JP5001691B2 - トナー用ポリエステル樹脂の製造方法およびトナー - Google Patents
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Description
特許文献3では、イソフタル酸と無水マレイン酸等の2価のカルボン酸およびビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物等の2価のアルコールからなる不飽和ポリエステル樹脂を、重合開始剤としてジクミルパーオキサイドを用いることで架橋反応させる技術が記載されている。これにより得られる架橋ポリエステル樹脂を用いたトナーは、良好な定着性と裏汚れ現象が発生しないという特徴を有するが、有機過酸化物をポリエステル樹脂に対して0.5〜20質量部と多量に使用するため、多量の分解物がポリエステル樹脂中に残り、保存性が悪いという問題があった。
1.不飽和二重結合を有するポリエステル樹脂を、架橋反応開始剤を用いて架橋反応させることによりトナー用ポリエステル樹脂を製造する方法において、離型剤に溶解または分散させた架橋反応開始剤を用いて架橋反応を行うことを特徴とするトナー用ポリエステル樹脂の製造方法。
3.不飽和二重結合を有するポリエステル樹脂が、2種以上のポリエステル樹脂を含む、上記1または2に記載のトナー用ポリエステル樹脂の製造方法。
4.2種以上のポリエステル樹脂が、架橋反応の前に溶融混合装置により溶融混合される、上記3に記載のトナー用ポリエステル樹脂の製造方法。
6.上記1〜5のいずれかに記載した製造方法によって得られたトナー用ポリエステル樹脂を用いたトナー。
ここで、不飽和二重結合とは炭素間二重結合であり、不飽和二重結合を有するポリエステル樹脂はこれをポリエステル樹脂の主鎖および/または側鎖に有するものである。不飽和二重結合をポリエステル樹脂の主鎖および/または側鎖に有するためには、不飽和二重結合を有するカルボン酸化合物および/または不飽和二重結合を有するアルコール化合物を用いて重縮合反応をさせ、それらの化合物をポリエステル樹脂の構成成分として取り込めばよい。
また、1価のアルコール化合物としては、ベンジルアルコール等の炭素数30以下の芳香族アルコールや、ラウリルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、ベへニルアルコール等の炭素数30以下の脂肪族アルコール等が挙げられる。
また、3価以上のアルコール化合物としては、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、グリセリン等が挙げられる。
また、ポリエステル樹脂の重合安定性を得る目的で、安定剤を添加してもよい。安定剤としては、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、ヒンダードフェノール化合物などが挙げられる。
本発明においては、不飽和ポリエステル樹脂は、単独で用いてもよいし、二重結合含有量の異なるポリエステル樹脂や飽和ポリエステル樹脂を含有していてもよい。
不飽和ポリエステル樹脂の架橋反応は、ポリエステル樹脂の分子間に化学結合を形成させる反応である。
不飽和ポリエステル樹脂を架橋反応させると、その一部は、THFに溶解しない架橋密度の高い架橋成分(THF不溶分)に変化し、またその一部は、THFに溶解する架橋密度の低い架橋成分に変化し、残りは未反応のまま残存する。その結果、架橋反応させて得られた樹脂は、THF不溶分(THFに溶解しない架橋成分)とTHF可溶分(THFに溶解する架橋成分および未反応のポリエステル樹脂)を含有することとなる。そして、THF不溶分は、高密度に架橋しているため、トナーにさらに高い弾性を付与する作用を奏し、トナーの耐高温オフセット性が更に良好になる傾向にある。ただし、THF不溶分は、高密度に架橋しているためトナー材料を分散させるのが難しく、材料分散性が良好になるように架橋反応が過度に進みすぎないよう制御することが必要である。
中でも、ポリエステル樹脂中の不飽和二重結合をラジカル付加反応、カチオン付加反応、またはアニオン付加反応等によって反応させ、分子間炭素−炭素結合を生成させる反応が好ましい。
ポリエステル樹脂中の不飽和二重結合をラジカル付加反応、カチオン付加反応、またはアニオン付加反応等によって反応させ、分子間炭素−炭素結合を生成させる反応は、熱反応、光反応、酸化還元反応等により発生する活性種により進行させることができる。なかでも、熱反応が好ましく、特にラジカル反応が好ましい。ラジカル反応としては、特に制限されず、ラジカル反応開始剤を用いてもよいし、ラジカル反応開始剤を用いなくてもよい。特に、架橋反応を有効に起こさせるという点からは、ラジカル反応開始剤を使用する方法が好ましい。
ラジカル反応開始剤としては、特に制限されず、アゾ化合物や有機過酸化物が用いられる。中でも、開始剤効率が高く、シアン化合物副生成物を生成しないことから、有機過酸化物が好ましい。
ラジカル反応開始剤の使用量は、特に制限されないが、ポリエステル樹脂100質量部に対して0.01〜10質量部が好ましい。ラジカル反応開始剤の使用量が0.01質量部以上の場合に、架橋反応が進行し易くなる傾向にあり、10質量部以下の場合に、臭気が良好となる傾向にある。この使用量は、3質量部以下であることがより好ましく、1質量部以下であることがさらに好ましく、0.5質量部以下であることが特に好ましい。
本発明においては、架橋反応開始剤を高濃度で使用しないよう、架橋反応開始剤を希釈剤に溶解または分散させて希釈する。
希釈剤中の架橋反応開始剤の分散状態については、特に制限されないが、希釈剤中に架橋反応開始剤がエマルションのように微分散していてもよく、分子レベルで均一に分散していてもよい。
不飽和ポリエステル樹脂の架橋反応において、架橋反応開始剤として高濃度のラジカル反応開始剤を架橋反応に用いると、過度に高密度に架橋されたTHF不溶分が生成しやすい傾向にある。過度に高密度に架橋されたTHF不溶分は、トナー製造時に着色剤などの材料分散性不良を引き起こし、トナーの耐高温オフセット性、現像性を悪化させる。
希釈された架橋反応開始剤を用いることにより、THF不溶分の過度な高密度化を抑制することでTHF不溶分のサイズを小さくでき、トナーの材料分散性が良好になる傾向にある。
(i)ポリエステル樹脂の重合と同時に架橋反応を行う方法
(ii)一旦ポリエステル樹脂を重合した後に、架橋反応を行う方法
中でも、一旦ポリエステル樹脂を重合した後に、架橋反応を行う方法(ii)が好ましい。
架橋反応を行う装置としては、ポリエステル樹脂の重縮合工程と同様の装置を用いてもよいが、ポリエステル樹脂と架橋反応開始剤を短時間で均一に混合するという観点から、溶融混合装置が好ましい。
これらの中でも、短時間で効率よくポリエステル樹脂中に架橋反応開始剤を分散させることが可能なことから、連続溶融混合装置が好ましい。
また、重合直後の溶融状態にあるポリエステル樹脂に架橋反応開始剤を添加して架橋反応を行う場合には、溶融混合装置は重縮合反応釜に連結されていることが好ましい。
(1)緑機械工業(株)製 スルザーミキサーSMX型(SMX−15A:6エレメント、12エレメント) 配管25A (内径:27.2mm)のもの。
(2)東京日進ジャバラ(株)製 NSミキサー(WB−15A:24エレメント) 配管 15A(内径16.1mm)のもの。
(3)ノリタケカンパニー(株)製スタティックミキサー(15A:24エレメント)内径5mmのもの。
(4)(株)池貝製二軸押出機(PCM−29:L/D=30)
(5)(株)池貝製二軸押出機(PCM−30:L/D=40)
(6)東芝機械(株)製二軸押出機(TEM−37−SS−16/7V:L/D=64)
(7)(株)日本製鋼所製二軸押出機(TEX30α−63BV−14V:L/D=64)
(8)(株)プラスチック工学研究所製二軸押出機(BTN−32:L/D=64)
この方法では、GPCにおけるピーク分子量が15,000未満であるポリエステル樹脂(1)の少なくとも1種を含む、不飽和二重結合を有するポリエステル樹脂が用いられる。
トナー用結着樹脂としてピーク分子量が15,000未満であるポリエステル樹脂(1)を用いることにより、トナーの低温定着性が良好となる傾向にある。これは、ポリエステル樹脂(1)が低い温度でシャープに溶融するためと考えられる。
装置:東洋ソーダ工業(株)製、HLC8020
カラム:東洋ソーダ工業(株)製、TSKgelGMHXL(カラムサイズ:7.8mm(ID)×30.0cm(L))を3本直列に連結したもの
オーブン温度:40℃
溶離液:THF
検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、東洋ソーダ工業(株)製TSKstandard、A−500(分子量5.0×102)、A−2500(分子量2.74×103)、F−2(分子量1.96×104)、F−20(分子量1.9×105)、F−40(分子量3.55×105)、F−80(分子量7.06×105)、F−128(分子量1.09×106)、F−288(分子量2.89×106)、F−700(分子量6.77×106)、F−2000(分子量2.0×107)を用いた。
なお、溶出曲線のピーク値とは、溶出曲線が極大を示す点であり、極大値が2点以上ある場合は、溶出曲線が最大値を与える点のことである。溶離液については、特に制限されず、THF以外にもポリエステル樹脂を溶解せしめる溶媒、例えば、クロロホルム等を使用することも可能である。
ポリエステル樹脂(1)のピーク分子量は、低温定着性が得られる傾向にあることから、15,000未満であることが好ましい。このポリエステル樹脂(1)のピーク分子量の上限値は、14,000以下が好ましく、13,000以下が特に好ましい。また、ポリエステル樹脂(1)のピーク分子量の下限値は、特に制限されないが、トナーの保存性の観点から、2,000以上が好ましい。
また、ポリエステル樹脂(1)のMwは、特に制限されないが、15,000以下であることが、トナーの低温定着性の観点から好ましい。ポリエステル樹脂(1)のMwの上限値は、14,000以下が特に好ましい。また、ポリエステル樹脂(1)のMwの下限値は、特に制限されないが、トナーの保存性の観点から、4,000以上が好ましい。
(i)炭素数30以上のポリエチレンの片末端に水酸基を有する化合物。例えば、東洋ペトロライト社製ユニリンシリーズのうち、数平均分子量が438以上のもの。
(ii)炭素数30以上のポリエチレンの片末端にカルボキシル基を有する化合物。例えば、東洋ペトロライト社製ユニシッドシリーズのうち、数平均分子量が438以上のもの。
(iii)数平均分子量(Mn)=1000(炭素数約70)のポリプロピレンをベースとして、片末端をマレイン酸変性したもの。
この発明は、前記1の製造方法において、不飽和二重結合を有するポリエステル樹脂が、2種以上のポリエステル樹脂を含むことを特徴とするトナー用ポリエステル樹脂の製造方法である。
本発明において2種以上のポリエステル樹脂は、不飽和二重結合が全てのポリエステル樹脂に含有されていてもよく、少なくとも1種のポリエステル樹脂に不飽和二重結合が含有されていてもよい。THF不溶分の過度な高密度化を抑制できトナーの材料分散性が良好になる傾向にあることから、不飽和二重結合は少なくとも2種のポリエステル樹脂に含有されていることが好ましい。
ポリエステル樹脂(2)のピーク分子量(Mp)は、15,000以上が好ましく、16,000以上がより好ましく、17,500以上がさらに好ましく、20,000以上が特に好ましい。また、ポリエステル樹脂(2)のピーク分子量(Mp)の上限値は、特に制限されないが、1,000,000以下が好ましく、500,000以下がより好ましく、200,000以下が特に好ましい。
また、ポリエステル樹脂(2)の酸価は、特に制限されないが、10mgKOH/g以下であることが好ましい。ポリエステル樹脂(2)の酸価が10mgKOH/g以下の場合に、トナーの定着画像濃度が良好となる傾向にある。ポリエステル樹脂(2)の酸価の上限値は、8mgKOH/g以下がより好ましい。また、ポリエステル樹脂(2)の酸価の下限値は、特に制限されないが、0.1mgKOH/g以上が好ましい。
この発明は、前記1の製造方法において、2種以上のポリエステル樹脂が、架橋反応の前に溶融混合装置により溶融混合されることを特徴とするトナー用ポリエステル樹脂の製造方法である。
まず、2種以上のポリエステル樹脂の溶融混合について説明する。
2種以上のポリエステル樹脂を含有するポリエステル樹脂を架橋反応させる場合には、トナーの材料分散性をさらに良好にできる傾向にあることから、予め2種類以上のポリエステル樹脂を溶融混合した後に、架橋反応を行う方法が好ましい。
溶融混合工程の後の架橋反応の方法については、特に制限はされないが、2種以上のポリエステル樹脂の溶融混合を行った後、樹脂を一旦冷却し、固体状のポリエステル樹脂に架橋反応開始剤を混合し、架橋反応を行ってもよいし、2種以上のポリエステル樹脂の溶融混合を行い、ポリエステル樹脂が溶融状態で架橋反応開始剤を添加し、架橋反応を行ってもよい。
不飽和二重結合を有するポリエステル樹脂の溶融温度の下限値は、130℃以上がさらに好ましく、140℃以上が特に好ましい。
不飽和二重結合の溶融温度の上限値は、220℃以下がさらに好ましく、210℃以下がより好ましく、190℃以下が特に好ましい。
1)溶融状態にあるポリエステル樹脂に固体の架橋反応開始剤を添加
2)溶融状態にあるポリエステル樹脂に液体の架橋反応開始剤を添加
3)固体状のポリエステル樹脂に固体の架橋反応開始剤を添加
4)固体状のポリエステル樹脂に液体の架橋反応開始剤を添加
この発明は、前記1の製造方法において、離型剤で希釈された架橋反応開始剤の希釈率(架橋反応開始剤と離型剤との質量比率)が0.1/99〜50/50であることを特徴とするトナー用ポリエステル樹脂の製造方法である。
離型剤で希釈された架橋反応開始剤の希釈率について説明する。
離型剤で希釈された架橋反応開始剤の希釈率とは、架橋反応開始剤と離型剤との質量比率のことである。架橋反応開始剤の希釈率が0.1/99.9以上である場合に架橋反応を効率よく起こさせることができる傾向にあり、また50/50以下である場合に自己誘発分解を抑制できる傾向にある。
さらに、離型剤で希釈された架橋反応開始剤の希釈率が上記範囲にある場合、架橋反応装置内における離型剤の離型効果が作用により、THF不溶分の滞留が抑制され、THF不溶分が過度に高密度化しにくくなる傾向にあるため、トナーの材料分散性がより良好になる傾向にある。架橋反応開始剤の希釈率の上限値は、20/80がさらに好ましく、10/90がより好ましく、5/95が特に好ましい。
この発明は、前記1〜5の製造方法によって得られたトナー用ポリエステル樹脂を用いたトナーである。
本発明のトナーは、前記1〜5の製造方法によって製造されたトナー用ポリエステル樹脂、離型剤および着色剤を溶融混練して得られるトナーである。
本発明のトナーは、前述のポリエステル樹脂、離型剤および着色剤を含有するものであるが、必要に応じて、荷電制御剤、流動改質剤、磁性体等の各種添加剤を含有していてもよい。
荷電制御剤の含有量は、特に制限されないが、トナー全量中0.25〜5質量部であることが好ましい。この含有量が0.25質量部以上の場合に、トナーの帯電量が充分なレベルとなる傾向にあり、5質量部以下の場合に、荷電制御剤の凝集による帯電量の低下が抑制される傾向にある。
流動性改質剤の含有量は、特に制限されないが、トナー全量中0.05〜10質量部であることが好ましい。この含有量が0.05質量部以上の場合に、トナーの流動性改質効果が充分に得られる傾向にあり、10質量部以下の場合に、トナーの耐久性が良好となる傾向にある。
磁性1成分現像剤として用いる場合には磁性体を含有し、磁性体としては、例えば、フェライト、マグネタイト等の、鉄、コバルト、ニッケル等を含む強磁性の合金の他、化合物や強磁性元素を含まないが適当に熱処理することによって強磁性を表すようになる合金、例えば、マンガン−銅−アルミニウム、マンガン−銅−スズ等のマンガンと銅とを含む所謂ホイスラー合金、二酸化クロム等が挙げられる。
これらの磁性体の含有量は、特に制限されないが、磁性トナーの場合には、トナー全量中40〜60質量部であることが好ましい。磁性体の含有量が40質量部以上の場合に、トナーの帯電量が充分なレベルとなる傾向にあり、60質量部以下の場合に、トナーの定着性が良好となる傾向にある。
本発明のトナーは、上述のトナー用ポリエステル樹脂、離型剤および着色剤、並びに所望に応じて、荷電制御剤、流動改質剤、磁性体等の添加剤を混合した後、二軸押出機などで溶融混練し、粗粉砕、微粉砕、分級を行い、必要に応じて流動改質剤の外添処理等を行って製造することができる。
特に、混練工程においては、押出機のシリンダー内温度がポリエステル樹脂の軟化温度よりも高くなるような温度で混練するのが好ましい。また、上記工程において、微粉砕〜分級後にトナー粒子を球形にするなどの処理を行ってもよい。
なお、本発明においては、ポリエステル樹脂(1)とポリエステル樹脂(2)とを含有するトナー用ポリエステル樹脂の架橋反応を、トナーの溶融混練工程において行ってもよい。
(1)ポリエステル樹脂評価方法
1)軟化温度
フローテスターCFT−500(島津製作所(株)製)を用い、1mmφ×10mmのノズルにより、荷重294N(30Kgf)、予熱時間5分、昇温速度3℃/分で測定した時、サンプル1.0g中の1/2が流出した温度を軟化温度とした。
試料約0.2gを枝付き三角フラスコ内に精秤し(A(g))、ベンジルアルコール10mlを加え、窒素雰囲気下として230℃のヒーターにて15分間加熱しポリエステル樹脂を溶解した。室温まで放冷後、ベンジルアルコール10ml、クロロホルム20ml、フェノールフタレイン数滴を加え、0.02規定のKOH溶液にて滴定した(滴定量=B(ml)、KOH溶液の力価=f)。ブランク測定を同様に行い(滴定量=C(ml))、以下の式に従って算出した。
酸価(mgKOH/g)={(B−C)×0.02×56.11×f}/A
示差走差熱量計(DSC測定装置)DSC−60(島津製作所(株)製)を用い、測定試料10mgを精秤してこれをアルミパンに入れ、リファレンスとしてアルミナを入れたアルミパンを用い、昇温速度5℃/分で測定した時、チャートのベースラインとガラス転移温度近傍にある吸熱カーブの接線との交点の温度をガラス転移温度とした。
GPC法により、得られた溶出曲線のピーク値に相当する保持時間から、ピーク分子量(Mp)を標準ポリスチレン換算により求めた。なお、溶出曲線のピーク値とは、溶出曲線が極大を示す点であり、極大値が2点以上ある場合は、溶出曲線が最大値を与える点のことである。
装置:東洋ソーダ工業(株)製、HLC8020
カラム:東洋ソーダ工業(株)製、TSKgelGMHXL(カラムサイズ:7.8mm(ID)×30.0cm(L))を3本直列に連結
オーブン温度:40℃
溶離液:THF
試料濃度:4mg/10mL
濾過条件:0.45μmテフロン(登録商標)メンブレンフィルターで試料溶液を濾過
流速:1mL/分
注入量:0.1mL
検出器:RI
検量線作成用標準ポリスチレン試料:東洋ソーダ工業(株)製TSK standard、A−500(分子量5.0×102)、A−2500(分子量2.74×103)、F−2(分子量1.96×104)、F−20(分子量1.9×105)、F−40(分子量3.55×105)、F−80(分子量7.06×105)、F−128(分子量1.09×106)、F−288(分子量2.89×106)、F−700(分子量6.77×106)、F−2000(分子量2.0×107)。
内径3.5cmの円筒状のガラスろ過器1GP100(柴田化学社製)に、セライト545(キシダ化学社製)を約2g入れ、セライト545の層の高さが変化しなくなるまで、ガラスろ過器をコルク台に軽くたたきつけた。この操作を4回繰り返して、セライト545の層の高さがフィルター面から2cmとなるように、ガラスろ過器へセライト545を充填した。このセライト545が充填されたガラスろ過器を105℃で3時間以上乾燥させて、その重さを秤量した(Yg)。次いで、サンプル約0.5gを三角フラスコ内に入れて精秤し(Xg)、次いでTHF50mlを加え、70℃のウォーターバスにて3時間加熱して、THF還流下でサンプルを溶解させた。この溶液を上記セライト545が充填されたガラスろ過器へ投入し、吸引ろ過した。THF不溶分を捕捉したガラスろ過器を80℃で3時間以上乾燥させて、その重さを秤量し(Zg)、以下の式に従ってTHF不溶分を算出した。
THF不溶分={(Z−Y)/X}×100(質量%)
1)定着特性:耐高温オフセット性
複写機「PAGEPREST N4−612 II」(カシオ電子工業社製)を改造した装置を用い、未定着画像を画出し、定着温度領域のテストを行った。ここで用いた定着ローラーは、シリコーンオイルが塗布されていない定着ローラーであり、ニップ幅3mm、線速30mm/分に設定したものである。熱ローラー設定温度を5℃ずつ上昇させ、A4普通紙(大昭和製紙製:BM64T)の上部に印刷した1%の印字比率のベタ画像がローラーに付着し、紙の下余白部分を汚すかどうかを目視にて確認し、汚れの生じない最高の設定温度を最高定着温度とし、以下の基準で判定した。
◎+(極めて良好):最高定着温度が200℃以上
◎(非常に良好) :最高定着温度が190℃以上200℃未満
○+(良好) :最高定着温度が180℃以上190℃未満
○(使用可能) :最高定着温度が170℃以上180℃未満
×(劣る) :最高定着温度が170℃未満
上記の測定に準じて、複写、定着処理を前記熱ローラーの設定温度を5℃ずつ低下させながら100℃まで繰り返し、この定着画像について擦り試験を行い、定着率が90%を超える温度を最低定着温度とした。
定着率は、上記定着温度幅評価に使用した印刷用紙を用い、印刷部分を折り曲げて加重5kg/cm2をかけた後、セロハン(登録商標)テープ(日東電工包装システム社製、品番:N.29)を貼って剥がし、この操作の前後における印刷部分の光量をマクベス光量計にて測定し、その測定値から定着率を算出した。
定着率(%)={(セロハン(登録商標)テープ剥離試験後の光量)/(試験前の光量)}×100(%)
◎+(極めて良好):最低定着温度が120℃以下
◎(非常に良好) :最低定着温度が120℃を超えて以上130℃以下
○+(良好) :最低定着温度が130℃を超えて140℃以下
○(使用可能) :最低定着温度が140℃を超えて150℃以下
×(劣る) :最低定着温度が150℃を超える
最高定着温度と最低定着温度の差を定着温度幅とし、以下の基準で判定した。
◎(非常に良好):定着温度幅が70℃以上
○+(良好) :定着温度幅が60℃以上70℃未満
○(使用可能) :定着温度幅が50℃以上60℃未満
×(劣る) :定着温度幅が50℃未満
トナーを約5g秤量してサンプル瓶に投入し、これを45℃に保温された乾燥機に約24時間放置し、トナーの凝集程度を評価して耐ブロッキング性の指標とした。評価基準を以下の通りとした。
◎(良好) :サンプル瓶を逆さにするだけで分散する
○(使用可能):サンプル瓶を逆さにし、2〜3回叩くと分散する
×(劣る) :サンプル瓶を逆さにし、4〜5回以上叩くと分散する
評価機としてSPEEDIA N5300(カシオ電子工業社製)を使用し、2%の印字比率の未定着画像を画出した以外は定着特性の評価方法と同じ条件で印刷を5,000枚行った後、帯電部材の汚染の有無および定着画像の欠損の有無について観察を行った。
◎(非常に良好):部材の汚染は全くなく、画像欠損は全く発生していない
○+(良好) :わずかに部材の汚染はあるが、画像欠損は全く発生していない
○(使用可能):部材汚染があり、画像欠損もわずかに発生しているが、問題ないレベル
×(劣る) :部材汚染がひどく、画像欠損も目立つレベル
トナー溶融混練物をミクロトーム(ミクローム社製HM 330)を用いて切断し、1〜3μm程度の観察用薄片を作製した。この観察用薄片を、金属顕微鏡((株)ニコン製エクリプスME600L)を用いて観察した。観察視野中の未着色部分の大きさを材料分散性の判定基準とした。この未着色部分は、結着樹脂由来の過度に高密度化されたTHF不溶分である。このような未着色部分には着色剤が存在しておらず、未着色部分が多い、またはその部分のサイズが大きいということは材料分散性が悪いということを示す。
◎(非常に良好):未着色部分が全く存在しない
○+(良好) :5μm以下の大きさの未着色部分が存在する
○(使用可能) :5〜10μm程度の大きさの未着色部分が存在する
×(劣る) :10μm以上の大きさの未着色部分が存在する
酸成分としてテレフタル酸90モル部およびフマル酸10モル部、アルコール成分としてエチレングリコールを45モル部およびネオペンチルグリコールを60モル部、また全酸成分に対して1000ppmのトリブチルスズオキシドを蒸留塔備え付けの反応容器に投入した。次いで、昇温を開始し、反応系内の温度が260℃になるように加熱し、この温度を保持し、反応系からの水の留出がなくなるまでエステル化反応を行い、反応物を取り出し冷却して、ポリエステル樹脂(1a)を得た。ポリエステル樹脂(1a)の特性値を表1に示す。
モノマー組成を表1のように変更した以外は合成例1と同様の方法でポリエステル樹脂の合成を行い、ポリエステル樹脂(1b)を得た。
酸成分としてテレフタル酸80モル部およびフマル酸20モル部、アルコール成分としてエチレングリコールを80モル部および1,4−シクロヘキサンジメタノールを40モル部、また全酸成分に対して1500ppmの三酸化アンチモンと、全酸成分に対して2000ppmのヒンダードフェノール化合物(旭電化工業(株)製AO−60)とを合成例1と同様の反応容器に投入した。次いで、昇温を開始し、反応系内の温度が260℃になるように加熱し、この温度を保持し、反応系からの水の留出がなくなるまでエステル化反応を継続した。次いで、反応系内の温度を225℃とし、反応容器内を減圧し、反応系からジオール成分を留出させながら縮合反応を実施した。反応とともに反応系の粘度が上昇し、攪拌翼のトルクが所望の軟化温度を示す値となるまで反応を行った。そして、所定のトルクを示した時点で反応物を取り出し冷却して、ポリエステル樹脂(2a)を得た。ポリエステル樹脂(2a)の特性値を表1に示す。
離型剤(日本精鑞(株)製SP−0160)98質量部を75℃に加熱し溶融させ、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)へキサン2質量部を添加し、得られた混合物を冷却し、粉砕して、離型剤で希釈された架橋反応開始剤(I)を調製した。
ポリエステル樹脂(1b)85質量部とポリエステル樹脂(2a)15質量部を二軸押出機((株)池貝製PCM−29:L/D=30)に供給し、外温設定180℃、約1.5分の滞在時間で溶融混合し、冷却後粉砕した。
この粉砕物に離型剤で希釈された架橋反応開始剤(I)を5質量部混合し、二軸押出機に供給し、外温設定180℃、約3分の滞在時間で架橋反応を行い、ポリエステル樹脂(3a−1)を得た。ポリエステル樹脂(3a−1)の特性値を表3に示す。
ポリエステル樹脂(3a−1)96質量部、着色剤としてキナクリドン顔料(クラリアント社製E02)3質量部および負帯電性の荷電制御剤LR−147(日本カートリット社製)1質量部を混合し、二軸押出機を用いて外温設定160℃、滞在時間1分として溶融混練し、粗粉砕後、ジェットミル型粉砕機で微粉砕し、分級機で平均粒径5μmの微粉末を得た。得られた微粉末に対して、0.2質量部となるようにシリカ(日本エアロジル社製R−972)を加え、ヘンシェルミキサーで混合し付着させ、トナー1を得た。このトナーを非磁性1成分乾式複写機に実装し、その性能を評価した。トナーの評価結果を表4に示す。
離型剤(日本精鑞(株)製SP−0160)90質量部を75℃に加熱し溶融させ、ジクミルパーオキサイド10質量部を添加し、得られた混合物を冷却、粉砕して、離型剤で希釈された架橋反応開始剤(II)を調製した。
ポリエステル樹脂(1b)をポリエステル樹脂(1a)とし、離型剤で希釈された架橋反応開始剤(I)を離型剤で希釈された架橋反応開始剤(II)を1質量部としたこと以外は、実施例1と同様の方法で架橋反応を行い、ポリエステル樹脂(3a−2)を得た。ポリエステル樹脂(3a−2)の特性値を表3に示す。
ポリエステル樹脂(3a−2)94質量部、キナクリドン顔料(クラリアント社製E02)3質量部、カルナバワックス2質量部および負帯電性の荷電制御剤LR−147(日本カートリット社製)1質量部としたこと以外は実施例1と同様の方法でポリエステル樹脂(3a−2)のトナー化を行い、トナー2を得た。トナー2の評価結果を表4に示す。
ポリエステル樹脂(1a)85質量部とポリエステル樹脂(2a)15質量部を二軸押出機((株)池貝製PCM−30:L/D=40)を用いて架橋反応を行った。この二軸押出機は前半部と後半部にニーディングディスクを設け、中央部から架橋反応開始剤を添加できるように改造したものである。前半部では外温設定150℃、約2分間の滞在時間で、ポリエステル樹脂(1a)とポリエステル樹脂(2a)を溶融混合し、中央部から75℃で溶融させた離型剤で希釈された架橋反応開始剤(II)を1質量部添加し、後半部では外温設定180℃、約2分間の滞在時間で、ポリエステル樹脂(1a)とポリエステル樹脂(2a)の混合体と離型剤で希釈された架橋反応開始剤(II)を混合しながら架橋反応を行い、ポリエステル樹脂(3a−3)を得た。ポリエステル樹脂(3a−3)の特性値を表3に示す。
ポリエステル樹脂(3a−3)のトナー化を実施例2と同様の方法で行い、トナー3を得た。トナー3の評価結果を表4に示す。
スタティックミキサー(緑機械工業(株)製スルザーミキサーSMX−15A)を用いて約3分間の滞在時間と外温設定200℃で、ポリエステル樹脂(1a)とポリエステル樹脂(2a)の溶融混合を行ったこと以外は実施例2と同様の方法で架橋反応を行い、ポリエステル樹脂(3a−4)を得た。ポリエステル樹脂(3a−4)の特性値を表3に示す。
ポリエステル樹脂(3a−4)のトナー化を実施例2と同様の方法で行い、トナー4を得た。トナー4の評価結果を表4に示す。
ポリエステル樹脂(1a)とポリエステル樹脂(2a)の溶融混合を行わなかった以外は実施例3と同様の方法で架橋反応を行い、ポリエステル樹脂(3a−5)を得た。ポリエステル樹脂(3a−5)の特性値を表3に示す。
ポリエステル樹脂(3a−5)のトナー化を実施例2と同様の方法で行い、トナー5を得た。トナー5の評価結果を表4に示す。
ポリエステル樹脂(1a)85質量部とポリエステル樹脂(2a)15質量部の代わりにポリエステル樹脂(1a)100質量部を用い、離型剤で希釈された架橋反応開始剤(II)2.5質量部を用いて、実施例5と同様の方法で架橋反応を行い、ポリエステル樹脂(3a−6)を得た。ポリエステル樹脂(3a−6)の特性値を表3に示す。
ポリエステル樹脂(3a−6)95.5質量部、キナクリドン顔料(クラリアント社製E02)3質量部、カルナバワックス0.5質量部および負帯電性の荷電制御剤LR−147(日本カートリット社製)1質量部としたこと以外は実施例1と同様の方法でポリエステル樹脂(3a−6)のトナー化を行い、トナー6を得た。トナー6の評価結果を表4に示す。
架橋反応開始剤として離型剤で希釈していないジクミルパーオキサイド0.1質量部を用いたこと以外は実施例5と同様の方法で架橋反応を行い、ポリエステル樹脂(3a−7)を得た。ポリエステル樹脂(3a−7)の特性値を表3に示す。
ポリエステル樹脂(3a−7)を93質量部、カルナバワックスを3質量部としたこと以外は実施例2と同様の方法でトナー化を行い、トナー7を得た。トナー7の評価結果を表4に示す。
架橋反応開始剤としてベンゾイルパーオキサイド(架橋反応開始剤と希釈剤との質量比率)=75/25)を0.4質量部用いたこと以外は比較例1と同様の方法で架橋反応を行い、ポリエステル樹脂(3a−8)を得た。ポリエステル樹脂(3a−8)の特性値を表3に示す。
ポリエステル樹脂(3a−8)のトナー化を比較例1と同様の方法で行い、トナー8を得た。トナー8の評価結果を表4に示す。
ポリエステル樹脂(1a)85質量部とポリエステル樹脂(2a)15質量部の代わりにポリエステル樹脂(1a)100質量部を用い、離型剤で希釈されていないジクミルパーオキサイド0.25質量部を用いて、比較例1と同様の方法で架橋反応を行い、ポリエステル樹脂(3a−9)を得た。ポリエステル樹脂(3a−9)の特性値を表3に示す。
ポリエステル樹脂(3a−9)のトナー化を比較例1と同様の方法で行い、トナー9を得た。トナー9の評価結果を表4に示す。
Claims (6)
- 不飽和二重結合を有するポリエステル樹脂を、架橋反応開始剤を用いて架橋反応させることによりトナー用ポリエステル樹脂を製造する方法において、離型剤に溶解または分散させた架橋反応開始剤を用いて架橋反応を行うことを特徴とするトナー用ポリエステル樹脂の製造方法。
- 不飽和二重結合を有するポリエステル樹脂が、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにおけるピーク分子量が15,000未満であるポリエステル樹脂(1)を少なくとも1種含む、請求項1に記載のトナー用ポリエステル樹脂の製造方法。
- 不飽和二重結合を有するポリエステル樹脂が、ピーク分子量が異なる2種以上のポリエステル樹脂を含む、請求項1または2に記載のトナー用ポリエステル樹脂の製造方法。
- 2種以上のポリエステル樹脂が、架橋反応の前に溶融混合装置により溶融混合される、請求項3に記載のトナー用ポリエステル樹脂の製造方法。
- 離型剤に溶解または分散させた架橋反応開始剤の、架橋反応開始剤と離型剤との質量比率が0.1/99.9〜50/50である、請求項1〜4のいずれかに記載のトナー用ポリエステル樹脂の製造方法。
- 請求項1〜5のいずれかに記載した製造方法によって得られたトナー用ポリエステル樹脂を用いたトナー。
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