JP5001048B2 - 電子写真用トナーバインダー及びトナー - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真、静電記録、静電印刷などに用いられる、乾式トナー用のトナーバインダーおよびトナーに関する。
熱定着方式に用いられる静電荷像現像用トナーは、高い定着温度でもトナーがヒートロールに融着せず(耐ホットオフセット性)、定着温度が低くてもトナーが定着できること(低温定着性)等が求められている。低温定着性の向上のためには、ポリエステル樹脂をトナーバインダーとすることが有効であり、耐オフセット性を向上させるためには、低分子ポリプロピレンの様な離型剤が従来から利用されている。またホットオフセットの向上のためには、ポリエステル樹脂中にワックスを使用することが有効である(例えば特許文献1参照)。
トナーの生産性の面からは、トナーバインダーの粉砕性が要求される。ポリエステルトナーバインダーを用いたトナーの更なる耐ホットオフセット性の向上のためには、ポリエステルの高分子量化、ポリエステルの架橋構造、ゲル成分の導入が知られているが、いずれも著しく粉砕性を損ない、生産性を低下させるものである。
特開平12−75549号公報
本発明の目的は、低温定着性、耐ホットオフセット性に優れ、且つ生産性にも優れたトナーおよびそれに用いるトナーバインダーを提供することにある。
すなわち本発明は、ポリカルボン酸成分とポリオール成分とを構成成分とし、線形ポリエステル樹脂(A1)と非線形ポリエステル樹脂(A2)からなるポリエステル樹脂(A)と、ポリオレフィン樹脂(a)にSP値が10.6〜12.6(cal/cm31/2のビニル樹脂(b)がグラフトした構造を有する樹脂(B)からなり、下記粉砕率が60%以上であることを特徴とするトナーバインダー(C);並びにこのトナーバインダーと、着色剤、並びに必要により離型剤、荷電制御剤、および流動剤から選ばれる1種以上の添加剤からなるトナー;である。
粉砕率:6.0〜7.0gのトナーバインダーの樹脂片3個をミルミキサー(象印社製、品番BM−FS08)で5秒間連続して2回粉砕した後、14メッシュのふるいにかけ、通過した樹脂の重量(Z)を精秤し、次式より粉砕された樹脂の質量比率を求め、この操作を3回行い平均して求めた値。
粉砕率(%)=〔(Z)(g) / 粉砕前の樹脂総重量(g)〕×100
本発明により、低温定着性、耐ホットオフセット性に優れ、且つトナーバインダーの粉砕性が向上し、生産性に優れたトナーおよびトナーバインダーを提供することができる。
以下、本発明を詳述する。
本発明におけるポリエステル樹脂(A)は、1種類以上のポリオール成分(x)と、1種類以上のポリカルボン酸成分(y)を重縮合して得られ、ポリオール成分(x)としては、ジオール(x1)および/または3〜8価若しくはそれ以上のポリオール(x2)が挙げられる。ポリカルボン酸成分(y)としては、ジカルボン酸(y1)および/または3〜6価若しくはそれ以上のポリカルボン酸(y2)が挙げられる。
ジオール(x1)としては、脂肪族炭化水素基の炭素数が100未満のジオール、具体的には、炭素数2〜36の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、および1,6−ヘキサンジオール等);炭素数4〜36の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、およびポリテトラメチレンエーテルグリコール等);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および水素添加ビスフェノールA等);上記脂環式ジオールの(ポリ)オキシアルキレン(アルキレン基の炭素数2〜4、以下のポリオキシアルキレン基も同じ)エーテル〔オキシアルキレン単位(以下AO単位と略記)の数1〜30〕;および2価フェノール〔単環2価フェノール(例えばハイドロキノン)、およびビスフェノール類(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)〕のポリオキシアルキレンエーテル(AO単位の数2〜30)等が挙げられる。
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ポリオキシアルキレンエーテル(AO単位の数2〜30)およびこれらの併用である。更に好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコール(特にエチレングリコールおよび1,2−プロピレングリコール、中でも1,2−プロピレングリコール)、およびこれとビスフェノール類(特にビスフェノールA)のポリオキシアルキレンエーテル(AO単位の数2〜8)との併用(重量比100:0〜20:80)である。
3価〜8価若しくはそれ以上のポリオール(x2)としては、脂肪族炭化水素基の炭素数が100未満のポリオール、具体的には、炭素数3〜36の3価〜8価若しくはそれ以上の脂肪族多価アルコール(アルカンポリオールおよびその分子内若しくは分子間脱水物、例えばグリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ソルビタン、ポリグリセリン、およびジペンタエリスリトール;糖類およびその誘導体、例えばショ糖およびメチルグルコシド);上記脂肪族多価アルコールの(ポリ)オキシアルキレンエーテル(AO単位の数1〜30);トリスフェノール類(トリスフェノールPA等)のポリオキシアルキレンエーテル(AO単位の数2〜30);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)のポリオキシアルキレンエーテル(AO単位の数2〜30)等が挙げられる。
これらのうち好ましいものは、3〜8価若しく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ポリオキシアルキレンエーテル(AO単位の数2〜30)であり、特に好ましいものはノボラック樹脂のポリオキシアルキレンエーテル(AO単位の数2〜30)である。
ジカルボン酸(y1)としては、脂肪族炭化水素基の炭素数が100未満のジカルボン酸、具体的には、炭素数4〜36のアルカンジカルボン酸(例えばコハク、アジピン、およびセバシン酸)およびアルケニルコハク酸(例えばドデセニルコハク酸);炭素数6〜40の脂環式ジカルボン酸〔例えばダイマー酸(2量化リノール酸)〕;炭素数4〜36のアルケンジカルボン酸(例えばマレイン、フマル、シトラコン、およびメサコン酸);炭素数8〜36の芳香族ジカルボン酸(フタル、イソフタル、テレフタル、およびナフタレンジカルボン酸等);およびこれらのエステル形成性誘導体;等が挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルケンジカルボン酸および炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸並びにこれらのエステル形成性誘導体である。
3〜6価若しくはそれ以上のポリカルボン酸(y2)としては、脂肪族炭化水素基の炭素数が100未満のポリカルボン酸、具体的には、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット、およびピロメリット酸等)、およびこれらのエステル形成性誘導体等が挙げられる。
これらのうち好ましいものはトリメリット酸およびピロメリット酸並びにこれらのエステル形成性誘導体である。
本発明においてポリエステル樹脂(A)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160〜250℃、とくに好ましくは170〜235℃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。
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。エステル化触媒の例には、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、テレフタル酸チタン、特開2006−243715号公報に記載の触媒、および特開2007−11307号公報に記載の触媒)、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。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。
本発明に用いるポリエステル樹脂(A)は、低温定着性と耐オフセット性を両立させる点で、線形ポリエステル(A1)、非線形ポリエステル(架橋ポリエステル)(A2)からなるのが好ましい。(A1)と(A2)の重量比は、好ましくは10/90〜80/20、さらに好ましくは20/80〜75/25、とくに好ましくは25/75〜70/30である。
線形ポリエステル樹脂(A1)は、通常、前記ジオール(x1)とジカルボン酸(y1)を重縮合させて得られる。また分子末端を前記ポリカルボン酸(y)(3価以上のものでもよい)の無水物で変性したものであってもよい。
非線形ポリエステル樹脂(A2)は、通常前記のジカルボン酸(y1)およびジオール(x1)と共に、前記の3〜6価若しくはそれ以上のポリカルボン酸(y2)および/または3価〜8価若しくはそれ以上のポリオール(x2)を反応させて得られる。(A2)を得る場合の(y2)と(x2)の比率は、これらのモル数の和が、全ポリオール成分とポリカルボン酸成分のモル数の合計に対して、好ましくは0.1〜40モル%、さらに好ましくは1〜25モル%、とくに好ましくは3〜20モル%である。
線形ポリエステル樹脂(A1)のTHF不溶解分は、好ましくは3重量%以下、さらに好ましくは1重量%以下、とくに好ましくは0重量%である。(A1)のTHF不溶解分が少ない方が低温定着性向上の点では好ましい。THF不溶解分は、以下の方法で求めたものである。
資料0.5gに50mlのTHFを加え、3時間攪拌還流させる。冷却後、グラスフィルターにて不溶分をろ別し、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。
本発明に用いるポリオレフィン樹脂(a)を構成するオレフィン類としては、炭素数2〜12のものが好ましく、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−オクタデセンなどが挙げられる。
ポリオレフィン樹脂(a)としては、オレフィン類の重合体(a−1)、オレフィン類の重合体の酸化物(a−2)、オレフィン類の重合体の変性物(a−3)オレフィン類と共重合可能な他の単量体との共重合物(a−4)などが挙げられる。
(a−1)としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン/プロピレン共重合体、エチレン/1−ブテン共重合体、プロピレン/1−ヘキセン共重合体などが挙げられる。また、本発明においては、ポリマー構造がポリオレフィンの構造を有していれば良く、モノマーが必ずしもオレフィン構造を有している必要はない。例えば、ポリメチレン(サゾールワックス等)等も使用することができる。
(a−2)としては、上記(a−1)の酸化物等が挙げられる。
(a−3)としては、上記(a−1)のマレイン酸誘導体(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、マレイン酸ジメチル等)付加物などが挙げられる。
(a−4)としては、不飽和カルボン酸[(メタ)アクリル酸、イタコン酸、無水マレイン酸等]、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(C1〜C18)エステル、マレイン酸アルキル(C1〜C18)エステル等]等の単量体とオレフィン類との共重合体等が挙げられる。
これらポリオレフィン樹脂(a)のうち、好ましいものは、(a−1)、(a−2)、および(a−3)であり、さらに好ましくは、ポリエチレン、ポリメチレン、ポリプロピレン、エチレン/プロピレン重合体、酸化型ポリエチレン、酸化型ポリプロピレン、マレイン化ポリプロピレンであり、特に好ましいものは、ポリエチレンおよびポリプロピレンである。
ビニル樹脂(b)のSP値(ソルビリティーパラメーター)としては、通常10.6〜12.6〔(cal/cm31/2、以下のSP値の単位も同様〕、好ましくは10.6〜12.0、さらに好ましくは10.7〜11.8、特に好ましくは10.8〜11.5である。SP値が12.6を超えても、10.6未満でもポリエステル樹脂(A)とのSP値差が大きくなりすぎ樹脂分散が不良となる。
なお、本発明におけるSP値の計算方法は、Polymer Engineering and Science,Feburuary,1974,Vol.14,No.2 P.147〜154による。
ビニル樹脂(b)としては、単独重合体のSP値が10.6〜12.6であるビニルモノマーの単独重合体でもよいが、単独重合体のSP値が11.0〜18.0、特に好ましくは11.0〜16.0であるビニルモノマー(m)と、単独重合体のSP値が8.0〜11.0未満、特に好ましくは9.0〜10.8であるビニルモノマー(n)との共重合体がより好ましい。(m)と(n)は、それぞれ2種以上を併用してもよい。
(m)としては、不飽和ニトリルモノマー(m1)、α,β−不飽和カルボン酸類(m2)が挙げられる。
(m1)としては、(メタ)アクリロニトリル、シアノスチレンなどが挙げられる。これらのうち好ましいのは(メタ)アクリロニトリルである。
(m2)としては、不飽和カルボン酸類およびその無水物[(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸およびその無水物など]、不飽和ジカルボン酸モノエステル[マレイン酸モノメチル、イタコン酸モノメチルなど]などが挙げられる。
これらのうち好ましいものは、(メタ)アクリル酸、不飽和ジカルボン酸モノエステルであり、特に好ましいのは(メタ)アクリル酸およびマレイン酸モノメチルである。
(n)としては、スチレン系モノマー[スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−アセトキシスチレン、ビニルトルエン、エチルスチレン、フェニルスチレン、ベンジルスチレンなど]、不飽和カルボン酸のアルキル(炭素数1〜18)エステル[メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートなど]、ビニルエステル系モノマー[酢酸ビニルなど]、ハロゲン元素含有ビニルモノマー[塩化ビニルなど]、およびこれらの併用が挙げられる。
これのうち好ましいものはスチレン系モノマー、不飽和カルボン酸アルキルエステルおよびその併用であり、特に好ましいのは、スチレンおよびスチレンと(メタ)アクリル酸アルキルエステルの併用である。
ポリオレフィン樹脂(a)にビニル樹脂(b)がグラフトした構造を有する樹脂(B)を構成する各成分の量は、生成した(B)の重量に基づいて、(a)が好ましくは1〜90重量%、さらに好ましくは5〜80重量%、(b)が好ましくは10〜99重量%、さらに好ましくは20〜95重量%である。なお、樹脂(B)中に、未反応の(a)および/または(a)にグラフトしていないビニル樹脂(b)を少量含有していてもよい。
樹脂(B)の具体例としては、以下の(1)に(2)を構成するビニルモノマーがグラフトした構造を有するグラフト重合体(3)と、必要により(1)および/または(2)から構成されるものなどが挙げられる。
・(1):酸化型ポリプロピレン(2):スチレン/アクリロニトリル共重合体
・(1):ポリエチレン/ポリプロピレン混合物(2):スチレン/アクリロニトリル共重合体
・(1):エチレン/プロピレン共重合体(2):スチレン/アクリル酸/アクリル酸ブチル共重合体
・(1):ポリプロピレン(2):スチレン/アクリロニトリル/アクリル酸ブチル/マレイン酸モノブチル共重合体
・(1):マレイン酸変性ポリプロピレン(2):スチレン/アクリロニトリル/アクリル酸/アクリル酸ブチル共重合体
・(1):マレイン酸変性ポリプロピレン(2):スチレン/アクリロニトリル/アクリル酸/アクリル酸2−エチルヘキシル共重合体
・(1):ポリエチレン/マレイン酸変性ポリプロピレン混合物(2):アクリロニトリル/アクリル酸ブチル/スチレン/マレイン酸モノブチル共重合体
樹脂(B)の製法を例示すると、まず、ポリオレフィン樹脂(a)をトルエン、キシレン等の溶剤に溶解または分散させ、100℃〜200℃に加熱した後、ビニルモノマー〔(m)と(n)の混合物等〕をパーオキサイド系開始剤(ベンゾイルパーオキサイド、ジターシャリーブチルパーオキサイド、ターシャリブチルパーオキシドベンゾエート等)とともに滴下重合後、溶剤を留去することにより、樹脂(B)が得られる。
上記重合体混合物の溶液を合成するために用いるパーオキサイド系開始剤の量は、生成した重合体混合物の重量に基づいて、好ましくは0.2〜10重量%、さらに好ましくは0.5〜5重量%である。
本発明におけるトナーバインダー(C)は、例えば、前記ポリエステル樹脂(A)に、前記樹脂(B)を溶融混練にて添加することで得られる。
樹脂(B)の添加量、すなわち(C)中の(B)の含有量は、好ましくは20〜90重量%、さらに好ましくは25〜70重量%、とくに好ましくは30〜60重量%である。添加量が20重量%以上では粉砕性が良好となり、90重量%以下である場合は定着性が良好となる。
また、トナーバインダー(C)中にポリエステル以外の他のバインダー樹脂を含有させさせさせることもできる。他のバインダー樹脂としては、スチレン/(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン/ブタジエン共重合体、スチレン/(メタ)アクリロニトリル共重合体、エポキシ樹脂、ポリウレタン等公知のトナーバインダー樹脂が挙げられる。 (C)中の他のバインダー樹脂の含有量は、好ましくは20重量%以下、さらに好ましくは10重量%以下である。
トナーバインダー(C)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50〜70℃である。
トナーバインダー(C)のTHF不溶解分は、好ましくは1〜70重量%である。下限は好ましくは5重量%である。上記範囲のTHF不溶解分を含有させることは、耐ホットオフセット性が向上する点で望ましい。
本発明におけるトナーバインダー(C)の粉砕率は、通常60%以上であり、好ましくは65〜95%、さらに好ましくは75〜93%である。トナーバインダー(C)の粉砕率がこの範囲外になる場合は、樹脂強度が高いため粉砕性が悪くなる傾向があり、トナー生産時における生産性のダウンにつながる。
ここで粉砕率とは、6.0〜7.0gのトナーバインダー(C)の樹脂片3個をミルミキサー(象印社製、品番BM−FS08)で5秒間連続して2回粉砕した後、14メッシュのふるいにかけ、通過した樹脂の重量(Z)を精秤し、次式より粉砕された樹脂の質量比率を求め、この操作を3回行い平均して求めた値である。
粉砕率(%)=〔(Z)(g) / 粉砕前の樹脂総重量(g)〕×100
本発明のトナーバインダーは、着色剤、および必要により離型剤、荷電制御剤、流動化剤などの種々の添加剤等を混合し、乾式トナーとして用いられる。トナー中の本発明のトナーバインダーの含有量は、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60〜98重量%であり、磁性粉を使用する場合は、好ましくは25〜80重量%である。
着色剤としては公知の染料、顔料および磁性粉を用いることができる。具体的には、カーボンブラック、スーダンブラックSM、ファーストイエロ−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、バラニトロアニリンレッド、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、プ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、オイルピンクOP、マグネタイト、鉄黒などが挙げられる。
トナー中の着色剤の含有量は、染料または顔料を使用する場合は、好ましくは2〜15重量%であり、磁性粉を使用する場合は、好ましくは20〜70重量%である。
離型剤としては公知のものが使用でき、例えばポリオレフィンワッックス(ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなど);長鎖炭化水素(パラフィンワッックス、サゾールワックスなど);カルボニル基含有ワックス(カルナバワックス、モンタンワックス、ジステアリルケトンなど)などが挙げられる。トナー中の離型剤の含有量は通常0〜10重量%であり、好ましくは1〜7重量%である。
荷電制御剤としては、公知のものすなわち、ニグロシン染料、4級アンモニウム塩化合物、4級アンモニウム塩基含有ポリマー、含金属アゾ染料、サリチル酸金属塩、スルホン酸基含有ポリマー、含フッソ系ポリマー、ハロゲン置換芳香環含有ポリマーなどが挙げられる。トナー中の荷電制御剤の含有量は通常0〜5重量%である。さらに、流動化剤を使用することもできる。
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など公知のものを用いることができる。
乾式トナーの製造法としては、公知の混練粉砕法などが挙げられる。上記トナー成分を乾式ブレンドした後、溶融混練し、その後、ジェットミルなどを用いて微粉砕し、さらに風力分級し、体積平均粒径が通常2〜20μmの粒子として得られる。
本発明のトナーバインダーを用いた乾式トナー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、シリコーン樹脂など)により表面をコーティングしたフェライトなどのキャリア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。また、キャリア粒子のかわりに帯電ブレードなどの部材と摩擦し、電気的潜像を形成することもできる。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。
以下実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下、部は重量部を示す。
実施例および比較例で得られた樹脂の性質の測定法を次に示す。
1.ガラス転移点(Tg)
ASTM D3418−82に規定の方法(DSC法)。
装置:セイコー電子工業(株)製 DSC20,SSC/580
2.テトラヒドロフラン(THF)不溶解分
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分をろ別し、80℃で3時間減圧乾燥する。グラスフィルター上の樹脂分の重量と試料の重量比から、不溶解分を算出する。
3.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−500D
荷重 : 20kg
ダイ : 1mmΦ−1mm
昇温速度 : 6℃/min.
4.粉砕率
前記の方法による。
製造例1<線形ポリエステルの合成>
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)639部(24.5モル)、ビスフェノールA・EO2モル付加物180部(1.6モル)、テレフタル酸ジメチルエステル653部(9.8モル)、アジピン酸10部(0.2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、軟化点が90℃になった時点で180℃まで冷却した。回収されたプロピレングリコールは263部(10.1モル)であった。冷却後無水トリメリット酸125部(1.9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。これを線形ポリエステル(A1−1)とする。線形ポリエステル(A1−1)のTgは53℃、THF不溶解分は0重量%であった。なお( )内のモル数は相対的なモル比を意味する。(以下同様)
製造例2<非線形ポリエステルの合成>
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、プロピレングリコール614部(23.8モル)、ビスフェノールA・EO2モル付加物156部(1.4モル)、テレフタル酸ジメチルエステル627部(9.5モル)、アジピン酸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288部(11.2モル)であった。次いで180℃まで冷却し、無水トリメリット酸98部(1.5モル)を加え、常圧密閉下2時間反応後、220℃、常圧で反応させ、軟化点が180℃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(A2−1)とする。ポリエステル(A2−1)のTgは65℃、軟化点は180℃、THF不溶解分は30重量%であった。
製造例3<線形ポリエステルの合成>
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モル付加物404部(7.0モル)、ビスフェノールA・EO2モル付加物380部(7.0モル)、テレフタル酸276部(10.0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7時間反応させた。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、反応途中でテトラブトキシチタネート1.5部を追加し、常圧反応工程終了後にさらに1.5部を追加した。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74部(2.3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。これを線形ポリエステル(A1−2)とする。線形ポリエステル(A1−2)のTgは55℃、THF不溶分は0重量%であった。
製造例4<非線形ポリエステルの合成>
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・PO3モル付加物679部(10.8モル)、フェノールノボラックのEO付加物47部(0.37モル)、テレフタル酸260部(10.0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7時間反応させた。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、反応途中でテトラブトキシチタネート1.5部を追加し、常圧反応工程終了後にさらに1.5部を追加した。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87部(2.9モル)を加え、常圧密閉下2時間反応後、220℃、常圧で反応させ、軟化点が180℃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(A2−2)とする。ポリエステル(A2−2)のTgは68℃、軟化点は178℃、THF不溶解分は42重量%であった。
製造例5<線形ポリエステルの合成>
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、プロピレングリコール720部(22.7モル)、テレフタル酸ジメチルエステル735部(9.1モル)、アジピン酸55部(0.9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、軟化点が90℃になった時点で180℃まで冷却した。回収されたプロピレングリコールは254部(8.0モル)であった。冷却後無水トリメリット酸50部(0.6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。これを線形ポリエステル(A1−3)とする。線形ポリエステル(A1−3)のTgは57℃、THF不溶解分は0重量%であった。
製造例6<非線形ポリエステルの合成>
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、プロピレングリコール583部(26.7モル)、テレフタル酸ジメチルエステル522部(9.4モル)、アジピン酸26部(0.6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317部(14.5モル)であった。次いで180℃まで冷却し、無水トリメリット酸55部(1.0モル)を加え、常圧密閉下2時間反応後、220℃、常圧で反応させ、軟化点が165℃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(A2−3)とする。ポリエステル(A2−3)のTgは62℃、軟化点は165℃、THF不溶解分は39重量%であった。
製造例7<樹脂(B−1)>
温度計および攪拌機の付いたオートクレーブ反応槽中に、キシレン600部、低分子量ポリプロピレン(三洋化成工業(株)製 ビスコール440P:軟化点153℃)480部、低分子量ポリエチレン(三洋化成工業(株)製 サンワックスLEL−400:軟化点128℃)120部を入れ充分溶解し、窒素置換後、スチレン〔単独重合体のSP値10.55〕1992部、アクリロニトリル〔単独重合体のSP値14.39〕168部、マレイン酸モノブチル〔単独重合体のSP値11.67〕240部、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート78部およびキシレン455部の混合溶液を175℃で3時間で滴下し重合し、さらにこの温度で30分間保持した。次いで脱溶剤を行い、樹脂(B−1)を得た。(B−1)のグラフト鎖のSP値は10.94、Tgは58℃、Mnは2950、Mwは10900であった。
製造例8<樹脂(B−2)>
温度計および攪拌機の付いたオートクレーブ反応槽中に、キシレン650部、低分子量ポリプロピレン(三洋化成工業(株)製 ビスコール440P:軟化点153℃)500部、低分子量ポリエチレン(三洋化成工業(株)製 サンワックスLEL−400:軟化点128℃)200部を入れ充分溶解し、窒素置換後、スチレン〔単独重合体のSP値10.55〕960部、アクリロニトリル〔単独重合体のSP値14.39〕240部、アクリル酸ブチル〔単独重合体のSP値9.77〕180部、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート52部およびキシレン180部の混合溶液を175℃で3時間で滴下し重合し、さらにこの温度で30分間保持した。次いで脱溶剤を行い、樹脂(B−2)を得た。(B−2)のグラフト鎖のSP値は11.14、Tgは60℃、Mnは4100、Mwは15600であった。
製造例9<樹脂(B−3)>
温度計および攪拌機の付いたオートクレーブ反応槽中に、キシレン650部、低分子量ポリプロピレン(三洋化成工業(株)製 ビスコール440P:軟化点153℃)470部、低分子量ポリエチレン(三洋化成工業(株)製 サンワックスLEL−400:軟化点128℃)180部を入れ充分溶解し、窒素置換後、スチレン〔単独重合体のSP値10.55〕315部、アクリロニトリル〔単独重合体のSP値14.39〕390部、アクリル酸ブチル〔単独重合体のSP値9.77〕150部、アクリル酸270部〔単独重合体のSP値14.04〕、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート52部およびキシレン180部の混合溶液を175℃で3時間で滴下し重合し、さらにこの温度で30分間保持した。次いで脱溶剤を行い、樹脂(B−3)を得た。(B−3)のグラフト鎖のSP値は12.56、Tgは61℃、Mnは2900、Mwは11200であった。
比較製造例1<樹脂(B−4)>
温度計および攪拌機の付いたオートクレーブ反応槽中に、キシレン400部、低分子量ポリプロピレン(三洋化成工業(株)製、ビスコール440P:軟化点153℃)50部を入れ充分溶解し、窒素置換後、スチレン782部〔単独重合体のSP値10.55〕、アクリル酸ブチル〔単独重合体のSP値9.77〕218部、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート8.5部の混合溶液を160℃で2時間で滴下し、さらに1時間保持した。次いで脱溶剤を行い、樹脂(B−4)を得た。(B−4)のグラフト鎖のSP値は10.41、Tgは57℃、Mnは8310、Mwは22900であった。
実施例1〜7、比較例1〜6<トナーバインダー(C−1〜13)>
ポリエステル樹脂(A1−1)、(A2−1)、(A2−3)、(A1−2)、(A2−2)、(A2−3)、樹脂(B−1)、(B−2)、(B−3)、および(B−4)を、表1に示す比率にてヘンシェルミキサーを用いて予備混合したのち、ロール内温度120℃の二軸混練機にて溶融混練した後室温まで冷却し、トナーバインダー(C−1)〜(C−7)と比較のトナーバインダー(C−8)〜(C−13)を得た。トナーバインダー(C)のTg、軟化点、THF不溶解分、粉砕率を表1に示す。
Figure 0005001048
実施例〔1〕〜〔7〕、比較例〔1〕〜〔6〕<トナー作成>
トナーバインダー(C−1)〜(C−7)および比較のトナーバインダー(C−8)〜(C−13)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[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、体積平均粒径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(D−1)〜(D−7)、および比較用のトナー(D−8)〜(D−13)を得た。
<トナー評価方法>
〔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。
評価例
トナー(D−1)〜(D−13)の定着評価の結果、並びにトナー化に使用したバインダーの粉砕率を表2に示す。樹脂(B)の添加量を増やした際も、トナーの定着幅は、添加量小の場合と同等の性能を示した。
Figure 0005001048
本発明のトナーバインダーを用いたトナーは、粉砕性、低温定着性、耐ホットオフセット性に優れるので、電子写真用トナーとして有用である。

Claims (5)

  1. ポリカルボン酸成分とポリオール成分とを構成成分とし、線形ポリエステル樹脂(A1)と非線形ポリエステル樹脂(A2)からなるポリエステル樹脂(A)と、ポリオレフィン樹脂(a)にSP値が10.6〜12.6(cal/cm31/2のビニル樹脂(b)がグラフトした構造を有する樹脂(B)からなり、下記粉砕率が60%以上であることを特徴とするトナーバインダー(C)。
    粉砕率:6.0〜7.0gのトナーバインダーの樹脂片3個をミルミキサー(象印社製、品番BM−FS08)で5秒間連続して2回粉砕した後、14メッシュのふるいにかけ、通過した樹脂の重量(Z)を精秤し、次式より粉砕された樹脂の質量比率を求め、この操作を3回行い平均して求めた値。
    粉砕率(%)=〔(Z)(g) / 粉砕前の樹脂総重量(g)〕×100
  2. トナーバインダー(C)中の樹脂(B)の含有量が20〜90重量%である請求項1記載のトナーバインダー。
  3. ビニル樹脂(b)が、単独重合体のSP値が11.0〜18.0(cal/cm31/2であるビニルモノマー(m)と単独重合体のSP値が8.0〜11.0未満(cal/cm31/2であるビニルモノマー(n)との共重合体である請求項1または2記載のトナーバインダー。
  4. ポリエステル樹脂(A)のポリオール成分として、炭素数2〜12のアルキレングリコール、および/またはビスフェノール類のポリオキシアルキレンエーテル(オキシアルキレン単位の数2〜30)を含有する請求項1〜3のいずれか記載のトナーバインダー。
  5. 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、並びに必要により離型剤、荷電制御剤、および流動剤から選ばれる1種以上の添加剤からなるトナー。
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