JP2005514486A - トナー用バインダー樹脂及び該樹脂を用いた静電荷現像用電子写真トナー - Google Patents
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Abstract
本発明のトナー用バインダー樹脂はポリエステル系樹脂とスチレン系樹脂とがエポキシ基由来の構造を介して結合した構造を有していることを特徴とする。本発明のトナーは、上記の構造を有するトナー用バインダー樹脂を用いているので、高い定着性と耐オフセット性とのバランスを有し、かつ優れた環境安定性を示す。
また本発明のもう一つのトナー用バインダー樹脂は、ポリエステル系樹脂とスチレン系樹脂とがエポキシ基由来の構造を介して結合した構造に加え、ワックス由来の構造を有することを特徴とする。本発明のトナーは、上記の構造を有するトナー用バインダー樹脂を用いているので、高い定着性と耐オフセット性とのバランス、優れた環境安定性に加え、より高い粉砕性と、保存性を有する。
Description
さらには、複写機、プリンターの高速化に伴い、帯電部位の高性能化の要求も高まってきている。すなわちトナーに対し、より高度な耐久性が必要とされてきており、長期耐刷安定性が必要になりつつある。
少なくとも
ポリエステル構造を有する構造単位(A)と
スチレン系樹脂由来の構造単位(B)と
エポキシ基由来の構造単位(C)と
ウレタン結合を有する構造単位(D)
を有するポリエステル樹脂(E)を含むトナー用バインダー樹脂である。
数平均分子量(Mn)が1000〜50000であり水酸基価が4〜100mgKOH/gであり酸価が1〜40mgKOH/gであるポリエステル系樹脂(A2)55〜99質量部と、数平均分子量(Mn)が1000〜30000でありエポキシ当量が1000〜30000g/当量であるエポキシ基含有スチレン系樹脂(B2)45〜1質量部と、ポリエステル系樹脂(A2)の合計水酸基価1モル当量に対しイソシアネート基として0.1〜2.5モル当量のポリイソシアネート(D2)から得られるポリエステル樹脂(E)を含むトナー用バインダー樹脂である。
ポリエステル樹脂(E)のガラス転移温度が40〜70℃であり、かつ、テトラヒドロフラン可溶分の分子量分布(重量平均分子量を数平均分子量(Mn)で除した値、すなわちMw/Mn)が6以上であるトナー用バインダー樹脂である。
少なくとも
ポリエステル構造を有する構造単位(A)と
スチレン系樹脂由来の構造単位(B)と
エポキシ基由来の構造単位(C)と
ウレタン結合を有する構造単位(D)と
ワックス由来の構造単位(F)
を有するポリエステル樹脂(G)を含むトナー用バインダー樹脂である。
数平均分子量(Mn)が1000〜50000であり水酸基価が4〜100mgKOH/gであり酸価が1〜40mgKOH/gであるポリエステル系樹脂(A2)55〜99質量部と、数平均分子量(Mn)が1000〜30000でありエポキシ当量が1000〜30000g/当量であるエポキシ基含有スチレン系樹脂(B2)45〜1質量部と、ワックス(F1)をポリエステル系樹脂(A2)とエポキシ基含有スチレン系樹脂(B2)の総量100質量部に対して1〜13質量部と、ポリエステル系樹脂(A2)の合計水酸基価1モル当量に対しイソシアネート基として0.1〜2.5モル当量のポリイソシアネート(D2)とから得られるポリエステル樹脂(G)を含むトナー用バインダー樹脂である。
上記のトナー用バインダー樹脂を用いた静電荷現像用電子写真トナーである。
ポリエステル構造を有する構造単位(A)が55〜99質量部と
スチレン系樹脂由来の構造単位(B)が45〜1質量部と
ポリエステル構造を有する構造単位(A)とスチレン系樹脂由来の構造単位(B)との合計100質量部に対し
エポキシ基由来の構造単位(C)0.04〜15質量部
ポリイソシアネート由来の構造単位(D)0.05〜40質量部と
とからなる。
特に、後工程であるポリイソシアネートで高分子量化(以後、ウレタン伸長と記載することがある)する際に充分高分子化させるために、ポリエステル系樹脂(A2)の原料として、前記した3価以上の多価アルコールを1種以上使用することが好ましい。3価以上の多価アルコールの使用量は、ポリエステル系樹脂(A2)の原料である全アルコール成分(ジオールと3価以上の多価アルコールの合計量)の0.25〜25モル%の範囲が好ましく、更には0.5〜20モル%の範囲がより好ましい。3価以上の多価アルコールの使用量が0.25モル%未満の場合には、後述するポリイソシアネートでポリエステル樹脂(A2)をウレタン伸長する際に、一般的に反応性が低く高分子量化し難い為、耐オフセット性や耐久性が不足することとがあり、また25モル%を超えるとポリエステル系樹脂(A2)を製造する際にゲル化しやすくなり、重縮合反応を実施し難くなる問題が生じることがある。
少なくとも
ポリエステル構造を有する構造単位(A)と
スチレン系樹脂由来の構造単位(B)と
エポキシ基由来の構造単位(C)と
ウレタン結合を有する構造単位(D)と
ワックス由来の構造単位(F)
とから構成されるポリエステル樹脂(G)を含むトナー用バインダー樹脂を用いることも出来る。
ポリエステル構造を有する構造単位(A)が55〜99質量部
スチレン系樹脂由来の構造単位(B)が45〜1質量部と
ポリエステル構造を有する構造単位(A)とスチレン系樹脂由来の構造単位(B)との合計100質量部に対し
エポキシ基由来の構造単位(C)が、0.04〜15質量部
ポリイソシアネート由来の構造単位(D)が0.05〜40質量部
ワックス由来の構造単位(F)が1〜13質量部とからなる。
少なくともポリエステル構造を有する構造単位(A1)と
スチレン系樹脂由来の構造単位(B)と
エポキシ基由来の構造単位(C)
で構成される樹脂(E1)を含むことを特徴とする。
1,ポリエステル樹脂(A2)のカルボキシル基とエポキシ基含有スチレン系樹脂(B2)エポキシ基とが反応する。
2,上記のポリエステル樹脂(A2)とエポキシ基含有スチレン系樹脂(B2)とポリイソシアネート(D2)とからポリエステル樹脂(E)を製造する際に、ポリエステル樹脂(A2)中のカルボキシル基とエポキシ基含有スチレン系樹脂(B2)のエポキシ基との反応が起こる。この場合、上記の反応で生成した水酸基がポリイソシアネート(C2)のイソシアネート基と反応することもある。
3,ウレタン変性ポリエステル樹脂のカルボキシル基とエポキシ基含有スチレン系樹脂(B2)のエポキシ基とが反応する。次いで、上記の反応で生じた水酸基とポリイソシアネート(C2)のイソシアネート基が反応する。
4,上記1,2,3の反応において、ワックス(F)を併用する。
等の反応で生成することが考えられる。上記のポリエステル構造を有する構造単位(A1)は、主としてポリエステル樹脂(A2)の末端にカルボキシル基を有する成分に由来する構造単位である。ポリエステル樹脂とスチレン系樹脂とを結合させる方法としては水酸基やカルボキシル基を有するスチレン系樹脂をポリエステルと反応させる方法もあるが、エポキシ基はカルボキシル基との反応が速やか且つ選択的に起こるので、樹脂(E1)を効率よく製造することが出来る。
溶剤 ; テトラヒドロフラン
カラム ; KF-G + KF-807L x 3 + KF800D
流速 ; 1.0 ml/分
試料 ; 0.25 %THF溶液
なお、測定の信憑性は上記の測定条件で行ったNBS706ポリスチレン試料(Mw=288,000, Mn=137,000, Mw/Mn=2.11)のMw/Mnが、2.11±0.10となることにより確認し得る。
○ ; 11μm ≧ 体積平均粒径 ≧ 7μm
△ ; 7μm > 体積平均粒径 ≧ 5μm
13μm ≧ 体積平均粒径 > 11μm
× ; 5μm > 体積平均粒径
体積平均粒径 > 13μm
○ ; 最低定着温度 ≦ 170℃
△ ; 190℃ ≧ 最低定着温度 > 170℃
× ; 最低定着温度 > 190℃
○ ; オフセット発生温度 ≧ 240℃
△ ; 240℃ > オフセット発生温度 ≧ 220℃
× ; 220℃ > オフセット発生温度
○ ; Q2/Q1 ≧ 0.9
△ ; 0.9 > Q2/Q1 ≧ 0.7
× ; 0.7 > Q2/Q1
○ ; 20%より小さい
△ ; 20%以上35%以下
× ; 35%より大きい
樹脂C−1を100部に対してカーボンブラックMA−100(三菱化成株式会社製)6部及びポリプロピレンワックス ビスコール660P(三洋化成工業株式会社製)3部をヘンシェルミキサーにて分散混合した後、二軸混練機 PCM30(池貝鉄工株式会社製)にて180℃で溶融混練して塊状のトナー組成物を得た。この組成物をハンマーミルにて粗粉砕した後、ジェット粉砕機(日本ニューマチック社製 IDS2型)にて微粉砕し、次いで気流分級して平均粒径10μm(5μm以下3質量%、20μm以上2質量%)のトナー粒子を得た。トナーの粉砕性はジェット粉砕機への粗粉の供給速度を一定にした条件での粉砕後の体積平均粒径を測定して判断した。このトナーを市販の複写機を用いて定着性とオフセット性を判定して熱ローラの汚染性の程度を調べた。更に、このトナーと疎水性シリカ(エアロジルR972 日本エアロジル社製)0.1%とを混合したものを温度40℃、相対湿度60%の環境に24時間保存した後、粒子の凝集状態から保存性を調べた。
樹脂C−2を用いて実施例1と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−3を用いて実施例1と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−4を用いて実施例1と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−5を用いて実施例1と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−6を用いて実施例1と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−7を用いて実施例1と同様の方法で試験を実施した。
評価結果を表1に示す。
樹脂C−8を用いて実施例1と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−9を用いて実施例1と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−10を用いて実施例1と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−11を用いて実施例1と同様の方法で試験を実施した。
樹脂A−5;75質量部、樹脂B−1;25質量部に対してカーボンブラックMA−100(三菱化成株式会社製)6部及びポリプロピレンワックス ビスコール660P(三洋化成工業株式会社製)3部をヘンシェルミキサーにて分散混合した後、二軸混練機PCM30(池貝鉄工株式会社製)にて150℃で溶融混練して塊状のトナー組成物を得た以外は実施例1と同様の方法で試験を実施した。
評価結果を表2に示す。
樹脂C−12を100部に対してカーボンブラックMA−100(三菱化成株式会社製)6部及びポリプロピレンワックス ビスコール660P(三洋化成工業株式会社製)3部をヘンシェルミキサーにて分散混合した後、二軸混練機 PCM30(池貝鉄工株式会社製)にて150℃で溶融混練して塊状のトナー組成物を得た。この組成物をハンマーミルにて粗粉砕した後、ジェット粉砕機(日本ニューマチック社製 IDS2型)にて微粉砕し、次いで気流分級して平均粒径10μm(5μm以下3質量%、20μm以上2質量%)のトナー粒子を得た。トナーの粉砕性はジェット粉砕機への粗粉の供給速度を一定にした条件での粉砕後の体積平均粒径を測定して判断した。このトナーを市販の複写機を用いて定着性とオフセット性を判定して熱ローラの汚染性の程度を調べた。更に、このトナーと疎水性シリカ(エアロジルR972 日本エアロジル社製)0.1%とを混合したものを温度40℃、相対湿度60%の環境に24時間保存した後、粒子の凝集状態から保存性を調べた。それらの結果を表3に示す。
樹脂C−13を用いて実施例9と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−14を用いて実施例9と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−15を用いて実施例9と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−16を用いて実施例9と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−17を用いて実施例9と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−18を用いて実施例9と同様の方法で試験を実施した。
評価結果を表3に示す。
樹脂C−19を用いて実施例9と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−20を用いて実施例9と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−21を用いて実施例9と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−22を用いて実施例9と同様の方法で試験を実施した。
評価結果を表4に示す。
○ ; 最低定着温度 ≦ 165℃
△ ; 185℃ ≧ 最低定着温度 > 165℃
× ; 最低定着温度 > 185℃
数平均分子量は8300であった。
樹脂C−23を100部に対してカーボンブラック(MA−100・三菱化学社製)6部、帯電調整剤(BONTRON E-84;オリエント化学工業社製)1.5部をヘンシェルミキサーにて分散混合した後、二軸押出機・PCM−30(池貝鉄工社製)にて120℃で溶融混練して塊状のトナー組成物を得た。このトナー組成物をハンマーミルにて粗粉砕した。さらに、ジェット粉砕機(日本ニューマチック社製IDS2型)にて微粉砕し、ついで気流分級して平均粒径10μm(5μm以下3重量%、20μm以上2重量%)のトナー微粉末を得た。次いで、上記トナ−100部に対して、疎水性シリカ(R−972、アエロジル社製)を0.5部となる割合で外部から添加して、これをヘンシェルミキサーにより混合してトナ−を得た。このトナーを用いて、定着性、耐オフセット性、耐ブロッキング性(保存性)を調べた。それらの結果を表5に示す。
樹脂C−24を用いて実施例15と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−25を用いて実施例15と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−26を用いて実施例15と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−27を用いて実施例15と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−28を用いて実施例15と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−29を用いて実施例15と同様の方法で試験を実施した。
評価結果を表5に示す。
樹脂C−30を用いて実施例15と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−31を用いて実施例15と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−32を用いて実施例15と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−33を用いて実施例15と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−34を用いて実施例15と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−35を用いて実施例15と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−36を用いて実施例15と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−37を用いて実施例15と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−38を用いて実施例15と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−39を用いて実施例15と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−40を用いて実施例15と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−41を100部に対してカーボンブラック(MA−100・三菱化学社製)6部、帯電調整剤(BONTRON E-84;オリエント化学工業社製)1.5部、FT−100(日本精鑞株式会社製、融点98℃);3質量部をヘンシェルミキサーにて分散混合した以外は実施例15と同様の方法で試験を実施した。
樹脂C−42;85質量部と樹脂D−1;15質量部をVブレンダー(株式会社徳寿工作所製)にて粉体混合し、この混合物100質量部に対してカーボンブラック(MA−100・三菱化学社製)6質量部、帯電調整剤(BONTRON E-84;オリエント化学工業社製)1.5質量部、ポリプロピレンワックス ビスコール660P(三洋化成工業株式会社製)3質量部をヘンシェルミキサーにて分散混合した後、二軸押出機・PCM−30(池貝鉄工社製)にて120℃で溶融混練して塊状のトナー組成物を得た。このトナー組成物をハンマーミルにて粗粉砕した。さらに、ジェット粉砕機(日本ニューマチック社製IDS2型)にて微粉砕し、ついで気流分級して平均粒径10μm(5μm以下3重量%、20μm以上2重量%)のトナー微粉末を得た。次いで、上記トナ−100質量部に対して、疎水性シリカ(R−972、アエロジル社製)を0.5質量部となる割合で外部から添加して、これをヘンシェルミキサーにより混合してトナ−を得た。このトナーを用いて、定着性、耐オフセット性、耐ブロッキング性(保存性)を調べた。それらの結果を表9に示す。
樹脂C−43;85質量部と樹脂D−1;15質量部とした以外は実施例1と同様の方法で試験を実施した。結果を表9に示した。
樹脂C−44;100質量部に対してカーボンブラック(MA−100・三菱化学社製)6質量部、帯電調整剤(BONTRON E-84;オリエント化学工業社製)1.5質量部、ポリプロピレンワックス ビスコール660P(三洋化成工業株式会社製)3質量部をヘンシェルミキサーにて分散混合した後、二軸押出機・PCM−30(池貝鉄工社製)にて120℃で溶融混練して塊状のトナー組成物を得た。このトナー組成物をハンマーミルにて粗粉砕した。さらに、ジェット粉砕機(日本ニューマチック社製IDS2型)にて微粉砕し、ついで気流分級して平均粒径10μm(5μm以下3重量%、20μm以上2重量%)のトナー微粉末を得た。次いで、上記トナ−100質量部に対して、疎水性シリカ(R−972、アエロジル社製)を0.5質量部となる割合で外部から添加して、これをヘンシェルミキサーにより混合してトナ−を得た。このトナーを用いて、定着性、耐オフセット性、耐ブロッキング性(保存性)を調べた。それらの結果を表10に示す。
樹脂C−44の代わりに樹脂C−44;97質量部と樹脂D−1;3質量部の混合物を用いた以外は実施例1と同様の方法で試験を実施した。結果を表10に示す。
Claims (7)
- 少なくとも
ポリエステル構造を有する構造単位(A)と
スチレン系樹脂由来の構造単位(B)と
エポキシ基由来の構造単位(C)と
ポリイソシアネート由来の構造単位(D)
を有するポリエステル樹脂(E)を含むトナー用バインダー樹脂。
- 平均分子量(Mn)が1000〜50000であり水酸基価が4〜100mgKOH/gであり酸価が1〜40mgKOH/gであるポリエステル系樹脂(A2)55〜99質量部と、平均分子量(Mn)が1000〜30000でありエポキシ当量が1000〜30000g/当量であるエポキシ基含有スチレン系樹脂(B2)45〜1質量部と、ポリエステル系樹脂(A2)の合計水酸基価1モル当量に対しイソシアネート基として0.1〜2.5モル当量のポリイソシアネート(D2)から得られる請求項1記載のポリエステル樹脂(E)を含むトナー用バインダー樹脂。
- ポリエステル樹脂(E)のガラス転移温度が40〜70℃であり、かつ、テトラヒドロフラン可溶分の分子量分布(重量平均分子量(Mw)を数平均分子量(Mn)で除した値、すなわちMw/Mn)が6以上である請求項1に記載のトナー用バインダー樹脂。
- 少なくとも
ポリエステル構造を有する構造単位(A)と
スチレン系樹脂由来の構造単位(B)と
エポキシ基由来の構造単位(C)と
ポリイソシアネート由来の構造単位(D)と
ワックス由来の構造単位(F)
を有するポリエステル樹脂(G)を含むトナー用バインダー樹脂。
- 数平均分子量(Mn)が1000〜50000であり水酸基価が4〜100mgKOH/gであり酸価が1〜40mgKOH/gであるポリエステル系樹脂(A2)55〜99質量部と、数平均分子量(Mn)が1000〜30000でありエポキシ当量が1000〜30000g/当量であるエポキシ基含有スチレン系樹脂(B2)45〜1質量部と、ワックス(F2)をポリエステル系樹脂(A2)とエポキシ基含有スチレン系樹脂(B2)の総量100質量部に対して1〜13質量部と、ポリエステル系樹脂(A2)の合計水酸基価1モル当量に対しイソシアネート基として0.1〜2.5モル当量のポリイソシアネート(D2)とから得られる請求項1記載のポリエステル樹脂(G)を含むトナー用バインダー樹脂。
- 請求項4記載のトナー用バインダー樹脂を用いた静電荷現像用電子写真トナー。
- 請求項1記載のトナー用バインダー樹脂を用いた静電荷現像用電子写真トナー。
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