JP6296478B2 - トナーバインダー及びトナー - Google Patents
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Description
トナーの定着温度を低くする手段として、トナーバインダーのガラス転移点を低くする技術が一般的に使用されている。しかしながら、ガラス転移点を低くし過ぎると、粉体の凝集(ブロッキング)が起り易く、また、定着画像表面のトナーの保存性が悪くなるため、ガラス転移点の下限は実用上50℃である。このガラス転移点は、トナーバインダーの設計ポイントであり、ガラス転移点を下げる方法では、更に低温定着可能なトナーを得ることはできなかった。
ブロッキング防止、低温定着性の両立の手段として、トナーバインダーとして結晶性樹脂と非晶性樹脂を併用する方法が提案されている(特許文献1、2)。
しかしながら、かかる方法では、溶融時の弾性は確保できるが、トナーや印刷物の画像強度が著しく低下するという問題がある。
また、ブロッキング防止、トナーの強度と低温定着性の両立の手段として、溶融懸濁法や乳化凝集法を用いて得られた、シェル層を有するトナーが提案されている(特許文献3、4)。しかしながら、低温定着を維持しながら、良好な耐ブロッキング性を得るためには、かかる技術では未だ不十分である。
本発明における「結晶性」とは、樹脂の軟化点(以下Tmと略記する)と融解熱の最大ピーク温度(以下Taと略記する)との比(Tm/Ta)が0.8〜1.55であり、DSCにおいて、階段状の吸熱量変化ではなく、明確な吸熱ピークを有する樹脂を意味する。Tm、Taは以下の方法で測定することができる。
<Tmの測定方法>
高化式フローテスター{例えば「CFT−500D」[(株)島津製作所製]}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Tmとする。
<Taの測定方法>
示差走査熱量計{例えば「DSC210」[セイコーインスツル(株)製]}を用いて測定する。
Taの測定に供する(A)は、前処理として、130℃で溶融した後、130℃から70℃まで1.0℃/分の速度で降温し、次に70℃から10℃まで0.5℃/分の速度で降温する。ここで、一度DSCにより、昇温速度20℃/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、このとき観測される20〜100℃にある最大ピーク温度をTa’とする。複数ある場合は最も吸熱量が大きいピークの温度をTa’とする。最後に試料を(Ta’−10)℃で6時間保管した後、(Ta’−15)℃で6時間保管する。
次いで、前記(A)を、DSCにより降温速度10℃/分で0℃まで冷却した後、昇温
速度20℃/分で昇温して吸発熱変化を測定して同様のグラフを描き、吸熱量の最大ピー
クに対応する温度を、融解熱の最大ピーク温度(Ta)とする。
(A)としては、(A1)〜(A4)を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
これらのうち好ましいのは、アルキレングリコール及びビスフェノール類のAO付加物であり、更に好ましいのはビスフェノール類のAO付加物、及びビスフェノール類のAO付加物とアルキレングリコールとの混合物である。
これらのうち好ましいのは、アルケンジカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸であり、更に好ましいのは芳香族ジカルボン酸である。
炭素数2〜18の脂肪族ジアミンとしては、鎖状脂肪族ジアミン及び環状脂肪族ジアミン等が挙げられる。
環状脂肪族ポリアミンとしては、炭素数4〜15の脂環式ジアミン{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)及び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]ウンデカン等}及び炭素数4〜15の複素環式ジアミン[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、及び1,4−ビス(2−アミノ−2−メチルプロピル)ピペラジン等]等が挙げられる。
鎖状脂肪族ジイソシアネートとしては、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、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、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、ビス(2−イソシアナトエチル)カーボネート、2−イソシアナトエチル−2,6−ジイソシアナトヘキサノエート及びこれらの混合物等が挙げられる。
環状脂肪族ジイソシアネートとしては、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−又は2,6−ノルボルナンジイソシアネート及びこれらの混合物等が挙げられる。
なお、本発明における「酸(塩)」は、酸又は酸塩を意味する。
スルホン酸(塩)基を有するジオール(1’)としては、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)エタンスルホン酸(塩)、2−[ビス(2−ヒドロキシエチル)アミノ]エタンスルホン酸(塩)及び5−スルホ−イソフタル酸−1,3‐ビス(2‐ヒドロキシエチル)エステル(塩)等が挙げられる。
スルファミン酸(塩)基を有するジオール(1’)としては、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)スルファミン酸(塩)、N,N−ビス(3−ヒドロキシプロピル)スルファミン酸(塩)、N,N−ビス(4−ヒドロキシブチル)スルファミン酸(塩)及びN,N−ビス(2−ヒドロキシプロピル)スルファミン酸(塩)等が挙げられる。
リン酸(塩)基を有するジオール(1’)としては、ビス(2−ヒドロキシエチル)ホスフェート(塩)等が挙げられる。
酸塩を構成する塩としては、アンモニウム塩、アミン塩(メチルアミン塩、ジメチルアミン塩、トリメチルアミン塩、エチルアミン塩、ジエチルアミン塩、トリエチルアミン塩、プロピルアミン塩、ジプロピルアミン塩、トリプロピルアミン塩、ブチルアミン塩、ジブチルアミン塩、トリブチルアミン塩、モノエタノールアミン塩、ジエタノールアミン塩、トリエタノールアミン塩、N−メチルエタノールアミン塩、N−エチルエタノールアミン塩、N,N−ジメチルエタノールアミン塩、N,N−ジエチルエタノールアミン塩、ヒドロキシルアミン塩、N,N−ジエチルヒドロキシルアミン塩及びモルホリン塩等)、4級アンモニウム塩[テトラメチルアンモニウム塩、テトラエチルアンモニウム塩及びトリメチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム塩等]、アルカリ金属塩(ナトリウム塩及びカリウム塩等)が挙げられる。
ジオール(1’)のうち、トナーの帯電性及び耐熱保存安定性の観点から好ましいのは、カルボン酸(塩)基を有するジオール(1’)及びスルホン酸(塩)基を有するジオール(1’)である。
重合性二重結合を有するエステルとしては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ジアリルフタレート、ジアリルアジペート、イソプロペニルアセテート、ビニルメタクリレート、メチル−4−ビニルベンゾエート、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ビニルメトキシアセテート、ビニルベンゾエート、エチル−α−エトキシアクリレート、炭素数1〜50のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート[メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ヘプタデシル(メタ)アクリレート及びエイコシル(メタ)アクリレート等]、ジアルキルフマレート(2個のアルキル基は、炭素数2〜8の直鎖、分枝鎖又は脂環式の基である)、ジアルキルマレエート(2個のアルキル基は、炭素数2〜8の直鎖、分枝鎖又は脂環式の基である)、ポリ(メタ)アリロキシアルカン類(ジアリロキシエタン、トリアリロキシエタン、テトラアリロキシエタン、テトラアリロキシプロパン、テトラアリロキシブタン及びテトラメタアリロキシエタン等)等、ポリアルキレングリコール鎖と重合性二重結合を有する単量体[ポリエチレングリコール[Mn=300]モノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(Mn=500)モノアクリレート、メチルアルコールEO10モル付加物(メタ)アクリレート及びラウリルアルコールEO30モル付加物(メタ)アクリレート等]、ポリ(メタ)アクリレート類[多価アルコール類のポリ(メタ)アクリレート:エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート及びポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等]等が挙げられる。
(5−1)重合性二重結合を有する脂肪族炭化水素:
(5−1−1)重合性二重結合を有する鎖状炭化水素:炭素数2〜30のアルケン(例えばエチレン、プロピレン、ブテン、イソブチレン、ペンテン、ヘプテン、ジイソブチレン、オクテン、ドデセン及びオクタデセン等);炭素数4〜30のアルカジエン(例えばブタジエン、イソプレン、1,4−ペンタジエン、1,5−ヘキサジエン及び1,7−オクタジエン等)。
(5−1−2)重合性二重結合を有する環状炭化水素:炭素数6〜30のモノ又はジシクロアルケン(例えばシクロヘキセン、ビニルシクロヘキセン及びエチリデンビシクロヘプテン等)及び炭素数5〜30のモノ又はジシクロアルカジエン[例えば(ジ)シクロペンタジエン等]等。
(5−2)重合性二重結合を有する芳香族炭化水素:スチレン;スチレンのハイドロカルビル(炭素数1〜30のアルキル、シクロアルキル、アラルキル及び/又はアルケニル)置換体(例えばα−メチルスチレン、ビニルトルエン、2,4−ジメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、フェニルスチレン、シクロヘキシルスチレン、ベンジルスチレン、クロチルベンゼン、ジビニルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルキシレン及びトリビニルベンゼン等);及びビニルナフタレン等。
炭素数3〜15の不飽和モノカルボン酸{例えば(メタ)アクリル酸[「(メタ)アクリル」は、アクリル又はメタクリルを意味する。]、クロトン酸、イソクロトン酸及び桂皮酸等};炭素数3〜30の不飽和ジカルボン酸(無水物)[例えば(無水)マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、(無水)シトラコン酸及びメサコン酸等];及び炭素数3〜10の不飽和ジカルボン酸のモノアルキル(炭素数1〜10)エステル(例えばマレイン酸モノメチルエステル、マレイン酸モノデシルエステル、フマル酸モノエチルエステル、イタコン酸モノブチルエステル及びシトラコン酸モノデシルエステル等)等。
カルボキシル基と重合性二重結合を有する単量体の塩を構成する塩としては、例えばアルカリ金属塩(ナトリウム塩及びカリウム塩等)、アルカリ土類金属塩(カルシウム塩及びマグネシウム塩等)、アンモニウム塩、アミン塩及び4級アンモニウム塩等が挙げられる。
アミン塩としては、アミン化合物であれば特に限定されないが、例えば1級アミン塩(エチルアミン塩、ブチルアミン塩及びオクチルアミン塩等)、2級アミン(ジエチルアミン塩及びジブチルアミン塩等)、3級アミン(トリエチルアミン塩及びトリブチルアミン塩等)が挙げられる。4級アンモニウム塩としては、テトラエチルアンモニウム塩、トリエチルラウリルアンモニウム塩、テトラブチルアンモニウム塩及びトリブチルラウリルアンモニウム塩等が挙げられる。
カルボキシル基と重合性二重結合を有する単量体の塩としては、アクリル酸ナトリウム、メタクリル酸ナトリウム、マレイン酸モノナトリウム、マレイン酸ジナトリウム、アクリル酸カリウム、メタクリル酸カリウム、マレイン酸モノカリウム、アクリル酸リチウム、アクリル酸セシウム、アクリル酸アンモニウム、アクリル酸カルシウム及びアクリル酸アルミニウム等が挙げられる。
炭素数2〜14のアルケンスルホン酸(例えばビニルスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸及びメチルビニルスルホン酸等);スチレンスルホン酸及びこのアルキル(炭素数2〜24)誘導体(例えばα−メチルスチレンスルホン酸等;炭素数5〜18のスルホ(ヒドロキシ)アルキル−(メタ)アクリレート(例えばスルホプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−(メタ)アクリロキシプロピルスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエタンスルホン酸及び3−(メタ)アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸等);炭素数5〜18のスルホ(ヒドロキシ)アルキル(メタ)アクリルアミド[例えば2−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2−ジメチルエタンスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸及び3−(メタ)アクリルアミド−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸等];アルキル(炭素数3〜18)アリルスルホコハク酸(例えばプロピルアリルスルホコハク酸、ブチルアリルスルホコハク酸、2−エチルヘキシル−アリルスルホコハク酸等);ポリ[n(重合度。以下同様。)=2〜30]オキシアルキレン(オキシエチレン、オキシプロピレン及びオキシブチレン等。オキシアルキレンは単独又は併用でもよく、併用する場合、付加形式はランダム付加でもブロック付加でもよい。)モノ(メタ)アクリレートの硫酸エステル[例えばポリ(n=5〜15)オキシエチレンモノメタクリレート硫酸エステル及びポリ(n=5〜15)オキシプロピレンモノメタクリレート硫酸エステル等];下記一般式(1)〜(3)で表される化合物;及びこれらの塩等が挙げられる。
なお、塩としては、(6)カルボキシル基と重合性二重結合を有する単量体の塩を構成する塩として例示したものが挙げられる。
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CH2=CHCH2OCH2CHCH2O−Ar−R2 (1)
CH=CH−CH3
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R3−Ar−O−(R1O)nSO3H (2)
CH2COOR4
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HOSO2CHCOOCH2CH(OH)CH2OCH2CH=CH2 (3)
式中、R1は炭素数2〜4のアルキレン基であり、R1Oは単独でも2種以上を併用したものでもよく、2種以上を併用した場合は、結合形式はランダムでもブロックでもよい;R2及びR3は、それぞれ独立に炭素数1〜15のアルキル基;m及びnは、それぞれ独立に1〜50の数;Arはベンゼン環;R4は、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜15のアルキル基を表す。
(メタ)アクリロイルオキシアルキルリン酸モノエステル(アルキル基の炭素数1〜24)(例えば2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリロイルホスフェート及びフェニル−2−アクリロイロキシエチルホスフェート等)、(メタ)アクリロイルオキシアルキルホスホン酸(アルキル基の炭素数1〜24)(例えば2−アクリロイルオキシエチルホスホン酸等)。
なお、塩としては、(6)カルボキシル基と重合性二重結合を有する単量体を構成する塩として例示したもの挙げられる。
ヒドロキシスチレン、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、(メタ)アリルアルコール、クロチルアルコール、イソクロチルアルコール、1−ブテン−3−オール、2−ブテン−1−オール、2−ブテン−1,4−ジオール、プロパルギルアルコール、2−ヒドロキシエチルプロペニルエーテル及び庶糖アリルエーテル等。
(10−1)アミノ基と重合性二重結合を有する単量体:
アミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、t−ブチルアミノエチルメタクリレート、N−アミノエチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アリルアミン、モルホリノエチル(メタ)アクリレート、4−ビニルピリジン、2−ビニルピリジン、クロチルアミン、N,N−ジメチルアミノスチレン、メチル−α−アセトアミノアクリレート、ビニルイミダゾール、N−ビニルピロール、N−ビニルチオピロリドン、N−アリールフェニレンジアミン、アミノカルバゾール、アミノチアゾール、アミノインドール、アミノピロール、アミノイミダゾール、アミノメルカプトチアゾール及びこれらの塩等。
(10−2)アミド基と重合性二重結合を有する単量体:
(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−ブチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N,N’−メチレン−ビス(メタ)アクリルアミド、桂皮酸アミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジベンジルアクリルアミド、メタクリルホルムアミド、N−メチル−N−ビニルアセトアミド及びN−ビニルピロリドン等。
(10−3)ニトリル基と重合性二重結合を有する炭素数3〜10の単量体:
(メタ)アクリロニトリル、シアノスチレン及びシアノアクリレート等。
(10−4)ニトロ基と重合性二重結合を有する炭素数8〜12の単量体:
ニトロスチレン等。
グリシジル(メタ)アクリレート及びp−ビニルフェニルフェニルオキサイド等。
塩化ビニル、臭化ビニル、塩化ビニリデン、アリルクロライド、クロロスチレン、ブロムスチレン、ジクロロスチレン、クロロメチルスチレン、テトラフルオロスチレン及びクロロプレン等。
(13−1)重合性二重結合を有する炭素数3〜16のエーテル:
ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテル、ビニルブチルエーテル、ビニル−2−エチルヘキシルエーテル、ビニルフェニルエーテル、ビニル−2−メトキシエチルエーテル、メトキシブタジエン、ビニル−2−ブトキシエチルエーテル、3,4−ジヒドロ−1,2−ピラン、2−ブトキシ−2’−ビニロキシジエチルエーテル、アセトキシスチレン及びフェノキシスチレン等が挙げられる。
(13−2)重合性二重結合を有する炭素数4〜12のケトン:
ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン及びビニルフェニルケトン等が挙げられる。
(13−3)重合性二重結合を有する炭素数2〜16の含硫黄化合物:
ジビニルサルファイド、p−ビニルジフェニルサルファイド、ビニルエチルサルファイド、ビニルエチルスルホン、ジビニルスルホン及びジビニルスルホキサイド等が挙げられる。
(A)の重量に基づく(A)のウレア基濃度は、好ましくは0.1〜5.0重量%であり、更に好ましくは0.2〜3.0重量%である。
[条件1]1×103≦G’(Ta+20)≦1×106
[条件1−1] 5×103≦G’(Ta+20)≦1×105
G’(Ta+20)が上記の範囲であれば、画像強度と低温定着性が良好になる。
[条件1]、[条件1−1]を満たす結晶性樹脂(A)は、(A)中の結晶性成分の比率を調整することやMwを調整すること等により得ることができる。例えば、後述する結晶性部(x)の比率や結晶性成分の比率を増加させると、G’(Ta+20)の値は小さくなる。また、(A)のMwを低下させることでG’(Ta+20)の値は小さくなる。
(A)の粘弾性測定は、(A)を測定装置の冶具にセットした後、(A)の(Ta+30)℃まで昇温して冶具に密着させてから、(Ta+30)℃から(Ta−30)℃まで0.5℃/分の速度で降温し、(Ta−30)℃で1時間静置し、次いで(Ta−10)℃まで0.5℃/分の速度で降温し、更に(Ta−10)℃で1時間静置し、十分に結晶化を進行させたのち、これを用いて測定を行う。測定温度範囲は30℃〜200℃で、この温度間の粘弾性を測定することによって、温度−G’の曲線として得ることができる。
[条件2]
5.0≦1.17×(A−urethane)+2.13×(A−urea)−2.23
[(A−urethane);(A)のウレタン基濃度(重量%)、(A−urea);(A)のウレア基濃度(重量%)]
なお、(A)の製造時に、触媒及び/又は添加物としてアミン化合物を使用した場合は、それらを差し引く必要があり、使用したアミン化合物の沸点が70℃未満の場合は、試料を130℃で2時間、減圧乾燥した後、測定する方法が挙げられる。また、使用したアミン化合物の沸点が70℃以上の場合は、試料をそのまま測定し、アミン化合物の投入量から計算されるN原子含量を、定量したN原子含量から引いたものをN原子含量とする方法が挙げられる。
NMR測定については、「NMRによるポリウレタン樹脂の構造研究:武田研究所報34(2)、224−323(1975)」に記載の方法で行うことができる。すなわちH1−NMRを測定して、化学シフト6ppm付近のウレア基由来の水素の積分量と化学シフト7ppm付近のウレタン基由来の水素の積分量の比率からウレア基とウレタン基の重量比を測定し、該重量比と上記のN原子含量からウレア基の含有量及びウレタン基の含有量を算出する。
(A−urethane)及び(A−urea)は、原料の組成や投入量を調整することで調整することができる。
本発明における非結晶性樹脂(B)としては、前記の結晶性樹脂(A)として例示した、結晶性ポリエステル樹脂(A1)、結晶性ポリウレタン樹脂(A2)、結晶性ポリウレア樹脂(A3)、結晶性ビニル樹脂(A4)と同様の組成であって、TmとTaとの比(Tm/Ta)が1.55より大きい樹脂が挙げられる。
結合剤を使用しない場合、必要により加熱減圧しつつ、(x)を形成する(a)の末端官能基と、(y)を形成する(B)の末端官能基の反応を進める。特に酸とアルコールとの反応や酸とアミンとの反応の場合、一方の樹脂の酸価が高く、もう一方の樹脂の水酸基価やアミン価が高い場合、反応がスムーズに進行する。反応温度は180〜230℃で行うのが好ましい。
結合剤を使用する場合は、種々の結合剤が使用できる。結合剤としては、前記のジオール(1)、ジカルボン酸(2)、ジアミン(3)、ジイソシアネート(4)及びポリエポキシド等が挙げられる。
芳香族系ポリエポキシ化合物としては、多価フェノール類のグリシジルエーテル体及びグリシジルエステル体、グリシジル芳香族ポリアミン並びにアミノフェノールのグリシジル化物等が挙げられる。
多価フェノールのグリシジルエーテル体としては、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールBジグリシジルエーテル、ビスフェノールADジグリシジルエーテル、ビスフェノールSジグリシジルエーテル、ハロゲン化ビスフェノールAジグリシジル、テトラクロロビスフェノールAジグリシジルエーテル、カテキンジグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、ハイドロキノンジグリシジルエーテル、ピロガロールトリグリシジルエーテル、1,5−ジヒドロキシナフタリンジグリシジルエーテル、ジヒドロキシビフェニルジグリシジルエーテル、オクタクロロ−4,4’−ジヒドロキシビフェニルジグリシジルエーテル、テトラメチルビフェニルジグリシジルエーテル、ジヒドロキシナフチルクレゾールトリグリシジルエーテル、トリス(ヒドロキシフェニル)メタントリグリシジルエーテル、ジナフチルトリオールトリグリシジルエーテル、テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタンテトラグリシジルエーテル、p−グリシジルフェニルジメチルトリールビスフェノールAグリシジルエーテル、トリスメチル−t−ブチル−ブチルヒドロキシメタントリグリシジルエーテル、9,9’−ビス(4−ヒドキシフェニル)フロオレンジグリシジルエーテル、4,4’−オキシビス(1,4−フェニルエチル)テトラクレゾールグリシジルエーテル、4,4’−オキシビス(1,4−フェニルエチル)フェニルグリシジルエーテル、ビス(ジヒドロキシナフタレン)テトラグリシジルエーテル、フェノール又はクレゾールノボラック樹脂のグリシジルエーテル体、リモネンフェノールノボラック樹脂のグリシジルエーテル体、ビスフェノールA2モルとエピクロロヒドリン3モルの反応から得られるジグリシジルエーテル体、フェノールとグリオキザール、グルタールアルデヒド又はホルムアルデヒドの縮合反応によって得られるポリフェノールのポリグリシジルエーテル体、及びレゾルシンとアセトンの縮合反応によって得られるポリフェノールのポリグリシジルエーテル体等が挙げられる。
多価フェノールのグリシジルエステル体としては、フタル酸ジグリシジルエステル、イソフタル酸ジグリシジルエステル及びテレフタル酸ジグリシジルエステル等が挙げられる。
グリシジル芳香族ポリアミンとしては、N,N−ジグリシジルアニリン、N,N,N’,N’−テトラグリシジルキシリレンジアミン及びN,N,N’,N’−テトラグリシジルジフェニルメタンジアミン等が挙げられる。更に、前記芳香族系として、P−アミノフェノールのトリグリシジルエーテル、トリレンジイソシアネート又はジフェニルメタンジイソシアネートとグリシドールの付加反応によって得られるジグリシジルウレタン化合物、前記2反応物にポリオールも反応させて得られるグリシジル基含有ポリウレタン(プレ)ポリマー及びビスフェノールAのAO付加物のジグリシジルエーテル体も含む。
複素環系ポリエポキシ化合物としては、トリスグリシジルメラミンが挙げられる。;脂環族系ポリエポキシ化合物としては、ビニルシクロヘキセンジオキサイド、リモネンジオキサイド、ジシクロペンタジエンジオキサイド、ビス(2,3−エポキシシクロペンチル)エーテル、エチレングリコールビスエポキシジシクロペンチルエール、3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシ−6’−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)ブチルアミン及びダイマー酸ジグリシジルエステル等が挙げられる。脂環族系としては、前記芳香族系ポリエポキシド化合物の核水添化物も含む。脂肪族系ポリエポキシ化合物としては、多価脂肪族アルコールのポリグリシジルエーテル体、多価脂肪酸のポリグリシジルエステル体及びグリシジル脂肪族アミンが挙げられる。多価脂肪族アルコールのポリグリシジルエーテル体としては、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、テトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル及びポリグリセロールンポリグリシジルエーテル等が挙げられる。多価脂肪酸のポリグリシジルエステル体としては、ジグリシジルオキサレート、ジグリシジルマレート、ジグリシジルスクシネート、ジグリシジルグルタレート、ジグリシジルアジペート及びジグリシジルピメレート等が挙げられる。グリシジル脂肪族アミンとしては、N,N,N’,N’−テトラグリシジルヘキサメチレンジアミン等が挙げられる。脂肪族系としては、ジグリシジルエーテル、グリシジル(メタ)アクリレートの(共)重合体も含む。
ポリエポキシドのうち好ましいのは、脂肪族系ポリエポキシ化合物及び芳香族系ポリエポキシ化合物である。ポリエポキシドは、2種以上を併用してもよい。
脱水反応としては、(x)と(y)が共に水酸基を有し、これらを結合剤[例えばジカルボン酸(2)]で結合する反応が挙げられる。脱水反応は、無溶剤下、反応温度180〜230℃で行うことができる。
付加反応としては、(x)と(y)が共に水酸基を有し、これらを結合剤[例えばジイソシアネート(4)]で結合する反応や、(x)と(y)の一方が水酸基を有する樹脂であり、もう一方がイソシアネート基を有する樹脂の場合、結合剤を用いずにこれらを結合する反応が挙げられる。付加反応は、(x)と(y)共に溶解可能な溶剤に溶解させ、必要により結合剤を投入し、反応温度80〜150℃で行うことができる。
ら、好ましくは3B〜4Hである。なお、トナーバインダーの鉛筆硬度は、下記の方法で測定することができる。
<トナーバインダーの鉛筆硬度の測定方法>
JIS K5600に準じて、斜め45度に固定した鉛筆の真上から10gの荷重をかけてトナーバインダー上で引っ掻き試験を行い、トナーバインダー上に傷がつかない鉛筆の硬度を鉛筆硬度とする。
(A)の融解熱量は、以下の方法で測定することができる。
<(A)の融解熱量の測定方法>
示差走査熱量計「DSC Q1000」(TA Instruments社製)を使用して以下の条件にて測定を行う。
昇温速度:10℃/min
測定開始温度:20℃
測定終了温度:180℃
装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。
具体的には、(A)約5mgを精秤し、銀製のパンの中に入れ、一回吸熱量測定を行い、DSC曲線を得る。このDSC曲線から融解熱量を求める。なお、リファレンスとしては銀製の空パンを用いる。
本発明における樹脂のMn、Mw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、以下の条件で測定することができる。
装置(一例) :「HLC−8120」[東ソー(株)製]
カラム(一例):「TSK GEL GMH6」[東ソー(株)製]2本
測定温度 :40℃
試料溶液 :0.25重量%のテトラヒドロフラン溶液(不溶解分をグラスフィルターでろ別したもの)
溶液注入量 :100μl
検出装置 :屈折率検出器
基準物質 :標準ポリスチレン(TSKstandard POLYSTYRENE)12点(分子量:500、1,050、2,800、5,970、9,100、
18,100、37,900、96,400、190,000、355,000、
1,090,000、2,890,000)[東ソー(株)製]
なお、本発明におけるSP値は、Fedorsによる方法[Polym.Eng.Sci.14(2)152,(1974)]により計算することができる。
トナーバインダー中の結晶性樹脂(A)の含有率は、トナーバインダーの重量に基づいて、好ましくは51重量%であり、更に好ましくは60重量%以上、特に好ましくは70重量%以上である。
本発明のトナーには、本発明のトナーバインダーの他に、着色剤、離型剤、荷電制御剤及び流動化剤等を含有させることができる。
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−オクタデセン及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及び熱減成型ポリオレフィンを含む]、オレフィンの(共)重合体の酸素及び/又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[例えばマレイン酸及びその誘導体(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及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、イタコン酸及び無水マレイン酸等]及び/又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)エステル及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、ポリメチレン(例えばサゾールワックス等のフィシャートロプシュワックス等)、脂肪酸金属塩(ステアリン酸カルシウム等)及び脂肪酸エステル(ベヘニン酸ベヘニル等)等が挙げられる。
トナーバインダーの含有率は、トナーの重量に基づき、好ましくは30〜97重量%であり、更に好ましくは40〜95重量%、特に好ましくは45〜92重量%である。
着色剤の含有率は、トナーの重量に基づき、好ましくは0〜60重量%であり、更に好ましくは0.1〜40重量%、特に好ましくは0.5〜30重量%である。
離型剤の含有率は、トナーの重量に基づき、好ましくは0〜30重量%であり、更に好ましくは0.5〜20重量%、特に好ましくは1〜10重量%である。
荷電制御剤の含有率は、トナーの重量に基づき、好ましくは0〜20重量%であり、更に好ましくは0.1〜10重量%、特に好ましくは0.5〜7.5重量%である。
流動化剤の含有率は、トナーの重量に基づき、好ましくは0〜10重量%であり、更に好ましくは0〜5重量%、特に好ましくは0.1〜4重量%である。
なお、本発明のトナーの体積平均粒径は、コールターカウンター「マルチサイザーIII」(ベックマンコールター社製)を用いて測定することができる。
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、更に分級することにより、体積平均粒径が好ましくは1〜15μmの微粒子とした後、流動化剤を混合して製造することができる。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又は分散した後、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。また、特開2002−284881号公報に記載の有機微粒子を用いる方法により製造してもよい。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、セバシン酸648.9重量部、1,6−ヘキサンジオール464.6重量部、及び縮合触媒として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)1重量部を投入し、180℃に昇温し、同温度で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させ、次いで220℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下に生成する水を留去しながら4時間反応させ、更に0.007〜0.026MPaの減圧下で水を留去しながら反応させ、酸価が2以下になった時点で取り出し、結晶性ポリエステル樹脂(A1−1)を得た。(A1−1)の融点は63℃、Mwは5,000、水酸基価は82であった。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、セバシン酸685.5重量部、1,6−ヘキサンジオール434.6重量部、及び縮合触媒として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)1重量部を投入し、180℃に昇温し、同温度で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させ、次いで220℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下に生成する水を留去しながら4時間反応させ、更に0.007〜0.026MPaの減圧下で水を留去しながら反応させ、酸価が2以下になった時点で取り出し、結晶性ポリエステル樹脂(A1−2)を得た。(A1−2)の融点は67℃、Mwは12,000、水酸基価は33であった。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、セバシン酸700.4重量部、1,6−ヘキサンジオール422.3重量部、及び縮合触媒として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)1重量部を投入し、180℃に昇温し、同温度で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させ、次いで220℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下に生成する水を留去しながら4時間反応させ、更に0.007〜0.026MPaの減圧下で水を留去しながら反応させ、酸価が2以下になった時点で取り出し、結晶性ポリエステル樹脂(A1−3)を得た。(A1−3)の融点は68℃、Mwは26,000、水酸基価は13であった。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、セバシン酸868.2重量部、エチレングリコール532.3重量部、及び縮合触媒として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)1重量部を投入し、180℃に昇温し、同温度で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させ、次いで220℃まで徐々に昇温しながら窒素気流下で生成する水とエチレングリコールを留去しながら4時間反応させ、更に0.007〜0.026MPaの減圧下で水とエチレングリコールを留去しながら反応させ、Mwが11,000になった時点で取り出し、結晶性ポリエステル樹脂(A1−4)を得た。(A1−4)の融点は76℃、Mwは11,000、水酸基価は34であった。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、セバシン酸763.1重量部、1,4−ブタンジオール509.3重量部、及び縮合触媒として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)1重量部を投入し、180℃に昇温し、同温度で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させ、次いで220℃まで徐々に昇温しながら窒素気流下で生成する水と1,4−ブタンジオールを留去しながら4時間反応させ、更に0.007〜0.026MPaの減圧下で水と1,4−ブタンジオールを留去しながら反応させ、Mwが10,000になった時点で取り出し、結晶性ポリエステル樹脂(A1−5)を得た。(A1−5)の融点は61℃、Mwは10,000、水酸基価は39であった。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、ドデカン二酸881.0重量部、エチレングリコール474.8重量部、及び縮合触媒として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)1重量部を投入し、180℃に昇温し、同温度で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させ、次いで220℃まで徐々に昇温しながら窒素気流下で生成する水とエチレングリコールを留去しながら4時間反応させ、更に0.007〜0.026MPaの減圧下で水とエチレングリコールを留去しながら反応させ、Mwが12,000になった時点で取り出し、結晶性ポリエステル樹脂(A1−6)を得た。(A1−6)の融点は85℃、Mwは12,000、水酸基価は31であった。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、アジピン酸831.7重量部、エチレングリコール706.4重量部、及び縮合触媒として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)1重量部を投入し、180℃に昇温し、同温度で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させ、次いで220℃まで徐々に昇温しながら窒素気流下で生成する水とエチレングリコールを留去しながら4時間反応させ、更に0.007〜0.026MPaの減圧下で水とエチレングリコールを留去しながら反応させ、Mwが12,000になった時点で取り出し、結晶性ポリエステル樹脂(A1−7)を得た。(A1−7)の融点は49℃、Mwは12,000、水酸基価は33であった。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、セバシン酸696.4重量部、アジピン酸167.6重量部、エチレングリコール569.3重量部、及び縮合触媒として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)1重量部を投入し、180℃に昇温し、同温度で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させ、次いで220℃まで徐々に昇温しながら窒素気流下で生成する水とエチレングリコールを留去しながら4時間反応させ、更に0.007〜0.026MPaの減圧下で水とエチレングリコールを留去しながら反応させ、Mwが4,200になった時点で取り出し、結晶性ポリエステル樹脂(A1−8)を得た。(A1−8)の融点は62℃、Mwは4,200、水酸基価は78であった。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、セバシン酸656.2重量部、1,6−ヘキサンジオール335.4重量部、1,3−プロパンジオール123.3重量部、及び縮合触媒として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)1重量部を投入し、180℃に昇温し、同温度で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させ、次いで220℃まで徐々に昇温しながら窒素気流下で生成する水と1,3−プロパンジオールを留去しながら4時間反応させ、更に0.007〜0.026MPaの減圧下で水と1,3−プロパンジオールを留去しながら反応させ、Mwが12,700になった時点で取り出し、結晶性ポリエステル樹脂(A1−9)を得た。(A1−9)の融点は57℃、Mwは12,700、水酸基価は29であった。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、セバシン酸641.6重量部、1,6−ヘキサンジオール327.9重量部、1,4−ブタンジオール142.8重量部、及び縮合触媒として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)1重量部を投入し、180℃に昇温し、同温度で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させ、次いで220℃まで徐々に昇温しながら窒素気流下で生成する水と1,4−ブタンジオールを留去しながら4時間反応させ、更に0.007〜0.026MPaの減圧下で水と1,4−ブタンジオールを留去しながら反応させ、Mwが14,200になった時点で取り出し、結晶性ポリエステル樹脂(A1−10)を得た。(A1−10)の融点は60℃、Mwは14,200、水酸基価は26であった。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、テレフタル酸700.4重量部、1,6−ヘキサンジオール422.3重量部、及び縮合触媒として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)1重量部を投入し、180℃に昇温し、同温度で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させ、次いで220℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下に生成する水を留去しながら4時間反応させ、更に0.007〜0.026MPaの減圧下で水を留去しながら反応させ、酸価が2以下になった時点で取り出し、結晶性ポリエステル樹脂(A’1−1)を得た。(A’1−1)の融点は131℃、Mwは12,000、水酸基価は30であった。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、ビスフェノールA・PO2モル付加物117.7重量部、ビスフェノールA・EO2モル付加物626.6重量部、イソフタル酸238.9重量部、アジピン酸43.0重量部及び縮合触媒としてジブチルチンオキサイド1重量部を投入し、常圧で230℃まで昇温し、同温度で5時間反応し、さらに0.007〜0.026MPaの減圧下で2時間反応した。次いで180℃まで冷却し、無水トリメリット酸35.8重量部を加え、常圧密閉下で2時間反応後室温まで冷却し、非結晶性ポリエステル樹脂(B−1)を得た。(B−1)のTgは50℃、Mwは7,000、水酸基価は50であった。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、ビスフェノールA・PO2モル付加物115.3重量部、ビスフェノールA・EO2モル付加物614.0重量部、イソフタル酸188.2重量部、アジピン酸119.9重量部及び縮合触媒としてジブチルチンオキサイド1重量部を投入し、常圧で230℃まで昇温し、同温度で5時間反応し、さらに0.007〜0.026MPaの減圧下で2時間反応した。次いで180℃まで冷却し、無水トリメリット酸32.3重量部を加え、常圧密閉下で2時間反応後室温まで冷却し、非結晶性ポリエステル樹脂(B−2)を得た。(B−2)のTgは50℃、Mwは12,000、水酸基価は20であった。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた反応容器に、1,2−プロピレングリコール40.7重量部、酢酸エチル169.6重量部を投入し、この溶液中の水分量が0.04重量%になるように水を加えた。この溶液にイソホロンジイソシアネート130重量部を投入し、90℃で15時間反応させ、末端にイソシアネート基を有する非結晶性ポリウレタン樹脂(B−3)を得た。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた別の反応容器に、(A1−1)325.9重量部、酢酸エチル325.9重量部を投入し、70℃まで昇温し、同温度で2時間撹拌して溶解させた後、この溶液中の水分量が0.04重量%になるように水を加えた。溶解を確認した後、(B−3)347.9重量部を投入し、90℃に昇温し、同温度で15時間反応させた後酢酸エチルを除去し、結晶性ポリウレタン樹脂(A2−1)を得た。(A2−1)は、(A1−1)からなる結晶性部(x−1)と(B−3)からなる非結晶性部(y−1)で構成されている。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた反応容器に、1,2−プロピレングリコール40.7重量部、メチルエチルケトン169.6重量部を投入し、この溶液中の水分量が0.04重量%になるように水を加えた。この溶液にイソホロンジイソシアネート130重量部を投入し、90℃で15時間反応させ、末端にイソシアネート基を有する非結晶性ポリウレタン樹脂(B−4)を得た。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた別の反応容器に、(A1−2)325.9重量部、メチルエチルケトン325.9重量部を投入し、70℃まで昇温し、同温度で2時間撹拌して溶解させた後、この溶液中の水分量が0.04重量%になるように水を加えた。溶解を確認した後、(B−4)347.9重量部を投入し、90℃に昇温し、同温度で15時間反応させた後メチルエチルケトンを除去し、結晶性ポリウレタン樹脂(A2−2)を得た。(A2−2)は、(A1−2)からなる結晶性部(x−2)と(B−4)からなる非結晶性部(y−2)で構成されている。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた反応容器に、1,2−プロピレングリコール40.7重量部、テトラヒドロフラン169.6重量部を投入し、この溶液中の水分量が0.04重量%になるように水を加えた。この溶液にイソホロンジイソシアネート130重量部を投入し、90℃で15時間反応させ、末端にイソシアネート基を有する非結晶性ポリウレタン樹脂(B−5)を得た。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた別の反応容器に、(A1−3)325.9重量部、テトラヒドロフラン325.9重量部を投入し、70℃まで昇温し、同温度で2時間撹拌して溶解させた後、この溶液中の水分量が0.04重量%になるように水を加えた。溶解を確認した後、(B−5)347.9重量部を投入し、90℃に昇温し、同温度で15時間反応させた後テトラヒドロフランを除去し、結晶性ポリウレタン樹脂(A2−3)を得た。(A2−3)は、(A1−3)からなる結晶性部(x−3)と(B−5)からなる非結晶性部(y−3)で構成されている。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた反応容器に、1,2−プロピレングリコール20.9重量部、酢酸エチル276.9重量部を投入し、この溶液中の水分量が0.07重量%になるように水を加えた。この溶液にヘキサメチレンジイソシアネート48.3重量部を投入し、80℃で5時間反応させ、末端にイソシアネート基を有する非結晶性ポリウレタン樹脂(B−6)を得た。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた別の反応容器に、(A1−4)325.9重量部、酢酸エチル325.9重量部を投入し、70℃まで昇温し、同温度で2時間撹拌して溶解させた後、この溶液中の水分量が0.1重量%になるように水を加えた。溶解を確認した後、(B−6)347.9重量部を投入し、80℃に昇温し、同温度で5時間反応させた後酢酸エチルを除去し、結晶性ポリウレタン樹脂(A2−4)を得た。(A2−4)は、(A1−4)からなる結晶性部(x−4)と(B−6)からなる非結晶性部(y−4)で構成されている。
撹拌機、温度計、窒素導入管及び減圧装置を備えた反応容器に、窒素を導入しながら結
晶性ポリエステル(A1−5)325.9重量部、ビスフェノールA・PO2モル付加物93.9重量部、酢酸エチル498.6重量部を投入し、70℃に昇温し、同温度で2時間撹拌して溶解させた後、この溶液中の水分量が0.09重量%になるように水を加えた。この溶液に4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート178.7重量部を投入し、80℃まで昇温し、5時間反応させた後酢酸エチルを除去し、結晶性ポリウレタン樹脂(A2−5)を得た。(A2−5)は、(A2−5)からなる結晶性部(x−5)のみで構成されている。
撹拌機、温度計、窒素導入管及び減圧装置を備えた反応容器に、窒素を導入しながら結
晶性ポリエステル(A1−6)374.9重量部、2,2−ジメチロールプロピオン酸44.1重量部、メチルエチルケトン499.4重量部を投入し、70℃まで昇温し、同温度で2時間撹拌して溶解させた後、この溶液中の水分量が0.09重量%になるように水を加えた。この溶液にイソホロンジイソシアネート81.4重量部を投入し、90℃まで昇温し、20時間反応させた後メチルエチルケトンを除去し、結晶性ポリウレタン樹脂(A2−6)を得た。(A2−6)は、(A2−6)からなる結晶性部(x−6)のみで構成されている。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた反応容器に、1,4−シクロヘキサンジメタノール38.7重量部、テトラヒドロフラン99.5重量部を投入し、この溶液中の水分量が0.07重量%になるように水を加えた。この溶液にキシリレンジイソシアネート62.1重量部を投入し、80℃で5時間反応させ、末端にイソシアネート基を有する非結晶性ポリウレタン樹脂(B−7)を得た。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた別の反応容器に、(A1−7)399.9重量部、テトラヒドロフラン399.9重量部を投入し、70℃まで昇温し、同温度で2時間撹拌して溶解させた後、この溶液中の水分量が0.11重量%になるように水を加えた。溶解を確認した後、(B−7)347.9重量部を投入し、80℃まで昇温し、同温度で3時間反応させた後テトラヒドロフランを除去し、結晶性ポリウレタン樹脂(A2−7)を得た。(A2−7)は、(A1−7)からなる結晶性部(x−7)と(B−7)からなる非結晶性部(y−5)で構成されている。
撹拌機、温度計、窒素導入管及び減圧装置を備えた反応容器に、窒素を導入しながら結
晶性ポリエステル(A1−8)446.2重量部、酢酸エチル500.0重量部を投入し、70℃まで昇温し、同温度で2時間撹拌して溶解させた後、この溶液中の水分量が0.1重量%になるように水を加えた。この溶液にヘキサメチレンジイソシアネート52.7重量部を投入し、80℃まで昇温し、同温度で5時間反応させた後酢酸エチルを除去し、結晶性ポリウレタン樹脂(A2−8)を得た。(A2−8)は、(A2−8)からなる結晶性部(x−8)のみで構成されている。
撹拌機、温度計、窒素導入管及び減圧装置を備えた反応容器に、窒素を導入しながら結
晶性ポリエステル(A1−9)483.3重量部、酢酸エチル500.0重量部を投入し、70℃まで昇温し、同温度で2時間撹拌して溶解させた後、この溶液中の水分量が0.22重量%になるように水を加えた。この溶液にヘキサメチレンジイソシアネート27.3重量部を投入し、80℃まで昇温し、同温度で5時間反応させた後酢酸エチルを除去し、結晶性ポリウレタン樹脂(A2−9)を得た。(A2−9)は、(A2−9)からなる結晶性部(x−9)のみで構成されている。
撹拌機、温度計、窒素導入管及び減圧装置を備えた反応容器に、窒素を導入しながら結
晶性ポリエステル(A1−10)471.5重量部、テトラヒドロフラン500.0重量部を投入し、70℃まで昇温し、同温度で2時間撹拌して溶解させた後、この溶液中の水分量が0.23重量%になるように水を加えた。この溶液にヘキサメチレンジイソシアネート26.3重量部を投入し、80℃まで昇温し、同温度で5時間反応させた後テトラヒドロフランを除去し、結晶性ポリウレタン樹脂(A2−10)を得た。(A2−10)は、(A2−10)からなる結晶性部(x−10)のみで構成されている。
撹拌機、温度計、窒素導入管及び減圧装置を備えた反応容器に、窒素を導入しながら結
晶性ポリエステル(A1−11)325.4重量部、非晶性ポリエステル(A1−11)109.0重量部、テトラヒドロフラン500.0重量部を投入し、70℃まで昇温し、同温度で2時間撹拌して溶解させた後、この溶液中の水分量が0.05重量%になるように水を加えた。この溶液に4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート65.1重量部を投入し、80℃まで昇温し、同温度で5時間反応させた後テトラヒドロフランを除去し、結晶性ポリウレタン樹脂(A2−11)を得た。(A2−11)は、(A2−11)からなる結晶性部(x−11)のみで構成されている。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた反応容器に、1,2−プロピレングリコール22.2重量部、酢酸エチル99.5重量部を投入し、この溶液中の水分量が0.07重量%になるように水を加えた。この溶液にイソホロンジイソシアネート78.4重量部を投入し、90℃で15時間反応させ、末端にイソシアネート基を有する非結晶性結晶性ポリウレタン樹脂(B−8)を得た。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた別の反応容器に、(A1−2)325.9重量部、酢酸エチル399.9重量部を投入し、70℃まで昇温し、同温度で2時間撹拌し、溶解させた後、この溶液中の水分量が0.10重量%になるように水を加えた。溶解を確認した後、(B−8)200重量部を投入し、90℃まで昇温し、同温度で15時間反応させた後酢酸エチルを除去し、結晶性ポリウレタン樹脂(A2−12)を得た。(A2−12)は、(A1−2)からなる結晶性部(x−2)と(B−8)からなる非結晶性部(y−6)で構成されている。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた反応容器に、ビスフェノールA・PO2モル付加物146.5重量部、酢酸エチル247.9重量部を投入し、この溶液中の水分量が0.09重量%になるように水を加えた。この溶液にイソホロンジイソシアネート105.5重量部を投入し、90℃で15時間反応させ、末端にイソシアネート基を有する非結晶性ポリウレタン樹脂(B−9)を得た。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた別の反応容器に、(A1−2)250.0重量部、酢酸エチル250.0重量部を投入し、70℃まで昇温し、同温度で2時間撹拌して溶解させた後、この溶液中の水分量が0.10重量%になるように水を加えた。溶解を確認した後、(B−9)200重量部を投入し、90℃まで昇温し、同温度で15時間反応させた後酢酸エチルを除去し、結晶性ポリウレタン樹脂(A2−13)を得た。(A2−13)は、(A1−2)からなる結晶性部(x−2)と(B−9)からなる非結晶性部(y−7)で構成されている。
撹拌機、温度計、窒素導入管及び減圧装置を備えた反応容器に、窒素を導入しながら結
晶性ポリエステル樹脂(A1−2)477.1重量部、酢酸エチル500.0重量部を投入し、70℃に昇温し、同温度で2時間撹拌して溶解させた後、この溶液中の水分量が0.02重量%になるように水を加えた。この溶液に4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート22.9重量部を投入し、80℃まで昇温し、同温度で5時間反応させた後酢酸エチルを除去し、結晶性ポリウレタン樹脂(A’2−1)を得た。
製造例14〜27で得られた結晶性ウレタン樹脂(A2−1)〜(A2−13)、(A’2−1)の物性を表2に示す。
結晶性ウレタン樹脂(A2−1)〜(A2−13)、(A’2−1)、結晶性ポリエステル樹脂(A’1−1)を表3の配合比(重量部)に従って配合し、結晶性樹脂(A−1)〜(A−13)、(A’−1)〜(A’−3)からなるトナーバインダートナーバインダー(R−1)〜(R−13)、(R’−1)〜(R’−3)を得た。
撹拌装置、加熱冷却装置、温度計、冷却管及び窒素導入管を備えた反応容器に、水690.0重量部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩「エレミノールRS−30」[三洋化成工業(株)製]9.0重量部、スチレン90.0重量部、メタクリル酸90.0重量部、アクリル酸ブチル110.0重量部及び過硫酸アンモニウム1.0重量部を投入し、350回転/分で15分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。次いで75℃まで昇温し、同温度で5時間反応させた。更に、1重量%過硫酸アンモニウム水溶液30重量部加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の[微粒子分散液1]を得た。微粒子分散液1に分散されている粒子の体積平均粒径を、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置「LA−920」[(株)堀場製作所製]を用いて測定したところ、0.1μmであった。[微粒子分散液1]の一部を取り出し、Tg及びMwを測定したところ、Tgは65℃であり、Mwは150,000であった。
撹拌装置、加熱冷却装置、温度計、冷却管、滴下ロート及び窒素導入管を備えた反応容器に、トルエン500重量部を投入し、別のガラス製ビーカーに、トルエン350重量部、「ブレンマーVA」[ベヘニルアクリレート、日油(株)製)]150重量部、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)7.5重量部を投入し、20℃で撹拌、混合して単量体溶液を調製し、滴下ロートに投入した。反応容器の気相部の窒素置換を行った後に密閉下80℃で2時間かけて単量体溶液を滴下し、滴下終了から2時間、85℃で熟成した後、トルエンを130℃で3時間減圧(0.007〜0.026MPa)除去して、アクリル系結晶性樹脂を得た。この樹脂の融点は65℃、数平均分子量50,000であった。
ノルマルヘキサン700重量部、上記のアクリル系結晶性樹脂300重量部を混合した後、ビーズミル「ダイノーミルマルチラボ」[シンマルエンタープライゼス(株)製]で粒径0.3mmのジルコニアビーズを用いて粉砕を行い、乳白色の[微粒子分散液2]を得た。この分散液の体積平均粒径は0.3μmであった。
撹拌装置、加熱冷却装置、温度計、冷却管及び窒素導入管を備えた反応容器に、プロピレングリコール557重量部(17.5モル部)、テレフタル酸ジメチルエステル569重量部(7.0モル部)、アジピン酸184重量部(3.0モル部)及び縮合触媒としてテトラブトキシチタネート3重量部を投入し、180℃で窒素気流下に、生成するメタノールを留去しながら8時間反応させた。次いで230℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下に、生成するプロピレングリコール及び水を留去しながら4時間反応させ、更に0.007〜0.026MPaの減圧下に1時間反応させた。回収されたプロピレングリコールは175重量部(5.5モル部)であった。次いで180℃まで冷却し、無水トリメリット酸121重量部(1.5モル部)を加え、常圧密閉下で2時間反応後、220℃、常圧で軟化点が180℃になるまで反応させ、ポリエステル樹脂(Mn=8,500)を得た。
ビーカーに、銅フタロシアニン20重量部と着色剤分散剤「ソルスパーズ28000」[アビシア(株)製]4重量部、得られたポリエステル樹脂20重量部及び酢酸エチル56重量部を投入し、撹拌して均一分散させた後、ビーズミルによって銅フタロシアニンを微分散して、着色剤分散液を得た。着色剤分散液の「LA−920」で測定した体積平均粒径は0.2μmであった。
撹拌装置、加熱冷却装置、温度計及び滴下ボンベを備えた耐圧反応容器に、キシレン454重量部、低分子量ポリエチレン「サンワックスLEL−400」[軟化点:128℃、三洋化成工業(株)製]150重量部を投入し、窒素置換後撹拌下170℃に昇温し、同温度でスチレン595重量部、メタクリル酸メチル255重量部、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート34重量部及びキシレン119重量部の混合溶液を3時間かけて滴下し、更に同温度で30分間保持した。次いで0.039MPaの減圧下でキシレンを留去し、変性ワックスを得た。変性ワックスのグラフト鎖のSP値は10.35(cal/cm3)1/2、Mnは1,900、Mwは5,200、Tgは56.9℃であった。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた反応容器に、パラフィンワックス「HNP−9」[Ta:73℃、日本精鑞(株)製]10重量部、製造例12で得られた変性ワックス1重量部及び酢酸エチル33重量部を投入し、撹拌下78℃に昇温し、同温度で30分間撹拌後、1時間かけて30℃まで冷却してパラフィンワックスを微粒子状に晶析させ、更にウルトラビスコミル(アイメックス製)で湿式粉砕し、離型剤分散液を得た。体積平均粒径は0.25μmであった。
撹拌機及び温度計を備えた反応容器に、着色剤分散液30重量部、離型剤分散液140重量部、実施例3で得られたトナーバインダー(R−3)100重量部及び酢酸エチル153重量部を投入し、撹拌してトナーバインダーを均一に溶解させ、樹脂溶液(D−1)を得た。
製造例33において、トナーバインダー(R−3)100重量部を、それぞれトナーバインダー(R−4)〜(R−13)、(R’−1)〜(R’−3)100重量部に変更する以外は製造例33と同様にして、樹脂溶液(D−2)〜(D−11)、(D’−1)〜(D’−3)を得た。
トナーバインダー(R−1)100重量部、カーボンブラック「MA−100」[三菱化学(株)製]8重量部、カルナバワックス5重量部、荷電制御剤「T−77」[保土谷化学(製)]1重量部を加え、ヘンシェルミキサー「FM10B」[三井三池化工機(株)製]を用いて予備混合した後、二軸混練機「PCM−30」[(株)池貝製]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「MDS−I」[日本ニューマチック工業(株)製]で分級し、D50が8μmのトナー粒子を得た。次いで、トナー粒子100重量部にコロイダルシリカ「アエロジルR972」[日本アエロジル(株)製]0.5重量部をサンプルミルにて混合して、本発明のトナー(S−1)を得た。
実施例14において、トナーバインダー(R−1)100重量部をトナーバインダー(R−2)100重量部に変更する以外は実施例14と同様にして、本発明のトナー(S−2)を得た。
ビーカーに、イオン交換水170.2重量部、[微粒子分散液1]0.3重量部、カルボキシメチルセルロースナトリウム1重量部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5重量%水溶液「エレミノールMON−7」[三洋化成工業(株)製]36重量部及び酢酸エチル15.3重量部を投入し、撹拌して均一に溶解した。次いで50℃に昇温し、同温度でTKオートホモミキサーを10,000rpmに撹拌しながら、樹脂溶液(D−1)75重量部を投入し2分間撹拌した。次いでこの混合液を撹拌機及び温度計を備えた反応容器に移し、50℃で濃度が0.5重量%以下となるまで酢酸エチルを留去し、トナー粒子の水性樹脂分散体を得た。次いで洗浄、濾別し、40℃で18時間乾燥を行い、揮発分を0.5重量%以下として、トナー粒子を得た。次いで、トナー粒子10重量部にコロイダルシリカ「アエロジルR972」[日本アエロジル(株)製]0.05重量部をサンプルミルにて混合して、本発明のトナー(S−3)を得た。
実施例16において、樹脂溶液(D−1)75重量部をそれぞれ樹脂溶液(D−2)〜(D−9)、(D’−1)〜(D’−3)75重量部に変更する以外は実施例16と同様にして、トナー(S−4)〜(S―11)、(S’−1)〜(S’−3)を得た。
ビーカーに、デカン108重量部、[微粒子分散液2]2.1重量部を投入し、撹拌して均一に溶解した。次いで50℃に昇温し、同温度でTKオートホモミキサーを10,000rpmに撹拌しながら、樹脂溶液(D−10)75重量部を投入し2分間撹拌した。次いでこの混合液を撹拌機及び温度計を備えた反応容器に移し、50℃で濃度が0.5重量%以下となるまで酢酸エチルを留去し、次いで洗浄、濾別し、40℃で18時間乾燥を行い、揮発分を0.5重量%以下として、トナー粒子を得た。次いで、トナー粒子10重量部にコロイダルシリカ「アエロジルR972」[日本アエロジル(株)製]0.05重量部をサンプルミルにて混合して、本発明のトナー(S−12)を得た。
実施例25において、樹脂溶液(D−10)75重量部を樹脂溶液(D−11)75重量部に変更する以外は実施例25と同様にして、トナー(S−13)を得た。
トナー(S−1)〜(S−13)、(S’−1)〜(S’−3)を水に分散して、コールターカウンター「マルチサイザーIII」(ベックマンコールター社製)でD50、粒度分布を測定した。
トナー(S−1)〜(S−13)、(S’−1)〜(S’−3)を50℃の雰囲気で24時間静置し、ブロッキングの程度を目視で判断し、下記の基準で耐熱保存安定性を評価した。
[評価基準]
○:ブロッキングが発生していない。
×:ブロッキングが発生している。
トナー(S−1)〜(S−13)、(S’−1)〜(S’−3)を紙面上に0.6mg/cm2となるよう均一に載せる(このとき粉体を紙面に載せる方法は、熱定着機を外したプリンターを用いる。上記の重量密度で粉体を均一に載せることができるのであれば他の方法を用いてもよい)。この紙を加圧ローラーに定着速度(加熱ローラ周速)213mm/sec、定着圧力(加圧ローラ圧)10kg/cm2の条件で通した時のコールドオフセットの発生温度(MFT)を測定した。コールドオフセットの発生温度が低いほど、低温定着性に優れることを意味する。
低温定着性の評価で定着した画像を、JIS K5600に準じて、斜め45度に固定した鉛筆の真上から10gの荷重をかけ引っ掻き試験を行い、傷のつかない鉛筆硬度から画像強度を評価した。鉛筆硬度が高いほど画像強度に優れることを意味する。
Claims (5)
- 結晶性樹脂(A)を含有してなるトナーバインダーであって、結晶性樹脂(A)の含有率は、トナーバインダーの重量に基づいて40重量%以上であり、(A)がエステル基、ウレタン基及びウレア基を有し、(A)の融解熱の最大ピーク温度(Ta)が40〜100℃であり、(A)の重量に基づく結晶性樹脂(A)のウレア基濃度が0.1〜5.0重量%であり、トナーバインダーの鉛筆硬度が4B〜5Hであるトナーバインダー。
- 結晶性樹脂(A)の融解熱量が20〜90J/gである請求項1に記載のトナーバインダー。
- 結晶性樹脂(A)が下記条件1を満たす請求項1又は2に記載のトナーバインダー。
[条件1]1×103≦G’(Ta+20)≦1×106
[G’(Ta+20):(Ta+20)℃における(A)の貯蔵弾性率(Pa)] - 結晶性樹脂(A)が下記条件2を満たす請求項1〜3のいずれかに記載のトナーバインダー。
[条件2]5.0≦1.17×(A−urethane)+2.13×(A−urea)−2.23
[(A−urethane);(A)のウレタン基濃度(重量%)、(A−urea);(A)のウレア基濃度(重量%)] - 請求項1〜4のいずれかに記載のトナーバインダーを含有してなるトナー。
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