JP7846566B2 - Toner binder resin - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等において形成される潜像の現像に用いられるトナーに用いられる結着樹脂に関する。 This invention relates to a binder resin used in toners used for developing latent images formed in electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, and the like.
近年、電子写真の分野においては、電子写真システムの発展に伴い、高画質化及び高速化印刷に対応した静電荷像現像用トナーの開発が要求されている。このような要求に対して、低温定着性に優れるポリエステル樹脂を付加重合系樹脂と共有結合を介して結合させた複合樹脂が、トナー用結着樹脂として提唱されている。
特許文献1では、カルボン酸成分及びアルコール成分を含む重縮合性モノマーとポリエチレンテレフタレートとを重縮合させて得られるポリエステル樹脂と、付加重合性モノマーを付加重合させて得られるビニル樹脂とが、該重縮合性モノマーと該付加重合性モノマーのいずれとも反応し得る両反応性モノマーを介して化学的に結合した非晶質複合樹脂を含有し、前記ポリエチレンテレフタレートが、IV値が0.40以上0.75以下のポリエチレンテレフタレートを含む、トナー用結着樹脂組成物によって、低温定着性等に優れたトナーが得られると開示されている。
また、特許文献2では、結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子を有するトナーであって、前記結着樹脂が、ポリエステルユニット及びその原料の非存在下でビニル系モノマーを重合させて得られるビニル系重合体ユニットと、ポリエステルユニットと、を化学的に結合したハイブリット樹脂であることによって、低温定着性、保存性、感光ドラムへのトナー融着の制御に優れたトナーが得られると開示されている。
In recent years, in the field of electrophotography, the development of electrostatic image developing toners that support high-resolution and high-speed printing has been required as electrophotographic systems have advanced. To meet these demands, a composite resin, in which a polyester resin with excellent low-temperature fixability is covalently bonded to an addition polymerization resin, has been proposed as a binder resin for toners.
Patent Document 1 discloses a toner binder resin composition that contains an amorphous composite resin in which a polyester resin obtained by polycondensing a polycondensable monomer containing a carboxylic acid component and an alcohol component with polyethylene terephthalate and a vinyl resin obtained by addition polymerization of an addition polymerizable monomer are chemically bonded via reactive monomers that can react with either the polycondensable monomer or the addition polymerizable monomer, and the polyethylene terephthalate contains polyethylene terephthalate with an IV value of 0.40 or more and 0.75 or less, thereby obtaining a toner with excellent low-temperature fixability.
Furthermore, Patent Document 2 discloses a toner having toner particles containing a binder resin and a colorant, wherein the binder resin is a hybrid resin in which a vinyl polymer unit obtained by polymerizing a vinyl monomer in the absence of a polyester unit and its raw materials is chemically bonded with a polyester unit, thereby providing a toner with excellent low-temperature fixability, storage properties, and control over toner fusion to the photosensitive drum.
一般に最低定着温度を下げ、高温オフセット発生温度を上げることにより、定着温度幅が広がり、省エネルギー化、高速定着化の要求を満たすことができる。そのため、定着温度幅が広いトナー用結着樹脂及びトナーへの要望は高い。
また、トナーは、一般に高温高湿下で長期保存してもトナー粒子が凝集しないという耐熱保存性も求められる。
しかしながら、特許文献1に開示されるトナーでは、複合樹脂を構成するビニル樹脂が、カルボン酸成分及びアルコール成分を含む重縮合性モノマーとポリエチレンテレフタレートの存在下で、ビニル系モノマーを付加重合させて得られるため、分子量や分子量分布の制御及びモノマー共重合性に課題がある。そのため、その後、該重縮合性モノマーとポリエチレンテレフタレートとを重縮合させて得られる複合樹脂は、耐高温オフセット性が十分でないことが判明した。
また、特許文献2に開示されるトナーでは、ハイブリッド樹脂を構成するビニル系重合体の酸価が低いため、樹脂の複合化が不十分となり、耐高温オフセット性、耐熱保存性が十分でない。
さらに、樹脂の複合化による高分子量化に起因して樹脂の粉砕性が低下するため、粉砕性等の生産性の改善も求められる。
本発明は、優れた低温定着性を維持しつつ広い定着温度幅を有し、かつ、耐熱保存性及び生産性に優れるトナー用結着樹脂、静電荷像現像用トナー、及びトナー用結着樹脂の製造方法に関する。
Generally, lowering the minimum fixing temperature and raising the temperature at which high-temperature offset occurs widens the fixing temperature range, thus meeting the demands for energy saving and high-speed fixing. Therefore, there is a high demand for binder resins and toners with a wide fixing temperature range.
Furthermore, toner is generally required to have heat resistance, meaning that the toner particles do not aggregate even when stored for a long period of time under high temperature and high humidity conditions.
However, in the toner disclosed in Patent Document 1, the vinyl resin constituting the composite resin is obtained by addition polymerization of a vinyl monomer in the presence of a polycondensable monomer containing a carboxylic acid component and an alcohol component and polyethylene terephthalate. Therefore, there are challenges in controlling the molecular weight and molecular weight distribution, as well as monomer copolymerizability. Consequently, it was later found that the composite resin obtained by polycondensation of the polycondensable monomer and polyethylene terephthalate does not have sufficient resistance to high temperature offset.
Furthermore, in the toner disclosed in Patent Document 2, the acid value of the vinyl polymer constituting the hybrid resin is low, resulting in insufficient resin compounding and inadequate resistance to high-temperature offset and heat storage.
Furthermore, because the increased molecular weight due to resin compounding leads to a decrease in the pulverability of the resin, improvements in productivity, such as pulverability, are also required.
The present invention relates to a binder resin for toner that maintains excellent low-temperature fixing properties while having a wide fixing temperature range, and is excellent in heat resistance for storage and productivity, a toner for electrostatic image development, and a method for manufacturing the binder resin for toner.
本発明者らは、低温定着性が優れるポリエステル系樹脂ユニットと、耐高温オフセット性に優れる付加重合系樹脂ユニットとが共有結合を介して結合された複合樹脂を含有するトナー用結着樹脂において、該複合樹脂の付加重合系樹脂ユニットを構成する付加重合系樹脂が(メタ)アクリル系モノマー由来の構成単位を60質量%以上含み、かつ該付加重合系樹脂の酸価を所定の値以上とすることにより、上記課題を解決し得ることを見出した。
すなわち、本発明は、次の〔1〕~〔3〕の実施形態に関する。
〔1〕付加重合系樹脂ユニットと、ポリエステル系樹脂ユニットとが、共有結合を介して結合された複合樹脂を含有するトナー用結着樹脂であって、
前記付加重合系樹脂ユニットを構成する付加重合系樹脂(A)が(メタ)アクリル系モノマー由来の構成単位を60質量%以上含み、
前記付加重合系樹脂(A)の酸価が40mgKOH/g以上である、トナー用結着樹脂。
〔2〕前記〔1〕に記載のトナー用結着樹脂を含有する、静電荷像現像用トナー。
〔3〕付加重合系樹脂ユニットと、ポリエステル系樹脂ユニットとが、共有結合を介して結合された複合樹脂を含有するトナー用結着樹脂の製造方法であって、
工程I:原料モノマー(a)の重合を行い、付加重合系樹脂(A)を得る工程、及び
工程II:アルコール成分(b-al)及びカルボン酸成分(b-ac)を反応させた後、工程Iで得られた付加重合系樹脂(A)を添加して反応を行い、前記複合樹脂を得る工程、を含み、
前記原料モノマー(a)が(メタ)アクリル系モノマーを60質量%以上含み、
前記付加重合系樹脂(A)の酸価が40mgKOH/g以上である、トナー用結着樹脂の製造方法。
The present inventors have found that the above problem can be solved by providing a binder resin for toner containing a composite resin in which a polyester resin unit with excellent low-temperature fixability and an addition polymerization resin unit with excellent high-temperature offset resistance are bonded together via covalent bonds, wherein the addition polymerization resin constituting the addition polymerization resin unit of the composite resin contains 60% by mass or more of constituent units derived from (meth)acrylic monomers, and the acid value of the addition polymerization resin is set to a predetermined value or higher.
In other words, the present invention relates to the following embodiments [1] to [3].
[1] A binder resin for toner containing a composite resin in which an addition polymerization resin unit and a polyester resin unit are bonded together via covalent bonds,
The addition polymerization resin (A) constituting the addition polymerization resin unit contains 60% by mass or more of constituent units derived from (meth)acrylic monomers,
A binder resin for toner, wherein the acid value of the addition polymerization resin (A) is 40 mg KOH/g or more.
[2] A toner for developing electrostatic images, comprising the toner binder resin described in [1] above.
[3] A method for producing a binder resin for toner, which contains a composite resin in which an addition polymerization resin unit and a polyester resin unit are bonded together via covalent bonds,
The process includes: Step I: Polymerizing a raw material monomer (a) to obtain an addition polymerization resin (A); and Step II: Reacting an alcohol component (b-al) with a carboxylic acid component (b-ac), then adding the addition polymerization resin (A) obtained in Step I and carrying out the reaction to obtain the composite resin.
The raw material monomer (a) contains 60% by mass or more of a (meth)acrylic monomer,
A method for producing a binder resin for toner, wherein the acid value of the addition polymerization resin (A) is 40 mg KOH/g or more.
本発明によれば、優れた低温定着性を維持しつつ広い定着温度幅を有し、かつ、耐熱保存性及び生産性に優れるトナー用結着樹脂、静電荷像現像用トナー、及びトナー用結着樹脂の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a toner binder resin, a toner for electrostatic image development, and a method for manufacturing the toner binder resin that maintain excellent low-temperature fixing properties while having a wide fixing temperature range, and that also exhibits excellent heat resistance for storage and productivity.
[トナー用結着樹脂]
本発明のトナー用結着樹脂(以下、「本発明の結着樹脂」ともいう)は、付加重合系樹脂ユニットと、ポリエステル系樹脂ユニットとが、共有結合を介して結合された複合樹脂を含有する。
そして、前記付加重合系樹脂ユニットを構成する付加重合系樹脂(A)は、(メタ)アクリル系モノマー由来の構成単位を60質量%以上含み、前記付加重合系樹脂(A)の酸価は40mgKOH/g以上である。
本発明のトナーによれば、優れた低温定着性を維持しつつ広い定着温度幅を有し、かつ、優れた耐熱保存性及び生産性が示される。
[Toner binder resin]
The toner binder resin of the present invention (hereinafter also referred to as "the binder resin of the present invention") contains a composite resin in which an addition polymerization resin unit and a polyester resin unit are bonded together via covalent bonds.
Furthermore, the addition polymerization resin (A) constituting the addition polymerization resin unit contains 60% by mass or more of constituent units derived from (meth)acrylic monomers, and the acid value of the addition polymerization resin (A) is 40 mg KOH/g or more.
The toner of the present invention exhibits excellent low-temperature fixing properties while having a wide fixing temperature range, as well as excellent heat resistance and productivity.
本発明の効果が得られる理由は定かではないが、次のように考えられる。
本発明の結着樹脂に含まれる複合樹脂の付加重合系樹脂ユニットは、構成する付加重合系樹脂が(メタ)アクリル系モノマー由来の構成単位を60質量%以上含み、該付加重合系樹脂の酸価を40mgKOH/g以上とすることにより、複合樹脂の低温時における分子運動及び高温時におけるポリマー鎖の絡み合いの制御が容易となり、低温時に低粘度でかつ高温時に高弾性な樹脂として、低温定着性及び耐高温オフセット性を向上させて定着温度幅を広げると共に、耐熱保存性を向上させ、更にトナーの製造時においては高い粘度を保持することができるため、せん断力が効率的に付与されて、トナーに含まれる着色剤等の他の成分との混合性が向上し、生産性を向上させることができると考えられる。
The reason why the effects of this invention are obtained is not entirely clear, but it is thought to be as follows.
The addition polymerization resin unit of the composite resin contained in the binder resin of the present invention contains 60% by mass or more of constituent units derived from (meth)acrylic monomers, and the acid value of the addition polymerization resin is 40 mg KOH/g or more. This facilitates the control of molecular motion at low temperatures and polymer chain entanglement at high temperatures, resulting in a resin that is low viscosity at low temperatures and highly elastic at high temperatures. This improves low-temperature fixability and high-temperature offset resistance, broadening the fixability temperature range, improving heat-resistant storage, and maintaining high viscosity during toner production. As a result, shear force is efficiently applied, improving mixability with other components such as colorants contained in the toner, and thus improving productivity.
本明細書における各種用語の定義等を以下に示す。
樹脂の結晶性は、軟化点と示差走査熱量計(DSC)による吸熱の最大ピーク温度との比、すなわち、「軟化点/吸熱の最大ピーク温度」で定義される結晶性指数によって表される。一般に、この結晶性指数が1.4を超えると樹脂は非晶性であり、0.6未満では結晶性が低く非晶性部分が多い。本発明において、「非晶性樹脂」とは、結晶性指数が1.4を超えるか、0.6未満の樹脂をいい、「結晶性樹脂」とは、結晶性指数が0.6以上、好ましくは0.7以上、より好ましくは0.9以上であり、そして、1.4以下、好ましくは1.2以下である樹脂をいう。
上記の「吸熱の最大ピーク温度」とは、実施例に記載する測定方法の条件下で観測される吸熱ピークのうち、ピーク面積が最大のピークの温度のことを指す。
樹脂の結晶性は、原料モノマーの種類とその比率、及び製造条件(例えば、反応温度、反応時間、冷却速度)等により調整することができる。
「ポリエステル系樹脂」とは、実質的にその特性を損なわない程度に変性されたポリエステル樹脂を含んでいてもよい。変性されたポリエステル樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂がウレタン結合で変性されたウレタン変性ポリエステル樹脂、ポリエステル樹脂がエポキシ結合で変性されたエポキシ変性ポリエステル樹脂が挙げられる。
「ビスフェノールA」は、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンを意味する。
「カルボン酸化合物」としては、例えば、カルボン酸、それらの無水物及び炭素数1以上3以下のアルキルエステルが挙げられる。なお、アルキルエステルのアルキル基の炭素数は、カルボン酸化合物の炭素数に含めない。
「結着樹脂」とは、トナー中の複合樹脂を含む樹脂成分を意味する。
The definitions of various terms used in this specification are shown below.
The crystallinity of a resin is expressed by the crystallinity index, which is defined as the ratio of the softening point to the maximum endothermic peak temperature measured by a differential scanning calorimeter (DSC), i.e., "softening point / maximum endothermic peak temperature". Generally, if this crystallinity index exceeds 1.4, the resin is amorphous, and if it is less than 0.6, the crystallinity is low and there is a large amorphous portion. In the present invention, "amorphous resin" refers to a resin whose crystallinity index exceeds 1.4 or is less than 0.6, and "crystalline resin" refers to a resin whose crystallinity index is 0.6 or higher, preferably 0.7 or higher, more preferably 0.9 or higher, and 1.4 or lower, preferably 1.2 or lower.
The "maximum endothermic peak temperature" mentioned above refers to the temperature of the peak with the largest peak area among the endothermic peaks observed under the measurement conditions described in the examples.
The crystallinity of the resin can be adjusted by the type and ratio of raw material monomers, as well as the manufacturing conditions (e.g., reaction temperature, reaction time, cooling rate).
"Polyester resin" may include a polyester resin that has been modified to the extent that its properties are not substantially impaired. Examples of modified polyester resins include urethane-modified polyester resin, in which the polyester resin is modified with urethane bonds, and epoxy-modified polyester resin, in which the polyester resin is modified with epoxy bonds.
"Bisphenol A" refers to 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane.
Examples of "carboxylic acid compounds" include carboxylic acids, their anhydrides, and alkyl esters having 1 to 3 carbon atoms. Note that the number of carbon atoms in the alkyl group of an alkyl ester is not included in the number of carbon atoms in the carboxylic acid compound.
"Binding resin" refers to the resin component in toner, including the composite resin.
<複合樹脂>
複合樹脂は、付加重合系樹脂ユニットと、ポリエステル系樹脂ユニットとが、共有結合を介して結合された樹脂である。
そして、前記付加重合系樹脂ユニットを構成する付加重合系樹脂(A)(以下、「付加重合系樹脂(A)」ともいう)は、(メタ)アクリル系モノマー由来の構成単位を60質量%以上含み、付加重合系樹脂(A)の酸価は40mgKOH/g以上である。
<Composite resin>
A composite resin is a resin in which addition polymerization resin units and polyester resin units are bonded together via covalent bonds.
Furthermore, the addition polymerization resin (A) constituting the addition polymerization resin unit (hereinafter also referred to as "addition polymerization resin (A)") contains 60% by mass or more of constituent units derived from (meth)acrylic monomers, and the acid value of the addition polymerization resin (A) is 40 mgKOH/g or more.
〔付加重合系樹脂(A)〕
(原料モノマー(a))
付加重合系樹脂(A)は、優れた低温定着性を維持しつつ定着温度幅を広げる観点、並びに耐熱保存性及び生産性を向上させる観点から、複合樹脂の付加重合系樹脂ユニットを構成するものであり、付加重合性の原料モノマー(a)の付加重合物である。
原料モノマー(a)は、前記と同様の観点から、(メタ)アクリル系モノマーを60質量%以上含む。原料モノマー(a)は、1種又は2種以上用いてもよい。すなわち、付加重合系樹脂(A)は、原料モノマー(a)を1種のみ用いてなる単独重合体であってもよく、原料モノマー(a)を2種以上用いてなる共重合体であってもよいが、共重合体であることが好ましい。
[Addition polymerization resin (A)]
(Raw material monomer (a))
The addition polymerization resin (A) constitutes the addition polymerization resin unit of the composite resin, from the viewpoint of broadening the fixing temperature range while maintaining excellent low-temperature fixing properties, and from the viewpoint of improving heat resistance, storage properties, and productivity, and is an addition polymerization product of the addition polymerization raw material monomer (a).
The raw material monomer (a) contains 60% by mass or more of (meth)acrylic monomers, from the same viewpoint as described above. One or more types of raw material monomer (a) may be used. That is, the addition polymerization resin (A) may be a homopolymer made using only one type of raw material monomer (a), or it may be a copolymer made using two or more types of raw material monomer (a), but it is preferable that it be a copolymer.
(メタ)アクリル系モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、(メタ)アクリル酸誘導体が挙げられる。
(メタ)アクリル酸誘導体としては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸tert-ブチル、(メタ)アクリル酸アミル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸n-オクチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸2-クロルエチル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸2-(ジメチルアミノ)エチル、(メタ)アクリル酸2-(ジエチルアミノ)エチル、α-クロロアクリル酸メチル等の(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。なお、(メタ)アクリル酸エステルは、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル等の水酸基を有するものであってもよい。
ここで、「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸とメタクリル酸の双方の場合を含むことを示す。また、「(メタ)アクリル酸エステル」は、アクリル酸エステルとメタクリル酸エステルの双方の場合を含むことを示す。
中でも、(メタ)アクリル系モノマーは、付加重合系樹脂(A)に所望の酸価を持たせる観点から、アクリル酸及びメタクリル酸から選ばれる1種以上を含むことが好ましい。
Examples of (meth)acrylic monomers include acrylic acid, methacrylic acid, and (meth)acrylic acid derivatives.
Examples of (meth)acrylic acid derivatives include (meth)acrylic acid esters such as methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, tert-butyl (meth)acrylate, amyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, n-octyl (meth)acrylate, isooctyl (meth)acrylate, decyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, methoxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, glycidyl (meth)acrylate, 2-chloroethyl (meth)acrylate, phenyl (meth)acrylate, 2-(dimethylamino)ethyl (meth)acrylate, 2-(diethylamino)ethyl (meth)acrylate, and methyl α-chloroacrylate. Furthermore, the (meth)acrylic acid ester may be one that has a hydroxyl group, such as 2-hydroxyethyl methacrylate.
Here, "(meth)acrylic acid" includes both acrylic acid and methacrylic acid. Similarly, "(meth)acrylic acid ester" includes both acrylic acid ester and methacrylic acid ester.
In particular, the (meth)acrylic monomer preferably contains one or more selected from acrylic acid and methacrylic acid, from the viewpoint of giving the addition polymerization resin (A) a desired acid value.
原料モノマー(a)は、(メタ)アクリル系モノマー以外の他のモノマーとしてスチレン系化合物を含むものであってもよい。
スチレン系化合物としては、例えば、スチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、α-メチルスチレン、p-エチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、p-クロルスチレン、ビニルナフタレン等のスチレン及びスチレン誘導体が挙げられ、好ましくはスチレン、α-メチルスチレンである。
The raw material monomer (a) may also include a styrene compound as a monomer other than the (meth)acrylic monomer.
Examples of styrene compounds include styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, p-ethylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, p-chlorostyrene, vinylnaphthalene, and other styrene and styrene derivatives, with styrene and α-methylstyrene being preferred.
さらに、原料モノマー(a)は、(メタ)アクリル系モノマー及びスチレン系化合物以外の他のモノマーを含むものであってもよい。
他のモノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のエチレン性不飽和モノオレフィン類;ブタジエン等のジオレフィン類;塩化ビニル、臭化ビニル、弗化ビニル等のハロビニル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ギ酸ビニル、カプロン酸ビニル等のビニルエステル類;ビニルメチルエーテル等のビニルエーテル類;ビニリデンクロリド等のビニリデンハロゲン化物;N-ビニルピロール、N-ビニルピロリドン等のN-ビニル化合物などが挙げられる。
Furthermore, the raw material monomer (a) may also contain monomers other than (meth)acrylic monomers and styrene compounds.
Other monomers include, for example, ethylenically unsaturated monoolefins such as ethylene, propylene, butylene, and isobutylene; diolefins such as butadiene; halovinyls such as vinyl chloride, vinyl bromide, and vinyl fluoride; vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl formate, and vinyl caproate; vinyl ethers such as vinyl methyl ether; vinylidene halides such as vinylidene chloride; and N-vinyl compounds such as N-vinylpyrrole and N-vinylpyrrolidone.
原料モノマー(a)は、好ましくは、(メタ)アクリル系モノマーとしてアクリル酸及びメタクリル酸から選ばれる1種以上を含み、より好ましくは、(メタ)アクリル系モノマーとしてアクリル酸及びメタクリル酸から選ばれる1種以上と(メタ)アクリル酸アルキルエステルとを含む。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルにおけるアルキル基の炭素数は、好ましくは1以上であり、そして、好ましくは22以下、より好ましくは18以下、更に好ましくは12以下、更に好ましくは8以下である。
なお、(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基の炭素数は、該(メタ)アクリル酸アルキルエステルを構成するアルコール成分由来の炭素数を意味する。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、具体的には、アクリル酸メチル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸n-ブチル、及びメタクリル酸2-ヒドロキシエチルから選ばれる1種以上が好ましく挙げられる。
The raw material monomer (a) preferably comprises one or more selected from acrylic acid and methacrylic acid as (meth)acrylic monomers, and more preferably comprises one or more selected from acrylic acid and methacrylic acid as (meth)acrylic monomers and an alkyl (meth)acrylate ester.
The number of carbon atoms in the alkyl group of the (meth)acrylate is preferably 1 or more, preferably 22 or less, more preferably 18 or less, even more preferably 12 or less, and even more preferably 8 or less.
Furthermore, the number of carbon atoms in the alkyl group of (meth)acrylate alkyl ester refers to the number of carbon atoms derived from the alcohol component constituting the (meth)acrylate alkyl ester.
Specifically, the alkyl (meth)acrylate ester is preferably one or more selected from methyl acrylate, n-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, stearyl acrylate, methyl methacrylate, n-butyl methacrylate, and 2-hydroxyethyl methacrylate.
付加重合系樹脂(A)を構成する原料モノマー(a)中の(メタ)アクリル系モノマーの含有量又は付加重合系樹脂(A)中の(メタ)アクリル系モノマー由来の構成単位の含有量は、優れた低温定着性を維持しつつ定着温度幅を広げる観点、並びに耐熱保存性及び生産性をより向上させる観点から、60質量%以上であり、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、更に好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%以上であり、そして、好ましくは100質量%以下である。
付加重合系樹脂(A)を構成する原料モノマー(a)がアクリル酸及びメタクリル酸から選ばれる1種以上を含む場合、原料モノマー(a)中のアクリル酸及びメタクリル酸の合計含有量又は付加重合系樹脂(A)中のアクリル酸由来の構成単位及びメタクリル酸由来の構成単位の合計含有量は、優れた低温定着性を維持しつつ定着温度幅を広げる観点、並びに耐熱保存性及び生産性をより向上させる観点から、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは3質量%以上、更に好ましくは5質量%以上、更に好ましくは8質量%以上、更に好ましくは10質量%以上であり、そして、好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下、更に好ましくは20質量%以下、更に好ましくは15質量%以下である。
付加重合系樹脂(A)を構成する原料モノマー(a)がスチレン系化合物を含む場合、付加重合系樹脂(A)を構成する原料モノマー(a)中のスチレン系化合物の含有量又は付加重合系樹脂(A)中のスチレン系化合物由来の構成単位の含有量は、優れた低温定着性を維持しつつ定着温度幅を広げる観点、並びに耐熱保存性及び生産性をより向上させる観点から、好ましくは0質量%以上、より好ましくは5質量%以上、更に好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上、更に好ましくは20質量%以上であり、そして、好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下、更に好ましくは25質量%以下である。
The content of (meth)acrylic monomers in the raw material monomer (a) constituting the addition polymerization resin (A), or the content of constituent units derived from (meth)acrylic monomers in the addition polymerization resin (A), is 60% by mass or more, preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, even more preferably 95% by mass or more, and preferably 100% by mass or less, from the viewpoint of broadening the fixing temperature range while maintaining excellent low-temperature fixing properties, and from the viewpoint of further improving heat resistance and productivity.
When the raw material monomer (a) constituting the addition polymerization resin (A) contains one or more selected from acrylic acid and methacrylic acid, the total content of acrylic acid and methacrylic acid in the raw material monomer (a) or the total content of acrylic acid-derived constituent units and methacrylic acid-derived constituent units in the addition polymerization resin (A) is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, even more preferably 5% by mass or more, even more preferably 8% by mass or more, even more preferably 10% by mass or more, and preferably 40% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, even more preferably 20% by mass or less, and even more preferably 15% by mass or less.
When the raw material monomer (a) constituting the addition polymerization resin (A) contains a styrene-based compound, the content of the styrene-based compound in the raw material monomer (a) constituting the addition polymerization resin (A) or the content of constituent units derived from the styrene-based compound in the addition polymerization resin (A) is preferably 0% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, even more preferably 10% by mass or more, even more preferably 15% by mass or more, even more preferably 20% by mass or more, and preferably 40% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, and even more preferably 25% by mass or less, from the viewpoint of broadening the fixing temperature range while maintaining excellent low-temperature fixing properties, and from the viewpoint of further improving heat resistance and productivity.
付加重合系樹脂(A)を構成する原料モノマー(a)中の(メタ)アクリル系モノマー及びスチレン系化合物の合計含有量又は付加重合系樹脂(A)中の(メタ)アクリル系モノマー由来の構成単位及びスチレン系化合物由来の構成単位の合計含有量は、優れた低温定着性を維持しつつ定着温度幅を広げる観点、並びに耐熱保存性及び生産性をより向上させる観点から、好ましくは90質量%以上、より好ましくは95質量%以上、更に好ましくは99質量%以上であり、そして、100質量%以下であり、更に好ましくは100質量%である。 The total content of (meth)acrylic monomers and styrene compounds in the raw material monomer (a) constituting the addition polymerization resin (A), or the total content of constituent units derived from (meth)acrylic monomers and styrene compounds in the addition polymerization resin (A), is preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, even more preferably 99% by mass or more, and 100% by mass or less, and even more preferably 100% by mass, from the viewpoint of broadening the fixing temperature range while maintaining excellent low-temperature fixing properties, and from the viewpoint of further improving heat resistance and productivity.
本発明において、付加重合系樹脂ユニットを構成する付加重合系樹脂(A)は、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、又は乳化重合法により形成されてなるものが挙げられる。中でも、付加重合系樹脂(A)は、分子量、分子量分布及びモノマーの共重合性を制御し、優れた低温定着性を維持しつつ定着温度幅を広げる観点、並びに耐熱保存性及び生産性を向上させる観点から、ポリエステル系樹脂ユニットを構成するポリエステル系樹脂や該ポリエステル系樹脂を構成する重縮合モノマーの非存在下で、塊状重合により形成されてなるものが好ましい。
本発明において「塊状重合」とは、反応系中に溶剤が実質的に存在しない条件下、すなわち無溶剤の条件下で行う付加重合をいう。
In the present invention, the addition polymerization resin (A) constituting the addition polymerization resin unit can be formed by bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization, or emulsion polymerization. Among these, the addition polymerization resin (A) is preferably formed by bulk polymerization in the absence of the polyester resin constituting the polyester resin unit or the polycondensation monomer constituting the polyester resin, from the viewpoint of controlling the molecular weight, molecular weight distribution, and copolymerizability of the monomers, widening the fixing temperature range while maintaining excellent low-temperature fixing properties, and improving heat resistance and productivity.
In this invention, "bulk polymerization" refers to addition polymerization carried out under conditions in which there is substantially no solvent in the reaction system, that is, under solvent-free conditions.
塊状重合はラジカル発生剤を用いてもよい。
ラジカル発生剤としては、例えば、ジ-tert-ブチルパーオキサイド等の過酸化物、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物などが挙げられる。
塊状重合におけるラジカル発生剤の濃度は、分子量、分子量分布及び共重合性を制御し、優れた低温定着性を維持しつつ定着温度幅を広げる観点、並びに耐熱保存性及び生産性をより向上させる観点から、付加重合系樹脂(A)の原料モノマー(a)100質量部に対して、好ましくは10質量部以下、より好ましくは7質量部以下、更に好ましくは5質量部以下、更に好ましくは3質量部以下、更に好ましくは2質量部以下、更に好ましくは1質量部以下、更に好ましくは0.5質量部以下、更に好ましくは0質量部以下、すなわち無触媒の条件下で行うことが好ましい。
Bulk polymerization may also be carried out using a radical generator.
Examples of radical generators include peroxides such as di-tert-butyl peroxide, persulfates such as sodium persulfate, and azo compounds such as 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile).
In bulk polymerization, the concentration of the radical generator is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 7 parts by mass or less, even more preferably 5 parts by mass or less, even more preferably 3 parts by mass or less, even more preferably 2 parts by mass or less, even more preferably 1 part by mass or less, even more preferably 0.5 parts by mass or less, and even more preferably 0 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the raw material monomer (a) of the addition polymerization resin (A), from the viewpoint of controlling molecular weight, molecular weight distribution and copolymerizability, widening the fixing temperature range while maintaining excellent low-temperature fixing properties, and further improving heat resistance and productivity, that is, it is preferable to carry out the process under catalyst-free conditions.
塊状重合は、常圧以上の加圧状態で高温下行うことが好ましく、高温高圧下での連続塊状重合であることがより好ましい。
本発明において、加圧状態とは、オートクレーブのような密閉容器内で、内容物を常圧下での沸点以上に加熱している状態をいう。
常圧以上の加圧状態で高温下において、原料モノマー(a)の熱開始反応により発生したラジカルが重合開始剤として機能することにより、ラジカル発生剤が比較的少ない条件下においても付加重合を進行させることができ、分子量分布が狭い付加重合系樹脂(A)を得ることができる。
さらに、高温高圧下での連続塊状重合である場合には、分子量分布に加えて、モノマー組成分布を制御することができ、モノマー組成分布が狭い、より均一な付加重合系樹脂(A)を得ることができ、これにより、優れた低温定着性を維持しつつ定着温度幅をより広げ、耐熱保存性及び粉砕性をより向上させることができる。
塊状重合の温度は、上記の観点から、好ましくは140℃以上、より好ましくは180℃以上、更に好ましくは220℃以上、更に好ましくは260℃以上、更に好ましくは280℃以上であり、そして、好ましくは350℃以下、より好ましくは320℃以下である。
Bulk polymerization is preferably carried out at high temperatures under pressure above atmospheric pressure, and more preferably as continuous bulk polymerization under high temperature and high pressure.
In this invention, a pressurized state refers to a state in which the contents are heated to a temperature above the boiling point under normal pressure in a sealed container such as an autoclave.
Under high pressure above atmospheric pressure and at high temperatures, radicals generated by the thermal initiation reaction of the raw material monomer (a) function as polymerization initiators. This allows addition polymerization to proceed even under conditions with relatively few radical generators, resulting in an addition polymerization resin (A) with a narrow molecular weight distribution.
Furthermore, in the case of continuous bulk polymerization under high temperature and high pressure, the monomer composition distribution can be controlled in addition to the molecular weight distribution, making it possible to obtain a more uniform addition polymerization resin (A) with a narrow monomer composition distribution. This allows for a wider fixing temperature range while maintaining excellent low-temperature fixing properties, and further improves heat resistance, storage properties, and pulverability.
From the above viewpoint, the temperature for bulk polymerization is preferably 140°C or higher, more preferably 180°C or higher, even more preferably 220°C or higher, even more preferably 260°C or higher, even more preferably 280°C or higher, and preferably 350°C or lower, more preferably 320°C or lower.
付加重合系樹脂(A)の酸価は、ポリエステル樹脂ユニットを構成するポリエステル系樹脂(B)との複合化を十分なものとし、優れた低温定着性を維持しつつ定着温度幅を広げる観点、並びに耐熱保存性及び生産性をより向上させる観点から、40mgKOH/g以上であり、好ましくは43mgKOH/g以上、より好ましくは46mgKOH/g以上、更に好ましくは48mgKOH/g以上、更に好ましくは50mgKOH/g以上、更に好ましくは60mgKOH/g以上、更に好ましくは70mgKOH/g以上、更に好ましくは80mgKOH/g以上であり、そして、好ましくは300mgKOH/g以下、より好ましくは200mgKOH/g以下、更に好ましくは150mgKOH/g以下、更に好ましくは100mgKOH/g以下である。 The acid value of the addition polymerization resin (A) is preferably 40 mg KOH/g or more, more preferably 43 mg KOH/g or more, more preferably 46 mg KOH/g or more, even more preferably 48 mg KOH/g or more, even more preferably 50 mg KOH/g or more, even more preferably 60 mg KOH/g or more, even more preferably 70 mg KOH/g or more, even more preferably 80 mg KOH/g or more, and preferably 300 mg KOH/g or less, more preferably 200 mg KOH/g or less, even more preferably 150 mg KOH/g or less, and even more preferably 100 mg KOH/g or less.
付加重合系樹脂(A)の重量平均分子量は、優れた低温定着性を維持しつつ定着温度幅を広げる観点、並びに耐熱保存性及び生産性を向上させる観点から、好ましくは5,000以上、より好ましくは6,000以上、更に好ましくは7,000以上、更に好ましくは8,000以上、更に好ましくは9,000以上であり、そして、好ましくは200,000以下、より好ましくは100,000以下、更に好ましくは50,000以下、更に好ましくは30,000以下、更に好ましくは20,000以下、更に好ましくは15,000以下、更に好ましくは13,000以下である。
付加重合系樹脂(A)の重量平均分子量は、重合温度、重合時間により調整することができる。
The weight-average molecular weight of the addition polymerization resin (A) is preferably 5,000 or more, more preferably 6,000 or more, even more preferably 7,000 or more, even more preferably 8,000 or more, even more preferably 9,000 or more, and also preferably 200,000 or less, more preferably 100,000 or less, even more preferably 50,000 or less, even more preferably 30,000 or less, even more preferably 20,000 or less, even more preferably 15,000 or less, and even more preferably 13,000 or less, from the viewpoint of broadening the fixing temperature range while maintaining excellent low-temperature fixing properties, and from the viewpoint of improving heat resistance and productivity.
The weight-average molecular weight of the addition polymerization resin (A) can be adjusted by the polymerization temperature and polymerization time.
付加重合系樹脂(A)のガラス転移温度は、優れた低温定着性を維持しつつ定着温度幅を広げる観点、並びに耐熱保存性及び生産性をより向上させる観点から、好ましくは45℃以上、より好ましくは50℃以上、更に好ましくは55℃以上、更に好ましくは60℃以上であり、そして、好ましくは120℃以下、より好ましくは90℃以下、更に好ましくは80℃以下、更に好ましくは70℃以下である。
付加重合系樹脂(A)の軟化点は、優れた低温定着性を維持しつつ定着温度幅を広げる観点、並びに耐熱保存性及び粉砕性をより向上させる観点から、好ましくは90℃以上、より好ましくは100℃以上、更に好ましくは105℃以上、更に好ましくは110℃以上であり、そして、好ましくは160℃以下、より好ましくは140℃以下、更に好ましくは130℃以下である。中でも、付加重合系樹脂ユニットを構成する付加重合系樹脂(A)は、優れた低温定着性を維持しつつ定着温度幅を広げる観点、並びに耐熱保存性及び生産性をより向上させる観点から、ガラス転移温度が50℃以上かつ軟化点が105℃以上であることが更に好ましい。
付加重合系樹脂(A)の酸価、重量平均分子量、ガラス転移温度、及び軟化点の測定は実施例に記載の方法により行うことができる。
The glass transition temperature of the addition polymerization resin (A) is preferably 45°C or higher, more preferably 50°C or higher, even more preferably 55°C or higher, even more preferably 60°C or higher, and preferably 120°C or lower, more preferably 90°C or lower, even more preferably 80°C or lower, and even more preferably 70°C or lower, from the viewpoint of broadening the fixing temperature range while maintaining excellent low-temperature fixing properties, and from the viewpoint of further improving heat resistance and productivity.
The softening point of the addition polymerization resin (A) is preferably 90°C or higher, more preferably 100°C or higher, even more preferably 105°C or higher, even more preferably 110°C or higher, and preferably 160°C or lower, more preferably 140°C or lower, and even more preferably 130°C or lower, from the viewpoint of broadening the fixing temperature range while maintaining excellent low-temperature fixing properties, and from the viewpoint of further improving heat resistance and productivity.
The acid value, weight-average molecular weight, glass transition temperature, and softening point of the addition polymerization resin (A) can be measured by the method described in the examples.
〔ポリエステル系樹脂(B)〕
ポリエステル系樹脂(B)は、優れた低温定着性を維持しつつ定着温度幅を広げる観点、並びに耐熱保存性及び粉砕性を向上させる観点から、複合樹脂のポリエステル系樹脂ユニットを構成し、好ましくは原料モノマー(b)としてアルコール成分(b-al)とカルボン酸成分(b-ac)との重縮合物を含むポリエステル樹脂である。
[Polyester resin (B)]
The polyester resin (B) is a polyester resin that constitutes a polyester resin unit of a composite resin, preferably containing a polycondensate of an alcohol component (b-al) and a carboxylic acid component (b-ac) as the raw material monomer (b), from the viewpoint of broadening the fixing temperature range while maintaining excellent low-temperature fixing properties, as well as improving heat resistance and pulverability.
(原料モノマー(b))
原料モノマー(b)は、ポリエステル系樹脂(B)の構成成分であり、好ましくはアルコール成分(b-al)及びカルボン酸成分(b-ac)を含有する。
(Raw material monomer (b))
The raw material monomer (b) is a component of the polyester resin (B), and preferably contains an alcohol component (b-al) and a carboxylic acid component (b-ac).
〔アルコール成分(b-al)〕
アルコール成分(b-al)は、芳香族ジオール、脂肪族ジオール、脂環式ジオール等のジオール、3価以上の多価アルコールが挙げられる。
芳香族ジオールとしては、例えば、ビスフェノールA〔2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン〕のアルキレンオキシド付加物(以下、「BPA-AO」ともいう。)が挙げられる。BPA-AOとしては、好ましくは、式(I):
〔式中、OR11及びR12Oは、アルキレンオキシ基であり、R11及びR12はそれぞれ独立に、炭素数1以上4以下のアルキレン基(好ましくはエチレン基又はプロピレン基)であり、x及びyは、アルキレンオキシドの平均付加モル数であって、それぞれ独立に正の数であり、x及びyの和の平均値は、好ましくは1以上、より好ましくは1.5以上、更に好ましくは2以上であり、そして、好ましくは16以下、より好ましくは8以下、更に好ましくは4以下である。〕で表されるBPA-AOが挙げられる。
[Alcohol content (b-al)]
The alcohol component (b-al) includes diols such as aromatic diols, aliphatic diols, and alicyclic diols, as well as polyhydric alcohols with a valency of three or higher.
Examples of aromatic diols include alkylene oxide adducts of bisphenol A [2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane] (hereinafter also referred to as "BPA-AO"). Preferably, BPA-AO is of formula (I):
Examples of BPA-AOs include those represented by the formula [wherein OR 11 and R 12 O are alkylene oxy groups, R 11 and R 12 are each independently alkylene groups (preferably ethylene or propylene groups) having 1 to 4 carbon atoms, x and y are the average number of moles of alkylene oxide added, each independently being a positive number, and the average value of the sum of x and y is preferably 1 or more, more preferably 1.5 or more, even more preferably 2 or more, and preferably 16 or less, more preferably 8 or less, and even more preferably 4 or less.].
BPA-AOとしては、具体的には、ポリオキシプロピレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(3.3)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2.0)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2.0)-ポリオキシエチレン(2.0)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(6)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン等が挙げられる。
上記の括弧内の数値は、上記式(I)におけるx及びyの和の平均値に相当するものである。
Examples of BPA-AO include polyoxypropylene (2,2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane, polyoxypropylene (3.3)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane, polyoxyethylene (2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane, polyoxyethylene (2.0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane, polyoxypropylene (2.0)-polyoxyethylene (2.0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane, and polyoxypropylene (6)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane.
The numbers in parentheses above correspond to the average value of the sum of x and y in equation (I) above.
BPA-AOとしては、好ましくはビスフェノールAのプロピレンオキシド付加物(以下、「BPA-PO」ともいう。)、及びビスフェノールAのエチレンオキシド付加物(以下、「BPA-EO」ともいう。)から選ばれる1種以上である。これらのBPA-AOは、1種又は2種以上を用いてもよい。
また、BPA-AOは、BPA-POとBPA-EOとを併用してもよい。
The BPA-AO is preferably one or more selected from the propylene oxide adduct of bisphenol A (hereinafter also referred to as "BPA-PO") and the ethylene oxide adduct of bisphenol A (hereinafter also referred to as "BPA-EO"). One or more of these BPA-AOs may be used.
Furthermore, BPA-AO may be used in combination with BPA-PO and BPA-EO.
脂肪族ジオールの炭素数は、好ましくは2以上であり、そして、好ましくは18以下、より好ましくは14以下、更に好ましくは10以下、更に好ましくは6以下である。
脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4-ブテンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールが挙げられる。
The aliphatic diol has two or more carbon atoms, preferably 18 or fewer, more preferably 14 or fewer, even more preferably 10 or fewer, and even more preferably 6 or fewer.
Examples of aliphatic diols include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,4-butenediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene glycol.
脂環式ジオールとしては、例えば、1,4-シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールAの炭素数2以上4以下のアルキレンオキシド(平均付加モル数2以上12以下)付加物が挙げられる。 Examples of alicyclic diols include 1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, and alkylene oxide adducts of hydrogenated bisphenol A with 2 to 4 carbon atoms (average number of added moles: 2 to 12).
3価以上の多価アルコールとしては、例えば、ソルビトール、1,2,3,6-ヘキサンテトロール、1,4-ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4-ブタントリオール、1,2,5-ペンタントリオール、グリセロール、2-メチルプロパントリオール、2-メチル-1,2,4-ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5-トリヒドロキシメチルベンゼンが挙げられる。
なお、樹脂の分子量や軟化点を調整する観点から、アルコール成分(b-al)は、1価のアルコールを含んでもよい。
これらのアルコール成分は、1種又は2種以上を用いてもよい。
Examples of polyhydric alcohols with a valency of 3 or higher include sorbitol, 1,2,3,6-hexanetetrol, 1,4-sorbitan, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, 1,2,4-butanetriol, 1,2,5-pentanetriol, glycerol, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butanetriol, trimethylolethane, trimethylolpropane, and 1,3,5-trihydroxymethylbenzene.
Furthermore, from the viewpoint of adjusting the molecular weight and softening point of the resin, the alcohol component (b-al) may include a monohydric alcohol.
These alcohol components may be used individually or in combination of two or more types.
アルコール成分(b-al)は、これらの中でも、好ましくはビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、及びネオペンチルグリコールから選ばれる1種以上を含み、より好ましくはビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物(BPA-AO)を含む。
BPA-AOの量は、アルコール成分(b-al)中、好ましくは80モル%以上、より好ましくは90モル%以上、更に好ましくは95モル%以上、更に好ましくは98モル%以上であり、そして、100モル%以下であり、更に好ましくは100モル%である。
BPA-AOとしてBPA-POとBPA-EOとを併用する場合、BPA-POとBPA-EOの合計量中のBPA-POの量は、好ましくは20モル%以上、より好ましくは30モル%以上、更に好ましくは40モル%以上、更に好ましくは50モル%以上であり、そして、100モル%以下である。
The alcohol component (b-al) preferably comprises one or more selected from among these: alkylene oxide adducts of bisphenol A, ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, and neopentyl glycol, and more preferably comprises alkylene oxide adducts of bisphenol A (BPA-AO).
The amount of BPA-AO is preferably 80 mol% or more, more preferably 90 mol% or more, even more preferably 95 mol% or more, even more preferably 98 mol% or more, and 100 mol% or less, and even more preferably 100 mol%, relative to the alcohol component (b-al).
When BPA-PO and BPA-EO are used in combination as BPA-AO, the amount of BPA-PO in the total amount of BPA-PO and BPA-EO is preferably 20 mol% or more, more preferably 30 mol% or more, even more preferably 40 mol% or more, even more preferably 50 mol% or more, and 100 mol% or less.
〔カルボン酸成分(b-ac)〕
カルボン酸成分(b-ac)としては、例えば、ジカルボン酸化合物、3価以上の多価カルボン酸化合物が挙げられる。
[Carboxylic acid component (b-ac)]
Examples of carboxylic acid components (b-ac) include dicarboxylic acid compounds and polycarboxylic acid compounds with a valency of three or more.
ジカルボン酸化合物としては、例えば、芳香族ジカルボン酸化合物、脂肪族ジカルボン酸化合物、及び脂環式ジカルボン酸化合物が挙げられる。
ジカルボン酸化合物の炭素数は、好ましくは2以上、より好ましくは3以上であり、そして、好ましくは30以下、より好ましくは20以下である。
芳香族ジカルボン酸化合物としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸が挙げられる。これらの中でも、イソフタル酸、テレフタル酸が好ましく、テレフタル酸がより好ましい。
脂肪族ジカルボン酸化合物としては、例えば、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、ペンタン二酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、アゼライン酸、炭素数1以上20以下の脂肪族炭化水素基で置換されたコハク酸が挙げられる。
炭素数1以上20以下の脂肪族炭化水素基で置換されたコハク酸としては、n-ドデセニルコハク酸、イソドデセニルコハク酸、n-ドデシルコハク酸、イソドデシルコハク酸、n-オクテニルコハク酸、n-オクチルコハク酸、イソオクテニルコハク酸、イソオクチルコハク酸等が挙げられる。
脂環式ジカルボン酸としては、シクロヘキサンジカルボン酸等が挙げられる。
Examples of dicarboxylic acid compounds include aromatic dicarboxylic acid compounds, aliphatic dicarboxylic acid compounds, and alicyclic dicarboxylic acid compounds.
The number of carbon atoms in the dicarboxylic acid compound is preferably 2 or more, more preferably 3 or more, and preferably 30 or less, more preferably 20 or less.
Examples of aromatic dicarboxylic acid compounds include phthalic acid, isophthalic acid, and terephthalic acid. Among these, isophthalic acid and terephthalic acid are preferred, and terephthalic acid is more preferred.
Examples of aliphatic dicarboxylic acid compounds include oxalic acid, malonic acid, maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, itaconic acid, glutaconic acid, succinic acid, pentaneoic acid, adipic acid, sebacic acid, dodecaneoic acid, azelaic acid, and succinic acid substituted with an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
Examples of succinic acids substituted with aliphatic hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms include n-dodecenyl succinic acid, isododecenyl succinic acid, n-dodecyl succinic acid, isododecyl succinic acid, n-octenyl succinic acid, n-octyl succinic acid, isooctenyl succinic acid, and isooctyl succinic acid.
Examples of alicyclic dicarboxylic acids include cyclohexanedicarboxylic acid.
3価以上の多価カルボン酸化合物としては、例えば、1,2,4-ベンゼントリカルボン酸(トリメリット酸)、2,5,7-ナフタレントリカルボン酸、ピロメリット酸が挙げられる。 Examples of polycarboxylic acid compounds with three or more valent carboxylic acids include 1,2,4-benzenetricarboxylic acid (trimellitic acid), 2,5,7-naphthalentricarboxylic acid, and pyromellitic acid.
カルボン酸成分(b-ac)は、これらの中でも、好ましくは、テレフタル酸、イソフタル酸、マレイン酸、フマル酸、アルケニルコハク酸、及びトリメリット酸から選ばれる1種以上を含み、より好ましくは、テレフタル酸、イソフタル酸、フマル酸、及びトリメリット酸から選ばれる1種以上を含み、更に好ましくはテレフタル酸及びイソフタル酸から選ばれる1種以上の芳香族ジカルボン酸化合物を含む。
芳香族ジカルボン酸化合物の量は、カルボン酸成分(b-ac)中、好ましくは50モル%以上、より好ましくは70モル%以上、更に好ましくは90モル%以上、更に好ましくは95モル%以上であり、そして、100モル%以下であり、更に好ましくは100モル%である。
The carboxylic acid component (b-ac) preferably comprises one or more selected from terephthalic acid, isophthalic acid, maleic acid, fumaric acid, alkenyl succinic acid, and trimellitic acid, more preferably comprises one or more selected from terephthalic acid, isophthalic acid, fumaric acid, and trimellitic acid, and even more preferably comprises one or more aromatic dicarboxylic acid compounds selected from terephthalic acid and isophthalic acid.
The amount of aromatic dicarboxylic acid compound is preferably 50 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, even more preferably 90 mol% or more, even more preferably 95 mol% or more, and 100 mol% or less, and even more preferably 100 mol%, in the carboxylic acid component (b-ac).
なお、カルボン酸成分(b-ac)は、樹脂の重合度を制御する観点から、3価以上の多価カルボン酸化合物が適宜含有されていてもよい。 Furthermore, the carboxylic acid component (b-ac) may appropriately contain polycarboxylic acid compounds of trivalent or higher valentity, from the viewpoint of controlling the degree of polymerization of the resin.
アルコール成分(b-al)のヒドロキシ基(OH基)に対するカルボン酸成分(b-ac)のカルボキシ基(COOH基)の当量比〔COOH基/OH基〕は、好ましくは0.5以上、より好ましくは0.6以上、更に好ましくは0.7以上であり、そして、好ましくは1.2以下、より好ましくは1.0以下、更に好ましくは0.9以下である。 The equivalent ratio [COOH group/OH group] of the carboxyl group (COOH group) of the carboxylic acid component (b-ac) to the hydroxyl group (OH group) of the alcohol component (b-al) is preferably 0.5 or higher, more preferably 0.6 or higher, even more preferably 0.7 or higher, and preferably 1.2 or lower, more preferably 1.0 or lower, and even more preferably 0.9 or lower.
(ポリエチレンテレフタレート)
ポリエステル系樹脂(B)は、優れた低温定着性を維持しつつ定着温度幅を広げる観点、並びに耐熱保存性及び粉砕性を向上させる観点から、好ましくはポリエチレンテレフタレート(以下、「PET」ともいう)と原料モノマー(b)との縮合物である。
PETは、エチレングリコールと、テレフタル酸、テレフタル酸ジメチル等との重縮合物であり、PETの末端官能基と原料モノマー(b)とが縮合し、ポリエステル系樹脂(B)中に取り込まれる構成成分である。原料モノマー(b)との縮合の際にPETが解重合し、エチレングリコール、テレフタル酸、又は分解したポリマー鎖が生じる可能性があるが、これらは、ポリエステル系樹脂(B)の構成成分となり得る。
(Polyethylene terephthalate)
The polyester resin (B) is preferably a condensate of polyethylene terephthalate (hereinafter also referred to as "PET") and raw material monomer (b), from the viewpoint of broadening the fixing temperature range while maintaining excellent low-temperature fixing properties, as well as improving heat resistance and pulverability.
PET is a polycondensate of ethylene glycol and terephthalic acid, dimethyl terephthalate, etc., and is a component incorporated into polyester resin (B) through condensation of the terminal functional groups of PET with the raw material monomer (b). During condensation with the raw material monomer (b), PET may depolymerize, potentially producing ethylene glycol, terephthalic acid, or decomposed polymer chains, which can become components of polyester resin (B).
PETの固有粘度(以下「IV値」ともいう)は、粉砕性をより向上させる観点から、好ましくは0.4以上、より好ましくは0.45以上、更に好ましくは0.5以上、更に好ましくは0.55以上、更に好ましくは0.6以上であり、そして、好ましくは0.8以下、より好ましくは0.75以下、更に好ましくは0.7以下である。IV値は分子量の指標となる。PETのIV値は、原料モノマーの仕込みモル比、重縮合時間等により調整することができる。
IV値の測定は、例えば、フェノール/テトラクロロエタン=60/40(質量比)混合溶媒に0.4g/dLの濃度にて試料を溶解し、ウベローデ型粘度計にて測定を行い、以下の式に従って算出することができる。
〔式中、kはハギンズの定数であり、Cは試料溶液の濃度(g/dL)であり、η=(t1/t0)-1であり、t0は溶媒のみの落下秒数であり、t1は試料溶液の落下秒数である。kは0.33とする。〕
The intrinsic viscosity of PET (hereinafter also referred to as "IV value") is preferably 0.4 or higher, more preferably 0.45 or higher, even more preferably 0.5 or higher, even more preferably 0.55 or higher, even more preferably 0.6 or higher, and preferably 0.8 or lower, more preferably 0.75 or lower, and even more preferably 0.7 or lower, from the viewpoint of further improving pulverability. The IV value is an indicator of molecular weight. The IV value of PET can be adjusted by the molar ratio of the raw material monomers, the polycondensation time, etc.
The IV value can be measured, for example, by dissolving the sample at a concentration of 0.4 g/dL in a phenol/tetrachloroethane = 60/40 (mass ratio) mixed solvent, measuring it with an Ubbelohde viscometer, and calculating it according to the following formula.
[In the formula, k is Huggins' constant, C is the concentration of the sample solution (g/dL), η = ( t1 / t0 ) - 1, t0 is the number of seconds for the solvent only to fall, and t1 is the number of seconds for the sample solution to fall. Assume k is 0.33.]
PETは、常法に従って製造されたもの、又は市販品を用いることができる。
PETの市販品としては、例えば、Indorama Ventures社製の「RAMAPET BF3067」(IV値:0.64)、「RAMAPET L1」(IV値:0.60)、「RAMAPET N2G」(IV値:0.75);帝人株式会社製の「TRN―NTJ」(IV値:0.53)、「TRN―RTJC」(IV値:0.64)が挙げられる。
PET can be manufactured according to conventional methods or is a commercially available product.
Examples of commercially available PET products include "RAMAPET BF3067" (IV value: 0.64), "RAMAPET L1" (IV value: 0.60), and "RAMAPET N2G" (IV value: 0.75) from Indorama Ventures; and "TRN-NTJ" (IV value: 0.53) and "TRN-RTJC" (IV value: 0.64) from Teijin Limited.
ポリエステル系樹脂(B)中、PET成分の量は、優れた低温定着性を維持しつつ定着温度幅を広げる観点、並びに耐熱保存性及び粉砕性をより向上させる観点から、PET成分及びアルコール成分(b-al)の合計量100モル部に対して、好ましくは5モル部以上、より好ましくは7モル部以上、更に好ましくは10モル部以上であり、そして、好ましくは50モル部以下、より好ましくは40モル部以下、更に好ましくは30モル部以下である。
PET成分のモル数は、エチレングリコールとテレフタル酸の縮合ユニットのモル数として計算する。
In the polyester resin (B), the amount of PET component is preferably 5 moles or more, more preferably 7 moles or more, even more preferably 10 moles or more, and preferably 50 moles or less, more preferably 40 moles or less, and even more preferably 30 moles or less, based on 100 moles of the total amount of PET component and alcohol component (b-al), from the viewpoint of widening the fixing temperature range while maintaining excellent low-temperature fixing properties, and from the viewpoint of further improving heat resistance, storage properties, and pulverability.
The number of moles of the PET component is calculated as the number of moles of the condensation unit of ethylene glycol and terephthalic acid.
本発明に係る複合樹脂における付加重合系樹脂(A)の量は、優れた低温定着性を維持しつつ定着温度幅を広げる観点、並びに耐熱保存性及び生産性をより向上させる観点から、ポリエステル系樹脂(B)100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは2質量部以上、更に好ましくは3質量部以上、更に好ましくは4質量部以上であり、そして、好ましくは50質量部以下、より好ましくは30質量部以下、更に好ましくは20質量部以下、更に好ましくは10質量部以下、更に好ましくは7質量部以下、更に好ましくは5質量部以下である。 The amount of addition polymerization resin (A) in the composite resin according to the present invention is preferably 1 part by mass or more, more preferably 2 parts by mass or more, even more preferably 3 parts by mass or more, even more preferably 4 parts by mass or more, per 100 parts by mass of polyester resin (B), from the viewpoint of broadening the fixing temperature range while maintaining excellent low-temperature fixing properties, and from the viewpoint of further improving heat resistance, storage properties, and productivity.
本発明に係る複合樹脂の軟化点は、好ましくは70℃以上、より好ましくは80℃以上、更に好ましくは90℃以上、更に好ましくは100℃以上であり、そして、好ましくは170℃以下、より好ましくは150℃以下、更に好ましくは140℃以下、更に好ましくは135℃以下、更に好ましくは130℃以下、更に好ましくは120℃以下、更に好ましくは115℃以下である。
本発明に係る複合樹脂のガラス転移温度は、好ましくは50℃以上、より好ましくは53℃以上であり、そして、好ましくは80℃以下、より好ましくは70℃以下、更に好ましくは60℃以下である。
本発明に係る複合樹脂の酸価は、好ましくは50mgKOH/g以下、より好ましくは40mgKOH/g以下、更に好ましくは30mgKOH/g以下、更に好ましくは20mgKOH/g以下、更に好ましくは15mgKOH/g以下であり、そして、好ましくは2mgKOH/g以上、より好ましくは3mgKOH/g以上である。
本発明に係る複合樹脂の水酸基価は、好ましくは10mgKOH/g以上、より好ましくは20mgKOH/g以上、更に好ましくは30mgKOH/g以上、更に好ましくは40mgKOH/g以上であり、そして、好ましくは80mgKOH/g以下、より好ましくは70mgKOH/g以下、更に好ましくは60mgKOH/g以下、更に好ましくは55mgKOH/g以下である。
本発明に係る複合樹脂の軟化点、ガラス転移温度、酸価及び水酸基価をこれらの範囲にするには、原料モノマーの種類及び量、ラジカル発生剤量、触媒量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。
本発明に係る複合樹脂の軟化点、ガラス転移温度、酸価及び水酸基価の測定は実施例に記載の方法により行うことができる。
The softening point of the composite resin according to the present invention is preferably 70°C or higher, more preferably 80°C or higher, even more preferably 90°C or higher, even more preferably 100°C or higher, and preferably 170°C or lower, more preferably 150°C or lower, even more preferably 140°C or lower, even more preferably 135°C or lower, even more preferably 130°C or lower, even more preferably 120°C or lower, and even more preferably 115°C or lower.
The glass transition temperature of the composite resin according to the present invention is preferably 50°C or higher, more preferably 53°C or higher, and preferably 80°C or lower, more preferably 70°C or lower, and even more preferably 60°C or lower.
The acid value of the composite resin according to the present invention is preferably 50 mg KOH/g or less, more preferably 40 mg KOH/g or less, even more preferably 30 mg KOH/g or less, even more preferably 20 mg KOH/g or less, even more preferably 15 mg KOH/g or less, and preferably 2 mg KOH/g or more, more preferably 3 mg KOH/g or more.
The hydroxyl value of the composite resin according to the present invention is preferably 10 mg KOH/g or more, more preferably 20 mg KOH/g or more, even more preferably 30 mg KOH/g or more, even more preferably 40 mg KOH/g or more, and preferably 80 mg KOH/g or less, more preferably 70 mg KOH/g or less, even more preferably 60 mg KOH/g or less, and even more preferably 55 mg KOH/g or less.
The softening point, glass transition temperature, acid value, and hydroxyl value of the composite resin according to the present invention can be easily adjusted to these ranges by adjusting the type and amount of raw material monomers, the amount of radical generator, the amount of catalyst, etc., or by selecting reaction conditions.
The softening point, glass transition temperature, acid value, and hydroxyl value of the composite resin according to the present invention can be measured by the method described in the examples.
本発明の結着樹脂は、優れた低温定着性を維持しつつ定着温度幅を広げる観点、並びに耐熱保存性及び生産性をより向上させる観点から、前記複合樹脂を非晶性ポリエステル系樹脂として含有することが好ましい。 From the viewpoint of broadening the fixing temperature range while maintaining excellent low-temperature fixing properties, and from the viewpoint of further improving heat resistance, storage properties, and productivity, it is preferable that the binder resin of the present invention contains the composite resin as an amorphous polyester resin.
本発明の結着樹脂は、優れた低温定着性を維持しつつ定着温度幅を広げる観点、並びに耐熱保存性及び生産性をより向上させる観点から、軟化点が好ましくは5℃以上、より好ましくは10℃以上互いに異なる2種以上の非晶性ポリエステル系樹脂を含有することが好ましく、前記複合樹脂を低い軟化点を有する非晶性ポリエステル系樹脂として含有することがより好ましい。
2種以上の非晶性ポリエステル系樹脂の中で、最も低い軟化点を有するポリエステル系樹脂の軟化点は、耐熱保存性を向上させる観点から、好ましくは70℃以上、より好ましくは80℃以上、更に好ましくは90℃以上、更に好ましくは100℃以上であり、そして、低温定着性を向上させる観点から、好ましくは135℃以下、より好ましくは120℃以下、更に好ましくは115℃以下である。
2種以上の非晶性ポリエステル系樹脂の中で、最も高い軟化点を有するポリエステル系樹脂の軟化点は、耐高温オフセット性を向上させる観点から、好ましくは110℃以上、より好ましくは120℃以上であり、そして、低温定着性を向上させる観点から、好ましくは170℃以下、より好ましくは150℃以下、更に好ましくは140℃以下である。
本発明の結着樹脂は、トナーの生産性を向上させる観点から、高軟化点の非晶性ポリエステル系樹脂及び低軟化点の非晶性ポリエステル系樹脂の2種を併用することが好ましい。
高軟化点のポリエステル系樹脂と低軟化点のポリエステル系樹脂の軟化点の差は、耐高温オフセット性の観点から、好ましくは5℃以上、より好ましくは7℃以上、更に好ましくは10℃以上であり、そして、低温定着性及び耐熱保存性の観点から、好ましくは60℃以下、より好ましくは50℃以下、更に好ましくは40℃以下、更に好ましくは30℃以下、更に好ましくは25℃以下である。
The binder resin of the present invention preferably contains two or more amorphous polyester resins with different softening points, preferably 5°C or higher, more preferably 10°C or higher, from the viewpoint of broadening the fixing temperature range while maintaining excellent low-temperature fixing properties, and from the viewpoint of further improving heat resistance, storage properties, and productivity, and it is even more preferable that the composite resin is contained as an amorphous polyester resin having a low softening point.
Among two or more amorphous polyester resins, the polyester resin having the lowest softening point is preferably 70°C or higher, more preferably 80°C or higher, even more preferably 90°C or higher, and even more preferably 100°C or higher, from the viewpoint of improving heat-resistant storage properties, and preferably 135°C or lower, more preferably 120°C or lower, and even more preferably 115°C or lower, from the viewpoint of improving low-temperature fixing properties.
Among two or more amorphous polyester resins, the polyester resin having the highest softening point is preferably 110°C or higher, more preferably 120°C or higher, from the viewpoint of improving high-temperature offset resistance, and preferably 170°C or lower, more preferably 150°C or lower, and even more preferably 140°C or lower, from the viewpoint of improving low-temperature fixation.
From the viewpoint of improving toner productivity, it is preferable to use two types of binder resins in the present invention: an amorphous polyester resin with a high softening point and an amorphous polyester resin with a low softening point.
From the viewpoint of high-softening-point polyester resin and low-softening-point polyester resin, the difference in softening points is preferably 5°C or higher, more preferably 7°C or higher, and even more preferably 10°C or higher. From the viewpoint of low-temperature fixability and heat-resistant storage, it is preferably 60°C or lower, more preferably 50°C or lower, even more preferably 40°C or lower, even more preferably 30°C or lower, and even more preferably 25°C or lower.
本発明の結着樹脂中の複合樹脂の含有量は、優れた低温定着性を維持しつつ定着温度幅を広げる観点、並びに耐熱保存性及び生産性をより向上させる観点から、好ましくは50質量%以上、より好ましくは55質量%以上、更に好ましくは60質量%以上であり、そして、100質量%以下、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下、更に好ましくは70質量%以下である。 The content of the composite resin in the binder resin of the present invention is preferably 50% by mass or more, more preferably 55% by mass or more, even more preferably 60% by mass or more, and also 100% by mass or less, preferably 90% by mass or less, more preferably 80% by mass or less, and even more preferably 70% by mass or less, from the viewpoint of broadening the fixing temperature range while maintaining excellent low-temperature fixing properties, and further improving heat resistance and productivity.
<非晶性ポリエステル系樹脂>
本発明の結着樹脂は、優れた低温定着性を維持しつつ定着温度幅を広げる観点、並びに耐熱保存性及び生産性をより向上させる観点から、非晶性ポリエステル系樹脂を更に含有することが好ましい。
非晶性ポリエステル系樹脂は、好ましくは前記複合樹脂の軟化点とは異なる軟化点を有するものであり、より好ましくは前記複合樹脂の軟化点より高い軟化点を有するものである。すなわち、本発明の結着樹脂は、前記複合樹脂を低軟化点の非晶性ポリエステル系樹脂として、前記非晶性ポリエステル系樹脂を高軟化点の非晶性ポリエステル系樹脂として含有することが好ましい。この場合、複合樹脂の軟化点と非晶性ポリエステル系樹脂の軟化点との差は、前述の高軟化点のポリエステル系樹脂と低軟化点のポリエステル系樹脂の軟化点の差と同じ範囲であることが好ましい。
<Amorphous polyester resin>
The binder resin of the present invention preferably further contains an amorphous polyester resin, from the viewpoint of broadening the fixing temperature range while maintaining excellent low-temperature fixing properties, and from the viewpoint of further improving heat resistance and productivity.
The amorphous polyester resin preferably has a softening point different from that of the composite resin, and more preferably has a softening point higher than that of the composite resin. That is, the binder resin of the present invention preferably contains the composite resin as an amorphous polyester resin with a low softening point and the amorphous polyester resin as an amorphous polyester resin with a high softening point. In this case, the difference between the softening point of the composite resin and the softening point of the amorphous polyester resin is preferably within the same range as the difference between the softening points of the high softening point polyester resin and the low softening point polyester resin.
非晶性ポリエステル系樹脂は、好ましくはアルコール成分とカルボン酸成分との縮合物である非晶性ポリエステル樹脂である。
非晶性ポリエステル系樹脂のアルコール成分及びカルボン酸成分の例は、前述のポリエステル系樹脂(B)のアルコール成分(b-al)及びカルボン酸成分(b-ac)の例と同様である。
非晶性ポリエステル系樹脂のアルコール成分としては、BPA-AOが好ましい。
BPA-AOは、好ましくはBPA-PO及びBPA-EOから選ばれる1種以上である。
非晶性ポリエステル系樹脂のカルボン酸成分としては、芳香族ジカルボン酸化合物、脂肪族ジカルボン酸化合物、3価以上の多価カルボン酸化合物が好ましい。
芳香族ジカルボン酸化合物としては、テレフタル酸、イソフタル酸が好ましく、テレフタル酸がより好ましい。
芳香族ジカルボン酸化合物の量は、カルボン酸成分中、好ましくは20モル%以上、より好ましくは40モル%以上、更に好ましくは60モル%以上であり、そして、好ましくは90モル%以下、より好ましくは80モル%以下、更に好ましくは70モル%以下である。
脂肪族ジカルボン酸化合物としては、マレイン酸、フマル酸、アルケニルコハク酸が好ましく、アルケニルコハク酸がより好ましい。
脂肪族ジカルボン酸化合物の量は、カルボン酸成分中、好ましくは1モル%以上、より好ましくは3モル%以上、更に好ましくは5モル%以上であり、そして、好ましくは20モル%以下、より好ましくは15モル%以下、更に好ましくは10モル%以下である。
3価以上の多価カルボン酸化合物としては、トリメリット酸又はその無水物が好ましい。
3価以上の多価カルボン酸化合物の量は、カルボン酸成分中、好ましくは5モル%以上、より好ましくは10モル%以上、更に好ましくは20モル%以上であり、そして、好ましくは40モル%以下、より好ましくは35モル%以下、更に好ましくは30モル%以下である。
The amorphous polyester resin is preferably an amorphous polyester resin which is a condensate of an alcohol component and a carboxylic acid component.
Examples of alcohol and carboxylic acid components in amorphous polyester resins are the same as the examples of alcohol (b-al) and carboxylic acid components (b-ac) in the polyester resin (B) described above.
BPA-AO is preferred as the alcohol component of the amorphous polyester resin.
BPA-AO is preferably one or more selected from BPA-PO and BPA-EO.
As the carboxylic acid component of amorphous polyester resins, aromatic dicarboxylic acid compounds, aliphatic dicarboxylic acid compounds, and polycarboxylic acid compounds with a valency of three or higher are preferred.
As aromatic dicarboxylic acid compounds, terephthalic acid and isophthalic acid are preferred, with terephthalic acid being more preferred.
The amount of aromatic dicarboxylic acid compound is preferably 20 mol% or more, more preferably 40 mol% or more, even more preferably 60 mol% or more, and preferably 90 mol% or less, more preferably 80 mol% or less, and even more preferably 70 mol% or less, in the carboxylic acid component.
Preferred aliphatic dicarboxylic acid compounds include maleic acid, fumaric acid, and alkenyl succinic acid, with alkenyl succinic acid being more preferred.
The amount of aliphatic dicarboxylic acid compound is preferably 1 mol% or more, more preferably 3 mol% or more, even more preferably 5 mol% or more, and preferably 20 mol% or less, more preferably 15 mol% or less, and even more preferably 10 mol% or less, relative to the carboxylic acid component.
As the polycarboxylic acid compound with a valency of 3 or higher, trimellitic acid or its anhydride is preferred.
The amount of trivalent or higher polycarboxylic acid compounds is preferably 5 mol% or more, more preferably 10 mol% or more, even more preferably 20 mol% or more, and preferably 40 mol% or less, more preferably 35 mol% or less, and even more preferably 30 mol% or less, in the carboxylic acid component.
(非晶性ポリエステル系樹脂の物性)
非晶性ポリエステル系樹脂の軟化点は、好ましくは90℃以上、より好ましくは100℃以上、更に好ましくは110℃以上、更に好ましくは120℃以上、更に好ましくは120℃超であり、そして、好ましくは170℃以下、より好ましくは150℃以下、更に好ましくは130℃以下である。
前記複合樹脂の軟化点が80℃以上120℃以下である場合、非晶性ポリエステル系樹脂の軟化点は、好ましくは120℃超、より好ましくは123℃以上であり、そして、好ましくは170℃以下、より好ましくは150℃以下、更に好ましくは130℃以下である。
(Physical properties of amorphous polyester resins)
The softening point of amorphous polyester resin is preferably 90°C or higher, more preferably 100°C or higher, even more preferably 110°C or higher, even more preferably 120°C or higher, even more preferably above 120°C, and preferably 170°C or lower, more preferably 150°C or lower, and even more preferably 130°C or lower.
When the softening point of the composite resin is 80°C or higher and 120°C or lower, the softening point of the amorphous polyester resin is preferably above 120°C, more preferably above 123°C, and preferably below 170°C, more preferably below 150°C, and even more preferably below 130°C.
非晶性ポリエステル系樹脂のガラス転移温度は、好ましくは40℃以上、より好ましくは45℃以上、更に好ましくは50℃以上であり、そして、好ましくは90℃以下、より好ましくは80℃以下、更に好ましくは70℃以下である。 The glass transition temperature of amorphous polyester resins is preferably 40°C or higher, more preferably 45°C or higher, even more preferably 50°C or higher, and preferably 90°C or lower, more preferably 80°C or lower, and even more preferably 70°C or lower.
非晶性ポリエステル系樹脂の酸価は、好ましくは2mgKOH/g以上、より好ましくは5mgKOH/g以上、更に好ましくは10mgKOH/g以上であり、そして、好ましくは40mgKOH/g以下、より好ましくは30mgKOH/g以下、更に好ましくは20mgKOH/g以下である。
非晶性ポリエステル系樹脂の水酸基価は、好ましくは10mgKOH/g以上、より好ましくは20mgKOH/g以上、更に好ましくは30mgKOH/g以上であり、そして、好ましくは50mgKOH/g以下、より好ましくは45mgKOH/g以下、更に好ましくは40mgKOH/g以下である。
The acid value of the amorphous polyester resin is preferably 2 mg KOH/g or more, more preferably 5 mg KOH/g or more, even more preferably 10 mg KOH/g or more, and preferably 40 mg KOH/g or less, more preferably 30 mg KOH/g or less, and even more preferably 20 mg KOH/g or less.
The hydroxyl value of the amorphous polyester resin is preferably 10 mg KOH/g or more, more preferably 20 mg KOH/g or more, even more preferably 30 mg KOH/g or more, and preferably 50 mg KOH/g or less, more preferably 45 mg KOH/g or less, and even more preferably 40 mg KOH/g or less.
非晶性ポリエステル系樹脂の軟化点、ガラス転移温度、酸価、及び水酸基価は、原料モノマーの種類及びその仕込みモル比、並びに反応温度、反応時間、冷却速度等の製造条件により適宜調整することができる。それらの値は、後述の実施例に記載の方法により求められる。なお、非晶性ポリエステル系樹脂を2種以上組み合わせて使用する場合は、それらの混合物として得られた物性の値がそれぞれ前記範囲内であることが好ましい。 The softening point, glass transition temperature, acid value, and hydroxyl value of amorphous polyester resins can be appropriately adjusted depending on the type of raw material monomer, its molar ratio, and manufacturing conditions such as reaction temperature, reaction time, and cooling rate. These values can be determined by the method described in the examples below. When using two or more amorphous polyester resins in combination, it is preferable that the physical properties obtained from the mixture are within the aforementioned ranges.
本発明の結着樹脂中の非晶性ポリエステル系樹脂の含有量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更に好ましくは30質量%以上であり、そして、好ましくは50質量%以下、より好ましくは45質量%以下、更に好ましくは40質量%以下である。
本発明の結着樹脂に含まれる複合樹脂と非晶性ポリエステル系樹脂との質量比[複合樹脂/非晶性ポリエステル系樹脂]は、好ましくは0.5以上、より好ましくは1.0以上、更に好ましくは1.5以上、更に好ましくは1.7以上であり、そして、好ましくは4.0以下、より好ましくは3.0以下、更に好ましくは2.0以下である。
The content of amorphous polyester resin in the binder resin of the present invention is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, even more preferably 30% by mass or more, and preferably 50% by mass or less, more preferably 45% by mass or less, and even more preferably 40% by mass or less.
The mass ratio [composite resin/amorphous polyester resin] of the composite resin to the amorphous polyester resin contained in the binder resin of the present invention is preferably 0.5 or more, more preferably 1.0 or more, even more preferably 1.5 or more, even more preferably 1.7 or more, and preferably 4.0 or less, more preferably 3.0 or less, and even more preferably 2.0 or less.
<結晶性ポリエステル系樹脂>
本発明の結着樹脂は、優れた低温定着性を維持しつつ定着温度幅を広げる観点、並びに耐熱保存性及び生産性をより向上させる観点から、結晶性ポリエステル系樹脂を更に含有することが好ましい。
結晶性ポリエステル系樹脂としては、例えば、結晶性ポリエステル樹脂、ポリエステル樹脂セグメント及びビニル系樹脂セグメントを有する結晶性複合樹脂が挙げられる。結晶性ポリエステル樹脂としては、例えば、炭素数2以上16以下のα,ω-脂肪族ジオールを含むアルコール成分と炭素数2以上14以下の脂肪族ジカルボン酸化合物を含むカルボン酸成分との重縮合物が挙げられる。具体的には、結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、特開2016-45358号公報に記載のものが挙げられる。
<Crystalline polyester resin>
The binder resin of the present invention preferably further contains a crystalline polyester resin, from the viewpoint of broadening the fixing temperature range while maintaining excellent low-temperature fixing properties, and from the viewpoint of further improving heat resistance and productivity.
Examples of crystalline polyester resins include crystalline composite resins having a crystalline polyester resin, a polyester resin segment, and a vinyl resin segment. Examples of crystalline polyester resins include polycondensates of an alcohol component containing an α,ω-aliphatic diol having 2 to 16 carbon atoms and a carboxylic acid component containing an aliphatic dicarboxylic acid compound having 2 to 14 carbon atoms. Specifically, examples of crystalline polyester resins include those described in Japanese Patent Application Publication No. 2016-45358.
本発明の結着樹脂中の結晶性ポリエステル系樹脂の含有量は、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、更に好ましくは1質量%以上、更に好ましくは3質量%以上であり、そして、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、更に好ましくは7質量%以下である。 The content of crystalline polyester resin in the binder resin of the present invention is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, even more preferably 1% by mass or more, even more preferably 3% by mass or more, and preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and even more preferably 7% by mass or less.
本発明の結着樹脂中の複合樹脂、非晶性ポリエステル系樹脂、及び結晶性ポリエステル系樹脂の合計含有量は、優れた低温定着性を維持しつつ定着温度幅を広げる観点、並びに耐熱保存性及び粉砕性をより向上させる観点から、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは98質量%以上であり、そして、100質量%以下である。
本発明の結着樹脂中に含まれる複合樹脂及び非晶性ポリエステル系樹脂の合計含有量と、結晶性ポリエステル系樹脂の含有量の質量比[(複合樹脂及び非晶性ポリエステル系樹脂の合計含有量)/(結晶性ポリエステル系樹脂の含有量)]は、好ましくは70/30以上、より好ましくは80/20以上、更に好ましくは90/10以上であり、そして、低温定着性の観点から、好ましくは98/2以下、より好ましくは97/3以下、更に好ましくは96/4以下である。
The total content of the composite resin, amorphous polyester resin, and crystalline polyester resin in the binder resin of the present invention is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, even more preferably 98% by mass or more, and 100% by mass or less, from the viewpoint of broadening the fixing temperature range while maintaining excellent low-temperature fixing properties, and from the viewpoint of further improving heat resistance and pulverability.
The mass ratio of the total content of composite resin and amorphous polyester resin to the content of crystalline polyester resin in the binder resin of the present invention [(total content of composite resin and amorphous polyester resin) / (content of crystalline polyester resin)] is preferably 70/30 or more, more preferably 80/20 or more, even more preferably 90/10 or more, and from the viewpoint of low-temperature fixation, it is preferably 98/2 or less, more preferably 97/3 or less, and even more preferably 96/4 or less.
[トナー用結着樹脂の製造方法]
本発明の結着樹脂は、付加重合系樹脂ユニットを構成する付加重合系樹脂(A)とポリエステル系樹脂ユニットを構成するポリエステル系樹脂(B)とを共有結合を介して結合させて複合化し、前記複合樹脂を得る工程を含む方法により製造することができる。
[Manufacturing method for binder resin for toner]
The binder resin of the present invention can be manufactured by a method that includes the step of compounding an addition polymerization resin (A) constituting an addition polymerization resin unit and a polyester resin (B) constituting a polyester resin unit by covalent bonding to obtain the composite resin.
<複合樹脂の製造>
付加重合系樹脂(A)とポリエステル系樹脂(B)との複合化は、複合化を十分なものとし、優れた低温定着性を維持しつつ定着温度幅を広げる観点、並びに耐熱保存性及び生産性をより向上させる観点から、これら樹脂(A)及び樹脂(B)のいずれとも反応し得る化合物(以下、「両反応性化合物」ともいう)を介した共有結合の形成により行うことが好ましい。両反応性化合物は、付加重合系樹脂(A)及びポリエステル系樹脂(B)を構成する原料モノマーのいずれとも反応し得る化合物が好ましく、例えば次の一般式(II-1)及び(II-2)で表わされるものが挙げられる。
<Manufacturing of composite resins>
The compounding of the addition polymerization resin (A) and the polyester resin (B) is preferably carried out by forming a covalent bond via a compound that can react with either resin (A) or resin (B) (hereinafter also referred to as "both reactive compounds"), from the viewpoint of ensuring sufficient compounding, widening the fixing temperature range while maintaining excellent low-temperature fixing properties, and further improving heat resistance and productivity. The both reactive compounds are preferably compounds that can react with either the raw material monomers constituting the addition polymerization resin (A) or the polyester resin (B), and examples include those represented by the following general formulas (II-1) and (II-2).
〔式中、R21、R22及びR23は同一又は異なって、水素原子、水酸基、置換基を有していてもよいアルキル基、アルコキシ基、アリール基若しくはビニル基又はハロゲン原子を示し、これらは互いに結合して環を形成していてもよい。A及びBは同一又は異なって、下記の一般式(III-1)、一般式(III-2)又は一般式(III-3)で表わされる基を示す。X及びYは同一又は異なって、-COOR4(R4は水素原子又は置換基を有していてもよい低級アルキル基を示す)を示す。〕
[In the formula, R 21 , R 22 , and R 23 are the same or different and represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, an optionally substituted alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, a vinyl group, or a halogen atom, which may be bonded to each other to form a ring. A and B are the same or different and represent a group represented by the following general formula (III-1), general formula (III-2), or general formula (III-3). X and Y are the same or different and represent -COOR 4 (where R 4 represents a hydrogen atom or an optionally substituted lower alkyl group).]
〔式中、R31、R32及びR33は同一又は異なって、水素原子、水酸基、置換基を有していてもよいアルキル基、アルコキシ基、アリール基若しくはビニル基又はハロゲン原子を示し、これらは互いに結合して環を形成していてもよい。mは0以上5以下、nは0以上2以下の数を示す。〕
[In the formula, R 31 , R 32 , and R 33 are the same or different and represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, an optionally substituted alkyl group, alkoxy group, aryl group, vinyl group, or halogen atom, which may be bonded to each other to form a ring. m represents a number between 0 and 5, and n represents a number between 0 and 2.]
ここで、これらの両反応性化合物は付加重合系樹脂(A)及びポリエステル系樹脂(B)の原料モノマーのいずれとも反応し得ることが好ましいが、付加重合系樹脂(A)及びポリエステル系樹脂(B)の原料モノマーがそれぞれ2種以上ある場合には、少なくともこのうちの1つと反応し得ればよい。 Here, it is preferable that both reactive compounds can react with either the raw material monomers of the addition polymerization resin (A) or the polyester resin (B). However, if there are two or more raw material monomers for each of the addition polymerization resin (A) and the polyester resin (B), it is sufficient that they can react with at least one of them.
一般式(II-1)、(II-2)、及び(III-1)~(III-3)中、R21~R23及びR31~R33で示されるもののうち、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、ビニル基、及びハロゲン原子の具体例又は好ましい態様は以下のとおりである。
アルキル基としては、直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1以上6以下、好ましくは炭素数1以上4以下であり、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基が挙げられる。これらのアルキル基は、フェニル基、ナフチル基、水酸基等で置換されていてもよい。
アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、i-プロポキシ基、t-ブトキシ基が挙げられ、これらの基は、水酸基、カルボキシル基等で置換されていてもよい。
アリール基としては、例えば、フェニル基、ベンジル基、ナフチル基が挙げられ、これらの基は、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、カルボキシル基、水酸基等で置換されていてもよい。
ビニル基は、例えば、水酸基、フェニル基、アルキル基、アルコキシ基、カルボキシル基で置換されていてもよい。
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、塩素原子、臭素原子が好ましい。
R4で示される低級アルキル基は、好ましくは炭素数1以上4以下であり、メチル基、エチル基等が挙げられ、これらの基は水酸基等で置換されていてもよい。
In general formulas (II-1), (II-2), and (III-1) to (III-3), specific examples or preferred embodiments of alkyl groups, alkoxy groups, aryl groups, vinyl groups, and halogen atoms represented by R 21 to R 23 and R 31 to R 33 are as follows.
The alkyl group is a linear or branched group having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms. Examples include methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, and tert-butyl groups. These alkyl groups may be substituted with phenyl, naphthyl, or hydroxyl groups.
Examples of alkoxy groups include methoxy groups, ethoxy groups, n-propoxy groups, i-propoxy groups, and t-butoxy groups, and these groups may be substituted with hydroxyl groups, carboxyl groups, etc.
Examples of aryl groups include phenyl, benzyl, and naphthyl groups, and these groups may be substituted with methyl, ethyl, methoxy, ethoxy, carboxyl, or hydroxyl groups.
The vinyl group may be substituted with, for example, a hydroxyl group, a phenyl group, an alkyl group, an alkoxy group, or a carboxyl group.
Examples of halogen atoms include fluorine, chlorine, bromine, and iodine atoms, with chlorine and bromine atoms being preferred.
The lower alkyl group represented by R4 preferably has 1 to 4 carbon atoms, and examples include methyl groups and ethyl groups, and these groups may be substituted with hydroxyl groups or the like.
一般式(II-2)においてXがカルボキシ基である場合、該一般式(II-2)で表わされる化合物としては、下記の一般式(IV-1)~(IV-3)で表されるエチレン性不飽和モノカルボン酸化合物が挙げられる。
〔式中、R41及びR42は、R21~R23と同様の、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、アリール基若しくはビニル基又はハロゲン原子を示す。R43及びR44は、同一又は異なって、R21~R23と同様の、置換基を有していてもよいアルキル基、アリール基若しくはビニル基又はハロゲン原子を示す。Aは前記と同じである。〕
When X is a carboxyl group in general formula (II-2), examples of compounds represented by general formula (II-2) include the ethylenically unsaturated monocarboxylic acid compounds represented by the following general formulas (IV-1) to (IV-3).
[In the formula, R 41 and R 42 represent a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group, aryl group, vinyl group, or halogen atom, similar to R 21 to R 23. R 43 and R 44 are the same or different, similar to R 21 to R 23 , representing an optionally substituted alkyl group, aryl group, vinyl group, or halogen atom. A is the same as described above.]
一般式(IV-1)~(IV-3)で表されるエチレン性不飽和モノカルボン酸化合物の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、桂皮酸、並びにこれらの低級アルキルエステル及び無水物が挙げられる。 Specific examples of ethylenically unsaturated monocarboxylic acid compounds represented by general formulas (IV-1) to (IV-3) include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, cinnamic acid, and their lower alkyl esters and anhydrides.
一般式(II-1)においてX及びYがカルボキシ基である場合、該一般式(II-1)で表わされる化合物としては、下記の一般式(V-1)及び(V-2)で表されるエチレン性不飽和ジカルボン酸化合物が挙げられる。
〔式中、R51及びR52は、R21~R23と同様の、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、アリール基若しくはビニル基又はハロゲン原子を示す。A及びBは前記と同じである。〕
When X and Y are carboxyl groups in general formula (II-1), examples of compounds represented by general formula (II-1) include ethylenically unsaturated dicarboxylic acid compounds represented by the following general formulas (V-1) and (V-2).
[In the formula, R 51 and R 52 represent a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group, aryl group, vinyl group, or halogen atom, similar to R 21 to R 23. A and B are the same as described above.]
一般式(V-1)及び(V-2)で表されるエチレン性不飽和ジカルボン酸化合物の具体例としては、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、メサコン酸、シトラコン酸、並びにこれらの低級アルキルエステル及び無水物が挙げられる。 Specific examples of ethylenically unsaturated dicarboxylic acid compounds represented by general formulas (V-1) and (V-2) include maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, mesaconic acid, citraconic acid, and their lower alkyl esters and anhydrides.
両反応性化合物としては、複合化を十分なものとし、優れた低温定着性を維持しつつ定着温度幅を広げる観点、並びに耐熱保存性及び生産性をより向上させる観点から、好ましくはエチレン性不飽和モノカルボン酸化合物であり、より好ましくはアクリル酸及びメタクリル酸から選ばれる1種以上である。
両反応性化合物は、付加重合系樹脂(A)及びポリエステル系樹脂(B)のいずれか一方の原料モノマーとして複合化前にポリマー骨格に導入した後、該両反応性化合物を介して他方の樹脂と複合化することが好ましく、複合化を十分なものとする観点から、付加重合系樹脂(A)の原料モノマー(a)として複合化前にポリマー骨格に導入した後、該両反応性化合物を介してポリエステル系樹脂(B)と複合化することがより好ましい。
The reactive compounds are preferably ethylenically unsaturated monocarboxylic acid compounds, and more preferably one or more selected from acrylic acid and methacrylic acid, from the viewpoint of ensuring sufficient compounding, broadening the fixing temperature range while maintaining excellent low-temperature fixing properties, and further improving heat resistance, storage properties, and productivity.
It is preferable to introduce both reactive compounds into the polymer backbone as raw material monomers for either the addition polymerization resin (A) or the polyester resin (B) before compounding, and then compound them with the other resin via the reactive compounds. From the viewpoint of ensuring sufficient compounding, it is even more preferable to introduce them into the polymer backbone as raw material monomer (a) for the addition polymerization resin (A) before compounding, and then compound them with the polyester resin (B) via the reactive compounds.
付加重合系樹脂(A)及びポリエステル系樹脂(B)のいずれとも反応し得る両反応性化合物の量は、付加重合系樹脂ユニットを構成する付加重合系樹脂(A)の原料モノマー(a)中、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは3質量%以上、更に好ましくは5質量%以上であり、そして、好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下、更に好ましくは20質量%以下、更に好ましくは15質量%以下である。 The amount of both reactive compounds, which can react with either the addition polymerization resin (A) or the polyester resin (B), is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, even more preferably 5% by mass or more, and preferably 40% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, even more preferably 20% by mass or less, and even more preferably 15% by mass or less, in the raw material monomer (a) of the addition polymerization resin (A) constituting the addition polymerization resin unit.
付加重合系樹脂(A)及びポリエステル系樹脂(B)の複合化方法としては、(i)付加重合系樹脂(A)とポリエステル系樹脂(B)との高分子反応による方法、(ii)付加重合系樹脂(A)の存在下、ポリエステル系樹脂(B)の構成成分を反応させる方法、(iii)ポリエステル系樹脂(B)の構成成分の一部を反応させた後、付加重合系樹脂(A)とポリエステル系樹脂(B)の構成成分の残りを添加して反応を行う方法等が挙げられる。 Methods for compounding an addition polymerization resin (A) and a polyester resin (B) include: (i) a polymer reaction between the addition polymerization resin (A) and the polyester resin (B); (ii) a reaction of the components of the polyester resin (B) in the presence of the addition polymerization resin (A); and (iii) a reaction in which a portion of the components of the polyester resin (B) are reacted, and then the remaining components of the addition polymerization resin (A) and polyester resin (B) are added to carry out the reaction.
方法(i)の場合、付加重合系樹脂(A)とポリエステル系樹脂(B)のそれぞれの重合系は、独立した反応系で重合反応が行われるものが好ましい。付加重合系樹脂(A)の重合系は付加重合型で、ポリエステル系樹脂(B)の重合系は重縮合型であることが好ましい。付加重合系樹脂(A)及びポリエステル系樹脂(B)の重合反応は、それぞれ独立した反応系であれば、2つの重合反応の進行及び完結は時間的に同時である必要はなく、それぞれの反応機構に応じて反応温度及び時間を適当に選択して反応を進行、完結させればよい。
また、方法(i)の高分子反応において、付加重合系樹脂(A)とポリエステル系樹脂(B)との混合方法に特に制限はなく、例えば、原料モノマー(b)及び必要に応じてPETを縮合させて得られるポリエステル系樹脂(B)を単離した後、該ポリエステル系樹脂(B)と付加重合系樹脂(A)と混合する方法、原料モノマー(b)及び必要に応じてPETを縮合させて得られるポリエステル系樹脂(B)を単離せずに引き続き付加重合系樹脂(A)を添加して混合する方法が挙げられる。方法(i)において、PETは反応系内でエチレングリコールと、テレフタル酸、テレフタル酸ジメチル等との重縮合により製造してもよく、前述の市販品を用いてもよい。
In method (i), it is preferable that the polymerization reactions of the addition polymerization resin (A) and the polyester resin (B) are carried out in independent reaction systems. It is preferable that the polymerization system for the addition polymerization resin (A) is of the addition polymerization type, and the polymerization system for the polyester resin (B) is of the polycondensation type. As long as the polymerization reactions of the addition polymerization resin (A) and the polyester resin (B) are in independent reaction systems, the progress and completion of the two polymerization reactions do not need to be simultaneous in time; the reaction temperature and time can be appropriately selected according to the respective reaction mechanisms to allow the reactions to proceed and be completed.
Furthermore, in the polymer reaction of method (i), there are no particular restrictions on the method of mixing the addition polymerization resin (A) and the polyester resin (B). For example, one method is to isolate the polyester resin (B) obtained by condensing the raw material monomer (b) and optionally PET, and then mix the polyester resin (B) with the addition polymerization resin (A). Another method is to add and mix the addition polymerization resin (A) without isolating the polyester resin (B) obtained by condensing the raw material monomer (b) and optionally PET. In method (i), PET may be produced in the reaction system by polycondensation of ethylene glycol with terephthalic acid, dimethyl terephthalate, etc., or the aforementioned commercially available product may be used.
方法(ii)の場合、付加重合系樹脂(A)の存在下で反応させるポリエステル系樹脂(B)の構成成分は、原料モノマー(b)であってもよく、原料モノマー(b)及びPETであってもよい。 In method (ii), the components of the polyester resin (B) reacted in the presence of the addition polymerization resin (A) may be the raw material monomer (b), or the raw material monomer (b) and PET.
方法(iii)の場合、アルコール成分(b-al)とカルボン酸成分(b-ac)の一部とを反応させた後、付加重合系樹脂(A)とカルボン酸成分(b-ac)の残りとを添加して反応を行う方法が挙げられる。ポリエステル系樹脂(B)が、PETと原料モノマー(b)との縮合物である場合には、アルコール成分(b-al)とカルボン酸成分(b-ac)の一部との反応、及び付加重合系樹脂(A)とカルボン酸成分(b-ac)の残りとの反応のいずれかの反応においてPETを添加して反応させることが好ましい。また、方法(iii)において、PETは反応系内でエチレングリコールと、テレフタル酸、テレフタル酸ジメチル等との重縮合により製造してもよく、前述の市販品を用いてもよい。 In method (iii), a method is used in which the alcohol component (b-al) is reacted with a portion of the carboxylic acid component (b-ac), and then the addition polymerization resin (A) and the remainder of the carboxylic acid component (b-ac) are added to carry out the reaction. If the polyester resin (B) is a condensate of PET and the raw material monomer (b), it is preferable to add PET during either the reaction between the alcohol component (b-al) and a portion of the carboxylic acid component (b-ac), or the reaction between the addition polymerization resin (A) and the remainder of the carboxylic acid component (b-ac). Furthermore, in method (iii), PET may be produced in the reaction system by polycondensation of ethylene glycol with terephthalic acid, dimethyl terephthalate, etc., or the aforementioned commercially available product may be used.
これらの方法の中でも、分子量や分子量分布、及びモノマーの共重合性を制御し、優れた低温定着性を維持しつつ定着温度幅を広げる観点、並びに耐熱保存性及び粉砕性を向上させる観点から、前述の方法(i)が好ましい。すなわち、本発明の結着樹脂は、下記の工程I及び工程IIを含む方法より製造することが好ましい。
工程I:原料モノマー(a)の重合を行い、付加重合系樹脂(A)を得る工程
工程II:アルコール成分(b-al)及びカルボン酸成分(b-ac)を反応させた後、工程Iで得られた付加重合系樹脂(A)を添加して反応を行い、前記複合樹脂を得る工程
Among these methods, method (i) described above is preferred from the viewpoint of controlling molecular weight, molecular weight distribution, and copolymerizability of monomers, widening the fixing temperature range while maintaining excellent low-temperature fixing properties, and improving heat resistance and pulverability. In other words, the binder resin of the present invention is preferably produced by a method comprising the following steps I and II.
Step I: A step in which raw material monomer (a) is polymerized to obtain an addition polymerization resin (A). Step II: A step in which an alcohol component (b-al) and a carboxylic acid component (b-ac) are reacted, and then the addition polymerization resin (A) obtained in Step I is added and the reaction is carried out to obtain the composite resin.
工程Iは、前述の付加重合系樹脂(A)で説明したとおりである。
工程IIにおいては、アルコール成分(b-al)及びカルボン酸成分(b-ac)の反応は、エステル交換反応及び縮合反応であることが好ましい。
また、ポリエステル系樹脂(B)が、PETと原料モノマー(b)との縮合物である場合には、工程IIは、PET、アルコール成分(b-al)、及びカルボン酸成分(b-ac)を反応させた後、工程Iで得られた付加重合系樹脂(A)を添加して反応を行い、前記複合樹脂を得る工程(以下、「工程II’」ともいう)であることが好ましい。
工程II’の場合、PETの原料モノマーであるエチレングリコール及びテレフタル酸とアルコール成分(b-al)及びカルボン酸成分(b-ac)とでエステル交換反応が起こり、ポリエステル系樹脂(B)を構成するPET鎖とアルコール成分(b-al)及びカルボン酸成分(b-ac)とが重縮合して形成されるポリマー鎖との相溶性を向上させることができる。
Step I is as described above for the addition polymerization resin (A).
In step II, the reaction between the alcohol component (b-al) and the carboxylic acid component (b-ac) is preferably a transesterification reaction and a condensation reaction.
Furthermore, if the polyester resin (B) is a condensate of PET and raw material monomer (b), it is preferable that step II is a step in which PET, an alcohol component (b-al), and a carboxylic acid component (b-ac) are reacted, and then the addition polymerization resin (A) obtained in step I is added and the reaction is carried out to obtain the composite resin (hereinafter also referred to as "step II'").
In step II', a transesterification reaction occurs between ethylene glycol and terephthalic acid, which are the raw material monomers for PET, and the alcohol component (b-al) and the carboxylic acid component (b-ac). This improves the compatibility between the PET chains constituting the polyester resin (B) and the polymer chains formed by the polycondensation of the alcohol component (b-al) and the carboxylic acid component (b-ac).
工程II又は工程II’において、アルコール成分(b-al)、カルボン酸成分(b-ac)、及び必要に応じて用いるPETの反応、並びに付加重合系樹脂(A)を添加した後の反応は、必要に応じて、2-エチルヘキサン酸錫(II)、酸化ジブチル錫、チタンジイソプロピレートビストリエタノールアミネート等のエステル化触媒をポリエステル系樹脂(B)の構成成分の総量100質量部に対し0.01質量部以上5質量部以下;没食子酸(3,4,5-トリヒドロキシ安息香酸と同じ。)等のエステル化助触媒をポリエステル系樹脂(B)の構成成分の総量100質量部に対し0.001質量部以上0.5質量部以下用いてもよい。
また、原料モノマー(b)としてフマル酸等の不飽和結合を有するモノマーを使用する際には、必要に応じてポリエステル系樹脂(B)の構成成分の総量100質量部に対して、好ましくは0.001質量部以上0.5質量部以下のラジカル重合禁止剤を用いてもよい。ラジカル重合禁止剤としては、例えば、4-tert-ブチルカテコールが挙げられる。
工程II又は工程II’の反応の温度は、好ましくは120℃以上、より好ましくは160℃以上、更に好ましくは180℃以上であり、そして、好ましくは260℃以下、より好ましくは240℃以下である。なお、工程II又は工程II’の反応は、不活性ガス雰囲気中にて行ってもよい。
In step II or step II', the reaction of the alcohol component (b-al), the carboxylic acid component (b-ac), and PET used as needed, and the reaction after the addition polymerization resin (A), may optionally involve the use of an esterification catalyst such as tin(II) 2-ethylhexanoate, dibutyltin oxide, or titanium diisopropylate bistriethanolamine in an amount of 0.01 to 5 parts by mass per 100 parts by mass of the total amount of components of the polyester resin (B); and an esterification co-catalyst such as gallic acid (same as 3,4,5-trihydroxybenzoic acid) in an amount of 0.001 to 0.5 parts by mass per 100 parts by mass of the total amount of components of the polyester resin (B).
Furthermore, when using a monomer having an unsaturated bond, such as fumaric acid, as the raw material monomer (b), a radical polymerization inhibitor may be used, preferably in an amount of 0.001 parts by mass or more and 0.5 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the total amount of components of the polyester resin (B), as needed. An example of a radical polymerization inhibitor is 4-tert-butylcatechol.
The reaction temperature in step II or step II' is preferably 120°C or higher, more preferably 160°C or higher, even more preferably 180°C or higher, and preferably 260°C or lower, more preferably 240°C or lower. The reaction in step II or step II' may be carried out in an inert gas atmosphere.
本発明の結着樹脂が、前記複合樹脂に加えて更に前記非晶性ポリエステル系樹脂及び前記結晶性ポリエステル系樹脂を含有する場合には、工程IIで得られた複合樹脂にこれらの樹脂を添加し、混合する工程を含むことが好ましい。 If the binder resin of the present invention further contains the amorphous polyester resin and the crystalline polyester resin in addition to the composite resin, it is preferable to include a step of adding and mixing these resins to the composite resin obtained in step II.
[静電荷像現像用トナー]
本発明の静電荷像現像用トナー(以下、「本発明のトナー」ともいう)は、前記結着樹脂を含有し、好ましくは、着色剤と、前記結着樹脂とを含有する。
本発明のトナーは、例えば、トナー粒子と外添剤とを含有する。
トナー粒子は、前記結着樹脂を含み、好ましくは、着色剤と、前記結着樹脂とを含む。
そして、トナー粒子は、例えば、着色剤誘導体、荷電制御剤、ワックス等の離型剤、その他添加剤を含んでいてもよい。
前記結着樹脂の含有量は、トナー中、好ましくは80質量%以上、より好ましくは85質量%以上、更に好ましくは87質量%以上であり、そして、100質量%以下である。
前記複合樹脂の含有量は、トナー中、好ましくは40質量%以上、より好ましくは45質量%以上、更に好ましくは50質量%以上であり、そして、好ましくは80質量%以下、より好ましくは70質量%以下、更に好ましくは60質量%以下である。
[Toner for developing electrostatic images]
The electrostatic image developing toner of the present invention (hereinafter also referred to as "the toner of the present invention") contains the binder resin, and preferably contains a colorant and the binder resin.
The toner of the present invention contains, for example, toner particles and an external additive.
The toner particles include the binder resin, and preferably include a colorant and the binder resin.
Furthermore, the toner particles may contain, for example, colorant derivatives, charge control agents, release agents such as waxes, and other additives.
The content of the binder resin in the toner is preferably 80% by mass or more, more preferably 85% by mass or more, even more preferably 87% by mass or more, and 100% by mass or less.
The content of the composite resin in the toner is preferably 40% by mass or more, more preferably 45% by mass or more, even more preferably 50% by mass or more, and preferably 80% by mass or less, more preferably 70% by mass or less, and even more preferably 60% by mass or less.
<着色剤>
着色剤としては、顔料又は染料のいずれであってもよい。
着色剤としては、サーマルブラック法、アセチレンブラック法、チャンネルブラック法、ランプブラック法等により製造される各種のカーボンブラック;カーボンブラックの表面を樹脂で被覆しているグラフト化カーボンブラック;ニグロシン染料;フタロシアニンブルー、パーマネントブラウンFG、ブリリアントファーストスカーレット、ピグメントグリーンB、ピグメントブルー15:3、ローダミン-Bベース、ソルベントレッド49、ソルベントレッド146、ソルベントブルー35等、及びそれらの混合物などが挙げられる。
着色剤の含有量は、トナーの画像濃度を向上させる観点から、結着樹脂100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは2質量部以上、そして、好ましくは20質量部以下、より好ましくは17質量部以下である。
<Coloring agents>
The coloring agent may be either a pigment or a dye.
Examples of colorants include various types of carbon black produced by methods such as the thermal black method, acetylene black method, channel black method, and lamp black method; grafted carbon black, in which the surface of carbon black is coated with resin; nigrosine dyes; phthalocyanine blue, permanent brown FG, brilliant first scarlet, pigment green B, pigment blue 15:3, rhodamine-B base, solvent red 49, solvent red 146, solvent blue 35, and mixtures thereof.
From the viewpoint of improving the image density of the toner, the amount of colorant is preferably 1 part by mass or more, more preferably 2 parts by mass or more, and preferably 20 parts by mass or less, and more preferably 17 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the binder resin.
<荷電制御剤>
本発明のトナーは、荷電制御剤を含有してもよい。荷電制御剤は、正帯電性荷電制御剤及び負帯電性荷電制御剤のいずれを含有していてもよい。
これらの荷電制御剤は、1種又は2種以上を用いてもよい。
<Charge Control Agent>
The toner of the present invention may contain a charge control agent. The charge control agent may contain either a positively charged charge control agent or a negatively charged charge control agent.
These charge control agents may be used individually or in combination of two or more types.
正帯電性荷電制御剤としては、例えば、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級アンモニウム塩化合物、ポリアミン樹脂、イミダゾール誘導体、スチレン-アクリル系樹脂が挙げられる。
ニグロシン染料として「ニグロシンベースEX」、「オイルブラックBS」、「オイルブラックSO」、「ボントロンN-01」、「ボントロンN-07」、「ボントロンN-11」(以上、オリヱント化学工業株式会社製)が挙げられる。4級アンモニウム塩化合物としては、例えば「ボントロンP-51」(オリヱント化学工業株式会社製)、セチルトリメチルアンモニウムブロミド、「COPY CHARGE PX VP435」(ヘキスト社製)が挙げられる。ポリアミン樹脂としては、例えば「AFP-B」(オリヱント化学工業株式会社製)が挙げられる。イミダゾール誘導体としては、例えば「PLZ-2001」、「PLZ-8001」(以上、四国化成工業株式会社製)を挙下られる。スチレン-アクリル系樹脂としては、例えば「FCA-701PT」(藤倉化成株式会社製)が挙げられる。
Examples of positively charged charge control agents include nigrosine dyes, triphenylmethane-based dyes containing tertiary amines as side chains, quaternary ammonium salt compounds, polyamine resins, imidazole derivatives, and styrene-acrylic resins.
Examples of nigrosine dyes include "Nigrosine Base EX,""Oil Black BS,""Oil Black SO,""BontronN-01,""BontronN-07," and "Bontron N-11" (all manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.). Examples of quaternary ammonium salt compounds include "Bontron P-51" (manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.), cetyltrimethylammonium bromide, and "COPY CHARGE PX VP435" (manufactured by Hoechst). An example of a polyamine resin is "AFP-B" (manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.). Examples of imidazole derivatives include "PLZ-2001" and "PLZ-8001" (both manufactured by Shikoku Chemicals, Inc.). An example of a styrene-acrylic resin is "FCA-701PT" (manufactured by Fujikura Chemicals, Inc.).
負帯電性荷電制御剤の具体例としては、例えば、含金属アゾ染料、ベンジル酸化合物の金属化合物、サリチル酸化合物の金属化合物、銅フタロシアニン染料、4級アンモニウム塩、ニトロイミダゾール誘導体、有機金属化合物が挙げられる。
含金属アゾ染料としては、例えば、「バリファーストブラック3804」、「ボントロンS-31」(以上、オリヱント化学工業株式会社製)、「T-77」(保土ヶ谷化学工業株式会社製)、「ボントロンS-32」、「ボントロンS-34」、「ボントロンS-36」(以上、オリヱント化学工業株式会社製)、「アイゼンスピロンブラックTRH」(保土谷化学工業株式会社製)が挙げられる。サリチル酸化合物の金属化合物としては、例えば「ボントロンE-81」、「ボントロンE-82」、「ボントロンE-84」、「ボントロンE-85」(以上、オリヱント化学工業株式会社製)が挙げられる。4級アンモニウム塩としては、例えば「COPY CHARGE NX VP434」(ヘキスト社製)が挙げられる。有機金属化合物としては、例えば「TN105」(保土谷化学工業株式会社製)が挙げられる。
Specific examples of negatively charged charge control agents include, for example, metal-containing azo dyes, metal compounds of benzyl acid compounds, metal compounds of salicylic acid compounds, copper phthalocyanine dyes, quaternary ammonium salts, nitroimidazole derivatives, and organometallic compounds.
Examples of metal-containing azo dyes include "Barifast Black 3804" and "Bontron S-31" (both manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.), "T-77" (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), "Bontron S-32", "Bontron S-34", and "Bontron S-36" (all manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.), and "Eisenspiron Black TRH" (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.). Examples of metal compounds of salicylic acid compounds include "Bontron E-81", "Bontron E-82", "Bontron E-84", and "Bontron E-85" (all manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.). An example of a quaternary ammonium salt is "COPY CHARGE NX VP434" (manufactured by Hoechst). An example of an organometallic compound is "TN105" (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.).
荷電制御剤の含有量は、結着樹脂100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上8質量部以下、より好ましくは0.2質量部以上5質量部以下である。 The charge control agent content is preferably 0.1 parts by mass to 8 parts by mass, more preferably 0.2 parts by mass to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of the binder resin.
<ワックス>
本発明のトナーは、オフセット防止剤として、ポリオレフィン、パラフィンワックス等のワックスを含有することが好ましい。
ワックスの含有量は、結着樹脂100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上5質量部以下である。
ここで、ポリオレフィンとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられ、比較的低分子量のもの、特に蒸気浸透法による分子量が3,000以上15,000以下のものが好ましい。また、環球法による軟化点が70℃以上150℃以下、特に120℃以上150℃以下のものが好ましい。
<Wax>
The toner of the present invention preferably contains a wax such as polyolefin or paraffin wax as an offset prevention agent.
The wax content is preferably 0.5 parts by mass or more and 5 parts by mass or less per 100 parts by mass of the binder resin.
Examples of polyolefins include polyethylene and polypropylene, and those with relatively low molecular weights, particularly those with a molecular weight of 3,000 to 15,000 as determined by vapor permeation, are preferred. Furthermore, those with a softening point of 70°C to 150°C as determined by the ring-spherical method, particularly those with a softening point of 120°C to 150°C, are preferred.
<その他添加剤>
トナー粒子は、その他添加剤として、更に、磁性粉、流動性向上剤、導電性調整剤、繊維状物質等の補強充填剤、酸化防止剤、老化防止剤、クリーニング性向上剤等の添加剤を適宜含有してもよい。
<Other additives>
The toner particles may also contain, as appropriate, other additives such as magnetic powder, fluidity enhancers, conductivity modifiers, reinforcing fillers such as fibrous materials, antioxidants, anti-aging agents, and cleaning performance enhancers.
本発明のトナー中、トナー粒子の含有量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%以上であり、そして、100質量%以下、好ましくは99質量%以下である。 In the toner of the present invention, the toner particle content is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, even more preferably 95% by mass or more, and 100% by mass or less, preferably 99% by mass or less.
トナー粒子の体積中位粒径(D50)は、好ましくは2μm以上、より好ましくは3μm以上、更に好ましくは5μm以上であり、そして、好ましくは20μm以下、より好ましくは15μm以下、更に好ましくは10μm以下である。本明細書において、体積中位粒径(D50)とは、体積分率で計算した累積体積頻度が粒径の小さい方から計算して50%になる粒径を意味する。 The volume median particle size (D 50 ) of the toner particles is preferably 2 μm or larger, more preferably 3 μm or larger, even more preferably 5 μm or larger, and preferably 20 μm or smaller, more preferably 15 μm or smaller, and even more preferably 10 μm or smaller. In this specification, the volume median particle size (D 50 ) means the particle size at which the cumulative volume frequency calculated by volume fraction accounts for 50% when calculated from the smallest particle size.
<外添剤>
本発明のトナーには、流動性を向上させるために、トナー粒子の表面を外添剤等の特性改良剤で処理することにより、例えば、トナー粒子と外添剤とを含有するものとしてもよい。外添剤としては、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化スズ、酸化亜鉛等の無機材料の微粒子や、メラミン系樹脂微粒子、ポリテトラフルオロエチレン樹脂微粒子等の樹脂粒子等の有機微粒子が挙げられる。これらは、1種又は2種以上を用いてもよい。これらの外添剤の中では、シリカが好ましく、疎水化処理剤で処理された疎水性シリカがより好ましい。
<External Additives>
The toner of the present invention may contain, for example, toner particles and an external additive, by treating the surface of the toner particles with a property-improving agent such as an external additive in order to improve fluidity. Examples of external additives include fine particles of inorganic materials such as silica, alumina, titania, zirconia, tin oxide, and zinc oxide, and organic fine particles such as resin particles such as melamine resin fine particles and polytetrafluoroethylene resin fine particles. One or more of these may be used. Among these external additives, silica is preferred, and hydrophobic silica treated with a hydrophobic treatment agent is more preferred.
疎水化処理剤としては、例えば、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)、ジメチルジクロロシラン(DMDS)、シリコーンオイル、オクチルトリエトキシシラン(OTES)、メチルトリエトキシシランが挙げられる。これらの中でもヘキサメチルジシラザンが好ましい。 Examples of hydrophobic treatment agents include hexamethyldisilazane (HMDS), dimethyldichlorosilane (DMDS), silicone oil, octyltriethoxysilane (OTES), and methyltriethoxysilane. Among these, hexamethyldisilazane is preferred.
外添剤を用いて、トナー粒子の表面処理を行う場合、該外添剤の含有量は、トナーの帯電性や流動性の観点から、トナー粒子100質量部に対して、好ましくは0.05質量部以上、より好ましくは0.08質量部以上、更に好ましくは0.1質量部以上であり、そして、好ましくは5質量部以下、より好ましくは3質量部以下、更に好ましくは2質量部以下である。 When surface treatment of toner particles is performed using an external additive, the content of the external additive is preferably 0.05 parts by mass or more, more preferably 0.08 parts by mass or more, even more preferably 0.1 parts by mass or more, and preferably 5 parts by mass or less, more preferably 3 parts by mass or less, and even more preferably 2 parts by mass or less, per 100 parts by mass of toner particles, from the viewpoint of the toner's chargeability and fluidity.
[トナーの製造方法]
本発明のトナーは、溶融混練法、乳化転相法、懸濁重合法、乳化凝集法等の公知のいずれの方法により得られたトナーであってもよいが、生産性や着色剤の分散性の観点から、溶融混練法による粉砕トナーが好ましい。
溶融混練法では、前記結着樹脂、着色剤と、必要に応じて特性改良剤とを均一分散した後、公知の方法により溶融混練、冷却、粉砕、分級することにより、体積中位粒径(D50)5μm以上15μm以下のトナーを得ることができる。
[Toner manufacturing method]
The toner of the present invention may be obtained by any known method such as melt-kneading, emulsion-phase inversion, suspension polymerization, or emulsion-coagulation, but from the viewpoint of productivity and dispersibility of colorants, pulverized toner obtained by melt-kneading is preferred.
In the melt-kneading method, after uniformly dispersing the binder resin, colorant, and optionally a property improver, toner can be obtained by melt-kneading, cooling, grinding, and classifying using a known method, with a volume median particle size (D 50 ) of 5 μm or more and 15 μm or less.
本発明のトナーは、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等において形成される潜像の現像に用いられる。当該トナーは、非磁性一成分系現像剤として、又は、酸化鉄系キャリア、真球状酸化鉄系キャリア、フェライト系キャリア等のキャリアをそのまま、もしくは樹脂等でコートしたものと混合して乾式二成分系現像剤として使用することができる。 The toner of the present invention is used for developing latent images formed in electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, and the like. This toner can be used as a non-magnetic one-component developer, or as a dry two-component developer by mixing it with carriers such as iron oxide carriers, spherical iron oxide carriers, and ferrite carriers, either directly or coated with resin.
[測定]
〔樹脂の酸価及び水酸基価〕
樹脂の酸価及び水酸基価は、JIS K0070:1992の方法に基づき測定した。ただし、測定溶媒のみJIS K0070:1992規定のエタノールとエーテルの混合溶媒から、非晶性樹脂の場合はアセトンとトルエンの混合溶媒〔アセトン:トルエン=1:1(容量比)〕に、結晶性ポリエステル樹脂の場合はクロロホルムに変更する。
[measurement]
[Acid value and hydroxyl value of resins]
The acid value and hydroxyl value of the resins were measured according to the method of JIS K0070:1992. However, the measurement solvent was changed from the ethanol and ether mixture specified in JIS K0070:1992 to an acetone and toluene mixture [acetone:toluene = 1:1 (volume ratio)] for amorphous resins, and to chloroform for crystalline polyester resins.
〔樹脂の重量平均分子量〕
以下の方法により得られる、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により分子量分布を測定し、重量平均分子量を求めた。
(1)試料溶液の調製
濃度が0.5g/100mLになるように、試料を、テトラヒドロフラン(非晶性樹脂の場合)又はクロロホルム(結晶性ポリエステル樹脂の場合)に、25℃で溶解させた。次いで、この溶液をポアサイズ0.2μmのフッ素樹脂フィルター「DISMIC-25JP」(ADVANTEC製)を用いて濾過して不溶解分を除き、試料溶液とした。
(2)分子量測定
下記の測定装置と分析カラムを用い、溶離液としてテトラヒドロフラン(非晶性樹脂)又はクロロホルム(結晶性ポリエステル樹脂)を、毎分1mLの流速で流し、40℃の恒温槽中でカラムを安定させた。そこに試料溶液100μLを注入して測定を行った。試料の分子量は、あらかじめ作成した検量線に基づき算出した。このときの検量線には、数種類の単分散ポリスチレン「A-500」(5.0×102)、「A-1000」(1.01×103)、「A-2500」(2.63×103)、「A-5000」(5.97×103)、「F-1」(1.02×104)、「F-2」(1.81×104)、「F-4」(3.97×104)、「F-10」(9.64×104)、「F-20」(1.90×105)、「F-40」(4.27×105)、「F-80」(7.06×105)、「F-128」(1.09×106)(以上、東ソー株式会社製)を標準試料として作成したものを用いた。括弧内は分子量を示す。
測定装置:「HLC-8220CPC」(東ソー株式会社製)
分析カラム:「GMHXL」+「G3000HXL」(東ソー株式会社製)
[Weight-average molecular weight of resins]
The molecular weight distribution was measured by gel permeation chromatography (GPC), obtained using the following method, and the weight-average molecular weight was determined.
(1) Preparation of sample solution The sample was dissolved in tetrahydrofuran (in the case of amorphous resin) or chloroform (in the case of crystalline polyester resin) at 25°C to a concentration of 0.5 g/100 mL. Then, this solution was filtered using a fluoropolymer filter "DISMIC-25JP" (manufactured by ADVANTEC) with a pore size of 0.2 μm to remove undissolved material and obtain the sample solution.
(2) Molecular weight measurement Using the following measuring apparatus and analytical column, tetrahydrofuran (amorphous resin) or chloroform (crystalline polyester resin) was flowed as the eluent at a flow rate of 1 mL per minute, and the column was stabilized in a constant temperature bath at 40°C. 100 μL of the sample solution was injected into the column and the measurement was performed. The molecular weight of the sample was calculated based on a calibration curve prepared in advance. The calibration curve used in this study was prepared using several types of monodisperse polystyrene as standard samples: "A-500" (5.0 × 10⁻² ), "A-1000" (1.01 × 10⁻³ ), "A-2500" (2.63 × 10⁻³ ), "A-5000" (5.97 × 10⁻³ ), "F-1" (1.02 × 10⁴ ), "F-2" (1.81 × 10⁴ ), "F-4" (3.97 × 10⁴ ), "F-10" (9.64 × 10⁴ ), "F-20" (1.90 × 10⁵ ), "F-40" (4.27 × 10⁵ ), "F-80" (7.06 × 10⁵ ), and "F-128" (1.09 × 10⁶ ) (all manufactured by Tosoh Corporation). The values in parentheses indicate the molecular weight.
Measuring device: "HLC-8220CPC" (manufactured by Tosoh Corporation)
Analysis columns: "GMHXL" + "G3000HXL" (manufactured by Tosoh Corporation)
〔樹脂の軟化点〕
フローテスター「CFT-500D」(株式会社島津製作所製)を用い、1gの試料を昇温速度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した。温度に対し、フローテスターのプランジャー降下量をプロットし、試料の半量が流出した温度を軟化点とした。
[Softening point of resin]
Using a flow tester "CFT-500D" (manufactured by Shimadzu Corporation), 1 g of sample was heated at a heating rate of 6°C/min while a load of 1.96 MPa was applied by a plunger and extruded from a nozzle with a diameter of 1 mm and a length of 1 mm. The amount of plunger descent of the flow tester was plotted against temperature, and the temperature at which half of the sample flowed out was defined as the softening point.
〔吸熱の最大ピーク温度〕
示差走査熱量計「Q-20」(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製)を用いて、室温(20℃)から降温速度10℃/minで0℃まで冷却した試料をそのままの温度で1分間維持し、その後、昇温速度10℃/minで180℃まで昇温しながら測定した。観測される吸熱ピークのうち、最も大きいピークの温度を吸熱の最大ピーク温度とした。
[Maximum peak temperature for endothermic heating]
Using a differential scanning calorimeter "Q-20" (manufactured by T.A. Instruments Japan Co., Ltd.), a sample was cooled from room temperature (20°C) to 0°C at a rate of 10°C/min. The sample was maintained at this temperature for 1 minute, and then measured while the temperature was increased to 180°C at a rate of 10°C/min. The temperature of the largest observed endothermic peak was defined as the maximum endothermic peak temperature.
〔非晶性樹脂のガラス転移温度〕
示差走査熱量計「Q-20」(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製)を用いて、試料0.01~0.02gをアルミパンに計量し、200℃まで昇温し、その温度から降温速度10℃/minで0℃まで冷却した。次に試料を昇温速度10℃/minで昇温し、吸熱の最高ピーク温度以下のベースラインの延長線とピークの立ち上がり部分からピークの頂点までの最大傾斜を示す接線との交点の温度をガラス転移温度とした。
[Glass transition temperature of amorphous resins]
Using a differential scanning calorimeter "Q-20" (manufactured by T.A. Instruments Japan Co., Ltd.), 0.01 to 0.02 g of the sample was weighed into an aluminum pan, heated to 200°C, and then cooled to 0°C at a rate of 10°C/min. Next, the sample was heated at a rate of 10°C/min, and the temperature at the intersection of the extension of the baseline below the highest endothermic peak temperature and the tangent line showing the maximum slope from the rise of the peak to the peak apex was defined as the glass transition temperature.
〔結晶性ポリエステル樹脂の融点〕
示差走査熱量計「Q-100」(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製)を用いて、試料0.01~0.02gをアルミパンに計量し、室温から降温速度10℃/minで-10℃まで冷却し、1分間温度を保持した。次に試料を昇温速度10℃/minで200℃まで昇温し、その温度から降温速度10℃/minで-30℃まで冷却した。次に試料を昇温速度10℃/minで昇温し、観測される吸熱ピークのうち、最も高温側にあるピーク温度を融点とした。
[Melting point of crystalline polyester resin]
Using a differential scanning calorimeter "Q-100" (manufactured by T.A. Instruments Japan Co., Ltd.), 0.01 to 0.02 g of the sample was weighed into an aluminum pan and cooled from room temperature to -10°C at a rate of 10°C/min, holding the temperature for 1 minute. Next, the sample was heated to 200°C at a rate of 10°C/min, and then cooled from that temperature to -30°C at a rate of 10°C/min. Next, the sample was heated again at a rate of 10°C/min, and the peak temperature on the highest endothermic side of the observed endothermic peaks was defined as the melting point.
〔離型剤の融点〕
示差走査熱量計「Q-100」(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製)を用いて、試料0.02gをアルミパンに計量し、200℃まで昇温した後、200℃から降温速度10℃/minで0℃まで冷却した。次いで、試料を昇温速度10℃/minで昇温し、熱量を測定した。得られた吸熱の最大ピーク温度を融点とした。
[Melting point of release agent]
Using a differential scanning calorimeter "Q-100" (manufactured by T.A. Instruments Japan Co., Ltd.), 0.02 g of the sample was weighed into an aluminum pan, heated to 200°C, and then cooled from 200°C to 0°C at a rate of 10°C/min. Next, the sample was heated again at a rate of 10°C/min, and the amount of heat was measured. The maximum peak temperature of the obtained endothermic reaction was defined as the melting point.
〔トナー粒子の体積中位粒径(D50)〕
トナー粒子の体積中位粒径(D50)は、次のとおり測定した。
・測定装置:「コールターマルチサイザー(登録商標)III」(ベックマン・コールター株式会社製)
・アパチャー径:50μm
・解析ソフト:「コールターマルチサイザー(登録商標)IIIバージョン 3.51」(ベックマン・コールター株式会社製)
・電解液:「アイソトン(登録商標)II」(ベックマン・コールター株式会社製)
・分散液:「エマルゲン(登録商標)109P」〔ポリオキシエチレンラウリルエーテル、花王株式会社製、HLB(Hydrophile-Lipophile Balance、グリフィン法)=13.6〕を前記電解液に溶解させ、濃度5質量%の分散液を得た。
・分散条件:前記分散液5mLに測定試料10mgを添加し、超音波分散機にて1分間分散させ、その後、電解液25mLを添加し、更に、超音波分散機にて1分間分散させて、試料分散液を調製した。
・測定条件:ビーカー内で、前記試料分散液を、前記電解液100mLに加えることにより、3万個の粒子の粒径を20秒間で測定できる濃度に調整した後、3万個の粒子を測定し、得られた粒度分布から体積中位粒径(D50)を求めた。
[Medium volume particle size of toner particles (D 50 )]
The median volume particle size (D 50 ) of the toner particles was measured as follows:
• Measuring device: "Coulter Multisizer (registered trademark) III" (manufactured by Beckman Coulter, Inc.)
Aperture diameter: 50 μm
• Analysis software: "Coulter Multisizer (registered trademark) III version 3.51" (manufactured by Beckman Coulter, Inc.)
• Electrolyte: "Isoton (registered trademark) II" (manufactured by Beckman Coulter, Inc.)
- Dispersion: "Emulgen (registered trademark) 109P" [polyoxyethylene lauryl ether, manufactured by Kao Corporation, HLB (Hydrophile-Lipophile Balance, Griffin method) = 13.6] was dissolved in the electrolyte to obtain a dispersion with a concentration of 5% by mass.
Dispersion conditions: 10 mg of the sample was added to 5 mL of the dispersion, dispersed for 1 minute using an ultrasonic disperser, then 25 mL of electrolyte was added, and dispersed again for 1 minute using an ultrasonic disperser to prepare the sample dispersion.
Measurement conditions: The sample dispersion was added to 100 mL of the electrolyte in a beaker to adjust the concentration to one that could measure the particle size of 30,000 particles in 20 seconds. Then, the 30,000 particles were measured, and the median volume particle size (D 50 ) was determined from the resulting particle size distribution.
[付加重合系樹脂(A)及び付加重合系樹脂(A’)の製造] [Manufacturing of addition polymerization resin (A) and addition polymerization resin (A')]
製造例A1~A3、及びA5(樹脂A-1、A-2、A’-3、及びA’-5の製造)
表1に示す両反応性化合物としてアクリル酸又はメタクリル酸を含む付加重合系樹脂の原料モノマー(a)を、ステンレス製撹拌棒を備えたオートクレーブ中に入れ、加圧加熱条件(300℃)2時間にて原料モノマー(a)を重合した。常圧、常温に戻すことで析出した付加重合系樹脂を回収することで、付加重合系樹脂A-1、A-2、A’-3、及びA’-5を得た。各種物性を表1に示す。
Manufacturing Examples A1-A3 and A5 (Manufacturing of resins A-1, A-2, A'-3, and A'-5)
The raw material monomer (a) for the addition polymerization resin, which contains either acrylic acid or methacrylic acid as the reactive compounds shown in Table 1, was placed in an autoclave equipped with a stainless steel stirring rod, and polymerized under pressurized heating conditions (300°C) for 2 hours. By returning to atmospheric pressure and room temperature, the precipitated addition polymerization resin was recovered to obtain addition polymerization resins A-1, A-2, A'-3, and A'-5. The physical properties of each are shown in Table 1.
製造例A4(樹脂A’-4の製造)
表1に示す両反応性化合物としてアクリル酸を含む付加重合系樹脂の原料モノマー(a)、及びラジカル発生剤を、温度計、ステンレス製撹拌棒、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備したステンレス製反応容器中に入れ、150℃、2時間にて原料モノマー(a)を重合した。常温に戻すことで析出した付加重合系樹脂を回収することで、付加重合系樹脂A’-4を得た。各種物性を表1に示す。
Manufacturing Example A4 (Manufacturing of Resin A'-4)
The raw material monomer (a) of the addition polymerization resin containing acrylic acid, as shown in Table 1, and a radical generator were placed in a stainless steel reaction vessel equipped with a thermometer, stainless steel stirring rod, fall-flow condenser, and nitrogen inlet tube, and the raw material monomer (a) was polymerized at 150°C for 2 hours. The addition polymerization resin that precipitated after returning to room temperature was recovered to obtain the addition polymerization resin A'-4. Various physical properties are shown in Table 1.
[非晶性ポリエステル樹脂の製造]
製造例AH1(樹脂AH-1の製造)
表2に示すアルコール成分、テレフタル酸、ドデセニルコハク酸無水物、エステル化触媒、及びエステル化助触媒を、温度計、ステンレス製撹拌棒、分留塔、脱水管、冷却管、及び窒素導入管を装備した10リットルの四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気にてマントルヒーター中で、235℃まで昇温し、常圧で2.5時間反応を行った後、8kPaにて1時間減圧で反応を行った。その後、常圧で190℃まで冷却し、表2に示すトリメリット酸無水物を添加した後、210℃まで10℃/hの速度で昇温した。その後、8kPaにて所望の軟化点まで反応を行い、非晶性ポリエステル樹脂AH-1を得た。各種物性を表2に示す。
[Manufacturing of amorphous polyester resins]
Manufacturing example AH1 (Manufacturing of resin AH-1)
The alcohol components, terephthalic acid, dodecenyl succinic anhydride, esterification catalyst, and esterification co-catalyst shown in Table 2 were placed in a 10-liter four-necked flask equipped with a thermometer, stainless steel stirring rod, fractionation column, dehydration tube, condenser, and nitrogen inlet tube. The mixture was heated to 235°C in a mantle heater under a nitrogen atmosphere and reacted at atmospheric pressure for 2.5 hours, followed by a reaction under reduced pressure of 8 kPa for 1 hour. After cooling to 190°C at atmospheric pressure, trimellitic anhydride shown in Table 2 was added, and the mixture was heated to 210°C at a rate of 10°C/h. The reaction was then carried out at 8 kPa until the desired softening point was reached, yielding amorphous polyester resin AH-1. Various physical properties are shown in Table 2.
[結晶性ポリエステル樹脂の製造]
製造例C1(樹脂C-1の製造)
表3に示すアルコール成分、カルボン酸成分、エステル化触媒、及び重合禁止剤を、温度計、ステンレス製撹拌棒、分留塔、脱水管、冷却管、及び窒素導入管を装備した10リットルの四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気にてマントルヒーター中で、140℃まで昇温し、5時間反応を行った後、200℃まで10℃/hの速度で昇温を行った。その後8kPaにて所望の軟化点まで反応を行い、結晶性ポリエステル樹脂C-1を得た。各種物性を測定し表3に示す。なお、樹脂C-1は、測定溶媒に不溶であったため、酸価、及び重量平均分子量については、測定を行わなかった。
[Manufacturing of crystalline polyester resin]
Manufacturing Example C1 (Manufacturing of Resin C-1)
The alcohol component, carboxylic acid component, esterification catalyst, and polymerization inhibitor shown in Table 3 were placed in a 10-liter four-necked flask equipped with a thermometer, stainless steel stirring rod, fractionation column, dehydration tube, condenser, and nitrogen inlet tube. The mixture was heated to 140°C in a mantle heater under a nitrogen atmosphere and reacted for 5 hours, after which the temperature was increased to 200°C at a rate of 10°C/h. The reaction was then carried out at 8 kPa until the desired softening point was reached to obtain crystalline polyester resin C-1. Various physical properties were measured and are shown in Table 3. Since resin C-1 was insoluble in the measurement solvent, the acid value and weight-average molecular weight were not measured.
[複合樹脂の製造]
製造例1及び2(複合樹脂AL-1及びAL-2の製造)
表4に示すアルコール成分(b-al)、カルボン酸成分(b-ac)、エステル化触媒、及びエステル化助触媒を、温度計、ステンレス製撹拌棒、分留塔、脱水管、冷却管、及び窒素導入管を装備した10リットルの四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気にてマントルヒーター中で、235℃まで昇温し、常圧で3時間反応を行った。その後、180℃まで冷却し、表4に示す付加重合系樹脂(A)を添加した後、230℃まで10℃/hの速度で昇温した。その後、67kPaにて所望の軟化点まで反応を行い、複合樹脂AL-1及びAL-2を得た。各種物性を表4に示す。
[Manufacturing of composite resins]
Manufacturing Examples 1 and 2 (Manufacturing of Composite Resins AL-1 and AL-2)
The alcohol component (b-al), carboxylic acid component (b-ac), esterification catalyst, and esterification co-catalyst shown in Table 4 were placed in a 10-liter four-necked flask equipped with a thermometer, stainless steel stirring rod, fractionation column, dehydration tube, condenser, and nitrogen inlet tube. The mixture was heated to 235°C in a mantle heater under a nitrogen atmosphere and reacted at atmospheric pressure for 3 hours. After cooling to 180°C, the addition polymerization resin (A) shown in Table 4 was added, and the mixture was heated to 230°C at a rate of 10°C/h. The reaction was then carried out at 67 kPa until the desired softening point was reached to obtain composite resins AL-1 and AL-2. The various physical properties are shown in Table 4.
製造例3~7(複合樹脂AL-3~AL-7の製造)
表4に示すPET、アルコール成分(b-al)、カルボン酸成分(b-ac)、エステル化触媒、及びエステル化助触媒を、温度計、ステンレス製撹拌棒、分留塔、脱水管、冷却管、及び窒素導入管を装備した10リットルの四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気にてマントルヒーター中で、235℃まで昇温し、常圧で3時間反応を行った。その後、180℃まで冷却し、表4に示す付加重合系樹脂(A)を添加した後、230℃まで10℃/hの速度で昇温した。その後、67kPaにて所望の軟化点まで反応を行い、複合樹脂AL-3~AL-7を得た。各種物性を表4に示す。
Manufacturing Examples 3-7 (Manufacturing of Composite Resins AL-3 to AL-7)
The PET, alcohol component (b-al), carboxylic acid component (b-ac), esterification catalyst, and esterification co-catalyst shown in Table 4 were placed in a 10-liter four-necked flask equipped with a thermometer, stainless steel stirring rod, fractionation column, dehydration tube, condenser, and nitrogen inlet tube. The mixture was heated to 235°C in a mantle heater under a nitrogen atmosphere and reacted at atmospheric pressure for 3 hours. After cooling to 180°C, the addition polymerization resin (A) shown in Table 4 was added, and the mixture was heated to 230°C at a rate of 10°C/h. The reaction was then carried out at 67 kPa until the desired softening point was reached, yielding composite resins AL-3 to AL-7. The various physical properties are shown in Table 4.
比較製造例1、2、及び4(複合樹脂AX-1、AX-2、及びAX-4の製造)
表5に示すアルコール成分とカルボン酸成分、エステル化触媒、及びエステル化助触媒を、温度計、ステンレス製撹拌棒、分留塔、脱水管、冷却管、及び窒素導入管を装備した10リットルの四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気にてマントルヒーター中で、235℃まで昇温し、常圧で2.5時間反応を行った後、8kPaにて1時間減圧で反応を行った。その後、常圧で190℃まで冷却し、表5に示す付加重合系樹脂(A’)を添加した後、235℃まで昇温した。その後、所望の軟化点まで反応を行い、複合樹脂AX-1、AX-2、及びAX-4を得た。各種物性を表5に示す。
Comparative manufacturing examples 1, 2, and 4 (manufacturing of composite resins AX-1, AX-2, and AX-4)
The alcohol and carboxylic acid components, esterification catalyst, and esterification co-catalyst shown in Table 5 were placed in a 10-liter four-necked flask equipped with a thermometer, stainless steel stirring rod, fractionation column, dehydration tube, condenser, and nitrogen inlet tube. The mixture was heated to 235°C in a mantle heater under a nitrogen atmosphere and reacted at atmospheric pressure for 2.5 hours, followed by a reaction under reduced pressure of 8 kPa for 1 hour. After cooling to 190°C at atmospheric pressure, the addition polymerization resin (A') shown in Table 5 was added, and the mixture was heated to 235°C. The reaction was then carried out to the desired softening point to obtain composite resins AX-1, AX-2, and AX-4. The various physical properties are shown in Table 5.
比較製造例3及び5(複合樹脂AX-3及びAX-5の製造)
表5に示すアルコール成分とカルボン酸成分、付加重合系樹脂(A’)、エステル化触媒、及びエステル化助触媒を、温度計、ステンレス製撹拌棒、分留塔、脱水管、冷却管、及び窒素導入管を装備した10リットルの四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気にてマントルヒーター中で、190℃まで昇温し、常圧で2.0時間反応を行った後、235℃まで10℃/hの速度で昇温した。その後、所望の軟化点まで反応を行い、複合樹脂AX-3及びAX-5を得た。各種物性を表5に示す。
Comparative manufacturing examples 3 and 5 (manufacturing of composite resins AX-3 and AX-5)
The alcohol and carboxylic acid components shown in Table 5, the addition polymerization resin (A'), the esterification catalyst, and the esterification co-catalyst were placed in a 10-liter four-necked flask equipped with a thermometer, stainless steel stirring rod, fractionation column, dehydration tube, condenser, and nitrogen inlet tube. The mixture was heated to 190°C in a mantle heater under a nitrogen atmosphere and reacted at atmospheric pressure for 2.0 hours, after which the temperature was increased to 235°C at a rate of 10°C/h. The reaction was then carried out to the desired softening point to obtain composite resins AX-3 and AX-5. The various physical properties are shown in Table 5.
実施例1-1~1-7及び比較例1-1~1-5
製造例1~7及び比較製造例1~5で得られた各複合樹脂を用い、結着樹脂としての評価を以下の方法により行った。
〔溶液粘度〕
表6に示す結着樹脂1.5gをクロロホルム8.5gで溶解し、濃度が15%になるように調製した。E形粘度計「TVE-25L」(東機産業株式会社製)を用い、コーンプレートの温度を20℃に安定化した後、上記の溶液をケミカルピペットで1030μL採取し測定した。結果を表6に示す。
溶液粘度が高いほどトナーの製造時において樹脂にせん断力を効率的に付与することができ、トナーに含まれる着色剤等の他の成分との混合性を向上させ、トナーの生産性を向上させることができる。溶液粘度が4.0mPa・s以上であればトナーの生産性に優れる。
Examples 1-1 to 1-7 and Comparative Examples 1-1 to 1-5
The composite resins obtained in Production Examples 1-7 and Comparative Production Examples 1-5 were evaluated as binder resins using the following method.
[Solution viscosity]
1.5 g of the binder resin shown in Table 6 was dissolved in 8.5 g of chloroform to prepare a solution with a concentration of 15%. Using an E-type viscometer "TVE-25L" (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.), after stabilizing the temperature of the cone plate at 20°C, 1030 μL of the above solution was collected using a chemical pipette and measured. The results are shown in Table 6.
The higher the solution viscosity, the more efficiently shear force can be applied to the resin during toner manufacturing, improving the mixability with other components such as colorants contained in the toner, and thus increasing toner productivity. Toner productivity is excellent when the solution viscosity is 4.0 mPa·s or higher.
〔粉砕性指数〕
表6に示す結着樹脂を体積で1000mL程度準備した。篩い振とう機(ヴァーダー・サイエンティフィック株式会社製)を用いて、16メッシュと22メッシュで篩い、16メッシュと22メッシュの間に残ったサンプルを20g精秤した。
次に、精秤した20gの試料をコーヒーミルで10秒間粉砕し、さらに、30メッシュで試料が落ちなくなるまで篩い、30メッシュ上に残った試料を精秤した。
粉砕性指数は下式から求め、測定3回の平均値とした。結果を表6に示す。
粉砕性指数が高いほど樹脂の粉砕性に優れ、トナーの生産性を向上させることができる。粉砕性指数が95.0%以上であればトナーの生産性に優れる。
粉砕性指数(%)=[〔20(g)-30メッシュ上に残った試料の質量(g)〕/20(g)]×100
[Crushability Index]
Approximately 1000 mL of the binder resin shown in Table 6 was prepared. Using a sieve shaker (manufactured by Verder Scientific Co., Ltd.), the sample was sieved through 16-mesh and 22-mesh filters, and 20 g of the sample remaining between the 16-mesh and 22-mesh filters was accurately weighed.
Next, the precisely weighed 20g sample was ground in a coffee grinder for 10 seconds, then sieved through a 30-mesh sieve until no more sample fell through, and the sample remaining on the 30-mesh sieve was precisely weighed.
The pulverizability index was calculated using the following formula, and the average of three measurements was used. The results are shown in Table 6.
A higher pulverability index indicates superior resin pulverization capabilities, which can improve toner productivity. A pulverability index of 95.0% or higher indicates excellent toner productivity.
Grinding index (%) = [[20 (g) - Mass of sample remaining on 30 mesh (g)] / 20 (g)] × 100
表6に示すとおり、特定の結着樹脂を用いた実施例は、比較例と比較して、溶液粘度が高く、かつ粉砕性指数が高く、トナーの生産性に優れていることがわかる。 As shown in Table 6, the examples using specific binder resins exhibit higher solution viscosity, higher pulverability index, and superior toner productivity compared to the comparative examples.
[トナーの製造]
実施例2-1~2-7及び比較例2-1~2-5
表7に示す配合比の結着樹脂を105質量部、負帯電性荷電制御剤「ボントロンE-81」(オリヱント化学工業株式会社製)1質量部、着色剤「シアニンブルー4927」(大日精化工業株式会社製、C.I.ピグメントブルー15:3)10質量部、及び離型剤「HNP-9」(日本精蝋株式会社製、パラフィンワックス、融点:80℃)1質量部をヘンシェルミキサーで十分混合した後、混練部分の全長1560mm、スクリュー径42mm、バレル内径43mmの同方向回転二軸押出し機を用い、ロール回転速度200r/min、ロール内の加熱温度100℃で溶融混練した。混合物の供給速度は20kg/h、平均滞留時間は約18秒であった。得られた溶融混練物を冷却、粗粉砕した後、ジェットミルにて粉砕し、分級して、体積中位粒径(D50)が8μmのトナー粒子を得た。
得られたトナー粒子100質量部に、外添剤「AEROSIL NAX 50」(日本アエロジル株式会社製、疎水性シリカ、疎水化処理剤:HMDS、個数平均粒子径:約30nm)1質量部を添加し、ヘンシェルミキサーで3,600r/min、5分間混合することにより、外添剤処理を行い、トナー1~7,51~55を得た。
[Toner Manufacturing]
Examples 2-1 to 2-7 and Comparative Examples 2-1 to 2-5
105 parts by mass of binder resin in the proportions shown in Table 7, 1 part by mass of negative charge control agent "Bontron E-81" (manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.), 10 parts by mass of coloring agent "Cyanine Blue 4927" (manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd., C.I. Pigment Blue 15:3), and 1 part by mass of release agent "HNP-9" (manufactured by Nippon Seiro Co., Ltd., paraffin wax, melting point: 80°C) were thoroughly mixed in a Henschel mixer. Then, the mixture was melt-kneaded using a co-rotating twin-screw extruder with a total length of 1560 mm, a screw diameter of 42 mm, and a barrel inner diameter of 43 mm, at a roll rotation speed of 200 r/min and a heating temperature of 100°C inside the rolls. The feed rate of the mixture was 20 kg/h, and the average residence time was approximately 18 seconds. The obtained molten mixture was cooled and coarsely ground, then ground in a jet mill and classified to obtain toner particles with a median volume particle size (D 50 ) of 8 μm.
To 100 parts by mass of the obtained toner particles, 1 part by mass of the external additive "AEROSIL NAX 50" (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., hydrophobic silica, hydrophobic treatment agent: HMDS, number average particle size: approximately 30 nm) was added, and the mixture was mixed in a Henschel mixer at 3,600 r/min for 5 minutes to perform the external additive treatment and obtain toners 1-7 and 51-55.
[トナー評価]
〔耐熱保存性〕
20mL容の容器(直径約3cm)にトナー4gを入れ、温度55℃、相対湿度60%の環境下で48時間放置した。その後、6時間毎に72時間までトナー凝集の発生程度を目視にて観察した。凝集の発生が認められた時点の時間の値が大きいほど高温高湿下での耐熱保存性が良好である。結果を表7に示す。なお、表7中「>72」は72時間後も凝集は認められないことを示す。
[Toner Evaluation]
[Heat-resistant storage stability]
Four grams of toner were placed in a 20 mL container (approximately 3 cm in diameter) and left for 48 hours at a temperature of 55°C and a relative humidity of 60%. The degree of toner aggregation was then visually observed every 6 hours until 72 hours had passed. A higher time value at which aggregation was observed indicates better heat resistance to high temperature and humidity. The results are shown in Table 7. In Table 7, ">72" indicates that no aggregation was observed even after 72 hours.
〔最低定着温度及びホットオフセット温度〕
複写機「AR-505」(シャープ株式会社製)の定着機を装置外での定着が可能なように改良した装置に各トナーを実装し、未定着の状態で印刷物を得た(印字面積:2cm×12cm、付着量:0.5mg/cm2)。その後、総定着圧が40kgfになるように調整した定着機(定着速度300mm/sec)を用い、定着ロールの温度を80℃から240℃へと5℃ずつ順次上昇させながら、各温度で未定着状態の印刷物の定着試験を行った。得られた印刷物の画像部分にセロハン粘着テープ「ユニセロハンテープ」(三菱鉛筆株式会社製、幅:18mm、JIS Z1522)を貼り付け、30℃に設定した定着ローラーに通過させた後、テープを剥がした。テープを貼る前と剥がした後の光学反射密度を反射濃度計「RD-915」(グレタグマクベス社製)を用いて測定し、両者の比率(剥離後/貼付前×100)が最初に90%を越える定着ローラーの温度を最低定着温度とした。最低定着温度が低いほど、低温定着性に優れる。
また、上記で得られた定着画像を目視で判断し、ホットオフセットが見られた定着ロールの最低温度をホットオフセット温度とした。ホットオフセット温度が高いほど、耐高温オフセット性に優れる。
さらに、最低定着温度とホットオフセット温度との差を定着温度幅とした。定着温度幅が広いほど、使用可能温度領域を広げることができ、省エネルギー化、高速定着化の要求を満たすことができる。
なお、定着紙には、「CopyBond SF-70NA」(シャープ株式会社製、75g/m2)を使用した。
これらの結果を表7に示す。
[Minimum fixing temperature and hot offset temperature]
Each toner was mounted on a modified fuser unit of the AR-505 copier (manufactured by Sharp Corporation) that allowed for fixing outside the unit, and printed materials were obtained in an unfixed state (print area: 2 cm x 12 cm, adhesion amount: 0.5 mg/ cm² ). Subsequently, using a fuser unit adjusted to a total fixing pressure of 40 kgf (fixing speed 300 mm/sec), fixing tests were performed on the unfixed printed materials at each temperature while sequentially increasing the temperature of the fuser roll from 80°C to 240°C in 5°C increments. Cellophane adhesive tape "Uni Cellophane Tape" (manufactured by Mitsubishi Pencil Co., Ltd., width: 18 mm, JIS Z1522) was attached to the image area of the obtained printed materials, passed through a fuser roller set to 30°C, and then the tape was removed. The optical reflectance density before and after tape application was measured using a reflectance densitometer "RD-915" (manufactured by Gretag Macbeth). The minimum fixing temperature was defined as the temperature of the fixing roller at which the ratio of the two (after peeling / before application × 100) first exceeded 90%. A lower minimum fixing temperature indicates superior low-temperature fixing performance.
Furthermore, the lowest temperature at which hot offset was observed on the fixing roll, based on a visual inspection of the fixing images obtained above, was defined as the hot offset temperature. A higher hot offset temperature indicates superior resistance to high-temperature offset.
Furthermore, the difference between the minimum fixing temperature and the hot offset temperature was defined as the fixing temperature range. A wider fixing temperature range expands the usable temperature range, thus meeting the requirements for energy saving and high-speed fixing.
For the fixing paper, we used "CopyBond SF-70NA" (manufactured by Sharp Corporation, 75 g/ m² ).
These results are shown in Table 7.
表7に示すとおり、特定の複合樹脂を含有する結着樹脂を用いた実施例のトナーは、耐熱保存性に優れ、最低定着温度が低くかつホットオフセット温度が高いため定着温度幅が広く、優れた耐熱保存性と広い使用可能温度領域との両立を達成できることがわかる。
一方、比較例のトナーは、実施例のトナーと比べて、耐熱保存性に劣るか、最低定着温度が高いか、又は定着温度幅が狭く、優れた耐熱保存性と広い使用可能温度領域との両立を達成できていないことがわかる。
As shown in Table 7, the toners in the examples using binder resins containing specific composite resins exhibit excellent heat resistance and storage properties. Because they have a low minimum fixing temperature and a high hot offset temperature, they have a wide fixing temperature range, demonstrating that they can achieve both excellent heat resistance and a wide usable temperature range.
On the other hand, the comparative toner, compared to the toner in the example, has inferior heat resistance, a higher minimum fixing temperature, or a narrower fixing temperature range, indicating that it fails to achieve both excellent heat resistance and a wide usable temperature range.
Claims (5)
前記付加重合系樹脂ユニットを構成する付加重合系樹脂(A)が(メタ)アクリル系モノマー由来の構成単位を80質量%以上含み、
前記付加重合系樹脂(A)の酸価が80mgKOH/g以上であり、
(メタ)アクリル系モノマーがメタクリル酸を含む、トナー用結着樹脂。 A binder resin for toner containing a composite resin in which an addition polymerization resin unit and a polyester resin unit are bonded together via covalent bonds,
The addition polymerization resin (A) constituting the addition polymerization resin unit contains 80% by mass or more of constituent units derived from (meth)acrylic monomers,
The acid value of the addition polymerization resin (A) is 80 mgKOH/g or more .
A binder resin for toners, in which the (meth)acrylic monomer contains methacrylic acid .
工程I:原料モノマー(a)の重合を行い、付加重合系樹脂(A)を得る工程、及び
工程II:アルコール成分(b-al)及びカルボン酸成分(b-ac)を反応させた後、工程Iで得られた付加重合系樹脂(A)を添加して反応を行い、前記複合樹脂を得る工程、を含み、
前記原料モノマー(a)が(メタ)アクリル系モノマーを80質量%以上含み、
前記付加重合系樹脂(A)の酸価が80mgKOH/g以上であり、
(メタ)アクリル系モノマーがメタクリル酸を含む、トナー用結着樹脂の製造方法。 A method for producing a binder resin for toner, comprising a composite resin in which an addition polymerization resin unit and a polyester resin unit are bonded together via covalent bonds,
The process includes: Step I: Polymerizing raw material monomer (a) to obtain an addition polymerization resin (A); and Step II: Reacting an alcohol component (b-al) and a carboxylic acid component (b-ac), then adding the addition polymerization resin (A) obtained in Step I and carrying out the reaction to obtain the composite resin.
The raw material monomer (a) contains 80% by mass or more of a (meth)acrylic monomer,
The acid value of the addition polymerization resin (A) is 80 mgKOH/g or more .
A method for producing a binder resin for toner, wherein the (meth)acrylic monomer contains methacrylic acid .
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