JP4691466B2 - 電子写真用トナーバインダーおよびトナー - Google Patents
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Description
すなわち本発明は、アルコール成分と酸成分が重縮合されてなるポリエステル樹脂からなる電子写真用トナーバインダーにおいて、該ポリエステル樹脂が、
(1)アルコール成分としてビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)を85モル%以上含有し、(2)(A)中のビスフェノールAのエチレンオキシド2モル付加物の含有量が90重量%以上、かつ1モル以下付加物の含有量が0重量%であり、(3)数平均分子量が1300〜4200であり、(4)ガラス転移点が53℃〜65℃であることを特徴とする電子写真用トナーバインダー;並びに該トナーバインダーを含有する電子写真用トナーである。
本発明の電子写真用トナーバインダーに用いられるポリエステル樹脂としては、アルコール成分と酸成分との重縮合物が挙げられる。
アルコール成分としては、必須成分であるビスフェノール類のポリオキシエチレンエーテル(A)とその他のポリオール、酸成分としてはポリカルボン酸が挙げられる。
これらのうち、トナーの定着性および耐久性の両立の観点から、ビスフェノールAのEO2モル付加物が好ましい。
ビスフェノールAのEO2モル付加物の含有量が90重量%以上である(A)は、例えば次の(1)〜(3)のような方法で得ることができる。
(1)ビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(EOの平均付加モル数が1.1〜1.9)をアルカリ性の水と混合して、5〜40℃にて静置分液し、ビスフェノールAのEO1モル付加物およびビスフェノールAを抽出除去する方法。
(2)ビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(EOの平均付加モル数が2.1〜3.3)を50〜90℃の温水と混合して、ビスフェノールAのEO3〜5モル付加物を抽出除去する方法。
(3)ビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(EOの付加モル分布が広いもの)について、(1)および(2)の両方を行う方法。
ジオール(a)としては、水酸基価180〜1900mgKOH/gのジオール類が好ましく、具体的には、アルキレングリコール(エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール及び1,6−ヘキサンジオールなど);アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール及びポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール及び水素添加ビスフェノールAなど);及び上記脂環式ジオールのAO付加物;ビスフェノール類[ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールB、ビスフェノールAD、ビスフェノールS等、及びそれらの炭素数1〜30のアルキル基、ハロゲン等が1〜8個置換したもの(トリクロロビスフェノールA、テトラクロロクロロビスフェノールA、ジブロモビスフェノールF等のハロゲン置換体;2−メチルビスフェノールA、2,6−ジメチルビスフェノールA、2,2’−ジエチルビスフェノールF等のアルキル置換体)等]のEOを除くアルキレンオキシド(以下AOと略記する。)付加物;などが挙げられる。これらは2種以上併用して用いることもできる。
これらのうち、ビスフェノールAのプロピレンオキシド2モル付加物の量は、全アルコール成分に対して、好ましくは10モル%以下、更に好ましくは5モル%以下、特に好ましくは0.1モル%以下である。ビスフェノールAのプロピレンオキシド2モル付加物の量が10モル%を超えると定着性が十分に発現しなくなることがある。
ジカルボン酸(c)としては、酸価180〜1250mgKOH/gのジカルボン酸が好ましく、具体的には、アルキレンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸及びドデセニルコハク酸など);アルケニレンジカルボン酸(マレイン酸及びフマル酸など);芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸及びナフタレンジカルボン酸など)などが挙げられる。
これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸、炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸及び炭素数6〜21のアルキレンジカルボン酸である。これらは2種以上を併用して用いることもできる。
これらのうち好ましいものは、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸であり、特に好ましいものはトリメリット酸、ピロメリット酸である。
なお、ジカルボン酸(c)又は3価以上のポリカルボン酸(d)としては、上述のものの酸無水物又は低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いてもよい。
また、(a)〜(d)の他にもヒドロキシカルボン酸(ヒドロキシステアリン酸及び硬化ヒマシ油脂肪酸など)を用いることができる。
これらのTgにするためには上記アルコール成分と酸成分の比率を、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、通常2/1〜1/2、好ましくは1.5/1〜1/1.5、更に好ましくは1.4/1〜1/1.4とすればよい。
尚、上記及び以下において、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。
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重量%のTHF溶液
溶液注入量 : 100μl
検出装置 : 屈折率検出器
基準物質 : 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)
尚、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。このろ液をTHF可溶分として使用する。
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及び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とエピクロルヒドリンの付加縮合物の硬化物等)、ウレタン樹脂(ジ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。これら他の樹脂の含有量は、トナーバインダーの重量を基準として、通常0〜20重量%、好ましくは0〜10重量%である。
着色剤の使用量は、染料又は顔料を使用する場合は、トナーバインダーの重量に基づいて通常0.5〜15重量%であり、磁性粉を使用する場合は、通常20〜150重量%である。
荷電制御剤の使用量はトナーバインダーの重量に基づいて、通常0〜5重量%である。
次いで、公知の熱ロール定着方法などにより支持体(紙、ポリエステルフィルムなど)に定着して記録材料とされる。
トナーの評価は以下の試験方法により行った。
撹拌及び温度調節機能の付いたステンレス製のオートクレーブ中で、ビスフェノールAのEO付加物(三洋化成工業製ニューポールBPE−20:EO2モル付加物約82重量%)を5倍量の温水で3回洗浄し、精製物(A−1)を得た。(A−1)のビスフェノールAのEO付加物分布は、1モル以下0重量%、2モル96.2重量%、3モル3.7重量%、4モル以上0.1重量%であった。
製造例1と同様の装置を用い、ビスフェノールAのEO付加物(三洋化成工業製ニューポールBPE−20:EO2モル付加物約82重量%)を10倍量の温水で1回洗浄し、精製物(A−2)を得た。(A−2)のビスフェノールAのEO付加物分布は、1モル以下0重量%、2モル92.0重量%、3モル7.9重量%、4モル以上0.1重量%であった。
冷却管、攪拌機および窒素導入管のついた反応槽中に、製造例−1で得た精製物(A−1)412.5g、テレフタル酸166g、チタンジイソプロポキシビストリエタノールアミネート1gを仕込み、230℃に昇温し、生成水を除去しながら反応を進めた。反応後半は系内を徐々に減圧し反応を進め、酸価が1になった時点で内容物を取り出した。これをAX−1とする。AX−1のガラス転移点は57℃、数平均分子量は3000であった。なお、ガラス転移点はおよび数平均分子量の測定は前記の方法による(以下同様)。
トナーバインダー製造例−1と同様の装置を用い、(A−1)422.0g、テレフタル酸166g、チタンジイソプロポキシビストリエタノールアミネート1gを仕込み、230℃に昇温し、生成水を除去しながら反応を進めた。反応後半は系内を徐々に減圧し反応を進め、酸価が1になった時点で内容物を取り出した。これをAX−2とする。AX−2のガラス転移点は55℃,数平均分子量は2400であった。
トナーバインダー製造例−1と同様の装置を用い、(A−1)422.0g、テレフタル酸166g、チタンジイソプロポキシビストリエタノールアミネート1gを仕込み、230℃に昇温し、生成水を除去しながら反応を進めた。反応後半は系内を徐々に減圧し反応を進め、酸価が8になった時点で内容物を取り出した。これをAX−3とする。AX−3のガラス転移点は54℃,数平均分子量は1800であった。
トナーバインダー製造例−1と同様の装置を用い、(A−2)415.5g、テレフタル酸166g、チタンジイソプロポキシビストリエタノールアミネート1gを仕込み、230℃に昇温し、生成水を除去しながら反応を進めた。反応後半は系内を徐々に減圧し反応を進め、酸価が1になった時点で内容物を取り出した。これをAX−4とする。AX−4のガラス転移点は55℃,数平均分子量は2900であった。
トナーバインダー製造例−1と同様の装置を用い、(A−1)384g、ビスフエノールAのPO付加物(三洋化成工業製ニューポールBP−2P)31g(ビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテルの比率93モル%に相当)、テレフタル酸166g、チタンジイソプロポキシビストリエタノールアミネート1gを仕込み、230℃に昇温し、生成水を除去しながら反応を進めた。反応後半は系内を徐々に減圧し反応を進め、酸価が1になった時点で内容物を取り出した。これをAX−5とする。AX−5のガラス転移点は58℃,数平均分子量は3000であった。
トナーバインダー製造例−1と同様の装置を用い、ビスフェノールAのEO付加物(三洋化成工業製ニューポールBPE−20:EO2モル付加物約82重量%)366.2g,テレフタル酸166g、ジブチルスズオキシド1gを仕込み、230℃に昇温し、、生成水を除去しながら反応を進めた。反応後半は系内を徐々に減圧し反応を進め、酸価が1になった時点で内容物を取り出した。これをBX−1とする。BX−1のガラス転移点は51℃,数平均分子量は3800であった。
トナーバインダー製造例−1と同様の装置を用い、ビスフェノールAのPO付加物(三洋化成工業製ニューポールBP−2P)487.0g,テレフタル酸166g、ジブチルスズオキシド1gを仕込み、230℃に昇温し、生成水を除去しながら反応を進めた。反応後半は系内を徐々に減圧し反応を進め、酸価が1になった時点で内容物を取り出した。これをBX−2とする。BX−2のガラス転移点は、55℃,数平均分子量は2000であった。
トナーバインダー製造例−1と同様の装置を用い、ビスフェノールAのPO付加物(三洋化成工業製ニューポールBP−2P)226.2g,ビスフェノールAのPO付加物(三洋化成工業製ニューポールBP−3P)180.9g,テレフタル酸166g、ジブチルスズオキシド1gを仕込み、230℃に昇温し、生成水を除去しながら反応を進めた。反応後半は系内を徐々に減圧し反応を進め、酸価が1になった時点で内容物を取り出した。これをBX−3とする。BX−3のガラス転移点は、69℃,数平均分子量は4500であった。
トナーバインダー製造例−1と同様の装置を用い、(A−1)330g、ビスフエノールAのPO付加物(三洋化成工業製ニューポールBP−2P)90g(ビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテルの比率80モル%に相当)、テレフタル酸166g、チタンジイソプロポキシビストリエタノールアミネート1gを仕込み、230℃に昇温し、生成水を除去しながら反応を進めた。反応後半は系内を徐々に減圧し反応を進め、酸価が1になった時点で内容物を取り出した。これをBX−4とする。BX−4のガラス転移点は58℃,数平均分子量は2800であった。
トナーバインダー製造例−1と同様の装置を用い、ビスフェノールAのEO付加物(三洋化成工業製ニューポールBPE−20:EO2モル付加物約82重量%)366.2g、テレフタル酸166g、ジブチルスズオキシド1gを仕込み、230℃に昇温し、、生成水を除去しながら反応を進めた。反応後半は系内を徐々に減圧し反応を進め、酸価が14になった時点で内容物を取り出した。これをBX−5とする。BX−5のガラス転移点は46℃,数平均分子量は1250であった。
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、トナー(AT−1)〜(AT−5)および比較トナー(BT−1)〜(BT−4)を得た。なお(BX−5)を用いたトナー化では、超音速ジェット粉砕機ラボジェットの装置内に粉砕物が堆積し、トナーを得ることができなかった。
〔1〕定着性: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〕耐熱保存性
評価用トナー2gを30mlのスクリュー管に充填し、ふたをした後50℃で12時間静置した。スクリュー管を逆さにし、トナー凝集物を目視確認した。
判定基準
凝集物なし ・・・○
一部凝集 ・・・△
すべて凝集 ・・・×
〔3〕耐久性
評価用トナーを市販のプリンタLP−1400(エプソン製)用のカートリッジに充填し、同機を用いべた画像を1000枚連続印刷し、1000枚後の画像を目視で判定した。
判定基準
スジ・ムラなし ・・・○
わずかにスジ・ムラがある ・・・△
スジ・ムラがある ・・・×
Claims (3)
- アルコール成分と酸成分が重縮合されてなるポリエステル樹脂からなる電子写真用トナーバインダーにおいて、該ポリエステル樹脂が、
(1)アルコール成分としてビスフェノールAのポリオキシエチレンエーテル(A)を85モル%以上含有し、
(2)(A)中のビスフェノールAのエチレンオキシド2モル付加物の含有量が90重量%以上、かつ1モル以下付加物の含有量が0重量%であり、
(3)数平均分子量が1300〜4200であり、
(4)ガラス転移点が53℃〜65℃
であることを特徴とする電子写真用トナーバインダー。 - アルコール成分中のビスフェノールAのプロピレンオキシド2モル付加物の含有量が10モル%以下である請求項1記載の電子写真用トナーバインダー。
- 請求項1または2記載の電子写真用トナーバインダーを含有することを特徴とする電子写真用トナー。
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