WO2006129681A1 - トナーおよびトナーバインダー - Google Patents

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WO2006129681A1
WO2006129681A1 PCT/JP2006/310816 JP2006310816W WO2006129681A1 WO 2006129681 A1 WO2006129681 A1 WO 2006129681A1 JP 2006310816 W JP2006310816 W JP 2006310816W WO 2006129681 A1 WO2006129681 A1 WO 2006129681A1
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polyester resin
acid
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PCT/JP2006/310816
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Inventor
Takashi Ono
Yoko Sakurai
Original Assignee
Sanyo Chemical Industries, Ltd.
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Definitions

  • the present invention is a toner binder comprising a polyester resin useful for dry toners used for developing electrostatic images or magnetic latent images in electrophotographic methods, electrostatic recording methods, electrostatic printing methods and the like. And a toner using the same.
  • Tg molecular weight and glass transition temperature
  • Patent Document 1 JP-A 62-178278
  • Patent Document 2 JP-A-4-313760
  • An object of the present invention is to provide a toner binder composed of a polyester resin and toner, which is excellent in blocking resistance of toner under high temperature and high humidity and has good low temperature fixability.
  • the present invention is a toner binder for developing an electrostatic image comprising a polycondensed polyester resin, which is formed in the presence of a catalyst (a) represented by the following general formula (I):
  • a toner binder for developing an electrostatic charge image wherein the electrostatic charge image comprises the toner binder (A) and the colorant (B).
  • Developing toner is a catalyst represented by the following general formula (I):
  • R is H or a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms which may contain 1 to 3 ether bonds and Z or 1 to 2 hydroxyl groups.
  • X is a residue obtained by removing one carboxyl group's H from aromatic mono- or poly-strength rubonic acid.
  • polycarboxylic acid other carboxyl groups are polycondensed in the molecule with the OR group in the same molecule.
  • a ring structure may be formed, or a structure containing 2 to 5 Ti atoms may be formed by polycondensation between an OR group of another molecule and the molecule.
  • the toner of the present invention using the toner binder composed of the polycondensed polyester resin of the present invention is excellent in blocking resistance of the toner under high temperature and high humidity, and has good low-temperature fixability. Furthermore, a toner having good repellency can be obtained without using organotin which causes environmental problems as a catalyst.
  • the titanium-containing catalyst (a) used in the present invention is a compound represented by the above general formula (I), and two or more types having a structure satisfying the formula (I) may be used in combination.
  • R is H or a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms which may contain 1 to 3 ether bonds and Z or 1 to 2 hydroxyl groups.
  • the hydrocarbon group preferably has 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms.
  • hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms include an aliphatic hydrocarbon group and an aliphatic bond containing an ether bond and Z or a hydroxyl group (methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n butyl group, n-hexyl group, n-octyl group, j8-methoxyl group, ⁇ ethoxyethyl group, and —hydroxyethyl group), aromatic hydrocarbon groups and ether bonds and aromatics containing ⁇ or hydroxyl groups Hydrocarbon group [phenol group; hydroxyphenol group; bisphenol ⁇ , bisphenol F, bisphenol S, etc., alkylene oxides having 2 to 4 carbon atoms (ethylene oxide (hereinafter abbreviated as ⁇ ), Propylene oxide (hereinafter abbreviated as ⁇ ) and butylene oxide (hereinafter ⁇ ) (Abbreviated as O) and the like)].
  • ethylene oxide
  • a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms is preferable, and an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, and an n-hexyl group are more preferable. Particularly preferred are n-propyl group, isopropyl group and n-butyl group.
  • X is a residue obtained by removing one carboxyl group H from an aromatic mono- or polycarboxylic acid.
  • X is a different carboxy group from that bonded to the Ti atom to form a residue.
  • OR group in the same molecule hydroxyl group bonded directly to Ti atom (when R is H), alkoxy group (when R is hydrocarbon group), or R contains 1 to 2 hydroxyl groups
  • the hydroxyl group in the case of a hydrocarbon group ⁇ may be polycondensed within the molecule to form a ring structure, and the titanium group-containing catalyst (a) may have an OR group (similar to the above) and another molecule. Condensate to form a repeating structure containing multiple Ti atoms.
  • aromatic carboxylic acid examples include benzoic acids having 7 to 50 carbon atoms (benzoic acid, parahydroxybenzoic acid, paramethylbenzoic acid, etc.), and aromatic monocarboxylic acids such as naphthalene monocarboxylic acid; Phthalic acids (terephthalic acid, isophthalic acid, orthophthalic acid, etc.), naphthalenedicarboxylic acid, trimellitic acid, and pyromellitic acid and other aromatic polycarboxylic acids having a valence of 6 to 6 or more.
  • a repeating structure containing a plurality of Ti atoms may be formed by the plurality of carboxyl groups as described above.
  • the number of Ti atoms in one molecule is 2 ⁇ 5.
  • the catalytic activity is lowered, which is not preferable.
  • Preferred as X are residues of phthalic acids (terephthalic acid, isophthalic acid, orthophthalic acid, etc.) and benzoic acids (benzoic acid, parahydroxybenzoic acid, paramethylbenzoic acid, etc.), particularly preferred Those are residues of terephthalic acid, isophthalic acid, and orthophthalic acid.
  • m l to 3
  • n l to 3
  • the sum of m and n that is, the valence number of Ti atom is 4.
  • the catalyst activity is particularly high and preferable. Except for the valence force of the T source element, even a structure similar to the formula (1) is not preferable because the catalytic activity is inferior or a side reaction occurs.
  • Specific examples of the compound represented by the general formula (I) include titanium triisopropoxybenzene strength ruboxylate, titanium tributoxybenzenecarboxylate, titanium triisopropoxyterephthalate, titanium tributoxyterephthalate, titanium triisopropoxy.
  • Isophthalate Titanium triisopropoxyphthalate, Titanium diisopropoxydibenzene carboxylate, Titanium dibutoxydibenzene power noroxylate, Titanium diisopropoxy diterephthalate, Titanium dibutoxy diterephthalate, Titanium diisopropoxy diisophthalate , Titanium diisopropoxy diphthalate, titanium dihydroxydibenzenecarboxylate, titanium dihydroxy diterephthalate, titanium dihydroxy diisophthalate, titanium Examples thereof include dihydroxy diphthalate and intramolecular or intermolecular polycondensates thereof.
  • the titanium-containing catalyst (a) used in the present invention preferably has a solubility in water at 30 ° C of [5gZlOOml] or less from the viewpoint of catalytic activity during polyester polymerization [2g / 100ml]
  • the following is more preferable [lgZlOOml] or less is particularly preferable.
  • a solubility of [5 gZlOOml] or less is preferred from the viewpoint of sustaining catalytic activity in which the catalyst is difficult to undergo hydrolysis during the polymerization reaction.
  • titanium-containing catalysts (a) can be obtained, for example, by reacting a commercially available titanium tetraalkoxide and an aromatic carboxylic acid in ethyl acetate at 70 to 90 ° C.
  • the polycondensation polyester resin constituting the toner binder of the present invention includes polyester resins (AX) and (AX), which are polycondensation products of polyol and polycarboxylic acid, and a polyisocyanate (b). And modified polyester resin (AY) obtained by reacting Z or polyepoxide (c). (AX), (AY), etc. may be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the polyol include a diol (g) and a trivalent or higher polyol (h).
  • examples of the polycarboxylic acid include a dicarboxylic acid (i) and a trivalent or higher polycarboxylic acid (j). Can be used together.
  • Examples of the polyester resin (AX) and (AY) include the following, which can be used in combination.
  • (AY1) Modified polyester resin obtained by reacting (AX) with (b) and Z or (c)
  • alkylene glycols having 2 to 36 carbon atoms ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butylene glycol, 1,6-hexanediol, etc.
  • carbon 4 to 36 alkylene ether glycol mononoles such as diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol and polybutylene glycol
  • alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms preferred are alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms, alkylene oxide adducts of bisphenols, and combinations thereof, and particularly preferred are those with alkylene oxides of bisphenols, These are alkylene glycols having 2 to 4 carbon atoms and combinations of two or more thereof.
  • hydroxyl value and the acid value are measured by the methods specified in JIS K 0070.
  • the trivalent or higher (3 to 8 or higher) polyol (h) preferably has a hydroxyl value of 150 to 190,000.
  • an aliphatic polyhydric alcohol having 3 to 36 carbon atoms and having 3 to 8 or more carbon atoms an alkane polyol and an intramolecular or intermolecular dehydration thereof such as glycerin, triethylolethane, trimethylolpropane).
  • novolak resin alkylene oxide adducts preferred are 3 to Octavalent or higher aliphatic polyhydric alcohols and alkylene oxide adducts of novolak resins (addition moles 2 to 30), especially preferred are novolak resin alkylene oxide adducts.
  • the dicarboxylic acid (i) includes an acid value of 180 to 1250.
  • alkane dicarboxylic acids having 4 to 36 carbon atoms such as succinic acid, adipic acid, and sebacic acid
  • alkelluccinic acids such as dodecyl-succinic acid
  • alicyclic dicarboxylic acids having 4 to 36 carbon atoms [Dimer acid (dimerized linoleic acid), etc.]
  • C4-C36 alkene dicarboxylic acid maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, mesaconic acid, etc.
  • C8-36 aromatic dicarboxylic acid phthalic acid) , Isophthalic acid, terephthalic acid, and naphthalenedicarboxylic acid).
  • alkene dicarboxylic acids having 4 to 20 carbon atoms and aromatic dicarboxylic acids having 8 to 20 carbon atoms are preferable.
  • the above acid anhydrides or lower alkyl (1 to 4 carbon atoms) esters methyl ester, ethyl ester, isopropyl ester, etc. may be used.
  • the trivalent or higher (3- to 6- or higher) polycarboxylic acid (j) preferably has an acid value of 150 to 1250.
  • aromatic polycarboxylic acid having 9 to 20 carbon atoms (trimellitic acid, pyromellitic acid, etc.); vinyl polymer of unsaturated carboxylic acid [number average molecular weight (hereinafter referred to as Mn, gel permeation chromatography) (According to GPC): 450 to 10,000] (styrene Z maleic acid copolymer, styrene Z acrylic acid copolymer, olefin Z maleic acid copolymer, styrene Z fumaric acid copolymer, etc.) It is done.
  • aromatic polycarboxylic acids having 9 to 20 carbon atoms
  • trimellitic acid and pyromellitic acid are preferred.
  • (g), (h), (i) and (j) are copolymerized with an aliphatic or aromatic hydroxycarboxylic acid having 4 to 20 carbon atoms (k) and latathone having 6 to 12 carbon atoms (1). You can also.
  • hydroxycarboxylic acid (k) examples include hydroxystearic acid and hydrogenated castor oil fatty acid.
  • Lataton (1) includes force prolatathon.
  • the polyisocyanate (b) is a compound having at least two isocyanate groups, and is an aromatic polyisocyanate, an aliphatic polyisocyanate, an alicyclic polyisocyanate, or an aromatic aliphatic.
  • Polyisocyanates, modified products of these polyisocyanates such as modified products containing urethane groups, carboimide groups, allophanate groups, urea groups, burette groups, isocyanurate groups or oxazolidone groups), and two or more of these Of the mixture.
  • the aromatic polyisocyanate includes 6 to 16 aromatic diisocyanates, 6 to 20 aromatic triisocyanates, and the like (excluding carbon in the NCO group; the following polyisocyanates are also used). And a crude product of isocyanate.
  • Examples include 1, 3 and 1, 4 phenolic diisocyanate, 2, 4 1 and Z or 2, 6 tolylene diisocyanate (TDI), crude TDI, 2, 4, 1 and Z or 4 , 4, 1-diphenylmethane diisocyanate (MDI), crude MDI [crude diaminodiphenylmethane ⁇ condensation product of formaldehyde with aromatic amine (aline) or a mixture thereof: diaminodiphenylmethane and a small amount ( for example 5 to 20 weight 0/0) of 3 mixture of or more functional polyamine ⁇ phosgene compound: such as polyallyl polyisobutylene Xia sulfonate (PAPI)], naphthylene 1, 5 Jiisoshiane bets, bird whistle - Rumetan one 4, 4, , 4,, monotriisocyanate.
  • PAPI polyallyl polyisobutylene Xia sulfonate
  • PAPI polyallyl polyiso
  • aliphatic polyisocyanate examples include aliphatic diisocyanates having 2 to 18 carbon atoms. Specific examples include 1,6 hexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, and the like.
  • Examples of the alicyclic polyisocyanate include alicyclic diisocyanates having 4 to 16 carbon atoms. Specific examples include isophorone diisocyanate, 4,4′-dicyclohexyl methane diisocyanate (hydrogenated MDI), 1,4-cyclohexyl diisocyanate, norbornane diisocyanate, and the like.
  • Examples of araliphatic isocyanates include araliphatic diisocyanates having 8 to 15 carbon atoms. Specific examples include xylylene diisocyanate, a, ⁇ , ⁇ ′, ⁇ , tetramethylxylylene diisocyanate, and the like.
  • modified polyisocyanate examples include urethane-modified MDI, carbodiimide-modified MDI, sucrose-modified TDI, and castor oil-modified MDI.
  • TDI TDI
  • MDI hexamethylene diisocyanate
  • isophorone diisocyanate hexamethylene diisocyanate
  • hydrogenated MDI hexamethylene diisocyanate
  • the reaction ratio between the polyol and the polyisocyanate is preferably 2Z1 to: LZ1.1, more preferably 1 as the equivalent ratio [OH] Z [NCO] of the hydroxyl group [OH] to the isocyanate group [NCO].
  • the types of polyols and isocyanates to be used are selected in consideration of molecular weight adjustment so that the glass transition point of the final polyester toner nodule is 45 to 85 ° C.
  • Polyepoxide (c) includes polyglycidyl ether [ethylene glycol diglycidyl ether, tetramethylene glycol diglycidyl ether, bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether, glycerin triglycidyl ether, pentaerythritol tetra Examples thereof include glycidyl ether, phenol novolak (average degree of polymerization 3 to 60) glycidyl tetrateride, and the like; and Genoxide (pentagen dioxide, hexadienoxide, etc.). Of these, polyglycidyl ether is preferable, and ethylene glycol diglycidyl ether and bisphenol A diglycidyl ether are more preferable.
  • the number of epoxy groups per molecule in (c) is preferably 2-8, more preferably 2-6, and particularly preferably 2-4.
  • the epoxy equivalent of (c) is preferably 50 to 500.
  • the lower limit is more preferably 70, and particularly preferably 80, and the upper limit is further preferably 300, and particularly preferably 200.
  • the number of epoxy groups and the epoxy equivalent are within the above ranges, both developability and fixability are good. It is more preferable to satisfy the above-mentioned ranges of the number of epoxy groups per molecule and the epoxy equivalent at the same time.
  • the reaction ratio between the polyol and the polycarboxylic acid is the hydroxyl group [OH] and the carboxyl group [COO
  • the equivalent ratio [OH] Z [COOH] of H] is preferably 2Zl to 1Z2, more preferably 1.5Z1 to: LZ1.3, and most preferably 1.3Z1 to: LZ1.2.
  • the types of polyol and polycarboxylic acid to be used are selected in consideration of molecular weight adjustment so that the glass transition point of the polyester toner binder to be finally adjusted is 45 to 85 ° C.
  • the ester bond is formed by dehydration condensation. More preferably, it is 90% or more.
  • Toner binders are required to have different physical properties for full color and monochrome use, and the design of polyester resin is also different.
  • the ratio of (h) and / or (j) constituting these polyester rosins is the sum of the number of moles of (h) and (j) (g ) ⁇ (; relative to the total mole number of j), preferably 0 to 20 mole 0/0, more preferably.
  • To 10 Monore is 0/0.
  • (AX2), (AY1) and a mixture thereof are preferable.
  • the polyester resin having both (h) and (j) is particularly preferable.
  • (h) and the ratio of (j), relative to the total mole number of moles sum of (h) and (j) is (g) ⁇ (j), preferably 0.1 to 40 Monore 0 / 0, more preferably from 0.5 to 25 Monore 0/0, especially 1 to 20 Monore%.
  • the tetrahydrofuran (THF) insoluble content of the full-color polyester resin is preferably 10% or less, more preferably 5% or less from the viewpoint of glossiness.
  • the THF-insoluble matter and THF-soluble matter can be obtained by the following method. About 0.5 g of a sample is precisely weighed into a 200 ml stoppered Meyer flask, 50 ml of THF is added, and the mixture is stirred and refluxed for 3 hours. After cooling, the insoluble matter is filtered off with a glass filter. The THF-insoluble content (%) is calculated from the weight ratio of the sample after drying the rosin content on the glass filter at 80 ° C for 3 hours under reduced pressure.
  • the filtrate is used as a THF soluble component for the molecular weight measurement described later.
  • the polyester resin for monochrome use preferably contains 2 to 70% of THF-insoluble matter, more preferably 5 to 60%, particularly 10 to 50%. Hot offset resistance is good when the THF insoluble content is 2% or more, and good low-temperature fixability is obtained when the THF insoluble content is 70% or less.
  • the peak top molecular weight (Mp) of the polyester resin is preferably 1000 to 30000, more preferably 1500 to 25000, and particularly 1800 to 20000 for both monochrome and full color applications.
  • Mp is 1000 or more, heat-resistant storage stability and powder flowability are good, and when it is 30000 or less, the grindability of the toner is improved and the productivity is good.
  • the ratio of the component having a molecular weight of 1500 or less in the polyester is preferably 1.8% or less, more preferably 1.3% or less, and particularly preferably 1.1% or less.
  • the ratio of components having a molecular weight of 1500 or less is 1.8% or less, the storage stability becomes better.
  • the ratio of components having a molecular weight of 1500 or less in the toner is preferably 1.8% or less. Preferably it is 1.3% or less, particularly preferably 1.1% or less. When the ratio of components having a molecular weight of 1500 or less is 1.8% or less, the storage stability becomes better.
  • the ratio of Mp, Mn, and a component having a molecular weight of 1500 or less in the polyester resin or toner is measured for the THF-soluble component using GPC under the following conditions.
  • Tosoh standard polystyrene (TSKstandard POLYSTYRENE) 12 points (Mw 1050 2800 5970 9100 18100 37900 96400 190000 355000 1090000 2890000 4480000)
  • the molecular weight showing the maximum peak height on the obtained chromatogram is referred to as peak top molecular weight (Mp). Furthermore, the abundance ratio of low molecular weight substances is evaluated by the ratio of peak areas when the molecular weight is divided by 1500.
  • the acid value of the polyester resin is preferably 0 for both monochrome and full color applications.
  • the hydroxyl value of the polyester resin is preferably 1 to 70, more preferably 3 to 60, and particularly 5 to 55 for both monochrome and full color applications.
  • the acid value is in the range of 1 to 70, environmental stability is good.
  • the Tg of the polyester resin is preferably 40 for both monochrome and full color applications.
  • Tg force In the range of S40 ° C to 90 ° C, heat-resistant storage stability and low-temperature fixability are good.
  • Tg of polyester resin is measured by DSC20, SSCZ580 manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd. by the method prescribed in ASTM D3418-82 (DSC method).
  • the polyester resin used as the toner binder (A) in the present invention can be produced in the same manner as in the production of ordinary polyesters.
  • the reaction temperature is preferably 150 to 280 ° C, more preferably 160 to 250 ° C, particularly preferably 170 to 240 in the presence of a titanium-containing catalyst (a) in an inert gas (nitrogen gas, etc.) atmosphere. It can be carried out by reacting at ° C.
  • the reaction time is preferably 30 minutes or more, particularly 2 to 40 hours from the viewpoint of reliably performing the polycondensation reaction. It is also effective to reduce the pressure (for example, 1 to 50 mmHg) to improve the reaction rate at the end of the reaction.
  • the amount of addition of (a) is preferably 0.0001 to 0.8%, more preferably 0.0002 to 0.6%, particularly preferably from 0.0001 to 0.8%, based on the weight of the polymer obtained from the viewpoint of polymerization activity and the like. Preferably 0. 0015 to 0.55%.
  • ester catalysts can be used in combination within the range of (a) without impairing the catalytic effect of (a).
  • ester catalysts include tin-containing catalysts (for example, dibutyltinoxide), titanium oxides other than (a) (for example, titanium alkoxide, potassium potassium oxalate, titanium terephthalate, and Titanium dihydroxybis (triethanolaminate) and its intramolecular polycondensate], zirconium-containing catalyst (eg, zirconium acetate), germanium-containing catalyst, alkali (earth) metal catalyst (eg, alkali metal or alkaline earth metal carboxylic acid) Salt: lithium acetate, sodium acetate, potassium acetate, calcium acetate, sodium benzoate, and potassium benzoate), and zinc acetate.
  • tin-containing catalysts for example, dibutyltinoxide
  • titanium oxides other than (a) for example, titanium alkoxide, potassium potassium oxalate, titanium
  • the addition amount of these other catalysts is preferably 0 to 0.6% with respect to the obtained polymer.
  • the content of (a) in all the added catalysts is preferably 50 to 100%.
  • the linear polyester resin (AX1) for example, 0.0001-0. 8% of the catalyst (a) with respect to the weight of the obtained polymer and, if necessary, other catalyst.
  • the diol (g) and the dicarboxylic acid (i) are heated to 180 ° C. to 260 ° C. and subjected to dehydration condensation under normal pressure and Z or reduced pressure to obtain (AX1). It is done.
  • a polyepoxide (c) is added to the polyester resin (AX2), and a molecular extension reaction of the polyester is performed at 180 ° C to 260 ° C.
  • the method of obtaining AY1) is mentioned.
  • the acid value of (AX2) to be reacted with (c) is preferably 1 to 60, more preferably 5 to 50. If the acid value is 1 or more, (c) may remain unreacted and adversely affect the performance of the resin. If it is 60 or less, the thermal stability of the resin is good.
  • the amount of (c) used to obtain (AY1) is preferably 0.01 to 10%, more preferably 0.1% with respect to (AX2) from the viewpoint of low-temperature fixability and hot offset resistance. 05-5%.
  • polyisocyanate (b) may be added to polyester resin (AX2), and urethanization reaction may be performed, for example, at 130 ° C to 220 ° C to obtain modified polyester resin (AY1). it can.
  • the hydroxyl value of (AX2) to be reacted with (b) is preferably 2 to 60, more preferably 5 to 50.
  • the reaction rate is improved and (AY1) can be easily obtained, and when it is 60 or less, the gloss is improved.
  • the amount of (b) used to obtain (AY1) is preferably 0.02 to 10%, more preferably 0.2 to 5% with respect to (AX2) from the viewpoint of the reaction rate. .
  • the toner binder (A) of the present invention may contain other resin if necessary.
  • styrene-based resins such as copolymers of styrene and alkyl (meth) acrylates, copolymers of styrene and gen-based monomers
  • epoxy resins bisphenol A diglycidyl ether ring opening.
  • Polymer urethane resin (diol and Z or polyaddition product of trivalent or higher polyol and diisocyanate, etc.).
  • the weight average molecular weight of the other rosin is preferably 1000 to 2 million.
  • the content of the other resin in the toner binder (A) is preferably 0 to 40%, more preferably 0 to 30%, and particularly preferably 0 to 20%.
  • polyester resins When two or more polyester resins are used in combination, and when at least one polyester resin and other resins are mixed, powder mixing or melt mixing may be performed in advance, or may be mixed at the time of toner formation. May be.
  • the temperature at the time of melt mixing is preferably 80 to 180 ° C, more preferably 100 to 170. C, particularly preferably 120 to 160 ° C.
  • the mixing temperature is too low, sufficient mixing cannot be achieved, which may result in non-uniformity.
  • the mixing temperature is too high, leveling due to transesterification occurs and the physical properties necessary for the toner binder cannot be maintained. There is a case.
  • the mixing time in the case of melt mixing is preferably 10 seconds to 30 minutes, more preferably 20 seconds.
  • LO minutes, particularly preferably 30 seconds to 5 minutes.
  • the mixing apparatus in the case of melt mixing include a batch type mixing apparatus such as a reaction tank and a continuous mixing apparatus. In order to mix uniformly in a short time at an appropriate temperature, a continuous mixer is preferable.
  • continuous mixing equipment include an etastruder, a continuous roller, and a three-roller. Of these, Etastruder and Conti Niesida are preferred.
  • the mixing temperature is preferably 0 to 80 ° C, more preferably 10 to 60 ° C.
  • the mixing time is preferably 3 minutes or more, more preferably 5 to 60 minutes.
  • the mixing apparatus include a Henschel mixer, a Nauter mixer, a tumbler mixer, a ribbon blender, and a Banbury mixer. A Henschel mixer, a tumbler mixer, and a ribbon blender are preferable.
  • the toner for developing an electrostatic charge image of the present invention comprises the toner binder (A) of the present invention and a colorant (B), and if necessary, a release agent (C), a charge control agent (D), And various additives such as fluidizing agent (E).
  • the content of (A) in the toner is preferably 70 to 98%, more preferably 74 to 96% when a dye or pigment is used as a colorant, and preferably when a magnetic powder is used. 20 to 85%, more preferably 35 to 65%.
  • colorant (B) known dyes, pigments and magnetic powders can be used. Specifically, Carbon Black, Sudan Black SM, First Yellow G, Benzidine Yellow, Pigment Yellow, Indian First Orange, Irgasin Red, Para-Troir Red, Toluidine Red, Carmine FB, Pigment Orange R, Lake Red 2G, Rhodamine FB, Rhodamine B Lake, Methyl Violet B Lake, Phthalocyanine Blue, Pigment Blue, Brilliant Green, Phthalocyanine Green, Oino Leyello GG, Caya Set YG, olasol brown B, oil pink OP, magnetite and iron black.
  • the content of the colorant (B) in the toner is preferably 2 to 15% when using a dye or pigment, preferably 15 to 70%, more preferably 3 when using magnetic powder. 0-60%.
  • Examples of the release agent (C) include carnauba wax (C1), Fischer-Tropsch wax (C2), paraffin wax (C3), and polyolefin wax (C4).
  • Examples of (C1) include natural carnauba wax and defree fatty acid type carnauba wax.
  • C2 includes petroleum-based Fischer-Tropsch wax (such as Parafrint Hl, Paraflint H1N4, and Paraflint C105 manufactured by Syuman 'Sazol), natural gas-based Fischer-Tropsch wax (such as FT100 manufactured by Shell MDS), and these Fischer Examples include those obtained by purifying tropsh wax by a method such as fractional crystallization [MDP-7700, MDP-7010, etc., manufactured by Nippon Seiki Co., Ltd.].
  • Fischer-Tropsch wax such as Parafrint Hl, Paraflint H1N4, and Paraflint C105 manufactured by Syuman 'Sazol
  • natural gas-based Fischer-Tropsch wax such as FT100 manufactured by Shell MDS
  • Fischer Examples include those obtained by purifying tropsh wax by a method such as fractional crystallization [MDP-7700, MDP-7010, etc., manufactured by Nippon Seiki Co., Ltd.].
  • Examples of (C3) include petroleum wax-based paraffin waxes [Nippon Seiki Co., Ltd. Paraffin Status HNP-5, HNP-9, HNP-11, etc.].
  • Examples of (C4) include polyethylene wax [Sanwa Kasei Kogyo Co., Ltd. Sun Wax 171P, Sun Wax LEL400P, etc.], and polypropylene wax [Sanyo Kasei Kogyo Co., Ltd. Piscol 550P, Biscol 660P etc.], etc. .
  • carnauba wax and petroleum-based Fischer-Tropsch wax are more preferred, with Carnauba wax and Fischer-Tropsch wax being preferred.
  • the content of (C) in the toner is preferably 0 to 10%, more preferably 1 to 7%.
  • Examples of the charge control agent (D) include a nigue cinna dye, a quaternary ammonium salt compound, a quaternary ammonium base-containing polymer, a metal-containing azo dye, a salicylic acid metal salt, and a sulfonic acid group.
  • the content of (D) in the toner is preferably 0 to 5%, more preferably 0.01 to 4%.
  • Examples of the fluidizing agent (E) include known ones such as colloidal silica, alumina powder, titanium oxide powder, and calcium carbonate powder.
  • the content of (E) in the toner is preferably 0 to 5%.
  • a known kneading and pulverizing method may be used as a method for producing the toner. After the above toner constituents are dry blended, they are melt-kneaded, then finely pulverized using a jet mill or the like, and further subjected to air classification to obtain particles having a volume average particle diameter D50 of usually 2 to 20 m.
  • the particle size D50 is measured using a Coulter counter [for example, trade name: Multisizer I III (manufactured by Coulter)].
  • the toner of the present invention using the toner binder of the present invention is magnetic powder (iron powder, nickel powder, ferrite, magnetite, etc.), glass beads and Z or resin (acrylic resin, silicone resin) as necessary. It is mixed with carrier particles such as ferrite whose surface is coated with fat and the like, and used as a developer for an electric latent image. Further, instead of the carrier particles, it can be rubbed with a member such as a charging blade to form an electric latent image.
  • the recording material is fixed to a support (paper, polyester film, etc.) by a known hot roll fixing method or the like.
  • (AX1-1) does not contain THF-insoluble matter, its acid value is 5, hydroxyl value is 12, Tg is 60. C, ⁇ was 6980, and ⁇ was 19000. The ratio of components having a molecular weight of 1500 or less was 0.9%.
  • (AX2-1) does not contain THF-insoluble matter, its acid value is 35, hydroxyl value is 18, and Tg is 68.
  • C and Mn were 3900 and Mp was 11000.
  • the ratio of components having a molecular weight of 1500 or less was 0.7%.
  • the reaction was conducted in the same manner as (AX1-1) in Example 1 except that the polycondensation catalyst was replaced with 2 parts of titanium tetraisopropoxide. Since the reaction stopped due to catalyst deactivation and the water produced could not be distilled off, 2 parts of titanium tetraisopropoxide were added four times during the reaction, and a comparative linear polyester resin ( CAX1-1) was obtained.
  • CAX11 does not contain THF insolubles, its acid value is 7, hydroxyl value is 12, Tg is 58. C and Mn were 6220 and Mp was 18900. The ratio of components having a molecular weight of 1500 or less was 2.2%.
  • the reaction was conducted in the same manner as (AX2-1) in Example 1 except that the polycondensation catalyst was replaced with 2 parts of titanium tetraisopropoxide. The reaction was allowed to proceed for 16 hours under normal pressure and for 8 hours under reduced pressure. Since the reaction rate was slow, 2 parts of titanium tetrapropoxide were added three times during the reaction to obtain a comparative non-linear polyester resin (CAX2-1).
  • CAX2-1 contained no THF-insoluble matter, and had an acid value of 34, a hydroxyl value of 16, Tg of 68 ° C, Mn of 3420, and Mp of 12100.
  • the ratio of components having a molecular weight of 1500 or less was 2.1%.
  • Example 1 (TBI) of Example 1 was obtained except that 400 parts of (CAX1 1) and 600 parts of (CAX2-1) were used. Comparative toner binder (CTB1) was obtained in the same manner as described above.
  • toner binder (TBI) and comparative toner binder (CTB1) of the present invention 100 parts of toner binder, 5 parts of carnauba wax, and 4 parts of yellow pigment [toner yellow HG VP2155 made by Clarant Co., Ltd.] [Mitsui The mixture was premixed using FM10B manufactured by Miike Chemical Co., Ltd. and then kneaded using a twin-screw kneader [PCM-30 manufactured by Ikegai Co., Ltd.].
  • Table 1 shows the results of evaluation using the following evaluation methods.
  • Fixation was evaluated in the same manner as GLOSS above, and the presence or absence of hot offset on the fixed image was visually evaluated.
  • the fixing roll temperature at which hot offset occurred was defined as the hot offset generation temperature.
  • the developer prepared in (1) above was conditioned for 48 hours in a high-temperature, high-humidity environment of 50 ° C-85% RH. In the same environment, visually determine the blocking state of the developer, and further commercially available The image quality when copying with a copier (AR5030: Sharp) was observed.
  • Toner blocking can be visually observed, and disturbance in image quality after 1000 copies is observed.
  • X Toner blocking is visible and no image is produced by 1000 sheets.
  • the polycondensation catalyst (a) used in the present invention is superior in catalytic activity, and as described above, low molecular weight components having a molecular weight of 1500 or less can be reduced! /
  • the toner of the present invention has good low-temperature fixability and does not block toner even under high temperature and high humidity.
  • AY1-2 has an acid value of 22, a hydroxyl value of 20, and a Tg of 68.
  • C and Mn were 2520, Mp was 5750, THF insoluble content was 32%, and the ratio of components having a molecular weight of 1500 or less was 0.4%. This was used as a toner binder (TB3).
  • a modified polyester resin for comparison (CAY1-2) was obtained by reacting in the same manner as in Example 2 except that the polycondensation catalyst was replaced with 2 parts of titanium tetrabutoxide.
  • CAY1-2 has a softening point of 150 ° C, acid value of 53, hydroxyl value of 17, Tg of 71 ° C, Mn of 1660, Mp of 6340, THF-insoluble content of 34%, molecular weight of 1500 or less The ratio was 3.1%, and this was used as a toner binder (CTB2).
  • the acid value of (AY1-4) was 10, the hydroxyl value 27, Tgi 61 ° C, ⁇ ⁇ 3100, ⁇ 6000, and the THF insoluble content was 32%.
  • the ratio of components having a molecular weight of 1500 or less was 0.7%.
  • toner binders (TB2) to (TB5) and the comparative toner binder (CTB2) of the present invention 100 parts of a toner binder, carbon black MA-100 [manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation], 8 parts, carnauba wax 5 parts, charge control agent T 77 (manufactured by Hodogaya Igaku) 1 part is premixed with a Henschel mixer [FM10B made by Mitsui Miike Chemical Co., Ltd.], then a twin-screw kneader [Co., Ltd.] Kneaded with Ikekai PCM-30].
  • a Henschel mixer FM10B made by Mitsui Miike Chemical Co., Ltd.
  • twin-screw kneader twin-screw kneader
  • Fixation was evaluated in the same manner as the above MFT, and the presence or absence of hot offset on the fixed image was visually evaluated.
  • the temperature at which the hot offset occurred was determined as the temperature at which the hot offset occurred.
  • the developer prepared in (1) above was conditioned for 48 hours in a high-temperature, high-humidity environment of 50 ° C-85% R.H. Under the same environment, the blocking state of the developer was visually judged, and the image quality when copied with a commercially available copying machine (AR5030: manufactured by Sharp) was observed.
  • the determination criteria are the same as described above.
  • the polycondensation catalyst (a) used in the present invention is excellent in catalytic activity, and as described above, low molecular weight components having a molecular weight of 1,500 or less can be reduced.
  • the toner of the present invention has good low-temperature fixability and high temperature and high temperature. It can be seen that there is no toner blocking even under humidity.
  • the toner binder of the present invention and the toner of the present invention containing the same are useful as toners for developing electrostatic images because they have both excellent blocking resistance and low-temperature fixability at high temperatures and high humidity.

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Abstract

 高温高湿度下でのトナーの耐ブロッキング性と低温定着性とが共に優れた、ポリエステル樹脂系トナーバインダーを提供する。本発明は、重縮合ポリエステル樹脂からなる静電荷像現像用トナーバインダーであって、該ポリエステル樹脂が、下記一般式(I)で表される触媒(a)の存在下に形成されてなる樹脂であることを特徴とするトナーバインダーである。   Ti(-X)m(-OR)n       (I) [式中、RはH、または1~3個のエーテル結合および/もしくは1~2個の水酸基を含んでいてもよい炭素数1~24の炭化水素基である。Xは芳香族モノもしくはポリカルボン酸から1個のカルボキシル基のHを除いた残基であり、ポリカルボン酸の場合、他のカルボキシル基が同一分子内のOR基と環構造を形成していても、別の分子のOR基と分子間で重縮合した構造を形成していてもよい。m=1~3、n=1~3、mとnの和は4。]

Description

明 細 書
トナーおよびトナーバインダー
技術分野
[0001] 本発明は電子写真法、静電記録法ゃ静電印刷法等において、静電荷像または磁 気潜像の現像に用いられる乾式トナー用として有用な、ポリエステル榭脂からなるト ナーバインダー、およびこれを用いたトナーに関する。
背景技術
[0002] トナーの低温定着性能を向上させる目的で、ノインダ一としてポリエステル榭脂を 用いることが従来より知られている (特許文献 1、 2等)。しかし、トナーの低温定着性 をさらに向上させるためには、分子量やガラス転移温度(以下 Tgと略す)を下げる必 要があるが、そうした場合、高温高湿度下でのトナーの耐ブロッキング性が劣るという 問題点を有していた。
特許文献 1 :特開昭 62— 178278号公報
特許文献 2:特開平 4 - 313760号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] 本発明は、高温高湿度下でのトナーの耐ブロッキング性に優れ、低温定着性が良 好な、ポリエステル榭脂からなるトナーバインダー、およびトナーを提供することを目 的とする。
課題を解決するための手段
[0004] 本発明者らは、これらの問題点を解決するべく鋭意検討した結果、特定構造を有 する Ti触媒の存在下で形成された重縮合ポリエステル榭脂からなるトナーノインダ 一を用いることで解決できることを見出し、本発明に到達した。
すなわち本発明は、重縮合ポリエステル榭脂からなる静電荷像現像用トナーバイン ダ一であって、該ポリエステル榭脂が、下記一般式 (I)で表される触媒 (a)の存在下 に形成されてなる榭脂であることを特徴とする静電荷像現像用トナーバインダー;並 びに上記の静電荷像現像用トナーバインダー (A)と着色剤 (B)を含有する静電荷像 現像用トナー;である。
Ti(-X) m (-OR) n (I)
[式中、 Rは H、または 1〜3個のエーテル結合および Zもしくは 1〜2個の水酸基を 含んでいてもよい炭素数 1〜24の炭化水素基である。 Xは芳香族モノもしくはポリ力 ルボン酸から 1個のカルボキシル基の Hを除 、た残基であり、ポリカルボン酸の場合 、他のカルボキシル基が同一分子内の OR基と分子内で重縮合し環構造を形成して いてもよぐまたは、別の分子の OR基と分子間で重縮合し 2〜5個の Ti原子を含む 構造を形成していてもよい。 m= l〜3、 n= l〜3であり、 mと nの和は 4である。 ] 発明の効果
[0005] 本発明の重縮合ポリエステル榭脂からなるトナーバインダーを用いた本発明のトナ 一は、高温高湿度下でのトナーの耐ブロッキング性に優れ、低温定着性も良好であ る。さらに環境問題を引き起こす有機スズを触媒として使用しなくても、良好な榭脂性 能を有するトナーが得られる。
発明を実施するための最良の形態
[0006] 以下、本発明について詳細に説明する。
本発明に用いるチタン含有触媒 (a)は、前記一般式 (I)で表される化合物であり、 式 (I)を満たす構造のものを 2種以上を併用してもょ 、。
一般式 (I)において、 Rは H、または 1〜3個のエーテル結合および Zもしくは 1〜2 個の水酸基を含んでいてもよい炭素数 1〜24の炭化水素基である。炭化水素基の 炭素数は、好ましくは 1〜6、さらに好ましくは 1〜4である。
炭素数 1〜24の炭化水素基の具体例としては、脂肪族炭化水素基並びにエーテ ル結合および Zもしくは水酸基を含む脂肪族炭化水素基 (メチル基、ェチル基、 n- プロピル基、イソプロピル基、 n ブチル基、 n—へキシル基、 n—ォクチル基、 j8—メ トキシェチル基、 β エトキシェチル基、および —ヒドロキシェチル基など)、芳香 族炭化水素基並びにエーテル結合および Ζもしくは水酸基を含む芳香族炭化水素 基 [フエ-ル基;ヒドロキシフエ-ル基;ビスフエノール Α、ビスフエノール Fおよびビスフ ェノール Sなどの炭素数 2〜4のアルキレンォキシド〔エチレンォキシド(以下 ΕΟと略 記する)、プロピレンォキシド(以下 ΡΟと略記する)、およびブチレンォキシド(以下 Β Oと略記する)など〕付加物 (付加モル数 1〜3)から 1個の OHを除 、た残基など]が 挙げられる。
これら Rのうち好ましくは、炭素数 1〜6の炭化水素基であり、さらに好ましくは、ェチ ル基、 n—プロピル基、イソプロピル基、 n—ブチル基、および n—へキシル基であり、 とくに好ましくは、 n—プロピル基、イソプロピル基、および n—ブチル基である。
[0007] Xは芳香族モノもしくはポリカルボン酸から 1個のカルボキシル基の Hを除 、た残基 であり、ポリカルボン酸の場合、 Ti原子に結合し残基を形成するのと別のカルボキシ ル基が、同一分子内の OR基 {Ti原子に直接結合した水酸基 (Rが Hの場合)、アル コキシ基 (Rが炭化水素基の場合)、または Rが 1〜2個の水酸基を含む炭化水素基 の場合の該水酸基 }と分子内で重縮合し環構造を形成していてもよぐチタン含有触 媒 (a)の別の分子の OR基 (上記と同様)と分子間で重縮合し、複数の Ti原子を含む 繰り返し構造を形成して 、てもよ 、。
上記芳香族カルボン酸としては、炭素数 7〜50のものが好ましぐ安息香酸類 (安 息香酸、パラヒドロキシ安息香酸、パラメチル安息香酸など)、ナフタレンモノカルボン 酸などの芳香族モノカルボン酸;フタル酸類 (テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタ ル酸など)、ナフタレンジカルボン酸、トリメリット酸、およびピロメリット酸などの 2〜6価 またはそれ以上の芳香族ポリカルボン酸;が挙げられる。
芳香族ポリカルボン酸の場合、前述のようにその複数のカルボキシル基により、複 数の Ti原子を含む繰り返し構造を形成していてもよいが、この場合の 1分子内の Ti原 子数は 2〜5である。 1分子内の Ti原子数が 6以上の場合、触媒活性が低下し好まし くない。
Xとして好ましいものは、フタル酸類(テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸な ど)の残基、および安息香酸類 (安息香酸、パラヒドロキシ安息香酸、パラメチル安息 香酸など)の残基であり、特に好ましいものはテレフタル酸、イソフタル酸、およびォ ルトフタル酸の残基である。
[0008] 式(I)中、 m= l〜3、 n= l〜3であり、 mと nの和、すなわち Ti原子の結合価数は 4 である。好ましくは、 m= l〜2、 n= 2〜3である。 mが 3を超えると触媒活性が低下し 、 nが 3を超えると耐加水分解性が低下し、いずれもポリエステル製造上好ましくない 。 mが 1または 2の場合、触媒活性が特に高く好ましい。 T源子の結合価数力 以外 の場合は、式 (1)と類似の構造でも触媒活性が劣るか副反応が起き好ましくない。
[0009] 一般式 (I)で表される化合物の具体例としては、チタントリイソプロポキシベンゼン力 ルボキシレート、チタントリブトキシベンゼンカルボキシレート、チタントリイソプロポキ シテレフタレート、チタントリブトキシテレフタレート、チタントリイソプロポキシイソフタレ ート、チタントリイソプロポキシフタレート、チタンジイソプロボキシジベンゼンカルボキ シレート、チタンジブトキシジベンゼン力ノレボキシレート、チタンジイソプロポキシジテ レフタレート、チタンジブトキシジテレフタレート、チタンジイソプロボキシジイソフタレ ート、チタンジイソプロボキシジフタレート、チタンジヒドロキシジベンゼンカルボキシレ ート、チタンジヒドロキシジテレフタレート、チタンジヒドロキシジイソフタレート、チタン ジヒドロキシジフタレート、およびこれらの分子内または分子間重縮合物などが挙げら れる。
[0010] 本発明に用いるチタン含有触媒 (a)は、ポリエステル重合時の触媒活性の観点から 、 30°Cの水への溶解度が [5gZlOOml]以下であることが好ましぐ [2g/ 100ml] 以下であることがさらに好ましぐ [lgZlOOml]以下であることがとくに好ましい。溶 解度が [5gZlOOml]以下であると、重合反応時に触媒が加水分解を受けにくぐ触 媒活性の持続性の観点から好まし 、。
[0011] これらのチタン含有触媒 (a)は、例えば、市販されているチタンテトラアルコキシドと 芳香族カルボン酸を、酢酸ェチル中で 70〜90°Cにて反応させることで得ることがで きる。
[0012] 本発明のトナーバインダーを構成する重縮合ポリエステル榭脂としては、ポリオ一 ルとポリカルボン酸との重縮合物であるポリエステル榭脂 (AX)、 (AX)にさらにポリイ ソシァネート (b)および Zまたはポリエポキシド (c)などを反応させて得られる変性ポリ エステル榭脂 (AY)などが挙げられる。(AX)、 (AY)などは単独で使用してもよ!、し 、 2種以上を組み合わせて混合物として使用してもよい。
ポリオールとしては、ジオール (g)および 3価以上のポリオール (h)力 ポリカルボン 酸としては、ジカルボン酸 (i)および 3価以上のポリカルボン酸 (j)が挙げられ、それぞ れ 2種以上を併用してもょ 、。 ポリエステル榭脂 (AX)および (AY)としては、以下のものなどが挙げられ、これらの ちのを併用することちでさる。
(AX1): (g)および (i)を用いた線状のポリエステル榭脂
(AX2): (g)および (i)とともに (h)および Zまたは G)を用いた非線状のポリエステル 樹脂
(AY1): (AX2)に (b)および Zまたは(c)を反応させた変性ポリエステル榭脂
[0013] ジオール(g)としては、水酸基価180〜1900
Figure imgf000006_0001
以下同様)のものが 好ましい。具体的には、炭素数 2〜36のアルキレングリコール(エチレングリコール、 1, 2—プロピレングリコール、 1, 3—プロピレングリコール、 1, 4ーブチレングリコー ルおよび 1, 6—へキサンジオールなど);炭素数 4〜36のアルキレンエーテルグリコ 一ノレ(ジエチレングリコーノレ、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエ チレングリコール、ポリプロピレングリコールおよびポリブチレンダリコールなど);炭素 数 6〜36の脂環式ジオール(1, 4—シクロへキサンジメタノールおよび水素添カ卩ビス フエノール Aなど);上記脂環式ジオールの炭素数 2〜4のアルキレンォキシド(EO、 POおよび BOなど)付カロ物(付加モル数 1〜30);ビスフエノーノレ類(ビスフエノーノレ A 、ビスフエノール Fおよびビスフエノール Sなど)の炭素数 2〜4のアルキレンォキシド( EO、 POおよび BOなど)付カ卩物(付加モル数 2〜30)などが挙げられる。
これらのうち好ましいものは、炭素数 2〜12のアルキレングリコール、ビスフエノール 類のアルキレンォキシド付加物およびこれらの併用であり、とくに好まし 、ものはビス フエノール類のアルキレンォキシド付カ卩物、炭素数 2〜4のアルキレングリコールおよ びこれらの 2種以上の併用である。
なお、上記および以下において水酸基価および酸価は、 JIS K 0070に規定の 方法で測定される。
[0014] 3価以上(3〜8価またはそれ以上)のポリオール (h)としては、水酸基価 150〜190 0のものが好ましい。具体的には、炭素数 3〜36の 3〜8価またはそれ以上の脂肪族 多価アルコール (アルカンポリオールおよびその分子内もしくは分子間脱水物、例え ば、グリセリン、トリェチロールェタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソ ルビトール、ソルビタン、ポリグリセリン、およびジペンタエリスリトール;糖類およびそ の誘導体、例えば蔗糖およびメチルダルコシド;など);上記脂肪族多価アルコール の炭素数 2〜4のアルキレンォキシド(EO、 POおよび BOなど)付カ卩物(付加モル数 1 〜30);トリスフエノール類(トリスフエノール P Aなど)の炭素数 2〜4のアルキレンォキ シド (EO、 POおよび BOなど)付加物(付加モル数 2〜30);ノボラック榭脂(フエノー ルノボラックおよびクレゾ一ルノボラックなど:平均重合度 3〜60)の炭素数 2〜4のァ ルキレンォキシド(EO、 PO、 BOなど)付カ卩物(付カ卩モル数 2〜30)などが挙げられる これらのうち好ましいものは、 3〜8価またはそれ以上の脂肪族多価アルコールおよ びノボラック樹脂のアルキレンォキシド付加物(付加モル数 2〜30)であり、とくに好ま しいものはノボラック樹脂のアルキレンォキシド付加物である。
[0015] ジカルボン酸(i)としては、酸価180〜1250
Figure imgf000007_0001
以下同様)のものが好 ましい。具体的には、炭素数 4〜36のアルカンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、 およびセバシン酸など)およびァルケ-ルコハク酸(ドデセ -ルコハク酸など);炭素数 4〜36の脂環式ジカルボン酸〔ダイマー酸(2量化リノール酸)など〕;炭素数 4〜36の アルケンジカルボン酸(マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、およびメサコン酸など); 炭素数 8〜36の芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、および ナフタレンジカルボン酸など)などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数 4〜20のアルケンジカルボン酸、および炭素数 8〜20の芳香族ジカルボン酸である 。なお、(i)としては、上述のものの酸無水物または低級アルキル (炭素数 1〜4)エス テル(メチルエステル、ェチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いてもよい。
[0016] 3価以上(3〜6価またはそれ以上)のポリカルボン酸 (j)としては、酸価 150〜1250 のものが好ましい。具体的には、炭素数 9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸 、ピロメリット酸など);不飽和カルボン酸のビニル重合体 [数平均分子量 (以下 Mnと 記載、ゲルパーミエーシヨンクロマトグラフィー(GPC)による):450〜10000] (スチ レン Zマレイン酸共重合体、スチレン Zアクリル酸共重合体、 ーォレフイン Zマレイ ン酸共重合体、スチレン Zフマル酸共重合体など)などが挙げられる。これらのうち好 ましいものは、炭素数 9〜20の芳香族ポリカルボン酸であり、とくに好ましいものはトリ メリット酸、およびピロメリット酸である。なお、 3価以上のポリカルボン酸 (j)としては、 上述のものの酸無水物または低級アルキル (炭素数 1〜4)エステル (メチルエステル 、ェチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いてもよい。
また、(g)、(h)、(i)および (j)とともに炭素数 4〜20の脂肪族または芳香族ヒドロキ シカルボン酸 (k)、炭素数 6〜 12のラタトン (1)を共重合することもできる。
ヒドロキシカルボン酸 (k)としては、ヒドロキシステアリン酸、硬化ヒマシ油脂肪酸など が挙げられる。ラタトン (1)としては、力プロラタトンなどが挙げられる。
[0017] ポリイソシァネート (b)は、少なくとも 2個のイソシァネート基を有する化合物であり、 芳香族ポリイソシァネート、脂肪族ポリイソシァネート、脂環式ポリイソシァネート、芳 香脂肪族ポリイソシァネート、これらのポリイソシァネートの変性物(ウレタン基、カル ポジイミド基、ァロファネート基、ウレァ基、ビューレット基、イソシァヌレート基またはォ キサゾリドン基含有変性物など)、およびこれらの 2種以上の混合物が挙げられる。
[0018] 芳香族ポリイソシァネートとしては、炭素数 (NCO基中の炭素を除く;以下のポリイソ シァネートも同様) 6〜16の芳香族ジイソシァネート、炭素数 6〜20の芳香族トリイソ シァネートおよびこれらのイソシァネートの粗製物などが挙げられる。具体例としては 、 1, 3 および 1, 4 フエ-レンジイソシァネート、 2, 4一および Zまたは 2, 6 トリ レンジイソシァネート(TDI)、粗製 TDI、 2, 4,一および Zまたは 4, 4,一ジフエ-ルメ タンジイソシァネート(MDI)、粗製 MDI [粗製ジアミノジフエ-ルメタン {ホルムアルデ ヒドと芳香族ァミン (ァ-リン)またはその混合物との縮合生成物:ジアミノジフエ-ルメ タンと少量(たとえば 5〜20重量0 /0)の 3官能以上のポリアミンとの混合物 }のホスゲン 化物:ポリアリルポリイソシァネート(PAPI)など]、ナフチレン 1, 5 ジイソシァネー ト、トリフエ-ルメタン一 4, 4,, 4, , 一トリイソシァネートなどが挙げられる。
脂肪族ポリイソシァネートとしては、炭素数 2〜18の脂肪族ジイソシァネートなどが 挙げられる。具体例としては、 1, 6 へキサメチレンジイソシァネート、 2, 2, 4ートリメ チルへキサメチレンジイソシァネート、リジンジイソシァネートなどが挙げられる。
[0019] 脂環式ポリイソシァネートとしては、炭素数 4〜16の脂環式ジイソシァネートなどが 挙げられる。具体例としては、イソホロンジイソシァネート、 4, 4'ージシクロへキシルメ タンジイソシァネート(水添 MDI)、 1, 4ーシクロへキサンジイソシァネート、ノルボル ナンジイソシァネートなどが挙げられる。 芳香脂肪族イソシァネートとしては、炭素数 8〜15の芳香脂肪族ジイソシァネートな どが挙げられる。具体例としては、キシリレンジイソシァネート、 a , α , α ' , α,ーテ トラメチルキシリレンジイソシァネートなどが挙げられる。
変性ポリイソシァネートの具体例としては、ウレタン変性 MDI、カルボジイミド変性 M DI、ショ糖変性 TDIおよびひまし油変性 MDIなどが挙げられる。
上記(b)として、これらのうちで好ましいものは、 TDI、 MDI、へキサメチレンジイソ シァネート、イソホロンジイソシァネート、および水添 MDIである。
[0020] ポリオールとポリイソシァネートの反応比率は、水酸基 [OH]とイソシァネート基 [N CO]の当量比 [OH]Z[NCO]として、好ましくは 2Z1〜: LZ1. 1、さらに好ましくは 1. 5Z1〜: LZ1. 1、とくに好ましくは 1. 3Z1〜: LZ1. 05である。また使用するポリ オールとイソシァネートの種類は、最終的に調整されるポリエステル系トナーノインダ 一のガラス転移点が 45〜85°Cとなるよう分子量調整も考慮して選択される。
[0021] ポリエポキシド(c)としては、ポリグリシジルエーテル〔エチレングリコールジグリシジ ルエーテル、テトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、ビスフエノール Aジグリ シジルエーテル、ビスフエノール Fジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエー テル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、フエノールノボラック(平均重合 度 3〜60)グリシジルテ一テル化物など〕;ジェンオキサイド(ペンタジェンジォキサイ ド、へキサジェンジオキサイドなど)などが挙げられる。これらの中で好ましくは、ポリグ リシジルエーテルであり、さらに好ましくは、エチレングリコールジグリシジルエーテル およびビスフエノール Aジグリシジルエーテルである。
(c)の 1分子当たりのエポキシ基数は、好ましくは 2〜8、さらに好ましくは 2〜6、とく に好ましくは 2〜4である。
(c)のエポキシ当量は、好ましくは 50〜500である。下限は、さらに好ましく 70、とく に好ましくは 80であり、上限は、さらに好ましく 300、とく〖こ好ましくは 200である。ェポ キシ基数とエポキシ当量が上記範囲内であると、現像性と定着性が共に良好である。 上述の 1分子当たりのエポキシ基数およびエポキシ当量の範囲を同時に満たせばさ らに好ましい。
[0022] ポリオールとポリカルボン酸の反応比率は、水酸基 [OH]とカルボキシル基 [COO H]の当量比 [OH]Z[COOH]として、好ましくは 2Zl〜lZ2、さらに好ましくは 1. 5Z1〜: LZ1. 3、とく〖こ好ましくは 1. 3Z1〜: LZ1. 2である。また使用するポリオ一 ルとポリカルボン酸の種類は、最終的に調整されるポリエステル系トナーバインダー のガラス転移点が 45〜85°Cとなるよう分子量調整も考慮して選択される。
[0023] 本発明の重縮合ポリエステルは、そのエステル結合の 80%以上が脱水縮合によつ て形成されることが好ましい。さらに好ましくは 90%以上である。 80%以上を脱水縮 合によって得ることで、トナーの耐久性および Zまたは汚染性 (プリンターもしくは複 写機の内部へのトナーの飛散)がよくなり好ま 、。
[0024] トナーバインダーはフルカラー用、モノクロ用で各々異なる物性が求められており、 ポリエステル榭脂の設計も異なる。
即ち、フルカラー用には高光沢画像が求められるため、低粘性のバインダーとする 必要があるが、モノクロ用は光沢は特に必要なぐホットオフセット性が重視されるた め高弾性のノインダ一とする必要がある。
[0025] フルカラー複写機等に有用である高光沢画像を得る場合は、(AX1)、 (AX2)、 (A Yl)およびこれらの混合物が好ましい。この場合、低粘性であることが好ましいことか ら、これらのポリエステル榭脂を構成する(h)および/または (j)の比率は、 (h)と (j) のモル数の和が(g)〜(; j)のモル数の合計に対して、好ましくは 0〜20モル0 /0、さらに 好ましくは。〜 15モノレ0 /0、とくに。〜 10モノレ0 /0である。
[0026] モノクロ複写機等に有用である高い耐ホットオフセット性を得る場合は、(AX2)、 ( AY1)およびこれらの混合物が好ましい。この場合、高弾性であることが好ましいこと から、これのポリエステル榭脂としては、(h)と (j)を両方用いたものがとくに好ましい。 (h)および (j)の比率は、(h)と (j)のモル数の和が(g)〜 (j)のモル数の合計に対して 、好ましくは 0. 1〜40モノレ0 /0、さらに好ましくは 0. 5〜25モノレ0 /0、とくに 1〜20モノレ %である。
[0027] また、フルカラー用ポリエステル榭脂のテトラヒドロフラン (THF)不溶分は、光沢度 の観点から、好ましくは 10%以下、さらに好ましくは 5%以下である。
上記および以下において%は、とくに断りのない限り、重量%を意味する。 なお、 THF不溶分および THF可溶分は以下の方法で得られる。 200mlの共栓付きマイヤーフラスコに、試料約 0. 5gを精秤し、 THF50mlを加え、 3時間撹拌還流させて冷却後、グラスフィルタ一にて不溶分をろ別する。 THF不溶 分の値(%)は、グラスフィルター上の榭脂分を 80°Cで 3時間減圧乾燥した後の重量 と試料の重量比から算出する。
なお、後述する分子量の測定には、このろ液を THF可溶分として使用する。
[0028] モノクロ用ポリエステル榭脂は、 THF不溶分を 2〜70%含有していることが好ましく 、さらに好ましくは 5〜60%、とくに 10〜50%である。 THF不溶分が 2%を以上で耐 ホットオフセット性が良好になり、 70%以下で良好な低温定着性が得られる。
[0029] ポリエステル榭脂のピークトップ分子量(Mp)はモノクロ用、フルカラー用いずれの 場合も、好ましくは 1000〜30000、さらに好ましくは 1500〜25000、とくに 1800〜 20000である。 Mpが 1000以上で、耐熱保存安定性および粉体流動性が良好とな り、 30000以下でトナーの粉砕性が向上し、生産性が良好となる。
また、ポリエステル中の分子量 1500以下の成分の比率は、 1. 8%以下が好ましぐ さらに好ましくは 1. 3%以下、とくに好ましくは 1. 1%以下である。分子量 1500以下 の成分の比率が 1. 8%以下になることで、保存安定性がより良好となる。
[0030] また、本発明のポリエステル榭脂からなるトナーバインダー (A)を用いてトナーとし たときの、トナー中の分子量 1500以下の成分の比率は、 1. 8%以下が好ましぐさら に好ましくは 1. 3%以下、とくに好ましくは 1. 1%以下である。分子量 1500以下の成 分の比率が 1. 8%以下になることで、保存安定性がより良好となる。
上記および以下において、ポリエステル榭脂またはトナーの、 Mp、 Mn、および分 子量 1500以下の成分の比率は、 THF可溶分について GPCを用いて以下の条件で 測定される。
装置(一例) : 東ソー製 HLC— 8120
カラム(一例): TSKgelGMHXL (2本)
TSKgelMultiporeHXL— M (1本)
測定温度 : 40°C
試料溶液 : 0. 25%の THF溶液
溶液注入量 : 100 1 検出装置 : 屈折率検出器
基準物質 : 東ソー製 標準ポリスチレン (TSKstandard POLYSTYRENE ) 12点 (Mw 1050 2800 5970 9100 18100 37900 96400 190000 355000 1090000 2890000 4480000)
得られたクロマトグラム上最大のピーク高さを示す分子量をピークトップ分子量 (Mp )と称する。さらに分子量 1500で分割したときのピーク面積の比率で低分子量物の 存在比を評価する。
[0031] ポリエステル榭脂の酸価はモノクロ用、フルカラー用いずれの場合も、好ましくは 0.
1〜60、さらに好ましく ίま 0. 2〜50、特に 0. 5〜40である。酸価力 0. 1〜60の範囲 では、帯電性が良好である。
[0032] ポリエステル榭脂の水酸基価はモノクロ用、フルカラー用いずれの場合も、好ましく は 1〜70、さらに好ましくは 3〜60、特に 5〜55である。酸価が 1〜70の範囲では、 環境安定性が良好である。
[0033] ポリエステル榭脂の Tgはモノクロ用、フルカラー用いずれの場合も、好ましくは 40
〜90°C、さらに好ましくは 50〜80°C、とくに 55〜75°Cである。 Tg力 S40°C〜90°Cの 範囲では耐熱保存安定性と低温定着性が良好である。
なお、上記および以下においてポリエステル榭脂の Tgは、セイコー電子工業 (株) 製 DSC20, SSCZ580を用いて ASTM D3418— 82に規定の方法(DSC法)で 測定される。
[0034] 本発明においてトナーバインダー (A)として用いるポリエステル榭脂は、通常のポリ エステルの製造法と同様にして製造することができる。例えば、不活性ガス(窒素ガス 等)雰囲気中で、チタン含有触媒 (a)の存在下、反応温度が好ましくは 150〜280°C 、さらに好ましくは 160〜250°C、とくに好ましくは 170〜240°Cで反応させることによ り行うことができる。また反応時間は、重縮合反応を確実に行う観点から、好ましくは 3 0分以上、とくに 2〜40時間である。反応末期の反応速度を向上させるために減圧す る(例えば l〜50mmHg)ことも有効である。
(a)の添加量としては、重合活性などの観点から、得られる重合体の重量に対して 、好ましくは 0. 0001〜0. 8%、さらに好ましくは 0. 0002〜0. 6%、とくに好ましくは 0. 0015〜0. 55%である。
また、 (a)の触媒効果を損なわな!/ヽ範囲で他のエステルイ匕触媒を併用することもで きる。他のエステルイ匕触媒の例としては、スズ含有触媒 (例えばジブチルスズォキシド )、三酸ィ匕アンチモン、 (a)以外のチタン含有触媒〔例えばチタンアルコキシド、シユウ 酸チタ-ルカリウム、テレフタル酸チタン、およびチタンジヒドロキシビス(トリエタノー ルアミネート)とその分子内重縮合物〕、ジルコニウム含有触媒 (例えば酢酸ジルコ二 ル)、ゲルマニウム含有触媒、アルカリ(土類)金属触媒 (例えばアルカリ金属もしくは アルカリ土類金属のカルボン酸塩:酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸 カルシウム、安息香酸ナトリウム、および安息香酸カリウムなど)、および酢酸亜鉛等 が挙げられる。これらの他の触媒の添加量としては、得られる重合体に対して、 0〜0 . 6%が好ましい。 0. 6%以内とすることで、ポリエステル榭脂の着色が少なくなり、力 ラー用のトナーに用いるのに好ましい。添加された全触媒中の(a)の含有率は、 50 〜100%が好ましい。
[0035] 線状のポリエステル榭脂 (AX1)の製造方法としては、例えば、得られる重合体の重 量に対して 0. 0001-0. 8%の触媒(a)と、必要により他の触媒の存在下、ジオール (g)、およびジカルボン酸 (i)を、 180°C〜260°Cに加熱し、常圧および Zまたは減 圧条件で脱水縮合させて、 (AX1)を得る方法が挙げられる。
[0036] 非線状のポリエステル榭脂 (AX2)の製造方法としては、例えば、得られる重合体の 重量に対して 0. 0001-0. 8%の触媒(a)と、必要により他の触媒の存在下、ジォー ル(g)、ジカルボン酸(i)、および 3価以上のポリオール(h)を、 180°C〜260°Cにカロ 熱し、常圧および Zまたは減圧条件で脱水縮合させた後、さらに 3価以上のポリカル ボン酸 (j)を反応させて、 (AX2)を得る方法が挙げられる。(j)を、(g)、 (i)および (h) と同時に反応させることちでさる。
[0037] 変性ポリエステル榭脂 (AY1)の製造方法としては、ポリエステル榭脂 (AX2)にポリ エポキシド(c)を加え、 180°C〜260°Cでポリエステルの分子伸長反応を行うことで、 (AY1)を得る方法が挙げられる。
(c)と反応させる(AX2)の酸価は、好ましくは 1〜60、さらに好ましくは 5〜50であ る。酸価が 1以上であると、(c)が未反応で残存して榭脂の性能に悪影響を及ぼす恐 れがなぐ 60以下であると、榭脂の熱安定性が良好である。
また、(AY1)を得るのに用いる(c)の量は、低温定着性および耐ホットオフセット性 の観点から、(AX2)に対して、好ましくは 0. 01〜10%、さらに好ましくは 0. 05〜5 %である。
[0038] また、ポリエステル榭脂 (AX2)にポリイソシァネート(b)を加え、例えば 130°C〜22 0°Cでウレタン化反応を行 ヽ、変性ポリエステル榭脂 (AY1)を得ることもできる。
(b)と反応させる(AX2)の水酸基価は、好ましくは 2〜60、さらに好ましくは 5〜50 である。水酸基価が 2以上であると、反応率が向上し (AY1)を容易に得ることができ 、 60以下であると、光沢が向上する。
また、(AY1)を得るのに用いる(b)の量は、反応率の観点から、(AX2)に対して、 好ましくは 0. 02〜10%、さらに好ましくは 0. 2〜5%である。
[0039] また、本発明のトナーバインダー (A)中に、上記重縮合ポリエステル榭脂以外に、 必要により、他の榭脂などを含有させることもできる。
他の榭脂としては、スチレン系榭脂 [スチレンとアルキル (メタ)アタリレートの共重合 体、スチレンとジェン系モノマーとの共重合体等]、エポキシ榭脂(ビスフエノール Aジ グリシジルエーテル開環重合物等)、ウレタン榭脂(ジオールおよび Zまたは 3価以 上のポリオールとジイソシァネートの重付加物等)などが挙げられる。
他の榭脂の重量平均分子量は、好ましくは 1000〜200万である。
トナーバインダー (A)における他の樹脂の含有量は、好ましくは 0〜40%、さらに好 ましくは 0〜30%、とくに好ましくは 0〜20%である。
[0040] ポリエステル榭脂を 2種以上併用する場合、および少なくとも 1種のポリエステル榭 脂と他の榭脂を混合する場合、予め粉体混合または溶融混合してもよいし、トナー化 時に混合してもよい。
溶融混合する場合の温度は、好ましくは 80〜180°C、さらに好ましくは 100〜170 。C、とくに好ましくは 120〜160°Cである。
混合温度が低すぎると充分に混合できず、不均一となることがある。 2種以上のポリ エステル榭脂を混合する場合、混合温度が高すぎると、エステル交換反応による平 均化などが起こるため、トナーバインダーとして必要な榭脂物性が維持できなくなる 場合がある。
[0041] 溶融混合する場合の混合時間は、好ましくは 10秒〜 30分、さらに好ましくは 20秒
〜: LO分、とくに好ましくは 30秒〜 5分である。 2種以上のポリエステル榭脂を混合する 場合、混合時間が長すぎると、エステル交換反応による平均化などが起こるため、ト ナーバインダーとして必要な樹脂物性が維持できなくなる場合がある。 溶融混合する場合の混合装置としては、反応槽などのバッチ式混合装置、および 連続式混合装置が挙げられる。適正な温度で短時間で均一に混合するためには、 連続式混合装置が好ましい。連続式混合装置としては、エタストルーダー、コンティ -ァス -ーダ一、 3本ロールなどが挙げられる。これらのうちエタストルーダーおよびコ ンティ-ァスニーダ一が好まし 、。
粉体混合する場合は、通常の混合条件および混合装置で混合することができる。 粉体混合する場合の混合条件としては、混合温度は、好ましくは 0〜80°C、さらに 好ましくは 10〜60°Cである。混合時間は、好ましくは 3分以上、さらに好ましくは 5〜 60分である。混合装置としては、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー、タンブラーミ キサ一、リボンブレンダ一およびバンバリ一ミキサー等が挙げられる。好ましくはヘン シェルミキサー、タンブラ一ミキサー、リボンブレンダ一である。
[0042] 本発明の静電荷像現像用トナーは、本発明のトナーバインダー (A)と着色剤 (B) から構成され、必要に応じて離型剤 (C)、荷電制御剤 (D)、および流動化剤 (E)等、 種々の添加剤を含有する。
トナー中の (A)の含有量は、着色剤として染料または顔料を使用する場合は、好ま しくは 70〜98%、さらに好ましくは 74〜96%であり、磁性粉を使用する場合は、好ま しくは 20〜85%、さら〖こ好ましくは 35〜65%である。
[0043] 着色剤 (B)としては公知の染料、顔料および磁性粉を用いることができる。具体的 には、カーボンブラック、スーダンブラック SM、ファーストイェロー G、ベンジジンイエ ロー、ピグメントイエロー、インドファーストオレンジ、ィルガシンレッド、パラ-トロア-リ ンレッド、トルイジンレッド、カーミン FB、ピグメントオレンジ R、レーキレッド 2G、ローダ ミン FB、ローダミン Bレーキ、メチルバイオレット Bレーキ、フタロシアニンブルー、ピグ メントブルー、ブリリアントグリーン、フタロシアニングリーン、オイノレイェロー GG、カャ セット YG、ォラゾールブラウン B、オイルピンク OP、マグネタイトおよび鉄黒等が挙げ られる。
トナー中の着色剤 (B)の含有量は、染料または顔料を使用する場合は、好ましくは 2〜15%であり、磁性粉を使用する場合は、好ましくは 15〜70%、さらに好ましくは 3 0〜60%である。
[0044] 離型剤(C)としては、カルナゥバワックス(C1)、フィッシャートロプシュワックス(C2) 、パラフィンワックス(C3)、およびポリオレフインワックス(C4)などが挙げられる。
(C1)としては、天然カルナゥバワックス、および脱遊離脂肪酸型カルナゥバワックス が挙げられる。
(C2)としては、石油系フィッシャートロプシュワックス(シユーマン'サゾール社製パ ラフリント Hl、パラフリント H1N4およびパラフリント C105など)、天然ガス系フイツシ ヤートロプシュワックス(シェル MDS社製 FT100など)、およびこれらフィッシャートロ プシュワックスを分別結晶化などの方法で精製したもの [日本精蝌 (株)製 MDP— 70 00、 MDP— 7010など]などが挙げられる。
(C3)としては、石油ワックス系のパラフィンワックス [日本精蝌 (株)製パラフィンヮッ タス HNP— 5、 HNP— 9、 HNP— 11など]などが挙げられる。
(C4)としては、ポリエチレンワックス [三洋化成工業 (株)製サンワックス 171P、サン ワックス LEL400Pなど]、およびポリプロピレンワックス [三洋化成工業 (株)製ピスコ ール 550P、ビスコール 660Pなど]などが挙げられる。
これらのワックスの内、カルナゥバワックス、およびフィッシャートロプシュワックスが 好ましぐカルナゥバワックス、および石油系フィッシャートロプシュワックスがさらに好 ましい。これらのワックスを離型剤として使用することで、トナーとした場合の低温定着 性が優れる。
トナー中の(C)の含有量は、好ましくは 0〜10%であり、さらに好ましくは 1〜7%で ある。
[0045] 荷電制御剤(D)としては、ニグ口シン染料、 4級アンモ-ゥム塩ィ匕合物、 4級アンモ ユウム塩基含有ポリマー、含金属ァゾ染料、サリチル酸金属塩、スルホン酸基含有ポ リマー、含フッソ系ポリマー、およびハロゲン置換芳香環含有ポリマー等が挙げられる トナー中の(D)の含有量は、好ましくは 0〜5%、さらに好ましくは 0. 01〜4%であ る。
[0046] 流動化剤 (E)としては、コロイダルシリカ、アルミナ粉末、酸化チタン粉末、および炭 酸カルシウム粉末等、公知のものが挙げられる。
トナー中の(E)の含有量は好ましくは 0〜5%である。
[0047] トナーの製造法としては、公知の混練粉砕法等が挙げられる。上記トナー構成成分 を乾式ブレンドした後、溶融混練し、その後、ジェットミル等を用いて微粉砕し、さらに 風力分級し、体積平均粒径 D50が通常 2〜20 mの粒子として得られる。
なお、粒径 D50は、コールターカウンター [例えば、商品名:マルチサイザ一 III (コ 一ルター社製) ]を用い測定される。
[0048] 本発明のトナーバインダーを用いた本発明のトナーは、必要に応じて磁性粉 (鉄粉 、ニッケル粉、フェライト、マグネタイト等)、ガラスビーズおよび Zまたは榭脂(アクリル 榭脂、シリコーン榭脂等)により表面をコーティングしたフェライト等のキャリアー粒子と 混合されて、電気的潜像の現像剤として用いられる。また、キャリアー粒子のかわりに 帯電ブレード等の部材と摩擦し、電気的潜像を形成することもできる。
次いで、公知の熱ロール定着方法等により支持体 (紙、ポリエステルフィルム等)に 定着して記録材料とされる。
実施例
[0049] 以下実施例により本発明をさらに説明する力 本発明はこれに限定されるものでは ない。以下、部は重量部を示す。
なお、実施例および比較例における軟化点は以下の方法で測定される。 〔軟化点の測定方法〕
フローテスターを用いて、下記条件で等速昇温し、その流出量が 1Z2になる温度 をもって軟ィ匕点とする。
装置 :島津 (株)製 フローテスター CFT- 500D
荷重 : 20kgfZcm2
タ :1πιπιΦ—丄 mm 昇温速度: 6°CZmin
試料量 : 1. Og
実施例 1
[触媒 (a)の合成]
冷却管、撹拌機及び液中パブリング可能な窒素導入管の付いた反応槽中に、酢酸 ェチル 126部とテレフタル酸 200部を入れ、窒素にて液中パブリング下、 60°Cまで徐 々に昇温し、チタンテトライソプロボキシド 1617部を滴下しながら 60°Cで 4時間反応 させスラリー状物である反応混合物を得た。反応混合物をろ紙でろ別し 40°CZ20k Pa · sで乾燥させることで、チタントリイソプロポキシテレフタレートと未反応のテレフタ ル酸の混合物(a— 1) (チタントリイソプロポキシテレフタレートの濃度 65%)を得た。( a— 1)の水への溶解度は [0. 6gZl00ml]、さらに精製して得たチタントリイソプロボ キシテレフタレートの水への溶解度は [0. 9gZl00ml]であった。
[線状ポリエステル榭脂の合成]
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフエノール Aの P02モ ル付加物 430部、ビスフエノール Aの P03モル付加物 300部、テレフタル酸 257部、 イソフタル酸 65部、無水マレイン酸 10部及び重縮合触媒として触媒 (a— 1) 3. 08部 (実際にはチタントリイソプロポキシテレフタレート 2部と未反応のテレフタル酸 1. 08 部の混合物)を入れ、 220°Cで窒素気流下に生成する水を留去しながら 10時間反 応させた。次いで 5〜20mmHgの減圧下に反応させ、酸価力 になった時点で取り 出し、室温まで冷却後粉砕して線状ポリエステル榭脂 (AX1 - 1)を得た。
(AX1 - 1)は THF不溶分を含有しておらず、その酸価は 5、水酸基価は 12、 Tgは 60。C、 Μηは 6980、 Μρは 19000であった。分子量 1500以下の成分の比率は 0. 9 %であった。
[非線状ポリエステル榭脂の合成]
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフエノール Αの Ε02モ ル付加物 350部、ビスフエノール Aの P03モル付加物 326部、テレフタル酸 278部、 無水フタル酸 40部及び重縮合触媒として (a— 1) 3. 08部を入れ、 230°Cで窒素気 流下に生成する水を留去しながら 10時間反応させた。次いで 5〜20mmHgの減圧 下に反応させ、酸価が 2以下になった時点で 180°Cに冷却し、無水トリメリット酸 62部 を加え、常圧密閉下 2時間反応後取り出し、室温まで冷却後、粉砕して非線状ポリエ ステル樹脂 (AX2- 1)を得た。
(AX2- 1)は THF不溶分を含有しておらず、その酸価は 35、水酸基価は 18、 Tg は 68。C、 Mnは 3900、 Mpは 11000であった。分子量 1500以下の成分の比率は 0 . 7%であった。
[トナーバインダーの合成]
(AX1 1) 400部と(AX2— 1) 600部をヘンシェルミキサーにて 25°Cで 8分間粉 体混合して本発明のトナーバインダー (TBI)を得た。
[0051] 比較例 1
[比較用線状ポリエステル榭脂の合成]
重縮合触媒をチタンテトライソプロボキシド 2部に代える以外は実施例 1の (AX1— 1)と同様に反応させた。触媒失活のために反応が途中で停止してしまい、生成水が 留出しなくなる問題が生じたため、反応途中でチタンテトライソプロボキシド 2部を 4回 追加し、比較用線状ポリエステル榭脂(CAX1 - 1)を得た。
(CAX1 1)は、 THF不溶分を含有しておらず、その酸価は 7、水酸基価は 12、 T gは 58。C、 Mnは 6220、 Mpは 18900であった。分子量 1500以下の成分の比率は 2. 2%であった。
[比較用非線状ポリエステル榭脂の合成]
重縮合触媒をチタンテトライソプロボキシド 2部に代える以外は実施例 1の (AX2— 1)と同様に反応させた。常圧下で 16時間、減圧下で 8時間反応させた。反応速度が 遅かったため、反応途中でチタンテトラプロボキシド 2部を 3回追加し、比較用非線状 ポリエステル榭脂(CAX2— 1)を得た。
(CAX2- 1)は、 THF不溶分を含有しておらず、その酸価は 34、水酸基価は 16、 Tgは 68°C、 Mnは 3420、 Mpは 12100であった。分子量 1500以下の成分の比率 は 2. 1%であった。
[0052] [比較トナーバインダーの合成]
(CAX1 1) 400部と (CAX2- 1) 600部を用いる以外は実施例 1の (TBI)を得 る方法と同様にして比較トナーバインダー (CTB1)を得た。
[0053] 実施例〔1〕及び比較例〔1〕
本発明のトナーバインダー (TBI)及び比較トナーバインダー(CTB1)それぞれに ついて、トナーバインダー 100部、カルナバワックス 5部及びイェロー顔料 [クラリアン ト(株)製 toner yellow HG VP2155]4部をヘンシェルミキサー [三井三池化工 機 (株)製 FM10B]を用いて予備混合した後、二軸混練機 [ (株)池貝製 PCM— 3 0]で混練した。ついで超音速ジェット粉砕機ラボジェット [日本-ユーマチック工業( 株)製]を用いて微粉砕した後、気流分級機 [日本-ユーマチック工業 (株)製 MDS — I]で分級し、粒径 D50が 8 mのトナー粒子を得た。ついで、トナー粒子 100部に コロイダルシリカ [ァエロジル R972 :日本ァエロジル (株)製] 0. 5部をサンプルミルに て混合して、トナー (T1)及び比較トナー (CT1)を得た。
以下の評価方法により評価した結果を表 1に示す。
[0054] [評価方法]
(1)光沢発現温度 (GLOSS)
トナー 30部とフェライトキャリア (F— 150 ;パウダーテック社製) 800部を均一混合し 、評価用の二成分現像剤とした。該現像剤を用い市販複写機 (AR5030 ;シャープ 製)で現像した未定着画像を、市販プリンター (LBP2160;キャノン製)の定着ュ-ッ トを改造し熱ローラー温度を可変にした定着機でプロセススピード 120mmZsecで 定着した。巿販光沢計(MURAKAMI COLOR RESEARCH LABORATOR Y製 gmx— 202— 60型)を用い、定着画像の 60°光沢が 10%以上となる定着ロー ル温度をもって光沢発現温度とした。
(2)ホットオフセット発生温度 (HOT)
上記 GLOSSと同様に定着評価し、定着画像へのホットオフセットの有無を目視評 価した。ホットオフセットが発生した定着ロール温度をもってホットオフセット発生温度 とした。
(3)トナーの耐ブロッキング性試験
上記(1)で作成した現像剤を、 50°C - 85%R. H.の高温高湿環境下で、 48時間 調湿した。同環境下において該現像剤のブロッキング状態を目視判定し、さらに市販 複写機 (AR5030:シャープ製)でコピーした時の画質を観察した。
判定基準
◎:トナーのブロッキングがなぐ画質も良好。
〇:トナーのブロッキングはないが、 1000枚複写後の画質に僅かに乱れが観察さ れる。
△:トナーのブロッキングが目視でき、 1000枚複写後の画質に乱れが観察される。 X:トナーのブロッキングが目視でき、 1000枚までに画像が出なくなる。
[表 1]
Figure imgf000021_0001
[0056] 本発明で使用する重縮合触媒 (a)は触媒活性に優ており、前述のように分子量 15 00以下の低分子量成分が低減できて!/、る。
また、表 1の結果から、本発明のトナーは、良好な低温定着性を有し、かつ高温高 湿度下においてもトナーのブロッキングがないことが分かる。
[0057] 実施例 2
[変性ポリエステル榭脂の合成]
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフエノール Aの P02モ ル付加物 532部、ビスフエノール Aの P03モル付カ卩物 40部、ビスフエノール Aの EO 2モル付加物 133部、フエノールノボラック(平均重合度約 5)の E05モル付加物 10 部、テレフタル酸 252部、イソフタル酸 19部、無水トリメリット酸 10部及び重縮合触媒 として(a— 1) 3. 08部を入れ、 230°Cで窒素気流下に生成する水を留去しながら 10 時間反応させた。次いで 5〜20mmHgの減圧下に反応させ、酸価が 2以下になるま で反応させた。次いで温度を 208°Cとし無水トリメリット酸 50部を加え、常圧下で 1時 間反応させた後、 20〜40mmHgの減圧下で反応させ軟ィ匕点が 105°Cになった時 点で、ビスフエノール Aジグリシジルエーテル 20部をカ卩え、軟化点 150°Cで取り出し、 室温まで冷却後、粉砕して変性ポリエステル榭脂 (AY1 - 1)を得た。
(AY1— 1)の酸価 ίま 23、水酸基価 ίま 20、 Tgiま 69°C、 Μηίま 2500、 Μρίま 5700、 THF不溶分は 30%、分子量 1500以下の成分の比率は 0. 6%であり、これをトナー バインダー (ΤΒ2)として使用した。
[0058] 実施例 3
[触媒 (a)の合成]
冷却管、撹拌機及び液中パブリング可能な窒素導入管の付いた反応槽中に、酢酸 ェチル 520部とイソフタル酸 340部を入れ、窒素にて液中パブリング下、 60°Cまで徐 々に昇温し、チタンテトライソプロボキシド 284部を滴下しながら 60°Cで 5時間反応さ せスラリー状物である反応混合物を得た。反応混合物をろ紙でろ別し 40°CZ20kPa • sで乾燥させることで、チタンジイソプロボキシジイソフタレートと未反応のイソフタル 酸の混合物(a— 2:チタンジイソプロボキシジイソフタレートの濃度 95%)を得た。(a —2)の水への溶解度は [0. 3g/100ml]、さらに精製して得たチタンジイソプロポキ シジイソフタレートの水への溶解度も [0. 3gZl00ml]であった。
[変性ポリエステル榭脂の合成]
縮合触媒 (a— 1)を (a— 2)に変える以外は、実施例 2の (AY1— 1)と同様に反応さ せ、軟ィ匕点 150°Cで取り出し、室温まで冷却後、粉砕して変性ポリエステル榭脂 (AY 1— 2)を得た。
(AY1— 2)の酸価は 22、水酸基価は 20、 Tgは 68。C、 Mnは 2520、 Mpは 5750、 THF不溶分は 32%、分子量 1500以下の成分の比率は 0. 4%であり、これをトナー バインダー (TB3)として使用した。
[0059] 実施例 4
[触媒 (a)の合成]
冷却管、撹拌機及び液中パブリング可能な窒素導入管の付いた反応槽中に、酢酸 ェチル 520部、安息香酸 244部を入れ、窒素にて液中パブリング下、 60°Cまで徐々 に昇温し、チタンテトライソプロボキシド 284部を滴下しながら 60°Cで 5時間反応させ た後、イオン交換水を 50部入れ、 30分間反応させスラリー状物である反応混合物を 得た。反応混合物をろ紙でろ別し 40°CZ20kPa' sで乾燥させることで、チタンジヒド 口キシジベンゼンカルボキシレート(a— 3)を得た。 (a— 3)の水への溶解度は [0. lg
Z 100ml]であった。
[変性ポリエステル榭脂の合成]
縮合触媒 (a— 1)を (a— 3)に変える以外は、実施例 2の (AY1— 1)と同様に反応さ せ、軟ィ匕点 150°Cで取り出し、室温まで冷却後、粉砕して変性ポリエステル榭脂 (AY 1— 3)を得た。
(AY1— 3)の酸価 ίま 21、水酸基価 ίま 21、 Tgiま 67°C、 Μηίま 2490、 Μρίま 5680、 THF不溶分は 30%、分子量 1500以下の成分の比率は 0. 5%であり、これをトナー バインダー (ΤΒ4)として使用した。
[0060] 比較例 2
[比較用変性ポリエステル榭脂の合成]
重縮合触媒をチタンテトラブトキシド 2部に代える以外は実施例 2と同様に反応させ て比較用変性ポリエステル榭脂(CAY1— 2)を得た。
(CAY1— 2)の軟化点は 150°C、酸価は 53、水酸基価は 17、 Tgは 71°C、 Mnは 1 660、 Mpは 6340、 THF不溶分は 34%、分子量 1500以下の成分の比率は 3. 1% であり、これをトナーバインダー(CTB2)として使用した。
[0061] 実施例 5
[非線状ポリエステル榭脂の合成]
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフエノール Aの P02モ ル付加物 410部、ビスフエノール Aの P03モル付加物 270部、テレフタル酸 110部、 イソフタル酸 125部、無水マレイン酸 15部及び重縮合触媒として(a— 1) 3. 08部を 入れ、 220°Cで窒素気流下に生成する水を留去しながら 10時間反応させた。次いで 5〜20mmHgの減圧下に反応させ、酸価が 2以下になった時点で 180°Cに冷却し、 無水トリメリット酸 25部を加え、常圧密閉下 2時間反応後取り出し、室温まで冷却後粉 砕し非線状ポリエステル榭脂 (AX2— 3)を得た。
(AX2- 3)は、 THF不溶分を含有しておらず、その酸価は 18、水酸基価は 35、 T gは 62°C、 Mn«2310、 Mpは 5470であった。分子量 1500以下の成分の比率は 0 . 9%であった。 [変性ポリエステル榭脂の合成]
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフエノール Aの E02モ ル付加物 317部、ビスフエノール Aの P02モル付カ卩物 57部、ビスフエノール Aの PO 3モル付加物 298部、フエノールノボラック(平均重合度約 5)の P05モル付加物 75 部、イソフタル酸 30部、テレフタル酸 157部、無水マレイン酸 27部及び重縮合触媒と して(a— 1) 3. 08部を入れ、 230°Cで窒素気流下に生成する水を留去しながら 10時 間反応させた。次いで 5〜20mmHgの減圧下に反応させ、酸価が 2以下になった時 点で 180°Cに冷却し、次いで無水トリメリット酸 68部をカ卩え、常圧下で 1時間反応させ た後、 20〜40mmHgの減圧下で反応させ軟化点が 120°Cになった時点で、ビスフ ェノール Aジグリシジルエーテル 25部をカ卩え、軟化点 155°Cで取り出し、室温まで冷 却後、粉砕し変性ポリエステル榭脂 (AY1—4)を得た。
(AY1— 4)の酸価 ίま 10、水酸基価 ίま 27、 Tgiま 61°C、 Μηίま 3100、 Μρίま 6000、 THF不溶分は 32%であった。分子量 1500以下の成分の比率は 0. 7%であった。
[トナーバインダーの合成]
(ΑΧ2- 3) 500部と(AY1— 4) 500部をコンティ -ァスニーダ一にて、ジャケット温 度 150°C、滞留時間 3分で溶融混合した。溶融榭脂をスチールベルト冷却機を使用 して、 4分間で 30°Cまで冷却後粉砕して本発明のトナーバインダー (TB5)を得た。 実施例〔2〕〜〔5〕及び比較例〔2〕
本発明のトナーバインダー (TB2)〜(TB5)及び比較トナーバインダー (CTB2)そ れぞれにについて、トナーバインダー 100部、カーボンブラック MA— 100 [三菱化 学 (株)製] 8部、カルナバワックス 5部、荷電制御剤 T 77 (保土谷ィ匕学製) 1部をへ ンシェルミキサー [三井三池化工機 (株)製 FM10B]を用いて予備混合した後、二軸 混練機 [ (株)池貝製 PCM— 30]で混練した。ついで超音速ジェット粉砕機ラボジェ ット [日本-ユーマチック工業 (株)製]を用いて微粉砕した後、気流分級機 [日本-ュ 一マチック工業 (株)製 MDS— I]で分級し、粒径 D50が 9 μ mのトナー粒子を得た 。ついで、トナー粒子 100部にコロイダルシリカ [ァエロジル R972 :日本ァエロジル( 株)製] 0. 3部をサンプルミルにて混合して、トナー (T2)〜 (T5)及び比較トナー(C T2)を得た。 以下の評価方法により評価した結果を表 2に示す。
[0063] [評価方法]
(1)最低定着温度 (MFT)
トナー 30部とフェライトキャリア (F— 150 ;パウダーテック社製) 800部を均一混合し 、評価用の二成分現像剤とした。該現像剤を用い市販複写機 (AR5030 ;シャープ 製)で現像した未定着画像を、市販複写機 (SF8400A;シャープ製)の定着ユニット を改造し熱ローラー温度を可変にした定着機でプロセススピード 145mmZsecで定 着した。定着画像をパットで擦った後の画像濃度の残存率が 70%以上となる定着口 ール温度をもって最低定着温度とした。
(2)ホットオフセット発生温度 (HOT)
上記 MFTと同様に定着評価し、定着画像へのホットオフセットの有無を目視評価し た。ホットオフセットが発生した定着ロール温度をもってホットオフセット発生温度とし た。
(3)トナーの耐ブロッキング性試験
上記(1)で作成した現像剤を、 50°C - 85%R. H.の高温高湿環境下で、 48時間 調湿した。同環境下において該現像剤のブロッキング状態を目視判定し、さらに市販 複写機 (AR5030:シャープ製)でコピーした時の画質を観察した。
判定基準は、前記と同じである。
[0064] [表 2]
Figure imgf000025_0001
[0065] 本発明で使用する重縮合触媒 (a)は触媒活性に優れており、前述のように分子量 1 500以下の低分子量成分が低減できて 、る。
また、表 2の結果から、本発明のトナーは、良好な低温定着性を有し、かつ高温高 湿度下においてもトナーのブロッキングがないことが分かる。
産業上の利用可能性
本発明のトナーバインダー、およびそれを含有する本発明のトナーは、高温高湿度 下でのトナーの耐ブロッキング性と低温定着性とが共に優れるため、静電荷像現像 用トナーとして有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 重縮合ポリエステル榭脂からなる静電荷像現像用トナーノ インダ一であって、該ポリ エステル榭脂が、下記一般式 (I)で表される触媒 (a)の存在下に形成されてなる榭脂 であることを特徴とする静電荷像現像用トナーバインダー。
Ti(-X) m (-OR) n (I)
[式中、 Rは H、または 1〜3個のエーテル結合および Zもしくは 1〜2個の水酸基を 含んでいてもよい炭素数 1〜24の炭化水素基である。 Xは芳香族モノもしくはポリ力 ルボン酸から 1個のカルボキシル基の Hを除 、た残基であり、ポリカルボン酸の場合 、他のカルボキシル基が同一分子内の OR基と分子内で重縮合し環構造を形成して いてもよぐまたは、別の分子の OR基と分子間で重縮合し 2〜5個の Ti原子を含む 構造を形成していてもよい。 m= l〜3、 n= l〜3であり、 mと nの和は 4である。 ]
[2] (a)の 30°Cの水への溶解度が 5gZl00ml以下である請求項 1記載の静電荷像現 像用トナーバインダー。
[3] 該ポリエステル榭脂中のエステル結合の 80%以上が脱水縮合によって形成されたも のである請求項 1または 2記載の静電荷像現像用トナーバインダー。
[4] 該ポリエステル榭脂の少なくとも一部がポリイソシァネート (b)および Zまたはポリェポ キシド (c)で変性されてなる請求項 1〜3の ヽずれか記載の静電荷像現像用トナーバ インダー。
[5] 請求項 1〜4の ヽずれか記載の静電荷像現像用トナーバインダー (A)と着色剤 (B) を含有する静電荷像現像用トナー。
[6] さらに、離型剤 (C)、荷電制御剤 (D)、および流動化剤 (E)から選ばれる 1種以上の 添加剤を含有する請求項 5記載の静電荷像現像用トナー。
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