JP7731731B2 - External additive particles, method for producing external additive particles, and toner - Google Patents
External additive particles, method for producing external additive particles, and tonerInfo
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Description
本開示は、外添剤粒子、外添剤粒子の製造方法、及びトナーに関する。 This disclosure relates to external additive particles, a method for producing external additive particles, and toner.
近年、電子写真法を用いた画像形成装置には、更なる高速化、長寿命化が要求されている。これらの要求に伴い、現像装置内での摺擦に長時間耐える耐ストレス性を持ち、且つ高速の印字においても高画質を得るため、優れた流動性・現像性を有するトナーが検討されている。 In recent years, there has been a demand for even faster speeds and longer life for image forming devices that use electrophotography. In response to these demands, toners with excellent fluidity and developability are being investigated, as they must be stress-resistant enough to withstand long periods of friction within the developing device, and also have the ability to obtain high image quality even during high-speed printing.
特許文献1では、有機ポリマー骨格とポリシロキサン骨格を有するトナー用添加剤をトナーに含有させることにより、トナーの流動性等が向上することが開示されている。 Patent Document 1 discloses that the fluidity and other properties of toner can be improved by incorporating a toner additive having an organic polymer skeleton and a polysiloxane skeleton into the toner.
本開示の一態様は、優れた流動性を有し得るとともに、連続した画像出力を行った場合においても、トナーの帯電量が、環境に依存して変化しにくいトナーが得られ得る外添剤粒子の提供に向けたものである。 One aspect of the present disclosure is to provide external additive particles that can produce toner that has excellent fluidity and whose charge amount is less likely to change depending on the environment, even when continuous image output is performed.
また、本開示の他の態様は、本開示に係る外添剤粒子が外添されたトナーの提供に向けたものである。 Another aspect of the present disclosure is directed to providing a toner to which the external additive particles of the present disclosure have been externally added.
また、本開示の他の態様は、本開示に係る外添剤粒子の製造方法の提供に向けたものである。 Another aspect of the present disclosure is directed to providing a method for producing external additive particles according to the present disclosure.
本開示の一態様によれば、ビニルポリマー部分及びポリシロキサン部分を有するポリマーを含む外添剤粒子であって、
該外添剤粒子中の炭素原子、酸素原子、及びケイ素原子の原子数の合計に対して、ケイ素原子の原子数の割合が、4.0%以上25.0%以下であり、
該ポリマーが、下記式(1)で示される構造を有する
ことを特徴とする外添剤粒子が提供される
According to one aspect of the present disclosure, there is provided an external additive particle comprising a polymer having a vinyl polymer portion and a polysiloxane portion,
the ratio of the number of silicon atoms to the total number of carbon atoms, oxygen atoms, and silicon atoms in the external additive particles is 4.0% or more and 25.0% or less;
The polymer has a structure represented by the following formula (1):
(式(1)中、
R’は、水素原子又はメチル基であり、
L2は、SiO3/2単位、及び、SiO2/2単位を含むポリシロキサン部分であり、SiO2/2単位を構成する少なくとも1つのケイ素原子には、炭素数1~10のアルキル基がケイ素原子に2つ結合しており、
L1は、*―COOR1-**、*-CH2-**、または、*-COOR1-SiR2
2-O-**であり、R1は、炭素数1~10のアルキレン基であり、R2は、各々独立に炭素数1~10のアルキル基であり、*は式(1)中のR’と結合している炭素原子との結合部位であり、**はL2に含まれるSiO3/2単位を構成しているケイ素原子との結合部位である)。
(In formula (1),
R' is a hydrogen atom or a methyl group;
L2 is a polysiloxane moiety containing SiO 3/2 units and SiO 2/2 units, and at least one silicon atom constituting the SiO 2/2 units has two alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms bonded to the silicon atom;
L1 is *-COOR 1 -**, *-CH 2 -**, or *-COOR 1 -SiR 2 2 -O-**, R 1 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, R 2 is each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, * is a bonding site to the carbon atom bonded to R ′ in formula (1), and ** is a bonding site to the silicon atom constituting the SiO 3/2 unit contained in L2).
また、本開示の他の態様によれば、トナー粒子及び該トナー粒子の表面の外添剤を含有するトナーであって、
該外添剤が、本開示に係る外添剤粒子であるトナーが提供される。
According to another aspect of the present disclosure, there is provided a toner comprising toner particles and an external additive on the surfaces of the toner particles,
A toner is provided in which the external additive is the external additive particles according to the present disclosure.
また、本開示の他の態様によれば、ポリマーを含む外添剤粒子の製造方法であって、
該製造方法が、
(i)下記式(4)で示される化合物、下記式(5)で示される化合物、及び下記式(6)で示される化合物からなる群から選択される少なくとも1つの化合物を含有するモノマー原料のラジカル重合反応を行い、加水分解性基Xを有する重合物を得る工程と、
According to another aspect of the present disclosure, there is provided a method for producing external additive particles containing a polymer, the method comprising:
The manufacturing method comprises:
(i) performing a radical polymerization reaction of a monomer raw material containing at least one compound selected from the group consisting of a compound represented by the following formula (4), a compound represented by the following formula (5), and a compound represented by the following formula (6), to obtain a polymer having a hydrolyzable group X;
(式(4)~(6)中、X1~X7は、それぞれ独立して加水分解性基Xであり、R’は、それぞれ独立して水素原子又はメチル基である。また、R5及びR6は、それぞれ独立して炭素数1~10のアルキレン基であり、R7及びR8は、それぞれ独立して炭素数1~10のアルキル基である。)、
(ii)加水分解性基Yを有する下記のポリシロキサンAを添加する工程と
(ポリシロキサンA:SiO2/2単位を含むポリシロキサンであり、該SiO2/2単位として少なくとも、下記式(7)で示されるSiO2/2単位及び下記式(8)で示されるSiO2/2単位を有するポリシロキサン
(In formulas (4) to (6), X 1 to X 7 each independently represent a hydrolyzable group X, and R' each independently represent a hydrogen atom or a methyl group. R 5 and R 6 each independently represent an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and R 7 and R 8 each independently represent an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.)
(ii) adding the following polysiloxane A having a hydrolyzable group Y (Polysiloxane A: a polysiloxane containing SiO 2/2 units, the SiO 2/2 units being at least SiO 2/2 units represented by the following formula (7) and SiO 2/2 units represented by the following formula (8)
(式(7)中、R9は、炭素数1~10のアルキル基であり、R10は、炭素数1~10のアルキレン基であり、Yは加水分解性基Yである。式(8)中、R11及びR12はそれぞれ独立して炭素数1~10のアルキル基である。))、
(iii)該重合物が有する加水分解性基Xと、該ポリシロキサンAが有する加水分解性基Yとの加水分解反応及び重縮合反応を行うことで、該重合物と該ポリシロキサンAとがシロキサン結合により結合したポリマーを含む粒子を得る工程と、
を含む、
外添剤粒子の製造方法。
(In formula (7), R 9 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R 10 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and Y is a hydrolyzable group. In formula (8), R 11 and R 12 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.)
(iii) performing a hydrolysis reaction and a polycondensation reaction between the hydrolyzable group X of the polymer and the hydrolyzable group Y of the polysiloxane A to obtain particles containing a polymer in which the polymer and the polysiloxane A are bonded by a siloxane bond;
Including,
Method for producing external additive particles.
本開示の一態様によれば、優れた流動性を有し得るとともに、連続した画像出力を行った場合においても、トナーの帯電量が、環境に依存して変化しにくいトナーが得られ得る外添剤粒子を提供できる。 One aspect of the present disclosure provides external additive particles that can produce toner that has excellent fluidity and whose charge amount is less likely to change depending on the environment, even when continuous image output is performed.
また、本開示の他の態様によれば、本開示に係る外添剤粒子が外添されたトナーを提供できる。 Furthermore, according to another aspect of the present disclosure, a toner to which the external additive particles according to the present disclosure are externally added can be provided.
また、本開示の他の態様によれば、本開示に係る外添剤粒子の製造方法を提供できる。 Furthermore, according to another aspect of the present disclosure, a method for producing external additive particles according to the present disclosure can be provided.
数値範囲を表す「○○以上××以下」や「○○~××」の記載は、特に断りのない限り、端点である下限及び上限を含む数値範囲を意味する。数値範囲が段階的に記載されている場合、各数値範囲の上限及び下限は任意に組み合わせることができる。 When a numerical range is expressed as "xx or more and xx or less" or "xx to xx," it means that the numerical range includes the endpoints, which are the lower and upper limits, unless otherwise specified. When a numerical range is stated in stages, the upper and lower limits of each numerical range can be combined in any way.
本開示においてSiON/2とは、ケイ素原子の4個の原子価のうち、N個が酸素原子と結合しており、且つそのN個の酸素原子それぞれが、いずれもSiと結合している状態の単位であると取り扱う。即ち、N個の酸素原子それぞれが、シロキサン結合(Si-O-Si)を形成している状態の単位であると取り扱う。 In the present disclosure, SiO N/2 is treated as a unit in which, of the four valences of a silicon atom, N are bonded to oxygen atoms, and each of the N oxygen atoms is bonded to Si. In other words, it is treated as a unit in which each of the N oxygen atoms forms a siloxane bond (Si—O—Si).
<発明に至った経緯>
特許文献1に係る技術によれば、確かに、優れた流動性を与え得るトナー用添加剤が提供できる。これは、ポリシロキサン骨格によって粒子の機械的強度が高まり、また、有機ポリマー骨格によってトナーの結着樹脂と親和しやすくなり、トナー粒子から離れにくくなるためであると本発明者らは推測している。上記添加剤について、更に検討を重ねた結果、外添剤粒子中のケイ素原子の割合を制御することで、トナーの流動性がより高まりやすいことを見出した。
<Background to the invention>
The technology disclosed in Patent Document 1 certainly provides a toner additive that can impart excellent fluidity. The inventors speculate that this is because the polysiloxane skeleton increases the mechanical strength of the particles, and the organic polymer skeleton increases affinity with the binder resin of the toner, making it less likely to separate from the toner particles. After further investigation of the above additive, they found that controlling the proportion of silicon atoms in the external additive particles makes it easier to improve the fluidity of the toner.
その一方、ケイ素原子の割合が制御された、上述の外添剤粒子が外添されたトナーを用いて連続した画像出力を行った際に、常温低湿環境で使用する場合と高温高湿環境で使用する場合とで、トナー帯電量の差が大きくなりやすいことを発見した。これは、ポリシロキサン部分を有する上記の外添剤粒子と、トナー粒子との摩擦のしやすさが、湿度に影響されて変化しやすくなり、その結果として、トナーの摩擦帯電量が変化しやすくなると、本発明者らは推測している。様々な環境においても、安定して高品位な画像出力を行う観点から、環境に依存したトナーの帯電量の変化が小さいことが好ましい。そのため、上記の外添剤粒子について更なる改善が必要であるとの認識を得た。 However, the inventors discovered that when continuous image output is performed using toner containing the above-mentioned external additive particles with a controlled silicon atom ratio, the difference in toner charge amount tends to be large when used in a room-temperature, low-humidity environment and when used in a high-temperature, high-humidity environment. The inventors speculate that this is because the ease of friction between the above-mentioned external additive particles containing polysiloxane moieties and the toner particles is easily affected by humidity, which in turn makes the toner's triboelectric charge amount more likely to change. From the perspective of achieving stable, high-quality image output in a variety of environments, it is preferable for the toner's charge amount to change little depending on the environment. Therefore, they recognized that further improvements to the above-mentioned external additive particles are necessary.
上記の考察に基づき本発明者らは、優れた流動性を有し得るとともに、トナーの帯電量が、環境に依存して変化しにくいトナーが得られ得る外添剤粒子の検討を行った。その結果、外添剤粒子に含まれるポリマー中に、下記式(1)で示される構造を含有させることが、上記の如き特性を備えたトナーの実現に有効であることを見出した。 Based on the above considerations, the inventors investigated external additive particles that can produce toner with excellent fluidity and whose charge amount is less likely to change depending on the environment. As a result, they discovered that incorporating a structure represented by the following formula (1) into the polymer contained in the external additive particles is effective in realizing toner with the above-mentioned properties.
(式(1)中、
R’は、水素原子又はメチル基であり、
L2は、SiO3/2単位、及び、炭素数1~10のアルキル基がケイ素原子に2つ結合したSiO2/2単位を含むポリシロキサン部分であり、
L1は、*―COOR1-**、*-CH2-**、または、*-COOR1-SiR2
2-O-**であり、R1は、炭素数1~10のアルキレン基であり、R2は、各々独立に炭素数1~10のアルキル基であり、*は式(1)中のR’と結合している炭素原子との結合部位であり、**はL2に含まれるSiO3/2単位を構成しているケイ素原子との結合部位である)
上記構造を有するポリマーが外添剤粒子に含まれることで、該外添剤粒子は湿度の影響を受けにくくなると本発明者らは推測している。これは上記構造中のポリシロキサン部分(L2)に、炭素数1~10のアルキル基が2つ結合したSiO2/2単位を有することにより、ポリシロキサン部分が疎水的な性質を示しやすいためであると考えられる。その結果として、該外添剤粒子が外添されたトナーは、環境(特に湿度)に依存した帯電量の変化が小さくなると本発明者らは推測している。
(In formula (1),
R' is a hydrogen atom or a methyl group;
L2 is a polysiloxane moiety containing an SiO 3/2 unit and an SiO 2/2 unit in which two alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms are bonded to a silicon atom,
L1 is *-COOR 1 -**, *-CH 2 -**, or *-COOR 1 -SiR 2 2 -O-**, R 1 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, each R 2 is independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, * is a bonding site to the carbon atom bonded to R ′ in formula (1), and ** is a bonding site to the silicon atom constituting the SiO 3/2 unit contained in L2.
The present inventors speculate that the inclusion of a polymer having the above structure in an external additive particle makes the external additive particle less susceptible to the effects of humidity. This is thought to be because the polysiloxane portion (L2) in the above structure contains an SiO 2/2 unit in which two alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms are bonded, which makes the polysiloxane portion more likely to exhibit hydrophobic properties. As a result, the present inventors speculate that a toner to which the external additive particle is externally added will have less change in charge amount depending on the environment (especially humidity).
以下に、それぞれの構成要件について詳細に説明する。 Each component is explained in detail below.
<ビニルポリマー部分及びポリシロキサン部分を有するポリマー>
外添剤粒子に含有されるポリマーは、ビニルポリマー部分及びポリシロキサン部分を有する。
<Polymer having a vinyl polymer portion and a polysiloxane portion>
The polymer contained in the external additive particles has a vinyl polymer portion and a polysiloxane portion.
ポリマー中のビニルポリマー部分は、ビニル系の重合性単量体が重合してなる有機ポリマー骨格である。該ビニルポリマー骨格が含有されていることで、トナー粒子を構成する樹脂との親和性が大きくなりやすく、外添剤粒子がトナー粒子から離れにくくなると考えられる。 The vinyl polymer portion of the polymer is an organic polymer skeleton formed by the polymerization of vinyl-based polymerizable monomers. The presence of this vinyl polymer skeleton is thought to increase affinity with the resin that makes up the toner particles, making it difficult for the external additive particles to separate from the toner particles.
また、外添剤粒子に含まれるポリマー中には、ビニルポリマー部分だけでなく、シロキサン部分が含まれる。これにより、本開示に係るポリマーを含む外添剤粒子が十分な機械的強度を有しやすく、塑性変形しにくい外添剤粒子となりやすいため、該外添剤粒子が外添されたトナーは優れた流動性を有し得る。 Furthermore, the polymer contained in the external additive particles contains not only vinyl polymer moieties but also siloxane moieties. This makes it easier for external additive particles containing the polymer according to the present disclosure to have sufficient mechanical strength and to be external additive particles that are less susceptible to plastic deformation, and therefore toner to which such external additive particles are externally added can have excellent fluidity.
ポリシロキサン骨格のみを有する粒子、例えばシリカ粒子は、機械的強度が大きい一方でトナー粒子を構成する樹脂との親和性が小さく、トナー粒子から離れる場合があり、トナーの流動性が低下しやすい場合がある。 Particles that have only a polysiloxane skeleton, such as silica particles, have high mechanical strength but low affinity with the resin that makes up the toner particles, which can cause them to separate from the toner particles and reduce the fluidity of the toner.
また、有機ポリマー骨格のみを有する粒子、例えばポリメチルメタクリレート系粒子は機械的強度が低いため、外添剤粒子として用いた場合に、現像機内等における機械的衝撃により、塑性変形や破壊が生じやすいと考えられる。その結果、トナーが各種部材に付着しやすくなり、トナーの流動性が低下しやすい場合がある。 Furthermore, particles that have only an organic polymer skeleton, such as polymethyl methacrylate particles, have low mechanical strength, and therefore when used as external additive particles, they are likely to undergo plastic deformation or breakage due to mechanical impacts inside developing machines, etc. As a result, the toner may be more likely to adhere to various components, which can reduce the fluidity of the toner.
<炭素原子、酸素原子、及びケイ素原子の原子数の合計に対するケイ素原子の原子数の割合>
外添剤粒子中の炭素原子、酸素原子、及びケイ素原子の原子数の合計に対して、ケイ素原子の原子数の割合が4.0%以上25.0%以下である。
<Proportion of the number of silicon atoms to the total number of carbon atoms, oxygen atoms, and silicon atoms>
The ratio of the number of silicon atoms to the total number of carbon atoms, oxygen atoms, and silicon atoms in the external additive particles is 4.0% or more and 25.0% or less.
上記の割合は、外添剤粒子中に、シロキサン部分がどれだけ存在しているかの指標であると、本発明者らは考えている。 The inventors believe that the above ratio is an indicator of how much siloxane moiety is present in the external additive particles.
上記の割合が4.0%以上であると、外添剤粒子中にシロキサン部分が十分に存在しており、外添剤粒子の塑性変形が生じにくくなると考えられ、優れた流動性を有するトナーが得られやすくなる。また、25.0%以下であると、外添剤粒子中のシロキサン部分の量が過大になりにくく、十分な量のビニルポリマー部分が外添剤粒子に含有され、外添剤粒子がトナー粒子から離れにくくなると考えられるため、優れた流動性を有するトナーが得られやすくなる。そのため、25.0%以下であり、20.0%以下であることが好ましく、15.0%以下であることがより好ましく、10.0%以下であることがさらに好ましい。即ち、上記の割合が、4.0%以上10.0%以下であることがさらに好ましい。 When the above ratio is 4.0% or more, sufficient siloxane moieties are present in the external additive particles, which is thought to make the external additive particles less susceptible to plastic deformation, making it easier to obtain toner with excellent fluidity. Furthermore, when the ratio is 25.0% or less, the amount of siloxane moieties in the external additive particles is less likely to become excessive, and a sufficient amount of vinyl polymer moieties is contained in the external additive particles, making it harder for the external additive particles to separate from the toner particles, making it easier to obtain toner with excellent fluidity. Therefore, the ratio is 25.0% or less, preferably 20.0% or less, more preferably 15.0% or less, and even more preferably 10.0% or less. In other words, it is even more preferable that the above ratio is 4.0% or more and 10.0% or less.
上記した原子数の割合は、外添剤粒子に含まれるポリマーを製造する際の、ケイ素原子を含有するモノマーユニットの種類と量、及びケイ素原子を含有しないモノマーユニットの種類と量などを調製することによって、制御することができる。また、外添剤粒子に含まれるポリマーを製造する際のラジカル重合反応、並びに、加水分解反応及び重縮合反応の順番によっても制御することができる。 The ratio of the above atomic numbers can be controlled by adjusting the type and amount of monomer units containing silicon atoms and the type and amount of monomer units not containing silicon atoms when producing the polymer contained in the external additive particles. It can also be controlled by the order of the radical polymerization reaction, hydrolysis reaction, and polycondensation reaction when producing the polymer contained in the external additive particles.
<ポリマー中の構造>
本開示に係るポリマーは、下記式(1)で示される構造を有する
<Structure in polymer>
The polymer according to the present disclosure has a structure represented by the following formula (1):
(式(1)中、
R’は、水素原子又はメチル基であり、
L2は、SiO3/2単位、及び、SiO2/2単位を含むポリシロキサン部分であり、SiO2/2単位を構成する少なくとも1つのケイ素原子には、炭素数1~10のアルキル基がケイ素原子に2つ結合しており、
L1は、*―COOR1-**、*-CH2-**、または、*-COOR1-SiR2
2-O-**であり、R1は、炭素数1~10のアルキレン基であり、R2は、各々独立に炭素数1~10のアルキル基であり、*は式(1)中のR’と結合している炭素原子との結合部位であり、**はL2に含まれるSiO3/2単位を構成しているケイ素原子との結合部位である)。
(In formula (1),
R' is a hydrogen atom or a methyl group;
L2 is a polysiloxane moiety containing SiO 3/2 units and SiO 2/2 units, and at least one silicon atom constituting the SiO 2/2 units has two alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms bonded to the silicon atom;
L1 is *-COOR 1 -**, *-CH 2 -**, or *-COOR 1 -SiR 2 2 -O-**, R 1 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, R 2 is each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, * is a bonding site to the carbon atom bonded to R ′ in formula (1), and ** is a bonding site to the silicon atom constituting the SiO 3/2 unit contained in L2).
上述したように、上記構造中のポリシロキサン部分に炭素数1~10のアルキル基がケイ素原子に2つ結合したSiO2/2単位が含まれることで、本開示に係る外添剤粒子が外添されたトナーは、環境に依存した帯電量変化が小さくなると考えられる。また、ポリシロキサン部分にはSiO3/2単位が含まれ、ポリシロキサン部分に3次元的な結合している部分が存在するため、ポリマーが十分な機械的強度を有しやすく、塑性変形しにくい外添剤粒子となりやすいと本発明者らは考えている。 As described above, it is believed that the inclusion of SiO 2/2 units in which two alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms are bonded to a silicon atom in the polysiloxane portion of the structure reduces environmentally dependent change in charge quantity in a toner to which external additive particles according to the present disclosure are externally added. Furthermore, the inventors believe that the inclusion of SiO 3/2 units in the polysiloxane portion and the presence of three-dimensionally bonded portions in the polysiloxane portion make it easier for the polymer to have sufficient mechanical strength, making it easier for the external additive particles to be less susceptible to plastic deformation.
上記L2中に含まれるSiO2/2単位としては、炭素数1~5のアルキル基がケイ素原子に2つ結合したSiO2/2単位であることがより好ましく、炭素数1~3のアルキル基がケイ素原子に2つ結合したSiO2/2単位であることがより好ましい。また、ケイ素原子に結合した2つのアルキル基のうち少なくとも1つがメチル基であるSiO2/2単位であることがより好ましく、さらに好ましくは2つのメチル基がケイ素原子に結合したSiO2/2単位である。 The SiO 2/2 unit contained in L2 is preferably an SiO 2/2 unit in which two alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms are bonded to a silicon atom, and more preferably an SiO 2/2 unit in which two alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms are bonded to a silicon atom. Also, an SiO 2/2 unit in which at least one of the two alkyl groups bonded to the silicon atom is a methyl group is more preferred, and even more preferably an SiO 2/2 unit in which two methyl groups are bonded to the silicon atom.
上記R1は、炭素数1~5のアルキレン基であることが好ましい。また、上記R2は、各々独立に炭素数1~5のアルキル基であることが好ましく、炭素数1~3のアルキル基であることがより好ましい。また、上記L1は、*―COOR1-**であることが好ましい。 The R1 is preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms. Each of the R2 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. The L1 is preferably * -COOR1 -**.
また、L2(ポリシロキサン部分)に含まれる、SiO3/2単位を構成している少なくとも1つのケイ素原子に、下記式(2)で示される基が結合していることが好ましい。
R3-SiO2/2-R4-※・・・(2)
(上記式(2)中、R3は、炭素数1~6のアルキル基であり、R4は、炭素数1~10のアルキレン基であり、※はケイ素原子との結合部位を示す。)
It is also preferred that at least one silicon atom constituting the SiO 3/2 unit contained in L2 (polysiloxane portion) is bonded to a group represented by the following formula (2).
R 3 -SiO 2/2 -R 4 -*...(2)
(In the above formula (2), R3 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R4 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and * indicates the bonding site with the silicon atom.)
ポリシロキサン部分が式(2)で示されるSiO3/2単位を有することで、環境に依存したトナーの帯電量の変化が小さくなり、また、外添剤粒子の機械的強度が高まると本発明者らは推測している。 The present inventors speculate that the polysiloxane portion having the SiO 3/2 unit represented by formula (2) reduces the environmentally dependent change in the charge amount of the toner and increases the mechanical strength of the external additive particles.
上記R3としてより好ましくは炭素数1~3のアルキル基であり、さらに好ましくはメチル基である。上記R4としてより好ましくは炭素数1~5のアルキレン基であり、さらに好ましくは炭素数1~3のアルキレン基である。 R3 is more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and even more preferably a methyl group. R4 is more preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and even more preferably an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms.
また、環境に依存したトナーの帯電量変化の観点から、L2(ポリシロキサン部分)に含まれる、SiO2/2単位を構成する少なくとも1つのケイ素原子に、炭素数1~3のアルキル基と、下記式(3)で示される基とが結合していることが好ましい。
(R32)(R33)(Si(R34)3)Si-R31-※※・・・(3)
(上記式(3)中、R32、R33、及びR34は、それぞれ独立して、炭素数1~3のアルキル基であり、R31は、炭素数1~3のアルキレン基であり、※※はケイ素原子との結合部位である。)
Furthermore, from the viewpoint of environmentally dependent changes in the charge amount of the toner, it is preferable that an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms and a group represented by the following formula (3) are bonded to at least one silicon atom constituting the SiO 2/2 unit contained in L2 (polysiloxane portion).
(R 32 )(R 33 )(Si(R 34 ) 3 )Si-R 31 -※※...(3)
(In the above formula (3), R 32 , R 33 , and R 34 are each independently an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R 31 is an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, and ** is a bonding site to the silicon atom.)
本開示に係るポリマーを得る方法としては、アルコキシ基などの加水分解性基と結合したケイ素原子を含有するビニルモノマーを用いてビニル重合を行い、その後、該加水分解性基の加水分解及び重縮合反応を行ってシロキサン結合を形成させる方法が挙げられる。また、該方法では、先にビニル重合を行うことでポリマーの鎖が形成され、その後の加水分解及び重縮合により該ポリマー中、又は該ポリマー間にシロキサン結合が形成されるため、ビニルポリマーがシロキサン結合により架橋されたポリマーが得られる。即ち、本開示に係るポリマーの好ましい態様の1つとして、ポリマーは、ビニルポリマーがシロキサン結合により架橋されたポリマーであることが好ましい。外添剤粒子が、該ポリマーを含むことで、外添剤粒子の機械的強度が大きくなりやすく、塑性変形が生じにくくなると考えられる。 One method for obtaining the polymer according to the present disclosure is to perform vinyl polymerization using a vinyl monomer containing a silicon atom bonded to a hydrolyzable group such as an alkoxy group, followed by hydrolysis of the hydrolyzable group and polycondensation to form a siloxane bond. In this method, vinyl polymerization is first performed to form a polymer chain, and then hydrolysis and polycondensation form siloxane bonds within or between the polymers, resulting in a polymer in which the vinyl polymer is crosslinked by siloxane bonds. In other words, one preferred aspect of the polymer according to the present disclosure is a polymer in which the vinyl polymer is crosslinked by siloxane bonds. It is believed that including this polymer in the external additive particles increases the mechanical strength of the external additive particles and makes them less susceptible to plastic deformation.
また、上記の方法において、加水分解及び縮重合反応を行う際に、後述するポリシロキサンを添加することで、本開示に係るポリシロキサン部分(L2)がポリマー中に導入される。 Furthermore, in the above method, by adding the polysiloxane described below during the hydrolysis and condensation polymerization reaction, the polysiloxane moiety (L2) according to the present disclosure is introduced into the polymer.
また、本開示の効果が得られやすいと考えられるため、外添剤粒子の質量に対し、本開示に係るポリマーが70質量%以上含有されていることが好ましい。より好ましくは80質量%以上であり、さらに好ましくは、90質量%以上である。 Furthermore, since it is believed that the effects of the present disclosure can be more easily achieved, it is preferable that the polymer according to the present disclosure be contained in an amount of 70% by mass or more relative to the mass of the external additive particles. It is more preferable that the amount be 80% by mass or more, and even more preferable that the amount be 90% by mass or more.
<外添剤粒子のD50>
外添剤粒子の、トナーへの付着力を適切に制御するため、外添剤粒子の体積分布基準の50%粒径をD50としたとき、該D50が、50nm以上200nm以下であることが好ましい。
<D50 of external additive particles>
In order to appropriately control the adhesive force of the external additive particles to the toner, when the 50% particle size of the external additive particles based on volume distribution is defined as D50, it is preferable that D50 is 50 nm or more and 200 nm or less.
<外添剤粒子の製造方法>
外添剤粒子の製造時に、ラジカル重合性基と、加水分解及び重縮合によりシロキサン結合を形成する加水分解性基と、の両方を分子中に含む化合物を用いてラジカル重合反応を行うことが好ましい。その後、下記式(7)で示されるSiO2/2単位及び下記式(8)で示されるSiO2/2単位を有するポリシロキサンを添加して、加水分解性基の加水分解反応及び重縮合反応を行い、重縮合物の粒子を得ることが好ましい。先にラジカル重合反応を行うことで、外添剤粒子に含まれるポリマーの主骨格がビニルポリマー部分となり、トナーを構成する樹脂との親和性が高まりやすくなると考えられ、該外添剤粒子が外添されたトナーの流動性が高まりやすい。本開示において、ラジカル重合性基と加水分解性基の両方を分子中に含むモノマーとして、下記式(4)で示される化合物、下記式(5)で示される化合物、及び下記式(6)で示される化合物からなる群から選択される少なくとも1つの化合物を挙げている。
<Method of manufacturing external additive particles>
During the production of the external additive particles, it is preferable to carry out a radical polymerization reaction using a compound containing both a radically polymerizable group and a hydrolyzable group that forms a siloxane bond by hydrolysis and polycondensation in the molecule. Then, it is preferable to add a polysiloxane having an SiO 2/2 unit represented by the following formula (7) and an SiO 2/2 unit represented by the following formula (8) to carry out a hydrolysis reaction of the hydrolyzable group and a polycondensation reaction to obtain polycondensate particles. By carrying out the radical polymerization reaction first, the main skeleton of the polymer contained in the external additive particles becomes a vinyl polymer moiety, which is thought to increase affinity with the resin that constitutes the toner, and to increase the fluidity of the toner to which the external additive particles are externally added. In the present disclosure, as a monomer containing both a radically polymerizable group and a hydrolyzable group in the molecule, at least one compound selected from the group consisting of a compound represented by the following formula (4), a compound represented by the following formula (5), and a compound represented by the following formula (6) is cited.
即ち、本開示の態様の1つとして、ポリマーを含む外添剤粒子の製造方法であって、
該製造方法が、
(i)下記式(4)で示される化合物、下記式(5)で示される化合物、及び下記式(6)で示される化合物からなる群から選択される少なくとも1つの化合物を含有するモノマー原料のラジカル重合反応を行い、加水分解性基Xを有する重合物を得る工程と、
That is, one aspect of the present disclosure is a method for producing external additive particles containing a polymer, the method comprising:
The manufacturing method comprises:
(i) performing a radical polymerization reaction of a monomer raw material containing at least one compound selected from the group consisting of a compound represented by the following formula (4), a compound represented by the following formula (5), and a compound represented by the following formula (6), to obtain a polymer having a hydrolyzable group X;
(式(4)~(6)中、X1~X7は、それぞれ独立して加水分解性基Xであり、R’は、それぞれ独立して水素原子又はメチル基である。また、R5及びR6は、それぞれ独立して炭素数1~10のアルキレン基であり、R7及びR8は、それぞれ独立して炭素数1~10のアルキル基である。)、
(ii)加水分解性基Yを有する下記のポリシロキサンAを添加する工程と
(ポリシロキサンA:SiO2/2単位を含むポリシロキサンであり、該SiO2/2単位として少なくとも、下記式(7)で示されるSiO2/2単位及び下記式(8)で示されるSiO2/2単位を有するポリシロキサン
(In formulas (4) to (6), X 1 to X 7 each independently represent a hydrolyzable group X, and R' each independently represent a hydrogen atom or a methyl group. R 5 and R 6 each independently represent an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and R 7 and R 8 each independently represent an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.)
(ii) adding the following polysiloxane A having a hydrolyzable group Y (Polysiloxane A: a polysiloxane containing SiO 2/2 units, the SiO 2/2 units being at least SiO 2/2 units represented by the following formula (7) and SiO 2/2 units represented by the following formula (8)
(式(7)中、R9は、炭素数1~10のアルキル基であり、R10は、炭素数1~10のアルキレン基であり、Yは加水分解性基Yである。式(8)中、R11及びR12はそれぞれ独立して炭素数1~10のアルキル基である。))、
(iii)該重合物が有する加水分解性基Xと、該ポリシロキサンAが有する加水分解性基Yとの加水分解反応及び重縮合反応を行うことで、該重合物と該ポリシロキサンAとがシロキサン結合により結合したポリマーを含む粒子を得る工程と、
を含む、
外添剤粒子の製造方法であることが好ましい。
(In formula (7), R 9 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R 10 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and Y is a hydrolyzable group. In formula (8), R 11 and R 12 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.)
(iii) performing a hydrolysis reaction and a polycondensation reaction between the hydrolyzable group X of the polymer and the hydrolyzable group Y of the polysiloxane A to obtain particles containing a polymer in which the polymer and the polysiloxane A are bonded by a siloxane bond;
Including,
The method for producing external additive particles is preferred.
工程(i)で得られた重合物が有する加水分解性基Xと、該ポリシロキサンAが有する加水分解性基Yの、加水分解反応及び重縮合反応を行うことにより、該重合物と該ポリシロキサンAが結合したポリマーが得られる。その結果、該ポリマーが、上記L2で示されるポリシロキサン部分を有するため好ましい。また、該ポリシロキサンAに含まれる、SiO2/2単位を構成する少なくとも1つのケイ素原子には、炭素数1~3のアルキル基と、下記式(3)で示される基とが結合していることが好ましい。
(R32)(R33)(Si(R34)3
O)Si-R31-※※・・・(3)
(上記式(3)中、R32、R33、及びR34は、それぞれ独立して、炭素数1~3のアルキル基であり、R31は、炭素数1~3のアルキレン基であり、※※はケイ素原子との結合部位である。)
A polymer in which the polymer obtained in step (i) and the polysiloxane A are bonded together is obtained by carrying out a hydrolysis reaction and a polycondensation reaction between the hydrolyzable group X of the polymer obtained in step (i) and the hydrolyzable group Y of the polysiloxane A. As a result, the polymer preferably has the polysiloxane moiety represented by L2 above. Furthermore, it is preferable that at least one silicon atom constituting the SiO 2/2 unit contained in the polysiloxane A is bonded to an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms and a group represented by the following formula (3):
(R 32 )(R 33 )(Si(R 34 ) 3 O )Si-R 31 -※※...(3)
(In the above formula (3), R 32 , R 33 , and R 34 are each independently an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R 31 is an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, and ** is a bonding site to the silicon atom.)
また、該製造方法では、ビニルポリマーの分子鎖が形成された後に加水分解及び重縮合を行うため、シロキサン結合の量が過大になりにくく、ケイ素原子の原子数の割合が制御された、外添剤粒子が得られやすくなると考えられる。 In addition, with this manufacturing method, hydrolysis and polycondensation are carried out after the vinyl polymer molecular chains are formed, which is thought to make it easier to obtain external additive particles with a controlled ratio of silicon atoms, making it less likely that the amount of siloxane bonds will become excessive.
式(4)~(6)中、R5~R8の炭素数としてより好ましくは、炭素数1~5である。また、式(7)中のR9としてより好ましくは、炭素数1~6のアルキル基であり、より好ましくは、炭素数1~3のアルキル基であり、さらに好ましくはメチル基であることが好ましい。また、式(7)中のR10としてより好ましくは、炭素数1~5のアルキレン基であり、さらに好ましくは炭素数1~3のアルキレン基である。 In formulas (4) to (6), R 5 to R 8 more preferably have 1 to 5 carbon atoms. R 9 in formula (7) is more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and even more preferably a methyl group. R 10 in formula (7) is more preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and even more preferably an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms.
また、式(8)中のR11及びR12は、炭素数1~5のアルキル基であることがより好ましく、炭素数1~3のアルキル基であることがより好ましく、メチル基であることがさらに好ましい。 Furthermore, R 11 and R 12 in formula (8) are more preferably alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, even more preferably alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms, and even more preferably methyl groups.
本開示に係る加水分解性基とは、ケイ素原子に結合した状態で加水分解を行った際にヒドロキシ基へと変換される官能基、またはヒドロキシ基を意味する。例えば、ヒドロキシ基、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、ヨード基、アルコキシ基、及びアシルオキシ基からなる群より選ばれる少なくとも1つが挙げられる。好ましいアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基が挙げられ、好ましいアシルオキシ基としては、アセトキシ基が挙げられる。本開示に係る加水分解性基として、好ましくはヒドロキシ基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、アセトキシ基であり、さらに好ましくはメトキシ基、エトキシ基である。
本開示に係るラジカル重合性基とは、構造中にラジカル反応性の二重結合を有する置換基を意味する。例えば、ビニル基、アクリロキシアルキル基、メタクリロキシアルキル基などが挙げられる。
The hydrolyzable group according to the present disclosure refers to a functional group that is converted into a hydroxy group when hydrolyzed while bonded to a silicon atom, or a hydroxy group. For example, at least one selected from the group consisting of a hydroxy group, a fluoro group, a chloro group, a bromo group, an iodo group, an alkoxy group, and an acyloxy group can be mentioned. Preferred alkoxy groups include a methoxy group, an ethoxy group, and a propoxy group, and preferred acyloxy groups include an acetoxy group. Preferred hydrolyzable groups according to the present disclosure are a hydroxy group, a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and an acetoxy group, and more preferred are a methoxy group and an ethoxy group.
The radically polymerizable group according to the present disclosure refers to a substituent having a radically reactive double bond in its structure, such as a vinyl group, an acryloxyalkyl group, or a methacryloxyalkyl group.
また、トナーの流動性の観点から、式(4)~式(6)で示される化合物からなる群から選択される少なくとも1つの化合物は、ラジカル重合性基を有するモノマー原料の合計質量に対して、50~80質量%であることが好ましい。より好ましくは、60~75質量%である。 Furthermore, from the viewpoint of toner fluidity, the amount of at least one compound selected from the group consisting of compounds represented by formulas (4) to (6) is preferably 50 to 80% by mass, more preferably 60 to 75% by mass, based on the total mass of the monomer raw materials having a radical polymerizable group.
<ラジカル重合反応(工程(i))>
ラジカル重合反応の方法としては、乳化重合法であることが好ましい。乳化重合法は、水等の媒体と、媒体に難溶なモノマーと、乳化剤(界面活性剤)又はイオン性コモノマーとを混合し、そこに上記媒体に溶解可能な重合開始剤を加えて行う重合法である。また、上記の乳化重合法は、界面活性剤を用いずに重合を行う、ソープフリー乳化重合法であることが好ましい。ソープフリー乳化重合法であることで界面活性剤が外添剤粒子の表面に残留せず、トナー粒子と外添剤粒子の親和性を制御しやすいためであると本発明者らは考えている。
<Radical Polymerization Reaction (Step (i))>
The radical polymerization reaction method is preferably an emulsion polymerization method. The emulsion polymerization method is a polymerization method in which a medium such as water, a monomer that is poorly soluble in the medium, and an emulsifier (surfactant) or an ionic comonomer are mixed, and a polymerization initiator that is soluble in the medium is added thereto. The emulsion polymerization method is also preferably a soap-free emulsion polymerization method in which polymerization is performed without using a surfactant. The present inventors believe that this is because the soap-free emulsion polymerization method prevents the surfactant from remaining on the surface of the external additive particles, making it easier to control the affinity between the toner particles and the external additive particles.
ラジカル重合の際に用いられるラジカル重合開始剤としては、特に限定されないが、好ましくは過硫酸塩、アゾ化合物、及び過酸化物から選ばれる少なくとも1つの化合物であり、より好ましくは、過硫酸塩である。上述したラジカル重合開始剤の量は、特に限定されないが、ラジカル重合性基を有するモノマー原料の合計質量に対して、0.1~10質量%であることが好ましく、好ましくは、0.3~5.0質量%であることがより好ましい。ラジカル重合開始剤が上記範囲内であることで、ラジカル重合を十分に進行させることができ、且つ反応系中の発熱量が過大になりにくいため好ましい。 The radical polymerization initiator used in the radical polymerization is not particularly limited, but is preferably at least one compound selected from persulfates, azo compounds, and peroxides, and more preferably persulfates. The amount of the radical polymerization initiator is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 10% by mass, and more preferably 0.3 to 5.0% by mass, based on the total mass of the monomer raw materials having a radically polymerizable group. A radical polymerization initiator within the above range is preferred because it allows the radical polymerization to proceed sufficiently and prevents excessive heat generation in the reaction system.
ラジカル重合させる際の温度は、使用するラジカル重合開始剤の種類や量によって適宜選択可能であり、30~100℃の範囲であることが好ましく、50~80℃の範囲であることがより好ましい。 The temperature during radical polymerization can be selected appropriately depending on the type and amount of radical polymerization initiator used, and is preferably in the range of 30 to 100°C, and more preferably in the range of 50 to 80°C.
ラジカル重合工程(工程(i)は、6.0≦pH≦8.0の条件下で行うことが好ましい。より好ましくは、6.5≦pH≦7.5である。反応系のpHが上記範囲内であると、ラジカル重合反応の進行中に、加水分解性基の加水分解及び重縮合反応が起こりにくくなると考えられる。そのため、ラジカル重合反応は、緩衝溶液中で行われることが好ましい。緩衝溶液としては特に制限されず、りん酸緩衝液、MES緩衝液など、中性付近のpHを示す緩衝溶液であればよい。 The radical polymerization step (step (i)) is preferably carried out under conditions of 6.0≦pH≦8.0, and more preferably 6.5≦pH≦7.5. When the pH of the reaction system is within this range, it is believed that hydrolysis of hydrolyzable groups and polycondensation reactions are less likely to occur during the radical polymerization reaction. For this reason, the radical polymerization reaction is preferably carried out in a buffer solution. There are no particular restrictions on the buffer solution, and any buffer solution with a near-neutral pH, such as a phosphate buffer solution or an MES buffer solution, will do.
また、ラジカル重合する際に、ラジカル重合性基と加水分解性基の両方を含むモノマーだけでなく、ラジカル重合可能な基を有するその他のモノマーを用いてもよい。 Furthermore, when performing radical polymerization, not only monomers containing both radically polymerizable groups and hydrolyzable groups may be used, but also other monomers having radically polymerizable groups.
その他のモノマーとしては、例えば、アクリル酸やメタクリル酸等の不飽和カルボン酸類、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、クロトン酸エステル類、イタコン酸エステル類、マレイン酸エステル類、フマール酸エステル類等の不飽和カルボン酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、スチレン、α-スチレン、ジビニルベンゼン等の芳香族ビニル化合物、酢酸ビニル等のビニルエステル類、塩化ビニル等のハロゲン化ビニル化合物等のビニル化合物類等が挙げられる。これらの1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。また、ラジカル重合可能な基を2個以上含有するジビニルベンゼン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート等のモノマーを用いてもよい。 Other monomers include, for example, unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid; unsaturated carboxylic acid esters such as acrylic acid esters, methacrylic acid esters, crotonates, itaconic acid esters, maleates, and fumarates; acrylamides, methacrylamides; aromatic vinyl compounds such as styrene, α-styrene, and divinylbenzene; vinyl esters such as vinyl acetate; and vinyl compounds such as halogenated vinyl compounds such as vinyl chloride. These may be used alone or in combination. Monomers containing two or more radically polymerizable groups, such as divinylbenzene, trimethylolpropane trimethacrylate, and ethylene glycol dimethacrylate, may also be used.
<加水分解反応及び重縮合反応(工程(iii))>
本開示に係る製造方法は上述のラジカル重合反応の後、上記のポリシロキサンAを添加し、加水分解反応及び重縮合反応を行う。
<Hydrolysis reaction and polycondensation reaction (step (iii))>
In the production method according to the present disclosure, after the above-mentioned radical polymerization reaction, the above-mentioned polysiloxane A is added, and a hydrolysis reaction and a polycondensation reaction are carried out.
加水分解反応及び重縮合反応の方法としては特に制限されないが、ラジカル重合して得られた粒子を含むエマルジョンに酸、塩基などの触媒を添加して、そのまま加水分解、重縮合を行いポリマーの粒子を得る工程であることが好ましい。また、ラジカル重合して得られた粒子を瀘過、遠心分離、減圧濃縮等の操作を行ってエマルジョンから単離した後、触媒を添加して加水分解、重縮合させてもよい。また、本開示に係る工程(iii)は10.0≦pH≦12.0の条件下において、反応を行う工程を有することが好ましい。 The methods for the hydrolysis reaction and polycondensation reaction are not particularly limited, but a preferred process involves adding a catalyst such as an acid or base to an emulsion containing particles obtained by radical polymerization, and then carrying out hydrolysis and polycondensation in that state to obtain polymer particles. Alternatively, the particles obtained by radical polymerization may be isolated from the emulsion by filtration, centrifugation, vacuum concentration, or other procedures, and then a catalyst may be added to carry out hydrolysis and polycondensation. Furthermore, step (iii) according to the present disclosure preferably includes a step of carrying out the reaction under conditions of 10.0≦pH≦12.0.
ラジカル重合反応による粒子形成後の加水分解や重縮合反応をさせるにあたり、酢酸、塩酸、アンモニア、尿素、アルカノールアミン、テトラアルキルアンモニウムハイドロオキサイド、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物等の触媒を用いてもよい。 When carrying out hydrolysis or polycondensation reactions after particle formation by radical polymerization, catalysts such as acetic acid, hydrochloric acid, ammonia, urea, alkanolamine, tetraalkylammonium hydroxide, alkali metal hydroxide, and alkaline earth metal hydroxide may be used.
重縮合をより促進させる観点からより好ましい触媒としては、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラブトキシド、ジイソプロポキシ-ビス(アセチルアセトネート)チタネート等の有機チタン化合物、アルミニウムトリイソプロポキシド、アルミニウムトリsec-ブトキシド、アルミニウムトリスアセチルアセトネート、アルミニウムイソプロポキシド-ビスアセチルアセトネート等の有機アルミニウム化合物、ジルコニウムテトラブトキシド、テトラキス(アセチルアセトネート)ジルコニウム等の有機ジルコニウム化合物、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジエチルヘキサノエート、ジブチル錫ジマレエート等の有機錫化合物、酸性リン酸エステル等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。中でも、有機錫化合物及び酸性リン酸エステルからなる群から選ばれる少なくとも1つが好ましい。 More preferred catalysts from the perspective of further accelerating polycondensation include organic titanium compounds such as titanium tetraisopropoxide, titanium tetrabutoxide, and diisopropoxy-bis(acetylacetonate)titanate; organic aluminum compounds such as aluminum triisopropoxide, aluminum trisec-butoxide, aluminum trisacetylacetonate, and aluminum isopropoxide-bisacetylacetonate; organic zirconium compounds such as zirconium tetrabutoxide and tetrakis(acetylacetonate)zirconium; organic tin compounds such as dibutyltin diacetate, dibutyltin diethylhexanoate, and dibutyltin dimaleate; and acidic phosphate esters. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, at least one selected from the group consisting of organic tin compounds and acidic phosphate esters is preferred.
また、外添剤粒子の製造時に用いる溶媒中には、水や触媒以外の有機溶剤が含有されてもよい。有機溶剤の具体例としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブタノール、sec-ブタノール、t-ブタノール、ペンタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、酢酸エチル等のエステル類、イソオクタン、シクロヘキサン等の(シクロ)パラフィン類、ジオキサン、ジエチルエーテル等のエーテル類、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素類等が挙げられる。2種以上を混合して用いてもよい。 The solvent used in producing the external additive particles may also contain organic solvents other than water and catalysts. Specific examples of organic solvents include alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, t-butanol, pentanol, ethylene glycol, propylene glycol, and 1,4-butanediol; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; esters such as ethyl acetate; (cyclo)paraffins such as isooctane and cyclohexane; ethers such as dioxane and diethyl ether; and aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene. Two or more organic solvents may also be used in combination.
加水分解反応及び重縮合反応は、例えば、ラジカル重合反応で作製したエマルジョンに適宜触媒を添加し、0~100℃、好ましくは0~70℃の範囲で、3~24時間攪拌することによって行うことができる。 The hydrolysis reaction and polycondensation reaction can be carried out, for example, by adding an appropriate catalyst to the emulsion prepared by the radical polymerization reaction and stirring at a temperature in the range of 0 to 100°C, preferably 0 to 70°C, for 3 to 24 hours.
<後処理>
上記のようにラジカル重合及び加水分解・重縮合を行って得られる粒子を、瀘過、遠心分離、減圧濃縮、噴霧乾燥、瞬間真空乾燥等の方法を用いてスラリーより単離した後、30~100℃で乾燥処理を行うことが好ましい。より好ましくは30~80℃、さらに好ましくは50~70℃で乾燥処理を行うことが好ましい。該乾燥処理を行うことで、適当な帯電特性、ならびに適当な機械的強度を有する外添剤粒子が得られやすい。
<Post-processing>
The particles obtained by carrying out the radical polymerization and hydrolysis/polycondensation as described above are isolated from the slurry by a method such as filtration, centrifugation, vacuum concentration, spray drying, or flash vacuum drying, and then preferably subjected to a drying treatment at 30 to 100° C., more preferably at 30 to 80° C., and even more preferably at 50 to 70° C. By carrying out such a drying treatment, external additive particles having appropriate charging properties and appropriate mechanical strength are likely to be obtained.
トナーの帯電性の観点から、上記の製造から得られる外添剤粒子の表面に残存する水酸基の処理や負の帯電量を調節するために、表面処理剤を用いて、外添剤粒子の表面処理を行うことが好ましい。該表面処理剤としては、オルガノアルコキシシランやヘキサメチルジシラザンなどのケイ素化合物、又はテトラブチルチタネートなどのチタン化合物あるいはこれらの加水分解・縮合物が挙げられる。 From the perspective of toner chargeability, it is preferable to treat the surface of the external additive particles obtained by the above production process with a surface treatment agent to treat any hydroxyl groups remaining on the surface and adjust the amount of negative charge. Examples of such surface treatment agents include silicon compounds such as organoalkoxysilane and hexamethyldisilazane, titanium compounds such as tetrabutyl titanate, and hydrolyzates and condensates of these.
上記の表面処理を行う方法としては、外添剤粒子の表面が、上記の表面処理剤で被覆された状態にすることができるものであれば、特に制限されない。例えば、外添剤粒子を適当な容器中に投入し、次いで表面処理剤を投入したのち、攪拌しながら室温(25℃±5℃)~100℃程度の温度で3~24時間混合し、接触させることにより行なうことができる。この場合に、表面処理剤をメタノールなどの溶媒に溶解させ、これを徐々に滴下しながら混合・接触を行なうことによりさらに均一に表面処理を行うことができる。なお、外添剤の表面に存在する表面処理剤の量は、表面処理剤の種類、表面処理の時間、及び外添剤の粒径等を適宜選択することにより調整することができる。このようにして表面処理した被処理物を、必要に応じて、例えばアルコール等で洗浄処理することにより、不要物が除去された外添剤を得ることができる。 The surface treatment method is not particularly limited, as long as it can coat the surfaces of the external additive particles with the surface treatment agent. For example, the external additive particles can be placed in a suitable container, followed by the surface treatment agent, and then the mixture is mixed and contacted with the external additive particles while stirring at room temperature (25°C ± 5°C) to approximately 100°C for 3 to 24 hours. In this case, a more uniform surface treatment can be achieved by dissolving the surface treatment agent in a solvent such as methanol and gradually adding this dropwise while mixing and contacting the particles. The amount of surface treatment agent present on the surface of the external additive can be adjusted by appropriately selecting the type of surface treatment agent, the surface treatment time, the particle size of the external additive, and other factors. If necessary, the surface-treated object can be washed with, for example, alcohol to obtain an external additive from which unnecessary substances have been removed.
<トナー>
また、本開示に係る外添剤粒子は、トナー粒子の表面に含有されることが好ましい。即ち、本開示の態様の1つとして、トナー粒子及び該トナー粒子の表面の外添剤を含有するトナーであって、該外添剤が、本開示に係る外添剤粒子であるトナーであることが好ましい。
<Toner>
Furthermore, the external additive particles according to the present disclosure are preferably contained on the surface of toner particles. That is, one aspect of the present disclosure is a toner containing toner particles and an external additive on the surface of the toner particles, wherein the external additive is the external additive particle according to the present disclosure.
トナー粒子は結着樹脂を含有することが好ましい。該結着樹脂としては、ポリエステル系樹脂、ビニル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂が挙げられる。 The toner particles preferably contain a binder resin. Examples of such binder resins include polyester resins, vinyl resins, epoxy resins, and polyurethane resins.
結着樹脂は、保存安定性の観点から、ガラス転移点(Tg)が45~70℃であることが好ましい。 From the standpoint of storage stability, it is preferable that the binder resin have a glass transition point (Tg) of 45 to 70°C.
<トナー粒子の製造方法>
本開示に係るトナー粒子の製造方法は特に限定されず、例えば粉砕法や、乳化重合法、懸濁重合法及び溶解懸濁法などの重合法を用いることができる。
<Method of manufacturing toner particles>
The method for producing the toner particles according to the present disclosure is not particularly limited, and for example, a pulverization method or a polymerization method such as an emulsion polymerization method, a suspension polymerization method, or a solution suspension method can be used.
粉砕法について説明する。粉砕法では、まず、トナー粒子を構成する結着樹脂、着色剤、ワックス、荷電制御剤等を、ヘンシェルミキサー、ボールミル等の混合機により充分に混合する。次いで、得られた混合物を二軸混練押出機、加熱ロール、ニーダー、エクストルーダー等の熱混練機を用いて溶融混練し、冷却固化後、粉砕及び分級を行う。これによって、トナー粒子が得られる。 The pulverization method will now be explained. In this method, the binder resin, colorant, wax, charge control agent, etc. that make up the toner particles are first thoroughly mixed using a mixer such as a Henschel mixer or ball mill. The resulting mixture is then melted and kneaded using a thermal mixer such as a twin-screw kneading extruder, heated roll, kneader, or extruder, and after cooling and solidifying, is pulverized and classified. This produces toner particles.
混練機としては、以下のものが挙げられる。KRCニーダー(栗本鉄工所社製);ブス・コ・ニーダー(Buss社製);TEM型押し出し機(東芝機械社製);TEX二軸混練機(日本製鋼所社製);PCM混練機(池貝鉄工所社製);三本ロールミル、ミキシングロールミル、ニーダー(井上製作所社製);ニーデックス(三井鉱山社製);MS式加圧ニーダー、ニーダールーダー(日本スピンドル社製);バンバリーミキサー(神戸製鋼所社製)。 Examples of kneading machines include the following: KRC kneader (manufactured by Kurimoto Iron Works); Buss-Co kneader (manufactured by Buss); TEM extruder (manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.); TEX twin-screw kneader (manufactured by The Japan Steel Works); PCM kneader (manufactured by Ikegai Iron Works); three-roll mill, mixing roll mill, kneader (manufactured by Inoue Seisakusho); Kneadex (manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.); MS-type pressure kneader, kneader-ruder (manufactured by Nippon Spindle Co., Ltd.); Banbury mixer (manufactured by Kobe Steel, Ltd.).
粉砕機としては、以下のものが挙げられる。カウンタージェットミル、ミクロンジェット、イノマイザ(ホソカワミクロン社製);IDS型ミル、PJMジェット粉砕機(日本ニューマチック工業社製);クロスジェットミル(栗本鉄工所社製);ウルマックス(日曹エンジニアリング社製);SKジェット・オー・ミル(セイシン企業社製);クリプトロン(川崎重工業社製);ターボミル(ターボエ業社製);スーパーローター(日清エンジニアリング社製)。 Examples of pulverizers include: Counter Jet Mill, Micron Jet, Inomizer (manufactured by Hosokawa Micron Corporation); IDS type mill, PJM jet pulverizer (manufactured by Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd.); Cross Jet Mill (manufactured by Kurimoto Iron Works); Urmax (manufactured by Nisso Engineering Co., Ltd.); SK Jet O Mill (manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.); Kryptron (manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.); Turbo Mill (manufactured by Turbo Industrial Co., Ltd.); Super Rotor (manufactured by Nisshin Engineering Co., Ltd.).
分級機としては、以下のものが挙げられる。クラッシール、マイクロンクラッシファイアー、スペディッククラシファイアー(セイシン企業社製);ターボクラッシファイアー(日清エンジニアリング社製);ミクロンセパレータ、ターボプレックス(ATP)、TSPセパレータ(ホソカワミクロン社製);エルボージェット(日鉄鉱業社製)、ディスパージョンセパレータ(日本ニューマチックエ業社製);YMマイクロカット(安川商事社製)。 Classifiers include the following: Cruseal, Micron Classifier, and Spedic Classifier (manufactured by Seishin Enterprises); Turbo Classifier (manufactured by Nisshin Engineering); Micron Separator, Turboplex (ATP), and TSP Separator (manufactured by Hosokawa Micron Corporation); Elbow Jet (manufactured by Nittetsu Mining Co., Ltd.), Dispersion Separator (manufactured by Nippon Pneumatic Industry Co., Ltd.); and YM Microcut (manufactured by Yaskawa Shoji Co., Ltd.).
懸濁重合法について説明する。懸濁重合法では、まず、結着樹脂を生成しうる重合性単量体、及び必要に応じて各種添加物を混合し、分散機を用いて、該材料を溶解又は分散させた重合性単量体組成物を調製する。各種添加物として、着色剤、ワックス、荷電制御剤、重合開始剤、連鎖移動剤などが挙げられる。分散機としては、ホモジナイザー、ボールミル、コロイドミル、又は超音波分散機が挙げられる。次いで、重合性単量体組成物を、難水溶性の無機微粒子を含有する水系媒体中に投入し、高速撹拌機又は超音波分散機などの高速分散機を用いて、重合性単量体組成物の液滴を調製する(造粒工程)。その後、該液滴中の重合性単量体を重合してトナー粒子を得る(重合工程)。重合開始剤は、重合性単量体組成物を調製する際に混合してもよく、水系媒体中に液滴を形成させる直前に重合性単量体組成物中に混合してもよい。また、液滴の造粒中や造粒完了後、即ち重合反応を開始する直前に、必要に応じて重合性単量体や他の溶媒に溶解した状態で加えることもできる。重合性単量体を重合して結着樹脂を得たあと、必要に応じて脱溶剤処理を行い、トナー粒子の分散液を得るとよい。 The suspension polymerization method is described below. In the suspension polymerization method, a polymerizable monomer capable of forming a binder resin and various additives, if necessary, are first mixed together to prepare a polymerizable monomer composition by dissolving or dispersing the materials using a disperser. Examples of additives include colorants, waxes, charge control agents, polymerization initiators, and chain transfer agents. Examples of dispersers include homogenizers, ball mills, colloid mills, and ultrasonic dispersers. Next, the polymerizable monomer composition is added to an aqueous medium containing poorly water-soluble inorganic fine particles, and droplets of the polymerizable monomer composition are prepared using a high-speed disperser such as a high-speed stirrer or ultrasonic disperser (granulation process). The polymerizable monomer in the droplets is then polymerized to obtain toner particles (polymerization process). The polymerization initiator may be added when preparing the polymerizable monomer composition, or it may be added to the polymerizable monomer composition immediately before forming droplets in the aqueous medium. Alternatively, the solvent may be added as a solution in a polymerizable monomer or another solvent during or after the granulation of the droplets, i.e., immediately before the polymerization reaction begins. After the polymerizable monomer is polymerized to obtain a binder resin, a solvent removal process may be carried out as necessary to obtain a dispersion of toner particles.
<トナー粒子への外添剤の外添方法>
本開示に係るトナーは、トナー粒子と外添剤をヘンシェルミキサーの如き混合機により、混合して得ることができる。
<Method of Adding External Additives to Toner Particles>
The toner according to the present disclosure can be obtained by mixing toner particles and external additives using a mixer such as a Henschel mixer.
混合機としては、以下のものが挙げられる。ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製);スーパーミキサー(カワタ社製);リボコーン(大川原製作所社製);ナウターミキサー、タービュライザー、サイクロミックス(ホソカワミクロン社製);スパイラルピンミキサー(太平洋機工社製);レーディゲミキサー(マツボー社製)。 Examples of mixers include the following: Henschel Mixer (manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.); Super Mixer (manufactured by Kawata Corporation); Ribocone (manufactured by Okawara Manufacturing Co., Ltd.); Nauta Mixer, Turbulizer, Cyclomix (manufactured by Hosokawa Micron Corporation); Spiral Pin Mixer (manufactured by Pacific Machinery Works Co., Ltd.); and Lödige Mixer (manufactured by Matsubo Corporation).
また、トナー粒子は、その表面に、上記の外添剤粒子を含有するとともに、その他の外添剤を含有することが好ましい。その他の外添剤としては例えば、以下のものが挙げられる。 Furthermore, it is preferable that the toner particles contain the above-mentioned external additive particles on their surfaces as well as other external additives. Examples of other external additives include the following:
フッ化ビニリデン微粉末、ポリテトラフルオロエチレン微粉末の如きフッ素系樹脂粉末;湿式製法シリカ、乾式製法シリカの如き微粉末シリカ、微粉末酸化チタン、微粉末アルミナ、それらをシラン化合物、チタンカップリング剤、シリコーンオイルにより表面処理を施した処理シリカ;酸化亜鉛、酸化スズの如き酸化物;チタン酸ストロンチウムやチタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、ジルコン酸ストロンチウムやジルコン酸カルシウムの如き複酸化物;炭酸カルシウム及び、炭酸マグネシウムの如き炭酸塩化合物等。 Fluorine-based resin powders such as vinylidene fluoride fine powder and polytetrafluoroethylene fine powder; fine powder silica such as wet-process silica and dry-process silica, fine powder titanium oxide, fine powder alumina, and treated silica which has been surface-treated with a silane compound, titanium coupling agent, or silicone oil; oxides such as zinc oxide and tin oxide; double oxides such as strontium titanate, barium titanate, calcium titanate, strontium zirconate, and calcium zirconate; carbonate compounds such as calcium carbonate and magnesium carbonate, etc.
<トナーの各種添加剤>
トナーは、必要により、着色剤、ワックス、磁性体、荷電制御剤などから選ばれる1種以上の添加剤を含有してもよい。トナーに用いられる各種添加剤について具体的に記載する。
<Various additives in toner>
If necessary, the toner may contain one or more additives selected from colorants, waxes, magnetic materials, charge control agents, etc. Various additives used in the toner will be specifically described below.
<磁性体>
トナーに磁性粒子を含有させ、磁性トナーとしても使用してもよい。この場合、磁性粒子は着色剤としての役割を有していてもよい。
<Magnetic material>
The toner may contain magnetic particles and be used as a magnetic toner. In this case, the magnetic particles may also serve as a colorant.
磁性トナー中に含まれる磁性粒子としては、以下のものが挙げられる。 Examples of magnetic particles contained in magnetic toner include:
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あるいはこれらの金属とアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ビスマス、カルシウム、マンガン、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。 Iron oxides such as magnetite, hematite, and ferrite, metals such as iron, cobalt, and nickel, or alloys and mixtures of these metals with metals such as aluminum, cobalt, copper, lead, magnesium, tin, zinc, antimony, bismuth, calcium, manganese, titanium, tungsten, and vanadium.
上記磁性粒子の平均粒子径が2μm以下であることが好ましい。より好ましくは0.05μm以上0.5μm以下である。また、上記磁性粒子の含有割合としては、結着樹脂100質量部に対し、20質量部以上200質量部以下であることが好ましく、より好ましくは結着樹脂100質量部に対し、40質量部以上150質量部以下である。 The average particle size of the magnetic particles is preferably 2 μm or less, and more preferably 0.05 μm or more and 0.5 μm or less. Furthermore, the content of the magnetic particles is preferably 20 parts by weight or more and 200 parts by weight or less per 100 parts by weight of the binder resin, and more preferably 40 parts by weight or more and 150 parts by weight or less per 100 parts by weight of the binder resin.
<着色剤>
着色剤としては例えば以下のものが挙げられる。
<Coloring Agent>
Examples of colorants include the following:
黒色着色剤として、例えば、カーボンブラック、グラフト化カーボンや以下に示すイエロー/マゼンタ/シアン着色剤を用い黒色に調色されたもの。 Black colorants include, for example, carbon black, grafted carbon, and the yellow, magenta, and cyan colorants listed below, which are used to tone the color black.
イエロー着色剤として、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アンスラキノン化合物、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。 Yellow colorants include compounds such as condensed azo compounds, isoindolinone compounds, anthraquinone compounds, azo metal complexes, methine compounds, and allylamide compounds.
マゼンタ着色剤として、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、ペリレン化合物等が挙げられる。シアン着色剤としては、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アントラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物等。 Magenta colorants include condensed azo compounds, diketopyrrolopyrrole compounds, anthraquinones, quinacridone compounds, basic dye lake compounds, naphthol compounds, benzimidazolone compounds, thioindigo compounds, and perylene compounds. Cyan colorants include copper phthalocyanine compounds and their derivatives, anthraquinone compounds, and basic dye lake compounds.
着色剤は、単独又は混合し更には固溶体の状態で用いることができる。また、着色剤は、色相角、彩度、明度、耐候性、OHP透明性、トナー中への分散性の点から選択される。 Colorants can be used alone or in mixtures, or even in the form of a solid solution. Furthermore, colorants are selected based on hue angle, saturation, brightness, weather resistance, transparency for overhead projectors, and dispersibility in toner.
着色剤の含有割合は、結着樹脂100質量部に対し、1質量部以上20質量部以下であることが好ましい。 The colorant content is preferably 1 part by weight or more and 20 parts by weight or less per 100 parts by weight of binder resin.
<ワックス>
ワックスとしては例えば以下のものが挙げられる。
<Wax>
Examples of waxes include the following:
低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、ポリオレフィン共重合物、ポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックス、酸化ポリエチレンワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物、脂肪族炭化水素系ワックスのブロック共重合物、及びそれらの酸化物。 Low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, polyolefin copolymers, polyolefin wax, microcrystalline wax, paraffin wax, aliphatic hydrocarbon waxes such as Fischer-Tropsch wax, oxides of aliphatic hydrocarbon waxes such as oxidized polyethylene wax, block copolymers of aliphatic hydrocarbon waxes, and oxides thereof.
カルナバワックスのような脂肪酸エステルを主成分とするエステルワックス類;脱酸カルナバワックスのような脂肪酸エステル類を一部又は全部を脱酸化したもの。 Ester waxes whose main component is fatty acid esters, such as carnauba wax; partially or completely deoxidized fatty acid esters, such as deoxidized carnauba wax.
<荷電制御剤>
荷電制御剤としては特に制限されないが、有機金属錯体、キレート化合物であることが好ましい。例えば、モノアゾ金属錯体;アセチルアセトン金属錯体;芳香族ヒドロキシカルボン酸又は芳香族ジカルボン酸の金属錯体又は金属塩が挙げられる。
<Charge control agent>
The charge control agent is not particularly limited, but is preferably an organic metal complex or a chelate compound, such as a monoazo metal complex, an acetylacetone metal complex, or a metal complex or metal salt of an aromatic hydroxycarboxylic acid or an aromatic dicarboxylic acid.
使用できる具体的な例としては、Spilon Black TRH、T-77、T-95(保土谷化学社)、BONTRON(登録商標)S-34、S-44、S-54、E-84、E-88、E-89(オリヱント化学社)が挙げられる。また、荷電制御樹脂も上述の荷電制御剤と併用することもできる。 Specific examples that can be used include Spilon Black TRH, T-77, and T-95 (Hodogaya Chemical Co., Ltd.), and BONTRON (registered trademark) S-34, S-44, S-54, E-84, E-88, and E-89 (Orient Chemical Co., Ltd.). Charge control resins can also be used in combination with the charge control agents described above.
<現像剤>
トナーは、一成分系現像剤としても使用できるが、ドット再現性をより向上させるために、また、長期にわたり安定した画像を供給するために、磁性キャリアと混合して二成分系現像剤として用いてもよい。
<Developer>
The toner can be used as a one-component developer, but in order to further improve dot reproducibility and to provide stable images over a long period of time, it may also be mixed with a magnetic carrier and used as a two-component developer.
該磁性キャリアとしては、例えば、表面が酸化された鉄、表面が酸化されていない鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類等の金属及びそれらの合金又は酸化物が好ましく使用される。 Preferred magnetic carriers include, for example, surface-oxidized iron, non-oxidized iron, nickel, cobalt, manganese, chromium, rare earth metals, and alloys or oxides thereof.
また、磁性キャリアの表面に、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、ポリエステルを含有又は被覆させたものが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the surface of the magnetic carrier contains or is coated with styrene-based resin, acrylic-based resin, silicone-based resin, fluorine-based resin, or polyester.
<各種測定方法等>
以下、各種の測定方法等に関して記載する。
<Various measurement methods, etc.>
Various measurement methods will be described below.
<外添剤粒子中に存在する炭素原子、酸素原子、及びケイ素原子の原子数の合計に対するケイ素原子の原子数の割合、及び炭素原子とケイ素原子の存在量比の測定方法>
・炭素原子及び酸素原子
外添剤粒子中に存在する炭素原子及び酸素原子の濃度(原子%)は、燃焼による元素分析を用いて算出する。元素分析の装置を以下に示す。
使用装置:PerkinElmer社製 2400II 全自動元素分析装置
・ケイ素原子
外添剤粒子中に存在するケイ素原子の濃度(原子%)は、アルカリ融解による誘導結合プラズマ発光分析(ICP-AES)による元素分析を用いて測定する。ICP-AESの装置を以下に示す。
使用装置:島津製作所社製 ICPS-8100
得られた組成比率をモル%に換算することで、その換算した値を用いて、外添剤粒子中の炭素原子、酸素原子、及びケイ素原子の原子数の合計に対する、ケイ素原子の原子数の割合を算出する。
<Method for measuring the ratio of the number of silicon atoms to the total number of carbon atoms, oxygen atoms, and silicon atoms present in external additive particles, and the abundance ratio of carbon atoms to silicon atoms>
Carbon atoms and oxygen atoms The concentrations (atomic %) of carbon atoms and oxygen atoms present in the external additive particles are calculated using elemental analysis by combustion. The device for elemental analysis is shown below.
Device used: PerkinElmer 2400II fully automatic elemental analyzer, silicon atoms The concentration (atomic %) of silicon atoms present in the external additive particles is measured using elemental analysis by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES) using alkali fusion. The ICP-AES device is shown below.
Equipment used: Shimadzu ICPS-8100
The obtained composition ratio is converted into mole percent, and the converted value is used to calculate the ratio of the number of silicon atoms to the total number of carbon atoms, oxygen atoms, and silicon atoms in the external additive particles.
<微粒子試料の体積分布基準の50%粒径(D50)の測定方法>
微粒子試料の体積分布基準の50%粒径(D50)の測定には、動的光散乱式粒度分布計ナノトラックUPA-EX150(日機装製)を用いる。具体的には、レンジを0.001μm~10μmに設定し、以下の手順に従って測定する。
<Method for measuring the 50% particle size (D50) of a particle sample based on volume distribution>
The 50% particle size (D50) based on volume distribution of the fine particle sample is measured using a dynamic light scattering particle size distribution analyzer Nanotrac UPA-EX150 (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). Specifically, the range is set to 0.001 μm to 10 μm, and the measurement is performed according to the following procedure.
測定試料の凝集を防ぐため、ファミリーフレッシュ(花王株式会社製)を含む水溶液中に、測定試料が分散した分散液を投入して撹拌する。撹拌後、測定試料を上記装置に注入し、2回測定を行ってその平均値を求める。 To prevent aggregation of the measurement sample, a dispersion of the measurement sample is poured into an aqueous solution containing Family Fresh (manufactured by Kao Corporation) and stirred. After stirring, the measurement sample is poured into the above device and measured twice to determine the average value.
測定条件としては、測定時間を30秒とし、試料粒子屈折率を1.49とし、分散媒を水とし、分散媒屈折率を1.33とする。 The measurement conditions are: measurement time 30 seconds, sample particle refractive index 1.49, dispersion medium water, dispersion medium refractive index 1.33.
測定試料の体積粒度分布を測定し、測定結果から累積体積分布における小粒子径側からの累積体積が50%になる粒子径を、各微粒子の体積分布基準の50%粒径(D50)とする。 Measure the volumetric particle size distribution of the measurement sample, and from the measurement results, the particle diameter at which the cumulative volume from the small particle diameter side in the cumulative volume distribution is 50% is taken as the 50% particle diameter (D50) based on the volume distribution of each microparticle.
以下、実施例により本開示を詳細に説明するが、本開示はこれらの実施例に限定されない。なお、特に断りのない限り、「部」及び「%」は、それぞれ「質量部」及び「質量%」を意味する。 The present disclosure will be explained in detail below using examples, but the present disclosure is not limited to these examples. Unless otherwise specified, "parts" and "%" mean "parts by mass" and "% by mass," respectively.
<実施例1>
<外添剤1の製造例>
温度計、還流冷却器、窒素ガス導入管、攪拌器を装着したガラス製反応器に下記材料を投入した。
・りん酸緩衝液(pH=7.0、りん酸二水素ナトリウム二水和物(キシダ化学社製)及びりん酸水素二ナトリウム十二水和物(キシダ化学社製)を用いて調製) 200部
・p-スチレンスルホン酸ナトリウム(キシダ化学社製) 0.13部
・ラジカル重合性基と加水分解性基を有するモノマー:メタクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピル(東京化成工業社製) 11.0部
・非加水分解性モノマー:スチレン(東京化成工業社製) 4.7部
続いて、窒素ガスを通気しながら65~70℃に加温し、30分撹拌した後、開始剤として、ペルオキソ二硫酸カリウム(キシダ化学社製)0.51部を添加し、6時間撹拌することでビニル重合を行い、粒子のエマルジョンを得た。得られた粒子のエマルジョンに、アンモニア処理として、28質量%アンモニア水(キシダ化学社製)を添加してエマルジョンのpHを11.0にした後、ポリシロキサン(B)としてKF-9908(信越化学工業社製)0.19部を添加した。そして、温度50℃にて24時間撹拌することで、粒子およびポリシロキサンB中に含まれる加水分解性基の加水分解、及び重縮合を行った。その後、過剰な溶質を除去するために限外濾過を行い、濃縮/濾過を計5回繰り返した。その後、スプレードライにより乾燥し、体積分布基準の50%粒径(以下、D50と記載する。)が130nmの外添剤1を得た。外添剤1の物性を表2に示す。
Example 1
<Production Example of External Additive 1>
The following materials were placed in a glass reactor equipped with a thermometer, a reflux condenser, a nitrogen gas inlet tube, and a stirrer.
Phosphate buffer solution (pH = 7.0, prepared using sodium dihydrogen phosphate dihydrate (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) and disodium hydrogen phosphate dodecahydrate (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.)) 200 parts Sodium p-styrenesulfonate (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) 0.13 parts Monomer having a radical polymerizable group and a hydrolyzable group: 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 11.0 parts Non-hydrolyzable monomer: styrene (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 4.7 parts Subsequently, the mixture was heated to 65 to 70°C while aerating nitrogen gas and stirred for 30 minutes, after which 0.51 parts of potassium peroxodisulfate (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) was added as an initiator, and the mixture was stirred for 6 hours to carry out vinyl polymerization, thereby obtaining an emulsion of particles. To the obtained particle emulsion, 28% by mass ammonia water (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) was added as an ammonia treatment to adjust the pH of the emulsion to 11.0, and then 0.19 parts of KF-9908 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added as polysiloxane (B). The mixture was then stirred at a temperature of 50°C for 24 hours to hydrolyze the hydrolyzable groups contained in the particles and polysiloxane B, and polycondensation was carried out. Ultrafiltration was then carried out to remove excess solute, and concentration/filtration was repeated a total of five times. The mixture was then dried by spray drying to obtain external additive 1 having a 50% particle size based on volume distribution (hereinafter referred to as D50) of 130 nm. The physical properties of external additive 1 are shown in Table 2.
<トナー粒子1の製造例>
下記材料をヘンシェルミキサーで前混合した後、2軸押出機(商品名:PCM-30、池貝鉄工所社製)を用いて、吐出口における溶融物温度が150℃になるように、温度を設定し、溶融混練し、混練物を得た。
・非晶性ポリエステル(ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加体/テレフタル酸=50/50、数平均分子量:3000、酸価:12) 100部
・磁性酸化鉄粒子 75部
・フィッシャートロプッシュワックス(サゾール社製C105、融点:105℃) 2部
・荷電制御剤(保土谷化学社製、T-77) 2部
得られた混練物を冷却し、ハンマーミルで粗粉砕した後、粉砕機(商品名:ターボミルT250、ターボ工業社製)を用いて微粉砕し、微粉砕粉末を得た。得られた微粉砕粉末を、コアンダ効果を利用した多分割分級機を用いて分級して、重量平均粒径7.2μmのトナー粒子1を得た。
<Production Example of Toner Particle 1>
The following materials were premixed in a Henschel mixer, and then melt-kneaded using a twin-screw extruder (trade name: PCM-30, manufactured by Ikegai Iron Works Co., Ltd.) at a temperature set so that the melt temperature at the discharge outlet would be 150°C, to obtain a kneaded material.
Amorphous polyester (propylene oxide adduct of bisphenol A/terephthalic acid = 50/50, number average molecular weight: 3000, acid value: 12) 100 parts, magnetic iron oxide particles 75 parts, Fischer-Tropsch wax (C105 manufactured by Sasol Corporation, melting point: 105°C) 2 parts, charge control agent (T-77 manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 2 parts. The resulting kneaded product was cooled, coarsely pulverized using a hammer mill, and then finely pulverized using a pulverizer (product name: Turbo Mill T250, manufactured by Turbo Kogyo Co., Ltd.) to obtain a finely pulverized powder. The obtained finely pulverized powder was classified using a multi-division classifier utilizing the Coanda effect to obtain toner particles 1 having a weight average particle size of 7.2 μm.
<トナー1の製造例>
トナー粒子1への外添剤の外添は乾式で行った。ヘンシェルミキサーに100.0部のトナー粒子1、1.3部の外添剤1及び1.5部のヒュームドシリカ(BET比表面積:200m2/g)を添加し、外添混合した。その後、目開き150μmのメッシュで篩い、外添剤1がトナー粒子1に外添されたトナー1を得た。
<Production Example of Toner 1>
The external additive was added to toner particles 1 by a dry method. 100.0 parts of toner particles 1, 1.3 parts of external additive 1, and 1.5 parts of fumed silica (BET specific surface area: 200 m2 /g) were added to a Henschel mixer and externally mixed. The mixture was then sieved through a mesh with 150 μm openings to obtain toner 1 in which external additive 1 was externally added to toner particles 1.
<評価>
トナー1を用いて下記の評価を実施した。
<Evaluation>
Toner 1 was used to carry out the following evaluations.
<トナーの流動性の評価>
トナーの流動性は、以下の方法で測定した。
<Evaluation of Toner Fluidity>
The fluidity of the toner was measured by the following method.
まず、パウダテスタ(PT-X、ホソカワミクロン社製)を用いて、目開き150μm、100μm、45μmの篩(平織金網、規格JIS Z8801-1)を強度4.0の条件で振動させながら、3gのトナー1をこれらの篩で10秒間篩い分けを行った。そして、目開き150μmの篩上のトナー残量をA、目開き100μmの篩上のトナー残量をB、目開き45μmの篩上のトナー残量をCとしたときに、下記式で示される流動性指数(%)を用いてトナーの流動性を評価した。評価結果を表3に示す。該流動性指数が30%以下であるものを、本開示の効果が得られているものと判断した。 First, using a powder tester (PT-X, manufactured by Hosokawa Micron Corporation), 3 g of Toner 1 was sieved for 10 seconds through sieves (plain woven wire mesh, standard JIS Z8801-1) with mesh sizes of 150 μm, 100 μm, and 45 μm, while the sieves were vibrated at a vibration intensity of 4.0. The fluidity of the toner was evaluated using the fluidity index (%) shown in the following formula, where A represents the amount of toner remaining on the 150 μm mesh sieve, B represents the amount of toner remaining on the 100 μm mesh sieve, and C represents the amount of toner remaining on the 45 μm mesh sieve. The evaluation results are shown in Table 3. A fluidity index of 30% or less was determined to be one in which the effects of the present disclosure were achieved.
流動性指数(%)=[(A+0.6×B+0.2×C)/測定試料質量]×100
<環境変化に伴うトナー帯電量変化の評価(耐久試験前)>
まず、0.5gのトナー1と9.5gのキャリアN-01(日本画像学会製)を50mLのポリエチレン製容器に入れたサンプルを2つ用意した。そして、一方のサンプルを常温低湿環境(20℃、10%RH、以下NL環境)に、もう一方のサンプルを高温高湿環境(30℃、80%RH、以下HH環境)に、一昼夜放置した。その後、それぞれのサンプルを1分間に200回の振とう速度で5分間振とうさせ、ブローオフ粉体帯電量測定TB-200(東芝ケミカル社製)を用いてトナーの帯電量を測定した。ブローオフ時間は2分間とした。その後、NL環境で放置したトナーの帯電量から、HH環境で放置したトナーの帯電量を差し引き、トナー帯電量の環境差(μC/g)とした。
Fluidity index (%) = [(A + 0.6 × B + 0.2 × C) / measured sample mass] × 100
<Evaluation of Changes in Toner Charging Amount Due to Environmental Changes (Before Durability Test)>
First, two samples were prepared by placing 0.5 g of Toner 1 and 9.5 g of Carrier N-01 (manufactured by the Imaging Society of Japan) in a 50 mL polyethylene container. One sample was then left overnight in a room temperature, low humidity environment (20°C, 10% RH, hereinafter referred to as the NL environment), and the other sample was left overnight in a high temperature, high humidity environment (30°C, 80% RH, hereinafter referred to as the HH environment). Each sample was then shaken for 5 minutes at a shaking speed of 200 rpm, and the toner charge was measured using a Blow-Off Powder Charge Measurement System TB-200 (manufactured by Toshiba Chemical Corporation). The blow-off time was 2 minutes. The charge amount of the toner left in the HH environment was then subtracted from the charge amount of the toner left in the NL environment to determine the environmental difference in toner charge (μC/g).
<環境変化に伴うトナー帯電量変化の評価(耐久試験後)>
画像形成装置として、HP LaserJet Enterprise M609dn(HP社製)を用い、カートリッジにトナー1を入れ、以下の条件で5000枚の画像出力を行った。
・紙:GFC-081(81.0g/m2)(キヤノンマーケティングジャパン社)
・紙上のトナーの載り量:0.35mg/cm2
・プロセススピード:377mm/秒
その後、カートリッジ内に残留トナーを取り出し、残留トナーを用いて、上記のトナー帯電の環境安定性の評価と同様の評価を行った。該評価で得られたトナー帯電量の測定値を、耐久試験後のトナー帯電量とし、上記のトナー帯電の環境安定性の評価と同様にトナー帯電量の環境差(μC/g)を算出した。
<Evaluation of Changes in Toner Charging Amount Due to Environmental Changes (After Durability Test)>
An HP LaserJet Enterprise M609dn (manufactured by HP) was used as the image forming apparatus, and toner 1 was placed in a cartridge, and 5,000 images were output under the following conditions.
Paper: GFC-081 (81.0 g/m 2 ) (Canon Marketing Japan Inc.)
Toner amount on paper: 0.35 mg/cm 2
Process speed: 377 mm/sec. Thereafter, the residual toner in the cartridge was removed, and the residual toner was used to perform the same evaluation as in the evaluation of the environmental stability of toner charge described above. The measured value of the toner charge amount obtained in this evaluation was used as the toner charge amount after the durability test, and the environmental difference (μC/g) of the toner charge amount was calculated in the same manner as in the evaluation of the environmental stability of toner charge described above.
耐久試験後において、トナー帯電量の環境差が30μC/g以下であるものを、本開示の効果が得られているものと判断した。 After the durability test, it was determined that the effects of the present disclosure were achieved when the environmental difference in toner charge amount was 30 μC/g or less.
また、上記2つの評価で得られたトナー帯電量の環境差の値を下記式に代入し、変動量を算出した。 The environmental difference in toner charge amount obtained from the above two evaluations was then substituted into the following formula to calculate the amount of variation.
変動量(μC/g)=(耐久試験後のトナー帯電量の環境差(μC/g))-(耐久試験前のトナー帯電量の環境差(μC/g))
<外添剤粒子の潰れ及びトナー粒子からの脱離の評価>
外添剤粒子の潰れ及びトナー粒子からの脱離の評価は、上記の耐久試験後に実施した。上記の5000枚の画像出力後にカートリッジ内に残留したトナー1を取り出し、取り出したトナー1の表面を、走査型電子顕微鏡(S-4800、日立ハイテクノロジー社製)を用いて観察し、SEMの撮影像を得た。得られた撮影像中、トナーの表面上に破潰した付着物が観察された場合を潰れありとし、外添剤粒子が脱離した凹部がトナーの表面上に観察された場合を脱離あり、とした。
Fluctuation amount (μC/g)=(environmental difference in toner charge amount after durability test (μC/g))−(environmental difference in toner charge amount before durability test (μC/g))
<Evaluation of Crushing of External Additive Particles and Detachment from Toner Particles>
Evaluation of crushing of external additive particles and detachment from toner particles was carried out after the durability test. After outputting 5,000 images, the toner 1 remaining in the cartridge was removed, and the surface of the removed toner 1 was observed using a scanning electron microscope (S-4800, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), and an SEM image was obtained. In the obtained image, if crushed deposits were observed on the surface of the toner, it was judged that crushing had occurred, and if recesses from which external additive particles had detached were observed on the surface of the toner, it was judged that detachment had occurred.
<実施例2~9、11及び比較例1~3>
使用する材料を、表1に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様の操作を行って、外添剤2~9、11~14を得た後、同様の評価を行った。外添剤2~9、11~14の物性を表2に示す。評価結果を表3に示す。比較例1は、ビニルポリマー部分を有するポリマー中に、上記(1)で示される構造が含有されていない比較例である。比較例1において添加したポリシロキサン(B)はポリマーと結合可能な反応サイトを有していないためである。
<Examples 2 to 9, 11 and Comparative Examples 1 to 3>
External additives 2 to 9 and 11 to 14 were obtained by the same procedure as in Example 1, except that the materials used were changed as shown in Table 1, and then similar evaluations were carried out. The physical properties of external additives 2 to 9 and 11 to 14 are shown in Table 2. The evaluation results are shown in Table 3. Comparative Example 1 is a comparative example in which the structure shown in (1) above is not contained in the polymer having a vinyl polymer moiety. This is because the polysiloxane (B) added in Comparative Example 1 does not have a reactive site capable of bonding with the polymer.
<比較例4>
外添剤1を、下記の外添剤15に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行って、外添剤15を得た後、同様の操作を行ってトナーを作製し、評価を行った。評価結果を表3に示す。
<Comparative Example 4>
The same procedure as in Example 1 was carried out to obtain External Additive 15, except that External Additive 1 was changed to the following External Additive 15. Then, a toner was produced in the same manner as in Example 1, and evaluated. The evaluation results are shown in Table 3.
[外添剤15の製造例]
温度計、還流冷却器、窒素ガス導入管、攪拌器を装着したガラス製反応器に下記材料を投入した。
・脱イオン水 200部
・イオン性モノマー:p-スチレンスルホン酸ナトリウム 0.13部
・非加水分解性モノマー:メタクリル酸ブチル(東京化成工業社製) 6.3部、及びスチレン 4.7部
続いて、窒素ガスを通気しながら65~70℃に加温し、30分撹拌した後、開始剤として、ペルオキソ二硫酸カリウム0.51部を添加し、6時間撹拌を続け粒子のエマルジョンを得た。その後、28質量%アンモニア水(キシダ化学社製)を添加してエマルジョンのpHを11.0にした後、ポリシロキサン(B)としてKF-9908(信越化学工業社製)0.19部を添加した。そして、温度50℃にて24時間撹拌することで、ポリシロキサンB中に含まれる加水分解性基の加水分解、及び重縮合を行った。その後、過剰な溶質を除去するために限外濾過を行い、濃縮/濾過を計5回繰り返した。その後スプレードライにより乾燥し、外添剤15を得た。外添剤15の物性を表2に示す。
[Production Example of External Additive 15]
The following materials were placed in a glass reactor equipped with a thermometer, a reflux condenser, a nitrogen gas inlet tube, and a stirrer.
200 parts of deionized water, 0.13 parts of ionic monomer: sodium p-styrenesulfonate, 6.3 parts of non-hydrolyzable monomer: butyl methacrylate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), and 4.7 parts of styrene. Subsequently, the mixture was heated to 65-70°C while aerating nitrogen gas, and after stirring for 30 minutes, 0.51 parts of potassium peroxodisulfate was added as an initiator, and stirring was continued for 6 hours to obtain a particle emulsion. Thereafter, 28% by mass aqueous ammonia (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) was added to adjust the pH of the emulsion to 11.0, and then 0.19 parts of KF-9908 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added as polysiloxane (B). Then, the mixture was stirred at a temperature of 50°C for 24 hours to hydrolyze the hydrolyzable groups contained in polysiloxane B and polycondensate. Thereafter, ultrafiltration was performed to remove excess solute, and concentration/filtration was repeated a total of 5 times. After that, it was dried by spray drying to obtain external additive 15. The physical properties of the external additive 15 are shown in Table 2.
表1中の略号は以下の通り。
MA-TMSP:メタクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピル
MA-TESP:メタクリル酸3-(トリエトキシシリル)プロピル
AA-TMSP:アクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピル
MA-CDMSP:メタクリル酸3-(クロロジメチルシリル)プロピル
MAB:メタクリル酸ブチル
St:スチレン
NaPSS:p-スチレンスルホン酸ナトリウム
KPS:ペルオキソ二硫酸カリウム
KF-9908(商品名):トリエトキシシリルエチルポリジメチルシロキシエチルジメチコン(信越化学工業社製)
KF-9909(商品名):トリエトキシシリルエチルポリジメチルシロキシエチルヘキシルジメチコン(信越化学工業社製)
KF-96-50cs(商品名):ジメチルシリコーンオイル(信越化学工業社製)
実施例で使用したKF-9908及びKF-9909は、下記式(10)で示されるSiO2/2単位、下記式(11)で示されるSiO2/2単位、及び下記式(12)で示されるSiO2/2単位を有するポリシロキサンである。KF-9909はさらに、下記式(13)で示されるSiO2/2単位を有するポリシロキサンである。
The abbreviations in Table 1 are as follows:
MA-TMSP: 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate MA-TESP: 3-(triethoxysilyl)propyl methacrylate AA-TMSP: 3-(trimethoxysilyl)propyl acrylate MA-CDMSP: 3-(chlorodimethylsilyl)propyl methacrylate MAB: butyl methacrylate St: styrene NaPSS: sodium p-styrenesulfonate KPS: potassium peroxodisulfate KF-9908 (trade name): triethoxysilylethyl polydimethylsiloxyethyl dimethicone (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
KF-9909 (trade name): Triethoxysilylethyl polydimethylsiloxyethylhexyl dimethicone (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
KF-96-50cs (product name): dimethyl silicone oil (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
KF-9908 and KF-9909 used in the examples are polysiloxanes having SiO 2/2 units represented by the following formula (10), SiO 2/2 units represented by the following formula (11), and SiO 2/2 units represented by the following formula (12). KF-9909 is a polysiloxane further having SiO 2/2 units represented by the following formula (13).
表2中の値は上述した測定方法で測定した。また、表2中のSi/C+O+Siは、外添剤粒子中の炭素原子、酸素原子、及びケイ素原子の原子数の合計に対する、ケイ素原子の原子数の割合である。 The values in Table 2 were measured using the measurement method described above. Also, in Table 2, Si/C+O+Si is the ratio of the number of silicon atoms to the total number of carbon atoms, oxygen atoms, and silicon atoms in the external additive particles.
Claims (8)
該外添剤粒子中の炭素原子、酸素原子、及びケイ素原子の原子数の合計に対して、ケイ素原子の原子数の割合が、4.0%以上25.0%以下であり、
該ポリマーが、下記式(1)で示される構造を有する
ことを特徴とする外添剤粒子。
(式(1)中、
R’は、水素原子又はメチル基であり、
L2は、SiO3/2単位、及び、SiO2/2単位を含むポリシロキサン部分であり、SiO2/2単位を構成する少なくとも1つのケイ素原子には、炭素数1~10のアルキル基がケイ素原子に2つ結合しており、SiO 3/2 単位を構成している少なくとも1つのケイ素原子に、下記式(2):
R 3 -SiO 2/2 -R 4 -※・・・(2)
(上記式(2)中、R 3 は、炭素数1~6のアルキル基であり、R 4 は、炭素数1~10のアルキレン基であり、※はケイ素原子との結合部位を示す)
で示される基が結合しており、
L1は、*-COOR1-**、または、*-COOR1-SiR2 2-O-**であり、R1は、炭素数1~10のアルキレン基であり、R2は、各々独立に炭素数1~10のアルキル基であり、*は式(1)中のR’と結合している炭素原子との結合部位であり、**はL2に含まれるSiO3/2単位を構成しているケイ素原子との結合部位である。) An external additive particle comprising a polymer having a vinyl polymer portion and a polysiloxane portion,
the ratio of the number of silicon atoms to the total number of carbon atoms, oxygen atoms, and silicon atoms in the external additive particles is 4.0% or more and 25.0% or less;
The polymer has a structure represented by the following formula (1) :
(In formula (1),
R' is a hydrogen atom or a methyl group;
L2 is a polysiloxane moiety containing SiO 3/2 units and SiO 2/2 units, and at least one silicon atom constituting the SiO 2/2 units has two alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms bonded to the silicon atom, and at least one silicon atom constituting the SiO 3/2 units has a group represented by the following formula (2):
R 3 -SiO 2/2 -R 4 -*...(2)
(In the above formula (2), R3 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R4 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and * indicates the bonding site with the silicon atom.)
A group represented by
L1 is *-COOR 1 -** or *-COOR 1 -SiR 2 2 -O-**, R 1 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, each R 2 is independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, * is the bonding site to the carbon atom bonded to R ′ in formula (1), and ** is the bonding site to the silicon atom constituting the SiO 3/2 unit contained in L2 .
請求項1に記載の外添剤粒子。 the ratio of the number of silicon atoms to the total number of carbon atoms, oxygen atoms, and silicon atoms in the external additive particles is 4.0% or more and 10.0% or less;
The external additive particles according to claim 1 .
該D50が、50nm以上200nm以下である請求項1又は2に記載の外添剤粒子。 When the 50% particle diameter of the external additive particles based on the volume distribution is defined as D50,
3. The external additive particles according to claim 1, wherein the D50 is 50 nm or more and 200 nm or less.
(R32)(R33)(Si(R34)3 O)Si-R31-※※・・・(3)
(上記式(3)中、R32、R33、及びR34は、それぞれ独立して、炭素数1~3のアルキル基であり、R31は、炭素数1~3のアルキレン基であり、※※はケイ素原子との結合部位である。) The external additive particles according to any one of claims 1 to 3, wherein an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms and a group represented by the following formula (3) are bonded to at least one silicon atom constituting the SiO 2/2 unit :
(R 32 )(R 33 )(Si(R 34 ) 3 O )Si-R 31 -※※...(3)
(In the above formula (3), R 32 , R 33 , and R 34 are each independently an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R 31 is an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, and ** is a bonding site to the silicon atom. )
該外添剤が、請求項1~5の何れか一項に記載の外添剤粒子であるトナー。 A toner containing toner particles and an external additive on the surfaces of the toner particles,
A toner, wherein the external additive is the external additive particles according to any one of claims 1 to 5 .
該製造方法が、
(i)下記式(4)で示される化合物、及び下記式(6)で示される化合物からなる群から選択される少なくとも1つの化合物を含有するモノマー原料のラジカル重合反応を行い、加水分解性基Xを有する重合物を得る工程と、
(式(4)、(6)中、X1~X 3 、X7は、それぞれ独立して加水分解性基Xであり、R’は、それぞれ独立して水素原子又はメチル基である。また、R5及びR6は、それぞれ独立して炭素数1~10のアルキレン基であり、R7及びR8は、それぞれ独立して炭素数1~10のアルキル基である。)、
(ii)加水分解性基Yを有する下記のポリシロキサンAを添加する工程と
(ポリシロキサンA:SiO2/2単位を含むポリシロキサンであり、該SiO2/2単位として少なくとも、下記式(7)で示されるSiO2/2単位及び下記式(8)で示されるSiO2/2単位を有するポリシロキサン
(式(7)中、R9は、炭素数1~10のアルキル基であり、R10は、炭素数1~10のアルキレン基であり、Yは加水分解性基Yである。式(8)中、R11及びR12はそれぞれ独立して炭素数1~10のアルキル基である。))、
(iii)該重合物が有する加水分解性基Xと、該ポリシロキサンAが有する加水分解性基Yとの加水分解反応及び重縮合反応を行うことで、該重合物と該ポリシロキサンAとがシロキサン結合により結合したポリマーを含む粒子を得る工程と、
を含む、
外添剤粒子の製造方法。 A method for producing external additive particles containing a polymer, comprising:
The manufacturing method comprises:
(i) performing a radical polymerization reaction of a monomer raw material containing at least one compound selected from the group consisting of a compound represented by the following formula (4) and a compound represented by the following formula (6) to obtain a polymer having a hydrolyzable group X;
(In formulas (4) and (6), X 1 to X 3 and X 7 each independently represent a hydrolyzable group X, and R' each independently represent a hydrogen atom or a methyl group. R 5 and R 6 each independently represent an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and R 7 and R 8 each independently represent an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.)
(ii) adding the following polysiloxane A having a hydrolyzable group Y (Polysiloxane A: a polysiloxane containing SiO 2/2 units, the SiO 2/2 units being at least SiO 2/2 units represented by the following formula (7) and SiO 2/2 units represented by the following formula (8)
(In formula (7), R 9 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R 10 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and Y is a hydrolyzable group. In formula (8), R 11 and R 12 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.)
(iii) performing a hydrolysis reaction and a polycondensation reaction between the hydrolyzable group X of the polymer and the hydrolyzable group Y of the polysiloxane A to obtain particles containing a polymer in which the polymer and the polysiloxane A are bonded by a siloxane bond;
Including,
Method for producing external additive particles.
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