JP5723549B2 - トナーバインダーおよびトナー組成物 - Google Patents

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本発明は電子写真法、静電記録法や静電印刷法等において、静電荷像または磁気潜像の現像に用いられる乾式トナー用として有用な、ポリエステル樹脂を含有するトナーバインダー、およびトナー組成物に関する。
複写機、プリンタ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、保存安定性が要求されている。
低温定着性と耐ホットオフセット性のいずれにも優れた、ポリエステル系トナーバインダーを含有するトナー組成物が知られている(特許文献1、2参照)。しかし、近年、保存安定性や、低温定着性と耐ホットオフセット性の両立(定着温度幅)の要望がますます高まっており、なお不十分であった。
特開平12−75549号公報 特開2005−77930号公報
本発明は、低温定着性と耐ホットオフセット性の両立(定着温度幅)に優れ、且つ保存安定性にも優れたトナーバインダーを提供することを目的とする。
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、カルボン酸成分(x)とポリオール成分(y)を構成単位として有し、カルボン酸成分(x)が、芳香族ジカルボン酸およびそのエステル形成性誘導体から選ばれる2種以上のジカルボン酸(x1)を合計で80モル%以上含有し、かつ、さらに少なくとも、3価以上のポリカルボン酸(x2)をも含有し、ポリオール成分(y)が、炭素数が2〜10の脂肪族ジオール(y1)を80モル%以上含有する、150℃における貯蔵弾性率〔G’150〕が20000dyn/cm2以上であり、〔G’150〕(dyn/cm2)および180℃における貯蔵弾性率〔G’180〕(dyn/cm2)が次式(1)を満たすポリエステル樹脂(A)と、炭素数9〜30の脂肪族ポリカルボン酸およびそのエステル形成性誘導体から選ばれる1種以上を60モル%以上含有するカルボン酸成分(x)とポリオール成分(y)との重縮合ポリエステル樹脂であって、SP値が9.0〜10.5(cal/cm312であり、融点〔Tmp〕が50〜120℃、フローテスターによる軟化点〔Tm〕が50〜150℃であり、かつ、〔Tm〕/〔Tmp〕が1.0〜1.8である結晶性ポリエステル樹脂(B)とを含有するトナーバインダーであって、ポリエステル樹脂(A)が、さらにポリイソシアネート(i)並びにポリアミン(j)および/又は水を合成原料として用いる、ウレタン基およびウレア基を含有する変性ポリエステル樹脂(A1)であるトナーバインダー;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、および流動化剤から選ばれる一種以上の添加剤を含有するトナー組成物;である。

〔G’150〕/〔G’180〕≦15 ・・・式(1)
本発明により、低温定着性と耐ホットオフセット性の両立(定着温度幅)に優れ、且つ保存安定性にも優れたトナーバインダー、およびトナーを提供することが可能になった。
以下、本発明を詳述する。
本発明のトナーバインダーは、ポリエステル樹脂(A)と結晶性ポリエステル樹脂(B)とを含有する。
ポリエステル樹脂(A)は、少なくともカルボン酸成分(x)とポリオール成分(y)を構成単位として有するポリエステル樹脂であって、低温定着性と耐ホットオフセット性を両立(定着温度幅)させる観点から、芳香族ジカルボン酸およびそのエステル形成性誘導体から選ばれる2種以上のジカルボン酸(x1)を合計で80モル%以上含有し、かつ、さらに少なくとも、3価以上のポリカルボン酸(x2)をも含有するカルボン酸成分(x)と、炭素数が2〜10の脂肪族ジオール(y1)が80モル%以上含有されたポリオール成分(y)とを構成単位とする。
芳香族ジカルボン酸およびそのエステル形成性誘導体から選ばれる2種以上のジカルボン酸(x1)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);およびこれらのエステル形成性誘導体;等から選ばれる2種以上が挙げられる。
上記エステル形成性誘導体としては、酸無水物、アルキル(炭素数1〜24:メチル、エチル、ブチル、ステアリル等、好ましくは炭素数1〜4)エステル、および部分アルキル(上記と同様)エステル等が挙げられる。以下のエステル形成性誘導体についても同様である。
なお、本発明においては、芳香族ジカルボン酸およびそのエステル形成性誘導体から選ばれる2種以上のジカルボン酸(x1)において、芳香族ジカルボン酸とその同一ジカルボン酸のエステル形成性誘導体とは、1種として数える。
これら(x1)のうち、低温定着性と耐ホットオフセット性の両立の観点から、好ましくは、以下に挙げた(1)〜(3)から選ばれる2種以上である。
(1)テレフタル酸および/またはそのエステル形成性誘導体
(2)イソフタル酸および/またはそのエステル形成性誘導体
(3)フタル酸および/またはそのエステル形成性誘導体
好ましい組合せとしては(1)と(2)、および(1)と(3)であり、さらに好ましくは、(1)と(2)の重量比が(1)/(2)=3/7〜7/3であり、(1)と(3)の重量比が(1)/(3)=3/7〜7/3である。
ジカルボン酸(x1)以外のカルボン酸成分(x)としては、(x1)以外のジカルボン酸、3価以上のポリカルボン酸(x2)、およびモノカルボン酸(x3)等が挙げられる。
カルボン酸成分(x)のうち、(x1)以外のジカルボン酸としては、炭素数4〜36のアルカンジカルボン酸(例えばコハク、アジピン、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、フマル、シトラコン、およびメサコン酸)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;炭素数4〜36のアルケンジカルボン酸および、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、コハク酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、および/またはそれらのエステル形成性誘導体である。
3価以上(好ましくは3〜6価)のポリカルボン酸(x2)としては、炭素数9〜20の芳香族カルボン酸(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(脂環式を含む)カルボン酸(ヘキサントリカルボン酸、およびデカ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る。
これらのうち好ましいものは、トリメリット酸、ピロメリット酸、およびこれらのエステル形成性誘導体である。
モノカルボン酸(x3)としては、脂肪族(脂環式を含む)モノカルボン酸(x31)、および芳香族モノカルボン酸(x32)が挙げられる。
脂肪族(脂環式を含む)モノカルボン酸(x31)としては、炭素数1〜30(好ましくは1〜24)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、ミリスチル酸、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、およびメリシン酸等)、炭素数3〜30(好ましくは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、およびリノール酸等)などが挙げられる。
芳香族モノカルボン酸(x32)としては、炭素数7〜14の安息香酸およびその誘導体(誘導体とは、安息香酸の芳香環の1個以上の水素が、炭素数1〜7の有機基に置換された構造を有するものを意味する。例えば、安息香酸、4−フェニル安息香酸、パラ−tert−ブチル安息香酸、トルイル酸、オルト−ベンゾイル安息香酸、およびナフトエ酸。)、並びに炭素数8〜14の芳香族置換基を有する酢酸の誘導体(誘導体とは、酢酸のカルボキシル基に含まれる水素以外の1個以上の水素が、炭素数6〜12の芳香族基に置換された構造を有するものを意味する。例えば、ジフェニル酢酸、フェノキシ酢酸、およびα−フェノキシプロピオン酸。)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くは、炭素数7〜14の安息香酸およびその誘導体であり、さらに好ましくは安息香酸である。(x32)を用いると、トナーに用いた時の耐ブロッキング性がより良好となる。
カルボン酸成分(x)中のジカルボン酸(x1)の量は、80モル%以上であり、好ましくは83〜98モル%、さらに好ましくは85〜95モル%である。
また、(x)中のポリカルボン酸(x2)の量としては20モル%以下が好ましく、より好ましくは1〜15モル%、とくに好ましくは2〜12モル%である。
また、(x)中の芳香族モノカルボン酸(x32)の量としては10モル%以下が好ましく、さらに好ましくは0.1〜9.5モル%、とくに好ましくは0.5〜9モル%である。
ポリオール成分(y)に用いられる炭素数が2〜10の脂肪族ジオール(y1)としては、炭素数2〜10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、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオール、および1,10−デカンジオール);炭素数4〜10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等);等が挙げられる。
これら(y1)のうち、低温定着性と耐ホットオフセット性の両立の観点から、分子末端に1級水酸基を有する、分岐のない脂肪族ジオール(エチレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオール、および1,10−デカンジオール)が好ましい。
保存安定性の観点から、エチレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオールがさらに好ましく、エチレングリコールが特に好ましい。
脂肪族ジオール(y1)以外のポリオール成分(y)としては、(y1)以外のジオール、および3価以上のポリオ−ルが挙げられる。
ポリオール成分(y)のうち、(y1)以外のジオールとしては、炭素数11〜36のアルキレングリコール(1,12−ドデカンジオール等);炭素数11〜36のアルキレンエーテルグリコール(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);等が挙げられる。
これらのうち好ましいものは、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)である。
3価以上(好ましくは3〜8価)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)等が挙げられる。
これらのうち好ましいものは、3〜8価も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、とく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。
ポリオール成分(y)中の炭素数が2〜10の脂肪族ジオール(y1)の量〔重縮合反応中に系外に留去されるものは除く、以下同様。〕は、80モル%以上であり、好ましくは83モル%以上、さらに好ましくは85モル%以上である。
本発明におけるポリエステル樹脂(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、カルボン酸成分(x)とポリオール成分(y)とを、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170〜260℃、とくに好ましくは190〜240℃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。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(y)とポリカルボン酸成分(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。
このとき必要に応じてエステル化触媒を使用することができる。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〔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)、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)]、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。これらの中で好ましくはチタン含有触媒である。
本発明に用いるポリエステル樹脂(A)は、構成単位として、前記のカルボン酸成分(x)とポリオール成分(y)に加え、さらにポリイソシアネート(i)、並びにポリアミン(j)及び/又は水を有する、ウレタン基及びウレア基を含有する変性ポリエステル樹脂(A1)であってもよい。
変性ポリエステル樹脂(A1)は、トナーの定着温度幅確保の点で好ましい。
上記ポリイソシアネート(i)としては、炭素数(NCO基中の炭素を除く、以下同様)6〜20の芳香族ポリイソシアネート、炭素数2〜18の脂肪族ポリイソシアネート、炭素数4〜15の脂環式ポリイソシアネート、炭素数8〜15の芳香脂肪族ポリイソシアネートおよびこれらのポリイソシアネートの変性物(ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、イソシアヌレート基、オキサゾリドン基含有変性物など)およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
上記芳香族ポリイソシアネートの具体例としては、1,3−および/または1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−および/または2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、粗製TDI、2,4’−および/または4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、粗製MDI、1,5−ナフチレンジイソシアネート、4,4’,4”−トリフェニルメタントリイソシアネートなどが挙げられる。
脂肪族ポリイソシアネートの具体例としては、エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ドデカメチレンジイソシアネート、1,6,11−ウンデカントリイソシアネート、リジンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエート、ビス(2−イソシアナトエチル)フマレートなどが挙げられる。
脂環式ポリイソシアネートの具体例としては、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート(水添MDI)、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート(水添TDI)、ビス(2−イソシアナトエチル)−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボキシレート、2,5−および/または2,6−ノルボルナンジイソシアネートなどが挙げられる。
芳香脂肪族ポリイソシアネートの具体例としては、m−および/またはp−キシリレンジイソシアネート(XDI)、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)などが挙げられる。
これらのうちで好ましいものは6〜15の芳香族ポリイソシアネート、炭素数4〜12の脂肪族ポリイソシアネート、および炭素数4〜15の脂環式ポリイソシアネートであり、とくに好ましいものはTDI、MDI、HDI、水添MDI、およびIPDIである。
ポリアミン(j)の例として、脂肪族ジアミン類(C2〜C18)としては、
〔1〕脂肪族ジアミン{C2〜C6アルキレンジアミン(エチレンジアミン、プロピレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)、ポリアルキレン(C2〜C6)ジアミン〔ジエチレントリアミン、イミノビスプロピルアミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン,トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミンなど〕};
〔2〕これらのアルキル(C1〜C4)またはヒドロキシアルキル(C2〜C4)置換体〔ジアルキル(C1〜C3)アミノプロピルアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、アミノエチルエタノールアミン、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサメチレンジアミン、メチルイミノビスプロピルアミンなど〕;
〔3〕脂環または複素環含有脂肪族ジアミン{脂環式ジアミン(C4〜C15)〔1,3−ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミン、メンセンジアミン、4,4´−メチレンジシクロヘキサンジアミン(水添メチレンジアニリン)など〕、複素環式ジアミン(C4〜C15)〔ピペラジン、N−アミノエチルピペラジン、1,4−ジアミノエチルピペラジン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカンなど〕;
〔4〕芳香環含有脂肪族アミン類(C8〜C15)(キシリレンジアミン、テトラクロル−p−キシリレンジアミンなど);等が挙げられる。
芳香族ジアミン類(C6〜C20)としては、
〔1〕非置換芳香族ジアミン〔1,2−、1,3−および1,4−フェニレンジアミン、2,4´−および4,4´−ジフェニルメタンジアミン、クルードジフェニルメタンジアミン(ポリフェニルポリメチレンポリアミン)、ジアミノジフェニルスルホン、ベンジジン、チオジアニリン、2,6−ジアミノピリジン、m−アミノベンジルアミン、トリフェニルメタン−4,4´,4′′−トリアミン、ナフチレンジアミンなど;
〔2〕核置換アルキル基〔メチル,エチル,n−およびi−プロピル、ブチルなどのC1〜C4アルキル基〕を有する芳香族ジアミン、たとえば2,4−および2,6−トリレンジアミン、クルードトリレンジアミン、ジエチルトリレンジアミン、4,4´−ジアミノ−3,3´−ジメチルジフェニルメタン、4,4´−ビス(o−トルイジン)、ジアニシジン、ジアミノジトリルスルホン、1,3−ジメチル−2,4−ジアミノベンゼン、2,3−ジメチル−1,4−ジアミノナフタレン、4,4´−ジアミノ−3,3´−ジメチルジフェニルメタンなど〕、およびこれらの異性体の種々の割合の混合物;
〔3〕核置換電子吸引基(Cl,Br,I,Fなどのハロゲン;メトキシ、エトキシなどのアルコキシ基;ニトロ基など)を有する芳香族ジアミン〔メチレンビス−o−クロロアニリン、4−クロロ−o−フェニレンジアミン、2−クロロ−1,4−フェニレンジアミン、3−アミノ−4−クロロアニリン、4−ブロモ−1,3−フェニレンジアミン、2,5−ジクロロ−1,4−フェニレンジアミン、5−ニトロ−1,3−フェニレンジアミン、3−ジメトキシ−4−アミノアニリンなど〕;
〔4〕2級アミノ基を有する芳香族ジアミン〔上記〔1〕〜〔3〕の芳香族ジアミンの−NH2の一部または全部が−NH−R´(R´はアルキル基たとえばメチル,エチルなどの低級アルキル基)で置き換ったもの〕〔4,4´−ジ(メチルアミノ)ジフェニルメタン、1−メチル−2−メチルアミノ−4−アミノベンゼンなど〕が挙げられる。
ポリアミン(j)としては、これらの他、ポリアミドポリアミン〔ジカルボン酸(ダイマー酸など)と過剰の(酸1モル当り2モル以上の)ポリアミン類(上記アルキレンジアミン、ポリアルキレンポリアミンなど)との縮合により得られる低分子量ポリアミドポリアミンなど〕、ポリエーテルポリアミン〔ポリエーテルポリオール(ポリアルキレングリコールなど)のシアノエチル化物の水素化物など〕等が挙げられる。
変性ポリエステル樹脂(A1)に含有されるウレタン基・ウレア基の濃度としては、後述するG’180とEta〔Tg+40〕を共に好ましい範囲とする観点から、(A1)の全重量に対する、(A1)の原料として用いる、ポリイソシアネート(i)、ポリアミン(j)、および(i)と反応する水の合計量〔すなわち、(A1)中の、構成単位としての(i)、(j)、および(i)と反応する水の合計含有量:計算値〕が55重量%以下であることが好ましく、さらに好ましくは0.1〜50重量%、とくに好ましくは0.3〜35重量%である。
導入されるウレタン基・ウレア基のモル比率は、G‘180の観点から、ウレタン基/ウレア基=50/50〜95/5が好ましく、さらに好ましくは55/45〜90/10である。
上記モル比率は、変性ポリエステル樹脂(A1)を製造する際に使用した、ポリイソシアネート(i)と、ポリアミン(j)および(i)と反応する水の重量から、(A1)中に含有されるウレタン基(―NHCOO―)のモル数とウレア基(―NHCONH―)のモル数の比を、計算により求めたものである。
変性ポリエステル樹脂(A1)を製造する方法としては特に限定されないが、下記3種類の製造法のいずれかを含む方法が好ましい。
製造法〔1〕;カルボン酸成分(x)とポリオール成分(y)とを重縮合させて得られる、水酸基を有するポリエステル樹脂(a)の、有機溶剤(S)溶液を、ポリイソシアネート(i)と反応させ、次いで未反応のイソシアネート基を有する反応生成物をポリアミン(j)と反応させて変性ポリエステル樹脂(A1)を製造する方法。
製造法〔2〕;カルボン酸成分(x)とポリオール成分(y)とを重縮合させて得られる、水酸基を有するポリエステル樹脂(a)を、液体状態で、ポリイソシアネート(i)と反応させ、次いで未反応のイソシアネート基を有する反応生成物をポリアミン(j)と反応させて変性ポリエステル樹脂(A1)を製造する方法。
製造法〔3〕;ポリイソシアネート(i)とポリアミン(j)を、[(i)中のイソシアネート基]/[(j)中のアミノ基]=1.5/1〜3/1の当量比で反応させ、次いで未反応のイソシアネート基を有する反応生成物とポリオール成分(y)とを反応させて得られる変性ポリオール(y1)を含むポリオール成分(y)と、カルボン酸成分(x)とを重縮合させて、変性ポリエステル樹脂(A1)を製造する方法。
ポリエステル樹脂(A)の酸価は、好ましくは0〜100(mgKOH/g、以下同じ)である。酸価が100以下であるとトナー化時の帯電特性が低下しない。
酸価は、変性ポリエステル樹脂(A1)の場合、さらに好ましくは0〜80、とくに好ましくは0〜60である。(A1)以外のポリエステル樹脂(A)の場合、帯電量の観点から、さらに好ましくは4〜80、とくに好ましくは10〜60である。
また、(A)の水酸基価は、好ましくは0〜100(mgKOH/g、以下同じ)、さらに好ましくは0〜80、とくに好ましくは0〜50である。水酸基価が100以下であるとトナー化時の耐ホットオフセット性がより良好となる。
本発明において、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
ポリエステル樹脂(A)のテトラヒドロフラン(THF)可溶分のピークトップ分子量(以下Mpと記載)は、トナーの耐熱保存性と低温定着性の両立の観点から、2000〜20000が好ましく、さらに好ましくは3000〜10500、とくに好ましくは4000〜9000である。
本発明において、ポリエステル樹脂の分子量〔Mp、および数平均分子量(以下Mnと記載)〕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(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 500 1050 2800 5970 9100 18100 37900 96400 190000 355000 1090000 2890000)
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、分子量の測定は、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する。
本発明に用いるポリエステル樹脂(A)のガラス転移温度(Tg)は、定着性、保存性および耐久性等の観点から、30〜75℃が好ましく、さらに好ましくは40〜72℃、特に好ましくは50〜70℃である。
なお、上記および以下において、Tgはセイコー電子工業(株)製DSC20、SSC/580を用いて、ASTM D3418−82に規定の方法(DSC法)で測定される。
(A)が変性ポリエステル樹脂(A1)以外である場合の(A)のフローテスターで測定した軟化点〔Tm〕は、120〜170℃が好ましく、さらに好ましくは125〜160℃、とくに好ましくは130〜150℃である。また、(A1)のTmは、好ましくは120〜230℃、さらに好ましくは123〜225℃、とくに好ましくは125〜220℃である。
この範囲であると、耐ホットオフセット性と低温定着性の両立が良好となる。本発明において、Tmは以下の方法で測定される。
<軟化点〔Tm〕>
降下式フローテスター{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。
本発明に用いるポリエステル樹脂(A)は、トナー化時の耐ホットオフセット性の観点から、150℃における貯蔵弾性率〔本明細書中、G’150とも表記する。〕(dyn/cm2)が20000dyn/cm2以上であり、かつG’150、および180℃における貯蔵弾性率〔本明細書中、G’180とも表記する。〕(dyn/cm2)が、次の式(1)を満たす必要があり、式(1’)を満たすことが好ましく、式(1”)を満たすことがさらに好ましい。
〔G’150〕/〔G’180〕≦15 ・・・式(1)
〔G’150〕/〔G’180〕≦14 ・・・式(1’)
〔G’150〕/〔G’180〕≦13 ・・・式(1”)

G’150、G’180が式(1)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(A)の貯蔵弾性率(G’)を調整するには、例えば、G’150/G’180を小さくする場合、ポリエステル樹脂(A)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、またはTgを高くする、等で達成できる。
本発明において、ポリエステル樹脂の貯蔵弾性率(G’)は、下記粘弾性測定装置を用いて測定される。
装置 :ARES−24A(レオメトリック社製)
治具 :25mmパラレルプレート
周波数 :1Hz
歪み率 :5%
昇温速度:5℃/min
ポリエステル樹脂(A)は、トナー化時の低温定着性の観点から、Tg+40℃における粘度(本明細書中、Eta〔Tg+40〕とも表記する。)(Pa・s)が、次の式(2)を満たすことが好ましく、式(2’)を満たすことがさらに好ましく、最も好ましくは式(2”)を満たすことである。
Eta〔Tg+40〕≦7×105 ・・・式(2)
Eta〔Tg+40〕≦6×105 ・・・式(2’)
Eta〔Tg+40〕≦5×105 ・・・式(2”)

Eta〔Tg+40〕が式(2)を満たすと、低温領域での粘度が小さく、トナーとして使用したときの低温定着性が良好となる。
ポリエステル樹脂(A)の粘度Etaを調整するには、例えば、Eta〔Tg+40〕を小さくする場合、ポリエステル樹脂(A)のTmを下げる、またはMpを小さくする、などすればよい。
本発明において、ポリエステル樹脂の粘度Etaは、下記粘弾性測定装置を用いて測定される。
装置 :ARES−24A(レオメトリック社製)
治具 :8mmパラレルプレート
周波数 :1Hz
歪み率 :5%
昇温速度:3℃/min
本発明のトナーバインダー中には、ポリエステル樹脂(A)と共に結晶性ポリエステル樹脂(B)を含有する。
結晶性ポリエステル樹脂(B)は、前記カルボン酸成分(x)と前記ポリオール成分(y)との重縮合ポリエステル樹脂であって、炭素数9〜30(好ましくは9〜22)の脂肪族ポリカルボン酸およびそのエステル形成性誘導体から選ばれる1種以上(x*)をカルボン酸成分中に60モル%以上含有し、且つSP値が9.0〜10.5〔(cal/cm31/2、以下同じ〕である結晶性ポリエステル樹脂である。
本発明において、「結晶性ポリエステル樹脂」とは、25℃以上の融点〔Tmp〕を有するポリエステルのことをいう。Tmpは後述の方法で測定される。
結晶性ポリエステル樹脂(B)を構成するポリオール成分(y)中のジオールの具体例としては、前記の炭素数2〜10の脂肪族ジオール(y1)、および(y1)以外のジオールと同様のものが挙げられる。ジオールとして好ましくは、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、1,6−ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、および1,12−ドデカンジオールであり、さらに好ましくは、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、および1,6−ヘキサンジオールである。
(y)中の3価以上のポリオールの具体例としては、前記のものが挙げられる。これらのうち、グリセリンおよびトリメチロールプロパンが好ましい。
(B)を構成するポリオール成分(y)中の、ジオールの含有量(モル%)は、60〜100が好ましく、さらに好ましくは80〜100、とくに好ましくは90〜100、最も好ましくは100である。また、ジオールは1種類のジオールであることが好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂(B)を構成するカルボン酸成分(x)の具体例としては、前記ジカルボン酸(x1)、前記(x1)以外のジカルボン酸、前記3価以上のポリカルボン酸(x2)、および前記モノカルボン酸(x3)が挙げられる。
(x)中の必須構成成分である炭素数9〜30の脂肪族ポリカルボン酸およびそのエステル形成性誘導体から選ばれる1種以上(x*)としては、前記(x1)以外のジカルボン酸中の炭素数4〜36のアルカンジカルボン酸、および炭素数6〜40の脂環式ジカルボン酸の中で、炭素数が9〜30のものおよびそれらのエステル形成性誘導体、前記(x2)中の炭素数6〜36の脂肪族(脂環式を含む)ポリカルボン酸の中で、炭素数が9〜30のものおよびそ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、好ましくは炭素数9〜22のアルカンジカルボン酸およびそのエステル形成性誘導体であり、さらに好ましくは、アゼライン酸、ゼバシン酸、1,10−デカンジカルボン酸、1,18−オクタデカンジカルボン酸、およびそれらのエステル形成性誘導体であり、とくに好ましくは1,10−デカンジカルボン酸である。
(B)を構成する(x)として、(x*)以外に好ましいものとしては、(x2)中の、トリメリット酸、ピロメリット酸、およびそれらの無水物、並びに(x3)中の炭素数1〜30(とくに1〜24)のアルカンモノカルボン酸が挙げられる。
結晶性ポリエステル樹脂(B)は、カルボン酸成分(x)中に、炭素数9〜30の脂肪族ポリカルボン酸およびそのエステル形成性誘導体から選ばれる1種以上(x*)を60モル%以上含有する。好ましくは70モル%以上であり、さらに好ましくは90モル%以上である。炭素数9〜30の脂肪族ポリカルボン酸が60モル%未満であると、結晶化の割合や速度が低く、耐ブロッキング性が不十分となる。
また、(B)を構成するカルボン酸成分(x)中のジカルボン酸の含有量(モル%)は、60〜100が好ましく、さらに好ましくは80〜100、とくに好ましくは90〜100である。さらに、ジカルボン酸は、1種類のジカルボン酸であることが好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂(B)を構成するカルボン酸成分(x)とポリオール成分(y)の当量比(OH基/COOH基)は、保存性の観点等から、0.95〜1.18が好ましく、さらに好ましくは1.0〜1.16、とくに好ましくは1.01〜1.14である。
(B)の酸価は、好ましくは0〜100、さらに好ましくは0〜80、とくに好ましくは0〜60である。酸価が100以下であるとトナー化時の帯電特性が低下しない。
また、(B)の水酸基価は、好ましくは0〜50、さらに好ましくは0〜40である。水酸基価が50以下であるとトナー化時の耐ホットオフセット性がより良好となる。
結晶性ポリエステル樹脂(B)のSP値(ソルビリティー パラメーター)は、通常9.0〜10.5、好ましくは9.1〜10.2、さらに好ましくは9.2〜10.1、とくに好ましくは9.3〜10.0である。
SP値が9.0未満では、ポリエステル樹脂(A)との相溶性が不十分で耐久性が不十分となり、10.5を越えるとTgが低下し、耐ブロッキング性が悪化する。
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)」
結晶性ポリエステル樹脂(B)のテトラヒドロフラン(THF)可溶分のMpは、保存性及び低温定着性の観点等から、5000〜150000が好ましく、さらに好ましくは8000〜100000、とくに好ましくは10000〜90000である。
結晶性ポリエステル樹脂(B)の融点〔Tmp〕は、定着性、保存性及び耐久性の観点等から、50〜120℃が好ましく、さらに好ましくは55〜110℃、とくに好ましくは60〜90℃である。本発明において、Tmpは以下の方法で測定される。
<融点〔Tmp〕>
示差走査熱量計{たとえば、セイコー電子工業社製、DSC210}を用いて、測定試料を200℃まで昇温してから、降温速度10℃/分で0℃まで冷却した後、昇温速度10℃/分で昇温して吸発熱変化を測定して、「吸発熱量」と「温度」とのグラフを描き、吸発熱量の最大ピークに対応する温度を融点〔Tmp〕とする。
(B)のフローテスターによる軟化点〔Tm〕は、50〜150℃が好ましく、さらに好ましくは60〜130℃、とくに好ましくは65〜110℃である。この範囲であると、低温定着性と耐ブロッキング性がさらに良好となる。
(B)は、トナー化時の結晶化速度および耐ブロッキング性の観点から「軟化点〔Tm〕」と「融点〔Tmp〕」との比{〔Tm〕/〔Tmp〕}が、好ましくは1.0〜1.8であり、さらに好ましくは1.0〜1.4である。
結晶性ポリエステル樹脂(B)の、数平均分子量(Mn)、ピークトップ分子量(Mp)、融点〔Tmp〕、軟化点〔Tm〕、および比{〔Tm〕/〔Tmp〕}を上記範囲にするには、前記ポリオール成分(y)とカルボン酸成分(x)の当量比(OH基/COOH基)、炭素数9〜30のポリカルボン酸およびそのエステル形成性誘導体から選ばれる1種以上(x*)の含有量、種類等の調整又は反応条件の選択により容易に行うことができる。
すなわち、当量比(OH基/COOH基)が1に近づくと、Mn、Mpが大きくなるとともに、Tm、Tmpがともに高くなり、1から離れるとMn、Mpが小さくなるとともに、Tm、Tmpはともに低くなる。また、(x*)の炭素数が大きくなると、Tm、Tmpがともに低くなるが、Tmpがより大きく低下する。従って(x*)のカルボン酸の炭素数と当量比(OH基/COOH基)を調整することによって、{〔Tm〕/〔Tmp〕}をコントロールできる。
本発明のトナーバインダー中のポリエステル樹脂(A)と結晶性ポリエステル樹脂(B)の重量比(A/B)は、低温定着性と耐ホットオフセット性の両立の観点から、好ましくは5/95〜80/20、さらに好ましくは10/90〜70/30、特に好ましくは20/80〜50/50である
本発明において、ポリエステル樹脂(A)と結晶性ポリエステル樹脂(B)の混合方法は特に限定されず、通常行われる公知の方法でよく、粉体混合、溶融混合のいずれでもよい。また、トナー化時に混合してもよい。
溶融混合する場合の混合装置としては、反応槽等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本ロール等が挙げられる。
粉体混合する場合の混合装置としては、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。
本発明のトナー組成物は、本発明のトナーバインダーと、着色剤、および必要により、離型剤、荷電制御剤、流動化剤等から選ばれる1種以上の添加剤を含有する。
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。
着色剤の含有量は、本発明のトナーバインダー100部に対して、好ましくは1〜40部、さらに好ましくは3〜10部である。なお、磁性粉を用いる場合は、好ましくは20〜150部、さらに好ましくは40〜120部である。上記および以下において、部は重量部を意味する。
離型剤としては、フローテスターによる軟化点〔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、およびサゾール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カルボン酸が挙げられる。
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。
本発明のトナー組成物の組成比は、トナー重量に基づき(本項の%は重量%である。)、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。
本発明のトナー組成物は、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られたものであってもよい。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、体積平均粒径(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、粒径(D50)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。
本発明のトナー組成物は、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、通常1/99〜100/0である。また、キャリア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。
本発明のトナー組成物は、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
以下実施例、比較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、%は重量%を示す。
製造例1
〔ポリエステル樹脂(A−1)の合成〕
反応槽中に、テレフタル酸440部(2.7モル)、イソフタル酸235部(1.4モル)、アジピン酸7部(0.05モル)、エチレングリコール554部(8.9モル)、重合触媒としてテトラブトキシチタネート0.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水とエチレングリコールを留去しながら5時間反応させた後、5〜20mmHg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103部(0.54モル)を加え、常圧下で1時間反応させた後、20〜40mmHgの減圧下で反応させ所定の軟化点で取出した。回収されたエチレングリコールは219部(3.5モル)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。これをポリエステル樹脂(A−1)とする。
ポリエステル樹脂(A−1)のTgは56℃、Tmは135℃、Mpは4800、酸価は37、水酸基価は50、THF不溶解分は5%であった。
製造例2
〔ポリエステル樹脂(A−2)の合成〕
反応槽中に、テレフタル酸310部(1.9モル)、イソフタル酸465部(2.8モル)、アジピン酸36部(0.25モル)、エチレングリコール610部(9.8モル)、重合触媒としてテトラブトキシチタネート0.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水とエチレングリコールを留去しながら5時間反応させた後、5〜20mmHg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52部(0.27モル)を加え、常圧下で1時間反応させた後、20〜40mmHgの減圧下で反応させ所定の軟化点で取出した。回収されたエチレングリコールは262部(4.2モル)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。これをポリエステル樹脂(A−2)とする。
ポリエステル樹脂(A−2)のTgは60℃、Tmは150℃、Mpは10500、酸価は10、水酸基価は0、THF不溶解分は1%であった。
製造例3
〔ポリエステル樹脂(A−3)の合成〕
反応槽中に、テレフタル酸460部(2.8モル)、イソフタル酸307部(1.8モル)、エチレングリコール573部(9.2モル)、および重合触媒としてテトラブトキシチタネート3部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水とエチレングリコールを留去しながら5時間反応させた後、5〜20mmHg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52部(0.27モル)を加え、180℃で1時間保持した後取出した。回収されたエチレングリコールは200部(3.2モル)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。これをポリエステル樹脂(A−3−1)とする。(A−3−1)のTgは59℃、Tmは97℃、Mpは7000、酸価は49、水酸基価は77、THF不溶解分は0%であった。
次いで、(A−3−1)を反応槽中に200部(0.07モル)、テトラヒドロフラン800部を入れ80℃まで加熱し、溶解した。窒素気流下でイソホロンジイソシアネート(IPDI)を60部(0.27モル)加え24時間反応させた。さらにイソホロンジアミン(IPDA)を23部(0.13モル)加え、3時間撹拌した後、200℃まで加熱しながら5〜20mmHgの減圧下でテトラヒドロフランを10時間かけて留去し、取出した。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(A−3)とする。
ポリエステル樹脂(A−3)のTgは59℃、Tmは140℃、Mpは7300、酸価は45、水酸基価は1、THF不溶解分は4%であった。(A−3−1)の水酸基とIPDIのイソシアネート基の当量比〔OH〕/〔NCO〕は1/1.89、(A−3−1)とIPDIの反応物の未反応イソシアネート基とIPDAのアミノ基の当量比は〔NCO〕/〔NH2〕は0.95/1、ポリエステル樹脂(A−3)中のポリイソシアネートとポリアミンの構成単位の合計含有量は29.3%、ウレタン基/ウレア基のモル比は1/1であった。
製造例4
〔結晶性ポリエステル樹脂(B−1)の合成〕
反応槽中に、1,6−ヘキサンジオール132部(1.12モル)、1、10−デカンジカルボン酸230部(1.0モル)、及び重合触媒としてテトラブトキシチタネート3部を入れ、210℃で常圧下に生成する水を留去しながら5時間反応させ。次いで、5〜20mmHgの減圧下で反応を継続し、酸価が2以下になったところで取出した。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを結晶性ポリエステル樹脂(B−1)とする。
結晶性ポリエステル樹脂(B−1)のTmpは66℃、Tmは73℃(Tm/Tmp=1.1)、Mpは13500、酸価は1、SP値は9.6であった。
製造例5
〔結晶性ポリエステル樹脂(B−2)の合成〕
反応槽中に、1,6−ヘキサンジオール121部(1.03モル)、1、10−デカンジカルボン酸230部(1.0モル)、及び重合触媒としてテトラブトキシチタネート3部を入れ、210℃で常圧下に生成する水を留去しながら5時間反応させ。次いで、5〜20mmHgの減圧下で反応を継続し、酸価が2以下になったところで取出した。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを結晶性ポリエステル樹脂(B−2)とする。
結晶性ポリエステル樹脂(B−2)のTmpは73℃、Tmは93℃(Tm/Tmp=1.3)、Mpは90000、酸価は1、SP値は9.6であった。
製造例6
〔結晶性ポリエステル樹脂(B−3)の合成〕
反応槽中に、1,6−ヘキサンジオール132部(1.12モル)、1、18−オクタデカンジカルボン酸343部(1.0モル)、及び重合触媒としてテトラブトキシチタネート3部を入れ、210℃で常圧下に生成する水を留去しながら5時間反応させ。次いで、5〜20mmHgの減圧下で反応を継続し、酸価が2以下になったところで取出した。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを結晶性ポリエステル樹脂(B−3)とする。
結晶性ポリエステル樹脂(B−3)のTmpは68℃、Tmは95℃(Tm/Tmp=1.4)、Mpは20000、酸価は1、SP値は9.3であった。
製造例7
〔結晶性ポリエステル樹脂(B−4)の合成〕
反応槽中に、エチレングリコール69部(1.12モル)、1、10−デカンジカルボン酸230部(1.0モル)、及び重合触媒としてテトラブトキシチタネート3部を入れ、200℃で常圧下に生成する水を留去しながら5時間反応させ。次いで、5〜20mmHgの減圧下で反応を継続し、酸価が2以下になったところで取出した。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これを結晶性ポリエステル樹脂(B−4)とする。
結晶性ポリエステル樹脂(B−4)のTmpは108℃、Tmは110℃(Tm/Tmp=1.0)、Mpは10500、酸価は2、SP値は10.0であった。
比較製造例1
〔ポリエステル樹脂(RA−1)の合成〕
反応槽中に、ビスフェノールA・エチレンオキサイド2モル付加物41部(0.13モル)、ビスフェノールA・プロピレンオキサイド3モル付加物457部(1.14モル)、フェノールノボラック(平均官能基数:5.6)のプロピレンオキサイド6モル付加物9部(0.01モル)、テレフタル酸166部(1.0モル)、フマル酸93部(0.8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℃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。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41部(0.21モル)を加え、常圧密閉下2時間反応後、さらに230℃、5〜20mmHgの減圧下で反応させ、Tmが132℃になった時点で取出した。取出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(RA−1)とする。
ポリエステル樹脂(RA−1)のTgは58℃、Tmは135℃、Mpは11300、酸価は20、水酸基価は5、THF不溶解分は6%であった。
比較製造例2
〔ポリエステル樹脂(RA−2)の合成〕
反応槽中に、ビスフェノールA・プロピレンオキサイド3モル付加物486部(1.21モル)、フェノールノボラック(平均官能基数:5.6)のプロピレンオキサイド6モル付加物23部(0.29モル)、テレフタル酸166部(1.0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℃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。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40部(0.21モル)を加え、常圧密閉下2時間反応後、さらに230℃、5〜20mmHgの減圧下で反応させ、Tmが140℃になった時点で取出した。取出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(RA−2)とする。
ポリエステル樹脂(RA−2)のTgは57℃、Tmは145℃、Mpは8300、酸価は20、水酸基価は18、THF不溶解分は28%であった。
比較製造例3
〔ポリエステル樹脂(RA−3)の合成〕
反応槽中に、テレフタル酸470部(2.8モル)、フタル酸311部(2.1モル)、エチレングリコール599部(9.66モル)および縮合触媒としてテトラブトキシチタネート0.5部を入れ、210℃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、5〜20mmHgの減圧下に1時間反応させた。次いで、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83部(0.43モル)を加え、常圧密閉下1時間反応後、さらに230℃、5〜20mmHgの減圧下で反応させ、所定の軟化点になった時点で取出した。回収されたエチレングリコールは235部であった。取出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(RA−3)とする。
ポリエステル樹脂(RA−3)のTgは59℃、Tmは142℃、Mpは8400、酸価は1、水酸基価は19、THF不溶解分は2%であった。
<実施例1〜6>、<比較例1〜4>
上記製造例で得られたポリエステル樹脂(A−1)〜(A−3)、結晶性ポリエステル樹脂(B−1)〜(B−4)、及び比較製造例で得られたポリエステル樹脂(RA−1)〜(RA−3)を、表1の配合比(部)に従い配合し、本発明のトナーバインダー、および比較のトナーバインダーを得て、下記の方法でトナー化した。
まず、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、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、本発明のトナー組成物(T−1)〜(T−6)、および比較用のトナー組成物(RT−1)〜(RT−4)を得た。
下記評価方法で評価した評価結果を表2に示す。
Figure 0005723549
Figure 0005723549
[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%以上となる下限温度を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。定着ロール通過後ホットオフセットが発生しない上限温度をホットオフセット発生温度とした。
〔3〕トナーの耐ブロッキング性試験
上記トナー組成物を、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枚までに画像が出なくなる。
本発明のトナー組成物およびトナーバインダーは、低温定着性、耐ホットオフセット性、耐ブロッキング性に優れる、電子写真、静電記録、静電印刷等に用いる静電荷像現像用トナーおよびトナーバインダーとして有用である。

Claims (7)

  1. カルボン酸成分(x)とポリオール成分(y)を構成単位として有し、カルボン酸成分(x)が、芳香族ジカルボン酸およびそのエステル形成性誘導体から選ばれる2種以上のジカルボン酸(x1)を合計で80モル%以上含有し、かつ、さらに少なくとも、3価以上のポリカルボン酸(x2)をも含有し、ポリオール成分(y)が、炭素数が2〜10の脂肪族ジオール(y1)を80モル%以上含有する、150℃における貯蔵弾性率〔G’150〕が20000dyn/cm2以上であり、〔G’150〕(dyn/cm2)および180℃における貯蔵弾性率〔G’180〕(dyn/cm2)が次式(1)を満たすポリエステル樹脂(A)と、炭素数9〜30の脂肪族ポリカルボン酸およびそのエステル形成性誘導体から選ばれる1種以上を60モル%以上含有するカルボン酸成分(x)とポリオール成分(y)との重縮合ポリエステル樹脂であって、SP値が9.0〜10.5(cal/cm312であり、融点〔Tmp〕が50〜120℃、フローテスターによる軟化点〔Tm〕が50〜150℃であり、かつ、〔Tm〕/〔Tmp〕が1.0〜1.8である結晶性ポリエステル樹脂(B)とを含有するトナーバインダーであって、ポリエステル樹脂(A)が、さらにポリイソシアネート(i)並びにポリアミン(j)および/又は水を合成原料として用いる、ウレタン基およびウレア基を含有する変性ポリエステル樹脂(A1)であるトナーバインダー。
    〔G’150〕/〔G’180〕≦15 ・・・式(1)
  2. ポリエステル樹脂(A)のガラス転移点(Tg)が30〜70℃であり、Tg+40℃における粘度Eta〔Tg+40〕(Pa・s)が、次の式(2)を満たす請求項1記載のトナーバインダー。
    Eta〔Tg+40〕≦7×105 ・・・式(2)
  3. ポリエステル樹脂(A)を構成するジカルボン酸(x1)が、下記(1)〜(3)から選ばれる2種以上である請求項1又は2記載のトナーバインダー。
    (1)テレフタル酸および/またはそのエステル形成性誘導体
    (2)イソフタル酸および/またはそのエステル形成性誘導体
    (3)フタル酸および/またはそのエステル形成性誘導体
  4. ポリエステル樹脂(A)の、テトラヒドロフラン可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィーのピークトップが分子量2000〜20000であり、フローテスターによる軟化点〔Tm〕が120〜170℃である請求項1〜3のいずれか記載のトナーバインダー。
  5. 結晶性ポリエステル樹脂(B)の、テトラヒドロフラン可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィーのピークトップ分子量が5000〜150000である請求項1〜のいずれかに記載のトナーバインダー。
  6. ポリエステル樹脂(A)と結晶性ポリエステル樹脂(B)の含有重量比(A/B)が、5/95〜80/20である請求項1〜5のいずれか記載のトナーバインダー。
  7. 請求項1〜6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、および流動化剤から選ばれる1種以上の添加剤を含有するトナー組成物。
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