JP2019215527A - Toner binder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トナーバインダーに関する。 The present invention relates to a toner binder.
複写機、プリンター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トナーバインダーは、低温定着性、耐ホットオフセット性及び保存安定性等を両立させることが要求されている。このため、トナーバインダーは、定着温度より低い温度では貯蔵弾性率が高く、定着し始める温度では短時間で貯蔵弾性率が低くなり、また高い温度まで一定の貯蔵弾性率を維持するというように、定着温度前後で貯蔵弾性率が適切な値に変化することが求められる。
上述の適切な貯蔵弾性率変化を達成するために、従来のトナーバインダーでは、ポリエステルを主成分として用いている(例えば、特許文献1及び2参照)。
しかし、ポリエステルを主成分とするトナーバインダー及びこれを用いたトナー組成物は、エチレン不飽和結合を有する単量体の重合物に比べて、吸湿を原因とする体積固有抵抗値の低下により帯電特性が劣化するという問題がある。また、ポリエステルを主成分とするトナーバインダーを用いたケミカルトナーを製造する場合は、エチレン不飽和結合を有する単量体を用いる乳化重合や懸濁重合以外の、溶解懸濁法(例えば、特許文献3参照)や乳化凝集法(例えば、特許文献4参照)等の特殊な粒子化技術が必要となり製造コストがかかるという問題があった。
一方、ポリエステルの代わりに、従来のエチレン性不飽和結合を有する単量体の重合物を主成分として用いたトナーバインダーは、分子間凝集力がポリエステルに比べて小さいため、低温定着性と耐ホットオフセット性の両立が困難である。
この課題解決のために、低分子量と高分子量の成分を併用する技術や(例えば、特許文献5参照)、高凝集力を持つ部位を構成単位に使用する技術(例えば、特許文献6参照)などが示されているが、いずれも定着温度範囲での貯蔵弾性率の上昇に伴い、低温定着性が不充分であるという問題がある。
そこで、エチレン不飽和結合を有する単量体の重合物のうち結晶性のアクリレート樹脂や、結晶性のアクリレート樹脂とその他共重合性モノマーとの共重合物を用いることで低温定着性を向上できるとする技術(特許文献7、8など)が提案されている。
しかしながら、これらの技術では結晶性のアクリレート樹脂への酸価の導入や、ヒドロキシ基を有する共重合性モノマーとの共重合物を用いることによる吸湿性の悪化から、保存性が悪化するという問題がある。
以上の技術では、低温定着性、耐ホットオフセット性、保存安定性及び帯電安定性を両立するには不十分である。
A toner binder for a heat fixing method, which is generally used as an image fixing method in a copying machine, a printer, and the like, is required to have both low-temperature fixing property, hot offset resistance, storage stability, and the like. For this reason, the toner binder has a high storage elastic modulus at a temperature lower than the fixing temperature, a low storage elastic modulus in a short time at a temperature at which fixing is started, and maintains a constant storage elastic modulus up to a high temperature. It is required that the storage modulus changes to an appropriate value before and after the fixing temperature.
In order to achieve the above-mentioned appropriate change in storage modulus, a conventional toner binder uses polyester as a main component (for example, see Patent Documents 1 and 2).
However, compared to a polymer of a monomer having an ethylenically unsaturated bond, the toner binder containing a polyester as a main component and the toner composition using the same have a lower charging characteristic due to a decrease in volume resistivity due to moisture absorption. Is deteriorated. In the case of producing a chemical toner using a toner binder containing a polyester as a main component, a solution suspension method other than emulsion polymerization or suspension polymerization using a monomer having an ethylenically unsaturated bond (for example, Patent Document 1) 3) or a special emulsification technique such as an emulsion aggregation method (for example, see Patent Document 4).
On the other hand, a conventional toner binder containing a polymer of a monomer having an ethylenically unsaturated bond as a main component instead of polyester has a low intermolecular cohesion force as compared with polyester, so that low-temperature fixability and hot-resistance are low. It is difficult to balance offset properties.
In order to solve this problem, a technique using a combination of low and high molecular weight components (for example, see Patent Document 5), a technique using a site having high cohesion as a constituent unit (for example, see Patent Document 6), and the like However, there is a problem that the low-temperature fixability is insufficient with an increase in storage modulus in the fixing temperature range.
Therefore, it is possible to improve the low-temperature fixability by using a crystalline acrylate resin or a copolymer of a crystalline acrylate resin and other copolymerizable monomers among polymers of a monomer having an ethylenically unsaturated bond. (For example, Patent Documents 7 and 8) have been proposed.
However, these techniques have a problem that storage stability is deteriorated due to introduction of an acid value into a crystalline acrylate resin and deterioration of hygroscopicity due to use of a copolymer with a copolymerizable monomer having a hydroxy group. is there.
The techniques described above are insufficient to satisfy both low-temperature fixability, hot offset resistance, storage stability and charging stability.
本発明の目的は、エチレン性不飽和結合を有する単量体を構成単量体とする重合体を主成分とし、本発明は、低温定着性、耐ホットオフセット性、保存安定性及び帯電安定性に優れたトナーバインダーを提供することにある。 An object of the present invention is to use a polymer having a monomer having an ethylenically unsaturated bond as a main component as a main component, and to provide a low-temperature fixing property, hot offset resistance, storage stability and charge stability. And to provide an excellent toner binder.
本発明者らは、これらの問題点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、単量体(a)を必須構成単量体とするビニル樹脂(A)を含有するトナーバインダーであって、単量体(a)が、鎖状炭化水素基を有する炭素数21〜40の(メタ)アクリレート及び/又は鎖状炭化水素基を有する炭素数21〜40のビニルエステルであり、ビニル樹脂(A)のDSC測定による融点が40〜80℃であり、ビニル樹脂(A)の比誘電率ε’が2.5〜4.0であり、ビニル樹脂(A)の含有する水分量が500〜10000ppmであり、トナーバインダーの重量を基準としてビニル樹脂(A)の重合割合が21〜99重量%であり、ビニル樹脂(A)を構成する単量体の合計重量を基準として単量体(a)の重合割合が15〜90重量%であることを特徴とするトナーバインダーである。
The present inventors have intensively studied to solve these problems, and as a result, have reached the present invention.
That is, the present invention relates to a toner binder containing a vinyl resin (A) containing the monomer (a) as an essential constituent monomer, wherein the monomer (a) has a carbon number having a chain hydrocarbon group. It is a vinyl ester having 21 to 40 carbon atoms having a (meth) acrylate and / or a chain hydrocarbon group, the melting point of the vinyl resin (A) measured by DSC is 40 to 80 ° C, and the vinyl resin ( A) has a relative dielectric constant ε ′ of 2.5 to 4.0, a water content of the vinyl resin (A) of 500 to 10000 ppm, and polymerization of the vinyl resin (A) based on the weight of the toner binder. Wherein the proportion of the monomer (a) is from 15 to 90% by weight based on the total weight of the monomers constituting the vinyl resin (A). It is a binder.
本発明により、低温定着性、耐ホットオフセット性、保存安定性及び帯電安定性に優れたトナーバインダーを提供することができる。 According to the present invention, a toner binder having excellent low-temperature fixability, hot offset resistance, storage stability, and charge stability can be provided.
以下、本発明を詳述する。
本発明のトナーバインダーは、単量体(a)を必須構成単量体とするビニル樹脂(A)を含有するトナーバインダーであって、単量体(a)が、鎖状炭化水素基を有する炭素数21〜40の(メタ)アクリレート及び/又は鎖状炭化水素基を有する炭素数21〜40のビニルエステルであり、ビニル樹脂(A)のDSC測定による融点が40〜80℃であり、ビニル樹脂(A)の比誘電率ε’が2.5〜4.0であり、ビニル樹脂(A)の含有する水分量が500〜10000ppmであり、トナーバインダーの重量を基準としてビニル樹脂(A)の重合割合が21〜99重量%であり、ビニル樹脂(A)を構成する単量体の合計重量を基準として単量体(a)の重合割合が15〜90重量%であることを特徴とするトナーバインダーである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The toner binder of the present invention is a toner binder containing a vinyl resin (A) containing a monomer (a) as an essential constituent monomer, wherein the monomer (a) has a chain hydrocarbon group. It is a (meth) acrylate having 21 to 40 carbon atoms and / or a vinyl ester having 21 to 40 carbon atoms having a chain hydrocarbon group. The vinyl resin (A) has a melting point of 40 to 80 ° C by DSC measurement, The resin (A) has a relative dielectric constant ε ′ of 2.5 to 4.0, the vinyl resin (A) has a water content of 500 to 10000 ppm, and the vinyl resin (A) is based on the weight of the toner binder. Is from 21 to 99% by weight, and the polymerization rate of the monomer (a) is from 15 to 90% by weight based on the total weight of the monomers constituting the vinyl resin (A). Toner binder.
本発明において「(メタ)アクリル」とは、メタクリル酸あるいはアクリル酸を意味する。
本発明において「(メタ)アクリレート」とは、メタクリレートあるいはアクリレートを意味する。
In the present invention, “(meth) acryl” means methacrylic acid or acrylic acid.
In the present invention, “(meth) acrylate” means methacrylate or acrylate.
本発明のトナーバインダーは、単量体(a)を必須構成単量体とするビニル樹脂(A)を含有する。
上記の単量体(a)は、鎖状炭化水素基を有する炭素数21〜40の(メタ)アクリレート及び/又は鎖状炭化水素基を有する炭素数21〜40のビニルエステルである。
鎖状炭化水素基を有する炭素数21〜40の(メタ)アクリレートとしては、炭素数18〜36の直鎖のアルキル基を有する(メタ)アクリレート[オクタデシル(メタ)アクリレート、ノナデシル(メタ)アクリレート、エイコシル(メタ)アクリレート、ヘンエイコサニル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート、リグノセリル(メタ)アクリレート、セリル(メタ)アクリレート、モンタニル(メタ)アクリレート、ミリシル(メタ)アクリレート、ドトリアコンタ(メタ)アクリレート等]及び炭素数18〜36の分岐のアルキル基を有する(メタ)アクリレート[2−デシルテトラデシル(メタ)アクリレート等]が挙げられる。
鎖状炭化水素基を有する炭素数21〜40のビニルエステルとしては、炭素数18〜36の直鎖のアルキル基を有するビニルエステル[例えば、ステアリン酸ビニル、ベヘン酸ビニル、トリアコンタン酸ビニル及びヘキサトリアコンタン酸ビニル等]及び炭素数18〜36の分岐のアルキル基を有するビニルエステル等が挙げられる。
これらの内、トナーの保存安定性の観点から好ましくは炭素数18〜36の直鎖のアルキル基を有する(メタ)アクリレート及び炭素数18〜36の直鎖のアルキル基を有するビニルエステルであり、更に好ましくは炭素数18〜34の直鎖のアルキル基を有する(メタ)アクリレート及び炭素数18〜34の直鎖のアルキル基を有するビニルエステルであり、特に好ましくは炭素数18〜30の直鎖のアルキル基を有する(メタ)アクリレート及び炭素数18〜30の直鎖のアルキル基を有するビニルエステルであり、最も好ましくはオクタデシル(メタ)アクリレート、ミリシル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレートである。
単量体(a)は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい
The toner binder of the present invention contains a vinyl resin (A) containing the monomer (a) as an essential constituent monomer.
The monomer (a) is a (meth) acrylate having a chain hydrocarbon group having 21 to 40 carbon atoms and / or a vinyl ester having a chain hydrocarbon group having 21 to 40 carbon atoms.
As the (meth) acrylate having a chain hydrocarbon group and having 21 to 40 carbon atoms, a (meth) acrylate having a linear alkyl group having 18 to 36 carbon atoms [octadecyl (meth) acrylate, nonadecyl (meth) acrylate, Eicosyl (meth) acrylate, heneicosanil (meth) acrylate, behenyl (meth) acrylate, lignoceryl (meth) acrylate, ceryl (meth) acrylate, montanyl (meth) acrylate, myristyl (meth) acrylate, dotriaconta (meth) acrylate, etc.] and (Meth) acrylates having a branched alkyl group having 18 to 36 carbon atoms [2-decyltetradecyl (meth) acrylate and the like] may be mentioned.
Examples of the vinyl ester having a chain hydrocarbon group having 21 to 40 carbon atoms include vinyl esters having a linear alkyl group having 18 to 36 carbon atoms [for example, vinyl stearate, vinyl behenate, vinyl tricontanate and hexa And vinyl esters having a branched alkyl group having 18 to 36 carbon atoms.
Of these, (meth) acrylates having a linear alkyl group having 18 to 36 carbon atoms and vinyl esters having a linear alkyl group having 18 to 36 carbon atoms are preferable from the viewpoint of the storage stability of the toner. More preferred are (meth) acrylates having a straight-chain alkyl group having 18 to 34 carbon atoms and vinyl esters having a straight-chain alkyl group having 18 to 34 carbon atoms, and particularly preferred are straight-chains having 18 to 30 carbon atoms. (Meth) acrylate having an alkyl group and vinyl ester having a linear alkyl group having 18 to 30 carbon atoms, most preferably octadecyl (meth) acrylate, myristyl (meth) acrylate, and behenyl (meth) acrylate. .
As the monomer (a), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
単量体(a)の重量割合は、ビニル樹脂(A)を構成する単量体の合計重量を基準として15〜90重量%であり、好ましくは18〜80重量%であり、更に好ましくは20〜70重量%であり、特に好ましくは25〜65重量%である。
単量体(a)の重量割合が15重量%未満であると低温定着性が悪化し、90重量%より大きいと耐ホットオフセット性が悪化する。
The weight ratio of the monomer (a) is 15 to 90% by weight, preferably 18 to 80% by weight, more preferably 20 to 80% by weight based on the total weight of the monomers constituting the vinyl resin (A). 7070% by weight, particularly preferably 25-65% by weight.
When the weight ratio of the monomer (a) is less than 15% by weight, the low-temperature fixability deteriorates, and when it is more than 90% by weight, the hot offset resistance deteriorates.
本発明のビニル樹脂(A)は、単量体(a)以外の単量体(b)を構成単量体としてさらに含んでもよい。単量体(b)は、単量体(a)以外の単量体で、ハンセン溶解度パラメータ(HSP)の水素結合項(dH)が好ましくは5.0以上15.0以下、更に好ましくは6以上11以下である単量体であればどのような単量体でも構わない。
単量体(b)の水素結合項(dH)が15.0を超えると、帯電安定性及び保存安定性が悪化し、5.0未満であると保存安定性が悪化する。
The vinyl resin (A) of the present invention may further contain a monomer (b) other than the monomer (a) as a constituent monomer. The monomer (b) is a monomer other than the monomer (a), and has a hydrogen bond term (dH) of the Hansen solubility parameter (HSP) of preferably 5.0 or more and 15.0 or less, more preferably 6 or less. Any monomer may be used as long as it is at least 11 and at most 11.
When the hydrogen bond term (dH) of the monomer (b) exceeds 15.0, charging stability and storage stability deteriorate, and when it is less than 5.0, storage stability deteriorates.
ハンセン溶解度パラメータとは、ヒルデブランド(Hildebrand)によって導入された溶解度パラメータを、分散項(dD)、極性項(dP)、水素結合項(dH)の3成分に分割し、3次元空間に表したものである。分散項(dD)は分散力による効果、極性項(dP)は双極子間力による効果、水素結合項(dH)は水素結合力による効果を示す。 The Hansen solubility parameter is obtained by dividing a solubility parameter introduced by Hildebrand into three components, a dispersion term (dD), a polarity term (dP), and a hydrogen bond term (dH), and is represented in a three-dimensional space. Things. The dispersion term (dD) indicates the effect by the dispersive force, the polar term (dP) indicates the effect by the dipole force, and the hydrogen bond term (dH) indicates the effect by the hydrogen bond force.
ハンセン溶解度パラメータの定義と計算はCharles M.Hansen著「Hansen Solubility Parameters;A Users Handbook(CRC Press,2007)」に記載されている。また、コンピュータソフトウェア「HSPiP4.1.0」を用いることにより、文献にパラメータ値の記載がない単量体に関しても、その化学構造からハンセン溶解度パラメータを推算することができる。本発明では、文献にパラメータ値の記載がある単量体については、その値を用い、文献にパラメータ値の記載がない単量体に関しては、HSPiPを用いて推算したパラメータ値を用いる。 The definition and calculation of the Hansen solubility parameter is described in Charles M. Hansen, "Hansen Solubility Parameters; A Users Handbook (CRC Press, 2007)". Further, by using the computer software “HSPiP 4.1.0”, it is possible to estimate the Hansen solubility parameter from the chemical structure of a monomer whose parameter value is not described in the literature. In the present invention, for a monomer whose parameter value is described in the literature, the value is used. For a monomer whose parameter value is not described in the literature, the parameter value estimated using HSPiP is used.
単量体(b)としては例えば、炭素数1〜3の炭化水素基を有する(メタ)アクリレート(b1)、炭素数1〜3の炭化水素基を有するビニルエステル(b2)、アミンと(メタ)アクリル酸とのアミド(b3)、ニトリル基とビニル基とを有する化合物(b4)、ラクタム環とビニル基とを有する化合物(b5)、カルボキシル基とビニル基とを有する化合物(b6)、水酸基を有する(メタ)アクリレート(b7)及びアルデヒド基を有する(メタ)アクリレート(b8)等が挙げられる。 Examples of the monomer (b) include a (meth) acrylate (b1) having a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, a vinyl ester (b2) having a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, and an amine (meth). A) amide with acrylic acid (b3), compound having a nitrile group and a vinyl group (b4), compound having a lactam ring and a vinyl group (b5), compound having a carboxyl group and a vinyl group (b6), a hydroxyl group And (meth) acrylate (b8) having an aldehyde group.
炭素数1〜3の鎖状炭化水素基を有する(メタ)アクリレート(b1)としては、アクリル酸メチル(ハンセン溶解度パラメーター(HSP)の水素結合項(dH)の値は9.4であり、以下のカッコ内も同様である)、アクリル酸エチル(6.5)、アクリル酸プロピル(6.5)及びメタクリル酸メチル(5.4)等が挙げられる。 As the (meth) acrylate (b1) having a chain hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, methyl acrylate (the value of the hydrogen bond term (dH) of the Hansen solubility parameter (HSP) is 9.4, Are the same in parentheses), ethyl acrylate (6.5), propyl acrylate (6.5), methyl methacrylate (5.4), and the like.
炭素数1〜3の炭化水素基を有するビニルエステル(b2)としては、例えば、酢酸ビニル(6.8)、ビニル酪酸(6.2)及びイソプロペニルアセテート(6.2)等が挙げられる。 Examples of the vinyl ester (b2) having a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms include vinyl acetate (6.8), vinyl butyric acid (6.2), and isopropenyl acetate (6.2).
アミンと(メタ)アクリル酸とのアミド(b3)としては、アンモニアおよび炭素数1〜8のアミンとアクリル酸及びメタクリル酸とを公知の方法で反応させた単量体等が挙げられる。
具体的には、アクリルアミド(12.8)、メタアクリルアミド(11.6)、N−メチルアクリルアミド(9.7)及びN−エチルアクリルアミド(8.7)等が挙げられる。
Examples of the amide (b3) of an amine and (meth) acrylic acid include a monomer obtained by reacting ammonia and an amine having 1 to 8 carbon atoms with acrylic acid and methacrylic acid by a known method.
Specific examples include acrylamide (12.8), methacrylamide (11.6), N-methylacrylamide (9.7), N-ethylacrylamide (8.7), and the like.
ニトリル基とビニル基とを有する化合物(b4)としては、炭素数1〜5のニトリル基とビニル基とを有する化合物(例えばアクリロニトリル(6.8)、メタクリロニトリル(8.5)、4−ペンテンニトリル(5.7)、5−ヘキセンニトリル(5.2)及びα−クロロアクリロニトリル(5.2)等が挙げられる。 As the compound (b4) having a nitrile group and a vinyl group, a compound having a nitrile group having 1 to 5 carbon atoms and a vinyl group (for example, acrylonitrile (6.8), methacrylonitrile (8.5), Pentennitrile (5.7), 5-hexenenitrile (5.2), α-chloroacrylonitrile (5.2) and the like can be mentioned.
ラクタム環とビニル基とを有する化合物(b5)としては、炭素数4〜8のラクタム環とビニル基とを有する化合物(例えば、ビニルピロリドン(5.9)、N−ビニルピロリドン(6.3)、N−ビニル−3−メチルピロリドン(5.7)、N−ビニルピペリドン(5.7)、N−ビニル−4−メチルピペリドン(5.5)、N−ビニル−カプロラクタム(5.5)及びN−ビニル−2−ピリドン(6.8)等が挙げられる。
炭素数1〜3の炭化水素基を有するビニルエステル(b2)としては、例えば、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、ビニルプロピオン酸及びイソプロペニルアセテート等が挙げられる。
As the compound (b5) having a lactam ring and a vinyl group, a compound having a lactam ring having 4 to 8 carbon atoms and a vinyl group (for example, vinylpyrrolidone (5.9), N-vinylpyrrolidone (6.3) N-vinyl-3-methylpyrrolidone (5.7), N-vinylpiperidone (5.7), N-vinyl-4-methylpiperidone (5.5), N-vinyl-caprolactam (5.5) and N- And vinyl-2-pyridone (6.8).
Examples of the vinyl ester (b2) having a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms include vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionic acid, and isopropenyl acetate.
カルボキシル基とビニル基とを有する化合物(b6)としては、炭素数1〜9のカルボキシル基とビニル基とを有する化合物〔例えばメタクリル酸(13.4)、クロトン酸(14.4)、桂皮酸(10.9)、マレイン酸モノメチルエステル(12.7)、フマル酸モノメチルエステル(12.7)、イタコン酸モノメチルエステル(13.7)、シトラコン酸モノエチルエステル(13.9)、3−ブテン酸(14.1)、4−ペンテン酸(12.7)、5−ヘキセン酸(11.6)、6−ヘプテン酸(10.4)、7−オクテン酸(9.9)、8−ノネン酸(9.2)、9−デセン酸(8.6)、10−ウンデセン酸(7.9)及び11−トリデセン酸(7.8)〕等が挙げられる。
なお、本明細書中、カルボキシル基を有する化合物及び構造における炭素数には、カルボキシル基部分に含まれる炭素数は含まない。
As the compound (b6) having a carboxyl group and a vinyl group, a compound having a carboxyl group having 1 to 9 carbon atoms and a vinyl group [for example, methacrylic acid (13.4), crotonic acid (14.4), cinnamic acid (10.9), maleic acid monomethyl ester (12.7), fumaric acid monomethyl ester (12.7), itaconic acid monomethyl ester (13.7), citraconic acid monoethyl ester (13.9), 3-butene Acid (14.1), 4-pentenoic acid (12.7), 5-hexenoic acid (11.6), 6-heptenoic acid (10.4), 7-octenoic acid (9.9), 8-nonene Acid (9.2), 9-decenoic acid (8.6), 10-undecenoic acid (7.9) and 11-tridecenoic acid (7.8)].
In the present specification, the number of carbon atoms in the compound having a carboxyl group and the structure does not include the number of carbon atoms contained in the carboxyl group portion.
水酸基を有する(メタ)アクリレート(b7)としては、メタクリル酸ヒドロキシエチル(13.4)、アクリル酸ヒドロキシプロピル(13.7)(2−ヒドロキシプロピルエステル、2−ヒドロキシ−1−メチルエチルエステルのいずれか又はその混合物)、メタクリル酸ヒドロキシプロピル(12.2)(2−ヒドロキシプロピルエステル、2−ヒドロキシ−1−メチルエチルエステルのいずれか又はその混合物)、アクリル酸ヒドロキシブチル(13.0)及びメタクリル酸ヒドロキシブチル(11.7)等が挙げられる。 Examples of the hydroxyl group-containing (meth) acrylate (b7) include hydroxyethyl methacrylate (13.4), hydroxypropyl acrylate (13.7) (2-hydroxypropyl ester, and 2-hydroxy-1-methylethyl ester). Or a mixture thereof), hydroxypropyl methacrylate (12.2) (any of 2-hydroxypropyl ester and 2-hydroxy-1-methylethyl ester or a mixture thereof), hydroxybutyl acrylate (13.0) and methacrylic acid And hydroxybutyl acid (11.7).
アルデヒド基を有する(メタ)アクリレート(b8)としては、アクロレイン(7.0)及びメタクリロレイン(5.8)等が挙げられる。 Examples of the (meth) acrylate (b8) having an aldehyde group include acrolein (7.0) and methacrylolein (5.8).
単量体(b)は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
上記単量体(b)のうち低温定着性と保存安定性との両立の観点から好ましくは、炭素数1〜3の炭化水素基を有する(メタ)アクリレート、炭素数1〜3の炭化水素基を有するビニルエステル、炭素数1〜8のアミンと(メタ)アクリル酸とのアミド、炭素数1〜5のニトリル基とビニル基とを有する化合物、炭素数4〜8のラクタム環とビニル基とを有する化合物、炭素数1〜9のカルボキシル基とビニル基とを有する化合物及び水酸基を有する(メタ)アクリレートである。
更に好ましくは(メタ)アクリル酸、メタクリル酸メチル、酢酸ビニル、ビニルプロピオン、(メタ)アクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、ビニルピロリドン、(無水)マレイン酸、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル及び(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル等である。
As the monomer (b), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
Among the above-mentioned monomers (b), (meth) acrylates having a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms and hydrocarbon groups having 1 to 3 carbon atoms are preferable from the viewpoint of compatibility between low-temperature fixability and storage stability. A vinyl ester having 1 to 8 carbon atoms, an amide of an amine having 1 to 8 carbon atoms and (meth) acrylic acid, a compound having 1 to 5 carbon atoms of a nitrile group and a vinyl group, and a lactam ring having 4 to 8 carbon atoms and a vinyl group. A compound having a carboxyl group having 1 to 9 carbon atoms and a vinyl group, and a (meth) acrylate having a hydroxyl group.
More preferably, (meth) acrylic acid, methyl methacrylate, vinyl acetate, vinyl propion, (meth) acrylamide, acrylonitrile, methacrylonitrile, vinylpyrrolidone, (anhydrous) maleic acid, hydroxyethyl (meth) acrylate and (meth) acrylate And hydroxypropyl acrylate.
ビニル樹脂(A)が単量体(b)を含む場合、ビニル樹脂(A)を構成する単量体中の単量体(b)の重量割合は、低温定着性や耐ホットオフセット性の観点から、ビニル樹脂(A)を構成する単量体の合計重量を基準として、好ましくは10〜85重量%であり、更に好ましくは15〜80重量%であり、特に好ましくは18〜75重量%である。 When the vinyl resin (A) contains the monomer (b), the weight ratio of the monomer (b) in the monomers constituting the vinyl resin (A) is determined based on the low-temperature fixing property and hot offset resistance. From 10 to 85% by weight, more preferably 15 to 80% by weight, particularly preferably 18 to 75% by weight, based on the total weight of the monomers constituting the vinyl resin (A). is there.
ビニル樹脂(A)を構成する単量体(a)と単量体(b)との重量比{(a):(b)}は低温定着性や保存安定性の観点から好ましくは98:2〜15:85であり、更に好ましくは70:30〜15:85である。 The weight ratio of the monomer (a) to the monomer (b) constituting the vinyl resin (A) {(a) :( b)} is preferably 98: 2 from the viewpoint of low-temperature fixability and storage stability. 1515: 85, more preferably 70:30 to 15:85.
ビニル樹脂(A)は構成単量体として(a)以外であり、かつ(b)以外の単量体(c)を含んでもよい。単量体(c)は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
単量体(c)としては、単量体(a)以外であり、かつ単量体(b)以外の単量体であれば特に制限はないが、例えばスチレン、アルキル基の炭素数が1〜3のアルキルスチレン(例えばα−メチルスチレン及びp−メチルスチレン等)、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、酪酸ビニル及びイソ酪酸ビニル等が挙げられる。これらのうちトナーとしたときの保存安定性の観点から好ましくはスチレンである。
The vinyl resin (A) is other than (a) as a constituent monomer, and may contain a monomer (c) other than (b). As the monomer (c), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The monomer (c) is not particularly limited as long as it is a monomer other than the monomer (a) and other than the monomer (b). And alkyl styrene (e.g., α-methylstyrene and p-methylstyrene), ethyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, vinyl butyrate, and vinyl isobutyrate. Can be Of these, styrene is preferred from the viewpoint of storage stability when used as a toner.
ビニル樹脂(A)を構成する単量体中に単量体(c)を含む場合、単量体(c)の重量割合は保存安定性の観点から、ビニル樹脂(A)を構成する単量体の合計重量を基準として、好ましくは0〜40重量%であり、更に好ましくは0〜35重量%であり、特に好ましくは0〜30重量%であり、最も好ましくは0〜25重量%である。 When the monomer (c) is included in the monomer constituting the vinyl resin (A), the weight ratio of the monomer (c) is determined from the viewpoint of storage stability that the amount of the monomer constituting the vinyl resin (A) is It is preferably from 0 to 40% by weight, more preferably from 0 to 35% by weight, particularly preferably from 0 to 30% by weight, most preferably from 0 to 25% by weight, based on the total weight of the body. .
本発明におけるビニル樹脂(A)は、単量体(a)と、必要により用いる単量体(b)及び/又は必要により用いる単量体(c)を含有する単量体組成物を公知の方法(例えば、ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合、リビングラジカル重合、リビングアニオン重合及びリビングカチオン重合等)で重合することで製造できる。例えば、特開平5−117330号公報に記載の方法(前記単量体を溶媒(トルエン等)中でラジカル開始剤(アゾビスイソブチロニトリル等)とともに反応させ溶液重合法により合成する方法)、及び特開平10−326026号公報に記載の方法で重合する方法等が挙げられる。 The vinyl resin (A) in the present invention may be a known monomer composition containing a monomer (a) and optionally a monomer (b) and / or an optionally used monomer (c). It can be produced by polymerization by a method (for example, radical polymerization, anionic polymerization, cationic polymerization, living radical polymerization, living anionic polymerization, living cationic polymerization, etc.). For example, a method described in JP-A-5-117330 (a method in which the monomer is reacted with a radical initiator (azobisisobutyronitrile or the like) in a solvent (toluene or the like) and synthesized by a solution polymerization method), And a method of polymerizing by the method described in JP-A-10-326026.
本発明におけるビニル樹脂(A)の重量平均分子量は、低温定着性及びトナーの耐ホットオフセット性の観点から、好ましくは10,000〜3,000,000、更に好ましくは50,000〜1,000,000、特に好ましくは50,000〜500,000である。ポリマー(A)の重量平均分子量は、重合温度、ラジカル重合開始剤量、連鎖移動剤などで調整できる。 The weight average molecular weight of the vinyl resin (A) in the present invention is preferably from 10,000 to 3,000,000, more preferably from 50,000 to 1,000, from the viewpoints of low-temperature fixability and hot offset resistance of the toner. And particularly preferably from 50,000 to 500,000. The weight average molecular weight of the polymer (A) can be adjusted by a polymerization temperature, a radical polymerization initiator amount, a chain transfer agent and the like.
ビニル樹脂(A)の重量平均分子量は、ゲルパーミネーションクロマトグラフィー(以降GPCと略記)を用いて以下の条件で測定する。
装置(一例) : HLC−8120 〔東ソー(株)製〕
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%のテトラヒドロフラン溶液(不溶解分をアパチャー1μmのPTFEフィルターでろ過したものを用いる)
移動相 :テトラヒドロフラン(重合禁止剤を含まない)
溶液注入量 : 100μl
検出装置 : 屈折率検出器
基準物質 : 標準ポリスチレン(TSKstandard POLYSTYRENE)12点(重量平均分子量: 500 1050 2800 5970 9100 18100 37900 96400 190000 355000 1090000 2890000) 〔東ソー(株)製〕
The weight average molecular weight of the vinyl resin (A) is measured using gel permeation chromatography (hereinafter abbreviated as GPC) under the following conditions.
Apparatus (example): HLC-8120 [manufactured by Tosoh Corporation]
Column (one example): 2 TSK GEL GMH6 [manufactured by Tosoh Corporation]
Measurement temperature: 40 ° C
Sample solution: 0.25% by weight of tetrahydrofuran solution (use insoluble matter filtered through a 1 μm aperture PTFE filter)
Mobile phase: tetrahydrofuran (does not include polymerization inhibitor)
Solution injection volume: 100 μl
Detector: Refractive index detector Reference substance: 12 points of standard polystyrene (TSK standard POLYSTYRENE) (weight average molecular weight: 500 1050 2800 5970 9100 18100 37900 96400 190000 355000 1090000 28900000) [manufactured by Tosoh Corporation]
本発明においてビニル樹脂(A)のDSC測定による融点は40〜80℃であり、好ましくは45〜80℃、更に好ましくは55〜70℃である。
融解ピーク温度Tmが40℃未満の場合は保存安定性が悪くなり、80℃を超えると低温定着性が悪くなる。
In the present invention, the melting point of the vinyl resin (A) measured by DSC is from 40 to 80 ° C, preferably from 45 to 80 ° C, more preferably from 55 to 70 ° C.
When the melting peak temperature Tm is lower than 40 ° C., the storage stability deteriorates, and when it exceeds 80 ° C., the low-temperature fixability deteriorates.
ビニル樹脂(A)のDSC測定による融点は、ビニル樹脂(A)を構成する単量体の種類、構成比率及び重量平均分子量等で調整することができる。具体的には、ビニル樹脂(A)を構成する単量体(a)の炭素数を増やす、ビニル樹脂(A)を構成する単量体(a)の炭素数の重量比率を増やす、ビニル樹脂(A)の炭素数の重量平均分子量を増やす等の方法により融点を上げることができる。例えば、単量体(a)の炭素数が22であり、単量体(a)の比率が40重量%の場合、重量平均分子量を5000以上とすることで、上記範囲となる。 The melting point of the vinyl resin (A) by DSC measurement can be adjusted by the type, composition ratio, weight average molecular weight, and the like of the monomers constituting the vinyl resin (A). Specifically, increasing the carbon number of the monomer (a) constituting the vinyl resin (A), increasing the weight ratio of the carbon number of the monomer (a) constituting the vinyl resin (A), The melting point can be increased by a method such as increasing the weight average molecular weight of the number of carbon atoms in (A). For example, when the number of carbon atoms of the monomer (a) is 22 and the ratio of the monomer (a) is 40% by weight, the weight average molecular weight is 5,000 or more, so that the above range is obtained.
本発明におけるDSC測定は、示差走査熱量計{セイコーインスツルメンツ(株)製、DSC210等}を用いて以下の条件で測定される値である。
<測定条件>
(1)30℃で10分間保持
(2)10℃/分で150℃まで昇温
(3)150℃で10分間保持
(4)10℃/分で0℃まで冷却
(5)0℃で10分間保持
(6)10℃/分で150℃まで昇温
上記(1)〜(6)の操作を順に連続して行い、(6)の過程にて測定される示差走査熱量曲線の各吸熱ピークを解析する。
The DSC measurement in the present invention is a value measured under the following conditions using a differential scanning calorimeter {DSC210, etc., manufactured by Seiko Instruments Inc.}.
<Measurement conditions>
(1) Hold at 30 ° C. for 10 minutes (2) Heat up to 150 ° C. at 10 ° C./min (3) Hold at 150 ° C. for 10 minutes (4) Cool down to 0 ° C. at 10 ° C./min (5) 10 ° C. at 10 ° C. (6) The temperature is raised to 150 ° C. at 10 ° C./min. The above operations (1) to (6) are continuously performed in order, and each endothermic peak of the differential scanning calorimetry curve measured in the process of (6) Is analyzed.
ビニル樹脂(A)の比誘電率ε’は2.5〜4.0であり、好ましくは2.7〜3.9、更に好ましくは3.0〜3.9である。これにより、画像形成時において帯電したトナー粒子をより効率よく転写させることができる。 The relative dielectric constant ε ′ of the vinyl resin (A) is 2.5 to 4.0, preferably 2.7 to 3.9, and more preferably 3.0 to 3.9. This makes it possible to transfer the charged toner particles more efficiently during image formation.
ビニル樹脂(A)の比誘電率ε’は、ビニル樹脂(A)を構成する単量体の種類、構成比率及び酸価で調整することができる。具体的には、ビニル樹脂(A)を構成する単量体(a)の炭素数を増やす、ビニル樹脂(A)を構成する単量体(a)の炭素数の重量比率を増やす、ビニル樹脂(A)の酸価を上げる等の方法により比誘電率を上げることができる。例えば、単量体(a)の重量比率が15%の場合、酸価を0以上にすることで比誘電率は上記範囲となる。 The relative permittivity ε ′ of the vinyl resin (A) can be adjusted by the type, the composition ratio, and the acid value of the monomer constituting the vinyl resin (A). Specifically, increasing the carbon number of the monomer (a) constituting the vinyl resin (A), increasing the weight ratio of the carbon number of the monomer (a) constituting the vinyl resin (A), The relative dielectric constant can be increased by a method such as increasing the acid value of (A). For example, when the weight ratio of the monomer (a) is 15%, the relative dielectric constant falls within the above range by setting the acid value to 0 or more.
ビニル樹脂(A)の体積固有抵抗値と誘電率は、以下の条件で測定した。
装置 : 安藤電気(株)製 TR−1100型誘電体損自動測定装置
安藤電気(株)製 TO−198型恒温槽
固体用電極: SE−70型固体用電極
測定環境 : 23℃、50%RH
ビニル樹脂(A)を成型用リング(塩ビ製、φ25mm、高さ5mm)に1.5g入れ、プレス機で98kN×10秒プレスし、厚さ約2.3mm、φ=25mmの円柱状に成型した。成型品を23℃、50%RHで30分以上放置し、成型用リングから外し、成型品の厚さをマイクロメーターで測定した(D、単位μm)。主電極と対電極に挟んで1kHzで測定し、CONDUCTANCE(Gx、単位nS)と静電容量(Cx、単位pF)を記録した。得られた数値を下記式(1)又は(2)に代入することにより体積固有抵抗値及び誘電率を算出した。
体積固有抵抗値=3.14×(0.9)2/(Gx×D×10−13) (1)
誘電率=(14.39×Cx×D)/32400 (2)
ビニル樹脂(A)の比誘電率は、算出された誘電率と空気の比誘電率1.000585との比で求められる。
The volume resistivity and the dielectric constant of the vinyl resin (A) were measured under the following conditions.
Apparatus: Ando Electric Co., Ltd. TR-1100 dielectric loss automatic measurement device
Ando Electric Co., Ltd. TO-198 type thermostatic bath solid electrode: SE-70 solid electrode Measurement environment: 23 ° C., 50% RH
1.5 g of vinyl resin (A) is put into a molding ring (made of PVC, φ25 mm, height 5 mm), pressed with a press machine at 98 kN × 10 seconds, and molded into a cylindrical shape having a thickness of about 2.3 mm and φ = 25 mm. did. The molded product was left at 23 ° C. and 50% RH for 30 minutes or more, removed from the molding ring, and the thickness of the molded product was measured with a micrometer (D, unit μm). The measurement was performed at 1 kHz between the main electrode and the counter electrode, and the CONDUCTANCE (Gx, unit nS) and the capacitance (Cx, unit pF) were recorded. By substituting the obtained numerical values into the following equation (1) or (2), the volume resistivity and the dielectric constant were calculated.
Volume specific resistance = 3.14 × (0.9) 2 / (G × D × 10 −13 ) (1)
Dielectric constant = (14.39 × Cx × D) / 32400 (2)
The relative dielectric constant of the vinyl resin (A) is determined by the ratio of the calculated dielectric constant to the specific dielectric constant of air 1.000585.
ビニル樹脂(A)の含有する水分量が500〜10000ppmであり、好ましくは600〜6000ppm、更に好ましくは750〜3000ppmある。500ppm未満だと帯電安定性が悪くなり、10000ppmを超えると保存安定性が悪化する。 The water content of the vinyl resin (A) is 500 to 10000 ppm, preferably 600 to 6000 ppm, and more preferably 750 to 3000 ppm. If it is less than 500 ppm, the charging stability will be poor, and if it exceeds 10,000 ppm, the storage stability will be poor.
ビニル樹脂(A)の含有する水分量は、ビニル樹脂(A)を構成する単量体の種類、構成比率及び酸価で調整することができる。具体的には、ビニル樹脂(A)を構成する単量体として水酸基を有する(メタ)アクリレート(b7)を用いる、ビニル樹脂(A)を構成する単量体(b7)の重量比率を増やす、ビニル樹脂(A)の酸価を上げる等の方法によりビニル樹脂(A)が含有する水分量を増やすことができる。例えば、ビニル樹脂(A)を構成する単量体(b7)としてメタクリル酸ヒドロキシエチルを用い、単量体(b7)の重量割合が4%の場合、ビニル樹脂(A)の酸価を19.9mgKOH/g以下にすることでビニル樹脂(A)の含有する水分量は上記範囲となる。
ビニル樹脂(A)の水分量は、水分気化装置[例えば、商品名:VA−100(三菱ケミカルアナリテック)(気化温度:190℃)]を組み合わせたカールフィッシャー水分測定装置で測定される。
The amount of water contained in the vinyl resin (A) can be adjusted by the type, composition ratio, and acid value of the monomers constituting the vinyl resin (A). Specifically, (meth) acrylate (b7) having a hydroxyl group is used as a monomer constituting the vinyl resin (A), and the weight ratio of the monomer (b7) constituting the vinyl resin (A) is increased. The amount of water contained in the vinyl resin (A) can be increased by a method such as increasing the acid value of the vinyl resin (A). For example, when hydroxyethyl methacrylate is used as the monomer (b7) constituting the vinyl resin (A) and the weight ratio of the monomer (b7) is 4%, the acid value of the vinyl resin (A) is 19. When the content is 9 mgKOH / g or less, the water content of the vinyl resin (A) falls within the above range.
The moisture content of the vinyl resin (A) is measured by a Karl Fischer moisture measuring device combined with a moisture vaporizer [for example, trade name: VA-100 (Mitsubishi Chemical Analytech) (vaporization temperature: 190 ° C)].
ビニル樹脂(A)の重量割合は、トナーバインダーの重量を基準として21〜99重量%であり、好ましくは40〜95重量%であり、更に好ましくは70〜90重量%である。ビニル樹脂(A)の重量割合が21重量%未満の場合は低温定着性が悪くなり、ビニル樹脂(A)の重量割合が99重量%を超える場合は帯電安定性が悪くなる。 The weight ratio of the vinyl resin (A) is 21 to 99% by weight, preferably 40 to 95% by weight, and more preferably 70 to 90% by weight based on the weight of the toner binder. When the weight ratio of the vinyl resin (A) is less than 21% by weight, the low-temperature fixability deteriorates, and when the weight ratio of the vinyl resin (A) exceeds 99% by weight, the charging stability deteriorates.
ビニル樹脂(A)の酸価は、好ましくは19.9mgKOH/g以下であり、更に好ましくは0〜15mgKOH/gであり、特に好ましくは0〜10mgKOH/gである。ビニル樹脂(A)の酸価が19.9mgKOH/g以下であれば、吸湿性が小さいため、保存安定性が良好である。 The acid value of the vinyl resin (A) is preferably 19.9 mgKOH / g or less, more preferably 0 to 15 mgKOH / g, and particularly preferably 0 to 10 mgKOH / g. When the acid value of the vinyl resin (A) is 19.9 mgKOH / g or less, the storage stability is good because of low hygroscopicity.
ビニル樹脂(A)の酸価は、単量体の酸価及び酸価を有する単量体の含有量を調整することで調整できる。ビニル樹脂(A)の酸価は、JIS K 0070に記載の方法で測定される。 The acid value of the vinyl resin (A) can be adjusted by adjusting the acid value of the monomer and the content of the monomer having the acid value. The acid value of the vinyl resin (A) is measured by the method described in JIS K0070.
本発明のトナーバインダーは、アルコール成分(x)とカルボン酸成分(y)とを必須構成単量体とする非晶性ポリエステル樹脂(B)を含有していてもよい。本発明における非晶性ポリエステル樹脂とは、示差走査熱量計を用いて試料の転移温度測定を行った場合に、吸熱ピークのピークトップ温度が存在しないポリエステル樹脂のことである。 The toner binder of the present invention may contain an amorphous polyester resin (B) having an alcohol component (x) and a carboxylic acid component (y) as essential constituent monomers. The amorphous polyester resin in the present invention is a polyester resin having no endothermic peak top temperature when a transition temperature of a sample is measured using a differential scanning calorimeter.
非晶性ポリエステル樹脂(B)のアルコール成分(x)としては、炭素数2〜4の脂肪族ジオール(x1)、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物(x2)、(x1)と(x2)以外のジオール(x3)、3価以上のポリオール(x4)及びモノオール(x5)等が挙げられる。 Examples of the alcohol component (x) of the amorphous polyester resin (B) include aliphatic diols (x1) having 2 to 4 carbon atoms, alkylene oxide adducts of bisphenol A (x2), and other than (x1) and (x2). Examples thereof include diol (x3), trivalent or higher polyol (x4) and monol (x5).
炭素数2〜4の脂肪族ジオール(x1)としては、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール及びジエチレングリコール等が挙げられる。 Examples of the aliphatic diol having 2 to 4 carbon atoms (x1) include ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, and diethylene glycol.
ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物(x2)としては、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物(平均付加モル数は好ましくは2〜30)が挙げられる。
ビスフェノールAに付加するアルキレンオキサイドとしては、炭素数が2〜4のアルキレンオキサイドが好ましく、具体的には、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、1,2−、2,3−、1,3−又はiso−ブチレンオキサイド、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
Examples of the alkylene oxide adduct of bisphenol A (x2) include an alkylene oxide adduct of bisphenol A (an average addition mole number is preferably 2 to 30).
The alkylene oxide to be added to bisphenol A is preferably an alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms, and specifically, ethylene oxide, propylene oxide, 1,2-, 2,3-, 1,3- or iso- Butylene oxide, tetrahydrofuran and the like.
(x1)と(x2)以外のジオール(x3)としては、炭素数5〜36のアルキレングリコール、炭素数4〜36の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アルキレンオキサイド付加物及び2価フェノール等が挙げられる。
炭素数5〜36のアルキレングリコールとしては、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール及び1,12−ドデカンジオール等が挙げられる。
炭素数4〜36のアルキレンエーテルグリコールとしては、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が挙げられる。
炭素数6〜36の脂環式ジオールとしては、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等が挙げられる。
炭素数6〜36の脂環式ジオールのアルキレンオキサイド付加物としては、炭素数6〜36の脂環式ジオールのアルキレンオキサイド付加物(平均付加モル数は好ましくは2〜4)等が挙げられる。
2価フェノールとしては、単環2価フェノール(例えばハイドロキノン)及びビスフェノールA以外のビスフェノール化合物のアルキレンオキサイド付加物(好ましくは平均付加モル数2〜30)等が挙げられる。
The diol (x3) other than (x1) and (x2) includes alkylene glycols having 5 to 36 carbon atoms, alkylene ether glycols having 4 to 36 carbon atoms, alicyclic diols having 6 to 36 carbon atoms, and 6 to 36 carbon atoms. And 36 alkylene oxide adducts of alicyclic diols and dihydric phenols.
Examples of the alkylene glycol having 5 to 36 carbon atoms include neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, and 1,12-dodecanediol.
Examples of the alkylene ether glycol having 4 to 36 carbon atoms include diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene ether glycol.
Examples of the alicyclic diol having 6 to 36 carbon atoms include 1,4-cyclohexanedimethanol and hydrogenated bisphenol A.
Examples of the alkylene oxide adduct of an alicyclic diol having 6 to 36 carbon atoms include alkylene oxide adducts of an alicyclic diol having 6 to 36 carbon atoms (the average addition mole number is preferably 2 to 4).
Examples of the dihydric phenol include monocyclic dihydric phenols (for example, hydroquinone) and alkylene oxide adducts of bisphenol compounds other than bisphenol A (preferably having an average addition mole number of 2 to 30).
ビスフェノール化合物のアルキレンオキサイド付加物は、ビスフェノール化合物にアルキレンオキサイド(以下、「アルキレンオキサイド」をAOと略記することがある。)を付加して得られる。ビスフェノール化合物としては、下記一般式(2)で示されるものが挙げられる。 The alkylene oxide adduct of a bisphenol compound is obtained by adding an alkylene oxide (hereinafter, “alkylene oxide” may be abbreviated as AO) to a bisphenol compound. Examples of the bisphenol compound include those represented by the following general formula (2).
HO−Ar−X−Ar−OH (2)
[式中、Xは炭素数1〜3のアルキレン基、−SO2−、−O−、−S−又は直接結合を表わす。Arは、水素原子がハロゲン原子又は炭素数1〜30のアルキル基で置換されていてもよいフェニレン基を表す。]
HO-Ar-X-Ar-OH (2)
[In the formula, X represents an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, —SO 2 —, —O—, —S— or a direct bond. Ar represents a phenylene group in which a hydrogen atom may be substituted by a halogen atom or an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms. ]
ビスフェノール化合物とは、例えばビスフェノールF、ビスフェノールB、ビスフェノールAD、ビスフェノールS、トリクロロビスフェノールA、テトラクロロビスフェノールA、ジブロモビスフェノールF、2−メチルビスフェノールA、2,6−ジメチルビスフェノールA及び2,2’−ジエチルビスフェノールF等が挙げられる。 Bisphenol compounds include, for example, bisphenol F, bisphenol B, bisphenol AD, bisphenol S, trichlorobisphenol A, tetrachlorobisphenol A, dibromobisphenol F, 2-methylbisphenol A, 2,6-dimethylbisphenol A, and 2,2′- Diethyl bisphenol F and the like.
3価以上のポリオール(x4)としては、炭素数3〜36の3価以上の脂肪族多価アルコール(アルカンポリオール及びその分子内又は分子間脱水物、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、ソルビトール、ソルビタン、ポリグリセリン及びジペンタエリスリトール)、糖類及びその誘導体(例えばショ糖及びメチルグルコシド)、上記脂肪族多価アルコールのAO付加物(平均付加モル数は好ましくは1〜30)、トリスフェノール類(トリスフェノールPA等)のAO付加物(平均付加モル数は好ましくは2〜30)及びノボラック樹脂(フェノールノボラック及びクレゾールノボラック等が含まれ、平均重合度としては好ましくは3〜60)のAO付加物(平均付加モル数は好ましくは2〜30)等が挙げられる。 Examples of the trivalent or higher polyol (x4) include a trivalent or higher aliphatic polyhydric alcohol having 3 to 36 carbon atoms (alkane polyol and an intramolecular or intermolecular dehydrate thereof, for example, glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, Pentaerythritol, sorbitol, sorbitan, polyglycerin and dipentaerythritol), saccharides and derivatives thereof (for example, sucrose and methyl glucoside), and AO adducts of the above-mentioned aliphatic polyhydric alcohols (the average number of moles of addition is preferably 1 to 30) , An AO adduct of trisphenols (such as trisphenol PA) (the average addition mole number is preferably 2 to 30) and a novolak resin (phenol novolak and cresol novolak), and the average degree of polymerization is preferably 3 to 60. ) AO adduct (average number of moles added is preferred) Ku can be mentioned 2 to 30), and the like.
モノオール(x5)としては、炭素数1〜30のアルカノール(メタノール、エタノール、イソプロパノール、ドデシルアルコール、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)等が挙げられる。 Examples of the monol (x5) include alkanols having 1 to 30 carbon atoms (such as methanol, ethanol, isopropanol, dodecyl alcohol, myristyl alcohol, cetyl alcohol, and stearyl alcohol).
上記非晶性ポリエステル樹脂(B)のアルコール成分(x)は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
これらのアルコール成分(x)のうち低温定着性の観点から、好ましくは炭素数2〜4の脂肪族ジオール、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物であり、更に好ましくは1.2−プロピレングリコール、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物及びビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物である。
As the alcohol component (x) of the amorphous polyester resin (B), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
Among these alcohol components (x), from the viewpoint of low-temperature fixability, preferred are aliphatic diols having 2 to 4 carbon atoms and alkylene oxide adducts of bisphenol A, more preferably 1.2-propylene glycol and bisphenol A Of ethylene oxide and propylene oxide of bisphenol A.
非晶性ポリエステル樹脂(B)のカルボン酸成分(y)としては、モノカルボン酸(y1)及びポリカルボン酸(y2)等が挙げられる。 Examples of the carboxylic acid component (y) of the amorphous polyester resin (B) include a monocarboxylic acid (y1) and a polycarboxylic acid (y2).
モノカルボン酸(y1)としては、脂肪族(脂環式を含む)モノカルボン酸及び芳香族モノカルボン酸等が挙げられる。
脂肪族(脂環式を含む)モノカルボン酸としては、炭素数1〜30のアルカンモノカルボン酸(ギ酸、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、イソブタン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチル酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、セロチン酸、モニタン酸及びメリシン酸等)及び炭素数3〜24のアルケンモノカルボン酸(アクリル酸、メタクリル酸、オレイン酸及びリノール酸等)等が挙げられる。
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、p−t−ブチル安息香酸、フェニルプロピオン酸及びナフトエ酸等)等が挙げられる。
Examples of the monocarboxylic acid (y1) include aliphatic (including alicyclic) monocarboxylic acids and aromatic monocarboxylic acids.
Aliphatic (including alicyclic) monocarboxylic acids include alkane monocarboxylic acids having 1 to 30 carbon atoms (formic acid, acetic acid, propionic acid, butanoic acid, isobutanoic acid, caprylic acid, capric acid, capric acid, lauric acid, myristylic acid) And alkene monocarboxylic acids having 3 to 24 carbon atoms (such as acrylic acid, methacrylic acid, oleic acid and linoleic acid), and the like.
Examples of the aromatic monocarboxylic acids include aromatic monocarboxylic acids having 7 to 36 carbon atoms (benzoic acid, methylbenzoic acid, pt-butylbenzoic acid, phenylpropionic acid, naphthoic acid, and the like).
ポリカルボン酸(y2)としては、ジカルボン酸(y21)及び/又は3価又以上のポリカルボン酸(y22)が挙げられる。 Examples of the polycarboxylic acid (y2) include a dicarboxylic acid (y21) and / or a trivalent or higher polycarboxylic acid (y22).
ジカルボン酸(y21)としては、炭素数4〜36のアルカンジカルボン酸(例えばコハク酸、アジピン酸及びセバシン酸)、炭素数6〜40の脂環式ジカルボン酸〔例えばダイマー酸(2量化リノール酸)〕、炭素数4〜36のアルケンジカルボン酸(例えばドデセニルコハク酸等のアルケニルコハク酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸及びメサコン酸)、炭素数8〜36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)及びこれらのエステル形成性誘導体〔低級アルキル(アルキル基の炭素数1〜4:メチル、エチル、n−プロピル等)エステル及び酸無水物、以下のエステル形成性誘導体も同様。〕等が挙げられる。 Examples of the dicarboxylic acid (y21) include alkanedicarboxylic acids having 4 to 36 carbon atoms (eg, succinic acid, adipic acid and sebacic acid), and alicyclic dicarboxylic acids having 6 to 40 carbon atoms [eg, dimer acid (dimerized linoleic acid)] Alkene dicarboxylic acids having 4 to 36 carbon atoms (eg, alkenyl succinic acids such as dodecenyl succinic acid, maleic acid, fumaric acid, citraconic acid and mesaconic acid), and aromatic dicarboxylic acids having 8 to 36 carbon atoms (eg, phthalic acid, isophthalic acid) Acid, terephthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, etc.) and their ester-forming derivatives [lower alkyl (C 1-4 of alkyl group: methyl, ethyl, n-propyl, etc.) esters and acid anhydrides; The same applies to derivatives. And the like.
3価以上のポリカルボン酸(y22)としては、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸及びピロメリット酸等)、炭素数6〜36の脂肪族ポリカルボン酸(ヘキサントリカルボン酸等)及びこれらのエステル形成性誘導体(酸無水物及び低級アルコールとのエステル等)等が挙げられる。 Examples of the trivalent or higher polycarboxylic acid (y22) include aromatic polycarboxylic acids having 9 to 20 carbon atoms (such as trimellitic acid and pyromellitic acid) and aliphatic polycarboxylic acids having 6 to 36 carbon atoms (hexanetricarboxylic acid). And their ester-forming derivatives (such as esters with acid anhydrides and lower alcohols).
上記非晶性ポリエステル樹脂(B)のカルボン酸成分(y)は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
これらのカルボン酸成分(y)のうち低温定着性と耐ホットオフセットの観点から、好ましくは炭素数4〜36のアルカンジカルボン酸、炭素数4〜36のアルケンジカルボン酸、炭素数8〜36の芳香族ジカルボン酸及び炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸であり、更に好ましくはアジピン酸、フマル酸、テレフタル酸及びトリメリット酸である。
As the carboxylic acid component (y) of the amorphous polyester resin (B), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
Among these carboxylic acid components (y), from the viewpoints of low-temperature fixability and hot offset resistance, alkanedicarboxylic acids having 4 to 36 carbon atoms, alkenedicarboxylic acids having 4 to 36 carbon atoms, and aromatics having 8 to 36 carbon atoms are preferable. Aromatic dicarboxylic acids and aromatic polycarboxylic acids having 9 to 20 carbon atoms, more preferably adipic acid, fumaric acid, terephthalic acid and trimellitic acid.
アルコール成分(x)とカルボン酸成分(y)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、更に好ましくは1.5/1〜1/1.3、特に好ましくは1.3/1〜1/1.2である。 The reaction ratio between the alcohol component (x) and the carboxylic acid component (y) is preferably 2/1 to 1/2, more preferably 1.5, as the equivalent ratio [OH] / [COOH] of the hydroxyl group and the carboxyl group. /1/1/1.3, particularly preferably 1.3 / 1 to 1 / 1.2.
本発明において、アルコール成分(x)とカルボン酸成分(y)との重縮合は、公知のエステル化反応を利用して行うことができる。一般的な方法として、例えば、不活性ガス(窒素ガス等)雰囲気中で、重合触媒の存在下、反応温度が好ましくは150〜280℃、更に好ましくは180〜270℃、特に好ましくは200〜260℃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、特に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。
In the present invention, the polycondensation of the alcohol component (x) and the carboxylic acid component (y) can be performed using a known esterification reaction. As a general method, for example, the reaction temperature is preferably 150 to 280 ° C, more preferably 180 to 270 ° C, particularly preferably 200 to 260 in an inert gas (nitrogen gas or the like) atmosphere in the presence of a polymerization catalyst. The reaction can be carried out at a temperature of about 10 ° C. The reaction time is preferably 30 minutes or more, particularly 2 to 40 hours, from the viewpoint of reliably performing the polycondensation reaction.
It is also effective to reduce the pressure in order to improve the reaction rate at the end of the reaction.
重合触媒としては、反応性と環境保護の点から、チタン、アンチモン、ジルコニウム、ニッケル及びアルミニウムから選ばれる一種以上の金属を含有する重合触媒を用いるのが好ましく、チタン含有触媒を用いるのが更に好ましい。
チタン含有触媒としては、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)等が挙げられる。
アンチモン含有触媒としては、三酸化アンチモン等が挙げられる。
ジルコニウム含有触媒としては、酢酸ジルコニル等が挙げられる。
ニッケル含有触媒としては、ニッケルアセチルアセトナート等が挙げられる。
アルミニウム含有触媒としては、水酸化アルミニウム及びアルミニウムトリイソプロポキシド等が挙げられる。
As the polymerization catalyst, from the viewpoint of reactivity and environmental protection, it is preferable to use a polymerization catalyst containing one or more metals selected from titanium, antimony, zirconium, nickel and aluminum, and it is more preferable to use a titanium-containing catalyst. .
Examples of the titanium-containing catalyst include titanium alkoxide, potassium oxalate titanate, titanium terephthalate, a catalyst described in JP-A-2006-243715 [titanium dihydroxybis (triethanolaminate), titanium monohydroxytris (triethanolaminate). ) And their intramolecular polycondensates] and the catalysts described in JP-A-2007-11307 (such as titanium tributoxy terephthalate, titanium triisopropoxy terephthalate and titanium diisopropoxy diterephthalate).
Antimony-containing catalysts include antimony trioxide.
Examples of the zirconium-containing catalyst include zirconyl acetate and the like.
Examples of the nickel-containing catalyst include nickel acetylacetonate and the like.
Examples of the aluminum-containing catalyst include aluminum hydroxide and aluminum triisopropoxide.
触媒の添加量は、反応速度が最大になるように適宜決定することが望ましい。添加量としては、全原料に対し、好ましくは10ppm〜1.9重量%、更に好ましくは100ppm〜1.7重量%である。添加量を10ppm以上とすることで反応速度が大きくなる点で好ましい。 It is desirable that the addition amount of the catalyst is appropriately determined so that the reaction rate is maximized. The amount added is preferably 10 ppm to 1.9% by weight, more preferably 100 ppm to 1.7% by weight, based on all raw materials. The addition amount of 10 ppm or more is preferable in that the reaction rate is increased.
非晶性ポリエステル樹脂(B)のガラス転移点は、好ましくは45〜80℃であり、更に好ましくは50〜80℃である。非晶性ポリエステル樹脂(B)のガラス転移点は重量平均分子量、アルコール成分(x)、カルボン酸成分(y)の構造、組成比等で調整可能であり、エステル基濃度や芳香環濃度など、調整因子は一般的に知られている方法を用いることができる。
非晶性ポリエステル樹脂(B)のガラス転移点が、45℃以上であると保存安定性が良好であり、80℃以下であると低温定着性が良好である。
The glass transition point of the amorphous polyester resin (B) is preferably 45 to 80C, more preferably 50 to 80C. The glass transition point of the amorphous polyester resin (B) can be adjusted by the weight average molecular weight, the structure of the alcohol component (x), the structure of the carboxylic acid component (y), the composition ratio, and the like. As the adjustment factor, a generally known method can be used.
When the glass transition point of the amorphous polyester resin (B) is 45 ° C. or higher, storage stability is good, and when it is 80 ° C. or lower, low-temperature fixability is good.
非晶性ポリエステル樹脂(B)のガラス転移点は、セイコーインスツル(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。
具体的には試料5mgをガラス転移終了時より約30℃高い温度まで毎分20℃で加熱し、ガラス転移温度より約50℃低い温度まで毎分60℃で冷却した後、ガラス転移終了時より約30℃高い温度まで毎分20℃で加熱する。
上記測定によって得られたデータから、縦軸を吸発熱量、横軸を温度とするグラフを描き、そのグラフの低温側のベースラインを高温側に延長した直線と、ガラス転移の階段状変化部分の曲線の勾配が最大になるような点で引いた接線との交点の温度をガラス転移温度とする。
The glass transition point of the amorphous polyester resin (B) is measured by a method (DSC method) specified in ASTM D3418-82 using DSC20, SSC / 580 manufactured by Seiko Instruments Inc.
Specifically, 5 mg of the sample is heated at a rate of 20 ° C./min to a temperature about 30 ° C. higher than the end of the glass transition, and cooled at a rate of 60 ° C./min to a temperature about 50 ° C. lower than the glass transition temperature. Heat at 20 ° C per minute to a temperature about 30 ° C higher.
From the data obtained by the above measurement, draw a graph with the vertical axis representing the amount of heat absorption and heat generation and the horizontal axis representing the temperature, and a straight line that extends the low-temperature baseline to the high-temperature side, and a step-like change in the glass transition. The temperature at the intersection with the tangent drawn at the point where the slope of the curve becomes maximum is defined as the glass transition temperature.
本発明における非晶性ポリエステル樹脂(B)の重量平均分子量は、低温定着性及び保存安定性の観点から、好ましくは3,000〜15,000、更に好ましくは4,000〜12,000、特に好ましくは4,500〜10,000である。本発明における非晶性ポリエステル樹脂(B)の重量平均分子量は、アルコール成分(x)、カルボン酸成分(y)の仕込み比などで調整できる。非晶性ポリエステル樹脂(B)の重量平均分子量の測定は、ビニル樹脂(A)の重量平均分子量の測定と同様の方法で行える。 The weight average molecular weight of the amorphous polyester resin (B) in the present invention is preferably from 3,000 to 15,000, more preferably from 4,000 to 12,000, particularly preferably from 4,000 to 12,000, from the viewpoint of low-temperature fixability and storage stability. Preferably it is 4,500-10,000. The weight average molecular weight of the amorphous polyester resin (B) in the present invention can be adjusted by adjusting the charging ratio of the alcohol component (x) and the carboxylic acid component (y). The weight average molecular weight of the amorphous polyester resin (B) can be measured by the same method as the measurement of the weight average molecular weight of the vinyl resin (A).
非晶性ポリエステル樹脂(B)の酸価は、好ましくは1〜30mgKOH/gであり、更に好ましくは1〜25mgKOH/gであり、特に好ましくは1〜20mgKOH/gである。非晶性ポリエステル樹脂(B)の酸価が1mgKOH/g以上であれば帯電安定性が良好であり、30mgKOH/g以下であれば保存安定性が良好である。 The acid value of the amorphous polyester resin (B) is preferably 1 to 30 mgKOH / g, more preferably 1 to 25 mgKOH / g, and particularly preferably 1 to 20 mgKOH / g. When the acid value of the amorphous polyester resin (B) is 1 mgKOH / g or more, the charging stability is good, and when it is 30 mgKOH / g or less, the storage stability is good.
非晶性ポリエステル樹脂(B)の酸価は、単量体の酸価及び酸価を有する単量体の含有量を調整することで調整できる。非晶性ポリエステル樹脂(B)の酸価は、例えばJIS K 0070などの方法で測定される。 The acid value of the amorphous polyester resin (B) can be adjusted by adjusting the acid value of the monomer and the content of the monomer having the acid value. The acid value of the amorphous polyester resin (B) is measured, for example, by a method such as JIS K0070.
非晶性ポリエステル樹脂(B)の軟化点は、保存安定性の観点から好ましくは90〜144℃であり、更に好ましくは95〜130℃であり、更に好ましくは95〜120℃である。 The softening point of the amorphous polyester resin (B) is preferably from 90 to 144 ° C, more preferably from 95 to 130 ° C, and further preferably from 95 to 120 ° C from the viewpoint of storage stability.
本発明における非晶性ポリエステル樹脂(B)の軟化点は以下の条件で測定される。
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)を軟化点とする。
The softening point of the amorphous polyester resin (B) in the present invention is measured under the following conditions.
Using a flow tester (for example, CFT-500D, manufactured by Shimadzu Corporation), while applying a load of 1.96 MPa with a plunger while heating 1 g of the measurement sample at a heating rate of 6 ° C./min, a diameter of 1 mm , Extruded from a 1 mm long nozzle, draw a graph of "Plunger descent (flow value)" and "Temperature", and read the temperature corresponding to 1/2 of the maximum value of the plunger descent from the graph This value (the temperature at which half of the measurement sample flows out) is defined as the softening point.
非晶性ポリエステル樹脂(B)を含む場合、ビニル樹脂(A)と非晶性ポリエステル樹脂(B)との重量比は好ましくは99/1〜21/79であり、更に好ましくは95/5〜40/60である。99/1以上であれば帯電安定性が悪化し、21/79以下であれば低温定着性が悪化する。 When the resin composition contains the amorphous polyester resin (B), the weight ratio of the vinyl resin (A) to the amorphous polyester resin (B) is preferably 99/1 to 21/79, and more preferably 95/5 to 5/5. 40/60. If the ratio is 99/1 or more, the charging stability deteriorates, and if it is 21/79 or less, the low-temperature fixability deteriorates.
本発明のトナーバインダーは、ビニル樹脂(A)及び非晶性ポリエステル樹脂(B)等を、単に公知の機械的混合方法(例えばメカニカルスターラーやマグネティックスターラーを用いる方法)を用いることによって均一混合することで製造する方法、ビニル樹脂(A)と非晶性ポリエステル樹脂(B)等とを、溶剤中に同時に溶解して均一化し、その後溶剤を除去することで製造する方法等で得ることができる。
機械的混合方法を用いる場合の混合時の温度としては、50〜200℃であることが好ましい。また、混合時間としては、0.5〜24時間であることが好ましい。
溶剤に溶解する方法を用いる場合は、溶剤としては特に制限はなく、トナーバインダーを構成する全てのポリマーを好適に溶解するものであれば良い。例えば、トルエン及びアセトン等を挙げられる。
溶剤を除去する時の温度は50〜200℃であることが好ましく、必要に応じて減圧や排風することで溶剤の除去を促進することができる。
The toner binder of the present invention is obtained by uniformly mixing the vinyl resin (A) and the amorphous polyester resin (B) by simply using a known mechanical mixing method (for example, a method using a mechanical stirrer or a magnetic stirrer). And a method in which the vinyl resin (A) and the amorphous polyester resin (B) are dissolved in a solvent at the same time to homogenize the mixture, and then the solvent is removed.
When the mechanical mixing method is used, the mixing temperature is preferably 50 to 200 ° C. The mixing time is preferably 0.5 to 24 hours.
In the case of using a method of dissolving in a solvent, the solvent is not particularly limited, and any solvent may be used as long as it can suitably dissolve all polymers constituting the toner binder. Examples include toluene and acetone.
The temperature at which the solvent is removed is preferably 50 to 200 ° C., and the removal of the solvent can be promoted by reducing the pressure or exhausting air as necessary.
本発明のトナーバインダーをトナーとして用いる場合は、必要により着色剤、離型剤、荷電制御剤及び流動化剤等を含有してもよい。 When the toner binder of the present invention is used as a toner, it may contain a colorant, a release agent, a charge control agent, a fluidizing agent, and the like, if necessary.
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。例えば、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、ピグメントレッド、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、ピグメントイエロー、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部に対して、好ましくは1〜40部、更に好ましくは3〜10部である。なお、磁性粉を用いる場合は、好ましくは20〜150部、更に好ましくは40〜120部である。
上記及び以下において、部は重量部を意味する。
As the colorant, any of dyes, pigments and the like used as colorants for toner can be used. For example, carbon black, iron black, Sudan Black SM, Fast Yellow G, Benzidine Yellow, Pigment Yellow, India First Orange, Pigment Red, Irgasin Red, Paranitroaniline Red, Toluidine Red, Carmine FB, Pigment Orange R, Lake Red 2G, rhodamine FB, rhodamine B lake, methyl violet B lake, phthalocyanine blue, pigment blue, brilliant green, phthalocyanine green, pigment yellow, oil yellow GG, kayaset YG, orazol brown B, oil pink OP, and the like. Can be used alone or in combination of two or more. If necessary, a magnetic powder (a powder of a ferromagnetic metal such as iron, cobalt, and nickel or a compound such as magnetite, hematite, and ferrite) can be contained as a colorant.
The content of the colorant is preferably 1 to 40 parts, more preferably 3 to 10 parts, based on 100 parts of the toner binder of the present invention. When using magnetic powder, the amount is preferably 20 to 150 parts, more preferably 40 to 120 parts.
Above and below, parts mean parts by weight.
離型剤としては、軟化点が50〜170℃のものが好ましく、ポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の脂肪族炭化水素系ワックス及びそれらの酸化物、カルナバワックス、モンタンワックス、サゾールワックス及びそれらの脱酸ワックス、脂肪酸エステルワックス等のエステルワックス、脂肪酸アミド類、脂肪酸類、高級アルコール類、脂肪酸金属塩等が挙げられる。
なお、離型剤の軟化点は非晶性ポリエステル樹脂(B)の軟化点と同様の条件で測定される。
As the release agent, those having a softening point of 50 to 170 ° C. are preferable, and aliphatic hydrocarbon waxes such as polyolefin wax, microcrystalline wax, paraffin wax, Fischer-Tropsch wax and oxides thereof, carnauba wax, montan wax , Sasol waxes and their deoxidizing waxes, ester waxes such as fatty acid ester waxes, fatty acid amides, fatty acids, higher alcohols, fatty acid metal salts and the like.
The softening point of the release agent is measured under the same conditions as the softening point of the amorphous polyester resin (B).
ポリオレフィンワックスとしては、オレフィン(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]、(例えば低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレンポリエチレン共重合体)、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[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)変性物等]、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。 Examples of the polyolefin wax include (co) polymers of olefins (ethylene, propylene, 1-butene, isobutylene, 1-hexene, 1-dodecene, 1-octadecene, and mixtures thereof), and those obtained by (co) polymerization. Including heat-reduced polyolefins] (eg, low molecular weight polypropylene, low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene polyethylene copolymer), oxides of (co) polymers of olefins with oxygen and / or ozone, (co) weights of olefins Unified maleic acid modified products [maleic acid and its derivatives (maleic anhydride, monomethyl maleate, monobutyl maleate and dimethyl maleate, etc.)], olefins and unsaturated carboxylic acids [(meth) acrylic acid, itaconic acid And maleic anhydride, etc.] and / or unsaturated And alkyl esters of alkyl (meth) acrylates (alkyl having 1 to 18 carbon atoms) and alkyl maleates (alkyl having 1 to 18 carbon atoms) and sasol wax. Can be
上記の中では低温定着性や耐ホットオフセット性の観点から好ましくは、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス、カルナバワックス及びエステルワックス及びアミドワックスである Among them, microcrystalline wax, paraffin wax, Fischer-Tropsch wax, carnauba wax, ester wax and amide wax are preferable from the viewpoint of low-temperature fixing property and hot offset resistance.
荷電制御剤としては、正帯電性荷電制御剤及び負帯電性荷電制御剤のいずれを含有していてもよく、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、イミダゾール誘導体、4級アンモニウム塩基含有重合体、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、スルホン酸基含有重合体、含フッ素系重合体及びハロゲン置換芳香環含有重合体等が挙げられる。 As the charge control agent, any of a positive charge control agent and a negative charge control agent may be contained, and a nigrosine dye, a triphenylmethane dye containing a tertiary amine as a side chain, and a quaternary ammonium Salt, polyamine, imidazole derivative, quaternary ammonium base-containing polymer, metal-containing azo dye, copper phthalocyanine dye, salicylic acid metal salt, boron complex of benzylic acid, sulfonic acid group-containing polymer, fluorine-containing polymer, and halogen-substituted fragrance Ring-containing polymers and the like can be mentioned.
流動化剤としては、シリカ、チタニア、アルミナ、炭酸カルシウム、脂肪酸金属塩、シリコーン樹脂粒子及びフッ素樹脂粒子等が挙げられ、2種以上を併用してもよい。トナーの帯電性の観点からシリカが好ましい。また、シリカは、トナーの転写性の観点から疎水性シリカであることが好ましい。 Examples of the fluidizing agent include silica, titania, alumina, calcium carbonate, fatty acid metal salt, silicone resin particles and fluororesin particles, and two or more kinds thereof may be used in combination. Silica is preferred from the viewpoint of toner chargeability. The silica is preferably hydrophobic silica from the viewpoint of transferability of the toner.
本発明のトナーバインダーをトナーとして用いる場合のトナーの組成比は、本発明のトナーバインダーがトナーの重量を基準として、好ましくは30〜97重量%、更に好ましくは40〜95重量%、特に好ましくは45〜92重量%である。
着色剤はトナーの重量を基準として、好ましくは0.05〜60重量%、更に好ましくは0.1〜55重量%、特に好ましくは0.5〜50重量%である。
離型剤はトナーの重量を基準として、好ましくは0〜30重量%、更に好ましくは0.5〜20重量%、特に好ましくは1〜10重量%である。
荷電制御剤はトナーの重量を基準として、好ましくは0〜20重量%、更に好ましくは0.1〜10重量%、特に好ましくは0.5〜7.5重量%である。
流動化剤はトナーの重量を基準として、好ましくは0〜10重量%、更に好ましくは0〜5重量%、特に好ましくは0.1〜4重量%である。
また、添加剤の合計含有量はトナーの重量を基準として、好ましくは3〜70重量%、更に好ましくは4〜58重量%、特に好ましくは5〜50重量%である。
トナー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。
When the toner binder of the present invention is used as a toner, the composition ratio of the toner is preferably 30 to 97% by weight, more preferably 40 to 95% by weight, and particularly preferably, the toner binder of the present invention is based on the weight of the toner. 45 to 92% by weight.
The colorant is preferably 0.05 to 60% by weight, more preferably 0.1 to 55% by weight, and particularly preferably 0.5 to 50% by weight based on the weight of the toner.
The release agent is preferably 0 to 30% by weight, more preferably 0.5 to 20% by weight, and particularly preferably 1 to 10% by weight, based on the weight of the toner.
The charge control agent is preferably 0 to 20% by weight, more preferably 0.1 to 10% by weight, particularly preferably 0.5 to 7.5% by weight based on the weight of the toner.
The fluidizing agent is preferably 0 to 10% by weight, more preferably 0 to 5% by weight, particularly preferably 0.1 to 4% by weight, based on the weight of the toner.
The total content of the additives is preferably 3 to 70% by weight, more preferably 4 to 58% by weight, and particularly preferably 5 to 50% by weight, based on the weight of the toner.
When the composition ratio of the toner is in the above range, a toner having good chargeability can be easily obtained.
本発明のトナーバインダーをトナーとして用いる場合のトナーの製造方法は特に限定されず、混練粉砕法、乳化転相法、乳化重合法、懸濁重合法、溶解懸濁法及び乳化凝集法等のいずれの方法により得られたものであってもよい。
これらの製造方法のうち、生産性、低温定着性および保存性の観点から混練粉砕法および溶解懸濁法が好ましい。
The method for producing the toner when the toner binder of the present invention is used as a toner is not particularly limited, and may be any of a kneading and pulverizing method, an emulsion phase inversion method, an emulsion polymerization method, a suspension polymerization method, a solution suspension method, and an emulsion aggregation method. May be obtained by the above method.
Among these production methods, the kneading and pulverization method and the dissolution suspension method are preferred from the viewpoints of productivity, low-temperature fixability and storage stability.
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で乾式ブレンドした後、二軸混練機、エクストルーダー、コンティニアスニーダー及び3本ロール等の連続式の混合装置で溶融混練し、その後ミル機等で粗粉砕し、最終的に気流式微粉砕機等を用いて微粒子化して、さらにエルボジェット等の分級装置で粒度分布を調整することにより、体積平均粒径(D50)が好ましくは5〜20μmの微粒子とした後、流動化剤を混合して製造することができる。なお、体積平均粒径(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。
具体的には、電解水溶液であるISOTON−II(ベックマン・コールター社製)100〜150mL中に分散剤として界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸塩)を0.1〜5mL加える。さらに測定試料を2〜20mg加え、試料を懸濁した電解液を、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、前記測定装置により、アパーチャーとして50μmアパーチャーを用いて、トナー粒子の体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナー粒子の体積平均粒径(D50)(μm)、個数平均粒径(μm)、粒度分布(体積平均粒径/個数平均粒径)を求める。
For example, when a toner is obtained by a kneading and pulverizing method, components constituting the toner excluding a fluidizing agent are dry-blended with a Henschel mixer, a Nauter mixer, a Banbury mixer, and the like, and then a twin-screw kneader, an extruder, a continuous kneader and Melt and knead with a continuous mixing device such as three rolls, then coarsely pulverize with a mill, etc., and finally make fine particles using a pneumatic fine pulverizer, etc., and further reduce the particle size distribution with a classifier such as an elbow jet. By adjusting the volume, fine particles having a volume average particle diameter (D50) of preferably 5 to 20 μm can be produced, and then mixed with a fluidizing agent. The volume average particle size (D50) is measured using a Coulter counter [for example, trade name: Multisizer III (manufactured by Coulter)].
Specifically, 0.1 to 5 mL of a surfactant (alkylbenzene sulfonate) is added as a dispersant to 100 to 150 mL of ISOTON-II (manufactured by Beckman Coulter), which is an aqueous electrolytic solution. Further, 2 to 20 mg of a measurement sample was added, and the electrolyte in which the sample was suspended was subjected to dispersion treatment for about 1 to 3 minutes using an ultrasonic disperser, and the measurement device used a 50 μm aperture as an aperture to obtain a volume of toner particles. , The number is measured, and the volume distribution and the number distribution are calculated. From the obtained distribution, the volume average particle size (D50) (μm), the number average particle size (μm), and the particle size distribution (volume average particle size / number average particle size) of the toner particles are obtained.
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。 When a toner is obtained by an emulsification phase inversion method, it can be manufactured by dissolving or dispersing components constituting the toner except for a fluidizing agent in an organic solvent, emulsifying by adding water, and then separating and classifying. The volume average particle diameter of the toner is preferably 3 to 15 μm.
乳化重合法及び懸濁重合法は、公知の方法[特公昭36−10231号公報、特公昭47−518305号公報、特公昭51−14895号公報等に記載の方法]を用いることができる。 As the emulsion polymerization method and the suspension polymerization method, known methods [methods described in JP-B-36-10231, JP-B-47-518305, JP-B-51-14895, etc.] can be used.
溶解懸濁法及び乳化凝集法は、公知の方法[特許第3596104号公報、特許第3492748号公報等に記載の方法]を用いることができる。 As the dissolution suspension method and the emulsion aggregation method, known methods [methods described in Japanese Patent No. 3596104, Japanese Patent No. 3492748, etc.] can be used.
本発明のトナーバインダーに用いられるトナーは、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(アクリル重合体、及びシリコーン重合体等)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、1/99〜100/0である。また、キャリアー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。 The toner used in the toner binder of the present invention may be, if necessary, carrier particles such as iron powder, glass beads, nickel powder, ferrite, magnetite, and ferrite whose surface is coated with a resin (acrylic polymer, silicone polymer, etc.). And used as a developer for an electric latent image. The weight ratio between the toner and the carrier particles is from 1/99 to 100/0. Further, instead of the carrier particles, friction with a member such as a charging blade can be performed to form an electric latent image.
本発明のトナーバインダーは、電子写真用トナーとして複写機及びプリンター等により支持体(紙及び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及びフラッシュ定着方法等が適用できる。 The toner binder of the present invention is fixed to a support (paper, polyester film or the like) by a copying machine, a printer, or the like as an electrophotographic toner, and is used as a recording material. As a method for fixing to a support, a known hot roll fixing method, flash fixing method, and the like can be applied.
以下、実施例及び比較例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下、特に定めない限り部は重量部を示す。 Hereinafter, although an example and a comparative example explain the present invention further, the present invention is not limited to these. Hereinafter, parts are by weight unless otherwise specified.
<製造例1>
オートクレーブにトルエン30部を仕込み、窒素で置換した後、170℃まで昇温した。次いで、同温度で単量体(a)であるベヘニルアクリレート64部、単量体(c)であるスチレン18部、単量体(b)であるアクリロニトリル18部、ジ−t−ブチルパーオキサイド0.7部及びトルエン10部の混合溶液を、同温度で3時間かけて滴下し、更に同温度で1時間保持して、ビニル樹脂(A1)のトルエン溶液を得た。次いで、得られたトルエン溶液において、1kPa以下でトルエンを除去し、ガスクロマトグラフィーにより樹脂中のトルエンが100ppm以下であることを確認し取出した後、温度40℃、湿度80%の恒温恒湿機にて48時間調湿することで、ビニル樹脂(A1)を得た。
用いた単量体(b)のハンセン溶解度パラメーター(HSP)の水素結合項(dH)、ビニル樹脂(A1)の重量平均分子量、融点、比誘電率、水分量及び酸価を表1に記載した。
<Production Example 1>
The autoclave was charged with 30 parts of toluene, the atmosphere was replaced with nitrogen, and the temperature was raised to 170 ° C. Then, at the same temperature, 64 parts of behenyl acrylate as the monomer (a), 18 parts of styrene as the monomer (c), 18 parts of acrylonitrile as the monomer (b), and 0 parts of di-t-butyl peroxide. A mixed solution of 0.7 parts and 10 parts of toluene was added dropwise at the same temperature over 3 hours, and further kept at the same temperature for 1 hour to obtain a toluene solution of the vinyl resin (A1). Next, in the obtained toluene solution, toluene was removed at 1 kPa or less, and after confirming that the toluene in the resin was 100 ppm or less by gas chromatography and taken out, a thermo-hygrostat at a temperature of 40 ° C. and a humidity of 80% was used. For 48 hours to obtain a vinyl resin (A1).
The hydrogen bond term (dH) of the Hansen solubility parameter (HSP) of the used monomer (b), the weight average molecular weight, the melting point, the relative permittivity, the water content and the acid value of the vinyl resin (A1) are shown in Table 1. .
<製造例2〜10>
表1に記載の単量体及びその他の原料を指定の重量部としたこと以外は製造例1と同様にしてビニル樹脂(A2)〜(A10)を得た。物性はそれぞれ表1に示した。
<Production Examples 2 to 10>
Vinyl resins (A2) to (A10) were obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the monomers and other raw materials shown in Table 1 were used as specified parts by weight. The physical properties are shown in Table 1.
<製造例11>
攪拌及び還流冷却装置並びに温度計を備えた4ツ口フラスコにベヘン酸2040部、酢酸ビニル2067部、塩化パラジウム0.044部、臭化リチウム0.10部、第三リン酸ナトリウム0.984を仕込み、攪拌下に70℃にて40時間反応させた後、減圧蒸留にてベヘン酸ビニル1527部を得た。
<Production Example 11>
2040 parts of behenic acid, 2067 parts of vinyl acetate, 0.044 parts of palladium chloride, 0.10 parts of lithium bromide, and 0.984 parts of tribasic sodium phosphate were placed in a four-necked flask equipped with a stirring and reflux cooling device and a thermometer. After charging and reacting at 70 ° C. for 40 hours with stirring, 1527 parts of vinyl behenate was obtained by distillation under reduced pressure.
<製造例12>
オートクレーブにトルエン30部を仕込み、窒素で置換した後、170℃まで昇温した。次いで、同温度で単量体(a)である製造例11で得たベヘン酸ビニル68部、単量体(c)であるスチレン18部、単量体(b)であるアクリロニトリル18部、ジ−t−ブチルパーオキサイド1.1部及びトルエン10部の混合溶液を、同温度で3時間かけて滴下し、更に同温度で1時間保持して、ビニル樹脂(A11)のトルエン溶液を得た。次いで、得られたトルエン溶液において、1kPa以下でトルエンを除去し、ガスクロマトグラフィーにより樹脂中のトルエンが100ppm以下であることを確認し取出した後、温度40℃、湿度80%の恒温恒湿機にて48時間調湿することで、ビニル樹脂(A11)を得た。
用いた単量体(b)のハンセン溶解度パラメーター(HSP)の水素結合項(dH)、ビニル樹脂(A11)の重量平均分子量、融点、比誘電率、水分量及び酸価を表1に記載した。
<Production Example 12>
The autoclave was charged with 30 parts of toluene, the atmosphere was replaced with nitrogen, and the temperature was raised to 170 ° C. Next, at the same temperature, 68 parts of the vinyl behenate obtained in Production Example 11 as the monomer (a), 18 parts of styrene as the monomer (c), 18 parts of acrylonitrile as the monomer (b), A mixed solution of 1.1 parts of -t-butyl peroxide and 10 parts of toluene was added dropwise at the same temperature over 3 hours, and further kept at the same temperature for 1 hour to obtain a toluene solution of vinyl resin (A11). . Next, in the obtained toluene solution, toluene was removed at 1 kPa or less, and after confirming that the toluene in the resin was 100 ppm or less by gas chromatography and taken out, a thermo-hygrostat at a temperature of 40 ° C. and a humidity of 80% was used. For 48 hours to obtain a vinyl resin (A11).
The hydrogen bond term (dH) of the Hansen solubility parameter (HSP) of the used monomer (b), the weight average molecular weight, the melting point, the relative permittivity, the water content and the acid value of the vinyl resin (A11) are shown in Table 1. .
<製造例13>
撹拌機付のオートクレーブにキシレン100部、単量体(a)であるベヘニルアクリレート100部、チオグリコール酸1.5部を仕込み、窒素で置換した後、撹拌下密閉状態で85℃まで昇温した。ジ−t−ブチルパーオキシド[アゾV65、富士フィルム和光純薬(株)製、以下同様]0.80部を仕込み、オートクレーブ内温度を85℃のまま同温度にコントロールしながら3時間かけて重合を行った。その後更に105℃まで昇温し、105℃で1時間撹拌した後に30℃まで冷却した。冷却後、反応容器内に単量体(b)であるメタクリル酸ヒドロキシエチル(東京化成工業(株)製)2.5部を加え55℃まで昇温した後、シジクロヘキシルカルボジイミド(東京化成工業(株)製)4部、4−メチルアミノピリジン(東京化成工業(株)製)0.1部、t−Buハイドロキノン(東京化成工業(株)製)0.1部をクロロホルム20部に溶解した混合液を1時間かけて滴下した。その後更に55℃で5時間撹拌を行った。その後35℃まで冷却して固形分を除いた溶解分をメタノール沈殿法により精製した。得られた固形分を減圧乾燥して白色固体モノマーを得た。白色固体モノマーは重量平均分子量が6,000であり、融点はで65℃あった。重量平均分子量と融点はビニル樹脂(A)と同様の方法で測定を行った。
次に、別のオートクレーブにトルエン30部を仕込み、窒素で置換した後、170℃まで昇温した。次いで、同温度で白色固体モノマー64部、単量体(c)であるスチレン18部、単量体(b)であるアクリロニトリル18部、ジ−t−ブチルパーオキサイド0.7部及びトルエン10部の混合溶液を、同温度で3時間かけて滴下し、更に同温度で1時間保持して、ビニル樹脂(A12)のキシレン溶液を得た。次いで、得られたトルエン溶液において、1kPa以下でトルエンを除去し、ガスクロマトグラフィーにより樹脂中のトルエンが100ppm以下であることを確認し取出した後、温度40℃、湿度80%の恒温恒湿機にて48時間調湿することで、ビニル樹脂(A12)を得た。
用いた単量体(b)のハンセン溶解度パラメーター(HSP)の水素結合項(dH)、ビニル樹脂(A12)の重量平均分子量、融点、比誘電率、水分量及び酸価を表1に記載した。
<Production Example 13>
An autoclave equipped with a stirrer was charged with 100 parts of xylene, 100 parts of behenyl acrylate as the monomer (a), and 1.5 parts of thioglycolic acid, and the atmosphere was replaced with nitrogen. . 0.80 part of di-t-butyl peroxide [Azo V65, manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd .; the same applies hereinafter] was charged, and polymerization was carried out for 3 hours while controlling the temperature in the autoclave at 85 ° C while maintaining the same temperature. Was done. Thereafter, the temperature was further raised to 105 ° C, and the mixture was stirred at 105 ° C for 1 hour and then cooled to 30 ° C. After cooling, 2.5 parts of hydroxyethyl methacrylate (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) as a monomer (b) was added to the reaction vessel, and the temperature was raised to 55 ° C. 4 parts of 4-methylaminopyridine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 0.1 parts of t-Bu hydroquinone (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) are dissolved in 20 parts of chloroform. The resulting mixture was added dropwise over 1 hour. Thereafter, stirring was further performed at 55 ° C. for 5 hours. Thereafter, the solution was cooled to 35 ° C., and the dissolved matter excluding the solid content was purified by a methanol precipitation method. The obtained solid was dried under reduced pressure to obtain a white solid monomer. The white solid monomer had a weight average molecular weight of 6,000 and a melting point of 65 ° C. The weight average molecular weight and the melting point were measured in the same manner as for the vinyl resin (A).
Next, 30 parts of toluene was charged into another autoclave, the atmosphere was replaced with nitrogen, and the temperature was raised to 170 ° C. Then, at the same temperature, 64 parts of a white solid monomer, 18 parts of styrene as monomer (c), 18 parts of acrylonitrile as monomer (b), 0.7 part of di-t-butyl peroxide and 10 parts of toluene Was added dropwise over 3 hours at the same temperature and further maintained at the same temperature for 1 hour to obtain a xylene solution of the vinyl resin (A12). Next, in the obtained toluene solution, toluene was removed at 1 kPa or less, and after confirming that the toluene in the resin was 100 ppm or less by gas chromatography and taken out, a thermo-hygrostat at a temperature of 40 ° C. and a humidity of 80% was used. For 48 hours to obtain a vinyl resin (A12).
The hydrogen bond term (dH) of the Hansen solubility parameter (HSP) of the monomer (b) used, the weight average molecular weight, the melting point, the relative permittivity, the water content and the acid value of the vinyl resin (A12) are shown in Table 1. .
<製造例14>
撹拌機付のオートクレーブにキシレン100部、単量体(b)であるアクリロニトリル100部、チオグリコール酸1.8部を仕込み、窒素で置換した後、撹拌下密閉状態で85℃まで昇温した。ジ−t−ブチルパーオキシド[アゾV65、富士フィルム和光純薬(株)製、以下同様]1.05部を仕込み、オートクレーブ内温度を85℃のまま同温度にコントロールしながら3時間かけて重合を行った。その後更に105℃まで昇温し、105℃で1時間撹拌した後に30℃まで冷却した。冷却後、反応容器内に単量体(b)であるメタクリル酸ヒドロキシエチル(東京化成工業(株)製)1.9部を加え55℃まで昇温した後、シジクロヘキシルカルボジイミド(東京化成工業(株)製)3.1部、4−メチルアミノピリジン(東京化成工業(株)製)0.1部、t−Buハイドロキノン(東京化成工業(株)製)0.1部をクロロホルム20部に溶解した混合液を1時間かけて滴下した。その後更に55℃で5時間撹拌を行った。その後35℃まで冷却してメタノール沈殿法により精製した。得られた固形分を減圧乾燥して白色固体モノマーを得た。白色固体モノマーは重量平均分子量が9,300であり、ガラス転移点は55℃あった。重量平均分子量と融点はビニル樹脂と同様の方法で測定を行った。
さらに、別のオートクレーブにトルエン30部を仕込み、窒素で置換した後、170℃まで昇温した。次いで、同温度でベヘニルアクリレート64部、単量体(c)であるスチレン18部、単量体(b)である白色固体モノマー18部、ジ−t−ブチルパーオキサイド0.7部及びトルエン10部の混合溶液を、同温度で3時間かけて滴下し、更に同温度で1時間保持して、ビニル樹脂(A13)のキシレン溶液を得た。次いで、得られたトルエン溶液において、1kPa以下でトルエンを除去し、ガスクロマトグラフィーにより樹脂中のトルエンが100ppm以下であることを確認し取出した後、温度40℃、湿度80%の恒温恒湿機にて48時間調湿することで、ビニル樹脂(A13)を得た。
用いた単量体(b)のハンセン溶解度パラメーター(HSP)の水素結合項(dH)、ビニル樹脂(A13)の重量平均分子量、融点、比誘電率、水分量及び酸価を表1に記載した。
<Production Example 14>
An autoclave equipped with a stirrer was charged with 100 parts of xylene, 100 parts of acrylonitrile, which is a monomer (b), and 1.8 parts of thioglycolic acid, and the mixture was purged with nitrogen. 1.05 parts of di-t-butyl peroxide [azo V65, manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd .; the same applies hereinafter] was charged, and polymerization was carried out for 3 hours while controlling the temperature in the autoclave at 85 ° C while maintaining the same temperature. Was done. Thereafter, the temperature was further raised to 105 ° C, and the mixture was stirred at 105 ° C for 1 hour and then cooled to 30 ° C. After cooling, 1.9 parts of hydroxyethyl methacrylate (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.), which is a monomer (b), was added into the reaction vessel, and the temperature was raised to 55 ° C. 3.1 parts of 4-methylaminopyridine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 0.1 parts of t-Bu hydroquinone (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 20 parts of chloroform Was added dropwise over 1 hour. Thereafter, stirring was further performed at 55 ° C. for 5 hours. Thereafter, the mixture was cooled to 35 ° C. and purified by a methanol precipitation method. The obtained solid was dried under reduced pressure to obtain a white solid monomer. The white solid monomer had a weight average molecular weight of 9,300 and a glass transition point of 55 ° C. The weight average molecular weight and the melting point were measured in the same manner as for the vinyl resin.
Further, another autoclave was charged with 30 parts of toluene, and the autoclave was purged with nitrogen, and then heated to 170 ° C. Then, at the same temperature, 64 parts of behenyl acrylate, 18 parts of styrene as monomer (c), 18 parts of white solid monomer as monomer (b), 0.7 parts of di-t-butyl peroxide and 10 parts of toluene Of the mixed solution was added dropwise over 3 hours at the same temperature, and further maintained at the same temperature for 1 hour to obtain a xylene solution of the vinyl resin (A13). Next, in the obtained toluene solution, toluene was removed at 1 kPa or less, and after confirming that the toluene in the resin was 100 ppm or less by gas chromatography and taken out, a thermo-hygrostat at a temperature of 40 ° C. and a humidity of 80% was used. For 48 hours to obtain a vinyl resin (A13).
The hydrogen bond term (dH) of the Hansen solubility parameter (HSP) of the monomer (b) used, the weight average molecular weight, the melting point, the relative permittivity, the water content and the acid value of the vinyl resin (A13) are shown in Table 1. .
表1中、単量体(b)の化合物名に続けて記載した括弧内に単量体(b)のハンセン溶解度パラメーター(HSP)の水素結合項(dH)の値を記載した。
また、物性欄に記載したビニル樹脂(A)を構成する単量体(b)の(dH)は、使用した単量体(b)が1種類であればその(dH)を、使用した単量体(b)が2種以上である場合には使用した単量体(b)の(dH)を単量体(b)の重量比に基づいて計算した平均値を記載した。
In Table 1, the value of the hydrogen bond term (dH) of the Hansen solubility parameter (HSP) of the monomer (b) is described in parentheses following the compound name of the monomer (b).
Further, (dH) of the monomer (b) composing the vinyl resin (A) described in the physical property column is, if only one kind of the monomer (b) was used, the (dH) was simply used. When two or more types of the monomer (b) were used, the average value of (dH) of the used monomer (b) calculated based on the weight ratio of the monomer (b) was described.
<比較製造例1〜5>
表2に記載の単量体及びその他の原料を指定の重量部としたこと以外は製造例1と同様にしてビニル樹脂(A´1)〜(A´5)を得た。物性はそれぞれ表2に示した。
<Comparative Production Examples 1 to 5>
Vinyl resins (A'1) to (A'5) were obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the monomers and other raw materials shown in Table 2 were used in the specified parts by weight. The physical properties are shown in Table 2.
<製造例15>
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAのEO2モル付加物365部、ビスフェノールAのPO2モル付加物339部、テレフタル酸266部、アジピン酸8部、無水トリメリット酸29部、縮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2.5部を入れ、230℃で窒素気流下に、生成する水を留去しながら4時間反応させ、0.5〜2.5kPaの減圧下に5時間反応させた後取り出し、非晶性ポリエステル樹脂(B1)を得た。物性を表3に示した。
<Production Example 15>
In a reaction vessel equipped with a cooling pipe, a stirrer and a nitrogen introducing pipe, 365 parts of EO 2 mol adduct of bisphenol A, 339 parts of PO2 mol adduct of bisphenol A, 266 parts of terephthalic acid, 8 parts of adipic acid, trimellitic anhydride 29 parts of an acid and 2.5 parts of titanium diisopropoxybistriethanolaminate as a condensation catalyst are added, and the mixture is reacted at 230 ° C. for 4 hours while distilling off generated water under a nitrogen stream to obtain 0.5 to 2.5 kPa. After reacting under reduced pressure for 5 hours, the mixture was taken out to obtain an amorphous polyester resin (B1). Table 3 shows the physical properties.
<製造例16>
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAのPO2モル付加物752部、テレフタル酸313部、フマル酸1部、無水トリメリット酸1部、縮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2.5部を入れ、230℃で窒素気流下に、生成する水を留去しながら4時間反応させ、0.5〜2.5kPaの減圧下に5時間反応させた後取り出し、非晶性ポリエステル樹脂(B2)を得た。物性を表3に示した。
<Production Example 16>
In a reaction vessel equipped with a cooling pipe, a stirrer, and a nitrogen introducing pipe, 752 parts of a PO2 mole adduct of bisphenol A, 313 parts of terephthalic acid, 1 part of fumaric acid, 1 part of trimellitic anhydride, and titanium diisopropane as a condensation catalyst After adding 2.5 parts of propoxybistriethanolaminate and reacting at 230 ° C. under a nitrogen stream while distilling off generated water for 4 hours, and then reacting under reduced pressure of 0.5 to 2.5 kPa for 5 hours, It was taken out to obtain an amorphous polyester resin (B2). Table 3 shows the physical properties.
<実施例1> [トナー(T−1)の作成]
トナーバインダーとしてビニル樹脂(A1)80部、非晶性ポリエステル樹脂(B1)9部、着色剤としてカーボンブラック[三菱ケミカル(株)製、MA−100]6部、離型剤としてカルナウバワックス[日本ワックス社製、カルナウバワックス]4部、荷電制御剤としてアイゼンスピロンブラック[保土谷化学(製)、T−77]4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[日本コークス工業(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。ついで気流式微粉砕機[(株)栗本鐵工所製 KJ−25]を用いて微粉砕した後、エルボジェット分級機[(株)マツボー製 EJ−L−3(LABO)型]で分級し、体積平均粒径(D50)が8μmのトナー粒子を得た。
ついで、トナー粒子99部に流動化剤として疎水性シリカ[日本アエロジル(株)製、アエロジルR972]1部をサンプルミルにて混合して、本発明のトナー(T−1)を得た。
<Example 1> [Preparation of toner (T-1)]
80 parts of a vinyl resin (A1) as a toner binder, 9 parts of an amorphous polyester resin (B1), 6 parts of carbon black [MA-100, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation] as a coloring agent, and carnauba wax as a releasing agent [ 4 parts of Carnauba wax manufactured by Nippon Wax Co., Ltd., and 4 parts of Aizen Spiron Black [T-77, Hodogaya Chemical Co., Ltd.] as a charge control agent were added to form a toner by the following method. First, after preliminarily mixing using a Henschel mixer [FM10B manufactured by Nippon Coke Industry Co., Ltd.], the mixture was kneaded with a twin-screw kneader [PCM-30 manufactured by Ikegai Co., Ltd.]. Then, after finely pulverizing using an air-flow type pulverizer [KJ-25 manufactured by Kurimoto Iron Works Co., Ltd.], classification was performed using an elbow jet classifier [EJ-L-3 (LABO) type manufactured by Matsubo Corporation]. Toner particles having a volume average particle diameter (D50) of 8 μm were obtained.
Then, 99 parts of the toner particles were mixed with 1 part of hydrophobic silica [Aerosil R972 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.] as a fluidizing agent in a sample mill to obtain a toner (T-1) of the present invention.
<実施例2〜19>
[トナー(T−2)〜(T−19)の作成]
表4に記載のビニル樹脂(A)及び非晶性ポリエステル樹脂(B)を指定の重量部としたこと以外は実施例1と同様にしてトナー(T−2)〜(T−19)を得た。
<Examples 2 to 19>
[Preparation of Toners (T-2) to (T-19)]
Toners (T-2) to (T-19) were obtained in the same manner as in Example 1 except that the vinyl resin (A) and the amorphous polyester resin (B) shown in Table 4 were used in the specified parts by weight. Was.
<比較例1〜7>
[トナー(T´−1)〜(T´−7)の作成]
表5に記載のビニル樹脂(A)及び非晶性ポリエステル樹脂(B)を指定の重量部としたこと以外は実施例1と同様にしてトナー(T´−1)〜(T´−7)を得た。
<Comparative Examples 1 to 7>
[Preparation of Toners (T'-1) to (T'-7)]
Toners (T'-1) to (T'-7) in the same manner as in Example 1 except that the vinyl resin (A) and the amorphous polyester resin (B) shown in Table 5 were used in the specified parts by weight. Got.
[性能評価]
得られたトナーの低温定着性、保存安定性、耐ホットオフセット性、帯電安定性の測定方法、評価方法、判定基準を以下の方法で行った。その結果を表4及び表5に示した。
[Performance evaluation]
The low-temperature fixability, storage stability, hot offset resistance, and charge stability of the obtained toner were measured, evaluated, and evaluated by the following methods. The results are shown in Tables 4 and 5.
<低温定着性>
トナーを紙面上に0.8mg/cm2となるよう均一に載せる。このとき粉体を紙面に載せる方法は、熱定着機を外したプリンターを用いる。上記の重量密度で粉体を均一に載せることができるのであれば他の方法を用いてもよい。
この紙を加圧ローラーに定着速度(加熱ローラ周速)213mm/sec、定着圧力(加圧ローラ圧)10kg/cm2の条件で通した時のコールドオフセットの発生温度(MFT)を測定した。
コールドオフセットの発生温度が低いほど、低温定着性に優れることを意味する。この評価条件では一般に125℃以下が必要とされる
<Low temperature fixability>
The toner is uniformly placed on the paper surface at 0.8 mg / cm 2 . At this time, the method of placing the powder on the paper uses a printer with the heat fixing machine removed. Other methods may be used as long as the powder can be uniformly placed at the above weight density.
The temperature (MFT) at which a cold offset occurred when the paper was passed through a pressure roller at a fixing speed (heating roller peripheral speed) of 213 mm / sec and a fixing pressure (pressure roller pressure) of 10 kg / cm 2 was measured.
The lower the temperature at which the cold offset occurs, the better the low-temperature fixability. Under these evaluation conditions, 125 ° C. or less is generally required.
<保存安定性>
50℃、湿度80%に温調調湿された乾燥機にトナーを15時間静置し、ブロッキングの有無を目視で判断し、下記の基準で保存安定性を評価した。
[判定基準]
○:ブロッキングは発生していない
×:ブロッキングが発生している
<Storage stability>
The toner was allowed to stand for 15 hours in a dryer conditioned at a temperature of 50 ° C. and a humidity of 80%, and the presence or absence of blocking was visually determined, and the storage stability was evaluated according to the following criteria.
[Criteria]
:: Blocking has not occurred ×: Blocking has occurred
<耐ホットオフセット性>
トナーを紙面上に0.6mg/cm2となるよう均一に載せる。このときトナーを紙面に載せる方法は、熱定着機を外したプリンターを用いた。この紙を加圧ローラーに定着速度(加熱ローラ周速)213mm/sec、定着圧力(加圧ローラ圧)5kg/cm2の条件で通した時のホットオフセット温度を測定した。
この評価条件では一般に180℃以上が必要とされる。
<Hot offset resistance>
The toner is evenly placed on the paper at 0.6 mg / cm 2 . At this time, the toner was placed on the paper using a printer without the heat fixing device. The hot offset temperature was measured when the paper was passed through a pressure roller at a fixing speed (heating roller peripheral speed) of 213 mm / sec and a fixing pressure (pressure roller pressure) of 5 kg / cm 2 .
Under these evaluation conditions, 180 ° C. or higher is generally required.
<帯電安定性>
トナー0.5gとフェライトキャリア(パウダーテック社製、F−150)20gとを50mlのガラス瓶に入れ、相対湿度(1)50%(2)85%で8時間以上調湿する。
ターブラーシェーカーミキサーにて50rpm×10および60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。相対湿度50%の摩擦時間10分の帯電量をもって飽和帯電量とした。また、「相対湿度85%の摩擦時間60分の帯電量/相対湿度50%の摩擦時間60分の帯電量」を計算し、これを帯電安定性の指標とした。
この評価条件では一般に0.40以上の数値が必要とされる。
<Charging stability>
0.5 g of the toner and 20 g of a ferrite carrier (F-150, manufactured by Powder Tech) are placed in a 50 ml glass bottle, and the relative humidity is adjusted at (1) 50% (2) 85% for 8 hours or more.
The mixture was friction-stirred with a tumbler shaker mixer at 50 rpm × 10 and 60 minutes, and the charge amount was measured at each time. A blow-off charge amount measuring device [manufactured by Toshiba Chemical Corporation] was used for the measurement. The saturated charge amount was defined as the charge amount for 10 minutes with a friction time of 50% relative humidity. In addition, “a charge amount of friction for 60 minutes at a relative humidity of 85% / a charge amount of 60 minutes for a friction time of 50% of relative humidity” was calculated and used as an index of charge stability.
Under this evaluation condition, a numerical value of 0.40 or more is generally required.
表4及び表5の評価結果から明らかなように、本発明のトナーバインダーを用いたトナー(実施例1〜19)は、比較のトナー(比較例1〜7)と比べて、低温定着性と保存安定性を両立させつつ、耐ホットオフセット性及び帯電安定性が著しく良好である結果が得られた。 As is clear from the evaluation results in Tables 4 and 5, the toner using the toner binder of the present invention (Examples 1 to 19) has a lower low-temperature fixability than the comparative toner (Comparative Examples 1 to 7). The result that the hot offset resistance and the charging stability were remarkably good while obtaining both the storage stability was obtained.
本発明のトナーバインダーを用いたトナーは、低温定着性、耐ホットオフセット性及び保存安定性に優れるため、電子写真、静電記録及び静電印刷等に用いる静電荷像現像用トナーとして有用である。 The toner using the toner binder of the present invention has excellent low-temperature fixability, hot offset resistance, and storage stability, and is therefore useful as a toner for developing an electrostatic image used in electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, and the like. .
Claims (4)
ビニル樹脂(A)のDSC測定による融点が40〜80℃であり、
ビニル樹脂(A)の比誘電率ε’が2.5〜4.0であり、
ビニル樹脂(A)の含有する水分量が500〜10000ppmであり、
トナーバインダーの重量を基準としてビニル樹脂(A)の重合割合が21〜99重量%であり、
ビニル樹脂(A)を構成する単量体の合計重量を基準として単量体(a)の重合割合が15〜90重量%であることを特徴とするトナーバインダー。 A toner binder containing a vinyl resin (A) having a monomer (a) as an essential constituent monomer, wherein the monomer (a) has a chain hydrocarbon group and has 21 to 40 carbon atoms ( (Meth) acrylate and / or a vinyl ester having 21 to 40 carbon atoms having a chain hydrocarbon group,
The melting point of the vinyl resin (A) measured by DSC is 40 to 80 ° C,
The relative permittivity ε ′ of the vinyl resin (A) is 2.5 to 4.0,
The water content of the vinyl resin (A) is 500 to 10000 ppm,
The polymerization ratio of the vinyl resin (A) is 21 to 99% by weight based on the weight of the toner binder,
A toner binder, wherein the polymerization ratio of the monomer (a) is 15 to 90% by weight based on the total weight of the monomers constituting the vinyl resin (A).
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