JP2009288783A - トナー用樹脂組成物およびトナー組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 次式(1)および(2)を満たすポリエステル樹脂(A)と、ポリエーテル鎖(e1)およびポリエステル鎖(e2)の少なくとも一方を側鎖(e)として有する、ポリウレタン樹脂(S1)、ポリウレア樹脂(S2)、およびポリウレタン/ウレア樹脂(S3)からなる群から選ばれる1種以上の樹脂(S)とを含有し、(S)の含有量が0.01〜10重量%であることを特徴とするトナー用樹脂組成物。
酸価/水酸基価≧1 ・・・式(1)
THF不溶解分(重量%)/軟化点(℃)≦0.2 ・・・式(2)
【選択図】 なし
Description
すなわち、本発明は、下記〔1〕および〔2〕である。
〔1〕 次式(1)および(2)を満たすポリエステル樹脂(A)と、ポリエーテル鎖(e1)およびポリエステル鎖(e2)の少なくとも一方を側鎖(e)として有する、ポリウレタン樹脂(S1)、ポリウレア樹脂(S2)、およびポリウレタン/ウレア樹脂(S3)からなる群から選ばれる1種以上の樹脂(S)とを含有し、(S)の含有量が0.01〜10重量%であることを特徴とするトナー用樹脂組成物。
酸価/水酸基価≧1 ・・・式(1)
THF不溶解分(重量%)/軟化点(℃)≦0.2 ・・・式(2)
〔2〕このトナー用樹脂組成物と、着色剤、並びに、必要により離型剤、荷電制御剤、および流動化剤から選ばれる1種以上の添加剤を含有するトナー組成物。
本発明のトナー用樹脂組成物中のポリエステル樹脂(A)としては、前記式(1)および式(2)を満たすものであれば特に限定されず、例えば、1種以上のポリオール成分と、1種以上のポリカルボン酸成分とが1工程または2工程以上で重縮合されて得られたものが挙げられる。
(A)としては、以下に述べる、特定酸価および特定水酸基価を有するポリエステル樹脂(a)と、脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸、並びにそれらの酸無水物および低級アルキル(炭素数1〜4)エステルからなる群から選ばれる1種以上のカルボン酸(b)とが反応されて得られたものが好ましい。
上記(a)としては、1種以上のポリオール成分と、1種以上のポリカルボン酸成分とが重縮合されて得られたものが好ましい。
これらのポリオール成分の中で、好ましくは、炭素数2〜36の脂肪族ジオール、炭素数2〜6のポリアルキレンエーテルグリコール、炭素数6〜36の脂環式ジオール、炭素数6〜36の脂環式ジオールの炭素数2〜4のAO付加物、ビスフェノール類の炭素数2〜4のAO付加物、およびノボラック樹脂の炭素数2〜4のAO付加物であり、さらに好ましくは、炭素数2〜36の脂肪族ジオール、炭素数2〜6のポリアルキレンエーテルグリコール、ビスフェノール類の炭素数2〜3のAO(EOおよび/またはPO)付加物、およびノボラック樹脂の炭素数2〜3のAO(EOおよび/またはPO)付加物である。
芳香族ジカルボン酸としては、炭素数8〜36の芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、およびナフタレンジカルボン酸等)などが挙げられる。
ポリカルボン酸成分のうち、3〜6価またはそれ以上の芳香族ポリカルボン酸としては、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸、およびピロメリット酸等)、不飽和カルボン酸のビニル重合体[Mn:450〜10000](スチレン/マレイン酸共重合体、スチレン/アクリル酸共重合体、およびスチレン/フマル酸共重合体等)等が挙げられる。
ポリカルボン酸成分として、これらのポリカルボン酸の、無水物、低級アルキル(炭素数1〜4)エステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステル等)を用いてもよい。
このとき必要に応じてエステル化触媒を使用することもできる。エステル化触媒の例には、スズ含有触媒(例えばジブチルスズオキシド)、三酸化アンチモン、チタン含有触媒〔例えばチタンアルコキシド、シュウ酸チタニルカリウム、テレフタル酸チタン、テレフタル酸チタンアルコキシド、およびチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)とその分子内重縮合物〕、ジルコニウム含有触媒(例えば酢酸ジルコニル)、および酢酸亜鉛等が挙げられる。反応末期の反応速度を向上させるために減圧することも有効である。
ポリオール成分とポリカルボン酸成分との反応比率は、水酸基とカルボキシル基の当量比[OH]/[COOH]として、好ましくは1.4/1〜1/1、さらに好ましくは1.35/1〜1.1/1、とくに好ましくは1.35/1〜1.2/1である。なお、上記反応比率は、反応中に系外へ除去される成分があるときは、その分を除外した比率である。
ポリエステル樹脂(a)の酸価、水酸基価をこれらの範囲とするには、ポリオール成分とポリカルボン酸成分との反応比率で調整するのが有効である。
なお、試料に架橋にともなう溶剤不溶解分がある場合は、以下の方法で溶融混練後のものを試料として用いる。
混練装置 : 東洋精機(株)製 ラボプラストミル MODEL4M150
混練条件 : 130℃、70rpmにて30分
装置(一例) : 東ソー(株)製 HLC−8120
カラム(一例): TSK GEL GMH6 2本 〔東ソー(株)製〕
測定温度 : 40℃
試料溶液 : 0.25重量%のTHF(テトラヒドロフラン)溶液
溶液注入量 : 100μl
検出装置 : 屈折率検出器
基準物質 : 東ソー製 標準ポリスチレン(TSKstandard POLYSTYRENE)12点 (分子量 1050 2800 5970 9100 18100 37900 96400 190000 355000 1090000 2890000 4480000)
得られたクロマトグラム上最大のピーク高さを示す分子量をピークトップ分子量(Mp)と称する。また、分子量の測定は、ポリエステル樹脂をTHFに溶解し、不溶解分をグラスフィルターでろ別したものを試料溶液とした。
また、(b)として、酸無水物および、低級アルキル(炭素数1〜4)エステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステル等)を用いてもよい。
芳香族モノカルボン酸としては、炭素数7〜36の芳香族モノカルボン酸(安息香酸、メチル安息香酸、フェニルプロピオン酸、およびナフトエ酸等)などが挙げられる。
これらの中で、2価以上の芳香族カルボン酸が好ましく、3〜6価またはそれ以上の芳香族ポリカルボン酸がさらに好ましく、トリメリット酸、および無水トリメリット酸がとくに好ましい。
本発明において、(A)の酸価と水酸基価は、次式(1)の関係を満たす。
酸価/水酸基価≧1 ・・・式(1)
酸価/水酸基価が1未満であると、光沢度発現温度や定着温度域における光沢度が低下する。酸価/水酸基価は、好ましくは2〜50である。尚、式(1)を満たすポリエステル樹脂(A)を製造するためには、ポリエステル樹脂(a)とカルボン酸(b)との反応比率を調整することにより達成できる。
(A)の酸価は、好ましくは15〜80であり、さらに好ましくは18〜60である。また水酸基価は、好ましくは40以下であり、さらに好ましくは1〜25である。
酸価が15以上であると定着の強度が十分である。また水酸基価が40以下、あるいは酸価が80以下であると、環境条件の影響を受けにくく、安定性が良好である。
試料0.5gに50mlのTHFを加え、3時間撹拌還流させる。冷却後、グラスフィルターにて不溶解分をろ別し、グラスフィルター上の樹脂分を80℃で3時間減圧乾燥する。グラスフィルター上の乾燥した樹脂分の重量と試料の重量比から、不溶解分を算出する。
なお、本発明においては、フローテスターを用いて下記条件で等速昇温し、その流出量が1/2になる温度をもって軟化点とした。
装置 : 島津(株)製 フローテスター CFT−500
荷重 : 20kg
ダイ : 1mmΦ−1mm
昇温速度 : 6℃/min.
THF不溶解分(重量%)/軟化点(℃)≦0.2 ・・・式(2)
THF不溶解分/軟化点が0.2を超えると、低温定着性および耐ホットオフセット性の両立が困難であり、また光沢度発現温度や定着温度域における光沢度が低下する。THF不溶解分/軟化点は、好ましくは0.01〜0.19である。
尚、式(2)を満たすポリエステル樹脂(A)を製造するためには、例えば、ポリエステル樹脂(a)を製造した後に、(a)とカルボン酸(b)とを反応させる方法でポリエステル樹脂(A)を製造し、その際、(a)の水酸基価を10〜70mgKOH/gとし、かつ(a)と(b)の反応率を調整することで達成できる。具体的には、(a)と(b)の反応率を低くすると、THF不溶解分/軟化点が下がり、逆に(a)と(b)の反応率を高くするとTHF不溶解分/軟化点が上がる。
Mp、Mw、およびMw/Mnが上記範囲内であると、耐ホットオフセット性と低温定着性のバランスが良好である。
樹脂(S)は、側鎖(e)として、ポリエーテル鎖(e1)およびポリエステル鎖(e2)の少なくとも一方を含有することを特徴とする。(e)として好ましくは(e1)である。
また樹脂(S)は、アミノ基および/またはイミノ基、とくに3級アミノ基を含有することが好ましい。
樹脂(S)は、さらに、1価もしくは2価の芳香族炭化水素基、とくに2価の芳香族炭化水素基を含有することが好ましい。
低分子ジオール(q1)としては、例えば以下の(1)〜(3)が挙げられる。
(1)炭素数2〜12の脂肪族ジオール;
直鎖ジオール(エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオールおよび1,6−ヘキサンジオールなど)並びに分岐鎖を有するジオール(1,2−プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、1,2−、1,3−および2,3−ブタンジオールおよび1,2−デカンジオールなど)など。
(2)炭素数6〜25の環状基を有するジオール;
例えば、特公昭45−1474号公報記載のもの;1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンおよび水添ビスフェノールAなど脂環基含有ジオール[1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンおよび水添ビスフェノールAなど];並びに芳香環含有ジオール〔m−キシリレングリコール、p−キシリレングリコール、2価フェノール[単環2価フェノール(ハイドロキノンなど)、ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールS、ビスフェノールFなど)およびジヒドロキシナフタレンなど]のAO付加物(水酸基当量250未満)、芳香族ジカルボン酸のビスヒドロキシアルキル(炭素数2〜4)エステル[ビス(2−ヒドロキシエチル)テレフタレートなど]など〕。
(3)3級アミノ基含有ジオール;
例えば、ヒドロカルビルジアルカノールアミン〔1級モノアミン[たとえば炭素数1〜12の脂肪族もしくは脂環式1級モノアミン(メチルアミン、エチルアミン、シクロプロピルアミン、1−プロピルアミン、2−プロピルアミン、アミルアミン、イソアミルアミン、ヘキシルアミン、1,3−ジメチルブチルアミン、3,3−ジメチルブチルアミン、2−アミノヘプタン、2−アミノヘプタン、3−アミノヘプタン、シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミン、ヘプチルアミン、ノニルアミン、デシルアミンおよびドデシルアミン等)並びに炭素数6〜12の芳香族1級モノアミン(アニリンおよびベンジルアミン等)]のビスヒドロキシアルキル化物(炭素数2〜4のAO2モル付加物など)〕。
なお、ジオール(q)成分の一部に、必要により、3価のポリオールを併用してもよい。
3価のポリオールとしては、たとえばグリセリン、トリメチロールプロパンおよびこれらのAO付加物(水酸基当量250未満);並びにこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
好ましいのはEO、POおよびこれらの併用(ブロックおよび/またはランダム付加)である。
(q2)の水酸基当量は、好ましくは250〜2,000、さらに好ましくは300〜1,500である。
ポリエーテルジオール(q21)の具体例としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン(ブロックおよび/またはランダム)グリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリオキシブチレン−ポリオキシエチレン(ブロックおよび/またはランダム)グリコール、ポリオキシブチレン−ポリオキシプロピレン(ブロックおよび/またはランダム)グリコール、ビスフェノールAのEOおよび/またはPO付加物、およびこれらの2種以上の併用が挙げられる。
(S2)中に1価もしくは2価の芳香族炭化水素基を導入すると、顔料分散性が良好となるため、特に、芳香脂肪族有機ジイソシアネート、および芳香族有機ジイソシアネートが好ましい。
たとえば脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミンおよびデカメチレンジアミンなどのアルキレンジアミン);脂環式ジアミン(ジシクロヘキシルメタンジアミンおよびイソホロンジアミンなど);芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、トリレンジアミン、ジエチルトリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミンおよびジフェニルエーテルジアミンなど);芳香脂肪族ジアミン(キシリレンジアミンなど)等が挙げられる。
樹脂(S)中に1価もしくは2価の芳香族炭化水素基を導入すると、顔料分散性が良好となるため、特に、芳香族ジアミン、芳香脂肪族ジアミンが好ましい。
1価アルコールの具体例としては、炭素数1〜10の脂肪族1価アルコール(メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、オクタノール、エチルセロソルブおよびエチルカービトールなど);炭素数6〜10の脂環式1価アルコール(シクロヘキサノールなど);炭素数7〜20の芳香環含有1価アルコール[ベンジルアルコール、ヒドロキシエチルベンゼン;1価フェノール類(フェノール、クレゾールなど)の(ポリ)オキシアルキレン(アルキレン基の炭素数2〜4、重合度1〜5)エーテルなど];およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
モノアミンの具体例としては、アルキル基の炭素数1〜10のモノおよびジアルキルアミン(メチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、n−ブチルアミンおよびジ−n−ブチルアミンなど);炭素数6〜10の脂環式モノアミン(シクロヘキシルアミンなど);炭素数6〜15の芳香環含有モノアミン(ベンジルアミンおよびアニリンなど);炭素数4〜10の複素環式モノアミン(モルホリンなど)、ヒドロキシアルキル基の炭素数2〜4のモノ−およびジアルカノールアミン(モノエタノールアミン、ジエタノールアミンおよびジイソプロパノールアミンなど);およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
これらのうち好ましいものは、脂肪族1価アルコールおよびモノ−およびジアルキルアミンである。
また、両末端がイソシアネート基であるプレポリマー(p3)とポリアミン(r)の反応により、ポリウレタン/ウレア樹脂(S3)が製造でき、必要に応じて停止剤を反応させてもよい。
有機溶剤存在下での反応に使用できる有機溶剤としては、ケトン(アセトン、メチルエチルケトンメチルイソブチルケトンなど)、エステル(酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチルなど)、エーテル(テトラハイドロフランなど)、芳香族炭化水素(トルエン、キシレンなど)、アルコール(メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなど)、多価アルコール誘導体(エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルなど)、アミド(ジメチルホルムアミドなど)、スルホキサイド(ジメチルスルホキサイドなど)およびこれらの2種以上の混合溶剤が挙げられる。これらのうち好ましいものはアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、テトラハイドロフラン、トルエン、キシレン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルおよびこれらの2種以上の混合溶剤である。溶剤の使用量は、樹脂(S)と溶剤の重量比が、好ましくは100/0〜5/95、さらに好ましくは85/15〜15/85の範囲になる量である。
(e2−1)前述の低分子ジオール(q1)および/またはポリエーテルジオール(q21)とジカルボン酸との縮合重合によるもの
(e2−2)ラクトンモノマーを開環付加したもの
(e2−3)前述の低分子ジオール(q1)および/またはポリエーテルジオール(q21)と炭酸ジエステル(炭酸ジメチル、炭酸エチレンなど)との縮合重合によるもの
上記(1)のジカルボン酸および、上記(2)のラクトンモノマーの具体例としては、ポリエステルジオール(q22)の説明で前述したものと同様のものが挙げられる。
なお、(e)のMnとは原料組成から求められる理論計算値である。
H2N−(−R1−N−)n−R2−NH2
| 〔1〕
Z
[式中、R1とR2はそれぞれ独立に炭素数1〜10の直鎖または分岐のアルキレン基を表し、Zはポリエーテル鎖(e1)またはポリエステル鎖(e2)を表す。nは1〜4の整数である。]
AOの付加の具体例としては、低分子ジオール(q1)の説明で前述したAOと同様のものが挙げられる。
化合物(g)中の繰り返し単位nは通常1〜4、好ましくは1〜2の整数である。
例えば、nが1であるアルキレントリアミン[ジエチレントリアミン、ビス(3−アミノプロピル)アミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン等];nが2であるアルキレンテトラミン(トリエチレンテトラミン等);nが3であるアルキレンペンタミン(テトラエチレンペンタミン等);nが4であるアルキレンヘキサミン(ペンタエチレンヘキサミン等)が挙げられる。これらのうち好ましいのは、ジエチレントリアミン、およびトリエチレンテトラミンである。
(S21)の原料となる全ジアミン中の(g)の含有量は、好ましくは50モル%以上、さらに好ましくは70モル%以上である。
装置(一例) : 東ソー製 HLC−8220GPC
カラム(一例): Guardcolumn α
TSKgel α−M
試料溶液 : 0.125重量%のジメチルホルムアミド溶液
溶液注入量 : 100μl
流量 : 1ml/分
温度 : 40℃
検出装置 : 屈折率検出器
基準物質 : 東ソー製 標準ポリスチレン(TSKstandard POLYSTYRENE)12点(分子量 500 1050 2800 5970 9100
18100 37900 96400 190000 355000 1090000
2890000)
なお、上記および以下において、(S)のアミン価は、ASTM D2073−66に規定の方法で測定される。
ポリエステル樹脂(B)は、通常、1種以上のポリオール成分と、1種以上のポリカルボン酸成分を重縮合して得られる。
ポリカルボン酸成分として、これらのポリカルボン酸の、無水物、低級アルキル(炭素数1〜4)エステルを用いてもよい。
これらのポリカルボン酸成分のうち好ましいものは、前記ポリエステル樹脂(a)に用いるポリカルボン酸と同様である。
また水酸基価は、80以下が好ましく、50以下がさらに好ましく、5〜45がとくに好ましい。
ポリオール成分とポリカルボン酸成分との反応比率は、水酸基とカルボキシル基の当量比[OH]/[COOH]として、好ましくは2/1〜1/2、さらに好ましくは1.5/1〜1/1.3、とくに好ましくは1.3/1〜1/1.2である。
他の樹脂のMnは、300〜10万が好ましい。他の樹脂の含有量は、好ましくは10重量%以下、さらに好ましくは8重量%以下である。
また、ポリエステル樹脂(A)および必要によりポリエステル樹脂(B)と、樹脂(S)との混合についても、予め粉体混合または溶融混合してもよいし、トナー化時に混合してもよい。
溶融混合する場合の温度は、好ましくは80〜180℃、さらに好ましくは100〜170℃、とくに好ましくは120〜160℃である。
混合温度が低すぎると充分に混合できず、不均一となることがある。2種以上のポリエステル樹脂を混合する場合、混合温度が高すぎると、エステル交換反応による平均化などが起こるため、トナーバインダーとして必要な樹脂物性が維持できなくなる場合がある。
溶融混合する場合の混合装置としては、反応槽などのバッチ式混合装置、および連続式混合装置が挙げられる。適正な温度で短時間で均一に混合するためには、連続式混合装置が好ましい。連続式混合装置としては、エクストルーダー、コンティニアスニーダー、3本ロールなどが挙げられる。これらのうちエクストルーダーおよびコンティニアスニーダーが好ましい。
粉体混合する場合は、通常の混合条件および混合装置で混合することができる。
粉体混合する場合の混合条件としては、混合温度は、好ましくは0〜80℃、さらに好ましくは10〜60℃である。混合時間は、好ましくは3分以上、さらに好ましくは5〜60分である。混合装置としては、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー、およびバンバリーミキサー等が挙げられる。好ましくはヘンシェルミキサーである。
また、乳化転相法によりトナーを得る場合、流動化剤を除くトナーを構成する成分を有機溶剤に溶解または分散後、水を添加する等によりエマルジョン化し、次いで分離、分級して製造することができる。トナーの体積平均粒径は、3〜15μmが好ましい。
攪拌装置、圧力計、耐圧滴下ロート、真空ポンプ、温度調節機能を備えたステンレス製オートクレーブに、予め製造したジエチレントリアミンとメチルイソブチルケトンを反応させて得られたケチミン化合物(t−1)272部、水酸化カリウム0.50部を投入し、混合系内を窒素で置換した。
次いで100〜120℃にて、EO895部をゲージ圧が−0.1〜0.5MPaとなるように導入し、ケチミン化合物(t−1)のEO付加物(u−1)を得た。EO吹き込み開始から反応終了後までの反応時間は8時間であった。
さらに、水を300部添加し、100℃で1時間攪拌し、(u−1)を加水分解した後、生成したメチルイソブチルケトンと水を同温度で、−0.1〜0MPaの下、4時間で除去して、ジエチレントリアミンのEO付加物(g−1)を得た。
攪拌装置を備えた反応容器に、TDI67.3部および酢酸エチル490部を仕込み、次に、製造例1−1で得られたジエチレントリアミンのEO付加物(g−1)198.5部とイソプロパノール210部からなる混合物を滴下投入し、室温で30分反応させた後、ジ−n−ブチルアミン34.2部を投入し、室温で30分反応させた。次に反応溶液中の酢酸エチルを40℃にて減圧留去し、ポリウレア樹脂(S−1)を得た。
(S−1)のMnは2000、芳香族環濃度は30重量%、アミン価は73であった。
攪拌装置を備えた反応容器に、XDI47部および酢酸エチル1250部を仕込み、次に、製造例1−1で得られたジエチレントリアミンのEO付加物(g−1)470部とキシリレンジアミン12.8部からなる混合物を滴下投入し、室温で30分反応させた。次に反応溶液中の酢酸エチルを40℃にて減圧留去し、ポリウレア樹脂(S−2)を得た。
(S−2)のMnは8000、芳香族環濃度は29重量%、アミン価は15であった。
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・EO2モル付加物41部(0.13モル)、ビスフェノールA・PO3モル付加物457部(1.14モル)、フェノールノボラック(平均官能基数5.6)のPO6モル付加物9部(0.01モル)、テレフタル酸166部(1.0モル)、および縮合触媒としてテトラブトキシチタネート3部を入れ、230℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下に反応させ、酸価が2以下になった時点で取り出し、室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(a1)とする。
ポリエステル樹脂(a1)の酸価は2、水酸基価は46、Mnは2500、Mpは5500であった。
ポリエステル樹脂(A1)の酸価は20、水酸基価は10、Mwは120000、Mpは11000、軟化点は135℃、THF不溶解分は6重量%であった。
ポリエステル樹脂(B1)の酸価は21、水酸基価は37、Mnは2000、Mpは4200、THF不溶解分は0重量%であった。
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・EO2モル付加物37部(0.11モル)、ビスフェノールA・PO3モル付加物407部(1.01モル)、ノボラック樹脂のPO付加物22部(0.03モル)、テレフタル酸166部(1.0モル)、および縮合触媒としてテトラブトキシチタネート3部を入れ、230℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下に反応させ、酸価が2以下になった時点で取り出し、室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(a2)とする。
ポリエステル樹脂(a2)の酸価は2、水酸基価は38、Mnは3000、Mpは5800であった。
ポリエステル樹脂(A2)の酸価は30、水酸基価は12、Mwは70000、Mpは7600、軟化点は130℃、THF不溶解分は20重量%であった。
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・EO2モル付加物3部(0.01モル)、ビスフェノールA・PO3モル付加物486部(1.21モル)、ノボラック樹脂のPO付加物23部(0.03モル)、テレフタル酸159部(0.96モル)、アジピン酸6部(0.04モル)および縮合触媒としてテトラブトキシチタネート3部を入れ、230℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下に反応させ、酸価が2以下になった時点で取り出し、室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(a3)とする。
ポリエステル樹脂(a3)の酸価は2、水酸基価は53、Mnは2000、Mpは4800であった。
ポリエステル樹脂(A3)の酸価は40、水酸基価は8、Mwは60000、Mpは6800、軟化点は135℃、THF不溶解分は25重量%であった。
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、1,2−プロピレングリコール(以下プロピレングリコールと記載)228部(3.0モル)、テレフタル酸ジメチルエステル171部(0.88モル)、アジピン酸18部(0.12モル)、および縮合触媒としてテトラブトキシチタネート3部を入れ、180℃で窒素気流下に、生成するメタノールを留去しながら8時間反応させた。次いで230℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下に、生成するプロピレングリコール、水を留去しながら4時間反応させ、さらに5〜20mmHgの減圧下に反応させ、軟化点が100℃になった時点で取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(a4)とする。ポリエステル樹脂(a4)の酸価は2、水酸基価は29、Mnは2000、Mpは3500であった。
ポリエステル樹脂(A4)の酸価は22、水酸基価は1、Mwは200000、Mpは9400、軟化点は160℃、THF不溶解分は5重量%であった。
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、実施例2で製造したポリエステル樹脂(a2)596部、無水トリメリット酸31部(0.1モル)、および触媒としてテトラブトキシチタネート3部を入れ、系内の気相を窒素置換したのち、180℃で常圧密閉下2時間反応後、220℃で、500〜700mmHgの減圧下に反応させ、軟化点が160℃になった時点でベルトクーラーを通して取り出し、粉砕し粒子化した。反応時のOHa/COOHb=0.51であった。これをポリエステル樹脂(A5)とする。
ポリエステル樹脂(A5)の酸価は18、水酸基価は1、Mwは40000、Mpは7900、軟化点は160℃、THF不溶解分は31重量%であった。
前記ポリエステル樹脂(A1)1000部、およびポリウレア樹脂(S−1)2部を、コンティニアスニーダーにて、ジャケット温度150℃、滞留時間3分で溶融混合した。溶融樹脂を室温まで冷却後、粉砕機にて粉砕し、粒子化して本発明のトナー用樹脂組成物(6)を得た。
ポリエステル樹脂(A2)600部とポリエステル樹脂(B1)400部、およびポリウレア樹脂(S−1)2部を、コンティニアスニーダーにて、ジャケット温度150℃、滞留時間3分で溶融混合した。溶融樹脂を室温まで冷却後、粉砕機にて粉砕し、粒子化して本発明のトナー用樹脂組成物(7)を得た。
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、テレフタル酸456部、イソフタル酸304部、エチレングリコール568部、重合触媒としてテトラブトキシチタネート0.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、5〜20mmHgの減圧下に1時間反応させた。次いで、無水トリメリット酸113部を加え、常圧下で1時間反応させた後、20〜40mmHgの減圧下で反応させ、軟化点が135℃になった時点でベルトクーラーを通して取り出し、粉砕し粒子化した。回収されたエチレングリコールは256部であった。これをポリエステル樹脂(A6)とする。
ポリエステル樹脂(A6)の酸価は58、水酸基価は9、Mwは30000、Mpは6100、軟化点は135℃、THF不溶解分は7重量%であった。
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・PO3モル付加物572部(1.4モル)、ノボラック樹脂のPO付加物22部(0.03モル)、テレフタル酸166部(1.0モル)、および縮合触媒としてテトラブトキシチタネート3部を入れ、230℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下に反応させ、酸価が2以下になった時点で取り出し、室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(c1)とする。
ポリエステル樹脂(c1)の酸価は2、水酸基価は76、Mnは1000、Mpは2500であった。
ポリエステル樹脂(C1)の酸価は25、水酸基価は23、Mwは15000、Mpは5000、軟化点は135℃、THF不溶解分は35重量%であった。
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・PO3モル付加物572部(1.4モル)、ノボラック樹脂のPO付加物22部(0.03モル)、テレフタル酸166部(1.0モル)、および縮合触媒としてテトラブトキシチタネート3部を入れ、230℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下に反応させ、酸価が2以下になった時点で取り出し、室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(c2)とする。
ポリエステル樹脂(c2)の酸価は2、水酸基価は46、Mnは2500、Mpは5500であった。
ポリエステル樹脂(C2)の酸価は18、水酸基価は36、Mwは25000、Mpは5500、軟化点は140℃、THF不溶解分は18重量%であった。
ポリエステル樹脂(A4)700部とポリエステル樹脂(B1)300部、およびポリウレア樹脂(S−1)150部を、コンティニアスニーダーにて、ジャケット温度150℃、滞留時間3分で溶融混合した。溶融樹脂を室温まで冷却後、粉砕機にて粉砕し、粒子化して比較のトナー用樹脂組成物(11)を得た。
ポリエステル樹脂(A4)700部とポリエステル樹脂(B1)300部を、コンティニアスニーダーにて、ジャケット温度150℃、滞留時間3分で溶融混合した。溶融樹脂を室温まで冷却後、粉砕機にて粉砕し、粒子化して比較のトナー用樹脂組成物(12)を得た。
本発明のトナー用樹脂組成物(1)〜(8)および比較のトナー用樹脂組成物(9)〜(12)それぞれ100部に対して、フタロシアニンブルー[大日精化(株)社製]5部、カルナバワックス5部、荷電制御剤ボントロンE−84[オリエント化学工業(株)製]1部を加え下記の方法でトナー化した。
まず、ヘンシェルミキサー[三井三池化工機(株)製 FM10B]を用いて予備混合した後、二軸混練機[(株)池貝製 PCM−30]で混練した。ついで超音速ジェット粉砕機ラボジェット[日本ニューマチック工業(株)製]を用いて微粉砕した後、気流分級機[日本ニューマチック工業(株)製 MDS−I]で分級し、粒径D50が8μmのトナー粒子を得た。ついで、トナー粒子100部にコロイダルシリカ(アエロジルR972:日本アエロジル製)0.5部をサンプルミルにて混合して、本発明のトナー組成物(T1)〜(T8)、および比較用のトナー組成物(T9)〜(T12)を得た。
下記評価方法で評価した評価結果を表1に示す。
〔1〕最低定着温度(MFT)
市販複写機(AR5030;シャープ製)を用いて現像した未定着画像を、市販複写機(AR5030;シャープ製)の定着機を用いて評価した。定着画像をパットで擦った後の画像濃度の残存率が70%以上となる定着ロール温度をもって最低定着温度とした。
〔2〕ホットオフセット発生温度(HOT)
上記MFTと同様に定着評価し、定着画像へのホットオフセットの有無を目視評価した。ホットオフセットが発生した定着ロール温度をもってホットオフセット発生温度とした。
〔3〕トナーの耐ブロッキング性試験
上記トナー組成物を、50℃・85%R.H.の高温高湿環境下で、48時間調湿した。同環境下において該現像剤のブロッキング状態を目視判定し、さらに市販複写機(AR5030:シャープ製)でコピーした時の画質を観察した。
判定基準
◎:トナーのブロッキングがなく、3000枚複写後の画質も良好。
○:トナーのブロッキングはないが、3000枚複写後の画質に僅かに乱れが観察さ
れる。
△:トナーのブロッキングが目視でき、3000枚複写後の画質に乱れが観察される
。
×:トナーのブロッキングが目視でき、3000枚までに画像が出なくなる
〔4〕光沢発現温度(GLOSS)
トナー組成物30部とフェライトキャリア(F−150;パウダーテック社製)800部を均一混合し、評価用の二成分現像剤とした。該現像剤を用い市販複写機(AR5030;シャープ製)で現像した未定着画像を、市販プリンター(LBP2160;キヤノン製)の定着ユニットを改造し熱ローラー温度を可変にした定着機でプロセススピード120mm/secで定着した。市販光沢計(MURAKAMI COLOR RESEARCH LABORATORY製 gmx−202−60型)を用い、定着画像の60゜光沢が10%以上となる定着ロール温度をもって光沢発現温度とした。
〔5〕色再現性
市販複写機(AR5030;シャープ製)を用いて、テストパターン画像をOHPシートに印刷した。これをOHPプロジェクターでスクリーン上に投影した。投影像の鮮明さ、色のかすみに関する目視評価を行った。
◎:投影像鮮明。色のくすみ無し。
○:投影像鮮明。わずかに色のくすみあり。
△:投影像やや不鮮明。わずかに色のくすみあり。
×:投影像不鮮明。色のくすみあり。
Claims (8)
- 次式(1)および(2)を満たすポリエステル樹脂(A)と、ポリエーテル鎖(e1)およびポリエステル鎖(e2)の少なくとも一方を側鎖(e)として有する、ポリウレタン樹脂(S1)、ポリウレア樹脂(S2)、およびポリウレタン/ウレア樹脂(S3)からなる群から選ばれる1種以上の樹脂(S)とを含有し、(S)の含有量が0.01〜10重量%であることを特徴とするトナー用樹脂組成物。
酸価/水酸基価≧1 ・・・式(1)
THF不溶解分(重量%)/軟化点(℃)≦0.2 ・・・式(2) - (S)が、アミノ基および/またはイミノ基を有する樹脂である請求項1記載のトナー用樹脂組成物。
- (S)が、下記一般式〔1〕で示される化合物(g)を含有するジアミンと有機ジイソシアネート(x)とを反応させて得られるポリウレア樹脂(S21)である請求項1または2記載のトナー用樹脂組成物。
H2N−(−R1−N−)n−R2−NH2
| 〔1〕
Z
[式中、R1とR2はそれぞれ独立に炭素数1〜10の直鎖または分岐のアルキレン基を表し、Zはポリエーテル鎖(e1)またはポリエステル鎖(e2)を表す。nは1〜4の整数を表す。] - (A)のTHF不溶解分が1〜36重量%であり、軟化点が120〜180℃である請求項1〜3のいずれか記載のトナー用樹脂組成物。
- (A)のTHF可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィーのピークトップ分子量が5000〜20000であり、重量平均分子量が30000〜300000である請求項1〜4のいずれか記載のトナー用樹脂組成物。
- (A)が、酸価が6mgKOH/g以下かつ水酸基価が10〜70mgKOH/gのポリエステル樹脂(a)と、脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸、並びにそれらの酸無水物および低級アルキル(炭素数1〜4)エステルからなる群から選ばれる1種以上のカルボン酸(b)とが反応されてなるポリエステル樹脂である請求項1〜5のいずれか記載のトナー用樹脂組成物。
- ポリエステル樹脂(A)、および樹脂(S)とともに、さらにTHF不溶解分を含まない(A)以外のポリエステル樹脂(B)を含有する請求項1〜6のいずれか記載のトナー用樹脂組成物。
- 請求項1〜7のいずれか記載のトナー用樹脂組成物と、着色剤、並びに、必要により離型剤、荷電制御剤、および流動化剤から選ばれる1種以上の添加剤を含有するトナー組成物。
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