JP2021140153A - トナーバインダーの製造方法 - Google Patents
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- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Abstract
【課題】低温定着性、耐ホットオフセット性を維持しつつ、画像強度、耐熱保存性、耐水性、帯電維持率、耐久性及び臭気のすべてを満足するトナーバインダーを提供することを目的とする。【解決手段】酸価が1mgKOH/g未満の樹脂(B)及びエポキシ化触媒(F)の存在下で、酸価が1mgKOH/g以上のポリエステル樹脂(A1)とエポキシ化合物(E)を反応させる工程を有するトナーバインダーの製造方法であって、エポキシ化触媒(F)が下記一般式(1)で表される化合物であるトナーバインダーの製造方法。【選択図】なし
Description
本発明はトナーバインダーの製造方法に関する。
近年、電子写真システムの発展に伴い、複写機やレーザープリンター等の電子写真装置の需要は急速に増加しており、それらの性能に対する要求も高度化している。
従来、フルカラー電子写真用においては、電子写真感光体等の潜像坦持体に色画像情報に基づく潜像を形成し、該潜像を対応する色のトナーにより現像し、次いで該トナー像を転写材上に転写するといった画像形成工程を繰り返した後、転写材上のトナー像を加熱定着して多色画像を得る方法や装置が知られている。
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ことが必要とされる。また、装置は定着部に加熱体を有するため、装置内で温度が上昇することから、トナーは、装置内でブロッキングしないことが要求される。
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ことが必要とされる。また、装置は定着部に加熱体を有するため、装置内で温度が上昇することから、トナーは、装置内でブロッキングしないことが要求される。
更に、電子写真装置の小型化、高速化、高画質化の促進とともに、定着工程における消費エネルギーを低減するという省エネルギーの観点から、トナーの低温定着性の向上が強く求められている。
また、最近では転写材として、表面凹凸の大きい再生紙や、表面が平滑なコート紙等多くの種類の紙が用いられる。これらの転写材の表面性に対応するために、ソフトローラーやベルトローラー等のニップ幅の広い定着器が好ましく用いられている。しかし、ニップ幅を広くすると、トナーと定着ローラーとの接触面積が増え、定着ローラーに溶融トナーが付着する、いわゆる高温オフセット現象が発生するため、耐ホットオフセット性が要求される。
また、最近では転写材として、表面凹凸の大きい再生紙や、表面が平滑なコート紙等多くの種類の紙が用いられる。これらの転写材の表面性に対応するために、ソフトローラーやベルトローラー等のニップ幅の広い定着器が好ましく用いられている。しかし、ニップ幅を広くすると、トナーと定着ローラーとの接触面積が増え、定着ローラーに溶融トナーが付着する、いわゆる高温オフセット現象が発生するため、耐ホットオフセット性が要求される。
トナーバインダーは、上述のようなトナー特性に大きな影響を与えるものであり、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂及びポリアミド樹脂等が知られているが、最近では、耐熱保存性と定着性のバランスを取りやすいことから、ポリエステル樹脂が特に注目されている。
定着温度幅を拡大させる方法として、不飽和カルボン酸を構成成分とするポリエステル樹脂を用いたトナーが提案されている(特許文献1)。また、不飽和カルボン酸を構成成分とするポリエステル樹脂とビニル樹脂を結合させたポリエステル−ビニル複合樹脂も提案されている(特許文献2及び3)。
しかしながら、これらの方法は高温でのオフセット現象はある程度防止できても、定着下限温度が不十分であり、未だ高速化、省エネルギー化の要求には十分に答えられていない。また、高温高湿下で吸水によりブロッキングが起こるため、耐水性が不十分である。
しかしながら、これらの方法は高温でのオフセット現象はある程度防止できても、定着下限温度が不十分であり、未だ高速化、省エネルギー化の要求には十分に答えられていない。また、高温高湿下で吸水によりブロッキングが起こるため、耐水性が不十分である。
一方で定着下限温度を下げる材料として結晶性ビニル樹脂を用いたトナーが提案されている(特許文献4及び5)。
しかしながら、この方法でも低温定着性が改良されるが、高温での耐ホットオフセット性が不十分である。
しかしながら、この方法でも低温定着性が改良されるが、高温での耐ホットオフセット性が不十分である。
また耐ホットオフセット性を維持しつつ定着下限温度を向上させる方法として、長鎖アルキルアクリレートを重合させて溶融粘度を下げ、かつ不飽和カルボン酸を構成成分とするポリエステル樹脂を組み合わせたトナーバインダーが提案されている(特許文献6)。しかしこの方法では、不飽和カルボン酸を架橋させる際に発生する開始剤等の分解物が残存することにより、臭気が発生したり、高温高湿下における帯電維持率が不十分である。
以上、述べたように、低温定着性、耐ホットオフセット性を維持しつつ、画像強度、耐熱保存性、耐水性、帯電維持率、耐久性及び臭気のすべてを満足する優れたトナーバインダーは、これまでなかった。
本発明は、低温定着性、耐ホットオフセット性を維持しつつ、画像強度、耐熱保存性、耐水性、帯電維持率、耐久性及び臭気のすべてを満足するトナーバインダーを提供することを目的とする。
本発明により、低温定着性、耐ホットオフセット性を維持しつつ、画像強度、耐熱保存性、耐水性、帯電維持率、耐久性及び臭気に優れたトナーバインダーを提供することが可能になる。また、ポリエステル樹脂(A1)とエポキシ化合物(E)との反応時間の短縮が可能になり、トナーバインダーの製造性に優れる。
本発明のトナーバインダーの製造方法は、酸価が1mgKOH/g未満の樹脂(B)及びエポキシ化触媒(F)の存在下で、酸価が1mgKOH/g以上のポリエステル樹脂(A1)とエポキシ化合物(E)を反応させる工程を有する。
樹脂(B)の存在下で、ポリエステル樹脂(A1)とエポキシ化合物(E)を反応させるため、一般的に均一に混合できない粘度差や組成差を有するポリエステル樹脂(A1)の反応物と樹脂(B)を均一な混合物とすることができ、広範囲な定着温度幅を有するトナーバインダーを得ることができる。また、エポキシ化触媒(F)の存在下で、ポリエステル樹脂(A1)とエポキシ化合物(E)を反応させるため、反応時間が短縮され、ポリエステル樹脂(A1)の反応物と樹脂(B)とのエステル交換反応等の副反応を低減することができ、低温定着性と耐ホットオフセット性の機能分離の阻害が少なくなる。
樹脂(B)の存在下で、ポリエステル樹脂(A1)とエポキシ化合物(E)を反応させるため、一般的に均一に混合できない粘度差や組成差を有するポリエステル樹脂(A1)の反応物と樹脂(B)を均一な混合物とすることができ、広範囲な定着温度幅を有するトナーバインダーを得ることができる。また、エポキシ化触媒(F)の存在下で、ポリエステル樹脂(A1)とエポキシ化合物(E)を反応させるため、反応時間が短縮され、ポリエステル樹脂(A1)の反応物と樹脂(B)とのエステル交換反応等の副反応を低減することができ、低温定着性と耐ホットオフセット性の機能分離の阻害が少なくなる。
本発明におけるポリエステル樹脂(A1)はアルコール成分(x)とカルボン酸成分(y)とを重縮合して得られるポリエステル樹脂であり、酸価が1mgKOH/g以上であり、エポキシ化合物(E)と反応するものであれば、樹脂の組成は特に限定されない。
また、ポリエステル樹脂(A1)は、1種単独であっても、2種以上の組み合わせであっても良い。
また、ポリエステル樹脂(A1)は、1種単独であっても、2種以上の組み合わせであっても良い。
ポリエステル樹脂(A1)は、アルコール成分(x)とカルボン酸成分(y)とを重縮合して得られる樹脂である。
ポリエステル樹脂(A1)のアルコール成分(x)としては、ジオール(x1)及び3価以上のポリオール(x2)が挙げられる。これらは、1種単独であっても、2種以上の組み合わせであっても良い。
ジオール(x1)としては、炭素数2〜36のアルキレングリコール(エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,11−ウンデカンジオール及び1,12−ドデカンジオール等)、炭素数4〜36のアルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール及びポリテトラメチレンエーテルグリコール等)、炭素数6〜36の脂環式ジオール(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)、上記脂環式ジオールの(ポリ)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1〜30)、芳香族ジオール[単環2価フェノール(例えばハイドロキノン等)及びビスフェノール類等]及び上記芳香族ジオール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。
上記のビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物は、ビスフェノール類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。
ビスフェノール類としては、下記一般式(2)で示されるもの等が挙げられる。
HO−Ar−P−Ar−OH (2)
[式中、Pは炭素数1〜3のアルキレン基、−SO2−、−O−、−S−又は直接結合を表し、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−P−Ar−OH (2)
[式中、Pは炭素数1〜3のアルキレン基、−SO2−、−O−、−S−又は直接結合を表し、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。]
ビスフェノール類の具体的としては、例えば、ビスフェノールA、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、これらは2種以上を併用することもできる。
ビスフェノール類に付加するアルキレンオキサイドとしては、炭素数が2〜30のアルキレンオキサイド、例えば、エチレンオキサイド(以下、「エチレンオキサイド」をEOと略記することがある。)、1,2−又は1,3−プロピレンオキサイド(「1,2−プロピレンオキサイド」をPOと略記することがある。)、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、及びこれらの2種以上の併用等が挙げられる。
3価以上のポリオール(x2)としては、炭素数3〜36の3価以上の価数の脂肪族多価アルコール、糖類及びその誘導体、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)、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。
炭素数3〜36の3価以上の価数の脂肪族多価アルコールとしては、アルカンポリオール及びその分子内又は分子間脱水物が挙げられ、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等が挙げられる。
また、糖類及びその誘導体としては、例えばショ糖及びメチルグルコシド等が挙げられる。
また、糖類及びその誘導体としては、例えばショ糖及びメチルグルコシド等が挙げられる。
これらのアルコール成分(x)のうち、分散性の観点から、ジオール(x1)が好ましく、芳香族ジオールのアルキレンオキサイド付加物がより好ましく、ビスフェノール類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2〜5)が更に好ましく、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2〜5)が特に好ましく、ビスフェノールAのEO及び/又はPO付加物(平均付加モル数は好ましくは2〜3)が最も好ましい。
ポリエステル樹脂(A1)のアルコール成分(x)中におけるジオール(x1)は、80〜100モル%であることが好ましい。また、ジオール(x1)と3価以上のポリオール(x2)とを併用する場合、ジオール(x1)と3価以上のポリオール(x2)のモル比[(x1)/(x2)]は、帯電維持率(高温高湿下における帯電維持率)の観点から、99/1〜80/20が好ましく、98/2〜85/15がより好ましい
また、ポリエステル樹脂(A1)のアルコール成分として、必要により上記アルコール成分(x)に加えて、モノオール成分を含有させることもできる。モノオールとしては、炭素数1〜30の直鎖又は分岐アルキルアルコール(メタノール、エタノール、イソプロパノール、1−デカノール、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、ステアリルアルコール、アラキジルアルコール、ベヘニルアルコール及びリグノセリルアルコール等)等が挙げられる。
ポリエステル樹脂(A1)のカルボン酸成分(y)としては、ジカルボン酸(y1)、3価以上のポリカルボン酸(y2)が挙げられる。これらは、1種単独であっても、2種以上の組み合わせであっても良い。
ジカルボン酸(y1)としては、炭素数8〜36の芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸及びナフタレンジカルボン酸等)、炭素数2〜50の脂肪族ジカルボン酸(シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、レパルギン酸及びセバシン酸等)、炭素数6〜40の脂環式ジカルボン酸〔ダイマー酸(2量化リノール酸)等〕、炭素数4〜36のアルケンジカルボン酸(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等)及びこれらのエステル形成性誘導体等が挙げられる。ここで、エステル形成性誘導体とは、カルボン酸無水物、アルキル(炭素数1〜24のメチル、エチル、ブチル、ステアリル等、好ましくは炭素数1〜4のもの)エステル及び部分アルキルエステルを意味する。
3価以上のポリカルボン酸(y2)としては、炭素数9〜20の3価以上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(脂環式を含む)トリカルボン酸(ヘキサントリカルボン酸及びデカ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等が挙げられる。
これらのカルボン酸成分(y)のうち、帯電維持率(高温高湿下における帯電維持率)の観点から、炭素数8〜36の芳香族ジカルボン酸、炭素数2〜50の脂肪族ジカルボン酸、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸、炭素数4〜36のアルケンジカルボン酸が好ましく、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸がより好ましく、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、トリメリット酸が更に好ましい。また、これらの酸の無水物や低級アルキルエステルであってもよい。
ポリエステル樹脂(A1)のカルボン酸成分(y)中におけるジカルボン酸(y1)は、60〜100モル%であることが好ましい。また、ジカルボン酸(y1)と3価以上のポリカルボン酸(y2)とを併用する場合、ジカルボン酸(y1)と3価以上のポリカルボン酸(y2)のモル比[(y1)/(y2)]は、帯電維持率(高温高湿下における帯電維持率)の観点から、99/1〜65/35が好ましく、98/2〜69/31がより好ましい
また、ポリエステル樹脂(A1)のカルボン酸成分として、必要により上記カルボン酸成分(y)に加えて、モノカルボン酸成分を含有させることもできる。モノカルボン酸としては、炭素数7〜37の芳香族モノカルボン酸(安息香酸、トルイル酸、4−エチル安息香酸、4−プロピル安息香酸等)、炭素数2〜50の脂肪族(脂環式を含む)モノカルボン酸(酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸及びベヘン酸等)等が挙げられる。
本発明におけるポリエステル樹脂(A1)は、公知のポリエステル樹脂の製造法と同様にして製造することができる。例えば、アルコール成分(x)とカルボン酸成分(y)とを、不活性ガス(窒素ガス等)雰囲気中で、反応温度が好ましくは150〜280℃、より好ましくは160〜250℃、更に好ましくは170〜235℃で重縮合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、より好ましくは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。
このとき必要に応じてエステル化触媒を使用することができる。
エステル化触媒の例には、スズ含有触媒(例えばジブチルスズオキシド等)、三酸化アンチモン、チタン含有触媒[例えばチタンアルコキシド、シュウ酸チタン酸カリウム、テレフタル酸チタン、テレフタル酸チタンアルコキシド、特開2006−243715号公報に記載の触媒{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)、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)、チタニルビス(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]、ジルコニウム含有触媒(例えば酢酸ジルコニル等)及び酢酸亜鉛等が挙げられる。これらの中で好ましくはチタン含有触媒である。
エステル化触媒の例には、スズ含有触媒(例えばジブチルスズオキシド等)、三酸化アンチモン、チタン含有触媒[例えばチタンアルコキシド、シュウ酸チタン酸カリウム、テレフタル酸チタン、テレフタル酸チタンアルコキシド、特開2006−243715号公報に記載の触媒{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)、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)、チタニルビス(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]、ジルコニウム含有触媒(例えば酢酸ジルコニル等)及び酢酸亜鉛等が挙げられる。これらの中で好ましくはチタン含有触媒である。
また、ポリエステルの重合を安定的に進める目的で、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、4−tert−ブチルカテコール、4−メトキシフェノール、2−tert−ブチル−4−メトキシフェノール、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メトキシフェノール及びヒンダードフェノール化合物等が挙げられる。
重縮合反応に用いるアルコール成分(x)とカルボン酸成分(y)の重量比率は、水酸基とカルボキシル基の当量比([OH]/[COOH])として、好ましくは1/2〜2/1、より好ましくは1/1.5〜1.5/1、更に好ましくは1/1.3〜1.3/1である。上記水酸基は、アルコール成分(x)由来の水酸基であり、カルボキシル基は、カルボン酸成分(y)由来のカルボキシル基の合計である。
ポリエステル樹脂(A1)の結晶性の有無については特に制限はないが、耐熱保存性の観点より、非晶性ポリエステル樹脂であることが好ましい。非晶性ポリエステル樹脂は、使用するアルコール成分(x)及びカルボン酸成分(y)として、分岐型モノマーの含有量、例えば、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物等のモノマー含有量を増やすことで得ることができる。
ポリエステル樹脂(A1)は、線状ポリエステル樹脂、架橋ポリエステル樹脂、又は線状ポリエステル樹脂と架橋ポリエステル樹脂の混合物のいずれであっても良いが、帯電維持率の観点より、架橋ポリエステル樹脂、又は線状ポリエステル樹脂と架橋ポリエステル樹脂の混合物であることが好ましく、架橋ポリエステル樹脂であることがより好ましい。架橋ポリエステル樹脂は、前記ポリエステル樹脂(A1)のアルコール成分(x)及びカルボン酸成分(y)として、3価以上のポリオール(x2)及び/又は3価以上のポリカルボン酸(y2)を使用することで、製造することができる。
ポリエステル樹脂(A1)のガラス転移温度(TgA1)は、低温定着性、耐熱保存性、耐水性及び耐久性の観点から、−35〜55℃が好ましく、より好ましくは−15〜55℃、更に好ましくは15〜55℃、特に好ましくは35〜55℃である。
なお、Tgは、示差走査熱量測定装置(DSC)を用いて、ASTM D3418−82に規定の方法(DSC法)で測定される。
なお、Tgは、示差走査熱量測定装置(DSC)を用いて、ASTM D3418−82に規定の方法(DSC法)で測定される。
ポリエステル樹脂(A1)のピークトップ分子量(以下、Mpと略称することがある。)は、低温定着性、耐熱保存性の観点から、2,000〜200,000が好ましく、より好ましくは2,500〜100,000、更に好ましくは3,000〜60,000、特に好ましくは5,000〜30,000である。
なお、ポリエステル樹脂(A1)のMpはゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて以下の条件で測定される。
なお、ポリエステル樹脂(A1)のMpはゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて以下の条件で測定される。
まず、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により標準ポリスチレン試料を用いて検量線を作成する。
次に、GPCにより試料を分離し、各保持時間における分離された試料のカウント数を測定する。
次に、上記検量線の対数値と得られたカウント数とから試料の分子量分布のチャートを作成する。分子量分布のチャート中のピーク最大値がピークトップ分子量Mpである。
なお、分子量分布のチャート中の、複数のピークがある場合は、それらのピークの中の最大値をピークトップ分子量(Mp)とする。なお、GPC測定の測定条件は、以下のとおりである。
次に、GPCにより試料を分離し、各保持時間における分離された試料のカウント数を測定する。
次に、上記検量線の対数値と得られたカウント数とから試料の分子量分布のチャートを作成する。分子量分布のチャート中のピーク最大値がピークトップ分子量Mpである。
なお、分子量分布のチャート中の、複数のピークがある場合は、それらのピークの中の最大値をピークトップ分子量(Mp)とする。なお、GPC測定の測定条件は、以下のとおりである。
本発明において、ポリエステル樹脂(A1)のピークトップ分子量Mp、数平均分子量(以下、Mnと略称することがある。)、重量平均分子量(以下、Mwと略称することがある。)は、GPCを用いて以下の条件で測定することができる。
装置 : HLC−8120 [東ソー(株)製]
カラム : TSK GEL GMH6 2本 [東ソー(株)製]
測定温度 : 40℃
試料溶液 : 0.25重量%のTHF溶液
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(分子量 500 1,050 2,800 5,970 9,100 18,100 37,900 96,400 190,000 355,000 1,090,000 2,890,000)[東ソー(株)製]
分子量の測定は、0.25重量%になるように試料をテトラヒドロフラン(THF)に溶解し、不溶解分をグラスフィルターでろ別したものを試料溶液とする。
なお、後述する樹脂(B)及びトナーバインダーについても、上記と同様の方法でMp、Mn、Mwを求めることができる。
装置 : HLC−8120 [東ソー(株)製]
カラム : TSK GEL GMH6 2本 [東ソー(株)製]
測定温度 : 40℃
試料溶液 : 0.25重量%のTHF溶液
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(分子量 500 1,050 2,800 5,970 9,100 18,100 37,900 96,400 190,000 355,000 1,090,000 2,890,000)[東ソー(株)製]
分子量の測定は、0.25重量%になるように試料をテトラヒドロフラン(THF)に溶解し、不溶解分をグラスフィルターでろ別したものを試料溶液とする。
なお、後述する樹脂(B)及びトナーバインダーについても、上記と同様の方法でMp、Mn、Mwを求めることができる。
ポリエステル樹脂(A1)は酸価が1mgKOH/g以上のポリエステル樹脂である。酸価が1mgKOH/g以上ということはポリエステル樹脂(A1)がエポキシ化合物(E)と反応するために必要であるカルボキシル基等を有することを意味している。ポリエステル樹脂(A1)の酸価は、耐水性、耐ホットオフセット性、耐熱保存性及び帯電維持率の観点から、7.0〜50.0mgKOH/gが好ましく、より好ましくは10.0〜49.0mgKOH/gである。更に好ましくは20.0〜49.0mgKOH/gである。
ポリエステル樹脂(A1)の酸価は、JIS K0070に規定の方法により以下の条件で測定することができる。
1)試料を精秤し、その重さをS(g)とする。
2)200mL三角フラスコに試料を入れ、アセトン、メタノール及びトルエンの混合溶媒(アセトン:メタノール:トルエン=12.5:12.5:75)50mLを加え、フェノールフタレイン指示薬を数滴加え、0.1規定のKOH・メタノール溶液を用いて滴定する。この時のKOH溶液の量をA(ml)とする。同時にブランクテストをし、この時のKOH溶液量をB(ml)とする。
3)次式により酸価を計算する。
酸価=(A−B)×f×5.61÷S(f:KOH溶液の力価)
なお、後述する樹脂(B)及びトナーバインダーについても、上記と同様の方法で酸価を求めることができる。
1)試料を精秤し、その重さをS(g)とする。
2)200mL三角フラスコに試料を入れ、アセトン、メタノール及びトルエンの混合溶媒(アセトン:メタノール:トルエン=12.5:12.5:75)50mLを加え、フェノールフタレイン指示薬を数滴加え、0.1規定のKOH・メタノール溶液を用いて滴定する。この時のKOH溶液の量をA(ml)とする。同時にブランクテストをし、この時のKOH溶液量をB(ml)とする。
3)次式により酸価を計算する。
酸価=(A−B)×f×5.61÷S(f:KOH溶液の力価)
なお、後述する樹脂(B)及びトナーバインダーについても、上記と同様の方法で酸価を求めることができる。
エポキシ化合物(E)としては、分子内にエポキシ基を有していれば特に限定されないが、帯電維持率(高温高湿下における帯電維持率)の観点から、分子内に2個以上のエポキシ基を有する多官能エポキシ化合物が好ましい。多官能エポキシ化合物としては、芳香族系ポリエポキシ化合物、複素環式系ポリエポキシ化合物、脂環式系ポリエポキシ化合物及び脂肪族系ポリエポキシ化合物等が挙げられる。エポキシ化合物(E)は1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
芳香族系ポリエポキシ化合物としては、多価フェノールのグリシジルエーテル体、芳香族多価カルボン酸のグリシジルエステル体、グリシジル芳香族ポリアミン及びその他の芳香族系ポリエポキシ化合物が挙げられる。
多価フェノールのグリシジルエーテル体としては、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールBジグリシジルエーテル、ビスフェノールADジグリシジルエーテル、ビスフェノールSジグリシジルエーテル、ハロゲン化ビスフェノールAジグリシジルエーテル、テトラクロロビスフェノールAジグリシジルエーテル、カテキンジグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、ハイドロキノンジグリシジルエーテル、ピロガロールトリグリシジルエーテル、1,5−ジヒドロキシナフタリンジグリシジルエーテル、ジヒドロキシビフェニルジグリシジルエーテル、オクタクロロ−4,4’−ジヒドロキシビフェニルジグリシジルエーテル、テトラメチルビフェニルジグリシジルエーテル、ジヒドロキシナフチルクレゾールトリグリシジルエーテル、トリス(ヒドロキシフェニル)メタントリグリシジルエーテル、ジナフチルトリオールトリグリシジルエーテル、テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタンテトラグリシジルエーテル、p−グリシジルフェニルジメチルトリールビスフェノールAグリシジルエーテル、トリスメチル−t−ブチル−ブチルヒドロキシメタントリグリシジルエーテル、9,9’−ビス(4−ヒドキシフェニル)フロオレンジグリシジルエーテル、4,4’−オキシビス(1,4−フェニルエチル)テトラクレゾールグリシジルエーテル、4,4’−オキシビス(1,4−フェニルエチル)フェニルグリシジルエーテル、ビス(ジヒドロキシナフタレン)テトラグリシジルエーテル、ノボラック型エポキシ樹脂(フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、リモネンフェノールノボラック型エポキシ樹脂等)、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、多価フェノールとグリオキザール、グルタールアルデヒド又はホルムアルデヒドの縮合反応によって得られるポリフェノールのポリグリシジルエーテル体、及びレゾルシンとアセトンの縮合反応によって得られるポリフェノールのポリグリシジルエーテル体等が挙げられる。
芳香族多価カルボン酸のグリシジルエステル体としては、フタル酸ジグリシジルエステル、イソフタル酸ジグリシジルエステル及びテレフタル酸ジグリシジルエステル等が挙げられる。
グリシジル芳香族ポリアミンとしては、N,N−ジグリシジルアニリン、N,N,N’,N’−テトラグリシジルキシリレンジアミン及びN,N,N’,N’−テトラグリシジルジフェニルメタンジアミン等が挙げられる。
その他の芳香族系ポリエポキシ化合物としては、p−アミノフェノールのトリグリシジルエーテル、トリレンジイソシアネート又はジフェニルメタンジイソシアネートとグリシドールの付加反応によって得られるジグリシジルウレタン化合物、前記2反応物にポリオールも反応させて得られるグリシジル基含有ポリウレタン(プレ)ポリマー及びビスフェノールAのAO付加物のジグリシジルエーテル体も含む。
複素環式系ポリエポキシ化合物としては、トリスグリシジルメラミンが挙げられる。
脂環式系ポリエポキシ化合物としては、ビニルシクロヘキセンジオキサイド、リモネンジオキサイド、ジシクロペンタジエンジオキサイド、ビス(2,3−エポキシシクロペンチル)エーテル、エチレングリコールビスエポキシジシクロペンチルエーテル、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシ−6’−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)ブチルアミン、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)−1−ブタノールの1,2−エポキシ−4−(2−オキシラニル)シクロヘキサン付加物及びダイマー酸ジグリシジルエステル等が挙げられる。脂環式系ポリエポキシ化合物としては、前記芳香族系ポリエポキシ化合物の水添化物も含む。
脂肪族系ポリエポキシ化合物としては、脂肪族多価アルコールのポリグリシジルエーテル体、脂肪族多価カルボン酸のポリグリシジルエステル体及びグリシジル脂肪族アミンが挙げられる。
脂肪族多価アルコールのポリグリシジルエーテル体としては、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、テトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル及びポリグリセロールポリグリシジルエーテル等が挙げられる。
脂肪族多価カルボン酸のポリグリシジルエステル体としては、ジグリシジルオキサレート、ジグリシジルマレート、ジグリシジルスクシネート、ジグリシジルグルタレート、ジグリシジルアジペート及びジグリシジルピメレート等が挙げられる。
グリシジル脂肪族アミンとしては、N,N,N’,N’−テトラグリシジルヘキサメチレンジアミン等が挙げられる。
また、脂肪族系ポリエポキシ化合物としては、ジグリシジルエーテル、グリシジル(メタ)アクリレートの(共)重合体も含む。
また、脂肪族系ポリエポキシ化合物としては、ジグリシジルエーテル、グリシジル(メタ)アクリレートの(共)重合体も含む。
これらの多官能エポキシ化合物のうち、耐久性及び帯電維持率(高温高湿下における帯電維持率)の観点から、好ましくは芳香族系ポリエポキシ化合物、脂環式系ポリエポキシ化合物、脂肪族系ポリエポキシ化合物であり、より好ましくは芳香族系ポリエポキシ化合物であり、更に好ましくはノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂である。なお、上述のエポキシ化合物(E)は、1種のみ使用してもよく、複数種組み合わせて使用することもできる。
本発明におけるエポキシ化合物(E)は、エポキシ当量が170〜900(g/eq、以下同じ)の多官能エポキシ化合物であることが好ましく、より好ましくは180〜900であり、更に好ましくは190〜900である。エポキシ化合物(E)のエポキシ当量が170以上であると低温定着性が良好となり、900以下であると帯電維持率(高温高湿下における帯電維持率)が良好となる。
ポリエステル樹脂(A1)とエポキシ化合物(E)の重量比[(A1):(E)]は、分散性及び帯電維持率(高温高湿下における帯電維持率)の観点より、65:35〜98:2である、67:33〜98:2重量%が好ましく、68:32〜98:2重量%がより好ましい。
本発明において、ポリエステル樹脂(A1)とエポキシ化合物(E)の反応物は、樹脂(B)及びエポキシ化触媒(F)の存在下で、ポリエステル樹脂(A1)とエポキシ化合物(E)を反応させることにより得ることができる。耐ホットオフセット性の観点から上記反応物は架橋された樹脂であることが好ましく、エポキシ化合物(E)として上記のエポキシ当量が170〜900の多官能エポキシ化合物を使用することで得ることができる。
反応は不活性ガス(窒素ガス等)雰囲気中で行うことが好ましい。また、反応温度は、反応を確実に行う観点から、好ましくは100〜200℃、より好ましくは130〜190℃、更に好ましくは150〜180℃である。反応時間は、低温定着性、耐ホットオフセット性及び臭気の観点から、好ましくは1〜180分、より好ましくは2〜18分である。
反応は不活性ガス(窒素ガス等)雰囲気中で行うことが好ましい。また、反応温度は、反応を確実に行う観点から、好ましくは100〜200℃、より好ましくは130〜190℃、更に好ましくは150〜180℃である。反応時間は、低温定着性、耐ホットオフセット性及び臭気の観点から、好ましくは1〜180分、より好ましくは2〜18分である。
本発明の製造方法は、エポキシ化触媒(F)の存在下で、ポリエステル樹脂(A1)とエポキシ化合物(E)を反応させる工程を有する。また、エポキシ化触媒(F)は、一般式(1)で表される化合物であり、1種単独であっても、2種以上の組合せであってもよい。
上記一般式(1)中、R1〜R3はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基又はアリール基であり、アルキル基としては、例えば、炭素数1〜4のアルキル基(メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基及びtert−ブチル等)が挙げられる。また、アリール基としては、炭素数6〜10のアリール基(フェニル基、ベンジル基、トリル基及びキシリル基等)が挙げられる。
一般式(1)中、R1〜R3は、画像強度、耐久性、耐水性及び製造性の観点から、好ましくは水素、炭素数1〜4のアルキル基及び炭素数6〜10のアリール基が好ましく、より好ましくは水素、メチル基、エチル基及びフェニル基である。
上記一般式(1)中、R1〜R3はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基又はアリール基であり、アルキル基としては、例えば、炭素数1〜4のアルキル基(メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基及びtert−ブチル等)が挙げられる。また、アリール基としては、炭素数6〜10のアリール基(フェニル基、ベンジル基、トリル基及びキシリル基等)が挙げられる。
一般式(1)中、R1〜R3は、画像強度、耐久性、耐水性及び製造性の観点から、好ましくは水素、炭素数1〜4のアルキル基及び炭素数6〜10のアリール基が好ましく、より好ましくは水素、メチル基、エチル基及びフェニル基である。
上記一般式(1)を満たすエポキシ化触媒(F)の具体例としては、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、4−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−プロピルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2,4−メチルイミダゾール及び2−エチル−4−メチルイミダゾール、2,4,5−トリフェニルイミダゾール等が挙げられる。
ポリエステル樹脂(A1)とエポキシ化合物(E)の反応には、上記以外の公知のエポキシ化触媒(3級アミン類、イミダゾール類及び4級アンモニウム塩類等)を加えることもできる。
本発明の製造方法は、樹脂(B)の存在下で、ポリエステル樹脂(A1)とエポキシ化合物(E)を反応させる工程を有する。
樹脂(B)は酸価が1mgKOH/g未満の樹脂であれば、樹脂の組成は特に限定されず、例えばポリエステル樹脂(B1)、ビニル樹脂(B2)、ポリウレタン樹脂(B3)、エポキシ樹脂(B4)、ポリアミド樹脂(B5)等が挙げられ、1種単独であっても、2種以上の組合せであってもよい。上記樹脂のうち、低温定着性の観点から、好ましくは、ポリエステル樹脂(B1)、ビニル樹脂(B2)が好ましい。また、樹脂(B)の酸価は、0.3mgKOH/g以下であることが好ましく、より好ましくは0mgKOH/gである。
ポリエステル樹脂(B1)は、アルコール成分(x)とカルボン酸成分(y)とを重縮合して得られるポリエステル樹脂であり、酸価が1mgKOH/g未満であれば特に限定されない。
ポリエステル樹脂(B1)のアルコール成分(x)としては、ポリエステル樹脂(A1)と同様のものが挙げられる。
上記アルコール成分(x)のうち、低温定着性の観点から、ジオール(x1)が好ましく、芳香族ジオールのアルキレンオキサイド付加物がより好ましく、ビスフェノール類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2〜5)が更に好ましく、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2〜5)が特に好ましく、ビスフェノールAのEO及び/又はPO付加物(平均付加モル数は好ましくは2〜3)が最も好ましい。
ポリエステル樹脂(B1)のカルボン酸成分(y)としては、ポリエステル樹脂(A1)と同様のものが挙げられる。
上記カルボン酸成分(y)のうち、帯電維持率(高温高湿下における帯電維持率)の観点から、炭素数8〜36の芳香族ジカルボン酸、炭素数2〜50の脂肪族ジカルボン酸、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸が好ましく、炭素数8〜36の芳香族ジカルボン酸、炭素数2〜50の脂肪族ジカルボン酸がより好ましく、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、コハク酸、マレイン酸、フマル酸が更に好ましい。また、これらの酸の無水物や低級アルキルエステルであってもよい。
重縮合反応に用いるアルコール成分(x)とカルボン酸成分(y)の重量比率は、水酸基とカルボキシル基の当量比([OH]/[COOH])として、好ましくは1/1〜2/1、より好ましくは1/1〜1.5/1、更に好ましくは1.05/1〜1.3/1である。上記水酸基は、アルコール成分(x)由来の水酸基であり、カルボキシル基は、カルボン酸成分(y)由来のカルボキシル基の合計である。
本発明におけるポリエステル樹脂(B1)は、上記のポリエステル樹脂(A1)の製造法と同様にして製造することができる。
ポリエステル樹脂(B1)の結晶性の有無については特に制限はないが、耐熱保存性の観点より、非晶性ポリエステル樹脂であることが好ましい。非晶性ポリエステル樹脂は、使用するアルコール成分(x)及びカルボン酸成分(y)として、分岐型モノマーの含有量、例えば、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物等のモノマー含有量を増やすことで得ることができる。
ポリエステル樹脂(B1)は、線状ポリエステル樹脂、架橋ポリエステル樹脂、又は線状ポリエステル樹脂と架橋ポリエステル樹脂の混合物のいずれであっても良いが、低温定着性の観点より、線状ポリエステル樹脂であることが好ましい。
ポリエステル樹脂(B1)のガラス転移温度(TgB1)は、低温定着性、耐水性及び耐久性の観点から、50〜80℃が好ましく、より好ましくは50〜70℃、更に好ましくは55〜65℃である。
なお、Tgは、DSCを用いて、ASTM D3418−82に規定の方法(DSC法)で測定される。
なお、Tgは、DSCを用いて、ASTM D3418−82に規定の方法(DSC法)で測定される。
ポリエステル樹脂(B1)のピークトップ分子量(以下、Mpと略称することがある。)は、低温定着性、耐熱保存性の観点から、2,000〜200,000が好ましく、より好ましくは2,500〜100,000、更に好ましくは3,000〜30,000、特に好ましくは5,000〜10,000である。
なお、(B1)のMpはGPCを用いて上記と同様の条件で測定される。
なお、(B1)のMpはGPCを用いて上記と同様の条件で測定される。
ビニル樹脂(B2)は、二重結合を有する単量体(モノマー)を構成単量体とする重合物であり、酸価が1mgKOH/g未満であれば特に限定されない。ビニル樹脂としては例えば、結晶性ビニル樹脂、非晶性ビニル樹脂が挙げられ、低温定着性及び耐水性の観点から結晶性ビニル樹脂が好ましい
なお、結晶性ビニル樹脂の「結晶性」とは、示差走査熱量測定により得られる示差走査熱量曲線(DSC曲線)の昇温過程において、DSC曲線に極大があり、吸熱ピークを有することをいう。一方、「非晶性」とは、上記DSC曲線において、吸熱ピークを有しないことをいう。
なお、結晶性ビニル樹脂の「結晶性」とは、示差走査熱量測定により得られる示差走査熱量曲線(DSC曲線)の昇温過程において、DSC曲線に極大があり、吸熱ピークを有することをいう。一方、「非晶性」とは、上記DSC曲線において、吸熱ピークを有しないことをいう。
結晶性ビニル樹脂は、結晶性及び低温定着性の観点から、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単量体(a)を構成単量体とする重合物であることが好ましい。単量体(a)の炭素数が21以上であると耐熱保存性が良好となる場合があり、炭素数が40以下であると低温定着性が良好となる場合がある。
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。また、「(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。
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。また、「(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。
単量体(a)としては、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のビニルエステルが挙げられ、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、直鎖のアルキル基(炭素数18〜36)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(ステアリル(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、トリアコンチル(メタ)アクリレート及びドトリアコンチル(メタ)アクリレート等]及び分岐のアルキル基(炭素数18〜36)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、直鎖のアルキル基(炭素数18〜36)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]及び分岐のアルキル基(炭素数18〜36)を有するビニルエステル等が挙げられる。
これらの内、結晶性の観点から、好ましくは直鎖のアルキル基(炭素数18〜36)を有する(メタ)アクリレート及び直鎖のアルキル基(炭素数18〜36)を有するビニルエステルであり、より好ましくは直鎖のアルキル基(炭素数18〜30)を有する(メタ)アクリレートであり、更に好ましいのはオクタデシル(メタ)アクリレート、エイコシル(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)アクリレート及びトリアコンチル(メタ)アクリレートであり、特に好ましくはオクタデシルアクリレート(ステアリルアクリレート)、エイコシルアクリレート、ベヘニルアクリレート及びリグノセリルアクリレートであり、最も好ましくはベヘニルアクリレートである。
なお、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。
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、直鎖のアルキル基(炭素数18〜36)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]及び分岐のアルキル基(炭素数18〜36)を有するビニルエステル等が挙げられる。
これらの内、結晶性の観点から、好ましくは直鎖のアルキル基(炭素数18〜36)を有する(メタ)アクリレート及び直鎖のアルキル基(炭素数18〜36)を有するビニルエステルであり、より好ましくは直鎖のアルキル基(炭素数18〜30)を有する(メタ)アクリレートであり、更に好ましいのはオクタデシル(メタ)アクリレート、エイコシル(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)アクリレート及びトリアコンチル(メタ)アクリレートであり、特に好ましくはオクタデシルアクリレート(ステアリルアクリレート)、エイコシルアクリレート、ベヘニルアクリレート及びリグノセリルアクリレートであり、最も好ましくはベヘニルアクリレートである。
なお、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。
結晶性ビニル樹脂は、構成する単量体として単量体(a)以外の単量体(b)を含んでもよい。単量体(b)としてはスチレン系モノマー(b1)、単量体(a)以外の(メタ)アクリル系モノマー(b2)、単量体(a)以外のビニルエステルモノマー(b3)脂肪族炭化水素系ビニルモノマー(b4)、並びに、ニトリル基、ウレタン基、ウレア基、アミド基、イミド基、アロファネート基及びビューレット基からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基とエチレン性不飽和結合とを有する単量体(b5)等を構成単量体として有するものが好ましい。
なお、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。
なお、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。
スチレン系モノマー(b1)としては、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)などが挙げられる。
(メタ)アクリル系モノマー(b2)としては、アルキル基の炭素数が1〜17のアルキル(メタ)アクリレート[メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート及びラウリル(メタ)アクリレート等]、アルキル基の炭素数が1〜17のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート[2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート及びエチル−2−(ヒドロキシメチル)アクリレート等]、アルキル基の炭素数が1〜17のアミノアルキル基含有(メタ)アクリレート[ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート及びジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等]、炭素数8〜20の不飽和カルボン酸と多価アルコールとのエステル[エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、1,6ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート及びポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等]等が挙げられる。
ビニルエステルモノマー(b3)としては、炭素数4〜15の脂肪族ビニルエステル(例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル及び酢酸イソプロペニル等)及び炭素数9〜15の芳香族ビニルエステル(例えばメチル−4−ビニルベンゾエート等)等が挙げられる。
脂肪族炭化水素系ビニルモノマー(b4)としては、エチレン、プロピレン、ブテン、ブタジエン、イソプレン及び1,5−ヘキサジエン等が挙げられる。
ニトリル基、ウレタン基、ウレア基、アミド基、イミド基、アロファネート基及びビューレット基からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基とエチレン性不飽和結合とを有する単量体(b5)としては、ニトリル基を有する単量体(b51)、ウレタン基を有する単量体(b52)、ウレア基を有する単量体(b53)、アミド基を有する単量体(b54)、イミド基を有する単量体(b55)、アロファネート基を有する単量体(b56)及びビューレット基を有する単量体(b57)等が挙げられる。
ニトリル基を有する単量体(b51)としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。
ウレタン基を有する単量体(b52)としては、エチレン性不飽和結合を有する炭素数2〜22のアルコール(メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル、ビニルアルコール等)と炭素数1〜30のイソシアネートとを公知の方法で反応させた単量体、並びに、炭素数1〜26のアルコールとエチレン性不飽和結合を有する炭素数2〜30のイソシアネートとを公知の方法で反応させた単量体等が挙げられる。なお、本明細書中、イソシアネート基を有する化合物及び構造における炭素数にはイソシアネート(NCO)に含まれる炭素数は含まない。
炭素数1〜30のイソシアネートとしては、モノイソシアネート化合物(ベンゼンスルフォニルイソシアネート、トシルイソシアネート、フェニルイソシアネート、p−クロロフェニルイソシアネート、ブチルイソシアネート、ヘキシルイソシアネート、t−ブチルイソシアネート、シクロヘキシルイソシアネート、オクチルイソシナエート、2−エチルヘキシルイソシアネート、ドデシルイソシアネート、アダマンチルイソシアネート、2,6−ジメチルフェニルイソシアネート、3,5−ジメチルフェニルイソシアネート及び2,6−ジプロピルフェニルイソシアネート等)、脂肪族ジイソシアネート化合物(トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート,1,2−プロピレンジイソシアネート、1,3−ブチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート及び2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等)、脂環族ジイソシアネート化合物(1,3−シクロペンテンジイソシアネート,1,3−シクロへキサンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート、水素添加キシリレンジイソシアネート,水素添加トリレンジイソシアネート及び水素添加テトラメチルキシリレンジイソシアネート等)及び芳香族ジイソシアネート化合物(フェニレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、2,2’一ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−トルイジンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、4,4’−ジフェニルジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート及びキシリレンジイソシアネート等)等が挙げられる。
炭素数1〜26のアルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、t−ブチルアルコール、ペンタノール、ヘプタノール、オクタノール、2−エチルヘキサノール、ノナノール、デカノール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコール、ドデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ペンタデシルアルコール、セタノール、ヘプタデカノール、ステアリルアルコール、イソステアリルアルコール、エライジルアルコール、オレイルアルコール、リノレイルアルコール、リノレニルアルコール、ノナデシルアルコール、ヘンエイコサノール、ベヘニルアルコール、エルシルアルコール等が挙げられる。
エチレン性不飽和結合を有する炭素数2〜30のイソシアネートとしては、2−イソシアナトエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸2−[0−(1’−メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ]エチル、2−[(3,5−ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ]エチル(メタ)アクリレート及び1,1−(ビス(メタ)アクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート等が挙げられる。
炭素数1〜30のイソシアネートとしては、モノイソシアネート化合物(ベンゼンスルフォニルイソシアネート、トシルイソシアネート、フェニルイソシアネート、p−クロロフェニルイソシアネート、ブチルイソシアネート、ヘキシルイソシアネート、t−ブチルイソシアネート、シクロヘキシルイソシアネート、オクチルイソシナエート、2−エチルヘキシルイソシアネート、ドデシルイソシアネート、アダマンチルイソシアネート、2,6−ジメチルフェニルイソシアネート、3,5−ジメチルフェニルイソシアネート及び2,6−ジプロピルフェニルイソシアネート等)、脂肪族ジイソシアネート化合物(トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート,1,2−プロピレンジイソシアネート、1,3−ブチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート及び2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等)、脂環族ジイソシアネート化合物(1,3−シクロペンテンジイソシアネート,1,3−シクロへキサンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート、水素添加キシリレンジイソシアネート,水素添加トリレンジイソシアネート及び水素添加テトラメチルキシリレンジイソシアネート等)及び芳香族ジイソシアネート化合物(フェニレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、2,2’一ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−トルイジンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、4,4’−ジフェニルジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート及びキシリレンジイソシアネート等)等が挙げられる。
炭素数1〜26のアルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、t−ブチルアルコール、ペンタノール、ヘプタノール、オクタノール、2−エチルヘキサノール、ノナノール、デカノール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコール、ドデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ペンタデシルアルコール、セタノール、ヘプタデカノール、ステアリルアルコール、イソステアリルアルコール、エライジルアルコール、オレイルアルコール、リノレイルアルコール、リノレニルアルコール、ノナデシルアルコール、ヘンエイコサノール、ベヘニルアルコール、エルシルアルコール等が挙げられる。
エチレン性不飽和結合を有する炭素数2〜30のイソシアネートとしては、2−イソシアナトエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸2−[0−(1’−メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ]エチル、2−[(3,5−ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ]エチル(メタ)アクリレート及び1,1−(ビス(メタ)アクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート等が挙げられる。
ウレア基を有する単量体(b53)としては、炭素数3〜22のアミン[一価のものとして例えば、1級アミン(ノルマルブチルアミン、t−ブチルアミン、プロピルアミン及びイソプロピルアミン等)、2級アミン(ジエチルアミン、ジノルマルプロピルアミン及びジノルマルブチルアミン等)アニリン及びシクロヘキシルアミン等]と、エチレン性不飽和結合を有する炭素数2〜30のイソシアネートとを公知の方法で反応させた単量体等が挙げられる。
アミド基を有する単量体(b54)としては、炭素数1〜30のアミンとエチレン性不飽和結合を有する炭素数3〜30のカルボン酸(アクリル酸及びメタクリル酸等)を公知の方法で反応させた単量体等が挙げられる。
イミド基を有する単量体(b55)としては、アンモニアとエチレン性不飽和結合を有する炭素数4〜10の無水カルボン酸(無水マレイン酸及びジアクリル酸無水物等)を公知の方法で反応させた単量体、及び炭素数1〜30の1級アミンとエチレン性不飽和結合を有する炭素数4〜10の無水カルボン酸を公知の方法で反応させた単量体等が挙げられる。
アロファネート基を有する単量体(b56)としては、ウレタン基を有する単量体(b52)と炭素数1〜30のイソシアネートを公知の方法で反応させた単量体等が挙げられる。
ビューレット基を有する単量体(b57)としては、ウレア基を有する単量体(b53)と炭素数1〜30のイソシアネートを公知の方法で反応させた単量体等が挙げられる。
これらの単量体(b)の内、帯電維持率及び耐熱保存性の観点から好ましいのは、スチレン系モノマー(b1)、単量体(a)以外の(メタ)アクリル系モノマー(b2)、ニトリル基、ウレタン基、ウレア基、アミド基、イミド基、アロファネート基及びビューレット基からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基とエチレン性不飽和結合とを有する単量体(b5)であり、より好ましくはスチレン、アルキル基の炭素数が1〜17のアルキル(メタ)アクリレート、ニトリル基を有する単量体(b51)であり、更に好ましくはスチレン、メチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、アクリロニトリル、メタクリロニトリルである。
結晶性ビニル樹脂を構成する単量体中の単量体(a)の重量割合は、結晶性ビニル樹脂を構成する単量体の合計重量を基準として、好ましくは30重量%以上であり、より好ましくは40重量%以上であり、更に好ましくは60重量%である。単量体(a)の重量割合が30重量%以上であると結晶性及び耐水性が良好となる。一方、上限については低温定着性、耐ホットオフセット性及び耐熱保存性の両立の観点より、好ましくは99重量%以下、より好ましくは95重量%以下、更に好ましくは80重量%以下である。
結晶性ビニル樹脂を構成する単量体中には、耐熱保存性の観点から、単量体(b)を含むことが好ましい。結晶性ビニル樹脂を構成する単量体中の単量体(b)の重量割合は、(B)を構成する単量体の合計重量を基準として、1〜70重量%であることが好ましく、1〜60重量%であることがより好ましく、5〜60重量%であることが更に好ましく、5〜40重量%であることが特に好ましい。
ビニル樹脂(B2)は、単量体組成物を公知の方法(特開平5−117330号公報等に記載の方法)で重合することで製造できる。例えば、上記単量体を溶媒(トルエン等)中でラジカル反応開始剤(アゾビスイソブチロニトリル等)とともに反応させる溶液重合法により合成することができる。
また、ラジカル反応開始剤は公知のラジカル反応開始剤(c)を用いてもよい。ラジカル反応開始剤(c)としては、特に制限されず、無機過酸化物(c1)、有機過酸化物(c2)及びアゾ化合物(c3)等が挙げられる。また、これらのラジカル反応開始剤を併用することもできる。
また、ラジカル反応開始剤は公知のラジカル反応開始剤(c)を用いてもよい。ラジカル反応開始剤(c)としては、特に制限されず、無機過酸化物(c1)、有機過酸化物(c2)及びアゾ化合物(c3)等が挙げられる。また、これらのラジカル反応開始剤を併用することもできる。
無機過酸化物(c1)としては、特に限定されないが、例えば過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム及び過硫酸ナトリウム等が挙げられる。
有機過酸化物(c2)としては、特に制限されないが、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ゾエート、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート及びt−ブチルパーオキシアセテート等が挙げられる。
アゾ化合物(c3)としては、特に制限されないが、例えば、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル及びアゾビスイソブチロニトリル等が挙げられる。
ビニル樹脂(B2)の吸熱ピークトップ温度(TmB2)は、耐熱保存性及び低温定着性の観点から、好ましくは40〜100℃であり、より好ましくは45〜90℃である。吸熱ピークトップ温度が40℃以上の場合は耐熱保存性が良好となり、100℃以下の場合は低温定着性が良好となる。
但し、ビニル樹脂(B2)の吸熱ピークトップ温度(TmB2)とは、DSCを用いて結晶性ビニル樹脂(B)を20℃から150℃まで10℃/分の条件で第1回目の昇温した後、150℃から0℃まで10℃/分の条件で冷却し、続いて0℃から150℃まで10℃/分の条件で昇温する第2回目の昇温過程におけるビニル樹脂(B2)の吸熱ピークのピークトップ温度である。
但し、ビニル樹脂(B2)の吸熱ピークトップ温度(TmB2)とは、DSCを用いて結晶性ビニル樹脂(B)を20℃から150℃まで10℃/分の条件で第1回目の昇温した後、150℃から0℃まで10℃/分の条件で冷却し、続いて0℃から150℃まで10℃/分の条件で昇温する第2回目の昇温過程におけるビニル樹脂(B2)の吸熱ピークのピークトップ温度である。
吸熱ピークトップ温度(TmB2)は、DSCを用いて、下記条件で測定される値である。示差走査熱量計としては、例えば、TA Instruments(株)製、DSC Q20等を用いることができる。
<測定条件>
(1)10℃/分で20℃から150℃まで昇温
(2)10℃/分で0℃まで冷却
(3)10℃/分で150℃まで昇温
(4)(3)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。
<測定条件>
(1)10℃/分で20℃から150℃まで昇温
(2)10℃/分で0℃まで冷却
(3)10℃/分で150℃まで昇温
(4)(3)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。
ビニル樹脂(B2)の数平均分子量は、耐熱保存性及び低温定着性の観点から、1,000〜300,000が好ましい。
ビニル樹脂(B2)の重量平均分子量は、耐熱保存性及び低温定着性の観点から、1,000〜300,000が好ましく、17,000〜60,000がより好ましい。
なお、ビニル樹脂(B2)のMnおよびMwは前述した方法で測定できる。
なお、ビニル樹脂(B2)のMnおよびMwは前述した方法で測定できる。
本発明のトナーバインダーの製造方法は、樹脂(B)及びエポキシ化触媒(F)の存在下で、ポリエステル樹脂(A1)とエポキシ化合物(E)を反応させる工程を有していれば特に混合方法は限定されず、公知の混合方法としては、例えば粉体混合、溶融混合及び溶剤混合等が挙げられる。また、ポリエステル樹脂(A1)、エポキシ化合物(E)、樹脂(B)及びエポキシ化触媒(F)の混合は、トナーを製造する時に他の必要なトナー原料と共に同時に混合してもよい。溶剤混合に用いられる溶剤としては、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、メチルエチルケトン及びアセトン等が挙げられる。
粉体混合する場合の混合装置としては、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー及びバンバリーミキサー等が挙げられる。好ましくはヘンシェルミキサーである。
溶融混合する場合の混合装置としては、反応槽等のバッチ式混合装置及び連続式混合装置が挙げられる。適正な温度で短時間で均一に混合するためには、連続式混合装置が好ましい。連続式混合装置としては、スタティックミキサー、エクストルーダー、コンティニアスニーダー及び3本ロール等が挙げられる。
溶剤混合の方法としては、ポリエステル樹脂(A1)及び樹脂(B)等を溶剤(酢酸エチル、テトラヒドロフラン及びアセトン等)に溶解し、均一化させた後、脱溶剤及び粉砕する方法や、ポリエステル樹脂(A1)及び樹脂(B)等を溶剤(酢酸エチル、テトラヒドロフラン及びアセトン等)に溶解し、水中に分散させた後、造粒及び脱溶剤する方法等が挙げられる。
溶融混合する場合の混合装置としては、反応槽等のバッチ式混合装置及び連続式混合装置が挙げられる。適正な温度で短時間で均一に混合するためには、連続式混合装置が好ましい。連続式混合装置としては、スタティックミキサー、エクストルーダー、コンティニアスニーダー及び3本ロール等が挙げられる。
溶剤混合の方法としては、ポリエステル樹脂(A1)及び樹脂(B)等を溶剤(酢酸エチル、テトラヒドロフラン及びアセトン等)に溶解し、均一化させた後、脱溶剤及び粉砕する方法や、ポリエステル樹脂(A1)及び樹脂(B)等を溶剤(酢酸エチル、テトラヒドロフラン及びアセトン等)に溶解し、水中に分散させた後、造粒及び脱溶剤する方法等が挙げられる。
溶融混合及び溶剤混合の内、均一に混合し、溶剤除去の必要のない溶融混合が好ましい。
なかでも樹脂(B)とポリエステル樹脂(A1)とを溶融混合しながらポリエステル樹脂(A1)とエポキシ化合物(E)を反応させる方法が好ましい。
なかでも樹脂(B)とポリエステル樹脂(A1)とを溶融混合しながらポリエステル樹脂(A1)とエポキシ化合物(E)を反応させる方法が好ましい。
樹脂(B)とポリエステル樹脂(A1)とを溶融混合しながらポリエステル(A1)とエポキシ化合物(E)を反応させる方法としては、ポリエステル樹脂(A1)と樹脂(B)との混合物を二軸押出機に一定速度で注入し、同時にエポキシ化触媒(F)とエポキシ化合物(E)も一定速度で注入し、100〜200℃の温度で混練搬送しながら反応を行わせる方法や、ポリエステル樹脂(A1)と樹脂(B)とを反応槽等のバッチ式混合装置に仕込んで溶融させて均一混合した後、エポキシ化触媒(F)とエポキシ化合物(E)を仕込んで、100〜200℃の温度で架橋させる方法等が挙げられる。このとき、二軸押出機や反応槽に投入又は注入される反応原料であるポリエステル樹脂(A1)と樹脂(B)は、それぞれ反応した樹脂を溶融状態から冷却することなくそのまま直接押出機や反応槽に注入するようにしてもよいし、また一旦製造した樹脂を冷却、粉砕したものを二軸押出機や反応槽に供給することにより行ってもよい。
本発明におけるトナーバインダー製造方法(ポリエステル樹脂(A1)とエポキシ化合物(E)の反応前)の、ポリエステル樹脂(A1)と樹脂(B)の重量比[(A1):(B)]は、耐水性、耐久性及び低温定着性の観点から、20:80〜80:20であることが好ましく、40:60〜70:30がより好ましい。
ポリエステル樹脂(A1)とエポキシ化合物(E)を反応させる温度は、架橋の均一性や生産性の観点から好ましくは100〜200℃であり、より好ましくは130〜190℃であり、更に好ましくは150〜180℃である。架橋する温度が200℃以下であるとビニル樹脂の分解が起こりにくく耐熱保存性が良好となり、架橋する温度が100℃以上であると樹脂粘度が低いため均一性が良好となる。
二軸押出機等の連続式混合装置を用いてポリエステル樹脂(A1)とエポキシ化合物(E)を反応させる時間は、架橋の均一性や生産性の観点から、好ましくは1〜20分、より好ましくは2〜18分である。
反応槽等のバッチ式混合装置を用いてポリエステル樹脂(A1)とエポキシ化合物(E)を反応させる時間は、架橋の均一性や生産性の観点から、好ましくは30〜600分、より好ましくは60〜540分、更に好ましくは90〜480分、特に好ましくは120〜420分である。
反応槽等のバッチ式混合装置を用いてポリエステル樹脂(A1)とエポキシ化合物(E)を反応させる時間は、架橋の均一性や生産性の観点から、好ましくは30〜600分、より好ましくは60〜540分、更に好ましくは90〜480分、特に好ましくは120〜420分である。
ポリエステル樹脂(A1)とエポキシ化合物(E)の反応率は、低温定着性、耐ホットオフセット性及び耐久性の観点から好ましくは90%以上であり、より好ましくは95%以上である。
本発明において、エポキシ化触媒(F)の存在下で、ポリエステル樹脂(A1)とエポキシ化合物(E)を反応させる工程以外の工程は特に制限されず、一般的なトナーバインダーの製造工程を採用することができる。
例えば、溶融混合して上記工程を行った場合はトナーバインダーを取り出して、また、溶剤混合して上記架橋工程を行った場合は脱溶剤後にトナーバインダーを取り出して粉砕する工程を設けることができる。また、溶剤混合して上記工程を行った場合、水中に分散させた後、造粒及び脱溶剤する工程を設けることができる。更に得られた粒状のトナーバインダーに添加剤を公知の方法等で混合する工程を設けることもできる。
例えば、溶融混合して上記工程を行った場合はトナーバインダーを取り出して、また、溶剤混合して上記架橋工程を行った場合は脱溶剤後にトナーバインダーを取り出して粉砕する工程を設けることができる。また、溶剤混合して上記工程を行った場合、水中に分散させた後、造粒及び脱溶剤する工程を設けることができる。更に得られた粒状のトナーバインダーに添加剤を公知の方法等で混合する工程を設けることもできる。
本発明のトナーバインダーの吸熱ピークトップ温度(TmC)は、低温定着性及び耐熱保存性の観点から、好ましくは40〜100℃であり、より好ましくは45〜90℃である。吸熱ピークトップ温度が40℃以上の場合は耐熱保存性が良好となり、100℃以下の場合は低温定着性が良好となる。
但し、トナーバインダーの吸熱ピークトップ温度(TmC)とは、示差走査熱量計(DSC)を用いてトナーバインダーを20℃から150℃まで10℃/分の条件で第1回目の昇温した後、150℃から0℃まで10℃/分の条件で冷却し、続いて0℃から150℃まで10℃/分の条件で昇温する第2回目の昇温過程におけるトナーバインダーの吸熱ピークのピークトップ温度である。なお、トナーバインダーの吸熱ピークトップ温度(TmC)は前述したビニル樹脂(B2)の吸熱ピークトップ温度(TmB2)と同様の方法で測定できる。
トナーバインダーの吸熱ピークトップ温度(TmC)は、ビニル樹脂(B2)を構成する単量体(a)の炭素数を調整すること、ビニル樹脂(B2)を構成する単量体(a)の重量比率を調整することなどにより上記の好ましい範囲に調整することができる。一般的には単量体(a)の炭素数を増やす、単量体(a)の重量比率を増やす、ビニル樹脂(B2)の重量平均分子量を増やすことにより吸熱ピークトップ温度(TmC)が上がる傾向にある。
但し、トナーバインダーの吸熱ピークトップ温度(TmC)とは、示差走査熱量計(DSC)を用いてトナーバインダーを20℃から150℃まで10℃/分の条件で第1回目の昇温した後、150℃から0℃まで10℃/分の条件で冷却し、続いて0℃から150℃まで10℃/分の条件で昇温する第2回目の昇温過程におけるトナーバインダーの吸熱ピークのピークトップ温度である。なお、トナーバインダーの吸熱ピークトップ温度(TmC)は前述したビニル樹脂(B2)の吸熱ピークトップ温度(TmB2)と同様の方法で測定できる。
トナーバインダーの吸熱ピークトップ温度(TmC)は、ビニル樹脂(B2)を構成する単量体(a)の炭素数を調整すること、ビニル樹脂(B2)を構成する単量体(a)の重量比率を調整することなどにより上記の好ましい範囲に調整することができる。一般的には単量体(a)の炭素数を増やす、単量体(a)の重量比率を増やす、ビニル樹脂(B2)の重量平均分子量を増やすことにより吸熱ピークトップ温度(TmC)が上がる傾向にある。
トナーバインダーのガラス転移温度(TgC)は、耐水性及び低温定着性の観点から、−35〜60℃が好ましく、より好ましくは−15〜58℃、更に好ましくは15〜55℃、特に好ましくは35〜55℃である。
なお、Tgは、DSCを用いて、ASTM D3418−82に規定の方法(DSC法)で測定される。ガラス転移温度(TgC)には、例えば、TA Instruments(株)製、DSC Q20等を用いることができる。ガラス転移温度(TgC)は、下記の条件で測定することができる。
<測定条件>
(1)30℃から20℃/分で150℃まで昇温
(2)150℃で10分間保持
(3)20℃/分で−35℃まで冷却
(4)−35℃で10分間保持
(5)20℃/分で150℃まで昇温
(6)(5)の過程にて測定される示差走査熱量曲線を解析する。
なお、Tgは、DSCを用いて、ASTM D3418−82に規定の方法(DSC法)で測定される。ガラス転移温度(TgC)には、例えば、TA Instruments(株)製、DSC Q20等を用いることができる。ガラス転移温度(TgC)は、下記の条件で測定することができる。
<測定条件>
(1)30℃から20℃/分で150℃まで昇温
(2)150℃で10分間保持
(3)20℃/分で−35℃まで冷却
(4)−35℃で10分間保持
(5)20℃/分で150℃まで昇温
(6)(5)の過程にて測定される示差走査熱量曲線を解析する。
トナーバインダーの酸価は、耐熱保存性、耐久性、耐水性及び帯電維持率の観点から、4.0〜50.0mgKOH/gが好ましく、より好ましくは4.0〜30.0mgKOH/gである。更に好ましくは4.0〜20.0mgKOH/gである。
なお、トナーバインダーの酸価は、ポリエステル樹脂(A1)と同様の方法で求めることができる。
なお、トナーバインダーの酸価は、ポリエステル樹脂(A1)と同様の方法で求めることができる。
本発明の方法により得られるトナーバインダーを用いてトナーを製造する際に、本発明のトナーバインダー以外に、必要により、着色剤、離型剤、荷電制御剤及び流動化剤等から選ばれる1種以上の公知の添加剤等を用いることができる。
着色剤としては、トナー用着色剤として使用されている染料及び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、イルガシンレッド、パラニトロアニリンレッド、トルイジンレッド、カーミンFB、ピグメントオレンジR、レーキレッド2G、ローダミンFB、ローダミンBレーキ、メチルバイオレットBレーキ、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、ブリリアントグリーン、フタロシアニングリーン、オイルイエローGG、カヤセットYG、オラゾールブラウンB及びオイルピンクOP等が挙げられ、着色剤は、これらは単独であってもよく、2種以上が混合されたものであってもよい。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若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、トナーバインダー100重量部に対して、好ましくは1〜40重量部、より好ましくは3〜10重量部である。尚、磁性粉を用いる場合は、トナーバインダー100重量部に対して、好ましくは20〜150重量部、より好ましくは40〜120重量部である。
着色剤の含有量は、トナーバインダー100重量部に対して、好ましくは1〜40重量部、より好ましくは3〜10重量部である。尚、磁性粉を用いる場合は、トナーバインダー100重量部に対して、好ましくは20〜150重量部、より好ましくは40〜120重量部である。
離型剤としては、フローテスターによるフロー軟化点(T1/2)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、モンタンワックス及びそれらの脱酸ワックス、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。
離型剤のフロー軟化点(T1/2)は以下の条件で測定される値である。
<フロー軟化点(T1/2)の測定方法>
試験力押出形細管式レオメータフローテスタ[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)をフロー軟化点(T1/2)とする。
<フロー軟化点(T1/2)の測定方法>
試験力押出形細管式レオメータフローテスタ[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)をフロー軟化点(T1/2)とする。
ポリオレフィンワックスとしては、オレフィン(例えばエチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブチレン、1−ヘキセン、1−ドデセン、1−オクタデセン及びこれらの混合物等)の(共)重合体[(共)重合により得られるもの及びそれをさらに熱減成して得られるものを含む]、(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[例えばマレイン酸及びその誘導体(無水マレイン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノブチル及びマレイン酸ジメチル等)変性物]、オレフィンと不飽和カルボン酸[(メタ)アクリル酸、イタコン酸及び無水マレイン酸等]及び/又は不飽和カルボン酸アルキルエステル[(メタ)アクリル酸アルキル(アルキルの炭素数1〜18)エステル及びマレイン酸アルキル(アルキルの炭素数1〜18)エステル等]等との共重合体等が挙げられる。
マイクロクリスタリンワックスとしては、例えば、日本精蝋(株)製のHi−Mic−2095、Hi−Mic−1090、Hi−Mic−1080、Hi−Mic−1070、Hi−Mic−2065、Hi−Mic−1045、Hi−Mic−2045等が挙げられる。
パラフィンワックスとしては、例えば、日本精蝋(株)製のParaffin WAX−155、Paraffin WAX−150、Paraffin WAX−145、Paraffin WAX−140、Paraffin WAX−135、HNP−3、HNP−5、HNP−9、HNP−10、HNP−11、HNP−12、HNP−51等が挙げられる。
フィッシャートロプシュワックスとしては、サゾール社製のSasolwax C80等が挙げられる。
カルナバワックスとしては、株式会社加藤洋行社製の精製カルナウバワックス 特製1号等が挙げられる。
エステルワックスとしては、脂肪酸エステルワックス(例えば、日油社製のニッサンエレクトールWEP−2、WEP−3、WEP−4、WEP−5及びWEP−8等)等が挙げられる。
高級アルコール類としては、炭素数30〜50の脂肪族アルコール等であり、例えばトリアコンタノールが挙げられる。脂肪酸類としては、炭素数30〜50の脂肪酸等であり、例えばトリアコンタンカルボン酸が挙げられる。
脂肪酸アミドとしては、三菱ケミカル社製のダイヤミッドY、ダイヤミッド200等が挙げられる。
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染料、4級アンモニウム塩、ポリアミン樹脂、イミダゾール誘導体、4級アンモニウム塩基含有ポリマー、含金属アゾ染料、銅フタロシアニン染料、サリチル酸金属塩、ベンジル酸のホウ素錯体、スルホン酸基含有ポリマー、含フッ素ポリマー及びハロゲン置換芳香環含有ポリマー等が挙げられる。
流動化剤としては、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。
トナー中のトナーバインダーの含有量はトナー重量に基づき、好ましくは30〜97重量%、より好ましくは40〜95重量%、更に好ましくは45〜92重量%である。
着色剤の含有量はトナー重量に基づき、好ましくは0.05〜60重量%、より好ましくは0.1〜55重量%、更に好ましくは0.5〜50重量%である。
離型剤の含有量はトナー重量に基づき、好ましくは0〜30重量%、より好ましくは0.5〜20重量%、更に好ましくは1〜10重量%である。
荷電制御剤の含有量はトナー重量に基づき、好ましくは0〜20重量%、より好ましくは0.1〜10重量%、更に好ましくは0.5〜7.5重量%である。
流動化剤の含有量はトナー重量に基づき、好ましくは0〜10重量%、より好ましくは0〜5重量%、更に好ましくは0.1〜4重量%である。
また、添加剤の含有量の合計量はトナー重量に基づき、好ましくは3〜70重量%、より好ましくは4〜58重量%、更に好ましくは5〜50重量%である。
トナーの組成比を上記の範囲とすることで、帯電維持率(特に高温高湿下における帯電維持率)、耐熱保存性が良好なトナーを容易に得ることができる。
着色剤の含有量はトナー重量に基づき、好ましくは0.05〜60重量%、より好ましくは0.1〜55重量%、更に好ましくは0.5〜50重量%である。
離型剤の含有量はトナー重量に基づき、好ましくは0〜30重量%、より好ましくは0.5〜20重量%、更に好ましくは1〜10重量%である。
荷電制御剤の含有量はトナー重量に基づき、好ましくは0〜20重量%、より好ましくは0.1〜10重量%、更に好ましくは0.5〜7.5重量%である。
流動化剤の含有量はトナー重量に基づき、好ましくは0〜10重量%、より好ましくは0〜5重量%、更に好ましくは0.1〜4重量%である。
また、添加剤の含有量の合計量はトナー重量に基づき、好ましくは3〜70重量%、より好ましくは4〜58重量%、更に好ましくは5〜50重量%である。
トナーの組成比を上記の範囲とすることで、帯電維持率(特に高温高湿下における帯電維持率)、耐熱保存性が良好なトナーを容易に得ることができる。
トナーは、公知の混練粉砕法、乳化転相法及び重合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。
例えば、混練粉砕法によりトナーを得る場合、流動化剤を除くトナーを構成する成分を乾式ブレンドした後、溶融混練し、その後粗粉砕し、最終的にジェットミル粉砕機等を用いて微粒化して、さらに分級することにより、体積平均粒径(D50)が好ましくは5〜20μmの微粒とした後、流動化剤を混合して製造することができる。
なお、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[ベックマン・コールター(株)製]}を用いて測定される。
例えば、混練粉砕法によりトナーを得る場合、流動化剤を除くトナーを構成する成分を乾式ブレンドした後、溶融混練し、その後粗粉砕し、最終的にジェットミル粉砕機等を用いて微粒化して、さらに分級することにより、体積平均粒径(D50)が好ましくは5〜20μmの微粒とした後、流動化剤を混合して製造することができる。
なお、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[ベックマン・コールター(株)製]}を用いて測定される。
また、乳化転相法によりトナーを得る場合、流動化剤を除くトナーを構成する成分を有機溶剤に溶解又は分散後、水を添加する等によりエマルジョン化し、次いで分離、分級して製造することができる。トナーの体積平均粒径は、3〜15μmが好ましい。
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(アクリル樹脂、シリコーン樹脂等)により表面をコーティングしたフェライト等のキャリア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。キャリア粒子を用いる場合、トナーとキャリア粒子との重量比は、1/99〜99/1が好ましい。また、キャリア粒子の代わりに帯電ブレード等の部材と摩擦し、電気的潜像を形成することもできる。
なお、トナーは、キャリア粒子を含まなくてもよい。
なお、トナーは、キャリア粒子を含まなくてもよい。
トナーは、複写機、プリンター等により支持体(紙、ポリエステルフィルム等)に定着して記録材料とされる。支持体に定着する方法としては、公知の熱ロール定着方法及びフラッシュ定着方法等が適用できる。
トナー及び本発明のトナーバインダーは電子写真法、静電記録法や静電印刷法等において、静電荷像又は磁気潜像の現像に用いられる。さらに詳しくは、特にフルカラー用に好適な静電荷像又は磁気潜像の現像に用いられる。
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、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。
<製造例1>
[ポリエステル樹脂(A1−1)の製造]
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・PO2モル付加物721部、テレフタル酸101部、無水トリメリット酸53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2時間反応させた。次に、0.5〜2.5kPaの減圧下に5時間反応させ、反応物の酸価が1mgKOH/g未満であることを確認した後、180℃まで降温した。さらにアジピン酸205部を入れ2時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に3時間反応させ、酸価が49mgKOH/gであることを確認した後取り出し、ポリエステル樹脂(A1−1)を得た。
[ポリエステル樹脂(A1−1)の製造]
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・PO2モル付加物721部、テレフタル酸101部、無水トリメリット酸53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2時間反応させた。次に、0.5〜2.5kPaの減圧下に5時間反応させ、反応物の酸価が1mgKOH/g未満であることを確認した後、180℃まで降温した。さらにアジピン酸205部を入れ2時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に3時間反応させ、酸価が49mgKOH/gであることを確認した後取り出し、ポリエステル樹脂(A1−1)を得た。
<製造例2>
[ポリエステル樹脂(A1−2)の製造]
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・EO2モル付加物695部、テレフタル酸182部、トリメチロールプロパン12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2時間反応させた。次に、0.5〜2.5kPaの減圧下に5時間反応させ、反応物の酸価が1mgKOH/g未満であることを確認した後、180℃まで降温した。さらにアジピン酸195部を入れ2時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に3時間反応させ、酸価が28mgKOH/gであることを確認した後取り出し、ポリエステル樹脂(A1−2)を得た。
[ポリエステル樹脂(A1−2)の製造]
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・EO2モル付加物695部、テレフタル酸182部、トリメチロールプロパン12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2時間反応させた。次に、0.5〜2.5kPaの減圧下に5時間反応させ、反応物の酸価が1mgKOH/g未満であることを確認した後、180℃まで降温した。さらにアジピン酸195部を入れ2時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に3時間反応させ、酸価が28mgKOH/gであることを確認した後取り出し、ポリエステル樹脂(A1−2)を得た。
<製造例3>
[ポリエステル樹脂(A1−3)の製造]
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・PO2モル付加物135部、ビスフェノールA・PO3モル付加物604部、テレフタル酸130部、アジピン酸76部、無水トリメリット酸28部を入れ、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2時間反応させた。次に、0.5〜2.5kPaの減圧下に5時間反応させ、反応物の酸価が1mgKOH/g未満であることを確認した後、180℃まで降温した。さらに無水トリメリット酸77部を入れ、常圧下に1時間反応させた後取り出し、ポリエステル樹脂(A1−3)を得た。
[ポリエステル樹脂(A1−3)の製造]
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・PO2モル付加物135部、ビスフェノールA・PO3モル付加物604部、テレフタル酸130部、アジピン酸76部、無水トリメリット酸28部を入れ、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2時間反応させた。次に、0.5〜2.5kPaの減圧下に5時間反応させ、反応物の酸価が1mgKOH/g未満であることを確認した後、180℃まで降温した。さらに無水トリメリット酸77部を入れ、常圧下に1時間反応させた後取り出し、ポリエステル樹脂(A1−3)を得た。
<製造例4>
[ポリエステル樹脂(A1−4)の製造]
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・EO2モル付加物708部、テレフタル酸146部、アジピン酸85部、無水トリメリット酸31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2時間反応させた。次に、0.5〜2.5kPaの減圧下に5時間反応させ、反応物の酸価が1mgKOH/g未満であることを確認した後、180℃まで降温した。無水トリメリット酸85部を入れ、常圧下に1時間反応させた後取り出し、ポリエステル樹脂(A1−4)を得た。
[ポリエステル樹脂(A1−4)の製造]
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・EO2モル付加物708部、テレフタル酸146部、アジピン酸85部、無水トリメリット酸31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2時間反応させた。次に、0.5〜2.5kPaの減圧下に5時間反応させ、反応物の酸価が1mgKOH/g未満であることを確認した後、180℃まで降温した。無水トリメリット酸85部を入れ、常圧下に1時間反応させた後取り出し、ポリエステル樹脂(A1−4)を得た。
<製造例5>
[ポリエステル樹脂(A1−5)の製造]
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・EO2モル付加物763部、テレフタル酸157部、アジピン酸92部、無水トリメリット酸33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2時間反応させた。次に、0.5〜2.5kPaの減圧下に5時間反応させ、反応物の酸価が1mgKOH/g未満であることを確認した後、180℃まで降温した。さらに無水トリメリット酸13部を入れ、常圧下に1時間反応させた後取り出し、ポリエステル樹脂(A1−5)を得た。
[ポリエステル樹脂(A1−5)の製造]
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・EO2モル付加物763部、テレフタル酸157部、アジピン酸92部、無水トリメリット酸33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2時間反応させた。次に、0.5〜2.5kPaの減圧下に5時間反応させ、反応物の酸価が1mgKOH/g未満であることを確認した後、180℃まで降温した。さらに無水トリメリット酸13部を入れ、常圧下に1時間反応させた後取り出し、ポリエステル樹脂(A1−5)を得た。
<製造例6>
[ポリエステル樹脂(A1−6)の製造]
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、3−メチル−1,5−ペンタンジオール553部、トリメチロールプロパン19部、テレフタル酸374部、アジピン酸300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、220℃で常圧下エステル化反応させた。反応物の酸価が40mgKOH/g未満であることを確認した後、220℃で0.5〜2.5kPaの減圧下に5時間反応させ、3−メチル−1,5−ペンタンジオール93部と縮合水155部を回収したところで確認した酸価が21mgKOH/g未満であったため反応物を取り出し、ポリエステル樹脂(A1−6)を得た。
[ポリエステル樹脂(A1−6)の製造]
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、3−メチル−1,5−ペンタンジオール553部、トリメチロールプロパン19部、テレフタル酸374部、アジピン酸300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、220℃で常圧下エステル化反応させた。反応物の酸価が40mgKOH/g未満であることを確認した後、220℃で0.5〜2.5kPaの減圧下に5時間反応させ、3−メチル−1,5−ペンタンジオール93部と縮合水155部を回収したところで確認した酸価が21mgKOH/g未満であったため反応物を取り出し、ポリエステル樹脂(A1−6)を得た。
<製造例7>
[ポリエステル樹脂(A1−7)の製造]
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・EO2モル付加物703部、テレフタル酸145部、アジピン酸85部、無水トリメリット酸31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2時間反応させた。次に、0.5〜2.5kPaの減圧下に5時間反応させ、反応物の酸価が1mgKOH/g未満であることを確認した後、180℃まで降温した。さらに無水トリメリット酸90部を入れ、常圧下に1時間反応させた後取り出し、ポリエステル樹脂(A1−7)を得た。
[ポリエステル樹脂(A1−7)の製造]
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・EO2モル付加物703部、テレフタル酸145部、アジピン酸85部、無水トリメリット酸31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2時間反応させた。次に、0.5〜2.5kPaの減圧下に5時間反応させ、反応物の酸価が1mgKOH/g未満であることを確認した後、180℃まで降温した。さらに無水トリメリット酸90部を入れ、常圧下に1時間反応させた後取り出し、ポリエステル樹脂(A1−7)を得た。
製造例1〜7で得られたポリエステル樹脂(A1)の組成及び物性を表1に示す。
<製造例8>
[ポリエステル樹脂(B1−1)の製造]
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・PO2モル付加物193部、ビスフェノールA・EO2モル付加物559部、テレフタル酸312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2時間反応させた。次に、0.5〜2.5kPaの減圧下に5時間反応させ、反応物の酸価が1mgKOH/g未満であることを確認した後取り出し、ポリエステル樹脂(B1−1)を得た。
[ポリエステル樹脂(B1−1)の製造]
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・PO2モル付加物193部、ビスフェノールA・EO2モル付加物559部、テレフタル酸312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2時間反応させた。次に、0.5〜2.5kPaの減圧下に5時間反応させ、反応物の酸価が1mgKOH/g未満であることを確認した後取り出し、ポリエステル樹脂(B1−1)を得た。
<製造例9>
[ポリエステル樹脂(B1−2)の製造]
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・PO2モル付加物684部、ビスフェノールA・PO3モル付加物85部、テレフタル酸261部、イソフタル酸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2時間反応させた。次に、0.5〜2.5kPaの減圧下に5時間反応させ、反応物の酸価が1mgKOH/g未満であることを確認した後取り出し、ポリエステル樹脂(B1−2)を得た。
[ポリエステル樹脂(B1−2)の製造]
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・PO2モル付加物684部、ビスフェノールA・PO3モル付加物85部、テレフタル酸261部、イソフタル酸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2時間反応させた。次に、0.5〜2.5kPaの減圧下に5時間反応させ、反応物の酸価が1mgKOH/g未満であることを確認した後取り出し、ポリエステル樹脂(B1−2)を得た。
<比較製造例1>
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・PO2モル付加物672部、ビスフェノールA・PO3モル付加物84部、テレフタル酸257部、イソフタル酸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2時間反応させた。次に、0.5〜2.5kPaの減圧下に5時間反応させ、反応物の酸価が1mgKOH/g未満であることを確認した後、180℃まで降温した。さらに無水トリメリット酸17部を入れ、常圧下に1時間反応させた後取り出し、ポリエステル樹脂(B1’−1)を得た。
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・PO2モル付加物672部、ビスフェノールA・PO3モル付加物84部、テレフタル酸257部、イソフタル酸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2時間反応させた。次に、0.5〜2.5kPaの減圧下に5時間反応させ、反応物の酸価が1mgKOH/g未満であることを確認した後、180℃まで降温した。さらに無水トリメリット酸17部を入れ、常圧下に1時間反応させた後取り出し、ポリエステル樹脂(B1’−1)を得た。
製造例8、9及び比較製造例1で得られたポリエステル樹脂(B1)及びポリエステル樹脂(B1’)の組成及び物性を表2に示す。
<製造例10>
[ビニル樹脂(B2−1)の製造]
オートクレーブにキシレン138部を仕込み、窒素で置換した後、撹拌下密閉状態で165℃まで昇温した。ベヘニルアクリレート[日油(株)製、以下同様]450部、スチレン[出光興産(株)製、以下同様]150部、アクリロニトリル[ナカライテスク(株)製、以下同様]150部、ジ−t−ブチルパーオキシド[パーブチルD、日油(株)製、以下同様]1.0部、及びキシレン100部の混合溶液を60℃に温調し、オートクレーブ内温度を165℃にコントロールしながら、3時間かけて滴下し重合を行った。滴下後、滴下ラインをキシレン12部で洗浄した。更に同温度で0.5時間保ち、単量体(a)の反応率を確認した。単量体(a)の反応率が95%未満であったため、さらにジ−t−ブチルパーオキシドを0.5部投入し、反応率を95%以上まで反応させた。165℃で5時間0.5〜2.5kPaの減圧下で脱溶剤を行い、結晶性ビニル樹脂(B2−1)を得た。
[ビニル樹脂(B2−1)の製造]
オートクレーブにキシレン138部を仕込み、窒素で置換した後、撹拌下密閉状態で165℃まで昇温した。ベヘニルアクリレート[日油(株)製、以下同様]450部、スチレン[出光興産(株)製、以下同様]150部、アクリロニトリル[ナカライテスク(株)製、以下同様]150部、ジ−t−ブチルパーオキシド[パーブチルD、日油(株)製、以下同様]1.0部、及びキシレン100部の混合溶液を60℃に温調し、オートクレーブ内温度を165℃にコントロールしながら、3時間かけて滴下し重合を行った。滴下後、滴下ラインをキシレン12部で洗浄した。更に同温度で0.5時間保ち、単量体(a)の反応率を確認した。単量体(a)の反応率が95%未満であったため、さらにジ−t−ブチルパーオキシドを0.5部投入し、反応率を95%以上まで反応させた。165℃で5時間0.5〜2.5kPaの減圧下で脱溶剤を行い、結晶性ビニル樹脂(B2−1)を得た。
<製造例11>
[ビニル樹脂(B2−2)の製造]
オートクレーブにキシレン138部を仕込み、窒素で置換した後、撹拌下密閉状態で165℃まで昇温した。ステアリルアクリレート[日油(株)製、以下同様]525部、スチレン150部、アクリロニトリル75部、ジ−t−ブチルパーオキシド0.2部、及びキシレン100部の混合溶液を60℃に温調し、オートクレーブ内温度を165℃にコントロールしながら、3時間かけて滴下し重合を行った。滴下後、滴下ラインをキシレン12部で洗浄した。更に同温度で0.5時間保ち、単量体(a)の反応率を確認した。単量体(a)の反応率が95%未満であったため、さらにジ−t−ブチルパーオキシドを0.1部投入し、反応率を95%以上まで反応させた。165℃で5時間0.5〜2.5kPaの減圧下で脱溶剤を行い、結晶性ビニル樹脂(B2−2)を得た。
[ビニル樹脂(B2−2)の製造]
オートクレーブにキシレン138部を仕込み、窒素で置換した後、撹拌下密閉状態で165℃まで昇温した。ステアリルアクリレート[日油(株)製、以下同様]525部、スチレン150部、アクリロニトリル75部、ジ−t−ブチルパーオキシド0.2部、及びキシレン100部の混合溶液を60℃に温調し、オートクレーブ内温度を165℃にコントロールしながら、3時間かけて滴下し重合を行った。滴下後、滴下ラインをキシレン12部で洗浄した。更に同温度で0.5時間保ち、単量体(a)の反応率を確認した。単量体(a)の反応率が95%未満であったため、さらにジ−t−ブチルパーオキシドを0.1部投入し、反応率を95%以上まで反応させた。165℃で5時間0.5〜2.5kPaの減圧下で脱溶剤を行い、結晶性ビニル樹脂(B2−2)を得た。
<製造例12>
[トリアコンチルアクリレートの合成]
撹拌装置、加熱冷却装置、温度計、空気導入管、減圧装置、減水装置を備えた反応容器に、1−トリアコンタノール50部、トルエン50部、アクリル酸12部、ハイドロキノン0.05部を投入し、撹拌して均一化した。その後、パラトルエンスルホン酸2部を加え、30分撹拌した後、空気を30mL/分の流量で吹き込みながら100℃で生成する水を除去しながら5時間反応させた。その後、反応容器内の圧力を300mmHgに調整し、生成する水を除去しながらさらに3時間反応させた。反応溶液を室温まで冷却後、10重量%水酸化ナトリウム水溶液30部を加えて1時間撹拌したのち静置して有機相と水相を分離させた。有機相を分液及び遠心分離操作で採取し、ハイドロキノン0.01部を投入し、空気を吹き込みながら減圧で溶媒を除去し、トリアコンチルアクリレートを得た。
[トリアコンチルアクリレートの合成]
撹拌装置、加熱冷却装置、温度計、空気導入管、減圧装置、減水装置を備えた反応容器に、1−トリアコンタノール50部、トルエン50部、アクリル酸12部、ハイドロキノン0.05部を投入し、撹拌して均一化した。その後、パラトルエンスルホン酸2部を加え、30分撹拌した後、空気を30mL/分の流量で吹き込みながら100℃で生成する水を除去しながら5時間反応させた。その後、反応容器内の圧力を300mmHgに調整し、生成する水を除去しながらさらに3時間反応させた。反応溶液を室温まで冷却後、10重量%水酸化ナトリウム水溶液30部を加えて1時間撹拌したのち静置して有機相と水相を分離させた。有機相を分液及び遠心分離操作で採取し、ハイドロキノン0.01部を投入し、空気を吹き込みながら減圧で溶媒を除去し、トリアコンチルアクリレートを得た。
<製造例13>
[ビニル樹脂(B2−3)の製造]
オートクレーブにキシレン138部を仕込み、窒素で置換した後、撹拌下密閉状態で165℃まで昇温した。製造例12で得たトリアコンチルアクリレート600部、スチレン75部、ブチルアクリレート[三菱ケミカル(株)製、以下同様]75部、ジ−t−ブチルパーオキシド1.5部、及びキシレン100部の混合溶液を60℃に温調し、オートクレーブ内温度を165℃にコントロールしながら、3時間かけて滴下し重合を行った。滴下後、滴下ラインをキシレン12部で洗浄した。更に同温度で0.5時間保ち、単量体(a)の反応率を確認した。単量体(a)の反応率が95%未満であったため、さらにジ−t−ブチルパーオキシドを0.5部投入し、反応率を95%以上まで反応させた。165℃で5時間0.5〜2.5kPaの減圧下で脱溶剤を行い、結晶性ビニル樹脂(B2−3)を得た。
[ビニル樹脂(B2−3)の製造]
オートクレーブにキシレン138部を仕込み、窒素で置換した後、撹拌下密閉状態で165℃まで昇温した。製造例12で得たトリアコンチルアクリレート600部、スチレン75部、ブチルアクリレート[三菱ケミカル(株)製、以下同様]75部、ジ−t−ブチルパーオキシド1.5部、及びキシレン100部の混合溶液を60℃に温調し、オートクレーブ内温度を165℃にコントロールしながら、3時間かけて滴下し重合を行った。滴下後、滴下ラインをキシレン12部で洗浄した。更に同温度で0.5時間保ち、単量体(a)の反応率を確認した。単量体(a)の反応率が95%未満であったため、さらにジ−t−ブチルパーオキシドを0.5部投入し、反応率を95%以上まで反応させた。165℃で5時間0.5〜2.5kPaの減圧下で脱溶剤を行い、結晶性ビニル樹脂(B2−3)を得た。
<製造例14>
[ビニル樹脂(B2−4)の製造]
オートクレーブにキシレン138部を仕込み、窒素で置換した後、撹拌下密閉状態で165℃まで昇温した。ベヘニルアクリレート300部、ステアリルアクリレート150部、アクリロニトリル125部、ブチルアクリレート75部、メタクリル酸メチル[住友化学(株)製、以下同様]100部、ジ−t−ブチルパーオキシド0.5部、及びキシレン100部の混合溶液を60℃に温調し、オートクレーブ内温度を165℃にコントロールしながら、3時間かけて滴下し重合を行った。滴下後、滴下ラインをキシレン12部で洗浄した。更に同温度で0.5時間保ち、単量体(a)の反応率を確認した。単量体(a)の反応率が95%未満であったため、さらにジ−t−ブチルパーオキシドを0.2部投入し、反応率を95%以上まで反応させた。165℃で5時間0.5〜2.5kPaの減圧下で脱溶剤を行い、結晶性ビニル樹脂(B2−4)を得た。
[ビニル樹脂(B2−4)の製造]
オートクレーブにキシレン138部を仕込み、窒素で置換した後、撹拌下密閉状態で165℃まで昇温した。ベヘニルアクリレート300部、ステアリルアクリレート150部、アクリロニトリル125部、ブチルアクリレート75部、メタクリル酸メチル[住友化学(株)製、以下同様]100部、ジ−t−ブチルパーオキシド0.5部、及びキシレン100部の混合溶液を60℃に温調し、オートクレーブ内温度を165℃にコントロールしながら、3時間かけて滴下し重合を行った。滴下後、滴下ラインをキシレン12部で洗浄した。更に同温度で0.5時間保ち、単量体(a)の反応率を確認した。単量体(a)の反応率が95%未満であったため、さらにジ−t−ブチルパーオキシドを0.2部投入し、反応率を95%以上まで反応させた。165℃で5時間0.5〜2.5kPaの減圧下で脱溶剤を行い、結晶性ビニル樹脂(B2−4)を得た。
<製造例15>
[ビニル樹脂(B2−5)の製造]
オートクレーブにキシレン138部を仕込み、窒素で置換した後、撹拌下密閉状態で165℃まで昇温した。ベヘニルアクリレート450部、スチレン75部、アクリロニトリル225部、ジ−t−ブチルパーオキシド0.5部、及びキシレン100部の混合溶液を60℃に温調し、オートクレーブ内温度を165℃にコントロールしながら、3時間かけて滴下し重合を行った。滴下後、滴下ラインをキシレン12部で洗浄した。更に同温度で0.5時間保ち、単量体(a)の反応率を確認した。単量体(a)の反応率が95%未満であったため、さらにジ−t−ブチルパーオキシドを2.0部投入し、反応率を95%以上まで反応させた。165℃で5時間0.5〜2.5kPaの減圧下で脱溶剤を行い、結晶性ビニル樹脂(B2−5)を得た。
[ビニル樹脂(B2−5)の製造]
オートクレーブにキシレン138部を仕込み、窒素で置換した後、撹拌下密閉状態で165℃まで昇温した。ベヘニルアクリレート450部、スチレン75部、アクリロニトリル225部、ジ−t−ブチルパーオキシド0.5部、及びキシレン100部の混合溶液を60℃に温調し、オートクレーブ内温度を165℃にコントロールしながら、3時間かけて滴下し重合を行った。滴下後、滴下ラインをキシレン12部で洗浄した。更に同温度で0.5時間保ち、単量体(a)の反応率を確認した。単量体(a)の反応率が95%未満であったため、さらにジ−t−ブチルパーオキシドを2.0部投入し、反応率を95%以上まで反応させた。165℃で5時間0.5〜2.5kPaの減圧下で脱溶剤を行い、結晶性ビニル樹脂(B2−5)を得た。
製造例10〜15で得られたビニル樹脂(B2)の組成及び物性を表3に示す。
<実施例1> [トナーバインダー(C−1)の製造]
ポリエステル樹脂(A1−1)50部、ポリエステル樹脂(B1−1)50部、jER157S70[ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、三菱ケミカル(株)製、エポキシ当量209、以下同様](E−1)2.2部及びイミダゾール[富士フイルム和光純薬(株)製、以下同様](F−1)0.1部を混合し、二軸混練機[(株)栗本鐵工所、S5KRCニーダー]に80kg/時で供給し、180℃、90rpmで5分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−1)を得た。(C−1)のガラス転移温度TgCは49.9℃、酸価は17.9mgKOH/gであり、反応率は99%であった。
ポリエステル樹脂(A1−1)50部、ポリエステル樹脂(B1−1)50部、jER157S70[ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、三菱ケミカル(株)製、エポキシ当量209、以下同様](E−1)2.2部及びイミダゾール[富士フイルム和光純薬(株)製、以下同様](F−1)0.1部を混合し、二軸混練機[(株)栗本鐵工所、S5KRCニーダー]に80kg/時で供給し、180℃、90rpmで5分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−1)を得た。(C−1)のガラス転移温度TgCは49.9℃、酸価は17.9mgKOH/gであり、反応率は99%であった。
<実施例2> [トナーバインダー(C−2)の製造]
ポリエステル樹脂(A1−2)50部、ポリエステル樹脂(B1−2)50部、jER157S70(E−1)2.1部及び2−エチル−4−メチルイミダゾール[富士フイルム和光純薬(株)製、以下同様](F−3)0.1部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、180℃、90rpmで5分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−2)を得た。(C−2)のガラス転移温度TgCは46.1℃、酸価は8.5mgKOH/gであり、反応率は98%であった。
ポリエステル樹脂(A1−2)50部、ポリエステル樹脂(B1−2)50部、jER157S70(E−1)2.1部及び2−エチル−4−メチルイミダゾール[富士フイルム和光純薬(株)製、以下同様](F−3)0.1部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、180℃、90rpmで5分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−2)を得た。(C−2)のガラス転移温度TgCは46.1℃、酸価は8.5mgKOH/gであり、反応率は98%であった。
<実施例3> [トナーバインダー(C−3)の製造]
ポリエステル樹脂(A1−3)70部、ポリエステル樹脂(B1−1)30部、jER157S70(E−1)5.5部及び2−フェニルイミダゾール[富士フイルム和光純薬(株)製、以下同様](F−2)0.2部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、160℃、90rpmで2分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−3)を得た。(C−3)のガラス転移温度TgCは53.0℃、酸価は14.4mgKOH/gであり、反応率は97%であった。
ポリエステル樹脂(A1−3)70部、ポリエステル樹脂(B1−1)30部、jER157S70(E−1)5.5部及び2−フェニルイミダゾール[富士フイルム和光純薬(株)製、以下同様](F−2)0.2部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、160℃、90rpmで2分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−3)を得た。(C−3)のガラス転移温度TgCは53.0℃、酸価は14.4mgKOH/gであり、反応率は97%であった。
<実施例4> [トナーバインダー(C−4)の製造]
ポリエステル樹脂(A1−4)70部、ポリエステル樹脂(B1−1)30部、jER157S70(E−1)6.0部及びイミダゾール(F−1)0.2部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、150℃、90rpmで2分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−4)を得た。(C−4)のガラス転移温度TgCは54.9℃、酸価は15.9mgKOH/gであり、反応率は95%であった。
ポリエステル樹脂(A1−4)70部、ポリエステル樹脂(B1−1)30部、jER157S70(E−1)6.0部及びイミダゾール(F−1)0.2部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、150℃、90rpmで2分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−4)を得た。(C−4)のガラス転移温度TgCは54.9℃、酸価は15.9mgKOH/gであり、反応率は95%であった。
<実施例5> [トナーバインダー(C−5)の製造]
ポリエステル樹脂(A1−4)70部、ポリエステル樹脂(B1−1)30部、EPPN−201[フェノールノボラック型エポキシ樹脂、日本化薬(株)製、エポキシ当量193、以下同様](E−2)5.5部及びイミダゾール(F−1)0.2部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、150℃、90rpmで2分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−5)を得た。(C−5)のガラス転移温度TgCは55.0℃、酸価は15.5mgKOH/gであり、反応率は99%であった。
ポリエステル樹脂(A1−4)70部、ポリエステル樹脂(B1−1)30部、EPPN−201[フェノールノボラック型エポキシ樹脂、日本化薬(株)製、エポキシ当量193、以下同様](E−2)5.5部及びイミダゾール(F−1)0.2部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、150℃、90rpmで2分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−5)を得た。(C−5)のガラス転移温度TgCは55.0℃、酸価は15.5mgKOH/gであり、反応率は99%であった。
<実施例6> [トナーバインダー(C−6)の製造]
ポリエステル樹脂(A1−3)70部、ポリエステル樹脂(B1−1)30部、jER157S70(E−1)5.5部及び2−フェニルイミダゾール(F−2)0.4部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、160℃、90rpmで3分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−6)を得た。(C−6)のガラス転移温度TgCは53.3℃、酸価は14.5mgKOH/gであり、反応率は96%であった。
ポリエステル樹脂(A1−3)70部、ポリエステル樹脂(B1−1)30部、jER157S70(E−1)5.5部及び2−フェニルイミダゾール(F−2)0.4部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、160℃、90rpmで3分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−6)を得た。(C−6)のガラス転移温度TgCは53.3℃、酸価は14.5mgKOH/gであり、反応率は96%であった。
<実施例7> [トナーバインダー(C−7)の製造]
ポリエステル樹脂(A1−4)40部、ポリエステル樹脂(B1−2)60部、jER1004[ビスフェノールA型エポキシ樹脂、日本化薬(株)製、エポキシ当量897、以下同様](E−3)17.6部及び2−エチル−4−メチルイミダゾール(F−3)0.2部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、150℃、90rpmで15分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−7)を得た。(C−7)のガラス転移温度TgCは54.5℃、酸価は6.7mgKOH/gであり、反応率は96%であった。
ポリエステル樹脂(A1−4)40部、ポリエステル樹脂(B1−2)60部、jER1004[ビスフェノールA型エポキシ樹脂、日本化薬(株)製、エポキシ当量897、以下同様](E−3)17.6部及び2−エチル−4−メチルイミダゾール(F−3)0.2部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、150℃、90rpmで15分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−7)を得た。(C−7)のガラス転移温度TgCは54.5℃、酸価は6.7mgKOH/gであり、反応率は96%であった。
<実施例8> [トナーバインダー(C−8)の製造]
ポリエステル樹脂(A1−1)50部、結晶性ビニル樹脂(B2−1)50部、jER157S70(E−1)4.7部及びイミダゾール(F−1)0.1部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、180℃、90rpmで5分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−8)を得た。(C−8)の吸熱ピークトップ温度Tmは58.1℃、ガラス転移温度TgCは38.2℃、酸価は11.4mgKOH/gであり、反応率は96%であった。
ポリエステル樹脂(A1−1)50部、結晶性ビニル樹脂(B2−1)50部、jER157S70(E−1)4.7部及びイミダゾール(F−1)0.1部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、180℃、90rpmで5分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−8)を得た。(C−8)の吸熱ピークトップ温度Tmは58.1℃、ガラス転移温度TgCは38.2℃、酸価は11.4mgKOH/gであり、反応率は96%であった。
<実施例9> [トナーバインダー(C−9)の製造]
ポリエステル樹脂(A1−2)70部、結晶性ビニル樹脂(B2−2)30部、jER157S70(E−1)5.1部及び2−フェニルイミダゾール(F−2)0.2部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、180℃、90rpmで5分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−9)を得た。(C−9)の吸熱ピークトップ温度TmCは46.2℃、ガラス転移温度TgCは34.6℃、酸価は6.3mgKOH/gであり、反応率は96%であった。
ポリエステル樹脂(A1−2)70部、結晶性ビニル樹脂(B2−2)30部、jER157S70(E−1)5.1部及び2−フェニルイミダゾール(F−2)0.2部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、180℃、90rpmで5分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−9)を得た。(C−9)の吸熱ピークトップ温度TmCは46.2℃、ガラス転移温度TgCは34.6℃、酸価は6.3mgKOH/gであり、反応率は96%であった。
<実施例10> [トナーバインダー(C−10)の製造]
ポリエステル樹脂(A1−2)70部、結晶性ビニル樹脂(B2−3)30部、jER157S70(E−1)5.1部及び2−エチル−4−メチルイミダゾール(F−3)0.2部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、180℃、90rpmで5分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−10)を得た。(C−10)の吸熱ピークトップ温度TmCは88.8℃、ガラス転移温度TgCは34.8℃、酸価は6.4mgKOH/gであり、反応率は95%であった。
ポリエステル樹脂(A1−2)70部、結晶性ビニル樹脂(B2−3)30部、jER157S70(E−1)5.1部及び2−エチル−4−メチルイミダゾール(F−3)0.2部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、180℃、90rpmで5分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−10)を得た。(C−10)の吸熱ピークトップ温度TmCは88.8℃、ガラス転移温度TgCは34.8℃、酸価は6.4mgKOH/gであり、反応率は95%であった。
<実施例11> [トナーバインダー(C−11)の製造]
ポリエステル樹脂(A1−3)50部、結晶性ビニル樹脂(B2−4)50部、EPPN―201(E−2)3.7部及びイミダゾール(F−1)0.2部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、150℃、90rpmで2分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−11)を得た。(C−11)の吸熱ピークトップ温度TmCは57.1℃、ガラス転移温度TgCは50.8℃、酸価は10.4mgKOH/gであり、反応率は96%であった。
ポリエステル樹脂(A1−3)50部、結晶性ビニル樹脂(B2−4)50部、EPPN―201(E−2)3.7部及びイミダゾール(F−1)0.2部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、150℃、90rpmで2分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−11)を得た。(C−11)の吸熱ピークトップ温度TmCは57.1℃、ガラス転移温度TgCは50.8℃、酸価は10.4mgKOH/gであり、反応率は96%であった。
<実施例12> [トナーバインダー(C−12)の製造]
ポリエステル樹脂(A1−2)40部、結晶性ビニル樹脂(B2−5)60部、jER1004(E−3)10.8部及びイミダゾール(F−1)0.1部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、160℃、90rpmで6分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−12)を得た。(C−12)の吸熱ピークトップ温度TmCは59.2℃、ガラス転移温度TgCは34.2℃、酸価は4.4mgKOH/gであり、反応率は95%であった。
ポリエステル樹脂(A1−2)40部、結晶性ビニル樹脂(B2−5)60部、jER1004(E−3)10.8部及びイミダゾール(F−1)0.1部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、160℃、90rpmで6分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−12)を得た。(C−12)の吸熱ピークトップ温度TmCは59.2℃、ガラス転移温度TgCは34.2℃、酸価は4.4mgKOH/gであり、反応率は95%であった。
<実施例13> [トナーバインダー(C−13)の製造]
ポリエステル樹脂(A1−4)30部、結晶性ビニル樹脂(B2−1)70部、jER157S70(E−1)4.3部及び2−エチル−4−メチルイミダゾール(F−3)0.2部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、150℃、90rpmで5分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−13)を得た。(C−13)の吸熱ピークトップ温度TmCは59.3℃、ガラス転移温度TgCは54.1℃、酸価は10.7mgKOH/gであり、反応率は95%であった。
ポリエステル樹脂(A1−4)30部、結晶性ビニル樹脂(B2−1)70部、jER157S70(E−1)4.3部及び2−エチル−4−メチルイミダゾール(F−3)0.2部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、150℃、90rpmで5分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−13)を得た。(C−13)の吸熱ピークトップ温度TmCは59.3℃、ガラス転移温度TgCは54.1℃、酸価は10.7mgKOH/gであり、反応率は95%であった。
<実施例14> [トナーバインダー(C−14)の製造]
撹拌機の付いた反応槽中に、ポリエステル樹脂(A1−4)70部、ポリエステル樹脂(B1−1)30部、EPPN−201(E−2)5.5部及びイミダゾール(F−1)0.4部をそれぞれ投入し、撹拌下104℃で180分混合反応させた後に、取出し、得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−14)を得た。(C−14)のガラス転移温度TgCは55.6℃、酸価は16.6mgKOH/gであり、反応率は91%であった。
撹拌機の付いた反応槽中に、ポリエステル樹脂(A1−4)70部、ポリエステル樹脂(B1−1)30部、EPPN−201(E−2)5.5部及びイミダゾール(F−1)0.4部をそれぞれ投入し、撹拌下104℃で180分混合反応させた後に、取出し、得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−14)を得た。(C−14)のガラス転移温度TgCは55.6℃、酸価は16.6mgKOH/gであり、反応率は91%であった。
<実施例15> [トナーバインダー(C−15)の製造]
ポリエステル樹脂(A1−5)70部、ポリエステル樹脂(B1−1)30部、EHPE−3150[2,2−ビス(ヒドロキシメチル)−1−ブタノールの1,2−エポキシ−4−(2−オキシラニル)シクロヘキサン付加物,株式会社ダイセル製、エポキシ当量174、以下同様](E−4)1.4部及びイミダゾール(F−1)0.2部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、199℃、90rpmで15分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−15)を得た。(C−15)のガラス転移温度TgCは44.2℃、酸価は1.4mgKOH/gであり、反応率は92%であった。
ポリエステル樹脂(A1−5)70部、ポリエステル樹脂(B1−1)30部、EHPE−3150[2,2−ビス(ヒドロキシメチル)−1−ブタノールの1,2−エポキシ−4−(2−オキシラニル)シクロヘキサン付加物,株式会社ダイセル製、エポキシ当量174、以下同様](E−4)1.4部及びイミダゾール(F−1)0.2部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、199℃、90rpmで15分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−15)を得た。(C−15)のガラス転移温度TgCは44.2℃、酸価は1.4mgKOH/gであり、反応率は92%であった。
<実施例16> [トナーバインダー(C−16)の製造]
ポリエステル樹脂(A1−6)40部、結晶性ビニル樹脂(B2−5)60部、jER157S70(E−1)2.1部及びイミダゾール(F−1)0.2部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、185℃、90rpmで16分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−16)を得た。(C−16)の吸熱ピークトップ温度TmCは59.1℃、ガラス転移温度TgCは−34.6℃、酸価は2.2mgKOH/gであり、反応率は95%であった。
ポリエステル樹脂(A1−6)40部、結晶性ビニル樹脂(B2−5)60部、jER157S70(E−1)2.1部及びイミダゾール(F−1)0.2部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、185℃、90rpmで16分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−16)を得た。(C−16)の吸熱ピークトップ温度TmCは59.1℃、ガラス転移温度TgCは−34.6℃、酸価は2.2mgKOH/gであり、反応率は95%であった。
<実施例17> [トナーバインダー(C−17)の製造]
ポリエステル樹脂(A1−7)70部、ポリエステル樹脂(B1−1)30部、jER157S70(E−1)6.5部及び2−フェニルイミダゾール(F−2)0.2部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、150℃、90rpmで3分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−17)を得た。(C−17)のガラス転移温度TgCは57.2℃、酸価は15.9mgKOH/gであり、反応率は95%であった。
ポリエステル樹脂(A1−7)70部、ポリエステル樹脂(B1−1)30部、jER157S70(E−1)6.5部及び2−フェニルイミダゾール(F−2)0.2部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、150℃、90rpmで3分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C−17)を得た。(C−17)のガラス転移温度TgCは57.2℃、酸価は15.9mgKOH/gであり、反応率は95%であった。
<比較例1> [トナーバインダー(C’−1)の製造]
ポリエステル樹脂(A1−2)50部、ポリエステル樹脂(B1’−1)50部、jER157S70(E−1)3.0部及び2−エチル−4−メチルイミダゾール(F−3)0.1部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、180℃、90rpmで5分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C’−1)を得た。(C’−1)のガラス転移温度TgCは48.3℃、酸価は10.8mgKOH/gであり、反応率は96%であった。
ポリエステル樹脂(A1−2)50部、ポリエステル樹脂(B1’−1)50部、jER157S70(E−1)3.0部及び2−エチル−4−メチルイミダゾール(F−3)0.1部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、180℃、90rpmで5分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C’−1)を得た。(C’−1)のガラス転移温度TgCは48.3℃、酸価は10.8mgKOH/gであり、反応率は96%であった。
<比較例2> [トナーバインダー(C’−2)の製造]
ポリエステル樹脂(A1−1)50部、ポリエステル樹脂(B1−1)50部、jER157S70(E−1)2.4部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、180℃、90rpmで60分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C’−2)を得た。(C’−2)のガラス転移温度TgCは49.7℃、酸価は17.9mgKOH/gであり、反応率は90%であった。
ポリエステル樹脂(A1−1)50部、ポリエステル樹脂(B1−1)50部、jER157S70(E−1)2.4部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、180℃、90rpmで60分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C’−2)を得た。(C’−2)のガラス転移温度TgCは49.7℃、酸価は17.9mgKOH/gであり、反応率は90%であった。
<比較例3> [トナーバインダー(C’−3)の製造]
ポリエステル樹脂(B1−1)100部、jER157S70(E−1)2.4部及びイミダゾール(F−1)0.1部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、180℃、90rpmで60分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C’−3)を得た。(C’−3)のガラス転移温度TgCは61.0℃、酸価は0.2mgKOH/gであり、反応率は0%であった。
ポリエステル樹脂(B1−1)100部、jER157S70(E−1)2.4部及びイミダゾール(F−1)0.1部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、180℃、90rpmで60分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C’−3)を得た。(C’−3)のガラス転移温度TgCは61.0℃、酸価は0.2mgKOH/gであり、反応率は0%であった。
<比較例4> [トナーバインダー(C’−4)の製造]
ポリエステル樹脂(A1−1)50部、結晶性ビニル樹脂(B2−1)50部及びイミダゾール(F−1)0.1部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、180℃、90rpmで60分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C’−4)を得た。(C’−4)の吸熱ピークトップ温度TmCは59.8℃、ガラス転移温度TgCは38.8℃、酸価は24.1mgKOH/gであり、反応率は0%であった。
ポリエステル樹脂(A1−1)50部、結晶性ビニル樹脂(B2−1)50部及びイミダゾール(F−1)0.1部を混合し、二軸混練機に80kg/時で供給し、180℃、90rpmで60分間混練押出して架橋反応を行った。混合で得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C’−4)を得た。(C’−4)の吸熱ピークトップ温度TmCは59.8℃、ガラス転移温度TgCは38.8℃、酸価は24.1mgKOH/gであり、反応率は0%であった。
<比較例5> [トナーバインダー(C’−5)の製造]
撹拌機の付いた反応槽中に、ポリエステル樹脂(A1−4)70部、ポリエステル樹脂(B1−1)30部、EPPN−201(E−2)5.5部をそれぞれ投入し、撹拌下104℃で180分混合反応させた後に、取出し、得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C’−5)を得た。(C’−5)のガラス転移温度TgCは55.4℃、酸価は27.4mgKOH/gであり、反応率は20%であった。
撹拌機の付いた反応槽中に、ポリエステル樹脂(A1−4)70部、ポリエステル樹脂(B1−1)30部、EPPN−201(E−2)5.5部をそれぞれ投入し、撹拌下104℃で180分混合反応させた後に、取出し、得られたものを冷却することにより、トナーバインダー(C’−5)を得た。(C’−5)のガラス転移温度TgCは55.4℃、酸価は27.4mgKOH/gであり、反応率は20%であった。
実施例1〜17及び比較例1〜5で得られたトナーバインダー(C)及びトナーバインダー(C’)の組成及び物性を表4に示す。
なお、トナーバインダーの反応率は、下記式により求めた。
反応率=(AVini−AVC)/(AVini−AVfin)×100(%)、
AVini=(AVA1×WA1+AVB×WB)/Wtot
AVfin=[AVA1×WA1+AVB×WB−(56100/EQ)×WE]/Wtot
AVA1:ポリエステル樹脂(A1)の酸価、
AVC:トナーバインダー(C)の酸価、
WA1:ポリエステル樹脂(A1)の重量部、
WB:樹脂(B)の重量部、
WE:エポキシ樹脂(E)の重量部、
Wtot:ポリエステル樹脂(A1)、樹脂(B)、エポキシ化合物(E)、エポキシ化触媒(F)の合計重量部
EQ:(E)のエポキシ当量
反応率=(AVini−AVC)/(AVini−AVfin)×100(%)、
AVini=(AVA1×WA1+AVB×WB)/Wtot
AVfin=[AVA1×WA1+AVB×WB−(56100/EQ)×WE]/Wtot
AVA1:ポリエステル樹脂(A1)の酸価、
AVC:トナーバインダー(C)の酸価、
WA1:ポリエステル樹脂(A1)の重量部、
WB:樹脂(B)の重量部、
WE:エポキシ樹脂(E)の重量部、
Wtot:ポリエステル樹脂(A1)、樹脂(B)、エポキシ化合物(E)、エポキシ化触媒(F)の合計重量部
EQ:(E)のエポキシ当量
<トナーの製造>
トナーバインダー[各実施例及び比較例で得られたトナーバインダー]88部に対して、顔料のカーボンブラック[三菱ケミカル(株)製、MA−100]7部、離型剤のカルナバワックス3部、荷電制御剤[保土谷化学工業(株)製、T−77]1部を加え下記の方法でトナー化した。
まず、ヘンシェルミキサー[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。ついで超音速ジェット粉砕機ラボジェット[(株)栗本鐵工所製、KJ−25]を用いて微粉砕した後、エルボージェット分級機[(株)マツボー製、EJ−L−3(LABO)型]で分級し、体積平均粒径D50が7μmのトナー粒子を得た。
ついで、トナー粒子100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、トナーを得た。
トナーバインダー[各実施例及び比較例で得られたトナーバインダー]88部に対して、顔料のカーボンブラック[三菱ケミカル(株)製、MA−100]7部、離型剤のカルナバワックス3部、荷電制御剤[保土谷化学工業(株)製、T−77]1部を加え下記の方法でトナー化した。
まず、ヘンシェルミキサー[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。ついで超音速ジェット粉砕機ラボジェット[(株)栗本鐵工所製、KJ−25]を用いて微粉砕した後、エルボージェット分級機[(株)マツボー製、EJ−L−3(LABO)型]で分級し、体積平均粒径D50が7μmのトナー粒子を得た。
ついで、トナー粒子100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、トナーを得た。
各実施例及び比較例で得られたトナーバインダーを使用したトナーの組成と評価結果を表5に示す。なお、表5には、実施例1〜17のトナーバインダー(C−1)〜(C−17)を使用して得られたトナーを(T−1)〜(T〜17)、及び比較例1〜5のトナーバインダー(C’−1)〜(C’−5)を使用して得られたトナーを(T’−1)〜(T’−5)とそれぞれ示す。
[トナーの性能評価]
以下に、得られたトナー(T−1)〜(T−17)及び(T’−1)〜(T’−5)の低温定着性、耐ホットオフセット性、耐熱保存性、帯電維持率(低温低湿条件及び高温高湿条件)、耐水性、画像強度、臭気及び耐久性の評価方法を、判定基準を含めて説明する。
以下に、得られたトナー(T−1)〜(T−17)及び(T’−1)〜(T’−5)の低温定着性、耐ホットオフセット性、耐熱保存性、帯電維持率(低温低湿条件及び高温高湿条件)、耐水性、画像強度、臭気及び耐久性の評価方法を、判定基準を含めて説明する。
<低温定着性>
トナーを紙面上に1.0mg/cm2となるよう均一に載せた。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た。この紙をソフトローラーに定着速度(加熱ローラーの周速)213mm/秒、加熱ローラーの温度90〜200℃の範囲を5℃刻みで通した。次に定着画像へのコールドオフセットの有無を目視し、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し、この評価条件では、MFTは一般には120℃以下であることが好ましい。
トナーを紙面上に1.0mg/cm2となるよう均一に載せた。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た。この紙をソフトローラーに定着速度(加熱ローラーの周速)213mm/秒、加熱ローラーの温度90〜200℃の範囲を5℃刻みで通した。次に定着画像へのコールドオフセットの有無を目視し、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し、この評価条件では、MFTは一般には120℃以下であることが好ましい。
<耐ホットオフセット性>
上記低温定着性に記載した方法と同じ方法で、トナーを紙面上に載せ、この紙をソフトローラーに定着速度(加熱ローラーの周速)213mm/秒、加熱ローラーの温度90〜200℃の範囲を5℃刻みで通した。次に定着画像へのホットオフセットの有無を目視し、ホットオフセットの発生温度を測定した。
ホットオフセットの発生温度が高いほど、耐ホットオフセット性に優れることを意味する。この評価条件では、180℃以上であることが好ましい。
上記低温定着性に記載した方法と同じ方法で、トナーを紙面上に載せ、この紙をソフトローラーに定着速度(加熱ローラーの周速)213mm/秒、加熱ローラーの温度90〜200℃の範囲を5℃刻みで通した。次に定着画像へのホットオフセットの有無を目視し、ホットオフセットの発生温度を測定した。
ホットオフセットの発生温度が高いほど、耐ホットオフセット性に優れることを意味する。この評価条件では、180℃以上であることが好ましい。
<耐熱保存性>
トナー1gとアエロジルR8200(エボニックジャパン(株)製)0.01gをシェイカーで1時間混合する。混合物を密閉容器に入れ、温度40℃、湿度80%の雰囲気で48時間静置し、パウダーテスターで凝集性を測定し、耐熱保存性を評価した。
下記方法により求められる凝集度試験の数値が低いほど、耐熱保存性に優れることを意味する。この評価条件では、5%以下であることが好ましい。
装置: POWDER TESTER model PT−X(ホソカワミクロン製)
篩の目開き: 355μm、250μm、150μm
振動幅: 1mm
振動時間: 30秒
操作方法: パウダーテスターの振動台に、篩を上段355μm、中段250μm、下段150μmの順でセットし、上段の篩にトナーを1g乗せ、1mmの振動幅で30秒間振動させて、各篩上に残存したトナーの重量を測定。
凝集度: 測定に使用したトナー重量と篩後の残存トナー重量から算出。
凝集度(%)=(U/N+M/N×3/5+L/N×1/5)×100
U:上段の重量、M:中段の重量、L:下段の重量、N:サンプルの重量(1g)
トナー1gとアエロジルR8200(エボニックジャパン(株)製)0.01gをシェイカーで1時間混合する。混合物を密閉容器に入れ、温度40℃、湿度80%の雰囲気で48時間静置し、パウダーテスターで凝集性を測定し、耐熱保存性を評価した。
下記方法により求められる凝集度試験の数値が低いほど、耐熱保存性に優れることを意味する。この評価条件では、5%以下であることが好ましい。
装置: POWDER TESTER model PT−X(ホソカワミクロン製)
篩の目開き: 355μm、250μm、150μm
振動幅: 1mm
振動時間: 30秒
操作方法: パウダーテスターの振動台に、篩を上段355μm、中段250μm、下段150μmの順でセットし、上段の篩にトナーを1g乗せ、1mmの振動幅で30秒間振動させて、各篩上に残存したトナーの重量を測定。
凝集度: 測定に使用したトナー重量と篩後の残存トナー重量から算出。
凝集度(%)=(U/N+M/N×3/5+L/N×1/5)×100
U:上段の重量、M:中段の重量、L:下段の重量、N:サンプルの重量(1g)
<帯電維持率(低温低湿条件及び高温高湿条件)>
(1)トナー1gとアエロジルR8200(エボニックジャパン(株)製)0.01gをシェイカーで1時間混合する。本混合物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、これを23℃、相対湿度50%で8時間調湿した(低温低湿条件と呼ぶ)。また同様に50℃、相対湿度95%で24時間調湿した(高温高湿条件と呼ぶ)。
(2)ターブラーシェーカーミキサーにて50rpmで10分間及び60分間摩擦攪拌し、それぞれの時間での帯電量をブローオフ帯電量測定装置[京セラケミカル(株)製]を用いて測定した。
得られた値を用いて「摩擦時間60分後の帯電量/摩擦時間10分後の帯電量」を計算し、これを帯電安定性指数とした。
本帯電安定性指数が大きいほど帯電維持率に優れることを意味する。この評価条件では0.8以上であると好ましい。
(1)トナー1gとアエロジルR8200(エボニックジャパン(株)製)0.01gをシェイカーで1時間混合する。本混合物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、これを23℃、相対湿度50%で8時間調湿した(低温低湿条件と呼ぶ)。また同様に50℃、相対湿度95%で24時間調湿した(高温高湿条件と呼ぶ)。
(2)ターブラーシェーカーミキサーにて50rpmで10分間及び60分間摩擦攪拌し、それぞれの時間での帯電量をブローオフ帯電量測定装置[京セラケミカル(株)製]を用いて測定した。
得られた値を用いて「摩擦時間60分後の帯電量/摩擦時間10分後の帯電量」を計算し、これを帯電安定性指数とした。
本帯電安定性指数が大きいほど帯電維持率に優れることを意味する。この評価条件では0.8以上であると好ましい。
<耐水性>
(1)トナー1gとアエロジルR8200(エボニックジャパン(株)製)0.01gをシェイカーで1時間混合する。本混合物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、これを50℃、相対湿度95%で24時間調湿した。
(2)ブロッキングの程度を目視で判断し、下記判定基準で耐水性を評価した。
(1)トナー1gとアエロジルR8200(エボニックジャパン(株)製)0.01gをシェイカーで1時間混合する。本混合物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、これを50℃、相対湿度95%で24時間調湿した。
(2)ブロッキングの程度を目視で判断し、下記判定基準で耐水性を評価した。
[判定基準]
○:ブロッキングが全く発生しておらず、耐水性に優れる。
△:一部にブロッキングが発生しているが、耐水性に優れる。
×:全体にブロッキングが発生しており、耐水性が劣る。
○:ブロッキングが全く発生しておらず、耐水性に優れる。
△:一部にブロッキングが発生しているが、耐水性に優れる。
×:全体にブロッキングが発生しており、耐水性が劣る。
<画像強度>
上記の低温定着性の評価で定着した画像のうち最低定着温度の画像を、JIS K5600−5−4(1999)に準じて、斜め45度に固定した鉛筆の真上から10gの荷重が加わる様にして手かき法によりかけ引っ掻き硬度試験を行い、傷のつかない鉛筆硬度から画像強度を評価した。
鉛筆硬度が高いほど画像強度に優れることを意味する。一般にはHB以上であることが好ましい。
上記の低温定着性の評価で定着した画像のうち最低定着温度の画像を、JIS K5600−5−4(1999)に準じて、斜め45度に固定した鉛筆の真上から10gの荷重が加わる様にして手かき法によりかけ引っ掻き硬度試験を行い、傷のつかない鉛筆硬度から画像強度を評価した。
鉛筆硬度が高いほど画像強度に優れることを意味する。一般にはHB以上であることが好ましい。
<臭気>
トナーを蓋付ガラス製試験管(φ15mm×150mm)に1.0g入れ、密閉し、210℃にて5分間加熱した。その後、蓋を取り、10人のモニターが臭気を確認し、以下の判定基準で評価した。
[判定基準]
○:0〜1人臭うと回答
△:2〜6人が臭うと回答
×:7人以上が臭うと回答
トナーを蓋付ガラス製試験管(φ15mm×150mm)に1.0g入れ、密閉し、210℃にて5分間加熱した。その後、蓋を取り、10人のモニターが臭気を確認し、以下の判定基準で評価した。
[判定基準]
○:0〜1人臭うと回答
△:2〜6人が臭うと回答
×:7人以上が臭うと回答
<耐久性>
トナーを二成分現像剤として、市販モノクロ複写機[シャープ(株)製、AR5030、]を用いて連続コピーを行い、以下の基準で耐久性を評価した。
トナーを二成分現像剤として、市販モノクロ複写機[シャープ(株)製、AR5030、]を用いて連続コピーを行い、以下の基準で耐久性を評価した。
[判定基準]
◎:1万枚目のコピーで画質に変化なく、カブリの発生もない。
○:1万枚目のコピーでカブリが発生している。
△:6千枚目のコピーでカブリが発生している。
×:2千枚目のコピーでカブリが発生している。
◎:1万枚目のコピーで画質に変化なく、カブリの発生もない。
○:1万枚目のコピーでカブリが発生している。
△:6千枚目のコピーでカブリが発生している。
×:2千枚目のコピーでカブリが発生している。
表5の評価結果から明らかなように、各実施例で製造したトナーバインダーを使用したトナー(T−1)〜(T−17)は、いずれもすべての性能評価において優れた結果が得られた。一方、各比較例で製造したトナーバインダーを使用したトナー(T’−1)〜(T’−5)は、いくつかの性能項目が不良であった。具体的には、比較例1は酸価を有するポリエステル樹脂(B1)中でポリエステル樹脂(A1)をエポキシ架橋したトナーバインダーを使用しており、エポキシ架橋により低粘度成分が低下してしまい、低温定着性が悪化した。比較例2は、エポキシ化触媒(F)を用いておらず、帯電維持率・臭気のそれぞれに性能不良があった。比較例3は、ポリエステル樹脂(A1)を用いておらず、耐ホットオフセット性・帯電維持率・耐水性・画像強度・耐久性のそれぞれに性能不良があった。比較例4は、エポキシ化合物(E)を用いておらず、耐ホットオフセット性・耐熱保存性、帯電維持率・耐水性・画像強度・耐久性のそれぞれに性能不良があった。比較例5は、エポキシ化触媒(F)を用いておらず、耐ホットオフセット性・耐熱保存性、帯電維持率・耐水性・画像強度・耐久性のそれぞれに性能不良があった。
本発明のトナーバインダーは、低温定着性及び耐ホットオフセット性を維持しつつ、耐熱保存性、帯電維持率(特に高温高湿下における帯電維持率)、耐水性、画像強度、臭気及び耐久性に優れ、電子写真、静電記録や静電印刷等に用いる、静電荷像現像用トナーとして好適に使用できる。
さらに、塗料用添加剤、接着剤用添加剤、電子ペーパー用粒子などの用途として好適である。
さらに、塗料用添加剤、接着剤用添加剤、電子ペーパー用粒子などの用途として好適である。
Claims (7)
- ポリエステル樹脂(A1)とエポキシ化合物(E)の反応温度が100〜200℃である請求項1に記載のトナーバインダーの製造方法。
- エポキシ化合物(E)がエポキシ当量170〜900の多官能エポキシ化合物である請求項1又は2に記載のトナーバインダーの製造方法。
- ポリエステル樹脂(A1)の酸価が7.0〜50.0mgKOH/gである請求項1〜3のいずれかに記載のトナーバインダーの製造方法。
- ポリエステル樹脂(A1)のガラス転移温度が−35〜55℃である請求項1〜4のいずれかに記載のトナーバインダーの製造方法。
- ポリエステル樹脂(A1)とエポキシ化合物(E)の重量比[(A1):(E)]が、65:35〜98:2である請求項1〜5のいずれかに記載のトナーバインダーの製造方法。
- 樹脂(B)がポリエステル樹脂(B1)及び/又はビニル樹脂(B2)である請求項1〜6のいずれかに記載のトナーバインダーの製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020035478 | 2020-03-03 | ||
JP2020035478 | 2020-03-03 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2021140153A true JP2021140153A (ja) | 2021-09-16 |
Family
ID=77668506
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021028891A Pending JP2021140153A (ja) | 2020-03-03 | 2021-02-25 | トナーバインダーの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2021140153A (ja) |
-
2021
- 2021-02-25 JP JP2021028891A patent/JP2021140153A/ja active Pending
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