JP2006084612A - トナー用ポリエステル樹脂組成物およびトナー - Google Patents
トナー用ポリエステル樹脂組成物およびトナー Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006084612A JP2006084612A JP2004267851A JP2004267851A JP2006084612A JP 2006084612 A JP2006084612 A JP 2006084612A JP 2004267851 A JP2004267851 A JP 2004267851A JP 2004267851 A JP2004267851 A JP 2004267851A JP 2006084612 A JP2006084612 A JP 2006084612A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- polyester resin
- resin composition
- mass
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
Abstract
【課題】 低温定着性と非オフセット性のバランスに優れたトナーを与えることのできるトナー用バインダー樹脂組成物およびそれを含有するトナーを提供する。
【解決手段】 ポリエステル樹脂を95〜99質量%および融点が70〜90℃であって、分岐構造を有する脂肪酸エステルを1〜5質量%含有するトナー用ポリエステル樹脂組成物およびこの樹脂組成物を含有するトナー。
【選択図】 なし
【解決手段】 ポリエステル樹脂を95〜99質量%および融点が70〜90℃であって、分岐構造を有する脂肪酸エステルを1〜5質量%含有するトナー用ポリエステル樹脂組成物およびこの樹脂組成物を含有するトナー。
【選択図】 なし
Description
本発明は、トナー用ポリエステル樹脂組成物およびこれを含有するトナーに関する。本発明は、特に、電子写真法、静電記録法や静電印刷法等において、静電荷像または磁気潜像の現像に用いられ、低温定着性と非オフセット性のバランスに優れたトナーを提供することのできる、トナー用ポリエステル樹脂組成物およびこの組成物を含有するトナーに関する。
電子写真印刷法および静電荷現像法により画像を得る方法においては、感光体上に形成された静電荷像をあらかじめ摩擦により帯電させたトナーによって現像したのち、定着が行われる。定着方式については、現像によって得られたトナー像を加圧および加熱されたローラーを用いて定着するヒートローラー方式と、電気オーブンまたはフラッシュビーム光を用いて定着する非接触定着方式とがある。これらのプロセスを問題なく通過することができるためには、トナーは、まず安定した帯電量を保持することが必要であり、次に紙等の被定着体への定着性が良好である必要がある。また、装置は加熱体である定着部を有し、装置内での温度が上昇するため、トナーがブロッキングしないことが必要である。最近では、装置の高速化および省エネ化が進み、トナーには、より短時間かつ低温での定着によっても、十分な非オフセット性と定着強度を実現することが可能な性能を備えることが求められるようになってきた。さらに、最近では、フルカラー電子写真システムの普及に伴い、光沢のある画像を形成することができるトナーが求められるようにもなってきている。
また、近年では、省エネへの要請から、特に低温定着性に優れたトナーが要求されるようになり、この観点から本来的に良好な定着性を与えるポリエステル樹脂を結着樹脂として用いたトナーが使用されるようになってきた。しかしながら、ポリエステル樹脂を用いたトナーは、低温定着性に優れるものの非オフセット性が十分でなく、このため非接触定着方式においては特に問題はないものの、ヒートロール定着方式においてはオフセット現象が発生し易いという問題があった。
このオフセット現象を防止するために、ワックスの存在下で重合を行って得られたポリエステル樹脂組成物を用いることの検討(例えば、特許文献1〜3参照)や、トナーに離型剤を含有させることによって非オフセット性を発現させることの検討(例えば、特許文献4,5参照)がなされてきた。
特許文献2には、ポリエチレン、ポリプロピレン等のワックスの存在下で重合して得られたポリエステル樹脂組成物が記載されている。かかるワックス内添系では、ワックスの分散性は良好となるものの、ポリエチレン、ポリプロピレン等を用いたのでは十分な低温定着性が得られないという問題があった。
特許文献1〜3にはカルナバ、ライス等のワックスの存在下で重合して得られたポリエステル樹脂組成物が記載されている。しかし、カルナバ、ライス等を用いた場合は、定着性は良好となるものの、定着幅の領域が狭いという問題があった。
特許文献4には、一般式C−(CH2COOR)4で示される分岐構造を有するワックス、特許文献5には分岐構造を有するワックスを溶融混練時に配合(外添)して得られたトナーが記載されている。しかしながら、ワックスを添加することにより非オフセット性は良好となるものの、外添系ではワックスの分散性が悪く、その結果コピー機内の汚染問題が発生し、連続印刷性に問題があった。また、トナーを微粉砕し、分級した後の収率が低く、低温定着性の改良に関して十分な効果は得られていない。
本発明の目的は、低温定着性と非オフセット性のバランスに優れたトナーを与えることのできるトナー用バインダー樹脂組成物、その製造方法およびそれを含有するトナーを提供することにある。
本発明は、上記課題を解決するため、ポリエステル樹脂を95〜99質量%および融点が70〜90℃であって、分岐構造を有する脂肪酸エステルを1〜5質量%含有するトナー用ポリエステル樹脂組成物およびこの樹脂組成物を含有するトナーを提供する。
本発明のトナー用ポリエステル樹脂組成物を用いることにより、低温定着性と非オフセット性のバランスに優れたトナーを提供することができる。
以下に、本発明の好ましい実施の形態について説明する。ただし、これは、本発明の典型的な実施形態を例示して説明をするものであって、本発明がこれらの形態に限定されることを意味するものではないことを理解されたい。
本発明のポリエステル樹脂組成物は、融点が70〜90℃であって分岐構造を有する脂肪酸エステルを含有する。分岐構造を有する脂肪酸エステルは離型剤としての作用を奏するものであり、かかる脂肪酸エステルを含有することによりトナーのシャープメルト性が向上する。また、この脂肪酸エステルの融点が70〜90℃であることによって、トナーは低温定着性に優れたものとなる。
本発明のポリエステル樹脂組成物は、融点が70〜90℃であって分岐構造を有する脂肪酸エステルを含有する。分岐構造を有する脂肪酸エステルは離型剤としての作用を奏するものであり、かかる脂肪酸エステルを含有することによりトナーのシャープメルト性が向上する。また、この脂肪酸エステルの融点が70〜90℃であることによって、トナーは低温定着性に優れたものとなる。
本発明に有用な分岐構造を有する脂肪酸エステルは、1価の脂肪酸と3価以上の多価アルコールとを反応させることにより得られる。
ここで、1価の脂肪酸としては、特に制限されるものではないが、炭素数が12〜24の脂肪酸が好ましい。この炭素数の下限値は18以上がより好ましく、20以上が特に好ましい。また、この炭素数の上限値は22以下が特に好ましい。かかる脂肪酸の好ましい例としては、ラウリン酸 ミリスチン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸等が挙げられる。
3価以上の多価アルコールとしては、特に制限されるものではないが、炭素数が3〜10の多価アルコールが好ましい。この炭素数の下限値は4以上が特に好ましい。また、この炭素数の上限値は8以下が好ましく、6以下が特に好ましい。好ましくは、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ぺンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等の多価アルコールが挙げられる。
これらの分岐構造を有する脂肪酸エステルのうちでは、トリメチロールプロパン脂肪酸モノエステル、トリメチロールプロパン脂肪酸ジエステル、トリメチロールプロパン脂肪酸フルエステル、ペンタエリスリトール脂肪酸モノエステル、ペンタエリスリトール脂肪酸ジエステル、ペンタエリスリトール脂肪酸トリエステル、ペンタエリスリトール脂肪酸フルエステルが、融点の点から好ましい。なかでも、ペンタエリスリトール脂肪酸モノエステル、ペンタエリスリトール脂肪酸ジエステル、ペンタエリスリトール脂肪酸トリエステル、ペンタエリスリトール脂肪酸フルエステルがより好ましく、ペンタエリスリトール脂肪酸フルエステルが特に好ましい。
分岐構造を有する脂肪酸エステルの融点は、70〜90℃である。この融点が70℃以上の場合に、トナー同士が融着せず、保存安定性が良好となる傾向にあり、また90℃以下の場合に優れた低温定着性が発現する傾向にある。この融点の下限値は、75℃以上であることが好ましく、80℃以上であることが特に好ましい。
ここで、融点とは、島津製作所(株)製示差走査熱量計(DSC−60)を用いて、昇温速度5℃/分で測定した時の融解ピーク温度である。
分岐構造を有する脂肪酸エステルの融点は、(1)分岐の骨格構造(多価アルコールの種類)、(2)エステル基の数、(3)分岐鎖の長さ(1価の脂肪酸の炭素数)を調整することによって、制御することが可能である。
例えば、モノエステル、ジエステル、トリエステル、テトラエステルの順に、エステル基の数が増大するにしたがって、分岐構造を有する脂肪酸エステルの融点は増大する傾向にある。また、分岐鎖の長さが長くなる(1価の脂肪酸の炭素数が大きくなる)にしたがって、分岐構造を持つ脂肪酸エステルの融点は増大する傾向にある。
例えば、モノエステル、ジエステル、トリエステル、テトラエステルの順に、エステル基の数が増大するにしたがって、分岐構造を有する脂肪酸エステルの融点は増大する傾向にある。また、分岐鎖の長さが長くなる(1価の脂肪酸の炭素数が大きくなる)にしたがって、分岐構造を持つ脂肪酸エステルの融点は増大する傾向にある。
分岐構造を有する脂肪酸エステルの含有量は、ポリエステル樹脂組成物全量中、1〜5質量%である。この含有量が、1質量%以上である場合にトナーの定着性が良好となる傾向にあり、5質量%以下の場合にトナーの保存安定性が良好となる傾向にある。この含有量の下限値は1.5質量%以上が好ましく、また上限値は4質量%以下が好ましい。
また、本発明のポリエステル樹脂組成物は、ポリエステル樹脂を含有する。
このポリエステル樹脂の含有量は、ポリエステル樹脂組成物全量中、95〜99質量%である。この含有量の下限値は96質量%以上が好ましく、また上限値は98.5質量%以下が好ましい。
このポリエステル樹脂の含有量は、ポリエステル樹脂組成物全量中、95〜99質量%である。この含有量の下限値は96質量%以上が好ましく、また上限値は98.5質量%以下が好ましい。
このポリエステル樹脂は、特に制限されるものではないが、ジカルボン酸成分とジオール成分とを基本構成成分とするものであるのがよい。
ジカルボン酸成分としては、特に制限されるものではないが、テレフタル酸、イソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸、フタル酸、セバシン酸、イソデシル琥珀酸、マレイン酸、フマル酸、アジピン酸等の脂肪族ジカルボン酸、およびそれらの低級アルキルエステルまたは酸無水物等が挙げられる。これらのジカルボン酸の低級アルキルエステルとしては、例えば、それらのモノメチルエステル、モノエチルエステル、ジメチルエステル、ジエチルエステル等が挙げられる。
なかでも、テレフタル酸および/またはイソフタル酸成分は、ポリエステル樹脂のガラス転移温度を上げ、樹脂強度を付与するとともに、トナーの耐ブロッキング性、耐ブレード融着性、耐フィルミング性の向上に寄与し、それらの持つ疎水性のためにトナーの耐湿性の向上にも寄与する。従って、テレフタル酸および/またはイソフタル酸成分は、ポリエステル樹脂組成物において、全酸成分100モル部に対して70〜100モル部であることが好ましい。なかでも、テレフタル酸成分は結着樹脂のガラス転移温度を上昇させるのに効果があり、またイソフタル酸系成分は反応性を高めるのに効果があるので、目的によってそれらの使用バランスを変えて用いることが好ましい。テレフタル酸または/およびイソフタル酸成分の含有量の下限値は75モル部以上がより好ましい。
なお、テレフタル酸および/またはイソフタル酸成分とは、テレフタル酸、イソフタル酸およびそれらの低級アルキルエステルからなるものである。テレフタル酸およびイソフタル酸の低級アルキルエステルとしては、例えば、テレフタル酸ジメチル、イソフタル酸ジメチル、テレフタル酸ジエチル、イソフタル酸ジエチル、テレフタル酸ジブチル、イソフタル酸ジブチル等が挙げられるが、結着樹脂のガラス転移温度を上昇させる点でテレフタル酸が特に好ましい。
また、ジオール成分としては、特に制限されず、脂肪族ジオール成分、芳香族ジオール成分等を使用することができる。
脂肪族ジオール成分としては、特に制限されず、例えば、エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−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、ポリエチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールAなどが挙げられ、これらはそれぞれ単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。これらの脂肪族ジオール成分は、縮重合反応速度を向上せしめる作用を有する。これらのうちでも、低温定着性の観点から、エチレングリコール、ネオペンチルグリコールおよびブタンジオールが好ましい。
脂肪族ジオール成分の含有量は、特に制限されないが、ポリエステル樹脂組成物の全酸成分100モル部に対して、30〜90モル部が好ましく、特に好ましくは35〜85モル部である。
芳香族ジオール成分としては、特に制限されず、例えば、ポリオキシエチレン−(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン−(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン−(2.2)−ポリオキシエチレン−(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(6)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン−(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン−(2.4)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン−(3.3)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンなどが挙げられ、これらはそれぞれ単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。これらの芳香族ジオール成分は、ガラス転移温度を上げる効果があるため、トナーの耐ブロッキング性が良好となる傾向にある。芳香族ジオール成分としては、特に、2.1≦n≦8であるポリオキシプロピレン−(n)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンおよび2.0≦n≦3.0であるポリオキシエチレン−(n)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンが好ましい。
芳香族ジオール成分の含有量は、特に制限されないが、ポリエステル樹脂組成物の全酸成分100モル部に対して、30〜110モル部が好ましく、特に好ましくは40〜100モル部である。芳香族ジオール成分の含有量が40モル部以上の場合にトナーの耐ブロッキング性が良好となる傾向にあり、100モル部以下の場合にポリエステル樹脂合成時の重合度が上がり、トナーの耐ブロッキング性が良好となる傾向にある。
また、本発明においては、ポリエステル樹脂を構成する成分として、必要に応じて3価以上の多価カルボン酸および/または3価以上の多価アルコール成分を使用することができる。3価以上の多価カルボン酸および/または3価以上の多価アルコール成分は、ポリエステル樹脂を架橋または分岐化するために用いるものである。
3価以上の多価カルボン酸成分および/または3価以上の多価アルコール成分としては、特に制限はされるものではないが、例えば、3価以上の多価カルボン酸成分として、トリメリット酸、ピロメリット酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸およびそれらの酸無水物を挙げることができることができ、3価以上の多価アルコール成分として、例えば、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサテトラロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタトリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼンなどが挙げられる。これらのうちでも、トリメリット酸および/またはその酸無水物、ペンタエリスリトールおよびトリメチロールプロパンが特に好ましい。これらの3価以上の多価カルボン酸成分および/または3価以上の多価アルコール成分は、それぞれ単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
3価以上の多価カルボン酸成分および/または3価以上の多価アルコール成分の含有量は、特に制限されないが、ポリエステル樹脂組成物の全酸成分100モル部に対して、1〜30モル部が好ましく、特に好ましくは4〜27モル部である。3価以上の多価カルボン酸成分および/または3価以上の多価アルコール成分の含有量が1モル部以上の場合にトナーの耐オフセット性が良好となる傾向にあり、30モル部以下の場合にトナーの耐ブロッキング性が良好となる傾向にある。
次に、本発明のトナーについて説明する。
本発明のトナーは、上述したポリエステル樹脂組成物を含有してなるものである。トナー中のポリエステル樹脂組成物の含有量は、特に制限されないが、トナー全量中、30〜99質量%が好ましく、40〜95質量%が特に好ましい。
本発明のトナーは、上述したポリエステル樹脂組成物を含有してなるものである。トナー中のポリエステル樹脂組成物の含有量は、特に制限されないが、トナー全量中、30〜99質量%が好ましく、40〜95質量%が特に好ましい。
本発明のトナーには、さらに、着色剤を配合することができる。着色剤としては、一般に使用されているカーボンブラック、有彩色の顔料および染料が使用でき、特に限定されるものではない。カラートナーの場合には、例えば、C .I .ソルベントイエロー21、C .I .ソルベントイエロー77、C .I .ソルベントイエロー114、C .I .ピグメントイエロー12、C .I .ピグメントイエロー14、C .I .ピグメントイエロー17、C .I .ピグメントイエロー83、C .I .ソルベントレッド19、C .I .ソルベントレッド49、C .I .ソルベントレッド128、C .I .ピグメントレッド5、C .I
.ピグメントレッド13、C .I .ピグメントレッド22、C .I .ピグメントレッド48・2、C .I.ピグメントレッド122、C .I .ディスパースレッド11、C .I .ソルベントブルー25、C .I .ソルベントブルー94、C .I .ピグメントブルー60、C .I .ピグメントブルー15・3等が挙げられる。
.ピグメントレッド13、C .I .ピグメントレッド22、C .I .ピグメントレッド48・2、C .I.ピグメントレッド122、C .I .ディスパースレッド11、C .I .ソルベントブルー25、C .I .ソルベントブルー94、C .I .ピグメントブルー60、C .I .ピグメントブルー15・3等が挙げられる。
着色剤の含有量は、特に制限されないが、トナーの色調や画像濃度、熱特性の点から、トナー全量中2〜10質量%の範囲が好ましい。この含有量の下限値は3質量%以上であることがより好ましく、また上限値は8質量%以下であることがより好ましい。
本発明のトナーには、必要に応じて、さらに、離型剤、流動改質剤、荷電制御剤、磁性体等を配合することができる。
外添する離型剤としては、特に制限されず、例えば、ポリオレフィン系ワックス、シリコン系ワックス、アミド系ワックス、高級脂肪酸、脂肪酸金属塩、高級アルコール、エステル系ワックス等が挙げられる。
外添する離型剤の含有量は、特に制限されないが、トナー全量中0.3〜15質量%の範囲が好ましい。離型剤の含有量が0.3質量%以上の場合に離型性が良好となる傾向にあり、15質量%以下の場合にトナーの保存性並びに定着性が良好となる傾向にある。この含有量の下限値は0.5質量%以上がより好ましく、また上限値は10質量%以下がより好ましい。
流動性向上剤としては、特に制限されないが、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ藻士、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素等が挙げられる。
流動性向上剤の含有量は、特に制限されないが、トナー100重量部に対して0.1〜5質量部の範囲が好ましい。流動性向上剤の含有量が0.1重量部以上の場合にフィルミングが抑制される傾向にあり、5質量部以下の場合に定着性が良好となる傾向にある。この含有量の下限値は0.2質量部以上であることがより好ましく、また上限値は3質量部以下であることがより好ましい。
荷電制御剤としては、特に制限はなく、従来電子写真用に用いられている荷電制御剤を使用することができる。負帯電性の荷電制御剤としては、例えば、オリエント化学社製のE−84、ボントロンS−31、ボントロンS−32、ボントロンS−34、ボントロンS−36等、保土ヶ谷化学社製のアイゼンスピロンブラックTVH等の含金属アゾ染料;ヘキスト社製のCopy Charge NX VP434等の四級アンモニウム塩;銅フタロシアニン染料等が挙げられる。また、正帯電性の荷電制御剤としては、例えば、四国化成社製のPLZ−2001、PLZ−8001等のイミダゾール誘導体;ヘキスト社製のCopy Charge Blue PR等のトリフェニルメタン誘導体;オリエント化学社製のボントロンP−51、ヘキスト社製のCopy Charge PX VP435、セチルトリメチルアンモニウムブロマイド等の四級アンモニウム塩;オリエント化学社製のAFP−B等のポリアミン樹脂等が挙げられる。本発明では、以上の荷電制御剤の1種または2種以上を使用することができる。また、主荷電制御剤と逆極性の荷電制御剤との併用も可能である。
荷電制御剤の含有量は、特に制限されないが、トナー全量中0.1〜5質量%の範囲が好ましい。荷電制御剤の含有量が0.1質量%以上の場合にトナーの帯電量が充分なレベルとなる傾向にあり、5質量%以下の場合に凝集による帯電量の低下が抑制される傾向にある。
本発明のトナーは、磁性1成分現像剤、非磁性1成分現像剤、2成分現像剤の何れの現像剤としても使用することができる。
本発明のトナーを磁性1成分現像剤として用いる場合には、トナーには磁性体が含まれる。磁性体としては、例えば、フェライト、マグネタイト等をはじめとする、鉄、コバルト、ニッケル等を含む強磁性の合金;マンガン−銅−アルミニウム、マンガン−銅−スズ等のマンガンと銅とを含む所謂ホイスラー合金等のように、化合物や強磁性元素を含まないが適当に熱処理することによって強磁性を表すようになる合金;二酸化クロム等が挙げられる。
これらの磁性体の含有量は、特に制限されないが、トナー全量中30〜70質量%の範囲であることが好ましい。磁性体の含有量が30質量%以上の場合にトナーの帯電量が十分なレベルとなる傾向にあり、70質量%以下の場合にトナーの定着性が良好となる傾向にある。この磁性体の含有量の下限値は40質量%以上であることがより好ましく、上限値は60質量%以下であることがより好ましい。
また、本発明のトナーを2成分現像剤として用いる場合には、本発明のトナーはキャリアと併用して用いられる。キャリアとしては、鉄粉、マグネタイト粉、フェライト粉などの磁性物質、それらの表面に樹脂コーティングを施したもの、磁性キャリア等の公知のものを用いることができる。樹脂コーティングキャリアのための被覆樹脂としては、一般に知られているスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレンアクリル共重合系樹脂、シリコーン系樹脂、変性シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、それらの樹脂の混合物などを使用することができる。併用するキャリアの量は、特に制限されないが、トナー100質量部に対して900質量部以上の場合にトナーの帯電量が充分なレベルとなる傾向にあり、好ましい。
次に、本発明のポリエステル樹脂組成物の製造方法について説明する。
本発明のポリエステル樹脂組成物は、特に制限されるものではないが、例えば、以下に示す方法により一旦ポリエステル樹脂を重合した後に、融点が70〜90℃であって、分岐構造を有する脂肪酸エステルを混合し、溶融混練することによって得ることができる。あるいは、ポリエステル重合時に融点が70〜90℃であって、分岐構造を有する脂肪酸エステルを添加することによって得ることもできる。特に、融点が70〜90℃であって分岐構造を有する脂肪酸エステルの分散性の観点からは、ポリエステルの重合時に脂肪酸エステルを添加する後者の方法によるのが好ましい。
本発明のポリエステル樹脂組成物は、特に制限されるものではないが、例えば、以下に示す方法により一旦ポリエステル樹脂を重合した後に、融点が70〜90℃であって、分岐構造を有する脂肪酸エステルを混合し、溶融混練することによって得ることができる。あるいは、ポリエステル重合時に融点が70〜90℃であって、分岐構造を有する脂肪酸エステルを添加することによって得ることもできる。特に、融点が70〜90℃であって分岐構造を有する脂肪酸エステルの分散性の観点からは、ポリエステルの重合時に脂肪酸エステルを添加する後者の方法によるのが好ましい。
ポリエステル樹脂は、特に制限されず、公知のポリエステル樹脂の製造方法を用いて製造することができる。例えば、前述したジカルボン酸成分およびジオール成分、さらに所望によりこれらに加えて3価以上の多価カルボン酸および/または3価以上の多価アルコール成分を反応容器に投入し、加熱昇温して、エステル化反応またはエステル交換反応を行う。この際、ポリエステル樹脂組成物を得る場合には、これらの成分に加えて、さらに融点が70〜90℃である離型剤成分を加えて、エステル化反応またはエステル交換反応を行う。エステル化反応またはエステル交換反応の温度は、特に制限されないが、150〜300℃であることが好ましい。エステル化反応またはエステル交換反応の温度が150℃以上である場合に反応率を十分上げることができる傾向にあり、300℃以下である場合に分解反応を抑制することができる傾向にある。この反応温度の下限値は180℃以上がより好ましく、200℃以上がさらに好ましく、220℃以上が特に好ましく、240℃以上が最も好ましい。また、上限値は290℃以下がより好ましく、280℃以下が特に好ましい。
次いで、常法に従って上記の反応で生じた水またはアルコールを除去する。その後引き続いて重合反応を実施するが、このとき150mmHg(20kPa)以下の真空下でジオール成分を留出除去させながら縮重合を行う。縮重合反応の温度は、特に制限されないが、150〜300℃であることが好ましい。縮重合反応の温度が150℃以上である場合に反応率を十分上げることができる傾向にあり、300℃以下である場合に分解反応をよりよく抑制することができる傾向にある。この反応温度の下限値は180℃以上がより好ましく、200℃以上がさらに好ましく、220℃以上が特に好ましい。また、上限値は290℃以下がより好ましく、280℃以下がさらに好ましく、260℃以下が特に好ましい。
また、真空度は100mmHg(13.3kPa)以下がより好ましく、50mmHg(6.7kPa)以下が特に好ましい。
また、真空度は100mmHg(13.3kPa)以下がより好ましく、50mmHg(6.7kPa)以下が特に好ましい。
また、エステル化反応、エステル交換反応または縮重合に際して用いる触媒としては、特に制限されず、チタンブトキサイド、ジブチルスズオキサイド、酢酸スズ、酢酸亜鉛、二硫化スズ、三酸化アンチモン、二酸化ゲルマニウム等の公知の触媒を用いることができる。
重合温度および触媒量については特に限定されるものではなく、主として反応原料や反応に用いる触媒に依存して変動するものであるが、高温で副生物として発生する脂肪族ジオール成分を低減させるためには、温度が比較的低い領域でも反応する触媒を選択することが好ましい。例えば、三酸化アンチモン、チタンブトキサイド、そしてジブチルスズオキサイドが好適に使用される。
また、架橋構造を有するポリエステル樹脂を製造する場合には、高真空下で脂肪族ジオール成分を留出除去しながら縮重合を進めていく課程で、ゲル化反応が生じ、反応系内の粘度が急激に上昇するので、この粘度上昇に対応しながら、反応系内の真空度を調整してゲル化反応を制御するのが好ましく、所望の粘度に到達した時に反応系内の圧力を常圧に戻し、窒素により加圧して反応容器より樹脂を取り出すのが好ましい。
次に、本発明のトナーの製造方法について説明する。
本発明のトナーの製造方法は、特に制限されず、公知の方法を用いて製造を行うことができる。例えば、上述のポリエステル樹脂組成物、並びに所望により、着色剤、流動改質剤、荷電制御剤、磁性体等を混合した後、2軸押出機などで溶融混練し、粗粉砕、微粉砕、分級を行い、必要に応じて無機粒子をトナー表面に付着させることにより製造することができる。また、上記工程において、微粉砕〜分級後にトナー粒子を球形にするなどの処理を行ってもよい。
本発明のトナーの製造方法は、特に制限されず、公知の方法を用いて製造を行うことができる。例えば、上述のポリエステル樹脂組成物、並びに所望により、着色剤、流動改質剤、荷電制御剤、磁性体等を混合した後、2軸押出機などで溶融混練し、粗粉砕、微粉砕、分級を行い、必要に応じて無機粒子をトナー表面に付着させることにより製造することができる。また、上記工程において、微粉砕〜分級後にトナー粒子を球形にするなどの処理を行ってもよい。
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。なお、実施例におよび比較例における性能評価は以下の方法を用いて行った。
ワックスの評価方法
(1)融点
島津製作所(株)製示差走査熱量計(DSC−60)を用いて、昇温速度5℃/分で測定した時の融解ピーク温度を融点とした。
(1)融点
島津製作所(株)製示差走査熱量計(DSC−60)を用いて、昇温速度5℃/分で測定した時の融解ピーク温度を融点とした。
樹脂および樹脂組成物の評価方法
(2)軟化温度(℃)
島津製作所(株)製フローテスターCFT−500を用いて1mmφ×10mmのノズル、荷重294N(30kgf)、昇温速度3℃/分の等速昇温下で測定したときに、サンプル1.0g中の1/2が流出した時の温度を軟化温度とした。
(2)軟化温度(℃)
島津製作所(株)製フローテスターCFT−500を用いて1mmφ×10mmのノズル、荷重294N(30kgf)、昇温速度3℃/分の等速昇温下で測定したときに、サンプル1.0g中の1/2が流出した時の温度を軟化温度とした。
(3)ガラス転移温度(℃)
島津製作所(株)製示差走査熱量計(DSC−60)を用いて、昇温速度5℃/分で測定した時のチャートのベースラインとガラス転移温度近傍にある吸熱カーブの接線の交点をガラス転移温度とした。
島津製作所(株)製示差走査熱量計(DSC−60)を用いて、昇温速度5℃/分で測定した時のチャートのベースラインとガラス転移温度近傍にある吸熱カーブの接線の交点をガラス転移温度とした。
(4)酸価
ポリエステル樹脂組成物をベンジルアルコールに溶解させ、1/50N NaOHベンジルアルコール溶液にて滴定し、KOH換算した。
ポリエステル樹脂組成物をベンジルアルコールに溶解させ、1/50N NaOHベンジルアルコール溶液にて滴定し、KOH換算した。
トナーの評価方法
(5)非オフセット性
シリコーンオイルが塗布されていない定着ローラーを有し、ローラー速度100mm/秒に設定した温度変更可能であるプリンター(カシオ計算機(株)製SPEEDIA N4−614)を用いて印刷を行い、非オフセット性の評価を行った。また、定着時に定着ローラーにトナーが移行するときの最高温度をオフセット発生温度と定め、以下の基準を用いて非オフセット性を判断した。
◎(非常に良好):オフセット発生温度が230℃以上
○(良好) :オフセット発生温度が220℃以上230℃未満
△(使用可能) :オフセット発生温度が200℃以上220℃未満
×(劣る) :オフセット発生温度が200℃未満
(5)非オフセット性
シリコーンオイルが塗布されていない定着ローラーを有し、ローラー速度100mm/秒に設定した温度変更可能であるプリンター(カシオ計算機(株)製SPEEDIA N4−614)を用いて印刷を行い、非オフセット性の評価を行った。また、定着時に定着ローラーにトナーが移行するときの最高温度をオフセット発生温度と定め、以下の基準を用いて非オフセット性を判断した。
◎(非常に良好):オフセット発生温度が230℃以上
○(良好) :オフセット発生温度が220℃以上230℃未満
△(使用可能) :オフセット発生温度が200℃以上220℃未満
×(劣る) :オフセット発生温度が200℃未満
(6)低温定着性
非オフセット性の評価の場合と同一の条件でトナーを紙に定着させたときに、トナーが紙に定着し始めるときの最低温度を定着温度とし、以下の基準で判定した。
◎(非常に良好):定着温度が120℃未満
○(良好) :定着温度が120℃以上130℃未満
△(使用可能) :定着温度が130℃以上160℃未満
×(劣る) :定着温度が160℃以上
非オフセット性の評価の場合と同一の条件でトナーを紙に定着させたときに、トナーが紙に定着し始めるときの最低温度を定着温度とし、以下の基準で判定した。
◎(非常に良好):定着温度が120℃未満
○(良好) :定着温度が120℃以上130℃未満
△(使用可能) :定着温度が130℃以上160℃未満
×(劣る) :定着温度が160℃以上
(7)耐ブロッキング性
トナーを約5g秤量してサンプル瓶に投入し、これを50℃に保温された乾燥機に約24時間放置し、トナーの凝集程度を評価して耐ブロッキング性の指標とした。評価基準を以下の通りとした。
◎(非常に良好):サンプル瓶を逆さにするだけで分散する
○(良好) :サンプル瓶を逆さにし、1回叩くと分散する
△(使用可能) :サンプル瓶を逆さにし、2〜3回叩くと分散する
×(劣る) :サンプル瓶を逆さにし、4〜5回以上叩くと分散する
トナーを約5g秤量してサンプル瓶に投入し、これを50℃に保温された乾燥機に約24時間放置し、トナーの凝集程度を評価して耐ブロッキング性の指標とした。評価基準を以下の通りとした。
◎(非常に良好):サンプル瓶を逆さにするだけで分散する
○(良好) :サンプル瓶を逆さにし、1回叩くと分散する
△(使用可能) :サンプル瓶を逆さにし、2〜3回叩くと分散する
×(劣る) :サンプル瓶を逆さにし、4〜5回以上叩くと分散する
(8)連続印刷性
非オフセット性の評価の場合と同一の条件で印刷を行い、印刷した枚数に応じてカートリッジ内のブレードの汚染の有無を観察し、評価基準を以下の通りにした。
◎(非常に良好):3000枚以上
○(良好) :2000枚以上3000枚未満
△(使用可能) :1000枚以上2000枚未満
×(劣る) :1000枚未満
非オフセット性の評価の場合と同一の条件で印刷を行い、印刷した枚数に応じてカートリッジ内のブレードの汚染の有無を観察し、評価基準を以下の通りにした。
◎(非常に良好):3000枚以上
○(良好) :2000枚以上3000枚未満
△(使用可能) :1000枚以上2000枚未満
×(劣る) :1000枚未満
製造例
表1に示す仕込み組成のモノマー成分とワックス、触媒として800ppmの三酸化アンチモンを、蒸留塔を備えた反応容器に投入した。次いで、反応容器中の攪拌翼の回転数を120rpmに保ち、昇温を開始し、反応系内の温度を265℃になるように加熱し、この温度を保持した。反応系から水が留出し、エステル化反応が開始してから約7時間後に、水の留出がなくなり、反応を終了した。次いで、反応系内の温度を235℃の縮重合反応温度に保ち、反応容器内を約40分かけて7.5mmHg(1kPa)まで減圧し、反応系からジオール成分を留出させながら縮合反応を行った。反応とともに反応系の粘度が上昇し、粘度上昇とともに真空度を上昇させ、攪拌翼のトルクが所望の軟化温度を示す値となるまで縮合反応を実施した。そして、所定のトルクを示した時点で反応系を常圧に戻し、加熱を停止し、窒素により加圧して約40分かけて反応物を取り出し、ポリエステル樹脂組成物A〜Iを得た。
表1に示す仕込み組成のモノマー成分とワックス、触媒として800ppmの三酸化アンチモンを、蒸留塔を備えた反応容器に投入した。次いで、反応容器中の攪拌翼の回転数を120rpmに保ち、昇温を開始し、反応系内の温度を265℃になるように加熱し、この温度を保持した。反応系から水が留出し、エステル化反応が開始してから約7時間後に、水の留出がなくなり、反応を終了した。次いで、反応系内の温度を235℃の縮重合反応温度に保ち、反応容器内を約40分かけて7.5mmHg(1kPa)まで減圧し、反応系からジオール成分を留出させながら縮合反応を行った。反応とともに反応系の粘度が上昇し、粘度上昇とともに真空度を上昇させ、攪拌翼のトルクが所望の軟化温度を示す値となるまで縮合反応を実施した。そして、所定のトルクを示した時点で反応系を常圧に戻し、加熱を停止し、窒素により加圧して約40分かけて反応物を取り出し、ポリエステル樹脂組成物A〜Iを得た。
なお、表1中に略号で示した成分の内容を以下に示す。
ジオールA:ポリオキシプロピレン(2.3)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン
ジオールB:ポリオキシエチレン(2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン
WEP−5:分岐構造を持つ脂肪酸エステル(ペンタエリスリトールとベヘニン酸のフルエステル、融点82℃、日本油脂社製「WEP−5」)
カルナバ:分岐構造を持たない脂肪酸エステル(カルナバワックス、融点83℃、東洋ペトロライト社製「カルナバワックス1号」)
PE:ポリエチレンワックス(融点105℃、三洋化成工業社製「サンワックス171−P」)
PP:ポリプロピレンワックス(融点145℃、三洋化成工業社製「ビスコール660−P」)
ジオールA:ポリオキシプロピレン(2.3)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン
ジオールB:ポリオキシエチレン(2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン
WEP−5:分岐構造を持つ脂肪酸エステル(ペンタエリスリトールとベヘニン酸のフルエステル、融点82℃、日本油脂社製「WEP−5」)
カルナバ:分岐構造を持たない脂肪酸エステル(カルナバワックス、融点83℃、東洋ペトロライト社製「カルナバワックス1号」)
PE:ポリエチレンワックス(融点105℃、三洋化成工業社製「サンワックス171−P」)
PP:ポリプロピレンワックス(融点145℃、三洋化成工業社製「ビスコール660−P」)
実施例1〜4および比較例1〜5
上記で得られたポリエステル樹脂組成物A〜Iを用いてトナー化を行った。トナーの配合には、ポリエステル樹脂組成物を93質量部、キナクリドン顔料(クラリアント社製E02)3質量部、分岐構造を有する脂肪酸エステル(ペンタエリスリトールと脂肪酸のフルエステル、融点86℃、日本油脂社製「WEP−5」)3質量部、負帯電性の荷電制御剤(オリエント化学社製E−84)1質量部を使用し、ヘンシェルミキサーで30分間混合した。次いで、得られた混合物を150〜200℃の範囲内の温度で2軸混練機で溶融混練した。混練後、冷却してトナー塊を得、ジェットミル微粉砕機で微粉砕し、分級機でトナーの粒径を整え、粒径を5μmとした。得られた微粉末100質量部に対して、0.25質量部のシリカ(日本アエロジル社製R−972)を加え、ヘンシェルミキサーで混合して付着させ、最終的にトナー1〜9を得た。得られたトナーについては、前述の評価方法を用いてトナー評価を行った。これらのトナーの評価結果を表2に示す。
上記で得られたポリエステル樹脂組成物A〜Iを用いてトナー化を行った。トナーの配合には、ポリエステル樹脂組成物を93質量部、キナクリドン顔料(クラリアント社製E02)3質量部、分岐構造を有する脂肪酸エステル(ペンタエリスリトールと脂肪酸のフルエステル、融点86℃、日本油脂社製「WEP−5」)3質量部、負帯電性の荷電制御剤(オリエント化学社製E−84)1質量部を使用し、ヘンシェルミキサーで30分間混合した。次いで、得られた混合物を150〜200℃の範囲内の温度で2軸混練機で溶融混練した。混練後、冷却してトナー塊を得、ジェットミル微粉砕機で微粉砕し、分級機でトナーの粒径を整え、粒径を5μmとした。得られた微粉末100質量部に対して、0.25質量部のシリカ(日本アエロジル社製R−972)を加え、ヘンシェルミキサーで混合して付着させ、最終的にトナー1〜9を得た。得られたトナーについては、前述の評価方法を用いてトナー評価を行った。これらのトナーの評価結果を表2に示す。
表2からわかるように、トナー1は非オフセット性、連続印刷性が非常に良好であり、定着性、耐ブロッキング性が良好であった。トナー2は定着性、非オフセット性が非常に良好であり、連続印刷性が良好であり、耐ブロッキング性が使用可能レベルであった。トナー3は非オフセット性、耐ブロッキング性、連続印刷性が非常に良好であり、定着性が良好であった。トナー4は定着性、非オフセット性、連続印刷性が非常に良好であり、耐ブロッキング性が良好であった。
トナー5は耐ブロッキング性が非常に良好であり、非オフセット性が良好であったが、定着性、連続印刷性は劣るレベルであった。トナー6は定着性が非常に良好であり、連続印刷性が使用可能レベルであったが、非オフセット性、耐ブロッキング性が劣るレベルであった。トナー7は非オフセット性、連続印刷性が非常に良好であり、耐ブロッキング性が良好であったが、定着性が劣るレベルであった。トナー8は耐ブロッキング性が非常に良好であり、非オフセット性が使用可能レベルであったが、定着性、連続印刷性が劣るレベルであった。トナー9は連続印刷性が非常に良好であり、耐ブロッキング性が良好であり、非オフセット性が使用可能レベルであったが、定着性が劣るレベルであった。
本発明によれば、低温定着性と非オフセット性とのバランスに優れたトナーを与えることのできるトナー用バインダー樹脂組成物およびそれを用いたトナーを提供することができるので、本発明は産業上有用である。
Claims (3)
- ポリエステル樹脂を95〜99質量%および融点が70〜90℃であって、分岐構造を有する脂肪酸エステルを1〜5質量%含有するトナー用ポリエステル樹脂組成物。
- ポリエステル樹脂が、全酸成分100モル部に対し、70〜100モル部のテレフタル酸成分および/またはイソフタル酸成分、1〜30モル部の3価以上の多価カルボン酸成分および/または3価以上の多価アルコール成分、30〜90モル部の脂肪族ジオール成分、30〜110モル部の芳香族ジオール成分を含有する請求項1に記載のトナー用ポリエステル樹脂組成物。
- 請求項1または2に記載のトナー用ポリエステル樹脂組成物を含有するトナー。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004267851A JP2006084612A (ja) | 2004-09-15 | 2004-09-15 | トナー用ポリエステル樹脂組成物およびトナー |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004267851A JP2006084612A (ja) | 2004-09-15 | 2004-09-15 | トナー用ポリエステル樹脂組成物およびトナー |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006084612A true JP2006084612A (ja) | 2006-03-30 |
Family
ID=36163199
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004267851A Pending JP2006084612A (ja) | 2004-09-15 | 2004-09-15 | トナー用ポリエステル樹脂組成物およびトナー |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006084612A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009114224A (ja) * | 2007-11-01 | 2009-05-28 | Polyplastics Co | 液晶性ポリエステル樹脂組成物 |
JP2010037556A (ja) * | 2008-07-11 | 2010-02-18 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | ケミカルトナー用ポリエステル樹脂の製造方法およびケミカルトナー用ポリエステル樹脂 |
JP2014141682A (ja) * | 2014-03-13 | 2014-08-07 | Polyplastics Co | 射出成形品とその製造方法 |
JP2017223839A (ja) * | 2016-06-15 | 2017-12-21 | 株式会社リコー | トナー、現像剤、画像形成装置、画像形成方法及びトナー収容ユニット |
-
2004
- 2004-09-15 JP JP2004267851A patent/JP2006084612A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009114224A (ja) * | 2007-11-01 | 2009-05-28 | Polyplastics Co | 液晶性ポリエステル樹脂組成物 |
JP2010037556A (ja) * | 2008-07-11 | 2010-02-18 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | ケミカルトナー用ポリエステル樹脂の製造方法およびケミカルトナー用ポリエステル樹脂 |
JP2014141682A (ja) * | 2014-03-13 | 2014-08-07 | Polyplastics Co | 射出成形品とその製造方法 |
JP2017223839A (ja) * | 2016-06-15 | 2017-12-21 | 株式会社リコー | トナー、現像剤、画像形成装置、画像形成方法及びトナー収容ユニット |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4990048B2 (ja) | トナー用バインダー樹脂組成物およびトナー | |
JP5465471B2 (ja) | ポリエステル樹脂の製造方法、トナー用ポリエステル樹脂、およびトナー | |
JP3773906B2 (ja) | トナー用線状ポリエステル樹脂およびトナー | |
JP5132913B2 (ja) | トナー用バインダー樹脂、その製造方法、およびトナー | |
JP2011232665A (ja) | トナー用ポリエステル樹脂組成物を製造する方法、トナー用ポリエステル樹脂組成物、およびトナー | |
JP2003246920A (ja) | ポリエステル樹脂組成物 | |
JP2005275390A (ja) | トナー用ポリエステル樹脂およびその製造方法、並びにトナー | |
JP2004226847A (ja) | 正帯電性トナー | |
JPWO2003001302A1 (ja) | トナー用ポリエステル樹脂、トナー用ポリエステル樹脂の製造方法及びそれを用いたトナー | |
JP5855421B2 (ja) | トナー用結着樹脂 | |
JP2003043741A (ja) | ポリエステル樹脂及びこれを含むトナー | |
JP2011232666A (ja) | トナー用ポリエステル樹脂を製造する方法、トナー用ポリエステル樹脂、およびトナー | |
JP4671363B2 (ja) | トナー用バインダー樹脂組成物、その製造方法、およびトナー | |
JP5320025B2 (ja) | 電子写真用トナー | |
JP3207558B2 (ja) | トナーバインダーおよびトナー組成物 | |
JP5832719B2 (ja) | トナー | |
JP5912820B2 (ja) | トナー用結着樹脂 | |
JP2005300996A (ja) | トナー用ポリエステル樹脂組成物およびトナー | |
JP5983980B2 (ja) | トナー用ポリエステル樹脂の製造方法、トナー用ポリエステル樹脂、トナーの製造方法、およびトナー | |
JP5692589B2 (ja) | トナー用ポリエステル樹脂を製造する方法、トナー用ポリエステル樹脂、およびトナー | |
JP2005107182A (ja) | トナー用ポリエステル樹脂およびトナー | |
JP3707776B2 (ja) | 結着樹脂 | |
JP2006084612A (ja) | トナー用ポリエステル樹脂組成物およびトナー | |
JP2015010199A (ja) | トナー用ポリエステル樹脂の製造方法、トナー用ポリエステル樹脂およびトナー | |
JP4368541B2 (ja) | 電子写真用トナー |