JP4436339B2 - トナーおよびトナーバインダー - Google Patents
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Description
すなわち本発明は、重縮合ポリエステル樹脂からなる静電荷像現像用トナーバインダーであって、該ポリエステル樹脂が、下記一般式(I)で表される触媒(a)を50〜100重量%含有する触媒の存在下に形成されてなる樹脂であり、該ポリエステル樹脂中のゲルパーミエーションクロマトグラフィーのピーク面積による分子量1500以下の成分の比率が1.3%以下であることを特徴とする静電荷像現像用トナーバインダー;上記の静電荷像現像用トナーバインダー(A)と着色剤(B)を含有する静電荷像現像用トナー;並びに、ポリオールとポリカルボン酸を下記一般式(I)で表される触媒(a)を50〜100重量%含有する触媒の存在下に重縮合させる工程を含む静電荷像現像用トナーバインダーの製造方法;である。
Ti(−X)m(−OR)n (I)
[式中、RはH、または1〜3個のエーテル結合および/もしくは1〜2個の水酸基を含んでいてもよい炭素数1〜24の炭化水素基である。Xは芳香族モノもしくはポリカルボン酸から1個のカルボキシル基のHを除いた残基であり、ポリカルボン酸の場合、他のカルボキシル基が同一分子内のOR基と分子内で重縮合し環構造を形成していてもよく、または、別の分子のOR基と分子間で重縮合し2〜5個のTi原子を含む構造を形成していてもよい。m=1〜3、n=1〜3であり、mとnの和は4である。]
本発明に用いるチタン含有触媒(a)は、前記一般式(I)で表される化合物であり、式(I)を満たす構造のものを2種以上を併用してもよい。
一般式(I)において、RはH、または1〜3個のエーテル結合および/もしくは1〜2個の水酸基を含んでいてもよい炭素数1〜24の炭化水素基である。炭化水素基の炭素数は、好ましくは1〜6、さらに好ましくは1〜4である。
炭素数1〜24の炭化水素基の具体例としては、脂肪族炭化水素基並びにエーテル結合および/もしくは水酸基を含む脂肪族炭化水素基(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、n−ヘキシル基、n−オクチル基、β−メトキシエチル基、β−エトキシエチル基、およびβ−ヒドロキシエチル基など)、芳香族炭化水素基並びにエーテル結合および/もしくは水酸基を含む芳香族炭化水素基[フェニル基;ヒドロキシフェニル基;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などの炭素数2〜4のアルキレンオキシド〔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(以下BOと略記する)など〕付加物(付加モル数1〜3)から1個のOHを除いた残基など]が挙げられる。
これらRのうち好ましくは、炭素数1〜6の炭化水素基であり、さらに好ましくは、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、およびn−ヘキシル基であり、とくに好ましくは、n−プロピル基、イソプロピル基、およびn−ブチル基である。
上記芳香族カルボン酸としては、炭素数7〜50のものが好ましく、安息香酸類(安息香酸、パラヒドロキシ安息香酸、パラメチル安息香酸など)、ナフタレンモノカルボン酸などの芳香族モノカルボン酸;フタル酸類(テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸など)、ナフタレンジカルボン酸、トリメリット酸、およびピロメリット酸などの2〜6価またはそれ以上の芳香族ポリカルボン酸;が挙げられる。
芳香族ポリカルボン酸の場合、前述のようにその複数のカルボキシル基により、複数のTi原子を含む繰り返し構造を形成していてもよいが、この場合の1分子内のTi原子数は2〜5である。1分子内のTi原子数が6以上の場合、触媒活性が低下し好ましくない。
Xとして好ましいものは、フタル酸類(テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸など)の残基、および安息香酸類(安息香酸、パラヒドロキシ安息香酸、パラメチル安息香酸など)の残基であり、特に好ましいものはテレフタル酸、イソフタル酸、およびオルトフタル酸の残基である。
ポリオールとしては、ジオール(g)および3価以上のポリオール(h)が、ポリカルボン酸としては、ジカルボン酸(i)および3価以上のポリカルボン酸(j)が挙げられ、それぞれ2種以上を併用してもよい。
ポリエステル樹脂(AX)および(AY)としては、以下のものなどが挙げられ、これらのものを併用することもできる。
(AX1):(g)および(i)を用いた線状のポリエステル樹脂
(AX2):(g)および(i)とともに(h)および/または(j)を用いた非線状のポリエステル樹脂
(AY1):(AX2)に(b)および/または(c)を反応させた変性ポリエステル樹脂
これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコール、ビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物およびこれらの併用であり、とくに好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物、炭素数2〜4のアルキレングリコールおよびこれらの2種以上の併用である。
なお、上記および以下において水酸基価および酸価は、JIS K 0070に規定の方法で測定される。
これらのうち好ましいものは、3〜8価またはそれ以上の脂肪族多価アルコールおよびノボラック樹脂のアルキレンオキシド付加物(付加モル数2〜30)であり、とくに好ましいものはノボラック樹脂のアルキレンオキシド付加物である。
また、(g)、(h)、(i)および(j)とともに炭素数4〜20の脂肪族または芳香族ヒドロキシカルボン酸(k)、炭素数6〜12のラクトン(l)を共重合することもできる。
ヒドロキシカルボン酸(k)としては、ヒドロキシステアリン酸、硬化ヒマシ油脂肪酸などが挙げられる。ラクトン(l)としては、カプロラクトンなどが挙げられる。
脂肪族ポリイソシアネートとしては、炭素数2〜18の脂肪族ジイソシアネートなどが挙げられる。具体例としては、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネートなどが挙げられる。
芳香脂肪族イソシアネートとしては、炭素数8〜15の芳香脂肪族ジイソシアネートなどが挙げられる。具体例としては、キシリレンジイソシアネート、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなどが挙げられる。
変性ポリイソシアネートの具体例としては、ウレタン変性MDI、カルボジイミド変性MDI、ショ糖変性TDIおよびひまし油変性MDIなどが挙げられる。
上記(b)として、これらのうちで好ましいものは、TDI、MDI、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、および水添MDIである。
(c)の1分子当たりのエポキシ基数は、好ましくは2〜8、さらに好ましくは2〜6、とくに好ましくは2〜4である。
(c)のエポキシ当量は、好ましくは50〜500である。下限は、さらに好ましく70、とくに好ましくは80であり、上限は、さらに好ましく300、とくに好ましくは200である。エポキシ基数とエポキシ当量が上記範囲内であると、現像性と定着性が共に良好である。上述の1分子当たりのエポキシ基数およびエポキシ当量の範囲を同時に満たせばさらに好ましい。
即ち、フルカラー用には高光沢画像が求められるため、低粘性のバインダーとする必要があるが、モノクロ用は光沢は特に必要なく、ホットオフセット性が重視されるため高弾性のバインダーとする必要がある。
上記および以下において%は、とくに断りのない限り、重量%を意味する。
なお、THF不溶分およびTHF可溶分は以下の方法で得られる。
200mlの共栓付きマイヤーフラスコに、試料約0.5gを精秤し、THF50mlを加え、3時間撹拌還流させて冷却後、グラスフィルターにて不溶分をろ別する。THF不溶分の値(%)は、グラスフィルター上の樹脂分を80℃で3時間減圧乾燥した後の重量と試料の重量比から算出する。
なお、後述する分子量の測定には、このろ液をTHF可溶分として使用する。
また、ポリエステル中の分子量1500以下の成分の比率は、1.8%以下が好ましく、さらに好ましくは1.3%以下、とくに好ましくは1.1%以下である。分子量1500以下の成分の比率が1.8%以下になることで、保存安定性がより良好となる。
上記および以下において、ポリエステル樹脂またはトナーの、Mp、Mn、および分子量1500以下の成分の比率は、THF可溶分についてGPCを用いて以下の条件で測定される。
装置(一例) : 東ソー製 HLC−8120
カラム(一例): TSKgelGMHXL(2本)
TSKgelMultiporeHXL−M(1本)
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 : 東ソー製 標準ポリスチレン(TSKstandard POLYSTYRENE)12点 (Mw 1050 2800 5970 9100 18100 37900 96400 190000 355000 1090000 2890000 4480000)
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1500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。
なお、上記および以下においてポリエステル樹脂の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。
(a)の添加量としては、重合活性などの観点から、得られる重合体の重量に対して、好ましくは0.0001〜0.8%、さらに好ましくは0.0002〜0.6%、とくに好ましくは0.0015〜0.55%である。
また、(a)の触媒効果を損なわない範囲で他のエステル化触媒を併用することもできる。他のエステル化触媒の例としては、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、(a)以外のチタン含有触媒〔例えばチタンアルコキシド、シュウ酸チタニルカリウム、テレフタル酸チタン、およびチタンジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)とその分子内重縮合物〕、ジルコニウム含有触媒(例えば酢酸ジルコニル)、ゲルマニウム含有触媒、アルカリ(土類)金属触媒(例えばアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属のカルボン酸塩:酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸カルシウム、安息香酸ナトリウム、および安息香酸カリウムなど)、および酢酸亜鉛等が挙げられる。これらの他の触媒の添加量としては、得られる重合体に対して、0〜0.6%が好ましい。0.6%以内とすることで、ポリエステル樹脂の着色が少なくなり、カラー用のトナーに用いるのに好ましい。添加された全触媒中の(a)の含有率は、50〜100%が好ましい。
(c)と反応させる(AX2)の酸価は、好ましくは1〜60、さらに好ましくは5〜50である。酸価が1以上であると、(c)が未反応で残存して樹脂の性能に悪影響を及ぼす恐れがなく、60以下であると、樹脂の熱安定性が良好である。
また、(AY1)を得るのに用いる(c)の量は、低温定着性および耐ホットオフセット性の観点から、(AX2)に対して、好ましくは0.01〜10%、さらに好ましくは
0.05〜5%である。
(b)と反応させる(AX2)の水酸基価は、好ましくは2〜60、さらに好ましくは5〜50である。水酸基価が2以上であると、反応率が向上し(AY1)を容易に得ることができ、60以下であると、光沢が向上する。
また、(AY1)を得るのに用いる(b)の量は、反応率の観点から、(AX2)に対して、好ましくは0.02〜10%、さらに好ましくは0.2〜5%である。
他の樹脂としては、スチレン系樹脂[スチレンとアルキル(メタ)アクリレートの共重合体、スチレンとジエン系モノマーとの共重合体等]、エポキシ樹脂(ビスフェノールAジグリシジルエーテル開環重合物等)、ウレタン樹脂(ジオールおよび/または3価以上のポリオールとジイソシアネートの重付加物等)などが挙げられる。
他の樹脂の重量平均分子量は、好ましくは1000〜200万である。
トナーバインダー(A)における他の樹脂の含有量は、好ましくは0〜40%、さらに好ましくは0〜30%、とくに好ましくは0〜20%である。
溶融混合する場合の温度は、好ましくは80〜180℃、さらに好ましくは100〜170℃、とくに好ましくは120〜160℃である。
混合温度が低すぎると充分に混合できず、不均一となることがある。2種以上のポリエステル樹脂を混合する場合、混合温度が高すぎると、エステル交換反応による平均化などが起こるため、トナーバインダーとして必要な樹脂物性が維持できなくなる場合がある。
溶融混合する場合の混合装置としては、反応槽などのバッチ式混合装置、およ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、エクストルーダー、コンティニアスニーダー、3本ロールなどが挙げられる。これらのうちエクストルーダーおよびコンティニアスニーダーが好ましい。
粉体混合する場合は、通常の混合条件および混合装置で混合することができる。
粉体混合する場合の混合条件としては、混合温度は、好ましくは0〜80℃、さらに好ましくは10〜60℃である。混合時間は、好ましくは3分以上、さらに好ましくは5〜60分である。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、タンブラーミキサー、リボンブレンダーおよ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、タンブラーミキサー、リボンブレンダーである。
トナー中の(A)の含有量は、着色剤として染料または顔料を使用する場合は、好ましくは70〜98%、さらに好ましくは74〜96%であり、磁性粉を使用する場合は、好ましくは20〜85%、さらに好ましくは35〜65%である。
トナー中の着色剤(B)の含有量は、染料または顔料を使用する場合は、好ましくは2〜15%であり、磁性粉を使用する場合は、好ましくは15〜70%、さらに好ましくは30〜60%である。
(C1)としては、天然カルナウバワックス、および脱遊離脂肪酸型カルナウバワックスが挙げられる。
(C2)としては、石油系フィッシャートロプシュワックス(シューマン・サゾール社製パラフリントH1、パラフリントH1N4およびパラフリントC105など)、天然ガス系フィッシャートロプシュワックス(シェルMDS社製FT100など)、およびこれらフィッシャートロプシュワックスを分別結晶化などの方法で精製したもの[日本精蝋(株)製MDP−7000、MDP−7010など]などが挙げられる。
(C3)としては、石油ワックス系のパラフィンワックス[日本精蝋(株)製パラフィンワックスHNP−5、HNP−9、HNP−11など]などが挙げられる。
(C4)としては、ポリエチレンワックス[三洋化成工業(株)製サンワックス171P、サンワックスLEL400Pなど]、およびポリプロピレンワックス[三洋化成工業(株)製ビスコール550P、ビスコール660Pなど]などが挙げられる。
これらのワックスの内、カルナウバワックス、およびフィッシャートロプシュワックスが好ましく、カルナウバワックス、および石油系フィッシャートロプシュワックスがさらに好ましい。これらのワックスを離型剤として使用することで、トナーとした場合の低温定着性が優れる。
トナー中の(C)の含有量は、好ましくは0〜10%であり、さらに好ましくは1〜7%である。
トナー中の(D)の含有量は、好ましくは0〜5%、さらに好ましくは0.01〜4%である。
トナー中の(E)の含有量は好ましくは0〜5%である。
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)]を用い測定される。
次いで、公知の熱ロール定着方法等により支持体(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。
なお、実施例および比較例における軟化点は以下の方法で測定される。
〔軟化点の測定方法〕
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する。
装置 :島津(株)製 フローテスター CFT−500D
荷重 :20kgf/cm2
ダイ :1mmΦ−1mm
昇温速度:6℃/min
試料量 :1.0g
[触媒(a)の合成]
冷却管、撹拌機及び液中バブリング可能な窒素導入管の付いた反応槽中に、酢酸エチル126部とテレフタル酸200部を入れ、窒素にて液中バブリング下、60℃まで徐々に昇温し、チタンテトライソプロポキシド1617部を滴下しながら60℃で4時間反応させスラリー状物である反応混合物を得た。反応混合物をろ紙でろ別し40℃/20kPa・sで乾燥させることで、チタントリイソプロポキシテレフタレートと未反応のテレフタル酸の混合物(a−1)(チタントリイソプロポキシテレフタレートの濃度65%)を得た。(a−1)の水への溶解度は[0.6g/100ml]、さらに精製して得たチタントリイソプロポキシテレフタレートの水への溶解度は[0.9g/100ml]であった。
[線状ポリエステル樹脂の合成]
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAのPO2モル付加物430部、ビスフェノールAのPO3モル付加物300部、テレフタル酸257部、イソフタル酸65部、無水マレイン酸10部及び重縮合触媒として触媒(a−1)3.08部(実際にはチタントリイソプロポキシテレフタレート2部と未反応のテレフタル酸1.08部の混合物)を入れ、220℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下に反応させ、酸価が4になった時点で取り出し、室温まで冷却後粉砕して線状ポリエステル樹脂(AX1−1)を得た。
(AX1−1)はTHF不溶分を含有しておらず、その酸価は5、水酸基価は12、Tgは60℃、Mnは6980、Mpは19000であった。分子量1500以下の成分の比率は0.9%であった。
[非線状ポリエステル樹脂の合成]
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAのEO2モル付加物350部、ビスフェノールAのPO3モル付加物326部、テレフタル酸278部、無水フタル酸40部及び重縮合触媒として(a−1)3.08部を入れ、230℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら10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以下になった時点で180℃に冷却し、無水トリメリット酸62部を加え、常圧密閉下2時間反応後取り出し、室温まで冷却後、粉砕して非線状ポリエステル樹脂(AX2−1)を得た。
(AX2−1)はTHF不溶分を含有しておらず、その酸価は35、水酸基価は18、Tgは68℃、Mnは3900、Mpは11000であった。分子量1500以下の成分の比率は0.7%であった。
[トナーバインダーの合成]
(AX1−1)400部と(AX2−1)600部をヘンシェルミキサーにて25℃で8分間粉体混合して本発明のトナーバインダー(TB1)を得た。
[比較用線状ポリエステル樹脂の合成]
重縮合触媒をチタンテトライソプロポキシド2部に代える以外は実施例1の(AX1−1)と同様に反応させた。触媒失活のために反応が途中で停止してしまい、生成水が留出しなくなる問題が生じたため、反応途中でチタンテトライソプロポキシド2部を4回追加し、比較用線状ポリエステル樹脂(CAX1−1)を得た。
(CAX1−1)は、THF不溶分を含有しておらず、その酸価は7、水酸基価は12、Tgは58℃、Mnは6220、Mpは18900であった。分子量1500以下の成分の比率は2.2%であった。
[比較用非線状ポリエステル樹脂の合成]
重縮合触媒をチタンテトライソプロポキシド2部に代える以外は実施例1の(AX2−1)と同様に反応させた。常圧下で16時間、減圧下で8時間反応させた。反応速度が遅かったため、反応途中でチタンテトラプロポキシド2部を3回追加し、比較用非線状ポリエステル樹脂(CAX2−1)を得た。
(CAX2−1)は、THF不溶分を含有しておらず、その酸価は34、水酸基価は16、Tgは68℃、Mnは3420、Mpは12100であった。分子量1500以下の成分の比率は2.1%であった。
(CAX1−1)400部と(CAX2−1)600部を用いる以外は実施例1の(TB1)を得る方法と同様にして比較トナーバインダー(CTB1)を得た。
本発明のトナーバインダー(TB1)及び比較トナーバインダー(CTB1)それぞれについて、トナーバインダー100部、カルナバワックス5部及びイエロー顔料[クラリアント(株)製toner yellow HG VP2155]4部をヘンシェルミキサー[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(株)製]0.5部をサンプルミルにて混合して、トナー(T1)及び比較トナー(CT1)を得た。
以下の評価方法により評価した結果を表1に示す。
(1)光沢発現温度(GLOSS)
トナー30部とフェライトキャリア(F−150;パウダーテック社製)800部を均一混合し、評価用の二成分現像剤とした。該現像剤を用い市販複写機(AR5030;シャープ製)で現像した未定着画像を、市販プリンター(LBP2160;キヤノン製)の定着ユニットを改造し熱ローラー温度を可変にした定着機でプロセススピード120mm/secで定着した。市販光沢計(MURAKAMI COLOR RESEARCH LABORATORY製 gmx−202−60型)を用い、定着画像の60゜光沢が10%以上となる定着ロール温度をもって光沢発現温度とした。
(2)ホットオフセット発生温度(HOT)
上記GLOSS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)トナーの耐ブロッキング性試験
上記(1)で作成した現像剤を、50℃・85%R.H.の高温高湿環境下で、48時間調湿した。同環境下において該現像剤のブロッキング状態を目視判定し、さらに市販複写機(AR5030:シャープ製)でコピーした時の画質を観察した。
判定基準
◎:トナーのブロッキングがなく、画質も良好。
○:トナーのブロッキングはないが、1000枚複写後の画質に僅かに乱れが観察される。
△:トナーのブロッキングが目視でき、1000枚複写後の画質に乱れが観察される。
×:トナーのブロッキングが目視でき、1000枚までに画像が出なくなる。
また、表1の結果から、本発明のトナーは、良好な低温定着性を有し、かつ高温高湿度下においてもトナーのブロッキングがないことが分かる。
[変性ポリエステル樹脂の合成]
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAのPO2モル付加物532部、ビスフェノールAのPO3モル付加物40部、ビスフェノールAのEO2モル付加物133部、フェノールノボラック(平均重合度約5)のEO5モル付加物10部、テレフタル酸252部、イソフタル酸19部、無水トリメリット酸10部及び重縮合触媒として(a−1)3.08部を入れ、230℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら10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以下になるまで反応させた。次いで温度を208℃とし無水トリメリット酸50部を加え、常圧下で1時間反応させた後、20〜40mmHgの減圧下で反応させ軟化点が105℃になった時点で、ビスフェノールAジグリシジルエーテル20部を加え、軟化点150℃で取り出し、室温まで冷却後、粉砕して変性ポリエステル樹脂(AY1−1)を得た。
(AY1−1)の酸価は23、水酸基価は20、Tgは69℃、Mnは2500、Mpは5700、THF不溶分は30%、分子量1500以下の成分の比率は0.6%であり、これをトナーバインダー(TB2)として使用した。
[触媒(a)の合成]
冷却管、撹拌機及び液中バブリング可能な窒素導入管の付いた反応槽中に、酢酸エチル520部とイソフタル酸340部を入れ、窒素にて液中バブリング下、60℃まで徐々に昇温し、チタンテトライソプロポキシド284部を滴下しながら60℃で5時間反応させスラリー状物である反応混合物を得た。反応混合物をろ紙でろ別し40℃/20kPa・sで乾燥させることで、チタンジイソプロポキシジイソフタレートと未反応のイソフタル酸の混合物(a−2:チタンジイソプロポキシジイソフタレートの濃度95%)を得た。(a−2)の水への溶解度は[0.3g/100ml]、さらに精製して得たチタンジイソプロポキシジイソフタレートの水への溶解度も[0.3g/100ml]であった。
[変性ポリエステル樹脂の合成]
縮合触媒(a−1)を(a−2)に変える以外は、実施例2の(AY1−1)と同様に
反応させ、軟化点150℃で取り出し、室温まで冷却後、粉砕して変性ポリエステル樹脂(AY1−2)を得た。
(AY1−2)の酸価は22、水酸基価は20、Tgは68℃、Mnは2520、Mpは5750、THF不溶分は32%、分子量1500以下の成分の比率は0.4%であり、これをトナーバインダー(TB3)として使用した。
[触媒(a)の合成]
冷却管、撹拌機及び液中バブリング可能な窒素導入管の付いた反応槽中に、酢酸エチル520部、安息香酸244部を入れ、窒素にて液中バブリング下、60℃まで徐々に昇温し、チタンテトライソプロポキシド284部を滴下しながら60℃で5時間反応させた後、イオン交換水を50部入れ、30分間反応させスラリー状物である反応混合物を得た。反応混合物をろ紙でろ別し40℃/20kPa・sで乾燥させることで、チタンジヒドロキシジベンゼンカルボキシレート(a−3)を得た。(a−3)の水への溶解度は[0.1g/100ml]であった。
[変性ポリエステル樹脂の合成]
縮合触媒(a−1)を(a−3)に変える以外は、実施例2の(AY1−1)と同様に
反応させ、軟化点150℃で取り出し、室温まで冷却後、粉砕して変性ポリエステル樹脂(AY1−3)を得た。
(AY1−3)の酸価は21、水酸基価は21、Tgは67℃、Mnは2490、Mpは5680、THF不溶分は30%、分子量1500以下の成分の比率は0.5%であり、これをトナーバインダー(TB4)として使用した。
[比較用変性ポリエステル樹脂の合成]
重縮合触媒をチタンテトラブトキシド2部に代える以外は実施例2と同様に反応させて比較用変性ポリエステル樹脂(CAY1−2)を得た。
(CAY1−2)の軟化点は150℃、酸価は53、水酸基価は17、Tgは71℃、Mnは1660、Mpは6340、THF不溶分は34%、分子量1500以下の成分の比率は3.1%であり、これをトナーバインダー(CTB2)として使用した。
[非線状ポリエステル樹脂の合成]
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAのPO2モル付加物410部、ビスフェノールAのPO3モル付加物270部、テレフタル酸110部、イソフタル酸125部、無水マレイン酸15部及び重縮合触媒として(a−1)3.08部を入れ、220℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら10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以下になった時点で180℃に冷却し、無水トリメリット酸25部を加え、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非線状ポリエステル樹脂(AX2−3)を得た。
(AX2−3)は、THF不溶分を含有しておらず、その酸価は18、水酸基価は35、Tgは62℃、Mnは2310、Mpは5470であった。分子量1500以下の成分の比率は0.9%であった。
[変性ポリエステル樹脂の合成]
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAのEO2モル付加物317部、ビスフェノールAのPO2モル付加物57部、ビスフェノールAのPO3モル付加物298部、フェノールノボラック(平均重合度約5)のPO5モル付加物75部、イソフタル酸30部、テレフタル酸157部、無水マレイン酸27部及び重縮合触媒として(a−1)3.08部を入れ、230℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら10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以下になった時点で180℃に冷却し、次いで無水トリメリット酸68部を加え、常圧下で1時間反応させた後、20〜40mmHgの減圧下で反応させ軟化点が120℃になった時点で、ビスフェノールAジグリシジルエーテル25部を加え、軟化点155℃で取り出し、室温まで冷却後、粉砕し変性ポリエステル樹脂(AY1−4)を得た。
(AY1−4)の酸価は10、水酸基価は27、Tgは61℃、Mnは3100、Mpは6000、THF不溶分は32%であった。分子量1500以下の成分の比率は0.7%であった。
[トナーバインダーの合成]
(AX2−3)500部と(AY1−4)500部をコンティニアスニーダーにて、ジャケット温度150℃、滞留時間3分で溶融混合した。溶融樹脂をスチールベルト冷却機を使用して、4分間で30℃まで冷却後粉砕して本発明のトナーバインダー(TB5)を得た。
本発明のトナーバインダー(TB2)〜(TB5)及び比較トナーバインダー(CTB2)それぞれにについて、トナーバインダー100部、カーボンブラックMA−100[三菱化学(株)製]8部、カルナバワックス5部、荷電制御剤T−77(保土谷化学製)1部をヘンシェルミキサー[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9μm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(株)製]0.3部をサンプルミルにて混合して、トナー(T2)〜(T5)及び比較トナー(CT2)を得た。
以下の評価方法により評価した結果を表2に示す。
(1)最低定着温度(MFT)
トナー30部とフェライトキャリア(F−150;パウダーテック社製)800部を均一混合し、評価用の二成分現像剤とした。該現像剤を用い市販複写機(AR5030;シャープ製)で現像した未定着画像を、市販複写機(SF8400A;シャープ製)の定着ユニットを改造し熱ローラー温度を可変にした定着機でプロセススピード145mm/secで定着した。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)トナーの耐ブロッキング性試験
上記(1)で作成した現像剤を、50℃・85%R.H.の高温高湿環境下で、48時間調湿した。同環境下において該現像剤のブロッキング状態を目視判定し、さらに市販複写機(AR5030:シャープ製)でコピーした時の画質を観察した。
判定基準は、前記と同じである。
また、表2の結果から、本発明のトナーは、良好な低温定着性を有し、かつ高温高湿度下においてもトナーのブロッキングがないことが分かる。
Claims (7)
- 重縮合ポリエステル樹脂からなる静電荷像現像用トナーバインダーであって、該ポリエステル樹脂が、下記一般式(I)で表される触媒(a)を50〜100重量%含有する触媒の存在下に形成されてなる樹脂であり、該ポリエステル樹脂中のゲルパーミエーションクロマトグラフィーのピーク面積による分子量1500以下の成分の比率が1.3%以下であることを特徴とする静電荷像現像用トナーバインダー。
Ti(−X)m(−OR)n (I)
[式中、RはH、または1〜3個のエーテル結合および/もしくは1〜2個の水酸基を含んでいてもよい炭素数1〜24の炭化水素基である。Xは芳香族モノもしくはポリカルボン酸から1個のカルボキシル基のHを除いた残基であり、ポリカルボン酸の場合、他のカルボキシル基が同一分子内のOR基と分子内で重縮合し環構造を形成していてもよく、または、別の分子のOR基と分子間で重縮合し2〜5個のTi原子を含む構造を形成していてもよい。m=1〜3、n=1〜3であり、mとnの和は4である。] - 該ポリエステル樹脂中のエステル結合の80%以上が脱水縮合によって形成されたものである請求項1記載の静電荷像現像用トナーバインダー。
- 該ポリエステル樹脂の少なくとも一部がポリイソシアネート(b)および/またはポリエポキシド(c)で変性されてなる請求項1または2記載の静電荷像現像用トナーバインダー。
- 該ポリエステル樹脂が、下記(AX1)、(AX2)、および(AY1)から選ばれる1種以上の樹脂である請求項1または2記載の静電荷像現像用トナーバインダー。
(AX1):ジオール(g)およびジカルボン酸(i)を用いた線状のポリエステル樹脂
(AX2):ジオール(g)およびジカルボン酸(i)とともに3価以上のポリオール(h)および/または3価以上のポリカルボン酸(j)を用いた非線状のポリエステル樹脂
(AY1):(AX2)にポリイソシアネート(b)および/またはポリエポキシド(c)を反応させた変性ポリエステル樹脂 - 請求項1〜4のいずれか記載の静電荷像現像用トナーバインダー(A)と着色剤(B)を含有する静電荷像現像用トナー。
- さらに、離型剤(C)、荷電制御剤(D)、および流動化剤(E)から選ばれる1種以上の添加剤を含有する請求項5記載の静電荷像現像用トナー。
- ポリオールとポリカルボン酸を下記一般式(I)で表される触媒(a)を50〜100重量%含有する触媒の存在下に重縮合させる工程を含む静電荷像現像用トナーバインダーの製造方法。
Ti(−X)m(−OR)n (I)
[式中、RはH、または1〜3個のエーテル結合および/もしくは1〜2個の水酸基を含んでいてもよい炭素数1〜24の炭化水素基である。Xは芳香族モノもしくはポリカルボン酸から1個のカルボキシル基のHを除いた残基であり、ポリカルボン酸の場合、他のカルボキシル基が同一分子内のOR基と分子内で重縮合し環構造を形成していてもよく、または、別の分子のOR基と分子間で重縮合し2〜5個のTi原子を含む構造を形成していてもよい。m=1〜3、n=1〜3であり、mとnの和は4である。]
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