following release agent was dissolved in the following monomer heated to 80 ° C. to prepare a release agent mixed solution.
Styrene (St) 256.0 parts by weight 2-ethylhexyl acrylate (2-EHA) 95.0 parts by weight Methacrylic acid (MAA) 30.0 parts by weight Behenate behenate (release agent, melting point 73 ° C.) 145 parts by weight Anionic Surfactant (Daiichi Kogyo Seiyaku Neogen RK) 7.8 parts by mass Ion-exchanged water 1242 parts by mass n-octyl-3-mercaptopropionate (chain transfer agent) 3.9 parts by mass Potassium persulfate 5.5 parts by mass Next, a surfactant solution in which 7.8 parts by mass of an anionic surfactant (Neogen RK manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) and 1242 parts by mass of ion-exchanged water was mixed with a mechanical disperser CLEARMIX (M・ Made into Technic Co., Ltd.) and circulate, inject the above release agent mixture into it, perform mixing and dispersing for 10 minutes, emulsified particles (oil droplets) A dispersion containing was prepared.
Next, in a 5 L reaction vessel equipped with a stirrer, a temperature sensor, a cooling pipe and a nitrogen introducing device, 1100 parts by mass of ion-exchanged water and the vinyl resin particle dispersion prepared by the first stage polymerization were converted to a solid content of 55. A mass part was charged and heated to 87 ° C. A polymerization initiator in which a dispersion containing emulsion particles (oil droplets) prepared earlier and a chain transfer agent were added to this 5 L reaction vessel and 5.5 parts by weight of potassium persulfate was dissolved in 100 parts by weight of ion-exchanged water. The solution was added and the system was polymerized by heating and stirring at 87 ° C. for 1 hour to prepare a vinyl resin particle dispersion.
(第3段重合)
上記第2段重合により得られたビニル樹脂粒子分散液に、さらに過硫酸カリウム8質量部をイオン交換水140質量部に溶解させた溶液を添加した。さらに、84℃の温度条件下で、下記単量体及び連鎖移動剤の混合液を90分かけて滴下した。
スチレン(St) 367.2質量部
n−ブチルアクリレート(BA) 165.0質量部
メタクリル酸(MAA) 34.3質量部
メタクリル酸メチル(MMA) 52.5質量部
n−オクチル−3−メルカプトプロピオネート 8.0質量部
滴下終了後、2時間にわたり加熱撹拌することにより重合を行った後、28℃まで冷却し、ビニル樹脂粒子分散液を調製した。
(3rd stage polymerization)
A solution obtained by further dissolving 8 parts by mass of potassium persulfate in 140 parts by mass of ion-exchanged water was added to the vinyl resin particle dispersion obtained by the second stage polymerization. Furthermore, the liquid mixture of the following monomer and chain transfer agent was dripped over 90 minutes on 84 degreeC temperature conditions.
Styrene (St) 367.2 parts by mass n-butyl acrylate (BA) 165.0 parts by mass Methacrylic acid (MAA) 34.3 parts by mass Methyl methacrylate (MMA) 52.5 parts by mass n-octyl-3-mercaptopro 8.0 parts by weight of pionate After completion of dropping, polymerization was carried out by heating and stirring for 2 hours, followed by cooling to 28 ° C. to prepare a vinyl resin particle dispersion.
[トナー1の製造]
撹拌装置、温度センサー及び冷却管を取り付けた反応容器に、ビニル樹脂粒子分散液298質量部(固形分換算)及びイオン交換水2000質量部を投入した。室温下(25℃)下で、5モル/Lの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを10に調整した。さらに、着色剤粒子分散液7質量部(固形分換算)を投入し、塩化マグネシウム60質量部をイオン交換水60質量部に溶解させた溶液を、撹拌下、30℃において10分間かけて添加した。3分間放置した後、60分間かけて80℃まで昇温し、80℃に到達後、結晶性樹脂粒子分散液3を36.8質量部(固形分換算)20分かけて投入し、粒子径の成長速度が0.01μm/分となるように撹拌速度を調整して、コールターマルチサイザー3(ベックマン・コールター社製)により測定した体積基準のメジアン径が6.0μmになるまで成長させた。
次いで、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液37.2質量部(固形分換算)を30分間かけて投入し、反応液の上澄みが透明になった時点で、塩化ナトリウム190質量部をイオン交換水760質量部に溶解させた水溶液を添加して、粒子径の成長を停止させた。
次いで、昇温して80℃の状態で撹拌し、分散液中のトナー母体粒子の平均円形度が0.970になるまで粒子の融着を進行させた。その後、表Iの「第1の工程」に示す温度まで所定の冷却速度で冷却した。
その後、撹拌しつつ、表Iの「第2の工程」に示す温度まで昇温し、所定時間熱処理を行った後、引き続き、表Iの「第3の工程」に示す温度にし、所定時間熱処理を行った。その後、冷却し20℃以下まで液温を下げた。
次いで、固液分離を行い、脱水したトナーケーキをイオン交換水に再分散し、固液分離する操作を3回繰り返して洗浄した。洗浄後、トナーの非晶性樹脂粒子の理論Tg−20℃以下の温度にて乾燥させることにより、乾燥後のトナー母体粒子を得た。得られたトナー母体粒子100質量部に、疎水性シリカ粒子(個数平均一次粒径:12nm、疎水化度:68)0.6質量部、疎水性酸化チタン粒子(個数平均一次粒径:20nm、疎水化度:63)1.0質量部及びゾル・ゲルシリカ(数平均一次粒子径=110nm)1.0質量部を添加し、ヘンシェルミキサー(日本コークス工業株式会社製)により回転翼周速35mm/秒、32℃で20分間混合した。混合後、45μmの目開きの篩を用いて粗大粒子を除去し、トナー1を得た。
[Production of Toner 1]
Into a reaction vessel equipped with a stirrer, a temperature sensor, and a cooling tube, 298 parts by mass of vinyl resin particle dispersion (in terms of solid content) and 2000 parts by mass of ion-exchanged water were added. Under room temperature (25 ° C.), 5 mol / L sodium hydroxide aqueous solution was added to adjust the pH to 10. Further, 7 parts by mass of the colorant particle dispersion (in terms of solid content) was added, and a solution in which 60 parts by mass of magnesium chloride was dissolved in 60 parts by mass of ion-exchanged water was added over 10 minutes at 30 ° C. with stirring. . After standing for 3 minutes, the temperature was raised to 80 ° C. over 60 minutes, and after reaching 80 ° C., 36.8 parts by mass (converted to solid content) of crystalline resin particle dispersion 3 was charged over 20 minutes. The growth rate was adjusted to 0.01 μm / min, and the growth was performed until the volume-based median diameter measured by Coulter Multisizer 3 (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) reached 6.0 μm.
Next, 37.2 parts by mass (in terms of solid content) of amorphous polyester resin particle dispersion was added over 30 minutes, and when the supernatant of the reaction solution became transparent, 190 parts by mass of sodium chloride was added to ion-exchanged water 760. An aqueous solution dissolved in parts by mass was added to stop the growth of the particle size.
Next, the mixture was heated and stirred at 80 ° C., and particle fusion was advanced until the average circularity of the toner base particles in the dispersion reached 0.970. Then, it cooled at the predetermined | prescribed cooling rate to the temperature shown to "the 1st process" of Table I.
Then, while stirring, the temperature was raised to the temperature shown in “Second step” in Table I, and heat treatment was performed for a predetermined time. Subsequently, the temperature was changed to the temperature shown in “Third step” in Table I, and heat treatment was performed for a predetermined time. Went. Then, it cooled and liquid temperature was lowered | hung to 20 degrees C or less.
Next, solid-liquid separation was performed, and the dehydrated toner cake was redispersed in ion-exchanged water, and the solid-liquid separation was repeated three times for washing. After washing, the toner non-crystalline resin particles were dried at a temperature of Tg-20 ° C. or lower to obtain toner base particles after drying. To 100 parts by mass of the obtained toner base particles, 0.6 part by mass of hydrophobic silica particles (number average primary particle size: 12 nm, degree of hydrophobicity: 68), hydrophobic titanium oxide particles (number average primary particle size: 20 nm, Hydrophobic degree: 63) 1.0 part by mass and 1.0 part by mass of sol-gel silica (number average primary particle size = 110 nm) were added, and the peripheral speed of the rotor blade was 35 mm / h by a Henschel mixer (manufactured by Nippon Coke Industries, Ltd.). Mix for 20 minutes at 32 ° C. After mixing, coarse particles were removed using a sieve having an opening of 45 μm to obtain toner 1.
[トナー2〜18の製造]
トナー1の製造において、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(表Iでは、単に「分散液」と記載。)の種類と含有量、第1の工程の液温、冷却速度、第2の工程及び第3の工程の環境、熱処理温度、熱処理時間の条件を下記表Iに示すように適宜変更させた以外は同様にして、トナー2〜18をそれぞれ製造した。
[Production of Toners 2 to 18]
In the production of the toner 1, the kind and content of the crystalline polyester resin particle dispersion (simply referred to as “dispersion” in Table I), the liquid temperature of the first step, the cooling rate, the second step and the second step Toners 2 to 18 were produced in the same manner except that the conditions of the process 3, the heat treatment temperature, and the heat treatment time were appropriately changed as shown in Table I below.
[現像剤1〜18の製造]
上記で製造したトナー1〜18のそれぞれに対して、シリコーン樹脂を被覆した体積基準のメジアン径60μmのフェライトキャリアをトナー濃度が6質量%となるように添加して混合することにより、現像剤1〜18をそれぞれ製造した。
[Production of developers 1 to 18]
Developer 1 is prepared by adding a volume-based median diameter 60 μm ferrite carrier coated with a silicone resin so that the toner concentration is 6% by mass and mixing with each of the toners 1 to 18 manufactured above. -18 were produced respectively.
[評価方法]
<ΔHC、ΔHAの測定>
各トナーについて、上述した示差走査熱量測定における昇温1回目に得られるDSC曲線からΔHC、ΔHAを測定した。なお、ΔHC及びΔHAは、それぞれ保管前、第1又は第2の保管条件での保管後についてそれぞれ求め、保管前のΔHC及びΔHA、ΔHC(保管後)−ΔHC(保管前)、ΔHA(保管後)−ΔHA(保管前)の値を表IIに示した。具体的な測定方法については、上述したとおりである。
[Evaluation method]
<Measurement of ΔH C and ΔH A >
For each toner, [Delta] H C from the DSC curve obtained in the first heating in the differential scanning calorimetry as described above, was measured [Delta] H A. ΔH C and ΔH A are obtained before storage and after storage under the first or second storage conditions, respectively, and ΔH C and ΔH A before storage, ΔH C (after storage) −ΔH C (before storage) ), ΔH A (after storage) −ΔH A (before storage) are shown in Table II. The specific measurement method is as described above.
<低温定着性評価及び高温/室温保管による低温定着性変動幅評価>
画像形成装置として、市販の複合機「bizhub C754」(コニカミノルタ社製)において、上記現像剤1〜18を順次装填し、常温常湿(温度20℃、湿度50%RH)の環境下で、画像形成装置でA4サイズのmondi Color Copy 90g/m2(mondi社製)に未定着ベタ画像(付着量11.3g/m2)を形成した。次に、定着装置の加熱ローラにおいて、ニップ幅11.2mm、定着時間34msec、定着圧力133kPa、表面温度を100℃に設定し、加熱ローラの表面温度を120〜170℃の範囲において1℃刻みで変更しながら、定着をした。
定着オフセットによる画像汚れが目視で確認されない最低の定着温度を最低定着温度(Ta)とし、表IIに示した。また、トナーを第1の保管条件又は第2の保管条件で保管した後に上記と同様の評価を行い、第1の保管条件での最低定着温度(Tb)及び第2の保管条件での最低定着温度(Tc)を表IIに示した。さらに、第1の保管条件での最低定着温度の変動幅と、第2の保管条件での最低定着温度の変動幅を下記式により算出し、表IIに示した。なお、当該変動幅を高温/室温保管による低温定着性変動幅とした。
・第1の保管条件での最低定着温度の変動幅=Δ[Tb(第1の保管条件での保管後の最低定着温度)−Ta(保管前の最低定着温度)]
・第2の保管条件での最低定着温度の変動幅=Δ[Tc(第2の保管条件での保管後の最低定着温度)−Ta(保管前の最低定着温度)]
<Evaluation of low temperature fixability and evaluation of fluctuation range of low temperature fixability by high temperature / room temperature storage>
As an image forming apparatus, in a commercially available multifunction machine “bizhub C754” (manufactured by Konica Minolta), the developers 1 to 18 are sequentially loaded, and in an environment of normal temperature and normal humidity (temperature 20 ° C., humidity 50% RH), An unfixed solid image (attachment amount 11.3 g / m 2 ) was formed on A4 size mondi color copy 90 g / m 2 (manufactured by Mondi) with the image forming apparatus. Next, in the heating roller of the fixing device, the nip width is 11.2 mm, the fixing time is 34 msec, the fixing pressure is 133 kPa, the surface temperature is set to 100 ° C., and the surface temperature of the heating roller is in the range of 120 to 170 ° C. in increments of 1 ° C. Fixed while changing.
Table II shows the lowest fixing temperature at which image contamination due to fixing offset is not visually confirmed, as the minimum fixing temperature (Ta). Further, after the toner is stored under the first storage condition or the second storage condition, the same evaluation as described above is performed, and the minimum fixing temperature (Tb) under the first storage condition and the minimum fixing under the second storage condition are performed. The temperature (Tc) is shown in Table II. Further, the fluctuation range of the minimum fixing temperature under the first storage condition and the fluctuation range of the minimum fixing temperature under the second storage condition were calculated by the following formula and are shown in Table II. The fluctuation range was defined as the low temperature fixability fluctuation range due to high temperature / room temperature storage.
Fluctuation width of the minimum fixing temperature under the first storage condition = Δ [Tb (minimum fixing temperature after storage under the first storage condition) −Ta (minimum fixing temperature before storage)]
Fluctuation width of the minimum fixing temperature under the second storage condition = Δ [Tc (minimum fixing temperature after storage under the second storage condition) −Ta (minimum fixing temperature before storage)]
(低温定着性評価)
第1の保管条件と第2の保管条件で最低定着温度が高い方で評価した。
◎:最低定着温度が135℃未満(トナーの低温定着性は極めて良い)
○:最低定着温度が135℃以上145℃未満(トナーの低温定着性は良い)
△:最低定着温度が145℃以上155℃未満(トナーの低温定着性は普通)
×:最低定着温度が155℃以上(トナーの低温定着性は悪い)
(Low-temperature fixability evaluation)
Evaluation was performed with the one having the highest minimum fixing temperature under the first storage condition and the second storage condition.
A: Minimum fixing temperature is less than 135 ° C. (low temperature fixing property of toner is extremely good)
○: Minimum fixing temperature of 135 ° C. or higher and lower than 145 ° C. (low temperature fixing property of toner is good)
Δ: Minimum fixing temperature of 145 ° C. or higher and lower than 155 ° C. (low temperature fixing property of toner is normal)
X: Minimum fixing temperature is 155 ° C. or higher (low temperature fixing property of toner is poor)
(第1又は第2の保管条件での保管後の低温定着性変動幅評価)
第1の保管条件と第2の保管条件で低温定着性変動幅の大きい方で評価した。
◎:低温定着性変動幅が2℃未満(定着性能の環境安定性は極めて良好)
○:低温定着性変動幅が2℃以上4℃未満(定着性能の環境安定性は良好)
△:低温定着性変動幅が4℃以上6℃未満(定着性能の環境安定性は普通)
×:低温定着性変動幅が6℃以上(定着性能の環境安定性は悪い)
(Evaluation of low temperature fixability fluctuation range after storage under the first or second storage conditions)
The first storage condition and the second storage condition were evaluated with the larger fluctuation range of the low temperature fixability.
A: Low temperature fixability fluctuation range is less than 2 ° C (environmental stability of fixing performance is very good)
○: Low-temperature fixability fluctuation range is 2 ° C or higher and lower than 4 ° C (environmental stability of fixing performance is good)
Δ: Low temperature fixability fluctuation range is 4 ° C or higher and lower than 6 ° C (environmental stability of fixing performance is normal)
X: Low temperature fixability fluctuation range is 6 ° C or more (environmental stability of fixing performance is poor)
(トナーの耐熱保管性)
トナー0.5gを内径21mmの10mLガラス瓶に取り、蓋を閉めて、振とう機「タップデンサーKYT−2000」(セイシン企業社製)を用い、室温で600回振とうした後、蓋を開けた状態で温度55℃、湿度35%RHの環境下において2時間放置した。次いで、トナーを48メッシュ(目開き350μm)の篩上に、トナーの凝集物を解砕しないように注意しながら全量をのせて、「パウダーテスター」(ホソカワミクロン社製)にセットし、押さえバーであるノブナットで固定し、送り幅1mmとなる振動強度に調整した。10秒間振動を加えた後、篩を通過したトナー量の比率(質量%)を測定し、下記式(A)により篩通過率(トナー凝集率)を算出した。得られた篩通過率に基づいてトナー粒子の耐熱保管性の評価を行った。篩通過率が80%以上であるものを合格と判断した。
式(A):篩通過率(%)=(篩上に計量したトナーの質量(g)−篩上の残存トナー質量(g))/篩上に計量したトナーの質量(g)×100
◎:篩通過率90%以上(トナーの耐熱保管性は極めて良い)
○:篩通過率85%以上90%未満(トナーの耐熱保管性は良い)
△:篩通過率80%以上85%未満(トナーの耐熱保管性は普通)
×:篩通過率80%未満(トナーの耐熱保管性は悪い)
(Heat resistant storage property of toner)
0.5 g of toner was placed in a 10 mL glass bottle with an inner diameter of 21 mm, the lid was closed, and the shaker “Tap Denser KYT-2000” (manufactured by Seishin Enterprise) was shaken 600 times at room temperature, and then the lid was opened. The sample was left in an environment of a temperature of 55 ° C. and a humidity of 35% RH for 2 hours. Next, put the total amount of toner on a 48 mesh (aperture 350 μm) sieve, taking care not to crush the toner agglomerates, and set in a “powder tester” (manufactured by Hosokawa Micron). It was fixed with a certain knob nut and adjusted to a vibration intensity that would give a feed width of 1 mm. After applying vibration for 10 seconds, the ratio (mass%) of the amount of toner that passed through the sieve was measured, and the sieve passing rate (toner aggregation rate) was calculated by the following formula (A). Based on the obtained sieve passing rate, the heat-resistant storage property of the toner particles was evaluated. A sieve passing rate of 80% or more was judged as acceptable.
Formula (A): Screen passing rate (%) = (mass of toner weighed on sieve (g) −residual toner mass on sieve (g)) / mass of toner weighed on sieve (g) × 100
A: Screening rate of 90% or higher (toner has excellent heat-resistant storage property)
○: Screen passage rate of 85% or more and less than 90% (the heat-resistant storage property of the toner is good)
Δ: sieve passage rate of 80% or more and less than 85% (heat-resistant storage stability of toner is normal)
X: Sieve passing rate is less than 80% (heat resistance storage property of toner is poor)
表IIに示す結果より、本発明のトナーは、比較例のトナーに比べて、低温定着性、低温定着性変動幅及び耐熱保管性の点で優れていることが認められる。
比較例のトナー14は、結晶性樹脂の含有量が多いため、トナー母体粒子作製における製造性が悪く、所望の粒径と円形度のトナー母体粒子が得られなかった。
比較例のトナー15は、第1の工程の冷却速度が遅いため、冷却中にトナー母体粒子が異形化し、所望の粒径と円形度のトナー母体粒子が得られなかった。
比較例のトナー16は、第2の工程の熱処理温度がトナーのTgよりも低いため、結晶化が進行せず、第1の保管条件で保管した場合に低温定着性変動幅が大きく、耐熱保管性も低かった。
比較例のトナー17は、第3の工程の熱処理温度がトナーのTgよりも高いため、エンタルピー緩和が進行せず、第2の保管条件で保管した場合に低温定着変動幅が大きかった。
比較例のトナー18は、第3の工程の熱処理時間が短いため、エンタルピー緩和の進行が不十分であり、第2の保管条件で保管した場合に低温定着変動幅が大きかった。
From the results shown in Table II, it can be seen that the toner of the present invention is superior to the toner of the comparative example in terms of low-temperature fixability, low-temperature fixability fluctuation range, and heat-resistant storage stability.
Since the toner 14 of Comparative Example has a high content of crystalline resin, the productivity in the production of toner base particles is poor, and toner base particles having a desired particle diameter and circularity cannot be obtained.
Since the toner 15 of the comparative example has a low cooling rate in the first step, the toner base particles are deformed during cooling, and toner base particles having a desired particle diameter and circularity cannot be obtained.
Since the toner 16 of the comparative example has a heat treatment temperature in the second step lower than the Tg of the toner, crystallization does not proceed, and when stored under the first storage conditions, the fluctuation range of low-temperature fixability is large, and heat-resistant storage The nature was also low.
Since the heat treatment temperature in the third step was higher than the Tg of the toner, the toner 17 of the comparative example did not proceed with enthalpy relaxation, and had a wide range of low-temperature fixing fluctuation when stored under the second storage condition.
Since the toner 18 of the comparative example has a short heat treatment time in the third step, the progress of enthalpy relaxation is insufficient, and the low temperature fixing fluctuation range is large when stored under the second storage condition.
Claims (5)
示差走査熱量計により測定される前記トナーのDSC曲線において、
前記トナーのガラス転移温度をTgとし、
結晶性樹脂に由来する吸熱ピークに基づく吸熱量をΔHC(J/g)とし、非晶性樹脂に由来するエンタルピー緩和に基づく吸熱ピークの吸熱量をΔHA(J/g)としたとき、
第1の保管条件[Tg+10℃・湿度50%RH・24時間]にて前記トナーが保管された場合において、下記式(1)を満たし、かつ、
第2の保管条件[Tg−10℃・湿度50%RH・500時間]にて前記トナーが保管された場合において、下記式(2)を満たすことを特徴とする静電荷像現像用トナー。
ΔHC(保管後)−ΔHC(保管前)≦1.0(J/g) 式(1)
ΔHA(保管後)−ΔHA(保管前)≦1.0(J/g) 式(2) An electrostatic charge image developing toner (hereinafter, also referred to as “toner”) including toner base particles containing at least a crystalline resin, an amorphous resin, and a release agent.
In the DSC curve of the toner measured by a differential scanning calorimeter,
The glass transition temperature of the toner is Tg,
When the endothermic amount based on the endothermic peak derived from the crystalline resin is ΔH C (J / g), and the endothermic amount based on the enthalpy relaxation derived from the amorphous resin is ΔH A (J / g),
When the toner is stored under the first storage condition [Tg + 10 ° C./humidity 50% RH / 24 hours], the following formula (1) is satisfied, and
An electrostatic charge image developing toner satisfying the following formula (2) when the toner is stored under a second storage condition [Tg-10 ° C./humidity 50% RH / 500 hours].
ΔH C (after storage) −ΔH C (before storage) ≦ 1.0 (J / g) Formula (1)
[Delta] H A (after storage) - [Delta] H A (before storage) ≦ 1.0 (J / g) (2)
少なくとも結晶性樹脂、非晶性樹脂及び離型剤を含有するトナー母体粒子と、水系溶媒とを含む分散液を用い、下記第1工程〜第3工程を経て前記トナーを製造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。
第1工程:前記結晶性樹脂の融点Tm以上の温度に加熱された前記分散液を、1℃/分以上の冷却速度でトナーのTg以下の温度まで冷却する工程
第2工程:前記第1の工程後、前記分散液の温度を下記式を満たすT1(℃)の温度に1時間以上保持する工程
Tg+5℃≦T1≦結晶性樹脂のTm−5℃
第3工程:前記第2の工程後、前記分散液の温度を下記式を満たすT2(℃)の温度に1時間以上保持する工程
Tg−20℃≦T2<Tg A method for producing an electrostatic charge image developing toner for producing the electrostatic charge image development toner according to any one of claims 1 to 3,
The toner is produced through the following first to third steps using a dispersion liquid containing toner base particles containing at least a crystalline resin, an amorphous resin and a release agent, and an aqueous solvent. A method for producing a toner for developing an electrostatic charge image.
1st process: The process which cools the said dispersion liquid heated to the temperature more than melting | fusing point Tm of the said crystalline resin to the temperature below Tg of a toner with the cooling rate of 1 degree-C / min or more 2nd process: Said 1st After the step, the step of maintaining the temperature of the dispersion at a temperature of T1 (° C.) satisfying the following formula for 1 hour or more Tg + 5 ° C. ≦ T1 ≦ Tm−5 ° C. of crystalline resin
Third step: After the second step, the temperature of the dispersion is maintained at a temperature of T2 (° C.) satisfying the following formula for 1 hour or more. Tg−20 ° C. ≦ T2 <Tg
下記式を満たすT2(℃)の温度(条件下)にて熱処理を行うことを特徴とする請求項4に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
Tg−15℃≦T2≦Tg−10℃ In the third step,
The method for producing a toner for developing an electrostatic charge image according to claim 4, wherein the heat treatment is performed at a temperature (condition) of T2 (° C.) satisfying the following formula.
Tg-15 ° C ≦ T2 ≦ Tg-10 ° C
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