JP5822086B2 - トナー用結晶性ポリエステル樹脂およびトナー - Google Patents
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Description
シュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、n−ドデシルコハク酸、n−ドデセニルコハク酸の脂肪族ジカルボン酸;シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸;トリメリット酸、ピロメリット酸等の3価以上のポリカルボン酸;及びこれらの酸の無水物、アルキル(炭素数1〜3)エステル等が挙げられる。
さらに本発明においては、必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で上記の成分とともに離型剤成分を添加してポリエステル樹脂を重合することもできる。離型剤成分を添加して重合することにより、トナーの定着性、ワックス分散性が向上する傾向にある。
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。
次に、本発明の結晶性ポリエステル樹脂を用いたトナーについて説明する。 本発明のトナーは、前記結晶性ポリエステル樹脂に必要に応じて、着色剤、荷電制御剤、離型剤、流動改質剤、磁性体等を配合してトナーが得られる。
非結晶性ポリエステル樹脂は、示差走査熱量測定装置(DSC)を用いて、JIS K7121に準拠した測定において、ガラス転移温度以上の温度領域にて融点(吸熱ピーク)と結晶化ピーク(発熱ピーク)がないポリエステル樹脂を意味する。例えば、ポリカルボン酸成分100部に対して炭素数3〜10のポリオールを38モル部以上含み、さらにポリオール種を3種以上併用して結晶化を抑制した樹脂を用いることが出来る。
本発明のトナーの粒子径は、特に制限されないが、3〜15μmの範囲であることが好ましく、より好ましくは5〜10μmの範囲が好ましい。これは3μm以上の場合に生産性が良好となる傾向にあり、また塵肺の問題も生じない傾向にある。また、この粒子径が15μm以下の場合に高画質を得ることができる傾向にある。
フローテスター(島津製作所社製CFT−500D)を用いて、1mmφ×1
mmのノズル、荷重294N、昇温速度6℃/minの等速昇温下で、樹脂サンプル1.0g中の4mmが流出したときの温度を測定した。
示差走差熱量計(島津製作所製DSC−60)を用いて、昇温速度5℃/minにおけるチャートのベースラインと吸熱カーブの接線との交点から測定した。測定試料は、結晶樹脂融点以上の280℃で1分融解後、ドライアイスを用いて急冷却処理したサンプルを用いて行った。
示差走査熱量計(島津製作所製DSC−60)を用いて、昇温速度10℃/分で試料10mgを加熱し、JIS K7121に準拠して測定し、該規格(9.1「融解温度の求め方」)に記載されている融解ピーク値を求めてこれを結晶融点Tmとし、また、DS C チャートの結晶融点Tmにおける吸熱ピーク面積より融解熱量(J/g)を求めた。
超伝導核磁気共鳴装置を用いて分析を行った。
装置:日本電子製 Excalibur 270 超伝導FT−NMR
マグネット:JNM−GSX270型 超伝導マグネット
スペクトロメーター:JNM−EX270型
観測周波数:1H 270MHz、13C 67MHz
溶媒:重水素化クロロホルム/重水素化トリフルオロ酢酸=5/3(体積比)の混合溶液
温度:35℃
積算回数:1H:16回、13C:1024回
1 H−NMR、13−NMRを測定し、各構成単位由来の帰属ピークの積分比からポリカルボン酸酸、ポリオールの割合を求めた。
テレフタル酸構造由来:8.1ppm
エチレングリコール構造由来:4.0〜5.0ppm
1,3−プロパンジオール構造由来:2.0ppm〜5.0ppm
ネオペンチルグリコール構造由来:1.0ppm〜5.0ppm
イソソルバイド構造由来:3.6ppm〜6.0ppm
1,4−シクロへキサンジメタノール構造由来:1.0〜5.0ppm
1,12−ドデカンジオール構造由来:1.0〜5.0ppm
13C−NMRの帰属ピーク範囲
テレフタル酸構造由来:125〜175ppm
フマル酸構造由来:125〜175ppm
エチレングリコール構造由来:60〜70ppm
1,3−プロパンジオール構造由来:25.0ppm〜70.0ppm
ネオペンチルグリコール構造由来:20.0ppm〜75.0ppm
イソソルバイド構造由来:60.0ppm〜90.0ppm
1,4−シクロへキサンジメタノール構造由来:20.0〜75.0ppm
1,12−ドデカンジオール構造由来:20.0〜75.0ppm
<トナーの定着強度(トナー低温定着後の強度)>
複写機「PAGEPREST N4−612II」(カシオ電子工業社製)を、定着温度が変更可能なタイプへ改造した装置を用い、未定着画像を画出しテストを行った。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/sに設定したものである。
(極めて良好):擦り試験後の樹脂残存率80%以上
(良好):擦り試験後の樹脂残存率70%以上80%未満
(使用可能):擦り試験後の樹脂残存率60%以上70%未満
(劣る):擦り試験後の樹脂残存率60%未満
<トナーの保存性>
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保存性の指標とした。評価基準を以下の通りとした。
(極めて良好) :サンプル瓶を逆さにするだけで分散する
(良好):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
<樹脂強度>
テンシロン万能試験機((株)オリエンテック製、RTC−1250A)を用いて曲げ最大応力の測定を行った。測定試料は、手動式成型機ハンディトライ((株)新興セルビック製)を用いて、縦80mm、横10mm、厚み2mm、テーパー2度の金型より得られた成型樹脂片を用いた。JIS K7116に記載の方法に準拠し、テンシロンを用いて、100mm/minの試験速度で、試験片の最大破断荷重を求めた。
(極めて良好):曲げ試験における最大破断荷重が10N以上
(良好):曲げ試験における最大破断荷重が6N以上〜10N未満
(劣る):曲げ試験における最大破断荷重が6N未満
(実施例1)
表1に示す仕込み組成のポリカルボン酸、ポリオール、およびポリカルボン酸に対して1000ppmのテトラ−n−ブトキシチタン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った。次いで、反応系内の温度を220℃とし、反応容器内を減圧し、反応系からポリアルコールを留出させながら縮合反応を実施した。
得られた結晶性ポリエステル樹脂93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(東洋ペトロライド社製)3質量部、および負帯電性の荷電制御剤(日本カーリット社製LR−147)1質量部を予備混合し、2軸押出機を用いて200℃で溶融混練して、粗粉砕後、ジェットミル微粉砕機で微粉砕し、分級機でトナーの粒径を整え、平均粒径5μmの粉末を得た。得られた粉末に対して、0.2質量%となるようにシリカ(日本アエロジル社製R−972)を加え、ヘンシェルミキサーで混合し付着させ、トナーを得た。トナーの評価結果を表1に示す。
ポリオール成分、重合終了時のガラス転移温度(Tg)と軟化温度(T4)を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様の方法を用いて結晶性ポリエステル樹脂及びトナーを得た。得られた結晶性ポリエステル樹脂の特性値、トナーの評価結果を表1に示す。
Claims (5)
- ポリカルボン酸由来の構成単位100モル部に対して、炭素数3〜10のポリオール由来の構成単位を15〜38モル部含み、軟化温度(T4)が85〜120℃、ガラス転移温度(Tg)が45℃以上であり、前記ポリカルボン酸が、テレフタル酸及びイソフタル酸から選択される少なくとも一種であり、前記ポリオールが、ネオペンチルグリコール、D−イソソルビド、L−イソソルビド、1,4−シクロへキサンジメタノール、1、3−プロパンジオール及び1、2−プロパンジオールから選択される少なくとも一種であり、炭素数3未満のポリオールを、ポリカルボン酸由来の構成単位100モル部に対して、95モル部以下含む、結晶性ポリエステル樹脂からなるトナー材料。
- 炭素数3〜10のポリオール由来の構成単位として、ネオペンチルグリコール由来の構成単位を15〜35モル部含む請求項1記載の結晶性ポリエステル樹脂からなるトナー材料。
- 前記炭素数3未満のポリオールを、ポリカルボン酸由来の構成単位100モル部に対して、95モル部以下69モル部以上含む、請求項1または2に記載の結晶性ポリエステル樹脂からなるトナー材料。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の結晶性ポリエステル樹脂からなるトナー材料を含むトナー。
- 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の結晶性ポリエステル樹脂からなるトナー材料と、非結晶性ポリエステル樹脂を含むトナー。
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