JP6871901B2 - トナーバインダー及びトナー - Google Patents

トナーバインダー及びトナー Download PDF

Info

Publication number
JP6871901B2
JP6871901B2 JP2018244930A JP2018244930A JP6871901B2 JP 6871901 B2 JP6871901 B2 JP 6871901B2 JP 2018244930 A JP2018244930 A JP 2018244930A JP 2018244930 A JP2018244930 A JP 2018244930A JP 6871901 B2 JP6871901 B2 JP 6871901B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
acid
weight
carbon atoms
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018244930A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019139213A (ja
Inventor
将 本夛
将 本夛
諭 山田
諭 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Sanyo Chemical Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Chemical Industries Ltd filed Critical Sanyo Chemical Industries Ltd
Publication of JP2019139213A publication Critical patent/JP2019139213A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6871901B2 publication Critical patent/JP6871901B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、トナーバインダー及びトナーに関する。
近年、電子写真装置の小型化、高速化、高画質化の促進とともに、定着工程における消費エネルギーを低減するという省エネルギーの観点から、トナーの低温定着性の向上が強く求められている。
トナーの定着温度を低くする手段として、結着樹脂(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、耐ホットオフセット性が低下し、また粉体の凝集(ブロッキング)が起り易くなることからトナーの保存性が低下する。このガラス転移点は、結着樹脂の設計ポイントであり、ガラス転移点を下げる方法では、さらに低温定着可能なトナーを得ることはできない。
その中で、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及び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、なお不充分である。
その他の方法として結着樹脂に非晶性樹脂と結晶性樹脂を併用することで、結晶性樹脂の溶融特性から、トナーの低温定着性や光沢性が向上することが知られている。
しかしながら、結晶性樹脂の含有量を増やすと樹脂強度が低下する場合があり、また溶融混練時に結晶性樹脂と結着樹脂の相溶化により結晶性樹脂が非晶化し、その結果、トナーのガラス転移点が低下することで前述と同様の耐ホットオフセット性やトナーの保存性に課題が生じる。
これに対し、溶融混練工程後に加熱処理を行い結晶性樹脂の結晶性を再現させる方法(特許文献3)、結晶性ポリエステルに用いられるモノマーとして炭素数が8から62までの長鎖モノアルコールまたは長鎖モノカルボン酸を使用して結晶性を再現させる方法(特許文献4〜7)等が提案されている。
かかる方法ではトナーの低温定着性及び光沢性は確保できるが、耐ホットオフセット性やトナーの流動性、粉砕する際の粉砕性が低下し、特に耐久性が不充分である。
また、溶融懸濁法や乳化凝集法を用いて得られたシェル層で被覆する方法等も提案されているが(特許文献8〜10)、結晶性樹脂がコアの結着樹脂と相溶化し、短時間では結晶の再析出が不充分なことから定着後の画像強度及び耐折り曲げ性が未だ不充分である。
特開2005−77930号公報 特開2012−98719号公報 特開2005−308995号公報 国際公開第2015/170705号 特開2008−241845号公報 特開2015−118310号公報 特開2016−212399号公報 特開2011−197193号公報 特開2011−186053号公報 特開2006−251564号公報
本発明の目的は、低温定着性、光沢性、耐ホットオフセット性、耐熱保存性、帯電安定性、画像強度、ドキュメントオフセット性及び耐久性に優れたトナー及びそれに用いるトナーバインダ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、アルコール成分(X)とカルボン酸成分(Y)とを必須構成単量体とする結晶性樹脂(A)を含有するトナーバインダーであって、アルコール成分(X)が炭素数2〜12の直鎖脂肪族ジオール(x1)を95〜99.49モル%、炭素数20の脂肪族モノアルコール(x2)を0.01〜0.5モル%及び炭素数22の脂肪族モノアルコール(x3)を0.5〜4.5モル%含有し、トナーバインダーが示差走査熱量計(DSC)による第2回目の昇温過程において結晶性樹脂(A)由来の吸熱ピークのピークトップ温度を40〜100℃の範囲に少なくとも1個有することを特徴とするトナーバインダー;及びトナーバインダーを含有するトナーである。
本発明により、低温定着性、光沢性、耐ホットオフセット性、耐熱保存性、帯電安定性、画像強度、ドキュメントオフセット性及び耐久性に優れたトナー及びトナーバインダーを提供することができる。
以下、本発明を詳述する。
本発明のトナーバインダーはアルコール成分(X)とカルボン酸成分(Y)とを必須構成単量体とする結晶性樹脂(A)を含有するトナーバインダーであって、アルコール成分(X)が炭素数2〜12の直鎖脂肪族ジオール(x1)を95〜99.49モル%、炭素数20の脂肪族モノアルコール(x2)を0.01〜0.5モル%及び炭素数22の脂肪族モノアルコール(x3)を0.5〜4.5モル%含有し、トナーバインダーが示差走査熱量計(DSC)による第2回目の昇温過程において結晶性樹脂(A)由来の吸熱ピークのピークトップ温度を40〜100℃の範囲に少なくとも1個有する。
本発明のトナーバインダーは、結晶性樹脂(A)を含有するトナーバインダーである。本発明において、「結晶性」とは、下記に記載の示差走査熱量測定(DSC測定ともいう)において、DSC曲線が吸熱ピークのピークトップ温度[Ta]を有することを意味する。また、軟化点[Tm]と吸熱ピークのピークトップ温度[Ta]との比[Tm/Ta]が0.8〜1.55であることが好ましい。 尚、樹脂が結晶性樹脂のブロックと非晶性樹脂のブロックとを有するブロック体であっても、示差走査熱量測定(DSC)において、吸熱ピークを有する場合は、これも結晶性樹脂とする。
<吸熱ピークのピークトップ温度[Ta]の測定方法>
示差走査熱量計{例えばTA Instruments(株)製、DSC Q20}を用いて測定する。結晶性樹脂を30℃から10℃/分の条件で180℃まで第1回目の昇温を行い、続いて180℃で10分間放置後、180℃から10℃/分の条件で0℃まで冷却し、続いて0℃で10分間放置した後、0℃から10℃/分の条件で180℃まで第2回目の昇温をした際の第2回目の昇温過程の吸熱ピークのトップを示す温度を結晶性樹脂の吸熱ピークのピークトップ温度とする。
<軟化点[Tm]の測定方法>
定試験力押出式フローテスター{「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)を軟化点とする。
本発明のトナーバインダーが含有する結晶性樹脂(A)は、アルコール成分(X)とカルボン酸成分(Y)とを必須構成単量体とする結晶性樹脂であり、結晶性樹脂を構成するアルコール成分(X)が炭素数2〜12の直鎖脂肪族ジオール(x1)を95〜99.49モル%、炭素数20の脂肪族モノアルコール(x2)を0.01〜0.5モル%及び炭素数22の脂肪族モノアルコール(x3)を0.5〜4.5モル%含有する。
本発明のトナーバインダーが含有する結晶性樹脂(A)としては、結晶性ポリエステル樹脂(a11)、結晶性ポリウレタン樹脂(a12)、結晶性ポリウレア樹脂(a13)及び結晶性ポリアミド樹脂(a14)等が含まれ、低温定着性の観点から結晶性ポリエステル樹脂(a11)が好ましい。なお、これらの結晶性樹脂(A)は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
結晶性樹脂(A)のうち、カルボン酸成分(Y)と、炭素数2〜12の直鎖脂肪族ジオール(x1)を95〜99.49モル%、炭素数20の脂肪族モノアルコール(x2)を0.01〜0.5モル%及び炭素数22の脂肪族モノアルコール(x3)を0.5〜4.5モル%含有するアルコール成分(X)とを必須構成単量体とする結晶性ポリエステル樹脂(a11)について説明する。
炭素数2〜12の直鎖脂肪族ジオール(x1)としては、例えば、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,11−ウンデカンジオール及び1,12−ドデカンジオール等が挙げられる。ジオール(x1)としては、1種を用いてもよく、これらの2種以上を併用してもよい。
(x1)のうち、(A)の結晶性やトナーの帯電特性の観点から、好ましくはエチレングリコール、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−デカンジオール及び1,12−ドデカンジオールであり、より好ましくは1,6−ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオール及び1,10−デカンジオールである。
炭素数20の脂肪族モノアルコール(x2)としては、(A)の結晶性やトナーの帯電特性の観点からアラキジルアルコールが好ましく、炭素数22の脂肪族モノアルコール(x3)としては、(A)の結晶性やトナーの帯電特性の観点からベヘニルアルコールが好ましい。
また、結晶性樹脂(A)中のアルコール成分(X)は、前記の直鎖脂肪族ジオール(x1)、炭素数20の脂肪族モノアルコール(x2)及び炭素数22の脂肪族モノアルコール(x3)以外の成分として、その他のモノアルコール成分(x4)やジオール成分(x5)及び3価以上のアルコール成分(x6)を含んでもよい。
その他のモノアルコール成分(x4)としては、炭素数2〜19、21及び23以上のモノアルコールが含まれ、例えば、第一級アルコール(メタノール、エタノール、プロパン−1−オール、ブタン−1−オール、ペンタン−1−オール、ヘキサン−1−オール、ヘプタン−1−オール、オクタン−1−オール、ノナン−1−オール、デカン−1−オール、ウンデカン−1−オール、ドデカン−1−オール、トリデカン−1−オール、テトラデカン−1−オール、ペンタデカン−1−オール、ヘキサデカン−1−オール、ヘプタデカン−1−オール、オクタデカン−1−オール、ノナデカン−1−オール、ヘネイコサン−1−オール、トリコサン−1−オール、テトラコサン−1−オール、ペンタコサン−1−オール、ヘキサコサン−1−オール、ヘプタコサン−1−オール、オクタコサン−1−オール、ノナコサン−1−オール、トリアコンタン−1−オール、ポリコサノール、2−メチルプロパン−1−オール及び3−メチルブタン−1−オール等)、第二級アルコール(プロパン−2−オール、ブタン−2−オール、ペンタン−2−オール、ヘキサン−2−オール、ヘプタン−2−オール、2−メチルブタン−1−オール及びシクロヘキサノール等)、及び第三級アルコール(2−メチルプロパン−2−オール、2−メチルブタン−2−オール、2−メチルペンタン−2−オール、2−メチルヘキサン−2−オール、2−メチルヘプタン−2−オール、3−メチルペンタン−3−オール、3−メチルオクタン−3−オール等)等が挙げられる。また、炭素数23以上の高級モノアルコール(直鎖飽和炭化水素の片末端第1級アルコール)の市販品としては、ユニリン350(炭素数26)、ユニリン425(炭素数33)、ユニリン550(炭素数39)、ユニリン700(炭素数50)(全てベーカー・ペトロライト社製)等が挙げられる。その他のモノアルコール成分(x4)としては、1種を用いてもよく、これらの2種以上を併用してもよい。
(x4)のうち(A)の結晶性及びトナーの耐熱保存性の観点から好ましくは第1級アルコール及び炭素数23以上の高級モノアルコールであり、より好ましくは炭素数16以上(炭素数20及び22のものを除く)の第1級アルコール(炭素数23以上の高級モノアルコールの市販品を含む)であり、さらに好ましくはオクタデカン−1−オール、ユニリン350及びユニリン425である。
その他のジオール成分(x5)としては、炭素数13以上の直鎖脂肪族ジオール(例えば1,13−トリデカンジオール、1,14−テトラデカンジオール、1,15−ペンタデカンジオール、1,18−オクタデカンジオール、1,19−ノナデカンジオール及び1,20−エイコサンジオール等);分岐脂肪族ジオール(例えばプロピレングリコール及び1,2−ブタンジオール等);炭素数4〜36のアルキレンエーテルグリコール(例えば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、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール及びポリテトラメチレンエーテルグリコール等);炭素数4〜36の脂環式ジオール(例えば1,4−シクロヘキサンジメタノール及び水素添加ビスフェノールA等);上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(以下、「アルキレンオキサイド」をAOと略記する)〔エチレンオキサイド(以下、「エチレンオキサイド」をEOと略記する)、プロピレンオキサイド(以下、「プロピレンオキサイド」をPOと略記する)及びブチレンオキサイド(以下、「ブチレンオキサイド」をBOと略記する)等〕付加物(好ましくは付加モル数1〜30);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS等)のAO(EO、PO、BO等)付加物(好ましくは平均付加モル数2〜30);ポリラクトンジオール(ポリε−カプロラクトンジオール等);ポリブタジエンジオール等が挙げられる。その他のジオール成分(x5)としては、1種を用いてもよく、これらの2種以上を併用してもよい。
(x5)のうち(A)の結晶性の観点から好ましくは直鎖脂肪族ジオールであり、より好ましくは炭素数13〜20の直鎖脂肪族ジオールである。
3価以上のアルコール成分(x6)としては、3価以上の価数のポリオールが挙げられる。
3価以上のアルコール成分(x6)としては、炭素数3〜36の3価以上の価数の多価脂肪族アルコール[アルカンポリオール及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、ソルビタン及びポリグリセリン等)]、糖類及びその誘導体(例えばショ糖及びメチルグルコシド等)、トリスフェノール類(トリスフェノールPA等)のAO付加物(好ましくは付加モル数2〜30)、ノボラック樹脂(フェノールノボラック及びクレゾールノボラック等)のAO付加物(好ましくは付加モル数2〜30)及びアクリルポリオール[ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートと他のビニル系モノマーの共重合物等]等が挙げられる。3価以上のアルコール成分(x6)としては、1種を用いてもよく、これらの2種以上を併用してもよい。
これらのうち耐ホットオフセット性の観点から好ましいものは、3価以上の価数の多価脂肪族アルコール及びノボラック樹脂のAO付加物であり、より好ましいものはノボラック樹脂のAO付加物である。
炭素数2〜12の直鎖脂肪族ジオール(x1)の含有量は、結晶性樹脂(A)の構成単量体であるアルコール成分(X)のモル数に基づいて95〜99.49モル%であるが、結晶性、耐熱保存性及び帯電特性等の観点から、好ましくは96.05〜99.39モル%、より好ましくは96.6〜99.29モル%、さらに好ましくは97.15〜99.18モル%、特に好ましくは97.7〜99.07モル%である。(x1)の含有量が95モル%未満であると(A)の結晶性が低下するため、低温定着性や耐熱保存性が問題となり、99.49モル%より大きいと(A)の再結晶化が遅く、ドキュメントオフセット性や耐久性が問題となる。
炭素数20の脂肪族モノアルコール(x2)の含有量は、結晶性樹脂(A)の構成単量体であるアルコール成分(X)のモル数に基づいて0.01〜0.5モル%であるが、耐熱保存性、ドキュメントオフセット性及び耐久性等の観点から、好ましくは0.01〜0.45モル%、より好ましくは0.01〜0.4モル%、さらに好ましくは0.02〜0.35モル%、特に好ましくは0.03〜0.3モル%である。(x2)の含有量が0.5モル%より大きいと(A)の結晶性が低下するため、低温定着性や耐熱保存性が問題となり、0.01モル%未満であると(A)の再結晶化が遅く、ドキュメントオフセット性や耐久性が問題となる。
炭素数22の脂肪族モノアルコール(x3)の含有量は、結晶性樹脂(A)の構成単量体であるアルコール成分(X)のモル数に基づいて0.5〜4.5モル%であるが、耐熱保存性、ドキュメントオフセット性及び耐久性等の観点から、好ましくは0.6〜3.5モル%、より好ましくは0.7〜3モル%、さらに好ましくは0.8〜2.5モル%、特に好ましくは0.9〜2モル%である。(x2)の含有量が4.5モル%より大きいと(A)の結晶性が低下するため、低温定着性や耐熱保存性が問題となり、0.5モル%未満であると(A)の再結晶化が遅く、ドキュメントオフセット性や耐久性が問題となる。
結晶性ポリエステル樹脂(a11)は、前記で例示した炭素数2〜12の直鎖脂肪族ジオール(x1)、炭素数20の脂肪族モノアルコール(x2)、炭素数22の脂肪族モノアルコール(x3)、その他のモノアルコール成分(x4)、その他のジオール成分(x5)及び3価以上のアルコール成分(x6)に加え、カルボン酸(塩)基、スルホン酸(塩)基、スルファミン酸(塩)基及びリン酸(塩)基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基を有するジオール(x1’)(以下において官能基を有するジオールと記載する)を構成単量体としてもよい。官能基を有するジオール(x1’)としては、1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの官能基を有するジオール(x1’)を構成単量体とすることにより、トナーの帯電安定性、耐熱保存性が向上する。
その他のモノアルコール成分(x4)、その他のジオール成分(x5)、3価以上のアルコール成分(x6)及び官能基を有するジオール(x1’)の含有量は、結晶性、低温定着性及び耐熱保存性の観点から結晶性樹脂(A)の構成単量体であるアルコール成分(X)のモル数に基づいて5モル%以下が好ましい。
なお、本発明における「酸(塩)」は、酸又は酸塩を意味する。
カルボン酸(塩)基を有するジオール(x1’−1)としては、酒石酸(塩)、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロパン酸(塩)、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)ブタン酸(塩)及び3−[ビス(2−ヒドロキシエチル)アミノ]プロパン酸(塩)等が挙げられる。
スルホン酸(塩)基を有するジオール(x1’−2)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(x1’−3)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(x1’−4)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]及びアルカリ金属塩(ナトリウム塩及びカリウム塩等)が挙げられる。
官能基を有するジオール(x1’)のうち、トナーの帯電安定性及び耐熱保存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(x1’−1)及びスルホン酸(塩)基を有するジオール(x1’−2)である。
結晶性ポリエステル樹脂(a11)の構成単量体であるカルボン酸成分(Y)としてはジカルボン酸(y1)、3価以上のカルボン酸成分(y2)及びモノカルボン酸(y3)が挙げられる。
ジカルボン酸(y1)としては、炭素数(カルボニル基の炭素を含める)2〜50のアルカンジカルボン酸{直鎖型のアルカンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカン二酸、1,18−オクタデカンジカルボン酸等)及び分岐型のアルカンジカルボン酸(デシルコハク酸等)等}、炭素数4〜50のアルケンジカルボン酸(ドデセニルコハク酸、ペンタデセニルコハク酸、オクタデセニルコハク酸等のアルケニルコハク酸、マレイン酸、フマル酸及びシトラコン酸等)、炭素数6〜40の脂環式ジカルボン酸〔ダイマー酸(2量化リノール酸)等〕、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、t−ブチルイソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸及び4,4’−ビフェニルジカルボン酸等)等が挙げられる。ジカルボン酸(y1)としては、1種を用いてもよく、これらの2種以上を併用してもよい。
3価以上のカルボン酸成分(y2)としては、例えば、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸及びピロメリット酸等)、炭素数6〜36の脂肪族トリカルボン酸(ヘキサントリカルボン酸等)、不飽和カルボン酸のビニル重合体[数平均分子量(Mn):450〜10,000](スチレン/マレイン酸共重合体、スチレン/アクリル酸共重合体及びスチレン/フマル酸共重合体等)等が挙げられる。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)により求められる。
モノカルボン酸(y3)としては、上記(x1’−1)以外のものが挙げられ、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}、飽和モノカルボン酸(例えばベヘン酸、ステアリル酸及び安息香酸等)が挙げられる。モノカルボン酸(y3)としては、1種を用いてもよく、これらの2種以上を併用してもよい。
モノカルボン酸(y3)のうち、結晶性や耐熱保存性の観点から好ましくはベヘン酸である。
カルボン酸成分(Y)として、これらのカルボン酸の無水物、低級アルキル(炭素数1〜4)エステル(メチルエステル、エチルエステル及びイソプロピルエステル等)を用いてもよいし、該無水物又は低級アルキルエステルと、上記カルボン酸とを併用してもよい。
これらカルボン酸の中では、アルカンジカルボン酸及びアルケンジカルボン酸が(A)の結晶性、トナーの低温定着性及び耐熱保存性の観点から好ましく、炭素数2〜50のアルカンジカルボン酸と炭素数4〜50アルケンジカルボン酸がより好ましく、フマル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸及びドデカン二酸がさらに好ましい。
また、アルカンジカルボン酸及び/又はアルケンジカルボン酸と共に芳香族ジカルボン酸(テレフタル酸、イソフタル酸、t−ブチルイソフタル酸及びこれらの低級アルキルエステル類等)を共重合したものも同様に好ましい。芳香族ジカルボン酸の共重合量としては、低温定着性及び帯電安定性の観点から、20モル%以下が好ましい。
次に、カルボン酸成分(Y)と、(x1)を95〜99.49モル%、(x2)を0.01〜0.5モル%及び(x3)を0.5〜4.5モル%含むアルコール成分(X)とを構成単量体とする結晶性ポリウレタン(a12)について説明する。
結晶性ポリウレタン樹脂(a12)としては、前記の結晶性ポリエステル樹脂(a11)とジイソシアネート(v2)とを構成単量体とするもの、及び前記の結晶性ポリエステル(a11)と前記アルコール成分(X)とジイソシアネート(v2)とを構成単量体とするもの等が挙げられる。
結晶性ポリエステル樹脂(a11)とジイソシアネート(v2)を構成単量体とする結晶性ポリウレタン樹脂(a12)は、結晶性ポリエステル樹脂(a11)とジイソシアネート(v2)とを反応させることにより得ることができる。
結晶性ポリエステル樹脂(a11)とアルコール成分(X)とジイソシアネート(v2)を構成単量体とする結晶性ポリウレタン樹脂(a12)は、結晶性ポリエステル(a11)とアルコール成分(X)とジイソシアネート(v2)とを反応させることにより得ることができる。
また、結晶性ポリウレタン樹脂(a12)がさらに構成単量体として、前記の官能基を有するジオール(x1’)を構成単位とすることにより、トナーの帯電安定性及び耐熱保存性が向上しやすいため好ましい。
結晶性ポリウレタン樹脂(a12)の構成単量体であるジイソシアネート(v2)としては、炭素数(NCO基中の炭素を除く。以下同様。)6〜20の芳香族ジイソシアネート、炭素数2〜18の脂肪族ジイソシアネート、これらのジ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及びオキサゾリドン基含有変性物等)及びこれらの2種以上の混合物等が挙げられる。
炭素数6〜20の芳香族ジイソシアネートとしては、1,3−又は1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−又は2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、粗製TDI、m−又は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)、2,4’−又は4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)及び粗製ジアミノフェニルメタンジイソシアネート(粗製MDI)等が挙げられる。
炭素数2〜18の脂肪族ジイソシアネートとしては、炭素数2〜18の鎖状脂肪族ジイソシアネート及び炭素数3〜18の環状脂肪族ジイソシアネート等が挙げられる。
炭素数2〜18の鎖状脂肪族ジイソシアネートとしては、直鎖状脂肪族ジイソシアネート(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)及びドデカメチレンジイソシアネート等)、分岐状脂肪族ジイソシアネート(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)カーボネート及び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等)及びこれらの混合物等が挙げられる。
炭素数3〜18の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。
ジイソシアネートの変性物には、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及び/又はオキサゾリドン基を含有する変性物等が用いられ、変性MDI(ウレタン変性MDI、カルボジイミド変性MDI及びトリヒドロカルビルホスフェート変性MDI等)、ウレタン変性TDI及びこれらの混合物[例えば変性MDIとウレタン変性TDI(イソシアネート含有プレポリマー)との混合物]等が挙げられる。
これらのジイソシアネート(v2)のうちで耐ホットオフセット性及び耐久性の観点から、好ましいのは、炭素数6〜15の芳香族ジイソシアネート及び炭素数4〜15の脂肪族ジイソシアネートであり、より好ましいのはTDI、MDI、HDI、水添MDI及びIPDIである。
次に、カルボン酸成分(Y)と、(x1)を95〜99.49モル%、(x2)を0.01〜0.5モル%及び(x3)を0.5〜4.5モル%含むアルコール成分(X)とを構成単量体とする結晶性ポリウレア樹脂(a13)について説明する。
結晶性ポリウレア樹脂(a13)としては、前記結晶性ポリエステル樹脂(a11)とジアミン(z)と前記ジイソシアネート(v2)とを構成単量体とするもの等が挙げられる。
このような結晶性ポリウレア樹脂(a13)は、結晶性ポリエステル樹脂(a11)とジアミン(z)とジイソシアネート(v2)とを反応させることにより得ることができる。
ジアミン(z)としては、炭素数2〜18の脂肪族ジアミン及び炭素数6〜20の芳香族ジアミン等が挙げられる。
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。
鎖状脂肪族ジアミンとしては、炭素数2〜12の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及びヘキサメチレンジアミン等)及びポリアルキレン(好ましくは炭素数2〜6)ポリアミン[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及びペンタエチレンヘキサミン等]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。
炭素数6〜20の芳香族ジアミンとしては、非置換芳香族ジアミン、アルキル基(メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基及びブチル基等の炭素数1〜4のアルキル基)を有する芳香族ジアミン等が挙げられる。
非置換芳香族ジアミンとしては、1,2−、1,3−又は1,4−フェニレンジアミン、2,4’−又は4,4’−ジフェニルメタンジアミン、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、ビス(3,4−ジアミノフェニル)スルホン、2,6−ジアミノピリジン、m−アミノベンジルアミン、ナフチレンジアミン及びこれらの混合物等が挙げられる。
アルキル基(メチル基、エチル基、n−プロピル基イソプロピル基及びブチル基等の炭素数1〜4のアルキル基)を有する芳香族ジアミンとしては、2,4−又は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、1,3−ジエチル−2,4−ジアミノベンゼン、1,3−ジメチル−2,6−ジアミノベンゼン、1,4−ジエチル−2,5−ジアミノベンゼン、1,4−ジイソプロピル−2,5−ジアミノベンゼン、1,4−ジブチル−2,5−ジアミノベンゼン、2,4−ジアミノメシチレン、1,3,5−トリエチル−2,4−ジアミノベンゼン、1,3,5−トリイソプロピル−2,4−ジアミノベンゼン、1−メチル−3,5−ジエチル−2,4−ジアミノベンゼン、1−メチル−3,5−ジエチル−2,6−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、2,6−ジメチル−1,5−ジアミノナフタレン、2,6−ジイソプロピル−1,5−ジアミノナフタレン、2,6−ジブチル−1,5−ジアミノナフタレン、3,3’,5,5’−テトラメチルベンジジン、3,3’,5,5’−テトライソプロピルベンジジン、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’,5,5’−テトラエチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’,5,5’−テトライソプロピル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’,5,5’−テトラブチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,5−ジエチル−3’−メチル−2’,4−ジアミノジフェニルメタン、3,5−ジイソプロピル−3’−メチル−2’,4−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジエチル−2,2’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジフェニルメタン、3,3’,5,5’−テトラエチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’,5,5’−テトライソプロピル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’,5,5’−テトラエチル−4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’,5,5’−テトライソプロピル−4,4’−ジアミノジフェニルスルホン及びこれらの混合物等が挙げられる。
ジイソシアネート(v2)として好ましいものとしては、炭素数6〜15の芳香族ジイソシアネート及び炭素数4〜15の脂肪族ジイソシアネートであり、より好ましいのはTDI、MDI、HDI、水添MDI及びIPDIである。
次に、カルボン酸成分(Y)と、(x1)を95〜99.49モル%、(x2)を0.01〜0.5モル%及び(x3)を0.5〜4.5モル%含むアルコール成分(X)とを構成単量体とする結晶性ポリアミド樹脂(a14)について説明する。
結晶性ポリアミド樹脂(a14)としては、前記結晶性ポリエステル樹脂(a11)と、前記ジアミン(z)と、前記ジカルボン酸(y1)を構成単量体とするもの等が挙げられる。
このような結晶性ポリアミド樹脂(a14)は、結晶性ポリエステル樹脂(a11)と、上記ジアミン(z)と、ジカルボン酸(y1)とを反応させることにより得ることができる。
本発明のトナーバインダーは、前記アルコール成分(X)と前記カルボン酸成分(Y)とを構成単量体とする結晶性樹脂(A)以外の結晶性樹脂(A’)を含有しても良い。結晶性樹脂(A’)としては、結晶性樹脂(A)以外の結晶性樹脂であればその構成単量体は限定されない。
結晶性樹脂(A’)としては、下記の結晶性ポリエステル樹脂(a’11)、結晶性ポリウレタン樹脂(a’12)、結晶性ポリウレア樹脂(a’13)、結晶性ポリアミド樹脂(a’14)、及び結晶性ポリビニル樹脂(a’15)等が挙げられる。またこれらの結晶性樹脂は併用しても構わないし、これらの結晶性樹脂を含む樹脂を共重合した結晶性樹脂であっても構わない。
結晶性ポリエステル樹脂(a’11)は、結晶性ポリエステル樹脂(a11)以外の結晶性ポリエステル樹脂であり、例えばカルボン酸成分(Y)と、アルコール成分(X’)とを構成単量体とする結晶性ポリエステル樹脂であって、(X’)が(x1)を95モル%未満含有する又は99.49モル%を超えて含有する、(x2)を0.01未満含有する又は0.5モル%を超えて含有する及び(x3)を0.5未満含有する又は4.5モル%を超えて含有する結晶性ポリエステル樹脂(a’111)、(X’)が(x1)を95〜99.49モル%及び(x2)を0.01〜0.5モル%含有し、(x3)を含有しないポリエステル樹脂(a’112)、(X’)が(x1)を95〜99.49モル%及び(x3)を0.5〜4.5モル%含有し、(x2)を含有しないポリエステル樹脂(a’113)、並びに(X’)が(x1)を95〜99.49モル%含有し、(x2)及び(x3)を含有しないポリエステル樹脂(a’114)等である。
結晶性ポリエステル樹脂(a’11)を構成するカルボン酸成分(Y)としては、結晶性ポリエステル樹脂(a11)と同じものを用いることができ、アルコール成分(X’)に含まれるアルコールとしては、結晶性ポリエステル樹脂(a11)で例示したのと同じものを用いることができる。
結晶性ポリウレタン樹脂(a’12)としては、前記のアルコール成分(X’)と前記ジイソシアネート(v2)とを構成単量体とする結晶性ポリウレタン樹脂、及び前記結晶性ポリエステル(a’11)と前記アルコール成分(X’)と前記ジイソシアネート(v2)を構成単量体とするもの等が挙げられる。
結晶性ポリウレア樹脂(a’13)としては、前記アルコール成分(X’)と前記ジアミン(z)と前記ジイソシアネート(v2)を構成単量体とするもの、及び前記結晶性ポリエステル(a’11)と前記ジアミン(z)と前記ジイソシアネート(v2)を構成単量体とするもの等が挙げられる。
結晶性ポリアミド樹脂(a’14)は、前記アルコール成分(X’)と前記ジアミン(z)と前記ジカルボン酸(y1)とを構成単量体とするもの、及び前記結晶性ポリエステル(a’11)と前記ジアミン(z)と前記ジカルボン酸(y1)とを構成単量体とするもの等が挙げられる。
結晶性ポリビニル樹脂(a’15)としては、カルボン酸成分(Y)である重合性カルボン酸[ジカルボン酸(y1)に記載の炭素数4〜50のアルケンジカルボン酸及びモノカルボン酸(y3)に記載の(メタ)アクリル酸等]と、アルコール成分(X’)とのエステル(e)を単独重合又は共重合した重合体が挙げられる。
結晶性ポリビニル樹脂(a’15)の構成単量体となる前記エステル(e)として好ましいものとしては、3−メトキシ−プロピル(メタ)アクリレート、5−メトキシ−ペンチル(メタ)アクリレート、7−メトキシ−ヘプチル(メタ)アクリレート、9−メトキシ−ノニル(メタ)アクリレート、11−メトキシ−ウンデシル(メタ)アクリレート及び13−メトキシ−トリデシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
前記のエステルと共重合できる単量体としては、具体的には、ビニルアルコールと脂肪族モノカルボン酸とのエステル化物(酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル及び酪酸ビニル等)、アリルアルコールとジカルボン酸とのエステル化物(ジアリルフタレート、ジアリルアジペート等)、2−メチルアリルアルコールと脂肪族モノカルボン酸とのエステル化物(イソプロペニルアセテート等)、ビニルメタクリレート、ビニルアルコールと芳香族モノカルボン酸とのエステル化物(ビニルベンゾエート、メチル−4−ビニルベンゾエート等)、脂環式アルコールとメタクリル酸とのエステル化物(シクロヘキシルメタクリレート等)、芳香(脂肪族)アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化物(ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート等)、ビニルメトキシアセテート、エチル−α−エトキシアクリレート、炭素数1〜50の直鎖又は分岐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、ヘキシル(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、ステアリル(メタ)アクリレート及びベヘニルアクリレート、3−メトキシ−プロピル(メタ)アクリレート、5−メトキシ−ペンチル(メタ)アクリレート、7−メトキシ−ヘプチル(メタ)アクリレート、9−メトキシ−ノニル(メタ)アクリレート、11−メトキシ−ウンデシル(メタ)アクリレート及び13−メトキシ−トリデシル(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。これらは結晶性樹脂(A)の結晶性を阻害しない範囲で使用できる。
結晶性ポリビニル樹脂(a’15)は、結晶性を損なわない範囲で上記単量体に加え、上記単量体以外の以下の単量体(w1)〜(w9)等の化合物を構成単量体として共重合することができる。
単量体(w1)である重合性二重結合を有する炭化水素としては、例えば、以下の重合性二重結合を有する脂肪族炭化水素(w11)と重合性二重結合を有する芳香族炭化水素(w12)が挙げられる。
重合性二重結合を有する脂肪族炭化水素(w11)としては、例えば、以下の重合性二重結合を有する鎖状炭化水素(w111)と重合性二重結合を有する環状炭化水素(w112)が挙げられる。
重合性二重結合を有する鎖状炭化水素(w111)としては、炭素数2〜30のアルケン(例えばイソプレン、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)が挙げられ、重合性二重結合を有する環状炭化水素(w112)としては、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)等が挙げられる。
重合性二重結合を有する芳香族炭化水素(w12)としては、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前記単量体(w2)の塩としては、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具体的には、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。
単量体(w3)であるスルホ基と重合性二重結合を有する単量体及びそれらの塩としては、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、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]及びこれらの塩等が挙げられる。
なお、塩としては、カルボキシル基と重合性二重結合を有する前記の単量体(w2)の塩を構成する塩として例示したものが挙げられる。
単量体(w4)であるホスホノ基と重合性二重結合を有する単量体及びその塩としては、(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であり、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であり、例えば2−アクリロイルオキシエチルホスホン酸等)等が挙げられる。
なお、塩としては、カルボキシル基と重合性二重結合を有する前記の単量体(w2)を構成する塩として例示したもの挙げられる。
単量体(w5)であるヒドロキシル基と重合性二重結合を有する単量体としては、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が挙げられる。
単量体(w6)である重合性二重結合を有する含窒素単量体としては、例えば、アミノ基と重合性二重結合を有する単量体(w61)、アミド基と重合性二重結合を有する単量体(w62)、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(w63)、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(w64)等が挙げられる。
アミノ基と重合性二重結合を有する単量体(w61)としては、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が挙げられる。
アミド基と重合性二重結合を有する単量体(w62)としては、(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が挙げられる。
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(w63)としては、(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が挙げられる。
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(w64)としては、ニトロスチレン等が挙げられる。
単量体(w7)であるエポキシ基と重合性二重結合を有する炭素数6〜18の単量体としては、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が挙げられる。
単量体(w8)であるハロゲン元素と重合性二重結合を有する炭素数2〜16の単量体としては、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が挙げられる。
単量体(w9)である重合性二重結合を有するエーテル、重合性二重結合を有するケトン及び重合性二重結合を有する含硫黄化合物としては、例えば、重合性二重結合を有する炭素数3〜16のエーテル(w91)、重合性二重結合を有する炭素数4〜12のケトン(w92)、重合性二重結合を有する炭素数2〜16の含硫黄化合物(w93)等が挙げられる。
重合性二重結合を有する炭素数3〜16のエーテル(w91)としては、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。
重合性二重結合を有する炭素数4〜12のケトン(w92)としては、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。
重合性二重結合を有する炭素数2〜16の含硫黄化合物(w93)としては、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。
本発明のトナーバインダーは、DSC(示差走査熱量測定ともいう)において昇温した時の吸熱ピークに基づく吸熱量が下記の関係式(1)を満たすことが好ましい。すなわち、DSCにおいて、昇温、冷却、昇温した際の第1回目の昇温過程の結晶性樹脂(A)由来の吸熱ピークに基づく吸熱量をS、第2回目の昇温過程の結晶性樹脂(A)由来の吸熱ピークに基づく吸熱量をSとするとき、昇温時の吸熱ピークの吸熱量SとSが下記の関係式(1)を満たすことが低温定着性、耐熱保存性、ドキュメントオフセット性及び耐久性の観点から好ましい。
(S/S)×100≧35 (1)
本発明において、DSCにより測定する際の昇温・冷却条件は、30℃から10℃/分の条件で180℃まで昇温する(第1回目の昇温過程)。次いで、180℃で10分間放置後、10℃/分の条件で0℃まで冷却する(第1回目の冷却過程)。次いで、0℃で10分間放置した後、10℃/分の条件で180℃まで昇温する(第2回目の昇温過程)。
/Sは熱定着後冷却時のトナーバインダー中の(A)の結晶の析出し易さの指標であり、値が大きいほど冷却時に(A)の結晶が析出し易く定着画像の熱安定性を高めることができることを意味する。より好ましくは関係式(1−1)を満たすものであり、さらに好ましくは関係式(1−2)を満たすものであり、特に好ましくは関係式(1−3)を満たすものである。
99≧(S/S)×100≧40 (1−1)
97≧(S/S)×100≧50 (1−2)
96≧(S/S)×100≧60 (1−3)
関係式(1)を満たすためには、結晶性樹脂(A)と非晶性ポリエステル樹脂(B)のΔSP値や、それぞれの分子量、酸価、水酸基価を調整することで設計が可能である。
具体的にS/Sを大きくしたい場合は結晶性樹脂(A)と非晶性ポリエステル樹脂(B)のΔSP値を大きくする、結晶性樹脂(A)の分子量を大きくする、結晶性樹脂(A)や後述する任意成分である非晶性ポリエステル樹脂(B)の酸価及び水酸基価を小さくする等で制御できる。
トナーバインダーのDSC測定において、結晶性樹脂(A)由来の吸熱ピークが2つ以上ある場合は、S、S共にそれらを合算した面積で計算する。
また結晶性樹脂(A)由来の吸熱ピークが結晶性樹脂(A)由来ではない吸熱ピークと重なる場合は、各々のピークに分解して結晶性樹脂(A)由来の吸熱ピーク面積を求める。なお、トナーバインダーに更に配合する原料のうち、離型剤等の結晶性の原料は吸熱ピークを発現する場合がある。
吸熱ピークの吸熱量は、ピークの谷の箇所にてベースラインに対して垂直に線を引いて分割し、その分割線によって分けられた面積を用いて計算する。
なお、ピークが特定できれば、トナーバインダーではなくトナーでDSCを測定しても差し支えない。
示差走査熱量計(DSC)による第2回目の昇温過程における結晶性樹脂(A)由来の吸熱ピークに基づく吸熱量(J/g)は好ましくは1〜45J/g、より好ましくは1〜30J/g、さらに好ましくは2〜25J/g、特に好ましくは3〜20J/gである。低温定着性及び光沢性の観点から、結晶性樹脂(A)由来の吸熱ピークの吸熱量は1J/g以上が好ましく、耐ホットメルト性の観点から45J/g以下が好ましい。DSCにより測定する際の昇温・冷却条件は、30℃から10℃/分の条件で180℃まで昇温する(第1回目の昇温過程)。次いで、180℃で10分間放置後、10℃/分の条件で0℃まで冷却する(第1回目の冷却過程)。次いで、0℃で10分間放置した後、10℃/分の条件で180℃まで昇温する(第2回目の昇温過程)。
結晶性樹脂(A)由来の吸熱ピークのピークトップ温度[Ta]はトナーの耐熱保存性、定着後の画像強度及びドキュメントオフセット性の観点から、40〜100℃である。
また、低温定着性及び耐熱保存性の観点から、好ましくは45〜90℃、より好ましくは50〜85℃、さらに好ましくは55〜80℃である。
なお、吸熱ピークのピークトップ温度とは、DSCチャートの吸熱ピークの凹部の最も深い箇所の温度のことを指す。
そして、結晶性樹脂(A)由来の吸熱ピークが2つ以上ある場合は、少なくとも1つの吸熱ピークのピークトップを示す温度がこの範囲にあればよい。
結晶性樹脂(A)の酸価はトナーの耐熱保存性及び帯電特性の観点から、好ましくは10mgKOH/g以下、より好ましくは7mgKOH/g以下、さらに好ましくは5mgKOH/g以下、特に好ましくは3mgKOH/g以下である。
本発明において、酸価はJIS K0070に規定の方法で測定することができる。
結晶性樹脂(A)の水酸基価は、低温定着性、耐熱保存性、帯電安定性、画像強度及びドキュメントオフセット性の観点から、好ましく70mgKOH/g以下である、より好ましくは3〜60mgKOH/g以下であり、さらに好ましくは5〜50mgKOH/g以下であり、特に好ましくは7〜45mgKOH/g以下である。
本発明において、水酸基価はJIS K0070に規定の方法で測定することができる。
結晶性樹脂(A)の重量平均分子量(以下、重量平均分子量をMwと略称することがある。)は、低温定着性、光沢性及び耐熱保存性の観点から、5,000〜100,000が好ましく、より好ましくは8,000〜80,000、さらに好ましくは10,000〜60,000、特に好ましくは12,000〜50,000である。
なお、Mwと数平均分子量(本明細書中、Mnとも記載する)は結晶性樹脂(A)をテトラヒドロフラン(THF)に溶解し、それを試料溶液として、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。後記する非晶性ポリエステル樹脂(B)及び非晶性ビニル樹脂(C)のMw及びMnについても、結晶性樹脂(A)と同様に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 : TSKgel(登録商標) GMH6 2本 〔東ソー(株)製〕
移動相 : THF
測定温度 : 40℃
試料溶液 : 0.25重量%のTHF溶液
溶液注入量 : 100μL
流速 : 1ml/min
検出装置 : 示差屈折率検出器
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)
本発明のトナーバインダーは、さらに非晶性ポリエステル樹脂(B)を含有することが耐ホットオフセット性、帯電安定性、画像強度、ドキュメントオフセット性及び耐久性の観点から好ましい。
本発明のトナー及びトナーバインダーに使用する非晶性ポリエステル樹脂(B)は、アルコール成分(x)とカルボン酸成分(y)とを必須構成単量体とする非晶性ポリエステル樹脂あればその樹脂の組成は特に限定されない。
なお、本発明における「非晶性」とは、示差走査熱量計を用いて試料の転移温度測定を行った場合に、吸熱ピークのピークトップ温度が存在しないことを意味する。
非晶性ポリエステル樹脂(B)のアルコール成分(x)としては、ジオール{炭素数2〜12のアルキレングリコール、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物(以下、「アルキレンオキサイド」をAOと略記することがある。)(好ましくは平均付加モル数2〜30)[例えば、ビスフェノールAのAO付加物(平均付加モル数2〜30)等]}、3価以上の価数の多価脂肪族アルコール及びノボラック樹脂のポリオキシアルキレンエーテル(オキシアルキレン単位の数として好ましくは2〜30)等が挙げられ、カルボン酸成分(y)としては前記カルボン酸成分(Y)と同様のものが挙げられる。
非晶性ポリエステル樹脂(B)に用いるアルコール成分(x)のうち、低温定着性と耐ホットオフセット性の観点から、好ましくは、炭素数2〜12のアルキレングリコール、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物(平均付加モル数2〜30)及びノボラック樹脂のAO付加物(好ましくは平均付加モル数2〜30)であり、より好ましくは、炭素数2〜10のアルキレングリコール及びビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物(平均付加モル数2〜5)であり、特に好ましくは、炭素数2〜6のアルキレングリコール及びビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物(平均付加モル数2〜5)であり、最も好ましくは、エチレングリコール、プロピレングリコール及びビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物(平均付加モル数2〜3)である。
非晶性樹脂とするために、直鎖型ジオールの含有率は使用するジオール成分の70モル%以下が好ましく、より好ましくは60モル%以下である。また、非晶性ポリエステル樹脂(B)を構成するアルコール成分(x)において、ジオール成分が90〜100モル%であることが好ましい。
また、非晶性ポリエステル樹脂(B)のアルコール成分(x)としては、非晶性を阻害しない範囲で上記のアルコール成分以外に、結晶性ポリエステル(a11)で使用するアルコール成分(X)と同様のものを使用できる。
カルボン酸成分(y)として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いものは、炭素数8〜36の芳香族カルボン酸(安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、t−ブチルイソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸及び4,4’−ビフェニルジカルボン酸等)、脂肪族カルボン酸2〜50のアルカンジカルボン酸(アジピン酸等)、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸及びピロメリット酸等)及びこれらの組合せである。また、これらの酸の無水物や低級アルキル(炭素数1〜4)エステル(メチルエステル、エチルエステル及びイソプロピルエステル等)であってもよいし、これらのカルボン酸と併用してもよい。
非晶性のポリエステル樹脂(B)のガラス転移点(Tg)は、低温定着性、耐熱保存性及びドキュメントオフセット性の観点から、40〜75℃が好ましく、より好ましくは45〜72℃、さらに好ましくは50〜70℃である。
なお、Tgは、DSCを用いて、ASTM D3418−82に規定の方法(DSC法)で測定される。
非晶性のポリエステル樹脂(B)のMwは、低温定着性、光沢性、耐熱保存性及びドキュメントオフセット性の観点から、好ましくは2,000〜200,000、さらに好ましくは2,500〜180,000、特に好ましくは3,000〜150,000である。
非晶性のポリエステル樹脂(B)のMw及びMnは、上述した結晶性樹脂(A)と同様の方法でGPCにより求められる。
非晶性のポリエステル樹脂(B)の酸価は、低温定着性、耐熱保存性、帯電安定性、画像強度及びドキュメントオフセット性の観点から、好ましくは30mgKOH/g以下であり、より好ましくは2〜25mgKOH/g以下であり、さらに好ましくは3〜20mgKOH/g以下であり、特に好ましくは4〜18mgKOH/g以下である。
本発明において、酸価はJIS K0070に規定の方法で測定することができる。
非晶性のポリエステル樹脂(B)の酸価を小さくする手法は特に限定されないが、例えば、分子量を上げる、末端に付加させる無水トリメリット酸の量を減らす(具体的には、後述する製造例において、180℃で反応させる無水トリメリット酸の仕込量を減らす)、末端をモノアルコール等でキャップする、3官能以上の酸又はアルコール等で架橋反応を行う、酸及びアルコール比率を調整してアルコールを少し過剰量にして末端官能基をアルコールにする等が挙げられる。
非晶性のポリエステル樹脂(B)の水酸基価は、低温定着性、耐熱保存性、帯電安定性、画像強度及びドキュメントオフセット性の観点から、好ましく50mgKOH/g以下である、より好ましくは3〜45mgKOH/g以下であり、さらに好ましくは5〜40mgKOH/g以下であり、特に好ましくは7〜35mgKOH/g以下である。
本発明において、水酸基価はJIS K0070に規定の方法で測定することができる。
非晶性のポリエステル樹脂(B)の水酸基価を少なくする手法は特に限定されないが、例えば、分子量を上げる、末端をモノカルボン酸等でキャップする、3官能以上の酸又はアルコール等で架橋反応を行う、仕込みの酸及びアルコール比率を調整して酸を少し過剰量にして末端官能基を酸にする等が挙げられる。
非晶性のポリエステル樹脂(B)の軟化点(Tm)は、80〜170℃が好ましく、より好ましくは85〜165℃、さらに好ましくは90〜160℃、特に好ましくは95〜155℃である。
非晶性のポリエステル樹脂(B)はTmの異なるものを2種類以上併用してもよく、Tmが80℃以上110℃未満のものと110℃以上170℃以下のものとの組み合わせが好ましく、Tmが85℃以上105℃以下のものと115℃以上〜160℃以下のものとの組み合わせがより好ましい。
結晶性樹脂(A)と非晶性ポリエステル樹脂(B)とを混合する方法は特に規定されず、例えば、結晶性樹脂(A)と非晶性ポリエステル樹脂(B)とを溶融混練機で混合する方法、溶剤等で溶解させて混合しその後に溶剤を除去する方法、非晶性ポリエステル樹脂(B)の製造時に結晶性樹脂(A)を混合する方法等が挙げられる。混合する温度は樹脂粘度の観点から100〜200℃が好ましく、110〜190℃がより好ましい。
本発明のトナーバインダーは、例えば、上記のように結晶性樹脂(A)と非晶性ポリエステル樹脂(B)とを混合することにより得ることができる。
非晶性ポリエステル樹脂(B)と結晶性樹脂(A)との重量比(B/A)は低温定着性、耐ホットオフセット性、帯電安定性及びドキュメントオフセット性の観点から、好ましくは50/50〜95/5、より好ましくは60/40〜92/8、さらに好ましくは70/30〜90/10である。非晶性ポリエステル樹脂(B)と結晶性樹脂(A)とを上記割合で含む混合物は、本発明のトナーバインダーとして好ましい。つまり本発明のトナーバインダーにおける非晶性ポリエステル樹脂(B)と結晶性樹脂(A)との重量比(B/A)は、上記範囲であることが好ましい。
結晶性樹脂(A)及び非晶性ポリエステル樹脂(B)以外のその他の樹脂(C)としては、非晶性ビニル樹脂(C1)、非晶性エポキシ樹脂(C2)、及び非晶性ウレタン樹脂(C3)等が挙げられる。
本発明におけるその他の樹脂(C)として、非晶性ビニル樹脂(C1)も使用できる。
この非晶性ビニル樹脂(C1)は、例えば、スチレン系モノマー単独の重合体、スチレン系モノマーと(メタ)アクリル系モノマーの共重合体、スチレン系モノマー単独の重合体と前記非晶性ポリエステル樹脂(B)とを結合した樹脂及びスチレン系モノマーと(メタ)アクリル系モノマーの共重合体と前記非晶性ポリエステル樹脂(B)とを結合した樹脂が挙げられる。
スチレン系モノマーとしてはスチレン、アルキル基の炭素数が1〜3のアルキルスチレン(例えばα−メチルスチレン、p−メチルスチレン)等が挙げられる。好ましくはスチレンである。
併用できる(メタ)アクリル系モノマーとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(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、ラウリル(メタ)アクリレート及びステアリル(メタ)アクリレート等のアルキル基の炭素数が1〜18のアルキルエステル類;ヒドロキシルエチル(メタ)アクリレート等のアルキル基の炭素数1〜18のヒドロキシル基含有(メタ)アクリレート;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート及びジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアルキル基の炭素数1〜18のアミノ基含有(メタ)アクリレート;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、メタクリロニトリルのメチル基が炭素数2〜18のアルキル基に置き換えられたニトリル基含有(メタ)アクリル化合物及び(メタ)アクリル酸等が挙げられる。
これらのうち好ましくはメチル(メタ)アクリレート、エチル(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、(メタ)アクリル酸;及びこれらの2種以上の混合物である。
非晶性ビニル樹脂(C1)には、必要により他のビニルエステルモノマーや脂肪族炭化水素系ビニルモノマーを併用してもよい。
ビニルエステルモノマーとしては脂肪族ビニルエステル(炭素数4〜15、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル及びイソプロペニルアセテート等)、不飽和カルボン酸多価(2〜3価)アルコールエステル(炭素数8〜200、例えば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、1,6−ヘキサンジオールジ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)、芳香族ビニルエステル(炭素数9〜15、例えばメチル−4−ビニルベンゾエート等)等が挙げられる。
脂肪族炭化水素系ビニルモノマーとしてはオレフィン(炭素数2〜10、例えばエチレン、プロピレン、ブテン及びオクテン等)、ジエン(炭素数4〜10、例えばブタジエン、イソプレン及び1,6−ヘキサジエン等)等が挙げられる。
本発明に使用される非晶性ビニル樹脂(C1)のMwは、定着温度幅の観点から、Mw100,000〜300,000であり、好ましくは130,000〜280,000であり、より好ましくは150,000〜250,000である。
また、非晶性ビニル樹脂(C1)のMwと数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)については定着温度幅の観点から、例えば、好ましくは10〜70であり、より好ましくは15〜65であり、さらに好ましくは20〜60である。
非晶性ビニル樹脂(C1)のMw及びMnは、上述した結晶性樹脂(A)と同様の方法でGPCにより求められる。
非晶性ビニル樹脂(C1)は定着温度幅の観点から分子量が異なるものを2種類以上併用することが好ましい。
本発明におけるその他の樹脂(C)として、非晶性エポキシ樹脂(C2)も使用できる。
非晶性エポキシ樹脂(C2)としては、ポリエポキシドの開環重合物、ポリエポキシドと活性水素含有化合物{水、ポリオール[ジオール及び3価以上のポリオール]、ジカルボン酸、3価以上のポリカルボン酸、ポリアミン等}との重付加物、ポリエポキシドの開環重合物と前記非晶性ポリエステル樹脂(B)とを結合した樹脂及びポリエポキシドと活性水素含有化合物との重付加物と前記非晶性ポリエステル樹脂(B)とを結合した樹脂等が挙げられる。
また、本発明におけるその他の樹脂(C)として、非晶性ウレタン樹脂(C3)も使用できる。
非晶性ウレタン樹脂(C3)としては、前記のジイソシアネート(v2)、モノイソシアネート(v1)及び/又は3官能以上のポリイソシアネート(v3)と、前記非晶性ポリエステル樹脂(B)とを反応したもの等が挙げられる。
モノイソシアネート(v1)としては、フェニルイソシアネート、トリレンイソシアネート、キシリレンイソシアネート、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンイソシアネート、ナフチレンイソシアネート、エチルイソシアネート、プロピルイソシアネート、ヘキシルイソシアネート、オクチルイソシアネート、デシルイソシアネート、ドデシルイソシアネート、テトラデシルイソシアネート、ヘキサデシルイソシアネート、オクタデシルイソシネート、シクロブチルイソシネート、シクロヘキシルイソシネート、シクロオクチルイソシアネート、シクロデシルイソシネート、シクロドデシルイソシアネート、シクロテトラデシルイソシネート、イソホロンイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4−イソシアネート、シクロヘキシレンイソシアネート、メチルシクロヘキシレンイソシアネート、ノルボルナンイソシアネート及びビス(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等が挙げられる。
また、3官能以上のポリイソシアネート(v3)としては、イソシアネート基を3個以上有する化合物であれば特に限定されないが、例えばトリイソシアネート、テトライソシアネート、イソシアヌレート及びビウレットの化学構造を含む化合物等が挙げられる。
本発明のトナーバインダーは、結晶性樹脂(A)を含有するものであり、さらに非晶性ポリエステル樹脂(B)及びその他の樹脂(C)を含有するものであってもよく、本発明の効果を損なわない限り、必要に応じて結晶性樹脂(A’)を含んでもよい。好ましくは、結晶性樹脂(A)及び非晶性ポリエステル樹脂(B)を含むトナーバインダーである。
本発明のトナーは、本発明のトナーバインダーを含有する。
本発明のトナーは、本発明のトナーバインダー以外に、必要により、着色剤、離型剤、荷電制御剤及び流動化剤等から選ばれる1種以上の公知の添加剤を含有してもよい。
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。また、この着色剤としては黒色着色剤、青色着色剤、赤色着色剤及び黄色着色剤からなる群より選ばれる1種類以上を含有することが好ましい。
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及びオイルピンクOP等が挙げられ、これらは単独で又は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重量部に対して、好ましくは1〜40重量部、より好ましくは3〜10重量部である。
なお、磁性粉を用いる場合は、好ましくは20〜150重量部、より好ましくは40〜120重量部である。上記及び以下において、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、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の脂肪族炭化水素系ワックス及びそれらの酸化物、カルナバワックス、モンタンワックス、及びそれらの脱酸ワックス、脂肪酸エステルワックス等のエステルワックス、脂肪酸アミド類、脂肪酸類、高級アルコール類、脂肪酸金属塩及びこれらの混合物等が挙げられる。
離型剤のフローテスターによる軟化点[Tm]は以下の条件で測定した。
<フロー軟化点[Tm]の測定方法>
定試験力押出式フローテスター{「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)を軟化点とする。
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](例えば低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレンポリエチレン共重合体)、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、及びサゾールワックス等が挙げられる。
パラフィンワックスとしては、例えば、日本精蝋(株)製の標準品であるParaffin WAX−155、Paraffin WAX−150、Paraffin WAX−145、Paraffin WAX−140、Paraffin WAX−135等が挙げられ、高純度精製品としては、例えばHNP−3、HNP−5、HNP−9、HNP−10、HNP−11、HNP−12、HNP−51等が挙げられる。
高級アルコールとしては、炭素数30〜50の脂肪族アルコールなどであり、例えばトリアコンタノールが挙げられる。脂肪酸としては、炭素数30〜50の脂肪酸などであり、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、疎水性シリカ、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。
本発明のトナーの製造方法は特に限定されない。
本発明のトナーは、公知の混練粉砕法、乳化転相法、重合法等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、体積平均粒径(D50)、粒度分布(体積平均粒子径/個数平均粒子径)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(ベックマン・コールター(株)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又は分散後、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、重合法によりトナーを得る場合、あらかじめ有機溶剤中に結晶性樹脂(A)を微分散させた分散液と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液又は分散液とを混合し、有機溶剤を除去することで製造してもよい。結晶性樹脂(A)を有機溶剤中に分散させる方法としては特に限定しないが、例えば有機溶剤中で晶析させた後、分散機(例えばビーズミル及びコロイドミル等)で微分散させてもよい。
また、特開2002−284881号公報及び特開2014−80586号公報に記載の有機微粒子を用いる方法や、特開2007−277511号公報に記載の超臨界状態の二酸化炭素中で分散する方法により製造してもよい。
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、及び樹脂(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。トナーとキャリア粒子との重量比は、トナー/キャリア粒子が1/99〜100/0であることが好ましい。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。
なお、本発明のトナーは、キャリア粒子を含まなくてもよい。
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。
本発明のトナー及びトナーバインダーは電子写真法、静電記録法や静電印刷法等において、静電荷像又は磁気潜像の現像に用いられる。さらに詳しくは、特にフルカラー用に好適な静電荷像又は磁気潜像の現像に用いられる。
以下実施例、比較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、特に定めない限り、「部」は重量部を示す。なお実施例10は参考例1である。
<製造例1>[結晶性樹脂(A−1)の合成]
冷却管、加熱冷却装置、温度計、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、1,6−ヘキサンジオール(x1−1)416重量部(97.95モル%)、アラキジルアルコール(x2)2重量部(0.19モル%)、ベヘニルアルコール(x3)22重量部(1.87モル%)、セバシン酸(y1−3)679重量部及び縮合触媒としてテトラブトキシチタネート1.5重量部を入れ、170℃で窒素気流下に、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで210℃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、さらに0.5〜2.5kPaの減圧下に反応させ、酸価が1.5以下になった時点で取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕して粒子化し、結晶性樹脂(A−1)を得た。
<製造例2>[結晶性樹脂(A−2)の合成]
冷却管、加熱冷却装置、温度計、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、1,6−ヘキサンジオール(x1−1)376重量部(98.55モル%)、アラキジルアルコール(x2)5重量部(0.48モル%)、ベヘニルアルコール(x3)10重量部(0.97モル%)、ドデカン二酸(y1−4)720重量部及び縮合触媒としてテトラブトキシチタネート1.5重量部を入れ、170℃で窒素気流下に、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで210℃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、さらに0.5〜2.5kPaの減圧下に反応させ、酸価が1.5以下になった時点で取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕して粒子化し、結晶性樹脂(A−2)を得た。
<製造例3>[結晶性樹脂(A−3)の合成]
冷却管、加熱冷却装置、温度計、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、1,9−ノナンジオール(x1−2)442重量部(95.56モル%)、アラキジルアルコール(x2)0.2重量部(0.03モル%)、ベヘニルアルコール(x3)42重量部(4.41モル%)、ドデカン二酸(y1−4)610重量部及び縮合触媒としてテトラブトキシチタネート1.5重量部を入れ、170℃で窒素気流下に、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで210℃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、さらに0.5〜2.5kPaの減圧下に反応させ、酸価が1.5以下になった時点で取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕して粒子化し、結晶性樹脂(A−3)を得た。
<製造例4>[結晶性樹脂(A−4)の合成]
冷却管、加熱冷却装置、温度計、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、1,10−デカンジオール(x1−3)501重量部(96.89モル%)、アラキジルアルコール(x2)1重量部(0.09モル%)、ベヘニルアルコール(x3)32重量部(3.00モル%)、セバシン酸(y1−3)565重量部及び縮合触媒としてテトラブトキシチタネート1.5重量部を入れ、170℃で窒素気流下に、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで210℃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、さらに0.5〜2.5kPaの減圧下に反応させ、酸価が1.5以下になった時点で取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕して粒子化し、結晶性樹脂(A−4)を得た。
<製造例5>[結晶性樹脂(A−5)の合成]
冷却管、加熱冷却装置、温度計、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、1,6−ヘキサンジオール(x1−1)463重量部(96.49モル%)、アラキジルアルコール(x2)0.1重量部(0.01モル%)、ベヘニルアルコール(x3)46重量部(3.50モル%)、アジピン酸(y1-2)323重量部、セバシン酸(y1−3)298重量部及び縮合触媒としてテトラブトキシチタネート1.5重量部を入れ、170℃で窒素気流下に、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで210℃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、さらに0.5〜2.5kPaの減圧下に反応させ、酸価が1.5以下になった時点で取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕して粒子化し、結晶性樹脂(A−5)を得た。
<製造例6>[結晶性樹脂(A−6)の合成]
冷却管、加熱冷却装置、温度計、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、1,6−ヘキサンジオール(x1−1)592重量部(99.05モル%)、アラキジルアルコール(x2)7.5重量部(0.45モル%)、ベヘニルアルコール(x3)7.6重量部(0.50モル%)、フマル酸(y1−1)568重量部及び縮合触媒としてテトラブトキシチタネート1.5重量部を入れ、170℃で窒素気流下に、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで210℃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、さらに0.5〜2.5kPaの減圧下に反応させ、酸価が1.5以下になった時点で取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕して粒子化し、結晶性樹脂(A−6)を得た。
<比較製造例1>[結晶性樹脂(A’−1)の合成]
冷却管、加熱冷却装置、温度計、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、1,6−ヘキサンジオール(x1−1)422重量部(99.06モル%)、ベヘニルアルコール(x3)11重量部(0.94モル%)、セバシン酸(y1−3)688重量部及び縮合触媒としてテトラブトキシチタネート1.5重量部を入れ、170℃で窒素気流下に、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで210℃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、さらに0.5〜2.5kPaの減圧下に反応させ、酸価が1.5以下になった時点で取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕して粒子化し、結晶性樹脂(A’−1)を得た。
<比較製造例2>[結晶性樹脂(A’−2)の合成]
冷却管、加熱冷却装置、温度計、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、1,6−ヘキサンジオール(x1−1)422重量部(99.62モル%)、アラキジルアルコール(x2)4重量部(0.4モル%)、セバシン酸(y1−3)696重量部及び縮合触媒としてテトラブトキシチタネート1.5重量部を入れ、170℃で窒素気流下に、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで210℃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、さらに0.5〜2.5kPaの減圧下に反応させ、酸価が1.5以下になった時点で取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕して粒子化し、結晶性樹脂(A’−2)を得た。
<比較製造例3>[結晶性樹脂(A’−3)の合成]
冷却管、加熱冷却装置、温度計、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、1,6−ヘキサンジオール(x1−1)348重量部(92.59モル%)、アラキジルアルコール(x2)9重量部(0.93モル%)、ベヘニルアルコール(x3)68重量部(6.48モル%)、ドデカン二酸(y1−4)680重量部及び縮合触媒としてテトラブトキシチタネート1.5重量部を入れ、170℃で窒素気流下に、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで210℃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、さらに0.5〜2.5kPaの減圧下に反応させ、酸価が1.5以下になった時点で取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕して粒子化し、結晶性樹脂(A’−3)を得た。
結晶性樹脂(A−1)〜(A−6)及び(A’−1)〜(A’−3)の物性値を表1に示す。
Figure 0006871901
<製造例7>[非晶性ポリエステル樹脂(B−1)の合成]
冷却管、加熱冷却装置、温度計、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、プロピレングリコール731重量部、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物1重量部、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物1重量部、テレフタル酸671重量部、アジピン酸38重量部、安息香酸34重量部、無水トリメリット酸53重量部及び縮合触媒としてテトラブトキシチタネート3重量部を入れ、加圧下、220℃で反応させ、生成する水を留去しながら20時間反応させた。次いで徐々に圧抜きをしながら常圧にもどし、さらに0.5〜2.5kPaの減圧下で反応を進めた。Tmが130℃になったところでスチールベルトクーラーを使用して樹脂(b−1)を取り出した。除去したプロピレングリコールは353重量部であった。
冷却管、加熱冷却装置、温度計、撹拌機及び窒素導入管の付いた別の反応槽中に、プロピレングリコール583重量部、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物1重量部、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物49重量部、テレフタル酸624重量部、アジピン酸8重量部、安息香酸49重量部、無水トリメリット酸58重量部、及び縮合触媒としてテトラブトキシチタネート3重量部を入れ、加圧下、220℃で反応させ、生成する水を留去しながら10時間反応させた。次いで徐々に圧抜きをしながら常圧にもどし、さらに0.5〜2.5kPaの減圧下で反応を進めた。Tmが105℃になったところで常圧にもどし、180℃に冷却した。無水トリメリット酸17部加え、1時間反応させた。150℃に冷却し、スチールベルトクーラーを使用して樹脂(b−2)を取り出した。除去したプロピレングリコールは234重量部であった。
得られた樹脂(b−1)と樹脂(b−2)の重量比(b−1)/(b−2)が50/50になるようヘンシェルミキサー[日本コークス工業(株)製 FM10B]にて均一化し
、非晶性ポリエステル樹脂(B−1)を得た。
<製造例8>[非晶性ポリエステル樹脂(B−2)の合成]
冷却管、加熱冷却装置、温度計、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物320重量部、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物421重量部、テレフタル酸275重量部、及び縮合触媒としてテトラブトキシチタネート3重量部を入れ、加圧下、220℃で反応させ、生成する水を留去しながら10時間反応させた。次いで徐々に圧抜きをしながら常圧にもどし、さらに0.5〜2.5kPaの減圧下で反応を進めた。Tmが100℃になったところで常圧にもどし、180℃に冷却した。無水トリメリット酸42重量部加え、1時間反応させた。150℃に冷却し、スチールベルトクーラーを使用して樹脂(b−3)を得た。
冷却管、加熱冷却装置、温度計、撹拌機及び窒素導入管の付いた別の反応槽中に、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物168重量部、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物129重量部、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド3モル付加物466重量部、テレフタル酸184重量部、無水トリメリット酸53重量部、及び縮合触媒としてテトラブトキシチタネート3重量部を入れ、加圧下、220℃で反応させ、生成する水を留去しながら10時間反応させた。次いで徐々に圧抜きをしながら常圧にもどし、さらに0.5〜2.5kPaの減圧下で反応を進めた。Tmが110℃になったところで常圧にもどし、180℃に冷却した。無水トリメリット酸52重量部加え、210℃まで昇温し、さらに0.5〜2.5kPaの減圧下で反応を進めた。Tmが145℃になったところでスチールベルトクーラーを使用して樹脂(b−4)を得た。
得られた樹脂(b−3)と樹脂(b−4)の重量比(b−3)/(b−4)が50/50になるようヘンシェルミキサー[日本コークス工業(株)製 FM10B]にて均一化し、非晶性ポリエステル樹脂(B−2)を得た。
<製造例9>[非晶性ポリエステル樹脂(B−3)の合成]
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315重量部、ビスフェノールAのPO2モル付加物402重量部、テレフタル酸460重量部、安息香酸61重量部、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重量部を入れ、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、0.007〜0.026MPaの減圧下に1時間反応させた。次いで180℃まで冷却し、無水トリメリット酸27重量部を加え、常圧下で1時間反応させ、非晶性ポリエステル樹脂(B−3)を得た。除去したプロピレングリコールは161重量部であった。
非晶性ポリエステル樹脂(B−1)〜(B−3)の物性値を表2に示す。
Figure 0006871901
<製造例10>[非晶性ビニル樹脂(C−1)の製造]
反応槽中にキシレン480重量部を入れ、170℃まで昇温する。別の容器にスチレン850重量部、ブチルアクリレート50重量部、アクリロニトリル100重量部、キシレン106重量部、ジ−t−ブチルパーオキシド40重量部入れ、3時間かけて反応槽に滴下した。滴下ラインをキシレン14重量部で洗浄し、170℃のまま30分間熟成させた。重合率が99%以上となったことを確認し、減圧してキシレンを脱溶剤して反応槽から取出し、ビニル樹脂(C−1)を得た。
非晶性ビニル樹脂(C−1)の物性値を表3に示す。
Figure 0006871901
<製造例11>[前駆体(M−1)溶液の調製]
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、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物681重量部、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物81重量部、テレフタル酸275重量部、アジピン酸7重量部、無水トリメリット酸22重量部、ジブチルチンオキサイド2重量部を投入し、常圧、230℃で5時間脱水反応を行った後、0.01〜0.03MPaの減圧下で5時間脱水反応を行い、ポリエステル樹脂を得た。
撹拌装置、加熱冷却装置及び温度計を備えた耐圧反応容器に、ポリエステル樹脂350重量部、イソホロンジイソシアネート50重量部、酢酸エチル600重量部、イオン交換水0.5重量部を投入し、密閉状態で90℃、5時間反応を行い、分子末端にイソシアネート基を有する前駆体(M−1)溶液を得た。(M−1)溶液のウレタン基濃度は5.2重量%、ウレア基濃度は0.3重量%であった。また固形分濃度は45重量%であった。
<製造例12>[微粒子分散液の製造]
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重量部、ポリオキシエチレンモノメタクリレート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重量部、スチレン90重量部、メタクリル酸90重量部、アクリル酸ブチル110重量部及び過硫酸アンモニウム1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。さらに、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)の微粒子分散液を得た。微粒子分散液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。
<製造例13>[着色剤分散液の製造]
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、テレフタル酸ジメチルエステル569重量部、アジピン酸184重量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、さらに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。
<製造例14>[変性ワックスの製造]
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」[Tm: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、さらに同温度で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。
<製造例15>[離型剤分散液の製造]
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」[融解熱最大ピーク温度:73℃、日本精鑞(株)製]10重量部、製造例11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、さら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。
<製造例16>[樹脂溶液(L−1)の製造]
撹拌装置を備えた反応容器に、結晶性樹脂(A−1)10重量部、非晶性ポリエステル樹脂(B−3)を90重量部、着色剤分散液30重量部、離型剤分散液40重量部及び酢酸エチル153重量部を投入し、撹拌して樹脂溶液(L−1)を得た。
<製造例17>[硬化剤(β−1)の合成]
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、イソホロンジアミン50重量部とメチルエチルケトン300重量部を投入し、50℃で5時間反応を行った後、脱溶剤して硬化剤(β−1)を得た。(β−1)の全アミン価は415であった。
<比較製造例4>[樹脂溶液(L’−1)の製造]
撹拌装置を備えた反応容器に、結晶性樹脂(A’−1)10重量部、非晶性ポリエステル樹脂(B−3)を90重量部、着色剤分散液30重量部、離型剤分散液40重量部及び酢酸エチル153重量部を投入し、撹拌して樹脂溶液(L’−1)を得た。
<実施例1〜7、9〜11>及び<比較例1〜3>
製造例1〜8、10及び比較製造例1〜3で得られた結晶性樹脂(A)、非晶性ポリエステル樹脂(B)及び非晶性ビニル樹脂(C)を用いて、表4の配合比(重量部)に従い、以下に記載の方法でトナーバインダー(N−1)〜(N−7)、(N−9)〜(N−11)、(N’−1)〜(N’−3)を得て、さらにトナーバインダーと添加剤とを含有するトナー原料を下記の方法でトナー化し、トナー(T−1)〜(T−7)、(T−9)〜(T−11)、(T’−1)〜(T’−3)を得た。
なお、着色剤(D−1)としてカーボンブラック[三菱化学(株)製のMA−100]、離型剤(E−1)としてポリオレフィンワックス[三洋化成工業(株)製のビスコール550P]、荷電制御剤(F−1)としてアイゼンスピロンブラック[保土谷化学(株)製のT−77]、流動化剤(G−1)として疎水性シリカ[日本アエロジル製のアエロジルR972]を使用した。
まず、結晶性樹脂(A)、非晶性ポリエステル樹脂(B)、非晶性ビニル樹脂(C)、着色剤、離型剤及び荷電制御剤を加え、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、粒径D50が7μmのトナー粒子を得た。次いで、トナー粒子100重量部に表4の配合比となるようにコロイダルシリカをサンプルミルにて混合して、トナーを得た。
<実施例8>
ビーカーに、イオン交換水170重量部、微粒子分散液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、前駆体(M−1)溶液11重量部、硬化剤(β−1)5.5重量部及び樹脂溶液(L−1)63重量部投入し2分間撹拌した。次いでこの混合液を撹拌装置、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、本発明のトナー(T−8)を得た。
<比較例4>
樹脂溶液(L−1)を樹脂溶液(L’−1)にする以外は実施例8と同様に反応して、トナー(T’−4)を得た。
Figure 0006871901
[評価方法]
トナー(T−1)〜(T−11)及び比較のトナー(T’−1)〜(T’−4)について、以下の方法で低温定着性、光沢性、耐ホットオフセット性、耐熱保存性、帯電安定性、画像強度、ドキュメントオフセット性、耐久性試験を評価した。その結果を表4に示す。
<低温定着性>
トナーを紙面上に0.6mg/cmとなるよう均一に載せた。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た。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/cmの条件で通したときのコールドオフセットの発生温度である低温定着温度を測定した。
低温定着温度が低いほど、低温定着性に優れることを意味する。
<光沢性>
低温定着性と同様に定着評価を行った。画像の下に白色の厚紙を敷き、光沢度計(株式会社堀場製作所製、「IG−330」)を用いて、入射角度60度にて、印字画像の光沢度を測定した。
[判定基準]
◎:20以上
○:15以上20未満
△:10以上15未満
×:10未満
<耐ホットオフセット性(ホットオフセット発生温度)>
低温定着性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。
加圧ローラー通過後、ホットオフセットが発生した温度を耐ホットオフセット性(℃)とした。
<耐熱保存性>
トナーを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、下記判定基準で耐熱保存性を評価した。
[判定基準]
○: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。
<帯電安定性>
(1)トナー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℃、相対湿度50%で8時間以上調湿した。(2)ターブラーシェーカーミキサーにて50rpm×10分間と60分間摩擦攪拌し、それぞれの時間での帯電量を測定した。
測定にはブローオフ帯電量測定装置[東芝ケミカル(株)製]を用いた。
「摩擦時間60分の帯電量/摩擦時間10分の帯電量」を計算し、これを帯電安定性の指標とした。
[判定基準]
◎:0.8以上
○:0.7以上0.8未満
△:0.6以上0.7未満
×:0.6未満
<画像強度>
低温定着温度の測定に使用したテスト用紙(低温定着性の評価で得られた、画像が定着された紙)を、JIS K5600に準じて、斜め45度に固定した鉛筆の真上から10
g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。
<ドキュメントオフセット性>
低温定着性の評価で得られた画像が定着されたA4の紙2枚を、定着面同士で重ね合わせ、420gの加重(0.68g/cm)をかけ、65℃で10分間静置した。
重ね合わせた紙同士を引き離したときの状態について、下記の判定基準でドキュメントオフセット性を評価した。
[判定基準]
○:抵抗なし
△:パリパリと音がするが、紙面から画像は剥がれない
×:紙面から画像が剥がれる
<耐久性>
トナーを二成分現像剤として、市販モノクロ複写機[AR5030、シャープ(株)製]を用いて連続コピーを行い、以下の基準で耐久性を評価した。
[判定基準]
◎:1万枚コピー後も画質に変化なく、カブリの発生もない。
○:1万枚コピー後でカブリが発生している。
△:6千枚コピー後でカブリが発生している。
×:2千枚コピー後でカブリが発生している。
表4の評価結果から明らかなように、実施例1〜11の本発明のトナーバインダーを含有するトナーはいずれの性能評価項目でも優れた結果が得られた。一方、炭素数20の脂肪族モノアルコール(x2)を用いていない結晶性樹脂(A’−1)を含有する比較例1のトナーは耐熱保存性及び耐久性が不良であり、炭素数22の脂肪族モノアルコール(x3)を用いていない結晶性樹脂(A’−2)を含有する比較例2のトナーは耐熱保存性、耐ホットオフセット性及び耐久性が不良であり、アルコール成分(X)中の(x2)及び(x3)の含有量が範囲外である結晶性樹脂(A’−3)を含有する比較例3のトナーは低温定着性及び帯電安定性が不良であり、比較例1と同様に炭素数20の脂肪族モノアルコール(x2)を用いていない結晶性樹脂(A’−1)を含有するものの比較例1とはトナーの製造方法が異なる比較例4のトナーは耐久性が不良であった。
本発明のトナーバインダー及びトナーは、低温定着性、光沢性、耐ホットオフセット性、耐熱保存性、帯電安定性、画像強度、ドキュメントオフセット性及び耐久性に優れる、電子写真、静電記録、静電印刷等に用いる磁気潜像又は静電荷像現像用トナーとして有用である。

Claims (5)

  1. アルコール成分(X)とカルボン酸成分(Y)とを必須構成単量体とする結晶性樹脂(A)を含有するトナーバインダーであって、アルコール成分(X)が炭素数2〜12の直鎖脂肪族ジオール(x1)を95〜99.49モル%、炭素数20の脂肪族モノアルコール(x2)を0.03〜0.5モル%及び炭素数22の脂肪族モノアルコール(x3)を0.5〜4.5モル%含有し、トナーバインダーが示差走査熱量計(DSC)による第2回目の昇温過程において結晶性樹脂(A)由来の吸熱ピークのピークトップ温度を40〜100℃の範囲に少なくとも1個有することを特徴とし、
    アルコール成分(X)中の炭素数20の脂肪族モノアルコール(x2)がアラキジルアルコールであり、炭素数22の脂肪族モノアルコール(x3)がベヘニルアルコールであるトナーバインダー。
  2. 示差走査熱量計(DSC)による第2回目の昇温過程における結晶性樹脂(A)由来の吸熱ピークに基づく吸熱量が、1〜45J/gである請求項に記載のトナーバインダー。
  3. 昇温時の吸熱ピークに基づく吸熱量SとSとが下記の関係式(1)を満たすことを特徴とする請求項1または2に記載のトナーバインダー。
    (S/S)×100≧35 (1)
    但し、トナーバインダーを昇温、冷却、昇温した際の第1回目の昇温過程の結晶性樹脂(A)由来の吸熱ピークに基づく吸熱量をS、第2回目の昇温過程の結晶性樹脂(A)由来の吸熱ピークに基づく吸熱量をSとする。
  4. トナーバインダーがさらにアルコール成分(x)とカルボン酸成分(y)とを必須構成単量体とする非晶性ポリエステル樹脂(B)を含有する請求項1〜3のいずれかに記載のトナーバインダー。
  5. 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するトナー。
JP2018244930A 2018-02-07 2018-12-27 トナーバインダー及びトナー Active JP6871901B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018020412 2018-02-07
JP2018020412 2018-02-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019139213A JP2019139213A (ja) 2019-08-22
JP6871901B2 true JP6871901B2 (ja) 2021-05-19

Family

ID=67693909

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018244930A Active JP6871901B2 (ja) 2018-02-07 2018-12-27 トナーバインダー及びトナー

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6871901B2 (ja)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4339710B2 (ja) * 2004-01-30 2009-10-07 三井化学株式会社 球状トナー
JP4729950B2 (ja) * 2005-03-11 2011-07-20 富士ゼロックス株式会社 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤及び画像形成方法
JP5669544B2 (ja) * 2010-12-03 2015-02-12 キヤノン株式会社 トナーの製造方法
JP5709065B2 (ja) * 2011-10-17 2015-04-30 株式会社リコー トナー、該トナーを用いた現像剤、画像形成装置
JP6044115B2 (ja) * 2012-05-22 2016-12-14 日油株式会社 トナー用ワックス組成物
JP6195374B2 (ja) * 2013-12-19 2017-09-13 キヤノン株式会社 トナー
US9921505B2 (en) * 2014-05-09 2018-03-20 Sanyo Chemical Industries, Ltd. Toner binder, and toner
JP6740659B2 (ja) * 2016-03-24 2020-08-19 コニカミノルタ株式会社 静電潜像現像用トナーの作製方法
JP6404390B2 (ja) * 2016-03-30 2018-10-10 三洋化成工業株式会社 トナーバインダーの製造方法及び樹脂粒子の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019139213A (ja) 2019-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6564085B2 (ja) トナーバインダー及びトナー
JP6773702B2 (ja) トナーバインダー及びトナー
US9280074B2 (en) Toner binder and resin particle
JP6942886B2 (ja) トナーバインダー
JP2013218288A (ja) 静電荷像現像用トナー、これを用いた現像剤及び画像形成装置
KR20110018949A (ko) 화상 형성용 토너, 화상 형성 장치, 화상 형성 방법 및 프로세스 카트리지
JP6435224B2 (ja) 樹脂水性分散体、樹脂粒子、着色樹脂粒子及びトナー
JP2016157119A (ja) トナーバインダーおよびトナー
JP6781585B2 (ja) トナーバインダー、トナー及び結晶性樹脂
JP4504937B2 (ja) トナーバインダー
JP6777774B2 (ja) トナーバインダー及びトナー
JP6975052B2 (ja) トナーバインダー及びトナー
JP7034787B2 (ja) トナーバインダー及びトナー
JP6871901B2 (ja) トナーバインダー及びトナー
JP2016190916A (ja) 樹脂水性分散体、樹脂粒子、着色樹脂粒子及びトナー
JP6886353B2 (ja) トナー用樹脂及びトナー
JP6279895B2 (ja) トナーバインダー及びトナー組成物
JP6296478B2 (ja) トナーバインダー及びトナー
JP2018189955A (ja) トナーバインダー及びトナー
JP6328719B2 (ja) トナー及びその製造方法
JP6211265B2 (ja) トナーバインダー
JP2003280243A (ja) 電子写真トナー用離型剤及びトナーバインダー組成物

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190806

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200722

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200825

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201013

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201110

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201211

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210330

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210416

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6871901

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150