JP2006235475A - トナー用ポリエステル樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】 保存安定性と低温定着性に優れるトナーが得られるトナー用ポリエステル樹脂組成物を提供すること。
【解決手段】 トリシクロデカンジメタノールを27.5モル%以上、好ましくは55モル%以上含有する二価のアルコールを含むアルコール類と、テレフタル酸を40モル%以上、好ましくは80重量%以上含有する二価のカルボン酸を含むカルボン酸類とを反応させて得られるポリエステル樹脂(A)と着色剤とを含有することを特徴とするトナー用ポリエステル樹脂組成物。
【選択図】 なし
【解決手段】 トリシクロデカンジメタノールを27.5モル%以上、好ましくは55モル%以上含有する二価のアルコールを含むアルコール類と、テレフタル酸を40モル%以上、好ましくは80重量%以上含有する二価のカルボン酸を含むカルボン酸類とを反応させて得られるポリエステル樹脂(A)と着色剤とを含有することを特徴とするトナー用ポリエステル樹脂組成物。
【選択図】 なし
Description
本発明は、保存安定性と低温定着性に優れるトナーが得られるトナー用ポリエステル樹脂組成物に関する。
電子写真、静電記録、静電印刷に用いられるトナーには、近年の省エネルギー化の意識の高まりからより低温で定着する性能が要求されてきており、その要求を満たすべく、低温で定着するトナー用ポリエステル樹脂が開発されている。しかしながら一般に低温定着性のポリエステル樹脂を用いたトナーは連続コピー中のキャリアーや現像マグネットロールとの摩擦により蓄熱し熱凝集を起こしやすく、熱凝集の起こりにくい(保存安定性に優れる)トナー用ポリエステル樹脂が望まれていた。
低温定着性と保存安定性とを兼ね備えるトナー用ポリエステル樹脂としては、例えば、テレフタル酸を80〜95モル%含有する多価カルボン酸と、エチレングリコールおよび/またはプロピレングリコールを合計で50〜90モル%及びトリシクロデカンジメタノールを10〜20モル%含有する多価アルコールとを反応させて得られるポリエステル樹脂が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。しかしながら、前記特許文献1で開示されているトナー用ポリエステル樹脂は保存安定性と低温定着性を共に十分満足するものではない。
本発明の課題は、保存安定性と低温定着性に優れるトナーが得られるトナー用ポリエステル樹脂組成物を提供することにある。
本発明者は上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、トリシクロデカンジメタノールを27モル%以上含有する二価のアルコールと、テレフタルを40モル%以上含有する二価のカルボン酸とを反応させて得られるポリエステル樹脂を用いると保存安定性と低温定着性が共に優れるトナーが得られること等を見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、トリシクロデカンジメタノールを27.5モル%以上含有する二価のアルコールを含むアルコール類と、テレフタル酸を40モル%以上含有する二価のカルボン酸を含むカルボン酸類とを反応させて得られるポリエステル樹脂(A)と着色剤とを含有することを特徴とするトナー用ポリエステル樹脂組成物を提供するものである。
本発明で得られるトナー用ポリエステル樹脂組成物を用いることにより保存安定性と低温定着性を兼ね備えたトナーが得られる。また、本発明で得られるポリエステル樹脂は前記特許文献1で開示されたようなエチレングリコールやプロピレングリコールを50〜90モル%も用いることなく保存安定性と低温定着性に優れるトナー用ポリエステル樹脂が得られるため、樹脂の原料を選択する際の自由度も向上するという利点も有する。
本発明で用いるポリエステル樹脂(A)はアルコール類としてトリシクロデカンジメタノールを27.5モル%以上含有する二価のアルコールを含むアルコール類と、カルボン酸類としてテレフタル酸を40モル%以上含有する二価のカルボン酸を含むカルボン酸類とを反応させて得られる。アルコール類としてトリシクロデカンジメタノールを27.5モル%より少なく含有する二価のアルコールを含むアルコール類では保存安定性と低温定着性を兼ね備えるトナーを得るのが困難となるため好ましくない。本発明で用いるアルコール類はトリシクロデカンジメタノールを55モル%以上含有する二価のアルコールを含むアルコール類がより好ましい。
また、カルボン酸類としてテレフタル酸を40モル%より少なく含有する二価のカルボン酸を含むカルボン酸類を用いても保存安定性と低温定着性を兼ね備えるトナーを得るのが困難となるため好ましくない。本発明で用いるカルボン酸類はテレフタル酸を75モル%以上含有する二価のカルボン酸を含むカルボン酸類が好ましく、テレフタル酸を80モル%以上含有する二価のカルボン酸を含むカルボン酸類がより好ましい。
本発明で用いる二価のアルコールは、トリシクロデカンジメタノールを27.5モル%以上含有すれば良く、他の二価のアルコールを併用することができる。他の二価アルコールとしては、例えば、エチレングリコ−ル、1,2−プロピレングリコ−ル、1,3-プロパンジオール、1,3-ブチレングリコール、1,4-ブチレングリコール、1,4−ブタンジオ−ル、1,5−ペンタンジオ−ル、1,6−ヘキサンジオ−ル、ジエチレングリコ−ル、ジプロピレングリコ−ル、トリエチレングリコ−ル、ネオペンチルグリコ−ル等の脂肪族ジオ−ル類;ビスフェノ−ルAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノ−ルAのプロピレンオキサイド付加物等のビスフェノ−ルAアルキレンオキサイド付加物;キシリレンジグリコ−ル、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノ−ルA等のアラルキレングリコ−ル、1,4−シクロヘキサンジメタノール等の脂環式のジオ−ル類等が挙げられる。
本発明で用いるアルコール類は、更に、前記二価のアルコール以外に発明の効果を損なわない程度で三価以上の多価アルコールや一価のアルコール等を用いることもできる。前記三価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロ−ルエタン、トリメチロ−ルプロパン、ソルビト−ル、1,2,3,6−ヘキサンテトロ−ル、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリト−ル、ジペンタエリスリト−ル、2−メチルプロパントリオ−ル、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレ−ト等が挙げられる。1価のアルコールとしては、例えば、ステアリルアルコール等が挙げられる。
アルコール類としてはポリエステル樹脂(A)が無色透明のポリエステル樹脂となり、カラートナー用として好ましく用いることができることから、二価のアルコールとして更に1,4−シクロヘキサンジメタノールを含むアルコール類が好ましい。また、トリシクロデカンジメタノールと1,4−シクロヘキサンジメタノールとを併用した際の他のアルコールの使用量はトリシクロデカンジメタノールと1,4-シクロヘキサンジメタノールとの合計重量の10重量%以内とするのが好ましい。更に、アルデヒドを発生しやすいグリコール、例えばエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、ネオペンチルグリコールなどは極力添加量を抑えるのが好ましい。
本発明で用いる二価のカルボン酸はテレフタル酸を40モル%以上含有すれば良く、他の二価のカルボン酸を併用することができる。併用する他の二価のカルボン酸としては、例えば、マレイン酸、無水マレイン酸、フマ−ル酸、イタコン酸、無水イタコン酸、蓚酸、マロン酸、コハク酸、無水コハク酸、ドデシルコハク酸、ドデシル無水コハク酸、ドデセニルコハク酸、ドデセニル無水コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバチン酸、デカン−1,10−ジカルボン酸等の二価の脂肪族カルボン酸;イソフタル酸およびその無水物、ヘット酸およびその無水物、ハイミック酸およびその無水物、シクロヘキサンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族または二価の脂環式カルボン酸類等が挙げられる。
本発明で用いるカルボン酸類は、更に、前記二価のカルボン酸以外にも発明の効果を損なわない程度で三価以上の多価カルボン酸や一価のカルボン酸を用いることもできる。前記三価以上の多価カルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、無水トリメリット酸、メチルシクロヘキセントリカルボン酸、メチルシクロヘキセントリカルボン酸無水物、ピロメリット酸、無水ピロメリット酸等がある。
さらに、上記したジカルボン酸や三価以上のカルボン酸等の多価カルボン酸は、そのカルボキシル基の一部または全部がアルキルエステル、アルケニルエステルまたはアリ−ルエステルとなっているものも使用できる。
また原料成分として、例えば、ジメチロ−ルプロピオン酸、ジメチロ−ルブタン酸、6−ヒドロキシヘキサン酸のような、1分子中に水酸基とカルボキシル基を併有する化合物あるいはそれらの反応性誘導体も使用できる。
さらに、一価のカルボン酸としては、例えば、安息香酸、p−tert−ブチル安息香酸等が挙げられる。
カルボン酸類としては二価のカルボン酸として更にイソフタル酸を含むカルボン酸類が好ましい。また、テレフタル酸とイソフタル酸とを併用した際の他のカルボン酸の使用量はテレフタル酸とイソフタル酸との合計重量の10%以内とするのが好ましい。
更に、本発明で用いるポリエステル樹脂(A)はアルコール類中の二価のアルコールとカルボン酸類中の二価のカルボン酸とを下記式(1)を満足するようにそれぞれ含有するアルコール類とカルボン酸類とを反応させて得られるものが低温定着性と保存安定性とを兼ね備えるトナーを得ることができることから好ましい。
−0.4X+80<Y<2.5X (1)
〔Xは前記二価アルコール中のトリシクロデカンジメタノールの含有率(モル%)を表し、Yは2価のカルボン酸中のテレフタル酸の含有率(モル%)をそれぞれ表す。〕
−0.4X+80<Y<2.5X (1)
〔Xは前記二価アルコール中のトリシクロデカンジメタノールの含有率(モル%)を表し、Yは2価のカルボン酸中のテレフタル酸の含有率(モル%)をそれぞれ表す。〕
前記式(1)における二価アルコールはトリシクロデカンジメタノールと1,4−シクロヘキサンジメタノールのみを含有する二価アルコールがより好ましく、また、前記式(1)における二価のカルボン酸はテレフタル酸とイソフタル酸のみを含有する二価のカルボン酸がより好ましい。
本発明で用いるポリエステル樹脂(A)は製造方法に制限はなく、例えば、トリシクロデカンジメタノールを27.5モル%以上含有する二価のアルコールを含むアルコール類と40モル%以上含有する二価のカルボン酸を含むカルボン酸類とを素雰囲気中で加熱下に脱水縮合させる製造方法等が挙げられる。この際使用される装置としては、窒素導入口、温度計、攪拌装置、精留塔等を備えた反応容器の如き回分式の製造装置が好適に使用できるほか、脱気口を備えた押し出し機や連続式の反応装置、混練機等も使用できる。また、上記脱水縮合の際、必要に応じて反応系を減圧することによって、エステル化反応を促進することもできる。さらに、エステル化反応の促進のために、種々の触媒を添加することもできる。
本発明で用いるポリエステル樹脂(A)は保存安定性と低温定着性が良好なトナーが得られることからガラス転移温度(以下「Tg」と略記する。)が、40〜70℃の範囲のものであることが好ましく、なかでも、50〜65℃の範囲のものであることがより好ましい。尚、本発明においてTgは示差走査熱量計(以下「DSC」と略記する。)により、昇温速度を毎分10℃にてJIS K−7121ー1987に従って測定する。
本発明で用いるポリエステル樹脂(A)は保存安定性と低温定着性が良好なトナーが得られることから環球法による軟化点(Sp)が70〜110℃であることが好ましく、70〜95℃がより好ましい。尚、環球法による軟化点の測定はメイテック社製の自動軟化点測定装置を用い、昇温速度が毎分6℃のグリセリン浴で測定する。
本発明で用いるポリエステル樹脂(A)は保存安定性と低温定着性が良好なトナーが得られることから酸価は30mgKOH/g以下が好ましく、10〜20mgKOH/gがより好ましい。水酸基価は60mgKOH/g以下であることが好ましく、20〜50mgKOH/gがより好ましい。
本発明で用いる着色剤としては、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラック等のカーボンブラック;フタロシアニン系のC.I.Pigment Blue 15−3、インダンスロン系のC.I.Pigment Blue 60等の青系着色剤;キナクリドン系のC.I.Pigment Red 122、アゾ系のC.I.Pigment Red22、C.I.Pigment Red 48:1、C.I.PigmentRed 48:3、C.I.Pigment Red 57:1等の赤系の着色剤;アゾ系のC.I.Pigment Yellow 12、C.I.Pigment Yellow 13、C.I.Pigment Yellow 14、C.I.Pigment Yellow 17、C.I.Pigment Yellow 97、C.I.Pigment Yellow 155、イソインドリノン系のC.I.Pigment Yellow 110、ベンズイミダゾロン系のC.I.Pigment Yellow 151、C.I.Pigment Yellow 154、C.I.Pigment Yellow 180等の黄系の着色剤等が挙げられる。これらの着色剤は1種または2種以上を組み合わせてもよい。ポリエステル樹脂と着色剤との重量割合は、特に制限されないが、通常ポリエステル樹脂100重量部に対し着色剤2〜12重量部、好ましくは3〜10重量部である。
本発明のトナー用ポリエステル樹脂組成物は前記ポリエステル樹脂(A)と着色剤に加え、更に他のポリエステル樹脂(B)とを含有させることにより得られるトナー用樹脂組成物を用いることにより、トナー用ポリエステル樹脂(A)の有する保存安定性と低温定着性に加え、耐オフセット性等の他の特性を有するトナーを得ることができる。
前記ポリエステル樹脂(B)としては、トナーに耐オフセット性を付与することができることから高粘性のポリエステル樹脂であることが好ましい。この高粘性のポリエステル樹脂としては、具体的には、フローテスターでの1/2降下温度(T1/2)が110〜210℃であるポリエステル樹脂が好ましく、140〜200℃がより好ましい。ここで本発明におけるフローテスターでの1/2降下温度(T1/2)とは、高化式フローテスターCFT−500(島津製作所製)を用い、荷重10Kg/cm2、ノズルの直径1mm、ノズルの長さ1mm、予備加熱70℃で5分間、昇温速度6℃/分とし、サンプル量1.5gとして測定記録したとき、フローテスターのプランジャー降下量−温度曲線(軟化流動局線)におけるS字曲線の高さをhとするとき、h/2の温度をいう。
前記フローテスターでの1/2降下温度(T1/2)が110〜210℃であるポリエステル樹脂は例えば、二価のカルボン酸と二価のアルコールと3価以上の多価カルボン酸や3価以上の多価アルコールやエポキシ化合物と必要に応じて触媒とをフラスコに混合加熱し、窒素気流下で徐々に210〜250℃の範囲で攪拌しながら、常圧状態にて、15〜20時間反応させ、エステル化反応を行う方法等が挙げられる。エステル化反応の進行状況はポリエステル樹脂の酸価または粘度を測定することで確認できる。二価のカルボン酸と二価のアルコールは、二価のカルボン酸の有するカルボキシル基1モルに対して、二価のアルコールの有する水酸基が0.95〜1.05モルとなる割合で混合すると良い。
前記二価のカルボン酸、三価以上の多価カルボン酸、二価のアルコール、三価以上の多価アルコールとしては、例えば、前記ポリエステル樹脂(A)の製造に用いるものが使用できる。ここで用いる二価のカルボン酸、三価以上の多価カルボン酸、二価のアルコール、三価以上の多価アルコール等の原料は、前記ポリエステル樹脂(A)の製造に用いるものと同一であっても良いし、異なっていても良い。
前記エポキシ化合物としては、例えば、二価のエポキシ化合物やモノエポキシ化合物等が挙げられる。前記二価のエポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ハイドロキノンジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル等の2官能エポキシ化合物等が挙げられる。なかでもビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂が好ましい。これらは単独で使用しても良いし、複数のものを併用しても良い。
前記モノエポキシ化合物としては、例えば、アルキルフェニルグリシジルエーテル、アルキルグリシジルエーテル、カルボン酸のグリシジルエステル、アルキルフェノールアルキレンオキサイド付加物のグリシジルエーテル、モノエポキシ脂肪酸アルキルエステル等が挙げられる。
前記アルキルフェニルグリシジルエーテルとしては、例えば、クレジルグリシジルエーテル、ブチルフェニルグリシジルエーテル、ノニルフェニルグリシジルエーテル等が挙げられる。
前記アルキルグリシジルエーテルとしては、例えば、ブチルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル等が挙げられる。
前記カルボン酸のグリシジルエステルとしては、例えば、ノナン酸グリシジルエステル、デカン酸グリシジルエステル、ネオデカン酸グリシジルエステル、ドデカン酸グリシジルエステル等が挙げられる。
前記アルキルフェノールアルキレンオキサイド付加物のグリシジルエーテルとしては、例えば、ブチルフェノール等の低級アルキルフェノールにエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイド付加物のグリシジルエーテル等が挙げられる。具体的には、例えば、エチレングリコールモノフェニルエーテルのグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールモノフェニルエーテルのグリシジルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテルのグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールモノフェニルエーテルのグリシジルエーテル、プロピレングリコールモノ(p-t-ブチル)フェニルエーテルのグリシジルエーテル、エチレングリコールモノノニルフェニルエーテルのグリシジルエーテル等が挙げられる。
前記モノエポキシ脂肪酸アルキルエステルとしては、不飽和脂肪酸のアルコールエ
ステルの不飽和基をエポキシ化した化合物で、例えば、エポキシ化オレイン酸ブチルエステル、エポキシ化オレイン酸オクチルエステル等が挙げられる。
ステルの不飽和基をエポキシ化した化合物で、例えば、エポキシ化オレイン酸ブチルエステル、エポキシ化オレイン酸オクチルエステル等が挙げられる。
上記した、炭素原子数4〜28のアルキル基を有するモノエポキシ化合物はネオデカン酸グリシジルエステルが好ましい。また、単独で用いても2種以上を併用しても良い。
前記高粘性のポリエステル樹脂の酸価は5〜40mgKOH/gが好ましく、10〜30mgKOH/gがより好ましい。DSC法によるガラス転移温度(Tg)は50〜90℃が好ましく、60〜80℃がより好ましい。ゲル分は5〜70重量%が好ましく、20〜60重量%がより好ましい。
本発明においてゲル分は、樹脂を、テトラヒドロフランに24時間溶解させた時の不溶分である。測定は、300mlのガラス製容器に250mlのテトラヒドロフランを入れ、その中に細かく砕いたポリエステル樹脂1.5gを500メッシュの金網製袋(3×5cm)に入れて24時間溶解させ、不溶分の割合を求める。
本発明のポリエステル樹脂組成物において、ポリエステル樹脂(A)とポリエステル樹脂(B)の混合量は重量比(A)/(B)で5/95〜95/5が好ましく、10/90〜90/10がより好ましい。
本発明のトナー用ポリエステル樹脂組成物を用いてトナーを製造するには、例えば、本発明のトナー用ポリエステル樹脂組成物とその他必要に応じて帯電制御剤、磁性粉、帯電防止剤、離型性を高める助剤等とを、樹脂の融点(軟化点)以上で溶融混練した後に粉砕し、分級する製造方法により得ることが出来る。
前記帯電制御剤としては、例えば、ニグロシン系染料、4級アンモニウム塩、4級アンモニウム塩及び/又はアミノ基を含有する樹脂等の正帯電制御剤;トリメチルエタン系染料、サリチル酸の金属錯塩、ベンジル酸の金属錯塩、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、金属錯塩アゾ系染料、アゾクロムコンプレックス等の重金属含有酸性染料;カリックスアレーン型のフェノール系縮合物、環状ポリサッカライド、カルボキシル基及び/又はスルホニル基を含有する樹脂等の負帯電制御剤が挙げられる。帯電制御剤の使用量は、とくに限定されるものではないが、好ましくはポリエステル樹脂100重量部に対し1〜10重量部、より好ましくは1〜5重量部である。
前記磁性粉としては、例えば、鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性金属の粉末;マグネタイト、ヘマタイト、フェライト等が挙げられ、さらに化合物の粉末を着色剤兼磁性材料として用いることができる。この様な磁性粉を用いる場合、ポリエステル樹脂100重量部に対し10〜70重量部の範囲で使用するのが好ましい。
前記離型効果を高める助剤としては、例えば、モンタン酸エステルワックス等の天然ワックス、高圧法ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンワックスが挙げられる。
上記のトナー用組成物を、本発明のポリエステル樹脂の融点(軟化点)以上で溶融混練した後に粉砕し、分級することにより、トナーを得ることができる。具体的には、例えば、ポリエステル樹脂と、着色剤と、帯電制御剤、その他必要に応じた添加剤とを、2本ロール、加圧ニーダー、2軸押し出し機等の混練手段によって、樹脂中に着色剤等が均一に分散するように混合する。その溶融混練の条件は特に限定されるものではないが、通常80〜180℃において30秒〜2時間で溶融混練すれば良く、このとき、着色剤は樹脂中に均一に分散するようにあらかじめフラッシング処理、あるいは樹脂と高濃度で溶融混練したマスターバッチを用いても良い。次いで、冷却後、ジェットミル等の粉砕器で微粉砕し、風力分級機等により分級することにより得ることができる。
尚本発明は特開平8−211655、特開平9−311502、特開2003−231757に記されているようないわゆるケミカルトナー用の樹脂としても有用である。
トナー粒子の平均粒径は、特に制限されないが、通常5〜15μmとなる様に調整される。
本発明のトナー用ポリエステル樹脂やトナー用ポリエステル樹脂組成物を用いて得られるトナーは、このままでも粉体トナーとして使用することも出来るが、シリカ等をトナー100重量部に対し0.1〜3.0重量部外添することにより、さらに粉体流動性を向上させることができるため実用上好ましい。
以下に、合成例、実施例、比較例を挙げて本発明を詳細に説明する。
参考合成例1(高粘性ポリエステル樹脂の調製)
精留塔付きの反応釜にトリシクロデカンジメタノール14700g(75モル)、1,4−シクロヘキサンジメタノール3600g(25モル)、テレフタル酸13280g(80モル)、イソフタル酸3320g(20モル)、エピクロン830〔大日本インキ化学工業(株)製のビスフェノールエポキシ型樹脂〕1919g及びカージュラE10Pwo〔シェルジャパン(株)製のネオデカン酸グリシジルエステル〕684gを反応釜に仕込み、エステル化触媒としてジブチルチンオキサイドを18.75g添加して、窒素ガスをブローし、230℃にまで攪拌しながら昇温し、エステル化反応進行に伴って副生する水を分離してフローテスタ軟化点T1/2が190℃となるまで反応を続けた。得られた樹脂は、常温固体で、酸価10mgKOH/g、DSC測定法ガラス転移温度(Tg)63℃、ゲル分が50%であった。これを樹脂(B1)とする。
精留塔付きの反応釜にトリシクロデカンジメタノール14700g(75モル)、1,4−シクロヘキサンジメタノール3600g(25モル)、テレフタル酸13280g(80モル)、イソフタル酸3320g(20モル)、エピクロン830〔大日本インキ化学工業(株)製のビスフェノールエポキシ型樹脂〕1919g及びカージュラE10Pwo〔シェルジャパン(株)製のネオデカン酸グリシジルエステル〕684gを反応釜に仕込み、エステル化触媒としてジブチルチンオキサイドを18.75g添加して、窒素ガスをブローし、230℃にまで攪拌しながら昇温し、エステル化反応進行に伴って副生する水を分離してフローテスタ軟化点T1/2が190℃となるまで反応を続けた。得られた樹脂は、常温固体で、酸価10mgKOH/g、DSC測定法ガラス転移温度(Tg)63℃、ゲル分が50%であった。これを樹脂(B1)とする。
実施例1
精留塔付きの反応釜にトリシクロデカンジメタノール16556g(84.47モル)、1,4−シクロヘキサンジメタノール4055g(28.16モル)、テレフタル酸13280g(80モル)、イソフタル酸3320g(20モル)、パラタシャリーブチル安息香酸1874g(10.53モル)を仕込み、更に、エステル化触媒としてジブチルチンオキサイドを19.5g添加して、窒素ガスをブローし、230℃にまで攪拌しながら昇温し、エステル化反応進行に伴って副生する水を分離して目標とする軟化点に到達するまで反応を行った。得られた樹脂は、常温固体で、酸価が9.5mgKOH/g、DSC測定法によるガラス転移温度(Tg)が63℃、環球法による軟化点(Sp)が105℃であった。これを樹脂(A1)とする。
精留塔付きの反応釜にトリシクロデカンジメタノール16556g(84.47モル)、1,4−シクロヘキサンジメタノール4055g(28.16モル)、テレフタル酸13280g(80モル)、イソフタル酸3320g(20モル)、パラタシャリーブチル安息香酸1874g(10.53モル)を仕込み、更に、エステル化触媒としてジブチルチンオキサイドを19.5g添加して、窒素ガスをブローし、230℃にまで攪拌しながら昇温し、エステル化反応進行に伴って副生する水を分離して目標とする軟化点に到達するまで反応を行った。得られた樹脂は、常温固体で、酸価が9.5mgKOH/g、DSC測定法によるガラス転移温度(Tg)が63℃、環球法による軟化点(Sp)が105℃であった。これを樹脂(A1)とする。
樹脂(B1)60重量部と樹脂(A1)40重量部とを混合して、バインダ樹脂を調製した。このバインダ樹脂100重量部に、フタロシアニン顔料3重量部、ボントロンE−81(オリエント化学製帯電制御剤)1.5重量部及びビスコール550P(三洋化成製ポリプロピレンワックス)3.5重量部を加えて、スーパーミキサーにてミキシングを行い、ヘンシェルミキサーにて混練、冷却後、ジェットミルにて粉砕、分級し、平均粒径8μmの樹脂粒子を得た。更に、外添剤として、疎水性シリカであるアエロジルR974を全重量に対して0.5%となるように添加してヘンシェルミキサで混合してトナーを製造した。得られたトナー7重量部を樹脂コートしたフェライトキャリア93重量部と混合して現像剤を調製した。
実施例2〜11及び比較例1〜8
第1〜5表に示す割合で原料を用いた以外は実施例1と同様にして樹脂2〜11及び樹脂1′〜8′を合成し、これらを用いてトナーと現像剤を調製した。
第1〜5表に示す割合で原料を用いた以外は実施例1と同様にして樹脂2〜11及び樹脂1′〜8′を合成し、これらを用いてトナーと現像剤を調製した。
得られたトナーの保存安定性の評価と現像剤の低温定着性、定着強度、耐オフセット性、カラー発色性、耐久性及び帯電量の環境安定性を下記の方法に従って評価した。評価結果を用いた樹脂の使用量と共に第6表に示す。
<トナーの保存安定性の評価>
トナーをガラス瓶に入れて蜜栓し、50℃、72時間恒温槽内に静置する。静置後紙の上に取り出して凝集状態を目視で観察し下記判定に従い評価した。
◎:全く凝集のない。
○:凝集がみられるものの、スパーテルで触れればほぐれる。
△:凝集が見られるが瓶の中で振ってやればほぐれる。
×:瓶の中で振ってもほぐれない。
トナーをガラス瓶に入れて蜜栓し、50℃、72時間恒温槽内に静置する。静置後紙の上に取り出して凝集状態を目視で観察し下記判定に従い評価した。
◎:全く凝集のない。
○:凝集がみられるものの、スパーテルで触れればほぐれる。
△:凝集が見られるが瓶の中で振ってやればほぐれる。
×:瓶の中で振ってもほぐれない。
<現像剤の低温定着性の評価>
温度可変、速度可変のヒートローラ定着試験機を用いた。ヒートローラ(上)はテフロン(登録商標)製で剥離オイル(シリコーンオイル)塗布、加圧ローラ(下)はHTVシリコン製で、荷重は7Kg/370mm、ニップ幅は4mm、紙通し速度は200mm/secで定着テストを行った。下記判定に従って評価した。尚、下記最低定着温度とはヒートローラーの設定温度である。最低定着温度が低いほど低温定着性に優れる。
◎:最低定着温度が135℃未満。
◎〜○:最低定着温度が135℃以上145℃未満。
○:最低定着温度が145℃以上155℃未満。
△:最低定着温度が155℃以上165℃未満。
×:最低定着温度が165℃以上。
温度可変、速度可変のヒートローラ定着試験機を用いた。ヒートローラ(上)はテフロン(登録商標)製で剥離オイル(シリコーンオイル)塗布、加圧ローラ(下)はHTVシリコン製で、荷重は7Kg/370mm、ニップ幅は4mm、紙通し速度は200mm/secで定着テストを行った。下記判定に従って評価した。尚、下記最低定着温度とはヒートローラーの設定温度である。最低定着温度が低いほど低温定着性に優れる。
◎:最低定着温度が135℃未満。
◎〜○:最低定着温度が135℃以上145℃未満。
○:最低定着温度が145℃以上155℃未満。
△:最低定着温度が155℃以上165℃未満。
×:最低定着温度が165℃以上。
<現像剤の定着強度の評価>
画像濃度残存比率を下記式に従い測定し、下記判定に従って評価した。
画像濃度残存比率=堅牢度試験後画像濃度/堅牢度試験前画像濃度
堅牢度試験後の測定は学振型摩擦堅牢度試験機(荷重:200g、擦り操作:5ストローク)を用いて行い、画像濃度はマクベス画像濃度計RD−918にて測定した。尚、画像の定着は160℃(ヒートローラーの設定温度)で行った。画像濃度残存比率が高いほど定着強度が強い。
◎:画像濃度残存比率が85%以上で、且つ、グロス値が20以上。
○:濃度残存比率が75%以上85%未満。
△:画像濃度残存比率が65%以上75%未満。
×:画像濃度残存比率が65%未満。
画像濃度残存比率を下記式に従い測定し、下記判定に従って評価した。
画像濃度残存比率=堅牢度試験後画像濃度/堅牢度試験前画像濃度
堅牢度試験後の測定は学振型摩擦堅牢度試験機(荷重:200g、擦り操作:5ストローク)を用いて行い、画像濃度はマクベス画像濃度計RD−918にて測定した。尚、画像の定着は160℃(ヒートローラーの設定温度)で行った。画像濃度残存比率が高いほど定着強度が強い。
◎:画像濃度残存比率が85%以上で、且つ、グロス値が20以上。
○:濃度残存比率が75%以上85%未満。
△:画像濃度残存比率が65%以上75%未満。
×:画像濃度残存比率が65%未満。
<現像剤のオフセット性の評価>
温度可変、速度可変のヒートローラ定着試験機を用いた。ヒートローラ(上)はテフロン(登録商標)製で剥離オイル(シリコーンオイル)塗布、加圧ローラ(下)はHTVシリコン製で、荷重は7Kg/370mm、ニップ幅は4mm、紙通し速度は200mm/secで定着テストを行った。下記判定に従って評価した。尚、下記非オフセット上限温度とはヒートローラーの設定温度である。非オフセット上限温度が高いほどホットオフセット性に優れる。
◎:非オフセット上限温度200℃以上。
○:非オフセット上限温度180℃以上200℃未満。
△:非オフセット上限温度160℃以上180℃未満。
×:最低定着温度が160℃未満。
温度可変、速度可変のヒートローラ定着試験機を用いた。ヒートローラ(上)はテフロン(登録商標)製で剥離オイル(シリコーンオイル)塗布、加圧ローラ(下)はHTVシリコン製で、荷重は7Kg/370mm、ニップ幅は4mm、紙通し速度は200mm/secで定着テストを行った。下記判定に従って評価した。尚、下記非オフセット上限温度とはヒートローラーの設定温度である。非オフセット上限温度が高いほどホットオフセット性に優れる。
◎:非オフセット上限温度200℃以上。
○:非オフセット上限温度180℃以上200℃未満。
△:非オフセット上限温度160℃以上180℃未満。
×:最低定着温度が160℃未満。
<現像剤のカラー発色性の評価>
精密光沢計GM−26D 60°〔(株)村上色彩技術研究所〕を用いて印刷面の光沢を測定し、下記判定に従い評価した。尚、画像の定着は160℃(ヒートローラーの設定温度)で行った。光沢の値が高いほどカラー発色性に優れる。
◎:光沢が20以上。
○:光沢が15以上20未満。
△:光沢が10以上15未満。
×:光沢が10未満。
精密光沢計GM−26D 60°〔(株)村上色彩技術研究所〕を用いて印刷面の光沢を測定し、下記判定に従い評価した。尚、画像の定着は160℃(ヒートローラーの設定温度)で行った。光沢の値が高いほどカラー発色性に優れる。
◎:光沢が20以上。
○:光沢が15以上20未満。
△:光沢が10以上15未満。
×:光沢が10未満。
<現像剤の耐久性の評価>
市販のプリンターのカートリッジから現像剤を抜き取り、洗浄したカートリッジに本発明で得られた現像剤を充填し、10時間の連続印刷を行った。印刷面を観察し下記判定に従って評価した。尚、画像濃度はマクベス画像濃度計RD−918にて測定した。
○:画像濃度に変化が現れない。
△:画像濃度の変化が0.2未満の範囲であるが、地汚れは発生しない。
×:地汚れが発生する。
市販のプリンターのカートリッジから現像剤を抜き取り、洗浄したカートリッジに本発明で得られた現像剤を充填し、10時間の連続印刷を行った。印刷面を観察し下記判定に従って評価した。尚、画像濃度はマクベス画像濃度計RD−918にて測定した。
○:画像濃度に変化が現れない。
△:画像濃度の変化が0.2未満の範囲であるが、地汚れは発生しない。
×:地汚れが発生する。
<現像剤の帯電量の環境安定性の評価>
現像剤を常温常湿(25℃、湿度60%)、高温高湿(35℃、湿度85%)、低温低湿(5℃、湿度15%)の3環境下にそれぞれ24時間曝した後に、帯電量を東芝ケミカル社製ブローオフ帯電量測定器で測定し、下記判定に従って評価した。変化率が少ないほど環境安定性に優れる。
◎:3環境間の変化率が10%未満。
○:3環境間の変化率が10%以上25%未満。
△:3環境間の変化率が25以上40%未満。
×:3環境間の変化率が40%以上。
現像剤を常温常湿(25℃、湿度60%)、高温高湿(35℃、湿度85%)、低温低湿(5℃、湿度15%)の3環境下にそれぞれ24時間曝した後に、帯電量を東芝ケミカル社製ブローオフ帯電量測定器で測定し、下記判定に従って評価した。変化率が少ないほど環境安定性に優れる。
◎:3環境間の変化率が10%未満。
○:3環境間の変化率が10%以上25%未満。
△:3環境間の変化率が25以上40%未満。
×:3環境間の変化率が40%以上。
試験例2〜14及び比較試験例1〜11
第6表〜第11表に示す組成で樹脂を用いた以外は試験例1と同様にしてトナー及び現像剤を調製した。これらのトナー及び現像剤を用いて試験例1と同様にして各試験を行った。結果を第6表〜第11表に示す。
第6表〜第11表に示す組成で樹脂を用いた以外は試験例1と同様にしてトナー及び現像剤を調製した。これらのトナー及び現像剤を用いて試験例1と同様にして各試験を行った。結果を第6表〜第11表に示す。
第1〜5表中の略語は以下の化合物を表す。
TCDM:トリシクロデカンジメタノール
CHDM:1,4−シクロヘキサンジメタノール
NPG:ネオペンチルグリコール
TPA:テレフタル酸
IPA:イソフタル酸
PTBBA:パラターシャリーブチル安息香酸
TCDM:トリシクロデカンジメタノール
CHDM:1,4−シクロヘキサンジメタノール
NPG:ネオペンチルグリコール
TPA:テレフタル酸
IPA:イソフタル酸
PTBBA:パラターシャリーブチル安息香酸
Claims (7)
- トリシクロデカンジメタノールを27.5モル%以上含有する二価のアルコールを含むアルコール類と、テレフタル酸を40モル%以上含有する二価のカルボン酸を含むカルボン酸類とを反応させて得られるポリエステル樹脂(A)と着色剤とを含有することを特徴とするトナー用ポリエステル樹脂組成物。
- 前記ポリエステル樹脂(A)がアルコール類中の二価のアルコールとカルボン酸類中の二価のカルボン酸とを下記式(1)を満足するようにそれぞれ含有するアルコール類とカルボン酸類とを反応させて得られるものである請求項1記載のトナー用ポリエステル樹脂組成物。
−0.4X+80<Y<2.5X (1)
〔Xは前記二価アルコール中のトリシクロデカンジメタノールの含有率(モル%)を表し、Yは二価のカルボン酸中のテレフタル酸の含有率(モル%)をそれぞれ表す。〕 - 前記ポリエステル樹脂(A)が二価のアルコールとして更に1,4−シクロヘキサンジメタノールを含むアルコール類と二価のカルボン酸として更にイソフタル酸を含むカルボン酸類とを反応させて得られるものである請求項1記載のトナー用ポリエステル樹脂組成物。
- 前記ポリエステル樹脂(A)の示差走査熱量計によるガラス転移温度(Tg)が40〜70℃で、環球法による軟化点(Sp)が70〜110℃である請求項1記載のトナー用ポリエステル樹脂組成物。
- 前記ポリエステル樹脂(A)がトリシクロデカンジメタノールを55モル%以上含有する二価のアルコールを含むアルコール類と、テレフタル酸を75モル%以上含有する二価のカルボン酸を含むカルボン酸類とを反応させて得られるものである請求項1記載のトナー用ポリエステル樹脂組成物。
- 更にその他のポリエステル樹脂(B)として示差走査熱量計によるガラス転移温度(Tg)が50〜90℃で、フローテスターでの1/2降下温度(T1/2)が110〜210℃であるポリエステル樹脂を含有する請求項1〜5のいずれか1項記載のトナー用ポリエステル樹脂組成物。
- 前記ポリエステル樹脂(A)とその他のポリエステル樹脂(B)の混合量が重量比(A)/(B)で20/80〜50/50である請求項6記載のトナー用ポリエステル樹脂組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005053107A JP2006235475A (ja) | 2005-02-28 | 2005-02-28 | トナー用ポリエステル樹脂組成物 |
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JP2010256892A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-11-11 | Sanyo Chem Ind Ltd | トナー用樹脂およびトナー組成物 |
-
2005
- 2005-02-28 JP JP2005053107A patent/JP2006235475A/ja active Pending
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