説明

トナーバインダーおよびトナー

【課題】 色再現性と帯電安定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。
【解決手段】 重縮合ポリエステル樹脂を含有する静電荷像現像用トナーバインダー(A)であって、該ポリエステル樹脂が、該ポリエステル樹脂中にチタン原子として5〜1000ppmに相当するチタン原子含有エステル化触媒(a)の存在下に形成されてなるポリエステル樹脂であって、該ポリエステル樹脂中にリン原子として0.1〜200ppmに相当する有機リン系化合物(b)を含有し、該有機リン系化合物(b)が、正リン酸エステル(b1)および亜リン酸エステル(b2)を含む有機リン系化合物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である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は電子写真法、静電記録法や静電印刷法等において、静電荷像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樹脂を含有するトナーバインダー、およびこれをバインダーとして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、バインダーとしてポリエステル樹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低下するという問題点を有していた。また、チタン含有触媒を使用した従来のポリエステル樹脂では色再現性と帯電安定性の両立に問題点があり、ポリエステル樹脂をカラー用途に広く展開するには、良好な色再現性と良好な帯電安定性の両立が課題となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開昭62−78568号公報
【特許文献2】特開昭62−178278号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、高温高湿度下でのトナーの耐ブロッキング性および低温定着性が従来と同等もしくはそれ以上であり、かつ、色再現性および帯電安定性が共に優れた、ポリエステル樹脂からなるトナーバインダー並びに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】
【0005】
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、特定のチタン含有触媒の存在下で形成された重縮合ポリエステル樹脂に、有機リン系化合物を含有させたトナーバインダー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樹脂を含有する静電荷像現像用トナーバインダー(A)であって、該ポリエステル樹脂が、該ポリエステル樹脂中にチタン原子として5〜1000ppmに相当するチタン原子含有エステル化触媒(a)の存在下に形成されてなるポリエステル樹脂であって、該ポリエステル樹脂中にリン原子として0.1〜200ppmに相当する有機リン系化合物(b)を含有し、該有機リン系化合物(b)が、正リン酸エステル(b1)及び亜リン酸エステル(b2)を含む有機リン系化合物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、および前記トナーバインダー(A)と着色剤(B)を含有する静電荷像現像用トナーである。
【発明の効果】
【0006】
本発明の重縮合ポリエステル樹脂を含有するトナーバインダーを用いた本発明のトナーは、色再現性および帯電安定性が共に優れ、かつ、高湿度下における耐ブロッキング性および低温定着性も従来と同等もしくはそれ以上に良好である。また、環境上問題のあるスズ化合物を触媒として使用しなくとも、良好な樹脂性能を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明における、チタン原子含有エステル化触媒(a)としては特に限定されないが、好ましくは、チタンアルコキシド、シュウ酸チタン酸カリウム、テレフタル酸チタン、一般式(I)で表される化合物(a1)及び一般式(II)で表される化合物(a2)であり、さらに好ましくは、色再現性、帯電安定性、耐ブロッキング性および低温定着性の観点から、シュウ酸チタン酸カリウム、テレフタル酸チタン、化合物(a1)および化合物(a2)であり、とくに好ましくは化合物(a1)および化合物(a2)である。
Ti(−X)m(−OH)n (I)
O=Ti(−X)p(−OR)q (II)
式中、Xは炭素数2〜12のモノもしくはポリアルカノールアミンから1個のOH基のHを除いた残基であり、ポリアルカノールアミンの他のOH基が同一のTi原子に直接結合したOH基と分子内で重縮合し環構造を形成していてもよく、他のTi原子に直接結合したOH基と分子間で重縮合し繰り返し構造を形成していてもよい。繰り返し構造を形成する場合の重合度は2〜5である。RはH、または1〜3個のエーテル結合を含んでいてもよい炭素数1〜8のアルキル基である。mは1〜4の整数、nは0〜3の整数、mとnの和は4である。pは1〜2の整数、qは0〜1の整数、pとqの和は2である。mまたはpが2以上の場合、それぞれのXは同一であっても異なっていてもよい。
【0008】
一般式(I)および(II)において、Xは炭素数2〜12のモノもしくはポリアルカノールアミンから1個のOH基のH原子を除いた残基であり、窒素原子の数、すなわち、1級、2級、および3級アミノ基の合計数は、通常1〜2個、好ましくは1個である。
【0009】
上記モノアルカノールアミンとしては、モノエタノールアミン、およびモノプロパノールアミンなどが挙げられる。ポリアルカノールアミンとしては、ジアルカノールアミン(ジエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、およびN−ブチルジエタノールアミンなど)、トリアルカノールアミン(トリエタノールアミン、およびトリプロパノールアミンなど)、およびテトラアルカノールアミン(N,N,N’,N’−テトラヒドロキシエチルエチレンジアミンなど)が挙げられる。
【0010】
ポリアルカノールアミンの場合、Ti原子とTi−O−C結合を形成するのに用いられるHを除いた残基となるOH基以外にOH基が1個以上存在し、それが同一のTi原子に直接結合したOH基と分子内で重縮合し環構造を形成していてもよく、他のTi原子に直接結合したOH基と分子間で重縮合し繰り返し構造を形成していてもよい。繰り返し構造を形成する場合の重合度は2〜5である。重合度が6以上の場合、触媒活性が低下するためオリゴマー成分が増え、トナーの耐ブロッキング性悪化の原因になる。
【0011】
Xとして好ましいものは、色再現性、帯電安定性、耐ブロッキング性および低温定着性の観点から、モノアルカノールアミン(とくにモノエタノールアミン)、ジアルカノールアミン(とくにジエタノールアミン)の残基、およびトリアルカノールアミン(とくにトリエタノールアミン)の残基であり、特に好ましいものはトリエタノールアミンの残基である。
【0012】
RはH、または1〜3個のエーテル結合を含んでいてもよい炭素数1〜8のアルキル基である。炭素数1〜8のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、β−メトキシエチル基、およびβ−エトキシエチル基などが挙げられる。これらRのうち好ましくは、H、およびエーテル結合を含まない炭素数1〜4のアルキル基であり、さらに好ましくは、H、エチル基、およびイソプロピル基である。
【0013】
式(I)中、mは1〜4の整数であり、好ましくは1〜3の整数である。nは0〜3の整数であり、好ましくは1〜3の整数である。mとnの和は4である。式(II)中、pは1〜2の整数、qは0〜1の整数であり、pとqの和は2である。mまたはpが2以上の場合、複数存在するXは同一であっても異なっていてもよいが、すべて同一である方が好ましい。
【0014】
上記一般式(I)で表される化合物(a1)の具体例としては、チタニウムテトラキス(モノエタノールアミネート)、チタニウムモノヒドロキシトリス(トリエタノールアミネート)、チタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)、チタニウムトリヒドロキシトリエタノールアミネート、チタニウムジヒドロキシビス(ジエタノールアミネート)、チタニウムジヒドロキシビス(モノエタノールアミネート)、チタニウムジヒドロキシビス(モノプロパノールアミネート)、チタニウムジヒドロキシビス(N−メチルジエタノールアミネート)、チタニウムジヒドロキシビス(N−ブチルジエタノールアミネート)、テトラヒドロキシチタンとN,N,N’,N’−テトラヒドロキシエチルエチレンジアミンとの反応生成物、およびこれらの分子内または分子間重縮合物が挙げられる。化合物(a1)の分子内または分子間重縮合物の例としては、下記一般式(I−1)、(I−2)、または(I−3)で表される化合物などが挙げられる。
【0015】
【化1】

【0016】
【化2】

【0017】
【化3】

【0018】
式中、QおよびQはH、または炭素数1〜4のアルキル基もしくはヒドロキシアルキル基である。Q〜QおよびQ〜Qは炭素数1〜6のアルキレン基である。Xは炭素数2〜12のモノもしくはポリアルカノールアミンから1個のOH基のHを除いた残基である。
【0019】
一般式(II)で表される化合物(a2)の具体例としては、チタニルビス(トリエタノールアミネート)、チタニルビス(ジエタノールアミネート)、チタニルビス(モノエタノールアミネート)、チタニルヒドロキシエタノールアミネート、チタニルヒドロキシトリエタノールアミネート、チタニルエトキシトリエタノールアミネート、チタニルイソプロポキシトリエタノールアミネート、およびこれらの分子内または分子間重縮合物が挙げられる。化合物(a2)の分子内または分子間重縮合物の例としては、下記一般式(II−1)または(II−2)で表される化合物などが挙げられる。
【0020】
【化4】

【0021】
【化5】

【0022】
式中、QおよびQはH、または炭素数1〜4のアルキル基もしくはヒドロキシアルキル基である。Q〜Qは炭素数1〜6のアルキレン基である。
【0023】
(a1)および(a2)のうちで好ましいものは、色再現性、帯電安定性、耐ブロッキング性および低温定着性の観点から、チタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)、チタニウムジヒドロキシビス(ジエタノールアミネート)、チタニウムモノヒドロキシトリス(トリエタノールアミネート)、チタニウムテトラキス(エタノールアミネート)、チタニルヒドロキシトリエタノールアミネート、チタニルビス(トリエタノールアミネート)、チタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)の分子内もしくは分子間重縮合物〔下記式(I−1−1)で表される(a11)、および下記式(I−3−1)で表される(a13)〕、チタニウムジヒドロキシビス(ジエタノールアミネート)の分子内もしくは分子間重縮合物、チタニウムモノヒドロキシトリス(トリエタノールアミネート)の分子内重縮合物〔下記式(I−2−1)で表される(a12)〕、およびこれらの併用であり、さらに好ましくは、チタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)、チタニウムジヒドロキシビス(ジエタノールアミネート)、チタニウムモノヒドロキシトリス(トリエタノールアミネート)、およびそれらの分子内重縮合物〔(a11)および(a12)〕、とくに(a11)である。
【0024】
【化6】

【0025】
【化7】

【0026】
【化8】

【0027】
チタン原子含有エステル化触媒(a)は、例えば市販されているチタニウムジアルコキシビス(アルコールアミネート)(Du pont製など)を、水存在下で70〜90℃にて反応させることで安定的に得ることができる。また、重縮合物は、更に100℃にて縮合水を減圧留去することで得ることができる。
【0028】
チタン原子含有エステル化触媒(a)の添加量は、重合活性および色再現性の観点から、得られるポリエステル樹脂中にチタン原子として5〜1000ppmに相当する添加量であって、好ましくは10〜700ppmであり、さらに好ましくは10〜500ppmである。触媒量がチタン原子として5ppm未満であると重合活性が低くなりすぎ、1000ppmを超えると透明性が悪くなる。
【0029】
また、チタン原子含有エステル化触媒(a)の触媒効果を損なわない範囲で他のエステル化触媒を併用することもできる。他のエステル化触媒の例としては、三酸化アンチモン、ジルコニウム含有触媒(例えば酢酸ジルコニル)、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重量%が好ましい。0.6重量%以内とすることで、ポリエステル樹脂の着色が少なくなり、カ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チタン原子含有エステル化触媒(a)の含有率は、50〜100重量%が好ましく、100重量%がさらに好ましい。
【0030】
本発明における有機リン系化合物(b)は、正リン酸エステル(b1)及び亜リン酸エステル(b2)の併用である。
【0031】
正リン酸エステル(b1)としては、正リン酸のトリアルキルエステル、ジアルキルエステルおよびモノアルキルエステルが挙げられる。
【0032】
正リン酸のトリアルキルエステルとしては、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリn-ブチルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリフェニルホスフェートおよびトリクレジルホスフェートなどが挙げられる。
【0033】
正リン酸のジアルキルエステルとしては、ジステアリルアシッドホスフェート、ジメチルアシッドホスフェート、ジエチルアシッドホスフェート、ジn-ブチルアシッドホスフェート、ジオクチルアシッドホスフェート、ジフェニルアシッドホスフェート、ジクレジルアシッドホスフェートおよびこれらのアルカリ金属塩(Na、K塩など)などが挙げられる。
【0034】
正リン酸のモノアルキルエステルとしては、モノステアリルアシッドホスフェート、モノメチルアシッドホスフェート、モノエチルアシッドホスフェート、モノn-ブチルアシッドホスフェート、モノオクチルアシッドホスフェート、モノフェニルアシッドホスフェート、モノクレジルアシッドホスフェートおよびこれらのアルカリ金属塩などが挙げられる。
【0035】
正リン酸エステルのうち好ましいのは、色再現性、帯電安定性、耐ブロッキング性および低温定着性の観点から、炭素数1〜50のアルキル基を有する正リン酸モノアルキルエステル、正リン酸ジアルキルエステル及び/又はそれらのアルカリ金属塩であり、モノアルキルエステルとジアルキルエステルの混合物も好ましく使用できる。
【0036】
亜リン酸エステル(b2)としては、亜リン酸モノアルキルエステル、ジアルキルエステル、トリアルキルエステルおよびこれらのアルカリ金属塩が挙げられる。
【0037】
亜リン酸のモノアルキルエステルとしては、モノメチルホスファイト、モノエチルホスファイト、モノブチルホスファイト、モノオクチルホスファイト、モノノニルホスファイトおよびモノフェニルホスファイトなどが挙げられる。
【0038】
亜リン酸のジアルキルエステルとしては、ジメチルホスファイト、ジエチルホスファイト、ジブチルホスファイト、ジオクチルホスファイト、ジノニルホスファイト、ジフェニルホスファイトおよびジ(4−tert−ブチルフェニル)ホスファイトなどが挙げられる。
【0039】
亜リン酸のトリアルキルエステルとしては、トリメチルホスファイト、トリエチルホスファイト、トリブチルホスファイト、トリオクチルホスファイト、トリノニルホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビスノニルフェニルペンタエリスリトールジホスファイト、ビス[2,4−ビス(1,1−ジメチルエチル)−6−メチルフェニル]エチルホスファイトなど)などが例示される。
【0040】
亜リン酸エステル(b2)のうち好ましいのは、色再現性、帯電安定性、耐ブロッキング性および低温定着性の観点から、亜リン酸トリフェニルエステル、及び炭素数1〜50のアルキル基を有する亜リン酸トリアルキルエステルである。
【0041】
正リン酸エステル(b1)と亜リン酸エステル(b2)の併用の場合のリン原子の比率(b1)/(b2)は、通常1/1.4〜1/1.7、色再現性と帯電安定性の観点から、好ましくは1/1.5〜1/1.6である。なお、有機リン系化合物(b)として正リン酸エステル(b1)のみの単独使用では色再現性が劣り、亜リン酸エステル(b2)のみの単独使用では帯電安定性が劣る。
【0042】
ポリエステル樹脂に添加する有機リン系化合物(b)の合計量[(b1)と(b2)の合計量]は、ポリエステル樹脂中に、リン原子として0.1〜200ppmに相当する量であり、好ましくは1〜100ppmであり、さらに好ましくは10〜90ppmである。0.1ppm未満では、色再現性が低下し、200ppmを超えると帯電安定性が低下する。
【0043】
また、前記チタン原子含有エステル化触媒(a)に含まれるチタン原子と前記有機リン系化合物(b)に含まれるリン原子の重量比[Ti/P]は、好ましくは5.0未満である。[Ti/P]が5.0未満であれば透明性が良好である。
【0044】
(b)の添加の方法は特に限定されないが、重縮合完了後、240℃以下の温度で重合系内に投入すると樹脂の着色も少なく好ましい。ポリエステル樹脂の種類によっては、重縮合反応後に無水トリメリット酸などで分子末端修飾を行ったり、さらに離型剤、荷電調整剤などの添加剤を添加する場合があるが、これらの場合でも240℃以下であれば、投入の順序に特に制限はなく混合することができる。プロセスの容易さなどを加味すると(b)の投入順序を、他の添加剤等の投入後、最後にすると好ましい場合がある。
【0045】
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樹脂としては、ポリオールとポリカルボン酸との重縮合物であるポリエステル樹脂(X)、(X)にさらにポリエポキシド(c1)および/またはポリイソシアネート(c2)などを反応させて得られる変性ポリエステル樹脂(Y)などが挙げられる。(X)、(Y)などは単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて混合物として使用してもよい。
【0046】
ポリオールとしては、ジオール(g)、および必要により3価以上のポリオール(h)が、ポリカルボン酸としては、ジカルボン酸(i)、および必要により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よい。
【0047】
ジオール(g)としては、水酸基価180〜1900mgKOH/g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−ブチレングリコール、および1,6−ヘ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ール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、およびポリブチレングリコールなど);炭素数6〜36の脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、および水素添加ビスフェノールAなど);上記脂環式ジオールの炭素数2〜4のアルキレンオキシド〔エチレンオキシド(以下EOと略記する)、プロピレンオキシド(以下POと略記する)およびブチレンオキシド(以下BOと略記する)など〕付加物(付加モル数1〜30);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールFおよびビスフェノールSなど)の炭素数2〜4のアルキレンオキシド(EO、POおよびBOなど)付加物(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、ビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物およびこれらの併用であり、とくに好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物、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。
【0048】
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。
【0049】
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150〜1900mgKOH/gのものが好ましい。
【0050】
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、トリエチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ソルビタン、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グルコシド;など);上記脂肪族多価アルコールの炭素数2〜4のアルキレンオキシド(EO、POおよびBOなど)付加物(付加モル数1〜30);トリスフェノール類(トリスフェノールPAなど)の炭素数2〜4のアルキレンオキシド(EO、POおよびBOなど)付加物(付加モル数2〜30);ノボラック樹脂(フェノールノボラックおよびクレゾールノボラックなど:平均重合度3〜60)の炭素数2〜4のアルキレンオキシド(EO、PO、BOなど)付加物(付加モル数2〜30)などが挙げられる。
【0051】
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オキシド付加物(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オキシド付加物である。
【0052】
ジカルボン酸(i)としては、酸価180〜1250mgKOH/g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)およびアルケニルコハク酸(ドデセニルコハク酸など);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、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、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いてもよい。
【0053】
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150〜1250mgKOH/g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、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による):450〜10000](スチレン/マレイン酸共重合体、スチレン/アクリル酸共重合体、α−オレフィン/マレイン酸共重合体、スチレン/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、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、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いてもよい。
【0054】
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のラクトン(l)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。ラクトン(l)としては、カプロラクトンなどが挙げられる。
【0055】
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[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、好ましくは2/1〜1/2、さらに好ましくは1.5/1〜1/1.3、とくに好ましくは1.3/1〜1/1.2である。また使用するポリオー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℃となるよう分子量調整も考慮して選択される。
【0056】
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、ポリエステル樹脂の設計も異なる。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く、ホットオフセット性が重視されるため高弾性のバインダーとする必要がある。
【0057】
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、低粘性であることが好ましいことから、ポリエステル樹脂を構成する(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%、さらに好ましくは0〜15モル%、とくに0〜10モル%である。
【0058】
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、高弾性であることが好ましいことから、ポリエステル樹脂としては、(h)と(j)を両方用いたものが好ましい。(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モル%、さらに好ましくは0.5〜25モル%、とくに1〜20モル%である。
【0059】
変性ポリエステル樹脂(Y)を得るのに用いるポリエポキシド(c1)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、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノール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、フェノールノボラック(平均重合度3〜60)グリシジルエーテル化物など〕;ジエンオキサイド(ペンタジエンジオキサイド、ヘキサジエ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、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、およびでフェノールノボラックグリシジルエーテル化物ある。(c1)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。(c1)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、とくに好ましくは200である。エ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。
【0060】
ポリイソシアネート(c2)としては、芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネート、これらの変性物(例えば、ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、イソシヌアレート基、またはオ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。
【0061】
芳香族ポリイソシアネートとしては、炭素数(NCO基中の炭素を除く;以下のイソシアネートも同様)6〜16の芳香族ジイソシアネート、炭素数6〜20の芳香族トリイソシアネートおよびこれらのイソシア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−フェニレンジイソシアネート、2,4−および2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、粗製TDI、2,4’−および4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート(粗製MDI)、ナフチレン−1,5−ジイソシアネート、トリフェニルメタン−4,4’,4’’−トリイソシアネートなどが挙げられる。脂肪族ポリイソシアネートとしては、炭素数6〜10の脂肪族ジイソシアネートなどが挙げられる。具体例としては、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネートなどが挙げられる。
【0062】
脂環式ポリイソシアネートとしては、炭素数6〜16の脂環式ジイソシア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アネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネートなどが挙げられる。芳香脂肪族ポリイソシアネートとしては、炭素数8〜12の芳香脂肪族ジイソシア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アネート、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなどが挙げられる。変性ポリイソシア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MDI、などが挙げられる。これらのうちで好ましいものは、脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネート、およびMDIである。
【0063】
本発明においてトナーバインダーとして用いるポリエステル樹脂は、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、チタン原子含有エステル化触媒(a)の存在下、反応温度が、好ましくは150〜280℃、さらに好ましくは180〜260℃、とくに好ましくは180〜240℃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30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ことも有効である。
【0064】
ポリエステル樹脂(X)の製造方法としては、例えば、チタン原子含有エステル化触媒(a)と、必要により他の触媒の存在下、ジオール(g)とジカルボン酸(i)と、必要により、3価以上のポリオール(h)および/または3価以上のポリカルボン酸(j)とを、180℃〜260℃に加熱し、常圧および/または減圧条件で脱水縮合させて、(X)を得る方法が挙げられる。(h)と(j)を用いる場合、(g)、(i)、および(h)の脱水縮合後に、さらに(j)を反応させてもよい。
【0065】
変性ポリエステル樹脂(Y)の製造方法としては、ポリエステル樹脂(X)にポリエポキシド(c1)および/またはポリイソシアネート(c2)を加え、好ましくは100℃〜260℃でポリエステルの分子伸長反応を行うことで、(Y)を得る方法が挙げられる。
【0066】
重縮合反応終了付近のポリエステル樹脂は、100〜250℃で、有機リン系化合物(b)を添加して、エステル交換防止の処理をすることが好ましい。 (b)の添加温度は、より好ましくは130〜210℃であり、もっとも好ましくは140〜200℃である。投入する温度が100℃より低いと、エステル交換防止効果が十分に発現せず、250℃以上で入れると、ポリエステルの分解反応が優先となり、エステル交換防止効果が十分にでない。添加後は、温度を保ち、0.5〜48時間処理するのが好ましい。処理時間が0.5時間未満であるとエステル交換防止効果が十分でなく、48時間以上処理すると高温によりポリエステル樹脂が劣化する。また、変性ポリエステル樹脂(Y)を得る場合は、ポリエポキシド(c1)および/またはポリイソシアネート(c2)などによる変性前に、(b)を添加するのが好ましい。
【0067】
エステル交換を防止した後は、必要に応じて他の後処理を行ってもよい。例えば、反応槽内を減圧にすることにより、残存モノマーを除去してもよい。
【0068】
本発明のトナーバインダーにおいて、フルカラー用のトナーバインダーに用いるポリエステル樹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重量%以下、さらに好ましくは5%以下(以下において、特に限定しない限り%は重量%を表す)である。なお、THF不溶分およびTHF可溶分は以下の方法で得られる。
【0069】
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、グラスフィルター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樹脂分を80℃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。
【0070】
モノクロ用ポリエステル樹脂は、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。
【0071】
ポリエステル樹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。
【0072】
上記および以下において、ポリエステル樹脂またはトナーの、Mp、Mn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 : 東ソー製 HLC−8120
カラム : TSKgelGMHXL(2本)
TSKgelMultiporeHXL−M(1本)
測定温度 : 40℃
試料溶液 : 0.25%のTHF溶液
溶液注入量: 100μl
検出装置 : 屈折率検出器
基準物質 : ポリスチレン
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。
【0073】
ポリエステル樹脂の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℃、さらに好ましくは50〜80℃、とくに55〜75℃である。Tgが40℃〜90℃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樹脂のTgは、セイコー電子工業(株)製DSC20,SSC/580を用いてASTM D3418−82に規定の方法(DSC法)で測定される。
【0074】
また、ポリエステル樹脂の水酸基価(mgKOH/g)は、好ましくは60以下、さらに好ましくは0.1〜40である。水酸基価が60以下であると、環境安定性や帯電量が向上する。ポリエステル樹脂の酸価(mgKOH/g)は、好ましくは60以下、さらに好ましくは0.1〜40である。酸価が60以下であると環境安定性が向上する。また、適度の酸価を有している方が帯電の立ち上がりが向上する点で好ましい。
【0075】
また、本発明のトナーバインダー中に、上記重縮合ポリエステル樹脂以外に、必要により、他の樹脂などを含有させることもできる。他の樹脂としては、スチレン系樹脂[スチレンとアルキル(メタ)アクリレートの共重合体、スチレンとジエン系モノマーとの共重合体等]、エポキシ樹脂(ビスフェノールAとエピクロルヒドリンの付加縮合物等)、ウレタン樹脂(ジオールとジイソシアネートの重付加物等)などが挙げられる。他の樹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。
【0076】
ポリエステル樹脂を2種以上併用する場合、および少なくとも1種のポリエステル樹脂と他の樹脂を混合する場合、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、それらの樹脂の軟化点以上の温度であればよいが、好ましくは80〜180℃、さらに好ましくは100〜170℃、とくに好ましくは120〜160℃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樹脂を混合する場合、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樹脂物性が維持できなくなる場合がある。
【0077】
溶融混合する場合の混合時間は、好ましくは10秒〜60分、さらに好ましくは20秒〜30分、特に好ましくは30秒〜15分である。2種以上のポリエステル樹脂を溶融混合する場合、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が、本発明に用いるポリエステル樹脂の場合は、(b)を含有するため、エステル交換反応が遅く十分な混合時間を確保しやすい。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。連続混合装置としては、エクストルーダー、コンティニアスニーダー、3本ロールなどが挙げられる。これらのうちエクストルーダーおよびコンティニアスニーダーが好ましい。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℃、さらに好ましくは10〜60℃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、およびバンバリー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である。
【0078】
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1種以上の添加剤を含有する。トナー中のトナーバインダーの含有量は、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%、さらに好ましくは35〜65%である。
【0079】
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、ファーストイエロ−G、ベンジジンイエロー、ピグメントイエロー、インドファーストオレンジ、イルガシンレッド、パラニトアニリンレッド、トルイジンレッド、カーミンFB、ピグメントオレンジR、レーキレッド2G、ローダミンFB、ローダミンBレーキ、メチルバイオレットBレーキ、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、ブリリアントグリーン、フタロシアニングリーン、オイルイエローGG、カヤセットYG、オラゾールブラウンB、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30〜60%である。
【0080】
離型剤(C)としては、カルナウバワックス(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)、およびポリオレフィンワックス(C4)などが挙げられる。(C1)としては、天然カルナウバワックス、および脱遊離脂肪酸型カルナウ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(シューマン・サゾール社製パラフリントH1、パラフリントH1N4およびパラフリントC105など)、天然ガス系フィッシャ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[日本精蝋(株)製MDP−7000、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[日本精蝋(株)製パラフィンワックス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)製ビスコール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、カルナウバワックス、およびフィッシャートロプシュワックスが好ましく、カルナウバワックス、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。
【0081】
荷電制御剤(D)としては、ニグロシン染料、4級アンモニウム塩化合物、4級アンモニウム塩基含有ポリマー、含金属アゾ染料、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。
【0082】
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。
【0083】
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。例えば、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、粒径D50が通常2〜20μm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:マルチサイザーIII(コールター社製)]を用い測定される。
【0084】
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/または樹脂(アクリル樹脂、シリコーン樹脂等)により表面をコーティングしたフェライト等のキャリア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】
【0085】
以下実施例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 なお、ポリエステル樹脂中のチタン原子およびリン原子の含有量は蛍光X線分光法で測定した。
【0086】
製造例1
[チタン含有触媒の合成]
冷却管、撹拌機及び液中バブリング可能な窒素導入管の付いた反応槽中に、チタニウムジイソプロポキシビス(トリエタノールアミネート)1617部とイオン交換水126部を入れ、窒素にて液中バブリング下、90℃まで徐々に昇温し、90℃で4時間反応(加水分解)させることで、チタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)を得た。さらに、100℃にて、2時間減圧下で反応(脱水縮合)させることで、その分子内重縮合物(a−1)を得た。
【0087】
また、チタニウムジイソプロポキシビス(トリエタノールアミネート)の代わりに、チタニウムジイソプロポキシビス(ジエタノールアミネート)を使用したこと以外は同様にして、チタニウムジヒドロキシビス(ジエタノールアミネート)の分子内重縮合物(a−2)を得た。
【0088】
実施例1
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・EO2モル付加物41部(0.13モル)、ビスフェノールA・PO3モル付加物457部(1.14モル)、フェノールノボラック樹脂(平均官能基数5.6)のPO6モル付加物9部(0.01モル)、テレフタル酸166部(1.0モル)、および縮合触媒としてテレフタル酸チタン0.5部を入れ、120℃に温調し1時間攪拌混合した。攪拌しながら225℃まで、5時間かけて昇温し、170℃になったところで減圧を開始した。その後、225℃、4〜9kPaの減圧下に反応させ、酸価が2以下になった時点で取り出し、室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(A11−1)とする。ポリエステル樹脂(A11−1)の酸価は2、水酸基価は46、Mnは2500、Mpは5500であった。
【0089】
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ポリエステル樹脂(A11−1)622部、無水トリメリット酸41部(0.21モル)、および触媒としてテレフタル酸チタン0.3部を入れ、系内の気相を窒素置換したのち、180℃で常圧密閉下2時間反応後、昇温し200℃で、4〜9kPaの減圧下に反応させ、軟化点が130℃になった時点で有機リン系化合物(b−1:ジステアリルアシッドホスフェートとモノステアリルアシッドホスフェートの混合物とトリフェニルホスファイトの混合物:ホスフェート中のリン原子/ホスファイト中のリン原子=1/1.59)0.9部を投入し、60分攪拌後ベルトクーラーを通して取り出し、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(A1−1)とする。ポリエステル樹脂(A1−1)の酸価は20、水酸基価は10、軟化点は135℃、Mwは120000、Mpは10000、THF不溶解分は6重量%、チタン原子含有量は100ppm、リン原子含有量は71ppmであった。
【0090】
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・EO2モル付加物379部(1.2モル)、ビスフェノールA・PO2モル付加物447部(1.3モル)、テレフタル酸332部(2.0モル)および縮合触媒としてテレフタル酸チタン0.8部を入れ、140℃に温調し1時間攪拌混合した。攪拌しながら230℃まで、5時間かけて昇温し、150℃になったところで減圧を開始した。その後、230℃、4〜9kPaの減圧下に反応させ、酸価が2以下になった時点で180℃に冷却し、無水トリメリット酸40部(0.21モル)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、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(A2−1)とする。ポリエステル樹脂(A2−1)の酸価は21、水酸基価は37、軟化点は95℃、Mnは2000、Mpは4200、THF不溶解分は0重量%、チタン原子含有量は100ppm、リン原子含有量は0ppmであった。
【0091】
ポリエステル樹脂(A1−1)700部とポリエステル樹脂(A2−1)300部を、コンティニアスニーダーにて、ジャケット温度150℃、滞留時間3分で溶融混合した。溶融樹脂を室温まで冷却後、粉砕機にて粉砕し、粒子化して重縮合ポリエステル樹脂(A−1)を得た。(A−1)の酸価は20、水酸基価は18、チタン原子含有量は100ppm、リン原子含有量は50ppmであった。
【0092】
実施例2
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・EO2モル付加物37部(0.11モル)、ビスフェノールA・PO3モル付加物407部(1.01モル)、フェノールノボラック樹脂(平均官能基数5.6)のPO6モル付加物22部(0.03モル)、テレフタル酸166部(1.0モル)、および縮合触媒としてチタン原子含有エステル化触媒(a−1)0.5部を入れ、実施例1と同様にして、ポリエステル樹脂(A11−2)を得た。ポリエステル樹脂(A11−2)の酸価は2、水酸基価は38、Mnは3000、Mpは5800であった。
【0093】
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ポリエステル樹脂(A11−2)596部、無水トリメリット酸31部(0.1モル)、および縮合触媒としてチタン含有触媒(z1)0.3部、有機リン系化合物(b−1)0.9部を入れ、実施例1と同様にして、ポリエステル樹脂(A1−2)を得た。ポリエステル樹脂(A1−2)の酸価は30、水酸基価は12、軟化点は135℃、Mwは70000、Mpは7600、THF不溶解分は20重量%、チタン原子含有量は100ppm、リン原子含有量は71ppmであった。
【0094】
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・EO2モル付加物392部(1.2モル)、ビスフェノールA・PO2モル付加物452部(1.3モル)、テレフタル酸332部(2.0モル)および縮合触媒としてチタン含有触媒(z1)0.8部を入れ、120℃に温調し1時間攪拌混合した。攪拌しながら230℃まで、5時間かけて昇温し、170℃になったところで減圧を開始した。その後、230℃、4〜9kPaの減圧下に反応させ、酸価が2以下になった時点で180℃に冷却し、無水トリメリット酸129部(0.67モル)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、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(A2−2)とする。ポリエステル樹脂(A2−2)の酸価は60、水酸基価は21、軟化点は97℃、Mnは2000、Mpは4200、THF不溶解分は0重量%、チタン原子含有量は100ppm、リン原子含有量は0ppmであった。
【0095】
ポリエステル樹脂(A1−2)700部とポリエステル樹脂(A2−2)300部を、コンティニアスニーダーにて、ジャケット温度150℃、滞留時間3分で溶融混合した。溶融樹脂を室温まで冷却後、粉砕機にて粉砕し、粒子化して重縮合ポリエステル樹脂(A−2)を得た。(A−2)の酸価は39、水酸基価は15、チタン原子含有量は100ppm、リン原子含有量は50ppmであった。
【0096】
実施例3
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・EO2モル付加物41部(0.13モル)、ビスフェノールA・PO3モル付加物457部(1.14モル)、フェノールノボラック樹脂(平均官能基数5.6)のPO6モル付加物9部(0.01モル)、テレフタル酸166部(1.0モル)、および縮合触媒としてチタン原子含有エステル化触媒(a−2)2部を入れ、120℃に温調し1時間攪拌混合した。攪拌しながら235℃まで、5時間かけて昇温し、150℃になったところで減圧を開始した。その後、235℃、1〜5kPaの減圧下に反応させ、酸価が2以下になった時点で取り出し、室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(A11−3)とする。ポリエステル樹脂(A11−3)の酸価は2、水酸基価は46、Mnは2500、Mpは5500であった。
【0097】
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ポリエステル樹脂(A11−3)622部、無水トリメリット酸41部(0.21モル)、および縮合触媒としてチタン原子含有エステル化触媒(a−2)1部を入れ、有機リン系化合物(b−1)1.6部を入れ、実施例1と同様にして、ポリエステル樹脂(A1−3)を得た。ポリエステル樹脂(A1−3)の酸価は21、水酸基価は9、軟化点は135℃、Mwは118000、Mpは9000、THF不溶解分は7重量%、チタン原子含有量は385ppm、リン原子含有量は128ppmであった。
【0098】
ポリエステル樹脂(A1−3)700部とポリエステル樹脂(A2−2)300部を、コンティニアスニーダーにて、ジャケット温度150℃、滞留時間3分で溶融混合した。溶融樹脂を室温まで冷却後、粉砕機にて粉砕し、粒子化して重縮合ポリエステル樹脂(A−3)を得た。(A−3)の酸価は13、水酸基価は23、チタン原子含有量は300ppm、リン原子含有量は90ppmであった。
【0099】
実施例4
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・EO2モル付加物38部(0.12モル)、ビスフェノールA・PO3モル付加物421部(1.05モル)、フェノールノボラック樹脂(平均官能基数5.6)のPO6モル付加物22部(0.03モル)、テレフタル酸166部(1.0モル)、および縮合触媒としてチタン原子含有エステル化触媒(a−1)0.07部を入れ、50℃に温調し1時間攪拌混合した。攪拌しながら245℃まで、5時間かけて昇温し、110℃になったところで減圧を開始した。その後、245℃、1〜5kPaの減圧下に反応させ、酸価が4以下になった時点で取り出し、室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(A11−4)とする。ポリエステル樹脂(A11−4)の酸価は4、水酸基価は57、Mnは1800、Mpは4900であった。
【0100】
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ポリエステル樹脂(A11−4)606部、無水トリメリット酸56部(0.29モル)を入れ、および縮合触媒としてチタン原子含有エステル化触媒(a−1)0.03部を入れ、有機リン系化合物(b−1)0.1部を入れ、実施例1と同様にして、ポリエステル樹脂(A1−4)を得た。ポリエステル樹脂(A1−4)の酸価は43、水酸基価は1、軟化点は155℃、Mwは92000、Mpは8100、THF不溶解分は10重量%、チタン原子含有量は10ppm、リン原子含有量は7ppmであった。
【0101】
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・EO2モル付加物392部(1.2モル)、ビスフェノールA・PO2モル付加物452部(1.3モル)、テレフタル酸332部(2.0モル)および縮合触媒としてチタン原子含有エステル化触媒(a−1)0.1部を入れ、130℃に温調し1時間攪拌混合した。攪拌しながら210℃まで、5時間かけて昇温し、180℃になったところで減圧を開始した。その後、210℃、4〜9kPaの減圧下に反応させ、酸価が2以下になった時点で室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(A2−3)とする。ポリエステル樹脂(A2−3)の酸価は1、水酸基価は51、軟化点は93℃、Mnは1800、Mpは4000、THF不溶解分は0重量%、チタン原子含有量は10ppm、リン原子含有量は0ppmであった。
【0102】
ポリエステル樹脂(A1−4)700部とポリエステル樹脂(A2−3)300部を、コンティニアスニーダーにて、ジャケット温度150℃、滞留時間3分で溶融混合した。溶融樹脂を室温まで冷却後、粉砕機にて粉砕し、粒子化して重縮合ポリエステル樹脂(A−4)を得た。(A−4)の酸価は21、水酸基価は18、チタン原子含有量は10ppm、リン原子含有量は5ppmであった。
【0103】
比較例1
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・EO2モル付加物38部(0.12モル)、ビスフェノールA・PO3モル付加物421部(1.05モル)、フェノールノボラック樹脂(平均官能基数5.6)のPO6モル付加物22部(0.03モル)、テレフタル酸166部(1.0モル)、および縮合触媒としてチタン原子含有エステル化触媒(a−1)0.5部を入れ、60℃に温調し1時間攪拌混合した。攪拌しながら220℃まで、5時間かけて昇温し、130℃になったところで減圧を開始した。その後、220℃、1〜5kPaの減圧下に反応させ、酸価が5以下になった時点で取り出し、室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(A11’−1)とする。ポリエステル樹脂(A11’−1)の酸価は4、水酸基価は53、Mnは2200、Mpは5100であった。
【0104】
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ポリエステル樹脂(A11’−1)606部、無水トリメリット酸68部(0.35モル)を入れ、および縮合触媒としてチタン原子含有エステル化触媒(a−1)0.3部を入れ、有機リン系化合物(b−2:トリフェニルホスファイト)0.8部を入れ、実施例1と同様にして、ポリエステル樹脂(A1’−1)を得た。ポリエステル樹脂(A1’−1)の酸価は41、水酸基価は7、軟化点は125℃、Mwは65000、Mpは7000、THF不溶解分は3重量%、チタン原子含有量は100ppm、リン原子含有量は71ppmであった。
【0105】
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・EO2モル付加物379部(1.2モル)、ビスフェノールA・PO2モル付加物447部(1.3モル)、テレフタル酸332部(2.0モル)および縮合触媒としてチタン原子含有エステル化触媒(a−1)0.4部を入れ、常圧下攪拌しながら昇温し、生成する縮合水を除去しながら、常圧下230℃で5時間反応させた。次に(a−1)0.4部を追加し、液面上昇に注意しながら減圧し、4〜9kPaの減圧下に反応させ、酸価が2以下になった時点で180℃に冷却した。次に、無水トリメリット酸40部(0.21モル)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、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(A2’−1)とする。ポリエステル樹脂(A2’−1)の酸価は20、水酸基価は38、軟化点は95℃、Mnは2000、Mpは4100、THF不溶解分は0重量%、チタン原子含有量は100ppm、リン原子含有量は0ppmであった。
【0106】
ポリエステル樹脂(A1’−1)700部とポリエステル樹脂(A2’−1)300部を、コンティニアスニーダーにて、ジャケット温度150℃、滞留時間3分で溶融混合した。溶融樹脂を室温まで冷却後、粉砕機にて粉砕し、粒子化して重縮合ポリエステル樹脂(A’−1)を得た。(A’−1)の酸価は48、水酸基価は7、チタン原子含有量は100ppm、リン原子含有量は50ppmであった。
【0107】
比較例2
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・EO2モル付加物41部(0.13モル)、ビスフェノールA・PO3モル付加物457部(1.14モル)、フェノールノボラック樹脂(平均官能基数5.6)のPO6モル付加物9部(0.01モル)、テレフタル酸166部(1.0モル)、および縮合触媒としてチタン原子含有エステル化触媒(a−1)0.5部を入れ、120℃に温調し1時間攪拌混合した。攪拌しながら230℃まで、5時間かけて昇温し、170℃になったところで減圧を開始した。その後、230℃、4〜9kPaの減圧下に反応させ、酸価が2以下になった時点で取り出し、室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(A11’−2)とする。ポリエステル樹脂(A11’−2)の酸価は2、水酸基価は45、Mnは2600、Mpは5600であった。
【0108】
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ポリエステル樹脂(A11’−2)622部、無水トリメリット酸41部(0.21モル)、および触媒としてチタン原子含有エステル化触媒(a−1)0.3部を入れ、有機リン系化合物(b−3;ジステアリルアシッドホスフェートとモノステアリルアシッドホスフェートの混合物)0.8部を入れ、実施例1と同様にして、ポリエステル樹脂(A1’−2)を得た。ポリエステル樹脂(A1’−2)の酸価は19、水酸基価は11、Mwは90000、Mpは8500、THF不溶解分は9重量%、チタン原子含有量は100ppm、リン原子含有量は71ppmであった。
【0109】
ポリエステル樹脂(A1’−2)700部とポリエステル樹脂(A2’−1)300部を、コンティニアスニーダーにて、ジャケット温度150℃、滞留時間3分で溶融混合した。溶融樹脂を室温まで冷却後、粉砕機にて粉砕し、粒子化して重縮合ポリエステル樹脂(A’−2)を得た。(A’−2)の酸価は47、水酸基価は11、チタン原子含有量は100ppm、リン原子含有量は50ppmであった。
【0110】
比較例3
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・EO2モル付加物41部(0.13モル)、ビスフェノールA・PO3モル付加物457部(1.14モル)、フェノールノボラック樹脂(平均官能基数5.6)のPO6モル付加物9部(0.01モル)、テレフタル酸166部(1.0モル)、および縮合触媒としてチタン原子含有エステル化触媒(a−1)0.5部を入れ、常圧下攪拌しながら昇温し、生成する縮合水を除去しながら、常圧下230℃で5時間反応させた。次に(a−1)0.3部を追加し、液面上昇に注意しながら減圧し、4〜9kPaの減圧下に反応させ、酸価が2以下になった時点で取り出し、室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(A11’−3)とする。ポリエステル樹脂(A11’−3)の酸価は3、水酸基価は48、Mnは2400、Mpは5300であった。
【0111】
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ポリエステル樹脂(A11’−3)622部、無水トリメリット酸41部(0.21モル)、および触媒としてチタン原子含有エステル化触媒(a−1)0.3部、有機リン系化合物(b−4;ポリリン酸)0.2部を入れ、実施例1と同様にして、ポリエステル樹脂(A1’−3)を得た。ポリエステル樹脂(A1’−3)の酸価は20、水酸基価は11、Mwは115000、Mpは11000、THF不溶解分は6重量%、チタン原子含有量は100ppm、リン原子含有量は71ppmであった。
【0112】
ポリエステル樹脂(A1’−3)700部とポリエステル樹脂(A2’−1)300部を、コンティニアスニーダーにて、ジャケット温度150℃、滞留時間3分で溶融混合した。溶融樹脂を室温まで冷却後、粉砕機にて粉砕し、粒子化して重縮合ポリエステル樹脂(A’−3)を得た。(A’−3)の酸価は19、水酸基価は18、チタン原子含有量は100ppm、リン原子含有量は50ppmであった。
【0113】
実施例〔5〜8〕・比較例〔4〜6〕
重縮合ポリエステル樹脂(A−1)〜(A−4)からなる本発明のトナーバインダーおよびポリエステル樹脂(A’−1)〜(A’−3)からなる比較のトナーバインダーそれぞれ100部に対して、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[保土谷化学(製)]1部を加え下記の方法でトナー化した。まず、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−30]で混練した。ついで超音速ジェット粉砕機ラボジェット[日本ニューマチック工業(株)製]を用いて微粉砕した後、気流分級機[日本ニューマチック工業(株)製 MDS−I]で分級し、粒径D50が8μm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(アエロジルR972:日本アエロジル製)0.5部をサンプルミルにて混合して、本発明のトナー(T1)〜(T4)、および比較用のトナー(T’1)〜(T’3)を得た。下記評価方法で評価した評価結果を表1に示す。
【0114】
[評価方法]
〔1〕最低定着温度(MFT)
市販複写機(AR5030;シャープ製)を用いて現像した未定着画像を、市販複写機(AR5030;シャープ製)の定着機を用いて評価した。定着画像をパットで擦った後の画像濃度の残存率が70%以上となる定着ロール温度をもって最低定着温度とした。
〔2〕トナーの耐ブロッキング性試験
上記トナーを、50℃・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く、3000枚複写後の画質も良好。
○:トナーのブロッキングはないが、3000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、3000枚複写後の画質に乱れが観察される

×:トナーのブロッキングが目視でき、3000枚までに画像が出なくなる
〔3〕色再現性
市販複写機(AR5030;シャープ製)を用いて、テストパターン画像をOHPシートに印刷した。これをOHPプロジェクターでスクリーン上に投影した。投影像の鮮明さ、色のかすみに関する目視評価を行った。
◎:投影像鮮明。色のくすみ無し。
○:投影像鮮明。わずかに色のくすみあり。
△:投影像やや不鮮明。わずかに色のくすみあり。
×:投影像不鮮明。色のくすみあり。
〔4〕帯電安定性
トナー組成物0.5gとフィラメントキャリア(パウダーテック社製、F−150)20gとを50mlのガラス瓶に入れ、これを23℃、50%R.H.で8時間以上調湿した後、ターブラーシェーカーミキサーにて50rpm×10及び60分間摩擦撹拌し、それぞれの時間毎に帯電量を測定した。測定にはブローオフ帯電量測定装置[東芝ケミカル(株)製]を用いた。摩擦時間60分の帯電量/摩擦時間10分の帯電量を計算し、帯電安定性とした。
判定基準
◎:0.8以上
○:0.7以上、0.8未満
△:0.6以上、0.7未満
×:0.6未満
【0115】
【表1】

【0116】
表1の結果から、本発明のトナーは、色再現性および帯電安定性が共に優れ、かつ、高温高湿度下における耐ブロッキング性および低温定着性も従来と同等もしくはそれ以上に良好であることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【0117】
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、低温定着性、帯電安定性および色再現性が優れるため、静電荷像現像用トナーとして有用である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
重縮合ポリエステル樹脂を含有する静電荷像現像用トナーバインダー(A)であって、該ポリエステル樹脂が、該ポリエステル樹脂中にチタン原子として5〜1000ppmに相当するチタン原子含有エステル化触媒(a)の存在下に形成されてなるポリエステル樹脂であって、該ポリエステル樹脂中にリン原子として0.1〜200ppmに相当する有機リン系化合物(b)を含有し、該有機リン系化合物(b)が、正リン酸エステル(b1)および亜リン酸エステル(b2)を含む有機リン系化合物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。
【請求項2】
前記チタン原子含有エステル化触媒(a)が、チタンアルコキシド、シュウ酸チタン酸カリウム、テレフタル酸チタン、一般式(I)で表される化合物および一般式(II)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項1記載の静電荷像現像用トナーバインダー。
Ti(−X)m(−OH)n (I)
O=Ti(−X)p(−OR)q (II)
[式中、Xは炭素数2〜12のモノもしくはポリアルカノールアミンから1個のOH基のHを除いた残基であり、ポリアルカノールアミンの他のOH基が同一のTi原子に直接結合したOH基と分子内で重縮合し環構造を形成していてもよく、他のTi原子に直接結合したOH基と分子間で重縮合し繰り返し構造を形成していてもよい。繰り返し構造を形成する場合の重合度は2〜5である。RはH、または1〜3個のエーテル結合を含んでいてもよい炭素数1〜8のアルキル基である。mは1〜4の整数、nは0〜3の整数、mとnの和は4である。pは1〜2の整数、qは0〜1の整数、pとqの和は2である。mまたはpが2以上の場合、それぞれのXは同一であっても異なっていてもよい。]
【請求項3】
前記チタン原子含有エステル化触媒(a)が、前記一般式(I)で表される化合物及び/又は前記一般式(II)で表される化合物である請求項1又は2記載の静電荷像現像用トナーバインダー。
【請求項4】
前記正リン酸エステル(b1)が、炭素数1〜50のアルキル基を有する正リン酸モノアルキルエステル、正リン酸ジアルキルエステル及び/又はそれらのアルカリ金属塩からなり、前記亜リン酸エステル(b2)が亜リン酸トリフェニルエステルもしくは炭素数1〜50のアルキル基を有する亜リン酸トリアルキルエステルである請求項1〜3のいずれか記載の静電荷像現像用トナーバインダー。
【請求項5】
前記チタン原子含有エステル化触媒(a)に含まれるチタン原子と前記有機リン系化合物(b)に含まれるリン原子の重量比[Ti/P]が、5.0未満である請求項1〜4のいずれか記載の静電荷像現像用トナーバインダー。
【請求項6】
前記ポリエステル樹脂が、芳香環含有ジオールからなる多価アルコール成分と、芳香族ジカルボン酸、芳香族トリカルボン酸及びそれらの無水物から選ばれる1種以上からなる多価カルボン酸成分から形成されたポリエステル樹脂である請求項1〜5のいずれか記載の静電荷像現像用トナーバインダー。
【請求項7】
前記ポリエステル樹脂が、前記有機リン系化合物(b)の存在下、軟化点の異なる2種以上の前記ポリエステル樹脂をそれらの軟化点以上で溶融混合されてなるポリエステル樹脂である請求項1〜6のいずれか記載の静電荷像現像用トナーバインダー。
【請求項8】
前記ポリエステル樹脂が、該ポリエステル樹脂の少なくとも一部がポリエポキシド(c1)および/またはポリイソシアネート(c2)で変性されたポリエステル樹脂である請求項1〜7のいずれか記載の静電荷像現像用トナーバインダー。
【請求項9】
請求項1〜8のい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。
【請求項10】
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9記載の静電荷像現像用トナー。

【公開番号】特開2011−8066(P2011−8066A)
【公開日】平成23年1月13日(2011.1.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−152099(P2009−152099)
【出願日】平成21年6月26日(2009.6.26)
【出願人】(000002288)三洋化成工業株式会社 (1,719)
【Fターム(参考)】