JP6113001B2 - Toner production method - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真法、静電記録法、および、トナージェット法のような画像形成方法に用いられるトナーの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a toner used in an image forming method such as an electrophotographic method, an electrostatic recording method, and a toner jet method.
多機能化の進んだ今日の複写機やプリンターにおいて、消費電力の低減化、複写速度および印字速度の高速化に対応した、低い定着温度でも定着性が良好で、耐久性に優れたトナーが求められている。一方で、低速プロセスで行われるグロス紙のような厚紙への出力においては、均一で高い光沢度を示すトナーが望まれている。このように、多様な定着条件に対応し、かつ高速プロセスであっても良好な画像形成を行うために、トナーに用いられる結着樹脂やワックスの改良が行われている。 In today's multifunctional copiers and printers, there is a need for a toner with excellent durability and low durability that can reduce power consumption and increase copying speed and printing speed. It has been. On the other hand, for output to thick paper such as gloss paper performed in a low-speed process, a toner that exhibits uniform and high gloss is desired. As described above, in order to cope with various fixing conditions and perform good image formation even in a high-speed process, the binder resin and wax used in the toner have been improved.
より低い定着温度でトナーを定着させるには、より低い温度で結着樹脂を溶融させる必要がある。結着樹脂を低温で溶融させる方法としては、一般に樹脂のガラス転移温度を低く設計する方法と、樹脂の分子量を小さく設計する方法が知られている。しかし、これらの設計を過剰に行うと、プリンターや複写機内部の機内昇温や物流の過程で高温にさらされた場合にトナーが変質し、様々な画像弊害を引き起こす。したがって、これらの設計には自ずと限界が生じる。 In order to fix the toner at a lower fixing temperature, it is necessary to melt the binder resin at a lower temperature. As a method for melting the binder resin at a low temperature, a method for designing a low glass transition temperature of the resin and a method for designing a low molecular weight of the resin are generally known. However, if these designs are excessively carried out, the toner will change when exposed to high temperatures in the printer or copying machine, or in the course of physical distribution, causing various image problems. Therefore, these designs are naturally limited.
一方、結着樹脂を低温で溶融させる別の方法として、定着温度付近で樹脂を可塑させる効果の大きいワックスをトナーに含有させる方法が知られている。樹脂可塑効果の大きいワックスとしては、分子量の小さい炭化水素ワックスや、極性基を有する極性ワックスが知られているが、分子量の小さい炭化水素ワックスは離型効果を示す温度領域が狭く、定着時に溶融トナーが定着ローラー表面に付着して後続の紙を汚す、いわゆるオフセット現象が生じやすい。 On the other hand, as another method for melting the binder resin at a low temperature, a method is known in which the toner contains a wax having a large effect of plasticizing the resin near the fixing temperature. Hydrocarbon waxes with a low molecular weight and polar waxes with polar groups are known as waxes with a large resin plasticizing effect, but hydrocarbon waxes with a low molecular weight have a narrow temperature range showing a mold release effect and melt at the time of fixing. A so-called offset phenomenon is easily generated in which the toner adheres to the surface of the fixing roller and stains subsequent paper.
その点エステル基を含有するエステルワックスは、極性基の作用で樹脂へ相溶しやすく、樹脂可塑効果が大きいため、ワックスの分子量を大きく設計することができ、定着温度が高温時のオフセット防止効果にも優れる。 In that respect, ester waxes containing ester groups are easily compatible with the resin due to the action of polar groups and have a large resin plasticizing effect, so that the molecular weight of the wax can be designed to be large, and the effect of preventing offset when the fixing temperature is high. Also excellent.
しかしながら、エステルワックスは、結着樹脂中の相溶成分が多く、かつトナー粒子の表面に添加される外添剤の処理剤と親和性が高い性質を示すため、経時で結着樹脂中の相溶成分がトナー粒子の表面に染み出してきて現像機内の部材を汚染し、様々な画像弊害を引き起こしやすい。 However, ester wax has many compatible components in the binder resin and has a high affinity with the processing agent of the external additive added to the surface of the toner particles. The dissolved component oozes out on the surface of the toner particles, contaminates the members in the developing machine, and easily causes various image defects.
この問題を解決するために、エステルワックスと炭化水素ワックスを併用し、経時におけるワックス成分の染み出しを抑制させる技術が知られている。 In order to solve this problem, a technique is known in which an ester wax and a hydrocarbon wax are used in combination to suppress the exudation of the wax component over time.
特許文献1では、エステルワックスと石油ワックスの共晶ワックスを含有することで、トナーの保存性、耐ホットオフセット性、および低温定着性のバランスに優れたトナーが提案されている。特許文献2では、モノエステル化合物と、分岐鎖状構造および/または環状構造を有する炭化水素化合物を含有することで、低温の定着温度において十分な定着強度で定着でき、帯状やスジ状の画像欠陥の発生を抑止できるトナーが提案されている。
しかし、特許文献1に記載のトナーは、一般的な普通紙への低温定着性には優れているものの、平滑度の高い普通紙にベタ画像を出力した場合、定着画像の一部にブリスターと言われる微小な火膨れ状の画像欠陥が現れる、新たな課題を生じることが分かった。また、特許文献2に記載のトナーは、高速プロセスを有するプリンターにおいて、長期間保管を行った後のトナーの現像性に依然改善の余地がある。
However, although the toner described in
このため、様々な紙種においても安定した低温定着化を可能とし、オフセット現象が発生せず、高速プロセスにおいて大量の印刷を行っても長期にわたって安定した画像品質を維持できるトナーの開発が求められている。 For this reason, it is necessary to develop a toner that enables stable low-temperature fixing on various types of paper, does not cause an offset phenomenon, and can maintain stable image quality over a long period of time even if a large amount of printing is performed in a high-speed process. ing.
本発明の目的は、高速プロセスにおいても良好な定着性を示し、平滑紙へのプリントにおいてもブリスターの発生が無く、かつ長期間の使用や、長期保管後の使用においても現像装置内の部材汚染を抑制し、長期にわたって画像品質を維持できるトナーを提供することにある。 The object of the present invention is to show good fixability even in a high-speed process, there is no occurrence of blisters even on printing on smooth paper, and contamination of members in the developing device even during long-term use or use after long-term storage. It is an object of the present invention to provide a toner capable of suppressing image quality and maintaining image quality over a long period.
本発明は、重合性単量体、マイクロクリスタリンワックス、エステルワックスおよび着色剤を含有する重合性単量体組成物を水系媒体に加え、該水系媒体中で該重合性単量体組成物の粒子を形成する造粒工程、および
該重合性単量体組成物の該粒子に含まれる該重合性単量体を重合させてトナー粒子を得る重合工程、
を有するトナーの製造方法であって、
該トナーが、樹脂成分由来のテトラヒドロフラン(THF)不溶分を5.0質量%以下含有し、
該トナーのTHF可溶成分の40℃におけるGPC−MALS−粘度計分析によって測定される絶対分子量の重量平均分子量が、2.5×104以上2.5×105以下であり、該分析における絶対分子量(M)の常用対数(log[M])を横軸にプロットし、粘度(Iv)の常用対数(log[Iv])を縦軸にプロットした際の傾き(a)が、0.50以上0.80以下であり、
該エステルワックスが、1官能以上4官能以下のエステルワックスである
ことを特徴とするトナーの製造方法である。
The present invention adds a polymerizable monomer composition containing a polymerizable monomer, a microcrystalline wax, an ester wax, and a colorant to an aqueous medium, and particles of the polymerizable monomer composition in the aqueous medium. granulation step, and the polymerizable monomer and polymerizable monomer is polymerized included in particles of the composition to obtain toner particles with polymer to form a
A method for producing a toner comprising:
The toner contains 5.0% by mass or less of tetrahydrofuran (THF) insoluble matter derived from a resin component;
The weight average molecular weight of the absolute molecular weight measured by GPC-MALS viscometer analysis at 40 ° C. of the THF soluble component of the toner is 2.5 × 10 4 or more and 2.5 × 10 5 or less. The slope (a) when the common logarithm (log [M]) of absolute molecular weight (M) is plotted on the horizontal axis and the common logarithm (log [Iv]) of viscosity (Iv) is plotted on the vertical axis is 0. 50 or more and 0.80 or less,
A method for producing a toner , wherein the ester wax is a mono-functional or tetra-functional ester wax.
本発明によれば、高速プロセスにおいても良好な定着性を示し、平滑紙へのプリントにおいてもブリスターの発生が無く、かつ長期間の使用や、長期保管後の使用においても現像装置内の部材汚染を抑制し、長期にわたって画像品質を維持できるトナーを提供することができる。 According to the present invention, good fixability is exhibited even in a high-speed process, no blisters are generated even on printing on smooth paper, and contamination of members in the developing device even during long-term use or use after long-term storage. Thus, it is possible to provide a toner capable of suppressing image quality and maintaining image quality over a long period of time.
本発明者らは、複写機やプリンターにおいて高速プロセスにおいても様々な紙種に対応した低温定着性と現像安定性が両立できるトナーについて鋭意検討を行った。 The present inventors diligently studied about a toner capable of achieving both low-temperature fixability and development stability corresponding to various paper types even in a high-speed process in a copying machine or a printer.
その結果、トナー粒子中のワックスの分散状態が、低温定着性と染み出し抑制性に関係していることを見出した。そして、エステルワックスとマイクロクリスタリンワックスを含有するトナーにおいて、結着樹脂の分岐特性を制御することで、結着樹脂中のワックス成分の微分散状態を達成することができ、低温定着において平滑紙で発生するブリスターを改善し、かつトナー粒子の表面への染み出し抑制効果の高いトナーを発明するに到った。 As a result, it was found that the dispersion state of the wax in the toner particles is related to the low-temperature fixability and the bleeding suppression property. By controlling the branching characteristics of the binder resin in the toner containing the ester wax and the microcrystalline wax, a finely dispersed state of the wax component in the binder resin can be achieved. The present inventors have invented a toner that improves the blisters generated and has a high effect of suppressing the seepage of toner particles to the surface.
以下、従来トナーのワックス分散状態と平滑紙におけるブリスター発生のメカニズムを説明し、続いて本発明における結着樹脂の分岐特性がワックス分散性におよぼす作用と、本発明のトナーを詳細に説明する。 Hereinafter, the wax dispersion state of the conventional toner and the mechanism of blister generation on smooth paper will be described, and then the action of the branching characteristics of the binder resin on the wax dispersibility in the present invention and the toner of the present invention will be described in detail.
水系媒体中でワックスや顔料等のトナー材料を含むモノマー粒子の液滴を作り、重合することによって得られる懸濁重合法トナーにおいて、エステルワックスと炭化水素ワックスを用いた従来トナーの場合、ワックスはトナー粒子の中心部に集まった状態で存在する。これは、極性の高い水系媒体中でトナー粒子を製造する場合、極性の高い成分がトナー粒子の界面に、低い成分がトナー粒子の中心部に向かって配向する性質によるものと考えられる。したがって、トナー粒子の製造過程で、無極性を示す炭化水素ワックスの殆どは、バインダー樹脂と相分離した状態でトナー粒子の中心部に集まりやすい。また、極性を有するエステルワックスは、長鎖の炭化水素基の影響で大部分は相分離した状態でトナー粒子の中心部に集まるが、一部は結着樹脂と相溶した形で存在する。2種類のワックスを併用した場合、エステルワックスは親和性の高い炭化水素ワックスに引きつけられる性質を示すため、結着樹脂中の相溶量が減少し、経時で染み出しにくい存在状態を維持できる。 In a suspension polymerization method toner obtained by making droplets of monomer particles containing toner materials such as wax and pigment in an aqueous medium and polymerizing them, in the case of a conventional toner using ester wax and hydrocarbon wax, the wax is It exists in a state of being collected at the center of the toner particles. This is considered to be due to the property that when the toner particles are produced in an aqueous medium having a high polarity, a highly polar component is oriented toward the interface of the toner particles and a low component is oriented toward the center of the toner particles. Therefore, in the process of producing toner particles, most of the non-polar hydrocarbon wax tends to collect at the center of the toner particles in a phase-separated state from the binder resin. In addition, the ester wax having polarity is mostly collected in the center of the toner particles in a phase-separated state due to the influence of the long-chain hydrocarbon group, but a part thereof is present in a form compatible with the binder resin. When two types of waxes are used in combination, the ester wax exhibits the property of being attracted to the hydrocarbon wax having high affinity, so that the amount of compatibility in the binder resin is reduced, and it is possible to maintain a state where it is difficult to exude over time.
このようなワックスの存在状態は、低温定着時にはバインダー樹脂の可塑化に寄与し、トナー保管時にはトナー粒子の表面への染み出し抑制効果を示す。 The presence state of such a wax contributes to plasticization of the binder resin at the time of low-temperature fixing, and exhibits an effect of suppressing the seepage of toner particles to the surface during toner storage.
しかし、平滑度の高い普通紙にベタ画像を出力した場合、定着画像の一部にブリスターが発生する、新たな課題を生じることが分かった。 However, it has been found that when a solid image is output on plain paper having a high smoothness, a new problem occurs in which blisters are generated in a part of the fixed image.
本発明者らは、ブリスター画像を詳しく解析した結果、定着画像と定着ローラーの接触面において、ワックス成分の供給が不足している微小な箇所で、定着トナー面が定着ローラーに付着し、結着樹脂の微小な火膨れを引き起こしていることを突き止めた。 As a result of detailed analysis of the blister image, the present inventors have found that the fixing toner surface adheres to the fixing roller at a minute portion where the supply of the wax component is insufficient on the contact surface between the fixing image and the fixing roller, and is bonded. I found out that it was causing a small blister of the resin.
平滑紙を用いて低温定着を行う場合、一般的な普通紙に比べて紙表面の凹凸形状が無くなるため、紙面と定着トナー面および定着トナー面と定着ローラー表面との接触面積が増加する。したがって、平滑紙を用いて低温定着を良好に行うには、定着ローラー表面により均一で十分な量のワックス成分の供給が必要になる。従来のエステルワックスと炭化水素ワックスを用いたトナーにおいては、ワックスがトナーの中心部に存在するため、定着トナー面の隅々まで均一にワックス成分を供給することが不利であることが示唆される。 When low-temperature fixing is performed using smooth paper, the unevenness of the paper surface is eliminated as compared with general plain paper, and the contact area between the paper surface and the fixing toner surface and between the fixing toner surface and the fixing roller surface increases. Therefore, in order to satisfactorily perform low-temperature fixing using smooth paper, it is necessary to supply a uniform and sufficient amount of the wax component to the surface of the fixing roller. In conventional toners using ester wax and hydrocarbon wax, since the wax exists in the center of the toner, it is suggested that it is disadvantageous to uniformly supply the wax component to every corner of the fixed toner surface. .
本発明者らは、低温定着時においても十分かつ均一にワックス成分が定着ローラーに供給でき、かつ過酷な使用条件においても現像弊害の起こらない樹脂組成、ワックス種およびワックスの存在状態を検討した。その結果、マイクロクリスタリンワックスとエステルワックスを含有し、結着樹脂の分岐特性を制御することで、マイクロクリスタリンワックスをトナー粒子中で均一に分散させることでき、上記効果を満足する本発明のトナーを達成するに到った。 The present inventors examined the resin composition, the wax type, and the presence state of the wax that can sufficiently and uniformly supply the wax component to the fixing roller even during low-temperature fixing and that do not cause development problems even under severe use conditions. As a result, by containing microcrystalline wax and ester wax and controlling the branching characteristics of the binder resin, the microcrystalline wax can be uniformly dispersed in the toner particles, and the toner of the present invention satisfying the above effects can be obtained. To achieve.
マイクロクリスタリンワックスは、一般的な直鎖炭化水素成分からなるパラフィンワックスとは異なり、分岐鎖構造を持ったイソパラフィンや環状構造を持ったシクロパラフィンを多量に含有している影響で、微小で多数の結晶成長が特徴のワックスである。 Microcrystalline wax, unlike paraffin wax consisting of general linear hydrocarbon components, has a large amount of microparaffins due to the large amount of isoparaffin having a branched chain structure and cycloparaffin having a cyclic structure. It is a wax characterized by crystal growth.
従来の懸濁重合法トナーにマイクロクリスタリンワックスを添加した場合、マイクロクリスタリンワックスはトナーの中心部で、多数の微結晶を生成して存在する。 When microcrystalline wax is added to a conventional suspension polymerization toner, the microcrystalline wax is present in the center of the toner by forming a large number of fine crystals.
本発明者らの検討によると、マイクロクリスタリンワックスとエステルワックスを含有するトナーにおいて、結着樹脂に一定の分岐組成を持たせた場合、トナー粒子を構成する結着樹脂中にワックスが微分散成長することを見出した。 According to the study by the present inventors, in a toner containing microcrystalline wax and ester wax, when the binder resin has a certain branch composition, the wax is finely dispersed and grown in the binder resin constituting the toner particles. I found out.
結着樹脂中で微分散状態が達成できる理由は必ずしも明らかにはなっていないが、本発明者らは以下の理由によるものと考えている。 The reason why the finely dispersed state can be achieved in the binder resin is not necessarily clear, but the present inventors believe that the reason is as follows.
懸濁重合法の製造工程に、ワックスの融点以上の高温で残留モノマーを除去する蒸留工程がある。結着樹脂中のワックス成分は、蒸留工程においては溶融した状態で存在しているが、次工程の冷却工程において、ワックスの結晶化温度に到達するとあるきっかけをもって結晶成長が始まる。このとき、結晶の成長は、樹脂中の相溶成分量と、結晶成長の起点となる結晶核の存在に依存すると考えられる。結晶化する前のエステルワックスは結着樹脂への相溶量が多く、またエステルワックスと親和性の高いマイクロクリスタリンワックスも結着樹脂に十分浸透した状態で存在すると考えられる。 The production process of the suspension polymerization method includes a distillation process for removing residual monomers at a high temperature above the melting point of the wax. The wax component in the binder resin exists in a molten state in the distillation step, but crystal growth starts with a certain trigger when the wax crystallization temperature is reached in the cooling step of the next step. At this time, the crystal growth is considered to depend on the amount of compatible components in the resin and the presence of crystal nuclei that are the starting point of crystal growth. It is considered that the ester wax before crystallizing has a large amount of compatibility with the binder resin, and microcrystalline wax having high affinity with the ester wax exists in a state of sufficiently penetrating into the binder resin.
このような雰囲気下でトナー粒子を冷却すると、結着樹脂中に存在する樹脂の分岐や架橋構造に起因する分子の絡まった箇所が結晶核として作用すると考えられ、そこを起点に微細な結晶成長が進んだ結果、均一なワックスの微分散状態が達成されたものと考えている。 When toner particles are cooled in such an atmosphere, it is thought that molecular entangled parts due to the branching and crosslinking structure of the resin present in the binder resin act as crystal nuclei, and fine crystal growth starts from there. As a result, it is considered that a uniform wax fine dispersion state has been achieved.
本発明のトナーは、テトラヒドロフラン(THF)可溶成分の40℃におけるGPC−MALS−粘度計分析によって測定される絶対分子量、および分岐度を表す指標となる傾きを制御することが必須の要件である。 In the toner of the present invention, it is essential to control the absolute molecular weight of a tetrahydrofuran (THF) -soluble component measured by GPC-MALS-viscosity analysis at 40 ° C. and the slope that serves as an index representing the degree of branching. .
従来、一般的に測定されてきたTHF溶媒を用いたGPCによる分子量測定では、分子サイズによる換算分子量が得られるにとどまる。そのため、そのトナーに含まれるポリマー本来の分子量や分岐度といった情報を正確に得ることはできない。それに対して、本発明におけるテトラヒドロフラン(THF)可溶成分のGPC−MALS−粘度計分析より得られる分子量は、樹脂成分の絶対的な分子量を示すものである。また、樹脂成分に含まれる分岐情報も得られる。 Conventionally, molecular weight measurement by GPC using a THF solvent, which has been generally measured, only yields an equivalent molecular weight based on the molecular size. For this reason, information such as the molecular weight and the degree of branching of the polymer contained in the toner cannot be obtained accurately. On the other hand, the molecular weight obtained by GPC-MALS-viscosity analysis of the tetrahydrofuran (THF) soluble component in the present invention indicates the absolute molecular weight of the resin component. Moreover, the branch information contained in the resin component is also obtained.
本発明のトナーは、樹脂成分由来のテトラヒドロフラン(THF)不溶分を5.0質量%以下含有し、テトラヒドロフラン(THF)可溶成分は、絶対分子量の重量平均分子量が2.5×104以上2.5×105以下であり、トナーの樹脂成分の組成としては比較的低分子量であるとともに、この分子量領域における樹脂成分に含まれる分岐度分布を下記で説明する状態に高度に制御したものである。 The toner of the present invention contains 5.0 mass% or less of a tetrahydrofuran (THF) insoluble component derived from a resin component, and the tetrahydrofuran (THF) soluble component has a weight average molecular weight of 2.5 × 10 4 or more and 2 in absolute molecular weight. 5 × 10 5 or less, and the composition of the resin component of the toner is relatively low molecular weight, and the branching degree distribution contained in the resin component in this molecular weight region is highly controlled to the state described below. is there.
THFに不溶な樹脂成分は、高い架橋度を有する高分子ゲル成分である。本発明においては、THFに可溶な樹脂成分の分岐を意図的に持たせてワックスの微分散性を高めたものであり、樹脂の微架橋構造は、その弾性で低温定着領域に特化したオフセット抑止効果の発現も兼ね備えたものである。したがって、本発明においては低温定着性を阻害する恐れのあるTHF不溶分は必要なく、本発明のトナーではTHF不溶分の含有量がトナーに対して5.0質量%以下であることが必須である。 The resin component insoluble in THF is a polymer gel component having a high degree of crosslinking. In the present invention, the resin component soluble in THF is intentionally branched to improve the fine dispersion of the wax, and the resin microcrosslinking structure is specialized in the low temperature fixing region due to its elasticity. It also has the effect of offset suppression. Therefore, in the present invention, there is no need for a THF-insoluble matter that may hinder the low-temperature fixability. In the toner of the present invention, it is essential that the content of the THF-insoluble matter is 5.0% by mass or less based on the toner. is there.
THF不溶分を5.0質量%以下とすることで、高速プロセスにおいても安定した低温定着特性を得ることができる。 By setting the THF-insoluble content to 5.0% by mass or less, stable low-temperature fixing characteristics can be obtained even in a high-speed process.
上記THF可溶成分の絶対分子量の重量平均分子量が2.5×104未満の場合には、定着時の樹脂成分の粘度が低くなりすぎて、耐オフセット性能が劣るようになる。また、経時における、トナー粒子の表面へのワックス染み出し抑制効果が弱まる。一方、上記THF可溶成分の絶対分子量の重量平均分子量が2.5×105を超える場合には、低温定着特性が劣るようになる。 When the weight average molecular weight of the THF soluble component is less than 2.5 × 10 4 , the viscosity of the resin component at the time of fixing becomes too low, resulting in poor anti-offset performance. In addition, the effect of suppressing the exudation of wax on the surface of the toner particles with time is weakened. On the other hand, when the absolute molecular weight of the THF-soluble component exceeds 2.5 × 10 5 , the low-temperature fixing property is deteriorated.
GPC−MALS−粘度計分析においては、先に述べた通り、直鎖型ポリマーと分岐型ポリマーの分布情報が得られる。一般に、高分子は分子量が大きくなるに従って、その構造の嵩高さの影響で粘度が上昇する。また、同一分子量の高分子で分岐度の異なる高分子の粘度を比較した場合、分岐度が高くなる程分子の広がりが抑制され回転半径も小さくなるためその粘度が低下する。上記関係は、粘度Ivの常用対数(log[Iv])を、絶対分子量(M)の常用対数(log[M])に対してプロットした場合、構成モノマーに固有のリニアな直線関係を示すことが知られている。また、分岐度の高い成分を多く含む分布である程、直鎖状の成分のみからなる高分子の分布と比べて低粘度を示すため、この直線の傾きが小さくなる。 In GPC-MALS-viscosity analysis, as described above, distribution information of linear polymers and branched polymers can be obtained. In general, as the molecular weight of a polymer increases, the viscosity increases due to the bulky structure. Further, when comparing the viscosities of polymers having the same molecular weight and different degrees of branching, the higher the degree of branching, the smaller the molecular spread and the smaller the radius of rotation. The above relationship shows a linear linear relationship specific to the constituent monomer when the common logarithm (log [Iv]) of viscosity Iv is plotted against the common logarithm (log [M]) of absolute molecular weight (M). It has been known. In addition, a distribution containing more components having a higher degree of branching exhibits a lower viscosity than a distribution of a polymer composed only of linear components, and thus the slope of this straight line becomes smaller.
本発明者らはこの関係に着目し、トナーを構成する樹脂成分の分子量と分岐度がワックス分散性におよぼす効果について鋭意検討した。その結果、絶対分子量を小さく制御し、かつ樹脂成分の分岐度を一定の割合で高めた場合に優れた特性を発揮する知見を見出した。 The present inventors paid attention to this relationship, and intensively studied the effect of the molecular weight and branching degree of the resin component constituting the toner on the wax dispersibility. As a result, the inventors have found that when the absolute molecular weight is controlled to be small and the degree of branching of the resin component is increased at a certain rate, excellent characteristics are exhibited.
本発明のトナーは、上記GPC−MALS−粘度計分析によって測定される絶対分子量(M)の常用対数(log[M])を横軸にプロットし、粘度(Iv)の常用対数(log[Iv])を縦軸にプロットした際の傾き(a)が0.50以上0.80以下である。 In the toner of the present invention, the common logarithm (log [M]) of the absolute molecular weight (M) measured by the GPC-MALS viscometer analysis is plotted on the horizontal axis, and the common logarithm (log [Iv) of the viscosity (Iv) is plotted. ]) Is plotted on the vertical axis, the slope (a) is 0.50 or more and 0.80 or less.
本発明においては、上記傾き(a)が表す樹脂の分岐構造を精密に制御することが、本発明の効果を発揮する上で特に重要な要素である。 In the present invention, precisely controlling the branched structure of the resin represented by the inclination (a) is a particularly important factor for exerting the effects of the present invention.
なお、本発明における、粘度(Iv)の常用対数(log[Iv])を絶対分子量(M)の常用対数(log[M])に対してプロットした際の傾き(a)の求め方は、本体付属の解析ソフトでMark−Houwink−Sakurada Plotsを行い、GPC−MALS−粘度計分析の3元同時出力プロファイルにおける粘度計が検出したクロマトグラムの全樹脂成分に相当する分析範囲を指定することで求められる(図1参照)。 In the present invention, the slope (a) when plotting the common logarithm (log [Iv]) of viscosity (Iv) against the common logarithm (log [M]) of absolute molecular weight (M) is as follows: By performing Mark-Houwink-Sakurada Plots with the analysis software attached to the main body, and specifying the analysis range corresponding to all resin components of the chromatogram detected by the viscometer in the GPC-MALS-viscosity analysis ternary simultaneous output profile It is calculated | required (refer FIG. 1).
傾き(a)が0.50に満たない場合、分岐度の高い高分子の割合が過剰となり、弾性率が増大するため低温定着特性が劣る傾向にある。一方、傾き(a)が0.80を超える場合、直鎖状高分子の割合が高くなるため、ワックスの結晶核となる樹脂の分岐点が減少し、ワックスの微分散状態が悪くなる。 When the slope (a) is less than 0.50, the proportion of the polymer having a high degree of branching becomes excessive and the elastic modulus increases, so that the low-temperature fixing characteristics tend to be inferior. On the other hand, when the slope (a) exceeds 0.80, the proportion of the linear polymer increases, so that the branch point of the resin that becomes the wax crystal nucleus decreases and the finely dispersed state of the wax becomes worse.
なお、本発明のトナーを構成する樹脂成分の分子量および分岐度分布を制御し、上記(a)を調整するには、懸濁重合法によってモノマーを重合してトナー粒子を製造する場合に、水素引き抜き効果の高い開始剤を選択し、添加方法や活性条件を調整することで架橋反応やグラフト重合をコントロールして分岐度を制御する方法を挙げることができる。また、モノマー種の選択や、架橋剤の添加、分岐度を制御した複数種の樹脂成分を添加することによっても制御することができる。 In order to control the molecular weight and branching degree distribution of the resin component constituting the toner of the present invention and to adjust the above (a), in the case of producing toner particles by polymerizing monomers by suspension polymerization, Examples thereof include a method of controlling the degree of branching by selecting an initiator having a high pulling effect and adjusting the addition method and active conditions to control the crosslinking reaction and graft polymerization. It can also be controlled by selecting monomer types, adding a crosslinking agent, and adding a plurality of types of resin components whose branching degree is controlled.
本発明で用いられるエステルワックスは、1官能以上4官能以下のエステルワックスであり、2官能または4官能のエステルワックスがさらに好ましい。 The ester wax used in the present invention is a monofunctional or tetrafunctional ester wax, and a bifunctional or tetrafunctional ester wax is more preferable.
具体的には、ステアリン酸ステアリル、ベヘニン酸ベヘニル等の飽和脂肪酸モノエステル類;セバシン酸ジベヘニル、ドデカン二酸ジステアリル、オクタデカン二酸ジステアリル等の飽和脂肪族ジカルボン酸と飽和脂肪族アルコールとのジエステル化物;ノナンジオールジベヘネート、ドデカンジオールジステアレート等の飽和脂肪族ジオールと飽和脂肪酸とのジエステル化物;グリセリントリベヘネート、グリセリントリステアレート等のトリアルコール類と飽和脂肪酸のトリエステル化物;グリセリンモノベヘネート、グリセリンジベヘネート等のトリアルコール類と飽和脂肪酸との部分エステル化物;ペンタエリスリトールテトラパルミテート、ペンタエリスリトールテトラステアレート等の4価アルコール類と飽和脂肪酸のテトラエステル化物;ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールジステアレート、ペンタエリスリトールトリステアレート等の4価アルコール類と飽和脂肪酸との部分エステル化物;等が挙げられる。 Specifically, saturated fatty acid monoesters such as stearyl stearate and behenyl behenate; diesters of saturated aliphatic dicarboxylic acids and saturated fatty alcohols such as dibehenyl sebacate, distearyl dodecanedioate and distearyl octadecanedioate A diesterified product of a saturated aliphatic diol such as nonanediol dibehenate or dodecanediol distearate and a saturated fatty acid; a triesterified product of a trialcohol such as glycerin tribehenate or glycerin tristearate and a saturated fatty acid; Partially esterified products of trialcohols such as glycerin monobehenate and glycerin dibehenate and saturated fatty acids; tetraethers of tetrahydric alcohols such as pentaerythritol tetrapalmitate and pentaerythritol tetrastearate and saturated fatty acids Ether compound; pentaerythritol monostearate, pentaerythritol distearate, partial ester of tetravalent alcohol and a saturated fatty acid such as pentaerythritol tristearate; and the like.
所望の融点を満たす4官能を超えるエステルワックスは、分子量が高くなるため樹脂可塑性が弱まるので、低温定着特性を有効に発揮しにくくなる。 An ester wax having more than four functionalities satisfying a desired melting point has a high molecular weight, and therefore the resin plasticity is weakened. Therefore, it is difficult to effectively exhibit the low-temperature fixing property.
本発明で用いられるエステルワックスは2官能または4官能のエステルワックスであることがさらに好ましい。明確な理由は必ずしも明らかになっていないが、本発明者らはその理由を、以下のように考えている。 The ester wax used in the present invention is more preferably a bifunctional or tetrafunctional ester wax. Although the clear reason is not necessarily clarified, the present inventors consider the reason as follows.
2官能または4官能のエステルワックスの分子構造が、結着樹脂に相溶しやすく、また、マイクロクリスタリンワックスとも馴染みやすい特性を示すため、親和性がさらに高まりより均一な微分散性が達成され、低温定着時には定着トナー面により均一にワックス成分を供給することができ、また長期保管時の染み出し抑制効果も高まったものと考えている。 Since the molecular structure of the bifunctional or tetrafunctional ester wax is easily compatible with the binder resin, and exhibits a characteristic that is easily compatible with the microcrystalline wax, the affinity is further increased and more uniform fine dispersion is achieved. It is considered that the wax component can be uniformly supplied to the surface of the fixing toner at the time of low-temperature fixing, and the effect of suppressing seepage during long-term storage has been enhanced.
本発明で用いられるマイクロクリスタリンワックスは、示差走査熱量計により測定されるDSC曲線において、補外融解開始温度(Tim)が52℃以上70℃以下であることが好ましい。 The microcrystalline wax used in the present invention preferably has an extrapolated melting start temperature (Tim) of 52 ° C. or higher and 70 ° C. or lower in a DSC curve measured by a differential scanning calorimeter.
上記補外融解開始温度(Tim)を52℃以上70℃以下とすることで、ワックスの融解開始温度と結着樹脂のガラス転移温度が近づくため、定着時の樹脂可塑効果がより有効に働き、定着トナーの表面に十分な量のワックスを供給でき、紙種によらず安定した低温定着特性を示すことができる。 By setting the extrapolated melting start temperature (Tim) to 52 ° C. or more and 70 ° C. or less, the melting start temperature of the wax and the glass transition temperature of the binder resin approach, so the resin plastic effect at the time of fixing works more effectively, A sufficient amount of wax can be supplied to the surface of the fixing toner, and stable low-temperature fixing characteristics can be exhibited regardless of the type of paper.
上記補外融解開始温度(Tim)が52℃未満の場合には、経時においてワックスがトナー表面に染み出しやすく、長期保管後の耐久性に劣る。一方、上記補外融解開始温度(Tim)が70℃を超える場合には、低温定着時に定着トナー表面に十分な量のワックスを供給しにくくなり、低温定着性に劣る。 When the extrapolated melting start temperature (Tim) is less than 52 ° C., the wax tends to ooze out on the toner surface over time, and the durability after long-term storage is poor. On the other hand, when the extrapolated melting start temperature (Tim) exceeds 70 ° C., it becomes difficult to supply a sufficient amount of wax to the surface of the fixing toner at the time of low-temperature fixing, resulting in poor low-temperature fixability.
本発明で用いられるマイクロクリスタリンワックスは、示差走査熱量計により測定されるDSC曲線において、最大吸熱ピークのピーク温度(Tpm)が60℃以上90℃以下であることが好ましい。 The microcrystalline wax used in the present invention preferably has a maximum endothermic peak temperature (Tpm) of 60 ° C. or higher and 90 ° C. or lower in a DSC curve measured by a differential scanning calorimeter.
上記最大吸熱ピークのピーク温度(Tpm)を60℃以上90℃以下とすることで、低温定着における平滑紙へのベタ画像出力時に発生するブリスターを改善でき、低速プロセスにおけるグロス紙等厚紙へのべた画像出力においても、オフセットを抑止し高いグロスの画像が得られる。 By setting the peak temperature (Tpm) of the maximum endothermic peak to 60 ° C. or higher and 90 ° C. or lower, blisters generated when outputting a solid image to smooth paper in low-temperature fixing can be improved, and solid paper such as gloss paper in a low-speed process can be improved. Also in the image output, an offset is suppressed and a high gloss image can be obtained.
上記最大吸熱ピークのピーク温度(Tpm)が60℃未満の場合は、高温定着時に離型効果を発揮しにくくなるため、ホットオフセット性に劣る。一方、上記最大吸熱ピークのピーク温度(Tpm)が90℃を超える場合、低温定着時に瞬時にワックスを定着画像表面に供給することができにくくなり、低温定着性に劣る。 When the peak temperature (Tpm) of the maximum endothermic peak is less than 60 ° C., it is difficult to exert a release effect during high-temperature fixing, resulting in poor hot offset properties. On the other hand, when the peak temperature (Tpm) of the maximum endothermic peak exceeds 90 ° C., it becomes difficult to instantaneously supply wax to the surface of the fixed image during low-temperature fixing, resulting in poor low-temperature fixability.
本発明で用いられるマイクロクリスタリンワックスとエステルワックスの総量(添加総量)に対するエステルワックスの割合は、30質量%以上96質量%以下であることが好ましい。 The ratio of the ester wax to the total amount (additional total amount) of the microcrystalline wax and the ester wax used in the present invention is preferably 30% by mass or more and 96% by mass or less.
上記エステルワックスの添加の割合を、30質量%以上96質量%以下とすることで、幅広い温度領域において紙種を問わず良好な定着特性を示し、かつ経時におけるトナー表面へのワックス染み出し抑止効果に優れる。 By setting the proportion of the ester wax to be 30% by mass or more and 96% by mass or less, it exhibits good fixing characteristics regardless of the paper type in a wide temperature range, and prevents the wax from exuding on the toner surface over time. Excellent.
上記エステルワックスの添加比率が30質量%未満の場合は、エステルワックスによる樹脂可塑効果や低温定着時における離型効果が得られにくく、低温定着性に劣る。一方、上記エステルワックスの添加比率が96質量%を超える場合は、ワックスの微分散性が不十分になり、平滑紙へベタ画像を出力した場合のブリスター抑止効果や、オフセット防止効果、また経時におけるワックスの染み出し抑制効果に劣る。 When the addition ratio of the ester wax is less than 30% by mass, it is difficult to obtain a resin plasticizing effect by the ester wax and a releasing effect at low temperature fixing, and the low temperature fixing property is inferior. On the other hand, when the addition ratio of the ester wax exceeds 96% by mass, the fine dispersion property of the wax becomes insufficient, and the blister suppressing effect when the solid image is output to the smooth paper, the offset preventing effect, It is inferior in the effect of suppressing the exudation of wax.
なお、本発明で用いられるマイクロクリスタリンワックスとエステルワックスの添加総量は、結着樹脂100質量部に対して、好ましくは4質量部以上16質量部以下、より好ましくは7質量部以上14質量部以下である。 The total amount of microcrystalline wax and ester wax used in the present invention is preferably 4 to 16 parts by mass, more preferably 7 to 14 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the binder resin. It is.
上記マイクロクリスタリンワックスとエステルワックスの添加総量を、4質量部以上16質量部以下とすることで、本発明の効果をより有効に発揮することができ、様々な紙種に対応した低温定着性と、長期保管後の現像特性に優れる。 By adding the total amount of the microcrystalline wax and the ester wax to 4 parts by mass or more and 16 parts by mass or less, the effect of the present invention can be more effectively exhibited, and low temperature fixability corresponding to various paper types can be obtained. Excellent development characteristics after long-term storage.
以下に、本発明で用いられる材料について説明する。 Below, the material used by this invention is demonstrated.
本発明のトナーを製造する際に用いられる重合性単量体としては、ラジカル重合が可能なビニル系重合性単量体が用いられる。前記ビニル系重合性単量体としては、単官能性重合性単量体または多官能性重合性単量体を使用することができる。単官能性重合性単量体としては、スチレン;α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、ο−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレンのようなスチレン誘導体;メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、iso−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、iso−ブチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、n−アミルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、n−オクチルアクリレート、n−ノニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ジメチルフォスフェートエチルアクリレート、ジエチルフォスフェートエチルアクリレート、ジブチルフォスフェートエチルアクリレート、2−ベンゾイルオキシエチルアクリレートのようなアクリル系重合性単量体;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、iso−プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、iso−ブチルメタクリレート、tert−ブチルメタクリレート、n−アミルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、n−オクチルメタクリレート、n−ノニルメタクリレート、ジエチルフォスフェートエチルメタクリレート、ジブチルフォスフェートエチルメタクリレートのようなメタクリル系重合性単量体;メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル、ギ酸ビニルのようなビニルエステル;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルのようなビニルエーテル;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロピルケトンのようなビニルケトンが挙げられる。 As the polymerizable monomer used in producing the toner of the present invention, a vinyl polymerizable monomer capable of radical polymerization is used. As the vinyl polymerizable monomer, a monofunctional polymerizable monomer or a polyfunctional polymerizable monomer can be used. Monofunctional polymerizable monomers include styrene; α-methylstyrene, β-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, pn-butyl. Styrene, p-tert-butyl styrene, pn-hexyl styrene, pn-octyl styrene, pn-nonyl styrene, pn-decyl styrene, pn-dodecyl styrene, p-methoxy styrene, p A styrene derivative such as phenylstyrene; methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, iso-propyl acrylate, n-butyl acrylate, iso-butyl acrylate, tert-butyl acrylate, n-amyl acrylate, n-hexyl acrylate, 2-ethylhexyl accelerator Acrylic polymerizable monomers such as N-octyl acrylate, n-nonyl acrylate, cyclohexyl acrylate, benzyl acrylate, dimethyl phosphate ethyl acrylate, diethyl phosphate ethyl acrylate, dibutyl phosphate ethyl acrylate, 2-benzoyloxyethyl acrylate Body; methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, iso-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, iso-butyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, n-amyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, n- Octyl methacrylate, n-nonyl methacrylate, diethyl phosphate ethyl meta Methacrylic polymerizable monomers such as relate and dibutyl phosphate ethyl methacrylate; methylene aliphatic monocarboxylic acid esters; vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl benzoate and vinyl formate; vinylmethyl And vinyl ethers such as ether, vinyl ethyl ether and vinyl isobutyl ether; vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone and vinyl isopropyl ketone.
多官能性重合性単量体としては、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、2,2’−ビス(4−(アクリロキシ・ジエトキシ)フェニル)プロパン、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、2,2’−ビス(4−(メタクリロキシ・ジエトキシ)フェニル)プロパン、2,2’−ビス(4−(メタクリロキシ・ポリエトキシ)フェニル)プロパン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、テトラメチロールメタンテトラメタクリレート、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタリン、ジビニルエーテル等が挙げられる。 As polyfunctional polymerizable monomers, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, tripropylene glycol Diacrylate, polypropylene glycol diacrylate, 2,2′-bis (4- (acryloxydiethoxy) phenyl) propane, trimethylolpropane triacrylate, tetramethylolmethane tetraacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol Dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol Dimethacrylate, 1,3-butylene glycol dimethacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, polypropylene glycol dimethacrylate, 2,2'-bis (4- (methacryloxy-diethoxy) phenyl) propane, Examples include 2,2′-bis (4- (methacryloxy / polyethoxy) phenyl) propane, trimethylolpropane trimethacrylate, tetramethylolmethane tetramethacrylate, divinylbenzene, divinylnaphthalene, and divinyl ether.
本発明においては、前記した単官能性重合性単量体を単独でまたは2種以上組み合わせて、または前記した単官能性重合性単量体と多官能性重合性単量体を組み合わせて使用する。多官能性重合性単量体は架橋剤としても作用するため、本発明の分岐度制御に有効である。 In the present invention, the above-described monofunctional polymerizable monomers are used alone or in combination of two or more, or the above-described monofunctional polymerizable monomers and polyfunctional polymerizable monomers are used in combination. . Since the polyfunctional polymerizable monomer also acts as a crosslinking agent, it is effective for controlling the degree of branching of the present invention.
本発明のトナーの製造時には、結着樹脂成分の分子量および分岐度を制御する手段として、結着樹脂の合成時に架橋剤を用いることが好ましい。 In the production of the toner of the present invention, it is preferable to use a crosslinking agent during the synthesis of the binder resin as a means for controlling the molecular weight and branching degree of the binder resin component.
本発明に用いられる架橋剤としては、2官能の架橋剤として、以下のものが挙げられる。ジビニルベンゼン、ビス(4−アクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン、エチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール#200、#400、#600の各ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエステル型ジアクリレート(MANDA日本化薬)、および上記のジアクリレートをジメタクリレートに代えたもの。 Examples of the crosslinking agent used in the present invention include the following as the bifunctional crosslinking agent. Divinylbenzene, bis (4-acryloxypolyethoxyphenyl) propane, ethylene glycol diacrylate, 1,3-butylene glycol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,5-pentanediol diacrylate, 1,6 -Hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol # 200, # 400, # 600 diacrylate, dipropylene glycol diacrylate, polypropylene Glycol diacrylate, polyester type diacrylate (MANDA Nippon Kayaku), and dimethacrylate instead of the above diacrylate Thing was.
多官能の架橋剤としては、以下のものが挙げられる。ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルアクリレートおよびそのメタクリレート、2,2−ビス(4−メタクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレートおよびトリアリルトリメリテート。これらの架橋剤の添加量は、前記単量体100質量部に対して、好ましくは0.02質量部以上5質量部以下、より好ましくは0.05質量部以上2質量部以下である。 The following are mentioned as a polyfunctional crosslinking agent. Pentaerythritol triacrylate, trimethylol ethane triacrylate, trimethylol propane triacrylate, tetramethylol methane tetraacrylate, oligoester acrylate and methacrylate, 2,2-bis (4-methacryloxypolyethoxyphenyl) propane, diallyl phthalate, tri Allyl cyanurate, triallyl isocyanurate and triallyl trimellitate. The addition amount of these crosslinking agents is preferably 0.02 parts by mass or more and 5 parts by mass or less, and more preferably 0.05 parts by mass or more and 2 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the monomer.
本発明のトナーが、結着樹脂の分子量および分岐度を制御するために用いることのできる重合開始剤としては、油溶性開始剤および/または水溶性開始剤が用いられる。好ましくは、重合反応時の反応温度における半減期が0.5時間以上30時間以下のものである。また重合性単量体100質量部に対し0.5質量部以上20質量部以下の添加量で重合反応を行うと、通常、分子量1万以上10万以下の間に極大を有する重合体が得られ、適当な強度と溶融特性を有するトナーを得ることができる。 An oil-soluble initiator and / or a water-soluble initiator is used as a polymerization initiator that can be used by the toner of the present invention to control the molecular weight and branching degree of the binder resin. Preferably, the half-life at the reaction temperature during the polymerization reaction is from 0.5 hours to 30 hours. Further, when the polymerization reaction is carried out at an addition amount of 0.5 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer, a polymer having a maximum between usually 10,000 and 100,000 is obtained. Therefore, a toner having appropriate strength and melting characteristics can be obtained.
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のようなアゾ系またはジアゾ系重合開始剤;ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、クメンヒドロパーオキサイド、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のような過酸化物系重合開始剤等が例示できる。 As polymerization initiators, 2,2′-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobisisobutyronitrile, 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 2,2′-azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile, azo or diazo polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile; benzoyl peroxide, t-butylperoxy 2-ethylhexa Noate, t-butyl peroxypivalate, t-butyl peroxyisobutyrate, t-butyl peroxyneodecanoate, methyl ethyl ketone peroxide, diisopropyl peroxycarbonate, cumene hydroperoxide, 2,4-dichlorobenzoyl Peroxides such as peroxide and lauroyl peroxide Initiator and the like.
本発明においては、結着樹脂の分岐度を制御する上で最も好ましい開始剤の選択および条件は、水素引き抜き効果の高い開始剤を重合反応初期時に活性状態で用いる方法が挙げられる。水素引き抜き能の高い開始剤としては、有機過酸化物系の開始剤が好ましく、t−ブトキシラジカルを発生するパーブチル系の有機過酸化物の使用が最も好ましい。また、本発明における開始剤の活性状態の好ましい雰囲気とは、例えば開始剤の10時間半減期温度より10℃以上高い温度での重合状態等が挙げられる。 In the present invention, the most preferable initiator selection and conditions for controlling the degree of branching of the binder resin include a method in which an initiator having a high hydrogen abstraction effect is used in an active state at the initial stage of the polymerization reaction. As the initiator having a high hydrogen abstraction ability, an organic peroxide-based initiator is preferable, and a perbutyl-based organic peroxide that generates a t-butoxy radical is most preferable. Moreover, the preferable atmosphere of the active state of the initiator in the present invention includes, for example, a polymerization state at a temperature higher by 10 ° C. or more than the 10-hour half-life temperature of the initiator.
本発明においては、結着樹脂を構成する重合性単量体の重合度を制御するために、公知の連鎖移動剤、重合禁止剤等をさらに添加し用いることも可能である。 In the present invention, in order to control the degree of polymerization of the polymerizable monomer constituting the binder resin, a known chain transfer agent, polymerization inhibitor and the like can be further added and used.
本発明のトナーは、プロセススピードの速いプリンターや複写機で使用する場合、耐久安定性の向上を目的に、極性基を有する樹脂を添加することが好ましい。極性基を有する樹脂を、本発明の懸濁重合法トナーに添加した場合、極性基の作用でトナー粒子の界面側に傾斜濃度を有して存在する傾向があるため、トナー粒子の堅牢性が高まる。本発明で好ましく用いることのできる極性基を有する樹脂は、結着樹脂と相分離することで強固なシェル層を形成できるポリエス樹脂や、結着樹脂と相溶性に優れ、傾斜型のシェル層を形成できる、結着樹脂と同組成のものを含むビニル系樹脂が好ましい。 When the toner of the present invention is used in a printer or copying machine having a high process speed, it is preferable to add a resin having a polar group for the purpose of improving durability stability. When a resin having a polar group is added to the suspension polymerization method toner of the present invention, the toner particles have high robustness because the polar group tends to exist at a gradient concentration on the interface side of the toner particles. Rise. The resin having a polar group that can be preferably used in the present invention is a polyester resin capable of forming a strong shell layer by phase separation from the binder resin, or an excellent sloped shell layer that is compatible with the binder resin. A vinyl resin containing the same composition as the binder resin that can be formed is preferable.
極性基を有する樹脂は、ポリエステル樹脂とビニル系樹脂のいずれか一方または両方を適宜選択して使用することが可能である。 As the resin having a polar group, either one or both of a polyester resin and a vinyl resin can be appropriately selected and used.
本発明で用いることのできるポリエステル樹脂は、飽和ポリエステル樹脂および不飽和ポリエステル樹脂のいずれか一方または両方を適宜選択して使用することが可能である。 As the polyester resin that can be used in the present invention, either one or both of a saturated polyester resin and an unsaturated polyester resin can be appropriately selected and used.
ポリエステル樹脂を構成するアルコール成分と酸成分を以下に例示する。アルコール成分としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ブテンジオール、オクテンジオール、シクロヘキセンジメタノール、水素化ビスフェノールA、また下記一般式(1)で表されるビスフェノール誘導体、 The alcohol component and acid component which comprise a polyester resin are illustrated below. As alcohol components, ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexane Diol, neopentyl glycol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, cyclohexanedimethanol, butenediol, octenediol, cyclohexenedimethanol, hydrogenated bisphenol A, and bisphenol derivatives represented by the following general formula (1),
あるいは一般式(1)の化合物の水添物、また、下記一般式(2)で示されるジオール、
Or a hydrogenated product of the compound of the general formula (1), a diol represented by the following general formula (2),
2価のカルボン酸としては以下のものが挙げられる。フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸のようなベンゼンジカルボン酸またはその無水物、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸のようなアルキルジカルボン酸またはその無水物、またさらに炭素数6〜18のアルキルまたはアルケニル基で置換されたコハク酸もしくはその無水物、フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸のような不飽和ジカルボン酸またはその無水物、さらには、トリメリット酸、ピロメリット酸、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸のような多価カルボン酸やその無水物。 Examples of the divalent carboxylic acid include the following. Benzene dicarboxylic acid or its anhydride such as phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic anhydride, alkyl dicarboxylic acid such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid or its anhydride, and further 6 carbon atoms Succinic acid or its anhydride substituted with an alkyl or alkenyl group of -18, unsaturated dicarboxylic acid such as fumaric acid, maleic acid, citraconic acid, itaconic acid or its anhydride, and trimellitic acid, pyromellitic Acid, polyvalent carboxylic acid such as 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid and benzophenonetetracarboxylic acid and its anhydride.
上記極性基を有する樹脂がポリエステル樹脂である場合の添加量は、結着樹脂100質量部に対して0.5質量部以上10質量部以下であることが好ましい。 When the resin having a polar group is a polyester resin, the addition amount is preferably 0.5 parts by mass or more and 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
本発明で用いることのできる、ビニル系の極性基を有する樹脂としては、スチレン系のアクリル酸共重合体、スチレン系のメタクリル酸共重合体、スチレン系のマレイン酸共重合体等が好ましく、特にスチレン−アクリル−アクリル酸系共重合体が帯電量を制御しやすく好ましい。また、本発明の極性基を有する樹脂は1級または2級の水酸基を有するモノマーを含有していることがより好ましい。 As the resin having a vinyl polar group that can be used in the present invention, a styrene-based acrylic acid copolymer, a styrene-based methacrylic acid copolymer, a styrene-based maleic acid copolymer, and the like are preferable. A styrene-acrylic-acrylic acid copolymer is preferable because the charge amount can be easily controlled. Moreover, it is more preferable that the resin having a polar group of the present invention contains a monomer having a primary or secondary hydroxyl group.
具体的には、スチレン−2−ヒドロキシエチルメタクリレート−メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−n−ブチルアクリレート−2−ヒドロキシエチルメタクリレート−メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−2−ヒドロキシエチルメタクリレート−メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体等を挙げることができる。1級または2級の水酸基を有するモノマーを含有した樹脂は極性が大きく、長期放置安定性がより良好となる。 Specifically, styrene-2-hydroxyethyl methacrylate-methacrylic acid-methyl methacrylate copolymer, styrene-n-butyl acrylate-2-hydroxyethyl methacrylate-methacrylic acid-methyl methacrylate copolymer, styrene-α- Examples thereof include methylstyrene-2-hydroxyethyl methacrylate-methacrylic acid-methyl methacrylate copolymer. A resin containing a monomer having a primary or secondary hydroxyl group has a large polarity and has a better long-term storage stability.
上記極性基を有する樹脂がビニル系樹脂である場合の添加量は、結着樹脂100質量部に対して2質量部以上30質量部以下であることが好ましい。 When the resin having a polar group is a vinyl resin, the addition amount is preferably 2 parts by mass or more and 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
なお、上記極性基を有する樹脂の好ましい添加方法は、懸濁重合法によりトナーを製造する過程において、結着樹脂を構成するモノマーへ上記極性基含有樹脂を溶解させる方法が好ましい。 A preferable method for adding the resin having a polar group is a method in which the polar group-containing resin is dissolved in a monomer constituting the binder resin in the process of producing a toner by a suspension polymerization method.
本発明で帯電制御や水系分散媒体中の造粒安定化を主目的として、スルホン酸基、スルホン酸塩基またはスルホン酸エステル基を側鎖に持つ高分子が用いられることが好ましい。その中でも特にスルホン酸基、スルホン酸塩基またはスルホン酸エステル基の重合体または共重合体を用いることが好ましい。 In the present invention, a polymer having a sulfonic acid group, a sulfonic acid group or a sulfonic acid ester group in the side chain is preferably used mainly for charge control and stabilization of granulation in an aqueous dispersion medium. Among them, it is particularly preferable to use a polymer or copolymer of a sulfonic acid group, a sulfonic acid group, or a sulfonic acid ester group.
本重合体を製造するためのスルホン酸基、スルホン酸塩基またはスルホン酸エステル基を有する単量体は、スチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−メタクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸、メタクリルスルホン酸やそれらのアルキルエステルがある。 Monomers having a sulfonic acid group, a sulfonic acid group or a sulfonic acid ester group for producing this polymer are styrenesulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, 2-methacrylamide-2-methyl. There are propane sulfonic acid, vinyl sulfonic acid, methacryl sulfonic acid and their alkyl esters.
本発明に用いられるスルホン酸基、スルホン酸塩基またはスルホン酸エステル基を含有する重合体は、上記単量体の単重合体であっても構わないが、上記単量体と他の単量体との共重合体であっても構わない。上記単量体と共重合体をなす単量体としては、ビニル系重合性単量体があり、先の結着樹脂成分の説明で例示した単官能性重合性単量体または多官能性重合性単量体を使用することができる。 The polymer containing a sulfonic acid group, a sulfonic acid group or a sulfonic acid ester group used in the present invention may be a homopolymer of the above monomer. And a copolymer thereof. As the monomer that forms a copolymer with the above monomer, there is a vinyl polymerizable monomer, and the monofunctional polymerizable monomer or polyfunctional polymerization exemplified in the description of the binder resin component above. Sex monomers can be used.
上記スルホン酸基等を有する重合体は、重合性単量体または結着樹脂100質量部に対し0.01質量部以上5.0質量部以下を含有することが好ましい。より好ましくは、0.1質量部以上3.0質量部以下である。 The polymer having a sulfonic acid group or the like preferably contains 0.01 part by mass or more and 5.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer or the binder resin. More preferably, it is 0.1 to 3.0 parts by mass.
上記スルホン酸基等を有する重合体が0.01質量部以上5.00質量部以下の場合には、トナー粒子の十分な帯電安定効果を発揮するため、環境特性や耐久特性に優れる。さらに、ポジ成分を有する分散安定剤を用いる水系分散媒体中での造粒工程においては、電気二重層の形成を強めるために、トナー粒子サイズのシャープな分布を得ることができる。 When the polymer having a sulfonic acid group or the like is 0.01 parts by mass or more and 5.00 parts by mass or less, a sufficient charging stability effect of the toner particles is exhibited, and therefore, environmental characteristics and durability characteristics are excellent. Furthermore, in the granulation step in an aqueous dispersion medium using a dispersion stabilizer having a positive component, a sharp distribution of toner particle size can be obtained in order to enhance the formation of the electric double layer.
また本発明のトナーを製造する場合においては、本発明のトナーを好ましい分子量分布にするために、低分子量ポリマーを添加することが好ましい。低分子量ポリマーは、懸濁重合法トナーの製造過程で、重合性単量体組成物中に添加することができる。該低分子量ポリマーとしては、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される重量平均分子量(Mw)が2,000以上5,000以下の範囲で、かつ、Mw/Mnが4.5未満、好ましくは3.0未満のものが好ましい。 In the production of the toner of the present invention, it is preferable to add a low molecular weight polymer in order to obtain a preferable molecular weight distribution of the toner of the present invention. The low molecular weight polymer can be added to the polymerizable monomer composition during the production process of the suspension polymerization toner. The low molecular weight polymer has a weight average molecular weight (Mw) measured by gel permeation chromatography (GPC) in the range of 2,000 to 5,000 and Mw / Mn of less than 4.5, preferably Is preferably less than 3.0.
低分子量ポリマーの例としては、低分子量ポリスチレン、低分子量スチレン−アクリル酸エステル共重合体、低分子量スチレン−アクリル共重合体が挙げられる。 Examples of the low molecular weight polymer include low molecular weight polystyrene, low molecular weight styrene-acrylic acid ester copolymer, and low molecular weight styrene-acrylic copolymer.
本発明のトナーは、着色力を付与するために着色剤を必須成分として含有する。本発明に好ましく使用される着色剤として、以下の有機顔料または染料、無機顔料が挙げられる。 The toner of the present invention contains a colorant as an essential component in order to impart coloring power. Examples of the colorant preferably used in the present invention include the following organic pigments or dyes and inorganic pigments.
シアン系着色剤としての有機顔料または有機染料としては、銅フタロシアニン化合物およびその誘導体、アントラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物が利用できる。具体的には、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントブルー1、C.I.ピグメントブルー7、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:1、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントブルー62、C.I.ピグメントブルー66。 As an organic pigment or organic dye as a cyan colorant, a copper phthalocyanine compound and a derivative thereof, an anthraquinone compound, or a basic dye lake compound can be used. Specific examples include the following. C. I. Pigment blue 1, C.I. I. Pigment blue 7, C.I. I. Pigment blue 15, C.I. I. Pigment blue 15: 1, C.I. I. Pigment blue 15: 2, C.I. I. Pigment blue 15: 3, C.I. I. Pigment blue 15: 4, C.I. I. Pigment blue 60, C.I. I. Pigment blue 62, C.I. I. Pigment Blue 66.
マゼンタ系着色剤としての有機顔料または有機染料としては、以下のものが挙げられる。縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物。具体的には、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.ピグメントレッド23、C.I.ピグメントレッド48:2、C.I.ピグメントレッド48:3、C.I.ピグメントレッド48:4、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド81:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド146、C.I.ピグメントレッド150、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド169、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド184、C.I.ピグメントレッド185、C.I.ピグメントレッド202、C.I.ピグメントレッド206、C.I.ピグメントレッド220、C.I.ピグメントレッド221、C.I.ピグメントレッド254。
Examples of the organic pigment or organic dye as the magenta colorant include the following. Condensed azo compounds, diketopyrrolopyrrole compounds, anthraquinones, quinacridone compounds, basic dye lake compounds, naphthol compounds, benzimidazolone compounds, thioindigo compounds, perylene compounds. Specific examples include the following. C. I.
イエロー系着色剤としての有機顔料または有機染料としては、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アントラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、アリルアミド化合物に代表される化合物が用いられる。具体的には、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー62、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー95、C.I.ピグメントイエロー97、C.I.ピグメントイエロー109、C.I.ピグメントイエロー110、C.I.ピグメントイエロー111、C.I.ピグメントイエロー120、C.I.ピグメントイエロー127、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー129、C.I.ピグメントイエロー147、C.I.ピグメントイエロー151、C.I.ピグメントイエロー154、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー168、C.I.ピグメントイエロー174、C.I.ピグメントイエロー175、C.I.ピグメントイエロー176、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー181、C.I.ピグメントイエロー191、C.I.ピグメントイエロー194。 As the organic pigment or organic dye as the yellow colorant, compounds represented by condensed azo compounds, isoindolinone compounds, anthraquinone compounds, azo metal complexes, methine compounds, and allylamide compounds are used. Specific examples include the following. C. I. Pigment yellow 12, C.I. I. Pigment yellow 13, C.I. I. Pigment yellow 14, C.I. I. Pigment yellow 15, C.I. I. Pigment yellow 17, C.I. I. Pigment yellow 62, C.I. I. Pigment yellow 74, C.I. I. Pigment yellow 83, C.I. I. Pigment yellow 93, C.I. I. Pigment yellow 94, C.I. I. Pigment yellow 95, C.I. I. Pigment yellow 97, C.I. I. Pigment yellow 109, C.I. I. Pigment yellow 110, C.I. I. Pigment yellow 111, C.I. I. Pigment yellow 120, C.I. I. Pigment yellow 127, C.I. I. Pigment yellow 128, C.I. I. Pigment yellow 129, C.I. I. Pigment yellow 147, C.I. I. Pigment yellow 151, C.I. I. Pigment yellow 154, C.I. I. Pigment yellow 155, C.I. I. Pigment yellow 168, C.I. I. Pigment yellow 174, C.I. I. Pigment yellow 175, C.I. I. Pigment yellow 176, C.I. I. Pigment yellow 180, C.I. I. Pigment yellow 181, C.I. I. Pigment yellow 191, C.I. I. Pigment Yellow 194.
黒色着色剤としては、カーボンブラック、磁性体、および上記イエロー系/マゼンタ系/シアン系着色剤を用い黒色に調色されたものが利用される。 As the black colorant, carbon black, a magnetic material, and a color toned to black using the yellow / magenta / cyan colorant are used.
本発明は、懸濁重合法を用いてトナー粒子を得るため、着色剤の持つ重合阻害性や水相移行性に注意を払う必要があり、好ましくは、表面改質、例えば、重合阻害のない物質による疎水化処理を着色剤に施しておいたほうが良い。特に、染料系やカーボンブラックは、重合阻害性を有しているものが多いので使用の際に注意を要する。染料系を表面処理する好ましい方法としては、あらかじめこれら染料の存在下に重合性単量体を重合せしめる方法が挙げられ、得られた着色重合体を単量体系に添加する。 In the present invention, since toner particles are obtained by using the suspension polymerization method, it is necessary to pay attention to the polymerization inhibition property and water phase migration property of the colorant, and preferably, there is no surface modification, for example, polymerization inhibition. It is better to apply a hydrophobic treatment to the colorant with a substance. In particular, dyes and carbon blacks have many polymerization inhibiting properties, so care must be taken when using them. A preferable method for surface-treating the dye system includes a method in which a polymerizable monomer is polymerized in the presence of these dyes in advance, and the obtained colored polymer is added to the monomer system.
また、カーボンブラックについては、上記染料と同様の処理の他、カーボンブラックの表面官能基と反応する物質、例えば、ポリオルガノシロキサンで処理を行ってもよい。 Moreover, about carbon black, you may process with the substance which reacts with the surface functional group of carbon black other than the process similar to the said dye, for example, polyorganosiloxane.
これらの着色剤は、単独または混合しさらには固溶体の状態で用いることができる。本発明のトナーに用いられる着色剤は、色相角、彩度、明度、耐光性、OHP透明性、トナー中の分散性の点から選択される。 These colorants can be used alone or mixed and further used in the form of a solid solution. The colorant used in the toner of the present invention is selected from the viewpoints of hue angle, saturation, brightness, light resistance, OHP transparency, and dispersibility in the toner.
該着色剤は、好ましくは結着樹脂100質量部に対し1質量部以上20質量部以下添加して用いられる。 The colorant is preferably used in an amount of 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the binder resin.
さらに、本発明のトナーは、着色剤として磁性材料を含有させ磁性トナーとすることも可能である。この場合、磁性材料は着色剤の役割を兼ねることもできる。磁性材料としては、以下の、マグネタイト、ヘマタイト、フェライトのような酸化鉄;鉄、コバルト、ニッケルのような金属またはこれらの金属のアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムのような金属の合金及びその混合物等が例示できる。 Furthermore, the toner of the present invention can be a magnetic toner containing a magnetic material as a colorant. In this case, the magnetic material can also serve as a colorant. Magnetic materials include iron oxides such as magnetite, hematite and ferrite; metals such as iron, cobalt and nickel or aluminum, cobalt, copper, lead, magnesium, tin, zinc, antimony and beryllium of these metals And alloys of metals such as bismuth, cadmium, calcium, manganese, selenium, titanium, tungsten and vanadium, and mixtures thereof.
上記磁性体は、より好ましくは、表面改質された磁性体が好ましい。重合法により磁性トナーを調整する場合には、重合阻害のない物質である表面改質剤により、疎水化処理を施したものが好ましい。このような表面改質剤としては、例えばシランカップリング剤、チタンカップリング剤を挙げることができる。 The magnetic material is more preferably a surface-modified magnetic material. When a magnetic toner is prepared by a polymerization method, it is preferable to apply a hydrophobic treatment with a surface modifier, which is a substance that does not inhibit polymerization. Examples of such surface modifiers include silane coupling agents and titanium coupling agents.
これらの磁性体は個数平均粒径が2μm以下、好ましくは0.1μm以上0.5μm以下のものが好ましい。トナー粒子中に含有させる量としては重合性単量体または結着樹脂100質量部に対し20質量部以上200質量部以下、特に好ましくは結着樹脂100質量部に対し40質量部以上150質量部以下が良い。 These magnetic materials have a number average particle diameter of 2 μm or less, preferably 0.1 μm or more and 0.5 μm or less. The amount contained in the toner particles is 20 parts by mass or more and 200 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer or binder resin, and particularly preferably 40 parts by mass or more and 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin. The following is good.
本発明のトナーにおいては、先に説明したスルホン酸基を側鎖に持つ高分子とは別に、または、それとともに、必要に応じて荷電制御剤をトナー粒子と混合して用いることも可能である。荷電制御剤を配合することにより、荷電特性を安定化、現像システムに応じた最適の摩擦帯電量のコントロールが可能となる。 In the toner of the present invention, a charge control agent can be mixed with toner particles as needed, separately from or in addition to the polymer having a sulfonic acid group in the side chain described above. . By adding a charge control agent, the charge characteristics can be stabilized, and the optimum triboelectric charge amount can be controlled according to the development system.
荷電制御剤としては、公知のものが利用でき、特に摩擦帯電スピードが速く、かつ、一定の摩擦帯電量を安定して維持できる荷電制御剤が好ましい。さらに、トナーを直接重合法により製造する場合には、重合阻害性が低く、水系分散媒体への可溶化物が実質的にない荷電制御剤が特に好ましい。 As the charge control agent, known ones can be used, and in particular, a charge control agent that has a high frictional charging speed and can stably maintain a constant triboelectric charge amount is preferable. Further, when the toner is produced by a direct polymerization method, a charge control agent having a low polymerization inhibitory property and substantially free from a solubilized product in an aqueous dispersion medium is particularly preferable.
荷電制御剤の例として、トナーを負荷電性に制御するものとしては、有機金属化合物、キレート化合物が挙げられる。モノアゾ金属化合物、アセチルアセトン金属化合物、芳香族オキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸、オキシカルボン酸及びダイカルボン酸系の金属化合物が挙げられる。他には、芳香族オキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、無水物、エステル類、ビスフェノールのようなフェノール誘導体類が挙げられる。さらに、尿素誘導体、含金属サリチル酸系化合物、含金属ナフトエ酸系化合物、ホウ素化合物、4級アンモニウム塩、カリックスアレーン、樹脂系帯電制御剤が挙げられる。 Examples of charge control agents include those that control the toner to be negatively charged, such as organometallic compounds and chelate compounds. Examples thereof include monoazo metal compounds, acetylacetone metal compounds, aromatic oxycarboxylic acids, aromatic dicarboxylic acids, oxycarboxylic acids, and dicarboxylic acid-based metal compounds. Others include aromatic oxycarboxylic acids, aromatic mono- and polycarboxylic acids and their metal salts, anhydrides, esters, phenol derivatives such as bisphenols. Further examples include urea derivatives, metal-containing salicylic acid compounds, metal-containing naphthoic acid compounds, boron compounds, quaternary ammonium salts, calixarene, and resin charge control agents.
また、荷電制御剤の例として、トナーを正荷電性に制御するものとしては、以下のものが挙げられる。ニグロシン及び脂肪酸金属塩によるニグロシン変性物;グアニジン化合物;イミダゾール化合物;トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレートのような4級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩及びこれらのレーキ顔料;トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、りんタングステン酸、りんモリブデン酸、りんタングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物);高級脂肪酸の金属塩;樹脂系荷電制御剤。 Examples of charge control agents include those that control the toner to be positively charged. Nigrosine-modified products with nigrosine and fatty acid metal salts; guanidine compounds; imidazole compounds; quaternary ammonium salts such as tributylbenzylammonium-1-hydroxy-4-naphthosulfonate, tetrabutylammonium tetrafluoroborate, and analogs thereof Phosphonium salts and other onium salts and their lake pigments; triphenylmethane dyes and their lake pigments (as rake agents, phosphotungstic acid, phosphomolybdic acid, phosphotungsten molybdic acid, tannic acid, lauric acid, gallic acid Acid, ferricyanide, ferrocyanide); metal salt of higher fatty acid; resin charge control agent.
本発明のトナーは、これら荷電制御剤を単独でまたは2種類以上組み合わせて含有することができる。 The toner of the present invention can contain these charge control agents alone or in combination of two or more.
これら荷電制御剤の中でも、本発明の効果を十分に発揮するためには、含金属サリチル酸系化合物が好ましく、特にその金属がアルミニウムもしくはジルコニウムが好ましい。最も好ましい荷電制御剤としては、3,5−ジ−tert−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物である。
Among these charge control agents, a metal-containing salicylic acid-based compound is preferable in order to sufficiently exhibit the effects of the present invention, and the metal is particularly preferably aluminum or zirconium. The most preferred charge control agent is an
荷電制御剤の好ましい配合量は、結着樹脂100質量部に対して0.01質量部以上5質量部以下、より好ましくは0.2質量部以上3質量部以下である。しかしながら、本発明のトナーには、荷電制御剤の添加は必須ではなく、トナーの層厚規制部材やトナー担持体との摩擦帯電を積極的に利用することでトナー中に必ずしも荷電制御剤を含ませる必要はない。 A preferable blending amount of the charge control agent is 0.01 parts by mass or more and 5 parts by mass or less, more preferably 0.2 parts by mass or more and 3 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder resin. However, it is not essential to add a charge control agent to the toner of the present invention, and the toner does not necessarily contain a charge control agent by actively utilizing frictional charging with the toner layer thickness regulating member or the toner carrier. There is no need to let it.
以下に本発明のトナーの製造方法について述べる。 The method for producing the toner of the present invention will be described below.
本発明のトナーは、懸濁重合法により製造される。この懸濁重合法においては、重合性単量体にワックス及び着色剤(さらに必要に応じて重合開始剤、架橋剤、帯電制御剤、その他の添加剤)を均一に溶解または分散せしめて重合性単量体組成物とする。その後、この重合性単量体組成物を分散安定剤を含有する水系分散媒体中に適当な撹拌器を用いて分散し、そして重合反応を行わせ、所望の粒径を有するトナー粒子を得るものである。上記トナー粒子は重合終了後、公知の方法によって蒸留、濾過、洗浄、乾燥を行い、必要により流動性向上剤を混合し表面に付着させることで、本発明のトナーを得ることができる。 The toner of the present invention is produced by a suspension polymerization method. In this suspension polymerization method, a polymerizable monomer is polymerized by uniformly dissolving or dispersing a wax and a colorant (and, if necessary, a polymerization initiator, a crosslinking agent, a charge control agent, and other additives). A monomer composition is used. Thereafter, the polymerizable monomer composition is dispersed in an aqueous dispersion medium containing a dispersion stabilizer using an appropriate stirrer, and a polymerization reaction is performed to obtain toner particles having a desired particle size. It is. The toner particles of the present invention can be obtained by subjecting the toner particles to distillation, filtration, washing, and drying by a known method after the polymerization is completed, and if necessary, mixing a fluidity improver and adhering it to the surface.
水系分散媒体調製時に使用する分散剤としては、公知の無機系及び有機系の分散剤を用いることができる。 As the dispersant used for preparing the aqueous dispersion medium, known inorganic and organic dispersants can be used.
具体的には、無機系の分散剤としては、以下のものが挙げられる。リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ベントナイト、シリカ、アルミナが挙げられる。また、有機系の分散剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、デンプン。 Specifically, examples of the inorganic dispersant include the following. Tricalcium phosphate, magnesium phosphate, aluminum phosphate, zinc phosphate, magnesium carbonate, calcium carbonate, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, calcium metasilicate, calcium sulfate, barium sulfate, bentonite, silica, alumina Is mentioned. Examples of the organic dispersant include polyvinyl alcohol, gelatin, methyl cellulose, methyl hydroxypropyl cellulose, ethyl cellulose, carboxymethyl cellulose sodium salt, and starch.
また、市販のノニオン、アニオン、カチオン型の界面活性剤の利用も可能である。このような界面活性剤としては、以下のものが挙げられる。ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウム。 Commercially available nonionic, anionic and cationic surfactants can also be used. Examples of such surfactants include the following. Sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium dodecyl sulfate, sodium tetradecyl sulfate, sodium pentadecyl sulfate, sodium octyl sulfate, sodium oleate, sodium laurate, potassium stearate, calcium oleate.
本発明のトナーに用いられる水系分散媒体調製時に使用する分散剤としては、無機系の難水溶性の分散剤が好ましく、しかも酸に可溶性である難水溶性無機分散剤を用いることが好ましい。 As the dispersant used in preparing the aqueous dispersion medium used in the toner of the present invention, an inorganic, poorly water-soluble dispersant is preferable, and a poorly water-soluble inorganic dispersant that is soluble in an acid is preferably used.
また、本発明においては、難水溶性無機分散剤を用い、水系分散媒体を調製する場合に、これらの分散剤の使用量は重合性ビニル系単量体100質量部に対して、0.2質量部以上2.0質量部以下であることが好ましい。また、本発明においては、重合性単量体組成物100質量部に対して300質量部以上3,000質量部以下の水を用いて水系分散媒体を調製することが好ましい。 In the present invention, when preparing an aqueous dispersion medium using a poorly water-soluble inorganic dispersant, the amount of these dispersants used is 0.2 with respect to 100 parts by mass of the polymerizable vinyl monomer. It is preferable that it is not less than 2.0 parts by mass. In the present invention, it is preferable to prepare an aqueous dispersion medium using 300 to 3,000 parts by mass of water with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer composition.
本発明において、上記のような難水溶性無機分散剤が分散された水系分散媒体を調製する場合には、市販の分散剤をそのまま用いて分散させてもよい。また、細かい均一な粒度を有する分散剤粒子を得るために、水のような液媒体中で、高速撹拌下、上記したような難水溶性無機分散剤を生成させて水系分散媒体を調製してもよい。例えば、リン酸三カルシウムを分散剤として使用する場合、高速撹拌下でリン酸ナトリウム水溶液と塩化カルシウム水溶液を混合してリン酸三カルシウムの微粒子を形成することで、好ましい分散剤を得ることができる。 In the present invention, when preparing an aqueous dispersion medium in which the poorly water-soluble inorganic dispersant as described above is dispersed, a commercially available dispersant may be used as it is. Further, in order to obtain dispersant particles having a fine and uniform particle size, a water-based dispersion medium is prepared by generating a poorly water-soluble inorganic dispersant as described above in a liquid medium such as water under high-speed stirring. Also good. For example, when tricalcium phosphate is used as a dispersant, a preferred dispersant can be obtained by mixing aqueous sodium phosphate solution and aqueous calcium chloride solution at high speed to form fine particles of tricalcium phosphate. .
本発明において、重合性単量体組成物を水系媒体に加え、該水系媒体中で該重合性単量体組成物の粒子を形成する造粒工程は、高剪断力を有する撹拌機を備えた容器内で、回分式操作によって行う方法でも、撹拌機を備えた第1の容器(以下タンク1)と、高剪断力を有する撹拌機を備えた第2の容器(以下タンク2)の間に循環ラインを設け、循環流通させることによって造粒を行う方法の何れであってもかまわないが、ショートパスを防ぎ、より均一な粒度分布を達成できる循環流通させる方法の方がより好ましい。 In the present invention, a granulating step of adding a polymerizable monomer composition to an aqueous medium and forming particles of the polymerizable monomer composition in the aqueous medium includes a stirrer having a high shearing force. Even in the method performed by batch operation in the container, between the first container (hereinafter referred to as tank 1) provided with a stirrer and the second container (hereinafter referred to as tank 2) provided with a stirrer having high shearing force. Any method of granulating by providing a circulation line and circulating and circulating may be used, but the method of circulating and circulating that can prevent a short pass and achieve a more uniform particle size distribution is more preferable.
図2は、本発明において造粒工程で用いることのできるシステムの一例である。図3は、本発明において造粒工程で使用できる高剪断撹拌機の一例である。溶解タンク(符号1)とタンク1(符号2)、さらにタンク1と重合タンク(符号7)は、それぞれ排出ラインにより接続されている。また、タンク1には循環ライン(符号4)が接続され、循環ライン中には、ポンプ(符号5)、高剪断撹拌機(図示せず)を備えたタンク2(符号6)、及び必要に応じて圧力計、温度計、流量計等の付帯機器(図示せず)が設置されている。
FIG. 2 is an example of a system that can be used in the granulation process in the present invention. FIG. 3 is an example of a high shear stirrer that can be used in the granulation step in the present invention. The dissolution tank (reference numeral 1) and the tank 1 (reference numeral 2), and the
造粒工程を回分式操作によって行う場合は、タンク1(符号2)内で難水溶性無機分散剤等を含む水系分散媒体を調製後、溶解タンク(符号1)より重合性単量体、ワックス及び着色剤を少なくとも含有する重合性単量体組成物を受入れ、高剪断撹拌機(符号3)によって重合性単量体組成物の液滴形成を行い、重合タンク(符号7)に排出し、重合タンク内で反応を進めてトナー粒子の形成を行う。 When the granulation process is carried out by batch operation, after preparing an aqueous dispersion medium containing a poorly water-soluble inorganic dispersant in the tank 1 (reference numeral 2), a polymerizable monomer and a wax are prepared from the dissolution tank (reference numeral 1). And a polymerizable monomer composition containing at least a colorant, and forming a droplet of the polymerizable monomer composition with a high shear stirrer (reference numeral 3), discharging it to the polymerization tank (reference numeral 7), The reaction proceeds in the polymerization tank to form toner particles.
前記造粒工程を、循環流通させる方法で行う場合は、重合性単量体組成物を受入れた後、高剪断撹拌機(符号3)によって重合性単量体組成物の液滴形成を行う間、ポンプ(符号5)及びタンク2(符号6)内の高剪断撹拌機の起動をかけ、循環ライン(符号4)を通じて重合性単量体組成物を含む水系媒体を循環流通させながら、重合性単量体組成物の液滴形成を行う。 When the granulation step is performed by a circulation method, after the polymerizable monomer composition is received, the droplet formation of the polymerizable monomer composition is performed by the high shear stirrer (reference numeral 3). The high shear stirrer in the pump (symbol 5) and the tank 2 (symbol 6) is activated, and the aqueous medium containing the polymerizable monomer composition is circulated and circulated through the circulation line (symbol 4). The droplet formation of the monomer composition is performed.
本発明においては、前記循環流通時に、複数のスリットを具備するリング状の突起が同心円上に多段に形成された回転子と同様の形状の固定子が一定間隔を保ち、相互に噛み合うように同軸上に設置された撹拌装置を用いて、前記重合性単量体組成物を処理する工程を有することが好ましい。 In the present invention, at the time of circulation and circulation, the ring-shaped projections having a plurality of slits are coaxially arranged so that the stators having the same shape as the rotor formed in multiple stages on the concentric circles maintain a constant interval and mesh with each other. It is preferable to have the process of processing the said polymerizable monomer composition using the stirring apparatus installed on the top.
循環流通させる上記造粒工程において、上記の撹拌装置を用いた処理を行うことで、モノマー溶解度の比較的低いマイクロクリスタリンワックスの高融点成分を、モノマー液滴中に均一に分散することができ、定着時における性能安定性を高めることができる。 In the granulation step for circulation, by performing the treatment using the stirring device, the high melting point component of the microcrystalline wax having a relatively low monomer solubility can be uniformly dispersed in the monomer droplets, Performance stability at the time of fixing can be improved.
また、上記の撹拌装置を用いた場合、液滴粒子の剪断と合一の機会が増えるため、分岐度を制御する働きを示す開始剤や架橋剤が、液滴粒子間で均一に分散されるため、トナー粒子の重合過程で分岐や微架橋構造がより均質化された状態で働くため、マイクロクリスタリンの微分散性を高めることができる。 In addition, when the above stirring device is used, the chance of shearing and coalescence of the droplet particles increases, so that the initiator and the cross-linking agent that function to control the degree of branching are uniformly dispersed among the droplet particles. Therefore, since the branching and micro-crosslinking structure work in the process of polymerization of the toner particles, the micro-dispersion of the microcrystalline can be improved.
続いて、複数のスリットを具備するリング状の突起が同心円上に多段に形成された回転子と、同様の形状の固定子が一定間隔を保ち、相互に噛み合うように同軸上に設置された撹拌装置の例を挙げる。上記撹拌装置の全体図を図3(a)に、撹拌装置の側面図を図3(b)に、撹拌部の図3(a)におけるA−A’断面図を図3(c)に、撹拌部の図3(b)におけるB−B’断面図を図3(d)に、回転子の斜視図を図3(e)に、固定子の斜視図を図3(f)にそれぞれ示す。ホールディングタンク158に、あらかじめリン酸カルシウム等の難水溶性無機分散剤が分散された水系媒体を調整する。続いて別容器で調整した、重合性単量体、マイクロクリスタリンワックス、エステルワックス及び着色剤を含有する重合性単量体組成物の溶解液を、ホールディングタンク158内の水系媒体に投入し、造粒液とする。投入された該造粒液は、循環ポンプ160を介して、撹拌装置入口より供給され、撹拌装置においては、ケーシング152の内部に具備された、回転子175と固定子171のスリットを通過し、遠心方向に排出される。撹拌装置内を造粒液が通過する際、回転子、固定子のスリットのずれにより生じる遠心方向への圧縮、吐出による衝撃と回転子、固定子間のせん断による衝撃により水系媒体中に重合性単量体組成物の液滴が形成される。
Subsequently, a rotor in which ring-shaped protrusions having a plurality of slits are formed in multiple stages on a concentric circle and a stator having the same shape are placed on the same axis so as to mesh with each other while maintaining a constant interval. An example of an apparatus is given. FIG. 3A is a general view of the stirring device, FIG. 3B is a side view of the stirring device, and FIG. 3C is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. FIG. 3D is a sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 3B, FIG. 3E is a perspective view of the rotor, and FIG. 3F is a perspective view of the stator. . An aqueous medium in which a poorly water-soluble inorganic dispersant such as calcium phosphate is dispersed in advance is prepared in the holding tank 158. Subsequently, a solution of the polymerizable monomer composition containing a polymerizable monomer, microcrystalline wax, ester wax and a colorant prepared in a separate container is put into an aqueous medium in the holding tank 158 to prepare Use granulated liquid. The charged granulation liquid is supplied from the inlet of the stirring device through the circulation pump 160, and in the stirring device, passes through the slits of the
回転子と固定子の形状は、複数のスリットを具備するリング状の突起が同心円上に多段に形成された形状であり、一定の間隔を保ち、相互に噛み合うように同軸上に設置されていることが好ましい。 The shape of the rotor and the stator is a shape in which ring-shaped protrusions having a plurality of slits are formed in multiple stages on concentric circles, and are arranged on the same axis so as to mesh with each other at a constant interval. It is preferable.
回転子及び固定子が相互に噛み合うように設置された形状であることにより、ショートパスが軽減され、重合性単量体組成物の液滴形成が十分に行える。また、回転子と固定子が同心円方向に交互に多段に存在することにより、造粒液が遠心方向に進行する際に、多くのせん断・衝撃を受けるため、一層、均一な液滴の形成を行うことができる。ホールディングタンク158は、ジャケット構造であるため、造粒液の冷却・加熱が可能である。上述の撹拌装置としては、例えば、キャビトロン(ユーロテック社製)を好適に用いることができる。 The shape in which the rotor and the stator are installed so as to mesh with each other reduces the short path and sufficiently forms droplets of the polymerizable monomer composition. In addition, since the rotor and stator are alternately arranged in multiple stages in the concentric direction, when the granulation liquid proceeds in the centrifugal direction, it receives a lot of shearing and impact, so that more uniform droplets can be formed. It can be carried out. Since the holding tank 158 has a jacket structure, the granulating liquid can be cooled and heated. As the above-described stirring device, for example, Cavitron (manufactured by Eurotech) can be suitably used.
本発明においては、残存する未反応の重合性単量体や副生成物等の揮発性不純物を除去するために、重合工程終了後に一部水系媒体を蒸留工程により留去してもよい。蒸留工程は常圧もしくは減圧下で行うことができる。 In the present invention, in order to remove volatile impurities such as remaining unreacted polymerizable monomers and by-products, a part of the aqueous medium may be distilled off by distillation step after the completion of the polymerization step. The distillation step can be performed under normal pressure or reduced pressure.
本発明においては、反応工程終了後に、蒸留工程を行う場合は蒸留工程終了後に、前記工程に続いてトナー粒子を含む水系媒体を撹拌しながら冷却を行う冷却工程を有する製造方法であることが好ましい。該冷却工程は、該トナーの示差走査熱量計により測定されるDSC曲線において、ガラス転移温度(Tg)以上最大発熱ピークのピーク温度(Tpc)以下の温度領域を0.70℃/分以下の冷却速度で冷却する製造方法であることが好ましい。 In the present invention, when the distillation step is performed after completion of the reaction step, the production method preferably includes a cooling step in which the aqueous medium containing toner particles is cooled while stirring after the distillation step. . The cooling step is a cooling of 0.70 ° C./min or less in the temperature range from the glass transition temperature (Tg) to the peak temperature (Tpc) of the maximum exothermic peak in the DSC curve measured by the differential scanning calorimeter of the toner. It is preferable that the production method is cooled at a speed.
また、該冷却工程における該温度領域内で、温度を一定時間一定に保つ、いわゆるアニール工程を有する製造方法も好ましい。 In addition, a manufacturing method having a so-called annealing step in which the temperature is kept constant for a certain time within the temperature region in the cooling step is also preferable.
トナーのガラス転移温度(Tg)以上最大発熱ピークのピーク温度(Tpc)以下の温度領域では、トナー粒子を構成する樹脂成分は軟らかく、ワックス成分が比較的自由に結晶成長できる温度領域である。この温度領域で徐冷を行うと、結着樹脂中の架橋や分岐点がより確実にマイクロクリスタリンワックスの結晶核の起点と成りやすく、また、微分散したクラスター状のワックスドメインが大きく成長する傾向を示す。このようなワックスの分散状態は、低温定着時にトナー定着面へ十分な量の溶融ワックスを供給しやすく、また、樹脂中のエステルワックスに由来する相溶成分が相対的に減少するため、染み出し抑制効果が高まる。 In the temperature range from the glass transition temperature (Tg) of the toner to the peak temperature (Tpc) of the maximum exothermic peak, the resin component constituting the toner particles is soft, and the wax component is a temperature range in which the wax component can grow relatively freely. When slow cooling is performed in this temperature range, the crosslinking and branching points in the binder resin are more likely to be the starting point of crystal nuclei of microcrystalline wax, and the finely dispersed cluster-like wax domains tend to grow greatly. Indicates. Such a dispersion state of the wax makes it easy to supply a sufficient amount of molten wax to the toner fixing surface during low-temperature fixing, and the compatible components derived from the ester wax in the resin are relatively reduced, so that the leaching out. The suppression effect increases.
本発明においては、トナー粒子表面に付着した分散安定剤を除去する目的で、重合性単量体組成物の粒子を含む水系媒体を酸またはアルカリで処理することもできる。その後、一般的な固液分離法により、トナー粒子は液相と分離されるが、酸またはアルカリ及びそれに溶解した分散剤を完全に取り除くため、再度水を添加してトナー粒子を洗浄する。この工程を何度か繰り返し、十分な洗浄が行なわれた後に、再び固液分離してトナー粒子を得る。得られたトナー粒子は、必要であれば公知の乾燥手段により乾燥される。 In the present invention, an aqueous medium containing particles of the polymerizable monomer composition can be treated with an acid or an alkali for the purpose of removing the dispersion stabilizer adhering to the toner particle surface. Thereafter, the toner particles are separated from the liquid phase by a general solid-liquid separation method, but in order to completely remove the acid or alkali and the dispersant dissolved therein, water is added again to wash the toner particles. This process is repeated several times, and after sufficient washing, solid-liquid separation is performed again to obtain toner particles. The obtained toner particles are dried by a known drying means if necessary.
本発明のトナー粒子には流動化剤として無機微粉体が外添されている。本発明のトナー粒子に添加する無機微粉体としては、シリカが好ましく、個数平均一次粒径が4nm以上80nm以下のシリカ微粉体が好ましい。本発明において個数平均一次粒径が上記範囲にあることで、トナーの流動性が向上するとともに、トナーの保存安定性も良好になる。 The toner particles of the present invention are externally added with inorganic fine powder as a fluidizing agent. As the inorganic fine powder added to the toner particles of the present invention, silica is preferable, and silica fine powder having a number average primary particle size of 4 nm to 80 nm is preferable. In the present invention, when the number average primary particle size is in the above range, the fluidity of the toner is improved and the storage stability of the toner is also improved.
無機微粉体の個数平均一次粒径は、走査電子顕微鏡で観察し視野中の100個の無機微粉体の粒子径を測定して平均粒子径を求める。 The number average primary particle size of the inorganic fine powder is obtained by observing with a scanning electron microscope and measuring the particle size of 100 inorganic fine powders in the field of view to determine the average particle size.
またシリカと酸化チタン、アルミナまたはそれらの複酸化物のような微粉体を併用することができる。シリカと併用する該無機微粉体の中でも酸化チタンが好ましい。 Silica and fine powders such as titanium oxide, alumina or their double oxides can be used in combination. Among the inorganic fine powders used in combination with silica, titanium oxide is preferable.
上記無機微粉体のシリカの例としては、ケイ素ハロゲン化物の蒸気相酸化により生成された乾式シリカまたはヒュームドシリカと称される乾式シリカ、及び水ガラスから製造される湿式シリカの両者が含まれる。無機微粉体としては、表面及びシリカ微粉体の内部にあるシラノール基が少なく、またNa2O、SO3 2-の製造残滓の少ない乾式シリカの方が好ましい。また乾式シリカは、製造工程において例えば、塩化アルミニウム、塩化チタンのような他の金属ハロゲン化合物をケイ素ハロゲン化合物とともに用いることによって、シリカと他の金属酸化物の複合微粉体を得ることも可能である。シリカはそれらも包含する。 Examples of the silica of the inorganic fine powder include both dry silica produced by vapor phase oxidation of silicon halide or dry silica called fumed silica, and wet silica produced from water glass. As the inorganic fine powder, dry silica having less silanol groups on the surface and inside the silica fine powder and less production residue of Na 2 O and SO 3 2− is preferable. In addition, dry silica can also be used to produce composite fine powders of silica and other metal oxides by using other metal halogen compounds such as aluminum chloride and titanium chloride together with silicon halogen compounds in the production process. . Silica also includes them.
無機微粉体は、トナーの流動性改良及びトナー母粒子の摩擦帯電の均一化のために添加される。無機微粉体を疎水化処理することによって、トナーの摩擦帯電量の調整、環境安定性の向上、高湿環境下での特性の向上等の機能を付与することができるので、疎水化処理された無機微粉体を用いることが好ましい。トナーに添加された無機微粉体が吸湿すると、トナーとしての摩擦帯電量が低下し、現像性や転写性の低下が生じやすくなる。 The inorganic fine powder is added to improve the fluidity of the toner and to make the triboelectric charge of the toner base particles uniform. Hydrophobic treatment of inorganic fine powder can provide functions such as adjustment of triboelectric charge amount of toner, improvement of environmental stability, improvement of characteristics under high humidity environment, etc. It is preferable to use inorganic fine powder. When the inorganic fine powder added to the toner absorbs moisture, the triboelectric charge amount as the toner decreases, and the developability and transferability tend to decrease.
無機微粉体の疎水化処理の処理剤としては、以下のものが挙げられる。未変性のシリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、未変性のシリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シラン化合物、シランカップリング剤、その他有機ケイ素化合物、有機チタン化合物。これらのような処理剤は単独でまたは併用して用いられてもよい。 Examples of the treatment agent for the hydrophobic treatment of the inorganic fine powder include the following. Unmodified silicone varnish, various modified silicone varnishes, unmodified silicone oil, various modified silicone oils, silane compounds, silane coupling agents, other organosilicon compounds, and organotitanium compounds. These treatment agents may be used alone or in combination.
その中でも、シリコーンオイルにより処理された無機微粉体が好ましい。より好ましくは、無機微粉体をカップリング剤で疎水化処理すると同時または処理した後に、シリコーンオイルにより処理したシリコーンオイル処理された疎水化処理無機微粉体が高湿環境下でもトナー粒子の摩擦帯電量を高く維持し、選択現像性を低減する上でよい。 Among these, inorganic fine powder treated with silicone oil is preferable. More preferably, the inorganic fine powder is hydrophobized with a coupling agent at the same time or after the treatment, and the silicone oil-treated hydrophobized inorganic fine powder is treated with silicone oil. Is kept high and the selective developability is reduced.
本発明のトナーは、磁性または非磁性の一成分現像剤としても、キャリアと併用して二成分現像剤として用いることもできる。二成分現像方法に用いる場合のキャリアとしては、従来知られているものが使用可能である。具体的には、鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類のような金属及びそれらの合金または酸化物の平均粒径20〜300μmの粒子が使用される。また、磁性体が樹脂に分散された磁性体分散型キャリア、ポーラスな酸化鉄に樹脂を埋め込んだ低比重キャリアなども好ましく用いられる。 The toner of the present invention can be used as a two-component developer in combination with a carrier as a magnetic or non-magnetic one-component developer. As the carrier for use in the two-component development method, a conventionally known carrier can be used. Specifically, particles having an average particle diameter of 20 to 300 μm of metals such as iron, nickel, cobalt, manganese, chromium, rare earth, and alloys or oxides thereof are used. Also preferably used are a magnetic material-dispersed carrier in which a magnetic material is dispersed in a resin, a low specific gravity carrier in which a resin is embedded in porous iron oxide, and the like.
また、それらキャリア粒子の表面に、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリエステル樹脂のような樹脂を付着または被覆させたものが好ましく使用される。 Further, those obtained by adhering or coating a resin such as a styrene resin, an acrylic resin, a silicone resin, a fluorine resin, or a polyester resin on the surface of the carrier particles are preferably used.
以下に、本発明にかかる物性値の測定方法について説明する。 Below, the measuring method of the physical-property value concerning this invention is demonstrated.
〔1〕40℃におけるGPC−MALS−粘度計分析
(i)前処理
トナー0.1gを専用のろ過容器(例えば東ソー製溶解ろ過容器 ポアサイズ10μm)に入れ、THF 10mlとともに15ml試験管に入れる。これを溶液ろ過装置(例えば東ソー製DF−8020)を用い、40℃で24時間溶解させる。
[1] GPC-MALS viscometer analysis at 40 ° C. (i) Pretreatment 0.1 g of toner is put into a dedicated filtration container (for example, Tosoh dissolution filter, pore size: 10 μm) and put into a 15 ml test tube together with 10 ml of THF. This is dissolved at 40 ° C. for 24 hours using a solution filtration device (for example, DF-8020 manufactured by Tosoh Corporation).
24時間後、サンプル処理フィルター(ポアサイズ0.2〜0.5μm、例えばマイショリディスクH−25−2(東ソー社製)が使用できる。)を通過させたものを測定試料とし、下記装置を用い、分析を行った。 After 24 hours, a sample processing filter (pore size 0.2 to 0.5 μm, for example, Mysori Disc H-25-2 (manufactured by Tosoh Corporation) can be used) is used as a measurement sample, and the following apparatus is used. ,Analysis was carried out.
(ii)[分析条件]
装置 :HLC−8121GPC/HT(東ソー社製)
DAWN EOS(Wyatt Technology社製)
高温差圧粘度検出器(Viscotek社製)
カラム:KF−807、806M、805、803(昭和電工社製)の4連カラム
検出器1:多角度光散乱検出器 Wyatt DAWN EOS
検出器2:高温差圧粘度検出器
検出器3:ブライス型デュアルフロー式示差屈折計
温度:40℃
溶媒:THF
流速:1.0ml/min
注入量:400μl
(Ii) [Analysis conditions]
Apparatus: HLC-8121GPC / HT (manufactured by Tosoh Corporation)
DAWN EOS (manufactured by Wyatt Technology)
High temperature differential pressure viscosity detector (Viscotek)
Column: KF-807, 806M, 805, 803 (Showa Denko Co., Ltd.) quadruple column detector 1: Multi-angle light scattering detector Wyatt DAWN EOS
Detector 2: High temperature differential pressure viscosity detector Detector 3: Bryce type dual flow differential refractometer Temperature: 40 ° C
Solvent: THF
Flow rate: 1.0 ml / min
Injection volume: 400 μl
本測定においては、絶対分子量に基く分子量分布及び固有粘度が、直接出力されるが、その測定理論は以下の通りである。 In this measurement, the molecular weight distribution and intrinsic viscosity based on the absolute molecular weight are directly output, and the measurement theory is as follows.
[測定理論]
M90=R(θ90)/KC・・・レイリー方程式
M90:90°における分子量
R(θ90):散乱角90°でのレイリー比
K:光学定数(=2π2n2/λ0 4NA・(dn/dc)2)
C:溶液濃度
Rg=(1/6)1/2([η]M90/φ)1/3・・・Flory Fox式
Rg:慣性半径
η:固有粘度
φ:形状要素
絶対分子量:M=R(θ0)/KC
R(θ0)=R(θ90)/P(θ90)
P(θ90)=2/X2・(e-X−(1−X)) (X=4πn/λ・Rg)
λ:波長
(dn/dc):本発明では、結着樹脂がスチレン−アクリル系樹脂であるため0.185ml/gとした。
[Measurement theory]
M 90 = R (θ 90 ) / KC... Rayleigh equation M 90 : molecular weight R (θ 90 ) at 90 °: Rayleigh ratio at a scattering angle of 90 ° K: optical constant (= 2π 2 n 2 / λ 0 4 N A · (dn / dc) 2 )
C: Solution concentration Rg = (1/6) 1/2 ([η] M 90 / φ) 1/3 ... Froly Fox formula Rg: radius of inertia η: intrinsic viscosity φ: shape element absolute molecular weight: M = R (Θ 0 ) / KC
R (θ 0 ) = R (θ 90 ) / P (θ 90 )
P (θ 90 ) = 2 / X 2 · (e −X − (1−X)) (X = 4πn / λ · Rg)
λ: Wavelength (dn / dc): In the present invention, since the binder resin is a styrene-acrylic resin, it was set to 0.185 ml / g.
本発明における絶対分子量の重量平均分子量、及び分岐度を表す粘度Ivの常用対数(log[Iv])を絶対分子量(Mw)の常用対数(log[Mw])に対してプロットした際の傾き(a)は、装置付属の専用ソフト「TriSEC GPC Software GPC−LS−Viscometry Module Version3.0 Rev.B.05.15」(Viscotek社製)を用いて求めた。 In the present invention, the weight average molecular weight of the absolute molecular weight and the slope when the common logarithm (log [Iv]) of the viscosity Iv representing the degree of branching is plotted against the common logarithm (log [Mw]) of the absolute molecular weight (Mw) ( a) was determined using the dedicated software “TriSEC GPC Software GPC-LS-Viscometry Module Version 3.0 Rev. B.05.15” (manufactured by Viscotek).
絶対分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂(例えば、商品名「TSKスタンダード ポリスチレン F−10」、東ソー社製)を用いて、既知の分子量及び固有粘度(例えば前記F−10を用いた場合、重量平均分子量(Mw)96400、固有粘度0.411dl/g)より校正を行って求めた。 In calculating the absolute molecular weight, a standard polystyrene resin (for example, trade name “TSK Standard Polystyrene F-10”, manufactured by Tosoh Corporation) is used, and a known molecular weight and intrinsic viscosity (for example, when F-10 is used, the weight is used). The average molecular weight (Mw) was 96400 and the intrinsic viscosity was 0.411 dl / g).
傾き(a)の算出は、前記装置付属の専用ソフトでMark−Houwink−Sakurada Plotsを行って、分析範囲を指定することで求めた。 The slope (a) was calculated by performing Mark-Houwink-Sakurada Plots with the dedicated software attached to the apparatus and designating the analysis range.
なお、本発明におけるトナーの全樹脂成分(a)の定義とは、40℃におけるGPC−MALS−粘度計分析の3元同時出力プロファイルにおいて、粘度計が検出したクロマトグラムの全樹脂成分に相当する領域の分析値に基づく。 The definition of the total resin component (a) of the toner in the present invention corresponds to the total resin component of the chromatogram detected by the viscometer in the ternary simultaneous output profile of GPC-MALS-viscosity analysis at 40 ° C. Based on domain analysis.
〔2〕トナーの樹脂成分のTHF不溶分量
トナー中の樹脂成分のTHF不溶分は、以下のようにして測定する。
[2] Amount of THF Insoluble Content of Resin Component of Toner The amount of THF insoluble content of the resin component in the toner is measured as follows.
トナー約1.0gを秤量(W1g)し、予め秤量した円筒濾紙(例えば、商品名No.86R(サイズ28×100mm)、アドバンテック東洋社製)に入れてソックスレー抽出器にセットする。そして、溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)200mlを用いて16時間抽出する。このとき、溶媒の抽出サイクルが約5分に一回になるような還流速度で抽出を行う。 About 1.0 g of toner is weighed (W1 g), put in a pre-weighed cylindrical filter paper (for example, trade name No. 86R (size 28 × 100 mm), manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.), and set in a Soxhlet extractor. Then, extraction is performed for 16 hours using 200 ml of tetrahydrofuran (THF) as a solvent. At this time, extraction is performed at a reflux rate such that the solvent extraction cycle is about once every 5 minutes.
抽出終了後、円筒ろ紙を取り出して風乾した後、40℃で8時間真空乾燥し、抽出残分を含む円筒濾紙の質量を秤量し、円筒濾紙の質量を差し引くことにより、抽出残分の質量(W2g)を算出する。 After the extraction is completed, the cylindrical filter paper is taken out and air-dried, and then vacuum-dried at 40 ° C. for 8 hours. The mass of the cylindrical filter paper including the extraction residue is weighed, and the mass of the extraction residue is subtracted from the mass of the cylindrical filter paper ( W2g) is calculated.
そして、樹脂成分以外の成分の含有量(W3g)を下記式(1)のように差し引くことによって、THF不溶分を求めることができる。
THF不溶分(質量%)={(W2−W3)/(W1−W3)}×100・・・(1)
And a THF insoluble content can be calculated | required by subtracting content (W3g) of components other than a resin component like following formula (1).
THF insoluble matter (mass%) = {(W2-W3) / (W1-W3)} × 100 (1)
樹脂成分以外の成分の含有量は、公知の分析手段によって測定することができる。分析が困難な場合には、以下のようにして樹脂成分以外の成分の含有量(トナー中の焼却残灰分(W3’g))を見積もり、その含有量を差し引くことによって、THF不溶分を求めることができる。 Content of components other than a resin component can be measured by a well-known analysis means. When the analysis is difficult, the content of components other than the resin component (incineration residual ash content (W3′g)) in the toner is estimated as follows, and the THF-insoluble content is obtained by subtracting the content. be able to.
トナー中の焼却残灰分は以下の手順で求める。予め秤量した30mlの磁性るつぼに約2gのトナーを秤量(Wag)する。るつぼを電気炉に入れ約900℃で約3時間加熱し、電気炉中で放冷し、常温下でデシケーター中に1時間以上放冷し、焼却残灰分を含むるつぼの質量を秤量し、るつぼの質量を差し引くことにより焼却残灰分(Wbg)を算出する。そして、下記式(2)により、試料W1g中の焼却残灰分の質量(W3’g)を算出する。
W3’=W1×(Wb/Wa)・・・(2)
The incineration residual ash content in the toner is obtained by the following procedure. About 2 g of toner is weighed (Wag) into a 30 ml magnetic crucible weighed in advance. Put the crucible in an electric furnace, heat at about 900 ° C for about 3 hours, let cool in the electric furnace, let it cool in a desiccator at room temperature for more than 1 hour, weigh the mass of the crucible containing the incineration residual ash, and crucible The incineration residual ash content (Wbg) is calculated by subtracting the mass of. And the mass (W3'g) of the incineration residual ash content in sample W1g is computed by following formula (2).
W3 ′ = W1 × (Wb / Wa) (2)
この場合、THF不溶分は、下記式(3)で求められる。
THF不溶分(質量%)={(W2−W3’)/(W1−W3’)}×100・・・(3)
In this case, the THF-insoluble matter is obtained by the following formula (3).
THF-insoluble matter (mass%) = {(W2-W3 ′) / (W1-W3 ′)} × 100 (3)
〔3〕ワックスの補外融解開始温度(Tim)・最大吸熱ピークのピーク温度(Tpm)
ワックスの補外融解開始温度(Tim)及び最大吸熱ピークのピーク温度(Tpm)は、示差走査熱量分析装置「Q1000」(TA Instruments社製)を用いてASTM D3418−82に準じて測定する。
[3] Extrapolated melting start temperature (Tim) of wax / peak temperature of maximum endothermic peak (Tpm)
The extrapolated melting start temperature (Tim) and the peak endothermic peak temperature (Tpm) of the wax are measured according to ASTM D3418-82 using a differential scanning calorimeter “Q1000” (manufactured by TA Instruments).
装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。 The temperature correction of the device detection unit uses the melting points of indium and zinc, and the correction of heat uses the heat of fusion of indium.
具体的には、ワックス約4mgを精秤し、これをアルミニウム製のパンの中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用い、測定温度範囲20〜150℃の間で、昇温速度10℃/minで測定を行う。なお、測定においては、一度150℃まで昇温させ、続いて20℃まで降温し、その後に再度昇温を行う。この2度目の昇温過程での温度20〜150℃の範囲におけるDSC曲線の補外融解開始温度と最大吸熱ピークのピーク温度を、本発明のワックスの補外融解開始温度(Tim)及び最大吸熱ピークのピーク温度(Tpm)とする。 Specifically, about 4 mg of wax is precisely weighed, placed in an aluminum pan, and an empty aluminum pan is used as a reference. Measurement is performed at ° C / min. In the measurement, the temperature is once raised to 150 ° C., subsequently lowered to 20 ° C., and then the temperature is raised again. The extrapolated melting start temperature and the maximum endothermic peak temperature of the DSC curve in the temperature range of 20 to 150 ° C. in the second temperature increase process are the extrapolated melting start temperature (Tim) and the maximum endothermic temperature of the wax of the present invention. The peak temperature (Tpm) is assumed.
ここで、補外融解開始温度(Tim)とは、日本工業規格(JIS)K7121 9.1項(制定年月日1987年10月01日、確認年月日2013年02月04日)に定める補外融解開始温度(Tim)であり、上記測定方法により測定されるDSC曲線において、低温側のベースラインを高温側に延長した直線と、融解ピークの低温側の曲線にこう配が最大になる点で引いた接線の交点の温度とする。 Here, extrapolated melting start temperature (Tim) is defined in Japanese Industrial Standard (JIS) K7121 9.1 (Established date: October 01, 1987, confirmed date: February 04, 2013) The extrapolated melting start temperature (Tim), and in the DSC curve measured by the above measurement method, the gradient is maximized between the straight line obtained by extending the low-temperature base line to the high-temperature side and the low-temperature curve of the melting peak. The temperature at the intersection of the tangent lines drawn with.
ただし、融解ピークにショルダーや、多段のピークを有する場合は、融解ピークが低温側のベースラインを離脱し最初のこう配が最大になる点(低温側にショルダーを有する場合はショルダーのこう配が最大になる点)で引いた接線の交点の温度とする。 However, if the melting peak has a shoulder or multi-stage peak, the melting peak leaves the low-temperature base line and the first gradient is maximized (if the shoulder has a low-temperature shoulder, the shoulder gradient is maximized). The temperature at the intersection of the tangent lines drawn at
〔4〕トナーのガラス転移温度
本発明におけるトナーのガラス転移温度は、示差走査熱量分析装置「Q1000」(TA Instruments社製)を用い、ASTM D3418−82に準じて以下のように測定する。
[4] Glass Transition Temperature of Toner The glass transition temperature of the toner in the present invention is measured as follows using a differential scanning calorimeter “Q1000” (manufactured by TA Instruments) according to ASTM D3418-82.
具体的には、上記示差走査熱量計のモジュレーティッドモードを用い、以下の条件にて測定し、昇温1回目のDSC曲線のピーク位置から求める。測定サンプルは約5mgを精密に秤量する。それをアルミニウム製のパン中に入れ、対照用に空のアルミパンを用い、測定範囲を20℃から140℃の間で測定を行う。 Specifically, using the modulated mode of the differential scanning calorimeter, the measurement is performed under the following conditions, and is obtained from the peak position of the DSC curve at the first temperature increase. About 5 mg of the measurement sample is accurately weighed. It is put in an aluminum pan, an empty aluminum pan is used as a control, and the measurement is performed between 20 ° C. and 140 ° C.
<測定条件>
・温度20℃で5分間平衡を保つ。
・1.0℃/minのモジュレーションをかけ、温度140℃まで1℃/minで昇温。
・温度140℃で5分間平衡を保つ。
・温度20℃まで降温。
<Measurement conditions>
• Equilibrate at a temperature of 20 ° C for 5 minutes.
・ Modulation of 1.0 ° C / min was applied, and the temperature was increased to 140 ° C at 1 ° C / min.
• Equilibrate at 140 ° C for 5 minutes.
・ Temperature drop to 20 ℃.
ここで、ガラス転移温度は、日本工業規格(JIS)K7121 9.3項(制定年月
日1987年10月01日、確認年月日2013年02月04日)に定める中間点ガラス転移温度である。
Here, the glass transition temperature is a mid-point glass transition temperature defined in Japanese Industrial Standard (JIS) K7121 9.3 (Establishment date October 01, 1987, confirmation date February 02, 2013). is there.
〔5〕トナーの最大発熱ピークのピーク温度(Tpc)
トナーの最大発熱ピークのピーク温度(Tpc)は、示差走査熱量分析装置「Q1000」(TA Instruments社製)を用いてASTM D3418−82に準じて測定する。
[5] Peak temperature (Tpc) of maximum heat generation peak of toner
The peak temperature (Tpc) of the maximum exothermic peak of the toner is measured according to ASTM D3418-82 using a differential scanning calorimeter “Q1000” (manufactured by TA Instruments).
装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。 The temperature correction of the device detection unit uses the melting points of indium and zinc, and the correction of heat uses the heat of fusion of indium.
具体的には、トナー約5mgを精秤し、これをアルミニウム製のパンの中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用い、測定温度範囲20〜150℃の間で、昇温速度10℃/min、降温速度10℃/minで測定を行う。なお、測定においては、一度150℃まで昇温させ、続いて20℃まで降温させる過程において、降温過程の温度20〜150℃の範囲におけるDSC曲線の最大発熱ピークのピーク温度を、本発明のトナーの最大発熱ピークのピーク温度(Tpc)とする。 Specifically, about 5 mg of toner is precisely weighed, put in an aluminum pan, an empty aluminum pan is used as a reference, and the temperature rising rate is 10 to 150 ° C. Measurement is performed at a temperature of 10 ° C./min. In the measurement, in the process of raising the temperature to 150 ° C. and then lowering to 20 ° C., the peak temperature of the maximum exothermic peak of the DSC curve in the temperature range of 20 to 150 ° C. is the toner of the present invention. The peak temperature (Tpc) of the maximum exothermic peak.
〔6〕トナーの重量平均粒径(D4)
トナーの重量平均粒径(D4)は、以下のようにして算出する。測定装置としては、細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)を用いる。測定条件の設定及び測定データの解析は、付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いる。なお、測定は実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで行う。
[6] Weight average particle diameter of toner (D4)
The weight average particle diameter (D4) of the toner is calculated as follows. As a measuring device, a precision particle size distribution measuring device “
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。 As the electrolytic aqueous solution used for the measurement, special grade sodium chloride is dissolved in ion-exchanged water so as to have a concentration of about 1% by mass, for example, “ISOTON II” (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) can be used.
なお、測定、解析を行う前に、以下のように専用ソフトの設定を行った。 Prior to measurement and analysis, the dedicated software was set as follows.
専用ソフトの標準測定方法(SOM)を変更画面において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。閾値/ノイズレベルの測定ボタンを押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、測定後のアパーチャーチューブのフラッシュにチェックを入れる。 In the screen for changing the standard measurement method (SOM) of the dedicated software, set the total count in the control mode to 50000 particles, set the number of measurements once, and the Kd value is “standard particles 10.0 μm” (manufactured by Beckman Coulter) Set the value obtained using. The threshold and noise level are automatically set by pressing the threshold / noise level measurement button. Also, the current is set to 1600 μA, the gain is set to 2, the electrolyte is set to ISOTON II, and the aperture tube flash after measurement is checked.
専用ソフトのパルスから粒径への変換設定画面において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μmから60μmまでに設定する。 In the special software pulse to particle size conversion setting screen, the bin interval is set to logarithmic particle size, the particle size bin is set to 256 particle size bin, and the particle size range is set to 2 μm to 60 μm.
具体的な測定法は以下の通りである。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250ml丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mlを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。そして、専用ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100ml平底ビーカーに前記電解水溶液約30mlを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.3ml加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispension System Tetora150」(日科機バイオス社製)を準備する。超音波分散器の水槽内に所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に前記コンタミノンNを約2ml添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。なお、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となるように適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行い、重量平均粒径(D4)を算出する。なお、専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、分析/体積統計値(算術平均)画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)である。
The specific measurement method is as follows.
(1) About 200 ml of the electrolytic solution is placed in a glass 250 ml round bottom beaker exclusively for
(2) About 30 ml of the electrolytic aqueous solution is put into a glass 100 ml flat bottom beaker. In this, "Contaminone N" (nonionic surfactant, anionic surfactant, 10% by weight aqueous solution of neutral detergent for pH7 precision measuring instrument cleaning, made by organic builder, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. About 0.3 ml of a diluted solution obtained by diluting 3) with ion-exchanged water is added.
(3) Two oscillators with an oscillation frequency of 50 kHz are incorporated with the phase shifted by 180 degrees, and an ultrasonic disperser “Ultrasonic Dissipation System Tetora 150” (manufactured by Nikki Bios Co., Ltd.) having an electrical output of 120 W is prepared. A predetermined amount of ion-exchanged water is placed in a water tank of an ultrasonic disperser, and about 2 ml of the contamination N is added to the water tank.
(4) The beaker of (2) is set in the beaker fixing hole of the ultrasonic disperser, and the ultrasonic disperser is operated. And the height position of a beaker is adjusted so that the resonance state of the liquid level of the electrolyte solution in a beaker may become the maximum.
(5) In a state where the electrolytic aqueous solution in the beaker of (4) is irradiated with ultrasonic waves, about 10 mg of toner is added to the electrolytic aqueous solution little by little and dispersed. Then, the ultrasonic dispersion process is continued for another 60 seconds. In ultrasonic dispersion, the water temperature in the water tank is appropriately adjusted so as to be 10 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.
(6) To the round bottom beaker of (1) installed in the sample stand, the electrolyte solution of (5) in which the toner is dispersed is dropped using a pipette, and the measurement concentration is adjusted to about 5%. . Measurement is performed until the number of measured particles reaches 50,000.
(7) The measurement data is analyzed with the dedicated software attached to the apparatus, and the weight average particle diameter (D4) is calculated. The “average diameter” on the analysis / volume statistics (arithmetic average) screen when the graph / volume% is set with the dedicated software is the weight average particle diameter (D4).
本発明を以下に示す実施例により具体的に説明する。しかし、これは本発明をなんら限定するものではない。実施例中及び比較例中の部は特に断りがない場合、全て質量基準である。 The present invention will be specifically described with reference to the following examples. However, this does not limit the present invention in any way. In the examples and comparative examples, all parts are based on mass unless otherwise specified.
〔マイクロクリスタリンワックス〕
トナーの製造例で用いたマイクロクリスタリンワックスについて、DSC測定により求めた各物性を表1に示す。
[Microcrystalline wax]
Table 1 shows the physical properties of the microcrystalline wax used in the toner production examples determined by DSC measurement.
〔エステルワックス〕
トナーの製造例で用いたエステルワックスについて、DSC測定により求めた各物性を表2に示す。
[Ester wax]
Table 2 shows the physical properties of the ester wax used in the toner production example obtained by DSC measurement.
(トナーの製造例1)
下記の手順によって懸濁重合法トナーを製造した。
(Toner Production Example 1)
A suspension polymerization toner was prepared according to the following procedure.
図2に示す態様のシステムを用いて、図3に示す高剪断力を有する撹拌手段を用いて水系分散媒体の調整及び造粒工程の操作を行った。 Using the system of the embodiment shown in FIG. 2, the aqueous dispersion medium was adjusted and the granulation step was performed using the stirring means having a high shear force shown in FIG.
〔水系分散媒体の調製〕
高速撹拌装置TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を備えたタンク1(図2中の符号2の容器)中に0.1mol/L−Na3PO4水溶液850部および10%塩酸8.0質量部を添加し、回転数を10,000r/minに調整し、60℃に加温した。
(Preparation of aqueous dispersion medium)
850 parts of a 0.1 mol / L-Na3PO4 aqueous solution and 8.0 parts by mass of 10% hydrochloric acid in a tank 1 (
次いで、この液の一部をタンク1底部より抜き出し、循環ラインよりロータリーポンプ(図2中の符号5)を用いて連続的に、高剪断力撹拌機:キャビトロン(ユーロテック社製)を設置したタンク2(図2中符号6の容器)の導入口に送液した。水系媒体は、タンク2内部において、高剪断処理された後、排出口より再び循環ラインを通り、タンク1へ戻る。このときの循環ライン中の水系媒体の流速は、0.5m/sであった。また、キャビトロンのロータ周速は、40m/sであった。
Next, a part of this liquid was extracted from the bottom of the
次に、上記操作を継続した状態で、タンク1内を窒素置換するとともに、タンク1に1.0mol/LのCaCl2水溶液68部を添加し、30分間撹拌を継続して微少な難水溶性分散剤Ca3(PO4)2を含む水系媒体を調製した。
Next, while the above operation was continued, the inside of the
〔溶解液の調製〕
また、下記の材料をプロペラ式撹拌装置にて100r/minで溶解して溶解液を調製した。
・スチレン・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・31.0部
・アクリル酸n−ブチル・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・30.0部
・スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸メチル−メタクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合体・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・15.0部
(スチレン/メタクリル酸/メタクリル酸メチル/メタクリル酸2−ヒドロキシエチル=91.7/3.3/2.5/2.5、Mp=20,000、Mn=8,000、Mw=15,200、Mw/Mn=1.9、Tg=92.0℃、酸価=20.0mgKOH/g、水酸基価=10.0mgKOH/g)
・飽和ポリエステル樹脂・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・5.0部
(イソフタル酸/テレフタル酸/無水トリメリット酸/ビスフェノールAプロピレンオキサイド2mol付加物/ビスフェノールAプロピレンオキサイド3mol付加物=50mol%/50mol%/0.1mol%/88mol%/22mol%から生成、酸価10mgKOH/g、ピーク分子量10,000、重量平均分子量:9,900、Tg=72℃)
・スルホン酸基含有共重合体 FCA−1001−NS(藤倉化成社製)・・0.3部
(Preparation of dissolution solution)
Moreover, the following material was melt | dissolved at 100 r / min with the propeller-type stirring apparatus, and the solution was prepared.
・ Styrene ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 31.0 parts ・ n-butyl acrylate ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 30.0 parts ・ Styrene-methacrylic acid-methyl methacrylate-methacrylic acid 2-hydroxyethyl copolymer ... ... 15.0 parts (styrene / methacrylic acid / methyl methacrylate / 2-hydroxyethyl methacrylate = 91.7 / 3.3 / 2.5 /2.5, Mp = 20,000, Mn = 8,000, Mw = 15,000, Mw / Mn = 1.9, Tg = 92.0 ° C., acid value = 20.0 mgKOH / g, hydroxyl value = 10.0mgKOH / g)
・ Saturated polyester resin ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 5.0 parts (addition of 2 mol of isophthalic acid / terephthalic acid / trimellitic anhydride / bisphenol A propylene oxide) Product / bisphenol
・ Sulfonic acid group-containing copolymer FCA-1001-NS (manufactured by Fujikura Kasei Co., Ltd.) ・ 0.3 parts
〔重合単量体組成物の調製〕
次に上記溶解液に
・スチレン・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・39.0部
・着色剤 C.I.Pigment Blue 15:3・・・・・・・・・6.5部
・帯電制御剤 ボントロンE−88(オリエント化学社製)・・・・・・・・0.5部
・マイクロクリスタリンワックス1・・・・・・・・・・・・・・・・・・・3.0部
・エステルワックス1−1・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・9.0部
・1,6−ヘキサンジオールジアクリレート・・・・・・・・・・・・・・0.25部
を加え、その後、混合液を温度60℃に加温した後にTK式ホモミキサー(特殊機化工業製)にて、9,000r/minにて撹拌し、溶解、分散し、重合性単量体組成物を得た。
(Preparation of polymerization monomer composition)
Next, in the above solution, styrene, 30.0 parts, colorant, C.I. I. Pigment Blue 15: 3 ········ 6.5 parts · Charge control agent Bontron E-88 (manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.) ······· 0.5 parts ·
〔トナー粒子の調製(造粒工程)〕
続いて、上記水系分散媒体中に上記重合性単量体組成物を投入し、重合開始剤として
・パーブチルPV(10時間半減期温度54.6℃(日本油脂製))・・・・9.0部
を加え、60℃にてTK式ホモミキサーを10,000r/min、キャビトロンをロータ周速40m/sの条件で、循環流速を0.5m/sで30分間撹拌し、造粒した。
[Preparation of toner particles (granulation process)]
Subsequently, the polymerizable monomer composition is charged into the aqueous dispersion medium, and as a polymerization initiator, perbutyl PV (10-hour half-life temperature 54.6 ° C. (manufactured by NOF Corporation)). 0 parts were added, and granulated by stirring at 60 ° C. with a TK homomixer of 10,000 r / min and a Cavitron at a rotor peripheral speed of 40 m / s and a circulation flow rate of 0.5 m / s for 30 minutes.
その後、プロペラ式撹拌装置に移して100r/minで撹拌しつつ、70℃で5時間反応させた後、80℃まで昇温し、さらに2時間反応を行い、トナー粒子を製造した。重合反応終了後、反応容器内にスチームを吹き込み98℃まで昇温し、蒸留操作を5時間行った。蒸留工程終後、該粒子を含むスラリーを98℃から20℃まで、0.2℃/minの速度で冷却し、冷却工程終了後に希塩酸を加えて水系媒体のpHを3.0以下として難水溶性分散剤を溶解した。さらにスラリーの10倍の水量で洗浄し、ろ過、乾燥の後、分級によって粒子径を調整してトナー粒子を得た。なお、スラリーをろ過したろ液中の重合性単量体量を測定することによって、添加した重合性単量体の100.0質量%が結着樹脂となっていることが確認された。 Thereafter, the mixture was transferred to a propeller type stirring device and reacted at 70 ° C. for 5 hours while stirring at 100 r / min, then heated to 80 ° C. and further reacted for 2 hours to produce toner particles. After completion of the polymerization reaction, steam was blown into the reaction vessel, the temperature was raised to 98 ° C., and a distillation operation was performed for 5 hours. After the distillation step, the slurry containing the particles is cooled from 98 ° C. to 20 ° C. at a rate of 0.2 ° C./min. After the cooling step, diluted hydrochloric acid is added to make the pH of the aqueous medium less than 3.0. Soluble dispersant was dissolved. Further, it was washed with 10 times the amount of water as the slurry, filtered and dried, and then the particle size was adjusted by classification to obtain toner particles. In addition, by measuring the amount of the polymerizable monomer in the filtrate obtained by filtering the slurry, it was confirmed that 100.0% by mass of the added polymerizable monomer was a binder resin.
上記トナー粒子100部に対して、流動性向上剤として、シリカ微粉体に対して20質量%のジメチルシリコーンオイルで処理された、負極性に摩擦帯電する疎水性シリカ微粉体(1次粒子径:7nm、BET比表面積:130m2/g)1.7部をヘンシェルミキサー(三井三池社製)で3000r/minで15分間混合して、重量平均粒径(D4)が6.5μmのトナー1を得た。トナー1の物性を表4に示す。
To 100 parts of the toner particles, a hydrophobic silica fine powder (primary particle diameter: treated with 20% by mass of dimethyl silicone oil based on silica fine powder as a fluidity improver and triboelectrically charged negatively. 1.7 parts of 7 nm, BET specific surface area: 130 m 2 / g) were mixed with a Henschel mixer (manufactured by Mitsui Miike) at 3000 r / min for 15 minutes to obtain
(トナーの製造例2〜35)
トナーの製造例1において、開始剤、架橋剤、連鎖移動剤の種類と添加量および重合温度を表3に記載したものに変更し、ワックスの種類と添加量およびトナー粒子の製造方法を表4に記載のものに変える以外はトナーの製造例1と同様にしてトナー2〜35を得た。トナー2〜35においても、添加した重合性単量体の100.0質量%が結着樹脂となっていることを確認した。トナー2〜35の物性を表4に示す。
(Toner Production Examples 2-35)
In Toner Production Example 1, the types, addition amounts, and polymerization temperatures of the initiator, the cross-linking agent, and the chain transfer agent were changed to those described in Table 3, and the wax types, addition amounts, and toner particle production methods were changed to Table 4.
なお、表4におけるワックスの含有量は、結着樹脂100.0部に対するワックスの含有量である。 The wax content in Table 4 is the wax content relative to 100.0 parts of the binder resin.
以下に本発明の画像評価方法および評価基準について説明する。 The image evaluation method and evaluation criteria of the present invention will be described below.
(1)低温定着性
定着温調を自由に変えられるように改造したLBP9200C(キヤノン社製)を用い、ベタ全域画像(先端余白:5mm、トナー載り量0.50mg/cm2)をXerox社製Business4200(75g/m2)上に出力し、安定した定着画像が得られる最低定着可能温度を下記基準にて評価した。なお、本発明の安定した定着画像とは、得られた定着画像濃度と、定着画像を50g/cm2(0.49N/cm2)の荷重をかけたシルボン紙で5回摺擦した後の画像濃度を測定し、濃度低下率が10%以下の定着状態と定義する。
A:最低定着可能温度が150℃以上160℃以下で、安定した定着画像が得られる
B:最低定着可能温度が160℃より高く170℃以下で、安定した定着画像が得られる
C:最低定着可能温度が170℃より高く190℃以下で、安定した定着画像が得られる
D:最低定着可能温度が190℃より高い、または定着可能温度を有さない
(1) Low-temperature fixability Using an LBP9200C (manufactured by Canon Inc.) modified so that the fixing temperature control can be freely changed, a solid whole area image (tip margin: 5 mm, toner applied amount 0.50 mg / cm 2 ) manufactured by Xerox The image was output on Business 4200 (75 g / m 2 ), and the lowest fixable temperature at which a stable fixed image was obtained was evaluated according to the following criteria. The stable fixed image of the present invention refers to the obtained fixed image density and the fixed image after rubbing the fixed image 5 times with Sylbon paper applied with a load of 50 g / cm 2 (0.49 N / cm 2 ). The image density is measured and defined as a fixed state with a density reduction rate of 10% or less.
A: A stable fixed image can be obtained when the minimum fixable temperature is 150 ° C. or more and 160 ° C. or less. B: A stable fixed image can be obtained when the minimum fixable temperature is higher than 160 ° C. but not more than 170 ° C. C: Minimum fixable A stable fixed image can be obtained when the temperature is higher than 170 ° C. and lower than 190 ° C. D: The minimum fixing temperature is higher than 190 ° C. or has no fixing temperature.
(2)ブリスター試験
プロセススピードを270mm/sec、定着温調を190℃に改造したLBP9200C(キヤノン社製)を用いて、2次色をイメージしたベタ全域画像(先端余白:5mm、トナー載り量0.90mg/cm2)を平滑度の高い普通紙GF−C081(キヤノン社製)(81.4g/m2)上に出力し、定着画像上のブリスター発生レベルを目視にて評価した。なお、ブリスターとは、定着工程で定着画像の一部が定着ローラーによって剥離する火膨れ状の画像欠陥である。
A:未発生
B:若干発生している
C:発生している
D:著しく発生している
(2) Blister test Using LBP9200C (manufactured by Canon Inc.) with a process speed adjusted to 270 mm / sec and a fixing temperature control adjusted to 190 ° C., a solid full-color image (tip margin: 5 mm, toner applied amount 0) .90 mg / cm 2 ) was output on plain paper GF-C081 (manufactured by Canon Inc.) (81.4 g / m 2 ) with high smoothness, and the blister generation level on the fixed image was visually evaluated. A blister is a blister-like image defect in which a part of a fixed image is peeled off by a fixing roller in a fixing process.
A: Not generated B: Generated slightly C: Generated D: Remarkably generated
(3)厚紙グロス安定性
定着温調とプロセススピードを自由に変えられるように改造したLBP9200C(キヤノン社製)を用いて、2次色をイメージしたベタ全域画像(先端余白:5mm、トナー載り量0.90mg/cm2)をHP社製HP Color Laser Photo Paper,glossy(220g/m2)上に、厚紙定着条件(プロセススピード100mm/sec)において、定着温調200℃、210℃、および230℃の各温度で出力した。各出力画像の定着画像内の75°グロスの5点平均値を測定し、各条件におけるグロスの平均値と、条件間の最大グロス差を求めて定着グロスの安定性を下記基準により評価した。
(3) Thick paper gloss stability Using LBP9200C (manufactured by Canon Inc.) modified so that the fixing temperature control and process speed can be freely changed, a solid full-color image (tip margin: 5 mm, toner loading) 0.90 mg / cm 2 ) on HP Color Laser Photo Paper, glossy (220 g / m 2 ) manufactured by HP, at a fixing temperature of 200 ° C., 210 ° C. and 230 ° C. under cardboard fixing conditions (process speed 100 mm / sec). Output at each temperature of ° C. The five-point average value of 75 ° gloss in the fixed image of each output image was measured, and the average gloss value in each condition and the maximum gloss difference between the conditions were determined, and the stability of the fixing gloss was evaluated according to the following criteria.
なお、出力は低温低湿環境(温度15℃,湿度10%RH)で行い、グロスの測定には、日本電色工業(株)製のPG−3D(入射角θ=75°)を使用し、標準面は光沢度96.9の黒色ガラスを使用した。
A:全ての条件でグロス70以上、かつグロス差2.0%未満
B:全ての条件でグロス70以上、かつグロス差2.0%以上5.0%未満
C:全ての条件でグロス70以上、かつグロス差5.0%以上10.0%未満
D:グロス70未満の条件あり、または全ての条件でグロス70以上であるがグロス差10.0%以上
The output is performed in a low-temperature and low-humidity environment (temperature 15 ° C., humidity 10% RH), and the gloss is measured using PG-3D (incident angle θ = 75 °) manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. The standard surface was black glass having a gloss level of 96.9.
A: Gloss 70 or more under all conditions and gross difference less than 2.0% B: Gloss 70 or more under all conditions and gross difference 2.0% or more and less than 5.0% C: Gloss 70 or more under all conditions , And gloss difference of 5.0% or more and less than 10.0% D: There is a condition of less than gloss 70, or gloss 70 or more under all conditions, but gloss difference of 10.0% or more
[耐久現像性の評価]
下記のような改造を施した市販のレーザービームプリンターLBP9200C(キヤノン社製)を用いて、25,000枚の耐久試験を行った。プリンターの改造条件としては、普通紙モードのプロセススピードを270mm/secに変更し、定着温調を190℃に設定した。耐久評価チャートは印字率が2%のオリジナルチャートを用い、トナーカートリッジ322II(シアン)(キヤノン社製)に評価トナーを詰め替え、シアンステーションに装着してプリントを行った。
[Evaluation of durable developability]
Using a commercially available laser beam printer LBP9200C (manufactured by Canon Inc.) modified as described below, a durability test of 25,000 sheets was performed. As conditions for remodeling the printer, the process speed in the plain paper mode was changed to 270 mm / sec, and the fixing temperature control was set to 190 ° C. As the durability evaluation chart, an original chart having a printing rate of 2% was used, and the toner cartridge 322II (cyan) (manufactured by Canon Inc.) was refilled with the evaluation toner and mounted on the cyan station for printing.
また、長期保管後の現像性評価用のサンプルとして、上記評価トナーを詰め替えたカートリッジをもう一本用意して、過酷環境(温度40℃,湿度95%RH)で30日放置し、長期保管トナーの評価に用いた。 Further, as a sample for evaluation of developability after long-term storage, another cartridge refilled with the above-mentioned evaluation toner is prepared and left in a harsh environment (temperature 40 ° C., humidity 95% RH) for 30 days, and long-term storage toner is stored. Used for evaluation.
耐久試験の条件は、通常評価として常温常湿環境(温度23℃,湿度50%RH)、長期保管トナーの評価として高温高湿環境(温度30℃,湿度80%RH)の各環境下において、普通紙モードで坪量75g/m2(LETTERサイズ)の用紙を用いて合計25,000枚のプリント試験を行った。 The conditions of the durability test are as follows: normal temperature and humidity environment (temperature 23 ° C., humidity 50% RH) as a normal evaluation, and high temperature and high humidity environment (temperature 30 ° C., humidity 80% RH) as a long-term storage toner evaluation. A total of 25,000 print tests were performed using paper having a basis weight of 75 g / m 2 (LETTER size) in the plain paper mode.
(4)ハーフトーン画像再現性(現像スジ)
トナー規制部材への、トナー或は遊離外添剤融着に起因する画像上縦スジの有無を、ハーフトーン画像による目視評価と、より早期にかつ厳密にスジの発生有無を確認するために、ディザ処理を行わないハーフトーン画像(疑似中間調表現を行わず、レーザー光量の調整のみで中間調を再現した画像)を出力して、縦スジの有無を目視確認により評価した。
(4) Halftone image reproducibility (development streaks)
In order to confirm the presence or absence of vertical streaks on the image due to the toner or free external additive fusion to the toner regulating member, and the visual evaluation by the halftone image, and to confirm the occurrence of streaks earlier and strictly, A halftone image without dithering (an image in which the halftone was reproduced only by adjusting the laser light amount without performing pseudo halftone expression) was output, and the presence or absence of vertical stripes was evaluated by visual confirmation.
なお、サンプリングのタイミングは、耐久試験において、1,000枚おきにハーフトーン画像およびディザ処理を行わないハーフトーン画像を出力し、耐久試験を通しての最悪画像をもって下記基準により評価した。
A:両ハーフトーン画像ともに、縦スジは無く良好。
B:ハーフトーン画像にはスジが見られないが、ディザ処理を行わないハーフトーン画像において、うっすらとスジが見られる部分がある。
C:ハーフトーン画像においては縦スジが見えにくいものの、ディザ処理を行わないハーフトーン画像においてははっきりとした縦スジが認められる。
D:ハーフトーン画像においても、目立った縦スジが認められる。
Note that the sampling timing was evaluated according to the following criteria by outputting halftone images and halftone images not subjected to dithering every 1,000 sheets in the durability test, and using the worst image through the durability test.
A: Both halftone images are good with no vertical stripes.
B: No streaks are observed in the halftone image, but there are portions where the streaks are slightly seen in the halftone image where the dither processing is not performed.
C: Although vertical stripes are difficult to see in halftone images, clear vertical stripes are recognized in halftone images that are not subjected to dithering.
D: Conspicuous vertical streaks are also observed in halftone images.
(5)濃度安定性
20mm四方のベタ黒パッチが現像域内に9箇所配置されたオリジナル画像を出力し、その9点平均濃度の初期画像濃度に対する耐久試験中の画像濃度の最大濃度差を比較することで、濃度安定性を評価した。画像濃度は「マクベス反射濃度計 RD918」(マクベス社製)を用いて、原稿濃度が0.00の白地部分の画像に対する相対濃度を測定した。
(5) Density stability An original image in which nine 20 mm square solid black patches are arranged in the development area is output, and the maximum density difference of the image density during the endurance test is compared with the initial image density of the nine-point average density. Thus, the concentration stability was evaluated. The image density was measured using a “Macbeth reflection densitometer RD918” (manufactured by Macbeth Co., Ltd.) to measure the relative density with respect to an image of a white background portion having a document density of 0.00.
なお、サンプリングのタイミングは、前記ハーフトーン画像再現性評価と同様に、1,000枚おきにオリジナル画像を出力して評価した。
A:最大濃度差0.15未満
B:最大濃度差0.15以上、0.25未満
C:最大濃度差0.25以上、0.30未満
D:最大濃度差0.30以上
The sampling timing was evaluated by outputting an original image every 1,000 sheets in the same manner as the halftone image reproducibility evaluation.
A: Maximum density difference less than 0.15 B: Maximum density difference 0.15 or more, less than 0.25 C: Maximum density difference 0.25 or more, less than 0.30 D: Maximum density difference 0.30 or more
〔実施例1〜29、比較例1〜5〕
トナーの製造例1〜35で製造したトナーを、各々先に説明した項目の基準に即して評価を行った。実施例1〜29のトナーは、低温定着特性と現像耐久特性に優れた効果を発揮したのに対して、比較例1〜5のトナーは、低温定着性と現像耐久特性のバランスに乏しい結果であった。評価結果を表5に示す。
[Examples 1 to 29, Comparative Examples 1 to 5]
The toners produced in Toner Production Examples 1 to 35 were evaluated in accordance with the criteria for the items described above. The toners of Examples 1 to 29 exhibited excellent effects in low temperature fixing characteristics and development durability characteristics, whereas the toners of Comparative Examples 1 to 5 had poor balance between low temperature fixing characteristics and development durability characteristics. there were. The evaluation results are shown in Table 5.
1 溶解タンク、2 タンク1、3 タンク1撹拌機、4 循環ライン、5 ポンプ、6 タンク2、7 重合タンク、151 モーター、152 本体ケーシング(分散装置)、158 ホールディングタンク、159 圧力計、160 循環ポンプ、161 冷却手段、162 温度計、163 撹拌モーター、164 冷却水投入口、165 冷却水排出口、166 冷却水投入口、167 冷却水排出口、168 冷却ジャケット、170 三方バルブ、171 固定子、172 固定子突起、173 固定子円周溝、174 固定子突起間スリット、175 回転子、176 回転子円周溝、177 回転子突起間スリット、178 回転子突起、179 処理液入口、180 駆動軸
DESCRIPTION OF
Claims (6)
該重合性単量体組成物の該粒子に含まれる該重合性単量体を重合させてトナー粒子を得る重合工程、
を有するトナーの製造方法であって、
該トナーが、樹脂成分由来のテトラヒドロフラン(THF)不溶分を5.0質量%以下含有し、
該トナーのTHF可溶成分の40℃におけるGPC−MALS−粘度計分析によって測定される絶対分子量の重量平均分子量が、2.5×104以上2.5×105以下であり、該分析における絶対分子量(M)の常用対数(log[M])を横軸にプロットし、粘度(Iv)の常用対数(log[Iv])を縦軸にプロットした際の傾き(a)が、0.50以上0.80以下であり、
該エステルワックスが、1官能以上4官能以下のエステルワックスである
ことを特徴とするトナーの製造方法。 Polymerizable monomers, forming to form particles of adding microcrystalline wax, ester wax and a polymerizable monomer composition containing a colorant in an aqueous medium, the polymerizable monomer composition in aqueous medium grain step, and polymerizable monomer a polymerizable monomer is polymerized included in particles of the composition to obtain toner particles with the polymerization step,
A method for producing a toner comprising:
The toner contains 5.0% by mass or less of tetrahydrofuran (THF) insoluble matter derived from a resin component;
The weight average molecular weight of the absolute molecular weight measured by GPC-MALS viscometer analysis at 40 ° C. of the THF soluble component of the toner is 2.5 × 10 4 or more and 2.5 × 10 5 or less. The slope (a) when the common logarithm (log [M]) of absolute molecular weight (M) is plotted on the horizontal axis and the common logarithm (log [Iv]) of viscosity (Iv) is plotted on the vertical axis is 0. 50 or more and 0.80 or less,
A method for producing a toner , wherein the ester wax is a mono-functional or tetra-functional ester wax.
該高剪断力を有する撹拌手段が、複数のスリットを具備するリング状の突起が同心円上に多段に形成された回転子と同様の形状の固定子が一定間隔を保ち、相互に噛み合うように同軸上に設置された撹拌室を備える
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のトナーの製造方法。 The granulation step, a first container stirring means is installed, a step of performing by circulating flow between the second container stirring means is installed with a high shear force,
The stirring means having a high shearing force is coaxial so that a stator having a shape similar to a rotor in which ring-shaped protrusions having a plurality of slits are concentrically formed are maintained at regular intervals and mesh with each other. The toner manufacturing method according to claim 1, further comprising a stirring chamber installed on the top.
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