JP3372063B2 - Binder resin for toner - Google Patents

Binder resin for toner

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JP3372063B2
JP3372063B2 JP26892992A JP26892992A JP3372063B2 JP 3372063 B2 JP3372063 B2 JP 3372063B2 JP 26892992 A JP26892992 A JP 26892992A JP 26892992 A JP26892992 A JP 26892992A JP 3372063 B2 JP3372063 B2 JP 3372063B2
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weight
molecular weight
toner
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styrene
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弘一 伊藤
宏美 小林
昌宏 伊藤
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Mitsubishi Chemical Corp
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Mitsubishi Chemical Corp
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法、静電印刷
法等に用いられる非オフセット性、定着性、ならびに画
像濃度安定性に優れたトナー用バインダー樹脂に関する
ものである。 【0002】 【従来の技術】電子写真法、静電印刷法による代表的な
画像形成工程は、光電導性絶縁層を一様に帯電させ、そ
の絶縁層を露光させた後、露光された部分上の電荷を消
散させることによって電気的な潜像を形成し、該潜像に
電荷を持った微粉末のトナーを付着させることにより可
視化させる現像工程、得られた可視像を転写紙等の転写
材に転写させる転写工程、加熱あるいは加圧により永久
定着させる定着工程からなる。 【0003】このような電子写真法あるいは静電印刷法
に使用されるトナーおよびトナー用バインダー樹脂とし
ては、上記各工程において様々な性能が要求される。例
えば、現像工程においては、電気的な潜像にトナーを付
着させるために、トナーおよびトナー用バインダー樹脂
は温度、湿度等の周囲の環境に影響されることなくコピ
ー機に適した帯電量を保持しなくてはならない。また、
熱ローラー定着方式による定着工程においては、熱ロー
ラーに付着しない非オフセット性、紙への定着性が良好
でなくてはならない。さらに、コピー機内での保存中に
トナーがブロッキングしない耐ブロッキング性も要求さ
れる。 【0004】従来、トナー用樹脂としては、スチレンア
クリル系樹脂が多用されており、線状タイプの樹脂と架
橋タイプの樹脂が使用されている。線状タイプの樹脂で
は、高分子量重合体と低分子量重合体とを混合し、定着
性や非オフセット性等を改良した樹脂等が知られてい
る。また、架橋タイプの樹脂では、架橋化により分子量
分布を広くし、定着性と非オフセット性の改良が行われ
ている。特に、線状タイプの樹脂の研究が進んでおり、
特公昭63−32182号公報や特開昭62−9356
号公報等に記載されているように、樹脂の高分子量およ
び低分子量の領域および分子量をコントロールすること
により、定着性、非オフセット性を改良する試みが行わ
れている。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな樹脂を用いたトナーにおいては、定着性と非オフセ
ット性とのバランスは改良されるものの、画像濃度安定
性の点に問題を有している。特に、コピー機やプリンタ
ー等の大型化や高速化に伴い、印刷枚数はますます増加
しており、多数枚の印刷においても画像濃度の変化の少
ない長寿命のトナーが要求されるようになってきてい
る。そこで、本発明の目的は、定着性と非オフセット性
とのバランスに優れるとともに、多数枚の印刷において
も画像濃度の変化の少ない画像濃度安定性に優れたトナ
ー用バインダー樹脂を提供することにある。 【0006】 【課題を解決するための手段】本発明者等は、このよう
な状況に鑑み、トナー用バインダー樹脂について鋭意検
討した結果、アルカリ処理が施された特定の樹脂が、
像濃度安定性に優れることを見出し、本発明に到達した
ものである。すなわち、本発明のトナー用バインダーレ
ジンは、高分子量重合体成分と低分子量重合体成分から
なるスチレン−アクリル系樹脂であり、前記高分子量重
合体および前記低分子量重合体がカルボン酸成分を含有
するとともに、高分子量重合体に含有されるカルボン酸
成分の含有量(W )と低分子量重合体に含有される
カルボン酸成分の含有量(W )がW ≧W の関
係にあり、アルカリ処理が施されていることを特徴とす
るものである。 【0007】本発明のトナー用バインダー樹脂として
は、高分子量重合体成分と低分子量重合体成分とからな
り、いずれの重合体にもカルボン酸成分を含有している
ことが重要である。カルボン酸成分を含有する重合体と
しては、カルボン酸基含有ビニル系単量体を必須成分と
し、スチレン系単量体あるいは他の共重合可能なビニル
系単量体とからなる共重合体が挙げられる。 【0008】使用される単量体としては、重合性のもの
であれば特に限定されるものではない。例えば、カルボ
ン酸含基有ビニル重合体としては、アクリル酸、メタク
リル酸、ケイヒ酸等の不飽和モノカルボン酸、マレイン
酸、フマル酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸、マ
レイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン
酸モノブチル、フマル酸モノメチル、フマル酸モノエチ
ル、フマル酸モノブチル等の不飽和モノカルボン酸モノ
エステル等が挙げられる。中でも、不飽和モノカルボン
酸、不飽和モノカルボン酸モノエステルが好ましい。 【0009】スチレン系単量体としては、スチレン、o
−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルス
チレン、α−メチルスチレン、p−エチルスチレン、
2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、
p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチ
レン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチ
レン、p−n−デンシルスチレン、p−n−ドデシルス
チレン、p−フェニルスチレン、3,4−ジクロシルス
チレン等が挙げられる。中でも、スチレンが好ましい。 【0010】他の共重合可能なビニル系単量体として
は、アクリル酸エチル、アクリル酸メチル、アクリル酸
n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピ
ル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステア
リル、メタアクリル酸、メタアクリル酸エチル、メタア
クリル酸メチル、メタアクリル酸n−ブチル、メタアク
リル酸イソブチル、メタアクリル酸プロピル、メタアク
リル酸2−エチルヘキシル、メタアクリル酸ステアリル
等の不飽和モノカルボン酸エステル、マレイン酸ジメチ
ル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ブチル、フマル酸
ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジブチル等の不
飽和ジカルボン酸ジエステル等が挙げられる。 【0011】これらの単量体の共重合比率は特に限定さ
れるものではないが、得られる樹脂のガラス転移温度が
50℃以上となる範囲で使用することが好ましい。これ
は、樹脂のガラス転移温度が50℃未満であると、トナ
ー化した際に保存安定性が極端に低下する場合があるた
めである。 【0012】高分子量重合体と低分子量重合体は、いず
れの重合体にもカルボン酸成分を含有していれば、その
単量体成分は同一であってもよいし、異なっていてもよ
い。高分子量重合体あるいは低分子量重合体のいずれか
一方だけにカルボン酸成分が含有されている場合には、
十分な画像濃度安定性が得られないために好ましくな
い。また、高分子量重合体に含有されるカルボン酸成分
の含有量(W )が、低分子量重合体に含有されるカ
ルボン酸成分の含有量(W )を超えた場合には、画
像濃度安定性が損なわれる場合があり、W ≧W
(重量%)の関係にあることが必要である。さらに、カ
ルボン酸成分の含有量が極端に多い場合には、高温高湿
度下における帯電の環境依存性の問題が起こることがあ
り、高分子量重合体および低分子量重合体のいずれにお
いても、そのカルボン酸成分の含有量は0.5〜5重量
%の範囲であることが好ましい。 【0013】本発明のトナー用バインダー樹脂を構成す
る高分子量重合体としては、重量平均分子量が1×10
5 〜1×106 の範囲であることが好ましい。これは、
高分子量重合体の重量平均分子量が1×105 未満であ
ると非オフセット性が低下し、逆に1×106 を超える
と定着性が低下するためである。また、低分子量重合体
としては、重量平均分子量が3×103 〜8×104
範囲であることが好ましい。これは、低分子量重合体の
重量平均分子量が3×103 未満であると、樹脂の機械
的強度が低下し帯電発生時にトナーが過粉砕状態となり
画像にカブリが発生するためであり、逆に8×104
超えると定着性が低下するためである。さらに、高分子
量重合体成分と低分子量重合体成分との比率は特に限定
されるものではないが、高分子量重合体成分が10〜5
0重量%の範囲で含有されているものが好ましい。これ
は、高分子量重合体成分が10重量%未満であると非オ
フセット性に劣り、逆に50重量%を超えると定着性に
劣るためである。 【0014】本発明のトナー用バインダー樹脂では、ア
ルカリ処理を施すことによって画像濃度安定性がより向
するものである。アルカリ処理に使用されるアルカリ
化合物としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、マ
グネシウム、カルシウム等のアルカリ金属およびアルカ
リ土類金属の水酸化物等が挙げられる。しかし、アルカ
リ土類金属の水酸化物を用いた場合には、樹脂中のカル
ボン酸基と金属架橋を起こし、樹脂の軟化温度を上昇さ
せ定着不良を引き起こすことがあるので、アルカリ金属
の水酸化物を使用することが好ましい。中でも、水酸化
カリウム、水酸化ナトリウムが特に好ましい。アルカリ
処理は、樹脂のガラス転移温度以上の温度で、好ましく
は90℃以上の温度で実施され、処理後の廃液のpHが
7以上となるように処理することが好ましい。これは、
樹脂のガラス転移温度未満の温度で処理すると、アルカ
リ処理の効果が十分に発揮されず画像濃度安定性の向上
に寄与しない場合があるためであり、同様に処理後の廃
液のpHが7未満であっても十分な画像濃度安定性向上
の効果が得られない場合があるためである。 【0015】本発明のトナー用バインダー樹脂は、例え
ば、高分子量重合体を乳化重合法で合成し、そのエマル
ジョンの存在下で低分子量重合体を懸濁重合法によって
合成することによって製造できる。本発明においては、
樹脂の製造方法はこれに限定されるものではなく、それ
ぞれの合成した高分子量重合体と低分子量重合体とを混
合して、押出機、ニーダー、ミキサー等で溶融混練して
もよいし、懸濁重合法、溶液重合法、乳化重合法、塊状
重合法等の重合法あるいはこれらを組合せた方法等で製
造してもよい。 【0016】また、本発明においては、分子量を調整す
るためにα−メチルスチレンダイマー、n−ドデシルメ
ルカプタン、チオグリコール酸2−エチルヘキシル、n
−オクチルメルカプタン等の連鎖移動剤、乳化重合およ
び懸濁重合における乳化剤、分散剤、分散助剤、開始剤
等を適宜使用することができる。 【0017】 【実施例】以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明
する。実施例において、重量平均分子量(Mw)は、ゲ
ルパーミエーショングロマトグラフィーによる測定値で
あり、テトラヒドロフランを溶剤とし、東ソー社製HC
L−8020により測定し、ポリスチレン換算により求
めた。画像濃度安定性は、複写機によって5万枚のラン
ニングテストを行い、その画像濃度の変化量をマクベス
濃度計を用いて測定し、連続コピーにおける1枚目と5
万枚目の画像濃度変化を次の式1に従って計算した。こ
の変化率が5%以内であれば良好な画像濃度安定性を有
する。 【0018】 {(D1−D50000)/D1}×100 ・・・ (1) (式中、D1 は1枚目の画像濃度、D50000 は5万枚目
の画像濃度である。) 実施例1 スチレン79重量%、アクリル酸n−ブチル20重量%
とメタクリル酸1重量%からなる重量平均分子量が8×
105 の高分子量重合体エマルジョン(固形分15重量
%)167重量部を反応容器に投入し、撹拌下において
部分ケン化ポリビニルアルコール0.7重量%を溶解し
た水100重量部を投入し、さらにスチレン79重量
%、アクリル酸n−ブチル20重量%およびメタクリル
酸1重量%とからなる低分子量重合体用混合液75重量
部およびベンゾイルパーオキサイド7重量部とを投入し
均一に分散させ、85℃で12時間重合を行った。次い
で、水酸化ナトリウム1.3重量%を溶解した水25重
量部を投入し、95℃で1時間アルカリ処理を行った。
廃液のpHは7以上となっていた。その後、十分に水で
洗浄し乾燥させ、トナー用バインダー樹脂を得た。得ら
れた樹脂の重量平均分子量を表1に示した。 【0019】得られた樹脂93重量%、カーボンブラッ
ク4重量%、負帯電用苛電制御剤1重量%およびポリオ
レフィン系ワックス2重量%とを混合し、145℃で溶
融混練した。その後、ジェットミル微粉砕機を用いて粉
砕し、分級して平均粒子径が13μmのトナーを得た。
得られたトナーの画像濃度変化の測定結果を表1に示し
た。 【0020】実施例2 スチレン78重量%、アクリル酸n−ブチル20重量%
とメタクリル酸2重量%からなる重量平均分子量が7.
8×105 の高分子量重合体エマルジョン(固形分15
重量%)167重量部を反応容器に投入し、撹拌下にお
いて部分ケン化ポリビニルアルコール0.7重量%を溶
解した水100重量部を投入し、さらにスチレン79重
量%、アクリル酸n−ブチル20重量%およびメタクリ
ル酸1重量%とからなる低分子量重合体用混合液75重
量部およびベンゾイルパーオキサイド7重量部とを投入
し均一に分散させ、85℃で12時間重合を行った。次
いで、水酸化ナトリウム1.3重量%を溶解した水25
重量部を投入し、95℃で1時間アルカリ処理を行っ
た。廃液のpHは7以上となっていた。その後、十分に
水で洗浄し乾燥させ、トナー用バインダー樹脂を得た。
得られた樹脂の重量平均分子量を表1に示した。 【0021】得られた樹脂93重量%、カーボンブラッ
ク4重量%、負帯電用苛電制御剤1重量%およびポリオ
レフィン系ワックス2重量%とを混合し、145℃で溶
融混練した。その後、ジェットミル微粉砕機を用いて粉
砕し、分級して平均粒子径が13μmのトナーを得た。
得られたトナーの画像濃度変化の測定結果を表1に示し
た。 【0022】実施例3 スチレン75重量%、アクリル酸n−ブチル20重量%
とメタクリル酸5重量%からなる重量平均分子量が7.
5×105 の高分子量重合体エマルジョン(固形分15
重量%)167重量部を反応容器に投入し、撹拌下にお
いて部分ケン化ポリビニルアルコール0.7重量%を溶
解した水100重量部を投入し、さらにスチレン78重
量%、アクリル酸n−ブチル20重量%およびメタクリ
ル酸2重量%とからなる低分子量重合体用混合液75重
量部およびベンゾイルパーオキサイド7重量部とを投入
し均一に分散させ、85℃で12時間重合を行った。次
いで、水酸化ナトリウム1.3重量%を溶解した水25
重量部を投入し、95℃で1時間アルカリ処理を行っ
た。廃液のpHは7以上となっていた。その後、十分に
水で洗浄し乾燥させ、トナー用バインダー樹脂を得た。
得られた樹脂の重量平均分子量を表1に示した。 【0023】得られた樹脂93重量%、カーボンブラッ
ク4重量%、負帯電用苛電制御剤1重量%およびポリオ
レフィン系ワックス2重量%とを混合し、145℃で溶
融混練した。その後、ジェットミル微粉砕機を用いて粉
砕し、分級して平均粒子径が13μmのトナーを得た。
得られたトナーの画像濃度変化の測定結果を表1に示し
た。 【0024】比較例4 スチレン79重量%、アクリル酸n−ブチル20重量%
とメタクリル酸1重量%からなる重量平均分子量が8×
10 の高分子量重合体エマルジョン(固形分15重
量%)167重量部を反応容器に投入し、攪拌下におい
て部分ケン化ポリビニルアルコール0.7重量%を溶解
した水100重量部を投入し、さらにスチレン75重量
%、アクリル酸n−ブチル20重量%およびメタクリル
酸5重量%とからなる低分子量重合体用混合液75重量
部およびベンゾイルパーオキサイド7重量部とを投入し
均一に分散させ、85℃で12時間重合を行った。次い
で、水酸化ナトリウム1.3重量%を溶解した水25重
量部を投入し、95℃で1時間アルカリ処理を行った。
廃液のpHは7以上となっていた。その後、十分に水で
洗浄し乾燥させ、トナー用バインダー樹脂を得た。得ら
れた樹脂の重量平均分子量を表1に示した。 【0025】得られた樹脂93重量%、カーボンブラッ
ク4重量%、負帯電用苛電制御剤1重量%およびポリオ
レフィン系ワックス2重量%とを混合し、145℃で溶
融混練した。その後、ジェットミル微粉砕機を用いて粉
砕し、分級して平均粒子径が13μmのトナーを得た。
得られたトナーの画像濃度変化の測定結果を表1に示し
た。 【0026】比較例1 スチレン80重量%とアクリル酸n−ブチル20重量%
からなる重量平均分子量が9.8×105 の高分子量重
合体エマルジョン(固形分15重量%)167重量部を
反応容器に投入し、撹拌下において部分ケン化ポリビニ
ルアルコール0.7重量%を溶解した水100重量部を
投入し、さらにスチレン78重量%、アクリル酸n−ブ
チル20重量%およびメタクリル酸2重量%とからなる
低分子量重合体用混合液75重量部およびベンゾイルパ
ーオキサイド7重量部とを投入し均一に分散させ、85
℃で12時間重合を行った。次いで、水酸化ナトリウム
1.3重量%を溶解した水25重量部を投入し、95℃
で1時間アルカリ処理を行った。廃液のpHは7以上と
なっていた。その後、十分に水で洗浄し乾燥させ、トナ
ー用バインダー樹脂を得た。得られた樹脂の重量平均分
子量を表1に示した。 【0027】得られた樹脂93重量%、カーボンブラッ
ク4重量%、負帯電用苛電制御剤1重量%およびポリオ
レフィン系ワックス2重量%とを混合し、145℃で溶
融混練した。その後、ジェットミル微粉砕機を用いて粉
砕し、分級して平均粒子径が13μmのトナーを得た。
得られたトナーの画像濃度変化の測定結果を表1に示し
た。 【0028】比較例2 スチレン78重量%、アクリル酸n−ブチル20重量%
とメタクリル酸2重量%からなる重量平均分子量が7.
8×105 の高分子量重合体エマルジョン(固形分15
重量%)167重量部を反応容器に投入し、撹拌下にお
いて部分ケン化ポリビニルアルコール0.7重量%を溶
解した水100重量部を投入し、さらにスチレン80重
量%とアクリル酸n−ブチル20重量%とからなる低分
子量重合体用混合液75重量部およびベンゾイルパーオ
キサイド7重量部とを投入し均一に分散させ、85℃で
12時間重合を行った。次いで、水酸化ナトリウム1.
3重量%を溶解した水25重量部を投入し、95℃で1
時間アルカリ処理を行った。廃液のpHは7以上となっ
ていた。その後、十分に水で洗浄し乾燥させ、トナー用
バインダー樹脂を得た。得られた樹脂の重量平均分子量
を表1に示した。 【0029】得られた樹脂93重量%、カーボンブラッ
ク4重量%、負帯電用苛電制御剤1重量%およびポリオ
レフィン系ワックス2重量%とを混合し、145℃で溶
融混練した。その後、ジェットミル微粉砕機を用いて粉
砕し、分級して平均粒子径が13μmのトナーを得た。
得られたトナーの画像濃度変化の測定結果を表1に示し
た。 【0030】比較例3 スチレン80重量%とアクリル酸n−ブチル20重量%
からなる重量平均分子量が9.8×105 の高分子量重
合体エマルジョン(固形分15重量%)167重量部を
反応容器に投入し、撹拌下において部分ケン化ポリビニ
ルアルコール0.7重量%を溶解した水100重量部を
投入し、さらにスチレン80重量%とアクリル酸n−ブ
チル20重量%とからなる低分子量重合体用混合液75
重量部およびベンゾイルパーオキサイド7重量部とを投
入し均一に分散させ、85℃で12時間重合を行った。
次いで、水酸化ナトリウム1.3重量%を溶解した水2
5重量部を投入し、95℃で1時間アルカリ処理を行っ
た。廃液のpHは7以上となっていた。その後、十分に
水で洗浄し乾燥させ、トナー用バインダー樹脂を得た。
得られた樹脂の重量平均分子量を表1に示した。 【0031】得られた樹脂93重量%、カーボンブラッ
ク4重量%、負帯電用苛電制御剤1重量%およびポリオ
レフィン系ワックス2重量%とを混合し、145℃で溶
融混練した。その後、ジェットミル微粉砕機を用いて粉
砕し、分級して平均粒子径が13μmのトナーを得た。
得られたトナーの画像濃度変化の測定結果を表1に示し
た。 【0032】表1から明らかなように、本発明のバイン
ダー樹脂を用いた実施例1〜のトナーは、いずれも画
像濃度変化率が3.5%未満と優れた画像濃度安定性を
示した。これに対して、カルボン酸成分を含有しないバ
インダー樹脂を用いた比較例3のトナーでは画像濃度
変化率が50%を越えるものとなり、高分子量重合体あ
るいは低分子量重合体の一方のみにカルボン酸成分を含
有するバインダー樹脂を用いた比較例1および2のトナ
ーでは画像濃度変化率が10%を越えるものとなり、
高分子量重合体に含有されるカルボン酸成分の含有量が
低分子量重合体に含有されるカルボン酸成分の含有量よ
り少ないバインダー樹脂を用いた比較例4のトナーで
は、画像濃度変化率が7.3%であり、いずれのトナー
も十分な画像濃度安定性を示すものではなかった。 【0033】 【表1】【0034】なお、表1中に示した組成の記号は、それ
ぞれ以下の化合物を示す。 St :スチレン n−BA:アクリル酸n−ブチル MAA :メタクリル酸 BPO :ベンゾイルパーオキサイド 【0035】 【発明の効果】本発明のトナー用バインダー樹脂は、高
分子量重合体と低分子量重合体とに、それぞれカルボン
酸成分を含有させることによって、トナーの定着性およ
び非オフセット性に優れるとともに、多数枚のコピーに
よっても画像濃度の変化が少ない画像濃度安定性に優れ
たトナーを提供できるものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a toner for use in electrophotography and electrostatic printing which is excellent in non-offset properties, fixing properties and image density stability. It relates to a binder resin. 2. Description of the Related Art In a typical image forming process by electrophotography or electrostatic printing, a photoconductive insulating layer is uniformly charged, the insulating layer is exposed, and then the exposed portion is exposed. A developing step of forming an electric latent image by dissipating the above electric charge, and visualizing the latent image by attaching a fine powder toner having the electric charge to the latent image; It comprises a transfer step of transferring to a transfer material, and a fixing step of permanently fixing by heating or pressing. Various performances are required for the toner and the binder resin for the toner used in the electrophotographic method or the electrostatic printing method in each of the above steps. For example, in the development process, the toner and the binder resin for the toner maintain a charge amount suitable for a copying machine without being affected by the surrounding environment such as temperature and humidity in order to attach the toner to the electric latent image. I have to do it. Also,
In the fixing step by the heat roller fixing method, the non-offset property that does not adhere to the heat roller and the fixability to paper must be good. Further, it is required to have a blocking resistance so that the toner does not block during storage in a copying machine. Conventionally, styrene acrylic resins have been frequently used as toner resins, and linear resins and crosslinked resins have been used. As the linear type resin, a resin in which a high molecular weight polymer and a low molecular weight polymer are mixed to improve the fixing property, the non-offset property, and the like is known. Further, in a crosslinked type resin, the molecular weight distribution is widened by crosslinking, and the fixing property and the non-offset property are improved. In particular, research on linear resin has been progressing,
JP-B-63-32182 and JP-A-62-9356.
As described in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-163, attempts have been made to improve the fixing property and the non-offset property by controlling the high molecular weight and low molecular weight regions and the molecular weight of the resin. [0005] However, in the toner using such a resin, although the balance between the fixing property and the non-offset property is improved, there is a problem in the image density stability. are doing. In particular, with the increase in size and speed of copiers and printers, the number of prints is increasing, and long-life toners with little change in image density are required even when printing many sheets. ing. Therefore, an object of the present invention is to provide a binder resin for toner which is excellent in balance between fixing property and non-offset property and has excellent image density stability with little change in image density even when printing a large number of sheets. . In view of such circumstances, the inventors of the present invention have conducted intensive studies on binder resins for toner, and as a result, it has been found that a specific resin subjected to alkali treatment has a high image density stability. Have been found, and the present invention has been achieved. That is, the binder resin for a toner of the present invention is a styrene-acrylic resin composed of a high molecular weight polymer component and a low molecular weight polymer component, and the high molecular weight polymer and the low molecular weight polymer contain a carboxylic acid component. Together with the carboxylic acid contained in the high molecular weight polymer
Component content (W H ) and low molecular weight polymer
The content of the carboxylic acid component (W L) is Seki W H W L
It is characterized by being subjected to an alkali treatment . The binder resin for a toner of the present invention comprises a high molecular weight polymer component and a low molecular weight polymer component, and it is important that both polymers contain a carboxylic acid component. Examples of the polymer containing a carboxylic acid component include a carboxylic acid group-containing vinyl monomer as an essential component and a copolymer composed of a styrene monomer or another copolymerizable vinyl monomer. Can be The monomer used is not particularly limited as long as it is polymerizable. For example, carboxylic acid-containing vinyl polymers include unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid and cinnamic acid, unsaturated dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid and itaconic acid, monomethyl maleate and maleic acid. And unsaturated monocarboxylic acid monoesters such as monoethyl, monobutyl maleate, monomethyl fumarate, monoethyl fumarate and monobutyl fumarate. Of these, unsaturated monocarboxylic acids and unsaturated monocarboxylic acid monoesters are preferred. As the styrene monomer, styrene, o
-Methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, p-ethylstyrene,
2,4-dimethylstyrene, pn-butylstyrene,
p-tert-butyl styrene, pn-hexyl styrene, pn-octyl styrene, pn-nonyl styrene, pn-densyl styrene, pn-dodecyl styrene, p-phenyl styrene, 3, 4-dicrosylstyrene and the like. Among them, styrene is preferred. [0010] Other copolymerizable vinyl monomers include ethyl acrylate, methyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, propyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, stearyl acrylate, and metaaryl. Acrylic acid, ethyl methacrylate, methyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, propyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, unsaturated monocarboxylic acid esters such as stearyl methacrylate, And unsaturated dicarboxylic acid diesters such as dimethyl maleate, diethyl maleate, butyl maleate, dimethyl fumarate, diethyl fumarate and dibutyl fumarate. The copolymerization ratio of these monomers is not particularly limited, but it is preferable to use them in a range where the glass transition temperature of the obtained resin is 50 ° C. or higher. This is because if the glass transition temperature of the resin is less than 50 ° C., the storage stability may be extremely reduced when the toner is formed. The monomer components of the high molecular weight polymer and the low molecular weight polymer may be the same or different as long as both polymers contain a carboxylic acid component. When only one of the high molecular weight polymer or the low molecular weight polymer contains a carboxylic acid component,
This is not preferable because sufficient image density stability cannot be obtained. When the content (W H ) of the carboxylic acid component contained in the high molecular weight polymer exceeds the content (W L ) of the carboxylic acid component contained in the low molecular weight polymer, the image density becomes stable. In some cases, W H ≧ W L
It is required to be in the relation of (% by weight). Further, when the content of the carboxylic acid component is extremely large, there may occur a problem of environment dependence of charging under high temperature and high humidity, and the carboxylic acid component may be contained in both the high molecular weight polymer and the low molecular weight polymer. The content of the acid component is preferably in the range of 0.5 to 5% by weight. The high molecular weight polymer constituting the toner binder resin of the present invention has a weight average molecular weight of 1 × 10
It is preferably in the range of 5 to 1 × 10 6 . this is,
If the weight average molecular weight of the high molecular weight polymer is less than 1 × 10 5 , the non-offset property decreases, and if it exceeds 1 × 10 6 , the fixing property decreases. Further, the low molecular weight polymer preferably has a weight average molecular weight of 3 × 10 3 to 8 × 10 4 . This is because, if the weight average molecular weight of the low molecular weight polymer is less than 3 × 10 3 , the mechanical strength of the resin is reduced, and the toner is excessively pulverized at the time of electrification, causing fog on the image. This is because if it exceeds 8 × 10 4 , the fixability will decrease. Further, the ratio between the high molecular weight polymer component and the low molecular weight polymer component is not particularly limited, but the high molecular weight polymer component is
Those contained in the range of 0% by weight are preferred. This is because if the high molecular weight polymer component is less than 10% by weight, the non-offset property is poor, and if it exceeds 50% by weight, the fixing property is poor. [0014] In the binder resin for toner of the present invention is the image density stability is further improved by alkali treatment. Examples of the alkali compound used for the alkali treatment include hydroxides of alkali metals and alkaline earth metals such as lithium, sodium, potassium, magnesium and calcium. However, when an alkaline earth metal hydroxide is used, the carboxylic acid group in the resin is cross-linked with the metal, which may increase the softening temperature of the resin and cause poor fixing. It is preferable to use an object. Among them, potassium hydroxide and sodium hydroxide are particularly preferred. The alkali treatment is performed at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the resin, preferably at a temperature equal to or higher than 90 ° C., and is preferably performed so that the pH of the waste liquid after the treatment becomes 7 or higher. this is,
If the treatment is performed at a temperature lower than the glass transition temperature of the resin, the effect of the alkali treatment may not be sufficiently exerted and may not contribute to the improvement of the image density stability. Similarly, when the pH of the waste liquid after the treatment is less than 7, This is because there is a case where a sufficient effect of improving the image density stability cannot be obtained. The binder resin for toner of the present invention can be produced, for example, by synthesizing a high molecular weight polymer by an emulsion polymerization method and synthesizing a low molecular weight polymer by a suspension polymerization method in the presence of the emulsion. In the present invention,
The method for producing the resin is not limited to this, and each of the synthesized high-molecular-weight polymer and low-molecular-weight polymer may be mixed and melt-kneaded with an extruder, a kneader, a mixer, or the like. It may be produced by a polymerization method such as a suspension polymerization method, a solution polymerization method, an emulsion polymerization method, a bulk polymerization method, or a combination thereof. In the present invention, in order to adjust the molecular weight, α-methylstyrene dimer, n-dodecylmercaptan, 2-ethylhexyl thioglycolate,
-A chain transfer agent such as octyl mercaptan, an emulsifier, a dispersant, a dispersing aid, and an initiator in emulsion polymerization and suspension polymerization can be appropriately used. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. In Examples, the weight average molecular weight (Mw) is a value measured by gel permeation chromatography, and using tetrahydrofuran as a solvent, HC
It was measured according to L-8020 and determined in terms of polystyrene. The image density stability was measured by using a Macbeth densitometer to measure the change in image density by performing a running test of 50,000 sheets with a copier,
The change in image density of the tenth sheet was calculated according to the following equation 1. If this rate of change is within 5%, good image density stability is obtained. {(D 1 −D 50000 ) / D 1 } × 100 (1) (where D 1 is the image density of the first sheet, and D 50,000 is the image density of the 50,000 sheet. Example 1 79% by weight of styrene and 20% by weight of n-butyl acrylate
And 1% by weight of methacrylic acid have a weight average molecular weight of 8 ×
167 parts by weight of 10 5 high molecular weight polymer emulsion (solid content 15% by weight) were charged into a reaction vessel, and 100 parts by weight of water in which 0.7% by weight of partially saponified polyvinyl alcohol was dissolved under stirring was further added. 75 parts by weight of a mixed solution for low molecular weight polymer composed of 79% by weight of styrene, 20% by weight of n-butyl acrylate and 1% by weight of methacrylic acid and 7 parts by weight of benzoyl peroxide were added and uniformly dispersed at 85 ° C. For 12 hours. Next, 25 parts by weight of water in which 1.3% by weight of sodium hydroxide was dissolved were added, and alkali treatment was performed at 95 ° C. for 1 hour.
The pH of the waste liquid was 7 or more. Thereafter, it was sufficiently washed with water and dried to obtain a binder resin for toner. The weight average molecular weight of the obtained resin is shown in Table 1. 93% by weight of the obtained resin, 4% by weight of carbon black, 1% by weight of a negatively charged static control agent and 2% by weight of a polyolefin wax were mixed and melt-kneaded at 145 ° C. Thereafter, the mixture was pulverized using a jet mill pulverizer and classified to obtain a toner having an average particle diameter of 13 μm.
Table 1 shows the measurement results of the image density change of the obtained toner. Example 2 78% by weight of styrene, 20% by weight of n-butyl acrylate
And 2% by weight of methacrylic acid having a weight average molecular weight of 7.
8 × 10 5 high molecular weight polymer emulsion (solid content 15
167 parts by weight), 100 parts by weight of water in which 0.7% by weight of partially saponified polyvinyl alcohol is dissolved, and 79% by weight of styrene and 20% by weight of n-butyl acrylate. % Of methacrylic acid and 1 part by weight of methacrylic acid, 75 parts by weight of a mixed solution for low molecular weight polymer and 7 parts by weight of benzoyl peroxide were charged and uniformly dispersed, and polymerized at 85 ° C. for 12 hours. Then, water 25 containing 1.3% by weight of sodium hydroxide was dissolved.
Parts by weight were charged, and alkali treatment was performed at 95 ° C. for 1 hour. The pH of the waste liquid was 7 or more. Thereafter, it was sufficiently washed with water and dried to obtain a binder resin for toner.
The weight average molecular weight of the obtained resin is shown in Table 1. 93% by weight of the obtained resin, 4% by weight of carbon black, 1% by weight of a negatively charged static control agent and 2% by weight of a polyolefin wax were mixed and melt-kneaded at 145 ° C. Thereafter, the mixture was pulverized using a jet mill pulverizer and classified to obtain a toner having an average particle diameter of 13 μm.
Table 1 shows the measurement results of the image density change of the obtained toner. Example 3 75% by weight of styrene, 20% by weight of n-butyl acrylate
And methacrylic acid having a weight average molecular weight of 7% by weight.
5 × 10 5 high molecular weight polymer emulsion (solid content 15
167 parts by weight) into a reaction vessel, 100 parts by weight of water in which 0.7% by weight of partially saponified polyvinyl alcohol is dissolved under stirring, and 78% by weight of styrene and 20% by weight of n-butyl acrylate % And a mixture of 2% by weight of methacrylic acid and 75 parts by weight of a mixed solution for a low molecular weight polymer and 7 parts by weight of benzoyl peroxide were uniformly dispersed and polymerized at 85 ° C. for 12 hours. Then, water 25 containing 1.3% by weight of sodium hydroxide was dissolved.
Parts by weight were charged, and alkali treatment was performed at 95 ° C. for 1 hour. The pH of the waste liquid was 7 or more. Thereafter, it was sufficiently washed with water and dried to obtain a binder resin for toner.
The weight average molecular weight of the obtained resin is shown in Table 1. 93% by weight of the obtained resin, 4% by weight of carbon black, 1% by weight of a negatively charged static control agent and 2% by weight of a polyolefin wax were mixed and melt-kneaded at 145 ° C. Thereafter, the mixture was pulverized using a jet mill pulverizer and classified to obtain a toner having an average particle diameter of 13 μm.
Table 1 shows the measurement results of the image density change of the obtained toner. Comparative Example 4 79% by weight of styrene, 20% by weight of n-butyl acrylate
And 1% by weight of methacrylic acid have a weight average molecular weight of 8 ×
10 5 of the high molecular weight polymer emulsion (solid content 15 wt%) 167 parts by weight were charged in a reaction vessel was charged with 100 parts by weight of water having dissolved therein 0.7 wt% partially saponified polyvinyl alcohol under stirring, further 75 parts by weight of a mixture for a low molecular weight polymer composed of 75% by weight of styrene, 20% by weight of n-butyl acrylate and 5% by weight of methacrylic acid and 7 parts by weight of benzoyl peroxide were charged and uniformly dispersed at 85 ° C. For 12 hours. Next, 25 parts by weight of water in which 1.3% by weight of sodium hydroxide was dissolved were added, and alkali treatment was performed at 95 ° C. for 1 hour.
The pH of the waste liquid was 7 or more. Thereafter, it was sufficiently washed with water and dried to obtain a binder resin for toner. The weight average molecular weight of the obtained resin is shown in Table 1. 93% by weight of the obtained resin, 4% by weight of carbon black, 1% by weight of a negatively charged static control agent and 2% by weight of a polyolefin wax were mixed and melt-kneaded at 145 ° C. Thereafter, the mixture was pulverized using a jet mill pulverizer and classified to obtain a toner having an average particle diameter of 13 μm.
Table 1 shows the measurement results of the image density change of the obtained toner. Comparative Example 1 80% by weight of styrene and 20% by weight of n-butyl acrylate
167 parts by weight of a high molecular weight polymer emulsion having a weight average molecular weight of 9.8 × 10 5 (solid content 15% by weight) is charged into a reaction vessel, and 0.7% by weight of partially saponified polyvinyl alcohol is dissolved under stirring. 100 parts by weight of the obtained water, 75 parts by weight of a low-molecular-weight polymer mixture comprising 78% by weight of styrene, 20% by weight of n-butyl acrylate and 2% by weight of methacrylic acid, and 7 parts by weight of benzoyl peroxide. And dispersed uniformly, 85
Polymerization was performed at 12 ° C. for 12 hours. Next, 25 parts by weight of water in which 1.3% by weight of sodium hydroxide were dissolved were added, and
For one hour. The pH of the waste liquid was 7 or more. Thereafter, it was sufficiently washed with water and dried to obtain a binder resin for toner. The weight average molecular weight of the obtained resin is shown in Table 1. 93% by weight of the obtained resin, 4% by weight of carbon black, 1% by weight of a negatively charged static control agent and 2% by weight of a polyolefin wax were mixed and melt-kneaded at 145 ° C. Thereafter, the mixture was pulverized using a jet mill pulverizer and classified to obtain a toner having an average particle diameter of 13 μm.
Table 1 shows the measurement results of the image density change of the obtained toner. Comparative Example 2 78% by weight of styrene, 20% by weight of n-butyl acrylate
And 2% by weight of methacrylic acid having a weight average molecular weight of 7.
8 × 10 5 high molecular weight polymer emulsion (solid content 15
167 parts by weight) into a reaction vessel, 100 parts by weight of water containing 0.7% by weight of partially saponified polyvinyl alcohol dissolved therein under stirring, and further 80% by weight of styrene and 20% by weight of n-butyl acrylate. % Of a mixture for low-molecular-weight polymer and 7 parts by weight of benzoyl peroxide, and the mixture was uniformly dispersed and polymerized at 85 ° C. for 12 hours. Then, sodium hydroxide 1.
25 parts by weight of water in which 3% by weight is dissolved are added.
Alkaline treatment was performed for hours. The pH of the waste liquid was 7 or more. Thereafter, it was sufficiently washed with water and dried to obtain a binder resin for toner. The weight average molecular weight of the obtained resin is shown in Table 1. 93% by weight of the obtained resin, 4% by weight of carbon black, 1% by weight of a negatively charged static control agent and 2% by weight of a polyolefin wax were mixed and melt-kneaded at 145 ° C. Thereafter, the mixture was pulverized using a jet mill pulverizer and classified to obtain a toner having an average particle diameter of 13 μm.
Table 1 shows the measurement results of the image density change of the obtained toner. Comparative Example 3 80% by weight of styrene and 20% by weight of n-butyl acrylate
167 parts by weight of a high molecular weight polymer emulsion having a weight average molecular weight of 9.8 × 10 5 (solid content 15% by weight) is charged into a reaction vessel, and 0.7% by weight of partially saponified polyvinyl alcohol is dissolved under stirring. 100 parts by weight of the obtained water, and a mixed solution 75 for a low molecular weight polymer composed of 80% by weight of styrene and 20% by weight of n-butyl acrylate.
Parts by weight and 7 parts by weight of benzoyl peroxide were charged and uniformly dispersed, and polymerized at 85 ° C. for 12 hours.
Next, water 2 containing 1.3% by weight of sodium hydroxide was dissolved.
5 parts by weight were charged, and alkali treatment was performed at 95 ° C. for 1 hour. The pH of the waste liquid was 7 or more. Thereafter, it was sufficiently washed with water and dried to obtain a binder resin for toner.
The weight average molecular weight of the obtained resin is shown in Table 1. 93% by weight of the obtained resin, 4% by weight of carbon black, 1% by weight of a negatively charged static control agent and 2% by weight of a polyolefin wax were mixed and melt-kneaded at 145 ° C. Thereafter, the mixture was pulverized using a jet mill pulverizer and classified to obtain a toner having an average particle diameter of 13 μm.
Table 1 shows the measurement results of the image density change of the obtained toner. As is evident from Table 1, all of the toners of Examples 1 to 3 using the binder resin of the present invention exhibited excellent image density stability with an image density change rate of less than 3.5 %. . On the other hand, in the toner of Comparative Example 3 using the binder resin containing no carboxylic acid component , the image density change rate exceeds 50%, and only one of the high molecular weight polymer and the low molecular weight polymer has carboxylic acid. In the toners of Comparative Examples 1 and 2 using the binder resin containing the components , the image density change rate exceeds 10%,
The content of the carboxylic acid component contained in the high molecular weight polymer is
From the content of the carboxylic acid component contained in the low molecular weight polymer
Comparative Example 4 using less binder resin
Indicates that the image density change rate is 7.3%, and none of the toners shows sufficient image density stability. [Table 1] The symbols of the compositions shown in Table 1 indicate the following compounds, respectively. St: styrene n-BA: n-butyl acrylate MAA: BPO methacrylate: benzoyl peroxide The binder resin for a toner according to the present invention is composed of a high molecular weight polymer and a low molecular weight polymer. By containing a carboxylic acid component, respectively, it is possible to provide a toner excellent in fixing property and non-offset property of the toner and excellent in image density stability with little change in image density even when copying many sheets.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−235069(JP,A) 特開 昭62−9356(JP,A) 特開 平3−113463(JP,A) 特開 平3−288158(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 9/00 - 9/087 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-2-235069 (JP, A) JP-A-62-29356 (JP, A) JP-A-3-113463 (JP, A) JP-A-3-3 288158 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G03G 9/00-9/087

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 高分子量重合体成分と低分子量重合体成
分からなるスチレン−アクリル系樹脂であり、前記高分
子量重合体および前記低分子量重合体がカルボン酸成分
を含有するとともに、高分子量重合体に含有されるカル
ボン酸成分の含有量(W )と低分子量重合体に含有
されるカルボン酸成分の含有量(W )がW ≧W
の関係にあり、アルカリ処理が施されたトナー用バイン
ダー樹脂。
(57) Claims 1. A styrene-acrylic resin comprising a high molecular weight polymer component and a low molecular weight polymer component, wherein the high molecular weight polymer and the low molecular weight polymer are carboxylic acid components. And the calories contained in the high molecular weight polymer.
Bonic acid component content (W H ) and low molecular weight polymer
The content (W L ) of the carboxylic acid component is W H ≧ W L
And a binder resin for toner that has been subjected to an alkali treatment .
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