JP2015022292A - トナーバインダー及びトナー組成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】低温定着性と耐ホットオフセット性の両立が可能であり、かつ保存安定性、帯電性、定着画像の耐湿熱保存性にも優れたトナーバインダーを提供する。【解決手段】ポリカルボン酸(x)とポリオール(y)を構成単位として有するポリエステル樹脂(A)を含有してなるトナーバインダーであって、(y)が1,2−プロピレングリコール(PG)を含有し、(PG)が(a)脂肪酸又はその金属塩、(b)含硫黄化合物、(c)含窒素化合物及び(d)3価以上の多価アルコールからなる群から選ばれる1種以上の物質を含有し、かつその含有率が(PG)の重量に基づき0.001〜10重量%であるトナーバインダー。【選択図】なし

Description

本発明は、トナーバインダー及びトナー組成物に関する。
複写機、プリンタ等における画像の定着方式として一般的に採用されている熱定着方式用の電子写真用トナーバインダーは、高い定着温度でもトナーが熱ロールに融着せず(耐ホットオフセット性)、定着温度が低くてもトナーが定着できること(低温定着性)や、保存安定性が要求されている。
低温定着性と耐ホットオフセット性のいずれにも優れた、ポリエステル系トナーバインダーを含有するトナー組成物が知られている(特許文献1、2参照)。一方で、印刷画質の向上のため、トナーの帯電性や定着画像の耐湿熱保存性についての要望も高まっている。
特開平12−75549号公報 特開2005−77930号公報
本発明は、低温定着性と耐ホットオフセット性の両立が可能であり、かつ帯電性や定着画像の耐湿熱保存性にも優れたトナーバインダーを提供することを目的とする。
本発明者は、上記課題を解決するべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、ポリカルボン酸(x)とポリオール(y)を構成単位として有するポリエステル樹脂(A)を含有してなるトナーバインダーであって、(y)が1,2−プロピレングリコール(PG)を含有し、(PG)が(a)脂肪酸又はその金属塩、(b)含硫黄化合物、(c)含窒素化合物及び(d)3価以上の多価アルコールからなる群から選ばれる1種以上の物質を含有し、かつその含有率が(PG)の重量に基づき0.001〜10重量%であるトナーバインダーである。
本発明のトナーバインダーは、低温定着性と耐ホットオフセット性の両立が可能であり、かつ耐ブロッキング性、帯電性、定着画像の耐湿熱保存性にも優れる。
以下、本発明を詳述する。
ポリエステル樹脂(A)は、ポリカルボン酸(x)とポリオール(y)を構成単位として有するポリエステル樹脂である。
ポリカルボン酸(x)としては、ジカルボン酸(x1)、3〜6価又はそれ以上のポリカルボン酸(x2)、並びに(x1)又は(x2)の酸無水物及び低級アルキルエステル(x3)等が挙げられる。
ジカルボン酸(x1)としては、炭素数4〜32のアルカンジカルボン酸(例えばコハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカンジカルボン酸及びオクタデカンジカルボン酸等);炭素数4〜32のアルケンジカルボン酸(例えばマレイン酸、フマール酸、シトラコン酸及びメサコン酸等);炭素数8〜40の分岐アルケンジカルボン酸[例えばダイマー酸、アルケニルコハク酸(ドデセニルコハク酸、ペンタデセニルコハク酸及びオクタデセニルコハク酸等);炭素数12〜40の分岐アルカンジカルボン酸[例えばアルキルコハク酸(デシルコハク酸、ドデシルコハク酸及びオクタデシルコハク酸等);炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸(例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸及びナフタレンジカルボン酸等)等が挙げられる。
これらのうち好ましいのは、アルケンジカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸であり、更に好ましいのは芳香族ジカルボン酸である。
3〜6価又はそれ以上のポリカルボン酸(x2)としては、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(例えばトリメリット酸及びピロメリット酸等)等が挙げられる。
(x1)又は(x2)の酸無水物(x3)としては、トリメリット酸無水物及びピロメリット酸無水物等が挙げられる。
(x1)又は(x2)の低級アルキルエステルとしては、メチルエステル、エチルエステル及びイソプロピルエステル等が挙げられる。
ポリカルボン酸(x)中のジカルボン酸(x1)の割合は、好ましくは80モル%以上であり、更に好ましくは83〜98モル%、特に好ましくは85〜95モル%である。
(x)中の3〜6価又はそれ以上のポリカルボン酸(x2)の割合は、好ましくは20モル%以下であり、更に好ましくは1〜15モル%、特に好ましくは2〜12モル%である。
本発明におけるポリオール(y)は、1,2−プロピレングリコール[以下(PG)と略記する]を含有する。(PG)以外の(y)としては、ジオール(y1)及び3〜6価又はそれ以上のポリオール(y2)が挙げられる。
ジオール(y1)としては、(PG)を除く炭素数2〜30のアルキレングリコール(例えばエチレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、オクタンジオール、デカンジオール、ドデカンジオール、テトラデカンジオール、ネオペンチルグリコール及び2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール等);数平均分子量(以下Mnと略記する)=106〜10,000のアルキレンエーテルグリコール(例えばジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール及びポリテトラメチレンエーテルグリコール等);炭素数6〜24の脂環式ジオール(例えば1,4−シクロヘキサンジメタノール及び水素添加ビスフェノールA等);Mn=100〜10,000の前記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(以下AOと略記する)付加物(付加モル数2〜100)[例えば1,4−シクロヘキサンジメタノールのエチレンオキサイド(以下EOと略記する)10モル付加物等];炭素数13〜30のビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF及びビスフェノールS等)又は炭素数12〜24のポリフェノール(例えばカテコール、ハイドロキノン及びレゾルシン等)のAO[EO、プロピレンオキサイド(以下POと略記する)及びブチレンオキサイド(以下BOと略記する)等]付加物(付加モル数2〜100)(例えばビスフェノールA・EO2〜4モル付加物及びビスフェノールA・PO2〜4モル付加物等);重量平均分子量(以下Mwと略記する)=100〜5,000のポリラクトンジオール(例えばポリ−ε−カプロラクトンジオール等);Mw=1,000〜20,000のポリブタジエンジオール等が挙げられる。
3〜6価又はそれ以上のポリオール(y2)としては、3〜6価又はそれ以上の炭素数3〜10の脂肪族多価アルコール(例えばグリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビタン及びソルビトール等);炭素数25〜50のトリスフェノールのAO(炭素数2〜4)付加物(付加モル数2〜100)(例えばトリスフェノール・EO2〜4モル付加物及びトリスフェノールPA・PO2〜4モル付加物等);重合度3〜50のノボラック樹脂(例えばフェノールノボラック及びクレゾールノボラック等)のAO(炭素数2〜4)付加物(付加モル数2〜100)(フェノールノボラックPO2モル付加物及びフェノールノボラックEO4モル付加物);炭素数6〜30のポリフェノール(例えばピロガロール、フロログルシノール及び1,2,4−ベンゼントリオール等)のAO(炭素数2〜4)付加物(付加モル数2〜100)(ピロガロールEO4モル付加物);及び重合度20〜2,000のアクリルポリオール{ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートと他の重合性二重結合を有する単量体[例えばスチレン、(メタ)アクリル酸及び(メタ)アクリル酸エステル等]との共重合物等}等が挙げられる。
ポリオール(y)のうち、低温定着性と耐ホットオフセット性の両立及び保存安定性の観点から好ましいのは、ジオール(y1)であり、更に好ましいのは炭素数2〜10のアルキレングリコール及び炭素数15〜30のビスフェノール類のAO付加物であり、特に好ましいのは炭素数2〜10のアルキレングリコール及びビスフェノールAのAO付加物(付加モル数2〜30)であり、特に好ましいのはエチレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール及びビスフェノール類のポリオキシアルキレンエーテル(AO単位の数2〜30)であり、最も好ましいのは、エチレングリコール及びビスフェノール類のポリオキシアルキレンエーテル(AO単位の数2〜30)である。
ポリオール(y)中の(PG)の割合(重縮合反応中に系外に留去されるものは除く。以下同様。)は、好ましくは40モル%以上であり、更に好ましくは50モル%以上、特に好ましくは70モル%以上である。(PG)の割合が40モル%以上であると、トナーとして用いたときの定着温度幅が広くなり、保存安定性も十分となる。
本発明における(PG)は、(a)脂肪酸又はその金属塩、(b)含硫黄化合物、(c)含窒素化合物及び3価以上の多価アルコール(d)からなる群から選ばれる1種以上の物質を含有し、かつその含有率が(PG)の重量に基づき0.001〜10重量%であり、帯電性及び帯電保持性の観点から、(PG)の重量に基づき好ましくは0.002〜5重量%であり、更に好ましくは0.005〜2重量%である。
脂肪酸及びその金属塩(a)における脂肪酸としては、炭素数2〜30の飽和脂肪酸及び炭素数3〜30の不飽和脂肪酸等が挙げられる。
炭素数2〜30の飽和脂肪酸としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、2−エチルヘキサン酸、カプロン酸 、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ツベルクロステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸及びリグノセリン酸等が挙げられる。
炭素数3〜30の不飽和脂肪酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、バクセン酸、リノール酸、α−リノレン酸、γ−リノレン酸、エレオステアリン酸、8,11−エイコサジエン酸、5,8,11−エイコサトリエン酸、アラキドン酸、ステアリドン酸、エイコサペンタエン酸、ドコサペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸、ジホモ−γ−リノレン酸、ドコサペンタエン酸、エライジン酸、エルカ酸及びネルボン酸等が挙げられる。
脂肪酸の金属塩(a)としては、上記の脂肪酸のアルカリ金属(リチウム、ナトリウム及びカリウム等)塩、及びアルカリ土類金属(マグネシウム、カルシウム及びバリウム等)塩等が挙げられる。
含硫黄化合物(b)としては、ジメチルチオエーテルやメチオニンなどのチオエーテル化合物、エタンチオールやプロパンチオールなどのチオール化合物、アリインなどのスルホキシド化合物、ベンゼンスルホン酸やp−トルエンスルホン酸、タウリンなどのスルホン酸化合物などが挙げられる。
含窒素化合物(c)としては、アンモニア;モノメチルアミン、モノエチルアミン、モノプロピルアミン、モノブチルアミン、モノペンチルアミン、モノヘキシルアミン、モノヘプチルアミン、モノオクチルアミン、ジメチルアミン、メチルエチルアミン、ジエチルアミン、メチルプロピルアミン、エチルプロピルアミン、ジプロピルアミン、メチルブチルアミン、エチルブチルアミン、プロピルブチルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン等のアルキルアミン(アルキル基は直鎖状でも分枝状でもよい);モノメタノールアミン、モノエタノールアミン、モノプロパノールアミン、モノブタノールアミン、モノペンタノールアミン、モノヘキサノールアミン、モノヘプタノールアミン、モノオクタノールアミン、モノノナノールアミン、ジメタノールアミン、メタノールエタノールアミン、ジエタノールアミン、メタノールプロパノールアミン、エタノールプロパノールアミン、ジプロパノールアミン、メタノールブタノールアミン、エタノールブタノールアミン、プロパノールブタノールアミン、ジブタノールアミン、ジペンタノールアミン、ジヘキサノールアミン、ジヘプタノールアミン、ジオクタノールアミン等のアルカノールアミン(アルカノール基は直鎖状でも分枝状でもよい)等が挙げられる。
3価以上のポリオール(d)としては、上記の3〜6価又はそれ以上のポリオール(y2)として例示したものが挙げられる。
ポリエステル樹脂(A)は、ポリカルボン酸(x)及びポリオール(y)に加え、モノカルボン酸(e)及び/又はモノアルコール(f)を構成単位として有していてもよい。
モノカルボン酸(e)としては、脂肪族モノカルボン酸(e−1)及び芳香族モノカルボン酸(e−2)が挙げられる。
脂肪族モノカルボン酸(e−1)としては、鎖式飽和モノカルボン酸、鎖式不飽和モノカルボン酸及び脂環式モノカルボン酸等が挙げられる。
鎖式飽和モノカルボン酸としては、炭素数2〜30の直鎖又は分岐の鎖式飽和モノカルボン酸(酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、2−エチルヘキサン酸、カプロン酸 、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ツベルクロステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸及びリグノセリン酸等)等が挙げられる。
鎖式不飽和モノカルボン酸としては、炭素数3〜30の直鎖又は分岐の鎖式不飽和モノカルボン酸(アクリル酸、メタクリル酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、バクセン酸、リノール酸、α−リノレン酸、γ−リノレン酸、エレオステアリン酸、8,11−イコサジエン酸、5,8,11−イコサトリエン酸、アラキドン酸、ステアリドン酸、エイコサペンタエン酸、ドコサペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸、ジホモ−γ−リノレン酸、ドコサペンタエン酸、エライジン酸、エルカ酸及びネルボン酸等)等が挙げられる。
脂環式モノカルボン酸としては、炭素数4〜14の脂環式モノカルボン酸(シクロプロパンカルボン酸、シクロブタンカルボン酸、シクロペンタンカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸及びシクロヘプタンカルボン酸等)等が挙げられる。
芳香族モノカルボン酸(e−2)としては、炭素数7〜36の芳香族モノカルボン酸が挙げられ、具体的には、安息香酸、ビニル安息香酸、トルイル酸、ジメチル安息香酸、t−ブチル安息香酸、クミン酸、ナフトエ酸、ビフェニルモノカルボン酸及びフロ酸等が挙げられる。
モノカルボン酸(e)のうち、低温定着性及び耐湿熱保存安定性の観点から好ましいのは、芳香族モノカルボン酸(e−2)であり、更に好ましいのは、安息香酸、t−ブチル安息香酸及びナフトエ酸である。
モノアルコール(f)としては、脂肪族モノアルコール(f−1)及び芳香族モノアルコール(f−2)等が挙げられる。
脂肪族モノアルコール(f−1)としては、鎖式飽和モノアルコール及び鎖式不飽和モノアルコール等が挙げられる。
鎖式飽和モノアルコールとしては、炭素数1〜30の直鎖又は分岐の鎖式飽和モノアルコール(メタノール、エタノール、1−プロパノール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブタノール、ペンタノール、2−メチル−1−ブタノール、2,2−ジメチル−1−プロパノール、ヘキサノール、4−メチル−1−ペンタノール、2,3−ジメチル−2−ブタノール、ヘプタノール、3−エチル−3−ペンタノール、オクタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、ノナノール、2,6−ジメチル−4−ヘプタノール、デカノール、ウンデカノール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール及びステアリルアルコール等)、及び炭素数1〜30の直鎖又は分岐の鎖式飽和モノアルコールに炭素数2〜4のAO(EO、PO及びBO)を付加したもの(付加モル数1〜20モル)等が挙げられる。
鎖式不飽和モノアルコールとしては、炭素数2〜30の直鎖又は分岐の鎖式不飽和モノアルコール(アリルアルコール、2−ブテン−1−オール、2−ペンテン−1−オール、2−ヘキセン−1−オール、2−ヘプテン−1−オール、2−オクテン−1−オール、2−ノネン−1−オール、2−デセン−1−オール、2−ドデセノール、パルミトレイルアルコール、オレイルアルコール及びリノレイルアルコール等)、及び炭素数1〜30の直鎖又は分岐の鎖式不飽和モノアルコールに炭素数2〜4のAO(EO、PO及びBO)を付加したもの(付加モル数1〜20モル)等が挙げられる。
芳香族モノアルコール(f−2)としては、炭素数6〜30の芳香族モノアルコール(フェノール、エチルフェノール、イソブチルフェノール、ペンチルフェノール、オクチルフェノール、ドデシルフェノール、テトラデシルフェノール及びベンジルアルコール等)、及び炭素数6〜30の芳香族モノアルコールに炭素数2〜4のAO(EO、PO及びBO)を付加したもの(付加モル数1〜20モル)等が挙げられる。
本発明におけるポリエステル樹脂(A)は、通常のポリエステル製造法と同様にして製造することができる。例えば、カルボン酸成分(x)とポリオール成分(y)とを、不活性ガス(窒素ガス等)雰囲気中で、反応温度が好ましくは150〜280℃、さらに好ましくは170〜260℃、とくに好ましくは190〜240℃で反応させることにより行うことができる。また反応時間は、重縮合反応を確実に行う観点から、好ましくは30分以上、とくに2〜40時間である。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(y)とポリカルボン酸成分(x)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、特に好ましくは1.3/1〜1/1.2である。
このとき必要に応じてエステル化触媒を使用することができる。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、シュウ酸チタン酸カリウム、テレフタル酸チタン、特開2006−243715号公報に記載の触媒〔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)、チタニウムモノヒドロキシトリス(トリエタノールアミネート)、及びそれらの分子内重縮合物等〕、及び特開2007−11307号公報に記載の触媒(チタントリブトキシテレフタレート、チタントリイソプロポキシテレフタレート、及びチタンジイソプロポキシジテレフタレート等)]、ジルコニウム含有触媒(例えば酢酸ジルコニル)、及び酢酸亜鉛等が挙げられる。これらの中で好ましくはチタン含有触媒である。
ポリエステル樹脂(A)は、非線形ポリエステル樹脂(A1)であっても、線形ポリエステル樹脂(A2)であってもよい。ここで、非線形ポリエステル樹脂(A1)とは、ジカルボン酸(x1)とジオール(y1)に加え、3〜6価又はそれ以上のポリカルボン酸(x2)、(x2)の酸無水物及び低級アルキルエステル(x3)、及び/又は3〜6価又はそれ以上のポリオール(y2)を構成単位とするポリエステル樹脂のことである。
線形ポリエステル樹脂(A2)とは、ジカルボン酸(x1)とジオール(y1)を構成単位とする、三次元の架橋構造を有しない鎖状のポリエステル樹脂のことであり、(x1)、(y1)に加え、3〜6価又はそれ以上のポリカルボン酸(x2)、(x2)の酸無水物及び低級アルキルエステル(x3)、及び/又は3〜6価又はそれ以上のポリオール(y2)を構成単位とする場合であっても、それらの使用モル比や反応条件を選択して、実質的に1官能又は2官能として反応させ、残りの官能基は未反応として残すようにしたものである。線形ポリエステル樹脂(A2)であることは、THF不溶解分等で確認することができる。
非線形ポリエステル樹脂(A1)の酸価は、帯電性の観点から、好ましくは0〜100(mgKOH/g、以下同じ)であり、さらに好ましくは0〜80、特に好ましくは1〜60である。
(A2)の水酸基価は、耐ホットオフセット性の観点から、好ましくは0〜100(mgKOH/g、以下同じ)、さらに好ましくは0〜80、とくに好ましくは0〜50である。
本発明において、ポリエステル樹脂の酸価及び水酸基価は、JIS K0070(1992年版)に規定の方法で測定することができる。
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
非線形ポリエステル樹脂(A1)のテトラヒドロフラン(THF)可溶分のピークトップ分子量(以下Mpと略記する)は、トナーの耐熱保存性と低温定着性の両立の観点から、好ましくは2000〜20000であり、さらに好ましくは3000〜18000、とくに好ましくは4000〜15000である。
本発明において、樹脂の分子量〔Mp、数平均分子量(Mn)、及び重量平均分子量(Mw)〕は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて以下の条件で測定される。
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 500 1050 2800 5970 9100 18100 37900 96400 190000 355000 1090000 2890000)
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する。
本発明における非線形ポリエステル樹脂(A1)のガラス転移温度(Tg)は、定着性、保存性及び耐久性等の観点から、好ましくは30〜75℃であり、さらに好ましくは40〜72℃、特に好ましくは50〜70℃である。
なお、上記及び以下において、Tgは、セイコー電子工業(株)製DSC20、SSC/580を用いて、ASTM D3418−82に規定の方法(DSC法)で測定される。
(A1)の軟化点〔Tm〕は、好ましくは120〜170℃であり、さらに好ましくは125〜168℃、とくに好ましくは130〜165℃である。
この範囲であると、耐ホットオフセット性と低温定着性の両立が良好となる。本発明において、Tmは以下の方法で測定される。
<軟化点〔Tm〕>
高化式フローテスター{たとえば、(株)島津製作所製、CFT−500D}を用いて、1gの測定試料を昇温速度6℃/分で加熱しながら、プランジャーにより1.96MPaの荷重を与え、直径1mm、長さ1mmのノズルから押し出して、「プランジャー降下量(流れ値)」と「温度」とのグラフを描き、プランジャーの降下量の最大値の1/2に対応する温度をグラフから読み取り、この値(測定試料の半分が流出したときの温度)を軟化点〔Tm〕とする。
本発明に用いる非線形ポリエステル樹脂(A1)は、トナーとして用いた時の耐ホットオフセット性の観点から、150℃における貯蔵弾性率〔本明細書中、「G’(150)」と表記する場合がある。〕(Pa)が2000Pa以上(好ましくは3000Pa以上)であり、かつG’(150)、及び180℃における貯蔵弾性率〔本明細書中、「G’(180)」と表記する場合がある。〕(Pa)が、次の式(1)を満たす必要があり、式(1’)を満たすことが好ましく、式(1”)を満たすことがさらに好ましい。
〔G’(150)〕/〔G’(180)〕≦15 ・・・式(1)
〔G’(150)〕/〔G’(180)〕≦14 ・・・式(1’)
〔G’(150)〕/〔G’(180)〕≦13 ・・・式(1”)
G’(150)、G’(180)が式(1)を満たすと、高温領域でも実用範囲において粘度が低くなりすぎないと考えられ、トナーとして使用したときの耐ホットオフセット性が良好となる。
非線形ポリエステル樹脂(A1)の貯蔵弾性率(G’)を調整するには、例えば、G’(150)/G’(180)を小さくする場合、ポリエステル樹脂(A)のTmを上げる、3価以上の構成成分の比率を上げ架橋点の数を増やす、分子量を大きくする、又はTgを高くする、等で達成できる。
本発明において、非線形ポリエステル樹脂(A1)の貯蔵弾性率(G’)は、下記粘弾性測定装置を用いて測定される。
装置 :ARES−24A(レオメトリック社製)
治具 :25mmパラレルプレート
周波数 :1Hz
歪み率 :5%
昇温速度:5℃/min
非線形ポリエステル樹脂(A1)は、トナーとして用いた時の低温定着性の観点から、Tg+40℃における粘度(本明細書中、Eta〔Tg+40〕とも表記する。)(Pa・s)が、次の式(2)を満たすことが好ましく、式(2’)を満たすことがさらに好ましく、最も好ましくは式(2”)を満たすことである。
Eta〔Tg+40〕≦7×10 ・・・式(2)
Eta〔Tg+40〕≦6×10 ・・・式(2’)
Eta〔Tg+40〕≦5×10 ・・・式(2”)
Eta〔Tg+40〕が式(2)を満たすと、低温領域での粘度が小さく、トナーとして使用したときの低温定着性が良好となる。
非線形ポリエステル樹脂(A1)の粘度Etaを調整するには、例えば、Eta〔Tg+40〕を小さくする場合、非線形ポリエステル樹脂(A1)のTmを下げる、又はMpを小さくする、などすればよい。
本発明において、ポリエステル樹脂の粘度Etaは、下記粘弾性測定装置を用いて測定される。
装置 :ARES−24A(レオメトリック社製)
治具 :8mmパラレルプレート
周波数 :1Hz
歪み率 :5%
昇温速度:3℃/min
線形ポリエステル樹脂(A2)の酸価は、好ましくは0〜60、さらに好ましくは1〜55、とくに好ましくは、2〜50である。酸価が60以下であるとトナーとして用いた時の帯電特性が低下しない。
線形ポリエステル樹脂(A2)の水酸基価は、好ましくは0〜125、さらに好ましくは1〜100である。水酸基価が125以下であるとトナーとして用いた時の耐ホットオフセット性及び保存安定性がより良好となる。
線形ポリエステル樹脂(A2)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Mpは、好ましくは1000〜12000であり、さらに好ましくは2000〜11000、とくに好ましくは2500〜10000である。Mpが2000以上であると定着に必要な樹脂強度が得られ、12000以下であるとトナーとして用いた時の低温定着性が良好である。
線形ポリエステル樹脂(A2)の軟化点〔Tm〕は70〜120℃が好ましく、さらに好ましくは75〜118℃、とくに好ましくは80〜115℃である。この範囲では耐ホットオフセット性と低温定着性のバランスが良好となる。
本発明に用いる線形ポリエステル樹脂(A2)のガラス転移温度〔Tg〕は、保存安定性の観点から45℃以上であることが好ましい。また、75℃以下であるとトナーとして用いた時の低温定着性が良好である。
線形ポリエステル樹脂(A2)中のTHF不溶解分は、トナーとして用いた時の低温定着性の観点から、5%以下が好ましい。さらに好ましくは4%以下、とくに好ましくは3%以下である。
本発明におけるTHF不溶解分は、以下の方法で求めたものである。
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。
本発明のトナーバインダーは、ポリエステル樹脂(A)の他に、ポリエステル樹脂(B)を含有してもよい。(B)は、ポリカルボン酸(x)とポリオール(y)を構成単位として有するポリエステル樹脂であって、(A)と異なる樹脂である。
ポリエステル樹脂(B)としては、非線形ポリエステル樹脂(B1)及び線形ポリエステル樹脂(B2)が挙げられる。
本発明のトナーバインダーは、耐ホットオフセット性と低温定着性の両立の観点から、非線形ポリエステル樹脂(A1)と非線形ポリエステル樹脂(B1)の双方又はどちらか一方と、線形ポリエステル樹脂(A2)と線形ポリエステル樹脂(B2)の双方又はどちらか一方を組み合わせることが好ましく、その重量比〔[(A1)と(B1)の双方又はどちらか一方]/[(A2)と(B2)の双方又はどちらか一方]〕(合計を100とする)は、好ましくは(95〜5)/(5〜95)であり、さらに好ましくは(85〜15)/(15〜85)、特に好ましくは(75〜25)/(25〜70)である。
本発明におけるポリエステル樹脂(A)は、(a)脂肪酸又はその金属塩、(b)含硫黄化合物、及び(c)含窒素化合物からなる群から選ばれる1種以上の物質を含有し、かつその含有率が(A)の重量に基づき10〜10000ppmであり、好ましくは20〜8000ppm、特に好ましくは20〜5000ppmである。
上記及び以下において、この含有率はH−NMRによって測定されるプロトンのモル比より算出された各成分の重量比を合計した値である。
ポリエステル樹脂(A)と(B)を混合する方法は特に限定されず、通常行われる公知の方法でよく、粉体混合、溶融混合のいずれでもよい。また、トナー化時に混合してもよい。
溶融混合する場合の混合装置としては、反応槽等のバッチ式混合装置、及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本ロール等が挙げられる。
粉体混合する場合の混合装置としては、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー、及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。
本発明のトナー組成物は、本発明のトナーバインダーと着色剤を含有する。
着色剤としては、トナー用着色剤として使用されている染料、顔料等のすべてを使用することができる。具体的には、カーボンブラック、鉄黒、スーダンブラックSM、ファーストイエローG、ベンジジンイエロー、ピグメントイエロー、インドファーストオレンジ、イルガシンレッド、パラニトロアニリンレッド、トルイジンレッド、カーミンFB、ピグメントオレンジR、レーキレッド2G、ローダミンFB、ローダミンBレーキ、メチルバイオレットBレーキ、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、ブリリアントグリーン、フタロシアニングリーン、オイルイエローGG、カヤセットYG、オラゾールブラウンB及びオイルピンクOP等が挙げられ、これらは単独で又は2種以上を混合して用いることができる。また、必要により磁性粉(鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性金属の粉末もしくはマグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の化合物)を着色剤としての機能を兼ねて含有させることができる。
着色剤の含有量は、本発明のトナーバインダー100重量部に対して、好ましくは1〜40重量部、さらに好ましくは3〜10重量部である。なお、磁性粉を用いる場合は、好ましくは20〜150重量部、さらに好ましくは40〜120重量部である。
本発明のトナー組成物には、離型剤、荷電制御剤、流動化剤等から選ばれる1種以上の添加剤を含有させてもよい。
離型剤としては、フローテスターによる軟化点〔Tm〕が50〜170℃のものが好ましく、ポリオレフィンワックス、天然ワックス、炭素数30〜50の脂肪族アルコール、炭素数30〜50の脂肪酸等が挙げられる。
ポリオレフィンワックスとしては、オレフィン(例えばエチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブチレン、1−ヘキセン、1−ドデセン、1−オクタデセン及びこれらの混合物等)の(共)重合体[(共)重合により得られるもの及び熱減成型ポリオレフィンを含む]、オレフィンの(共)重合体の酸素及び/又はオゾンによる酸化物、オレフィンの(共)重合体のマレイン酸変性物[例えばマレイン酸及びその誘導体(無水マレイン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノブチル及びマレイン酸ジメチル等)変性物]、オレフィンと不飽和カルボン酸[(メタ)アクリル酸、イタコン酸及び無水マレイン酸等]及び/又は不飽和カルボン酸アルキルエステル[(メタ)アクリル酸アルキル(アルキルの炭素数1〜18)エステル及びマレイン酸アルキル(アルキルの炭素数1〜18)エステル等]等との共重合体、及びサゾールワックス等が挙げられる。
天然ワックスとしては、例えばカルナウバワックス、モンタンワックス、パラフィンワックス及びライスワックスが挙げられる。
炭素数30〜50の脂肪族アルコールとしては、例えばトリアコンタノールが挙げられる。
炭素数30〜50の脂肪酸としては、例えばトリアコンタンカルボン酸が挙げられる。
荷電制御剤としては、ニグロシン染料、3級アミンを側鎖として含有するトリフェニルメタン系染料、4級アンモニウム塩、ポリアミン樹脂、イミダゾール誘導体、4級アンモニウム塩基含有ポリマー、含金属アゾ染料、銅フタロシアニン染料、サリチル酸金属塩、ベンジル酸のホウ素錯体、スルホン酸基含有ポリマー、含フッ素系ポリマー、ハロゲン置換芳香環含有ポリマー等が挙げられる。
流動化剤としては、コロイダルシリカ、アルミナ粉末、酸化チタン粉末、炭酸カルシウム粉末等が挙げられる。
本発明のトナー組成物の組成比は、トナー重量に基づき、本発明のトナーバインダーが、好ましくは30〜97重量%、さらに好ましくは40〜95重量%、とくに好ましくは45〜92重量%;着色剤が、好ましくは0.05〜60重量%、さらに好ましくは0.1〜55重量%、とくに好ましくは0.5〜50重量%;添加剤のうち、離型剤が、好ましくは0〜30重量%、さらに好ましくは0.5〜20重量%、とくに好ましくは1〜10重量%;荷電制御剤が、好ましくは0〜20重量%、さらに好ましくは0.1〜10重量%、とくに好ましくは0.5〜7.5重量%;流動化剤が、好ましくは0〜10重量%、さらに好ましくは0〜5重量%、とくに好ましくは0.1〜4重量%である。また、添加剤の合計含有量は、好ましくは3〜70重量%、さらに好ましくは4〜58重量%、とくに好ましくは5〜50重量%である。トナー組成物の組成比が上記の範囲であることで帯電性が良好なものを容易に得ることができる。
本発明のトナー組成物は、混練粉砕法、乳化転相法、重合法等の従来より公知のいずれの方法により得られたものであってもよい。例えば、混練粉砕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乾式ブレンドした後、溶融混練し、その後粗粉砕し、最終的にジェットミル粉砕機等を用いて微粒化して、さらに分級することにより、体積平均粒径(D50)が好ましくは5〜20μmの微粒とした後、流動化剤を混合して製造することができる。なお、粒径(D50)はコールターカウンター[例えば、商品名:マルチサイザーIII(コールター社製)]を用いて測定される。
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又は分散後、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。
本発明のトナー組成物は、必要に応じて鉄粉、ガラスビーズ、ニッケル粉、フェライト、マグネタイト、及び樹脂(アクリル樹脂、シリコーン樹脂等)により表面をコーティングしたフェライト等のキャリアー粒子と混合されて電気的潜像の現像剤として用いられる。トナーとキャリアー粒子との重量比は、通常1/99〜100/0である。また、キャリア粒子の代わりに帯電ブレード等の部材と摩擦し、電気的潜像を形成することもできる。
本発明のトナー組成物は、複写機、プリンター等により支持体(紙、ポリエステルフィルム等)に定着して記録材料とされる。支持体に定着する方法としては、公知の熱ロール定着方法、フラッシュ定着方法等が適用できる。
以下実施例、比較例により本発明を更に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
〔(PG)の精製−1〕
冷却管、撹拌機のついた反応槽中に、粗製プロピレングリコール(PG−1)(ガスクロマトグラフィーにて測定したプロピレングリコール純度は88重量%であった)を入れ、大気圧下で蒸留操作を行って、沸点186〜190℃の留分を回収して精製プロピレングリコール(PG−2)を得た。ガスクロマトグラフィーにて測定したプロピレングリコール純度は97重量%であった。
〔(PG)の精製−2〕
冷却管、撹拌機のついた反応槽中に上記のプロピレングリコール(PG−2)を入れ、大気圧下で蒸留操作を行って、沸点188〜190℃の留分を回収して精製プロピレングリコール(PG−3)を得た。ガスクロマトグラフィーにて測定したプロピレングリコール純度は99重量%であった。
<製造例1>〔ポリエステル樹脂(A1−1)の合成〕
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、テレフタル酸631重量部、アジピン酸21重量部、(PG−3)640重量部、重合触媒としてチタニウムジイソプロポキシビストリエタノールアミネート0.5重量部を入れ、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、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、安息香酸53重量部を加え、常圧下で3時間反応させた。さらに、無水トリメリット酸94重量部を加え、常圧下で1時間反応させた後、2.5〜5kPaの減圧下で反応させ軟化点1℃で取り出した。回収された1,2−プロピレングリコールは274重量部であった。得られ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(A1−1)とする。
(A1−1)のMpは6000、Tgは65℃、Tmは160℃、酸価は16、水酸基価は14であった。
<製造例2>〔ポリエステル樹脂(A1−2)の合成〕
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、テレフタル酸608重量部、アジピン酸20重量部、1,2−プロピレングリコール(PG−3)600重量部、重合触媒としてチタニウムジイソプロポキシビストリエタノールアミネート0.5重量部を入れ、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、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、安息香酸65重量部を加え、常圧下で3時間反応させた。さらに、無水トリメリット酸132重量部を加え、常圧下で1時間反応させた後、2.5〜5kPaの減圧下で反応させ軟化点160℃で取り出した。回収された1,2−プロピレングリコールは257重量部であった。得られ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(A1−2)とする。
(A1−2)のMpは4500、Tgは65℃、Tmは160℃、酸価は30、水酸基価は1であった。
<製造例3>〔ポリエステル樹脂(A1−3)の合成〕
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、テレフタル酸596重量部、フタル酸33重量部、1,2−プロピレングリコール(PG−3)465重量部、エチレングリコール95重量部、重合触媒としてチタニウムジイソプロポキシビストリエタノールアミネート0.5重量部を入れ、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、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、安息香酸88重量部を加え、常圧下で3時間反応させた。さらに、無水トリメリット酸133重量部を加え、常圧下で1時間反応させた後、2.5〜5kPaの減圧下で反応させ軟化点164℃で取り出した。回収された1,2−プロピレングリコールは207重量部、エチレングリコールは35重量部であった。得られ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(A1−3)とする。
(A1−3)のMpは4700、Tgは63℃、Tmは164℃、酸価は28、水酸基価は3、アルコール中の1,2−プロピレングリコールのモル比は80モル%であった。
<製造例4>〔ポリエステル樹脂(A1−4)の合成〕
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、テレフタル酸559重量部、イソフタル酸49重量部、1,2−プロピレングリコール(PG−3)393重量部、エチレングリコール138重量部、重合触媒としてチタニウムジイソプロポキシビストリエタノールアミネート0.5重量部を入れ、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、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、安息香酸85重量部を加え、常圧下で3時間反応させた。さらに、無水トリメリット酸129重量部を加え、常圧下で1時間反応させた後、2.5〜5kPaの減圧下で反応させ軟化点164℃で取り出した。回収された1,2−プロピレングリコールは141重量部、エチレングリコールは51重量部であった。得られ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(A1−4)とする。
(A1−4)のMpは4700、Tgは61℃、Tmは164℃、酸価は26、水酸基価は5、アルコール中の1,2−プロピレングリコールのモル比は70モル%であった。
<製造例5>〔ポリエステル樹脂(A1−5)の合成〕
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、テレフタル酸752重量部、アジピン酸73重量部、無水トリメリット酸17重量部、1,2−プロピレングリコール(PG−3)726重量部、重合触媒としてチタニウムジイソプロポキシビストリエタノールアミネート0.5重量部を入れ、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、2.5〜5kPaの減圧下で反応させ軟化点141℃で取り出した。回収された1,2−プロピレングリコールは384重量部であった。得られ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(A1−5)とする。
(A1−5)のMpは18000、Tgは66℃、Tmは141℃、酸価は1、水酸基価は14であった。
<製造例6>ポリエステル樹脂(A1−6)の合成]
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、テレフタル酸693重量部、アジピン酸68重量部、無水トリメリット酸28重量部、1,2−プロピレングリコール(PG−3)670重量部、重合触媒としてチタニウムジイソプロポキシビストリエタノールアミネート0.5重量部を入れ、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、2.5〜5kPaの減圧下で反応させ軟化点141℃で取り出した。回収された1,2−プロピレングリコールは384重量部であった。得られ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(A1−6)とする。
(A1−6)のMpは14000、Tgは64℃、Tmは143℃、酸価は1、水酸基価は19であった。
<製造例7>[ポリエステル樹脂(A1−7)の合成]
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、テレフタル酸680重量部、アジピン酸30重量部、無水トリメリット酸16重量部、1,2−プロピレングリコール(PG−2)660重量部、重合触媒としてチタニウムジイソプロポキシビストリエタノールアミネート0.5重量部を入れ、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、2.5〜5kPaの減圧下で反応させ軟化点135℃で取り出した。回収された1,2−プロピレングリコールは280重量部であった。得られ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(A1−7)とする。
(A1−7)のMpは5000、Tgは64℃、Tmは135℃、酸価は1、水酸基価は18であった。
<製造例8>[ポリエステル樹脂(A1−8)の合成]
反応槽中に、テレフタル酸455重量部(88.5モル部)、アジピン酸44重量部(9.8モル部)、1,2−プロピレングリコール(PG−2)383重量部(下記回収分235重量部を差し引くと60.0モル部)、ビスフェノールA・PO2モル付加物452重量部(40.0モル部)、チタニウムジイソプロポキシビストリエタノールアミネート0.5重量部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水とエチレングリコールを留去しながら5時間反応させた後、無水トリメリット酸10重量部(1.7モル部)を加え、常圧下で1時間反応させた後、2.5〜5kPaの減圧下で反応させ軟化点130℃で取り出した。回収された1,2−プロピレングリコールは235重量部であった。得られ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(A1−8)とする。
(A1−8)のTgは62℃、Tmは130℃、Mpは13000、酸価は1、水酸基価は14であった。
<製造例9>[ポリエステル樹脂(A1−9)の合成]
反応槽中に、テレフタル酸455重量部(88.5モル部)、アジピン酸44重量部(9.8モル%)、1,2−プロピレングリコール(PG−2)333重量部(下記回収分235重量部を差し引くと40.0モル部)、ビスフェノールA・PO2モル付加物678重量部(60.0モル部)、チタニウムジイソプロポキシビストリエタノールアミネート0.5重量部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水とエチレングリコールを留去しながら5時間反応させた後、無水トリメリット酸10重量部(1.7モル部)を加え、常圧下で1時間反応させた後、2.5〜5kPaの減圧下で反応させ軟化点133℃で取り出した。回収された1,2−プロピレングリコールは235重量部であった。得られ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(A1−9)とする。
(A1−9)のTgは63℃、Tmは133℃、Mpは13000、酸価は1、水酸基価は14であった。
<製造例10>〔非結晶性線形ポリエステル樹脂(A2−1)の合成〕
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、テレフタル酸776重量部、安息香酸50重量部、1,2−プロピレングリコール(PG−3)710重量部、重合触媒としてチタニウムジイソプロポキシビストリエタノールアミネート0.5重量部を入れ、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、2.5〜5kPaの減圧下で反応させた。さらに、無水トリメリット酸17重量部を加え、常圧下で1時間反応させた。回収された1,2−プロピレングリコールは380重量部であった。得られ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(A2−1)とする。
(A2−1)のMpは4800、Tgは61℃、Tmは106℃、酸価は10、水酸基価は18、THF不溶解分は1重量%であった。
<製造例11>〔非結晶性線形ポリエステル樹脂(A2−2)の合成〕
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、テレフタル酸703重量部、無水フタル酸8重量部、アジピン酸67重量部、1,2−プロピレングリコール(PG−3)693重量部、エチレングリコール24重量部、重合触媒としてチタニウムジイソプロポキシビストリエタノールアミネート0.5重量部を入れ、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、2.5〜5kPaの減圧下で反応させた。さらに、無水トリメリット酸17重量部を加え、常圧下で1時間反応させた。回収された1,2−プロピレングリコールは332重量部、エチレングリコールは11重量部であった。得られ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(A2−2)とする。
(A2−2)のMpは10000、Tgは62℃、Tmは115℃、酸価は9、水酸基価は20、THF不溶解分は1重量%、アルコール成分中の1,2−プロピレングリコールのモル比は96モル%であった。
<製造例12>〔ポリエステル樹脂(B1−1)の合成〕
反応槽中に、ビスフェノールA・EO2モル付加物41重量部(10.2モル部)、ビスフェノールA・PO3モル付加物457重量部(89.1モル部)、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重量部(0.8モル部)、テレフタル酸166重量部(49.8モル部)、フマル酸93重量部(39.8モル部)、及び縮合触媒としてテトラブトキシチタネート3重量部を入れ、230℃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0.5〜2.5kPaの減圧下に反応させ、酸価が2以下になった時点で180℃に冷却し、無水トリメリット酸41重量部(10.4モル部)を加え、常圧密閉下2時間反応後、さらに230℃、0.5〜2.5kPaの減圧下で反応させ、軟化点135℃で取出した。取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(B1−1)とする。
(B1−1)のTgは58℃、Tmは135℃、Mpは11300、酸価は20、水酸基価は5であった。
<製造例13>[ポリエステル樹脂(B1−2)の合成]
反応槽中に、ビスフェノールA・PO3モル付加物486重量部(80.7モル部)、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23重量部(19.3モル部)、テレフタル酸166重量部(82.6モル部)、及び縮合触媒としてテトラブトキシチタネート3重量部を入れ、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0.5〜2.5kPaの減圧下に反応させ、酸価が2以下になった時点で180℃に冷却し、無水トリメリット酸40重量部(17.4モル部)を加え、常圧密閉下2時間反応後、230℃、0.5〜2.5kPaの減圧下で反応させ、軟化点145℃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(B−2)とする。
(B−2)のTgは57℃、Tmは145℃、Mpは8300、酸価は20、水酸基価は18であった。
<製造例14>[ポリエステル樹脂(B2−1)の合成]
反応槽中に、ビスフェノールA・PO3モル付加物418重量部(55モル部)、ビスフェノールA・EO2モル付加物320重量部(45モル部)テレフタル酸274重量部(100モル部)、及び縮合触媒としてテトラブトキシチタネート3重量部を入れ、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0.5〜2.5kPaの減圧下に反応させ、酸価が2以下になった時点で180℃に冷却し、無水トリメリット酸42重量部を加え、常圧密閉下2時間反応させ取り出した。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(B2−1)とする。
(B2−1)のTgは64℃、Tmは110℃、Mpは5200、酸価は25、水酸基価は50であった。
<比較製造例1>〔ポリエステル樹脂(RA1−1)の合成〕
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、テレフタル酸631重量部、アジピン酸21重量部、(PG−1)640重量部、重合触媒としてチタニウムジイソプロポキシビストリエタノールアミネート0.5重量部を入れ、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、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、安息香酸53重量部を加え、常圧下で3時間反応させた。さらに、無水トリメリット酸94重量部を加え、常圧下で1時間反応させた後、2.5〜5kPaの減圧下で反応させ軟化点1℃で取り出した。回収された1,2−プロピレングリコールは250重量部であった。得られ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(RA1−1)とする。
(RA1−1)のMpは6100、Tgは65℃、Tmは158℃、酸価は15、水酸基価は13であった。
<比較製造例2>〔非結晶性線形ポリエステル樹脂(RA2−1)の合成〕
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、テレフタル酸776重量部、安息香酸50重量部、1,2−プロピレングリコール(PG−1)710重量部、重合触媒としてチタニウムジイソプロポキシビストリエタノールアミネート0.5重量部を入れ、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、2.5〜5kPaの減圧下で反応させた。さらに、無水トリメリット酸17重量部を加え、常圧下で1時間反応させた。回収された1,2−プロピレングリコールは335重量部であった。得られ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(RA2−1)とする。
(RA2−1)のMpは4900、Tgは60℃、Tmは105℃、酸価は9、水酸基価は19、THF不溶解分は1重量%であった。
ポリエステル樹脂(A)、ポリエステル樹脂(RA)、結晶性樹脂(B1)、結晶性樹脂(RB)、及び非結晶性線形ポリエステル樹脂(B2)の、前記の方法で測定した主な物性値を表1、2に示す。表1、表2中、10の累乗指数を、上付き数字ではなくて^付き数字で示した。例えば、10を10^3として表した。
Figure 2015022292
Figure 2015022292
<実施例1〜18>、<比較例1〜4>
上記製造例で得られたポリエステル樹脂(A1−1)〜(A1−9)、結晶性樹脂(B1−1)〜(B1−2)、非結晶性線形ポリエステル樹脂(B2−1)、及び比較製造例で得られたポリエステル樹脂(RA−1)〜(RA−2)、(RB−1)を、表4の配合比(重量部)に従い配合し、本発明のトナーバインダー、及び比較のトナーバインダーを得て、下記の方法でトナー化した。
まず、カーボンブラックMA−100[三菱化学(株)製]8重量部、カルナウバワックス5重量部、荷電制御剤T−77[保土谷化学(製)]1重量部を加え、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重量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(T−1)〜(T−18)、及び比較用のトナー組成物(RT−1)〜(RT−4)を得た。
下記評価方法で評価した評価結果を表3に示す。表4中、空欄はその原料の配合がないことを示す。
Figure 2015022292
[評価方法]
〔1〕低温定着性
上記のトナー組成物を用いて、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、マクベス反射濃度計RD−191(マクベス社製)を用いて測定した画像濃度の残存率が70%以上となる下限温度を最低定着温度(MFT)とした。最低定着温度が低いほど、低温定着性に優れることを意味する。
〔2〕耐ホットオフセット性
上記の低温定着性の評価方法と同様にして、定着画像へのホットオフセットの有無を目視評価した。定着ロール通過後ホットオフセットが発生しない上限温度をホットオフセット発生温度(HOT)とした。ホットオフセット発生温度が高いほど、耐ホットオフセット性に優れることを意味する。
[HOT−MFT]を定着温度幅(℃)として記載した。
〔3〕耐ブロッキング性
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、以下の判定基準で耐ブロッキング性を評価した。
[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枚までに画像が出なくなる。
〔4〕帯電性
上記トナー組成物1重量部と電子写真用キャリア鉄粉(パウダーテック社製、ASR−
10)24重量部を、23℃、50%R.H.で8時間以上調湿した後、ターブラーシェーカーミキサーにて50rpm×1,3,7,20,60,及び120分間摩擦撹拌し、それぞれの時間毎に帯電量を測定した。測定にはブローオフ帯電量測定装置[東芝ケミカル(株)製]を用いた。帯電量の増加がなくなった摩擦時間の帯電量をもって飽和帯電量とした。
〔5〕定着画像の耐湿熱保存性
上記のトナー組成物を用いて、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)の定着機を用いて定着した画像を用いて評価した。
上記定着画像の上に白紙を一枚密着させて100gの荷重をかけ、50℃・85%R.H.の高温高湿環境下で、48時間調湿した。同環境下において用紙の接着度合を観察し、以下の判定基準で耐湿熱保存性を評価した。
[判定基準]
◎:2枚の紙の接着が無い
○:2枚の紙が弱く接着しており、はがすと白紙側に微量のトナー移りが確認できる
×:2枚の紙が強く接着しており、はがすと白紙側に明らかに移った画像が確認でき る
本発明のトナー組成物及びトナーバインダーは、低温定着性、耐ホットオフセット性、耐ブロッキング性、帯電性に優れることから、電子写真、静電記録、静電印刷等に用いる静電荷像現像用トナー及びトナーバインダーとして有用である。

Claims (6)

  1. ポリカルボン酸(x)とポリオール(y)を構成単位として有するポリエステル樹脂(A)を含有してなるトナーバインダーであって、(y)が1,2−プロピレングリコール(PG)を含有し、(PG)が(a)脂肪酸又はその金属塩、(b)含硫黄化合物、(c)含窒素化合物及び(d)3価以上の多価アルコールからなる群から選ばれる1種以上の物質を含有し、かつその含有率が(PG)の重量に基づき0.001〜10重量%であるトナーバインダー。
  2. ポリオール(y)中の1,2−プロピレングリコール(y1)の含有率が、(y)に基づき40モル%以上である請求項1に記載の電子写真用トナーバインダー。
  3. ポリカルボン酸(x)とポリオール(y)を構成単位として有するポリエステル樹脂(A)を含有してなるトナーバインダーであって、(y)が1,2−プロピレングリコール(PG)を含有し、(A)が(a)脂肪酸又はその金属塩、(b)含硫黄化合物及び(c)含窒素化合物からなる群から選ばれる1種以上の物質を含有し、かつその含有率が(A)の重量に基づき10〜10,000ppmであるトナーバインダー。
  4. ポリエステル樹脂(A)が、非線形ポリエステル樹脂(A1)及び/又は線形ポリエステル樹脂(A2)である請求項1〜3のいずれかに記載のトナーバインダー。
  5. ポリエステル樹脂(A)に加え、(A)以外のポリエステル樹脂(B)を含有する請求項1〜4のいずれかに記載のトナーバインダー。
  6. 請求項1〜5のいずれかに記載のトナーバインダーと着色剤を含有するトナー組成物。
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