JP4348243B2 - Polyester resin for toner and toner composition - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真、静電記録、静電印刷等に用いられるトナー用ポリエステル樹脂に関する。 The present invention relates to a polyester resin for toner used in electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing and the like.
熱定着方式用の静電荷像現像トナー用ポリエステル樹脂は、帯電安定性などの観点から、ポリオール成分の少なくとも一部がビスフェノールAのプロピレンオキサイド(以下、POと記載する。)付加物であるものが用いられることが多い(例えば、特許文献1および2参照)。ビスフェノールAのPO付加物を含むポリオール成分からなるポリエステル樹脂は、ポリオールとポリカルボン酸またはその低級アルキルエステルから、スズ化合物を触媒として用い、縮重合して得られるのが一般的であった。
しかしながら、ビスフェノールAのPO付加物を含むポリエステル樹脂を用いたトナーは、耐久性が十分とは言えなかった。さらに、近年の環境問題の観点からスズ化合物を含まないポリエステル樹脂が望まれているにもかかわらず、スズ化合物以外の触媒を用いると、トナーの耐久性がさらに不十分になる傾向にあった。本発明は、帯電安定性と耐久性に優れたトナー用ポリエステル樹脂を提供することを目的とする。 However, a toner using a polyester resin containing a PO adduct of bisphenol A has not been sufficiently durable. Further, although a polyester resin not containing a tin compound is desired from the viewpoint of environmental problems in recent years, when a catalyst other than a tin compound is used, the durability of the toner tends to be further insufficient. An object of the present invention is to provide a polyester resin for toner excellent in charging stability and durability.
本発明者はこれらの問題点を解決するべく鋭意検討した末、本発明に至った。
すなわち本発明は、ポリオール成分とポリカルボン酸成分を重縮合させてなるトナー用ポリエステル樹脂において、ポリオール成分の少なくとも一部が、末端水酸基中に30〜100モル%の1級水酸基を有するビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物(a)であることを特徴とするトナー用ポリエステル樹脂と着色剤を必須とし、必要により離型剤、荷電制御剤、および流動化剤から選ばれる1種以上の添加剤からなるトナー組成物である。
The inventor has intensively studied to solve these problems, and has reached the present invention.
That is, the present invention relates to a polyester resin for toner obtained by polycondensation of a polyol component and a polycarboxylic acid component, wherein at least a part of the polyol component is a bisphenol A having 30 to 100 mol% primary hydroxyl groups in the terminal hydroxyl groups. It comprises a propylene oxide adduct (a), a polyester resin for toner, and a colorant, and optionally comprises at least one additive selected from a mold release agent, a charge control agent, and a fluidizing agent. Toner composition.
本発明のポリエステル樹脂は、ビスフェノールAのPO付加物を含有するにもかかわらず、耐久性に優れ、且つ帯電安定性が良好なトナー用バインダー樹脂である。さらに有害金属であるスズを含まない、安全性が高いトナーを提供することもできる。 The polyester resin of the present invention is a binder resin for toner that has excellent durability and good charging stability despite containing the PO adduct of bisphenol A. Furthermore, a highly safe toner that does not contain tin, which is a harmful metal, can be provided.
以下、本発明を詳述する。
本発明のポリオール成分とポリカルボン酸成分を重縮合させてなるトナー用ポリエステル樹脂は、ポリオール成分の少なくとも一部が、1級水酸基を有するビスフェノールAのPO付加物(a)からなる。ポリオール成分が(a)を含有しないと、トナーの耐久性が低下する。
The present invention is described in detail below.
In the polyester resin for toner obtained by polycondensation of the polyol component and the polycarboxylic acid component of the present invention, at least a part of the polyol component is composed of a PO adduct (a) of bisphenol A having a primary hydroxyl group. When the polyol component does not contain (a), the durability of the toner is lowered.
1級水酸基を含むビスフェノールAのPO付加物(a)は、片末端または両末端に1級水酸基を有する。(a)のPOの平均付加モル数は、2.8〜5.2が好ましく、3〜4.5がさらに好ましい。平均付加モル数が2.8〜5.2であると、帯電安定性がより良好である。
トナーの耐久性向上という観点から、1級水酸基化率は高い方がよく、好ましくは30%以上、さらに好ましくは40%以上、とくに好ましくは50%、最も好ましくは60%以上である。30%以上となることで、トナーの耐久性が向上する。
ここで、ビスフェノールAのPO付加物の1級水酸基化率は、平均官能基度として、例えば、NMRから計算すればよい。この末端水酸基の1級化率は、予め試料をエステル化の前処理した後に、1H−NMR法により測定し、算出する。
The PO adduct (a) of bisphenol A containing a primary hydroxyl group has a primary hydroxyl group at one or both ends. The average added mole number of PO in (a) is preferably 2.8 to 5.2, more preferably 3 to 4.5. When the average number of added moles is 2.8 to 5.2, the charging stability is better.
From the viewpoint of improving the durability of the toner, the primary hydroxylation rate should be high, preferably 30% or more, more preferably 40% or more, particularly preferably 50%, most preferably 60% or more. When it is 30% or more, the durability of the toner is improved.
Here, the primary hydroxylation rate of the PO adduct of bisphenol A may be calculated from, for example, NMR as the average functional group degree. The primary hydroxylation rate of the terminal hydroxyl group is calculated by measuring the sample in advance by pretreatment for esterification and then measuring by 1 H-NMR method.
本発明に用いる1H−NMR法の詳細を以下に具体的に説明する。
<試料調製法> 測定試料約30mgを直径5mmのNMR用試料管に秤量し、約0.5mlの重水素化溶媒を加え溶解させる。その後、約0.1mlの無水トリフルオロ酢酸を添加し、分析用試料とする。上記重水素化溶媒としては、例えば、重水素化クロロホルム、重水素化トルエン、重水素化ジメチルスルホキシド、重水素化ジメチルホルムアミド等であり、試料を溶解させることのできる溶媒を適宜選択する。
<NMR測定> 通常の条件で1H−NMR測定を行う。
Details of the 1 H-NMR method used in the present invention will be specifically described below.
<Sample Preparation Method> About 30 mg of a measurement sample is weighed into an NMR sample tube having a diameter of 5 mm, and about 0.5 ml of deuterated solvent is added and dissolved. Thereafter, about 0.1 ml of trifluoroacetic anhydride is added to obtain a sample for analysis. Examples of the deuterated solvent include deuterated chloroform, deuterated toluene, deuterated dimethyl sulfoxide, deuterated dimethylformamide, and the like, and a solvent capable of dissolving the sample is appropriately selected.
<NMR measurement> 1 H-NMR measurement is performed under normal conditions.
<末端水酸基の1級化率の計算方法> 上に述べた前処理の方法により、ビスフェノールAのPO付加物末端の水酸基は、添加した無水トリフルオロ酢酸と反応してトリフルオロ酢酸エステルとなる。その結果、1級水酸基が結合したメチレン基由来の信号は4.3ppm付近に観測され、2級水酸基が結合したメチン基由来の信号は5.2ppm付近に観測される。末端水酸基の1級化率は次の計算式により算出する。
末端水酸基1級化率(%)=[a/(a+2×b)]×100
但し、式中、aは4.3ppm付近の1級水酸基の結合したメチレン基由来の信号の積分値;bは5.2ppm付近の2級水酸基の結合したメチン基由来の信号の積分値である。
<Calculation Method of Terminal Hydroxyl Group Primary Rate> By the pretreatment method described above, the hydroxyl group at the end of the PO adduct of bisphenol A reacts with the added trifluoroacetic anhydride to become a trifluoroacetic acid ester. As a result, a signal derived from a methylene group to which a primary hydroxyl group is bonded is observed at around 4.3 ppm, and a signal derived from a methine group to which a secondary hydroxyl group is bonded is observed at around 5.2 ppm. The primary hydroxylation rate of the terminal hydroxyl group is calculated by the following formula.
Terminal hydroxyl group primary ratio (%) = [a / (a + 2 × b)] × 100
In the formula, a is an integral value of a signal derived from a methylene group to which a primary hydroxyl group is bonded in the vicinity of 4.3 ppm; b is an integrated value of a signal derived from a methine group to which a secondary hydroxyl group is bonded in the vicinity of 5.2 ppm. .
この末端1級水酸基を有するビスフェノールAのPO付加物(a)を得る方法としては、特に制限はないが、特定の触媒(α)を用いて付加させる方法等が挙げられる。なお、触媒として、PO付加物の製造に通常用いられる塩基性触媒(水酸化カリウム等)を用いると、末端2級水酸基を有し、1級水酸基を実質的に有しないPO付加物が得られる。
(α)としては、特開2000−344881号公報に記載のものが挙げられ、具体的には、フッ素原子、(置換)フェニル基および/または3級アルキル基が結合したホウ素もしくはアルミニウム化合物(トリフルオロボラン以外)であり、トリフェニルボラン、ジフェニル−t−ブチルボラン、トリ(t−ブチル)ボラン、トリフェニルアルミニウム、ジフェニル−t−ブチルアルミニウム、トリ(t−ブチル)アルミニウム、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン、ビス(ペンタフルオロフェニル)−t−ブチルボラン、トリス(ペンタフルオロフェニル)アルミニウム、ビス(ペンタフルオロフェニル)−t−ブチルアルミニウムなどが挙げられる。
これらの中で好ましいものは、トリフェニルボラン、トリフェニルアルミニウム、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン、トリス(ペンタフルオロフェニル)アルミニウムであり、さらに好ましいのはトリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン、トリス(ペンタフルオロフェニル)アルミニウムである。
(α)はPO付加時に用いるが、必ずしもPO付加の全段階に用いる必要はなく、後述する通常使用される他の触媒の存在下で一部のPOを付加後、付加反応後期のみに(α)を用いて、残りのPOを付加してもよい。
The method for obtaining the PO adduct (a) of bisphenol A having a terminal primary hydroxyl group is not particularly limited, and examples thereof include a method of adding using a specific catalyst (α). In addition, when a basic catalyst (potassium hydroxide or the like) usually used for the production of a PO adduct is used as a catalyst, a PO adduct having a terminal secondary hydroxyl group and having substantially no primary hydroxyl group can be obtained. .
Examples of (α) include those described in JP-A No. 2000-344881, and specifically, boron or aluminum compounds (trifluoro) bonded with a fluorine atom, a (substituted) phenyl group and / or a tertiary alkyl group. Other than roborane), triphenylborane, diphenyl-t-butylborane, tri (t-butyl) borane, triphenylaluminum, diphenyl-t-butylaluminum, tri (t-butyl) aluminum, tris (pentafluorophenyl) Examples thereof include borane, bis (pentafluorophenyl) -t-butylborane, tris (pentafluorophenyl) aluminum, and bis (pentafluorophenyl) -t-butylaluminum.
Among these, preferred are triphenylborane, triphenylaluminum, tris (pentafluorophenyl) borane and tris (pentafluorophenyl) aluminum, and more preferred are tris (pentafluorophenyl) borane and tris (pentafluoro). Phenyl) aluminum.
(Α) is used at the time of PO addition, but it is not always necessary to use it at all stages of PO addition. After adding a part of PO in the presence of other commonly used catalysts described later, only (α) ) May be used to add the remaining PO.
他の触媒としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、炭酸カリウ
ム、トリエチレンジアミンなどの塩基性触媒;三フッ化ホウ素、塩化スズ、トリエチルアルミニウム、へテロポリ酸などの酸触媒;亜鉛ヘキサシアノコバルテート;フォスファゼン化合物などが挙げられる。これらの中では塩基性触媒が好ましい。
POの付加条件についても上記公報に記載の方法と同様でよく、例えば、生成する開環重合体に対して、好ましくは0.0001〜10%、さらに好ましくは0.001〜1%の上記触媒〔(α)または他の触媒〕を用い、通常0〜250℃、好ましくは20〜180℃で反応させる。上記および以下において、%はとくに断りの無い限り重量%を意味する。
Other catalysts include basic catalysts such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, cesium hydroxide, potassium carbonate and triethylenediamine; acid catalysts such as boron trifluoride, tin chloride, triethylaluminum and heteropolyacid; zinc hexacyano Cobaltate; phosphazene compounds. Of these, basic catalysts are preferred.
The addition condition of PO may be the same as the method described in the above publication. For example, the catalyst is preferably 0.0001 to 10%, more preferably 0.001 to 1% with respect to the ring-opening polymer to be formed. [(Α) or other catalyst] is generally used at 0 to 250 ° C, preferably 20 to 180 ° C. In the above and the following, “%” means “% by weight” unless otherwise specified.
必要により1級水酸基を有するビスフェノールAのPO付加物(a)と併用されるポリオール成分としては、ポリエステルの分子伸長に用いる2価のアルコール(ジオール)および/または分子分岐、架橋に用いる3価以上の多価アルコールが挙げられる。
ジオールとしては、炭素数2〜36の脂肪族ジオール(エチレングリコール、プロピレングリコール、およびドデカンジオール等);炭素数4〜36のポリアルキレンエーテルグリコール(ジ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およびポリプロピレングリコール等);上記炭素数2〜36の脂肪族ジオールの炭素数2〜4のアルキレンオキシド(以下AOと略記する)〔エチレンオキシド(以下EOと略記する)、プロピレンオキシド(以下POと略記する)およびブチレンオキシド等〕付加物(付加モル数1.8〜30);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、水素添加ビスフェノールA等);上記脂環式ジオールの炭素数2〜4のAO付加物(付加モル数1.8〜30);(a)以外のビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールFおよびビスフェノールS等)の炭素数2または4のAO付加物(付加モル数1.8〜30)等が挙げられる。
As a polyol component used in combination with the PO adduct (a) of bisphenol A having a primary hydroxyl group as necessary, a dihydric alcohol (diol) used for molecular extension of polyester and / or trivalent or higher used for molecular branching and crosslinking. Of polyhydric alcohols.
Examples of the diol include aliphatic diols having 2 to 36 carbon atoms (such as ethylene glycol, propylene glycol, and dodecane diol); polyalkylene ether glycols having 4 to 36 carbon atoms (such as diethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, and polypropylene glycol). An alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms (hereinafter abbreviated as AO) [ethylene oxide (hereinafter abbreviated as EO), propylene oxide (hereinafter abbreviated as PO), butylene oxide, etc. ] Adduct (addition mole number 1.8-30); C6-C36 alicyclic diol (1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, etc.); C2-C2 of the above alicyclic diol 4 AO adduct (1.8 moles added) 30); (a) other than bisphenols (bisphenol A, bisphenol F and the number 2 or 4 of AO adducts of carbon atoms of bisphenol S, etc.) (number of moles added 1.8 to 30), and the like.
3〜8価またはそれ以上の多価アルコールとしては、炭素数3〜36の3〜8価またはそれ以上の脂肪族多価アルコール(グリセリン、トリエチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールおよびソルビトール等);上記脂肪族多価アルコールの炭素数2〜4のAO付加物(付加モル数2.8〜30);トリスフェノール類(トリスフェノールPA等)の炭素数2〜4のAO付加物(付加モル数2.8〜30);ノボラック樹脂(フェノールノボラックおよびクレゾールノボラック等:平均重合度3〜60)の炭素数2〜4のAO付加物(付加モル数2.8〜30)等が挙げられる。 As the polyhydric alcohol having 3 to 8 or more valences, an aliphatic polyhydric alcohol having 3 to 8 or more carbon atoms having 3 to 36 carbon atoms (glycerin, triethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, etc.) An AO adduct having 2 to 4 carbon atoms of the above aliphatic polyhydric alcohol (addition mole number 2.8 to 30); an AO adduct having 2 to 4 carbon atoms (addition moles) of trisphenols (such as trisphenol PA); 2.8-30); Novolak resins (phenol novolak, cresol novolak, etc .: average polymerization degree 3-60), C2-4 AO adduct (added mole number 2.8-30), and the like.
これら(a)以外のポリオール成分の中で、好ましくは、炭素数2〜36の脂肪族ジオール、炭素数4〜36のポリアルキレンエーテルグリコール、脂環式ジオール、炭素数6〜36の脂環式ジオールの炭素数2〜4のAO付加物、ビスフェノール類の炭素数2〜4のAO付加物、およびノボラック樹脂の炭素数2〜4のAO付加物であり、さらに好ましくは、炭素数2〜4の脂肪族ジオール、ビスフェノール類のEO付加物、およびノボラック樹脂の炭素数2〜3のAO(EOおよび/またはPO)付加物である。 Among the polyol components other than (a), preferably, an aliphatic diol having 2 to 36 carbon atoms, a polyalkylene ether glycol having 4 to 36 carbon atoms, an alicyclic diol, and an alicyclic having 6 to 36 carbon atoms. It is an AO adduct having 2 to 4 carbon atoms of a diol, an AO adduct having 2 to 4 carbon atoms of a bisphenol, and an AO adduct having 2 to 4 carbon atoms of a novolac resin, more preferably 2 to 4 carbon atoms. An EO adduct of bisphenols, and an AO (EO and / or PO) adduct of 2 to 3 carbon atoms of a novolak resin.
ポリオール成分中の、ビスフェノールAのPO付加物(a)の好ましい重量比率は40%以上であり、さらに好ましくは45%以上、特に好ましくは50%以上である。40%以上となることで帯電安定性がさらに良好となる。 The preferred weight ratio of the PO adduct (a) of bisphenol A in the polyol component is 40% or more, more preferably 45% or more, and particularly preferably 50% or more. When it is 40% or more, the charging stability is further improved.
ポリカルボン酸としては、分子伸長に用いる脂肪族(脂環式を含む)および/または芳香族のジカルボン酸;分子分岐、架橋に用いる、3〜6価またはそれ以上の脂肪族(脂環式を含む)ポリカルボン酸および/または3〜6価またはそれ以上の芳香族ポリカルボン酸を組み合わせて使用するのが好ましい。 Examples of polycarboxylic acids include aliphatic (including alicyclic) and / or aromatic dicarboxylic acids used for molecular extension; tri- to hexa- or higher-valent aliphatic (alicyclic) used for molecular branching and crosslinking. (Including) a polycarboxylic acid and / or a tri- or hexavalent or higher aromatic polycarboxylic acid is preferably used in combination.
脂肪族(脂環式を含む)ジカルボン酸としては、炭素数2〜50のアルカンジカルボン酸(シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、レパルギン酸、およびセバシン酸等)、炭素数4〜50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、メサコン酸、イタコン酸、およびグルタコン酸等)、などが挙げられる。
芳香族ジカルボン酸としては、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、およびナフタレンジカルボン酸等)などが挙げられる。
Aliphatic (including alicyclic) dicarboxylic acids include alkane dicarboxylic acids having 2 to 50 carbon atoms (such as oxalic acid, malonic acid, succinic acid, adipic acid, reparginic acid, and sebacic acid), and 4 to 50 carbon atoms. Alkene dicarboxylic acid (alkenyl succinic acid such as dodecenyl succinic acid, maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, mesaconic acid, itaconic acid, and glutaconic acid).
Examples of the aromatic dicarboxylic acid include aromatic dicarboxylic acids having 8 to 36 carbon atoms (such as phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, and naphthalenedicarboxylic acid).
ポリカルボン酸成分のうち、3〜6価またはそれ以上の脂肪族(脂環式を含む)ポリカルボン酸としては、炭素数6〜36の脂肪族トリカルボン酸(ヘキサントリカルボン酸等)、不飽和カルボン酸のビニル重合体[数平均分子量(以下Mnと記載、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による):450〜10000](α−オレフィン/マレイン酸共重合体等)等が挙げられる。
ポリカルボン酸成分のうち、3〜6価またはそれ以上の芳香族ポリカルボン酸としては、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸、およびピロメリット酸等)、不飽和カルボン酸のビニル重合体[Mn:450〜10000](スチレン/マレイン酸共重合体、スチレン/アクリル酸共重合体、およびスチレン/フマル酸共重合体等)等が挙げられる。
これらのポリカルボン酸の無水物や低級アルキル(炭素数1〜4)エステル(メチルエステル等)も同様に使用できる。
Among the polycarboxylic acid components, trivalent to hexavalent or higher aliphatic (including alicyclic) polycarboxylic acids include aliphatic tricarboxylic acids having 6 to 36 carbon atoms (such as hexanetricarboxylic acid) and unsaturated carboxylic acids. Examples include acid vinyl polymers [number average molecular weight (hereinafter referred to as Mn, according to gel permeation chromatography (GPC)): 450 to 10,000] (α-olefin / maleic acid copolymer and the like).
Among the polycarboxylic acid components, trivalent to hexavalent or higher aromatic polycarboxylic acids include aromatic polycarboxylic acids having 9 to 20 carbon atoms (such as trimellitic acid and pyromellitic acid), and unsaturated carboxylic acids. Vinyl polymers [Mn: 450 to 10000] (such as styrene / maleic acid copolymer, styrene / acrylic acid copolymer, and styrene / fumaric acid copolymer).
These polycarboxylic acid anhydrides and lower alkyl (1 to 4 carbon atoms) esters (such as methyl esters) can also be used.
これらのポリカルボン酸成分のうち好ましいものは、炭素数2〜50のアルカンジカルボン酸、炭素数4〜50のアルケンジカルボン酸、炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸、および炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸であり、さらに好ましくは、アジピン酸、炭素数16〜50のアルケニルコハク酸、テレフタル酸、イソフタル酸、マレイン酸、フマル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、およびこれらの併用であり、とくに好ましくは、フマル酸、アジピン酸、テレフタル酸、トリメリット酸、およびこれらの併用である。これらのポリカルボン酸の無水物や低級アルキルエステルも同様に好ましい。 Among these polycarboxylic acid components, preferred are alkane dicarboxylic acids having 2 to 50 carbon atoms, alkene dicarboxylic acids having 4 to 50 carbon atoms, aromatic dicarboxylic acids having 8 to 20 carbon atoms, and 9 to 20 carbon atoms. An aromatic polycarboxylic acid, more preferably adipic acid, alkenyl succinic acid having 16 to 50 carbon atoms, terephthalic acid, isophthalic acid, maleic acid, fumaric acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, and combinations thereof Particularly preferred are fumaric acid, adipic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, and combinations thereof. Likewise preferred are anhydrides and lower alkyl esters of these polycarboxylic acids.
また、ポリカルボン酸成分としては、トナーの帯電特性の観点から、芳香族ポリカルボン酸(とくにテレフタル酸)を60モル%以上含有するものが好ましい。さらに好ましくは70モル%以上、とくに好ましくは80モル%以上である。 The polycarboxylic acid component preferably contains 60 mol% or more of an aromatic polycarboxylic acid (particularly terephthalic acid) from the viewpoint of the charging characteristics of the toner. More preferably, it is 70 mol% or more, Most preferably, it is 80 mol% or more.
本発明においてポリエステル樹脂は、通常のポリエステル製造法と同様にして製造することができる。例えば、不活性ガス(窒素ガス等)雰囲気中で、反応温度が好ましくは150〜280℃、さらに好ましくは160〜260℃、とくに好ましくは170〜240℃で反応させることにより行うことができる。また反応時間は、重縮合反応を確実に行う観点から、好ましくは30分以上、とくに2〜40時間である。 In the present invention, the polyester resin can be produced in the same manner as in an ordinary polyester production method. For example, the reaction can be carried out in an inert gas (nitrogen gas or the like) atmosphere at a reaction temperature of preferably 150 to 280 ° C, more preferably 160 to 260 ° C, particularly preferably 170 to 240 ° C. The reaction time is preferably 30 minutes or longer, particularly 2 to 40 hours from the viewpoint of reliably performing the polycondensation reaction.
このとき必要に応じてエステル化触媒を使用することもできる。エステル化触媒としては、スズ含有触媒(例えばジブチルスズオキシド)、三酸化アンチモン、チタン含有触媒(例えばチタンアルコキシド、シュウ酸チタン酸カリウム、およびテレフタル酸チタン)、ジルコニウム含有触媒(例えば酢酸ジルコニル)、および酢酸亜鉛等が挙げられる。これらの中で好ましくは、環境安全性の観点から、チタン含有触媒、ジルコニウム含有触媒、および酢酸亜鉛であり、さらに好ましくは、チタン含有触媒であり、とくに好ましくは、チタンアルコキシド、シュウ酸チタン酸カリウム、およびテレフタル酸チタンである。
触媒の添加量は、反応速度が最大になるように適宜決定することが望ましい。添加量としては、得られるポリエステル樹脂に対して、好ましくは10ppm〜1.9%、さらに好ましくは100ppm〜1.7%である。添加量を10ppm以上とすることで反応速度が大きくなり、好ましい。
At this time, an esterification catalyst may be used as necessary. Esterification catalysts include tin-containing catalysts (eg, dibutyltin oxide), antimony trioxide, titanium-containing catalysts (eg, titanium alkoxide, potassium oxalate titanate, and titanium terephthalate), zirconium-containing catalysts (eg, zirconyl acetate), and acetic acid Zinc etc. are mentioned. Among these, titanium-containing catalysts, zirconium-containing catalysts, and zinc acetate are preferable from the viewpoint of environmental safety, more preferably titanium-containing catalysts, and particularly preferably titanium alkoxide and potassium oxalate titanate. , And titanium terephthalate.
The amount of the catalyst added is desirably determined as appropriate so as to maximize the reaction rate. The addition amount is preferably 10 ppm to 1.9%, more preferably 100 ppm to 1.7%, based on the polyester resin obtained. It is preferable that the addition amount be 10 ppm or more because the reaction rate is increased.
反応末期の反応速度を向上させるために減圧することも有効である。
ポリオール成分とポリカルボン酸成分との反応比率は、水酸基とカルボキシル基の当量比[OH]/[COOH]として、好ましくは2/1〜1/2、さらに好ましくは1.5/1〜1/1.3、とくに好ましくは1.3/1〜1/1.2である。
It is also effective to reduce the pressure in order to improve the reaction rate at the end of the reaction.
The reaction ratio between the polyol component and the polycarboxylic acid component is preferably 2/1 to 1/2, more preferably 1.5 / 1 to 1/1 / as the equivalent ratio [OH] / [COOH] of the hydroxyl group to the carboxyl group. 1.3, particularly preferably 1.3 / 1 to 1 / 1.2.
本発明のポリエステル樹脂のテトラヒドロフラン(THF)可溶分中の分子量500以下の成分は、耐久性の観点から0.6%以下が好ましい。また、THF可溶分のMnは、1000〜20000が好ましい。下限は、さらに好ましくは1200、とくに好ましくは1400であり、上限は、さらに好ましくは14000、とくに好ましくは12000である。Mnが1000〜20000となることで、低温定着性および樹脂の粉砕性のバランスが良好となる。
また同様に、ポリエステル樹脂のTHF可溶分のピークトップ分子量(以下Mpと記載)は、樹脂強度と、低温定着性、および樹脂の粉砕性のバランスの観点から、好ましくは1200〜50000、さらに好ましくは1500〜40000である。
The component having a molecular weight of 500 or less in the tetrahydrofuran (THF) soluble component of the polyester resin of the present invention is preferably 0.6% or less from the viewpoint of durability. Moreover, 1000 to 20000 is preferable for the Mn of the THF-soluble component. The lower limit is more preferably 1200, particularly preferably 1400, and the upper limit is more preferably 14000, particularly preferably 12000. When Mn is 1000 to 20000, the balance between low-temperature fixability and resin grindability is improved.
Similarly, the peak top molecular weight of the polyester resin soluble in THF (hereinafter referred to as Mp) is preferably 1200 to 50000, more preferably from the viewpoint of the balance of resin strength, low-temperature fixability, and resin grindability. Is 1500-40000.
なお、上記および以下においてポリエステル樹脂のTHF可溶分の分子量等は、GPCを用いて以下の条件で測定される。
装置 : 東ソー(株)製 HLC−8120
カラム : TSK GEL GMH6 2本 (東ソー(株)製)
測定温度 : 40℃
試料溶液 : 0.25%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
得られたクロマトグラム上最大のピーク高さを示す分子量をピークトップ分子量(Mp)と称する。さらに分子量500で分割したときのピーク面積の比率で低分子量物の存在比を評価する。
In the above and the following, the molecular weight and the like of the THF-soluble component of the polyester resin are measured using GPC under the following conditions.
Apparatus: HLC-8120 manufactured by Tosoh Corporation
Column: 2 TSK GEL GMH6 (manufactured by Tosoh Corporation)
Measurement temperature: 40 ° C
Sample solution: 0.25% THF solution Injection volume: 100 μl
Detector: Refractive index detector Reference substance: Standard polystyrene The molecular weight showing the maximum peak height on the obtained chromatogram is referred to as peak top molecular weight (Mp). Furthermore, the abundance ratio of low molecular weight substances is evaluated by the ratio of the peak areas when the molecular weight is divided by 500.
本発明のポリエステル樹脂のガラス転移点(Tg)は、耐熱保存性、低温定着性の点から、好ましくは40〜90℃、さらに好ましくは45〜85℃、特に好ましくは50〜80℃である。
なお上記および以下において、Tgはセイコー電子工業(株)製DSC20、SSC/580を用いて、ASTM D3418−82に規定の方法(DSC法)で測定される。
The glass transition point (Tg) of the polyester resin of the present invention is preferably 40 to 90 ° C., more preferably 45 to 85 ° C., and particularly preferably 50 to 80 ° C. from the viewpoints of heat resistant storage stability and low temperature fixability.
In addition, in the above and below, Tg is measured by the method (DSC method) prescribed | regulated to ASTM D3418-82 using Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd. DSC20, SSC / 580.
本発明のポリエステル樹脂中のTHF不溶解分は、低温定着性の点から、70%以下が好ましい。白黒トナー用途の場合の下限は、さらに好ましくは1%、とくに好ましくは3%であり、上限は、さらに好ましくは40%、とくに好ましくは30%である。カラートナー用途の場合の下限は、さらに好ましくは0%であり、上限は、さらに好ましくは15%、とくに好ましくは10%である。
THF不溶解分は、以下の方法で求めたものである。
試料0.5gに50mlのTHFを加え、3時間撹拌還流させる。冷却後、グラスフィルターにて不溶解分をろ別し、グラスフィルター上の樹脂分を80℃で3時間減圧乾燥する。グラスフィルター上の乾燥した樹脂分の重量と試料の重量比から、不溶解分を算出する。
The THF insoluble matter in the polyester resin of the present invention is preferably 70% or less from the viewpoint of low-temperature fixability. In the case of black and white toner application, the lower limit is more preferably 1%, particularly preferably 3%, and the upper limit is more preferably 40%, particularly preferably 30%. In the case of color toner use, the lower limit is more preferably 0%, and the upper limit is more preferably 15%, particularly preferably 10%.
The THF insoluble matter was determined by the following method.
Add 50 ml of THF to 0.5 g of the sample and stir to reflux for 3 hours. After cooling, the insoluble content is filtered off with a glass filter, and the resin content on the glass filter is dried under reduced pressure at 80 ° C. for 3 hours. The insoluble matter is calculated from the weight of the dried resin content on the glass filter and the weight ratio of the sample.
本発明のトナー組成物は、バインダー樹脂となる本発明のトナー用ポリエステル樹脂と、着色剤、および必要により、離型剤、荷電制御剤、流動化剤等の1種以上の添加剤を含有する。 The toner composition of the present invention contains the polyester resin for toner of the present invention as a binder resin, a colorant, and, if necessary, one or more additives such as a release agent, a charge control agent, and a fluidizing agent. .
着色剤としては、トナー用着色剤として使用されている染料、顔料等のすべてを使用することができる。具体的には、カーボンブラック、鉄黒、スーダンブラックSM、ファーストイエローG、ベンジジンイエロー、ピグメントイエロー、インドファーストオレンジ、イルガシンレッド、パラニトアニリンレッド、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およびオイルピンクOP等が挙げられ、これらは単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。また、必要により磁性粉(鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性金属の粉末もしくはマグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の化合物)を着色剤としての機能を兼ねて含有させることができる。着色剤の含有量は、本発明のポリエステル樹脂100部に対して、好ましくは1〜40部、さらに好ましくは3〜10部である。なお、磁性粉を用いる場合は、好ましくは20〜150部、さらに好ましくは40〜120部である。上記および以下において、部は重量部を意味する。 As the colorant, all of dyes and pigments used as toner colorants can be used. Specifically, carbon black, iron black, Sudan Black SM, First Yellow G, Benzidine Yellow, Pigment Yellow, Indian First Orange, Irgasin Red, Paranitaniline Red, Toluidine Red, Carmine FB, Pigment Orange R, Lake Red 2G, Rhodamine FB, Rhodamine B Lake, Methyl Violet B Lake, Phthalocyanine Blue, Pigment Blue, Brilliant Green, Phthalocyanine Green, Oil Yellow GG, Kayaset YG, Orazol Brown B and Oil Pink OP, etc. Or 2 or more types can be mixed and used. Further, if necessary, magnetic powder (a powder of a ferromagnetic metal such as iron, cobalt, nickel, or a compound such as magnetite, hematite, ferrite) can also be included as a colorant. The content of the colorant is preferably 1 to 40 parts, more preferably 3 to 10 parts, with respect to 100 parts of the polyester resin of the present invention. In addition, when using magnetic powder, Preferably it is 20-150 parts, More preferably, it is 40-120 parts. Above and below, parts mean parts by weight.
離型剤としては、軟化点が50〜170℃のものが好ましく、ポリオレフィンワックス、天然ワックス、炭素数30〜50の脂肪族アルコール、炭素数30〜50の脂肪酸およびこれらの混合物等が挙げられる。ポリオレフィンワックスとしては、オレフィン(例えばエチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブチレン、1−ヘキセン、1−ドデセン、1−オクタデセンおよ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および熱減成型ポリオレフィンを含む]、オレフィンの(共)重合体の酸素および/また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[例えばマレイン酸およびその誘導体(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およ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、イタコン酸および無水マレイン酸等]および/また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)エステルおよ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、およびサゾールワックス等が挙げられる。 The release agent preferably has a softening point of 50 to 170 ° C., and examples thereof include polyolefin wax, natural wax, aliphatic alcohol having 30 to 50 carbon atoms, fatty acid having 30 to 50 carbon atoms, and a mixture thereof. Polyolefin waxes include (co) polymers [obtained by (co) polymerization] of olefins (for example, ethylene, propylene, 1-butene, isobutylene, 1-hexene, 1-dodecene, 1-octadecene, and mixtures thereof). And olefin (co) polymer oxides with oxygen and / or ozone, maleic acid modifications of olefin (co) polymers [eg maleic acid and its derivatives (maleic anhydride, Modified products such as monomethyl maleate, monobutyl maleate and dimethyl maleate), olefins and unsaturated carboxylic acids [such as (meth) acrylic acid, itaconic acid and maleic anhydride] and / or unsaturated carboxylic acid alkyl esters [(meta ) Alkyl acrylate (alkyl 1 to 1 carbon atoms) 8) esters and maleic acid alkyl (C1-18 alkyl) copolymers of an ester, etc.] or the like, and Sasol wax.
天然ワックスとしては、例えばカルナウバワックス、モンタンワックス、パラフィンワックスおよびライスワックスが挙げられる。炭素数30〜50の脂肪族アルコールとしては、例えばトリアコンタノールが挙げられる。炭素数30〜50の脂肪酸としては、例えばトリアコンタンカルボン酸が挙げられる。 Examples of natural waxes include carnauba wax, montan wax, paraffin wax, and rice wax. Examples of the aliphatic alcohol having 30 to 50 carbon atoms include triacontanol. Examples of the fatty acid having 30 to 50 carbon atoms include triacontane carboxylic acid.
荷電制御剤としては、ニグロシン染料、3級アミンを側鎖として含有するトリフェニルメタン系染料、4級アンモニウム塩、ポリアミン樹脂、イミダゾール誘導体、4級アンモニウム塩基含有ポリマー、含金属アゾ染料、銅フタロシアニン染料、サリチル酸金属塩、ベンジル酸のホウ素錯体、スルホン酸基含有ポリマー、含フッ素系ポリマー、ハロゲン置換芳香環含有ポリマー等が挙げられる。 As charge control agents, nigrosine dyes, triphenylmethane dyes containing tertiary amines as side chains, quaternary ammonium salts, polyamine resins, imidazole derivatives, quaternary ammonium base-containing polymers, metal-containing azo dyes, copper phthalocyanine dyes , Salicylic acid metal salts, boron complexes of benzylic acid, sulfonic acid group-containing polymers, fluorine-containing polymers, halogen-substituted aromatic ring-containing polymers, and the like.
流動化剤としては、コロイダルシリカ、アルミナ粉末、酸化チタン粉末、炭酸カルシウム粉末等が挙げられる。 Examples of the fluidizing agent include colloidal silica, alumina powder, titanium oxide powder, and calcium carbonate powder.
本発明のトナー組成物の組成比は、トナー重量に基づき、本発明のポリエステル樹脂が、好ましくは30〜97%、さらに好ましくは40〜95%、とくに好ましくは45〜92%;着色剤が、好ましくは0.05〜60%、さらに好ましくは0.1〜55%、とくに好ましくは0.5〜50%;添加剤のうち、離型剤が、好ましくは0〜30%、さらに好ましくは0.5〜20%、とくに好ましくは1〜10%;荷電制御剤が、好ましくは0〜20%、さらに好ましくは0.1〜10%、とくに好ましくは0.5〜7.5%;流動化剤が、好ましくは0〜10%、さらに好ましくは0〜5%、とくに好ましくは0.1〜4%である。また、添加剤の合計含有量は、好ましくは3〜70%、さらに好ましくは4〜58%、とくに好ましくは5〜50%である。トナーの組成比が上記の範囲であることで帯電性が良好なものを容易に得ることができる。 The composition ratio of the toner composition of the present invention is preferably 30 to 97%, more preferably 40 to 95%, particularly preferably 45 to 92% of the polyester resin of the present invention based on the toner weight; Preferably 0.05 to 60%, more preferably 0.1 to 55%, particularly preferably 0.5 to 50%; Of the additives, the release agent is preferably 0 to 30%, more preferably 0. 0.5 to 20%, particularly preferably 1 to 10%; charge control agent is preferably 0 to 20%, more preferably 0.1 to 10%, particularly preferably 0.5 to 7.5%; fluidization The agent is preferably 0 to 10%, more preferably 0 to 5%, particularly preferably 0.1 to 4%. The total content of additives is preferably 3 to 70%, more preferably 4 to 58%, and particularly preferably 5 to 50%. When the composition ratio of the toner is in the above range, a toner having good chargeability can be easily obtained.
本発明のトナー組成物は、混練粉砕法、乳化転相法、重合法等の従来より公知のいずれの方法により得られたものであってもよい。例えば、混練粉砕法によりトナーを得る場合、流動化剤を除くトナーを構成する成分を乾式ブレンドした後、溶融混練し、その後粗粉砕し、最終的にジェットミル粉砕機等を用いて微粒化して、さらに分級することにより、粒径(D50)が好ましくは5〜20μmの微粒とした後、流動化剤を混合して製造することができる。なお、粒径(D50)はコールターカウンター[例えば、商品名:マルチサイザーIII(コールター社製)]を用いて測定される。
また、乳化転相法によりトナーを得る場合、流動化剤を除くトナーを構成する成分を有機溶剤に溶解または分散後、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。
The toner composition of the present invention may be obtained by any conventionally known method such as a kneading and pulverizing method, an emulsion phase inversion method, or a polymerization method. For example, when a toner is obtained by a kneading and pulverizing method, the components constituting the toner excluding the fluidizing agent are dry blended, then melt-kneaded, then coarsely pulverized, and finally atomized using a jet mill pulverizer or the like. Further, by further classifying, the particle size (D50) is preferably made into fine particles of 5 to 20 μm, and then mixed with a fluidizing agent. The particle size (D50) is measured using a Coulter counter [for example, trade name: Multisizer III (manufactured by Coulter)].
When the toner is obtained by the emulsion phase inversion method, the components constituting the toner excluding the fluidizing agent are dissolved or dispersed in an organic solvent, and then emulsified by adding water, etc., and then separated and classified. it can. The volume average particle diameter of the toner is preferably 3 to 15 μm.
本発明のトナー組成物は、必要に応じて鉄粉、ガラスビーズ、ニッケル粉、フェライト、マグネタイト、および樹脂(アクリル樹脂、シリコーン樹脂等)により表面をコーティングしたフェライト等のキャリアー粒子と混合されて電気的潜像の現像剤として用いられる。トナーとキャリアー粒子との重量比は、通常1/99〜100/0である。また、キャリア粒子の代わりに帯電ブレード等の部材と摩擦し、電気的潜像を形成することもできる。 The toner composition of the present invention is mixed with carrier particles such as iron powder, glass beads, nickel powder, ferrite, magnetite, and ferrite whose surface is coated with a resin (acrylic resin, silicone resin, etc.) as necessary. Used as a developer for a latent image. The weight ratio of toner to carrier particles is usually 1/99 to 100/0. In addition, instead of carrier particles, it can be rubbed with a member such as a charging blade to form an electrical latent image.
本発明のトナー組成物は、複写機、プリンター等により支持体(紙、ポリエステルフィルム等)に定着して記録材料とされる。支持体に定着する方法としては、公知の熱ロール定着方法、フラッシュ定着方法等が適用できる。 The toner composition of the present invention is fixed on a support (paper, polyester film, etc.) by a copying machine, a printer, or the like to form a recording material. As a method for fixing to the support, a known hot roll fixing method, flash fixing method, or the like can be applied.
以下実施例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be further described below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
実施例および比較例で得られたトナー用ポリエステル樹脂の性質の測定法を次に示す。
1.酸価および水酸基価
JIS K0070(1992年版)に規定の方法。
なお、試料に架橋にともなう溶剤不溶解分がある場合は、以下の方法で溶融混練後のものを試料として用いた。
混練装置 : 東洋精機(株)製 ラボプラストミル MODEL30R150
混練条件 : 130℃、70rpmにて30分
2.軟化点の測定
フローテスターを用いて、下記条件で等速昇温し、その流出量が1/2になる温度をもって軟化点とした。
装置 : 島津(株)製 フローテスター CFT−500
荷重 : 20kg
ダイ : 1mmΦ−1mm
昇温速度 : 6℃/min.
A method for measuring the properties of the polyester resin for toner obtained in Examples and Comparative Examples is shown below.
1. Acid value and hydroxyl value Method defined in JIS K0070 (1992 edition).
When the sample had a solvent-insoluble component accompanying crosslinking, the sample after melt kneading was used as a sample by the following method.
Kneading device: Labo plast mill MODEL30R150 manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.
Kneading conditions: 30 minutes at 130 ° C. and 70 rpm Measurement of softening point Using a flow tester, the temperature was raised at a constant speed under the following conditions, and the temperature at which the outflow amount became 1/2 was taken as the softening point.
Device: Shimadzu Corporation flow tester CFT-500
Load: 20kg
Die: 1mmΦ-1mm
Temperature increase rate: 6 ° C./min.
製造例1
[1級水酸基含有ビスフェノールAのPO付加物の合成]
攪拌装置、温度制御装置付きのSUS製オートクレーブに、ビスフェノールAのPO2モル付加物(三洋化成工業(株)社製ニューポールBP−2P)581部とトリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン0.1部を仕込み、プロピレンオキサイド108部を、反応温度が70〜80℃で12時間かけて滴下した後、75℃で6時間熟成した。次に、水酸化ナトリウム水溶液で中和した後、3.0gの合成珪酸塩(キョーワード600、協和化学(株)製)と水を加えて60℃で3時間処理した。オートクレーブより取り出した後、1ミクロンのフィルターで濾過した後脱水し、ビスフェノールAのPO3.3モル付加物(a1)を得た。(a1)の水酸基価は133.7、1H−NMRケミカルシフトδ値(溶媒:CDCl3)の測定結果から末端水酸基の1級水酸基化率を求めたところ、74%であった。
Production Example 1
[Synthesis of PO Adduct of Primary Hydroxyl-Containing Bisphenol A]
In a SUS autoclave with a stirrer and a temperature controller, 581 parts of PO2 molar adduct of bisphenol A (Newpol BP-2P manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) and 0.1 part of tris (pentafluorophenyl) borane were added. First, 108 parts of propylene oxide was added dropwise at a reaction temperature of 70 to 80 ° C. over 12 hours, followed by aging at 75 ° C. for 6 hours. Next, after neutralizing with an aqueous sodium hydroxide solution, 3.0 g of synthetic silicate (KYOWARD 600, manufactured by Kyowa Chemical Co., Ltd.) and water were added and treated at 60 ° C. for 3 hours. After taking out from the autoclave, it was filtered through a 1-micron filter and dehydrated to obtain a PO3.3 mol adduct (a1) of bisphenol A. The hydroxyl value of (a1) was 133.7, and the primary hydroxylation rate of the terminal hydroxyl group was determined from the measurement result of 1 H-NMR chemical shift δ value (solvent: CDCl 3 ) and found to be 74%.
実施例1
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、製造例1で得られたビスフェノールA・PO3.3モル付加物(a1)758部(11.5モル)、テレフタル酸243部(9.25モル)、無水トリメリット酸15部(0.5モル)、および縮合触媒としてテトラブトキシチタネート3部を入れ、230℃で窒素気流下に、生成する水を留去しながら5時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下に反応させ、酸価が2になった時点で180℃に冷却し、無水トリメリット酸34部(1.1モル)を加え、常圧密閉下2時間反応後取り出し、室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル(1)とする。
(1)のガラス転移温度は60℃、酸価は20、水酸基価は20、Mpは7500、Mnは4100、Mwは18500、分子量500以下の成分は0.5%であった。また10000Pa・sを示す温度は115℃、THF不溶解分は0%であった。
なお、( )内のモル数は、各原料の相対的なモル比を示すために記載したものである
〔以下同様〕。
Example 1
In a reaction vessel equipped with a cooling pipe, a stirrer and a nitrogen introduction pipe, 758 parts (11.5 mol) of bisphenol A · PO 3.3 mol adduct (a1) obtained in Production Example 1 and 243 parts of terephthalic acid ( 9.25 mol), 15 parts (0.5 mol) of trimellitic anhydride, and 3 parts of tetrabutoxy titanate as a condensation catalyst, and reacted for 5 hours while distilling off the generated water at 230 ° C. in a nitrogen stream. I let you. Next, the reaction was carried out under reduced pressure of 5 to 20 mmHg, and when the acid value reached 2, it was cooled to 180 ° C., 34 parts (1.1 mol) of trimellitic anhydride was added, and the reaction was taken out after 2 hours under normal pressure sealing. After cooling to room temperature, it was pulverized into particles. This is designated as polyester (1).
The glass transition temperature of (1) was 60 ° C., the acid value was 20, the hydroxyl value was 20, Mp was 7500, Mn was 4100, Mw was 18500, and the component having a molecular weight of 500 or less was 0.5%. The temperature at 10,000 Pa · s was 115 ° C., and the THF-insoluble content was 0%.
In addition, the number of moles in () is described to show the relative molar ratio of each raw material [the same applies hereinafter].
実施例2
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、1,2−プロピレングリコール(以下、単にプロピレングリコールと記載する)415部(21.0モル)、ビスフェノールA・PO3.3モル付加物(a1)541部(5.0モル)、テレフタル酸ジメチルエステル442部(8.75モル)、アジピン酸19部(0.5モル)、無水トリメリット酸25部(0.5モル)、および縮合触媒としてテトラブトキシチタネート3部を入れ、180℃で窒素気流下に、生成するメタノールを留去しながら8時間反応させた。次いで230℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下に、生成するプロピレングリコール、水を留去しながら4時間反応させ、さらに5〜20mmHgの減圧下に1時間反応させた。回収されたプロピレングリコールは297部(15.0モル)であった。次いで180℃まで冷却し、無水トリメリット酸35部(0.7モル)を加え、常圧密閉下2時間反応後取り出し、室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル(2)とする。
(2)のガラス転移温度は60℃、酸価は20、水酸基価は22、Mpは6500、Mnは3800、Mwは15500、分子量500以下の成分は0.3%であった。また10000Pa・sを示す温度は116℃、THF不溶解分は0%であった。
Example 2
Addition of 415 parts (21.0 mol) of 1,2-propylene glycol (hereinafter simply referred to as propylene glycol) and 3.3 mol of bisphenol A / PO in a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer and a nitrogen introduction tube 541 parts (5.0 moles) of the product (a1), 442 parts (8.75 moles) of dimethyl terephthalate, 19 parts (0.5 moles) of adipic acid, 25 parts (0.5 moles) of trimellitic anhydride, Then, 3 parts of tetrabutoxy titanate was added as a condensation catalyst, and the mixture was reacted at 180 ° C. for 8 hours while distilling off the produced methanol under a nitrogen stream. Next, while gradually raising the temperature to 230 ° C., the reaction was performed for 4 hours while distilling off propylene glycol and water produced under a nitrogen stream, and further, the reaction was performed for 1 hour under a reduced pressure of 5 to 20 mmHg. The recovered propylene glycol was 297 parts (15.0 mol). Subsequently, it cooled to 180 degreeC, 35 parts (0.7 mol) of trimellitic anhydride was added, it took out after reaction for 2 hours under normal pressure sealing, cooled to room temperature, pulverized and granulated. This is designated as polyester (2).
The glass transition temperature of (2) was 60 ° C., the acid value was 20, the hydroxyl value was 22, Mp was 6500, Mn was 3800, Mw was 15500, and the component having a molecular weight of 500 or less was 0.3%. The temperature at 10,000 Pa · s was 116 ° C., and the THF-insoluble content was 0%.
比較例1
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・PO2.0モル付加物(1級水酸基化率=0.04%)728部(11.5モル)、テレフタル酸279部(9.25モル)、無水トリメリット酸17部(0.5モル)、および縮合触媒としてテレフタル酸チタン3部を入れ、230℃で窒素気流下に、生成する水を留去しながら5時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下に反応させ、酸価が2になった時点で180℃に冷却し、無水トリメリット酸27部(1.0モル)を加え、常圧密閉下2時間反応後取り出し、室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル(3)とする。
(3)のガラス転移温度は74℃、酸価は16、水酸基価は19、Mpは6700、Mnは4600、Mwは18800、分子量500以下の成分は1.1%であった。また10000Pa・sを示す温度は121℃、THF不溶解分は0%であった。
Comparative Example 1
In a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer and a nitrogen introduction tube, 728 parts (11.5 mol) of bisphenol A · PO 2.0 mol adduct (primary hydroxylation rate = 0.04%), terephthalic acid 279 1 part (9.25 mol), trimellitic anhydride 17 parts (0.5 mol), and 3 parts of titanium terephthalate as a condensation catalyst were added under a nitrogen stream at 230 ° C. while distilling off the generated water. Reacted for hours. Next, the reaction was carried out under reduced pressure of 5 to 20 mmHg. When the acid value reached 2, the mixture was cooled to 180 ° C., 27 parts (1.0 mol) of trimellitic anhydride was added, and the reaction was taken out for 2 hours under atmospheric pressure and sealed. After cooling to room temperature, it was pulverized into particles. This is designated as polyester (3).
The glass transition temperature of (3) was 74 ° C., the acid value was 16, the hydroxyl value was 19, Mp was 6700, Mn was 4600, Mw was 18800, and the component having a molecular weight of 500 or less was 1.1%. Further, the temperature at 10,000 Pa · s was 121 ° C., and the THF insoluble content was 0%.
実施例3
本発明のポリエステル樹脂(1)、(2)および比較のポリエステル樹脂(3)それぞれ100部に対して、シアニンブルーKRO(山陽色素製)8部、カルナバワックス5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[三井三池化工機(株)製 FM10B]を用いて予備混合した後、二軸混練機[(株)池貝製 PCM−30]で混練した。ついで超音速ジェット粉砕機ラボジェット[日本ニューマチック工業(株)製]を用いて微粉砕した後、気流分級機[日本ニューマチック工業(株)製 MDS−I]で分級し、粒径D50が8μmのトナー粒子を得た。ついで、トナー粒子100部にコロイダルシリカ(アエロジルR972:日本アエロジル製)0.5部をサンプルミルにて混合して、本発明のトナー(T1)、(T2)および比較トナー(T3)を得た。
下記評価方法で評価した評価結果を表1に示す。
Example 3
To 100 parts of each of the polyester resins (1) and (2) of the present invention and the comparative polyester resin (3), 8 parts of cyanine blue KRO (manufactured by Sanyo Dye) and 5 parts of carnauba wax are added to form a toner by the following method did.
First, after pre-mixing using a Henschel mixer [FM10B manufactured by Mitsui Miike Chemical Co., Ltd.], the mixture was kneaded using a biaxial kneader [PCM-30 manufactured by Ikegai Co., Ltd.]. Then, after finely pulverizing using a supersonic jet pulverizer Labo Jet [manufactured by Nippon Pneumatic Industry Co., Ltd.], it is classified by an airflow classifier [MDS-I made by Nippon Pneumatic Industry Co., Ltd.] 8 μm toner particles were obtained. Next, 100 parts of toner particles were mixed with 0.5 part of colloidal silica (Aerosil R972: manufactured by Nippon Aerosil) in a sample mill to obtain toners (T1), (T2) and comparative toner (T3) of the present invention. .
The evaluation results evaluated by the following evaluation methods are shown in Table 1.
表1の結果から、本発明のトナーは比較のトナーに比べ、MFTからHOTまでの範囲、および帯電特性は、同等またはそれ以上であり、耐久性に優れることがわかる。 From the results in Table 1, it can be seen that the toner of the present invention has the same or better range of charging from MFT to HOT and superior durability compared to the comparative toner.
[評価方法]
トナー30部とフェライトキャリア(パウダーテック社製、f−150)800部を均一に混合し2成分現像剤とし、以下の評価を実施した。
〔1〕最低定着温度(MFT)
市販複写機(AR5030;シャープ製)を用いて現像した未定着画像を、市販複写機(AR5030;シャープ製)の定着機を用いて評価した。定着画像をパットで擦った後の画像濃度の残存率が70%以上となる定着ロール温度をもって最低定着温度とした。
〔2〕ホットオフセット発生温度(HOT)
上記MFTと同様に定着評価し、定着画像へのホットオフセットの有無を目視で評価した。ホットオフセットが発生した定着ロール温度をもってホットオフセット発生温度とした。
〔3〕飽和帯電量の測定及び帯電量の立ち上がりの評価
上記現像剤を23℃、50%R.H.で8時間以上調湿した後、ターブラーシェーカーミキサーにて50rpm×1,3,7,20,60及び120分間摩擦攪拌し、それぞれの時間毎に帯電量を測定した。測定にはブローオフ帯電量測定装置[東芝ケミカル(株)製]を用いた。帯電量の増加がなくなった摩擦時間の帯電量をもって飽和帯電量とした。
帯電量の立ち上がりの評価基準としては、上記帯電量測定結果を基に以下の基準で評価した。
A:飽和帯電量の80%の帯電量に到達する摩擦時間が7分未満のもの
B:飽和帯電量の80%の帯電量に到達する摩擦時間が7分以上20分未満のもの
C:飽和帯電量の80%の帯電量に到達する摩擦時間が20分以上60分未満のもの
D:飽和帯電量の80%の帯電量に到達する摩擦時間が60分以上のもの
〔4〕連続複写試験
上記現像剤を用いて、市販複写機[AR5030、シャープ(株)製]を用いて現像した未定着画像を、市販フルカラー複写機[LBP−2160、キヤノン(株)製]の定着ユニットを用いてプロセススピード80mm/secで定着した。
評価基準
A:8000枚連続複写後も画像良好のもの
B:8000枚連続複写後、画質低下がややみられるもの
C:8000枚連続複写後、画質低下が明らかにみられるもの
D:複写初期から画像不良のもの
[Evaluation methods]
30 parts of toner and 800 parts of ferrite carrier (powdertech, f-150) were uniformly mixed to obtain a two-component developer, and the following evaluation was performed.
[1] Minimum fixing temperature (MFT)
An unfixed image developed using a commercial copying machine (AR5030; manufactured by Sharp) was evaluated using a fixing machine of a commercial copying machine (AR5030; manufactured by Sharp). The fixing roll temperature at which the residual ratio of the image density after rubbing the fixed image with a pad becomes 70% or more was set as the minimum fixing temperature.
[2] Hot offset generation temperature (HOT)
The fixing was evaluated in the same manner as the MFT, and the presence or absence of hot offset on the fixed image was visually evaluated. The fixing roll temperature at which hot offset occurred was defined as the hot offset occurrence temperature.
[3] Measurement of saturation charge amount and evaluation of rise of charge amount H. After adjusting the humidity for 8 hours or more, the mixture was frictionally stirred at 50 rpm × 1, 3, 7, 20, 60 and 120 minutes with a tumbler shaker mixer, and the charge amount was measured at each time. For the measurement, a blow-off charge measuring device [manufactured by Toshiba Chemical Co., Ltd.] was used. The amount of charge at the friction time when the increase in charge amount ceased was taken as the saturation charge amount.
The evaluation criteria for the rise of the charge amount were evaluated according to the following criteria based on the charge amount measurement result.
A: Friction time to reach 80% of the charge amount of saturation is less than 7 minutes B: Friction time to reach the charge amount of 80% of the saturation charge is from 7 minutes to less than 20 minutes C: Saturation The friction time to reach 80% of the charge amount is 20 minutes or more and less than 60 minutes D: The friction time to reach the charge amount of 80% of the saturation charge amount is 60 minutes or more [4] Continuous copying test Using the developer, an unfixed image developed using a commercial copying machine [AR5030, manufactured by Sharp Corporation] is used with a fixing unit of a commercially available full color copying machine [LBP-2160, manufactured by Canon Inc.]. Fixing was performed at a process speed of 80 mm / sec.
Evaluation criteria A: Image is good even after 8000 sheets are continuously copied B: Image quality is slightly deteriorated after 8000 sheets are continuously copied C: Image quality is clearly decreased after 8000 sheets are continuously copied D: From the beginning of copying Image defect
本発明のポリエステル樹脂を用いた本発明のトナーは、優れた帯電特性を有している上に耐久性にも優れるので、静電荷像現像用トナー、とくにカラートナーとして有用である。 Since the toner of the present invention using the polyester resin of the present invention has excellent charging characteristics and excellent durability, it is useful as a toner for developing an electrostatic image, particularly a color toner.
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