説明

トナー用ポリエステル樹脂およびトナー組成物

【課題】 保存安定性、および低温定着性と耐ホットオフセット性のバランス(定着温度幅)に優れたトナー用ポリエステル樹脂およびトナーを提供する。
【解決手段】 ポリカルボン酸成分(x)とポリオール成分(y)とが重縮されてなり、エステル基濃度が44〜60重量%であり、芳香環濃度が35〜50重量%であるポリエステル樹脂(A)を含有することを特徴とするトナー用ポリエステル樹脂、並びに、このトナー用ポリエステル樹脂、着色剤、並びに必要により、離型剤、荷電制御剤、磁性粉、および流動化剤から選ばれる一種以上の添加剤を含有するトナー組成物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はトナー用ポリエステル樹脂およびトナー組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
複写機、プリンタ等における画像の定着方式として一般的に採用されている熱定着方式用の電子写真用トナーバインダーは、高い定着温度でもトナーが熱ロールに融着せず(耐ホットオフセット性)、定着温度が低くてもトナーが定着できること(低温定着性)や、保存安定性が要求されている。
低温定着性と耐ホットオフセット性のいずれにも優れた、ポリエステル系トナーバインダーからなるトナー組成物が知られている(特許文献1参照)。しかしながら、保存安定性や、低温定着性と耐ホットオフセット性のバランス(定着温度幅)の更なる向上という要望に対しては、なお不十分であった。
【特許文献1】特開平12−75549号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明の目的は、保存安定性、および低温定着性と耐ホットオフセット性のバランス(定着温度幅)に優れたトナー用ポリエステル樹脂およびトナーを提供することである。
【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、本発明に到達した。
すなわち本発明は、ポリカルボン酸成分(x)とポリオール成分(y)とが重縮されてなり、エステル基濃度が44〜60重量%であり、芳香環濃度が35〜50重量%であるポリエステル樹脂(A)を含有することを特徴とするトナー用ポリエステル樹脂;並びに、このトナー用ポリエステル樹脂、着色剤、並びに必要により、離型剤、荷電制御剤、磁性粉、および流動化剤から選ばれる一種以上の添加剤を含有するトナー組成物;である。
【発明の効果】
【0005】
本発明により、保存安定性、および低温定着性と耐ホットオフセット性のバランス(定着温度幅)のいずれにも優れたトナー用ポリエステル樹脂、およびトナーを提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【0006】
以下、本発明を詳述する。
本発明におけるポリエステル樹脂中のエステル基濃度(重量%)は、原料として使用したポリカルボン酸成分(x)中のカルボキシル基の当量数、および原料として使用したポリオール成分(y)中のヒドロキシル基の当量数を比較し、いずれか少ない方の成分〔(x)または(y)〕に、下記式を適用し、i種の成分それぞれについて計算したエステル基濃度の総和を求めることで導かれる。
エステル基濃度=Σ[(Pi−Qi)/(Ri×Si)×Ti×44×100]
Pi:ポリオールまたはポリカルボン酸モノマーの使用重量
Qi:ポリオールまたはポリカルボン酸モノマーの回収重量
Ri:生成する樹脂の重量
Si:ポリオールまたはポリカルボン酸モノマーの分子量
Ti:ポリオールまたはポリカルボン酸モノマーのヒドロキシル基またはカルボキシル基の官能基数
【0007】
また、本発明におけるポリエステル樹脂中の芳香環濃度(重量%)は、ポリカルボン酸成分(x)、およびポリオール成分(y)それぞれについて、下記式を適用し、各々i種の成分それぞれについて計算した芳香環濃度の総和を求めることで導かれる。
芳香環濃度=Σ(Pi−Qi)/(Ri×Si)×Ui×100
Pi:ポリオールまたはポリカルボン酸モノマーの使用重量
Qi:ポリオールまたはポリカルボン酸モノマーの回収重量
Ri:生成する樹脂の重量
Si:ポリオールまたはポリカルボン酸モノマーの分子量
Ui:ポリオールまたはポリカルボン酸モノマー中の芳香族構造の分子量
【0008】
本発明のトナー用ポリエステル樹脂中の必須成分であるポリエステル樹脂(A)のエステル基濃度は44〜60%であり、好ましくは44〜55%、特に好ましくは45〜50%である。また(A)の芳香環濃度は35〜50%であり、好ましくは35〜45%、特に好ましくは36〜42%である。
エステル基濃度が44%未満では低温定着性に劣り、60%を超えると好ましい芳香環濃度が得られない。また、芳香環濃度が35%未満では低温定着性に劣り、50%を超えると好ましいエステル基濃度が得られない。
上記および以下において、%は、特に断りの無い場合は重量%を意味する。
【0009】
ポリエステル樹脂(A)の曲げ最大応力は24〜35MPaが好ましく、さらに好ましくは26〜34MPaである。この範囲であると、低温での定着性がさらに良好となる。
なお、本発明におけるポリエステルの曲げ最大応力の測定は、射出成形を行って得られた樹脂片を用いて、JIS K−7171に記載の方法で行い、1mm/minの試験速度で、試験片の破壊が起こるときの応力を求める。
【0010】
また、ポリエステル樹脂(A)の軟化点は95〜170℃が好ましく、さらに好ましくは120〜160℃である。この範囲では耐ホットオフセット性と低温定着性のバランスが良好となる。
なお、軟化点は、次のように測定される値である。
降下式フローテスター{たとえば、(株)島津製作所製、CFT−500D}を用いて、1gの測定試料を昇温速度6℃/分で加熱しながら、プランジャーにより1.96MPaの荷重を与え、直径1mm、長さ1mmのノズルから押し出して、「プランジャー降下量(流れ値)」と「温度」とのグラフを描き、プランジャーの降下量の最大値の1/2に対応する温度をグラフから読み取り、この値(測定試料の半分が流出したときの温度)を軟化点とする。
【0011】
本発明に用いるポリエステル樹脂(A)のガラス転移温度(Tg)は、保存安定性の観点から45℃以上であることが好ましい。また、低温定着性の観点から、75℃以下、とくに65℃以下であることが好ましい。
なお、上記および以下において、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。
【0012】
本発明のトナー用ポリエステル樹脂に用いるポリエステル樹脂(A)は、ポリカルボン酸成分(x)とポリオール成分(y)とを重縮合させて得られる。ポリカルボン酸成分(x)としてはジカルボン酸(x1)および/または3〜8価もしくはそれ以上のポリカルボン酸(x2)が挙げられる。一方でポリオール成分(y)としては、ジオール(y1)および/または3〜6価もしくはそれ以上のポリオール(y2)が挙げられる。
【0013】
ジカルボン酸(x1)としては、炭素数4〜36のアルカンジカルボン酸(例えばコハク、アジピン、およびセバシン酸);炭素数6〜40の脂環式ジカルボン酸〔例えばダイマー酸(2量化リノール酸)〕;炭素数4〜36のアルケンジカルボン酸(例えば、ドデセニルコハク酸等のアルケニルコハク酸、マレイン、フマル、シトラコン、およびメサコン酸);炭素数8〜36の芳香族ジカルボン酸(フタル、イソフタル、テレフタル、およびナフタレンジカルボン酸等);およびこれらのエステル形成性誘導体〔低級アルキル(アルキル基の炭素数1〜4:メチル、エチル、n−プロピル等)エステル、および酸無水物〕;等が挙げられる。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、並びにこれらのエステル形成性誘導体であり、さらに好ましくは、テレフタル酸、イソフタル酸、および/またはそれらの低級アルキル(アルキル基の炭素数:1〜4)エステル(a)である。
【0014】
3〜6価もしくはそれ以上のポリカルボン酸(x2)としては、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット、およびピロメリット酸等)、およびこれらのエステル形成性誘導体等が挙げられる。
これらのうち好ましいものはトリメリット酸およびピロメリット酸、並びにこれらのエステル形成性誘導体である。
【0015】
ポリカルボン酸成分(x)中のテレフタル酸、イソフタル酸、および/またはそれらの低級アルキル(アルキル基の炭素数:1〜4)エステル(a)の含有量は、保存安定性の観点から、好ましくは85〜90モル%、さらに好ましくは90〜100モル%である。
また、(a)中のテレフタル酸および/またはその低級アルキルエステルと、イソフタル酸および/またはその低級アルキルエステルのモル比は、樹脂の機械的強度の観点から、好ましくは20:80〜80:20、さらに好ましくは25:75〜75:25である。
【0016】
ジオール成分(y1)としては、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−ブタンジオール、および1,6−ヘキサンジオール等);炭素数4〜36のアルキレンエーテルグリコール(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、およびポリテトラメチレンエーテルグリコール等);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等);上記脂環式ジオールの(ポリ)オキシアルキレン(アルキレン基の炭素数2〜4、以下のポリオキシアルキレン基も同じ)エーテル〔オキシアルキレン単位(以下AO単位と略記)の数1〜30〕;および2価フェノール〔単環2価フェノール(例えばハイドロキノン)、およびビスフェノール類(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等)〕のポリオキシアルキレンエーテル(AO単位の数2〜30)等が挙げられる。
【0017】
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(b)、ビスフェノール類のポリオキシアルキレンエーテル(AO単位の数2〜30)およびこれらの併用であり。さらに好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコール(特にエチレングリコール)(b)である。
【0018】
3〜8価もしくはそれ以上のポリオール(y2)としては、炭素数3〜36の3〜8価もしく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、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ソルビタン、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、例えばショ糖およびメチルグルコシド);上記脂肪族多価アルコールの(ポリ)オキシアルキレンエーテル(AO単位の数1〜30);トリスフェノール類(トリスフェノールPA等)のポリオキシアルキレンエーテル(AO単位の数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等、平均重合度3〜60)のポリオキシアルキレンエーテル(AO単位の数2〜30)等が挙げられる。
【0019】
これらのうち好ましいものは、3〜8価もしく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ポリオキシアルキレンエーテル(AO単位の数2〜30)であり、特に好ましいものはノボラック樹脂のポリオキシアルキレンエーテル(AO単位の数2〜30)である。
【0020】
ポリオール成分(y)中の炭素数2〜12のアルキレングリコール(b)の割合は、機械的強度の観点から、好ましくは85〜100モル%、特に好ましくは90〜100モル%である。
特に、(y)中のエチレングリコールの含有量は機械的強度の観点から、90〜100モル%、好ましくは95〜100モル%、とくに好ましくは100モル%である。
【0021】
また、ポリカルボン酸成分(x)とポリオール成分(y)との合計中の、3価以上の多価アルコールおよび/または3価以上のポリカルボン酸(c)の割合は0.1〜15モル%が好ましく、さらに好ましくは0.2〜12モル%である。0.1モル%以上ではトナーの保存性が良好となり、15モル%以下ではトナーの帯電特性が良好となる。
【0022】
本発明において、ポリカルボン酸成分(x)とポリオール成分(y)との重縮合は、公知のエステル化反応を利用して行うことができる。一般的な方法として、例えば、不活性ガス(窒素ガス等)雰囲気中で、反応温度が好ましくは150〜280℃、さらに好ましくは180〜270℃、とくに好ましくは200〜260℃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。
ポリオール成分(y)とポリカルボン酸成分(x)との反応比率は、水酸基とカルボキシル基の当量比[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。
【0023】
上記の方法で重縮合してポリエステル樹脂(A)を得る際に、反応性と環境保護の点から、チタン、アンチモン、ジルコニウム、ニッケル、およびアルミニウムから選ばれる一種以上の金属を含有する重合触媒を用いるのが好ましく、チタン含有触媒を用いるのがさらに好ましい。
チタン含有触媒としては、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、特開2006−243715号公報に記載の触媒〔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等〕、および特開2007−11307号公報に記載の触媒(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テレフタレート、およびチタンジイソプロポキシジテレフタレート等)等が挙げられる。
アンチモン含有触媒としては、三酸化アンチモン等が挙げられる。
ジルコニウム含有触媒としては、酢酸ジルコニル等が挙げられる。
ニッケル含有触媒としては、ニッケルアセチルアセトナート等が挙げられる。
アルミニウム含有触媒としては、水酸化アルミニウム、アルミニウムトリイソプロポキシド等が挙げられる。
【0024】
触媒の添加量は、反応速度が最大になるように適宜決定することが望ましい。添加量としては、全原料に対し、好ましくは10ppm〜1.9%、さらに好ましくは100ppm〜1.7%である。添加量を10ppm以上とすることで反応速度が大きくなる点で好ましい。
【0025】
本発明に用いるポリエステル樹脂(A)のTHF可溶分〔(A)をTHFで濃度0.25%に調整した溶液のこと、不溶分が存在する場合は濾過して除去する。〕の、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定される数平均分子量は、低温定着性および粉砕性の観点から、好ましくは1000〜10000、更に好ましくは2000〜8000、特に好ましくは2800〜6000である。
【0026】
本発明のトナー用ポリエステル樹脂中のポリエステル樹脂(A)の含有量は、好ましくは5〜100%、さらに好ましくは20〜100%、特に好ましくは40〜100%、最も好ましくは60〜100%である。
【0027】
本発明のトナー組成物は、本発明のトナー用ポリエステル樹脂と、着色剤、および必要により、離型剤、荷電制御剤、磁性粉、流動化剤等の1種以上の添加剤を含有する。
【0028】
着色剤としては、トナー用着色剤として使用されている染料、顔料等のすべてを使用することができる。具体的には、カーボンブラック、鉄黒、スーダンブラックSM、ファーストイエローG、ベンジジンイエロー、ピグメントイエロー、インドファーストオレンジ、イルガシンレッド、パラニトロアニリンレッド、トルイジンレッド、カーミンFB、ピグメントオレンジR、レーキレッド2G、ローダミンFB、ローダミンBレーキ、メチルバイオレットBレーキ、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、ブリリアントグリーン、フタロシアニングリーン、オイルイエローGG、カヤセットYG、オラゾールブラウンBおよびオイルピンクOP等が挙げられ、これらは単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。また、必要により磁性粉(鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性金属の粉末もしくはマグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の化合物)を着色剤としての機能を兼ねて含有させることができる。
着色剤の含有量は、本発明のトナー用ポリエステル樹脂100部に対して、好ましくは1〜40部、さらに好ましくは3〜10部である。なお、磁性粉を用いる場合は、好ましくは20〜150部、さらに好ましくは40〜120部である。上記および以下において、部は重量部を意味する。
【0029】
離型剤としては、軟化点が50〜170℃のものが好ましく、ポリオレフィンワックス、天然ワックス、炭素数30〜50の脂肪族アルコール、炭素数30〜50の脂肪酸およびこれらの混合物等が挙げられる。ポリオレフィンワックスとしては、オレフィン(例えばエチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブチレン、1−ヘキセン、1−ドデセン、1−オクタデセンおよびこれらの混合物等)の(共)重合体[(共)重合により得られるものおよび熱減成型ポリオレフィンを含む]、オレフィンの(共)重合体の酸素および/またはオゾンによる酸化物、オレフィンの(共)重合体のマレイン酸変性物[例えばマレイン酸およびその誘導体(無水マレイン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノブチルおよびマレイン酸ジメチル等)変性物]、オレフィンと不飽和カルボン酸[(メタ)アクリル酸、イタコン酸および無水マレイン酸等]および/または不飽和カルボン酸アルキルエステル[(メタ)アクリル酸アルキル(アルキルの炭素数1〜18)エステルおよびマレイン酸アルキル(アルキルの炭素数1〜18)エステル等]等との共重合体、およびサゾールワックス等が挙げられる。
【0030】
天然ワックスとしては、例えばカルナウバワックス、モンタンワックス、パラフィンワックスおよびライスワックスが挙げられる。炭素数30〜50の脂肪族アルコールとしては、例えばトリアコンタノールが挙げられる。炭素数30〜50の脂肪酸としては、例えばトリアコンタンカルボン酸が挙げられる。
【0031】
荷電制御剤としては、ニグロシン染料、3級アミンを側鎖として含有するトリフェニルメタン系染料、4級アンモニウム塩、ポリアミン樹脂、イミダゾール誘導体、4級アンモニウム塩基含有ポリマー、含金属アゾ染料、銅フタロシアニン染料、サリチル酸金属塩、ベンジル酸のホウ素錯体、スルホン酸基含有ポリマー、含フッ素系ポリマー、ハロゲン置換芳香環含有ポリマー等が挙げられる。
【0032】
流動化剤としては、コロイダルシリカ、アルミナ粉末、酸化チタン粉末、炭酸カルシウム粉末等が挙げられる。
【0033】
本発明のトナー組成物の組成比は、トナー重量に基づき、本発明のトナー用ポリエステル樹脂が、好ましくは30〜97%、さらに好ましくは40〜95%、とくに好ましくは45〜92%;着色剤が、好ましくは0.05〜60%、さらに好ましくは0.1〜55%、とくに好ましくは0.5〜50%;添加剤のうち、離型剤が、好ましくは0〜30%、さらに好ましくは0.5〜20%、とくに好ましくは1〜10%;荷電制御剤が、好ましくは0〜20%、さらに好ましくは0.1〜10%、とくに好ましくは0.5〜7.5%;流動化剤が、好ましくは0〜10%、さらに好ましくは0〜5%、とくに好ましくは0.1〜4%である。また、添加剤の合計含有量は、好ましくは3〜70%、さらに好ましくは4〜58%、とくに好ましくは5〜50%である。トナーの組成比が上記の範囲であることで帯電性が良好なものを容易に得ることができる。
【0034】
本発明のトナー組成物は、混練粉砕法、乳化転相法、重合法等の従来より公知のいずれの方法により得られたものであってもよい。例えば、混練粉砕法によりトナーを得る場合、流動化剤を除くトナーを構成する成分を乾式ブレンドした後、溶融混練し、その後粗粉砕し、最終的にジェットミル粉砕機等を用いて微粒化して、さらに分級することにより、粒径(D50)が好ましくは5〜20μmの微粒とした後、流動化剤を混合して製造することができる。なお、平均粒径(D50)(粉体の体積粒径分布において,ある粒子径より大きい個数が,全粉体の個数の50%をしめるときの粒子径をD50とする。)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)]を用いて測定される。
また、乳化転相法によりトナーを得る場合、流動化剤を除くトナーを構成する成分を有機溶剤に溶解または分散後、水を添加する等によりエマルジョン化し、次いで分離、分級して製造することができる。トナーの体積平均粒径は、3〜15μmが好ましい。
【0035】
本発明のトナー組成物は、必要に応じて鉄粉、ガラスビーズ、ニッケル粉、フェライト、マグネタイトおよび樹脂(アクリル樹脂、シリコーン樹脂等)により表面をコーティングしたフェライト等のキャリア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。トナーとキャリアー粒子との重量比は、通常1/99〜100/0である。また、キャリア粒子の代わりに帯電ブレード等の部材と摩擦し、電気的潜像を形成することもできる。
【0036】
本発明のトナー組成物は、複写機、プリンター等により支持体(紙、ポリエステル フィルム等)に定着して記録材料とされる。支持体に定着する方法としては、公知の熱ロール定着方法、フラッシュ定着方法等が適用できる。
【実施例】
【0037】
以下実施例、比較例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0038】
[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、酢酸エチル2000部とテレフタル酸1000部を入れ、窒素にて液中バブリング下、60℃まで徐々に昇温し、チタンテトライソプロポキシド600部を滴下しながら60℃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℃/20kPa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(t)(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。
【0039】
製造例1
[ポリエステル樹脂(A1)の合成]
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、テレフタル酸393部、イソフタル酸393部、アジピン酸21部、モノエチレングリコール606部、重合触媒として(t)0.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、5〜20mmHgの減圧下に1時間反応させた。次いで、無水トリメリット酸58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所定の軟化点で取り出した。回収されたモノエチレングリコールは286部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(A1)とする。
(A1)のTgは60℃、軟化点は146℃であった。
【0040】
製造例2
[ポリエステル樹脂(A2)の合成]
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、テレフタル酸404部、イソフタル酸404部、モノエチレングリコール603部、重合触媒として(t)0.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、5〜20mmHgの減圧下に1時間反応させた。次いで、無水トリメリット酸58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所定の軟化点で取り出した。回収されたモノエチレングリコールは285部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(A2)とする。
(A2)のTgは62℃、軟化点は153℃であった。
【0041】
製造例3
[ポリエステル樹脂(A3)の合成]
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、テレフタル酸242部、イソフタル酸566部、モノエチレングリコール604部、重合触媒として(t)0.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、5〜20mmHgの減圧下に1時間反応させた。次いで、無水トリメリット酸58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所定の軟化点で取り出した。回収されたモノエチレングリコールは285部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(A3)とする。
(A3)のTgは64℃、軟化点は155℃であった。
【0042】
製造例4
[ポリエステル樹脂(A4)の合成]
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、テレフタル酸566部、イソフタル酸242部、モノエチレングリコール604部、重合触媒として(t)0.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、5〜20mmHgの減圧下に1時間反応させた。次いで、無水トリメリット酸58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所定の軟化点で取り出した。回収されたモノエチレングリコールは285部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(A4)とする。
(A4)のTgは62℃、軟化点は154℃であった。
【0043】
製造例5
[ポリエステル樹脂(A5)の合成]
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、テレフタル酸162部、イソフタル酸646部、モノエチレングリコール604部、重合触媒として(t)0.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、5〜20mmHgの減圧下に1時間反応させた。次いで、無水トリメリット酸58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所定の軟化点で取り出した。回収されたモノエチレングリコールは285部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(A5)とする。
(A5)のTgは64℃、軟化点は154℃であった。
【0044】
製造例6
[ポリエステル樹脂(A6)の合成]
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、テレフタル酸367部、イソフタル酸367部、アジピン酸72部、モノエチレングリコール610部、重合触媒として(t)0.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、5〜20mmHgの減圧下に1時間反応させた。次いで、無水トリメリット酸58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所定の軟化点で取り出した。回収されたモノエチレングリコールは286部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(A6)とする。
(A6)のTgは55℃、軟化点は144℃であった。
【0045】
製造例7
[ポリエステル樹脂(A7)の合成]
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、テレフタル酸390部、イソフタル酸390部、モノエチレングリコール291部、1,3−プロピレングリコール357部、重合触媒として(t)0.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、5〜20mmHgの減圧下に1時間反応させた。次いで、無水トリメリット酸58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所定の軟化点で取り出した。回収されたモノエチレングリコールは138部、1,3−プロピレングリコールは169部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(A7)とする。
(A7)のTgは59℃、軟化点は144℃であった。
【0046】
製造例8
[ポリエステル樹脂(A8)の合成]
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、テレフタル酸419部、イソフタル酸419部、モノエチレングリコール626部、重合触媒として(t)0.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、5〜20mmHgの減圧下に1時間反応させた。次いで、無水トリメリット酸25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所定の軟化点で取り出した。回収されたモノエチレングリコールは303部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(A8)とする。
(A8)のTgは62℃、軟化点は125℃であった。
【0047】
比較製造例1
[ポリエステル樹脂(RA1)の合成]
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、テレフタル酸664部、アジピン酸87部、1,3−プロピレングリコール699部、重合触媒として(t)0.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、5〜20mmHgの減圧下に1時間反応させた。次いで、無水トリメリット酸53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所定の軟化点で取り出した。回収された1,3−プロピレングリコールは330部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(RA1)とする。
(RA1)のTgは65℃、軟化点は147℃であった。
【0048】
比較製造例2
[ポリエステル樹脂(RA2)の合成]
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、テレフタル酸265部、ビスフェノールAのEO付加物ニューポールBP−3P(三洋化成工業製:EO2モル付加物約34%、3モル付加物約38%、4モル付加物約17%、5モル以上付加物約5%)750部、重合触媒としてチタニウムジイソプロポキシビストリエタノールアミネート4部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、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、無水トリメリット酸62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所定の軟化点で取り出した。回収されたモノエチレングリコールは286部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(RA2)とする。
(RA2)のTgは58℃、軟化点は142℃であった。
【0049】
比較製造例3
[ポリエステル樹脂(RA3)の合成]
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、テレフタル酸645部、マレイン酸163部、モノエチレングリコール607部、重合触媒として(t)0.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、5〜20mmHgの減圧下に1時間反応させた。次いで、無水トリメリット酸58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所定の軟化点で取り出した。回収されたモノエチレングリコールは286部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(RA3)とする。
(RA3)のTgは60℃、軟化点は144℃であった。
【0050】
製造例9
[ポリエステル樹脂(B1)の合成]
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、テレフタル酸695部、アジピン酸50部、1,3−プロピレングリコール690部、重合触媒として(t)0.5部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、5〜20mmHgの減圧下に1時間反応させた。次いで、無水トリメリット酸40部を加え、常圧下で1時間反応させ、取り出した。回収された1,3−プロピレングリコールは320部であった。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(B1)とする。
(B1)のTgは55℃であった。
【0051】
製造例10
[ポリエステル樹脂(B2)の合成]
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、テレフタル酸275部、ビスフェノールAのPO付加物ニューポールBP−2P(三洋化成工業製:PO2モル付加物)740部、重合触媒としてチタニウムジイソプロポキシビストリエタノールアミネート4部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、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、無水トリメリット酸42部を加え、常圧下で1時間反応させた後、取り出した。得られた樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(B2)とする。
(B2)のTgは65℃であった。
【0052】
以下の表1に、製造例1〜8で得られたポリエステル樹脂(A1)〜(A8)、および比較製造例1〜3で得られたポリエステル樹脂(RA1)〜(RA3)の曲げ最大応力の評価結果を示す。
【0053】
【表1】

【0054】
実施例1〜11、比較例1〜3
製造例1〜8、比較製造例1〜3で得られた、ポリエステル樹脂(A1)〜(A8)、および比較のポリエステル樹脂(RA1)〜(RA3)とポリエステル樹脂(B1)、(B2)を、表2の割合でプラストミルに入れ、140℃で5分間撹拌して溶融混合し、本発明のトナー用ポリエステル樹脂(TB1)〜(TB11)、および比較のトナー用ポリエステル樹脂(RTB1)〜(RTB3)を得た。各トナー用ポリエステル樹脂100部に対して、シアニンブルーKRO(山陽色素製)8部、カルナバワックス5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、体積平均粒径(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、本発明のトナー組成物(T1)〜(T11)、および比較のトナー組成物(RT1)〜(RT3)を得た。
下記評価方法で評価した評価結果を表2に示す。
【0055】
【表2】

【0056】
[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〕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〕保存安定性
トナーをそれぞれポリエチレン製の瓶に入れ、45℃の恒温水槽に8時間保持した後、42メッシュのふるいに移し、ホソカワミクロン(株)製パウダーテスターを用い間振とうし、ふるいの上に残ったトナーの重量%を測定し、下記基準で判定し、保存安定性を評価した。
残存トナー重量%
◎ : 0%以上15%未満
○ : 15%以上25%未満
△ : 25%以上30%未満
× : 30%以上
【産業上の利用可能性】
【0057】
本発明のトナー用ポリエステル樹脂を用いた本発明のトナー組成物は、定着温度幅、保存安定性等に優れので、電子写真用トナーとして有用である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリカルボン酸成分(x)とポリオール成分(y)とが重縮されてなり、エステル基濃度が44〜60重量%であり、芳香環濃度が35〜50重量%であるポリエステル樹脂(A)を含有することを特徴とするトナー用ポリエステル樹脂。
【請求項2】
ポリエステル樹脂(A)の曲げ最大応力が24〜35MPaである請求項1記載のトナー用ポリエステル樹脂。
【請求項3】
ポリエステル樹脂(A)の軟化点が95〜170℃であり、ガラス転移温度(Tg)が45〜75℃である請求項1または2記載のトナー用ポリエステル樹脂。
【請求項4】
ポリカルボン酸成分(x)の85〜100モル%が、テレフタル酸、イソフタル酸、および/またはそれらの低級アルキル(アルキル基の炭素数:1〜4)エステル(a)であり、ポリオール成分(y)の85〜100モル%が炭素数2〜12のアルキレングリコール(b)であり、ポリカルボン酸成分(x)とポリオール成分(y)との合計中の0.1〜15モル%が3価以上の多価アルコールおよび/または3価以上のポリカルボン酸(c)である請求項1〜3のいずれか記載のトナー用ポリエステル樹脂。
【請求項5】
ポリオール成分(y)の90〜100モル%がエチレングリコールである請求項1〜4のいずれか記載のトナー用ポリエステル樹脂。
【請求項6】
(a)のテレフタル酸および/またはその低級アルキルエステルと、イソフタル酸および/またはその低級アルキルエステルとのモル比が20:80〜80:20である請求項4または5記載のトナー用ポリエステル樹脂。
【請求項7】
ポリエステル樹脂(A)が、チタン、アンチモン、ジルコニウム、ニッケル、およびアルミニウムから選ばれる一種以上の金属を含有する重合触媒の存在下で重縮合されてなる樹脂である請求項1〜6のいずれか記載のトナー用ポリエステル樹脂。
【請求項8】
ポリエステル樹脂(A)の含有量が5〜100重量%である請求項1〜7のいずれか記載のトナー用ポリエステル樹脂。
【請求項9】
請求項1〜8のいずれか記載のトナー用ポリエステル樹脂、着色剤、並びに必要により、離型剤、荷電制御剤、磁性粉、および流動化剤から選ばれる一種以上の添加剤を含有するトナー組成物。

【公開番号】特開2009−251248(P2009−251248A)
【公開日】平成21年10月29日(2009.10.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−98619(P2008−98619)
【出願日】平成20年4月4日(2008.4.4)
【出願人】(000002288)三洋化成工業株式会社 (1,719)
【Fターム(参考)】