JP4819137B2 - 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、下記(I)および(III)である。なお、(II)は参考発明である。
(I) 酸価が5〜60mgKOH/gかつ水酸基価が0〜50mgKOH/gである重縮合ポリエステル樹脂(A)を含有するトナーバインダーであって、(A)のチタン元素含有量が5〜1000ppm、かつ(A)の1重量%テトラヒドロフラン溶液の濁度が5以下であることを特徴とするトナーバインダー。
(II) ポリオール成分とポリカルボン酸成分とを、下記式(1)〜(4)をすべて満たす条件で重縮合反応して酸価が6mgKOH/g以下かつ水酸基価が10〜70mgKOH/gの重縮合ポリエステル樹脂(a)を製造し、さらに(a)に、脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸、ならびにそれらの酸無水物および低級アルキル(炭素数1〜4)エステルからなる群から選ばれる1種以上のカルボン酸(b)を反応させるトナーバインダー用ポリエステル樹脂の製造方法。
0℃≦T1≦180℃ (1)
100℃≦T2≦180℃ (2)
100℃≦T3≦260℃ (3)
0kPa≦P≦15kPa (4)
[式中、T1は(a)の原料の混合温度、T2は減圧反応の開始温度、T3は減圧反応時の温度、Pは減圧反応時の系内の圧力である。]
(III) 上記(I)のトナーバインダーと着色剤(B)を含有するトナー。
本発明のトナーバインダーは、酸価が5〜60(mgKOH/g、以下の酸価も同様)かつ水酸基価が0〜50(mgKOH/g、以下の水酸基価も同様)である重縮合ポリエステル樹脂(A)を主成分として含有する。
(A)の酸価は、好ましくは7〜50であり、さらに好ましくは8〜48、とくに好ましくは10〜45、最も好ましくは13〜40である。(A)の水酸基価は、好ましくは5〜40であり、さらに好ましくは6〜35、とくに好ましくは10〜30である。(A)の酸価が5未満であると定着の強度が弱まり、酸価が60を超える、あるいは水酸基価が50を超えると環境条件の影響を受けやすくなり、安定性が悪化する。
本発明におけるポリエステル樹脂の酸価および水酸基価は、JIS K0070(1992年版)に規定の方法で測定される。
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る。
混練装置 : 東洋精機(株)製 ラボプラストミル MODEL4M150
混練条件 : 130℃、70rpmにて30分
チタン元素含有量を上記範囲に調整する方法としては、(A)を得る際の重縮合反応時に1種以上のチタン含有触媒を用い、その使用量で調整する方法が好ましい。
上記樹脂中のチタン元素の分析は、原子吸光分析法やプラズマ発光分析法等、公知の金属分析方法を用いることにより測定できる。
濁度は、積分球式光電光度法(JIS K0101−1998、9.4.積分球濁度 )で測定することができる。
濁度を小さくして上記範囲に調整する方法としては、濁度が5以下となる方法であれば、特に限定されない。例えば、(A)の重縮合反応条件として適切な条件を選択する〔例えば、後述するポリエステル樹脂(a)の製造条件〕方法、重縮合触媒として適切なものを選択する〔例えば、後述するチタン含有触媒(z)〕方法、(A)をテトラヒドロフラン、キシレンなどの有機溶剤に溶解し、ミクロフィルターでろ過後、(A)を含むろ液を脱溶剤して精製する方法等が挙げられる。これらの中では、(A)の重縮合反応条件として適切な条件を選択する方法と重縮合触媒として適切なものを選択する方法の組み合わせが好ましい。
チタン含有触媒としては特に限定されないが、好ましくは、チタンアルコキシド(チタンテトラブトキシド、チタンテトライソプロポキシド等)、シュウ酸チタン酸カリウム、テレフタル酸チタン、および下記一般式(I)または(II)で表されるチタン含有触媒(z)であり、さらに好ましくは、シュウ酸チタン酸カリウム、および(z)であり、とくに好ましくは(z)である。
Ti(−X)m(−OH)n (I)
O=Ti(−X)p(−OR)q (II)
[式中、Xは炭素数2〜12のモノもしくはポリアルカノールアミンから1個のOH基のHを除いた残基であり、ポリアルカノールアミンの他のOH基が同一のTi原子に直接結合したOH基と分子内で重縮合し環構造を形成していてもよく、他のTi原子に直接結合したOH基と分子間で重縮合し繰り返し構造を形成していてもよい。繰り返し構造を形成する場合の重合度は2〜5である。RはH、または1〜3個のエーテル結合を含んでいてもよい炭素数1〜8のアルキル基である。mは1〜4の整数、nは0〜3の整数、mとnの和は4である。pは1〜2の整数、qは0〜1の整数、pとqの和は2である。mまたはpが2以上の場合、それぞれのXは同一であっても異なっていてもよい。]
上記モノアルカノールアミンとしては、エタノールアミン、およびプロパノールアミンなどが挙げられる。ポリアルカノールアミンとしては、ジアルカノールアミン(ジエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、およびN−ブチルジエタノールアミンなど)、トリアルカノールアミン(トリエタノールアミン、およびトリプロパノールアミンなど)、およびテトラアルカノールアミン(N,N,N’,N’−テトラヒドロキシエチルエチレンジアミンなど)が挙げられる。
ポリアルカノールアミンの場合、Ti原子とTi−O−C結合を形成するのに用いられるHを除いた残基となるOH基以外にOH基が1個以上存在し、それが同一のTi原子に直接結合したOH基と分子内で重縮合し環構造を形成していてもよく、他のTi原子に直接結合したOH基と分子間で重縮合し繰り返し構造を形成していてもよい。繰り返し構造を形成する場合の重合度は2〜5である。重合度が6以上の場合、触媒活性が低下するためオリゴマー成分が増え、トナーのブロッキング性悪化の原因になる。
Xとして好ましいものは、モノアルカノールアミン(とくにエタノールアミン)、ジアルカノールアミン(とくにジエタノールアミン)の残基、およびトリアルカノールアミン(とくにトリエタノールアミン)の残基であり、特に好ましいものはトリエタノールアミンの残基である。
RはH、または1〜3個のエーテル結合を含んでいてもよい炭素数1〜8のアルキル基である。炭素数1〜8のアルキル基の具体例としては、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、およびβ−エトキシエチル基などが挙げられる。これらRのうち好ましくは、H、およびエーテル結合を含まない炭素数1〜4のアルキル基であり、さらに好ましくは、H、エチル基、およびイソプロピル基である。
式(II)中、pは1〜2の整数、qは0〜1の整数であり、pとqの和は2である。mまたはpが2以上の場合、複数存在するXは同一であっても異なっていてもよいが、すべて同一である方が好ましい。
分子内または分子間重縮合物の例としては、下記一般式(I−1)、(I−2)、または(I−3)で表される少なくとも1種の化合物などが挙げられる。
一般式(II)で表されるものの具体例としては、チタニルビス(トリエタノールアミネート)、チタニルビス(ジエタノールアミネート)、チタニルビス(モノエタノールアミネート)、チタニルヒドロキシエタノールアミネート、チタニルヒドロキシトリエタノールアミネート、チタニルエトキシトリエタノールアミネート、チタニルイソプロポキシトリエタノールアミネート、およびこれらの分子内または分子間重縮合物が挙げられる。
分子内または分子間重縮合物の例としては、下記一般式(II−1)または(II−2)で表される少なくとも1種の化合物などが挙げられる。
また、チタン含有触媒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、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重量%が好ましい。0.6重量%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チタン含有触媒の含有率は、50〜100重量%が好ましく、100重量%がさらに好ましい。
定着性の観点から、後者の方法で得られる樹脂の中でも、酸価が6mgKOH/g以下かつ水酸基価が10〜70mgKOH/gのポリエステル樹脂(a)と、脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸、ならびにそれらの酸無水物および低級アルキル(炭素数1〜4)エステルからなる群から選ばれる1種以上のカルボン酸(b)が反応されてなるポリエステル樹脂(A1)を、(A)の少なくとも一部として含有することが好ましい。
ポリエステル樹脂(a)としては、1種以上のポリオール成分と、1種以上のポリカルボン酸成分を重縮合して得られるものが好ましい。
これらのポリオール成分の中で、(a)を構成するものとして好ましくは、炭素数2〜6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、炭素数6〜36の脂環式ジオール、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、さらに好ましくビスフェノール類の炭素数2〜3のAO(EOおよび/またはPO)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。
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。
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。
ポリカルボン酸成分として、これらのポリカルボン酸の、無水物、低級アルキル(炭素数1〜4)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等)を用いてもよい。
0℃≦T1≦180℃ (1)
100℃≦T2≦180℃ (2)
100℃≦T3≦260℃ (3)
0kPa≦P≦15kPa (4)
0℃≦T1≦170℃ (1’)
100℃≦T2≦170℃ (2’)
100℃≦T3≦245℃ (3’)
0.1kPa≦P≦10kPa (4’)
[式中、T1は(a)の原料の混合温度、T2は減圧反応の開始温度、T3は減圧反応時の温度、Pは減圧反応時の系内の圧力である。]
すなわち、ポリオール成分、ポリカルボン酸成分、および触媒等の(a)の原料を0〜180℃で混合し、攪拌下、必要により昇温し、必要により常圧(大気圧)で反応させた後、100〜180℃で減圧開始し、必要によりさらに昇温して、100〜260℃で、0〜15kPaの減圧下、重縮合反応を完了させる。減圧反応時の最高温度は200〜260℃が好ましく、210〜245℃がさらに好ましい。また、減圧反応を開始する前に必要により行う、常圧下の100℃以上180℃以下での反応時間は5時間以下が好ましい。、
なお、表記圧力は絶対圧力であり、1kPa=7.5mmHgである。また、減圧反応時の系内の圧力とは、反応系内を減圧開始直後の常圧から所望の圧力まで達するまでの圧力等を除いた、減圧反応時間の90%以上の時間における圧力を意味する。
ポリエステル樹脂(a)の酸価、水酸基価をこれらの範囲とするには、ポリオール成分とポリカルボン酸成分との反応比率で調整するのが有効である。
本発明におけるポリエステル樹脂の分子量〔Mp、Mn、および重量平均分子量(以下Mwと記載)〕は、GPCを用いて以下の条件で測定される。
装置(一例) : 東ソー(株)製 HLC−8120
カラム(一例): TSK GEL GMH6 2本 〔東ソー(株)製〕
測定温度 : 40℃
試料溶液 : 0.25重量%のTHF(テトラヒドロフラン)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 (分子量 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。また、ポリエステル樹脂をTHFに溶解し、不溶解分をグラスフィルターでろ別したものを試料溶液とした。
芳香族モノカルボン酸としては、炭素数7〜36の芳香族モノカルボン酸(安息香酸、メチル安息香酸、フェニルプロピオン酸、およびナフトエ酸等)などが挙げられる。
これらの中で、2価以上の芳香族カルボン酸が好ましく、3〜6価またはそれ以上の芳香族ポリカルボン酸がさらに好ましく、トリメリット酸、および無水トリメリット酸がとくに好ましい。
なお、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.
THF不溶解分(重量%)/軟化点(℃)≦0.2 ・・・式(5)
THF不溶解分/軟化点が0.2以下であると、低温定着性と耐ホットオフセット性が両立でき、また光沢度発現温度や定着温度域における光沢度が良好である。THF不溶解分/軟化点は、好ましくは0.01〜0.19である。
尚、式(5)を満たすポリエステル樹脂(A1)を製造するためには、(a)の水酸基価を10〜70とし、かつ(a)と(b)の反応比率を調整することで達成できる。
酸価が15以上であると定着の強度が十分である。また水酸基価が40以下である、あるいは酸価が80以下であると、環境条件の影響を受けにくく、安定性が良好なので好ましい。
(A1)の酸価と水酸基価の比は、特に限定されないが、好ましくは次式(6)の関係を満たす場合である。
酸価/水酸基価≧1(好ましくは、酸価=15〜80) ・・・式(6)
酸価/水酸基価が1以上であると、光沢度発現温度や定着温度域における光沢度が良好である。酸価/水酸基価は、さらに好ましくは2以上である。尚、式(6)を満たすポリエステル樹脂(A1)を製造するためには、ポリエステル樹脂(a)とカルボン酸(b)との反応比率を調整することにより達成できる。
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。
Mp、Mw、およびMw/Mnが上記範囲内であると、耐ホットオフセット性と低温定着性のバランスが良好である。
また、(A1)の1重量%テトラヒドロフラン溶液の濁度は、ポリエステル樹脂(A)全体としての濁度が前記範囲となればよいが、好ましくは8以下、さらに好ましくは5以下である。
ポリカルボン酸成分のうち好ましいものは、前記ポリエステル樹脂(a)に用いるポリカルボン酸と同様である。
(A2)の酸価は、5〜80が好ましく、8〜50がさらに好ましく、10〜30がとくに好ましい。
また水酸基価は、60以下が好ましく、50以下がさらに好ましく、5〜45がとくに好ましい。
(A2)の分子量は、Mpが3000〜10000であることが好ましく、Mpが3500〜9000であることがさらに好ましい。
また、(A2)の1重量%テトラヒドロフラン溶液の濁度は、ポリエステル樹脂(A)全体としての濁度が前記範囲となればよいが、好ましくは8以下、さらに好ましくは5以下である。
(A2)の製造方法としては、(A1)と同様の製造方法であることが好ましく、第1段階のポリオール成分とポリカルボン酸成分の反応条件が、ポリエステル樹脂(a)と同様に、式(1)〜(4)を満たすことがさらに好ましい。
また、第1段階のポリオール成分とポリカルボン酸成分の反応におけ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2/1〜1/1、さらに好ましくは1.7/1〜1/1、とくに好ましくは1.5/1〜1/1である。
他の樹脂のMnは、300〜10万が好ましい。
トナーバインダー中の他の樹脂の含有量は、好ましくは10重量%以下、さらに好ましくは5重量%以下、とくに好ましくは0重量%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、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である。
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。
なお、ポリエステル樹脂のチタン元素含有量はプラズマ発光分光法で、1重量%テトラヒドロフラン溶液の濁度は前記積分球式光電光度法で測定した。
[チタン含有触媒の合成]
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、チタニウムジイソプロポキシビス(トリエタノールアミネート)1617部とイオン交換水126部を入れ、窒素にて液中バブリング下、90℃まで徐々に昇温し、90℃で4時間反応(加水分解)させることで、チタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)を得た。さらに、100℃にて、2時間減圧下で反応(脱水縮合)させることで、その分子内重縮合物(z1)を得た。
また、同様にして、チタニウムジヒドロキシビス(ジエタノールアミネート)(z4)を得た。
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・EO2モル付加物41部(0.13モル)、ビスフェノールA・PO3モル付加物457部(1.14モル)、フェノールノボラック樹脂(平均官能基数5.6)のPO6モル付加物9部(0.01モル)、テレフタル酸166部(1.0モル)、および縮合触媒としてチタン含有触媒(z−1)3部を入れ、120℃に温調し1時間攪拌混合した。攪拌しながら225℃まで、5時間かけて昇温し、170℃になったところで減圧を開始した。その後、225℃、4〜9kPaの減圧下に反応させ、酸価が2以下になった時点で取り出し、室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(a−1)とする。
ポリエステル樹脂(a−1)の酸価は2、水酸基価は46、Mnは2500、Mpは5500であった。
ポリエステル樹脂(A1−1)の酸価は20、水酸基価は10、軟化点は135℃、Mwは120000、Mpは10000、THF不溶解分は6重量%、チタン元素含有量は600ppm、1重量%テトラヒドロフラン溶液の濁度は4.0であった。
ポリエステル樹脂(A2−1)の酸価は21、水酸基価は37、軟化点は95℃、Mnは2000、Mpは4200、THF不溶解分は0重量%、チタン元素含有量は600ppm、1重量%テトラヒドロフラン溶液の濁度は2.0であった。
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・EO2モル付加物37部(0.11モル)、ビスフェノールA・PO3モル付加物407部(1.01モル)、フェノールノボラック樹脂(平均官能基数5.6)のPO6モル付加物22部(0.03モル)、テレフタル酸166部(1.0モル)、および縮合触媒としてチタン含有触媒(z4)0.3部を入れ、実施例1と同様にして、ポリエステル樹脂(a−2)を得た。
ポリエステル樹脂(a−2)の酸価は2、水酸基価は38、Mnは3000、Mpは5800であった。
ポリエステル樹脂(A1−2)の酸価は30、水酸基価は12、軟化点は135℃、Mwは70000、Mpは7600、THF不溶解分は20重量%、チタン元素含有量は65ppm、1重量%テトラヒドロフラン溶液の濁度は1.5であった。
ポリエステル樹脂(A2−2)の酸価は60、水酸基価は21、軟化点は97℃、Mnは2000、Mpは4200、THF不溶解分は0重量%、チタン元素含有量は60ppm、1重量%テトラヒドロフラン溶液の濁度は0.3であった。
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・EO2モル付加物392部(1.2モル)、ビスフェノールA・PO2モル付加物452部(1.3モル)、テレフタル酸332部(2.0モル)および縮合触媒としてチタン含有触媒(z1)1部を入れ、130℃に温調し1時間攪拌混合した。攪拌しながら210℃まで、5時間かけて昇温し、180℃になったところで減圧を開始した。その後、210℃、4〜9kPaの減圧下に反応させ、酸価が2以下になった時点で室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(A2−3)とする。
ポリエステル樹脂(A2−3)の酸価は1、水酸基価は51、軟化点は93℃、Mnは1800、Mpは4000、THF不溶解分は0重量%、チタン元素含有量は110ppm、1重量%テトラヒドロフラン溶液の濁度は0.9であった。
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・EO2モル付加物41部(0.13モル)、ビスフェノールA・PO3モル付加物457部(1.14モル)、フェノールノボラック樹脂(平均官能基数5.6)のPO6モル付加物9部(0.01モル)、テレフタル酸166部(1.0モル)、および縮合触媒としてシュウ酸チタン酸カリウム3部を入れ、120℃に温調し1時間攪拌混合した。攪拌しながら235℃まで、5時間かけて昇温し、150℃になったところで減圧を開始した。その後、235℃、1〜5kPaの減圧下に反応させ、酸価が2以下になった時点で取り出し、室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(a−3)とする。
ポリエステル樹脂(a−3)の酸価は2、水酸基価は46、Mnは2500、Mpは5500であった。
ポリエステル樹脂(A1−3)の酸価は21、水酸基価は9、軟化点は135℃、Mwは118000、Mpは9000、THF不溶解分は7重量%、チタン元素含有量は570ppm、1重量%テトラヒドロフラン溶液の濁度は2.9であった。
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・EO2モル付加物38部(0.12モル)、ビスフェノールA・PO3モル付加物421部(1.05モル)、フェノールノボラック樹脂(平均官能基数5.6)のPO6モル付加物22部(0.03モル)、テレフタル酸166部(1.0モル)、および縮合触媒としてチタン含有触媒(z1)0.07部を入れ、50℃に温調し1時間攪拌混合した。攪拌しながら245℃まで、5時間かけて昇温し、110℃になったところで減圧を開始した。その後、245℃、1〜5kPaの減圧下に反応させ、酸価が4以下になった時点で取り出し、室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(a−4)とする。
ポリエステル樹脂(a−4)の酸価は4、水酸基価は57、Mnは1800、Mpは4900であった。
ポリエステル樹脂(A1−4)の酸価は43、水酸基価は1、軟化点は155℃、Mwは92000、Mpは8100、THF不溶解分は10重量%であった。
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・EO2モル付加物38部(0.12モル)、ビスフェノールA・PO3モル付加物421部(1.05モル)、フェノールノボラック樹脂(平均官能基数5.6)のPO6モル付加物22部(0.03モル)、テレフタル酸166部(1.0モル)、および縮合触媒としてチタン含有触媒(z1)0.14部を入れ、60℃に温調し1時間攪拌混合した。攪拌しながら220℃まで、5時間かけて昇温し、130℃になったところで減圧を開始した。その後、220℃、1〜5kPaの減圧下に反応させ、酸価が5以下になった時点で取り出し、室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(a−5)とする。
ポリエステル樹脂(a−5)の酸価は4、水酸基価は53、Mnは2200、Mpは5100であった。
ポリエステル樹脂(A1−5)の酸価は41、水酸基価は7、軟化点は125℃、Mwは65000、Mpは7000、THF不溶解分は3重量%であった。
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・EO2モル付加物41部(0.13モル)、ビスフェノールA・PO3モル付加物457部(1.14モル)、フェノールノボラック樹脂(平均官能基数5.6)のPO6モル付加物9部(0.01モル)、テレフタル酸166部(1.0モル)、および縮合触媒としてチタン含有触媒(z1)8部を入れ、120℃に温調し1時間攪拌混合した。攪拌しながら230℃まで、5時間かけて昇温し、170℃になったところで減圧を開始した。その後、230℃、4〜9kPaの減圧下に反応させ、酸価が2以下になった時点で取り出し、室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(a’−1)とする。
ポリエステル樹脂(a’−1)の酸価は2、水酸基価は45、Mnは2600、Mpは5600であった。
ポリエステル樹脂(A1’−1)の酸価は19、水酸基価は11、Mwは90000、Mpは8500、THF不溶解分は9重量%、チタン元素含有量は1300ppm、1重量%テトラヒドロフラン溶液の濁度は5.2であった。
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・EO2モル付加物41部(0.13モル)、ビスフェノールA・PO3モル付加物457部(1.14モル)、フェノールノボラック樹脂(平均官能基数5.6)のPO6モル付加物9部(0.01モル)、テレフタル酸166部(1.0モル)、および縮合触媒としてチタン含有触媒(z1)2部を入れ、常圧下攪拌しながら昇温し、生成する縮合水を除去しながら、常圧下230℃で5時間反応させた。次に(z1)1部を追加し、液面上昇に注意しながら減圧し、4〜9kPaの減圧下に反応させ、酸価が2以下になった時点で取り出し、室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(a’−2)とする。
ポリエステル樹脂(a’−2)の酸価は3、水酸基価は48、Mnは2400、Mpは5300であった。
ポリエステル樹脂(A1’−2)の酸価は20、水酸基価は11、Mwは115000、Mpは11000、THF不溶解分は6重量%、チタン元素含有量は530ppm、1重量%テトラヒドロフラン溶液の濁度は9.6であった。
ポリエステル樹脂(A2’−1)の酸価は20、水酸基価は38、軟化点は95℃、Mnは2000、Mpは4100、THF不溶解分は0重量%、チタン元素含有量は630ppm、1重量%テトラヒドロフラン溶液の濁度は5.0であった。
重縮合ポリエステル樹脂(A−1)〜(A−6)からなる本発明のトナーバインダーおよびポリエステル樹脂(A’−1)〜(A’−2)からなる比較のトナーバインダーそれぞれ100部に対して、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部を加え下記の方法でトナー化した。
まず、ヘンシェルミキサー[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)〜(T6)、および比較用のトナー(T’1)〜(T’2)を得た。
下記評価方法で評価した評価結果を表1に示す。
〔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〕トナーの耐ブロッキング性試験
上記トナーを、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、3000枚複写後の画質も良好。
○:トナーのブロッキングはないが、3000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、3000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、3000枚までに画像が出なくなる
〔3〕色再現性
市販複写機(AR5030;シャープ製)を用いて、テストパターン画像をOHPシートに印刷した。これをOHPプロジェクターでスクリーン上に投影した。投影像の鮮明さ、色のかすみに関する目視評価を行った。
◎:投影像鮮明。色のくすみ無し。
○:投影像鮮明。わずかに色のくすみあり。
△:投影像やや不鮮明。わずかに色のくすみあり。
×:投影像不鮮明。色のくすみあり。
Claims (6)
- 酸価が5〜60mgKOH/gかつ水酸基価が0〜50mgKOH/gである重縮合ポリエステル樹脂(A)を含有するトナーバインダーであって、(A)のチタン元素含有量が5〜1000ppm、かつ(A)の1重量%テトラヒドロフラン溶液の濁度が5以下であることを特徴とするトナーバインダー。
- (A)が、下記一般式(I)または(II)で表される少なくとも1種のチタン含有触媒(z)の存在下に形成されてなるポリエステル樹脂である請求項1記載のトナーバインダー。
Ti(−X)m(−OH)n (I)
O=Ti(−X)p(−OR)q (II)
[式中、Xは炭素数2〜12のモノもしくはポリアルカノールアミンから1個のOH基のHを除いた残基であり、ポリアルカノールアミンの他のOH基が同一のTi原子に直接結合したOH基と分子内で重縮合し環構造を形成していてもよく、他のTi原子に直接結合したOH基と分子間で重縮合し繰り返し構造を形成していてもよい。繰り返し構造を形成する場合の重合度は2〜5である。RはH、または1〜3個のエーテル結合を含んでいてもよい炭素数1〜8のアルキル基である。mは1〜4の整数、nは0〜3の整数、mとnの和は4である。pは1〜2の整数、qは0〜1の整数、pとqの和は2である。mまたはpが2以上の場合、それぞれのXは同一であっても異なっていてもよい。] - (A)の少なくとも一部が、酸価が6mgKOH/g以下かつ水酸基価が10〜70mgKOH/gの重縮合ポリエステル樹脂(a)と、脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸、ならびにそれらの酸無水物および低級アルキル(炭素数1〜4)エステルからなる群から選ばれる1種以上のカルボン酸(b)が反応されてなり、軟化点が120〜180℃であるポリエステル樹脂(A1)である請求項1または2記載のトナーバインダー。
- (a)の重縮合反応条件が下記(1)〜(4)をすべて満たす請求項3記載のトナーバインダー。
0℃≦T1≦180℃ (1)
100℃≦T2≦180℃ (2)
100℃≦T3≦260℃ (3)
0kPa≦P≦15kPa (4)
[式中、T1は(a)の原料の混合温度、T2は減圧反応の開始温度、T3は減圧反応時の温度、Pは減圧反応時の系内の圧力である。] - 請求項1〜4のいずれか記載のトナーバインダーと着色剤(B)を含有するトナー。
- 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記載のトナー。
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