JP5553941B2 - トナーバインダーおよびトナー - Google Patents
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Description
本発明は電子写真、静電記録、静電印刷等に用いられるトナーバインダーおよびトナーに関する。
複写機、プリンター等における画像の定着方式として一般的に採用されている熱定着方式用の電子写真用トナーバインダーは、高い定着温度でもトナーが熱ロールに融着せず(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)や、微粒子としての保存安定性(耐ブロッキング性)などが求められる。
これらトナーの定着性能を向上させる目的で、低温度域、高温度域それぞれに特化した非相溶樹脂をマトリックス相とドメイン相として用いることが従来より知られている。また、その非相溶樹脂を相溶化させる相溶化剤を含有させる方法がスチレン系重合体のようなビニル系樹脂において提案されている(特許文献1等)。
また、耐ブロッキング性、特に高温高湿環境下での保存安定性に関する耐ブロッキング性を向上させる目的で、1,2−プロピレングリコールとネオペンチルグリコール等の特定のポリオール成分を用いて得られるポリエステル樹脂からなり、SP値やHLB値の範囲を考慮しないトナーバインダーが提案されている(特許文献2等)。
これらトナーの定着性能を向上させる目的で、低温度域、高温度域それぞれに特化した非相溶樹脂をマトリックス相とドメイン相として用いることが従来より知られている。また、その非相溶樹脂を相溶化させる相溶化剤を含有させる方法がスチレン系重合体のようなビニル系樹脂において提案されている(特許文献1等)。
また、耐ブロッキング性、特に高温高湿環境下での保存安定性に関する耐ブロッキング性を向上させる目的で、1,2−プロピレングリコールとネオペンチルグリコール等の特定のポリオール成分を用いて得られるポリエステル樹脂からなり、SP値やHLB値の範囲を考慮しないトナーバインダーが提案されている(特許文献2等)。
しかし、近年、複写機・プリンターのカラー化・高速・高信頼性・コンパクト・低コスト・省エネがますます求められている。特に、環境負荷低減(省エネ)の要求から、トナーのさらなる低温定着性と耐ブロッキング性の両立、および、さらに帯電特性に優れた樹脂が要望されており、対応が急務である。
また、従来のマトリックス相とドメイン相とからなるトナーは、定着性(低温定着性と耐ホットオフセット性のバランス)と保存安定性のすべてを十分に満たすものではなく、近年の高速機や小型の電子複写機を用いる場合には、特に広範囲な定着温度幅が要求されている。
本発明の目的は、トナーとして使用したときの定着温度幅の増大と高温高湿下での耐ブロッキング性、帯電特性に優れたトナーバインダーおよびトナーを提供することにある。
また、従来のマトリックス相とドメイン相とからなるトナーは、定着性(低温定着性と耐ホットオフセット性のバランス)と保存安定性のすべてを十分に満たすものではなく、近年の高速機や小型の電子複写機を用いる場合には、特に広範囲な定着温度幅が要求されている。
本発明の目的は、トナーとして使用したときの定着温度幅の増大と高温高湿下での耐ブロッキング性、帯電特性に優れたトナーバインダーおよびトナーを提供することにある。
本発明者らは、これらの問題点を解決するべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。
すなわち本発明は、下記2発明である。
[I] カルボン酸成分(x)とアルコール成分(y)とが重縮合されてなる2種以上のポリエステル樹脂で構成されるポリエステル樹脂(P)を含有するトナーバインダーであって、(P)の少なくとも1種(P1)がアルコール成分(y)中にビスフェノールAのエチレンオキサイド2〜4モル付加物(y1)を30〜100モル%含有し、かつ少なくとも1種(P2)がアルコール成分(y)中に炭素数2〜4の脂肪族ジオール(y2)を50〜95モル%含有する(P1)以外のものであり、(P)が次の式(1)および(2)を満たすトナーバインダーであって、ポリエステル樹脂(P1)および/または(P2)が、末端水酸基がモノカルボン酸(x1)によりエステル化されたもの、末端カルボキシル基がモノオールによりエステル化されたもの、および末端水酸基がビニル基に変性されたものからなる群から選らばれる少なくとも1種であるトナーバインダー。
11.5≦(P)のSP値[(cal/cm3)1/2]≦13.0 ・・・(1)
5.2≦(P)のHLB値〔小田法による〕≦7.1 ・・・(2)
[II] 上記のトナーバインダー、着色剤、並びに、必要により離型剤、荷電制御剤、および流動化剤から選ばれる1種以上の添加剤を含有するトナー。
すなわち本発明は、下記2発明である。
[I] カルボン酸成分(x)とアルコール成分(y)とが重縮合されてなる2種以上のポリエステル樹脂で構成されるポリエステル樹脂(P)を含有するトナーバインダーであって、(P)の少なくとも1種(P1)がアルコール成分(y)中にビスフェノールAのエチレンオキサイド2〜4モル付加物(y1)を30〜100モル%含有し、かつ少なくとも1種(P2)がアルコール成分(y)中に炭素数2〜4の脂肪族ジオール(y2)を50〜95モル%含有する(P1)以外のものであり、(P)が次の式(1)および(2)を満たすトナーバインダーであって、ポリエステル樹脂(P1)および/または(P2)が、末端水酸基がモノカルボン酸(x1)によりエステル化されたもの、末端カルボキシル基がモノオールによりエステル化されたもの、および末端水酸基がビニル基に変性されたものからなる群から選らばれる少なくとも1種であるトナーバインダー。
11.5≦(P)のSP値[(cal/cm3)1/2]≦13.0 ・・・(1)
5.2≦(P)のHLB値〔小田法による〕≦7.1 ・・・(2)
[II] 上記のトナーバインダー、着色剤、並びに、必要により離型剤、荷電制御剤、および流動化剤から選ばれる1種以上の添加剤を含有するトナー。
本発明のトナーバインダーを用いることにより、定着温度幅の増大と高温高湿下での耐ブロッキング性、帯電特性(飽和帯電量、帯電の立ち上がり性、帯電安定性)に優れたトナーを提供することが可能となった。
以下、本発明を詳述する。
本発明のトナーバインダーは、カルボン酸成分(x)とアルコール成分(y)とが重縮合されて得られる2種以上のポリエステル樹脂で構成されるポリエステル樹脂(P)を含有する。
ポリエステル樹脂(P)は、定着性と高温高湿下での耐ブロッキング性の観点から、その少なくとも1種(P1)が、アルコール成分(y)中にビスフェノールAのエチレンオキサイド(以下EOと略記する)2〜4モル付加物(y1)を30〜100モル%含有し、かつ少なくとも1種(P2)がアルコール成分(y)中に炭素数2〜4の脂肪族ジオール(y2)を50〜95モル%含有し、(P2)が(P1)以外のもの〔すなわち、(y)中に30〜100モル%の(y1)を含有しないもの〕である必要がある。(P1)と(P2)は、それぞれ2種以上を併用してもよい。
また、ポリエステル樹脂(P)は、トナーとして使用したときの定着温度幅の観点から、線形ポリエステル樹脂(A)と非線形ポリエステル樹脂(B)とで構成されるのが好ましい。(A)および(B)は、それぞれ2種以上併用してもよい。
ポリエステル樹脂(P)が線形ポリエステル樹脂(A)と非線形ポリエステル樹脂(B)とで構成される場合、(A)および/または(B)が(P1)を含有する必要があり、かつ(A)および/または(B)が(P2)を含有する必要がある。定着性の観点から(A)が(P1)であることが好ましく、(B)が(P2)であることがさらに好ましい。
本発明のトナーバインダーは、カルボン酸成分(x)とアルコール成分(y)とが重縮合されて得られる2種以上のポリエステル樹脂で構成されるポリエステル樹脂(P)を含有する。
ポリエステル樹脂(P)は、定着性と高温高湿下での耐ブロッキング性の観点から、その少なくとも1種(P1)が、アルコール成分(y)中にビスフェノールAのエチレンオキサイド(以下EOと略記する)2〜4モル付加物(y1)を30〜100モル%含有し、かつ少なくとも1種(P2)がアルコール成分(y)中に炭素数2〜4の脂肪族ジオール(y2)を50〜95モル%含有し、(P2)が(P1)以外のもの〔すなわち、(y)中に30〜100モル%の(y1)を含有しないもの〕である必要がある。(P1)と(P2)は、それぞれ2種以上を併用してもよい。
また、ポリエステル樹脂(P)は、トナーとして使用したときの定着温度幅の観点から、線形ポリエステル樹脂(A)と非線形ポリエステル樹脂(B)とで構成されるのが好ましい。(A)および(B)は、それぞれ2種以上併用してもよい。
ポリエステル樹脂(P)が線形ポリエステル樹脂(A)と非線形ポリエステル樹脂(B)とで構成される場合、(A)および/または(B)が(P1)を含有する必要があり、かつ(A)および/または(B)が(P2)を含有する必要がある。定着性の観点から(A)が(P1)であることが好ましく、(B)が(P2)であることがさらに好ましい。
以下において、アルコール成分(y)中にビスフェノールAのEO2〜4モル付加物(y1)を30〜100モル%含有する(P1)に該当する線形ポリエステル樹脂(A)を線形ポリエステル樹脂〔P1(A)〕、(P1)に該当する非線形ポリエステル樹脂(B)を非線形ポリエステル樹脂〔P1(B)〕、アルコール成分(y)中に炭素数2〜4の脂肪族ジオール(y2)を50〜95モル%含有する(P2)に該当する線形ポリエステル樹脂(A)を線形ポリエステル樹脂〔P2(A)〕、(P2)に該当する非線形ポリエステル樹脂(B)を非線形ポリエステル樹脂〔P2(B)〕と記載する場合がある。
線形ポリエステル樹脂(A)を構成するアルコール成分(y)としては、ジオール、3〜8価もしくはそれ以上のポリオール、およびモノオールが挙げられる。
ジオールとしては、炭素数2〜4の脂肪族ジオール(y2)(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、およびジエチレングリコール等)、炭素数5〜36の脂肪族ジオール(ネオペンチルグリコール、2,3−ジメチルブタン−1,4−ジオール、1,6−ヘキサンジオール、および1,8−オクタンジオール等);炭素数5〜36のアルキレンエーテルグリコール(トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリ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(オキシエチレン、オキシプロピレン等)、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、2種以上を併用してもよい。
これらのうち好ましいものはビスフェノール類(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)であり、さらに好ましいものはビスフェノールAのEO2〜4モル付加物(y1)であり、特に好ましいものは純度が85%以上であるビスフェノールAのEO2モル付加物(y11)である。
ジオールとしては、炭素数2〜4の脂肪族ジオール(y2)(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、およびジエチレングリコール等)、炭素数5〜36の脂肪族ジオール(ネオペンチルグリコール、2,3−ジメチルブタン−1,4−ジオール、1,6−ヘキサンジオール、および1,8−オクタンジオール等);炭素数5〜36のアルキレンエーテルグリコール(トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリ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(オキシエチレン、オキシプロピレン等)、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、2種以上を併用してもよい。
これらのうち好ましいものはビスフェノール類(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)であり、さらに好ましいものはビスフェノールAのEO2〜4モル付加物(y1)であり、特に好ましいものは純度が85%以上であるビスフェノールAのEO2モル付加物(y11)である。
3〜8価もしくはそれ以上のポリオールとしては、炭素数3〜36の3〜8価も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も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、2種以上を併用してもよい。
これら3〜8価もしくはそれ以上のポリオールのうち好ましいものは、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。
これら3〜8価もしくはそれ以上のポリオールのうち好ましいものは、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。
モノオールとしては、炭素数1〜30のアルカノール(メタノール、エタノール、イソプロパノール、ドデシルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール等)等が挙げられる。
これらモノオールのうち好ましいものは炭素数8〜24のアルカノールであり、さらに好ましくはドデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ステアリルアルコール、およびこれらの併用である。
これらモノオールのうち好ましいものは炭素数8〜24のアルカノールであり、さらに好ましくはドデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ステアリルアルコール、およびこれらの併用である。
線形ポリエステル樹脂(A)が線形ポリエステル樹脂〔P1(A)〕である場合、〔P1(A)〕を構成するアルコール成分(y)としては、必須構成成分である、ビスフェノールAのEO2〜4モル付加物(y1)の他、(y1)以外のジオール、3〜8価もしくはそれ以上のポリオール、およびモノオール等が挙げられる。
通常、市販のビスフェノールAのEO2〜4モル付加物には、EO2〜4モル付加物以外に、未反応ビスフェノールA、EO1モル付加物及びEO5モル以上付加物が不純物として少量含有される。
本発明において、ビスフェノールAのEO2〜4モル付加物(y1)とは、下記方法による測定でEO付加物全体(未反応ビスフェノールA、EO1モル付加物、EO2〜4モル付加物及びEO5モル以上付加物を含む)に対して、EO2〜4モル付加物が80%以上含有するものと定義する。
また、例えば、ビスフェノールAのEO2モル付加物とは、下記方法による測定でEO付加物全体(未反応ビスフェノールA、EO1モル付加物、EO2モル付加物及びEO3モル以上付加物を含む)に対して、EO2モル付加物が60%以上含有するものと定義し、ビスフェノールAのEO3モル付加物とは、下記方法による測定でEO付加物全体(未反応ビスフェノールA、EO1〜2モル付加物、EO3モル付加物及びEO4モル以上付加物を含む)に対して、EO3モル付加物が60%以上含有するものと定義する。ビスフェノールAのEO4モル付加物についても同様である。
なお、ビスフェノールAのEO2モル付加物、EO3モル付加物及びEO4モル付加物は、通常上記のビスフェノールAのEO2〜4モル付加物(y1)の定義も満たすので、(y1)に該当する。
本発明において、ポリエステル樹脂(P1)に用いるビスフェノールAのEO2〜4モル付加物(y1)としてビスフェノールAのEO2モル付加物を用いる場合、その純度(2モル付加物の含有量)は、保存安定性の観点から85%以上が好ましく、さらに好ましくは90%以上である。また、ビスフェノールAのEO2〜4モル付加物(y1)中のビスフェノールAのEO1モル付加物の含有量は、保存安定性の観点から1.5%以下が好ましく、更に好ましくは1.2%以下である。
純度が85%以上であるビスフェノールAのEO2モル付加物(y11)を用いると、保存安定性が特に良好である。
本発明において、ビスフェノールAのEO2〜4モル付加物(y1)とは、下記方法による測定でEO付加物全体(未反応ビスフェノールA、EO1モル付加物、EO2〜4モル付加物及びEO5モル以上付加物を含む)に対して、EO2〜4モル付加物が80%以上含有するものと定義する。
また、例えば、ビスフェノールAのEO2モル付加物とは、下記方法による測定でEO付加物全体(未反応ビスフェノールA、EO1モル付加物、EO2モル付加物及びEO3モル以上付加物を含む)に対して、EO2モル付加物が60%以上含有するものと定義し、ビスフェノールAのEO3モル付加物とは、下記方法による測定でEO付加物全体(未反応ビスフェノールA、EO1〜2モル付加物、EO3モル付加物及びEO4モル以上付加物を含む)に対して、EO3モル付加物が60%以上含有するものと定義する。ビスフェノールAのEO4モル付加物についても同様である。
なお、ビスフェノールAのEO2モル付加物、EO3モル付加物及びEO4モル付加物は、通常上記のビスフェノールAのEO2〜4モル付加物(y1)の定義も満たすので、(y1)に該当する。
本発明において、ポリエステル樹脂(P1)に用いるビスフェノールAのEO2〜4モル付加物(y1)としてビスフェノールAのEO2モル付加物を用いる場合、その純度(2モル付加物の含有量)は、保存安定性の観点から85%以上が好ましく、さらに好ましくは90%以上である。また、ビスフェノールAのEO2〜4モル付加物(y1)中のビスフェノールAのEO1モル付加物の含有量は、保存安定性の観点から1.5%以下が好ましく、更に好ましくは1.2%以下である。
純度が85%以上であるビスフェノールAのEO2モル付加物(y11)を用いると、保存安定性が特に良好である。
なお、本発明における、ビスフェノールAのEO付加物中のビスフェノールAのEO2〜4モル付加物の含有量、ビスフェノールAのEO2モル付加物(y11)の純度、およびビスフェノールAのEO2〜4モル付加物(y1)中のビスフェノールAのEO1モル付加物の含有量は、以下の方法により求めたものである。
試料(ビスフェノールAのEO付加物)30〜50mgにシリル化剤〔TMSI−H、ジーエルサイエンス(株)製〕1mlを加え、湯浴(50〜70℃)にて溶解させた後、2分間振とうしてシリル化を行い、静置分離し、下記の条件で上澄み液のガスクロマトグラフィーによる分析を行い、未反応ビスフェノールA、EO1モル付加物、EO2モル付加物、EO3モル付加物、EO4モル付加物及びEO5モル付加物のピーク面積を測定する。
全ピーク面積中の、EO2モル付加物、EO3モル付加物及びEO4モル付加物の面積を百分率で表したものをビスフェノールAのEO2〜4モル付加物の含有量とする。
また、全ピーク面積中の、EO2モル付加物の面積を百分率で表したものをビスフェノールAのEO2モル付加物の純度とする。
また、全ピーク面積中の、EO1モル付加物の面積を百分率で表したものをビスフェノールAのEO2〜4モル付加物(y1)中のビスフェノールAのEO1モル付加物の含有量とする。なお、本発明の実施例、比較例に用いたビスフェノールAのEO2〜4モル付加物中に、未反応ビスフェノールA、EO6モル以上付加物は存在しなかった。
試料(ビスフェノールAのEO付加物)30〜50mgにシリル化剤〔TMSI−H、ジーエルサイエンス(株)製〕1mlを加え、湯浴(50〜70℃)にて溶解させた後、2分間振とうしてシリル化を行い、静置分離し、下記の条件で上澄み液のガスクロマトグラフィーによる分析を行い、未反応ビスフェノールA、EO1モル付加物、EO2モル付加物、EO3モル付加物、EO4モル付加物及びEO5モル付加物のピーク面積を測定する。
全ピーク面積中の、EO2モル付加物、EO3モル付加物及びEO4モル付加物の面積を百分率で表したものをビスフェノールAのEO2〜4モル付加物の含有量とする。
また、全ピーク面積中の、EO2モル付加物の面積を百分率で表したものをビスフェノールAのEO2モル付加物の純度とする。
また、全ピーク面積中の、EO1モル付加物の面積を百分率で表したものをビスフェノールAのEO2〜4モル付加物(y1)中のビスフェノールAのEO1モル付加物の含有量とする。なお、本発明の実施例、比較例に用いたビスフェノールAのEO2〜4モル付加物中に、未反応ビスフェノールA、EO6モル以上付加物は存在しなかった。
[ガスクロマトグラフィーの測定条件]
ガスクロマトグラフ:GC―14B〔(株)島津製作所製〕
キャリアーガス:ヘリウム
流量:5mL/分
検出器:水素炎イオン化検出器
水素圧力:0.6kg/cm2
空気圧力:0.5kg/cm2
カラム温度:200〜300℃(昇温速度:15℃/分)
ガスクロマトグラフ:GC―14B〔(株)島津製作所製〕
キャリアーガス:ヘリウム
流量:5mL/分
検出器:水素炎イオン化検出器
水素圧力:0.6kg/cm2
空気圧力:0.5kg/cm2
カラム温度:200〜300℃(昇温速度:15℃/分)
線形ポリエステル樹脂〔P1(A)〕のアルコール成分(y)〔本項では、重縮合反応中に系外に除かれるものを除いた、線形ポリエステル樹脂〔P1(A)〕の構成単位となるアルコール成分を意味する。〕中のビスフェノールAのEO2〜4モル付加物(y1)の含有量は、定着性の観点から、通常30〜100モル%、好ましくは50〜100モル%である。
なお、上記の(y1)の好ましい含有量は、非線形ポリエステル樹脂〔P1(B)〕の場合も同様である。
なお、上記の(y1)の好ましい含有量は、非線形ポリエステル樹脂〔P1(B)〕の場合も同様である。
線形ポリエステル樹脂(A)が線形ポリエステル樹脂〔P2(A)〕である場合、〔P2(A)〕を構成するアルコール成分(y)としては、必須構成成分である炭素数2〜4の脂肪族ジオール(y2)の他、(y2)以外のジオール、3〜8価もしくはそれ以上のポリオール、およびモノオール等が挙げられる。
炭素数2〜4の脂肪族ジオール(y2)としては、前記のものが挙げられ、2種以上を併用してもよい。
これら(y2)のうち好ましいものは、エチレングリコールおよび1,2−プロピレングリコールであり、さらに好ましくはエチレングリコールである。
炭素数2〜4の脂肪族ジオール(y2)としては、前記のものが挙げられ、2種以上を併用してもよい。
これら(y2)のうち好ましいものは、エチレングリコールおよび1,2−プロピレングリコールであり、さらに好ましくはエチレングリコールである。
線形ポリエステル樹脂(A)[以下、〔P1(A)〕と〔P2(A)〕の双方を意味する。]は、保存安定性および生産性の観点から、カルボン酸成分(x)および/またはアルコール成分(y)中に、モノオールと、後述するモノカルボン酸(x1)の少なくとも一方を含有するのが好ましく、カルボン酸成分(x)中にモノカルボン酸(x1)を含有するのがさらに好ましい。
モノオールを含有する場合は、保存安定性および生産性の観点から、(A)の末端カルボキシル基の5モル%以上がモノオールによりエステル化されるのに相当する量(計算値)用いられるのが好ましく、さらに好ましくは6〜85モル%、とくに好ましくは8〜80モル%、最も好ましくは10〜76モル%である。
モノオールを含有する場合は、保存安定性および生産性の観点から、(A)の末端カルボキシル基の5モル%以上がモノオールによりエステル化されるのに相当する量(計算値)用いられるのが好ましく、さらに好ましくは6〜85モル%、とくに好ましくは8〜80モル%、最も好ましくは10〜76モル%である。
線形ポリエステル樹脂(A)を構成するカルボン酸成分(x)は、ポリカルボン酸(x2)、および必要によりモノカルボン酸(x1)から構成されるのが好ましく、モノカルボン酸(x1)とポリカルボン酸(x2)から構成されるのがさらに好ましい。
モノカルボン酸(x1)のうち、脂肪族(脂環式を含む)モノカルボン酸としては、炭素数1〜30のアルカンモノカルボン酸(ギ酸、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、イソブタン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、セロチン酸、モニタン酸、メリシン酸等)、炭素数3〜24のアルケンモノカルボン酸(アクリル酸、メタクリル酸、オレイン酸、リノール酸等)などが挙げられる。(x1)のうち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、p−t−ブチル安息香酸、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(x1)のうち好ましいものは、炭素数7〜36の芳香族モノカルボン酸であり、さらに好ましくは、安息香酸、メチル安息香酸、およびp−t−ブチル安息香酸であり、とくに好ましくは安息香酸である。
モノカルボン酸(x1)のうち、脂肪族(脂環式を含む)モノカルボン酸としては、炭素数1〜30のアルカンモノカルボン酸(ギ酸、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、イソブタン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、セロチン酸、モニタン酸、メリシン酸等)、炭素数3〜24のアルケンモノカルボン酸(アクリル酸、メタクリル酸、オレイン酸、リノール酸等)などが挙げられる。(x1)のうち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、p−t−ブチル安息香酸、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(x1)のうち好ましいものは、炭素数7〜36の芳香族モノカルボン酸であり、さらに好ましくは、安息香酸、メチル安息香酸、およびp−t−ブチル安息香酸であり、とくに好ましくは安息香酸である。
線形ポリエステル樹脂(A)において、モノカルボン酸(x1)を用いる場合は、保存安定性および生産性の観点から、(A)の末端水酸基の5モル%以上が(x1)によりエステル化されるのに相当する量(計算値)用いられるのが好ましく、さらに好ましくは6〜85モル%、とくに好ましくは8〜80モル%、最も好ましくは10〜76モル%である。
また、線形ポリエステル樹脂(A)の構成単位中のモノカルボン酸(x1)の量は、保存安定性の観点から、全体のカルボン酸成分(x)に対し、好ましくは30モル%以下、さらに好ましくは1〜25モル%、とくに好ましくは2〜21モル%である。
また、線形ポリエステル樹脂(A)の構成単位中のモノカルボン酸(x1)の量は、保存安定性の観点から、全体のカルボン酸成分(x)に対し、好ましくは30モル%以下、さらに好ましくは1〜25モル%、とくに好ましくは2〜21モル%である。
ポリカルボン酸(x2)としては、ジカルボン酸(x21)および/または3〜6価またはそれ以上のポリカルボン酸(x22)が挙げられる。
ジカルボン酸(x21)としては、炭素数4〜36のアルカンジカルボン酸(例えばコハク酸、アジピン酸、およびセバシン酸);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、ドデセニルコハク酸等のアルケニルコハク酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、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);およびこれらのエステル形成性誘導体〔低級アルキル(アルキル基の炭素数1〜4:メチル、エチル、n−プロピル等)エステル、および酸無水物、以下のエステル形成性誘導体も同様。〕;等が挙げられ、2種以上を併用してもよい。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り、さらに好ましくは、テレフタル酸、イソフタル酸、および/またはそれらの低級アルキル(アルキル基の炭素数:1〜4)エステル(x211)である。
3〜6価もしくはそれ以上のポリカルボン酸(x22)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)、炭素数6〜36の脂肪族ポリカルボン酸(ヘキサントリカルボン酸等)、およびこれらのエステル形成性誘導体等が挙げられ、2種以上を併用してもよい。
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。
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。
ポリカルボン酸(x2)中のテレフタル酸、イソフタル酸、および/またはそれらの低級アルキル(アルキル基の炭素数:1〜4)エステル(x211)の含有量は、保存安定性の観点から、好ましくは85〜100モル%、さらに好ましくは90〜100モル%である。
(x211)中のテレフタル酸および/またはその低級アルキルエステルと、イソフタル酸および/またはその低級アルキルエステルのモル比は、樹脂の機械的強度の観点から、好ましくは20:80〜100:0、さらに好ましくは30:70〜100:0である。
また、線形ポリエステル樹脂(A)のカルボン酸成分(x)中の芳香族カルボン酸の含有量は、保存安定性および定着性の観点から、好ましくは80〜100モル%、さらに好ましくは85〜100モル%である。
(x211)中のテレフタル酸および/またはその低級アルキルエステルと、イソフタル酸および/またはその低級アルキルエステルのモル比は、樹脂の機械的強度の観点から、好ましくは20:80〜100:0、さらに好ましくは30:70〜100:0である。
また、線形ポリエステル樹脂(A)のカルボン酸成分(x)中の芳香族カルボン酸の含有量は、保存安定性および定着性の観点から、好ましくは80〜100モル%、さらに好ましくは85〜100モル%である。
また、カルボン酸成分(x)とアルコール成分(y)との合計中の、3〜8価もしくはそれ以上のポリオールおよび3〜6価もしくはそれ以上のポリカルボン酸(x22)の合計の割合は0.1〜15モル%が好ましく、さらに好ましくは0.2〜12モル%である。0.1モル%以上ではトナーの保存安定性が良好となり、15モル%以下ではトナーの帯電特性が良好となる。
ポリカルボン酸(x2)、および必要によりモノカルボン酸(x1)から構成されるカルボン酸成分(x)と、アルコール成分(y)とを重縮合させて線形ポリエステル樹脂(A)を製造する方法としては、特に限定されず、例えば、(x1)と(x2)の混合物と(y)とを一括して重縮合させることもできるが、先に(x2)の少なくとも一部と(y)とを、(y)の水酸基が過剰となるような当量比で重縮合させた後、得られた重縮合物(A0)の水酸基と(x1)のカルボキシル基を反応させて、さらに重縮合させてもよい。必要により、(A0)と(x1)との重縮合後に、3〜6価もしくはそれ以上のポリカルボン酸(x22)を投入し、実質的に1官能または2官能として反応させ、残りの官能基は未反応として残す条件で、さらに重縮合させてもよい。なお、反応温度等の条件を変えて、(x22)を3官能以上として反応させ架橋させると、非線形ポリエステル樹脂(B)となる。
アルコール成分(y)とカルボン酸成分(x)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。
アルコール成分(y)とカルボン酸成分(x)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。
本発明において、ポリエステル樹脂(P)を得る際のカルボン酸成分(x)とアルコール成分(y)との重縮合は、公知のエステル化反応を利用して行うことができる。一般的な方法として、例えば、不活性ガス(窒素ガス等)雰囲気中で、重合触媒の存在下、反応温度が好ましくは150〜280℃、さらに好ましくは180〜270℃、とくに好ましくは200〜260℃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、とくに好ましくは2〜40時間である。
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。
さらに上記方法で合成されたポリエステルを、硫酸等の強酸存在下、160〜180℃で脱水反応させ、末端ビニル基を生成させてもよい。特に線形ポリエステル樹脂(A)において、末端ビニル基を生成させる場合は、保存安定性および生産性の観点から、(A)の末端水酸基の5モル%以上がビニル基に変性されるのに相当する量(水酸基価の変化率からの計算値。副生成物として2個の末端水酸基からエーテル結合が生じる場合があるが、全てビニル基になるとして計算する。)生成させるのが好ましく、さらに好ましくは6〜85モル%、とくに好ましくは8〜80モル%、最も好ましくは10〜76モル%である。
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。
さらに上記方法で合成されたポリエステルを、硫酸等の強酸存在下、160〜180℃で脱水反応させ、末端ビニル基を生成させてもよい。特に線形ポリエステル樹脂(A)において、末端ビニル基を生成させる場合は、保存安定性および生産性の観点から、(A)の末端水酸基の5モル%以上がビニル基に変性されるのに相当する量(水酸基価の変化率からの計算値。副生成物として2個の末端水酸基からエーテル結合が生じる場合があるが、全てビニル基になるとして計算する。)生成させるのが好ましく、さらに好ましくは6〜85モル%、とくに好ましくは8〜80モル%、最も好ましくは10〜76モル%である。
重合触媒としては、反応性と環境保護の点から、チタン、アンチモン、ジルコニウム、ニッケル、およびアルミニウムから選ばれる一種以上の金属を含有する重合触媒を用いるのが好ましく、チタン含有触媒を用いるのがさらに好ましい。
チタン含有触媒としては、チタンアルコキシド、シュウ酸チタンカリウム、テレフタル酸チタン、特開2006−243715号公報に記載の触媒〔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)、チタニウムモノヒドロキシトリス(トリエタノールアミネート)、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)およびそれらの分子内重縮合物等〕、および特開2007−11307号公報に記載の触媒(チタントリブトキシテレフタレート、チタントリイソプロポキシテレフタレート、およびチタンジイソプロポキシジテレフタレート等)等が挙げられる。
アンチモン含有触媒としては、三酸化アンチモン等が挙げられる。
ジルコニウム含有触媒としては、酢酸ジルコニル等が挙げられる。
ニッケル含有触媒としては、ニッケルアセチルアセトナート等が挙げられる。
アルミニウム含有触媒としては、水酸化アルミニウム、アルミニウムトリイソプロポキシド等が挙げられる。
チタン含有触媒としては、チタンアルコキシド、シュウ酸チタンカリウム、テレフタル酸チタン、特開2006−243715号公報に記載の触媒〔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)、チタニウムモノヒドロキシトリス(トリエタノールアミネート)、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)およびそれらの分子内重縮合物等〕、および特開2007−11307号公報に記載の触媒(チタントリブトキシテレフタレート、チタントリイソプロポキシテレフタレート、およびチタンジイソプロポキシジテレフタレート等)等が挙げられる。
アンチモン含有触媒としては、三酸化アンチモン等が挙げられる。
ジルコニウム含有触媒としては、酢酸ジルコニル等が挙げられる。
ニッケル含有触媒としては、ニッケルアセチルアセトナート等が挙げられる。
アルミニウム含有触媒としては、水酸化アルミニウム、アルミニウムトリイソプロポキシド等が挙げられる。
触媒の添加量は、反応速度が最大になるように適宜決定することが望ましい。添加量としては、全原料に対し、好ましくは10ppm〜1.9%、さらに好ましくは100ppm〜1.7%である。添加量を10ppm以上とすることで反応速度が大きくなる点で好ましい。
上記および以下において、%は、特に断りの無い場合は重量%を意味する。
上記および以下において、%は、特に断りの無い場合は重量%を意味する。
線形ポリエステル樹脂(A)のSP値[(cal/cm3)1/2、以下同じ。]は、好ましくは11.0〜12.8、より好ましくは11.2〜12.6である。
SP値が11.0以上では、定着性(高温側)がより良好となり、12.8以下であると高温高湿下での耐ブロッキング性が向上する。
SP値は、原料のカルボン酸成分(x)およびアルコール成分(y)の組成、使用量により調整できる。
なお、本発明におけるSP値は、Fedorsらが提案した下記の文献に記載の方法によって計算されるものである。
「POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE,FEBRUARY,1974,Vol.14,No.2,ROBERT F.FEDORS.(147〜154頁)」
SP値が11.0以上では、定着性(高温側)がより良好となり、12.8以下であると高温高湿下での耐ブロッキング性が向上する。
SP値は、原料のカルボン酸成分(x)およびアルコール成分(y)の組成、使用量により調整できる。
なお、本発明におけるSP値は、Fedorsらが提案した下記の文献に記載の方法によって計算されるものである。
「POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE,FEBRUARY,1974,Vol.14,No.2,ROBERT F.FEDORS.(147〜154頁)」
線形ポリエステル樹脂(A)の酸価(AV)(mgKOH/g、以下同じ)は、好ましくは0〜60、さらに好ましくは1〜55、とくに好ましくは、2〜50である。酸価が60以下であるとトナーに用いた時の帯電特性が低下しない。
線形ポリエステル樹脂(A)の水酸基価(OHV)(mgKOH/g、以下同じ)は、好ましくは0〜125、さらに好ましくは1〜100である。水酸基価が125以下であるとトナーに用いた時の耐ホットオフセット性および保存安定性がより良好となる。
本発明における酸価および水酸基価は、JIS K0070に規定の方法で測定される。
本発明における酸価および水酸基価は、JIS K0070に規定の方法で測定される。
線形ポリエステル樹脂(A)のピークトップ分子量(以下Mpと記載)は、好ましくは2000〜12000、さらに好ましくは2300〜11500、とくに好ましくは2500〜11000である。Mpが2000以上であると定着に必要な樹脂強度が得られ、12000以下であるとトナーに用いた時の低温定着性が良好である。
上記および以下において、ポリエステル樹脂のピークトップ分子量(Mp)および数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(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℃
測定溶液 :0.25%のテトラヒドロフラン(以下THFと記載)溶液
溶液注入量 :100μl
検出装置 :屈折率検出器
基準物質 :TSK標準ポリスチレン(東ソー製)
標準ポリスチレン分子量=4480000、2890000、1090000、355000、190000、96400、37900、18100、9100、2800、1050、500の計12点
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、ポリエステル樹脂の分子量の測定は、ポリエステル樹脂をTHF溶媒に溶解し、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。
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℃
測定溶液 :0.25%のテトラヒドロフラン(以下THFと記載)溶液
溶液注入量 :100μl
検出装置 :屈折率検出器
基準物質 :TSK標準ポリスチレン(東ソー製)
標準ポリスチレン分子量=4480000、2890000、1090000、355000、190000、96400、37900、18100、9100、2800、1050、500の計12点
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、ポリエステル樹脂の分子量の測定は、ポリエステル樹脂をTHF溶媒に溶解し、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。
また、線形ポリエステル樹脂(A)の軟化点〔Tm〕は70〜120℃が好ましく、さらに好ましくは75〜115℃、とくに好ましくは80〜110℃である。この範囲では耐ホットオフセット性と低温定着性のバランスが良好となる。
なお、Tmは、次のように測定される値である。
高化式フローテスター{たとえば、(株)島津製作所製、CFT−500D}を用いて、1gの測定試料を昇温速度6℃/分で加熱しながら、プランジャーにより1.96MPaの荷重を与え、直径1mm、長さ1mmのノズルから押し出して、「プランジャー降下量(流れ値)」と「温度」とのグラフを描き、プランジャーの降下量の最大値の1/2に対応する温度をグラフから読み取り、この値(測定試料の半分が流出したときの温度)を軟化点〔Tm〕とする。
なお、Tmは、次のように測定される値である。
高化式フローテスター{たとえば、(株)島津製作所製、CFT−500D}を用いて、1gの測定試料を昇温速度6℃/分で加熱しながら、プランジャーにより1.96MPaの荷重を与え、直径1mm、長さ1mmのノズルから押し出して、「プランジャー降下量(流れ値)」と「温度」とのグラフを描き、プランジャーの降下量の最大値の1/2に対応する温度をグラフから読み取り、この値(測定試料の半分が流出したときの温度)を軟化点〔Tm〕とする。
線形ポリエステル樹脂(A)のガラス転移温度〔Tg〕は、保存安定性の観点から45℃以上であることが好ましい。また、75℃以下であるとトナーに用いた時の低温定着性が良好である。
なお、上記および以下において、Tgはセイコーインスツル(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。
なお、上記および以下において、Tgはセイコーインスツル(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。
線形ポリエステル樹脂(A)中のTHF不溶解分は、トナーに用いた時の低温定着性の観点から、5%以下が好ましい。さらに好ましくは4%以下、とくに好ましくは3%以下である。
本発明におけるTHF不溶解分は、以下の方法で求めたものである。
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。
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。
本発明のトナーバインダーは、低温定着性と耐オフセット性を両立させる点から、ポリエステル樹脂(P)が、線形ポリエステル樹脂(A)と共に非線形ポリエステル樹脂(B)を含有するのが好ましい。
非線形ポリエステル樹脂(B)を構成するアルコール成分(y)としては、前記のジオール、3〜8価もしくはそれ以上のポリオール、およびモノオールが挙げられる。
非線形ポリエステル樹脂(B)は、定着性の観点から、アルコール成分(y)〔本項では、重縮合反応中に系外に除かれるものを除いた、非線形ポリエステル樹脂(B)の構成単位となるアルコール成分を意味する。〕中に炭素数2〜4の脂肪族ジオール(y2)を50〜95モル%含有する非線形ポリエステル樹脂〔P2(B)〕であることが好ましい。
〔P2(B)〕中の(y2)の含有量は、好ましくは60〜93モル%である。
なお、上記の(y2)の好ましい含有量は、線形ポリエステル樹脂〔P2(A)〕の場合も同様である。
炭素数2〜4の脂肪族ジオール(y2)としては、前記のものが挙げられ、2種以上を併用してもよい。
これら(y2)のうち好ましいものは、エチレングリコールおよび1,2−プロピレングリコールであり、さらに好ましくはエチレングリコールである。
〔P2(B)〕中の(y2)の含有量は、好ましくは60〜93モル%である。
なお、上記の(y2)の好ましい含有量は、線形ポリエステル樹脂〔P2(A)〕の場合も同様である。
炭素数2〜4の脂肪族ジオール(y2)としては、前記のものが挙げられ、2種以上を併用してもよい。
これら(y2)のうち好ましいものは、エチレングリコールおよび1,2−プロピレングリコールであり、さらに好ましくはエチレングリコールである。
非線形ポリエステル樹脂(B)[以下、〔P1(B)〕と〔P2(B)〕の双方を意味する。]のカルボン酸成分(x)は、帯電特性の観点から、ポリカルボン酸(x2)、および必要によりモノカルボン酸(x1)から構成されるのが好ましく、モノカルボン酸(x1)およびポリカルボン酸(x2)から構成されるのがさらに好ましい。
モノカルボン酸(x1)としては前記のものが挙げられ、好ましいものも同様である。
非線形ポリエステル樹脂(B)の構成単位中のモノカルボン酸(x1)は、保存安定性の観点から、全体のカルボン酸成分(x)に対し、好ましくは30モル%以下、さらに好ましくは1〜25モル%、とくに好ましくは2〜20モル%である。
非線形ポリエステル樹脂(B)の構成単位中のモノカルボン酸(x1)は、保存安定性の観点から、全体のカルボン酸成分(x)に対し、好ましくは30モル%以下、さらに好ましくは1〜25モル%、とくに好ましくは2〜20モル%である。
ポリカルボン酸(x2)としては前記のものが挙げられる。
ジカルボン酸(x21)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り、さらに好ましくは、テレフタル酸、イソフタル酸、および/またはそれらの低級アルキル(アルキル基の炭素数:1〜4)エステル(x211)である。
3〜6価もしくはそれ以上のポリカルボン酸(x22)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。
ジカルボン酸(x21)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り、さらに好ましくは、テレフタル酸、イソフタル酸、および/またはそれらの低級アルキル(アルキル基の炭素数:1〜4)エステル(x211)である。
3〜6価もしくはそれ以上のポリカルボン酸(x22)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。
ポリカルボン酸(x2)中のテレフタル酸、イソフタル酸、および/またはそれらの低級アルキル(アルキル基の炭素数:1〜4)エステル(x211)の含有量は、保存安定性の観点から、好ましくは85〜100モル%、さらに好ましくは90〜100モル%である。
(x211)中のテレフタル酸および/またはその低級アルキルエステルと、イソフタル酸および/またはその低級アルキルエステルのモル比は、樹脂の機械的強度の観点から、好ましくは20:80〜100:0、さらに好ましくは25:75〜80:20である。
また、非線形ポリエステル樹脂(B)のカルボン酸成分(x)中の芳香族カルボン酸の含有量は、保存安定性および定着性の観点から、好ましくは80〜100モル%、さらに好ましくは85〜100モル%である。
なお、ポリエステル樹脂(P)全体としても、(x)中の芳香族カルボン酸の含有量は、上記範囲内であることが好ましい。
(x211)中のテレフタル酸および/またはその低級アルキルエステルと、イソフタル酸および/またはその低級アルキルエステルのモル比は、樹脂の機械的強度の観点から、好ましくは20:80〜100:0、さらに好ましくは25:75〜80:20である。
また、非線形ポリエステル樹脂(B)のカルボン酸成分(x)中の芳香族カルボン酸の含有量は、保存安定性および定着性の観点から、好ましくは80〜100モル%、さらに好ましくは85〜100モル%である。
なお、ポリエステル樹脂(P)全体としても、(x)中の芳香族カルボン酸の含有量は、上記範囲内であることが好ましい。
非線形ポリエステル樹脂(B)は、保存安定性および生産性の観点から、カルボン酸成分(x)および/またはアルコール成分(y)中に、モノオールと、モノカルボン酸(x1)の少なくとも一方を含有するのが好ましく、カルボン酸成分(x)中にモノカルボン酸(x1)を含有するのがさらに好ましい。
モノオールを用いる場合は、保存安定性および生産性の観点から、(B)の末端カルボキシル基の5モル%以上がモノオールによりエステル化されるのに相当する量(計算値)用いられるのが好ましく、さらに好ましくは6〜85モル%、とくに好ましくは8〜80モル%、最も好ましくは10〜76モル%である。
モノカルボン酸(x1)を用いる場合は、保存安定性および生産性の観点から、(B)の末端水酸基の5モル%以上が(x1)によりエステル化されるのに相当する量(計算値)用いられるのが好ましく、さらに好ましくは6〜85モル%、とくに好ましくは8〜80モル%、最も好ましくは10〜76モル%である。
モノオールを用いる場合は、保存安定性および生産性の観点から、(B)の末端カルボキシル基の5モル%以上がモノオールによりエステル化されるのに相当する量(計算値)用いられるのが好ましく、さらに好ましくは6〜85モル%、とくに好ましくは8〜80モル%、最も好ましくは10〜76モル%である。
モノカルボン酸(x1)を用いる場合は、保存安定性および生産性の観点から、(B)の末端水酸基の5モル%以上が(x1)によりエステル化されるのに相当する量(計算値)用いられるのが好ましく、さらに好ましくは6〜85モル%、とくに好ましくは8〜80モル%、最も好ましくは10〜76モル%である。
非線形ポリエステル樹脂(B)を製造する際の、カルボン酸成分(x)とアルコール成分(y)との重縮合の反応条件、および使用する重合触媒は、前記の線形ポリエステル樹脂(A)に関して記載したものと同様である。
前記第一段階の、ポリカルボン酸(x2)の少なくとも一部とアルコール成分(y)とを重縮合させる際の、(y)と(x2)の少なくとも一部との反応比率は、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1.5/1〜1.01/1、とくに好ましくは1.3/1〜1.02/1である。
また、(B)の製造に用いる全てのアルコール成分(y)と全てのカルボン酸成分(x)の比率は、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。
前記第一段階の、ポリカルボン酸(x2)の少なくとも一部とアルコール成分(y)とを重縮合させる際の、(y)と(x2)の少なくとも一部との反応比率は、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1.5/1〜1.01/1、とくに好ましくは1.3/1〜1.02/1である。
また、(B)の製造に用いる全てのアルコール成分(y)と全てのカルボン酸成分(x)の比率は、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。
非線形ポリエステル樹脂(B)のSP値は、好ましくは11.5〜13.0、さらに好ましくは11.7〜12.8である。
SP値が11.5以上では、定着性(高温側)がより良好となり、13.0以下であると耐ブロッキング性が向上低下する。
SP値が11.5以上では、定着性(高温側)がより良好となり、13.0以下であると耐ブロッキング性が向上低下する。
非線形ポリエステル樹脂(B)のガラス転移温度〔Tg〕は、好ましくは45℃〜75℃であり、さらに好ましくは50℃〜70℃である。Tgが75℃以下であると低温定着性が向上する。またTgが45℃以上であると耐ブロッキング性が良好である。
(B)の軟化点〔Tm〕は、とくに制限されないが、好ましくは90℃〜170℃であり、さらに好ましくは120℃〜160℃である。Tmが、90℃以上であると耐ホットオフセット性が良好であり、また、170℃以下であると定着性が良好である。
非線形ポリエステル樹脂(B)のTHF可溶分のMpは、3000〜30000であることが好ましく、3200〜25000であることがさらに好ましく、3500〜18000であることがとくに好ましい。
非線形ポリエステル樹脂(B)中のTHF不溶解分は、低温定着性の点から、3〜50%が好ましい。さらに好ましくは5〜40%、とくに好ましくは10〜35%である。THF不溶解分が50%以下であると、画像の光沢度(グロス)が良好である。
非線形ポリエステル樹脂(B)の酸価(AV)は、好ましくは0〜40、さらに好ましくは1〜30であり、水酸基価(OHV)は、好ましくは0〜40、さらに好ましくは0〜32である。
また、非線形ポリエステル樹脂(B)の酸価と水酸基価の和は、好ましくは3〜40、さらに好ましくは10〜40、とくに好ましくは15〜39である。酸価と水酸基価の和が3以上では保存安定性が良好で、40以下であると帯電安定性が向上する。
また、非線形ポリエステル樹脂(B)の酸価と水酸基価の和は、好ましくは3〜40、さらに好ましくは10〜40、とくに好ましくは15〜39である。酸価と水酸基価の和が3以上では保存安定性が良好で、40以下であると帯電安定性が向上する。
ポリエステル樹脂(P)中に線形ポリエステル樹脂(A)[好ましくは〔P1(A)〕]と非線形ポリエステル樹脂(B)[好ましくは〔P2(B)〕]を含有する場合の(A)と(B)の重量比〔(A)/(B)、合計を100とする。〕は、低温定着性と耐ホットオフセット性および粉砕性との両立の観点から、好ましくは10/90〜90/10であり、さらに好ましくは20/80〜80/20である。
本発明のトナーバインダーに含有されるポリエステル樹脂(P)〔線形ポリエステル樹脂(A)と非線形ポリエステル樹脂(B)で構成されるのが好ましい〕のSP値は、定着性と保存安定性の観点から、下記式(1)を満たす必要があり、好ましくは11.6〜12.9である。
11.5≦(P)のSP値[(cal/cm3)1/2]≦13.0 ・・・(1)
上記のSP値は(P)が2種以上のポリエステル樹脂で構成される場合は、各々の樹脂のSP値から加重平均により求めた値である。
11.5≦(P)のSP値[(cal/cm3)1/2]≦13.0 ・・・(1)
上記のSP値は(P)が2種以上のポリエステル樹脂で構成される場合は、各々の樹脂のSP値から加重平均により求めた値である。
ポリエステル樹脂(P)のHLB値は、定着性と保存安定性の観点から、下記式(2)を満たす必要があり、好ましくは5.3〜7.0である。
5.2≦(P)のHLB値〔小田法による〕≦7.1 ・・・(2)
上記のHLB値は(P)が2種以上のポリエステル樹脂で構成される場合は、各々の樹脂のHLB値から加重平均により求めた値である。
ここでHLB(Hydrophile−Lipophile Balance)とは、無機性/有機性のバランスを示す尺度であり、HLBの値が高いほど無機性が高いことを意味する。計算は小田法を用い、下記式によって算出される。
HLB≒10×無機性/有機性
(参考:「界面活性剤入門」2007年 三洋化成工業株式会社発行 P212)
5.2≦(P)のHLB値〔小田法による〕≦7.1 ・・・(2)
上記のHLB値は(P)が2種以上のポリエステル樹脂で構成される場合は、各々の樹脂のHLB値から加重平均により求めた値である。
ここでHLB(Hydrophile−Lipophile Balance)とは、無機性/有機性のバランスを示す尺度であり、HLBの値が高いほど無機性が高いことを意味する。計算は小田法を用い、下記式によって算出される。
HLB≒10×無機性/有機性
(参考:「界面活性剤入門」2007年 三洋化成工業株式会社発行 P212)
HLB値は、ポリエステル樹脂(P)の原料のカルボン酸成分(x)およびアルコール成分(y)の組成、使用量等により調整できる。
HLBを上記範囲内に調整する方法として、例えばHLB値を小さくする場合、ポリエステル樹脂(P)〔(P1)および/または(P2)〕において、
(1)疎水性モノマーを使用し、その使用量で調整する方法
(2)末端の極性官能基(水酸基、カルボキシル基等)を減らす方法
などが挙げられる。
(2)の具体例としては、前記のように、モノカルボン酸により末端水酸基の5モル%以上をエステル化する方法、モノオールにより末端カルボキシル基の5モル%以上をエステル化する方法、および末端水酸基の5モル%以上をビニル基に変性させる方法が挙げられる。
これらの中では(2)の方法が好ましく、さらに好ましくはモノカルボン酸やモノオールでエステル化して末端官能基を封鎖する方法であり、とくに好ましくはモノカルボン酸によりエステル化する方法である。
上記の方法は、炭素数2〜4の脂肪族ジオール(y2)を50〜95モル%含有するポリエステル樹脂(P2)はHLB値が高くなる傾向にあるため、有用な方法である。
また、ポリエステル樹脂(P)中に含有される、アルコール成分(y)中に、ビスフェノールAのEO2〜4モル付加物(y1)を30〜100モル%含有するポリエステル樹脂(P1)は、HLB値が相対的に低く(多くの場合5.0以下)、アルコール成分中に炭素数2〜4の脂肪族ジオール(y2)を50〜95モル%含有するポリエステル樹脂(P2)は、HLB値が相対的に高い(多くの場合6.0以上)ため、(P1)と(P2)の重量比でHLB値を上記範囲内に調整することもできる。
HLBを上記範囲内に調整する方法として、例えばHLB値を小さくする場合、ポリエステル樹脂(P)〔(P1)および/または(P2)〕において、
(1)疎水性モノマーを使用し、その使用量で調整する方法
(2)末端の極性官能基(水酸基、カルボキシル基等)を減らす方法
などが挙げられる。
(2)の具体例としては、前記のように、モノカルボン酸により末端水酸基の5モル%以上をエステル化する方法、モノオールにより末端カルボキシル基の5モル%以上をエステル化する方法、および末端水酸基の5モル%以上をビニル基に変性させる方法が挙げられる。
これらの中では(2)の方法が好ましく、さらに好ましくはモノカルボン酸やモノオールでエステル化して末端官能基を封鎖する方法であり、とくに好ましくはモノカルボン酸によりエステル化する方法である。
上記の方法は、炭素数2〜4の脂肪族ジオール(y2)を50〜95モル%含有するポリエステル樹脂(P2)はHLB値が高くなる傾向にあるため、有用な方法である。
また、ポリエステル樹脂(P)中に含有される、アルコール成分(y)中に、ビスフェノールAのEO2〜4モル付加物(y1)を30〜100モル%含有するポリエステル樹脂(P1)は、HLB値が相対的に低く(多くの場合5.0以下)、アルコール成分中に炭素数2〜4の脂肪族ジオール(y2)を50〜95モル%含有するポリエステル樹脂(P2)は、HLB値が相対的に高い(多くの場合6.0以上)ため、(P1)と(P2)の重量比でHLB値を上記範囲内に調整することもできる。
本発明に用いるポリエステル樹脂(P1)および(P2)は、HLBを前記範囲内として、定着性と保存安定性を良好とする観点から、その少なくとも一方〔好ましくは(P1)〕が、末端水酸基の5モル%以上がモノカルボン酸(x1)によりエステル化されたもの、末端カルボキシル基の5モル%以上がモノオールによりエステル化されたもの、または末端水酸基の5モル%以上がビニル基に変性されたものであることが好ましい。また、(P1)および(P2)の少なくとも一方〔好ましくは(P1)〕のカルボン酸成分(x)が、モノカルボン酸(x1)およびポリカルボン酸(x2)であるのが好ましい。
本発明に用いるポリエステル樹脂(P1)および(P2)は、低温定着性の観点から、それぞれの120℃における損失弾性率[本明細書中、(P1)〔G”120〕および(P2)〔G”120〕とも表記する。](dyn/cm2)が、式(3)を満たすのが好ましく、式(3’)を満たすことがさらに好ましい。
さらに耐ホットオフセット性の観点から、(P2)の180℃における貯蔵弾性率[本明細書中、(P2)〔G’180〕とも表記する。](dyn/cm2)が、式(4)を満たすのが好ましく、式(4’)を満たすことがさらに好ましい。
100≧(P2)〔G”120〕/(P1)〔G”120〕≧1 ・・・(3)
80≧(P2)〔G”120〕/(P1)〔G”120〕≧5 ・・・(3’)
(P2)〔G’180〕≧2000 ・・・(4)
30000≧(P2)〔G’180〕≧3000 ・・・(4’)
式(4)を満たすと、高温領域でも実用範囲において粘度が低くなりすぎないと考えられ、トナーとして使用したときの耐ホットオフセット性が良好となる。
ポリエステル樹脂(P1)または(P2)の損失弾性率(G”)を増加させるには、分子量を大きくする等の方法がある。
また、ポリエステル樹脂(P2)の貯蔵弾性率(G’)を増加させるには、(P2)のTmを上げる、3価以上の構成成分の比率を上げ架橋点の数を増やす、分子量を大きくする、および/またはTgを高くする、等で達成できる。
さらに耐ホットオフセット性の観点から、(P2)の180℃における貯蔵弾性率[本明細書中、(P2)〔G’180〕とも表記する。](dyn/cm2)が、式(4)を満たすのが好ましく、式(4’)を満たすことがさらに好ましい。
100≧(P2)〔G”120〕/(P1)〔G”120〕≧1 ・・・(3)
80≧(P2)〔G”120〕/(P1)〔G”120〕≧5 ・・・(3’)
(P2)〔G’180〕≧2000 ・・・(4)
30000≧(P2)〔G’180〕≧3000 ・・・(4’)
式(4)を満たすと、高温領域でも実用範囲において粘度が低くなりすぎないと考えられ、トナーとして使用したときの耐ホットオフセット性が良好となる。
ポリエステル樹脂(P1)または(P2)の損失弾性率(G”)を増加させるには、分子量を大きくする等の方法がある。
また、ポリエステル樹脂(P2)の貯蔵弾性率(G’)を増加させるには、(P2)のTmを上げる、3価以上の構成成分の比率を上げ架橋点の数を増やす、分子量を大きくする、および/またはTgを高くする、等で達成できる。
本発明において、貯蔵弾性率(G’)および損失弾性率(G”)は、下記粘弾性測定装置を用いて下記の条件で測定される。
装置 :ARES−24A(レオメトリック社製)
治具 :25mmφパラレルプレート
周波数 :1Hz
歪み率 :5%
昇温速度:5℃/min
装置 :ARES−24A(レオメトリック社製)
治具 :25mmφパラレルプレート
周波数 :1Hz
歪み率 :5%
昇温速度:5℃/min
本発明のトナーバインダーは、本発明の効果を損なわない範囲で、ポリエステル樹脂(P)以外の他の樹脂を含有してもよい。他の樹脂としては、ビニル系樹脂[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〔前記アルコール成分(y)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Mpは、300〜10万が好ましい。
他の樹脂のMpは、300〜10万が好ましい。
ポリエステル樹脂(P)中の(P1)と(P2)の混ざり性の評価は、位相差顕微鏡およびデジタルマイクロスコープ(高解像度光学顕微鏡)の100倍以上(好ましくは100〜5000倍)の倍率において観察することで評価できる。トナー粒径は通常約5〜10μmであるため、(P1)と(P2)が海島構造を形成する場合、島相の分散粒径が5μm以下であると混ざり性が良好と判断される。分散粒径は、さらに好ましくは4μm以下、とくに好ましくは0.1〜3μmである。分散粒径が5μm以下であると、低温定着性と耐ホットオフセット性が良好となる。
なお、上記および以下において、混ざり性の評価は、OLYMPUS製IX71位相差顕微鏡(倒立型リサーチ顕微鏡)および/またはキーエンス製デジタルマイクロスコープ(高解像度ズームレンズ VH−Z500R/Z500W)を用いて測定される。
なお、上記および以下において、混ざり性の評価は、OLYMPUS製IX71位相差顕微鏡(倒立型リサーチ顕微鏡)および/またはキーエンス製デジタルマイクロスコープ(高解像度ズームレンズ VH−Z500R/Z500W)を用いて測定される。
本発明のトナーバインダーに、着色剤、および必要により、離型剤、荷電制御剤、磁性粉、流動化剤等の1種以上の添加剤を添加して、本発明のトナーとすることができる。
着色剤としては、トナー用着色剤として使用されている染料、顔料等のすべてを使用することができる。具体的には、カーボンブラック、鉄黒、スーダンブラックSM、ファーストイエロー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、パ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、ブ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およびオイルピンクOP等が挙げられ、これらは単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。
また、必要により磁性粉(鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性金属の粉末もしくはマグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の化合物)を着色剤としての機能を兼ねて含有させることができる。
また、必要により磁性粉(鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性金属の粉末もしくはマグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の化合物)を着色剤としての機能を兼ねて含有させることができる。
離型剤としては、軟化点〔Tm〕が50〜170℃のものが好ましく、ポリオレフィンワックス、天然ワックス、炭素数30〜50の脂肪族アルコール、炭素数30〜50の脂肪酸およびこれらの混合物等が挙げられる。ポリオレフィンワックスとしては、オレフィン(例えばエチレン、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−オクタデセンおよびこれらの混合物等)の(共)重合体[(共)重合により得られるものおよび熱減成型ポリオレフィンを含む]、オレフィンの(共)重合体の酸素および/またはオゾンによる酸化物、オレフィンの(共)重合体のマレイン酸変性物[例えばマレイン酸およびその誘導体(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およびマレイン酸ジメチル等)変性物]、オレフィンと不飽和カルボン酸[(メタ)アクリル酸、イタコン酸および無水マレイン酸等]および/または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(アルキルの炭素数1〜18)エステルおよびマレイン酸アルキル(アルキルの炭素数1〜18)エステル等]等との共重合体、およびフィッシャートロプシュワックス等が挙げられる。
天然ワックスとしては、例えばカルナウバワックス、モンタンワックス、パラフィンワックスおよびライスワックスが挙げられる。炭素数30〜50の脂肪族アルコールとしては、例えばトリアコンタノールが挙げられる。炭素数30〜50の脂肪酸としては、例えばトリアコンタン酸が挙げられる。
荷電制御剤としては、ニグロシン染料、3級アミンを側鎖として含有するトリフェニルメタン系染料、4級アンモニウム塩、ポリアミン樹脂、イミダゾール誘導体、4級アンモニウム塩基含有ポリマー、含金属アゾ染料、銅フタロシアニン染料、サリチル酸金属塩、ベンジル酸のホウ素錯体、スルホン酸基含有ポリマー、含フッ素系ポリマー、ハロゲン置換芳香環含有ポリマー等が挙げられる。
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等が挙げられる。
本発明のトナーの組成比は、トナー重量に基づき、本発明のトナーバインダーが、好ましくは30〜97%、さらに好ましくは40〜95%、とくに好ましくは45〜92%;着色剤が、好ましくは0.05〜60%、さらに好ましくは0.1〜55%、とくに好ましくは0.5〜50%;添加剤のうち、離型剤が、好ましくは0〜30%、さらに好ましくは0.5〜20%、とくに好ましくは1〜10%;荷電制御剤が、好ましくは0〜20%、さらに好ましくは0.1〜10%、とくに好ましくは0.5〜7.5%;流動化剤が、好ましくは0〜10%、さらに好ましくは0〜5%、とくに好ましくは0.1〜4%である。また、添加剤の合計含有量は、好ましくは3〜70%、さらに好ましくは4〜58%、とくに好ましくは5〜50%である。トナーの組成比が上記の範囲であることで帯電性が良好なものを容易に得ることができる。
トナーは、混練粉砕法、乳化転相法、重合法等の従来より公知のいずれの方法により得てもよい。例えば、混練粉砕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乾式ブレンドした後、溶融混練し、その後粗粉砕し、最終的にジェットミル粉砕機等を用いて微粒化して、さらに分級することにより、粒径(D50)が好ましくは5〜20μmの微粒とした後、流動化剤を混合して製造することができる。なお、平均粒径(D50)(粉体の体積粒径分布において,ある粒子径より大きい個数が,全粉体の個数の50%をしめるときの粒子径をD50とする。)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)]を用いて測定される。
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。
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。
本発明のトナーバインダーを用いた本発明のトナーは、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、シリコーン樹脂等)により表面をコーティングしたフェライト等のキャリアー粒子と混合されて、電気的潜像の現像剤として用いられる。トナーとキャリアー粒子との重量比は、好ましくは1/99〜100/0である。また、キャリアー粒子の代わりに帯電ブレード等の部材と摩擦し、電気的潜像を形成することもできる。
本発明のトナーは、複写機、プリンター等により支持体(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。支持体に定着する方法としては、公知の熱ロール定着方法、フラッシュ定着方法等が適用できる。
定着方法、フラッシュ定着方法等が適用できる。
定着方法、フラッシュ定着方法等が適用できる。
以下実施例により本発明をさらに説明するが、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。
製造例1
[純度90%のビスフェノールAのEO2モル付加物の製造]
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モル付加物の純度約81%)500部を仕込み120℃に昇温した。120℃にて溶解させた後、100℃まで冷却した。そこへ、100℃のイオン交換水500部を仕込み、100℃にて1時間撹拌した後、上層の水相を抜き取った。これを3回繰り返した後、130℃で0.5〜2.5kPaの減圧下で4時間脱水し、純度90%、ビスフェノールAのEO1モル付加物の含有量が1.2%のビスフェノールAのEO2モル付加物を得た。
[純度90%のビスフェノールAのEO2モル付加物の製造]
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モル付加物の純度約81%)500部を仕込み120℃に昇温した。120℃にて溶解させた後、100℃まで冷却した。そこへ、100℃のイオン交換水500部を仕込み、100℃にて1時間撹拌した後、上層の水相を抜き取った。これを3回繰り返した後、130℃で0.5〜2.5kPaの減圧下で4時間脱水し、純度90%、ビスフェノールAのEO1モル付加物の含有量が1.2%のビスフェノールAのEO2モル付加物を得た。
製造例2
[純度95%のビスフェノールAのEO2モル付加物の製造]
撹拌機および窒素導入管の付いた加圧反応槽中に、ビスフェノールA277部、イオン交換水138.5部、トリエチルアミン2部を仕込み、窒素置換を2回行った。その後、130℃に昇温し、0.3MPaの加圧下、EO123部を2時間かけて滴下した。その後、2時間反応させ、取り出した。その後、0.5〜2.5kPaの減圧下130℃で4時間脱水し、純度95%、ビスフェノールAのEO1モル付加物の含有量が0.5%のビスフェノールAのEO2モル付加物を得た。
[純度95%のビスフェノールAのEO2モル付加物の製造]
撹拌機および窒素導入管の付いた加圧反応槽中に、ビスフェノールA277部、イオン交換水138.5部、トリエチルアミン2部を仕込み、窒素置換を2回行った。その後、130℃に昇温し、0.3MPaの加圧下、EO123部を2時間かけて滴下した。その後、2時間反応させ、取り出した。その後、0.5〜2.5kPaの減圧下130℃で4時間脱水し、純度95%、ビスフェノールAのEO1モル付加物の含有量が0.5%のビスフェノールAのEO2モル付加物を得た。
製造例3
[ビスフェノールAのEO3モル付加物の製造]
撹拌機および窒素導入管の付いた加圧反応槽中に、ビスフェノールA277部、イオン交換水138.5部、トリエチルアミン2部を仕込み、窒素置換を2回行った。その後、130℃に昇温し、0.3MPaの加圧下、EO176部を2時間かけて滴下した。その後、2時間反応させ、取り出した。その後、0.5〜2.5kPaの減圧下130℃で4時間脱水し、ビスフェノールAのEO1モル付加物の含有量が0.1%、ビスフェノールAのEO2モル付加物の含有量が18%、ビスフェノールAのEO3モル付加物の含有量が69%、ビスフェノールAのEO4モル付加物の含有量が13%のビスフェノールAのEO3モル付加物を得た。
[ビスフェノールAのEO3モル付加物の製造]
撹拌機および窒素導入管の付いた加圧反応槽中に、ビスフェノールA277部、イオン交換水138.5部、トリエチルアミン2部を仕込み、窒素置換を2回行った。その後、130℃に昇温し、0.3MPaの加圧下、EO176部を2時間かけて滴下した。その後、2時間反応させ、取り出した。その後、0.5〜2.5kPaの減圧下130℃で4時間脱水し、ビスフェノールAのEO1モル付加物の含有量が0.1%、ビスフェノールAのEO2モル付加物の含有量が18%、ビスフェノールAのEO3モル付加物の含有量が69%、ビスフェノールAのEO4モル付加物の含有量が13%のビスフェノールAのEO3モル付加物を得た。
製造例4
[線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−1〕の合成]
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽(以下の製造例に用いる反応槽も同様。)中に、テレフタル酸305部(81.2モル%)、安息香酸41部(14.8モル%)、製造例2で得られた純度95%のビスフェノールAのEO2モル付加物706部(100.0モル%)、重合触媒として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2部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPa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、180℃で無水トリメリット酸17部(3.9モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、取り出した。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−1〕とする。
〔P1(A)−1〕のMpは6200、Mnは2300、Tgは61℃、Tmは100℃、酸価は10、水酸基価は17、THF不溶解分は1%、SP値は11.4、HLB値は4.3、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は45モル%であった。
なお、( )内のモル%は、カルボン酸成分中またはアルコール成分中の各原料のモル%を意味する。以下同様。
[線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−1〕の合成]
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽(以下の製造例に用いる反応槽も同様。)中に、テレフタル酸305部(81.2モル%)、安息香酸41部(14.8モル%)、製造例2で得られた純度95%のビスフェノールAのEO2モル付加物706部(100.0モル%)、重合触媒として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2部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPa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、180℃で無水トリメリット酸17部(3.9モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、取り出した。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−1〕とする。
〔P1(A)−1〕のMpは6200、Mnは2300、Tgは61℃、Tmは100℃、酸価は10、水酸基価は17、THF不溶解分は1%、SP値は11.4、HLB値は4.3、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は45モル%であった。
なお、( )内のモル%は、カルボン酸成分中またはアルコール成分中の各原料のモル%を意味する。以下同様。
製造例5
[線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−2〕の合成]
反応槽中に、テレフタル酸316部(85.7モル%)、安息香酸28部(10.3モル%)、製造例2で得られた純度95%のビスフェノールAのEO2モル付加物709部(100.0モル%)、重合触媒として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2.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPa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、180℃で無水トリメリット酸17部(4.0モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、取り出した。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−2〕とする。
〔P1(A)−2〕のMpは7800、Mnは2700、Tgは64℃、Tmは105℃、酸価は10、水酸基価は15、THF不溶解分は1%、SP値は11.5、HLB値は4.3、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は36モル%であった。
[線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−2〕の合成]
反応槽中に、テレフタル酸316部(85.7モル%)、安息香酸28部(10.3モル%)、製造例2で得られた純度95%のビスフェノールAのEO2モル付加物709部(100.0モル%)、重合触媒として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2.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPa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、180℃で無水トリメリット酸17部(4.0モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、取り出した。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−2〕とする。
〔P1(A)−2〕のMpは7800、Mnは2700、Tgは64℃、Tmは105℃、酸価は10、水酸基価は15、THF不溶解分は1%、SP値は11.5、HLB値は4.3、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は36モル%であった。
製造例6
[線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−3〕の合成]
反応槽中に、テレフタル酸303部(81.0モル%)、安息香酸31部(11.1モル%)、製造例2で得られた純度95%のビスフェノールAのEO2モル付加物700部(100.0モル%)、重合触媒として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2.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPa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、180℃で無水トリメリット酸34部(7.9モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、取り出した。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−3〕とする。
〔P1(A)−3〕のMpは6400、Mnは2400、Tgは64℃、Tmは105℃、酸価は20、水酸基価は15、THF不溶解分は1%、SP値は11.5、HLB値は4.5、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は34モル%であった。
[線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−3〕の合成]
反応槽中に、テレフタル酸303部(81.0モル%)、安息香酸31部(11.1モル%)、製造例2で得られた純度95%のビスフェノールAのEO2モル付加物700部(100.0モル%)、重合触媒として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2.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPa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、180℃で無水トリメリット酸34部(7.9モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、取り出した。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−3〕とする。
〔P1(A)−3〕のMpは6400、Mnは2400、Tgは64℃、Tmは105℃、酸価は20、水酸基価は15、THF不溶解分は1%、SP値は11.5、HLB値は4.5、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は34モル%であった。
製造例7
[線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−4〕の合成]
反応槽中に、テレフタル酸285部(58.1モル%)、イソフタル酸122部(24.9モル%)、安息香酸51部(14.0モル%)、製造例1で得られた純度90%のビスフェノールAのEO2モル付加物547部(60.0モル%)、エチレングリコール198部(下記回収分126部を差し引くと40.0モル%)、重合触媒として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2.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、180℃で無水トリメリット酸17部(3.0モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、取り出した。回収されたエチレングリコールは262部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−4〕とする。
〔P1(A)−4〕のMpは5600、Mnは2300、Tgは62℃、Tmは104℃、酸価は10、水酸基価は13、THF不溶解分は1%、SP値は11.7、HLB値は4.9、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は52モル%であった。
[線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−4〕の合成]
反応槽中に、テレフタル酸285部(58.1モル%)、イソフタル酸122部(24.9モル%)、安息香酸51部(14.0モル%)、製造例1で得られた純度90%のビスフェノールAのEO2モル付加物547部(60.0モル%)、エチレングリコール198部(下記回収分126部を差し引くと40.0モル%)、重合触媒として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2.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、180℃で無水トリメリット酸17部(3.0モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、取り出した。回収されたエチレングリコールは262部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−4〕とする。
〔P1(A)−4〕のMpは5600、Mnは2300、Tgは62℃、Tmは104℃、酸価は10、水酸基価は13、THF不溶解分は1%、SP値は11.7、HLB値は4.9、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は52モル%であった。
製造例8
[線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−5〕の合成]
反応槽中に、テレフタル酸153部(40.6モル%)、イソフタル酸153部(40.6モル%)、安息香酸41部(14.9モル%)、製造例1で得られた純度90%のビスフェノールAのEO2モル付加物706部(100.0モル%)、重合触媒として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2.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、180℃で無水トリメリット酸17部(3.9モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、取り出した。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−5〕とする。
〔P1(A)−5〕のMpは6200、Mnは2300、Tgは59℃、Tmは99℃、酸価は10、水酸基価は16、THF不溶解分は1%、SP値は11.4、HLB値は4.3、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は45モル%であった。
[線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−5〕の合成]
反応槽中に、テレフタル酸153部(40.6モル%)、イソフタル酸153部(40.6モル%)、安息香酸41部(14.9モル%)、製造例1で得られた純度90%のビスフェノールAのEO2モル付加物706部(100.0モル%)、重合触媒として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2.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、180℃で無水トリメリット酸17部(3.9モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、取り出した。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−5〕とする。
〔P1(A)−5〕のMpは6200、Mnは2300、Tgは59℃、Tmは99℃、酸価は10、水酸基価は16、THF不溶解分は1%、SP値は11.4、HLB値は4.3、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は45モル%であった。
製造例9
[線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−6〕の合成]
反応槽中に、テレフタル酸245部(65.8モル%)、無水フタル酸55部(16.4モル%)、p−t−ブチル安息香酸39部(9.9モル%)、製造例2で得られた純度95%のビスフェノールAのEO2モル付加物697部(100モル%)、重合触媒として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2.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、180℃で無水トリメリット酸34部(7.9モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、取り出した。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−6〕とする。
〔P1(A)−6〕のMpは7600、Mnは2600、Tgは62℃、Tmは101℃、酸価は20、水酸基価は14、THF不溶解分は1%、SP値は11.4、HLB値は4.4、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は36モル%であった。
[線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−6〕の合成]
反応槽中に、テレフタル酸245部(65.8モル%)、無水フタル酸55部(16.4モル%)、p−t−ブチル安息香酸39部(9.9モル%)、製造例2で得られた純度95%のビスフェノールAのEO2モル付加物697部(100モル%)、重合触媒として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2.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、180℃で無水トリメリット酸34部(7.9モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、取り出した。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−6〕とする。
〔P1(A)−6〕のMpは7600、Mnは2600、Tgは62℃、Tmは101℃、酸価は20、水酸基価は14、THF不溶解分は1%、SP値は11.4、HLB値は4.4、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は36モル%であった。
製造例10
[線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−7〕の合成]
反応槽中に、テレフタル酸400部(87.2モル%)、安息香酸32部(9.6モル%)、製造例2で得られた純度95%のビスフェノールAのEO2モル付加物558部(62.0モル%)、1,2−プロピレングリコール232部(下記回収分150部を差し引くと38.0モル%)、重合触媒として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2.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、180℃で無水トリメリット酸17部(2.7モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、取り出した。回収された1,2−プロピレングリコールは150部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−7〕とする。
〔P1(A)−7〕のMpは5000、Mnは2200、Tgは62℃、Tmは106℃、酸価は10、水酸基価は28、THF不溶解分は1%、SP値は11.6、HLB値は4.9、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は33モル%であった。
[線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−7〕の合成]
反応槽中に、テレフタル酸400部(87.2モル%)、安息香酸32部(9.6モル%)、製造例2で得られた純度95%のビスフェノールAのEO2モル付加物558部(62.0モル%)、1,2−プロピレングリコール232部(下記回収分150部を差し引くと38.0モル%)、重合触媒として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2.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、180℃で無水トリメリット酸17部(2.7モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、取り出した。回収された1,2−プロピレングリコールは150部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−7〕とする。
〔P1(A)−7〕のMpは5000、Mnは2200、Tgは62℃、Tmは106℃、酸価は10、水酸基価は28、THF不溶解分は1%、SP値は11.6、HLB値は4.9、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は33モル%であった。
製造例11
[線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−8〕の合成]
反応槽中に、テレフタル酸298部(85.1モル%)、安息香酸28部(10.7モル%)、製造例2で得られた純度95%のビスフェノールAのEO2モル付加物345部(50.0モル%)、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド(以下POと略記する)2モル付加物(三洋化成工業製ニューポールBP−2P)378部(50.0モル%)、重合触媒として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2.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPa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、180℃で無水トリメリット酸17部(4.2モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、取り出した。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−8〕とする。
〔P1(A)−8〕のMpは6900、Mnは2500、Tgは64℃、Tmは105℃、酸価は10、水酸基価は23、THF不溶解分は1%、SP値は11.3、HLB値は4.3、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は31モル%であった。
[線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−8〕の合成]
反応槽中に、テレフタル酸298部(85.1モル%)、安息香酸28部(10.7モル%)、製造例2で得られた純度95%のビスフェノールAのEO2モル付加物345部(50.0モル%)、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド(以下POと略記する)2モル付加物(三洋化成工業製ニューポールBP−2P)378部(50.0モル%)、重合触媒として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2.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPa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、180℃で無水トリメリット酸17部(4.2モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、取り出した。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−8〕とする。
〔P1(A)−8〕のMpは6900、Mnは2500、Tgは64℃、Tmは105℃、酸価は10、水酸基価は23、THF不溶解分は1%、SP値は11.3、HLB値は4.3、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は31モル%であった。
製造例12
[線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−9〕の合成]
反応槽中に、テレフタル酸211部(63.7モル%)、イソフタル酸90部(27.3モル%)、製造例2で得られた純度95%のビスフェノールAのEO2モル付加物679部(92.2モル%)、ステアリルアルコール49部(7.8モル%)、重合触媒として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2.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPa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、180℃で無水トリメリット酸34部(8.9モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、取り出した。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−9〕とする。
〔P1(A)−9〕のMpは6200、Mnは2300、Tgは60℃、Tmは101℃、酸価は20、水酸基価は30、THF不溶解分は1%、SP値は11.4、HLB値は4.6、モノオールによる末端カルボキシル基のエステル化率は13モル%であった。
[線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−9〕の合成]
反応槽中に、テレフタル酸211部(63.7モル%)、イソフタル酸90部(27.3モル%)、製造例2で得られた純度95%のビスフェノールAのEO2モル付加物679部(92.2モル%)、ステアリルアルコール49部(7.8モル%)、重合触媒として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2.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPa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、180℃で無水トリメリット酸34部(8.9モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、取り出した。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−9〕とする。
〔P1(A)−9〕のMpは6200、Mnは2300、Tgは60℃、Tmは101℃、酸価は20、水酸基価は30、THF不溶解分は1%、SP値は11.4、HLB値は4.6、モノオールによる末端カルボキシル基のエステル化率は13モル%であった。
製造例13
[線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−10〕の合成]
反応槽中に、テレフタル酸298部(81.2モル%)、安息香酸40部(14.8モル%)、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モル付加物の純度約81%)713部(100モル%)、重合触媒として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2.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、180℃で無水トリメリット酸17部(4.0モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、取り出した。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−10〕とする。
〔P1(A)−10〕のMpは6300、Mnは2400、Tgは56℃、Tmは96℃、酸価は10、水酸基価は20、THF不溶解分は1%、SP値は11.5、HLB値は4.3、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は42モル%であった。
[線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−10〕の合成]
反応槽中に、テレフタル酸298部(81.2モル%)、安息香酸40部(14.8モル%)、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モル付加物の純度約81%)713部(100モル%)、重合触媒として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2.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、180℃で無水トリメリット酸17部(4.0モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、取り出した。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−10〕とする。
〔P1(A)−10〕のMpは6300、Mnは2400、Tgは56℃、Tmは96℃、酸価は10、水酸基価は20、THF不溶解分は1%、SP値は11.5、HLB値は4.3、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は42モル%であった。
製造例14
[線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−11〕の合成]
反応槽中に、テレフタル酸286部(84.0モル%)、安息香酸24部(9.5モル%)、製造例3で得られたビスフェノールAのEO3モル付加物447部(60モル%)、ビスフェノールAのPO2モル付加物(三洋化成工業製ニューポールBP−2P)282部(40.0モル%)重合触媒として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2.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、180℃で無水トリメリット酸26部(6.5モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、取り出した。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−11〕とする。
〔P1(A)−11〕のMpは8000、Mnは3100、Tgは62℃、Tmは108℃、酸価は15、水酸基価は18、THF不溶解分は1%、SP値は11.2、HLB値は4.4、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は36モル%であった。
[線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−11〕の合成]
反応槽中に、テレフタル酸286部(84.0モル%)、安息香酸24部(9.5モル%)、製造例3で得られたビスフェノールAのEO3モル付加物447部(60モル%)、ビスフェノールAのPO2モル付加物(三洋化成工業製ニューポールBP−2P)282部(40.0モル%)重合触媒として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2.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、180℃で無水トリメリット酸26部(6.5モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、取り出した。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを線形ポリエステル樹脂〔P1(A)−11〕とする。
〔P1(A)−11〕のMpは8000、Mnは3100、Tgは62℃、Tmは108℃、酸価は15、水酸基価は18、THF不溶解分は1%、SP値は11.2、HLB値は4.4、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は36モル%であった。
製造例15
[非線形ポリエステル樹脂〔P2(B)−1〕の合成]
反応槽中に、テレフタル酸567部(68.8モル%)、イソフタル酸243部(29.5モル%)、エチレングリコール557部(下記回収分287部を差し引くと85.0モル%)、ネオペンチルグリコール80部(15.0モル%)、重合触媒として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2.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、無水トリメリット酸16部(1.7モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、2.5〜5kPaの減圧下で反応させ軟化点143℃で取り出した。回収されたエチレングリコールは287部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを非線形ポリエステル樹脂〔P2(B)−1〕とする。
〔P2(B)−1〕のMpは17500、Mnは5400、Tgは64℃、Tmは143℃、酸価は1、水酸基価は14、THF不溶解分は3%、SP値は12.3、HLB値は6.8であった。
[非線形ポリエステル樹脂〔P2(B)−1〕の合成]
反応槽中に、テレフタル酸567部(68.8モル%)、イソフタル酸243部(29.5モル%)、エチレングリコール557部(下記回収分287部を差し引くと85.0モル%)、ネオペンチルグリコール80部(15.0モル%)、重合触媒として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2.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、無水トリメリット酸16部(1.7モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、2.5〜5kPaの減圧下で反応させ軟化点143℃で取り出した。回収されたエチレングリコールは287部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを非線形ポリエステル樹脂〔P2(B)−1〕とする。
〔P2(B)−1〕のMpは17500、Mnは5400、Tgは64℃、Tmは143℃、酸価は1、水酸基価は14、THF不溶解分は3%、SP値は12.3、HLB値は6.8であった。
製造例16
[非線形ポリエステル樹脂〔P2(B)−2〕の合成]
反応槽中に、テレフタル酸368部(51.7モル%)、イソフタル酸158部(22.1モル%)、エチレングリコール355部(下記回収分137部を差し引くと85.0モル%)、ビスフェノールAのPO2モル付加物(三洋化成工業製ニューポールBP−2P)215部(15.0モル%)、重合触媒として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0.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、安息香酸70部(13.3モル%)を加え、常圧下で3時間反応させた。さらに、無水トリメリット酸107部(12.9モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、2.5〜5kPaの減圧下で反応させ軟化点155℃で取り出した。回収されたエチレングリコールは137部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを非線形ポリエステル樹脂〔P2(B)−2〕とする。
〔P2(B)−2〕のMpは4800、Mnは1700、Tgは63℃、Tmは155℃、酸価は20、水酸基価は1、THF不溶解分は25%、SP値は12.0、HLB値は6.2、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は26モル%であった。
[非線形ポリエステル樹脂〔P2(B)−2〕の合成]
反応槽中に、テレフタル酸368部(51.7モル%)、イソフタル酸158部(22.1モル%)、エチレングリコール355部(下記回収分137部を差し引くと85.0モル%)、ビスフェノールAのPO2モル付加物(三洋化成工業製ニューポールBP−2P)215部(15.0モル%)、重合触媒として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0.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、安息香酸70部(13.3モル%)を加え、常圧下で3時間反応させた。さらに、無水トリメリット酸107部(12.9モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、2.5〜5kPaの減圧下で反応させ軟化点155℃で取り出した。回収されたエチレングリコールは137部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを非線形ポリエステル樹脂〔P2(B)−2〕とする。
〔P2(B)−2〕のMpは4800、Mnは1700、Tgは63℃、Tmは155℃、酸価は20、水酸基価は1、THF不溶解分は25%、SP値は12.0、HLB値は6.2、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は26モル%であった。
製造例17
[非線形ポリエステル樹脂〔P2(B)−3〕の合成]
反応槽中に、テレフタル酸377部(51.1モル%)、イソフタル酸162部(21.9モル%)、製造例2で得られた純度95%のビスフェノールAのEO2モル付加物199部(15.0モル%)、エチレングリコール367部(下記回収分147部を差し引くと85.0モル%)、重合触媒として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1部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、安息香酸74部(13.7モル%)を加え、常圧下で3時間反応させた。さらに、無水トリメリット酸114部(13.3モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、2.5〜5kPaの減圧下で反応させ軟化点158℃で取り出した。回収されたエチレングリコールは147部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを非線形ポリエステル樹脂〔P2(B)−3〕とする。
〔P2(B)−3〕のMpは5000、Mnは2000、Tgは61℃、Tmは158℃、酸価は24、水酸基価は2、THF不溶解分は28%、SP値は12.1、HLB値は6.3、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は33モル%であった。
[非線形ポリエステル樹脂〔P2(B)−3〕の合成]
反応槽中に、テレフタル酸377部(51.1モル%)、イソフタル酸162部(21.9モル%)、製造例2で得られた純度95%のビスフェノールAのEO2モル付加物199部(15.0モル%)、エチレングリコール367部(下記回収分147部を差し引くと85.0モル%)、重合触媒として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1部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、安息香酸74部(13.7モル%)を加え、常圧下で3時間反応させた。さらに、無水トリメリット酸114部(13.3モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、2.5〜5kPaの減圧下で反応させ軟化点158℃で取り出した。回収されたエチレングリコールは147部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを非線形ポリエステル樹脂〔P2(B)−3〕とする。
〔P2(B)−3〕のMpは5000、Mnは2000、Tgは61℃、Tmは158℃、酸価は24、水酸基価は2、THF不溶解分は28%、SP値は12.1、HLB値は6.3、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は33モル%であった。
製造例18
[非線形ポリエステル樹脂〔P2(B)−4〕の合成]
反応槽中に、テレフタル酸229部(42.3モル%)、イソフタル酸223部(42.3モル%)、エチレングリコール265部(下記回収分122部を差し引くと65.0モル%)、ビスフェノールAのPO2モル付加物(三洋化成工業製ニューポールBP−2P)431部(35.0モル%)、重合触媒として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2.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、安息香酸30部(7.6モル%)を加え、常圧下で3時間反応させた。さらに、無水トリメリット酸49部(8.0モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、2.5〜5kPaの減圧下で反応させ軟化点135℃で取り出した。回収されたエチレングリコールは122部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを非線形ポリエステル樹脂〔P2(B)−4〕とする。
〔P2(B)−4〕のMpは7500、Mnは3100、Tgは63℃、Tmは135℃、酸価は1、水酸基価は31、THF不溶解分は3%、SP値は11.7、HLB値は5.4、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は48モル%であった。
[非線形ポリエステル樹脂〔P2(B)−4〕の合成]
反応槽中に、テレフタル酸229部(42.3モル%)、イソフタル酸223部(42.3モル%)、エチレングリコール265部(下記回収分122部を差し引くと65.0モル%)、ビスフェノールAのPO2モル付加物(三洋化成工業製ニューポールBP−2P)431部(35.0モル%)、重合触媒として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2.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、安息香酸30部(7.6モル%)を加え、常圧下で3時間反応させた。さらに、無水トリメリット酸49部(8.0モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、2.5〜5kPaの減圧下で反応させ軟化点135℃で取り出した。回収されたエチレングリコールは122部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを非線形ポリエステル樹脂〔P2(B)−4〕とする。
〔P2(B)−4〕のMpは7500、Mnは3100、Tgは63℃、Tmは135℃、酸価は1、水酸基価は31、THF不溶解分は3%、SP値は11.7、HLB値は5.4、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は48モル%であった。
製造例19
[非線形ポリエステル樹脂〔P2(B)−5〕の合成]
反応槽中に、テレフタル酸519部(74.0モル%)、アジピン酸12部(1.9モル%)、製造例2で得られた純度95%のビスフェノールAのEO2モル付加物143部(10モル%)、1,2−プロピレングリコール465部(下記回収分158部を差し引くと90モル%)、重合触媒として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2.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、安息香酸75部(14.5モル%)を加え、常圧下で3時間反応させた。さらに、無水トリメリット酸78部(9.6モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、2.5〜5kPaの減圧下で反応させ軟化点150℃で取り出した。回収された1,2−プロピレングリコールは158部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを非線形ポリエステル樹脂〔P2(B)−5〕とする。
〔P2(B)−5〕のMpは5900、Mnは3000、Tgは66℃、Tmは150℃、酸価は15、水酸基価は7、THF不溶解分は21%、SP値は12.0、HLB値は6.9、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は18モル%であった。
[非線形ポリエステル樹脂〔P2(B)−5〕の合成]
反応槽中に、テレフタル酸519部(74.0モル%)、アジピン酸12部(1.9モル%)、製造例2で得られた純度95%のビスフェノールAのEO2モル付加物143部(10モル%)、1,2−プロピレングリコール465部(下記回収分158部を差し引くと90モル%)、重合触媒として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2.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、安息香酸75部(14.5モル%)を加え、常圧下で3時間反応させた。さらに、無水トリメリット酸78部(9.6モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、2.5〜5kPaの減圧下で反応させ軟化点150℃で取り出した。回収された1,2−プロピレングリコールは158部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを非線形ポリエステル樹脂〔P2(B)−5〕とする。
〔P2(B)−5〕のMpは5900、Mnは3000、Tgは66℃、Tmは150℃、酸価は15、水酸基価は7、THF不溶解分は21%、SP値は12.0、HLB値は6.9、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は18モル%であった。
製造例20
[非線形ポリエステル樹脂〔P2(B)−6〕の合成]
反応槽中に、テレフタル酸293部(48.0モル%)、イソフタル酸126部(20.6モル%)、エチレングリコール250部(下記回収分98部を差し引くと70.0モル%)、ビスフェノールAのPO2モル付加物(三洋化成工業製ニューポールBP−2P)367部(30.0モル%)、重合触媒として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0.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、安息香酸77部(17.1モル%)を加え、常圧下で3時間反応させた。さらに、無水トリメリット酸101部(14.4モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、2.5〜5kPaの減圧下で反応させ軟化点155℃で取り出した。回収されたエチレングリコールは98部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを非線形ポリエステル樹脂〔P2(B)−6〕とする。
〔P2(B)−6〕のMpは5200、Mnは2500、Tgは62℃、Tmは155℃、酸価は17、水酸基価は18、THF不溶解分は25%、SP値は11.7、HLB値は5.7、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は49モル%であった。
[非線形ポリエステル樹脂〔P2(B)−6〕の合成]
反応槽中に、テレフタル酸293部(48.0モル%)、イソフタル酸126部(20.6モル%)、エチレングリコール250部(下記回収分98部を差し引くと70.0モル%)、ビスフェノールAのPO2モル付加物(三洋化成工業製ニューポールBP−2P)367部(30.0モル%)、重合触媒として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0.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、安息香酸77部(17.1モル%)を加え、常圧下で3時間反応させた。さらに、無水トリメリット酸101部(14.4モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、2.5〜5kPaの減圧下で反応させ軟化点155℃で取り出した。回収されたエチレングリコールは98部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを非線形ポリエステル樹脂〔P2(B)−6〕とする。
〔P2(B)−6〕のMpは5200、Mnは2500、Tgは62℃、Tmは155℃、酸価は17、水酸基価は18、THF不溶解分は25%、SP値は11.7、HLB値は5.7、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は49モル%であった。
比較製造例1
[比較用線形ポリエステル樹脂(RP1−1)(P1の類似組成)の合成]
反応槽中に、テレフタル酸364部(53.4モル%)、イソフタル酸243部(35.6モル%)、安息香酸33部(6.6モル%)、エチレングリコール453部(下記回収分255部を差し引くと80モル%)、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)262部(20モル%)、重合触媒として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2.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、180℃で無水トリメリット酸34部(4.3モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、取り出した。回収されたエチレングリコールは255部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを線形ポリエステル樹脂(RP1−1)とする。
(RP1−1)のMpは7200、Mnは2600、Tgは58℃、Tmは106℃、酸価は20、水酸基価は14、THF不溶解分は1%、SP値は12.1、HLB値は6.2、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は41モル%であった。
[比較用線形ポリエステル樹脂(RP1−1)(P1の類似組成)の合成]
反応槽中に、テレフタル酸364部(53.4モル%)、イソフタル酸243部(35.6モル%)、安息香酸33部(6.6モル%)、エチレングリコール453部(下記回収分255部を差し引くと80モル%)、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)262部(20モル%)、重合触媒として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2.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、180℃で無水トリメリット酸34部(4.3モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、取り出した。回収されたエチレングリコールは255部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを線形ポリエステル樹脂(RP1−1)とする。
(RP1−1)のMpは7200、Mnは2600、Tgは58℃、Tmは106℃、酸価は20、水酸基価は14、THF不溶解分は1%、SP値は12.1、HLB値は6.2、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は41モル%であった。
比較製造例2
[比較用線形ポリエステル樹脂(RP1−2)(P1の類似組成)の合成]
反応槽中に、テレフタル酸210部(65.3モル%)、アジピン酸61部(21.7モル%)、安息香酸14部(6.1モル%)、ビスフェノールAのPO2モル付加物(三洋化成工業製ニューポールBP−2P)260部(38.0モル%)、ビスフェノールAのPO3モル付加物(三洋化成工業製ニューポールBP−3P)489部(62.0モル%)、重合触媒として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2.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、180℃で無水トリメリット酸26部(6.9モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、取り出した。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを線形ポリエステル樹脂(RP1−2)とする。
(RP1−2)のMpは7400、Mnは3500、Tgは59℃、Tmは100℃、酸価は15、水酸基価は18、THF不溶解分は1%、SP値は10.8、HLB値は4.3、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は22モル%であった。
[比較用線形ポリエステル樹脂(RP1−2)(P1の類似組成)の合成]
反応槽中に、テレフタル酸210部(65.3モル%)、アジピン酸61部(21.7モル%)、安息香酸14部(6.1モル%)、ビスフェノールAのPO2モル付加物(三洋化成工業製ニューポールBP−2P)260部(38.0モル%)、ビスフェノールAのPO3モル付加物(三洋化成工業製ニューポールBP−3P)489部(62.0モル%)、重合触媒として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2.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、180℃で無水トリメリット酸26部(6.9モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、取り出した。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを線形ポリエステル樹脂(RP1−2)とする。
(RP1−2)のMpは7400、Mnは3500、Tgは59℃、Tmは100℃、酸価は15、水酸基価は18、THF不溶解分は1%、SP値は10.8、HLB値は4.3、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は22モル%であった。
比較製造例3
[比較用非線形ポリエステル樹脂(RP2−1)(P2の類似組成)の合成]
反応槽中に、テレフタル酸411部(48.1モル%)、イソフタル酸274部(32.0モル%)、エチレングリコール512部(100.0モル%)、重合触媒として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3部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、安息香酸50部(8.0モル%)を加え、常圧下で3時間反応させた。さらに、無水トリメリット酸117部(11.9モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、2.5〜5kPaの減圧下で反応させ軟化点155℃で取り出した。回収されたエチレングリコールは197部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを非線形ポリエステル樹脂(RP2−1)とする。
(RP2−1)のMpは5000、Mnは1900、Tgは58℃、Tmは155℃、酸価は27、水酸基価は7、THF不溶解分は29%、SP値は12.6、HLB値は7.4、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は22モル%であった。
[比較用非線形ポリエステル樹脂(RP2−1)(P2の類似組成)の合成]
反応槽中に、テレフタル酸411部(48.1モル%)、イソフタル酸274部(32.0モル%)、エチレングリコール512部(100.0モル%)、重合触媒として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3部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、安息香酸50部(8.0モル%)を加え、常圧下で3時間反応させた。さらに、無水トリメリット酸117部(11.9モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、2.5〜5kPaの減圧下で反応させ軟化点155℃で取り出した。回収されたエチレングリコールは197部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを非線形ポリエステル樹脂(RP2−1)とする。
(RP2−1)のMpは5000、Mnは1900、Tgは58℃、Tmは155℃、酸価は27、水酸基価は7、THF不溶解分は29%、SP値は12.6、HLB値は7.4、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は22モル%であった。
比較製造例4
[比較用非線形ポリエステル樹脂(RP2−2)(P2の類似組成)の合成]
反応槽中に、テレフタル酸234部(52.2モル%)、アジピン酸137部(34.7モル%)、エチレングリコール186部(下記回収分115部を差し引くと40.0モル%)、ビスフェノールAのPO2モル付加物(三洋化成工業製ニューポールBP−2P)593部(60.0モル%)、重合触媒として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3部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、安息香酸20部(6.1モル%)を加え、常圧下で3時間反応させた。さらに、無水トリメリット酸36部(7.0モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、2.5〜5kPaの減圧下で反応させ軟化点147℃で取り出した。回収されたエチレングリコールは115部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを非線形ポリエステル樹脂(RP2−2)とする。
(RP2−2)のMpは5800、Mnは2300、Tgは60℃、Tmは147℃、酸価は12、水酸基価は35、THF不溶解分は13%、SP値は11.2、HLB値は4.9、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は17モル%であった。
[比較用非線形ポリエステル樹脂(RP2−2)(P2の類似組成)の合成]
反応槽中に、テレフタル酸234部(52.2モル%)、アジピン酸137部(34.7モル%)、エチレングリコール186部(下記回収分115部を差し引くと40.0モル%)、ビスフェノールAのPO2モル付加物(三洋化成工業製ニューポールBP−2P)593部(60.0モル%)、重合触媒として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3部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.5〜2.5kPaの減圧下に1時間反応させた。次いで、安息香酸20部(6.1モル%)を加え、常圧下で3時間反応させた。さらに、無水トリメリット酸36部(7.0モル%)を加え、常圧下で1時間反応させた後、2.5〜5kPaの減圧下で反応させ軟化点147℃で取り出した。回収されたエチレングリコールは115部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを非線形ポリエステル樹脂(RP2−2)とする。
(RP2−2)のMpは5800、Mnは2300、Tgは60℃、Tmは147℃、酸価は12、水酸基価は35、THF不溶解分は13%、SP値は11.2、HLB値は4.9、モノカルボン酸による末端水酸基のエステル化率は17モル%であった。
表1に、製造例4〜20で得られたポリエステル樹脂〔P1(A)−1〕〜〔P1(A)−11〕、〔P2(B)−1〕〜〔P2(B)−6〕、および比較製造例1〜4で得られたポリエステル樹脂(RP1−1)、(RP1−2)、(RP2−1)、(RP2−2)の主要な分析値をまとめた。
実施例1〜16、比較例1〜5
製造例4〜20、比較製造例1〜4で得られた、線形ポリエステル樹脂〔P1(A)〕、非線形ポリエステル樹脂〔P2(B)〕、比較用線形ポリエステル樹脂(RP1)、比較用非線形ポリエステル樹脂(RP2)を、表2の割合でプラストミルに入れ、140℃で10分間撹拌して溶融混合し、ポリエステル樹脂(P)からなる本発明のトナーバインダー(TB−1)〜(TB−16)、および比較のトナーバインダー(TB’−1)〜(TB’−5)を得た。各トナーバインダー100部に対して、シアニンブルーKRO(山陽色素製)8部、カルナバワックス5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[日本コークス工業(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、体積基準のメジアン径(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(T−1)〜(T−16)、および比較用のトナー(T’−1)〜(T’−5)を得た。
ポリエステル樹脂(P)の物性値、および下記の評価方法で評価した結果を表2に示す。
製造例4〜20、比較製造例1〜4で得られた、線形ポリエステル樹脂〔P1(A)〕、非線形ポリエステル樹脂〔P2(B)〕、比較用線形ポリエステル樹脂(RP1)、比較用非線形ポリエステル樹脂(RP2)を、表2の割合でプラストミルに入れ、140℃で10分間撹拌して溶融混合し、ポリエステル樹脂(P)からなる本発明のトナーバインダー(TB−1)〜(TB−16)、および比較のトナーバインダー(TB’−1)〜(TB’−5)を得た。各トナーバインダー100部に対して、シアニンブルーKRO(山陽色素製)8部、カルナバワックス5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[日本コークス工業(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、体積基準のメジアン径(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(T−1)〜(T−16)、および比較用のトナー(T’−1)〜(T’−5)を得た。
ポリエステル樹脂(P)の物性値、および下記の評価方法で評価した結果を表2に示す。
[評価方法]
〔1〕最低定着温度(MFT)
上記トナーを用い、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、マクベス反射濃度計RD−191(マクベス社製)を用いて測定した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。
なお、最低定着温度(MFT)とホットオフセット発生温度(HOT)に関しては、定着温度幅(HOTとMFTの差)が広いことが重要である。
〔3〕保存安定性(耐ブロッキング性)
トナーをそれぞれポリエチレン製の瓶に入れ、45℃の恒温水槽に8時間保持した後、42メッシュのふるいに移し、ホソカワミクロン(株)製パウダーテスターを用いて、振動強度5で10秒間振とうし、ふるいの上に残ったトナーの重量%を測定し、下記基準で判定し、保存安定性を評価した。
残存トナー重量%
◎ : 15%未満
○ : 15%以上25%未満
△ : 25%以上30%未満
× : 30%以上
〔4〕混ざり性評価
前記の方法による。
〔1〕最低定着温度(MFT)
上記トナーを用い、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、マクベス反射濃度計RD−191(マクベス社製)を用いて測定した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。
なお、最低定着温度(MFT)とホットオフセット発生温度(HOT)に関しては、定着温度幅(HOTとMFTの差)が広いことが重要である。
〔3〕保存安定性(耐ブロッキング性)
トナーをそれぞれポリエチレン製の瓶に入れ、45℃の恒温水槽に8時間保持した後、42メッシュのふるいに移し、ホソカワミクロン(株)製パウダーテスターを用いて、振動強度5で10秒間振とうし、ふるいの上に残ったトナーの重量%を測定し、下記基準で判定し、保存安定性を評価した。
残存トナー重量%
◎ : 15%未満
○ : 15%以上25%未満
△ : 25%以上30%未満
× : 30%以上
〔4〕混ざり性評価
前記の方法による。
〔飽和帯電量、帯電の立ち上がり性、帯電安定性〕
トナーバインダー0.5gとフェライトキャリア(パウダーテック社製、F−150)20gとを50mlのガラス瓶に入れ、これを23℃、50%R.H.で8時間以上調湿した後、ターブラーシェーカーミキサーにて50rpm×1,3,5,10,20および60分間摩擦撹拌し、それぞれの時間毎に帯電量を測定した。測定にはブローオフ帯電量測定装置[京セラケミカル(株)製]を用いた。摩擦時間10分の帯電量をもって飽和帯電量とした。また、摩擦時間1分の帯電量/摩擦時間10分の帯電量を計算し、帯電の立ち上がり性とした。さらに、摩擦時間60分の帯電量/摩擦時間10分の帯電量を計算し、帯電安定性とした。
トナーバインダー0.5gとフェライトキャリア(パウダーテック社製、F−150)20gとを50mlのガラス瓶に入れ、これを23℃、50%R.H.で8時間以上調湿した後、ターブラーシェーカーミキサーにて50rpm×1,3,5,10,20および60分間摩擦撹拌し、それぞれの時間毎に帯電量を測定した。測定にはブローオフ帯電量測定装置[京セラケミカル(株)製]を用いた。摩擦時間10分の帯電量をもって飽和帯電量とした。また、摩擦時間1分の帯電量/摩擦時間10分の帯電量を計算し、帯電の立ち上がり性とした。さらに、摩擦時間60分の帯電量/摩擦時間10分の帯電量を計算し、帯電安定性とした。
〔5〕飽和帯電量の評価基準
◎:飽和帯電量の絶対値が25μC/g以上
○:飽和帯電量の絶対値が20μC/g以上、25μC/g未満
△:飽和帯電量の絶対値が15μC/g以上、20μC/g未満
×:飽和帯電量の絶対値が15μC/g未満
〔6〕帯電の立ち上がり性の評価基準
◎:0.7以上
○:0.6以上、0.7未満
△:0.5以上、0.6未満
×:0.5未満
〔7〕帯電安定性の評価基準
◎:0.8以上
○:0.7以上、0.8未満
△:0.6以上、0.7未満
×:0.6未満
◎:飽和帯電量の絶対値が25μC/g以上
○:飽和帯電量の絶対値が20μC/g以上、25μC/g未満
△:飽和帯電量の絶対値が15μC/g以上、20μC/g未満
×:飽和帯電量の絶対値が15μC/g未満
〔6〕帯電の立ち上がり性の評価基準
◎:0.7以上
○:0.6以上、0.7未満
△:0.5以上、0.6未満
×:0.5未満
〔7〕帯電安定性の評価基準
◎:0.8以上
○:0.7以上、0.8未満
△:0.6以上、0.7未満
×:0.6未満
以上の通り、本発明のトナーバインダーを用いた本発明のトナー(実施例1〜16)は、比較のトナーバインダーを用いた比較のトナー(比較例1〜5)と比べて、特に帯電特性および耐ブロッキング性において、いずれも著しく良好な結果が得られた。
本発明のトナーバインダーを用いた本発明のトナーは、定着温度幅および保存安定性等に優れるので、電子写真、静電記録、静電印刷等に用いられるトナーとして有用である。
Claims (9)
- カルボン酸成分(x)とアルコール成分(y)とが重縮合されてなる2種以上のポリエステル樹脂で構成されるポリエステル樹脂(P)を含有するトナーバインダーであって、(P)の少なくとも1種(P1)がアルコール成分(y)中にビスフェノールAのエチレンオキサイド2〜4モル付加物(y1)を30〜100モル%含有し、かつ少なくとも1種(P2)がアルコール成分(y)中に炭素数2〜4の脂肪族ジオール(y2)を50〜95モル%含有する(P1)以外のものであり、(P)が次の式(1)および(2)を満たすトナーバインダーであって、ポリエステル樹脂(P1)および/または(P2)が、末端水酸基がモノカルボン酸(x1)によりエステル化されたもの、末端カルボキシル基がモノオールによりエステル化されたもの、および末端水酸基がビニル基に変性されたものからなる群から選らばれる少なくとも1種であるトナーバインダー。
11.5≦(P)のSP値[(cal/cm3)1/2]≦13.0 ・・・(1)
5.2≦(P)のHLB値〔小田法による〕≦7.1 ・・・(2)
- ポリエステル樹脂(P1)および/または(P2)が、末端水酸基の5モル%以上がモノカルボン酸(x1)によりエステル化されたもの、末端カルボキシル基の5モル%以上がモノオールによりエステル化されたもの、または末端水酸基の5モル%以上がビニル基に変性されたものである請求項1記載のトナーバインダー。
- ポリエステル樹脂(P1)および/または(P2)のカルボン酸成分(x)が、モノカルボン酸(x1)およびポリカルボン酸(x2)であり、(x)の80〜100モル%が芳香族カルボン酸である、請求項1または2記載のトナーバインダー。
- ポリエステル樹脂(P1)のアルコール成分(y)中のビスフェノールAのエチレンオキサイド2〜4モル付加物(y1)が、純度85%以上のビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物(y11)である請求項1〜3のいずれか記載のトナーバインダー。
- ビスフェノールAのエチレンオキサイド2〜4モル付加物(y1)中のビスフェノールAのエチレンオキサイド1モル付加物の含有量が1.5%以下である、請求項1〜4のいずれか記載のトナーバインダー。
- ポリエステル樹脂(P2)を構成するアルコール成分(y2)がエチレングリコールである請求項1〜5のいずれか記載のトナーバインダー。
- ポリエステル樹脂(P1)と(P2)が式(3)を満たし、かつ(P2)が式(4)を満たす請求項1〜6のいずれか記載のトナーバインダー。
100≧(P2)〔G”120〕/(P1)〔G”120〕≧1 ・・・(3)
(P2)〔G’180〕≧2000 ・・・(4)
[上記式中、(P2)〔G”120〕は、ポリエステル樹脂(P2)の120℃における損失弾性率(dyn/cm2)、(P1)〔G”120〕は、ポリエステル樹脂(P1)の120℃における損失弾性率(dyn/cm2)、(P2)〔G’180〕は、ポリエステル樹脂(P2)の180℃における貯蔵弾性率(dyn/cm2)を意味する。] - (P1)が線形ポリエステル樹脂〔P1(A)〕であり、(P2)が非線形ポリエステル樹脂〔P2(B)〕であり、〔P1(A)〕と〔P2(B)〕の重量比[P1(A)〕/〔P2(B)〕]が10/90〜90/10である請求項1〜7のいずれか記載のトナーバインダー。
- 請求項1〜8のいずれか記載のトナーバインダー、着色剤、並びに、必要により離型剤、荷電制御剤、および流動化剤から選ばれる1種以上の添加剤を含有するトナー。
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