JP2018123249A - Method for producing crystalline polyester resin aqueous dispersion and method for producing toner for electrostatic charge image development - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、結晶性ポリエステル樹脂水性分散体の製造方法、及び、静電荷像現像用トナーの製造方法に関する。より詳細には、本発明は、小粒径で、かつ、粒度分布がシャープな結晶性ポリエステル樹脂水性分散体の製造方法、及び、当該結晶性ポリエステル樹脂水性分散体を用いて製造する定着性が良好な静電荷像現像用トナーの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a crystalline polyester resin aqueous dispersion and a method for producing an electrostatic charge image developing toner. More specifically, the present invention provides a method for producing a crystalline polyester resin aqueous dispersion having a small particle size and a sharp particle size distribution, and a fixing property produced using the crystalline polyester resin aqueous dispersion. The present invention relates to a method for producing a good toner for developing electrostatic images.
近年、プリントスピードの高速化、紙種の拡大、環境負荷低減等の目的から、トナー画像定着時の熱エネルギーの低減が求められている。このトナー画像定着時の熱エネルギー低減のため、静電荷像現像用トナー(以下、単にトナーともいう。)の低温定着性を向上させることができる技術が求められており、その達成手段の一つとして、シャープメルト性に優れる結晶性ポリエステル等の結晶性樹脂を結着樹脂に用いる方法が知られている。 In recent years, for the purpose of increasing the printing speed, expanding the type of paper, reducing the environmental load, etc., it is required to reduce the thermal energy when fixing the toner image. In order to reduce the thermal energy at the time of fixing the toner image, a technique capable of improving the low-temperature fixability of the electrostatic image developing toner (hereinafter also simply referred to as toner) is required, and one of the means for achieving this. As a method, a method using a crystalline resin such as crystalline polyester excellent in sharp melt property as a binder resin is known.
この結晶性樹脂は、トナー中に微分散されていることで、定着時にトナー全体を均一に軟化させる効果が得られやすくなるが、トナー中に微分散させるためには小粒径で粒度分布がシャープな結晶性樹脂微粒子の分散液が必要となる。樹脂粒子分散液を得る方法としては転相乳化法が知られている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照。)。 Since this crystalline resin is finely dispersed in the toner, it is easy to obtain an effect of uniformly softening the whole toner at the time of fixing. However, in order to finely disperse in the toner, a small particle size and a particle size distribution are obtained. A sharp dispersion of crystalline resin particles is required. A phase inversion emulsification method is known as a method for obtaining a resin particle dispersion (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
特許文献1では、非晶性ポリエステルの転相乳化について開示しているが、非晶性ポリエステルと異なり、明確な融点を有する結晶性ポリエステルでは、その融点付近の温度を境に、分子の運動性が大きく変化してしまう。そのため、結晶性ポリエステルの転相乳化温度が適正でないと、乳化分散液の粒径が大径化や、粒度分布が広くなる等の問題が生じる。 Patent Document 1 discloses phase inversion emulsification of amorphous polyester, but unlike amorphous polyester, crystalline polyester having a clear melting point has molecular mobility at a temperature near the melting point. Will change drastically. Therefore, if the phase inversion emulsification temperature of the crystalline polyester is not appropriate, problems such as an increase in the particle size of the emulsified dispersion and an increase in the particle size distribution occur.
一方、特許文献2では、結晶性ポリエステルの転相乳化について開示している。しかしながら、転相乳化前の溶液中における水分量が少ないため、中和剤の混合性が悪く、結晶性ポリエステル樹脂の酸性基が十分に中和処理されない結果、乳化粒子が大径化してしまうという問題がある。 On the other hand, Patent Document 2 discloses phase inversion emulsification of crystalline polyester. However, since the amount of water in the solution before phase inversion emulsification is small, the neutralizing agent is poorly mixed and the acidic groups of the crystalline polyester resin are not sufficiently neutralized, resulting in an increase in the diameter of the emulsified particles. There's a problem.
したがって、特許文献1及び特許文献2に記載の方法によって得た結晶性樹脂微粒子の分散液を用いてトナーを製造した場合、良好な定着性のトナーを製造することが難しいという問題がある。 Therefore, when a toner is manufactured using a dispersion of crystalline resin fine particles obtained by the methods described in Patent Document 1 and Patent Document 2, it is difficult to manufacture a toner having good fixability.
本発明は、以上のような問題及び状況を考慮してなされたものであって、その解決課題は、小粒径で、かつ、粒度分布がシャープな結晶性ポリエステル樹脂水性分散体の製造方法を提供することである。 The present invention has been made in consideration of the above problems and circumstances, and the solution is to provide a method for producing an aqueous dispersion of a crystalline polyester resin having a small particle size and a sharp particle size distribution. Is to provide.
また、本発明の他の解決課題は、定着性が良好なトナーの製造方法を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a method for producing a toner having good fixability.
本発明者らは、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、転相乳化直前、即ち、水系媒体の滴下直前における溶液中の含水率、及び、転相乳化温度を制御して、転相乳化を行うことにより、上記課題を解決できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
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。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors, in the process of examining the cause of the above-mentioned problem, set the water content in the solution and the phase inversion emulsification temperature immediately before phase inversion emulsification, that is, immediately before dropping of the aqueous medium. It has been found that the above problems can be solved by controlling and carrying out phase inversion emulsification, and the present invention has been completed.
That is, the said subject which concerns on this invention is solved by the following means.
1.結晶性ポリエステル樹脂を溶剤に溶解させる溶解工程と、
前記溶解工程で得られる溶解液に、中和剤を添加する中和工程と、
前記中和工程で得られる中和液に、水系媒体を滴下し、転相乳化する転相乳化工程とを有し、
前記転相乳化工程において、前記水系媒体の滴下直前における前記中和液に含まれる溶媒中の水の比率が、12〜50質量%の範囲内であり、
前記転相乳化工程を、前記結晶性ポリエステル樹脂の融点よりも20℃低い温度以上の温度で行うことを特徴とする結晶性ポリエステル樹脂水性分散体の製造方法。
1. A dissolution step of dissolving the crystalline polyester resin in a solvent;
A neutralizing step of adding a neutralizing agent to the solution obtained in the dissolving step;
A phase inversion emulsification step in which an aqueous medium is added dropwise to the neutralization liquid obtained in the neutralization step to phase inversion emulsify,
In the phase inversion emulsification step, the ratio of water in the solvent contained in the neutralization solution immediately before the dropping of the aqueous medium is in the range of 12 to 50% by mass,
A method for producing a crystalline polyester resin aqueous dispersion, wherein the phase inversion emulsification step is performed at a temperature of 20 ° C. or lower than the melting point of the crystalline polyester resin.
2.前記溶解工程を、前記結晶性ポリエステル樹脂の融点よりも20℃低い温度以上の温度で行うことを特徴とする第1項に記載の結晶性ポリエステル樹脂水性分散体の製造方法。 2. 2. The method for producing an aqueous crystalline polyester resin dispersion according to claim 1, wherein the dissolving step is performed at a temperature not lower than 20 ° C. lower than the melting point of the crystalline polyester resin.
3.前記中和工程を、前記結晶性ポリエステル樹脂の融点よりも20℃低い温度以上の温度で行うことを特徴とする第1項又は第2項に記載の結晶性ポリエステル樹脂水性分散体の製造方法。 3. 3. The method for producing an aqueous crystalline polyester resin dispersion according to item 1 or 2, wherein the neutralization step is performed at a temperature of 20 ° C. or lower than the melting point of the crystalline polyester resin.
4.前記結晶性ポリエステル樹脂水性分散体を構成する結晶性ポリエステル樹脂粒子の体積平均粒径が、50〜500nmの範囲内であり、かつ、
前記結晶性ポリエステル樹脂粒子の変動係数(CV値)が、10〜60%の範囲内であることを特徴とする第1項から第3項までのいずれか一項に記載の結晶性ポリエステル樹脂水性分散体の製造方法。
4). The volume average particle diameter of the crystalline polyester resin particles constituting the crystalline polyester resin aqueous dispersion is in the range of 50 to 500 nm, and
The coefficient of variation (CV value) of the crystalline polyester resin particles is in the range of 10 to 60%, and the crystalline polyester resin aqueous solution according to any one of items 1 to 3, A method for producing a dispersion.
5.前記溶解工程が、100質量部の前記溶剤に、50〜300質量部の前記結晶性ポリエステル樹脂を溶解させる工程であることを特徴とする第1項から第4項までのいずれか一項に記載の結晶性ポリエステル樹脂水性分散体の製造方法。 5. The said melt | dissolution process is a process of dissolving 50-300 mass parts of said crystalline polyester resins in 100 mass parts of said solvents, The 1st term | claim characterized by the above-mentioned. A method for producing an aqueous dispersion of crystalline polyester resin.
6.前記結晶性ポリエステル樹脂が、結晶性ポリエステル樹脂セグメントとスチレン・アクリル樹脂セグメントとが結合してなるスチレン・アクリル変性ポリエステル樹脂を含有することを特徴とする第1項から第5項までのいずれか一項に記載の結晶性ポリエステル樹脂水性分散体の製造方法。 6). The crystalline polyester resin contains a styrene / acryl modified polyester resin formed by bonding a crystalline polyester resin segment and a styrene / acrylic resin segment, any one of items 1 to 5 The manufacturing method of crystalline polyester resin aqueous dispersion as described in claim | item.
7.第1項から第6項までのいずれか一項に記載の結晶性ポリエステル樹脂水性分散体中に含まれる結晶性ポリエステル樹脂粒子を、水系媒体中で凝集融着させる工程を有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。 7). The crystalline polyester resin particles contained in the crystalline polyester resin aqueous dispersion according to any one of items 1 to 6 have a step of aggregating and fusing in an aqueous medium. A method for producing a toner for developing an electrostatic image.
本発明によれば、小粒径で、かつ、粒度分布がシャープな結晶性ポリエステル樹脂水性分散体の製造方法を提供することができる。
また、本発明によれば、小粒径で、かつ、粒度分布がシャープな結晶性ポリエステル樹脂水性分散体を用いて、トナーを製造することにより、トナー内部での結晶性ポリエステル樹脂の分散性が良好になり、定着性が良好な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、明確になっていないが、以下のように推察している。
According to the present invention, it is possible to provide a method for producing an aqueous crystalline polyester resin dispersion having a small particle size and a sharp particle size distribution.
In addition, according to the present invention, by using a crystalline polyester resin aqueous dispersion having a small particle size and a sharp particle size distribution, the toner is produced, whereby the dispersibility of the crystalline polyester resin inside the toner is improved. It is possible to provide a method for producing a toner that is improved and has good fixability.
The expression mechanism or action mechanism of the effect of the present invention is not clear, but is presumed as follows.
一般に、転相乳化法は、樹脂を溶剤に溶解させた後、中和剤を添加して樹脂の酸性基をイオン化させたところに水系媒体を滴下して水相と油相を転相させ、乳化液を作製する。
水系媒体の滴下直前の系内には、中和剤を希釈している水や、溶剤中に含有される水などが既に存在しているが、転相乳化前の系内にある水分量が多すぎると、転相乳化工程で水系媒体を滴下する前に油相の一部が転相して油滴(乳化分散粒子)となってしまい、転相過程が不均一なために最終的に粒度分布の広い乳化分散液となってしまうと考えられる。
In general, the phase inversion emulsification method involves dissolving a resin in a solvent and then adding a neutralizing agent to ionize the acidic group of the resin to drop an aqueous medium to invert the aqueous phase and the oil phase, An emulsion is prepared.
In the system immediately before the dropping of the aqueous medium, water that has diluted the neutralizing agent or water contained in the solvent already exists, but the amount of water in the system before phase inversion emulsification is low. If the amount is too large, a part of the oil phase inverts into oil droplets (emulsified dispersed particles) before dropping the aqueous medium in the phase inversion emulsification step, and the phase inversion process is not uniform. It is considered that the emulsion dispersion has a wide particle size distribution.
一方、転相乳化前の系内にある水分量が少なすぎても、中和剤の混合性が低下し、ポリエステル樹脂中のカルボキシ基が十分中和されきらず、結晶性ポリエステル樹脂粒子の粒径がばらつくため、粒度分布の広い乳化分散液となってしまうと考えられる。 On the other hand, even if the amount of water in the system before phase inversion emulsification is too small, the miscibility of the neutralizing agent decreases, the carboxy groups in the polyester resin are not fully neutralized, and the particle size of the crystalline polyester resin particles Therefore, it is considered that the emulsion dispersion has a wide particle size distribution.
また、結晶性ポリエステル樹脂はその融点付近の温度より高温側では分子の運動性が大きく上がる。転相乳化中の油水界面での分子の運動性が均一でない(分子レベルで溶剤中に溶解しているものと溶解していないものが混在する)と、均一に転相が起こらず、結果として粒度分布の広い乳化分散液しか得られないと考えられる。 In addition, the crystalline polyester resin greatly increases the mobility of molecules on the higher temperature side than the temperature near its melting point. If the molecular mobility at the oil-water interface during phase inversion emulsification is not uniform (both those dissolved in the solvent and those not dissolved at the molecular level), phase inversion does not occur uniformly, and as a result It is considered that only an emulsified dispersion having a wide particle size distribution can be obtained.
一方、本発明においては、転相乳化直前、即ち、水系媒体の滴下直前における系内の含水率を制御して、転相乳化を行うことにより、系内全体の油水界面の状態が均一化し、小粒径で、かつ、粒度分布がシャープな乳化分散液を得ることができる。
さらに、本発明においては、転相乳化工程を結晶性ポリエステル樹脂の融点よりも20℃低い温度以上の温度で行うことで、転相を阻害しない十分な分子の運動性を確保でき、系内全体の油水界面の状態が均一化し、小粒径で、かつ、粒度分布がシャープな乳化分散液を得ることができる。
On the other hand, in the present invention, by controlling the water content in the system immediately before phase inversion emulsification, i.e. immediately before dropping of the aqueous medium, by performing phase inversion emulsification, the state of the entire oil-water interface in the system becomes uniform, An emulsified dispersion having a small particle size and a sharp particle size distribution can be obtained.
Furthermore, in the present invention, by performing the phase inversion emulsification step at a temperature of 20 ° C. lower than the melting point of the crystalline polyester resin, sufficient molecular mobility that does not inhibit phase inversion can be ensured, The emulsion-dispersed liquid can be obtained with a uniform oil-water interface state, a small particle size, and a sharp particle size distribution.
このように、本発明は、転相乳化工程において、水系媒体の滴下直前における系内の含水率、及び、転相乳化温度が制御されていることにより、小粒径で、かつ、粒度分布がシャープな乳化分散液が得られるものである。 Thus, in the phase inversion emulsification step, the present invention controls the water content in the system immediately before the dropping of the aqueous medium and the phase inversion emulsification temperature, thereby reducing the particle size and the particle size distribution. A sharp emulsified dispersion can be obtained.
[結晶性ポリエステル樹脂水性分散体の製造方法]
本発明の結晶性ポリエステル樹脂水性分散体の製造方法は、結晶性ポリエステル樹脂を溶剤に溶解させる溶解工程と、前記溶解工程で得られる溶解液に、中和剤を添加する中和工程と、前記中和工程で得られる中和液に、水系媒体を滴下し、転相乳化する転相乳化工程とを有し、前記転相乳化工程において、前記水系媒体の滴下直前における前記中和液に含まれる溶媒中の水の比率が、12〜50質量%の範囲内であり、前記転相乳化工程を、前記結晶性ポリエステル樹脂の融点よりも20℃低い温度以上の温度で行うことを特徴とする。この特徴は、各請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
[Method for producing crystalline polyester resin aqueous dispersion]
The method for producing a crystalline polyester resin aqueous dispersion of the present invention includes a dissolution step of dissolving a crystalline polyester resin in a solvent, a neutralization step of adding a neutralizing agent to the solution obtained in the dissolution step, A phase change emulsification step in which an aqueous medium is dropped into the neutralization solution obtained in the neutralization step and phase inversion emulsification is included in the neutralization solution immediately before the addition of the aqueous medium in the phase inversion emulsification step. The ratio of water in the solvent is within a range of 12 to 50% by mass, and the phase inversion emulsification step is performed at a temperature of 20 ° C. or lower than the melting point of the crystalline polyester resin. . This feature is a technical feature common to the claimed invention.
本発明の実施形態として、溶剤中に結晶性ポリエステル樹脂を分子レベルで均一に分散させておくことが望ましいため、前記溶解工程を、前記結晶性ポリエステル樹脂の融点よりも20℃低い温度以上の温度で行うことが好ましい。 As an embodiment of the present invention, since it is desirable to uniformly disperse the crystalline polyester resin at a molecular level in a solvent, the dissolution step is performed at a temperature equal to or higher than a temperature 20 ° C. lower than the melting point of the crystalline polyester resin. It is preferable to carry out with.
さらに、中和剤を添加する際に、中和剤を結晶性ポリエステル樹脂全体に均一に作用させるためには、結晶性ポリエステル樹脂が溶剤中に分子レベルで均一に分散している状態が望ましく、前記中和工程を、前記結晶性ポリエステル樹脂の融点よりも20℃低い温度以上の温度で行うことが好ましい。 Furthermore, in order to allow the neutralizing agent to uniformly act on the entire crystalline polyester resin when the neutralizing agent is added, it is desirable that the crystalline polyester resin is uniformly dispersed in the solvent at the molecular level. The neutralization step is preferably performed at a temperature equal to or higher than a temperature 20 ° C. lower than the melting point of the crystalline polyester resin.
また、トナー中における結晶性ポリエステル樹脂粒子の分散性、ひいては本発明の結晶性ポリエステル樹脂水性分散体を用いて製造したトナーの定着性を向上させる観点から、前記結晶性ポリエステル樹脂水性分散体を構成する結晶性ポリエステル樹脂粒子の体積平均粒径が、50〜500nmの範囲内であり、かつ、前記結晶性ポリエステル樹脂粒子の変動係数(CV値)が10〜60%の範囲内であることが好ましい。 Further, from the viewpoint of improving the dispersibility of the crystalline polyester resin particles in the toner, and hence the fixability of the toner produced using the crystalline polyester resin aqueous dispersion of the present invention, the crystalline polyester resin aqueous dispersion is constituted. It is preferable that the volume average particle diameter of the crystalline polyester resin particles to be performed is in the range of 50 to 500 nm, and the coefficient of variation (CV value) of the crystalline polyester resin particles is in the range of 10 to 60%. .
本発明の効果発現の観点から、前記溶解工程が、100質量部の前記溶剤に、50〜300質量部の前記結晶性ポリエステル樹脂を溶解させる工程であることが好ましい。 From the viewpoint of manifesting the effects of the present invention, the dissolving step is preferably a step of dissolving 50 to 300 parts by mass of the crystalline polyester resin in 100 parts by mass of the solvent.
また、定着性と高温オフセット性の向上のために、高温で弾性が高いという特性を有するスチレン・アクリル系樹脂をトナーの結着樹脂として用いることが好ましく、このスチレン・アクリル系樹脂と結晶性ポリエステル樹脂の親和性を高めるという観点から、前記結晶性ポリエステル樹脂が、結晶性ポリエステル樹脂セグメントとスチレン・アクリル樹脂セグメントとが結合してなるスチレン・アクリル変性ポリエステル樹脂を含有することが好ましい。 In order to improve the fixing property and the high temperature offset property, it is preferable to use a styrene / acrylic resin having a property of high elasticity at a high temperature as a binder resin of the toner, and the styrene / acrylic resin and the crystalline polyester. From the viewpoint of increasing the affinity of the resin, the crystalline polyester resin preferably contains a styrene / acryl modified polyester resin formed by bonding a crystalline polyester resin segment and a styrene / acryl resin segment.
また、前記結晶性ポリエステル樹脂水性分散体は、当該結晶性ポリエステル樹脂水性分散体中に含まれる結晶性ポリエステル樹脂粒子を、水系媒体中で凝集融着させる工程を有するトナーの製造方法に好適に用いられる。 The crystalline polyester resin aqueous dispersion is suitably used for a toner production method including a step of aggregating and fusing the crystalline polyester resin particles contained in the crystalline polyester resin aqueous dispersion in an aqueous medium. It is done.
以下、本発明の構成要素(本発明に用いられる各成分及び工程等)、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, constituent elements of the present invention (each component and process used in the present invention), 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.
[結晶性ポリエステル樹脂水性分散体の製造方法]
本発明の結晶性ポリエステル樹脂水性分散体の製造方法は、結晶性ポリエステル樹脂を溶剤に溶解させる溶解工程(工程1)、前記溶解工程で得られる溶解液に、中和剤を添加する中和工程(工程2)、前記中和工程で得られる中和液に、水系媒体を滴下し、転相乳化する転相乳化工程(工程3)を有し、工程3において、前記水系媒体の滴下直前における前記中和液に含まれる溶媒中の水の比率が、12〜50質量%の範囲内であり、工程3を、前記結晶性ポリエステル樹脂の融点よりも20℃低い温度以上の温度で行うことを特徴とする。
[Method for producing crystalline polyester resin aqueous dispersion]
The method for producing an aqueous dispersion of crystalline polyester resin of the present invention includes a dissolving step (step 1) for dissolving the crystalline polyester resin in a solvent, and a neutralizing step for adding a neutralizing agent to the solution obtained in the dissolving step. (Step 2), having a phase inversion emulsification step (Step 3) in which an aqueous medium is dropped into the neutralized liquid obtained in the neutralization step and phase inversion emulsification is performed. The ratio of water in the solvent contained in the neutralization liquid is in the range of 12 to 50% by mass, and step 3 is performed at a temperature equal to or higher than a temperature 20 ° C. lower than the melting point of the crystalline polyester resin. Features.
また、本発明において、ポリエステル樹脂水性分散体とは、本発明における水系媒体に分散可能なポリエステル樹脂が、水系媒体中に分散されてなる液状物のことをいう。ここで、水系媒体とは、水を含む液体からなる媒体であり、有機溶媒、塩基性化合物を含んでいてもよい。 In the present invention, the aqueous polyester resin dispersion refers to a liquid material in which the polyester resin dispersible in the aqueous medium in the present invention is dispersed in the aqueous medium. Here, the aqueous medium is a medium composed of a liquid containing water, and may contain an organic solvent and a basic compound.
図1は、結晶性ポリエステル樹脂水性分散体の製造方法の一連の工程を示すフローチャートである。本発明の結晶性ポリエステル樹脂水性分散体の製造方法は、工程1(ステップS11)〜工程3(ステップS13)を必須に含み、工程3(ステップS13)の後には、脱溶工程(工程4(ステップS14))が設けられていてもよく、工程4(ステップS14)を有することが好ましい。
以下、工程1〜工程4のそれぞれについて、説明する。
FIG. 1 is a flowchart showing a series of steps of a method for producing a crystalline polyester resin aqueous dispersion. The method for producing a crystalline polyester resin aqueous dispersion of the present invention essentially includes step 1 (step S11) to step 3 (step S13), and after step 3 (step S13), a desolubilization step (step 4 ( Step S14)) may be provided and preferably comprises step 4 (step S14).
Hereinafter, each of the steps 1 to 4 will be described.
《溶解工程(工程1)》
溶解工程(工程1)は、結晶性ポリエステル樹脂を溶剤に溶解させる工程である。本工程では、結晶性ポリエステル樹脂を溶剤に溶解させることにより、結晶性ポリエステル樹脂の溶解液(以下、「CPES溶解液」ともいう。)が得られる。
本工程に用いることのできる結晶性ポリエステル樹脂としては、特に制限されるものではない。
<< Dissolution process (process 1) >>
The dissolving step (step 1) is a step of dissolving the crystalline polyester resin in a solvent. In this step, a crystalline polyester resin solution (hereinafter, also referred to as “CPES solution”) is obtained by dissolving the crystalline polyester resin in a solvent.
The crystalline polyester resin that can be used in this step is not particularly limited.
本工程で用いる結晶性ポリエステル樹脂は、樹脂粒子分散液の乳化を容易にし、分散安定性を高める観点から、分子鎖末端に酸基を有することが好ましい。酸基としては、カルボキシ基、スルホン酸基、ホスホン酸基、スルフィン酸基等が挙げられ、樹脂の分散安定性が得られる点、さらに得られるトナーの耐熱保存性を向上し得る点などから、カルボキシ基が好ましい。 The crystalline polyester resin used in this step preferably has an acid group at the end of the molecular chain from the viewpoint of facilitating emulsification of the resin particle dispersion and enhancing the dispersion stability. Examples of the acid group include a carboxy group, a sulfonic acid group, a phosphonic acid group, a sulfinic acid group, and the like, from the point that the dispersion stability of the resin can be obtained, and the heat-resistant storage stability of the obtained toner can be improved. A carboxy group is preferred.
酸基を有する結晶性ポリエステル樹脂の含有量は、樹脂粒子分散液の乳化を容易にし、分散安定性を高めることができる点、更に得られたトナーのドット再現性、帯電安定性を向上させることができる点などから、結晶性ポリエステル樹脂水性分散体中の樹脂粒子を構成する樹脂100質量部に対して、好ましくは80〜100質量部の範囲内、より好ましくは90〜100質量部の範囲内、更に好ましくは95〜100質量部の範囲内、特に好ましくは100質量部である。酸基を有する結晶性ポリエステル樹脂の原料モノマーは、特に限定されず、任意のアルコール成分と、任意のカルボン酸成分とを用いることができる。以下、これらの点を踏まえて、結晶性ポリエステル樹脂成分につき説明する。 The content of the crystalline polyester resin having an acid group facilitates emulsification of the resin particle dispersion, can improve the dispersion stability, and further improves the dot reproducibility and charging stability of the obtained toner. From the point which can do, etc., Preferably it is in the range of 80-100 mass parts with respect to 100 mass parts of resin which comprises the resin particle in crystalline polyester resin aqueous dispersion, More preferably, it exists in the range of 90-100 mass parts. More preferably, it is in the range of 95 to 100 parts by mass, particularly preferably 100 parts by mass. The raw material monomer of the crystalline polyester resin having an acid group is not particularly limited, and any alcohol component and any carboxylic acid component can be used. Hereinafter, based on these points, the crystalline polyester resin component will be described.
[結晶性ポリエステル樹脂]
本発明において、結晶性ポリエステル樹脂とは、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公知のポリエステル樹脂のうち、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、具体的には示差走査熱量測定(DSC)において、昇温速度10℃/minで測定した際、吸熱ピークの半値幅が15℃以内となるピークを示すことを意味する。
[Crystalline polyester resin]
In the present invention, the crystalline polyester resin is a known polyester resin obtained by a polycondensation reaction between a divalent or higher carboxylic acid (polyvalent carboxylic acid) and a divalent or higher alcohol (polyhydric alcohol). A resin having a clear endothermic peak. 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 differential scanning calorimetry (DSC). means.
当該結晶性ポリエステル樹脂をトナー粒子に含ませることによって、トナー粒子のシャープメルト性を向上させることができ、低温定着性と定着分離性とを良好にできる。
結晶性ポリエステル樹脂の調製に用いられる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って、重縮合反応によって結晶性の樹脂を形成することができるものであればよい。
By including the crystalline polyester resin in the toner particles, the sharp melt property of the toner particles can be improved, and the low-temperature fixing property and the fixing separation property can be improved.
The polyvalent carboxylic acid used for the preparation of the crystalline polyester resin is a compound containing two or more carboxy groups in one molecule, and can form a crystalline resin by polycondensation reaction. That's fine.
具体的には、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、n−ドデシルコハク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;及びこれらカルボン酸化合物の無水物、又は炭素数1〜3のアルキルエステルなどが挙げられる。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。 Specifically, for example, saturated aliphatic dicarboxylic acids such as oxalic acid, malonic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid and n-dodecyl succinic acid; alicyclic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid; phthalates Aromatic dicarboxylic acids such as acid, isophthalic acid and terephthalic acid; trivalent or higher polyvalent carboxylic acids such as trimellitic acid and pyromellitic acid; and anhydrides of these carboxylic acid compounds or alkyl esters having 1 to 3 carbon atoms Etc. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
結晶性ポリエステル樹脂の調製に用いられる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って、重縮合反応によって結晶性の樹脂を形成することができるものであればよい。 The polyhydric alcohol used for the preparation of the crystalline polyester resin is a compound containing two or more hydroxy groups in one molecule and can form a crystalline resin by polycondensation reaction. Good.
具体的には、例えば、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;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価以上の多価アルコールなどが挙げられる。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。 Specifically, for example, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1 , 8-octanediol, neopentyl glycol, 1,4-butenediol, and other aliphatic diols; trihydric or higher polyhydric alcohols such as glycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane, and sorbitol. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
(結晶性ポリエステル樹脂の融点)
結晶性ポリエステル樹脂の融点は、使用する溶媒の沸点よりも20℃低い温度未満であることが好ましく、十分な低温定着性が得られるという観点からは、60〜90℃の範囲内であることが好ましく、より好ましくは70〜85℃である。なお、結晶性ポリエステル樹脂の融点は、樹脂組成によって制御することができる。
(Melting point of crystalline polyester resin)
The melting point of the crystalline polyester resin is preferably less than 20 ° C. lower than the boiling point of the solvent used, and from the viewpoint that sufficient low-temperature fixability can be obtained, it is within the range of 60 to 90 ° C. Preferably, it is 70-85 degreeC. The melting point of the crystalline polyester resin can be controlled by the resin composition.
(結晶性ポリエステル樹脂の融点の測定方法)
結晶性ポリエステル樹脂の融点の測定方法としては、示差走査熱量計(DSC)「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で室温(25℃)から150℃まで昇温し、5分間150℃で等温保持する1回目の昇温過程、冷却速度10℃/minで150℃から0℃まで冷却し、5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150℃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)によって測定を行う。上記測定は、結晶性ポリエステル樹脂3.0mgをアルミニウム製パンに封入し、示差走査熱量計「ダイヤモンドDSC」のサンプルホルダーにセットして行う。リファレンスとして空のアルミニウム製パンを使用し、上記測定において、2回目の昇温工程における吸熱ピークの頂点の温度を結晶性ポリエステルの融点とすることができる。
(Measuring method of melting point of crystalline polyester resin)
As a method for measuring the melting point of the crystalline polyester resin, a differential scanning calorimeter (DSC) “Diamond DSC” (manufactured by Perkin Elmer) was used, and the temperature was raised from room temperature (25 ° C.) to 150 ° C. at an elevation rate of 10 ° C./min. The first temperature rising process in which isothermal holding is performed at 150 ° C. for 5 minutes, the cooling process in which cooling is performed from 150 ° C. to 0 ° C. at a cooling rate of 10 ° C./min, and isothermal holding at 5 ° C. for 5 minutes, The measurement is performed under the measurement conditions (temperature increase / cooling conditions) through the second temperature increase process in which the temperature is increased from 0 ° C. to 150 ° C. at / min. The measurement is performed by sealing 3.0 mg of crystalline polyester resin in an aluminum pan and setting it in a sample holder of a differential scanning calorimeter “Diamond DSC”. An empty aluminum pan is used as a reference, and in the above measurement, the temperature at the top of the endothermic peak in the second temperature raising step can be the melting point of the crystalline polyester.
(結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量、数平均分子量)
結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、特に制限されないが、5000〜100000の範囲内であることが好ましく、5000〜50000の範囲内であることがより好ましい。上記重量平均分子量(Mw)が5000以上であれば、トナーの耐熱保管性を向上させることができ、100000以下であれば、低温定着性をより向上させることができる。同樹脂の数平均分子量(Mn)は、1000〜15000で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。
(Weight average molecular weight, number average molecular weight of crystalline polyester resin)
The weight average molecular weight (Mw) of the crystalline polyester resin is not particularly limited, but is preferably in the range of 5,000 to 100,000, and more preferably in the range of 5,000 to 50,000. If the weight average molecular weight (Mw) is 5000 or more, the heat-resistant storage property of the toner can be improved, and if it is 100000 or less, the low-temperature fixability can be further improved. The number average molecular weight (Mn) of the resin is preferably 1000 to 15000 from the viewpoint of low-temperature fixability and gloss stability.
(樹脂の重量平均分子量及び数平均分子量の測定方法)
各樹脂(非晶性ポリエステル樹脂、ハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂、ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂等)のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による分子量(重量平均分子量及び数平均分子量)は、以下のようにして測定する。すなわち、装置「HLC−8120GPC」(東ソー株式会社製)及びカラム「TSKguardcolumn+TSKgelSuperHZM−M3連」(東ソー株式会社製)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(THF)を流速0.2mL/分で流す。測定試料(樹脂)は、濃度1mg/mLになるようにテトラヒドロフランに溶解させる。当該溶液の調製は、超音波分散機を用いて、室温にて5分間処理を行うことにより行う。次いで、ポアサイズ0.2μmのメンブランフィルターで処理して試料溶液を得て、この試料溶液10μLを上記のキャリア溶媒とともに装置内に注入し、屈折率検出器(RI検出器)を用いて検出する。単分散のポリスチレン標準粒子を用いて作成された検量線に基づいて、測定試料の分子量分布を算出する。上記検量線測定用のポリスチレンとしては10点用いる。
(Measurement method of weight average molecular weight and number average molecular weight of resin)
The molecular weight (weight average molecular weight and number average molecular weight) of each resin (amorphous polyester resin, hybrid amorphous polyester resin, crystalline polyester resin, hybrid crystalline polyester resin, etc.) by gel permeation chromatography (GPC) is Measurement is performed as follows. That is, using an apparatus “HLC-8120GPC” (manufactured by Tosoh Corporation) and a column “TSKguardcolumn + TSKgelSuperHZM-M3 series” (manufactured by Tosoh Corporation), while maintaining the column temperature at 40 ° C., tetrahydrofuran (THF) was used as a carrier solvent at a flow rate. Run at 0.2 mL / min. The measurement sample (resin) is dissolved in tetrahydrofuran so as to have a concentration of 1 mg / mL. The solution is prepared by performing treatment at room temperature for 5 minutes using an ultrasonic disperser. Next, a sample solution is obtained by processing with a membrane filter having a pore size of 0.2 μm, 10 μL of this sample solution is injected into the apparatus together with the carrier solvent, and detected using a refractive index detector (RI detector). The molecular weight distribution of the measurement sample is calculated based on a calibration curve created using monodisperse polystyrene standard particles. Ten points are used as polystyrene for the calibration curve measurement.
(結晶性ポリエステル樹脂の製造方法)
結晶性ポリエステル樹脂の製造方法は特に制限されず、公知のエステル化触媒を利用して、上記多価カルボン酸及び多価アルコールを重縮合する(エステル化する)ことにより当該樹脂を製造することができる。
(Method for producing crystalline polyester resin)
The method for producing the crystalline polyester resin is not particularly limited, and the resin can be produced by polycondensation (esterification) of the polyvalent carboxylic acid and the polyhydric alcohol using a known esterification catalyst. it can.
製造の際に使用可能な触媒としては、ナトリウム、リチウム等のアルカリ金属化合物;マグネシウム、カルシウム等の第2族元素を含む化合物;アルミニウム、亜鉛、マンガン、アンチモン、チタン、スズ、ジルコニウム、ゲルマニウム等の金属化合物;亜リン酸化合物;リン酸化合物;及びアミン化合物等が挙げられる。入手容易性等を考慮すると、酸化ジブチルスズ、オクチル酸スズ、ジオクチル酸スズ、これらの塩や、テトラノルマルブチルチタネート(オルトチタン酸テトラブチル)、テトライソプロピルチタネート(チタンテトライソプロポキシド)、テトラメチルチタネートなどを用いることが好ましい。これらは1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Catalysts that can be used in the production include alkali metal compounds such as sodium and lithium; compounds containing Group 2 elements such as magnesium and calcium; aluminum, zinc, manganese, antimony, titanium, tin, zirconium, germanium, and the like Metal compounds; phosphorous acid compounds; phosphoric acid compounds; and amine compounds. Considering availability, dibutyltin oxide, tin octylate, tin dioctylate, salts thereof, tetranormal butyl titanate (tetrabutyl orthotitanate), tetraisopropyl titanate (titanium tetraisopropoxide), tetramethyl titanate, etc. Is preferably used. You may use these individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
重縮合(エステル化)の温度は特に限定されるものではないが、150〜250℃であることが好ましい。また、重縮合(エステル化)の時間は特に限定されるものではないが、0.5〜15時間であることが好ましい。重縮合中には、必要に応じて反応系内を減圧にしてもよい。
また、結晶性ポリエステル樹脂としては、以下で説明するハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂を使用することができる。
The temperature of polycondensation (esterification) is not particularly limited, but is preferably 150 to 250 ° C. The time for polycondensation (esterification) is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 15 hours. During the polycondensation, the reaction system may be depressurized as necessary.
Moreover, as a crystalline polyester resin, the hybrid crystalline polyester resin demonstrated below can be used.
[ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂]
ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂(ハイブリッド樹脂とも略記する)とは、結晶性ポリエステル樹脂セグメントと非晶性樹脂セグメントとが化学的に結合した樹脂である。
結晶性ポリエステル樹脂セグメントとは、結晶性ポリエステル樹脂を構成する分子鎖を指す。また、非晶性樹脂セグメントとは、非晶性樹脂(結晶構造をとりえない樹脂)を構成する分子鎖を指す。
[Hybrid crystalline polyester resin]
A hybrid crystalline polyester resin (also abbreviated as a hybrid resin) is a resin in which a crystalline polyester resin segment and an amorphous resin segment are chemically bonded.
The crystalline polyester resin segment refers to a molecular chain constituting the crystalline polyester resin. The amorphous resin segment refers to a molecular chain that constitutes an amorphous resin (a resin that cannot take a crystal structure).
(ハイブリッド樹脂の重量平均分子量)
ハイブリッド樹脂の重量平均分子量(Mw)は、十分な低温定着性及び優れた長期保管安定性を確実に両立して得るという観点から、5000〜100000の範囲であると好ましく、7000〜50000であるとより好ましく、8000〜40000の範囲であると特に好ましい。ハイブリッド樹脂の重量平均分子量(Mw)を100000以下とすることにより、十分な低温定着性を得ることができる。一方、ハイブリッド樹脂の重量平均分子量(Mw)を5000以上とすることにより、トナー保管時において当該ハイブリッド樹脂と非晶性樹脂を結着樹脂として併用する場合に、これらの樹脂同士の相溶が過剰に進行することが抑制され、トナー同士の融着による画像不良を効果的に抑制することができる。
(Weight average molecular weight of hybrid resin)
The weight average molecular weight (Mw) of the hybrid resin is preferably in the range of 5,000 to 100,000, and preferably 7,000 to 50,000, from the viewpoint of ensuring both sufficient low-temperature fixability and excellent long-term storage stability. More preferably, it is especially preferable in the range of 8000-40000. By setting the weight average molecular weight (Mw) of the hybrid resin to 100000 or less, sufficient low-temperature fixability can be obtained. On the other hand, by setting the weight average molecular weight (Mw) of the hybrid resin to 5000 or more, when the hybrid resin and the amorphous resin are used together as a binder resin during toner storage, the compatibility between these resins is excessive. Image progression due to fusion between toners can be effectively suppressed.
(ハイブリッド樹脂における結晶性ポリエステル樹脂セグメント)
結晶性ポリエステル樹脂セグメントとは、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公知のポリエステル樹脂に由来する部分であって、トナーの示差走査熱量測定において、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セグメントをいう。
(Crystalline polyester resin segment in hybrid resin)
The crystalline polyester resin segment is a portion derived from a known polyester resin obtained by a polycondensation reaction between a divalent or higher carboxylic acid (polyvalent carboxylic acid) and a divalent or higher alcohol (polyhydric alcohol). In the differential scanning calorimetry of the toner, it refers to a resin segment having a clear endothermic peak rather than a stepwise endothermic change.
結晶性ポリエステル樹脂セグメントは、前記定義したとおりであれば特に限定されない。例えば、結晶性ポリエステル樹脂セグメントによる主鎖に他成分を共重合させた構造を有する樹脂や、結晶性ポリエステル樹脂セグメントを他成分からなる主鎖に共重合させた構造を有する樹脂についてこの樹脂(又は当該樹脂を含むトナー)が上記のように明確な吸熱ピークを示すものであれば、その樹脂は、本発明でいう結晶性ポリエステル樹脂セグメントを有するハイブリッド樹脂に該当する。 The crystalline polyester resin segment is not particularly limited as long as it is defined above. For example, this resin (or resin having a structure in which other components are copolymerized with a main chain of a crystalline polyester resin segment, or a resin having a structure in which a crystalline polyester resin segment is copolymerized with a main chain composed of other components) If the toner containing the resin has a clear endothermic peak as described above, the resin corresponds to a hybrid resin having a crystalline polyester resin segment in the present invention.
また、多価カルボン酸成分及び多価アルコール成分の価数としては、好ましくはそれぞれ2〜3であり、特に好ましくはそれぞれ2であるため、特に好ましい形態として価数がそれぞれ2である場合(すなわち、ジカルボン酸成分、ジオール成分)について説明する。 Further, the valences of the polyvalent carboxylic acid component and the polyhydric alcohol component are each preferably 2 to 3, particularly preferably 2 respectively. , Dicarboxylic acid component, diol component).
ジカルボン酸成分としては、脂肪族ジカルボン酸を用いることが好ましく、芳香族ジカルボン酸を併用してもよい。脂肪族ジカルボン酸としては、直鎖型のものを用いることが好ましい。直鎖型のものを用いることによって、結晶性が向上するという利点がある。ジカルボン酸成分は、1種類のものに限定されるものではなく、2種類以上を混合して用いてもよい。 As the dicarboxylic acid component, an aliphatic dicarboxylic acid is preferably used, and an aromatic dicarboxylic acid may be used in combination. As the aliphatic dicarboxylic acid, it is preferable to use a linear one. By using a linear type, there is an advantage that crystallinity is improved. The dicarboxylic acid component is not limited to one type, and two or more types may be mixed and used.
脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,9−ノナンジカルボン酸、1,10−デカンジカルボン酸(ドデカン二酸)、1,11−ウンデカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジカルボン酸(テトラデカン二酸)、1,13−トリデカンジカルボン酸、1,14−テトラデカンジカルボン酸、1,16−ヘキサデカンジカルボン酸、1,18−オクタデカンジカルボン酸などが挙げられ、また、これらの低級アルキルエステルや酸無水物を用いることもできる。 Examples of the aliphatic dicarboxylic acid include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, 1,9-nonanedicarboxylic acid, and 1,10-decanedicarboxylic acid. Acid (dodecanedioic acid), 1,11-undecanedicarboxylic acid, 1,12-dodecanedicarboxylic acid (tetradecanedioic acid), 1,13-tridecanedicarboxylic acid, 1,14-tetradecanedicarboxylic acid, 1,16-hexadecane Examples thereof include dicarboxylic acid and 1,18-octadecanedicarboxylic acid, and these lower alkyl esters and acid anhydrides can also be used.
上記の脂肪族ジカルボン酸の中でも、上述の効果が得られやすいことから、炭素数6〜12の脂肪族ジカルボン酸であることが好ましい。
脂肪族ジカルボン酸とともに用いることのできる芳香族ジカルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、t−ブチルイソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4′−ビフェニルジカルボン酸などが挙げられる。これらの中でも、入手容易性及び乳化容易性の観点から、テレフタル酸、イソフタル酸、t−ブチルイソフタル酸を用いることが好ましい。
Among the above aliphatic dicarboxylic acids, aliphatic dicarboxylic acids having 6 to 12 carbon atoms are preferable because the above-described effects are easily obtained.
Examples of the aromatic dicarboxylic acid that can be used together with the aliphatic dicarboxylic acid include terephthalic acid, isophthalic acid, orthophthalic acid, t-butylisophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, and 4,4′-biphenyldicarboxylic acid. Is mentioned. Among these, terephthalic acid, isophthalic acid, and t-butylisophthalic acid are preferably used from the viewpoints of availability and emulsification ease.
結晶性ポリエステル樹脂セグメントを形成するためのジカルボン酸成分としては、脂肪族ジカルボン酸の含有量が50モル%以上とされることが好ましく、より好ましくは70モル%以上であり、さらに好ましくは80モル%以上であり、特に好ましくは100モル%である。ジカルボン酸成分における脂肪族ジカルボン酸の含有量が50モル%以上とされることにより、結晶性ポリエステル樹脂セグメントの結晶性を十分に確保することができる。 As the dicarboxylic acid component for forming the crystalline polyester resin segment, the content of the aliphatic dicarboxylic acid is preferably 50 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, and still more preferably 80 mol%. % Or more, and particularly preferably 100 mol%. When the content of the aliphatic dicarboxylic acid in the dicarboxylic acid component is 50 mol% or more, the crystallinity of the crystalline polyester resin segment can be sufficiently ensured.
また、ジオール成分としては、脂肪族ジオールを用いることが好ましく、必要に応じて脂肪族ジオール以外のジオールを含有させてもよい。脂肪族ジオールとしては、直鎖型のものを用いることが好ましい。直鎖型のものを用いることによって、結晶性が向上するという利点がある。ジオール成分は、1種単独で用いてもよいし、2種以上用いてもよい。 Moreover, it is preferable to use aliphatic diol as a diol component, and you may contain diols other than aliphatic diol as needed. As the aliphatic diol, a linear diol is preferably used. By using a linear type, there is an advantage that crystallinity is improved. A diol component may be used individually by 1 type and may be used 2 or more types.
脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,11−ウンデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,13−トリデカンジオール、1,14−テトラデカンジオール、1,18−オクタデカンジオール、1,20−エイコサンジオールなどが挙げられる。 Examples of the aliphatic diol include ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8- Octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 1,11-undecanediol, 1,12-dodecanediol, 1,13-tridecanediol, 1,14-tetradecanediol, 1,18- Examples include octadecanediol and 1,20-eicosanediol.
ジオール成分としては、脂肪族ジオールの中でも、上述の効果が得られやすいことから、炭素数2〜12の脂肪族ジオールであることが好ましく、炭素数6〜12の脂肪族ジオールがより好ましい。
必要に応じて用いられる脂肪族ジオール以外のジオールとしては、二重結合を有するジオール、スルホン酸基を有するジオールなどが挙げられ、具体的には、二重結合を有するジオールとしては、例えば、2−ブテン−1,4−ジオール、3−ヘキセン−1,6−ジオール、4−オクテン−1,8−ジオールなどが挙げられる。
Among the aliphatic diols, the diol component is preferably an aliphatic diol having 2 to 12 carbon atoms, more preferably an aliphatic diol having 6 to 12 carbon atoms, because the above-described effects are easily obtained.
Examples of the diol other than the aliphatic diol used as necessary include a diol having a double bond and a diol having a sulfonic acid group. Specifically, examples of the diol having a double bond include 2 -Butene-1,4-diol, 3-hexene-1,6-diol, 4-octene-1,8-diol and the like.
結晶性ポリエステル樹脂セグメントを形成するためのジオール成分としては、脂肪族ジオールの含有量が50モル%以上とされることが好ましく、より好ましくは70モル%以上であり、さらに好ましくは80モル%以上であり、特に好ましくは100モル%である。ジオール成分における脂肪族ジオールの含有量が50モル%以上とされることにより、結晶性ポリエステル樹脂セグメントの結晶性を確保することができる。これにより本発明の分散液を用いて製造されるトナーは優れた低温定着性を有するとともに最終的に形成される画像の光沢性に優れる。 As the diol component for forming the crystalline polyester resin segment, the content of the aliphatic diol is preferably 50 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, still more preferably 80 mol% or more. And particularly preferably 100 mol%. When the content of the aliphatic diol in the diol component is 50 mol% or more, the crystallinity of the crystalline polyester resin segment can be ensured. As a result, the toner produced using the dispersion of the present invention has excellent low-temperature fixability and excellent gloss of the finally formed image.
上記のジオール成分とジカルボン酸成分との使用比率は、ジオール成分のヒドロキシ基[OH]とジカルボン酸成分のカルボキシ基[COOH]との当量比[OH]/[COOH]が、1.5/1〜1/1.5の範囲内とされることが好ましく、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2の範囲内である。 The use ratio of the diol component to the dicarboxylic acid component is such that the equivalent ratio [OH] / [COOH] of the hydroxy group [OH] of the diol component to the carboxy group [COOH] of the dicarboxylic acid component is 1.5 / 1. It is preferable to be within a range of ˜1 / 1.5, and more preferably within a range of 1.2 / 1 to 1 / 1.2.
結晶性ポリエステル樹脂セグメントの形成方法は特に制限されず、公知のエステル化触媒を利用して、上記多価カルボン酸及び多価アルコールを重縮合する(エステル化する)ことにより当該セグメントを形成することができる。 The method for forming the crystalline polyester resin segment is not particularly limited, and the segment is formed by polycondensation (esterification) of the polyvalent carboxylic acid and the polyhydric alcohol using a known esterification catalyst. Can do.
結晶性ポリエステル樹脂セグメントの製造の際に使用可能な触媒としては、ナトリウム、リチウム等のアルカリ金属化合物;マグネシウム、カルシウム等の元素の周期表の第2族の金属化合物;アルミニウム、亜鉛、マンガン、アンチモン、チタン、スズ、ジルコニウム、ゲルマニウム等の金属化合物;亜リン酸化合物;リン酸化合物;及びアミン化合物等が挙げられる。 Catalysts that can be used in the production of the crystalline polyester resin segment include alkali metal compounds such as sodium and lithium; group 2 metal compounds of the periodic table of elements such as magnesium and calcium; aluminum, zinc, manganese, and antimony Metal compounds such as titanium, tin, zirconium and germanium; phosphorous acid compounds; phosphoric acid compounds; and amine compounds.
具体的には、スズ化合物としては、酸化ジブチルスズ、オクチル酸スズ、ジオクチル酸スズ、これらの塩等などを挙げることができる。チタン化合物としては、テトラノルマルブチルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラメチルチタネート、テトラステアリルチタネートなどのチタンアルコキシド;ポリヒドロキシチタンステアレートなどのチタンアシレート;チタンテトラアセチルアセトナート、チタンラクテート、チタントリエタノールアミネートなどのチタンキレートなどを挙げることができる。ゲルマニウム化合物としては、二酸化ゲルマニウムなどを挙げることができる。さらにアルミニウム化合物としては、ポリ水酸化アルミニウムなどの酸化物、アルミニウムアルコキシドなどが挙げられ、トリブチルアルミネートなどを挙げることができる。これらは1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Specifically, examples of the tin compound include dibutyltin oxide, tin octylate, tin dioctylate, and salts thereof. Titanium compounds include titanium alkoxides such as tetranormal butyl titanate, tetraisopropyl titanate, tetramethyl titanate, and tetrastearyl titanate; titanium acylates such as polyhydroxy titanium stearate; titanium tetraacetylacetonate, titanium lactate, titanium triethanolamine Examples thereof include titanium chelates such as nates. Examples of germanium compounds include germanium dioxide. Furthermore, examples of the aluminum compound include oxides such as polyaluminum hydroxide, aluminum alkoxide, and the like, and tributylaluminate and the like can be given. You may use these individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
重合温度は特に限定されるものではないが、150〜250℃の範囲内であることが好ましい。また、重合時間は特に限定されるものではないが、0.5〜10時間の範囲内であることが好ましい。重合中には、必要に応じて反応系内を減圧にしてもよい。 The polymerization temperature is not particularly limited, but is preferably in the range of 150 to 250 ° C. Moreover, although superposition | polymerization time is not specifically limited, It is preferable to exist in the range of 0.5 to 10 hours. During the polymerization, the pressure in the reaction system may be reduced as necessary.
ハイブリッド樹脂中の各セグメントの構成成分及び含有割合は、例えばNMR測定、メチル化反応Py−GC/MS測定により特定することができる。
ここで、ハイブリッド樹脂は、上記結晶性ポリエステル樹脂セグメントの他に、以下で詳述する非晶性樹脂セグメントを含む。ハイブリッド樹脂は、上記結晶性ポリエステル樹脂セグメント及び非晶性樹脂セグメントを含むものであれば、ブロック共重合体、グラフト共重合体などいずれの形態であってもよいが、グラフト共重合体であると好ましい。グラフト共重合体とすることにより、結晶性ポリエステル樹脂セグメントの配向を制御しやすくなり、ハイブリッド樹脂に十分な結晶性を付与することができる。
The constituent component and the content ratio of each segment in the hybrid resin can be specified by, for example, NMR measurement or methylation reaction Py-GC / MS measurement.
Here, the hybrid resin includes an amorphous resin segment described in detail below in addition to the crystalline polyester resin segment. The hybrid resin may be in any form such as a block copolymer or a graft copolymer as long as it includes the crystalline polyester resin segment and the amorphous resin segment, and is a graft copolymer. preferable. By using a graft copolymer, the orientation of the crystalline polyester resin segment can be easily controlled, and sufficient crystallinity can be imparted to the hybrid resin.
さらに、上記観点からは、結晶性ポリエステル樹脂セグメントが、非晶性樹脂セグメントを主鎖として、グラフト化されていると好ましい。すなわち、ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂は、主鎖として結晶性ポリエステル樹脂セグメントを有し、側鎖として非晶性樹脂セグメントを有するグラフト共重合体であると好ましい。
上記形態とすることにより、結晶性ポリエステル樹脂セグメントの配向をより高めることができ、ハイブリッド樹脂の結晶性を向上させることができる。
Furthermore, from the above viewpoint, it is preferable that the crystalline polyester resin segment is grafted with the amorphous resin segment as a main chain. That is, the hybrid crystalline polyester resin is preferably a graft copolymer having a crystalline polyester resin segment as a main chain and an amorphous resin segment as a side chain.
By setting it as the said form, the orientation of a crystalline polyester resin segment can be raised more and the crystallinity of hybrid resin can be improved.
なお、ハイブリッド樹脂には、さらにスルホン酸基、カルボキシ基、ウレタン基などの置換基が導入されていてもよい。上記置換基の導入は、結晶性ポリエステル樹脂セグメント中でもよいし、以下で説明する非晶性樹脂セグメント中であってもよい。 In addition, substituents, such as a sulfonic acid group, a carboxy group, and a urethane group, may be further introduced into the hybrid resin. The introduction of the substituent may be in the crystalline polyester resin segment or in the amorphous resin segment described below.
(ハイブリッド樹脂における非晶性樹脂セグメント)
非晶性樹脂セグメントとは、ハイブリッド樹脂において、上記結晶性ポリエステル樹脂以外の非晶性樹脂に由来する部分である。非晶性樹脂セグメントは、結着樹脂としてハイブリッド樹脂と非晶性樹脂とを併用する場合、これらの樹脂同士の親和性を制御するという機能を有しており、非晶性樹脂セグメントを存在させることで、トナーの結着樹脂としてハイブリッド樹脂と非晶性樹脂とを併用する場合、これらの親和性が向上し、ハイブリッド樹脂が非晶性樹脂中に取り込まれやすくなり、帯電均一性等を向上させることができる。
(Amorphous resin segment in hybrid resin)
The amorphous resin segment is a portion derived from an amorphous resin other than the crystalline polyester resin in the hybrid resin. The amorphous resin segment has a function of controlling the affinity between these resins when a hybrid resin and an amorphous resin are used in combination as a binder resin, and the amorphous resin segment is present. Therefore, when a hybrid resin and an amorphous resin are used in combination as a toner binder resin, the affinity between them is improved, and the hybrid resin is easily incorporated into the amorphous resin, improving the charging uniformity and the like. Can be made.
ハイブリッド樹脂中(さらには、トナー中)に非晶性樹脂セグメントを含有することは、例えばNMR測定、メチル化反応Py−GC/MS測定を用いて化学構造を特定することによって確認することができる。 The inclusion of an amorphous resin segment in the hybrid resin (and also in the toner) can be confirmed by specifying the chemical structure using, for example, NMR measurement or methylation reaction Py-GC / MS measurement. .
また、非晶性樹脂セグメントは、当該セグメントと同じ化学構造及び分子量を有する樹脂について示差走査熱量測定(DSC)を行った時に、融点を有さず、比較的高いガラス転移温度(Tg)を有する樹脂セグメントである。このとき、当該セグメントと同じ化学構造及び分子量を有する樹脂について、DSC測定において1度目の昇温過程におけるガラス転移温度(Tg1)が、30〜80℃の範囲内であることが好ましく、特に40〜65℃の範囲内であることが好ましい。 The amorphous resin segment does not have a melting point and has a relatively high glass transition temperature (Tg) when differential scanning calorimetry (DSC) is performed on a resin having the same chemical structure and molecular weight as the segment. It is a resin segment. At this time, for the resin having the same chemical structure and molecular weight as the segment, the glass transition temperature (Tg1) in the first temperature rising process in DSC measurement is preferably in the range of 30 to 80 ° C., particularly 40 to 40 ° C. It is preferably within the range of 65 ° C.
非晶性樹脂セグメントは、上記定義したとおりであれば特に限定されない。例えば、非晶性樹脂セグメントによる主鎖に他成分を共重合させた構造を有する樹脂や、非晶性樹脂セグメントを他成分からなる主鎖に共重合させた構造を有する樹脂について、この樹脂(又は当該樹脂を含むトナー)が上記のような非晶性樹脂セグメントを有するものであれば、その樹脂は、本発明でいう非晶性樹脂セグメントを有するハイブリッド樹脂に該当する。 The amorphous resin segment is not particularly limited as long as it is defined above. For example, for a resin having a structure in which a main chain of an amorphous resin segment is copolymerized with other components, or a resin having a structure in which an amorphous resin segment is copolymerized with a main chain composed of other components, this resin ( If the toner containing the resin has an amorphous resin segment as described above, the resin corresponds to the hybrid resin having an amorphous resin segment in the present invention.
非晶性樹脂セグメントは、トナーの製造に用いられる結着樹脂に含まれる非晶性樹脂と同種の樹脂で構成されると好ましい。このような形態とすることにより、ハイブリッド樹脂と非晶性樹脂との親和性がより向上し、ハイブリッド樹脂が非晶性樹脂中にさらに取り込まれやすくなり、帯電均一性等がより一層向上する。 The amorphous resin segment is preferably composed of the same type of resin as the amorphous resin contained in the binder resin used for toner production. By adopting such a form, the affinity between the hybrid resin and the amorphous resin is further improved, the hybrid resin is further easily taken into the amorphous resin, and the charging uniformity is further improved.
ここで、「同種の樹脂」とは、繰り返し単位中に特徴的な化学結合が共通に含まれていることを意味する。ここで、「特徴的な化学結合」とは、物質・材料研究機構(NIMS)物質・材料データベース(http://polymer.nims.go.jp/PoLyInfo/guide/jp/term_polymer.html)に記載の「ポリマー分類」に従う。すなわち、ポリアクリル、ポリアミド、ポリ酸無水物、ポリカーボネート、ポリジエン、ポリエステル、ポリハロオレフィン、ポリイミド、ポリイミン、ポリケトン、ポリオレフィン、ポリエーテル、ポリフェニレン、ポリホスファゼン、ポリシロキサン、ポリスチレン、ポリスルフィド、ポリスルホン、ポリウレタン、ポリウレア、ポリビニル及びその他のポリマーの計22種によって分類されたポリマーを構成する化学結合を「特徴的な化学結合」という。 Here, “the same kind of resin” means that a characteristic chemical bond is commonly contained in the repeating unit. Here, “characteristic chemical bond” is described in the National Institute for Materials Science (NIMS) Substance / Material Database (http://polymer.nims.go.jp/PoLyInfo/guide/jp/term_polymer.html). According to “Polymer classification”. That is, polyacryl, polyamide, polyanhydride, polycarbonate, polydiene, polyester, polyhaloolefin, polyimide, polyimine, polyketone, polyolefin, polyether, polyphenylene, polyphosphazene, polysiloxane, polystyrene, polysulfide, polysulfone, polyurethane, polyurea Chemical bonds constituting polymers classified according to a total of 22 types of polyvinyl and other polymers are referred to as “characteristic chemical bonds”.
また、樹脂が共重合体である場合における「同種の樹脂」とは、共重合体を構成する複数のモノマー種の化学構造において、上記化学結合を有するモノマー種を構成単位としている場合、特徴的な化学結合を共通に有する樹脂同士を指す。したがって、樹脂自体の示す特性が互いに異なる場合や、共重合体中を構成するモノマー種のモル成分比が互いに異なる場合であっても、特徴的な化学結合を共通に有していれば同種の樹脂とみなす。 In addition, the “same kind of resin” in the case where the resin is a copolymer is characteristic when the monomer type having the above chemical bond is used as a constituent unit in the chemical structure of a plurality of monomer types constituting the copolymer. Refers to resins having common chemical bonds. Therefore, even if the characteristics of the resin itself are different from each other, or even when the molar component ratios of the monomer species constituting the copolymer are different from each other, the same type of chemical bonds are used as long as they have a common chemical bond. Considered resin.
例えば、スチレン、ブチルアクリレート及びアクリル酸によって形成される樹脂(又は樹脂セグメント)と、スチレン、ブチルアクリレート及びメタクリル酸によって形成される樹脂(又は樹脂セグメント)とは、少なくともポリアクリルを構成する化学結合を有しているため、これらは同種の樹脂である。さらに例示すると、スチレン、ブチルアクリレート及びアクリル酸によって形成される樹脂(又は樹脂セグメント)と、スチレン、ブチルアクリレート、アクリル酸、テレフタル酸及びフマル酸によって形成される樹脂(又は樹脂セグメント)とは、互いに共通する化学結合として、少なくともポリアクリルを構成する化学結合を有している。したがって、これらは同種の樹脂である。 For example, a resin (or resin segment) formed of styrene, butyl acrylate and acrylic acid and a resin (or resin segment) formed of styrene, butyl acrylate and methacrylic acid have at least chemical bonds constituting polyacryl. These are the same kind of resins. To further illustrate, a resin (or resin segment) formed of styrene, butyl acrylate and acrylic acid and a resin (or resin segment) formed of styrene, butyl acrylate, acrylic acid, terephthalic acid and fumaric acid are mutually As a common chemical bond, it has a chemical bond constituting at least polyacryl. Therefore, these are the same kind of resins.
非晶性樹脂セグメントを構成する樹脂成分は特に制限されないが、例えば、ビニル樹脂セグメント、ウレタン樹脂セグメント、ウレア樹脂セグメントなどが挙げられる。なかでも、熱可塑性を制御しやすいという理由から、ビニル樹脂セグメントが好ましい。 The resin component constituting the amorphous resin segment is not particularly limited, and examples thereof include a vinyl resin segment, a urethane resin segment, and a urea resin segment. Among these, a vinyl resin segment is preferable because it is easy to control thermoplasticity.
ビニル樹脂セグメントとしては、ビニル化合物を重合したもの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セグメント、スチレン・アクリル酸エステル樹脂セグメント、エチレン−酢酸ビニル樹脂セグメントなどが挙げられる。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。 The vinyl resin segment is not particularly limited as long as a vinyl compound is polymerized, and examples thereof include an acrylic ester resin segment, a styrene / acrylic ester resin segment, and an ethylene-vinyl acetate resin segment. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
上記のビニル樹脂セグメントのなかでも、可塑剤の均一かつ微細なドメイン構造形成の観点から、スチレン・アクリル酸エステル樹脂セグメント(スチレン・アクリル樹脂セグメント)が好ましい。したがって、以下では、非晶性樹脂セグメントとしてのスチレン・アクリル樹脂セグメントについて説明する。なお、結晶性ポリエステル樹脂セグメントとスチレン・アクリル樹脂セグメントとが結合してなる樹脂を、スチレン・アクリル変性ポリエステル樹脂という。 Among the vinyl resin segments, a styrene / acrylic acid ester resin segment (styrene / acrylic resin segment) is preferable from the viewpoint of forming a uniform and fine domain structure of the plasticizer. Therefore, the styrene / acrylic resin segment as the amorphous resin segment will be described below. A resin formed by bonding a crystalline polyester resin segment and a styrene / acrylic resin segment is referred to as a styrene / acrylic modified polyester resin.
スチレン・アクリル樹脂セグメントは、少なくとも、スチレン単量体と(メタ)アクリル酸エステル単量体とを付加重合させて形成されるものである。ここでいうスチレン単量体は、CH2=CH−C6H5の構造式で表されるスチレンの他に、スチレン構造中に公知の側鎖や官能基を有する構造のものを含むものである。また、ここでいう(メタ)アクリル酸エステル単量体は、CH2=CHCOOR(Rはアルキル基)で表されるアクリル酸エステル化合物やメタクリル酸エステル化合物の他に、アクリル酸エステル誘導体やメタクリル酸エステル誘導体等の構造中に公知の側鎖や官能基を有するエステル化合物を含むものである。 The styrene / acrylic resin segment is formed by addition polymerization of at least a styrene monomer and a (meth) acrylic acid ester monomer. Styrene monomer as referred to herein, in addition to styrene represented by the structural formula CH 2 = CH-C 6 H 5, is intended to include a structure having a known side-chain or functional groups styrene structure. In addition, the (meth) acrylic acid ester monomer referred to here is an acrylic acid ester derivative or methacrylic acid in addition to the acrylic acid ester compound or methacrylic acid ester compound represented by CH 2 = CHCOOR (R is an alkyl group). It includes an ester compound having a known side chain or functional group in the structure of an ester derivative or the like.
以下に、スチレン・アクリル樹脂セグメントの形成が可能なスチレン単量体及び(メタ)アクリル酸エステル単量体の具体例を示すが、本発明で使用されるスチレン・アクリル樹脂セグメントの形成に使用可能なものは以下に示すものに限定されるものではない。 Specific examples of styrene monomers and (meth) acrylate monomers that can form styrene / acrylic resin segments are shown below, but they can be used to form styrene / acrylic resin segments used in the present invention. These are not limited to those shown below.
まず、スチレン単量体の具体例としては、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、α−メチルスチレン、p−フェニルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン等が挙げられる。これらスチレン単量体は、単独でも又は2種以上組み合わせても用いることができる。 First, specific examples of the styrene monomer include, for example, styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, p-phenylstyrene, p-ethylstyrene, 2,4- Examples thereof include dimethyl styrene, p-tert-butyl styrene, pn-hexyl styrene, pn-octyl styrene, pn-nonyl styrene, pn-decyl styrene, and pn-dodecyl styrene. These styrene monomers can be used alone or in combination of two or more.
また、(メタ)アクリル酸エステル単量体の具体例としては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、n−オクチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、ステアリルアクリレート、ラウリルアクリレート、フェニルアクリレート等のアクリル酸エステル単量体;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、n−オクチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、フェニルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート等のメタクリル酸エステル等が挙げられる。 Specific examples of the (meth) acrylic acid ester monomer include, for example, methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, t-butyl acrylate, isobutyl acrylate, n-octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate. Acrylate monomers such as stearyl acrylate, lauryl acrylate, and phenyl acrylate; methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isopropyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate, n-octyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, Stearyl methacrylate, lauryl methacrylate, phenyl methacrylate, diethylaminoethyl meta Relate, methacrylic acid esters such as dimethyl aminoethyl methacrylate.
なお、本明細書中、「(メタ)アクリル酸エステル単量体」とは、「アクリル酸エステル単量体」と「メタクリル酸エステル単量体」を総称したもので、例えば、「(メタ)アクリル酸メチル」は「アクリル酸メチル」と「メタクリル酸メチル」を総称したものである。 In this specification, “(meth) acrylic acid ester monomer” is a general term for “acrylic acid ester monomer” and “methacrylic acid ester monomer”. “Methyl acrylate” is a general term for “methyl acrylate” and “methyl methacrylate”.
これらのアクリル酸エステル単量体又はメタクリル酸エステル単量体は、単独でも又は2種以上を組み合わせても使用することができる。すなわち、スチレン単量体と2種以上のアクリル酸エステル単量体とを用いて共重合体を形成すること、スチレン単量体と2種以上のメタクリル酸エステル単量体とを用いて共重合体を形成すること、又は、スチレン単量体とアクリル酸エステル単量体及びメタクリル酸エステル単量体とを併用して共重合体を形成することのいずれも可能である。 These acrylic acid ester monomers or methacrylic acid ester monomers can be used alone or in combination of two or more. That is, a copolymer is formed using a styrene monomer and two or more acrylate monomers, and a copolymer is formed using a styrene monomer and two or more methacrylic ester monomers. Either a coalescence can be formed, or a copolymer can be formed by using a styrene monomer, an acrylate monomer, and a methacrylate ester monomer in combination.
非晶性樹脂セグメント中のスチレン単量体に由来する構成単位の含有率は、非晶性樹脂セグメントの全量に対し、40〜90質量%の範囲内であることが好ましい。また、非晶性樹脂セグメント中の(メタ)アクリル酸エステル単量体に由来する構成単位の含有率は、非晶性樹脂セグメントの全量に対し、10〜60質量%の範囲内であることが好ましい。このような範囲内とすることにより、ハイブリッド樹脂の可塑性を制御することが容易となる。 It is preferable that the content rate of the structural unit derived from the styrene monomer in an amorphous resin segment exists in the range of 40-90 mass% with respect to the whole quantity of an amorphous resin segment. Moreover, the content rate of the structural unit derived from the (meth) acrylic acid ester monomer in an amorphous resin segment may be in the range of 10-60 mass% with respect to the whole quantity of an amorphous resin segment. preferable. By making it within such a range, it becomes easy to control the plasticity of the hybrid resin.
さらに、非晶性樹脂セグメントは、上記スチレン単量体及び(メタ)アクリル酸エステル単量体の他、上記結晶性ポリエステル樹脂セグメントに化学的に結合するための化合物もまた付加重合されてなると好ましい。具体的には、上記結晶性ポリエステル樹脂セグメントに含まれる、多価アルコール由来のヒドロキシ基[−OH]又は多価カルボン酸由来のカルボキシ基[−COOH]とエステル結合する化合物を用いると好ましい。したがって、非晶性樹脂セグメントは、上記スチレン単量体及び(メタ)アクリル酸エステル単量体に対して付加重合可能であり、かつ、カルボキシ基[−COOH]又はヒドロキシ基[−OH]を有する化合物をさらに重合してなると好ましい。 Further, the amorphous resin segment is preferably formed by addition polymerization of a compound for chemically bonding to the crystalline polyester resin segment in addition to the styrene monomer and the (meth) acrylate monomer. . Specifically, it is preferable to use a compound that is ester-bonded to a polyhydric alcohol-derived hydroxy group [—OH] or a polyvalent carboxylic acid-derived carboxy group [—COOH] contained in the crystalline polyester resin segment. Therefore, the amorphous resin segment can be addition-polymerized with respect to the styrene monomer and the (meth) acrylate monomer, and has a carboxy group [—COOH] or a hydroxy group [—OH]. It is preferable to further polymerize the compound.
このような化合物としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、フマル酸、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のカルボキシ基を有する化合物;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)アクリレート等のヒドロキシ基を有する化合物が挙げられる。 Examples of such compounds include compounds having a carboxy group such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid, cinnamic acid, fumaric acid, maleic acid monoalkyl ester, itaconic acid monoalkyl ester; 2-hydroxy Ethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 3-hydroxybutyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate And compounds having a hydroxy group, such as polyethylene glycol mono (meth) acrylate.
非晶性樹脂セグメント中の上記化合物に由来する構成単位の含有率は、非晶性樹脂セグメントの全量に対し、0.5〜20質量%の範囲内であることが好ましい。
スチレン・アクリル樹脂セグメントの形成方法は、特に制限されず、公知の油溶性又は水溶性の重合開始剤を使用して単量体を重合する方法が挙げられる。油溶性の重合開始剤としては、具体的には、以下に示すアゾ系又はジアゾ系重合開始剤や過酸化物系重合開始剤がある。
It is preferable that the content rate of the structural unit derived from the said compound in an amorphous resin segment exists in the range of 0.5-20 mass% with respect to the whole quantity of an amorphous resin segment.
The method for forming the styrene / acrylic resin segment is not particularly limited, and examples thereof include a method of polymerizing a monomer using a known oil-soluble or water-soluble polymerization initiator. Specific examples of the oil-soluble polymerization initiator include the following azo or diazo polymerization initiators and peroxide polymerization initiators.
アゾ系又はジアゾ系重合開始剤としては、2,2′−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2′−アゾビスイソブチロニトリル、1,1′−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2′−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル等が挙げられる。 Examples of the azo or diazo polymerization initiator include 2,2'-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobisisobutyronitrile, 1,1'-azobis (cyclohexane-1 -Carbonitrile), 2,2'-azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile, azobisisobutyronitrile and the like.
過酸化物系重合開始剤としては、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒドロパーオキサイド、t−ブチルヒドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、2,2−ビス−(4,4−t−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、トリス−(t−ブチルパーオキシ)トリアジン等が挙げられる。 As the peroxide polymerization initiator, benzoyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, diisopropyl peroxycarbonate, cumene hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide, 2,4 -Dichlorobenzoyl peroxide, lauroyl peroxide, 2,2-bis- (4,4-t-butylperoxycyclohexyl) propane, tris- (t-butylperoxy) triazine and the like.
また、乳化重合法で樹脂粒子を形成する場合は水溶性ラジカル重合開始剤が使用可能である。水溶性重合開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、アゾビスアミノジプロパン酢酸塩、アゾビスシアノ吉草酸及びその塩、過酸化水素等が挙げられる。 Moreover, when forming resin particles by an emulsion polymerization method, a water-soluble radical polymerization initiator can be used. Examples of the water-soluble polymerization initiator include persulfates such as potassium persulfate and ammonium persulfate, azobisaminodipropane acetate, azobiscyanovaleric acid and its salts, hydrogen peroxide, and the like.
非晶性樹脂セグメントの含有量は、ハイブリッド樹脂の全量に対して、20質量%以下であることが好ましい。これにより、十分な結晶性を保ちつつ、より均一な結晶性ポリエステル樹脂ドメインを形成できるという効果が得られる。 The content of the amorphous resin segment is preferably 20% by mass or less with respect to the total amount of the hybrid resin. Thereby, the effect that a more uniform crystalline polyester resin domain can be formed while maintaining sufficient crystallinity is obtained.
(ハイブリッド樹脂の製造方法)
ハイブリッド樹脂の製造方法は、上記結晶性ポリエステル樹脂セグメントと非晶性樹脂セグメントとを化学結合させた構造の重合体を形成することが可能な方法であれば、特に制限されるものではない。ハイブリッド樹脂の具体的な製造方法としては、例えば、以下に示す方法が挙げられる。
(Method for producing hybrid resin)
The method for producing the hybrid resin is not particularly limited as long as it can form a polymer having a structure in which the crystalline polyester resin segment and the amorphous resin segment are chemically bonded. Specific examples of the method for producing the hybrid resin include the following methods.
(1)非晶性樹脂セグメントをあらかじめ重合しておき、当該非晶性樹脂セグメントの存在下で結晶性ポリエステル樹脂セグメントを形成する重合反応を行ってハイブリッド樹脂を製造する方法である。 (1) A method of producing a hybrid resin by polymerizing an amorphous resin segment in advance and performing a polymerization reaction to form a crystalline polyester resin segment in the presence of the amorphous resin segment.
この方法では、まず、上述した非晶性樹脂セグメントを構成する単量体(好ましくは、スチレン単量体と(メタ)アクリル酸エステル単量体といったビニル単量体)を付加反応させて非晶性樹脂セグメントを形成する。次に、非晶性樹脂セグメントの存在下で、多価カルボン酸と多価アルコールとを重合反応させて結晶性ポリエステル樹脂セグメントを形成する。このとき、多価カルボン酸と多価アルコールとを縮合反応させるとともに、非晶性樹脂セグメントに対し、多価カルボン酸又は多価アルコールを付加反応させることにより、ハイブリッド樹脂が形成される。 In this method, first, a monomer (preferably a vinyl monomer such as a styrene monomer and a (meth) acrylic acid ester monomer) constituting the above-described amorphous resin segment is subjected to an addition reaction to form an amorphous material. A conductive resin segment is formed. Next, in the presence of the amorphous resin segment, a polyvalent carboxylic acid and a polyhydric alcohol are polymerized to form a crystalline polyester resin segment. At this time, a polyhydric carboxylic acid and a polyhydric alcohol are subjected to a condensation reaction, and a polycarboxylic acid or a polyhydric alcohol is added to the amorphous resin segment to form a hybrid resin.
この方法において、結晶性ポリエステル樹脂セグメント又は非晶性樹脂セグメント中に、これらセグメントが互いに反応可能な部位を組み込んでおくと好ましい。
具体的には、非晶性樹脂セグメントの形成時、非晶性樹脂セグメントを構成する単量体の他に、結晶性ポリエステル樹脂セグメントに残存するカルボキシ基[−COOH]又はヒドロキシ基[−OH]と反応可能な部位及び非晶性樹脂セグメントと反応可能な部位を有する化合物も使用する。すなわち、この化合物が結晶性ポリエステル樹脂セグメント中のカルボキシ基[−COOH]又はヒドロキシ基[−OH]と反応することにより、結晶性ポリエステル樹脂セグメントは非晶性樹脂セグメントと化学的に結合することができる。
In this method, it is preferable to incorporate a site where these segments can react with each other in the crystalline polyester resin segment or the amorphous resin segment.
Specifically, when the amorphous resin segment is formed, in addition to the monomer constituting the amorphous resin segment, a carboxy group [—COOH] or a hydroxy group [—OH] remaining in the crystalline polyester resin segment A compound having a site capable of reacting with the non-crystalline resin segment and a site capable of reacting with the amorphous resin segment is also used. That is, when this compound reacts with the carboxy group [—COOH] or the hydroxy group [—OH] in the crystalline polyester resin segment, the crystalline polyester resin segment may be chemically bonded to the amorphous resin segment. it can.
また、結晶性ポリエステル樹脂セグメントの形成時、多価アルコール又は多価カルボン酸と反応可能であり、かつ、非晶性樹脂セグメントと反応可能な部位を有する化合物を使用してもよい。
この方法を用いることにより、非晶性樹脂セグメントに結晶性ポリエステル樹脂セグメントが化学結合した構造(グラフト構造)のハイブリッド樹脂を形成することができる。
Moreover, you may use the compound which can react with a polyhydric alcohol or polyhydric carboxylic acid at the time of formation of a crystalline polyester resin segment, and has a site | part which can react with an amorphous resin segment.
By using this method, a hybrid resin having a structure (graft structure) in which a crystalline polyester resin segment is chemically bonded to an amorphous resin segment can be formed.
(2)結晶性ポリエステル樹脂セグメントと非晶性樹脂セグメントとをそれぞれ形成しておき、これらを結合させてハイブリッド樹脂を製造する方法である。
この方法では、まず、多価カルボン酸と多価アルコールとを縮合反応させて結晶性ポリエステル樹脂セグメントを形成する。また、結晶性ポリエステル樹脂セグメントを形成する反応系とは別に、上述した非晶性樹脂セグメントを構成する単量体を付加重合させて非晶性樹脂セグメントを形成する。このとき、結晶性ポリエステル樹脂セグメントと非晶性樹脂セグメントとが互いに反応可能な部位を組み込んでおくと好ましい。なお、このような反応可能な部位を組み込む方法は、上述のとおりであるため、その詳細な説明は省略する。
(2) A method of producing a hybrid resin by forming a crystalline polyester resin segment and an amorphous resin segment, respectively, and combining them.
In this method, a polyvalent carboxylic acid and a polyhydric alcohol are first subjected to a condensation reaction to form a crystalline polyester resin segment. In addition to the reaction system for forming the crystalline polyester resin segment, the above-described monomer constituting the amorphous resin segment is subjected to addition polymerization to form the amorphous resin segment. At this time, it is preferable to incorporate a site where the crystalline polyester resin segment and the amorphous resin segment can react with each other. In addition, since the method of incorporating such a reactive site is as described above, detailed description thereof is omitted.
次に、上記で形成した結晶性ポリエステル樹脂セグメントと、非晶性樹脂セグメントとを反応させることにより、結晶性ポリエステル樹脂セグメントと非晶性樹脂セグメントとが化学結合した構造のハイブリッド樹脂を形成することができる。 Next, the crystalline polyester resin segment formed above and the amorphous resin segment are reacted to form a hybrid resin having a structure in which the crystalline polyester resin segment and the amorphous resin segment are chemically bonded. Can do.
また、上記反応可能な部位が結晶性ポリエステル樹脂セグメント及び非晶性樹脂セグメントに組み込まれていない場合は、結晶性ポリエステル樹脂セグメントと非晶性樹脂セグメントとが共存する系を形成しておき、そこへ結晶性ポリエステル樹脂セグメント及び非晶性樹脂セグメントと結合可能な部位を有する化合物を投入する方法を採用してもよい。そして、当該化合物を介して、結晶性ポリエステル樹脂セグメントと非晶性樹脂セグメントとが化学結合した構造のハイブリッド樹脂を形成することができる。 In addition, when the reactive site is not incorporated in the crystalline polyester resin segment and the amorphous resin segment, a system in which the crystalline polyester resin segment and the amorphous resin segment coexist is formed, You may employ | adopt the method of throwing in the compound which has a site | part which can be combined with a crystalline polyester resin segment and an amorphous resin segment. Then, a hybrid resin having a structure in which the crystalline polyester resin segment and the amorphous resin segment are chemically bonded can be formed via the compound.
(3)結晶性ポリエステル樹脂セグメントをあらかじめ形成しておき、当該結晶性ポリエステル樹脂セグメントの存在下で非晶性樹脂セグメントを形成する重合反応を行ってハイブリッド樹脂を製造する方法である。 (3) A method for producing a hybrid resin by forming a crystalline polyester resin segment in advance and performing a polymerization reaction to form an amorphous resin segment in the presence of the crystalline polyester resin segment.
この方法では、まず、多価カルボン酸と多価アルコールとを縮合反応させて重合を行い、結晶性ポリエステル樹脂セグメントを形成しておく。次に、結晶性ポリエステル樹脂セグメントの存在下で、非晶性樹脂セグメントを構成する単量体を重合反応させて非晶性樹脂セグメントを形成する。このとき、上記(1)と同様に、結晶性ポリエステル樹脂セグメント又は非晶性樹脂セグメント中に、これらセグメントが互いに反応可能な部位を組み込んでおくと好ましい。なお、このような反応可能な部位を組み込む方法は、上述のとおりであるため、その詳細な説明は省略する。 In this method, first, a polyvalent carboxylic acid and a polyhydric alcohol are subjected to a condensation reaction for polymerization to form a crystalline polyester resin segment. Next, in the presence of the crystalline polyester resin segment, a monomer constituting the amorphous resin segment is polymerized to form an amorphous resin segment. At this time, it is preferable to incorporate a site where these segments can react with each other in the crystalline polyester resin segment or the amorphous resin segment, as in the above (1). In addition, since the method of incorporating such a reactive site is as described above, detailed description thereof is omitted.
上記の方法を用いることにより、結晶性ポリエステル樹脂セグメントに非晶性樹脂セグメントが化学結合した構造(グラフト構造)のハイブリッド樹脂を形成することができる。
上記(1)〜(3)の形成方法の中でも、(1)の方法は非晶性樹脂鎖に結晶性ポリエステル樹脂鎖をグラフト化した構造のハイブリッド樹脂を形成しやすいことや生産工程を簡素化できるため好ましい。(1)の方法は、非晶性樹脂セグメントをあらかじめ形成してから結晶性ポリエステル樹脂セグメントを結合させるため、結晶性ポリエステル樹脂セグメントの配向が均一になりやすい。したがって、本発明で規定するトナーに適したハイブリッド樹脂を確実に形成することができるので好ましい。
By using the above method, a hybrid resin having a structure (graft structure) in which an amorphous resin segment is chemically bonded to a crystalline polyester resin segment can be formed.
Among the methods (1) to (3), the method (1) facilitates the formation of a hybrid resin having a structure in which a crystalline polyester resin chain is grafted to an amorphous resin chain, and simplifies the production process. This is preferable because it is possible. In the method (1), since the amorphous resin segment is formed in advance and then the crystalline polyester resin segment is bonded, the orientation of the crystalline polyester resin segment tends to be uniform. Therefore, it is preferable because a hybrid resin suitable for the toner specified in the present invention can be reliably formed.
〈溶剤〉
CPES溶解液(油相)の調製に使用される溶剤(有機溶媒)としては、転相乳化後の除去処理が容易である観点から、沸点が低く、かつ、水への溶解性が低いものが好ましく、具体的には、例えば酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレンなどが挙げられる。これらは1種単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
<solvent>
The solvent (organic solvent) used for the preparation of the CPES solution (oil phase) has a low boiling point and low water solubility from the viewpoint of easy removal after phase inversion emulsification. Specific examples include methyl acetate, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, toluene, xylene and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
また、結晶性ポリエステル樹脂を溶解させる際には、上記の溶剤(有機溶媒)に加え、溶媒として水を併用することが好ましい。後述する中和工程において、中和剤が拡散しやすくなり、中和処理されないポリエステル樹脂の酸性基が低減され、その結果ほぼ均一な粒径の微粒子分散液が得られる。有機溶媒に対する水の使用量としては、有機溶媒100質量部に対して、11〜98質量部であることが好ましく、54〜82質量部であることがより好ましい。 In addition, when the crystalline polyester resin is dissolved, it is preferable to use water as a solvent in addition to the above solvent (organic solvent). In the neutralization step described later, the neutralizing agent is easily diffused, and the acidic groups of the polyester resin that is not neutralized is reduced. As a result, a fine particle dispersion having a substantially uniform particle diameter is obtained. As usage-amount of the water with respect to an organic solvent, it is preferable that it is 11-98 mass parts with respect to 100 mass parts of organic solvents, and it is more preferable that it is 54-82 mass parts.
(溶解樹脂濃度)
樹脂の溶解濃度(以下、「溶解樹脂濃度」ともいう。)は、100質量部の溶剤(有機溶媒)に、50〜300質量部の結晶性ポリエステル樹脂を溶解させることが好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂の使用量が、300質量部以下であることにより、樹脂の溶解濃度が高すぎることなく、油水界面が不安定化しないため、シャープな粒度分布の分散液を得ることができる。また、生産性向上の観点から、50質量部以上の結晶性ポリエステル樹脂を用いることが好ましい。また、油水界面が安定化し、小粒径で粒度分布のシャープな分散液が得られることから、100質量部の溶剤(有機溶媒)に、100〜150質量部の結晶性ポリエステル樹脂を溶解させることがより好ましい。
(Dissolved resin concentration)
The resin dissolution concentration (hereinafter also referred to as “dissolution resin concentration”) is preferably 50 to 300 parts by mass of a crystalline polyester resin in 100 parts by mass of a solvent (organic solvent).
When the amount of the crystalline polyester resin used is 300 parts by mass or less, since the oil / water interface is not destabilized without the resin concentration being too high, a dispersion having a sharp particle size distribution can be obtained. Moreover, it is preferable to use 50 mass parts or more of crystalline polyester resin from a viewpoint of productivity improvement. Moreover, since the oil-water interface is stabilized and a dispersion having a small particle size and a sharp particle size distribution is obtained, 100 to 150 parts by mass of the crystalline polyester resin is dissolved in 100 parts by mass of the solvent (organic solvent). Is more preferable.
〈CPES溶解液の調製〉
上記結晶性ポリエステル樹脂と有機溶剤(油相)を混合する。これにより溶解液(CPES溶解液(油相))を作製する。この溶解工程の条件としては、有機溶媒中に結晶性ポリエステル樹脂を分子レベルで均一に分散させておくことが望ましいことから、結晶性ポリエステル樹脂の融点よりも20℃低い温度以上、より好ましくは、当該融点よりも10℃低い温度以上の温度(液温)で、結晶性ポリエステル樹脂を溶解させることが好ましい。溶解工程における温度範囲の上限としては、有機溶媒の沸点(溶媒に水を含む場合など、複数種の溶媒が混合されている場合は共沸点)以下、かつ、樹脂が分解する温度以下であればよい。
<Preparation of CPES solution>
The crystalline polyester resin and an organic solvent (oil phase) are mixed. Thereby, a solution (CPES solution (oil phase)) is prepared. As the conditions for this dissolution step, it is desirable to uniformly disperse the crystalline polyester resin at the molecular level in an organic solvent. Therefore, the temperature is 20 ° C. lower than the melting point of the crystalline polyester resin, more preferably, It is preferable to dissolve the crystalline polyester resin at a temperature (liquid temperature) that is 10 ° C. lower than the melting point. The upper limit of the temperature range in the dissolution step is not higher than the boiling point of the organic solvent (the azeotropic point when plural types of solvents are mixed, such as when the solvent contains water) and lower than the temperature at which the resin decomposes. Good.
また、混合(撹拌)時間としては、40〜60分間、混合(撹拌)すればよい。なお、混合撹拌装置は特に制限されるものではなく、生産規模に応じて適宜選択すればよい。すなわち、CPES溶解液(油相)を得る方法としては、有機溶剤(油相)を容器に入れて上記温度(液温)に加温しておく。ここに結晶性ポリエステル樹脂を添加、混合し、撹拌機によって撹拌しながら、ポリエステル樹脂を有機溶剤(油相)中に溶解して均一に混合する方法が好ましい。ただし、あらかじめ結晶性ポリエステル樹脂及び有機溶剤(油相)を容器に入れた後、上記温度(液温)に加温及び撹拌しながら、結晶性ポリエステル樹脂を有機溶剤(油相)中に溶解して均一に混合してもよいなど、特に制限されるものではない。 Moreover, what is necessary is just to mix (stir) for 40 to 60 minutes as mixing (stirring) time. The mixing and stirring device is not particularly limited and may be appropriately selected according to the production scale. That is, as a method for obtaining a CPES solution (oil phase), an organic solvent (oil phase) is placed in a container and heated to the above temperature (liquid temperature). A method in which a crystalline polyester resin is added and mixed here, and the polyester resin is dissolved in an organic solvent (oil phase) and uniformly mixed while stirring with a stirrer. However, after the crystalline polyester resin and the organic solvent (oil phase) are put in a container in advance, the crystalline polyester resin is dissolved in the organic solvent (oil phase) while heating and stirring to the above temperature (liquid temperature). There is no particular limitation such as uniform mixing.
《中和工程(工程2)》
中和工程(工程2)は、溶解工程で得られる溶解液に、中和剤を添加する工程である。本工程では、工程1で得られたCPES溶解液(油相)に中和剤を添加し混合する。これにより中和液(共相)を作製する。中和剤を添加する際には、中和剤を結晶性ポリエステル樹脂全体に均一に作用させるために、結晶性ポリエステル樹脂が溶剤中に分子レベルで均一に分散している状態が望ましく、結晶性ポリエステル樹脂の融点よりも20℃低い温度以上、より好ましくは、当該融点よりも10℃低い温度以上の温度(液温)にCPES溶解液を保持して、中和剤の添加を行うことが好ましい。中和工程における温度範囲の上限としては、有機溶媒の沸点(溶媒に水を含む場合など、複数種の溶媒が混合されている場合は共沸点)以下、かつ樹脂が分解する温度以下であればよい。また、結晶性ポリエステル樹脂が有機溶媒に溶解した溶解液(油相)に界面活性剤(水溶液)を添加、混合してもよい。界面活性剤を添加することで、より油相と水相の界面の表面張力を下げ、界面を安定化させることができる。
<< Neutralization process (process 2) >>
The neutralization step (step 2) is a step of adding a neutralizing agent to the solution obtained in the dissolution step. In this step, a neutralizing agent is added to the CPES solution (oil phase) obtained in Step 1 and mixed. Thereby, a neutralized liquid (cophase) is prepared. When adding the neutralizing agent, it is desirable that the crystalline polyester resin is uniformly dispersed at the molecular level in the solvent so that the neutralizing agent acts uniformly on the entire crystalline polyester resin. It is preferable to add the neutralizing agent while holding the CPES solution at a temperature (liquid temperature) of 20 ° C. lower than the melting point of the polyester resin, more preferably 10 ° C. lower than the melting point. . The upper limit of the temperature range in the neutralization step is not more than the boiling point of the organic solvent (the azeotropic point when a plurality of solvents are mixed, such as when the solvent contains water) and not more than the temperature at which the resin decomposes. Good. Further, a surfactant (aqueous solution) may be added to and mixed with a solution (oil phase) in which the crystalline polyester resin is dissolved in an organic solvent. By adding the surfactant, the surface tension at the interface between the oil phase and the water phase can be further lowered and the interface can be stabilized.
<界面活性剤(水溶液)>
工程2では、上記したように中和剤を添加する前に、結晶性ポリエステル樹脂が有機溶媒に溶解した溶解液(油相)に界面活性剤(水溶液)を添加、混合し、油相に水滴が分散している状態(W/O)の溶液(エマルション)を形成してもよい。
界面活性剤としては、特に制限されるものではなく、公知の界面活性剤が使用可能であり、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤等の中から選択されるものを用いることができる。これらの界面活性剤は2種以上を併用してもよい。なお、界面活性剤はトナー製造時に用いられる着色剤やオフセット防止剤等の分散液にも使用できる。界面活性剤は、油相に水滴が分散している状態(W/O)の溶液(エマルション)を形成する観点から、水溶液として用いる。
<Surfactant (aqueous solution)>
In Step 2, before adding the neutralizing agent as described above, the surfactant (aqueous solution) is added to and mixed with the solution (oil phase) in which the crystalline polyester resin is dissolved in the organic solvent, and water droplets are added to the oil phase. A solution (emulsion) in a state (W / O) in which is dispersed may be formed.
The surfactant is not particularly limited, and known surfactants can be used, and are selected from cationic surfactants, anionic surfactants, nonionic surfactants, and the like. Can be used. Two or more of these surfactants may be used in combination. The surfactant can also be used in a dispersion liquid such as a colorant or an offset preventing agent used in the production of the toner. The surfactant is used as an aqueous solution from the viewpoint of forming a solution (emulsion) in a state where water droplets are dispersed in the oil phase (W / O).
カチオン性界面活性剤の具体例としては、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、ドデシルピリジニウムクロライド、ドデシルピリジニウムブロマイド、及びヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロマイドなどが挙げられる。 Specific examples of the cationic surfactant include dodecyl ammonium bromide, dodecyl trimethyl ammonium bromide, dodecyl pyridinium chloride, dodecyl pyridinium bromide, and hexadecyl trimethyl ammonium bromide.
ノニオン性界面活性剤の具体例としては、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、ノリルフェニルポリキオシエチレンエーテル、ラウリルポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンモノオレアートポリオキシエチレンエーテル、スチリルフェニルポリオキシエチレンエーテル、及びモノデカノイルショ糖などが挙げられる。 Specific examples of nonionic surfactants include dodecyl polyoxyethylene ether, hexadecyl polyoxyethylene ether, norylphenyl polyoxyethylene ether, lauryl polyoxyethylene ether, sorbitan monooleate polyoxyethylene ether, styrylphenyl poly Examples thereof include oxyethylene ether and monodecanoyl sucrose.
アニオン性界面活性剤の具体例としては、ステアリン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム等の脂肪族石鹸や、ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、及びポリオキシエチレン(2)ラウリルエーテル硫酸ナトリウム等を挙げることができる。 Specific examples of anionic surfactants include aliphatic soaps such as sodium stearate and sodium laurate, sodium lauryl sulfate, sodium dodecylbenzene sulfonate, and polyoxyethylene (2) sodium lauryl ether sulfate. Can do.
これらの界面活性剤は、必要に応じて、1種類又は2種類以上組み合わせて用いることができる。
界面活性剤の添加量は、PES溶解液(油相)13中のポリエステル樹脂100質量部に対して、油相に水滴が分散している状態(W/O)の溶液を形成する観点から、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上、更に好ましくは1質量部以上であり、また、好ましくは15質量部以下、より好ましくは10質量部以下、更に好ましくは5質量部以下である。
These surfactants can be used alone or in combination of two or more as required.
From the viewpoint of forming a solution in which water droplets are dispersed in the oil phase (W / O) with respect to 100 parts by mass of the polyester resin in the PES solution (oil phase) 13, Preferably it is 0.1 parts by mass or more, more preferably 0.5 parts by mass or more, still more preferably 1 part by mass or more, preferably 15 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or less, still more preferably 5 parts by mass. It is below mass parts.
界面活性剤水溶液を添加する際の温度(液温)は、界面活性剤が添加される側の工程1で得られた溶液(CPES溶解液)の温度を維持し、粒径が小さく、粒径分布の狭いCPES粒子の分散液(水相)を得る観点から、結晶性ポリエステル樹脂の融点よりも20℃低い温度以上、より好ましくは、当該融点よりも10℃低い温度以上であり、界面活性剤水溶液の沸点以下が好ましい。 The temperature (liquid temperature) when adding the surfactant aqueous solution is the temperature of the solution (CPES solution) obtained in Step 1 on the side where the surfactant is added, the particle size is small, the particle size From the viewpoint of obtaining a dispersion (aqueous phase) of CPES particles having a narrow distribution, the temperature is 20 ° C. lower than the melting point of the crystalline polyester resin, more preferably 10 ° C. lower than the melting point, and the surfactant. The boiling point of the aqueous solution is preferred.
<中和剤>
本発明において、結晶性ポリエステル樹脂を中和するための中和剤は、粒径が小さく、粒径分布の狭い結晶性ポリエステル樹脂水性分散体を得ることができ、さらに取り扱い易さの観点から、水溶液として用いられることが好ましい。上記界面活性剤(水溶液)を用いてW/O溶液を形成した場合、この溶液に対して、中和剤を添加することで、ポリエステル末端基(COOH基)を解離させることで油相と水相との界面張力を下げ、油相と水相とが混合した状態(共相)の中和液を形成することができる。また、溶解液(油相)に対して、界面活性剤を添加しない場合には、中和剤水溶液を添加することで、油相に水滴が分散している状態(W/O)の溶液を形成し、更にポリエステル末端基(COOH基)を解離させることで油相と水相との界面張力を下げ、油相と水相とが混合した状態(共相)の中和液を形成することもできる。
<Neutralizing agent>
In the present invention, the neutralizing agent for neutralizing the crystalline polyester resin can obtain a crystalline polyester resin aqueous dispersion having a small particle size and a narrow particle size distribution, and from the viewpoint of ease of handling, It is preferably used as an aqueous solution. When a W / O solution is formed using the surfactant (aqueous solution), the neutral phase is added to the solution to dissociate the polyester terminal group (COOH group), thereby allowing the oil phase and water to dissociate. It is possible to reduce the interfacial tension with the phase and form a neutralized liquid in which the oil phase and the aqueous phase are mixed (cophase). In addition, when no surfactant is added to the solution (oil phase), a solution in which water droplets are dispersed in the oil phase (W / O) can be obtained by adding an aqueous neutralizing agent solution. Forming and further dissociating the polyester end groups (COOH groups) to lower the interfacial tension between the oil phase and the aqueous phase, thereby forming a neutralized solution in which the oil phase and the aqueous phase are mixed (co-phase) You can also.
中和剤は、アルカリ性化合物であればよく、無機アルカリ性化合物及び有機アルカリ性化合物のいずれを用いてもよい。無機アルカリ性化合物としては、カリウム、ナトリウム、リチウムといったアルカリ金属の水酸化物塩、炭酸塩、並びに炭酸水素塩、及びアンモニアが挙げられる。アルカリ金属の水酸化物塩、炭酸塩、及び炭酸水素塩の具体例としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムが挙げられる。有機アルカリ性化合物としては、ジエチルエタノールアミンといったアルカノールアミンが挙げられる。また、中和の反応効率を落とさずにアルカリ性水溶液のpHを制御する観点から、強アルカリ性の化合物と弱酸性の化合物を混合することで得られる緩衝溶液を用いてもよく、例えば、水酸化カリウム及びリン酸を混合することで得られる緩衝溶液等が挙げられる。このうち、入手しやすさや強アルカリであることから、水酸化ナトリウムがより好ましい。 The neutralizing agent may be an alkaline compound, and any of an inorganic alkaline compound and an organic alkaline compound may be used. Examples of the inorganic alkaline compound include alkali metal hydroxide salts such as potassium, sodium, and lithium, carbonates, bicarbonates, and ammonia. Specific examples of the alkali metal hydroxide salt, carbonate, and bicarbonate include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium bicarbonate, and potassium bicarbonate. Examples of the organic alkaline compound include alkanolamines such as diethylethanolamine. Further, from the viewpoint of controlling the pH of the alkaline aqueous solution without reducing the neutralization reaction efficiency, a buffer solution obtained by mixing a strongly alkaline compound and a weakly acidic compound may be used. For example, potassium hydroxide And a buffer solution obtained by mixing phosphoric acid. Of these, sodium hydroxide is more preferred because of its availability and strong alkali.
中和剤を水溶液として用いる場合、水溶液中の中和剤(アルカリ性化合物)の濃度は、より早く安定した共相状態を形成する観点から、好ましくは1質量%以上、より好ましくは5質量%以上、更に好ましくは8質量%以上であり、また、好ましくは40質量%以下、より好ましくは35質量%以下、更に好ましくは30質量%以下である。 When the neutralizing agent is used as an aqueous solution, the concentration of the neutralizing agent (alkaline compound) in the aqueous solution is preferably 1% by mass or more, more preferably 5% by mass or more from the viewpoint of forming a stable cophase state earlier. More preferably, it is 8% by mass or more, preferably 40% by mass or less, more preferably 35% by mass or less, and still more preferably 30% by mass or less.
中和剤水溶液を添加する際の温度(液温)は、中和剤が添加される側の工程1で得られた溶液(CPES溶解液)の温度を維持し、粒径が小さく、粒径分布の狭いCPES粒子の分散液(水相)を得る観点から、結晶性ポリエステル樹脂の融点よりも20℃低い温度以上、より好ましくは、当該融点よりも10℃低い温度以上であり、中和剤水溶液の沸点以下が好ましい。 The temperature (liquid temperature) at which the neutralizing agent aqueous solution is added maintains the temperature of the solution (CPES solution) obtained in Step 1 on the side where the neutralizing agent is added, the particle size is small, the particle size From the viewpoint of obtaining a dispersion (aqueous phase) of CPES particles having a narrow distribution, the temperature is 20 ° C. lower than the melting point of the crystalline polyester resin, more preferably 10 ° C. lower than the melting point. The boiling point of the aqueous solution is preferred.
《転相乳化工程(工程3)》
転相乳化工程(工程3)は、中和工程で得られる中和液に、水系媒体を滴下し、転相乳化する工程である。本工程では、工程2で得られた溶液(中和液(共相))に水系媒体(純水)を連続的に添加し、樹脂粒子(CPES粒子)を形成する。これにより転相乳化が完了し、結晶性ポリエステル樹脂水性分散体(CPES粒子分散液(水相))を得ることができる。ここで、工程2で得られた溶液(中和液(共相))に、純水を連続滴下すると、ポリエステル末端基は解離し自己乳化性を付与されているため水相に樹脂粒子(CPES粒子)が分散した状態(O/W)の分散液(エマルション)を形成する。
<< Phase inversion emulsification process (process 3) >>
The phase inversion emulsification step (step 3) is a step in which an aqueous medium is dropped into the neutralized liquid obtained in the neutralization step to perform phase inversion emulsification. In this step, an aqueous medium (pure water) is continuously added to the solution (neutralization solution (cophase)) obtained in step 2 to form resin particles (CPES particles). Thereby, phase inversion emulsification is completed, and a crystalline polyester resin aqueous dispersion (CPES particle dispersion (aqueous phase)) can be obtained. Here, when pure water is continuously added dropwise to the solution obtained in step 2 (neutralization solution (cophase)), the polyester end groups are dissociated and imparted with self-emulsifying properties, so resin particles (CPES) are added to the aqueous phase. A dispersion liquid (emulsion) in a state (O / W) in which particles are dispersed is formed.
本発明では、溶媒全量に対して12〜50質量%の範囲内の水を含む中和液に、水系媒体を滴下し、転相乳化を行うことで、小粒径で、かつ、粒度分布がシャープな結晶性ポリエステル樹脂粒子(CPES粒子)の分散液が得られる。即ち、本発明では、水系媒体の滴下直前における中和液に含まれる溶媒中の水の比率(以下、「転相乳化前水分量」ともいう。)を、所定量とすることに特徴を有する。転相乳化前水分量が、12〜50質量%の範囲内、より好ましくは、15〜30質量%の範囲内とし、転相乳化を行うことで、系内全体の油水界面の状態が均一化し、粒度分布がシャープで小粒径な乳化分散液が得られる。 In the present invention, the aqueous medium is dropped into a neutralizing solution containing water in the range of 12 to 50% by mass with respect to the total amount of the solvent, and phase inversion emulsification is performed, so that the particle size distribution is small and the particle size distribution is small. A dispersion of sharp crystalline polyester resin particles (CPES particles) is obtained. That is, the present invention is characterized in that the ratio of water in the solvent contained in the neutralization solution immediately before the dropping of the aqueous medium (hereinafter also referred to as “water content before phase inversion emulsification”) is set to a predetermined amount. . The water content before phase inversion emulsification is in the range of 12 to 50% by mass, more preferably in the range of 15 to 30% by mass, and the phase of the emulsification in the system makes the state of the entire oil-water interface uniform. An emulsion dispersion having a sharp particle size distribution and a small particle size can be obtained.
一般に、転相乳化法では、樹脂溶解液に活性剤や中和剤を添加して分子内の酸性基をイオン化させたところに、水系媒体を添加して転相させるが、活性剤や中和剤を希釈している水も系内に含有されている。この転相前に系内に含有される水の比率が、中和液中の溶媒全量に対して、多過ぎると、油水界面を不安定化させ、転相乳化工程で水系媒体を滴下する前に油相の一部が転相して油滴(乳化分散粒子)となってしまい、転相過程が不均一なために最終的に粒度分布の広い乳化分散液となってしまう。このような理由から、転相乳化前水分量が、50質量%を超える、即ち、過多であると、水系媒体の滴下前に共相状態の一部で転相乳化が始まってしまい、乳化粒子の粒度分布が広くなる。また、転相乳化前水分量が過多であると、転相乳化を行うことができない場合もある。この理由としては、転相乳化前水分量が高くなるほど転相前の油水界面の状態が不安定になり(即ち、共相状態が不安定になり)、共相状態を上手く形成できないためであると、推測される。また、転相乳化前水分量が、12質量%未満、即ち、過少であると、中和工程において、中和剤の混合性が低下し、結晶性ポリエステル樹脂中のカルボキシ基が十分に中和されきらず、粒度分布が広くなる。一方、本発明では、転相乳化前水分量を所定量とし転相乳化を行うことで、系内全体の油水界面の状態が均一化し、粒度分布がシャープで小粒径な乳化分散液が得られる。 In general, in the phase inversion emulsification method, an activator or neutralizing agent is added to a resin solution to ionize acidic groups in the molecule, and then an aqueous medium is added to perform phase inversion. Water in which the agent is diluted is also contained in the system. Before the phase inversion, if the ratio of water contained in the system is too much with respect to the total amount of the solvent in the neutralized liquid, the oil-water interface is destabilized and before the aqueous medium is dropped in the phase inversion emulsification step. In addition, part of the oil phase is phase-inverted to form oil droplets (emulsified dispersion particles), and the phase inversion process is non-uniform, resulting in an emulsion dispersion having a wide particle size distribution. For this reason, if the water content before phase inversion emulsification exceeds 50% by mass, that is, it is excessive, phase inversion emulsification starts in a part of the cophase state before dropping of the aqueous medium. The particle size distribution becomes wider. Further, if the water content before phase inversion emulsification is excessive, phase inversion emulsification may not be performed. The reason for this is that as the water content before phase inversion emulsification increases, the state of the oil / water interface before phase inversion becomes unstable (that is, the cophase state becomes unstable), and the cophase state cannot be formed well. I guess. Further, if the water content before phase inversion emulsification is less than 12% by mass, that is, too little, in the neutralization step, the mixing property of the neutralizing agent is lowered, and the carboxy group in the crystalline polyester resin is sufficiently neutralized. However, the particle size distribution becomes wider. On the other hand, in the present invention, by carrying out phase inversion emulsification with a predetermined amount of water before phase inversion emulsification, the state of the oil-water interface throughout the system is made uniform, and an emulsion dispersion having a sharp particle size distribution and a small particle size is obtained. It is done.
<純水>
本工程(転相乳化工程)では、粒径が小さく、粒径分布の狭いCPES粒子の分散液(水相)を調製しやすくなる観点から、純水を用いるものである。純水としては、特に制限されるものではなく、従来公知のものを用いることができる。例えば、水(上水など)から不純物を取り除く方法により得られるRO水(逆浸透膜を通した水)、脱イオン水(イオン交換樹脂などによりイオンを除去した水)、蒸留水(蒸留器で蒸留した水)などを用いることができる。
<Pure water>
In this step (phase inversion emulsification step), pure water is used from the viewpoint of easy preparation of a dispersion (water phase) of CPES particles having a small particle size and a narrow particle size distribution. The pure water is not particularly limited, and conventionally known water can be used. For example, RO water (water through a reverse osmosis membrane) obtained by a method of removing impurities from water (clean water, etc.), deionized water (water from which ions have been removed by an ion exchange resin, etc.), distilled water (with a distiller) Distilled water) can be used.
純水を添加する際の温度(液温)は、純水が添加される側の工程2で得られた溶液(中和液)の温度を維持し、粒径が小さく、粒径分布の狭いCPES粒子の分散液(水相)を得る観点から、結晶性ポリエステル樹脂の融点よりも20℃低い温度以上、より好ましくは、当該融点よりも10℃低い温度以上であり、本工程で用いる純水の沸点以下が好ましい。 The temperature at which pure water is added (liquid temperature) maintains the temperature of the solution (neutralizing liquid) obtained in step 2 on the side where pure water is added, the particle size is small, and the particle size distribution is narrow. From the viewpoint of obtaining a dispersion (aqueous phase) of CPES particles, the temperature is at least 20 ° C. lower than the melting point of the crystalline polyester resin, more preferably at least 10 ° C. lower than the melting point. Or less than the boiling point.
純水を連続的に添加する際の添加速度は、粒径が小さく、粒径分布の狭いCPES粒子の分散液(水相)を得る観点から、転相乳化が完了(終了)するまでは、工程2で得られた溶液中の樹脂粒子を構成する樹脂100質量部に対して、好ましくは0.1質量部/分以上、より好ましくは1質量部/分以上、更に好ましくは3質量部/分以上であり、また、好ましくは50質量部/分以下、より好ましくは30質量部/分以下、更に好ましくは15質量部/分以下、特に好ましくは8質量部/分以下である。即ち、上記添加速度で純水を添加する操作により、純水を連続的に添加し得るものとする。なお、転相乳化完了後の純水の添加速度には制限はない(転相乳化完了後の純水の添加はできるだけ速やかに終えるのが好ましい)。また、転相乳化の完了は、分散液が乳白色になることにより確認することができる。 From the viewpoint of obtaining a dispersion (aqueous phase) of CPES particles having a small particle size and a narrow particle size distribution, the addition rate when continuously adding pure water is from the viewpoint of obtaining (dispersing) phase inversion emulsification. Preferably it is 0.1 mass part / min or more with respect to 100 mass parts of resin which comprises the resin particle in the solution obtained at the process 2, More preferably, it is 1 mass part / min or more, More preferably, it is 3 mass parts / min. Min. Or more, preferably 50 parts by mass or less, more preferably 30 parts by mass or less, still more preferably 15 parts by mass or less, and particularly preferably 8 parts by mass or less. That is, pure water can be continuously added by the operation of adding pure water at the above addition rate. In addition, there is no restriction | limiting in the addition speed | rate of the pure water after completion | finish of phase inversion emulsification (It is preferable to finish addition of the pure water after completion | finish of phase inversion emulsification as quickly as possible). Completion of phase inversion emulsification can be confirmed by the milky white dispersion.
純水の使用量は、PES粒子分散液(水相)の生産効率を向上させる観点から、工程2で得られた溶液中の樹脂粒子を構成する樹脂100質量部に対して、好ましくは50質量部以上、より好ましくは100質量部以上、更に好ましくは150質量部以上であり、また、好ましくは2000質量部以下、より好ましくは1000質量部以下、更に好ましくは500質量部以下である。 From the viewpoint of improving the production efficiency of the PES particle dispersion (aqueous phase), the amount of pure water used is preferably 50 masses relative to 100 mass parts of the resin particles constituting the resin particles in the solution obtained in step 2. Part or more, more preferably 100 parts by weight or more, still more preferably 150 parts by weight or more, and preferably 2000 parts by weight or less, more preferably 1000 parts by weight or less, still more preferably 500 parts by weight or less.
(CPES粒子分散液(水相)の調製)
上記中和液(共相)に対して、上記温度(液温)及び上記使用量の範囲で純水を連続的に、詳しくは上記添加速度にて投入し混合する。これにより乳化状のCPES粒子分散液(水相)(乳化液)を作製する。また、純水の連続添加中(転相乳化工程)の条件としては、粒度分布がシャープで小粒径な乳化分散液を得る観点から、純水が添加される側の工程2で得られた溶液(中和液)を結晶性ポリエステル樹脂の融点よりも20℃低い温度以上、より好ましくは、当該融点よりも10℃低い温度以上の温度(液温)に保持しつつ、撹拌しながら、所定量の純水18を連続添加することが好ましい。転相乳化工程における温度範囲の上限としては、有機溶媒の沸点(溶媒に水を含む場合など、複数種の溶媒が混合されている場合は共沸点)以下、かつ、樹脂が分解する温度以下であればよい。
(Preparation of CPES particle dispersion (aqueous phase))
Pure water is continuously added to the neutralized solution (cophase) within the range of the temperature (liquid temperature) and the amount used, specifically at the addition rate, and mixed. This produces an emulsified CPES particle dispersion (aqueous phase) (emulsion). The condition during continuous addition of pure water (phase inversion emulsification step) was obtained in step 2 on the side where pure water was added from the viewpoint of obtaining an emulsified dispersion having a sharp particle size distribution and a small particle size. While maintaining the solution (neutralization solution) at a temperature 20 ° C. or more lower than the melting point of the crystalline polyester resin, more preferably at a temperature (liquid temperature) 10 ° C. lower than the melting point, while stirring, It is preferable to add a fixed amount of pure water 18 continuously. The upper limit of the temperature range in the phase inversion emulsification step is not more than the boiling point of the organic solvent (the azeotropic point when a plurality of solvents are mixed, such as when the solvent contains water) and not more than the temperature at which the resin decomposes. I just need it.
上記のとおり本発明では、転相乳化工程を、結晶性ポリエステル樹脂の融点よりも20℃低い温度以上の温度で行うことを特徴とする。非晶性ポリエステルとは異なり、融点を有する結晶性ポリエステルは、融点前後で分子の運動性が大きく変化するため、融点よりも20℃低い温度以上の温度で乳化することで転相を阻害しない十分な分子運動性を確保する必要がある。有機溶剤中で加熱することで、融点まで達しなくても融点よりも20℃低い温度以上の温度であれば十分な分子運動性を確保でき、系内全体の油水界面の状態が均一化し、粒度分布がシャープで小粒径な乳化分散液が得られる。転相乳化に用いる反応容器は、特に制限されるものではないが、前工程で用いた反応容器をそのまま用いるのが好ましい。また、上記乳化分散は機械的エネルギーを利用して行うことができ、乳化分散を行うための上記分散機(混合撹拌装置)としては、特に限定されるものではなく、低速せん断式分散機、高速せん断式分散機、摩擦式分散機、高圧ジェット式分散機、超音波分散機などが挙げられ、具体的には例えばTK式ホモミキサー(プライミクス株式会社製)などを挙げることができる。 As described above, the present invention is characterized in that the phase inversion emulsification step is performed at a temperature of 20 ° C. or more lower than the melting point of the crystalline polyester resin. Unlike amorphous polyesters, crystalline polyesters with a melting point change molecular mobility greatly before and after the melting point, so it is sufficient not to inhibit phase inversion by emulsifying at a temperature of 20 ° C. or lower than the melting point. It is necessary to ensure proper molecular mobility. By heating in an organic solvent, sufficient molecular mobility can be secured if the temperature is 20 ° C lower than the melting point even if the melting point is not reached, the state of the entire oil-water interface in the system is uniformed, and the particle size An emulsified dispersion having a sharp distribution and a small particle size is obtained. The reaction vessel used for phase inversion emulsification is not particularly limited, but the reaction vessel used in the previous step is preferably used as it is. The emulsification and dispersion can be performed using mechanical energy, and the disperser (mixing and stirring device) for performing emulsification and dispersion is not particularly limited. Examples include a shearing disperser, a friction disperser, a high-pressure jet disperser, and an ultrasonic disperser. Specifically, for example, a TK homomixer (manufactured by Primix Co., Ltd.) can be used.
乳化液(CPES粒子分散液(水相))中の油滴の分散径は60〜1000nmの範囲内とされることが好ましく、さらに好ましくは80〜500nmの範囲内である。
油滴の分散径は、粒度分布測定器(例えば、Nanotrack Wave(マイクロトラックベル社製)など)、又はレーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(例えば、LA−750、LA−960(共に株式会社堀場製作所製)など)を用いて測定した体積平均粒径である。
The dispersion diameter of the oil droplets in the emulsion (CPES particle dispersion (aqueous phase)) is preferably in the range of 60 to 1000 nm, more preferably in the range of 80 to 500 nm.
The dispersion diameter of the oil droplets is determined by a particle size distribution measuring device (for example, Nanotrack Wave (manufactured by Microtrack Bell)) or a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device (for example, LA-750, LA-960 (both are corporations). Volume average particle diameter measured using HORIBA, Ltd.).
〔転相乳化前水分量の測定方法〕
転相乳化前水分量は本発明では、水系媒体の滴下直前における中和液に含まれる溶媒中の水の比率とし、測定方法の一例としては下記が挙げられる。
まず、溶剤、結晶性ポリエステル樹脂、水を任意の割合で混合した試料を五つ作製する。ガスクロマトグラフィーを用いて、各試料における水のピーク面積を算出し、得られた水のピーク面積と実際の試料溶媒中の水の比率について検量線(横軸:試料溶媒中の水の比率、縦軸:ガスクロマトグラフィーで得られる水のピーク面積)を作成する。次いで、目的のサンプルを用いて、ガスクロマトグラフィー測定を行い、得られた水のピーク面積から検量線を用いてサンプル溶媒中の水の比率を算出する。
[Method for measuring water content before phase inversion emulsification]
In the present invention, the amount of water before phase inversion emulsification is the ratio of water in the solvent contained in the neutralized solution immediately before the dropping of the aqueous medium, and examples of the measurement method include the following.
First, five samples are prepared by mixing a solvent, a crystalline polyester resin, and water in an arbitrary ratio. Using gas chromatography, the peak area of water in each sample is calculated, and a calibration curve (the horizontal axis: the ratio of water in the sample solvent, the ratio of water in the actual sample solvent) (Vertical axis: peak area of water obtained by gas chromatography). Next, gas chromatography measurement is performed using the target sample, and the ratio of water in the sample solvent is calculated from the peak area of the obtained water using a calibration curve.
装置:ヘッドスペースオートサンプラー「G1888」及び、ガスクロマトグラフ「Agilent 7890A GCシステム」(いずれもAgilent Technologies社製)
測定条件は以下の通りである。
Apparatus: Headspace autosampler “G1888” and gas chromatograph “Agilent 7890A GC system” (all manufactured by Agilent Technologies)
The measurement conditions are as follows.
<ヘッドスペースオートサンプラー設定条件>
オーブン温度:110℃
ニードル温度:150℃
トランスファー温度:150℃
<Head space autosampler setting conditions>
Oven temperature: 110 ° C
Needle temperature: 150 ° C
Transfer temperature: 150 ° C
<ガスクロマトグラフ測定条件>
カラム:DB−624(内径250μm、膜厚1.4μm、長さ30mm)(Agilent Technologies社製)
キャリア:ヘリウムガス
インジェクション温度:200℃
検出器温度:250℃
カラム流量:1.5mL/分
カラム温度:40℃で2分間ホールドした後、昇温速度10℃/分で230℃まで測定
また、上記ガスクロマトグラフィーを用いた実測定以外にも、転相乳化工程前に用いる各試薬の使用量とそれぞれの試薬の含水量からも算出が可能である。
<Gas chromatograph measurement conditions>
Column: DB-624 (inner diameter 250 μm, film thickness 1.4 μm, length 30 mm) (manufactured by Agilent Technologies)
Carrier: Helium gas Injection temperature: 200 ° C
Detector temperature: 250 ° C
Column flow rate: 1.5 mL / min Column temperature: Hold at 40 ° C. for 2 minutes, then measure up to 230 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min. In addition to the actual measurement using the gas chromatography, phase inversion emulsification Calculation can also be performed from the amount of each reagent used before the process and the water content of each reagent.
《脱溶工程(工程4)》
脱溶工程(工程4)は、工程3で得られた樹脂粒子分散液から有機溶剤を脱溶する工程である。脱溶によって、本発明の結晶性ポリエステル樹脂の粒子が水系媒体中に分散した分散液(CPES粒子分散液(水相))が得られる。
<< Demelting process (process 4) >>
The desolubilization step (step 4) is a step of desolvating the organic solvent from the resin particle dispersion obtained in step 3. By desolubilization, a dispersion liquid (CPES particle dispersion liquid (aqueous phase)) in which the crystalline polyester resin particles of the present invention are dispersed in an aqueous medium is obtained.
有機溶媒の具体的な除去方法としては、例えば、乳化液を加温するとともに大気圧よりも低い圧力状態におくことにより、有機溶媒の蒸発を促進させる減圧蒸留法等が好ましい方法として挙げられる。加熱温度、減圧条件などは、有機溶媒の種類や沸点に応じて適宜決定される。好ましくは、乳化液の加熱温度は30〜100℃、減圧時の圧力は3〜60kPa(30〜600mbar)で、40〜180分間、撹拌しながら温度を維持する。 As a specific method for removing the organic solvent, for example, a vacuum distillation method for promoting the evaporation of the organic solvent by heating the emulsion and placing it in a pressure state lower than the atmospheric pressure can be mentioned as a preferable method. The heating temperature, reduced pressure conditions, and the like are appropriately determined according to the type and boiling point of the organic solvent. Preferably, the heating temperature of the emulsified liquid is 30 to 100 ° C., the pressure during decompression is 3 to 60 kPa (30 to 600 mbar), and the temperature is maintained for 40 to 180 minutes while stirring.
(CPES粒子分散液(水相)中の樹脂粒子(CPES粒子)の体積平均粒径)
工程4で得られた結晶性ポリエステル樹脂水性分散液(CPES粒子分散液(水相))中の樹脂粒子(CPES粒子)の体積平均粒径は、50〜500nm、より好ましくは、200〜400nmである。体積平均粒径が、50nmより大きいと、粒子同士の凝集力が強くなりすぎず、CPES粒子が1次粒子の状態で分散が維持されるため、好ましい(体積平均粒径が過小であると1次粒子同士が凝集して粒径の大きな2次粒子を形成してしまうおそれがある)。体積平均粒径が、500nm未満であると、トナー中での結晶性ポリエステル樹脂の分散性が良好になり、定着性が向上するため好ましい。ここで、体積平均粒径は、粒度分布測定器、例えば、粒度分布測定器(例えば、Nanotrac Wave EX150(マイクロトラック・ベル社製)など)、又はレーザー回折式粒度分布測定器(例えば、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置LA−750、LA−960(株式会社堀場製作所製)など)を用いて測定することができる。
(Volume average particle diameter of resin particles (CPES particles) in CPES particle dispersion (water phase))
The volume average particle diameter of the resin particles (CPES particles) in the crystalline polyester resin aqueous dispersion (CPES particle dispersion (aqueous phase)) obtained in step 4 is 50 to 500 nm, more preferably 200 to 400 nm. is there. When the volume average particle size is larger than 50 nm, the cohesive force between particles does not become too strong, and dispersion is maintained in a state where the CPES particles are primary particles, which is preferable (if the volume average particle size is too small, 1 The secondary particles may aggregate to form secondary particles having a large particle size). A volume average particle size of less than 500 nm is preferable because the dispersibility of the crystalline polyester resin in the toner becomes good and the fixability is improved. Here, the volume average particle size is determined by a particle size distribution measuring device such as a particle size distribution measuring device (for example, Nanotrac Wave EX150 (manufactured by Microtrac Bell)) or a laser diffraction particle size distribution measuring device (for example, laser diffraction). / A scattering type particle size distribution measuring device LA-750, LA-960 (manufactured by Horiba, Ltd.) can be used.
(CPES粒子分散液(水相)中の樹脂粒子(CPES粒子)のCV値)
工程4で得られた結晶性ポリエステル樹脂水性分散液(CPES粒子分散液(水相))中の樹脂粒子(CPES粒子)の変動係数(CV値)は、10〜60%、より好ましくは、25〜35%である。CV値は、粒度分布の指標であり、CV値が小さいほどシャープな粒度分布であるといえる。CV値が60%未満であることにより、粒度分布がシャープで、小粒径の樹脂粒子が多く存在し、トナー中における結晶性ポリエステル樹脂の分散性が良好となり、定着性が向上するため好ましい。
(CV value of resin particles (CPES particles) in CPES particle dispersion (aqueous phase))
The coefficient of variation (CV value) of the resin particles (CPES particles) in the aqueous crystalline polyester resin dispersion (CPES particle dispersion (aqueous phase)) obtained in Step 4 is 10 to 60%, more preferably 25. ~ 35%. The CV value is an index of particle size distribution, and the smaller the CV value, the sharper the particle size distribution. A CV value of less than 60% is preferable because the particle size distribution is sharp and many resin particles having a small particle diameter are present, the dispersibility of the crystalline polyester resin in the toner becomes good, and the fixability is improved.
一方で、CV値が10%以上であると、体積平均粒径よりも小粒径の結晶性ポリエステル樹脂微粒子がある程度存在し、小粒径の微粒子がトナー定着時に可塑剤としての効果を発現するため好ましい。 On the other hand, when the CV value is 10% or more, there are some crystalline polyester resin fine particles having a particle size smaller than the volume average particle size, and the fine particles having a small particle size exhibit an effect as a plasticizer at the time of fixing the toner. Therefore, it is preferable.
CV値を算出するための式は下記式1で表される。
式1:変動係数(CV値)(%)=(粒径分布の標準偏差/体積平均粒径)×100
上記した工程により、本発明の結晶性ポリエステル樹脂水性分散体を製造することができる。次に、これを用いたトナーの製造方法につき説明する。
The formula for calculating the CV value is represented by the following formula 1.
Formula 1: coefficient of variation (CV value) (%) = (standard deviation of particle size distribution / volume average particle size) × 100
The crystalline polyester resin aqueous dispersion of the present invention can be produced by the steps described above. Next, a toner manufacturing method using this will be described.
《トナーの製造方法》
本発明のトナーの製造方法は、上記で得られたCPES粒子分散液を用い、少なくとも当該CPES粒子分散液中に含まれる樹脂粒子を水系媒体中で凝集、融着させてなることを特徴とするものである。本発明の小粒径で、かつ、粒度分布がシャープな結晶性ポリエステル樹脂水性分散体を用いて、トナーを製造することにより、トナー内部での結晶性ポリエステル樹脂の分散性が良好になり、定着性を向上させることができる。
<Method for producing toner>
The toner production method of the present invention is characterized by using the CPES particle dispersion obtained above and aggregating and fusing at least resin particles contained in the CPES particle dispersion in an aqueous medium. Is. By producing a toner using the crystalline polyester resin aqueous dispersion having a small particle size and a sharp particle size distribution according to the present invention, the dispersibility of the crystalline polyester resin inside the toner is improved and fixing is performed. Can be improved.
ここで、上記で得られたCPES粒子分散液は、結着樹脂の1種であるCPES粒子(以下、「結着樹脂微粒子(1)」ともいう。)が分散されてなる水系分散液である。また、例えば、CPES粒子以外の結着樹脂、例えば、スチレン系樹脂やアルキルアクリレート及びアルキルメタクリレートなどのアクリル系樹脂、スチレン・アクリル系樹脂、シリコーン樹脂、オレフィン系樹脂、アミド樹脂及びエポキシ樹脂などの樹脂粒子(以下、「結着樹脂微粒子(2)」ともいう。)が分散されてなる水系分散液;着色剤の微粒子(以下、「着色剤微粒子」ともいう。)が分散されてなる水系分散液、離型剤の微粒子(以下、「離型剤微粒子」ともいう。)が分散されてなる水系分散液等が用いられてもよい。 Here, the CPES particle dispersion obtained above is an aqueous dispersion in which CPES particles which are one kind of binder resin (hereinafter also referred to as “binder resin fine particles (1)”) are dispersed. . Also, for example, binder resins other than CPES particles, for example, acrylic resins such as styrene resins and alkyl acrylates and alkyl methacrylates, resins such as styrene / acrylic resins, silicone resins, olefin resins, amide resins, and epoxy resins An aqueous dispersion in which particles (hereinafter also referred to as “binder resin fine particles (2)”) are dispersed; an aqueous dispersion in which fine particles of colorant (hereinafter also referred to as “colorant fine particles”) are dispersed. An aqueous dispersion in which fine particles of a release agent (hereinafter also referred to as “release agent fine particles”) are dispersed may be used.
即ち、本発明のトナーの製造方法は、上記で得られたCPES粒子分散液(結着樹脂微粒子(1)が分散されてなる水系分散液)に、必要に応じて結着樹脂微粒子(2)が分散されてなる水系分散液、着色剤微粒子が分散されてなる水系分散液、離型剤微粒子が分散されてなる水系分散液等を混合して、結着樹脂微粒子(1)(更には結着樹脂微粒子(2)や着色剤微粒子や離型剤微粒子など)を凝集、融着させてなることによりトナー粒子を形成しトナーを製造する方法である。 That is, in the toner production method of the present invention, the binder resin fine particles (2) may be added to the CPES particle dispersion obtained above (aqueous dispersion in which the binder resin fine particles (1) are dispersed) as necessary. Are mixed with an aqueous dispersion in which colorant fine particles are dispersed, an aqueous dispersion in which release agent fine particles are dispersed, and the like. In this method, toner particles are formed by agglomerating and fusing the resin particles (2), the colorant particles, the release agent particles, etc.).
トナーの製造方法の一例(結着樹脂として非結晶樹脂(結着樹脂微粒子(2)形成用樹脂)と結晶性ポリエステル樹脂(結着樹脂微粒子(1)形成用樹脂)とを用いた例)を具体的に示すと、
(a)結着樹脂微粒子(2)の前駆体(I)(コア粒子)を形成する工程、
(b)結着樹脂微粒子(2)の前駆体(II)(コア粒子表面を被覆する中間層;中間層被覆粒子)を形成する工程、
(c)結着樹脂微粒子(2)の前駆体(III)(中間層被覆粒子表面を被覆する最外層;最外層被覆粒子)の形成による結着樹脂微粒子(2)(コア粒子/中間層/最外層の3層構造の粒子)の形成工程、
(d)上記で得られたCPES粒子分散液として、結晶性ポリエステル樹脂による微粒子(結着樹脂微粒子(1))が分散されてなる水系分散液を用意する工程、
(e)水系媒体中に着色剤微粒子が分散されてなる水系分散液を調製する工程、
(f)トナー粒子を形成する工程、
(g)トナー粒子の分散液を冷却する工程、
(h)水系媒体からトナー粒子を濾別し、当該トナー粒子から界面活性剤などを除去する工程、
(i)洗浄されたトナー粒子を乾燥する工程、
などの工程からなり、必要に応じて、(j)乾燥されたトナー粒子に外添剤を添加する工程、を加えることができる。
An example of a toner production method (an example in which an amorphous resin (binding resin fine particle (2) forming resin) and a crystalline polyester resin (binding resin fine particle (1) forming resin) are used as a binding resin). Specifically,
(A) forming a precursor (I) (core particle) of the binder resin fine particles (2);
(B) forming a precursor (II) of the binder resin fine particles (2) (intermediate layer covering the surface of the core particles; intermediate layer-coated particles);
(C) Binder resin fine particles (2) (core particles / intermediate layer / by formation of precursor (III) of binder resin fine particles (2) (outermost layer covering intermediate layer coated particle surface; outermost layer coated particles) A step of forming the outermost three-layer particles),
(D) a step of preparing an aqueous dispersion in which fine particles (binder resin fine particles (1)) of a crystalline polyester resin are dispersed as the CPES particle dispersion obtained above,
(E) a step of preparing an aqueous dispersion in which colorant fine particles are dispersed in an aqueous medium;
(F) a step of forming toner particles;
(G) a step of cooling the dispersion of toner particles;
(H) separating the toner particles from the aqueous medium and removing the surfactant from the toner particles;
(I) drying the washed toner particles;
If necessary, (j) a step of adding an external additive to the dried toner particles can be added.
ここで、「水系分散液」とは、水系媒体中に、分散体(微粒子)が分散されてなるものであり、水系媒体とは、主成分(50質量%以上)が水からなるものをいう。
水以外の成分としては、水に溶解する有機溶媒を挙げることができ、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフランなどが挙げられる。これらのうち、樹脂を溶解しない有機溶媒であるメタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノールのようなアルコール系有機溶媒が特に好ましい。
Here, the “aqueous dispersion” is a dispersion in which a dispersion (fine particles) is dispersed in an aqueous medium, and the aqueous medium is one in which a main component (50% by mass or more) is water. .
Examples of components other than water include organic solvents that dissolve in water, such as methanol, ethanol, isopropanol, butanol, acetone, methyl ethyl ketone, and tetrahydrofuran. Among these, alcohol-based organic solvents such as methanol, ethanol, isopropanol, and butanol, which are organic solvents that do not dissolve the resin, are particularly preferable.
(a)結着樹脂微粒子(2)の前駆体(I)(コア粒子)の形成工程(第1重合)
この工程においては、常法に従った乳化重合処理によって結着樹脂微粒子(2)の前駆体(I)(コア粒子)を形成する。
具体的には、界面活性剤溶液に重合開始剤を添加して加熱し、撹拌させながら結着樹脂微粒子(2)のコア粒子形成用の重合性単量体溶液を滴下して反応させる。
反応温度は、例えば70〜90℃の範囲内であることが好ましい。
(A) Binder resin fine particle (2) precursor (I) (core particle) forming step (first polymerization)
In this step, the precursor (I) (core particle) of the binder resin fine particles (2) is formed by emulsion polymerization according to a conventional method.
Specifically, the polymerization initiator is added to the surfactant solution and heated, and the monomer solution for forming the core particles of the binder resin fine particles (2) is dropped and reacted while stirring.
The reaction temperature is preferably in the range of 70 to 90 ° C, for example.
結着樹脂微粒子(2)の前駆体(I)(コア粒子)の平均粒径は、体積基準のメジアン径で50〜150nmの範囲にあることが好ましい。結着樹脂微粒子(2)の前駆体(I)(コア粒子)の体積基準のメジアン径は、「UPA−150」(マイクロトラック社製)を用いて測定される値である。 The average particle diameter of the precursor (I) (core particle) of the binder resin fine particles (2) is preferably in the range of 50 to 150 nm in terms of volume-based median diameter. The volume-based median diameter of the precursor (I) (core particle) of the binder resin fine particles (2) is a value measured using “UPA-150” (manufactured by Microtrack).
(b)結着樹脂微粒子(2)の前駆体(II)(コア粒子表面を被覆する中間層;中間層被覆粒子)の形成工程(第2重合)
この工程においては、第1重合によって形成した結着樹脂微粒子(2)の前駆体(I)(コア粒子)の分散液に、重合開始剤と離型剤とを含む結着樹脂微粒子(2)の中間層形成用の重合性単量体とを添加し、結着樹脂微粒子(2)の前駆体(II)(中間層)を形成することで、中間層被覆粒子を形成する。
具体的には、結着樹脂微粒子(2)の前駆体(I)(コア粒子)の分散液に界面活性剤溶液を加えたものと、離型剤を溶解させた結着樹脂微粒子(2)の中間層形成用の重合性単量体を加熱し、機械式分散機により混合・分散した後に、重合開始剤を添加し、加熱しながら撹拌することによって重合させる。
(B) Step of forming precursor (II) of binder resin fine particles (2) (intermediate layer covering core particle surface; intermediate layer coated particles) (second polymerization)
In this step, the binder resin fine particles (2) containing a polymerization initiator and a release agent in a dispersion of the precursor (I) (core particles) of the binder resin fine particles (2) formed by the first polymerization. The intermediate layer-coated particles are formed by adding the polymerizable monomer for forming the intermediate layer to form the precursor (II) (intermediate layer) of the binder resin fine particles (2).
Specifically, a binder resin fine particle (2) in which a surfactant solution is added to a dispersion of the precursor (I) (core particle) of the binder resin fine particles (2) and a release agent are dissolved. The intermediate layer forming polymerizable monomer is heated, mixed and dispersed by a mechanical disperser, added with a polymerization initiator, and polymerized by stirring while heating.
また、結着樹脂微粒子(2)の前駆体(I)(コア粒子)を分散させる分散液量は、第2重合を行う全溶媒中5〜50質量部の範囲内とすることにより、高温側の弾性と低温定着性の維持を両立することができる点で好ましい。
反応温度は、例えば70〜95℃の範囲内であることが好ましい。
Moreover, the amount of the dispersion liquid in which the precursor (I) (core particle) of the binder resin fine particles (2) is dispersed is in the range of 5 to 50 parts by mass in the total solvent for performing the second polymerization. It is preferable in that both elasticity and low temperature fixability can be maintained.
The reaction temperature is preferably in the range of, for example, 70 to 95 ° C.
(c)結着樹脂微粒子(2)の前駆体(III)(中間層被覆粒子表面を被覆する最外層)の形成による結着樹脂微粒子(2)(コア粒子/中間層/最外層の3層構造の粒子)の形成工程(第3重合)
この工程においては、第2重合によって形成した結着樹脂微粒子(2)の前駆体(II)(中間層被覆粒子)の分散液に、さらに結着樹脂微粒子(2)の最外層形成用の重合性単量体を加えて、結着樹脂微粒子(2)の前駆体(III)(最外層)を形成することで、結着樹脂微粒子(2)(コア粒子/中間層/最外層の3層構造の粒子)を形成する。
具体的には、加熱した結着樹脂微粒子(2)の前駆体(II)の分散液に重合開始剤を添加し、撹拌させながら結着樹脂微粒子(2)形成用の重合性単量体を滴下して重合させる。
反応温度は、例えば70〜95℃の範囲内であることが好ましい。
(C) Binder resin fine particles (2) (core particle / intermediate layer / outermost layer 3 layers) by forming precursor (III) of binder resin fine particles (2) (outermost layer covering the surface of the intermediate layer coated particles) Structure particle) formation step (third polymerization)
In this step, a binder resin fine particle (2) precursor (II) (intermediate layer coated particle) dispersion formed by the second polymerization is further added to the binder resin fine particle (2) for forming the outermost layer. The binder resin fine particles (2) (core particle / intermediate layer / outermost layer, three layers) are formed by adding a functional monomer to form the precursor (III) (outermost layer) of the binder resin fine particles (2). Structure particles).
Specifically, a polymerization initiator is added to the dispersion of the heated binder resin fine particle (2) precursor (II), and the polymerizable monomer for forming the binder resin fine particles (2) is added while stirring. Drop and polymerize.
The reaction temperature is preferably in the range of, for example, 70 to 95 ° C.
<結着樹脂微粒子(2)に用いられる結着樹脂>
上記結着樹脂は、熱可塑性樹脂を用いることが好ましく、一般にトナーを構成する結着樹脂として用いられているもののうち、結晶性ポリエステル樹脂以外のものであれば特に制限なく用いることができる。なお、ポリエステル樹脂であっても非晶性ポリエステル樹脂であれば結着樹脂として使用可能である。具体的には、例えば、スチレン系樹脂やアルキルアクリレート及びアルキルメタクリレートなどのアクリル系樹脂、スチレン・アクリル系樹脂、シリコーン樹脂、オレフィン系樹脂、アミド樹脂及びエポキシ樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は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。
上記結着樹脂微粒子(2)の結着樹脂(非晶性樹脂)の含有量は、トナーの帯電安定性の観点から、トナー粒子全量に対して、50〜95質量%の範囲内であることが好ましく、70〜95質量%であることがより好ましい。
<Binder Resin Used for Binder Resin Fine Particles (2)>
The binder resin is preferably a thermoplastic resin, and can be used without particular limitation as long as it is other than a crystalline polyester resin among those generally used as a binder resin constituting a toner. In addition, even if it is a polyester resin, if it is an amorphous polyester resin, it can be used as a binder resin. Specific examples include styrene resins, acrylic resins such as alkyl acrylates and alkyl methacrylates, styrene / acrylic resins, silicone resins, olefin resins, amide resins, and epoxy resins. These resins can be used alone or in combination of two or more.
The content of the binder resin (amorphous resin) in the binder resin fine particles (2) is in the range of 50 to 95% by mass with respect to the total amount of toner particles from the viewpoint of charging stability of the toner. Is preferable, and it is more preferable that it is 70-95 mass%.
上記結着樹脂は、スチレン系単量体とアクリル系単量体とが重合したスチレン・アクリル系樹脂を含有することが特に好ましい。スチレン・アクリル系樹脂は、高温で弾性が高いという特性を有する樹脂であるため、定着分離性と高温オフセット性が向上するという効果が得られる。 The binder resin particularly preferably contains a styrene / acrylic resin obtained by polymerizing a styrene monomer and an acrylic monomer. Since the styrene / acrylic resin is a resin having a characteristic of high elasticity at a high temperature, the effect of improving the fixing separation property and the high temperature offset property can be obtained.
上記結着樹脂は、上記効果発現の観点から、スチレン・アクリル系樹脂を30質量%以上含むことが好ましい。
スチレン・アクリル系樹脂の重量平均分子量(Mw)は、25000〜60000の範囲内で、かつ数平均分子量(Mn)が、8000〜15000の範囲内であることが、低温性及び光沢度安定性の確保の観点から好ましい。
The binder resin preferably contains 30% by mass or more of styrene / acrylic resin from the viewpoint of manifesting the above effects.
The weight average molecular weight (Mw) of the styrene / acrylic resin is in the range of 25000 to 60000 and the number average molecular weight (Mn) is in the range of 8000 to 15000. It is preferable from the viewpoint of securing.
スチレン・アクリル系樹脂に用いられる重合性単量体としては、芳香族系ビニル単量体及び(メタ)アクリル酸エステル系単量体が挙げられ、ラジカル重合を行うことができるエチレン性不飽和結合を有するものが好ましい。 Examples of polymerizable monomers used in styrene / acrylic resins include aromatic vinyl monomers and (meth) acrylic acid ester monomers, and ethylenically unsaturated bonds capable of radical polymerization. Those having the following are preferred.
スチレン系単量体としては、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、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−ジクロロスチレン等及びその誘導体が挙げられる。これらの芳香族系ビニル単量体は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。 Styrene monomers include styrene, o-methyl styrene, m-methyl styrene, p-methyl styrene, p-methoxy styrene, p-phenyl styrene, p-chloro styrene, p-ethyl styrene, pn-butyl. Styrene, p-tert-butyl styrene, pn-hexyl styrene, pn-octyl styrene, pn-nonyl styrene, pn-decyl styrene, pn-dodecyl styrene, 2,4-dimethylstyrene 3,4-dichlorostyrene and the like and derivatives thereof. These aromatic vinyl monomers can be used alone or in combination of two or more.
アクリル系単量体としては、アクリル酸エステル系単量体として、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などが挙げられ、メタクリル酸エステル系単量体として、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、β−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、及びメタクリル酸ジエチルアミノエチルなどが挙げられる。これらの(メタ)アクリル酸エステル系単量体は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。上記の中でもスチレン系単量体と、アクリル酸エステル系単量体又はメタクリル酸エステル系単量体の少なくともいずれか1種とを組み合わせて使用することが好ましい。 Examples of acrylic monomers include acrylic acid ester monomers such as methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, and phenyl acrylate. As ester monomers, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, ethyl β-hydroxyacrylate, propyl γ-aminoacrylate, stearyl methacrylate, methacrylic acid Examples thereof include dimethylaminoethyl and diethylaminoethyl methacrylate. These (meth) acrylic acid ester monomers can be used alone or in combination of two or more. Among the above, it is preferable to use a styrene monomer in combination with at least one of an acrylate monomer or a methacrylic acid monomer.
重合性単量体としては、第三のビニル系単量体を使用することもできる。第三のビニル系単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、ビニル酢酸等の酸単量体及びアクリルアミド、メタクリルアミド、アクリロニトリル、エチレン、プロピレン、ブチレン、塩化ビニル、N−ビニルピロリドン及びブタジエン等が挙げられる。 As the polymerizable monomer, a third vinyl monomer can also be used. Examples of the third vinyl monomer include acid monomers such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic anhydride, and vinyl acetic acid, and acrylamide, methacrylamide, acrylonitrile, ethylene, propylene, butylene, vinyl chloride, and N-vinylpyrrolidone. And butadiene.
重合性単量体としては、さらに多官能ビニル系単量体を使用してもよい。多官能ビニル単量体としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコール等のジアクリレート、ジビニルベンゼン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン等の三級以上のアルコールのジメタクリレート及びトリメタクリレート等が挙げられる。多官能ビニル系単量体の重合性単量体全体に対する共重合比は通常、0.001〜5質量%の範囲内、好ましくは0.003〜2質量%の範囲内、より好ましくは、0.01〜1質量%の範囲内である。多官能ビニル系単量体の使用により、テトラヒドロフランに不溶のゲル成分が生成するが、ゲル成分の重合物全体に占める割合は通常40質量%以下、好ましくは20質量%以下である。 As the polymerizable monomer, a polyfunctional vinyl monomer may be further used. Examples of the polyfunctional vinyl monomer include diacrylates such as ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, and hexylene glycol, and dimethacrylates and trimethacrylates of tertiary or higher alcohols such as divinylbenzene, pentaerythritol, and trimethylolpropane. Etc. The copolymerization ratio of the polyfunctional vinyl monomer to the entire polymerizable monomer is usually within the range of 0.001 to 5% by mass, preferably within the range of 0.003 to 2% by mass, more preferably 0. Within the range of 0.01 to 1% by mass. Although the gel component insoluble in tetrahydrofuran is generated by using the polyfunctional vinyl monomer, the proportion of the gel component in the whole polymer is usually 40% by mass or less, preferably 20% by mass or less.
上記結着樹脂の作製方法としては、上記トナーの製造方法の1例として挙げた上記(a)〜(c)の形成工程による乳化重合法で作製されることが好ましい。乳化重合は、水系媒体中にスチレン、アクリル酸エステルなどの重合性単量体を分散し重合することによって得ることができる。水系媒体に重合性単量体を分散するためには界面活性剤を用いることが好ましく、重合(例えば、上記(a)〜(c)の形成工程の第1重合又は第3重合)には重合開始剤、連鎖移動剤等を用いることができる。 The binder resin is preferably prepared by an emulsion polymerization method according to the forming steps (a) to (c) described as an example of the toner production method. Emulsion polymerization can be obtained by dispersing and polymerizing a polymerizable monomer such as styrene or acrylate in an aqueous medium. In order to disperse the polymerizable monomer in the aqueous medium, it is preferable to use a surfactant. For polymerization (for example, the first polymerization or the third polymerization in the forming steps (a) to (c) above), polymerization is performed. An initiator, a chain transfer agent, etc. can be used.
(重合開始剤)
上記結着樹脂の重合(上記(a)〜(c)の形成工程の第1重合〜第3重合)に使用される重合開始剤としては、特に限定されるものではなく、公知のものを使用することができる。具体的には、例えば過酸化水素、過酸化アセチル、過酸化クミル、過酸化tert−ブチル、過酸化プロピオニル、過酸化ベンゾイル、過酸化クロロベンゾイル、過酸化ジクロロベンゾイル、過酸化ブロモメチルベンゾイル、過酸化ラウロイル、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、ペルオキシ炭酸ジイソプロピル、テトラリンヒドロペルオキシド、1−フェニル−2−メチルプロピル−1−ヒドロペルオキシド、過トリフェニル酢酸tert−ヒドロペルオキシド、過ギ酸tert−ブチル、過酢酸tert−ブチル、過安息香酸tert−ブチル、過フェニル酢酸tert−ブチル、過メトキシ酢酸tert−ブチル、過N−(3−トルイル)パルミチン酸tert−ブチル等の過酸化物類;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、1,1′−アゾビス(1−メチルブチロニトリル−3−スルホン酸ナトリウム)、4,4′−アゾビス−4−シアノ吉草酸、及びポリ(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)等のアゾ化合物等が挙げられる。重合開始剤の添加量は、所望する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に対して、0.1〜5質量%の範囲で添加するのが好ましい。
(Polymerization initiator)
The polymerization initiator used for the polymerization of the binder resin (the first polymerization to the third polymerization in the forming steps (a) to (c) above) is not particularly limited, and a known one is used. can do. Specifically, for example, hydrogen peroxide, acetyl peroxide, cumyl peroxide, tert-butyl peroxide, propionyl peroxide, benzoyl peroxide, chlorobenzoyl peroxide, dichlorobenzoyl peroxide, bromomethylbenzoyl peroxide, peroxide Lauroyl, ammonium persulfate, sodium persulfate, potassium persulfate, diisopropyl peroxycarbonate, tetralin hydroperoxide, 1-phenyl-2-methylpropyl-1-hydroperoxide, pertriphenylacetic acid tert-hydroperoxide, tert-butyl formate, Peroxides such as tert-butyl peracetate, tert-butyl perbenzoate, tert-butyl perphenylacetate, tert-butyl permethoxyacetate, tert-butyl perN- (3-toluyl) palmitate; 2,2 '-Azobis ( -Aminodipropane) hydrochloride, 2,2'-azobis- (2-aminodipropane) nitrate, 1,1'-azobis (sodium 1-methylbutyronitrile-3-sulfonate), 4,4'- And azo compounds such as azobis-4-cyanovaleric acid and poly (tetraethylene glycol-2,2′-azobisisobutyrate). The addition amount of the polymerization initiator varies depending on the desired molecular weight and molecular weight distribution, but specifically, it is preferably added in the range of 0.1 to 5% by mass with respect to the polymerizable monomer.
(連鎖移動剤)
上記結着樹脂の製造(上記(a)〜(c)の形成工程の第1重合〜第3重合)においては、重合性単量体とともに連鎖移動剤を添加することも好ましい。連鎖移動剤を添加することによって重合体の分子量を制御できる。前述の芳香族系ビニル単量体及び(メタ)アクリル酸エステル系単量体を重合させる重合工程においては、スチレン・アクリル系重合性単量体の分子量を調整することを目的として、一般的に用いられる連鎖移動剤を用いることができる。連鎖移動剤としては特に限定されるものではなく、例えばアルキルメルカプタン及びメルカプト脂肪酸エステルなどを挙げることができる。
連鎖移動剤の添加量は、所望する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に対して、0.1〜5質量%の範囲で添加するのが好ましい。
(Chain transfer agent)
In the production of the binder resin (the first polymerization to the third polymerization in the forming steps (a) to (c) above), it is also preferable to add a chain transfer agent together with the polymerizable monomer. The molecular weight of the polymer can be controlled by adding a chain transfer agent. In the polymerization step of polymerizing the aromatic vinyl monomer and the (meth) acrylic acid ester monomer, the molecular weight of the styrene / acrylic polymerizable monomer is generally adjusted for the purpose of adjusting the molecular weight. The chain transfer agent used can be used. The chain transfer agent is not particularly limited, and examples thereof include alkyl mercaptans and mercapto fatty acid esters.
The addition amount of the chain transfer agent varies depending on the desired molecular weight and molecular weight distribution, but specifically, it is preferably added in the range of 0.1 to 5% by mass with respect to the polymerizable monomer.
(界面活性剤)
結着樹脂を水系媒体中に分散し乳化重合法により重合する場合(上記(a)〜(c)の形成工程の第1重合〜第3重合)は、分散した液滴の凝集を防ぐために、通常分散安定剤が添加される。分散安定剤としては、公知の界面活性剤が使用可能であり、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤等の中から選択される分散安定剤を用いることができる。これらの界面活性剤は2種以上を併用してもよい。なお、分散安定剤は着色剤やオフセット防止剤等の分散液にも使用できる。
(Surfactant)
When the binder resin is dispersed in an aqueous medium and polymerized by an emulsion polymerization method (the first polymerization to the third polymerization in the forming steps (a) to (c) above), in order to prevent aggregation of the dispersed droplets, Usually a dispersion stabilizer is added. As the dispersion stabilizer, a known surfactant can be used, and a dispersion stabilizer selected from a cationic surfactant, an anionic surfactant, a nonionic surfactant and the like can be used. Two or more of these surfactants may be used in combination. The dispersion stabilizer can also be used in a dispersion liquid such as a colorant and an offset preventing agent.
カチオン性界面活性剤の具体例としては、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、ドデシルピリジニウムクロライド、ドデシルピリジニウムブロマイド、及びヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロマイドなどが挙げられる。 Specific examples of the cationic surfactant include dodecyl ammonium bromide, dodecyl trimethyl ammonium bromide, dodecyl pyridinium chloride, dodecyl pyridinium bromide, and hexadecyl trimethyl ammonium bromide.
ノニオン性界面活性剤の具体例としては、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、ノリルフェニルポリキオシエチレンエーテル、ラウリルポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンモノオレアートポリオキシエチレンエーテル、スチリルフェニルポリオキシエチレンエーテル、及びモノデカノイルショ糖などが挙げられる。 Specific examples of nonionic surfactants include dodecyl polyoxyethylene ether, hexadecyl polyoxyethylene ether, norylphenyl polyoxyethylene ether, lauryl polyoxyethylene ether, sorbitan monooleate polyoxyethylene ether, styrylphenyl poly Examples thereof include oxyethylene ether and monodecanoyl sucrose.
アニオン性界面活性剤の具体例としては、ステアリン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム等の脂肪族石鹸や、ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、及びポリオキシエチレン(2)ラウリルエーテル硫酸ナトリウム等を挙げることができる。これらの界面活性剤は、必要に応じて、1種類又は2種類以上組み合わせて用いることができる。 Specific examples of anionic surfactants include aliphatic soaps such as sodium stearate and sodium laurate, sodium lauryl sulfate, sodium dodecylbenzene sulfonate, and polyoxyethylene (2) sodium lauryl ether sulfate. Can do. These surfactants can be used alone or in combination of two or more as required.
<離型剤>
離型剤は、トナー粒子に含有されていればよい。即ち、上記結着樹脂の製造(上記(a)〜(c)の形成工程の第1重合〜第3重合)において、重合性単量体とともに離型剤を添加することも好ましい。ただし、離型剤微粒子が分散されてなる水系分散液として用いてもよい。離型剤がトナー粒子に含有されていることにより、トナー粒子に含有されている結晶性ポリエステル樹脂(結着樹脂の1種)と相溶しづらくなり、熱定着時に滲み出しやすくなることにより、高い定着分離性が得られる。
<Release agent>
The release agent may be contained in the toner particles. That is, in the production of the binder resin (the first polymerization to the third polymerization in the forming steps (a) to (c) above), it is also preferable to add a release agent together with the polymerizable monomer. However, it may be used as an aqueous dispersion in which release agent fine particles are dispersed. By containing the release agent in the toner particles, it becomes difficult to be compatible with the crystalline polyester resin (one kind of binder resin) contained in the toner particles, and it is easy to ooze out during heat fixing. High fixing separation can be obtained.
離型剤の含有量は、着色剤を除いたトナー粒子全量に対して、5〜20質量%であることが好ましい。これにより、離型剤を入れることによる耐熱性や耐久性の低下を抑制しつつ、定着分離性を向上できる、という効果が得られる。
上記結着樹脂(又はトナー粒子)中に含有される離型剤の平均粒径は、特に限られないが、例えば体積基準のメジアン径で3μm以下であることが好ましい。
The content of the release agent is preferably 5 to 20% by mass with respect to the total amount of toner particles excluding the colorant. Thereby, it is possible to obtain an effect that fixing separation property can be improved while suppressing a decrease in heat resistance and durability due to the addition of a release agent.
The average particle diameter of the release agent contained in the binder resin (or toner particles) is not particularly limited, but for example, it is preferably 3 μm or less in volume-based median diameter.
離型剤としては、公知の種々のワックスを用いることができるが、トナーの低温定着性及び離型性の向上の観点から、炭化水素系ワックス又はエステル系ワックスが好ましい。
具体的には、例えば、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、パラフィンワックスのような炭化水素系ワックス類、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、クエン酸ベヘニルなどのエステル系ワックス類などが挙げられる。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。
As the releasing agent, various known waxes can be used. From the viewpoint of improving the low-temperature fixability and releasing property of the toner, a hydrocarbon wax or an ester wax is preferable.
Specifically, for example, low molecular weight polyethylene wax, low molecular weight polypropylene wax, Fischer-Tropsch wax, microcrystalline wax, hydrocarbon wax such as paraffin wax, carnauba wax, pentaerythritol behenate, behenyl behenate, And ester waxes such as behenyl citrate. These can be used alone or in combination of two or more.
また、これらのワックスのうち、低温定着時の離型性の観点から、融点の低いもの、具体的には、融点が40〜90℃の範囲内のものを用いることが好ましい。 Of these waxes, from the viewpoint of releasability during low-temperature fixing, it is preferable to use a wax having a low melting point, specifically, a melting point in the range of 40 to 90 ° C.
また、トナー粒子中における離型剤の存在状態として、結晶性ポリエステル樹脂(結着樹脂)のドメインとは異なる独立したドメインを形成することが好ましい。離型剤と結晶性ポリエステル樹脂(結着樹脂)が、それぞれ異なる独立したドメインを形成することで、それぞれの機能を発揮しやすくなる。 Further, it is preferable to form an independent domain different from the domain of the crystalline polyester resin (binder resin) as the state of presence of the release agent in the toner particles. The release agent and the crystalline polyester resin (binder resin) form different independent domains, so that each function is easily exhibited.
本発明の製造方法においては、ワックス(離型剤)を上記結着樹脂で被覆した状態で、トナー粒子を作製すると、結晶性ポリエステル樹脂(結着樹脂)とは異なるドメインを形成しやすい。結晶性ポリエステル樹脂(結着樹脂)と離型剤が相溶することなく、異なる独立したドメインとしてマトリクス中に存在することで、結晶性ポリエステル樹脂(結着樹脂)と離型剤の有する機能が損なわれずそれぞれの持つ機能を十分に発揮させることができるので、低温定着性、定着分離性及びラフ紙でのオフセット性が良好なトナーとすることができる。 In the production method of the present invention, when toner particles are produced in a state where a wax (release agent) is coated with the binder resin, domains different from the crystalline polyester resin (binder resin) are likely to be formed. Since the crystalline polyester resin (binder resin) and the release agent are not compatible with each other and exist in the matrix as different independent domains, the functions of the crystalline polyester resin (binder resin) and the release agent can be achieved. Since the respective functions can be fully exhibited without being impaired, a toner having good low-temperature fixability, fixing separation property and offset property on rough paper can be obtained.
(d)結晶性ポリエステル樹脂微粒子の水系分散液を用意する工程
この工程においては、上記したCPES粒子分散液の製造方法により、結晶性ポリエステル樹脂による結晶性ポリエステル樹脂微粒子の水系分散液を調製することで、水系分散液を用意する。詳しくは、上記したCPES粒子分散液の製造方法で説明した通りである。
(D) Step of preparing an aqueous dispersion of crystalline polyester resin fine particles In this step, an aqueous dispersion of crystalline polyester resin fine particles using a crystalline polyester resin is prepared by the above-described CPES particle dispersion manufacturing method. Then, prepare an aqueous dispersion. In detail, it is as having demonstrated with the manufacturing method of above-mentioned CPES particle dispersion.
結晶性ポリエステル樹脂の含有量は、トナー粒子全量に対して、5〜30質量%であることが好ましく、5〜20質量%であることがより好ましい。これにより、結着樹脂のシャープメルト性を向上させることによる低温定着性の向上という効果を得つつ、結晶性ポリエステル樹脂を入れることによる耐熱性の低下を抑制することができる。 The content of the crystalline polyester resin is preferably 5 to 30% by mass and more preferably 5 to 20% by mass with respect to the total amount of toner particles. Thereby, while obtaining the effect of improving the low-temperature fixability by improving the sharp melt property of the binder resin, it is possible to suppress a decrease in heat resistance due to the addition of the crystalline polyester resin.
(e)着色剤微粒子の水系分散液の調製工程
この工程は、トナー粒子として着色剤を含有するものを所望する場合に必要に応じて行う工程であって、着色剤を水系媒体中に微粒子状に分散させて着色剤微粒子の水系分散液を調製する工程である。
(E) Preparation Step of Aqueous Dispersion of Colorant Fine Particles This step is a step that is performed as necessary when toner particles containing a colorant are desired, and the colorant is finely divided in an aqueous medium. In which an aqueous dispersion of fine colorant particles is prepared.
着色剤微粒子の水系分散液は、界面活性剤を臨界ミセル濃度(CMC)以上に添加した水系媒体中に着色剤を分散させることにより得られる。
着色剤の分散は、機械的エネルギーを利用して行うことができ、使用する分散機としては、特に限定されないが、好ましくは超音波分散機、機械的ホモジナイザー、マントンゴーリンや圧力式ホモジナイザーなどの加圧分散機、サンドグラインダー、ゲッツマンミルやダイヤモンドファインミルなどの媒体型分散機が挙げられる。
The aqueous dispersion of colorant fine particles can be obtained by dispersing the colorant in an aqueous medium in which a surfactant is added to a critical micelle concentration (CMC) or higher.
The colorant can be dispersed using mechanical energy, and the disperser to be used is not particularly limited. However, an ultrasonic disperser, a mechanical homogenizer, a manton gourin or a pressure homogenizer is preferably used. Examples thereof include medium dispersers such as a pressure disperser, a sand grinder, a Getzman mill, and a diamond fine mill.
着色剤微粒子は、分散した状態で体積基準のメジアン径が10〜300nmの範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは100〜200nmの範囲内、特に好ましくは100〜150nmの範囲内である。着色剤微粒子の体積基準のメジアン径は、電気泳動光散乱光度計「ELS−800」(大塚電子社製)を用いて測定される値である。 In the dispersed state, the colorant fine particles preferably have a volume-based median diameter in the range of 10 to 300 nm, more preferably in the range of 100 to 200 nm, and particularly preferably in the range of 100 to 150 nm. The volume-based median diameter of the colorant fine particles is a value measured using an electrophoretic light scattering photometer “ELS-800” (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.).
<着色剤>
上記着色剤としては、公知の種々の顔料や染料を用いることができる。
着色剤の1種であるカーボンブラックとしては、例えば、チャンネルブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラックなどが挙げられ、黒色酸化鉄としては、例えばマグネタイト、ヘマタイト、三酸化チタン鉄などが挙げられる。
<Colorant>
As the colorant, various known pigments and dyes can be used.
Examples of the carbon black that is one of the colorants include channel black, furnace black, acetylene black, thermal black, lamp black, and the like. Examples of black iron oxide include magnetite, hematite, and iron titanium trioxide. Can be mentioned.
染料としては、例えばC.I.ソルベントレッド1、同49、同52、同58、同63、同111、同122、C.I.ソルベントイエロー19、同44、同77、同79、同81、同82、同93、同98、同103、同104、同112、同162、C.I.ソルベントブルー25、同36、同60、同70、同93、同95などが挙げられる。 Examples of the dye include C.I. I. Solvent Red 1, 49, 52, 58, 63, 111, 122, C.I. I. Solvent Yellow 19, 44, 77, 79, 81, 82, 93, 98, 103, 104, 112, 162, C.I. I. Solvent Blue 25, 36, 60, 70, 93, 95 and the like.
顔料としては、例えばC.I.ピグメントレッド5、同48:1、同48:3、同53:1、同57:1、同81:4、同122、同139、同144、同149、同150、同166、同177、同178、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14、同17、同74、同93、同94、同138、同155、同156、同158、同180、同185、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントブルー15:3、同60などが挙げられる。 Examples of the pigment include C.I. I. Pigment Red 5, 48: 1, 48: 3, 53: 1, 57: 1, 81: 4, 122, 139, 144, 149, 150, 166, 177, 178, 222, 238, 269, C.I. I. Pigment Orange 31 and 43, C.I. I. Pigment yellow 14, 17, 74, 93, 94, 138, 155, 156, 158, 180, 185, C.I. I. Pigment green 7, C.I. I. Pigment Blue 15: 3, 60, and the like.
本発明のトナーの製造方法により各色のトナーを得るための着色剤は、各色について、1種単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
本発明のトナーの製造方法に用いられる着色剤は、得られるトナー粒子中に好ましくは1〜10質量%の範囲、より好ましくは2〜8質量%の範囲となるように、着色剤微粒子が分散されてなる水系分散液を調製することが好ましい。着色剤の含有量が当該範囲であることにより、得られるトナーに所望の着色力を得ることができ、さらに着色剤の遊離やキャリアなどへの付着から帯電性への影響を最小限にとどめることができる。
The colorant for obtaining the toner of each color by the toner production method of the present invention can be used singly or in combination of two or more for each color.
The colorant used in the method for producing a toner of the present invention is obtained by dispersing fine colorant particles in the obtained toner particles so as to be preferably in the range of 1 to 10% by mass, more preferably in the range of 2 to 8% by mass. It is preferable to prepare an aqueous dispersion. When the content of the colorant is within the above range, the desired toner can be obtained with a desired coloring power, and the influence on the chargeability from the release of the colorant or adhesion to the carrier is minimized. Can do.
また、本工程においては、着色剤以外の他の添加剤を含む水系分散液を調製してもよい。例えば、トナー粒子として荷電制御剤を含有するものを所望する場合、必要に応じて、荷電制御剤を水系媒体中に含有させた荷電制御剤の水系溶液を調製してもよい。 In this step, an aqueous dispersion containing other additives than the colorant may be prepared. For example, when a toner particle containing a charge control agent is desired, an aqueous solution of the charge control agent containing the charge control agent in an aqueous medium may be prepared as necessary.
<荷電制御剤>
荷電制御剤としては、公知の種々の化合物を用いることができる。荷電制御剤の含有割合は、本発明の製造方法により得られるトナー粒子中に0〜5質量%の範囲内であることが好ましく、より好ましくは0〜0.5質量%の範囲内となるように、荷電制御剤の水系溶液を調製することが好ましい。
<Charge control agent>
Various known compounds can be used as the charge control agent. The content of the charge control agent is preferably in the range of 0 to 5% by mass in the toner particles obtained by the production method of the present invention, and more preferably in the range of 0 to 0.5% by mass. In addition, it is preferable to prepare an aqueous solution of the charge control agent.
(f)トナー粒子の形成工程
この工程においては、前記(c)工程の第3重合によって形成した結着樹脂微粒子(2)の表面に、前記(d)工程で用意した結晶性ポリエステル樹脂微粒子と前記(e)工程で調製した着色剤微粒子とを凝集させて、さらに加熱によって融着させて、トナー粒子を形成する。
具体的には、結着樹脂微粒子(2)及び結晶性ポリエステル樹脂微粒子、及び着色剤微粒子が分散されてなる水系分散液中に、臨界凝集濃度以上の凝集剤を添加し、加熱することによって凝集、融着させる。これによりトナー粒子を形成する。
融着温度は、例えば70〜95℃の範囲内であることが好ましい。
(F) Toner particle forming step In this step, the crystalline polyester resin fine particles prepared in the step (d) are formed on the surface of the binder resin fine particles (2) formed by the third polymerization in the step (c). The colorant fine particles prepared in the step (e) are aggregated and further fused by heating to form toner particles.
Specifically, a coagulant having a critical coagulation concentration or more is added to an aqueous dispersion in which the binder resin fine particles (2), the crystalline polyester resin fine particles, and the colorant fine particles are dispersed, and then aggregated by heating. , Fuse. This forms toner particles.
The fusing temperature is preferably in the range of 70 to 95 ° C, for example.
(凝集剤)
この工程において使用される凝集剤としては、特に限定されるものではないが、アルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩などの金属塩から選択されるものが好適に使用される。
金属塩としては、例えばナトリウム、カリウム、リチウム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などが挙げられる。
(Flocculant)
The flocculant used in this step is not particularly limited, but those selected from metal salts such as alkali metal salts and alkaline earth metal salts are preferably used.
Examples of the metal salt include monovalent metal salts such as sodium, potassium, and lithium; divalent metal salts such as calcium, magnesium, manganese, and copper; and trivalent metal salts such as iron and aluminum.
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。 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.
トナー粒子の形成工程に加えて、熟成工程を備えることも好ましい。
熟成工程においては、トナー粒子の形成工程によって得られたトナー粒子を熱エネルギーにより所望の形状になるまで熟成させる。
熟成処理は、具体的には、トナー粒子が分散された系を加熱撹拌することにより、トナー粒子の形状を所望の円形度になるまで、加熱温度、撹拌速度、加熱時間などにより調整することにより行われる。
In addition to the toner particle forming step, it is also preferable to provide an aging step.
In the aging step, the toner particles obtained in the toner particle forming step are aged by heat energy until a desired shape is obtained.
Specifically, the aging treatment is performed by heating and stirring the system in which the toner particles are dispersed, thereby adjusting the shape of the toner particles by a heating temperature, a stirring speed, a heating time and the like until a desired circularity is obtained. Done.
(g)冷却工程
この工程は、トナー粒子の分散液を冷却処理する工程である。
冷却処理の条件としては、1〜20℃/分の範囲内の冷却速度で冷却することが好ましい。冷却処理の具体的な方法としては特に限定されるものではなく、反応容器の外部より冷媒を導入して冷却する方法や、冷水を直接反応系に投入して冷却する方法などを例示することができる。
(G) Cooling Step This step is a step of cooling the toner particle dispersion.
As a condition for the cooling treatment, it is preferable to cool at a cooling rate within a range of 1 to 20 ° C./min. The specific method of the cooling treatment is not particularly limited, and examples include a method of cooling by introducing a refrigerant from the outside of the reaction vessel, a method of cooling by directly introducing cold water into the reaction system, and the like. it can.
(h)濾過・洗浄工程
この工程は、冷却されたトナー粒子の分散液から当該トナー粒子を固液分離し、固液分離によって得られたトナーケーキ(ウェット状態にあるトナー粒子をケーキ状に凝集させた集合物)から界面活性剤や凝集剤などの付着物を除去して洗浄する工程である。
固液分離には、特に限定されずに、遠心分離法、ヌッチェなどを使用して行う減圧濾過法、フィルタープレスなどを使用して行う濾過法などを用いることができる。また、洗浄においては、濾液の電気伝導度が10μS/cmになるまで水洗浄することが好ましい。
(H) Filtration / Washing Step This step involves solid-liquid separation of the toner particles from the cooled dispersion of toner particles, and a toner cake obtained by solid-liquid separation (aggregating toner particles in a wet state in a cake form) This is a step of removing adhering substances such as a surfactant and an aggregating agent from the aggregate).
The solid-liquid separation is not particularly limited, and a centrifugal separation method, a vacuum filtration method using Nutsche or the like, a filtration method using a filter press, or the like can be used. Further, in washing, it is preferable to wash with water until the electric conductivity of the filtrate reaches 10 μS / cm.
(i)乾燥工程
この工程は、洗浄処理されたトナーケーキを乾燥する工程であり、一般的に行われる公知のトナー粒子の製造方法における乾燥工程に従って行うことができる。
具体的には、トナーケーキの乾燥に使用される乾燥機としては、スプレードライヤー、真空凍結乾燥機、減圧乾燥機などを挙げることができ、静置棚乾燥機、移動式棚乾燥機、流動層乾燥機、回転式乾燥機、撹拌式乾燥機などを使用することが好ましい。
(I) Drying Step This step is a step of drying the washed toner cake, and can be carried out according to a drying step in a generally-known method for producing toner particles.
Specifically, examples of the dryer used for drying the toner cake include a spray dryer, a vacuum freeze dryer, and a vacuum dryer, and a stationary shelf dryer, a mobile shelf dryer, a fluidized bed, and the like. It is preferable to use a dryer, a rotary dryer, a stirring dryer or the like.
乾燥されたトナー粒子の水分は、5質量%以下であることが好ましく、更に好ましくは2質量%以下とされる。なお、乾燥されたトナー粒子同士が弱い粒子間引力で凝集している場合には、その凝集体を解砕処理してもよい。ここに、解砕処理装置としては、ジェットミル、ヘンシェルミキサー、コーヒーミル、フードプロセッサーなどの機械式の解砕装置を使用することができる。 The moisture of the dried toner particles is preferably 5% by mass or less, more preferably 2% by mass or less. In addition, when the dried toner particles are aggregated by a weak interparticle attractive force, the aggregate may be crushed. Here, as the crushing treatment apparatus, a mechanical crushing apparatus such as a jet mill, a Henschel mixer, a coffee mill, or a food processor can be used.
(j)外添剤の添加工程
この工程は、トナー粒子に対して外添剤を添加する場合に必要に応じて行う工程である。
上記のトナー粒子は、そのままトナーとして用いることができるが、流動性、帯電性、クリーニング性などを改良するために、当該トナー粒子に、いわゆる流動化剤、クリーニング助剤などの外添剤を添加した状態で使用してもよい。
(J) External additive addition step This step is a step that is performed as necessary when an external additive is added to the toner particles.
The above toner particles can be used as toners as they are, but in order to improve fluidity, chargeability, cleaning properties, etc., external additives such as fluidizing agents and cleaning aids are added to the toner particles. You may use it in the state.
<外添剤>
外添剤としては種々のものを組み合わせて使用してもよい。
これらの外添剤の添加量は、その合計の添加量がトナー粒子100質量部に対して好ましくは0.05〜5質量部の範囲内、より好ましくは0.1〜3質量部の範囲内とされる。
外添剤の混合装置としては、ヘンシェルミキサー、コーヒーミルなどの機械式の混合装置を使用することができる。
<External additive>
Various external additives may be used in combination.
The total addition amount of these external additives is preferably in the range of 0.05 to 5 parts by mass, more preferably in the range of 0.1 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the toner particles. It is said.
As the external additive mixing device, a mechanical mixing device such as a Henschel mixer or a coffee mill can be used.
[本発明の製造方法で得られるトナー]
本発明の製造方法で得られるトナーとは、トナー粒子の集合体のことをいう。本発明の製造方法で得られるトナー粒子は、結着樹脂、着色剤及び離型剤を含んで構成された粒子であり、結着樹脂は、上記で得られたCPES粒子分散液由来のポリエステル樹脂を含む。また、本発明の製造方法で得られるトナー粒子には、上記したように、さらに必要に応じて、荷電制御剤等の他の成分を含有しても良く、いわゆる流動化剤やクリーニング助剤等の外添剤を外添していてもよい。
[Toner obtained by the production method of the present invention]
The toner obtained by the production method of the present invention refers to an aggregate of toner particles. The toner particles obtained by the production method of the present invention are particles comprising a binder resin, a colorant and a release agent, and the binder resin is a polyester resin derived from the CPES particle dispersion obtained above. including. Further, as described above, the toner particles obtained by the production method of the present invention may further contain other components such as a charge control agent as necessary, so-called fluidizing agents, cleaning aids, etc. These external additives may be externally added.
<トナーのガラス転移温度>
本発明の製造方法で得られたトナーは、ガラス転移温度(Tg)が50〜70℃の範囲内であることが好ましく、より好ましくは55〜65℃の範囲内である。トナーのガラス転移温度が上記の範囲にあることにより、十分な低温定着性及び耐熱保管性が確実に両立して得られる。また、トナーのガラス転移温度が上記の範囲にあることにより、トナーの耐熱性(熱的強度)が維持されて、その結果、十分な耐熱保管性及び耐ホットオフセット性が確実に得られるものと考えられる。
<Glass transition temperature of toner>
The toner obtained by the production method of the present invention preferably has a glass transition temperature (Tg) in the range of 50 to 70 ° C, more preferably in the range of 55 to 65 ° C. When the glass transition temperature of the toner is in the above range, sufficient low-temperature fixing property and heat-resistant storage property can be reliably achieved. Further, when the glass transition temperature of the toner is in the above range, the heat resistance (thermal strength) of the toner is maintained, and as a result, sufficient heat storage stability and hot offset resistance can be reliably obtained. Conceivable.
<トナーの融点>
本発明の製造方法で得られたトナーは、融点(Tm)が60〜90℃の範囲内で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。トナーの融点が上記の範囲にあることにより、十分な低温定着性及び耐熱保管性が確実に両立して得られる。また、トナーの融点を上記範囲とすることにより、トナーの耐熱性(熱的強度)も良好に維持されて、これにより十分な耐熱保管性も確保できるものと考えられる。トナーのガラス転移温度及び融点は、前記結晶性ポリエステル樹脂と同様に測定される。
<Melting point of toner>
The toner obtained by the production method of the present invention preferably has a melting point (Tm) in the range of 60 to 90 ° C, more preferably in the range of 65 to 80 ° C. When the melting point of the toner is in the above range, sufficient low-temperature fixing property and heat-resistant storage property can be surely achieved. In addition, by setting the melting point of the toner within the above range, it is considered that the heat resistance (thermal strength) of the toner is maintained well, and thereby sufficient heat storage stability can be secured. The glass transition temperature and melting point of the toner are measured in the same manner as the crystalline polyester resin.
<トナー粒子の粒径>
本発明の製造方法で得られたトナーにおいては、トナー粒子の平均粒径が、例えば体積基準のメジアン径で3〜8μmの範囲内で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。この平均粒径は、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、融着時間及び/又は結着樹脂の組成などによって制御することができる。体積基準のメジアン径が上記の範囲にあることにより、1200dpiレベルの非常に微小なドット画像を忠実に再現することなどができる。
<Toner particle size>
In the toner obtained by the production method of the present invention, the average particle diameter of the toner particles is preferably in the range of 3 to 8 μm, and more preferably in the range of 5 to 8 μm, for example, on a volume basis median diameter. is there. This average particle size can be controlled by the concentration of the flocculant used in the production, the amount of organic solvent added, the fusing time, and / or the composition of the binder resin. When the volume-based median diameter is in the above range, a very small dot image of 1200 dpi level can be faithfully reproduced.
トナー粒子の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・算出される値である。
具体的には、測定試料(トナー)0.02gを、界面活性剤溶液20mL(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、超音波分散を1分間行い、トナー分散液を調製し、このトナー分散液を、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%の粒子径が体積基準のメジアン径とされる。
The volume-based median diameter of the toner particles is measured and calculated using a measuring device in which “Multisizer 3” (manufactured by Beckman Coulter) is connected to a computer system equipped with data processing software “Software V3.51”. Value.
Specifically, 0.02 g of a measurement sample (toner) was added to 20 mL of a surfactant solution (for example, a surfactant obtained by diluting a neutral detergent containing a surfactant component 10 times with pure water for the purpose of dispersing toner particles). The solution is added to the solution and allowed to acclimate. Then, ultrasonic dispersion is performed for 1 minute to prepare a toner dispersion, and this toner dispersion is added to a beaker containing “ISOTON II” (manufactured by Beckman Coulter) in a sample stand. Then, inject with a pipette until the displayed concentration of the measuring device is 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 defined as the volume-based median diameter.
<トナー粒子の平均円形度>
本発明の製造方法で得られたトナーにおいては、このトナーを構成する個々のトナー粒子について、帯電特性の安定性、低温定着性の観点から、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。平均円形度が上記の範囲であることにより、個々のトナー粒子が破砕しにくくなって摩擦帯電付与部材の汚染が抑制されてトナーの帯電性が安定し、また、形成される画像において画質が高いものとなる。
<Average circularity of toner particles>
In the toner obtained by the production method of the present invention, the average circularity of the individual toner particles constituting the toner is in the range of 0.930 to 1.000 from the viewpoint of stability of charging characteristics and low-temperature fixability. Is preferably within the range of 0.950 to 0.995. When the average circularity is within the above range, the individual toner particles are less likely to be crushed, the contamination of the frictional charge imparting member is suppressed, the toner chargeability is stabilized, and the image quality of the formed image is high. It will be a thing.
トナー粒子の平均円形度は、「FPIA−2100」(Sysmex社製)を用いて測定した値である。
具体的には、測定試料(トナー)を界面活性剤入り水溶液にてなじませ、超音波分散処理を1分間行って分散させた後、「FPIA−2100」(Sysmex社製)によって、測定条件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撮影を行い、個々のトナー粒子について下記式(y)に従って円形度を算出する。トナー粒子の平均円形度は、各トナー粒子の円形度を加算し、全トナー粒子数で除することにより算出した値である。HPF検出数が上記の範囲であれば、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 of the toner particles is a value measured using “FPIA-2100” (manufactured by Sysmex).
Specifically, the measurement sample (toner) was blended with an aqueous solution containing a surfactant, dispersed by performing ultrasonic dispersion for 1 minute, and then subjected to measurement conditions HPF by “FPIA-2100” (manufactured by Sysmex). In the (high-magnification imaging) mode, imaging is performed in an appropriate density range of 3000 to 10,000 HPF detections, and the circularity is calculated for each toner particle according to the following equation (y). The average circularity of the toner particles is a value calculated by adding the circularity of each toner particle and dividing by the total number of toner particles. If the number of HPF detections is in the above range, 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)
<現像剤>
本発明の製造方法で得られたトナーは、磁性又は非磁性の一成分現像剤として使用することもできるが、キャリアと混合して二成分現像剤として使用してもよい。
トナーを二成分現像剤として使用する場合において、キャリアとしては、鉄、フェライト、マグネタイトなどの金属、それらの金属とアルミニウム、鉛などの金属との合金などの従来公知の材料からなる磁性粒子を用いることができ、特にフェライト粒子が好ましい。
<Developer>
The toner obtained by the production method of the present invention can be used as a magnetic or non-magnetic one-component developer, but may be mixed with a carrier and used as a two-component developer.
When the toner is used as a two-component developer, the carrier uses magnetic particles made of a conventionally known material such as a metal such as iron, ferrite, or magnetite, or an alloy of such a metal with a metal such as aluminum or lead. In particular, ferrite particles are preferred.
また、キャリアとしては、磁性粒子の表面を樹脂などの被覆剤で被覆したコートキャリアや、バインダー樹脂中に磁性体微粉末を分散してなる分散型キャリアなど用いてもよい。
キャリアの平均粒径は、体積基準のメジアン径で20〜100μmの範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは25〜80μmの範囲内とされる。
キャリアの体積基準のメジアン径は、代表的には湿式分散機を備えたレーザー回折式粒度分布測定装置「ヘロス(HELOS)」(シンパティック(SYMPATEC)社製)により測定することができる。
Further, as the carrier, a coated carrier in which the surface of magnetic particles is coated with a coating agent such as a resin, a dispersion type carrier in which a magnetic fine powder is dispersed in a binder resin, or the like may be used.
The average particle diameter of the carrier is preferably in the range of 20 to 100 μm, more preferably in the range of 25 to 80 μm in terms of volume-based median diameter.
The volume-based median diameter of the carrier can be typically measured by a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus “HELOS” (manufactured by SYMPATEC) equipped with a wet disperser.
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。なお、実施例において「部」又は「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」又は「質量%」を表す。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, although the display of "part" or "%" is used in an Example, unless otherwise indicated, "mass part" or "mass%" is represented.
《転相乳化前水分量の測定方法》
後述する結晶性ポリエステル樹脂微粒子分散液(C1〜C10)の調製において測定した転相乳化前水分量(水系媒体の滴下直前における中和液に含まれる溶媒中の水の比率)は、以下のように測定した。
まず、溶剤、結晶性ポリエステル樹脂、水を任意の割合で混合した試料を五つ作製した。ガスクロマトグラフィーを用いて、各試料における水のピーク面積を算出し、得られた水のピーク面積と実際の試料溶媒中の水の比率について検量線(横軸:試料溶媒中の水の比率、縦軸:ガスクロマトグラフィーで得られる水のピーク面積)を作成した。次いで、目的のサンプルを用いて、ガスクロマトグラフィー測定を行い、得られた水のピーク面積から検量線を用いてサンプル溶媒中の水の比率を算出した。
装置:ヘッドスペースオートサンプラー「G1888」及び、ガスクロマトグラフ「Agilent 7890A GCシステム」(いずれもAgilent Technologies社製)
測定条件は以下の通りである。
<Method for measuring water content before phase inversion emulsification>
The water content before phase inversion emulsification (the ratio of water in the solvent contained in the neutralized solution immediately before the dropping of the aqueous medium) measured in the preparation of the crystalline polyester resin fine particle dispersions (C1 to C10) described below is as follows. Measured.
First, five samples were prepared by mixing a solvent, a crystalline polyester resin, and water in an arbitrary ratio. Using gas chromatography, the peak area of water in each sample is calculated, and a calibration curve (the horizontal axis: the ratio of water in the sample solvent, the ratio of water in the actual sample solvent) Vertical axis: peak area of water obtained by gas chromatography). Next, gas chromatography measurement was performed using the target sample, and the ratio of water in the sample solvent was calculated from the obtained water peak area using a calibration curve.
Apparatus: Headspace autosampler “G1888” and gas chromatograph “Agilent 7890A GC system” (all manufactured by Agilent Technologies)
The measurement conditions are as follows.
<ヘッドスペースオートサンプラー設定条件>
オーブン温度:110℃
ニードル温度:150℃
トランスファー温度:150℃
<Head space autosampler setting conditions>
Oven temperature: 110 ° C
Needle temperature: 150 ° C
Transfer temperature: 150 ° C
<ガスクロマトグラフ測定条件>
カラム:DB−624(内径250μm、膜厚1.4μm、長さ30mm)(Agilent Technologies社製)
キャリア:ヘリウムガス
インジェクション温度:200℃
検出器温度:250℃
カラム流量:1.5mL/分
カラム温度:40℃で2分間ホールドした後、昇温速度10℃/分で230℃まで測定
<Gas chromatograph measurement conditions>
Column: DB-624 (inner diameter 250 μm, film thickness 1.4 μm, length 30 mm) (manufactured by Agilent Technologies)
Carrier: Helium gas Injection temperature: 200 ° C
Detector temperature: 250 ° C
Column flow rate: 1.5 mL / min Column temperature: Measured up to 230 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min after holding at 40 ° C. for 2 minutes
〔結晶性ポリエステル樹脂(c1)の作製〕
両反応性単量体を含む、下記のスチレン・アクリル樹脂セグメントの原料単量体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 36.0質量部
n−ブチルアクリレート 13.0質量部
アクリル酸 2.0質量部
重合開始剤(ジ−t−ブチルパーオキサイド) 7.0質量部
[Preparation of crystalline polyester resin (c1)]
The raw material monomer and radical polymerization initiator of the following styrene / acrylic resin segment containing both reactive monomers were placed in a dropping funnel.
Styrene 36.0 parts by weight n-butyl acrylate 13.0 parts by weight Acrylic acid 2.0 parts by weight Polymerization initiator (di-t-butyl peroxide) 7.0 parts by weight
また、下記の結晶性ポリエステル樹脂セグメントの原料単量体を、窒素ガス導入管、脱水管、撹拌器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 315質量部
1,4−ブタンジオール 252質量部
Moreover, the raw material monomer of the following crystalline polyester resin segment was put into a four-necked flask equipped with a nitrogen gas introduction tube, a dehydration tube, a stirrer, and a thermocouple, and heated to 170 ° C. to be dissolved.
Tetradecanedioic acid 315 parts by mass 1,4-butanediol 252 parts by mass
次いで、上記四つ口フラスコ内に、撹拌下で上記スチレン・アクリル樹脂セグメントの原料単量体を90分間かけて滴下し、60分間熟成を行った後、減圧下(8kPa)にて未反応のスチレン・アクリル樹脂セグメントの原料単量体を除去した。なお、このとき除去された原料単量体の量は、上記の仕込みの原料単量体に対してごく微量であった。その後、触媒として、Ti(OBu)4を0.8質量部投入し、235℃まで昇温し、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。結晶性ポリエステル樹脂(c1)の重量平均分子量は22000であり、融点は79℃であった。なお、結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量は、前述のようにして、装置「HLC−8120GPC」(東ソー株式会社製)及びカラム「TSKguardcolumn+TSKgelSuperHZM−M3連」(東ソー株式会社製)を用いて測定した。また、結晶性ポリエステル樹脂の融点は、前述のようにして、示差走査熱量計(DSC)「ダイヤモンドDSC」(パーキンエルマー社製)を用いて測定した。 Next, the raw material monomer of the styrene / acrylic resin segment was dropped into the four-necked flask over 90 minutes with stirring, and after aging for 60 minutes, unreacted under reduced pressure (8 kPa). The raw material monomer of the styrene / acrylic resin segment was removed. The amount of the raw material monomer removed at this time was very small with respect to the raw material monomer charged as described above. Thereafter, 0.8 parts by mass of Ti (OBu) 4 was added as a catalyst, the temperature was raised to 235 ° C., and the reaction was performed under normal pressure (101.3 kPa) for 5 hours and further under reduced pressure (8 kPa) for 1 hour. went. The crystalline polyester resin (c1) had a weight average molecular weight of 22,000 and a melting point of 79 ° C. The weight average molecular weight of the crystalline polyester resin was measured as described above using the apparatus “HLC-8120GPC” (manufactured by Tosoh Corporation) and the column “TSKguardcolumn + TSKgelSuperHZM-M3 series” (manufactured by Tosoh Corporation). Further, the melting point of the crystalline polyester resin was measured using a differential scanning calorimeter (DSC) “Diamond DSC” (manufactured by Perkin Elmer) as described above.
〔結晶性ポリエステル樹脂(c2)の作製〕
結晶性ポリエステル樹脂(c1)の作製において、テトラデカン二酸の添加量を440質量部に、1,4−ブタンジオールの添加量を153質量部に変更した以外は、結晶性ポリエステル樹脂(c1)の作製と同様の操作を行い、結晶性ポリエステル樹脂(c2)を得た。結晶性ポリエステル樹脂(c2)の重量平均分子量は24500であり、融点は85℃であった。
[Preparation of Crystalline Polyester Resin (c2)]
In the production of the crystalline polyester resin (c1), the addition amount of tetradecanedioic acid was changed to 440 parts by mass, and the addition amount of 1,4-butanediol was changed to 153 parts by mass. The same operation as in the production was performed to obtain a crystalline polyester resin (c2). The weight average molecular weight of the crystalline polyester resin (c2) was 24500, and the melting point was 85 ° C.
[結晶性ポリエステル樹脂微粒子分散液(C1)の調製]
溶剤としてのメチルエチルケトン(MEK)100部と、純水54質量部との混合液に対し、122質量部の結晶性ポリエステル樹脂c1を添加し、70℃で60分撹拌し溶解させた。次いで、得られた溶液を70℃に保持しつつ、中和剤である25質量%水酸化ナトリウム水溶液3質量部を撹拌下で添加した。このときの上述のガスクロマトグラフィーを用いた測定により算出した転相乳化前水分量は36質量%であった。次いで、得られた溶液を70℃(転相乳化温度)に保持しつつ、撹拌下しながら、70℃の純水305質量部を60分間にわたって(添加速度5.1質量部/分で)連続添加して、水系媒体中に油相のポリエステル含有液滴が分散した分散液を得た。
[Preparation of Crystalline Polyester Resin Fine Particle Dispersion (C1)]
122 parts by mass of crystalline polyester resin c1 was added to a mixed solution of 100 parts of methyl ethyl ketone (MEK) as a solvent and 54 parts by mass of pure water, and the mixture was stirred and dissolved at 70 ° C. for 60 minutes. Subsequently, 3 mass parts of 25 mass% sodium hydroxide aqueous solution which is a neutralizing agent was added with stirring, hold | maintaining the obtained solution at 70 degreeC. At this time, the water content before phase inversion emulsification calculated by measurement using the gas chromatography described above was 36% by mass. Subsequently, while maintaining the obtained solution at 70 ° C. (phase inversion emulsification temperature), 305 parts by mass of pure water at 70 ° C. was continuously added for 60 minutes (at an addition rate of 5.1 parts by mass / min). This was added to obtain a dispersion in which the oil-phase polyester-containing droplets were dispersed in the aqueous medium.
次いで、当該分散液から減圧濃縮によりメチルエチルケトンを除去し、次いで上記分散液を30℃まで冷却し、次いで、上記分散液にドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムを樹脂固形分に対し3質量部%相当添加し、結晶性ポリエステル樹脂分散液(C1)を得た。結晶性ポリエステル樹脂分散液C1中の樹脂粒子の体積平均粒径を「NanotracWave EX150」(マイクロトラック・ベル株式会社製)で測定したところ、250nmであった。また、「NanotracWave EX150」(マイクロトラック・ベル株式会社製)を使用して、測定した体積平均粒径を用いて、結晶性ポリエステル樹脂分散液C1中の樹脂粒子の変動係数(CV値)を算出したところ、CV値は25%であった。 Next, methyl ethyl ketone is removed from the dispersion by vacuum concentration, and then the dispersion is cooled to 30 ° C. Then, sodium dodecyl diphenyl ether disulfonate is added to the dispersion in an amount corresponding to 3 parts by mass relative to the resin solids, A crystalline polyester resin dispersion (C1) was obtained. It was 250 nm when the volume average particle diameter of the resin particles in the crystalline polyester resin dispersion C1 was measured by “Nanotrac Wave EX150” (manufactured by Microtrack Bell Co., Ltd.). Further, using “Nanotrac Wave EX150” (manufactured by Microtrack Bell Co., Ltd.), the coefficient of variation (CV value) of the resin particles in the crystalline polyester resin dispersion C1 is calculated using the measured volume average particle diameter. As a result, the CV value was 25%.
[結晶性ポリエステル樹脂微粒子分散液C2,C3,C8の調製]
前記結晶性ポリエステル樹脂微粒子分散液C1の調製において、純水の添加量を表Iに示すように変更したこと以外は、結晶性ポリエステル樹脂微粒子分散液C1の調製と同様の操作を行い、結晶性ポリエステル樹脂微粒子分散液C2,C3,C8の調製を行った。また、調製した各結晶性ポリエステル樹脂微粒子分散液中の樹脂粒子の体積平均粒径及び変動係数(CV値)は、表IIに示す。
[Preparation of crystalline polyester resin fine particle dispersion C2, C3, C8]
The preparation of the crystalline polyester resin fine particle dispersion C1 was carried out in the same manner as the preparation of the crystalline polyester resin fine particle dispersion C1, except that the amount of pure water added was changed as shown in Table I. Polyester resin fine particle dispersions C2, C3, and C8 were prepared. Further, the volume average particle diameter and coefficient of variation (CV value) of the resin particles in each prepared crystalline polyester resin fine particle dispersion are shown in Table II.
[結晶性ポリエステル樹脂微粒子分散液C4〜C7,C9,C10の調製]
前記結晶性ポリエステル樹脂微粒子分散液C1の調製において、結晶性ポリエステル樹脂c1の代わりに結晶性ポリエステル樹脂c2を用い、結晶性ポリエステル樹脂及び純水の添加量を表Iに示すように変更したこと以外は、結晶性ポリエステル樹脂微粒子分散液C1の調製と同様の操作を行い、結晶性ポリエステル樹脂微粒子分散液C4〜C7,C9,C10の調製を行った。また、結晶性ポリエステル樹脂微粒子分散液C4の調製においては、転相乳化温度を65℃に変更した。また、調製した各結晶性ポリエステル樹脂微粒子分散液中の樹脂粒子の体積平均粒径及び変動係数(CV値)は、表IIに示す。
[Preparation of Crystalline Polyester Resin Fine Particle Dispersions C4 to C7, C9, C10]
In the preparation of the crystalline polyester resin fine particle dispersion C1, the crystalline polyester resin c2 was used instead of the crystalline polyester resin c1, and the addition amounts of the crystalline polyester resin and pure water were changed as shown in Table I. Prepared the crystalline polyester resin fine particle dispersions C4 to C7, C9, and C10 in the same manner as the preparation of the crystalline polyester resin fine particle dispersion C1. In the preparation of the crystalline polyester resin fine particle dispersion C4, the phase inversion emulsification temperature was changed to 65 ° C. Further, the volume average particle diameter and coefficient of variation (CV value) of the resin particles in each prepared crystalline polyester resin fine particle dispersion are shown in Table II.
[非晶性樹脂微粒子分散液(X1)の調製]
(1)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ものを添加し、再度液温80℃とし、下記組成からなる単量体混合液を1時間かけて滴下後、80℃にて2時間加熱、撹拌することにより重合を行い、樹脂微粒子の分散液(x1)を調製した。
スチレン 480質量部
n−ブチルアクリレート 250質量部
メタクリル酸 68質量部
[Preparation of Amorphous Resin Fine Particle Dispersion (X1)]
(1) 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 stirred at 230 rpm under a nitrogen stream. The internal temperature was raised to 80 ° C. while stirring at a speed. After raising the temperature, 10 parts by mass of potassium persulfate dissolved in 200 parts by mass of ion-exchanged water was added, the temperature was again set to 80 ° C., and a monomer mixture having the following composition was added dropwise over 1 hour, Polymerization was carried out by heating and stirring at 80 ° C. for 2 hours to prepare a dispersion (x1) of resin fine particles.
Styrene 480 parts by mass n-butyl acrylate 250 parts by mass Methacrylic acid 68 parts by mass
(2)第2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、ポリオキシエチレン(2)ドデシルエーテル硫酸ナトリウム7質量部をイオン交換水3000質量部に溶解させた溶液を仕込み、98℃に加熱後、樹脂微粒子の分散液(x1)80質量部(固形分換算)と、下記組成からなる単量体及び離型剤を90℃にて溶解させた溶液とを添加し、循環経路を有する機械式分散機「クレアミックス」(エム・テクニック社製)により、1時間混合分散させ、乳化粒子(油滴)を含む分散液を調製した。
スチレン(St) 285質量部
n−ブチルアクリレート(BA) 95質量部
メタクリル酸(MAA) 20質量部
n−オクチル−3−メルカプトプロピオネート 8質量部
離型剤:ベヘン酸ベヘニル(融点73℃) 190質量部
(2) Second-stage polymerization In a 5 L reaction vessel equipped with a stirrer, temperature sensor, cooling pipe and nitrogen introducing device, 7 parts by mass of polyoxyethylene (2) sodium dodecyl ether sulfate was dissolved in 3000 parts by mass of ion-exchanged water. A solution prepared by dissolving 80 parts by mass (in terms of solid content) of a resin fine particle dispersion (x1), a monomer having the following composition, and a release agent at 90 ° C. Were added and dispersed for 1 hour using a mechanical disperser “CLEARMIX” (manufactured by M Technique Co., Ltd.) having a circulation path to prepare a dispersion containing emulsified particles (oil droplets).
Styrene (St) 285 parts by weight n-butyl acrylate (BA) 95 parts by weight Methacrylic acid (MAA) 20 parts by weight n-octyl-3-mercaptopropionate 8 parts by weight Release agent: behenyl behenate (melting point 73 ° C.) 190 parts by weight
次いで、この分散液に、過硫酸カリウム6質量部をイオン交換水200質量部に溶解させた開始剤溶液を添加し、この系を84℃にて1時間にわたり加熱撹拌することにより重合を行い、樹脂微粒子の分散液(x2)を調製した。 Next, an initiator solution prepared by dissolving 6 parts by mass of potassium persulfate in 200 parts by mass of ion-exchanged water is added to the dispersion, and polymerization is performed by heating and stirring the system at 84 ° C. for 1 hour. A dispersion (x2) of resin fine particles was prepared.
(3)第3段重合
さらに、樹脂微粒子の分散液(x2)にイオン交換水400質量部を添加し、良く混合した後、過硫酸カリウム11質量部をイオン交換水400質量部に溶解させた溶液を添加し、82℃の温度条件下で、下記組成からなる単量体混合液を1時間かけて滴下した。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(スチレン−アクリル樹脂)からなる非晶性樹脂微粒子分散液(X1)を調製した。
スチレン(St) 437質量部
n−ブチルアクリレート(BA) 17質量部
n−オクチルアクリレート 143質量部
アクリル酸(AA) 52質量部
n−オクチル−3−メルカプトプロピオネート 8質量部
(3) Third-stage polymerization Further, 400 parts by mass of ion-exchanged water was added to the resin fine particle dispersion (x2) and mixed well, and then 11 parts by mass of potassium persulfate was dissolved in 400 parts by mass of ion-exchanged water. The solution was added, and a monomer mixed solution having the following composition was added dropwise over one hour under a temperature condition of 82 ° C. After completion of the dropwise addition, polymerization was carried out by heating and stirring for 2 hours, followed by cooling to 28 ° C. to prepare an amorphous resin fine particle dispersion (X1) composed of a vinyl resin (styrene-acrylic resin).
Styrene (St) 437 parts by mass n-butyl acrylate (BA) 17 parts by mass n-octyl acrylate 143 parts by mass Acrylic acid (AA) 52 parts by mass n-octyl-3-mercaptopropionate 8 parts by mass
[着色剤微粒子分散液(Bk)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質量部に撹拌溶解し、この溶液を撹拌しながら、カーボンブラック「リーガル330R」(キャボット社製)420質量部を徐々に添加し、次いで、撹拌装置「クレアミックス」(エム・テクニック社製)を用いて分散処理することにより、着色剤微粒子が分散されてなる着色剤微粒子分散液〔Bk〕を調製した。着色剤微粒子分散液(Bk)における着色剤微粒子の体積基準のメジアン径を電気泳動光散乱光度計「ELS−800」(大塚電子社製)を用いて測定したところ、120nmであった。
[Preparation of Colorant Fine Particle Dispersion (Bk)]
90 parts by weight of sodium dodecyl sulfate is dissolved in 1600 parts by weight of ion-exchanged water while stirring, and while stirring this solution, 420 parts by weight of carbon black “Regal 330R” (manufactured by Cabot) is gradually added. A colorant fine particle dispersion liquid [Bk] in which colorant fine particles are dispersed was prepared by performing a dispersion treatment using “CLEAMIX” (manufactured by M Technique Co., Ltd.). When the volume-based median diameter of the colorant fine particles in the colorant fine particle dispersion (Bk) was measured using an electrophoretic light scattering photometer “ELS-800” (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.), it was 120 nm.
〔非晶性ポリエステル樹脂(s1)の調製〕
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)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 80質量部
n−ブチルアクリレート 20質量部
アクリル酸 10質量部
重合開始剤(ジ−t−ブチルパーオキサイド) 16質量部
[Preparation of Amorphous Polyester Resin (s1)]
A raw material monomer of the following addition polymerization resin (styrene-acrylic resin: StAc) containing both reactive monomers and a radical polymerization initiator were placed in a dropping funnel.
Styrene 80 parts by mass n-butyl acrylate 20 parts by mass Acrylic acid 10 parts by mass Polymerization initiator (di-t-butyl peroxide) 16 parts by mass
また、下記の重縮合系樹脂(非晶性ポリエステル樹脂)の原料モノマーを、窒素導入管、脱水管、撹拌器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。
ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物 285.7質量部
テレフタル酸 66.9質量部
フマル酸 47.4質量部
In addition, the raw material monomer of the following polycondensation resin (amorphous polyester resin) 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 propylene oxide 2-mole adduct 285.7 parts by mass Terephthalic acid 66.9 parts by mass Fumaric acid 47.4 parts by mass
次いで、上記四つ口フラスコ内に、撹拌下で上記付加重合系樹脂の原料モノマーを90分かけて滴下し、60分間熟成を行った後、減圧下(8kPa)にて未反応の付加重合モノマーを除去した。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、常圧下(101.3kPa)にて5時間、更に減圧下(8kPa)にて1時間反応を行った。次に、200℃まで冷却した後、減圧下(20kPa)にて所望の軟化点に達するまで反応を行った。次いで、脱溶剤を行い、非晶性樹脂としてのシェル用樹脂(s1)を得た。得られたシェル用樹脂(s1)について、ガラス転移温度(Tg)は60℃、重量平均分子量(Mw)は30000であった。 Next, the raw material monomer of the addition polymerization resin is dropped into the four-necked flask over 90 minutes with stirring, and after aging for 60 minutes, unreacted addition polymerization monomer under reduced pressure (8 kPa). Was removed. Thereafter, 0.4 parts by mass of Ti (OBu) 4 was added as an esterification catalyst, the temperature was raised to 235 ° C., and the reaction was performed at normal pressure (101.3 kPa) for 5 hours and further under reduced pressure (8 kPa) for 1 hour. went. Next, after cooling to 200 ° C., the reaction was performed under reduced pressure (20 kPa) until the desired softening point was reached. Next, the solvent was removed to obtain a shell resin (s1) as an amorphous resin. With respect to the obtained resin for shell (s1), the glass transition temperature (Tg) was 60 ° C., and the weight average molecular weight (Mw) was 30000.
[非晶性ポリエステル樹脂微粒子分散液(S1)の調製]
150質量部の非晶性ポリエステル樹脂s1をメチルエチルケトン100部と混合した後に70℃で60分撹拌溶解し、次いで、得られた溶液に、中和剤である25質量%水酸化ナトリウム水溶液3質量部を撹拌下で添加し、次いで、得られた分散液に70℃の純水370質量部を80分かけて添加して、水系媒体中に油相のポリエステル含有液滴が分散した分散液を得た。
[Preparation of Amorphous Polyester Resin Fine Particle Dispersion (S1)]
After mixing 150 parts by mass of amorphous polyester resin s1 with 100 parts of methyl ethyl ketone, the mixture was stirred and dissolved at 70 ° C. for 60 minutes, and then 3 parts by mass of a 25% by mass sodium hydroxide aqueous solution as a neutralizer was added to the resulting solution. Then, 370 parts by mass of pure water at 70 ° C. is added to the obtained dispersion over 80 minutes to obtain a dispersion in which the oil-phase polyester-containing droplets are dispersed in an aqueous medium. It was.
次いで、当該分散液から減圧濃縮によりメチルエチルケトンを除去し、次いで上記分散液を30℃まで冷却し、次いで、上記分散液にドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムを樹脂固形分に対し3質量部%相当添加し、水系ポリエステル粒子分散液である非晶性ポリエステル樹脂分散液S1を得た。非晶性ポリエステル樹脂分散液S1中の樹脂粒子の体積平均粒径を「NanotracWave EX150」(マイクロトラック・ベル株式会社製)で測定したところ、148nmであった。 Next, methyl ethyl ketone is removed from the dispersion by vacuum concentration, and then the dispersion is cooled to 30 ° C. Then, sodium dodecyl diphenyl ether disulfonate is added to the dispersion in an amount corresponding to 3 parts by mass relative to the resin solids, An amorphous polyester resin dispersion S1 which is an aqueous polyester particle dispersion was obtained. It was 148 nm when the volume average particle diameter of the resin particles in the amorphous polyester resin dispersion S1 was measured by “Nanotrac Wave EX150” (manufactured by Microtrack Bell Co., Ltd.).
《現像剤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、固形分換算で200質量部の非晶性樹脂微粒子分散液(X1)、着色剤固形分換算で14質量部の着色剤微粒子分散液(Bk)、及びイオン交換水2000質量部を投入し、次いで上記反応容器に5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液をさらに添加して、上記反応容器中の混合液のpHを10(温度30℃)に調整した。
<< Manufacture of Developer 1 >>
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a temperature sensor and a cooling tube, 200 parts by mass of amorphous resin fine particle dispersion (X1) in terms of solid content, and 14 parts by weight of colorant fine particle dispersion in terms of colorant solid content ( Bk) and 2000 parts by mass of ion-exchanged water were added, and then a 5 mol / L aqueous sodium hydroxide solution was further added to the reaction vessel, so that the pH of the mixed solution in the reaction vessel was 10 (temperature 30 ° C.). It was adjusted.
次いで、塩化マグネシウム60質量部をイオン交換水60質量部に溶解した水溶液を、撹拌下、30℃において10分間かけて上記混合液に添加した。次いで、得られた混合液を90分間かけて80℃まで昇温し、次いで、当該混合液に、固形分換算で20質量部の結晶性ポリエステル樹脂微粒子分散液(C1)を20分間かけて添加し、撹拌数を適宜下げ、「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)にて会合粒子の粒径を測定し、当該会合粒子の体積基準のメジアン径が6.0μmまで、粒子の凝集を行った。 Next, an aqueous solution in which 60 parts by mass of magnesium chloride was dissolved in 60 parts by mass of ion-exchanged water was added to the above mixed solution over 10 minutes at 30 ° C. with stirring. Next, the obtained mixed liquid is heated to 80 ° C. over 90 minutes, and then 20 parts by mass of the crystalline polyester resin fine particle dispersion (C1) in terms of solid content is added to the mixed liquid over 20 minutes. Then, the number of agitation is appropriately reduced, and the particle size of the associated particles is measured with “Coulter Multisizer 3” (manufactured by Beckman Coulter, Inc.). Went.
次いで、シェル層用非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(S1)37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質量部に溶解した水溶液を添加して粒子の成長(凝集)を停止させた。次いで、得られた分散液の昇温を行い、80℃にて撹拌することにより、上記粒子の融着を進行させた。分散液中の当該粒子の平均円形度を測定装置「FPIA−2100」(Sysmex社製)を用いて(HPF検出数を4000個として)測定し、当該平均円形度が0.955になった時点で上記分散液を30℃まで冷却し、上記粒子の融着を停止させた。こうして、トナー母体粒子1を含有するトナー分散液1を得た。 Next, 37 parts by mass (in terms of solid content) of amorphous polyester resin particle dispersion (S1) for shell layer was added over 30 minutes, and when the supernatant of the reaction solution became transparent, 190 parts by mass of sodium chloride was added. An aqueous solution dissolved in 760 parts by mass of ion-exchanged water was added to stop particle growth (aggregation). Next, the obtained dispersion was heated and stirred at 80 ° C. to advance the fusion of the particles. When the average circularity of the particles in the dispersion was measured using a measuring device “FPIA-2100” (manufactured by Sysmex) (the number of detected HPF was 4000), the average circularity reached 0.955. Then, the dispersion was cooled to 30 ° C. to stop the fusion of the particles. Thus, a toner dispersion liquid 1 containing toner base particles 1 was obtained.
得られたトナー分散液1からトナー母体粒子1を分離、洗浄、乾燥し、得られたトナー母体粒子1に、疎水性シリカ粒子1質量%と疎水性酸化チタン粒子1.2質量%とを添加し、ヘンシェルミキサーを用い、回転翼の周速24m/sの条件で20分間かけて混合し、得られた混合粉体を400メッシュの篩に掛け、粗粉を分離した。こうして、トナー母体粒子1の表面に外添剤を付着させてなるトナー粒子1を得た。さらに、トナー粒子1に対して、シリコーン樹脂を被覆した体積平均粒径60μmのフェライトキャリアをトナー粒子濃度が6質量%となるように添加して混合した。こうして、二成分現像剤である現像剤1を製造した。 The toner base particles 1 are separated from the obtained toner dispersion 1, washed and dried, and 1% by mass of hydrophobic silica particles and 1.2% by mass of hydrophobic titanium oxide particles are added to the obtained toner base particles 1. Then, using a Henschel mixer, mixing was performed for 20 minutes under the condition of a peripheral speed of the rotating blades of 24 m / s, and the obtained mixed powder was passed through a 400 mesh sieve to separate coarse powder. Thus, toner particles 1 in which an external additive was adhered to the surface of toner base particles 1 were obtained. Further, to the toner particles 1, a ferrite carrier having a volume average particle diameter of 60 μm coated with a silicone resin was added and mixed so that the toner particle concentration was 6% by mass. In this way, Developer 1 which is a two-component developer was produced.
《現像剤2〜10の製造》
現像剤1の製造において、結晶性ポリエステル樹脂微粒子分散液C1の代わりに結晶性ポリエステル樹脂微粒子分散液C2〜C10を用いたこと以外は、現像剤1の製造方法と同様にして、現像剤2〜10の製造を行った。
<< Manufacture of Developers 2 to 10 >>
In the production of the developer 1, in the same manner as in the production method of the developer 1 except that the crystalline polyester resin fine particle dispersions C2 to C10 are used instead of the crystalline polyester resin fine particle dispersion C1. Ten productions were made.
<評価方法>
[評価機]
市販のカラー複合機「bizhub PRESS C1060」(コニカミノルタ社製)の現像装置に現像剤1〜10を装填してテスト画像を形成し評価した。
<Evaluation method>
[Evaluation machine]
Developers 1 to 10 were loaded into a developing device of a commercially available color multifunction peripheral “bizhub PRESS C1060” (manufactured by Konica Minolta), and a test image was formed and evaluated.
[定着評価]
常温常湿(温度20℃、相対湿度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、定着装置の加圧ローラーの表面温度を100℃に設定し、加熱ローラーの表面温度を2℃刻みで130〜170℃の範囲で変更して、定着をした。
[Fixation evaluation]
In an environment of normal temperature and normal humidity (temperature 20 ° C., relative humidity 50% RH), an unfixed solid image (adhesion amount 11.3 g / m2) on an A4-sized mondi color copy 90 g / m 2 (manufactured by mondi) in an image forming apparatus. m 2 ) was formed. Next, the surface temperature of the pressure roller of the fixing device was set to 100 ° C., and the surface temperature of the heating roller was changed in a range of 130 to 170 ° C. in steps of 2 ° C. to perform fixing.
各定着温度の定着実験において得られたプリント物を、上記ベタ画像に荷重をかけるように折り機で折り、0.35MPaの圧縮空気を吹き付けた。折り目部分を、下記評価基準に従ってランク評価し、ランク3以上の定着実験のうち、最も定着温度の低い定着実験における定着温度を定着下限温度とした。この下限定着温度が低ければ低いほど折り耐性に強く、すなわち画像強度に優れることを示す。
得られた画像強度の評価結果を下記表IIIに示す。なお、画像強度の評価結果が、△(下限定着温度151℃以上156℃未満)以上のものを合格とした。
The printed matter obtained in the fixing experiment at each fixing temperature was folded by a folding machine so as to apply a load to the solid image, and compressed air of 0.35 MPa was sprayed. The crease portion was ranked according to the following evaluation criteria, and among the fixing experiments of rank 3 or higher, the fixing temperature in the fixing experiment with the lowest fixing temperature was set as the minimum fixing temperature. The lower the lower limit fixing temperature, the stronger the folding resistance, that is, the better the image strength.
The evaluation results of the obtained image intensity are shown in Table III below. In addition, the evaluation result of the image strength was Δ or more (lower limit fixing temperature 151 ° C. or higher and lower than 156 ° C.) or higher.
(折り定着性の評価基準)
ランク5:全く剥離なし。
ランク4:一部折れ目に従った剥離あり。
ランク3:折れ目に従った細かい線状の剥離あり。
ランク2:折れ目に従った太い線状の剥離あり。
ランク1:折れ目に従った大きな剥離あり。
(Folding fixability evaluation criteria)
Rank 5: No peeling at all.
Rank 4: There is peeling according to some creases.
Rank 3: There is fine linear peeling according to the crease.
Rank 2: There is a thick linear peeling according to the crease.
Rank 1: Large peeling according to the crease.
(画像強度の評価基準)
◎:下限定着温度が、146℃未満である。
○:下限定着温度が、146℃以上151℃未満である。
△:下限定着温度が、151℃以上156℃未満である。
×:下限定着温度が、156℃以上である。
(Image intensity evaluation criteria)
A: The lower limit fixing temperature is less than 146 ° C.
○: The lower limit fixing temperature is 146 ° C. or more and less than 151 ° C.
Δ: Lower limit fixing temperature is 151 ° C. or higher and lower than 156 ° C.
X: The lower limit fixing temperature is 156 ° C. or higher.
以上の評価より、本発明の結晶性ポリエステル樹脂水性分散体の製造方法を用いることで、小粒径で、かつ、粒度分布がシャープな結晶性ポリエステル樹脂微粒子分散液を得られることが確認された。さらに、本発明により得られた結晶性ポリエステル樹脂微粒子分散液を用いて作製されたトナーは、定着性が良好であることが確認された。 From the above evaluation, it was confirmed that a crystalline polyester resin fine particle dispersion having a small particle size and a sharp particle size distribution can be obtained by using the method for producing an aqueous dispersion of a crystalline polyester resin of the present invention. . Furthermore, it was confirmed that the toner produced using the crystalline polyester resin fine particle dispersion obtained by the present invention has good fixability.
一方、比較例の結晶性ポリエステル樹脂微粒子分散液C8は、転相乳化前における溶液中の水分量が過小であるため、中和剤の混合性が悪く、結晶性ポリエステル樹脂のカルボキシ基を十分に解離させることができないため、乳化粒子が大径化し、粒度分布がブロードであった。
また、比較例の結晶性ポリエステル樹脂微粒子分散液C9は、転相乳化前における溶液中の水分量が過多であるため、転相乳化を行うことができなかった。これは、推測ではあるが転相前の共相状態が安定に形成されなかったことが理由であると考えられる。
また、比較例の結晶性ポリエステル樹脂微粒子分散液C10は、転相乳化温度が低いため、溶液中に結晶性ポリエステル樹脂が溶解しきれておらず、転相乳化を行うことができなかった。
On the other hand, in the crystalline polyester resin fine particle dispersion C8 of the comparative example, the water content in the solution before phase inversion emulsification is too small, so that the neutralizing agent is poorly mixed and the carboxy group of the crystalline polyester resin is sufficiently removed. Since the particles could not be dissociated, the emulsified particles became large and the particle size distribution was broad.
Further, the crystalline polyester resin fine particle dispersion C9 of Comparative Example could not carry out phase inversion emulsification because the amount of water in the solution before the phase inversion emulsification was excessive. This is presumably because the co-phase state before phase inversion was not stably formed.
Moreover, since the crystalline polyester resin fine particle dispersion C10 of the comparative example had a low phase inversion emulsification temperature, the crystalline polyester resin was not completely dissolved in the solution, and phase inversion emulsification could not be performed.
Claims (7)
前記溶解工程で得られる溶解液に、中和剤を添加する中和工程と、
前記中和工程で得られる中和液に、水系媒体を滴下し、転相乳化する転相乳化工程とを有し、
前記転相乳化工程において、前記水系媒体の滴下直前における前記中和液に含まれる溶媒中の水の比率が、12〜50質量%の範囲内であり、
前記転相乳化工程を、前記結晶性ポリエステル樹脂の融点よりも20℃低い温度以上の温度で行うことを特徴とする結晶性ポリエステル樹脂水性分散体の製造方法。 A dissolution step of dissolving the crystalline polyester resin in a solvent;
A neutralizing step of adding a neutralizing agent to the solution obtained in the dissolving step;
A phase inversion emulsification step in which an aqueous medium is dropped into the neutralization solution obtained in the neutralization step, and phase inversion emulsification is performed;
In the phase inversion emulsification step, the ratio of water in the solvent contained in the neutralization solution immediately before the dropping of the aqueous medium is in the range of 12 to 50% by mass,
A method for producing a crystalline polyester resin aqueous dispersion, wherein the phase inversion emulsification step is performed at a temperature of 20 ° C. or lower than the melting point of the crystalline polyester resin.
前記結晶性ポリエステル樹脂粒子の変動係数(CV値)が、10〜60%の範囲内であることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の結晶性ポリエステル樹脂水性分散体の製造方法。 The volume average particle diameter of the crystalline polyester resin particles constituting the crystalline polyester resin aqueous dispersion is in the range of 50 to 500 nm, and
The coefficient of variation (CV value) of the crystalline polyester resin particles is in the range of 10 to 60%, and the crystalline polyester resin aqueous solution according to any one of claims 1 to 3 A method for producing a dispersion.
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