JP2016103029A - Toner including polyester resin for toner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、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るトナー用ポリエステル樹脂を含むトナーに関する。 The present invention relates to a toner containing a polyester resin for toner used for developing an electrostatic charge image or a magnetic latent image in electrophotography, electrostatic recording method, electrostatic printing method and the like.
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。 In the method of obtaining an image by the electrophotographic printing method and the electrostatic charge developing method, the electrostatic charge image formed on the photoreceptor is developed with toner charged in advance by friction and then fixed. As for the fixing method, there are a heat roller method in which a toner image obtained by development is fixed using a pressurized and heated roller, and a non-contact fixing method in which fixing is performed using an electric oven or flash beam light. In order to pass through these processes without any problem, the toner needs to maintain a stable charge amount first, and then needs to have good fixability to paper. In addition, the apparatus has a fixing unit which is a heating body, and the temperature in the apparatus rises, so that it is necessary that the toner does not block.
さらに、連続印刷時においても装置の汚れや印刷面へのカブリなどが見られないこと、すなわちトナーの耐久性が必要である。また、トナー製造時の樹脂の粉砕性が良好であることも求められている。このため、耐久性、粉砕性に優れたトナー用バインダー樹脂として、ポリエステル樹脂が使用されている。
例えば、特許文献1には不飽和二重結合を有するトナー用ポリエステル樹脂を架橋反応させて樹脂の耐久性を向上させる方法が記載されている。
Further, it is necessary for the apparatus not to show dirt or fog on the printing surface even during continuous printing, that is, to have durability of the toner. Also, it is required that the resin has good pulverizability during toner production. For this reason, a polyester resin is used as a binder resin for toner having excellent durability and pulverization properties.
For example, Patent Document 1 describes a method for improving the durability of a resin by crosslinking a polyester resin for toner having an unsaturated double bond.
さらに環境対応の点から、トナー用ポリエステル樹脂にバイオマス原料成分を用いる検討も行われ、例えば特許文献2にはイソソルバイドを原料として用いたトナー用ポリエステル樹脂が記載されている。
しかしながら、特許文献1記載の方法では、耐久性は向上するが、樹脂が割れにくく粉砕性が不十分であった。 However, in the method described in Patent Document 1, the durability is improved, but the resin is hardly cracked and the grindability is insufficient.
また、特許文献2記載の方法では、イソソルバイド含有量に比例して樹脂の分子量が小さくなり、トナー用樹脂としての耐久性が不十分であった。 Further, in the method described in Patent Document 2, the molecular weight of the resin is reduced in proportion to the isosorbide content, and the durability as a toner resin is insufficient.
本発明の第1の要旨は、式(1)で表される繰り返し単位と、不飽和二重結合を有するトナー用ポリエステル樹脂を含むトナーにある。 The first gist of the present invention resides in a toner comprising a repeating unit represented by the formula (1) and a polyester resin for toner having an unsaturated double bond.
また、本発明の第2の要旨は、前記トナー用ポリエステル樹脂が、多価カルボン酸と多価アルコールを含む単量体混合物を重縮合したものであって、前記単量体混合物が、不飽和二重結合を有する多価カルボン酸および不飽和二重結合を有する多価アルコールの少なくとも一方と、式(2)で表される多価アルコールを多価カルボン酸100モル部に対して0.5モル部以上含む混合物であるトナー用ポリエステル樹脂を含むトナーにある。 The second gist of the present invention is that the polyester resin for toner is obtained by polycondensing a monomer mixture containing a polyvalent carboxylic acid and a polyhydric alcohol, and the monomer mixture is unsaturated. At least one of a polyvalent carboxylic acid having a double bond and a polyhydric alcohol having an unsaturated double bond, and a polyhydric alcohol represented by the formula (2) are added in an amount of 0.5 to 100 mol parts of the polyvalent carboxylic acid. The toner includes a polyester resin for toner which is a mixture including at least a molar part.
本発明のトナー用ポリエステル樹脂を用いることによって、耐久性と粉砕性に優れたトナーを提供することができる。 By using the polyester resin for toner of the present invention, a toner excellent in durability and pulverization property can be provided.
本発明のトナー用ポリエステル樹脂は、式(1)で表される繰り返し単位と、不飽和二重結合を有する。 The polyester resin for toner of the present invention has a repeating unit represented by the formula (1) and an unsaturated double bond.
本発明のトナー用ポリエステル樹脂は、式(1)で表される繰り返し単位を有することで、粉砕性が良好となる。式(1)で表される繰り返し単位を有するポリエステル樹脂は、多価カルボン酸と多価アルコールを含む単量体混合物を重縮合する際に、式(2)で表される多価アルコールを単量体として用いれば良い。 The polyester resin for toner according to the present invention has good repeatability by having a repeating unit represented by the formula (1). When the polyester resin having a repeating unit represented by the formula (1) is polycondensed with a monomer mixture containing a polyvalent carboxylic acid and a polyhydric alcohol, the polyhydric alcohol represented by the formula (2) is simply used. What is necessary is just to use as a mer.
なお、式(2)で表される多価アルコールは、単量体混合物中の多価カルボン酸100モル部に対して0.5モル部以上が必要である。0.5モル部以上あれば、樹脂の粉砕性が向上する。さらに、樹脂の耐久性が向上する点から、50モル部以上が好ましい。 In addition, the polyhydric alcohol represented by Formula (2) needs 0.5 mol part or more with respect to 100 mol part of polyhydric carboxylic acid in a monomer mixture. If it is 0.5 mol part or more, the grindability of the resin is improved. Furthermore, from the viewpoint of improving the durability of the resin, 50 mole parts or more is preferable.
式(2)で表される多価アルコールとしては、D−イソソルバイド、L−イソソルバイド、イソマンニドの立体異性体のいずれでも良く2種以上を組み合わせて使用することもできる。これらの多価アルコールは環境対応の点から植物を原料とするものが好ましい。 As the polyhydric alcohol represented by the formula (2), any of stereoisomers of D-isosorbide, L-isosorbide and isomannide may be used, and two or more kinds may be used in combination. These polyhydric alcohols are preferably those derived from plants from the viewpoint of environmental friendliness.
さらに本発明のトナー用ポリエステル樹脂は不飽和二重結合を、ポリエステル樹脂の主鎖および/または側鎖に有している。本発明では樹脂中の不飽和二重結合を架橋反応させることにより分子鎖間の架橋が起こり、樹脂の耐久性が向上する。 Furthermore, the polyester resin for toner of the present invention has an unsaturated double bond in the main chain and / or side chain of the polyester resin. In the present invention, crosslinking between molecular chains occurs by causing an unsaturated double bond in the resin to undergo a crosslinking reaction, thereby improving the durability of the resin.
なお、不飽和二重結合とは、炭素間二重結合であり、不飽和二重結合を有する多価カルボン酸および不飽和二重結合を有する多価アルコールの少なくとも一方を含む単量体混合物を重縮合することで得られる。
不飽和二重結合を有する多価カルボン酸は、前記単量体混合物中の多価カルボン酸100モル部中、1〜50モル部が好ましく、不飽和二重結合を有する多価アルコールは、前記単量体混合物中の多価カルボン酸100モル部に対して、1〜50モル部が好ましい。また、両者を併用する場合には、両者の合計が1〜50モル部であることが好ましい。
不飽和二重結合を有する単量体の含有量が1モル部以上の場合、トナーの耐高温オフセット性が良好になる傾向にあり、不飽和二重結合の含有量が50モル部以下の場合に、トナーの保存安定性が良好となる傾向にある。
The unsaturated double bond is a carbon-carbon double bond, and is a monomer mixture containing at least one of a polyvalent carboxylic acid having an unsaturated double bond and a polyhydric alcohol having an unsaturated double bond. Obtained by polycondensation.
The polyvalent carboxylic acid having an unsaturated double bond is preferably 1 to 50 mol parts in 100 mol parts of the polyvalent carboxylic acid in the monomer mixture, and the polyhydric alcohol having an unsaturated double bond is 1-50 mol part is preferable with respect to 100 mol part of polyhydric carboxylic acid in a monomer mixture. Moreover, when using both together, it is preferable that the sum total of both is 1-50 mol part.
When the content of the monomer having an unsaturated double bond is 1 mol part or more, the high temperature offset resistance of the toner tends to be good, and when the content of the unsaturated double bond is 50 mol part or less In addition, the storage stability of the toner tends to be good.
不飽和二重結合を有する多価カルボン酸としては、例えば、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、テトラヒドロフタル酸およびこれらのエステル誘導体が挙げられる。 Examples of the polyvalent carboxylic acid having an unsaturated double bond include fumaric acid, maleic acid, maleic anhydride, citraconic acid, itaconic acid, tetrahydrophthalic acid, and ester derivatives thereof.
また、不飽和二重結合を有する多価アルコールとしては、例えば、1,4−ジヒドロキシ−2−ブテンが挙げられる。 Examples of the polyhydric alcohol having an unsaturated double bond include 1,4-dihydroxy-2-butene.
なお、これらの中では、反応性の点から、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸好ましい。 Of these, fumaric acid, maleic acid, and maleic anhydride are preferred from the viewpoint of reactivity.
また本発明トナー用ポリエステル樹脂は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにおけるピーク分子量が3000以上、8,000以下であることが好ましい。ピーク分子量が3,000以上あれば、本発明のトナー用ポリエステル樹脂の耐久性が良好となり、8,000以下であれば、粉砕性が良好となりやすい。 The polyester resin for toner of the present invention preferably has a peak molecular weight of 3000 or more and 8,000 or less in gel permeation chromatography. If the peak molecular weight is 3,000 or more, the durability of the polyester resin for toner of the present invention is good, and if it is 8,000 or less, the pulverizability tends to be good.
さらに本発明のトナー用ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、40〜85℃が好ましい。Tgが40℃以上の場合に、トナーの保存性が良好となる傾向にあり、80℃以下の場合に、トナーの低温定着性が良好となる傾向にある。 Furthermore, the glass transition temperature (Tg) of the polyester resin for toner of the present invention is preferably 40 to 85 ° C. When Tg is 40 ° C. or higher, the storage stability of the toner tends to be good, and when it is 80 ° C. or lower, the low-temperature fixability of the toner tends to be good.
また本発明のトナー用ポリエステル樹脂の酸価は、50mgKOH/g以下が好ましい。酸価が50mgKOH/g以下の場合に、トナー用ポリエステル樹脂としての耐湿性が良好となる傾向にある。 The acid value of the polyester resin for toner of the present invention is preferably 50 mgKOH / g or less. When the acid value is 50 mgKOH / g or less, moisture resistance as a polyester resin for toner tends to be good.
次に、本発明のトナー用ポリエステル樹脂を製造する方法の一例について説明する。 Next, an example of a method for producing the polyester resin for toner of the present invention will be described.
本発明のトナー用ポリエステル樹脂は、不飽和二重結合を有する多価カルボン酸および不飽和二重結合を有する多価アルコールの少なくとも一方と、式(2)で表される多価アルコールを含む単量体混合物を重縮合して得られる。 The polyester resin for toner according to the present invention includes a single unit containing at least one of a polyvalent carboxylic acid having an unsaturated double bond and a polyhydric alcohol having an unsaturated double bond, and the polyhydric alcohol represented by the formula (2). Obtained by polycondensation of the monomer mixture.
不飽和二重結合を有する多価カルボン酸としては、例えば、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、テトラヒドロフタル酸およびこれらのエステル誘導体が挙げられる。 Examples of the polyvalent carboxylic acid having an unsaturated double bond include fumaric acid, maleic acid, maleic anhydride, citraconic acid, itaconic acid, tetrahydrophthalic acid, and ester derivatives thereof.
また、不飽和二重結合を有する多価アルコールとしては、例えば、1,4−ジヒドロキシ−2−ブテンが挙げられる。 Examples of the polyhydric alcohol having an unsaturated double bond include 1,4-dihydroxy-2-butene.
なお、これらの中では、反応性の点から、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸好ましい。 Of these, fumaric acid, maleic acid, and maleic anhydride are preferred from the viewpoint of reactivity.
不飽和二重結合を有する多価カルボン酸は、前記単量体混合物中の多価カルボン酸100モル部中、1〜50モル部が好ましく、不飽和二重結合を有する多価アルコールは、前記単量体混合物中の多価カルボン酸100モル部に対して、1〜50モル部が好ましい。また、両者を併用する場合には、両者の合計が1〜50モル部であることが好ましい。 The polyvalent carboxylic acid having an unsaturated double bond is preferably 1 to 50 mol parts in 100 mol parts of the polyvalent carboxylic acid in the monomer mixture, and the polyhydric alcohol having an unsaturated double bond is 1-50 mol part is preferable with respect to 100 mol part of polyhydric carboxylic acid in a monomer mixture. Moreover, when using both together, it is preferable that the sum total of both is 1-50 mol part.
式(2)で表される多価アルコールとしては、D−イソソルバイド、L−イソソルバイド、イソマンニドの立体異性体のいずれでも良く、2種以上を組み合わせて使用することもできる。これらの多価アルコールは、環境対応の点から植物を原料とするものが好ましい。 As the polyhydric alcohol represented by the formula (2), any of stereoisomers of D-isosorbide, L-isosorbide and isomannide may be used, and two or more kinds may be used in combination. These polyhydric alcohols are preferably made from plants from the viewpoint of environmental friendliness.
式(2)で表される多価アルコールは、単量体混合物中の多価カルボン酸100モル部に対して0.5モル部以上が必要である。0.5モル部以上あれば、樹脂の粉砕性が向上する。さらに樹脂の耐久性が向上する点から50モル部以上が好ましい。 0.5 mol part or more of the polyhydric alcohol represented by Formula (2) is required with respect to 100 mol parts of polyvalent carboxylic acid in the monomer mixture. If it is 0.5 mol part or more, the grindability of the resin is improved. Furthermore, 50 mol part or more is preferable from the point which durability of resin improves.
なお前記単量体混合物は、不飽和二重結合を有さない多価カルボン酸、不飽和二重結合を有さない多価アルコール、1価のカルボン酸、1価のアルコール等を含有してもよい。
不飽和二重結合を有さない多価カルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、セバシン酸、アジピン酸、コハク酸、グルタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、マロン酸等のジカルボン酸;これらのアルキルエステル(モノメチルエステル、ジメチルエステル、モノエチルエステル、ジエチルエステル、モノブチルエステル、またはジブチルエステル)、トリメリット酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸等が挙げられる。
The monomer mixture contains a polyvalent carboxylic acid having no unsaturated double bond, a polyhydric alcohol having no unsaturated double bond, a monovalent carboxylic acid, a monovalent alcohol, and the like. Also good.
Examples of the polyvalent carboxylic acid having no unsaturated double bond include terephthalic acid, isophthalic acid, orthophthalic acid, sebacic acid, adipic acid, succinic acid, glutaric acid, cyclohexanedicarboxylic acid, malonic acid and the like; Examples thereof include alkyl esters (monomethyl ester, dimethyl ester, monoethyl ester, diethyl ester, monobutyl ester, or dibutyl ester), trimellitic acid, trimellitic anhydride, pyromellitic acid, and the like.
これらの中で、ハンドリング性およびコストの点で、テレフタル酸、イソフタル酸、またはこれらのアルキルエステルが好ましい。特に、不飽和二重結合を有するカルボン酸化合物との反応性が高く、樹脂の耐久性が良好となる傾向にあることから、テレフタル酸、イソフタル酸が好ましい。 Among these, terephthalic acid, isophthalic acid, or alkyl esters thereof are preferable in terms of handling properties and cost. In particular, terephthalic acid and isophthalic acid are preferable because they have high reactivity with a carboxylic acid compound having an unsaturated double bond and tend to improve the durability of the resin.
不飽和二重結合を有さない多価アルコールとしては、アルコール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(2.3)−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)プロパン等の2価の芳香族アルコール;エチレングリコール、ポリエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、2,3−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、2−メチル−1,3−プロパンジオール、トリエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオールなど2価の脂肪族アルコール;1,2‐シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素化ビスフェノールA、水素化ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物およびプロピレンオキサイド付加物、スピログリコール、1,4−シクロヘキサンジオール、シクロデカンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール等が挙げられる。 Examples of the polyhydric alcohol having no unsaturated double bond include alcohol polyoxyethylene- (2.0) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene- (2.0) -2. , 2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene (2.2) -polyoxyethylene- (2.0) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene (6) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene (2.3) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene (3.3) -2,2-bis Divalent aromatic alcohols such as (4-hydroxyphenyl) propane; ethylene glycol, polyethylene glycol, 1,2-propanediol, 1 3-butanediol, 2,3-butanediol, 1,4-butanediol, diethylene glycol, 2-methyl-1,3-propanediol, triethylene glycol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, 1,8 Divalent aliphatic alcohols such as octanediol, 1,10-decanediol and 1,12-dodecanediol; 1,2-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, hydrogenated bisphenol A Examples include ethylene oxide adducts and propylene oxide adducts, spiroglycol, 1,4-cyclohexanediol, cyclodecane dimethanol, tricyclodecane dimethanol and the like.
さらに1価のカルボン酸としては、安息香酸、p−メチル安息香酸等の炭素数30以下の芳香族カルボン酸や、ステアリン酸、ベヘン酸等の炭素数30以下の脂肪族カルボン酸等や、桂皮酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸等が挙げられる。 Furthermore, examples of monovalent carboxylic acids include aromatic carboxylic acids having 30 or less carbon atoms such as benzoic acid and p-methylbenzoic acid, aliphatic carboxylic acids having 30 or less carbon atoms such as stearic acid and behenic acid, and cinnamon. Examples include acids, oleic acid, linoleic acid, and linolenic acid.
また、1価のアルコールとしては、ベンジルアルコール等の炭素数30以下の芳香族アルコールや、オレイルアルコール、ラウリルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、ベヘニルアルコール等の炭素数30以下の脂肪族アルコールが挙げられる。 Examples of monohydric alcohols include aromatic alcohols having 30 or less carbon atoms such as benzyl alcohol, and aliphatic alcohols having 30 or less carbon atoms such as oleyl alcohol, lauryl alcohol, cetyl alcohol, stearyl alcohol, and behenyl alcohol.
また重縮合は公知の方法で行えばよく、重合触媒としては、アルコキシド、酸化チタン、ジブチル錫オキシド、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、酢酸マグネシウム等を用いることができる。 Polycondensation may be carried out by a known method, and as a polymerization catalyst, alkoxide, titanium oxide, dibutyltin oxide, tin acetate, zinc acetate, tin disulfide, antimony trioxide, germanium dioxide, magnesium acetate, etc. may be used. it can.
重合温度は、180℃〜280℃が好ましい。重合温度が180℃以上の場合に、生産性が良好となる傾向にあり、280℃以下の場合に、樹脂の分解や、臭気の要因となる揮発分の副生成を抑制できる傾向にある。 The polymerization temperature is preferably 180 ° C to 280 ° C. When the polymerization temperature is 180 ° C. or higher, the productivity tends to be good, and when it is 280 ° C. or lower, the decomposition of the resin and the by-product of volatile components that cause odor tend to be suppressed.
さらに本発明においては、必要に応じて、離型剤を添加してポリエステル樹脂を重縮合することもできる。離型剤を添加して重合することにより、トナーの定着性、ワックス分散性が向上する傾向にある。離型剤としては、後述するトナーの配合物として使用するワックスと同様のものが使用でき、例えばカルナバワックス、ライスワックス、蜜蝋、合成エステル系ワックス、パラフィンワックス、各種ポリオレフィンワックスまたはその変性品、脂肪酸アミド、シリコーン系ワックス等を挙げることができる。 In the present invention, if necessary, a polyester resin can be polycondensed by adding a release agent. By adding a release agent and polymerizing, the toner fixing property and wax dispersibility tend to be improved. As the release agent, the same waxes as those used in the toner formulation described later can be used. For example, carnauba wax, rice wax, beeswax, synthetic ester wax, paraffin wax, various polyolefin waxes or modified products thereof, fatty acid Examples thereof include amides and silicone waxes.
さらに重合安定性を得る目的で、安定剤を添加してもよい。安定剤としては、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、ヒンダードフェノール化合物などが挙げられる。 Further, a stabilizer may be added for the purpose of obtaining polymerization stability. Examples of the stabilizer include hydroquinone, methyl hydroquinone, hindered phenol compounds and the like.
本発明のトナー用ポリエステル樹脂は、トナー用バインダー樹脂として単独で用いてもよいが、本発明のトナー用ポリエステル樹脂と他のポリエステル樹脂を混合した後、本発明のトナー用ポリエステル樹脂の不飽和二重結合を架橋反応させてトナー用バインダー樹脂とすることが好ましい。 The polyester resin for toner of the present invention may be used alone as a binder resin for toner. However, after the polyester resin for toner of the present invention and other polyester resin are mixed, the unsaturated polyester resin for toner of the present invention is mixed. It is preferable to crosslink a heavy bond to form a binder resin for toner.
本発明では、不飽和二重結合を架橋反応させることで、トナーとしての耐久性が向上するが、他のポリエステル樹脂と併用することで、低温定着性が良好となる。なお本発明のトナー用ポリエステル樹脂は、60質量%以上混合されていることが好ましい。 In the present invention, the durability as a toner is improved by crosslinking the unsaturated double bond, but the low temperature fixability is improved by using it together with other polyester resins. The polyester resin for toner of the present invention is preferably mixed in an amount of 60% by mass or more.
本発明のトナー用ポリエステル樹脂と混合する他のポリエステル樹脂としては、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにおけるピーク分子量が10,000以上、100,000以下であるポリエステル樹脂が好ましい。
また、Tgは40〜80℃が好ましい。40℃以上の場合に、トナーの保存性が良好となる傾向にあり、80℃以下の場合に、トナーの低温定着性が良好となる傾向にある。さらに酸価は、50mgKOH/g以下であることが好ましい。酸価が50mgKOH/g以下の場合に、トナーの定着画像濃度が良好となる傾向にある。
なお、前記の他のポリエステル樹脂は、公知の多価カルボン酸と多価アルコールを含む単量体混合物を重縮合することで得られる。
As another polyester resin to be mixed with the polyester resin for toner of the present invention, a polyester resin having a peak molecular weight of 10,000 or more and 100,000 or less in gel permeation chromatography is preferable.
Moreover, 40-80 degreeC is preferable for Tg. When the temperature is 40 ° C. or higher, the storage stability of the toner tends to be good, and when the temperature is 80 ° C. or lower, the low-temperature fixability of the toner tends to be good. Further, the acid value is preferably 50 mgKOH / g or less. When the acid value is 50 mgKOH / g or less, the fixed image density of the toner tends to be good.
The other polyester resin can be obtained by polycondensing a monomer mixture containing a known polycarboxylic acid and a polyhydric alcohol.
また架橋反応の方法は、例えば、不飽和二重結合をラジカル付加反応、カチオン付加反応、またはアニオン付加反応等によって反応させ、分子間炭素−炭素結合を生成させる反応が挙げられ、ラジカル反応開始剤を使用するラジカル付加反応が特に好ましい。 Examples of the crosslinking reaction method include a reaction in which an unsaturated double bond is reacted by a radical addition reaction, a cation addition reaction, an anion addition reaction, or the like to generate an intermolecular carbon-carbon bond. The radical addition reaction using is particularly preferred.
ラジカル反応開始剤としては、特に制限されず、アゾ化合物や有機過酸化物が用いられる。中でも開始剤効率が高く、シアン化合物副生成物を生成しないことから、有機過酸化物が好ましい。 The radical reaction initiator is not particularly limited, and an azo compound or an organic peroxide is used. Among them, an organic peroxide is preferable because it has high initiator efficiency and does not generate a cyanide byproduct.
有機過酸化物としては、例えば、ベンゾイルパーオキシド、ジ−t−ブチルパーオキシド、t−ブチルクミルパーオキシド、ジクミルパーオキシド、α、α−ビス(t−ブチル
パーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)へキサン、ジ−t−へキシルパーオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ−t
−ブチルパーオキシへキシン−3、アセチルパーオキシド、イソブチリルパーオキシド、オクタニノルパーオキシド、デカノリルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド、3,3,5−トリメチルヘキサノイルパーオキシド、m−トルイルパーオキシド、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、クミルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシベンソエート、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、t−ブチルパーオキシアセテート等が挙げられる。
Examples of the organic peroxide include benzoyl peroxide, di-t-butyl peroxide, t-butylcumyl peroxide, dicumyl peroxide, α, α-bis (t-butylperoxy) diisopropylbenzene, 2, 5-dimethyl-2,5-bis (t-butylperoxy) hexane, di-t-hexyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di-t
-Butylperoxyhexine-3, acetyl peroxide, isobutyryl peroxide, octaninoroxide, decanolyl peroxide, lauroyl peroxide, 3,3,5-trimethylhexanoyl peroxide, m-toluyl peroxide, t-butyl peroxyisobutyrate, t-butyl peroxyneodecanoate, cumyl peroxyneodecanoate, t-butylperoxy 2-ethylhexanoate, t-butylperoxy 3,5,5- Examples include trimethylhexanoate, t-butyl peroxylaurate, t-butyl peroxybenzoate, t-butyl peroxyisopropyl carbonate, and t-butyl peroxyacetate.
これらの中でも、架橋反応が効率よく進行し、使用量が少なくて済むことから、水素引抜き能の高いラジカル反応開始剤が特に好ましい。水素引抜き能の高いラジカル反応開始剤の好ましい例としては、ベンゾイルパーオキシド、ジ−t−ブチルパーオキシド、t−ブチルクミルパーオキシド、ジクミルパーオキシド、α、α−ビス(t−ブチルパーオキ
シ)ジイソプロピルベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)
へキサン、ジ−t−へキシルパーオキシド等が挙げられる。
Among these, a radical reaction initiator having a high hydrogen abstraction ability is particularly preferred because the crosslinking reaction proceeds efficiently and the amount used is small. Preferred examples of the radical initiator having a high hydrogen abstraction ability include benzoyl peroxide, di-t-butyl peroxide, t-butylcumyl peroxide, dicumyl peroxide, α, α-bis (t-butylperoxy ) Diisopropylbenzene, 2,5-dimethyl-2,5-bis (t-butylperoxy)
Examples include hexane and di-t-hexyl peroxide.
ラジカル反応開始剤の使用量は、ポリエステル樹脂100質量部に対して、0.01〜10質量部が好ましい。ラジカル反応開始剤の使用量が、0.01質量部以上の場合に架橋反応が進行し易くなる傾向にあり、10質量部以下の場合に、臭気が良好となる傾向にある。 As for the usage-amount of a radical reaction initiator, 0.01-10 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of polyester resins. When the amount of the radical reaction initiator used is 0.01 parts by mass or more, the crosslinking reaction tends to proceed, and when it is 10 parts by mass or less, the odor tends to be good.
また、架橋反応開始剤は希釈剤により薄めて使用することが好ましい。ラジカル反応開始剤を希釈剤で希釈して添加することによって、ラジカル反応開始剤の自己誘発分解を抑制できる傾向にあり、ポリエステル樹脂製造時に安全性が確保できることと、自己誘発分解によるラジカル反応開始剤の無駄な消費が抑えられ、ラジカル反応開始剤の使用量を低減させることが可能となる。 Moreover, it is preferable to dilute and use a crosslinking reaction initiator with a diluent. By adding the radical reaction initiator diluted with a diluent, it tends to suppress the self-induced degradation of the radical reaction initiator, ensuring safety during the production of the polyester resin, and the radical reaction initiator by self-induced degradation. Wasteful consumption can be suppressed, and the amount of radical reaction initiator used can be reduced.
希釈剤としては、離型剤が好ましく不飽和二重結合の架橋反応を阻害しないものを用いることが好ましい。不飽和二重結合の架橋反応を阻害しないものとしては、炭化水素系の離型剤が好ましく、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス等の脂肪族炭化水素系ワックス;酸化ポリエチレンワックス等の脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物;またはこれらのブロック化合物などが挙げられる。 As the diluent, a mold release agent is preferable, and a diluent that does not inhibit the crosslinking reaction of unsaturated double bonds is preferably used. As those that do not inhibit the crosslinking reaction of unsaturated double bonds, hydrocarbon-based release agents are preferred, for example, aliphatic hydrocarbon waxes such as low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, microcrystalline wax, and paraffin wax; Examples thereof include oxides of aliphatic hydrocarbon waxes such as oxidized polyethylene wax; or block compounds thereof.
なお、架橋反応開始剤との混合が容易であり、トナーの低温定着性をさらに高めることができることから、離型剤の融点は120℃以下であることが好ましい。融点が120℃以下の離型剤としては、パラフィンワックスが最も好ましい。 Note that the melting point of the release agent is preferably 120 ° C. or less because mixing with a crosslinking reaction initiator is easy and the low-temperature fixability of the toner can be further enhanced. As the mold release agent having a melting point of 120 ° C. or less, paraffin wax is most preferable.
架橋反応開始剤を離型剤で希釈する方法は、加熱により液化した離型剤に液体の架橋反応開始剤を混合する方法、液体の離型剤に固体の架橋反応開始剤を溶解させ混合する方法、固体の離型剤に液体の架橋反応開始剤を染み込ませる方法などが挙げられる。その中でも、架橋反応開始剤の均一性、分散性の観点から、液化した離型剤に液体である架橋反応開始剤を混合する方法や、液化した離型剤に固体である架橋反応開始剤を溶解させる方法などが好ましい。 The method of diluting a crosslinking reaction initiator with a mold release agent is a method of mixing a liquid crosslinking reaction initiator into a mold release agent liquefied by heating, or dissolving and mixing a solid crosslinking reaction initiator in a liquid mold release agent. And a method of impregnating a solid mold release agent with a liquid crosslinking reaction initiator. Among them, from the viewpoint of uniformity and dispersibility of the crosslinking reaction initiator, a method of mixing a liquid crosslinking reaction initiator with a liquefied release agent or a solid crosslinking reaction initiator with a liquefied release agent. The method of dissolving is preferred.
架橋反応を行う装置については、ポリエステル樹脂と架橋反応開始剤を短時間で均一に混合するという観点から、溶融混合装置が好ましい。 About the apparatus which performs a crosslinking reaction, a melt mixing apparatus is preferable from a viewpoint of mixing a polyester resin and a crosslinking reaction initiator uniformly in a short time.
溶融混合装置としては、単軸押出機、二軸押出機、連続密閉式混合機、ギア押出機、ディスク押出機及びロールミル押出機、スタティックミキサー等の連続溶融混合装置、バンバリーミキサー、ブラベンダーミキサー及びハーケミキサー等のバッチ密閉式溶融混合装置が挙げられる。 Examples of the melt mixing apparatus include a single screw extruder, a twin screw extruder, a continuous closed mixer, a gear extruder, a disk extruder and a roll mill extruder, a continuous melt mixing apparatus such as a static mixer, a Banbury mixer, a Brabender mixer, Examples thereof include a batch closed type melt mixing apparatus such as a haake mixer.
これらの中でも、短時間で効率よくポリエステル樹脂中に架橋反応開始剤を分散させることが可能なことから、連続溶融混合装置が好ましい。 Among these, a continuous melt mixing apparatus is preferable because a crosslinking reaction initiator can be efficiently dispersed in a polyester resin in a short time.
本発明のトナー用ポリエステル樹脂を含有するトナーは、公知の着色剤、荷電制御剤、離型剤、流動改質剤等の添加剤、磁性体等を配合して得られる。なお必要に応じて、本発明のポリエステル樹脂以外のバインダー樹脂を含んでいても良い。
本発明のポリエステル樹脂以外のバインダー樹脂としては、スチレン系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、環状オレフィン樹脂、メタクリル酸系樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。
The toner containing the polyester resin for toner of the present invention is obtained by blending known colorants, charge control agents, release agents, additives such as flow modifiers, magnetic materials and the like. If necessary, a binder resin other than the polyester resin of the present invention may be included.
Examples of the binder resin other than the polyester resin of the present invention include styrene resins, styrene-acrylic resins, cyclic olefin resins, methacrylic acid resins, and epoxy resins.
以下に本発明の実施例を示す。また、評価方法は以下の方法で行った。 Examples of the present invention are shown below. The evaluation method was as follows.
(1)ガラス転移温度(Tg)
島津製作所(株)製示差走差熱量計DSC−60を用い、昇温速度5℃/分で測定した時のチャートの低温側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との交点の温度を求めた。
(1) Glass transition temperature (Tg)
Intersection of the base line on the low temperature side of the chart and the tangent line of the endothermic curve near the glass transition temperature when measured with a differential scanning calorimeter DSC-60 manufactured by Shimadzu Corporation at a heating rate of 5 ° C / min The temperature of was determined.
(2)酸価
サンプル約0.2gを枝付き三角フラスコ内に精秤し(A(g))、ベンジルアルコール10mlを加え、窒素雰囲気下として230℃のヒーターにて15分加熱し樹脂を溶解した。室温まで放冷後、ベンジルアルコール10ml、クロロホルム20ml、フェノールフタレイン溶液数滴を加え、0.02規定のKOH溶液にて滴定した(滴定量=B(ml)、KOH溶液の力価=p)。ブランク測定を同様に行い(滴定量=C(ml))、以下の式に従って算出した。
酸価(mgKOH/g)=(B−C)×0.02×56.11×p÷A
(3)ピーク分子量(Mp)
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法により、得られた溶出曲線のピーク値に相当する保持時間から、ピーク分子量(Mp)を標準ポリスチレン換算により求めた。なお、溶出曲線のピーク値とは、溶出曲線が極大を示す点であり、極大値が2点以上ある場合は、溶出曲線が最大値を与える点のことである。
装置:東洋ソーダ工業(株)製、HLC8020
カラム:東洋ソーダ工業(株)製、TSKgelGMHXL(カラムサイズ:7.8mm(ID)×30.0cm(L))を3本直列に連結
オーブン温度:40℃
溶離液:THF
試料濃度:4mg/10mL
濾過条件:0.45μmテフロン(登録商標)メンブレンフィルターで試料溶液を濾過
流速:1mL/分
注入量:0.1mL
検出器:RI
(4)耐久性
耐久性は回転型レオメーター(REOLOGICA製 DAR−100)を用いて貯蔵弾性率により評価した。
測定モード:Oscillation strain control
ジオメトリー:25mmφパラレルプレート
GAP:1mm
周波数:1Hz
Strain:0.001
測定温度:80〜240℃(3℃/minで昇温)
貯蔵弾性率(G’)を用いて、評価基準を以下の通りとした。
◎(非常に良好) :1000mPa以上のG’
○(良好) :100mPa以上1000mPa未満のG’
△(使用可能) :60mPa以上100mPa未満のG’
×(劣る) :60mPa未満のG’
(5)粉砕性
粉砕性は、メッシュ上に残る樹脂残存率を求めることで評価した。ここで樹脂残存率とは、通常の粉砕工程を終わった樹脂を篩いにかけ、16メッシュを通過し22メッシュを通過しない樹脂粉体を得、この分級された樹脂粉末を10.00g精秤し、トリオブレンダー粉砕器(トリオサイエンス社製)にて10秒間粉砕後、30メッシュの篩いにかけ、通過しない樹脂の重量(A)gを精秤し、次式により、Aの値から残存率を求め、この操作を3回行い平均して求めた値である。
{(A)g/粉砕前の樹脂重量(10.00g)}×100=樹脂残存率(%)
得られた樹脂残存率より、粉砕性を以下の様に評価した。
◎(非常に良好) :55%未満の樹脂残存率
○(良好) :55%以上65%未満の樹脂残存率
△(使用可能) :65%以上75%未満の樹脂残存率
×(劣る) :75%以上の樹脂残存率
製造例1
表1に示す組成の多価カルボン酸、多価アルコールと、全多価カルボン酸に対して1500ppmの三酸化アンチモンを蒸留塔備え付けの反応容器に投入した。なお、なお、表1にモル部として記載した仕込み組成は、全酸成分100モル部に対する各成分のモル部である。
(2) Acid value Approximately 0.2 g of sample is precisely weighed in a branched Erlenmeyer flask (A (g)), 10 ml of benzyl alcohol is added, and the resin is dissolved by heating in a nitrogen atmosphere for 15 minutes with a heater at 230 ° C. did. After cooling to room temperature, 10 ml of benzyl alcohol, 20 ml of chloroform and a few drops of a phenolphthalein solution were added and titrated with a 0.02N KOH solution (titrate = B (ml), titer of KOH solution = p). . A blank measurement was performed in the same manner (titer amount = C (ml)), and calculation was performed according to the following formula.
Acid value (mgKOH / g) = (BC) × 0.02 × 56.11 × p ÷ A
(3) Peak molecular weight (Mp)
From the retention time corresponding to the peak value of the obtained elution curve by the gel permeation chromatography method, the peak molecular weight (Mp) was determined in terms of standard polystyrene. The peak value of the elution curve is a point where the elution curve shows a maximum, and when there are two or more maximum values, the elution curve gives the maximum value.
Apparatus: Toyo Soda Industry Co., Ltd., HLC8020
Column: Toyo Soda Industry Co., Ltd., TSKgelGMHXL (column size: 7.8 mm (ID) x 30.0 cm (L)) connected in series Oven temperature: 40 ° C
Eluent: THF
Sample concentration: 4 mg / 10 mL
Filtration conditions: Filter sample solution with 0.45 μm Teflon membrane filter Flow rate: 1 mL / min Injection amount: 0.1 mL
Detector: RI
(4) Durability Durability was evaluated by a storage elastic modulus using a rotary rheometer (DAR-100 manufactured by REOLOGICA).
Measurement mode: Oscillation strain control
Geometry: 25mmφ parallel plate GAP: 1mm
Frequency: 1Hz
Strain: 0.001
Measurement temperature: 80 to 240 ° C. (temperature increase at 3 ° C./min)
The evaluation criteria were as follows using the storage elastic modulus (G ′).
◎ (very good): G 'of 1000 mPa or more
○ (Good): G ′ of 100 mPa or more and less than 1000 mPa
Δ (available): G ′ of 60 mPa or more and less than 100 mPa
X (Inferior): G 'of less than 60 mPa
(5) Grindability The grindability was evaluated by determining the residual resin rate remaining on the mesh. Here, the residual resin rate is obtained by sieving the resin after the normal pulverization step, obtaining a resin powder that passes through 16 mesh and does not pass through 22 mesh, 10.00 g of this classified resin powder is precisely weighed, After grinding for 10 seconds with a trio blender grinder (manufactured by Trio Science Co., Ltd.), passing through a 30-mesh sieve, precisely weighing the weight (A) g of the resin that does not pass, and obtaining the residual rate from the value of A by the following equation: This value is obtained by averaging this operation three times.
{(A) g / resin weight before grinding (10.00 g)} × 100 = resin remaining rate (%)
The grindability was evaluated as follows from the obtained resin residual ratio.
◎ (very good): Residual residual ratio of less than 55% ○ (good): Residual residual ratio of 55% to less than 65% Δ (available): Residual residual ratio of 65% to less than 75% x (poor): Resin residual rate of 75% or more Production Example 1
Polyhydric carboxylic acid and polyhydric alcohol having the composition shown in Table 1 and 1500 ppm of antimony trioxide with respect to the total polyvalent carboxylic acid were charged into a reaction vessel equipped with a distillation tower. In addition, the preparation composition described as a mol part in Table 1 is a mol part of each component with respect to 100 mol part of all the acid components.
次いで昇温を開始し、反応系内の温度が265℃になるように加熱し、この温度を保持し、反応系からの水の留出がなくなるまでエステル化反応を継続した。次いで、反応系内の温度を280℃とし、反応容器内を減圧し、反応系からジオール成分を留出させながら縮合反応を実施した。攪拌翼のトルクが所定のトルクを示した時点で反応物を取り出し冷却して樹脂1を得た。樹脂1の特性値を表1に示す。 Next, the temperature was raised and heated so that the temperature in the reaction system became 265 ° C., and this temperature was maintained, and the esterification reaction was continued until no water was distilled from the reaction system. Next, the temperature in the reaction system was 280 ° C., the pressure in the reaction vessel was reduced, and a condensation reaction was carried out while distilling the diol component from the reaction system. When the stirring blade torque showed a predetermined torque, the reaction product was taken out and cooled to obtain Resin 1. The characteristic values of the resin 1 are shown in Table 1.
実施例1〜3、比較例1、2
表1に示す組成の多価カルボン酸、多価アルコールと、全多価カルボン酸に対して1000ppmのジブチル錫オキサイドを蒸留塔備え付けの反応容器に投入した。次いで昇温を開始し、反応系内の温度が260℃になるように加熱し、この温度を保持し、反応系からの水の留出がなくなるまでエステル化反応を行った。次いで、反応系内の温度を220℃とし、反応容器内を減圧し、反応系からジオール成分を留出させながら縮合反応を実施した。攪拌翼のトルクが所定のトルクを示した時点で反応物を取り出し冷却して樹脂2〜6を得た。各樹脂の特性値を表1に示す。
Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 and 2
The polyvalent carboxylic acid and polyhydric alcohol having the composition shown in Table 1 and 1000 ppm of dibutyltin oxide with respect to the total polyvalent carboxylic acid were charged into a reaction vessel equipped with a distillation column. Next, the temperature was raised and heated so that the temperature in the reaction system became 260 ° C., and this temperature was maintained, and the esterification reaction was carried out until no water was distilled from the reaction system. Next, the temperature in the reaction system was set to 220 ° C., the pressure in the reaction vessel was reduced, and a condensation reaction was carried out while distilling the diol component from the reaction system. When the stirring blade torque showed a predetermined torque, the reaction product was taken out and cooled to obtain resins 2 to 6. Table 1 shows the characteristic values of each resin.
なおイソソルバイドは、Polysorb−P(登録商標)(Roquette Am
erica,Inc)を用いた。
In addition, isosorbide is Polysorb-P (registered trademark) (Roquette Am).
erica, Inc).
実施例4
離型剤(日本精鑞(株)製SP−0160)90質量部を75℃に加熱し溶融させ、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)へキサン10質量部を添加し、得られた混合物を冷却、粉砕して、離型剤で希釈された架橋反応開始剤Iを調製した。
Example 4
90 parts by mass of a release agent (SP-0160 manufactured by Nippon Seiki Co., Ltd.) is heated to 75 ° C. and melted, and 10 parts by mass of 2,5-dimethyl-2,5-bis (t-butylperoxy) hexane. Was added, and the resulting mixture was cooled and pulverized to prepare a crosslinking initiator I diluted with a release agent.
二軸押出機((株)池貝製PCM−29:L/D=30)を用い、樹脂1を15質量部と樹脂2を85質量部を溶融混練した後、離型剤で希釈された架橋反応開始剤I0.2質量部を押出機に供給し、外温設定180℃、滞在時間3分で架橋反応を行い樹脂Aを得た。樹脂Aの評価結果を表2に示す。 Using a twin screw extruder (Ikegai PCM-29: L / D = 30), 15 parts by mass of resin 1 and 85 parts by mass of resin 2 were melt-kneaded and then diluted with a release agent. 0.2 parts by mass of a reaction initiator I was supplied to an extruder, and a crosslinking reaction was carried out at an external temperature setting of 180 ° C. and a residence time of 3 minutes to obtain a resin A. The evaluation results of Resin A are shown in Table 2.
実施例5、6、比較例3
樹脂1と混合する樹脂を表2に示すように変更した以外は、実施例4と同様にして樹脂B〜Dを得た。各樹脂の評価結果を表2に示す。
Examples 5 and 6, Comparative Example 3
Resins B to D were obtained in the same manner as in Example 4 except that the resin mixed with the resin 1 was changed as shown in Table 2. The evaluation results for each resin are shown in Table 2.
比較例4
樹脂1と樹脂6を溶融混練した後に、離型剤で希釈された架橋反応開始剤を供給しない以外は、実施例4と同様にして樹脂Eを得た。樹脂Eの評価結果を表2に示す。
Comparative Example 4
Resin E was obtained in the same manner as in Example 4 except that the resin 1 and the resin 6 were melt-kneaded and then the crosslinking reaction initiator diluted with the release agent was not supplied. The evaluation results of Resin E are shown in Table 2.
比較例3では、樹脂5に(1)式で表される繰り返し単位が含まれていないために、粉砕性が劣るものとなった。 In Comparative Example 3, since the resin 5 did not contain the repeating unit represented by the formula (1), the grindability was poor.
比較例4では、不飽和二重結合による架橋構造を有していないために、耐久性に劣るものとなった。 In Comparative Example 4, since it did not have a crosslinked structure with an unsaturated double bond, the durability was inferior.
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