JP7833335B2 - Toner binder resin composition - Google Patents
Toner binder resin compositionInfo
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Description
本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等において形成される潜像の現像等に用いられるトナー用結着樹脂組成物、該トナー用結着樹脂組成物を含有した静電荷像現像用トナーに関する。 This invention relates to a toner binder resin composition used for developing latent images formed in electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, etc., and toner for developing electrostatic images containing the toner binder resin composition.
電子写真の分野においては、電子写真システムの発展に伴い、高画質化及び高速化に対応した静電荷像現像用トナー(以下、単に「トナー」ともいう。)の開発が求められている。例えば、マシンの高速化に対応するため、トナーには、優れた低温定着性が要求されている。
しかしながら、低温定着性が良好なトナーは、多量の印刷を行うことで、印刷物が積み重なった状態になった場合、冷却されず高温環境下になりやすく、定着画像の軟化が原因で、自重により印字面同士の張り付きや、剥がした際に画像荒れが発生する等の画像耐熱性が低下し、画像濃度や光沢のムラを生じやすかった。そこで、低温定着性と画像耐熱性とを両立したトナーが要求されている。
In the field of electrophotography, the development of electrophotographic systems has necessitated the development of electrostatic image developing toners (hereinafter simply referred to as "toners") that can handle higher image quality and higher speeds. For example, to accommodate the increased speed of machines, toners are required to have excellent low-temperature fixing properties.
However, toners with good low-temperature fixing properties tend to be exposed to high temperatures when large quantities of printed materials are stacked, as they are not cooled properly. This can cause the fixed image to soften, leading to sticking of printed surfaces due to their own weight, and resulting in reduced heat resistance, such as image degradation when peeled off, and unevenness in image density and gloss. Therefore, there is a need for toners that can achieve both low-temperature fixing and heat resistance.
例えば、特許文献1には、低温定着性及び画像保存性に優れるトナーを提供することを目的として、結着樹脂及び結晶性ポリエステルを含有するトナー粒子を有するトナーであって、結着樹脂が、シリコーン構造を有するポリエステルを含有することを特徴とするトナーが記載されている。
また、特許文献2には、低温定着性、耐ドキュメントオフセット性及び耐フィルミング性に優れるトナーを提供することを目的として、2価以上のアルコールを含むアルコール成分と、2価以上のカルボン酸化合物を含むカルボン酸成分と、アミノ基、カルボキシ基、エポキシ基、及びカルビノール基から選ばれる少なくとも1種を側鎖に有するシリコーンとの反応物である、トナー用結着樹脂が記載されている。
For example, Patent Document 1 describes a toner having toner particles containing a binder resin and a crystalline polyester, for the purpose of providing a toner with excellent low-temperature fixability and image preservation properties, characterized in that the binder resin contains a polyester having a silicone structure.
Furthermore, Patent Document 2 describes a toner binder resin that is a reaction product of an alcohol component containing a divalent or higher alcohol, a carboxylic acid component containing a divalent or higher carboxylic acid compound, and a silicone having at least one selected from an amino group, a carboxyl group, an epoxy group, and a carbinol group in its side chain, with the aim of providing a toner with excellent low-temperature fixability, document offset resistance, and filming resistance.
特許文献1の技術では、得られたシリコーン含有ポリエステルと結晶性ポリエステルの加熱時の相溶性が不十分であり、低温定着性に改善の余地を残していた。また、特許文献2の技術では、低温定着性、耐ドキュメントオフセット性及び耐フィルミング性に優れるトナーを提供するものの、画像耐熱性に改善の余地を残していた。そのため、低温定着性と画像耐熱性に優れるトナーの開発が要求されている。 The technology described in Patent Document 1 suffered from insufficient compatibility between the obtained silicone-containing polyester and crystalline polyester during heating, leaving room for improvement in low-temperature fixability. Furthermore, while the technology described in Patent Document 2 provided a toner with excellent low-temperature fixability, document offset resistance, and filming resistance, it still lacked room for improvement in image heat resistance. Therefore, there is a need for the development of a toner with excellent low-temperature fixability and image heat resistance.
本発明は、低温定着性及び画像耐熱性に優れるトナーを与えるトナー用結着樹脂組成物、及び該トナー用結着樹脂組成物を含有する静電荷像現像用トナーに関する。 This invention relates to a toner binder resin composition that provides a toner with excellent low-temperature fixability and image heat resistance, and to a toner for electrostatic image development containing the toner binder resin composition.
本発明は、以下の〔1〕又は〔2〕に関する。
〔1〕 2価以上のアルコールを含むアルコール成分と、2価以上のカルボン酸化合物を含むカルボン酸成分と、極性基を有する変性シリコーンとの重縮合物である非晶性樹脂(A)と、結晶性樹脂(C)とを含有する、トナー用結着樹脂組成物であって、
前記非晶性樹脂(A)のアルコール成分とカルボン酸成分から算出されるFedorsの溶解度パラメータ(SP値)(SPA)が11.0(cal/cm3)1/2以下であり、前記変性シリコーンの極性基価が10.0mgKOH/g以上であり、前記結晶性樹脂(C)のSP値(SPC)が9.6(cal/cm3)1/2以下であるトナー用結着樹脂組成物。
〔2〕 結着樹脂が〔1〕に記載のトナー用結着樹脂組成物を含有する、静電荷像現像用トナー。
The present invention relates to either [1] or [2] below.
[1] A binder resin composition for toner containing an amorphous resin (A) which is a polycondensate of an alcohol component containing a divalent or higher alcohol, a carboxylic acid component containing a divalent or higher carboxylic acid compound, and a modified silicone having polar groups, and a crystalline resin (C),
A binder resin composition for toner, wherein the solubility parameter (SP value) (SP A ) of Fedors calculated from the alcohol and carboxylic acid components of the amorphous resin (A) is 11.0 (cal/ cm³ ) 1/2 or less, the polarity value of the modified silicone is 10.0 mg KOH/g or more, and the SP value (SP C ) of the crystalline resin (C) is 9.6 (cal/ cm³ ) 1/2 or less.
[2] A toner for developing electrostatic images, wherein the binder resin contains the binder resin composition for toner described in [1].
本発明によれば、低温定着性及び画像耐熱性に優れるトナーを与えるトナー用結着樹脂組成物、並びに該トナー用結着樹脂組成物を含有した静電荷像現像用トナーが提供される。 According to the present invention, a toner binder resin composition that provides a toner with excellent low-temperature fixability and image heat resistance, and a toner for electrostatic image development containing the toner binder resin composition are provided.
[トナー用結着樹脂組成物]
本発明の一実施態様に係るトナー用結着樹脂組成物は、2価以上のアルコールを含むアルコール成分と、2価以上のカルボン酸化合物を含むカルボン酸成分と、極性基を有する変性シリコーンとの重縮合物である非晶性樹脂(A)と、結晶性樹脂(C)とを含有する、トナー用結着樹脂組成物であって、前記非晶性樹脂(A)のアルコール成分とカルボン酸成分から算出されるFedorsの溶解度パラメータ(SP値)(SPA)が11.0(cal/cm3)1/2以下であり、前記変性シリコーンの極性基価が10.0mgKOH/g以上であり、前記結晶性樹脂(C)のSP値(SPC)が9.6(cal/cm3)1/2以下である。
以上の構成によれば、低温定着性及び画像耐熱性に優れるトナーを与えるトナー用結着樹脂組成物、並びに該トナー用結着樹脂組成物を含有した静電荷像現像用トナーを提供することができる。
[Toner binder resin composition]
A toner binder resin composition according to one embodiment of the present invention contains an amorphous resin (A) which is a polycondensate of an alcohol component containing a divalent or higher alcohol, a carboxylic acid component containing a divalent or higher carboxylic acid compound, and a modified silicone having polar groups, and a crystalline resin (C), wherein the Fedors solubility parameter (SP value) (SP A ) calculated from the alcohol component and carboxylic acid component of the amorphous resin (A) is 11.0 (cal/ cm³ ) 1/2 or less, the polarity value of the modified silicone is 10.0 mgKOH/g or more, and the SP value (SP C ) of the crystalline resin (C) is 9.6 (cal/ cm³ ) 1/2 or less.
According to the above configuration, it is possible to provide a toner binder resin composition that gives a toner with excellent low-temperature fixability and image heat resistance, and a toner for electrostatic image development containing the toner binder resin composition.
このような効果が得られる理由は定かではないが、以下のように考えられる。
トナーの低温定着性を改善するためには、非晶性樹脂と親和性の高い結晶性樹脂を使用し、トナーの定着温度を低下させることが効果的である。しかし、非晶性樹脂と結晶性樹脂の親和性が高すぎると、結晶性樹脂が非晶性樹脂中で相溶しすぎることで、画像耐熱性等の耐熱性能が悪化する弊害が生じる。
非晶性樹脂(A)は、非晶性樹脂(A)のアルコール成分とカルボン酸成分から算出されるFedorsの溶解度パラメータ(SP値)が11.0(cal/cm3)1/2以下であると、変性シリコーンとカルボン酸成分との反応が優先して進行し、次に変性シリコーンとカルボン酸成分との反応物がアルコール成分と反応することにより、非晶性樹脂(A)への変性シリコーンの導入率が高くなる。また、変性シリコーンの極性基価が10.0mgKOH/g以上であると、非晶性樹脂(A)に導入された変性シリコーン部位は、未反応の極性基を介して結晶性樹脂(C)と水素結合等の分子間力により相互作用することができ、結晶性樹脂(C)のSP値が9.6(cal/cm3)1/2以下であっても、非晶性樹脂(A)と結晶性樹脂(C)との相溶性が高くなる。変性シリコーンが有する極性基がアミノ基であり、結晶性樹脂(C)が酸基を有する場合、非晶性樹脂(A)と結晶性樹脂(C)は酸塩基相互作用により、更に相溶性が高くなると考えられる。そのため、結晶性樹脂(C)の融点が比較的高い温度であってもトナーは低温で軟化することができ、トナーの低温定着性が向上すると考えられる。一方、画像耐熱性が必要とされる工程では、比較的高い温度の融点を有する結晶性樹脂(C)が結晶化しやすく、トナー用結着樹脂組成を硬化させるため、定着画像の画像耐熱性が向上すると考えられる。
The reason for these effects is not entirely clear, but it can be thought to be as follows.
To improve the low-temperature fixing performance of toner, it is effective to use a crystalline resin with high affinity to amorphous resin to lower the toner fixing temperature. However, if the affinity between amorphous and crystalline resins is too high, the crystalline resin will dissolve too much in the amorphous resin, leading to adverse effects such as a deterioration in heat resistance, including image heat resistance.
In amorphous resin (A), if the Fedors solubility parameter (SP value) calculated from the alcohol and carboxylic acid components of amorphous resin (A) is 11.0 (cal/ cm³ ) 1/2 or less, the reaction between the modified silicone and the carboxylic acid component proceeds preferentially, and then the reaction product of the modified silicone and the carboxylic acid component reacts with the alcohol component, resulting in a high rate of introduction of modified silicone into amorphous resin (A). Furthermore, if the polarity value of the modified silicone is 10.0 mgKOH/g or higher, the modified silicone portion introduced into amorphous resin (A) can interact with crystalline resin (C) via intermolecular forces such as hydrogen bonding through unreacted polar groups, resulting in high compatibility between amorphous resin (A) and crystalline resin (C) even if the SP value of crystalline resin (C) is 9.6 (cal/ cm³ ) 1/2 or less. If the polar group of the modified silicone is an amino group, and the crystalline resin (C) has an acidic group, it is thought that the amorphous resin (A) and the crystalline resin (C) will become even more compatible through acid-base interactions. Therefore, even if the melting point of the crystalline resin (C) is relatively high, the toner can soften at low temperatures, and the low-temperature fixability of the toner is expected to improve. On the other hand, in processes where heat resistance of the image is required, the crystalline resin (C), which has a relatively high melting point, is more likely to crystallize, and hardens the binder resin composition for the toner, thus improving the heat resistance of the fixed image.
本明細書における各種用語の定義等を以下に示す。
樹脂が結晶性であるか非晶性であるかについては、結晶性指数により判定される。結晶性指数は、後述する実施例に記載の測定方法における、樹脂の軟化点と吸熱の最大ピーク温度との比(軟化点(℃)/吸熱の最大ピーク温度(℃))で定義される。結晶性樹脂とは、結晶性指数が0.6以上1.4以下のものである。非晶性樹脂とは、吸熱ピークが観測されないか、観測される場合は、結晶性指数が0.6未満又は1.4超のものである。結晶性指数は、原料モノマーの種類及びその比率、並びに反応温度、反応時間、冷却速度等の製造条件により適宜調整することができる。
明細書中、ポリエステル樹脂のカルボン酸成分には、その化合物のみならず、反応中に分解して酸を生成する無水物、及び各カルボン酸のアルキルエステル(アルキル基の炭素数1以上3以下)も含まれる。
「体積中位粒径(D50)」とは、体積分率で計算した累積体積頻度が粒径の小さい方から計算して50%になる粒径である。
「ビスフェノールA」とは、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンである。
炭化水素基に関して、「(イソ又はターシャリー)」及び「(イソ)」を括弧とする記載は、これらの接頭辞が存在する場合としない場合の双方を意味し、これらの接頭辞が存在しない場合には、ノルマルを示す。
「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸及びメタクリル酸から選ばれる少なくとも1種を意味する。
The definitions of various terms used in this specification are shown below.
Whether a resin is crystalline or amorphous is determined by its crystallinity index. The crystallinity index is defined as the ratio of the resin's softening point to its maximum endothermic peak temperature (softening point (°C) / maximum endothermic peak temperature (°C)) in the measurement method described in the examples below. A crystalline resin is one in which the crystallinity index is 0.6 or higher and 1.4 or lower. An amorphous resin is one in which no endothermic peak is observed, or if observed, the crystallinity index is less than 0.6 or greater than 1.4. The crystallinity index can be appropriately adjusted depending on the type and ratio of raw material monomers, as well as manufacturing conditions such as reaction temperature, reaction time, and cooling rate.
In this specification, the carboxylic acid component of the polyester resin includes not only the compound itself, but also anhydrides that decompose during the reaction to produce acid, and alkyl esters of each carboxylic acid (alkyl group having 1 to 3 carbon atoms).
"Volume median particle size (D 50 )" refers to a particle size where the cumulative volume frequency calculated using volume fractions accounts for 50% of the total volume frequency, starting from the smallest particle size.
"Bisphenol A" is 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane.
Regarding hydrocarbon groups, the notation "(iso or tertiary)" and "(iso)" in parentheses means both the presence and absence of these prefixes, and if these prefixes are absent, it indicates the normal group.
"(Meth)acrylic acid" means at least one selected from acrylic acid and methacrylic acid.
本発明のトナー用結着樹脂組成物は、2価以上のアルコールを含むアルコール成分と、2価以上のカルボン酸化合物を含むカルボン酸成分と、極性基を有する変性シリコーンとの重縮合物である非晶性樹脂(A)と、結晶性樹脂(C)とを含有する。 The toner binder resin composition of the present invention contains an amorphous resin (A) which is a polycondensate of an alcohol component containing a divalent or higher alcohol, a carboxylic acid component containing a divalent or higher carboxylic acid compound, and a modified silicone having polar groups, and a crystalline resin (C).
〔非晶性樹脂(A)〕
非晶性樹脂(A)(以下、単に「樹脂(A)」ともいう)は、アルコール成分と、カルボン酸成分と、変性シリコーンとの重縮合物であり、非晶性ポリエステル樹脂セグメント及びシリコーンセグメントを有する非晶性シリコーン変性ポリエステル樹脂を含む。
[Amorphous resin (A)]
The amorphous resin (A) (hereinafter also simply referred to as "resin (A)") is a polycondensate of an alcohol component, a carboxylic acid component, and a modified silicone, and includes an amorphous silicone-modified polyester resin having amorphous polyester resin segments and silicone segments.
なお、樹脂(A)は、非晶性シリコーン変性ポリエステル樹脂に加え、変性シリコーンと未反応の、アルコール成分と、カルボン酸成分との重縮合物である非晶性ポリエステル樹脂を含んでもよい。 Furthermore, resin (A) may include not only an amorphous silicone-modified polyester resin, but also an amorphous polyester resin which is a polycondensate of an unreacted alcohol component and a carboxylic acid component with the modified silicone.
<アルコール成分>
アルコール成分は、2価以上のアルコールを含む。
2価以上のアルコールの含有量は、アルコール成分中、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%以上であり、そして、100質量%以下である。
2価以上のアルコールとしては、例えば、芳香族ジオールのアルキレンオキシド付加物、直鎖又は分岐の脂肪族ジオール、脂環式ジオール、3価以上の多価アルコールが挙げられる。これらの中でも、芳香族ジオールのアルキレンオキシド付加物、又は、直鎖若しくは分岐の脂肪族ジオールが好ましく、芳香族ジオールのアルキレンオキシド付加物がより好ましい。
<Alcohol content>
The alcohol component includes dihydric or higher alcohols.
The content of dihydric or higher alcohols is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, even more preferably 95% by mass or more, and 100% by mass or less, in the alcohol component.
Examples of alcohols with a valency of 2 or higher include alkylene oxide adducts of aromatic diols, linear or branched aliphatic diols, alicyclic diols, and polyhydric alcohols with a valency of 3 or higher. Among these, alkylene oxide adducts of aromatic diols or linear or branched aliphatic diols are preferred, and alkylene oxide adducts of aromatic diols are more preferred.
芳香族ジオールのアルキレンオキシド付加物は、好ましくはビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物であり、より好ましくは式(I): The alkylene oxide adduct of an aromatic diol is preferably an alkylene oxide adduct of bisphenol A, and more preferably of formula (I):
(式中、OR1及びR2Oはオキシアルキレン基であり、R1及びR2はそれぞれ独立にエチレン基又はプロピレン基であり、x及びyはアルキレンオキシドの平均付加モル数を示し、それぞれ正の数であり、xとyの和の値は、1以上、好ましくは1.5以上であり、そして、16以下、好ましくは8以下、より好ましくは4以下である)で表されるビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物である。
ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物としては、例えば、ビスフェノールAのプロピレンオキシド付加物、ビスフェノールAのエチレンオキシド付加物が挙げられる。これらの1種又は2種以上を用いてもよい。これらの中でも、ビスフェノールAのプロピレンオキシド付加物、及びビスフェノールAのプロピレンオキシド付加物とビスフェノールAのエチレンオキシド付加物との組合せが好ましく、ビスフェノールAのプロピレンオキシド付加物がより好ましい。
ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物を含む場合、その量は、アルコール成分中、好ましくは70mol%以上、より好ましくは90mol%以上、更に好ましくは95mol%以上であり、そして、100mol%以下であり、更に好ましくは100mol%である。
This is an alkylene oxide adduct of bisphenol A represented by the formula (wherein OR1 and R2O are oxyalkylene groups, R1 and R2 are independently ethylene groups or propylene groups, x and y represent the average number of moles of alkylene oxide added, each being a positive number, and the sum of x and y is 1 or more, preferably 1.5 or more, and 16 or less, preferably 8 or less, more preferably 4 or less).
Examples of alkylene oxide adducts of bisphenol A include propylene oxide adducts of bisphenol A and ethylene oxide adducts of bisphenol A. One or more of these may be used. Among these, propylene oxide adducts of bisphenol A and combinations of propylene oxide adducts of bisphenol A and ethylene oxide adducts of bisphenol A are preferred, with propylene oxide adducts of bisphenol A being more preferred.
If the alcohol component contains an alkylene oxide adduct of bisphenol A, the amount thereof is preferably 70 mol% or more, more preferably 90 mol% or more, even more preferably 95 mol% or more, and 100 mol% or less, and even more preferably 100 mol%.
直鎖又は分岐の脂肪族ジオールとしては、第2級炭素原子に結合した水酸基を有する脂肪族ジオールが好ましい。
第2級炭素原子に結合した水酸基を有する脂肪族ジオールの炭素数は、好ましくは3以上4以下である。
第2級炭素原子に結合した水酸基を有する脂肪族ジオールとしては、例えば、1,2-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、2,3-ブタンジオールが挙げられる。
アルコール成分として、第2級炭素原子に結合した水酸基を有する脂肪族ジオールを使用する場合、その量は、アルコール成分中、好ましくは70mol%以上、より好ましくは90mol%以上、更に好ましくは95mol%以上であり、そして、100mol%以下であり、更に好ましくは100mol%である。
As for the linear or branched aliphatic diol, aliphatic diols having a hydroxyl group bonded to a secondary carbon atom are preferred.
The aliphatic diol having a hydroxyl group bonded to a secondary carbon atom preferably has 3 to 4 carbon atoms.
Examples of aliphatic diols having a hydroxyl group bonded to a secondary carbon atom include 1,2-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, and 2,3-butanediol.
When using an aliphatic diol having a hydroxyl group bonded to a secondary carbon atom as the alcohol component, the amount is preferably 70 mol% or more, more preferably 90 mol% or more, even more preferably 95 mol% or more, and 100 mol% or less, and even more preferably 100 mol% of the alcohol component.
その他の直鎖又は分岐の脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,2-プロパンジオール、ネオペンチルグリコールが挙げられる。 Other examples of linear or branched aliphatic diols include ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 1,12-dodecanediol, 1,2-propanediol, and neopentyl glycol.
脂環式ジオールとしては、例えば、水素添加ビスフェノールA[2,2-ビス(4-ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン]、水素添加ビスフェノールAの炭素数2以上4以下のアルキレンオキシド(平均付加モル数2以上12以下)付加物が挙げられる。
3価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトールが挙げられる。
これらアルコール成分は、1種又は2種以上を用いてもよい。
Examples of alicyclic diols include hydrogenated bisphenol A [2,2-bis(4-hydroxycyclohexyl)propane] and alkylene oxide adducts of hydrogenated bisphenol A with 2 to 4 carbon atoms (average number of added moles: 2 to 12).
Examples of polyhydric alcohols with a valency of 3 or higher include glycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane, and sorbitol.
These alcohol components may be used individually or in combination of two or more types.
<カルボン酸成分>
カルボン酸成分としては、2価以上のカルボン酸化合物を含み、例えば、ジカルボン酸、3価以上の多価カルボン酸が挙げられる。
2価以上のカルボン酸化合物の含有量は、カルボン酸成分中、好ましくは80mol%以上、より好ましくは90mol%以上、更に好ましくは95mol%以上であり、そして、100mol%以下である。
2価以上のカルボン酸化合物としては、例えば、芳香族ジカルボン酸化合物、直鎖又は分岐の脂肪族ジカルボン酸化合物、脂環式ジカルボン酸化合物、3価以上の多価カルボン酸化合物が挙げられる。これらの中でも、芳香族ジカルボン酸化合物が好ましい。
<Carboxylic acid components>
The carboxylic acid component includes divalent or higher carboxylic acid compounds, such as dicarboxylic acids and trivalent or higher polycarboxylic acids.
The content of divalent or greater carboxylic acid compounds is preferably 80 mol% or more, more preferably 90 mol% or more, even more preferably 95 mol% or more, and 100 mol% or less, in the carboxylic acid component.
Examples of divalent or higher carboxylic acid compounds include aromatic dicarboxylic acid compounds, linear or branched aliphatic dicarboxylic acid compounds, alicyclic dicarboxylic acid compounds, and trivalent or higher polycarboxylic acid compounds. Among these, aromatic dicarboxylic acid compounds are preferred.
芳香族ジカルボン酸化合物としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸が挙げられる。これらの中でも、イソフタル酸、又はテレフタル酸が好ましく、テレフタル酸がより好ましい。
芳香族ジカルボン酸化合物の量は、カルボン酸成分中、好ましくは80mol%以上、より好ましくは90mol%以上、更に好ましくは95mol%以上であり、そして、100mol%以下である。
Examples of aromatic dicarboxylic acid compounds include phthalic acid, isophthalic acid, and terephthalic acid. Among these, isophthalic acid or terephthalic acid are preferred, and terephthalic acid is more preferred.
The amount of aromatic dicarboxylic acid compound is preferably 80 mol% or more, more preferably 90 mol% or more, even more preferably 95 mol% or more, and 100 mol% or less, in the carboxylic acid component.
直鎖又は分岐の脂肪族ジカルボン酸化合物の炭素数は、好ましくは2以上、より好ましくは4以上、更に好ましくは8以上、更に好ましくは10以上であり、そして、好ましくは22以下、より好ましくは16以下である。
直鎖又は分岐の脂肪族ジカルボン酸化合物としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、テトラデカン二酸、炭素数1以上20以下の脂肪族炭化水素基で置換されたコハク酸、又は、これらの無水物若しくは炭素数1以上3以下のアルキルエステルが挙げられる。炭素数1以上20以下の脂肪族炭化水素基で置換されたコハク酸としては、例えば、ドデシルコハク酸、ドデセニルコハク酸、オクテニルコハク酸が挙げられる。これらの中でも、フマル酸が好ましい。
直鎖又は分岐の脂肪族ジカルボン酸化合物を含む場合、その量は、カルボン酸成分中、好ましくは10mol%以上、より好ましくは20mol%以上、更に好ましくは30mol%以上であり、そして、好ましくは90mol%以下、より好ましくは80mol%以下である。
The number of carbon atoms in the linear or branched aliphatic dicarboxylic acid compound is preferably 2 or more, more preferably 4 or more, even more preferably 8 or more, even more preferably 10 or more, and preferably 22 or less, more preferably 16 or less.
Examples of linear or branched aliphatic dicarboxylic acid compounds include oxalic acid, malonic acid, maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, itaconic acid, glutaconic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, dodecanediic acid, tetradecanediic acid, succinic acid substituted with an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or their anhydrides or alkyl esters having 1 to 3 carbon atoms. Examples of succinic acid substituted with an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include dodecyl succinic acid, dodecenyl succinic acid, and octenyl succinic acid. Among these, fumaric acid is preferred.
If a linear or branched aliphatic dicarboxylic acid compound is included, its amount is preferably 10 mol% or more, more preferably 20 mol% or more, even more preferably 30 mol% or more, and preferably 90 mol% or less, more preferably 80 mol% or less, of the carboxylic acid component.
3価以上の多価カルボン酸化合物としては、好ましくは3価のカルボン酸であり、例えばトリメリット酸又はその無水物が挙げられる。これらの中でもトリメリット酸又はその無水物が好ましい。
3価以上の多価カルボン酸化合物を含む場合、3価以上の多価カルボン酸化合物の量は、カルボン酸成分中、好ましくは1mol%以上、より好ましくは3mol%以上、更に好ましくは5mol%以上であり、そして、好ましくは35mol%以下、より好ましくは25mol%以下、更に好ましくは20mol%以下である。
これらのカルボン酸化合物は、1種又は2種以上を用いてもよい。
The polycarboxylic acid compounds with a valency of 3 or higher are preferably trivalent carboxylic acids, such as trimellitic acid or its anhydride. Among these, trimellitic acid or its anhydride is preferred.
When a polycarboxylic acid compound with a valency of three or more is included, the amount of the polycarboxylic acid compound with a valency of three or more is preferably 1 mol% or more, more preferably 3 mol% or more, even more preferably 5 mol% or more, and preferably 35 mol% or less, more preferably 25 mol% or less, and even more preferably 20 mol% or less, in the carboxylic acid component.
These carboxylic acid compounds may be used individually or in combination of two or more.
アルコール成分のヒドロキシ基に対するカルボン酸成分のカルボキシ基の比(COOH基/OH基)は、好ましくは0.6以上、より好ましくは0.7以上であり、そして、好ましくは1.1以下、より好ましくは1.0以下である。 The ratio of carboxyl groups of the carboxylic acid component to hydroxyl groups of the alcohol component (COOH group/OH group) is preferably 0.6 or higher, more preferably 0.7 or higher, and preferably 1.1 or lower, more preferably 1.0 or lower.
<変性シリコーン>
樹脂(A)に用いられる変性シリコーンは、低温定着性及び画像耐熱性に優れるトナーを与えるトナー用結着樹脂組成物を得る観点から、水酸基又はカルボキシ基と反応性を有する極性基を有する変性シリコーンであり、好ましくは水酸基又はカルボキシ基と反応性を有する極性基を側鎖に有する変性シリコーンであり、より好ましくはアミノ基、カルボキシ基、エポキシ基、及びヒドロキシ基から選ばれる少なくとも1種の極性基を側鎖に有する変性シリコーンである。
<Modified Silicone>
The modified silicone used in resin (A) is, from the viewpoint of obtaining a toner binder resin composition that provides a toner with excellent low-temperature fixability and image heat resistance, a modified silicone having a polar group reactive with a hydroxyl group or a carboxyl group in its side chain, preferably a modified silicone having a polar group reactive with a hydroxyl group or a carboxyl group in its side chain, and more preferably a modified silicone having at least one polar group selected from an amino group, a carboxyl group, an epoxy group, and a hydroxyl group in its side chain.
変性シリコーンの極性基価は、低温定着性及び画像耐熱性に優れるトナーを与えるトナー用結着樹脂組成物を得る観点から、10.0mgKOH/g以上であり、好ましくは10.5mgKOH/g以上、より好ましくは11.0mgKOH/g以上であり、そして、好ましくは50.0mgKOH/g以下、より好ましくは40.0mgKOH/g以下、更に好ましくは30.0mgKOH/g以下である。
変性シリコーンの極性基価とは、1gの変性シリコーンが有する極性基を水酸化カリウムのmg数に換算した数値である。極性基価は、例えば、極性基がアミノ基であればJIS K2501:2003の方法、極性基がカルボキシ基又はヒドロキシ基であればJIS K0070:1992の方法により測定することができる。また、極性基がエポキシ基であれば、エポキシ基を有する変性シリコーンの溶液に塩酸を加え、クロロヒドリン化により消費された量を水酸化カリウムのmg数で換算して極性基価を求めることができる。
From the viewpoint of obtaining a toner binder resin composition that provides a toner with excellent low-temperature fixability and image heat resistance, the polarity value of the modified silicone is 10.0 mg KOH/g or more, preferably 10.5 mg KOH/g or more, more preferably 11.0 mg KOH/g or more, and preferably 50.0 mg KOH/g or less, more preferably 40.0 mg KOH/g or less, and even more preferably 30.0 mg KOH/g or less.
The polarity value of modified silicone is the value obtained by converting the polar groups present in 1 g of modified silicone into the number of mg of potassium hydroxide. For example, if the polar group is an amino group, the polarity value can be measured by the method of JIS K2501:2003, and if the polar group is a carboxyl group or a hydroxyl group, it can be measured by the method of JIS K0070:1992. If the polar group is an epoxy group, the polarity value can be determined by adding hydrochloric acid to a solution of modified silicone containing epoxy groups and converting the amount consumed by chlorohydrination into the number of mg of potassium hydroxide.
変性シリコーンは、好ましくは、式(1)で表される繰り返し単位及び/又は式(3)で表される構造と、式(2)で表される繰り返し単位と、を有する。より好ましくは、式(1)で表される繰り返し単位及び式(2)で表される繰り返し単位を有数する変性シリコーン、及び式(2)で表される繰り返し単位を有し、両末端に式(3)で表される構造を有する変性シリコーンであり、更に好ましくは、式(1)で表される繰り返し単位及び式(2)で表される繰り返し単位を有する変性シリコーンである。 The modified silicone preferably has repeating units represented by formula (1) and/or a structure represented by formula (3), and repeating units represented by formula (2). More preferably, it is a modified silicone having repeating units represented by formula (1) and repeating units represented by formula (2), and a modified silicone having repeating units represented by formula (2) and structures represented by formula (3) at both ends, and even more preferably, a modified silicone having repeating units represented by formula (1) and repeating units represented by formula (2).
〔式(1)中、Rは、それぞれ独立に、炭素数1以上6以下の炭化水素基であり、R’はそれぞれ独立に、炭素数1以上10以下のアルキレン基であり、aは1又は0であり、Xは、それぞれ独立に、アミノ基、カルボキシ基、エポキシ基、又はヒドロキシ基を含む基であり、*は結合部位である。〕
[In formula (1), R is independently a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, R' is independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, a is 1 or 0, X is independently a group containing an amino group, a carboxyl group, an epoxy group, or a hydroxyl group, and * is a bonding site.]
〔式(2)中、Rは、それぞれ独立に、炭素数1以上6以下の炭化水素基であり、*は結合部位である。〕
[In formula (2), R is independently a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and * is a bonding site.]
*-SiR3-b(R''-X)b (3)
〔式(3)中、Rは、それぞれ独立に、炭素数1以上6以下の炭化水素基であり、R''はそれぞれ独立に炭素数1以上10以下のアルキレン基であり、bは1以上3以下の整数であり、Xはそれぞれ独立にアミノ基、カルボキシ基、エポキシ基、又はヒドロキシ基を含む基であり、*は式(2)で表される繰り返し単位との結合部位である。〕
*-SiR 3-b (R''-X) b (3)
[In formula (3), R is independently a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, R'' is independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, b is an integer from 1 to 3, X is independently a group containing an amino group, a carboxyl group, an epoxy group, or a hydroxyl group, and * is a bonding site with the repeating unit represented by formula (2).]
なお、式(1)で表される繰り返し単位及び式(2)で表される繰り返し単位は、ランダムであってもよく、ブロックであってもよく、特に限定されない。 Furthermore, the repeating units represented by equation (1) and equation (2) may be random or block-based, and are not particularly limited.
式(1)~式(3)中、Rの炭化水素基の炭素数は、6以下、好ましくは4以下、より好ましくは3以下、更に好ましくは2以下、更に好ましくは1である。
Rの炭化水素基としては、例えば、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、tert-ブチル基、ペンチル基、フェニル基が挙げられる。これらの中でも、メチル基が好ましい。
In formulas (1) to (3), the number of carbon atoms in the hydrocarbon group R is 6 or less, preferably 4 or less, more preferably 3 or less, even more preferably 2 or less, and even more preferably 1.
Examples of hydrocarbon groups for R include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, tert-butyl, pentyl, and phenyl groups. Among these, the methyl group is preferred.
式(1)及び式(3)中、R’及びR''のアルキレン基の炭素数は、10以下、好ましくは8以下、より好ましくは5以下、更に好ましくは4以下、更に好ましくは3以下であり、そして、好ましくは1以上である。
R’及びR''のアルキレン基としては、例えば、メタンジイル基、エタン-1,2-ジイル基、エタン-1,1-ジイル基、n-プロパン-1,3-ジイル基、n-プロパン-1,2-ジイル基、2-メチルエタン-1,2-ジイル基、1,4-n-ブチル基、1,2-tert-ブチル基、1,5-ペンチル基が挙げられる。これらの中でも、メタンジイル基、エタン-1,2-ジイル基、n-プロパン-1,3-ジイル基、n-プロパン-1,2-ジイル基が好ましい。
In formulas (1) and (3), the number of carbon atoms in the alkylene groups R' and R'' is 10 or less, preferably 8 or less, more preferably 5 or less, even more preferably 4 or less, even more preferably 3 or less, and preferably 1 or more.
Examples of alkylene groups for R' and R'' include methanediyl group, ethane-1,2-diyl group, ethane-1,1-diyl group, n-propane-1,3-diyl group, n-propane-1,2-diyl group, 2-methylethane-1,2-diyl group, 1,4-n-butyl group, 1,2-tert-butyl group, and 1,5-pentyl group. Among these, methanediyl group, ethane-1,2-diyl group, n-propane-1,3-diyl group, and n-propane-1,2-diyl group are preferred.
Xは、それぞれ独立に、アミノ基、カルボキシ基、エポキシ基、又はヒドロキシ基を含む基であり、アミノ基、ヒドロキシ基、ヒドロキシアルキルオキシ基、カルボキシ基、カルボキシアルキルオキシ基、エポキシ基、グリシジル基、グリシジルオキシ基、又は脂環式エポキシ基であることが好ましい。ヒドロキシアルキルオキシ基は複数のヒドロキシ基を有していてもよく、カルボキシアルキルオキシ基は複数のカルボキシ基を有していてもよい。なかでも、2価以上のカルボン酸化合物のカルボキシ基との反応性の観点、及びトナーの低温定着性を向上する観点から、Xはアミノ基であることが好ましい。 X is, independently, a group containing an amino group, a carboxyl group, an epoxy group, or a hydroxyl group, and is preferably an amino group, a hydroxyl group, a hydroxyalkyloxy group, a carboxyl group, a carboxyalkyloxy group, an epoxy group, a glycidyl group, a glycidyloxy group, or an alicyclic epoxy group. A hydroxyalkyloxy group may have multiple hydroxyl groups, and a carboxyalkyloxy group may have multiple carboxyl groups. Among these, X is preferably an amino group from the viewpoint of reactivity with the carboxyl group of a divalent or higher carboxylic acid compound, and from the viewpoint of improving the low-temperature fixability of the toner.
変性シリコーンは、式(1)で表される繰り返し単位を40以下、好ましくは20以下、より好ましくは10以下、そして1以上含む。
また、式(2)で表される繰り返し単位を500以下、好ましくは450以下、より好ましくは400以下含み、そして、好ましくは10以上、好ましくは30以上、より好ましくは50以上含む。
The modified silicone contains 40 or fewer repeating units represented by formula (1), preferably 20 or fewer, more preferably 10 or fewer, and 1 or more.
Furthermore, the repeating unit represented by formula (2) contains 500 or less, preferably 450 or less, more preferably 400 or less, and preferably 10 or more, preferably 30 or more, more preferably 50 or more.
変性シリコーンの官能基当量は、好ましくは300g/mol以上、より好ましくは500g/mol以上、更に好ましくは1,000g/mol以上、更に好ましくは2,000g/mol以上であり、そして、好ましくは10,000g/mol以下、より好ましくは8,000g/mol以下、更に好ましくは6,000g/mol以下である。
なお、官能基当量とは、官能基1モルあたりの変性シリコーンの質量を意味する。
The functional group equivalent of the modified silicone is preferably 300 g/mol or more, more preferably 500 g/mol or more, even more preferably 1,000 g/mol or more, even more preferably 2,000 g/mol or more, and preferably 10,000 g/mol or less, more preferably 8,000 g/mol or less, and even more preferably 6,000 g/mol or less.
Note that functional group equivalent refers to the mass of modified silicone per mole of functional group.
変性シリコーンの動粘度は、25℃において、好ましくは10mm2/s以上、より好ましくは30mm2/s以上、更に好ましくは50mm2/s以上であり、そして、好ましくは4,000mm2/s以下、より好ましくは3,000mm2/s以下、更に好ましくは2,000mm2/s以下である。
変性シリコーンの動粘度は、例えば、全自動微量動粘度計(ビスコテック株式会社製)を用いて測定することができる。
The kinematic viscosity of the modified silicone is preferably 10 mm² /s or more, more preferably 30 mm² /s or more, even more preferably 50 mm² /s or more, and preferably 4,000 mm² /s or less, more preferably 3,000 mm² /s or less, and even more preferably 2,000 mm² /s or less at 25°C.
The kinematic viscosity of modified silicone can be measured, for example, using a fully automated micro-kinematic viscometer (manufactured by Viscotec Co., Ltd.).
上述の変性シリコーンとしては、例えば、アミノ基を側鎖に有する変性シリコーン(市販品としては、例えば、「KF-864」、「KF-865」(信越化学工業株式会社製))、アミノ基を両末端に有する変性シリコーン(市販品としては、例えば、「KF-8012」(信越化学工業株式会社製))、アミノ基を片末端に有する変性シリコーン;カルボキシ基を側鎖に有する変性シリコーン(市販品としては、例えば、「X-22-3701E」(信越化学工業株式会社製)、「BY16-880」(東レ・ダウコーニング社製))、カルボキシ基を両末端に有する変性シリコーン(市販品としては、例えば、「X-22-162C」(信越化学工業株式会社製))、カルボキシ基を片末端に有する変性シリコーン(市販品としては、例えば、「X-22-3710」(信越化学工業株式会社製));エポキシ基を側鎖に有する変性シリコーン(市販品としては、「X-22-343」(信越化学工業株式会社製))、エポキシ基を両末端に有する変性シリコーン(市販品としては、「X-22-163B」、「X-22-169B」(信越化学工業株式会社製))、エポキシ基を片末端に有する変性シリコーン(市販品としては、例えば、「X-22-173BX」(信越化学工業株式会社製));ヒドロキシ基を側鎖に有する変性シリコーン(市販品としては、「X-22-4039」(信越化学工業株式会社製))、ヒドロキシ基を両末端に有する変性シリコーン(市販品としては、「KF-6003」「KF-6002」(信越化学工業株式会社製))、ヒドロキシ基を片末端に有する変性シリコーン(市販品としては、「X-22-170BX」「X-22-170DX」(信越化学工業株式会社製))が挙げられる。 Examples of the modified silicones mentioned above include: modified silicones having amino groups in the side chain (commercial products such as "KF-864" and "KF-865" manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), modified silicones having amino groups at both ends (commercial products such as "KF-8012" manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), modified silicones having an amino group at one end; modified silicones having carboxyl groups in the side chain (commercial products such as "X-22-3701E" manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. and "BY16-880" manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.), modified silicones having carboxyl groups at both ends (commercial products such as "X-22-162C" manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), modified silicones having a carboxyl group at one end (commercial products such as "X-22-3710" manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.); epoxy groups Examples include modified silicones having a side chain (e.g., "X-22-343" (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)), modified silicones having epoxy groups at both ends (e.g., "X-22-163B" and "X-22-169B" (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)), modified silicones having an epoxy group at one end (e.g., "X-22-173BX" (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)); modified silicones having a hydroxyl group in the side chain (e.g., "X-22-4039" (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)), modified silicones having hydroxyl groups at both ends (e.g., "KF-6003" and "KF-6002" (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)), and modified silicones having a hydroxyl group at one end (e.g., "X-22-170BX" and "X-22-170DX" (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)).
変性シリコーンがアミノ基を含む基を有する変性シリコーンである場合、式(1)で表される繰り返し単位及び式(3)で表される構造において、*-(R’)a-Xで表される基及び-(R''-X)で表される基としては、例えば、下記の置換基1a-1~1a-3が挙げられる。 When the modified silicone is a modified silicone having a group containing an amino group, examples of the groups represented by *-(R') a -X and -(R''-X) in the repeating unit represented by formula (1) and the structure represented by formula (3) include the following substituents 1a-1 to 1a-3.
変性シリコーンがヒドロキシ基含む基を有する変性シリコーンである場合、式(1)で表される繰り返し単位及び式(3)で表される構造において、*-(R’)a-Xで表される基及び-(R''-X)で表される基としては、例えば、下記の置換基1b-1~1b-3が挙げられる。これらの中でも、置換基1b-1又は置換基1b-2が好ましく、置換基1b-1がより好ましい。 When the modified silicone is a modified silicone having a group containing a hydroxyl group, examples of the groups represented by *-(R') a -X and -(R''-X) in the repeating unit represented by formula (1) and the structure represented by formula (3) include the following substituents 1b-1 to 1b-3. Among these, substituent 1b-1 or substituent 1b-2 is preferred, and substituent 1b-1 is more preferred.
変性シリコーンがエポキシ基を含む基を有する変性シリコーンである場合、式(1)で表される繰り返し単位及び式(3)で表される構造において、X及びYがグリシジル基、グリシジルオキシ基、及び脂環式エポキシ基であることが好ましく、*-(R’)a-Xで表される基及び-(R''-X)で表される基としては、例えば、下記の置換基1b-4~1b-6が挙げられる。これらの中でも、置換基1b-4が好ましい。 When the modified silicone is a modified silicone having a group containing an epoxy group, it is preferable that X and Y in the repeating unit represented by formula (1) and the structure represented by formula (3) are a glycidyl group, a glycidyloxy group, and an alicyclic epoxy group, and examples of the groups represented by *-(R') a -X and -(R''-X) include the substituents 1b-4 to 1b-6 listed below. Among these, substituent 1b-4 is preferred.
変性シリコーンがカルボキシ基を含む基を有する変性シリコーンである場合、式(1)で表される繰り返し単位及び式(3)で表される構造において、X及びYが、カルボキシ基、又はカルボキシアルキルオキシ基であることが好ましく、*-(R’)a-Xで表される基及び-(R''-X)で表される基としては、例えば、下記の置換基1b-7が挙げられる。 When the modified silicone is a modified silicone having a group containing a carboxyl group, it is preferable that X and Y in the repeating unit represented by formula (1) and the structure represented by formula (3) are a carboxyl group or a carboxyalkyloxy group, and examples of the groups represented by *-(R') a -X and -(R''-X) include the following substituents 1b-7.
(樹脂(A)の製造方法)
樹脂(A)は、例えば、アルコール成分、カルボン酸成分、及び変性シリコーンを重縮合させる方法により製造される。なお、アルコール成分、カルボン酸成分、及び変性シリコーンを一括で反応させてもよく、アルコール成分とカルボン酸成分とを反応させた後、変性シリコーンと反応させてもよく、特に限定されない。
当該反応においては、必要に応じて、ジ(2-エチルヘキサン酸)錫(II)、酸化ジブチル錫、チタンジイソプロピレートビストリエタノールアミネート等のエステル化触媒をアルコール成分及びカルボン酸成分の合計量100質量部に対し0.01質量部以上5質量部以下;没食子酸(3,4,5-トリヒドロキシ安息香酸と同じ。)等のエステル化助触媒をアルコール成分及びカルボン酸成分の合計量100質量部に対し0.001質量部以上0.5質量部以下用いて反応させてもよい。
また、重縮合にフマル酸等の不飽和結合を有するモノマーを使用する際には、必要に応じてアルコール成分とカルボン酸成分との総量100質量部に対して、好ましくは0.001質量部以上0.5質量部以下のラジカル重合禁止剤を用いてもよい。ラジカル重合禁止剤としては、例えば、4-tert-ブチルカテコールが挙げられる。
反応の温度は、好ましくは120℃以上、より好ましくは160℃以上、更に好ましくは180℃以上であり、そして、好ましくは250℃以下、より好ましくは240℃以下である。
なお、反応は、不活性ガス雰囲気中にて行ってもよい。
(Method for manufacturing resin (A))
Resin (A) is produced, for example, by polycondensation of an alcohol component, a carboxylic acid component, and a modified silicone. The alcohol component, carboxylic acid component, and modified silicone may be reacted together, or the alcohol component and carboxylic acid component may be reacted first, followed by the modified silicone; the method is not particularly limited.
In this reaction, if necessary, an esterification catalyst such as di(2-ethylhexanoate)tin(II), dibutyltin oxide, or titanium diisopropylate bistriethanolamine may be used in an amount of 0.01 parts by mass to 5 parts by mass per 100 parts by mass of the total amount of the alcohol component and carboxylic acid component; and an esterification co-catalyst such as gallic acid (same as 3,4,5-trihydroxybenzoic acid) may be used in an amount of 0.001 parts by mass to 0.5 parts by mass per 100 parts by mass of the total amount of the alcohol component and carboxylic acid component.
Furthermore, when using monomers having unsaturated bonds, such as fumaric acid, in polycondensation, a radical polymerization inhibitor may be used, preferably in an amount of 0.001 parts by mass or more and 0.5 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the total amount of the alcohol component and the carboxylic acid component. An example of a radical polymerization inhibitor is 4-tert-butylcatechol.
The reaction temperature is preferably 120°C or higher, more preferably 160°C or higher, even more preferably 180°C or higher, and preferably 250°C or lower, more preferably 240°C or lower.
The reaction may also be carried out in an inert gas atmosphere.
樹脂(A)における変性シリコーンの仕込み量は、樹脂(A)の原料中のアルコール成分及びカルボン酸成分から得られるポリエステルの理論出来高100質量部に対して、低温定着性及び画像耐熱性に優れるトナーを与えるトナー用結着樹脂組成物を得る観点から、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上、更により好ましくは1質量部以上であり、そして、好ましくは9質量部以下、より好ましくは7質量部以下、更に好ましくは6質量部以下、より更に好ましくは5質量部以下、より更に好ましくは4質量部以下である。
樹脂(A)がアルコール成分と、カルボン酸成分と、変性シリコーンとの重縮合物である非晶性シリコーン変性ポリエステル樹脂の他に非晶性樹脂を含む場合、非晶性シリコーン変性ポリエステル樹脂と同じアルコール成分と、カルボン酸成分からなる非晶性ポリエステル樹脂は樹脂(A)とみなす。
The amount of modified silicone added to resin (A) is preferably 0.1 parts by mass or more, more preferably 0.5 parts by mass or more, even more preferably 1 part by mass or more, and preferably 9 parts by mass or less, more preferably 7 parts by mass or less, even more preferably 6 parts by mass or less, even more preferably 5 parts by mass or less, and even more preferably 4 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the theoretical yield of polyester obtained from the alcohol and carboxylic acid components in the raw materials of resin (A).
If resin (A) contains an amorphous silicone-modified polyester resin which is a polycondensate of an alcohol component, a carboxylic acid component, and a modified silicone, then the amorphous polyester resin consisting of the same alcohol component and carboxylic acid component as the amorphous silicone-modified polyester resin shall be considered as resin (A).
なお、変性シリコーンが、ヒドロキシ基又はカルボキシ基を有する場合、アルコール成分又はカルボン酸成分とも理解し得るが、ヒドロキシ基又はカルボキシ基を有する化合物が、シリコーン骨格を含む場合には、変性シリコーンとする。例えば、アルコール成分及びカルボン酸成分の合計量を算出する際には、ヒドロキシ基又はカルボキシ基を有する変性シリコーンは、これらの合計量に含めない。 Furthermore, if a modified silicone contains a hydroxyl group or carboxyl group, it may be understood as an alcohol component or a carboxylic acid component. However, if the compound containing the hydroxyl group or carboxyl group includes a silicone skeleton, it is considered a modified silicone. For example, when calculating the total amount of alcohol and carboxylic acid components, the modified silicone containing the hydroxyl group or carboxyl group is not included in the total amount.
(樹脂(A)の物性)
樹脂(A)のアルコール成分とカルボン酸成分から算出されるFedors法による溶解度パラメータ(SP値)(SPA)は、低温定着性及び画像耐熱性に優れるトナーを与えるトナー用結着樹脂組成物を得る観点から、11.0(cal/cm3)1/2以下である。そして、好ましくは9.8(cal/cm3)1/2以上、より好ましくは10.0(cal/cm3)1/2以上、更に好ましくは10.2(cal/cm3)1/2以上である。
(Physical properties of resin (A))
The solubility parameter (SP value) (SP A ) calculated by the Fedors method from the alcohol and carboxylic acid components of resin (A) is 11.0 (cal/ cm³ ) 1/2 or less, from the viewpoint of obtaining a toner binder resin composition that provides a toner with excellent low-temperature fixability and image heat resistance. Preferably, it is 9.8 (cal/ cm³ ) 1/2 or more, more preferably 10.0 (cal/ cm³ ) 1/2 or more, and even more preferably 10.2 (cal/ cm³ ) 1/2 or more.
樹脂(A)の酸価は、好ましくは0.1mgKOH/g以上、より好ましくは0.5mgKOH/g以上、更に好ましくは1mgKOH/g以上であり、そして、好ましくは40mgKOH/g以下、より好ましくは30mgKOH/g以下、更に好ましくは20mgKOH/g以下、更に好ましくは17mgKOH/g以下である。
樹脂(A)の水酸基価は、好ましくは0.1mgKOH/g以上、より好ましくは10mgKOH/g以上、更に好ましくは20mgKOH/g以上であり、そして、好ましくは90mgKOH/g以下、より好ましくは80mgKOH/g以下、更に好ましくは70mgKOH/g以下である。
The acid value of resin (A) is preferably 0.1 mg KOH/g or more, more preferably 0.5 mg KOH/g or more, even more preferably 1 mg KOH/g or more, and preferably 40 mg KOH/g or less, more preferably 30 mg KOH/g or less, even more preferably 20 mg KOH/g or less, and even more preferably 17 mg KOH/g or less.
The hydroxyl value of resin (A) is preferably 0.1 mg KOH/g or more, more preferably 10 mg KOH/g or more, even more preferably 20 mg KOH/g or more, and preferably 90 mg KOH/g or less, more preferably 80 mg KOH/g or less, and even more preferably 70 mg KOH/g or less.
樹脂(A)の軟化点は、好ましくは70℃以上、より好ましくは80℃以上、更に好ましくは85℃以上であり、そして、低温定着性をより向上させる観点から、好ましくは130℃以下、より好ましくは120℃以下、更に好ましくは110℃以下である。
樹脂(A)のガラス転移温度は、好ましくは40℃以上、より好ましくは45℃以上、更に好ましくは48℃以上であり、そして、低温定着性をより向上させる観点から、好ましくは80℃以下、より好ましくは70℃以下、更に好ましくは65℃以下である。
The softening point of resin (A) is preferably 70°C or higher, more preferably 80°C or higher, and even more preferably 85°C or higher. Furthermore, from the viewpoint of further improving low-temperature fixability, it is preferably 130°C or lower, more preferably 120°C or lower, and even more preferably 110°C or lower.
The glass transition temperature of resin (A) is preferably 40°C or higher, more preferably 45°C or higher, and even more preferably 48°C or higher. Furthermore, from the viewpoint of further improving low-temperature fixability, it is preferably 80°C or lower, more preferably 70°C or lower, and even more preferably 65°C or lower.
樹脂(A)の数平均分子量(Mn)は、好ましくは500以上、より好ましくは1,000以上、更に好ましくは1,200以上であり、そして、好ましくは20,000以下、より好ましくは10,000以下、更に好ましくは7,000以下、更に好ましくは5,000以下、更に好ましくは3,000以下である。
樹脂(A)の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは500以上、より好ましくは1,000以上、更に好ましくは1,500以上、更に好ましくは3,000以上であり、そして、好ましくは50,000以下、より好ましくは20,000以下、更に好ましくは15,000以下、更に好ましくは10,000以下である。
The number-average molecular weight (Mn) of resin (A) is preferably 500 or more, more preferably 1,000 or more, even more preferably 1,200 or more, and preferably 20,000 or less, more preferably 10,000 or less, even more preferably 7,000 or less, even more preferably 5,000 or less, and even more preferably 3,000 or less.
The weight-average molecular weight (Mw) of resin (A) is preferably 500 or more, more preferably 1,000 or more, even more preferably 1,500 or more, even more preferably 3,000 or more, and preferably 50,000 or less, more preferably 20,000 or less, even more preferably 15,000 or less, and even more preferably 10,000 or less.
樹脂(A)の溶解度パラメータ(SPA)、酸価、水酸基価、軟化点、ガラス転移温度、数平均分子量、及び重量平均分子量は、原料モノマーの種類及びその使用量、並びに反応温度、反応時間、冷却速度等の製造条件により適宜調整することができ、後述の実施例に記載の方法により求められる。なお、樹脂(A)を2種以上組み合わせて使用する場合は、それらの混合物として得られた樹脂(A)の溶解度パラメータ(SPA)、酸価、水酸基価、軟化点、ガラス転移温度、数平均分子量、及び重量平均分子量がそれぞれ前記範囲内であることが好ましい。 The solubility parameters (SP A ), acid value, hydroxyl value, softening point, glass transition temperature, number average molecular weight, and weight average molecular weight of resin (A) can be appropriately adjusted depending on the type and amount of raw material monomer used, as well as manufacturing conditions such as reaction temperature, reaction time, and cooling rate, and can be determined by the method described in the examples below. When two or more types of resin (A) are used in combination, it is preferable that the solubility parameters (SP A ), acid value, hydroxyl value, softening point, glass transition temperature, number average molecular weight, and weight average molecular weight of the resin (A) obtained as a mixture thereof are each within the above ranges.
〔非晶性樹脂(B)〕
本発明のトナー用結着樹脂組成物は、低温定着性及び画像耐熱性に優れる静電荷像現像用トナーを得る観点から、非晶性樹脂(B)(以下、「樹脂(B)」ともいう)を含有していてもよい。
[Amorphous resin (B)]
The toner binder resin composition of the present invention may contain an amorphous resin (B) (hereinafter also referred to as "resin (B)") from the viewpoint of obtaining a toner for electrostatic image development that has excellent low-temperature fixing properties and image heat resistance.
樹脂(B)は、特に限定されないが、非晶性樹脂(A)の軟化点より5℃以上高い軟化点を有する非晶性樹脂であり、非晶性ポリエステル系樹脂(B1)(以下、「樹脂(B1)」ともいう)であることが好ましい。
樹脂(A)と樹脂(B)との軟化点の差は、低温定着性及び画像耐熱性に優れる静電荷像現像用トナーを得る観点から、好ましくは10℃以上、より好ましくは20℃以上、更に好ましくは25℃以上であり、そして、好ましくは80℃以下、より好ましくは60℃以下、更に好ましくは50℃以下である。
The resin (B) is not particularly limited, but is an amorphous resin having a softening point 5°C or more higher than the softening point of amorphous resin (A), and is preferably an amorphous polyester resin (B1) (hereinafter also referred to as "resin (B1)").
The difference in softening points between resin (A) and resin (B) is preferably 10°C or higher, more preferably 20°C or higher, even more preferably 25°C or higher, and preferably 80°C or lower, more preferably 60°C or lower, and even more preferably 50°C or lower, from the viewpoint of obtaining a toner for electrostatic image development that has excellent low-temperature fixability and image heat resistance.
樹脂(B1)は、例えば、アルコール成分とカルボン酸成分の重縮合物を含む非晶性ポリエステル系樹脂である。
樹脂(B1)としては、例えば、ポリエステル樹脂、変性されたポリエステル樹脂が挙げられる。変性されたポリエステル樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂のウレタン変性物、ポリエステル樹脂のエポキシ変性物、ポリエステル樹脂セグメントと付加重合樹脂セグメントとを含む複合樹脂が挙げられる。これらの中でも、アルコール成分及びカルボン酸成分の重縮合物である非晶性ポリエステル樹脂であることが好ましい。
Resin (B1) is, for example, an amorphous polyester resin containing a polycondensate of an alcohol component and a carboxylic acid component.
Examples of the resin (B1) include polyester resin and modified polyester resin. Examples of modified polyester resins include urethane-modified polyester resin, epoxy-modified polyester resin, and composite resins containing a polyester resin segment and an addition polymerization resin segment. Among these, amorphous polyester resin which is a polycondensate of an alcohol component and a carboxylic acid component is preferred.
<アルコール成分>
アルコール成分としては、樹脂(A)のアルコール成分として挙げたものと同様のアルコール成分が挙げられる。
<Alcohol content>
The alcohol components include those similar to those listed as the alcohol components of resin (A).
ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物としては、例えば、ビスフェノールAのプロピレンオキシド付加物、ビスフェノールAのエチレンオキシド付加物が挙げられる。これらの1種又は2種以上を用いてもよい。これらの中でも、ビスフェノールAのプロピレンオキシド付加物、及びビスフェノールAのプロピレンオキシド付加物とビスフェノールAのエチレンオキシド付加物との組合せが好ましい。
ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物を含む場合、その量は、アルコール成分中、好ましくは70mol%以上、より好ましくは90mol%以上、更に好ましくは95mol%以上であり、そして、100mol%以下であり、更に好ましくは100mol%である。
Examples of alkylene oxide adducts of bisphenol A include propylene oxide adducts of bisphenol A and ethylene oxide adducts of bisphenol A. One or more of these may be used. Among these, propylene oxide adducts of bisphenol A and combinations of propylene oxide adducts of bisphenol A and ethylene oxide adducts of bisphenol A are preferred.
If the alcohol component contains an alkylene oxide adduct of bisphenol A, the amount thereof is preferably 70 mol% or more, more preferably 90 mol% or more, even more preferably 95 mol% or more, and 100 mol% or less, and even more preferably 100 mol%.
<カルボン酸成分>
カルボン酸成分としては、樹脂(A)のカルボン酸成分として挙げたものと同様のカルボン酸成分が挙げられる。
カルボン酸成分は、2価以上のカルボン酸化合物を含み、その含有量は、カルボン酸成分中、好ましくは80mol%以上、より好ましくは90mol%以上、更に好ましくは95mol%以上であり、そして、100mol%以下である。
<Carboxylic acid components>
Examples of carboxylic acid components include those listed as the carboxylic acid component of resin (A).
The carboxylic acid component includes a carboxylic acid compound with two or more valent values, and its content is preferably 80 mol% or more, more preferably 90 mol% or more, even more preferably 95 mol% or more, and 100 mol% or less of the carboxylic acid component.
芳香族ジカルボン酸化合物としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸が挙げられる。これらの中でも、イソフタル酸、又はテレフタル酸が好ましく、テレフタル酸がより好ましい。
芳香族ジカルボン酸化合物の量は、カルボン酸成分中、好ましくは30mol%以上、より好ましくは40mol%以上、更に好ましくは50mol%以上であり、そして、100mol%以下である。
Examples of aromatic dicarboxylic acid compounds include phthalic acid, isophthalic acid, and terephthalic acid. Among these, isophthalic acid or terephthalic acid are preferred, and terephthalic acid is more preferred.
The amount of aromatic dicarboxylic acid compound is preferably 30 mol% or more, more preferably 40 mol% or more, even more preferably 50 mol% or more, and 100 mol% or less, in the carboxylic acid component.
直鎖又は分岐の脂肪族ジカルボン酸化合物としては、炭素数1以上20以下の脂肪族炭化水素基で置換されたコハク酸、又はこれらの無水物が好ましい。
直鎖又は分岐の脂肪族ジカルボン酸化合物を含む場合、その量は、カルボン酸成分中、好ましくは2mol%以上、より好ましくは3mol%以上、更に好ましくは5mol%以上であり、そして、好ましくは20mol%以下、より好ましくは15mol%以下、更に好ましくは10mol%以下である。
As linear or branched aliphatic dicarboxylic acid compounds, succinic acid substituted with an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or their anhydrides, are preferred.
If a linear or branched aliphatic dicarboxylic acid compound is included, its amount is preferably 2 mol% or more, more preferably 3 mol% or more, even more preferably 5 mol% or more, and preferably 20 mol% or less, more preferably 15 mol% or less, and even more preferably 10 mol% or less, of the carboxylic acid component.
3価以上の多価カルボン酸化合物としては、トリメリット酸又はその無水物が好ましい。
3価以上の多価カルボン酸化合物を含む場合、3価以上の多価カルボン酸化合物の量は、カルボン酸成分中、好ましくは5mol%以上、より好ましくは10mol%以上、更に好ましくは15mol%以上であり、そして、好ましくは40mol%以下、より好ましくは35mol%以下、更に好ましくは30mol%以下である。
As the polycarboxylic acid compound with a valency of 3 or higher, trimellitic acid or its anhydride is preferred.
When a trivalent or higher polycarboxylic acid compound is included, the amount of the trivalent or higher polycarboxylic acid compound is preferably 5 mol% or more, more preferably 10 mol% or more, even more preferably 15 mol% or more, and preferably 40 mol% or less, more preferably 35 mol% or less, and even more preferably 30 mol% or less, in the carboxylic acid component.
アルコール成分のヒドロキシ基に対するカルボン酸成分のカルボキシ基の比(COOH基/OH基)は、好ましくは0.7以上、より好ましくは0.8以上であり、そして、好ましくは1.3以下、より好ましくは1.2以下である。 The ratio of carboxyl groups of the carboxylic acid component to hydroxyl groups of the alcohol component (COOH group/OH group) is preferably 0.7 or higher, more preferably 0.8 or higher, and preferably 1.3 or lower, more preferably 1.2 or lower.
樹脂(B1)がポリエステル樹脂セグメントと付加重合樹脂セグメントを有する複合樹脂である場合、付加重合セグメントは、例えば、スチレン系化合物を含む原料モノマーの付加重合物である。複合樹脂については、特開2021-026129号公報が参照される。 When resin (B1) is a composite resin having a polyester resin segment and an addition polymerization resin segment, the addition polymerization segment is, for example, an addition polymerization product of raw material monomers containing a styrene-based compound. For details on composite resins, see Japanese Patent Publication No. 2021-026129.
非晶性樹脂(B)が非晶性ポリエステル樹脂である場合、例えば、アルコール成分及びカルボン酸成分を重縮合させる工程で製造してもよい。 If the amorphous resin (B) is an amorphous polyester resin, it may be manufactured, for example, by a process involving the polycondensation of an alcohol component and a carboxylic acid component.
重縮合させる工程では、必要に応じて、ジ(2-エチルヘキサン酸)錫(II)、酸化ジブチル錫、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)等のエステル化触媒をアルコール成分とカルボン酸成分との総量100質量部に対し0.01質量部以上5質量部以下;没食子酸(3,4,5-トリヒドロキシ安息香酸と同じ。)等のエステル化助触媒をアルコール成分とカルボン酸成分との総量100質量部に対し0.001質量部以上0.5質量部以下用いて重縮合してもよい。
また、重縮合にフマル酸等の不飽和結合を有するモノマーを使用する際には、必要に応じてアルコール成分とカルボン酸成分との総量100質量部に対して、好ましくは0.001質量部以上0.5質量部以下のラジカル重合禁止剤を用いてもよい。ラジカル重合禁止剤としては、例えば、4-tert-ブチルカテコールが挙げられる。
重縮合反応の温度は、好ましくは120℃以上、より好ましくは160℃以上、更に好ましくは180℃以上であり、そして、好ましくは250℃以下、より好ましくは240℃以下である。なお、重縮合は、不活性ガス雰囲気中にて行ってもよい。
In the polycondensation step, if necessary, an esterification catalyst such as di(2-ethylhexanoate)tin(II), dibutyltin oxide, or titanium diisopropoxybis(triethanolamine) may be used in an amount of 0.01 parts by mass to 5 parts by mass per 100 parts by mass of the total amount of the alcohol component and the carboxylic acid component; and an esterification co-catalyst such as gallic acid (same as 3,4,5-trihydroxybenzoic acid) may be used in an amount of 0.001 parts by mass to 0.5 parts by mass per 100 parts by mass of the total amount of the alcohol component and the carboxylic acid component for polycondensation.
Furthermore, when using monomers having unsaturated bonds, such as fumaric acid, in polycondensation, a radical polymerization inhibitor may be used, preferably in an amount of 0.001 parts by mass or more and 0.5 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the total amount of the alcohol component and the carboxylic acid component. An example of a radical polymerization inhibitor is 4-tert-butylcatechol.
The temperature of the polycondensation reaction is preferably 120°C or higher, more preferably 160°C or higher, even more preferably 180°C or higher, and preferably 250°C or lower, more preferably 240°C or lower. The polycondensation may be carried out in an inert gas atmosphere.
(樹脂(B)の物性)
樹脂(B)のアルコール成分とカルボン酸成分から算出されるFedors法による溶解度パラメータ(SP値)(SPB)は、低温定着性及び画像耐熱性に優れるトナーを与えるトナー用結着樹脂組成物を得る観点から、好ましくは11.0(cal/cm3)1/2以下であり、そして、好ましくは9.8(cal/cm3)1/2以上、より好ましくは10.0(cal/cm3)1/2以上、更に好ましくは10.2(cal/cm3)1/2以上である。
(Physical properties of resin (B))
The solubility parameter (SP value) (SP B ) calculated by the Fedors method from the alcohol and carboxylic acid components of resin (B) is preferably 11.0 (cal/ cm³ ) 1/2 or less, more preferably 9.8 (cal/ cm³ ) 1/2 or more, more preferably 10.0 (cal/cm³) 1/2 or more, and even more preferably 10.2 (cal/cm³) 1/2 or more .
樹脂(B)の酸価は、好ましくは0.1mgKOH/g以上、より好ましくは0.5mgKOH/g以上、更に好ましくは1mgKOH/g以上であり、そして、好ましくは40mgKOH/g以下、より好ましくは30mgKOH/g以下、更に好ましくは20mgKOH/g以下である。
樹脂(B)の水酸基価は、好ましくは0.1mgKOH/g以上、より好ましくは10mgKOH/g以上、更に好ましくは20mgKOH/g以上であり、そして、好ましくは70mgKOH/g以下、より好ましくは60mgKOH/g以下、更に好ましくは50mgKOH/g以下である。
The acid value of resin (B) is preferably 0.1 mg KOH/g or more, more preferably 0.5 mg KOH/g or more, even more preferably 1 mg KOH/g or more, and preferably 40 mg KOH/g or less, more preferably 30 mg KOH/g or less, and even more preferably 20 mg KOH/g or less.
The hydroxyl value of resin (B) is preferably 0.1 mg KOH/g or more, more preferably 10 mg KOH/g or more, even more preferably 20 mg KOH/g or more, and preferably 70 mg KOH/g or less, more preferably 60 mg KOH/g or less, and even more preferably 50 mg KOH/g or less.
樹脂(B)の軟化点は、好ましくは70℃以上、より好ましくは90℃以上、更に好ましくは100℃以上であり、そして、低温定着性をより向上させる観点から、好ましくは160℃以下、より好ましくは150℃以下、更に好ましくは145℃以下である。
樹脂(B)のガラス転移温度は、好ましくは40℃以上、より好ましくは50℃以上、更に好ましくは55℃以上であり、そして、低温定着性をより向上させる観点から、好ましくは80℃以下、より好ましくは75℃以下、更に好ましくは70℃以下である。
The softening point of resin (B) is preferably 70°C or higher, more preferably 90°C or higher, and even more preferably 100°C or higher. Furthermore, from the viewpoint of further improving low-temperature fixability, it is preferably 160°C or lower, more preferably 150°C or lower, and even more preferably 145°C or lower.
The glass transition temperature of resin (B) is preferably 40°C or higher, more preferably 50°C or higher, and even more preferably 55°C or higher. From the viewpoint of further improving low-temperature fixation, it is preferably 80°C or lower, more preferably 75°C or lower, and even more preferably 70°C or lower.
樹脂(B)の溶解度パラメータ、酸価、水酸基価、軟化点、及びガラス転移温度は、原料モノマーの種類及びその使用量、並びに反応温度、反応時間、冷却速度等の製造条件により適宜調整することができ、また、それらの値は、実施例に記載の方法により求められる。
なお、樹脂(B)を2種以上組み合わせて使用する場合は、それらの混合物として得られた溶解度パラメータ、酸価、水酸基価、軟化点、及びガラス転移温度の値がそれぞれ前述の範囲内であることが好ましい。
The solubility parameters, acid value, hydroxyl value, softening point, and glass transition temperature of resin (B) can be appropriately adjusted depending on the type and amount of raw material monomer used, as well as manufacturing conditions such as reaction temperature, reaction time, and cooling rate. These values can be determined by the method described in the examples.
Furthermore, when using two or more types of resin (B) in combination, it is preferable that the solubility parameter, acid value, hydroxyl value, softening point, and glass transition temperature obtained from the mixture thereof are all within the aforementioned ranges.
本発明のトナー用結着樹脂組成物において、樹脂(B)を含有する場合、樹脂(A)に対する樹脂(B)の質量比(樹脂(B)/樹脂(A))は、低温定着性及び画像耐熱性に優れるトナーを与えるトナー用結着樹脂組成物を得る観点から、好ましくは10/90以上、より好ましくは15/85以上、更に好ましくは30/70以上であり、そして、好ましくは90/10以下、より好ましくは70/30以下、更に好ましくは60/40以下、更に好ましくは50/50以下である。 In the toner binder resin composition of the present invention, when resin (B) is included, the mass ratio of resin (B) to resin (A) (resin (B) / resin (A)) is preferably 10/90 or more, more preferably 15/85 or more, even more preferably 30/70 or more, and preferably 90/10 or less, more preferably 70/30 or less, even more preferably 60/40 or less, and even more preferably 50/50 or less.
〔結晶性樹脂(C)〕
本発明のトナー用結着樹脂組成物が含む結晶性樹脂(C)(以下、単に「樹脂(C)」ともいう)としては、アルコール成分とカルボン酸成分との重縮合物である結晶性ポリエステル樹脂(C1)(以下、「樹脂(C1)」ともいう)が好ましい。結晶性樹脂(C)は、トナーの低温定着性を向上する観点から、酸基を有することが好ましい。
[Crystalline resin (C)]
The crystalline resin (C) contained in the toner binder resin composition of the present invention (hereinafter also simply referred to as "resin (C)") is preferably a crystalline polyester resin (C1) (hereinafter also referred to as "resin (C1)") which is a polycondensate of an alcohol component and a carboxylic acid component. From the viewpoint of improving the low-temperature fixability of the toner, the crystalline resin (C) preferably has acidic groups.
<アルコール成分>
アルコール成分としては、脂肪族ジオールを含み、脂肪族ジオールとしては、α,ω-脂肪族ジオールが好ましい。
脂肪族ジオールの炭素数は、好ましくは2以上、より好ましくは4以上、更に好ましくは6以上であり、そして、好ましくは16以下、より好ましくは14以下、更に好ましくは12以下である。
脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,13-トリデカンジオール、1,14-テトラデカンジオールなどのα,ω-脂肪族ジオール、1,2-プロパンジオール、ネオペンチルグリコールなどのα,ω-脂肪族ジオール以外の脂肪族ジオールが挙げられる。
これらの中でも、α,ω-脂肪族ジオールが好ましく、エチレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオールがより好ましく、1,12-ドデカンジオールが更に好ましい。
<Alcohol content>
The alcohol component includes an aliphatic diol, and an α,ω-aliphatic diol is preferred.
The number of carbon atoms in the aliphatic diol is preferably 2 or more, more preferably 4 or more, even more preferably 6 or more, and preferably 16 or less, more preferably 14 or less, and even more preferably 12 or less.
Examples of aliphatic diols include α,ω-aliphatic diols such as ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 1,11-undecanediol, 1,12-dodecanediol, 1,13-tridecanediol, and 1,14-tetradecanediol, as well as aliphatic diols other than α,ω-aliphatic diols such as 1,2-propanediol and neopentyl glycol.
Among these, α,ω-aliphatic diols are preferred, ethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, 1,10-decanediol, and 1,12-dodecanediol are more preferred, and 1,12-dodecanediol is even more preferred.
脂肪族ジオールの量は、アルコール成分中、好ましくは40mol%以上、より好ましくは45mol%以上、更に好ましくは50mol%以上であり、そして100mol%以下である。 The amount of aliphatic diol is preferably 40 mol% or more, more preferably 45 mol% or more, even more preferably 50 mol% or more, and 100 mol% or less, in the alcohol component.
アルコール成分は、脂肪族ジオールとは異なる他のアルコール成分を含有していてもよい。他のアルコール成分としては、例えば、ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物等の芳香族ジオールのアルキレンオキシド付加物;グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン等の3価以上のアルコール、ステアリルアルコール等の長鎖の1価のアルコールが挙げられる。これらのアルコール成分は、1種又は2種以上を用いてもよい。 The alcohol component may contain alcohol components other than aliphatic diols. Examples of other alcohol components include alkylene oxide adducts of aromatic diols such as alkylene oxide adducts of bisphenol A; trivalent or higher alcohols such as glycerin, pentaerythritol, and trimethylolpropane; and long-chain monovalent alcohols such as stearyl alcohol. One or more of these alcohol components may be used.
<カルボン酸成分>
カルボン酸成分として、脂肪族ジカルボン酸化合物を含有する。脂肪族ジカルボン酸化合物としては、直鎖脂肪族ジカルボン酸化合物が好ましい。
脂肪族ジカルボン酸化合物の炭素数は、好ましくは4以上であり、そして、好ましくは14以下、より好ましくは12以下である。
脂肪族ジカルボン酸化合物としては、例えば、フマル酸、セバシン酸、ドデカン二酸、テトラデカン二酸が好ましく挙げられる。これらの中でも、ドデカン二酸、セバシン酸がより好ましい。これらのカルボン酸成分は、1種又は2種以上を用いてもよい。
<Carboxylic acid components>
The carboxylic acid component contains an aliphatic dicarboxylic acid compound. A linear aliphatic dicarboxylic acid compound is preferred as the aliphatic dicarboxylic acid compound.
The number of carbon atoms in the aliphatic dicarboxylic acid compound is preferably 4 or more, preferably 14 or less, and more preferably 12 or less.
Examples of preferred aliphatic dicarboxylic acid compounds include fumaric acid, sebacic acid, dodecanediic acid, and tetradecanediic acid. Among these, dodecanediic acid and sebacic acid are more preferred. One or more of these carboxylic acid components may be used.
脂肪族ジカルボン酸化合物の量は、カルボン酸成分中、好ましくは80mol%以上、より好ましくは85mol%以上、更に好ましくは90mol%以上、更に好ましくは95mol%以上であり、そして、100mol%以下である。 The amount of aliphatic dicarboxylic acid compound is preferably 80 mol% or more, more preferably 85 mol% or more, even more preferably 90 mol% or more, and still more preferably 95 mol% or more, and 100 mol% or less, in the carboxylic acid component.
カルボン酸成分は、脂肪族ジカルボン酸化合物とは異なる他のカルボン酸成分を含有していてもよい。他のカルボン酸成分としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸化合物;3価以上の多価カルボン酸化合物、ステアリン酸等の長鎖の1価のカルボン酸が挙げられる。これらのカルボン酸成分は、1種又は2種以上を用いてもよい。 The carboxylic acid component may contain other carboxylic acid components different from aliphatic dicarboxylic acid compounds. Examples of other carboxylic acid components include aromatic dicarboxylic acid compounds such as terephthalic acid and isophthalic acid; polycarboxylic acid compounds with a valency of three or more; and long-chain monovalent carboxylic acids such as stearic acid. One or more of these carboxylic acid components may be used.
アルコール成分の水酸基に対するカルボン酸成分のカルボキシ基の当量比〔COOH基/OH基〕は、好ましくは0.7以上、より好ましくは0.8以上であり、そして、好ましくは1.5以下、より好ましくは1.4以下である。
(樹脂(C)の物性)
The equivalent ratio [COOH group/OH group] of the carboxyl group of the carboxylic acid component to the hydroxyl group of the alcohol component is preferably 0.7 or higher, more preferably 0.8 or higher, and preferably 1.5 or lower, more preferably 1.4 or lower.
(Physical properties of resin (C))
樹脂(C)のFedors法による溶解度パラメータ(SP値)(SPC)は、低温定着性及び画像耐熱性に優れるトナーを与えるトナー用結着樹脂組成物を得る観点から、9.6(cal/cm3)1/2以下である。そして、好ましくは8.9(cal/cm3)1/2以上、より好ましくは9.1(cal/cm3)1/2以上、更に好ましくは9.3(cal/cm3)1/2以上である。 The solubility parameter (SP value) (SP C ) of resin (C) obtained by the Fedors method is 9.6 (cal/ cm³ ) 1/2 or less, from the viewpoint of obtaining a toner binder resin composition that provides a toner with excellent low-temperature fixability and image heat resistance. Preferably it is 8.9 (cal/ cm³ ) 1/2 or more, more preferably 9.1 (cal/ cm³ ) 1/2 or more, and even more preferably 9.3 (cal/ cm³ ) 1/2 or more.
樹脂(C)の酸価は、トナーの低温定着性を向上する観点から、好ましくは1mgKOH/g以上、より好ましくは3mgKOH/g以上、更に好ましくは5mgKOH/g以上であり、そして、好ましくは40mgKOH/g以下、より好ましくは30mgKOH/g以下、更に好ましくは20mgKOH/g以下である。 The acid value of resin (C) is preferably 1 mg KOH/g or more, more preferably 3 mg KOH/g or more, even more preferably 5 mg KOH/g or more, and preferably 40 mg KOH/g or less, more preferably 30 mg KOH/g or less, and even more preferably 20 mg KOH/g or less, from the viewpoint of improving the low-temperature fixability of the toner.
樹脂(C)の軟化点は、好ましくは55℃以上、より好ましくは60℃以上、更に好ましくは65℃以上であり、そして、好ましくは110℃以下、より好ましくは100℃以下、更に好ましくは95℃以下である。
樹脂(C)の融点は、好ましくは50℃以上、より好ましくは60℃以上、更に好ましくは65℃以上であり、そして、低温定着性をより向上させる観点から、好ましくは100℃以下、より好ましくは95℃以下、更に好ましくは90℃以下である。
The softening point of resin (C) is preferably 55°C or higher, more preferably 60°C or higher, even more preferably 65°C or higher, and preferably 110°C or lower, more preferably 100°C or lower, and even more preferably 95°C or lower.
The melting point of resin (C) is preferably 50°C or higher, more preferably 60°C or higher, and even more preferably 65°C or higher. Furthermore, from the viewpoint of further improving low-temperature fixability, it is preferably 100°C or lower, more preferably 95°C or lower, and even more preferably 90°C or lower.
樹脂(C)の溶解度パラメータ(SPC)、酸価、軟化点、及び融点は、原料モノマーの種類及びその使用量、並びに反応温度、反応時間、冷却速度等の製造条件により適宜調整することができ、後述の実施例に記載の方法により求められる。なお、樹脂(C)を2種以上組み合わせて使用する場合は、それらの混合物として得られた樹脂(C)の溶解度パラメータ(SPC)、酸価、軟化点、及び融点がそれぞれ前記範囲内であることが好ましい。 The solubility parameters (SP C ), acid value, softening point, and melting point of resin (C) can be appropriately adjusted depending on the type and amount of raw material monomer used, as well as manufacturing conditions such as reaction temperature, reaction time, and cooling rate, and can be determined by the method described in the examples below. When two or more types of resin (C) are used in combination, it is preferable that the solubility parameters (SP C ), acid value, softening point, and melting point of the resin (C) obtained as a mixture thereof are within the aforementioned ranges.
樹脂(A)に対する樹脂(C)の質量比(樹脂(C)/樹脂(A))は、好ましくは1/99以上、より好ましくは5/95以上、更に好ましくは10/90以上であり、そして、好ましくは50/50以下、より好ましくは30/70以下、更に好ましくは20/80以下である。
また樹脂(A)と樹脂(B)の質量の合計に対する樹脂(C)の質量比(樹脂(C)/樹脂(A)+樹脂(B))は、好ましくは1/99以上、より好ましくは3/97以上、更に好ましくは5/95以上であり、そして、好ましくは50/50以下、より好ましくは40/60以下、更に好ましくは30/70以下である。
The mass ratio of resin (C) to resin (A) (resin (C) / resin (A)) is preferably 1/99 or more, more preferably 5/95 or more, even more preferably 10/90 or more, and preferably 50/50 or less, more preferably 30/70 or less, and even more preferably 20/80 or less.
Furthermore, the mass ratio of resin (C) to the total mass of resin (A) and resin (B) (resin (C) / resin (A) + resin (B)) is preferably 1/99 or more, more preferably 3/97 or more, even more preferably 5/95 or more, and preferably 50/50 or less, more preferably 40/60 or less, and even more preferably 30/70 or less.
[静電荷像現像用トナー]
本発明の一実施態様に係る静電荷像現像用トナー(以下、単に「トナー」ともいう)は結着樹脂を含有する静電荷像現像用トナーであって、結着樹脂が上述した本発明のトナー用結着樹脂組成物を含有する。
本発明によれば、低温定着性及び画像耐熱性に優れるトナーを与える静電荷像現像用トナーを提供することができる。
静電荷像現像用トナーは、少なくとも上記の結着樹脂を含有し、これに加え、着色剤、離型剤、荷電制御剤等の他の成分を含有していてもよい。また、静電荷像現像用トナーは、トナー母粒子(以下、「トナー粒子」ともいう)と、該トナー母粒子に外添された外添剤とを含むことが好ましい。
[Toner for developing electrostatic images]
An electrostatic image developing toner according to one embodiment of the present invention (hereinafter also simply referred to as "toner") is an electrostatic image developing toner containing a binder resin, wherein the binder resin contains the toner binder resin composition of the present invention described above.
According to the present invention, it is possible to provide a toner for electrostatic image development that provides excellent low-temperature fixing properties and image heat resistance.
The toner for developing electrostatic images contains at least the above-mentioned binder resin, and may also contain other components such as colorants, release agents, and charge control agents. Preferably, the toner for developing electrostatic images contains toner matrix particles (hereinafter also referred to as "toner particles") and external additives added to the toner matrix particles.
<着色剤>
着色剤としては、トナー用着色剤として用いられている染料、顔料等のすべてを使用することができ、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、パーマネントブラウンFG、ブリリアントファーストスカーレット、ピグメントグリーンB、ローダミン-Bベース、ソルベントレッド49、ソルベントレッド146、ソルベントブルー35、キナクリドン、カーミン6B、ジスアゾエロー等が用いることができ、本発明のトナーは、黒トナー、その他のカラートナーのいずれであってもよい。
<Coloring agents>
As a coloring agent, all dyes, pigments, etc. used as coloring agents for toners can be used, including carbon black, phthalocyanine blue, permanent brown FG, brilliant first scarlet, pigment green B, rhodamine-B base, solvent red 49, solvent red 146, solvent blue 35, quinacridone, carmine 6B, disazo yellow, etc., and the toner of the present invention may be either a black toner or any other color toner.
着色剤の含有量は、トナーの画像濃度を向上させる観点から、結着樹脂の総量100質量部に対して、好ましくは0.3質量部以上、より好ましくは1質量部以上であり、そして、好ましくは20質量部以下、より好ましくは10質量部以下である。
また、着色剤の含有量は、トナーの画像濃度を向上させる観点から、トナー粒子に対して、好ましくは0.3質量%以上、より好ましくは1質量%以上であり、そして、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下である。
From the viewpoint of improving the image density of the toner, the amount of colorant is preferably 0.3 parts by mass or more, more preferably 1 part by mass or more, and preferably 20 parts by mass or less, and more preferably 10 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the total amount of binder resin.
Furthermore, from the viewpoint of improving the image density of the toner, the colorant content is preferably 0.3% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, and preferably 20% by mass or less, and more preferably 10% by mass or less, relative to the toner particles.
<離型剤>
離型剤としては、例えば、炭化水素ワックス、エステルワックス、シリコーンワックス、脂肪酸アミドワックスが挙げられる。
<Release agent>
Examples of release agents include hydrocarbon waxes, ester waxes, silicone waxes, and fatty acid amide waxes.
離型剤の融点は、好ましくは60℃以上、より好ましくは70℃以上であり、そして、好ましくは160℃以下、より好ましくは150℃以下、更に好ましくは140℃以下である。
なお、離型剤を2種以上組み合わせて使用する場合は、それぞれの離型剤の融点が、前述の範囲内であることが好ましい。
The melting point of the release agent is preferably 60°C or higher, more preferably 70°C or higher, and more preferably 160°C or lower, more preferably 150°C or lower, and even more preferably 140°C or lower.
Furthermore, when using two or more release agents in combination, it is preferable that the melting points of each release agent are within the aforementioned range.
離型剤の含有量は、結着樹脂の総量100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1.0質量部以上、更に好ましくは1.5質量部以上であり、そして、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下、更に好ましくは3質量部以下である。 The release agent content is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1.0 part by mass or more, even more preferably 1.5 parts by mass or more, and preferably 10 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less, and even more preferably 3 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the total amount of binder resin.
<荷電制御剤>
荷電制御剤は、正帯電性荷電制御剤、負帯電性荷電制御剤のいずれを含有していてもよい。
正帯電性荷電制御剤としては、ニグロシン染料、例えば「ニグロシンベースEX」、「オイルブラックBS」、「オイルブラックSO」、「ボントロンN-01」、「ボントロンN-04」、「ボントロンN-07」、「ボントロンN-09」、「ボントロンN-11」、「ボントロンN-79」(以上、オリヱント化学工業株式会社製)等;3級アミンを側鎖として含有するトリフェニルメタン系染料、4級アンモニウム塩化合物、例えば「ボントロンP-51」(オリヱント化学工業株式会社製)、セチルトリメチルアンモニウムブロミド、「COPY CHARGE PX VP435」(クラリアント社製)等;ポリアミン樹脂、例えば「AFP-B」(オリヱント化学工業株式会社製)等;イミダゾール誘導体、例えば「PLZ-2001」、「PLZ-8001」(以上、四国化成工業株式会社製)等;スチレン-アクリル系樹脂、例えば「FCA-701PT」(藤倉化成株式会社製)等が挙げられる。
<Charge Control Agent>
The charge control agent may contain either a positively charged charge control agent or a negatively charged charge control agent.
Positively charged charge control agents include nigrosine dyes, such as "Nigrosine Base EX,""Oil Black BS,""Oil Black SO,""BontronN-01,""BontronN-04,""BontronN-07,""BontronN-09,""BontronN-11," and "Bontron N-79" (all manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.); triphenylmethane-based dyes containing tertiary amines as side chains; quaternary ammonium salt compounds, such as "Bontron P-51" (manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.), cetyltrimethylammonium bromide, and "COPY CHARGE PX." Examples include VP435 (manufactured by Clariant), polyamine resins such as AFP-B (manufactured by Orient Chemical Industries, Ltd.), imidazole derivatives such as PLZ-2001 and PLZ-8001 (both manufactured by Shikoku Chemicals, Ltd.), and styrene-acrylic resins such as FCA-701PT (manufactured by Fujikura Chemicals, Ltd.).
負帯電性荷電制御剤としては、含金属アゾ染料、例えば「バリファーストブラック3804」、「ボントロンS-31」、「ボントロンS-32」、「ボントロンS-34」、「ボントロンS-36」(以上、オリヱント化学工業株式会社製)、「アイゼンスピロンブラックTRH」、「T-77」(保土谷化学工業株式会社製)等;ベンジル酸化合物の金属化合物、例えば、「LR-147」、「LR-297」(以上、日本カーリット株式会社製)等;サリチル酸化合物の金属化合物、例えば、「ボントロンE-81」、「ボントロンE-84」、「ボントロンE-88」、「ボントロンE-304」(以上、オリヱント化学工業株式会社製)、「TN-105」(保土谷化学工業株式会社製)等;銅フタロシアニン染料;4級アンモニウム塩、例えば「COPY CHARGE NX VP434」(クラリアント社製)、ニトロイミダゾール誘導体等;有機金属化合物等が挙げられる。
使用する荷電制御剤は、トナーを使用する印刷機の特性及び着色剤の種類等に応じて、適宜選択すればよい。
Examples of negatively charged charge control agents include metal-containing azo dyes, such as "Barifast Black 3804,""BontronS-31,""BontronS-32,""BontronS-34," and "Bontron S-36" (all manufactured by Orient Chemical Industries, Ltd.), "Eisenspiron Black TRH," and "T-77" (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.); metal compounds of benzyl acid compounds, such as "LR-147" and "LR-297" (both manufactured by Nippon Carlit Co., Ltd.); metal compounds of salicylic acid compounds, such as "Bontron E-81,""BontronE-84,""BontronE-88," and "Bontron E-304" (all manufactured by Orient Chemical Industries, Ltd.), and "TN-105" (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.); copper phthalocyanine dyes; quaternary ammonium salts, such as "COPY CHARGE NX VP434" (manufactured by Clariant), nitroimidazole derivatives, etc.; and organometallic compounds.
The charge control agent to be used should be selected appropriately according to the characteristics of the printing press using toner and the type of colorant used.
荷電制御剤の含有量は、結着樹脂の総量100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.2質量部以上、更に好ましくは0.5質量部以上であり、そして、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下、更に好ましくは3質量部以下である。 The charge control agent content is preferably 0.01 parts by mass or more, more preferably 0.2 parts by mass or more, even more preferably 0.5 parts by mass or more, and preferably 10 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less, and even more preferably 3 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the total amount of binder resin.
[トナーの製造方法]
トナーは、溶融混練法、乳化転相法、重合法、乳化凝集法等の公知のいずれの方法により得られたトナーであってもよいが、生産性等の観点から、溶融混練法による粉砕トナーが好ましい。
溶融混練法による粉砕トナーの場合、例えば、樹脂(A)及び樹脂(C)、並びに必要に応じて樹脂(B)、着色剤、離型剤、及び荷電制御剤等の原料をヘンシェルミキサー等の混合機で均一に混合した後、密閉式ニーダー、1軸又は2軸の押出機、オープンロール型混練機等で溶融混練し、冷却、粉砕、分級して製造することができる。
トナーの製造方法は、好ましくは、樹脂(A)及び樹脂(C)、並びに必要に応じて樹脂(B)等を含有する混合物を80℃以上200℃以下の範囲内の温度で溶融混練する工程を含む。溶融混練温度は、好ましくは80℃以上、より好ましくは90℃以上であり、そして、好ましくは200℃以下、より好ましくは180℃以下である。
トナーの製造方法は、好ましくは、溶融混練により得られた混合物を、粉砕及び分級しトナー粒子を得る工程を含む。当該粉砕及び分級は、公知の方法により行うことができる。
[Toner manufacturing method]
The toner may be obtained by any known method such as the melt-kneading method, the emulsification-phase inversion method, the polymerization method, or the emulsification-coagulation method, but from the viewpoint of productivity, pulverized toner obtained by the melt-kneading method is preferred.
In the case of pulverized toner produced by the melt-kneading method, for example, raw materials such as resin (A) and resin (C), and optionally resin (B), colorants, release agents, and charge control agents, can be uniformly mixed in a mixer such as a Henschel mixer, then melt-kneaded in a closed-type kneader, a single-screw or twin-screw extruder, an open-roll type kneader, etc., followed by cooling, pulverization, and classification.
The method for producing toner preferably includes a step of melting and kneading a mixture containing resin (A) and resin (C), and optionally resin (B), etc., at a temperature in the range of 80°C to 200°C. The melting and kneading temperature is preferably 80°C or higher, more preferably 90°C or higher, and preferably 200°C or lower, more preferably 180°C or lower.
A method for producing toner preferably includes the step of grinding and classifying a mixture obtained by melt kneading to obtain toner particles. This grinding and classification can be carried out by known methods.
トナー粒子の体積中位粒径(D50)は、低温定着性及び画像耐熱性に優れる静電荷像現像用トナーを得る観点から、好ましくは2μm以上、より好ましくは3μm以上、更に好ましくは4μm以上であり、そして、耐ホットオフセット性の観点から、8μm以下であり、好ましくは7μm以下、より好ましくは6.8μm以下である。 The volume median particle size (D 50 ) of the toner particles is preferably 2 μm or larger, more preferably 3 μm or larger, and even more preferably 4 μm or larger, from the viewpoint of obtaining a toner for electrostatic image development that has excellent low-temperature fixing properties and image heat resistance, and is 8 μm or smaller, preferably 7 μm or smaller, and more preferably 6.8 μm or smaller, from the viewpoint of hot offset resistance.
トナーは、流動化剤等を外添剤としてトナー粒子表面に添加処理されていることが好ましい。
外添剤としては、例えば、疎水性シリカ、酸化チタン微粒子、アルミナ微粒子、酸化セリウム微粒子、カーボンブラック等の無機材料微粒子、及びポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、シリコーン樹脂等のポリマー微粒子が挙げられる。これらの中でも、疎水性シリカが好ましい。
外添剤を用いる場合、外添剤の添加量は、トナー粒子100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上であり、そして、好ましくは5質量部以下、より好ましくは4質量部以下、更に好ましくは3質量部以下である。
It is preferable that the toner is treated by adding fluidizing agents or the like as external additives to the surface of the toner particles.
Examples of external additives include inorganic material nanoparticles such as hydrophobic silica, titanium dioxide nanoparticles, alumina nanoparticles, cerium oxide nanoparticles, and carbon black, as well as polymer nanoparticles such as polycarbonate, polymethyl methacrylate, and silicone resin. Among these, hydrophobic silica is preferred.
When using external additives, the amount of external additive added is preferably 0.5 parts by mass or more, preferably 5 parts by mass or less, more preferably 4 parts by mass or less, and even more preferably 3 parts by mass or less, per 100 parts by mass of toner particles.
トナーは、例えば、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等において形成される潜像の現像に用いられる。トナーは、一成分系現像剤として、又はキャリアと混合して二成分系現像剤として使用することができる。 Toner is used, for example, in developing latent images formed in electrophotography, electrostatic recording, and electrostatic printing. Toner can be used as a one-component developer or, when mixed with a carrier, as a two-component developer.
以下に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定されるものではない。樹脂等の物性は、以下の方法により測定した。
なお、「アルキレンオキシド(X)」等の標記において、かっこ内の数値Xは、アルキレンオキシドの平均付加モル数を意味する。
The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited in any way by these examples. The physical properties of the resin and the like were measured by the following methods.
In notations such as "alkylene oxide (X)," the number X in parentheses represents the average number of moles of alkylene oxide added.
[測定方法]
〔樹脂の酸価及び水酸基価〕
樹脂の酸価及び水酸基価は、JIS K0070:1992の方法に基づき測定した。ただし、測定溶媒のみJIS K0070:1992規定のエタノールとエーテルの混合溶媒から、非晶性樹脂の場合はアセトンとトルエンの混合溶媒〔アセトン:トルエン=1:1(容量比)〕に、結晶性樹脂の場合はクロロホルムに変更した。
[Measurement method]
[Acid value and hydroxyl value of resins]
The acid value and hydroxyl value of the resins were measured according to the method of JIS K0070:1992. However, the measurement solvent was changed from the ethanol and ether mixture specified in JIS K0070:1992 to an acetone and toluene mixture [acetone:toluene = 1:1 (volume ratio)] for amorphous resins, and to chloroform for crystalline resins.
〔変性シリコーンのアミン価〕
変性シリコーンの全アミン価は、ASTM D2073の方法に基づき測定した。ただし、測定溶媒のみASTM D2073規定のエタノールから、トルエンに変更した。
[Amine value of modified silicone]
The total amine value of the modified silicone was measured according to the ASTM D2073 method. However, the measurement solvent was changed from ethanol to toluene as specified in ASTM D2073.
〔樹脂の数平均分子量及び重量平均分子量〕
以下の方法により得られる、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により分子量分布を測定し、数平均分子量及び重量平均分子量を求めた。
(1)試料溶液の調製
濃度が0.5g/100mLになるように、試料を、テトラヒドロフラン(非晶性樹脂の場合)又はクロロホルム(結晶性樹脂の場合)に、25℃で溶解させた。次いで、この溶液をポアサイズ0.2μmのフッ素樹脂フィルター「DISMIC-25JP」(ADVANTEC製)を用いて濾過して不溶解分を除き、試料溶液とした。
(2)分子量測定
下記の測定装置と分析カラムを用い、溶離液としてテトラヒドロフラン(非晶性樹脂)又はクロロホルム(結晶性樹脂)を、毎分1mLの流速で流し、40℃の恒温槽中でカラムを安定させた。そこに試料溶液100μLを注入して測定を行った。試料の分子量は、あらかじめ作成した検量線に基づき算出した。このときの検量線には、数種類の単分散ポリスチレン「A-500」(5.0×102)、「A-1000」(1.01×103)、「A-2500」(2.63×103)、「A-5000」(5.97×103)、「F-1」(1.02×103)、「F-2」(1.81×104)、「F-4」(3.97×104)、「F-10」(9.64×104)、「F-20」(1.90×105)、「F-40」(4.27×105)、「F-80」(7.06×105)、「F-128」(1.09×106)(以上、東ソー株式会社製)を標準試料として作成したものを用いた。
測定装置:「HLC-8220CPC」(東ソー株式会社製)
分析カラム:「GMHXL」+「G3000HXL」(東ソー株式会社製)
[Number-average molecular weight and weight-average molecular weight of resins]
The molecular weight distribution was measured by gel permeation chromatography (GPC), obtained using the following method, and the number-average molecular weight and weight-average molecular weight were determined.
(1) Preparation of sample solution The sample was dissolved in tetrahydrofuran (in the case of amorphous resin) or chloroform (in the case of crystalline resin) at 25°C to a concentration of 0.5 g/100 mL. Then, this solution was filtered using a fluoropolymer filter "DISMIC-25JP" (manufactured by ADVANTEC) with a pore size of 0.2 μm to remove undissolved material and obtain the sample solution.
(2) Molecular weight measurement Using the following measuring apparatus and analytical column, tetrahydrofuran (amorphous resin) or chloroform (crystalline resin) was flowed as the eluent at a flow rate of 1 mL per minute, and the column was stabilized in a constant temperature bath at 40°C. 100 μL of the sample solution was injected into the column and the measurement was performed. The molecular weight of the sample was calculated based on a calibration curve prepared in advance. The calibration curve used in this study was prepared using several types of monodisperse polystyrene as standard samples: "A-500" (5.0 × 10² ), "A-1000" (1.01 × 10³ ), "A-2500" (2.63 × 10³ ), "A-5000" (5.97 × 10³ ), "F-1" (1.02 × 10³ ), "F-2" (1.81 × 10⁴ ), "F-4" (3.97 × 10⁴ ), "F-10" (9.64 × 10⁴ ), "F-20" (1.90 × 10⁵ ), "F-40" (4.27 × 10⁵ ), "F-80" (7.06 × 10⁵ ), and "F-128" (1.09 × 10⁶ ) (all manufactured by Tosoh Corporation).
Measuring device: "HLC-8220CPC" (manufactured by Tosoh Corporation)
Analysis columns: "GMHXL" + "G3000HXL" (manufactured by Tosoh Corporation)
〔樹脂の軟化点〕
フローテスター「CFT-500D」(株式会社島津製作所製)を用い、1gの試料を昇温速度6℃/分で加熱しながら、プランジャーにより1.96MPaの荷重を与え、直径1mm、長さ1mmのノズルから押し出しした。温度に対し、フローテスターのプランジャー降下量をプロットし、試料の半量が流出した温度を軟化点とした。
[Softening point of resin]
Using a flow tester "CFT-500D" (manufactured by Shimadzu Corporation), 1 g of sample was heated at a heating rate of 6°C/min while a load of 1.96 MPa was applied by a plunger and extruded from a nozzle with a diameter of 1 mm and a length of 1 mm. The amount of plunger descent of the flow tester was plotted against temperature, and the temperature at which half of the sample flowed out was defined as the softening point.
〔非晶性樹脂のガラス転移温度〕
示差走査熱量計「Q-20」(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製)を用いて、試料0.01~0.02gをアルミパンに計量し、200℃まで昇温し、その温度から降温速度10℃/minで0℃まで冷却した。次に試料を昇温速度10℃/minで昇温し、吸熱の最高ピーク温度以下のベースラインの延長線とピークの立ち上がり部分からピークの頂点までの最大傾斜を示す接線との交点の温度をガラス転移温度とした。
[Glass transition temperature of amorphous resins]
Using a differential scanning calorimeter "Q-20" (manufactured by T.A. Instruments Japan Co., Ltd.), 0.01 to 0.02 g of the sample was weighed into an aluminum pan, heated to 200°C, and then cooled to 0°C at a rate of 10°C/min. Next, the sample was heated at a rate of 10°C/min, and the temperature at the intersection of the extension of the baseline below the highest endothermic peak temperature and the tangent line showing the maximum slope from the rise of the peak to the peak apex was defined as the glass transition temperature.
〔結晶性樹脂の融点〕
示差走査熱量計「Q-100」(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製)を用いて、試料0.01~0.02gをアルミパンに計量し、室温から降温速度10℃/minで-10℃まで冷却し、1分間温度を保持した。次に試料を昇温速度10℃/minで200℃まで昇温し、その温度から降温速度10℃/minで-30℃まで冷却した。次に試料を昇温速度10℃/minで昇温し、観測される吸熱ピークのうち、最も高温側にあるピーク温度を融点とした。
[Melting point of crystalline resins]
Using a differential scanning calorimeter "Q-100" (manufactured by T.A. Instruments Japan Co., Ltd.), 0.01 to 0.02 g of the sample was weighed into an aluminum pan and cooled from room temperature to -10°C at a rate of 10°C/min, holding the temperature for 1 minute. Next, the sample was heated to 200°C at a rate of 10°C/min, and then cooled from that temperature to -30°C at a rate of 10°C/min. Next, the sample was heated again at a rate of 10°C/min, and the peak temperature on the highest endothermic side of the observed endothermic peaks was defined as the melting point.
〔離型剤の融点〕
示差走査熱量計「Q-100」(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製)を用いて、試料0.02gをアルミパンに計量し、200℃まで昇温した後、200℃から降温速度10℃/分で0℃まで冷却した。次いで、試料を昇温速度10℃/分で昇温し、熱量を測定した。得られた吸熱の最大ピーク温度を融点とした。
[Melting point of release agent]
Using a differential scanning calorimeter "Q-100" (manufactured by T.A. Instruments Japan Co., Ltd.), 0.02 g of the sample was weighed into an aluminum pan, heated to 200°C, and then cooled from 200°C to 0°C at a rate of 10°C/min. Next, the sample was heated again at a rate of 10°C/min, and the amount of heat was measured. The maximum peak temperature of the obtained endothermic reaction was defined as the melting point.
〔トナー粒子の体積中位粒径(D50)〕
トナー粒子の体積中位粒径(D50)は、次のとおり測定した。
・測定装置:「コールターマルチサイザー(登録商標)III」(ベックマン・コールター株式会社製)
・アパチャー径:50μm
・解析ソフト:「コールターマルチサイザー(登録商標)IIIバージョン 3.51」(ベックマン・コールター株式会社製)
・電解液:「アイソトン(登録商標)II」(ベックマン・コールター株式会社製)
・分散液:「エマルゲン(登録商標)109P」〔ポリオキシエチレンラウリルエーテル、花王株式会社製、HLB(Hydrophile-Lipophile Balance、グリフィン法)=13.6〕を前記電解液に溶解させ、濃度5質量%の分散液を得た。
・分散条件:前記分散液5mLに測定試料10mgを添加し、超音波分散機にて1分間分散させ、その後、電解液25mLを添加し、更に、超音波分散機にて1分間分散させて、試料分散液を調製した。
・測定条件:ビーカー内で、前記試料分散液を、前記電解液100mLに加えることにより、3万個の粒子の粒径を20秒間で測定できる濃度に調整した後、3万個の粒子を測定し、得られた粒度分布から体積中位粒径(D50)を求めた。
[Medium volume particle size of toner particles (D 50 )]
The median volume particle size (D 50 ) of the toner particles was measured as follows:
• Measuring device: "Coulter Multisizer (registered trademark) III" (manufactured by Beckman Coulter, Inc.)
Aperture diameter: 50 μm
• Analysis software: "Coulter Multisizer (registered trademark) III version 3.51" (manufactured by Beckman Coulter, Inc.)
• Electrolyte: "Isoton (registered trademark) II" (manufactured by Beckman Coulter, Inc.)
- Dispersion: "Emulgen (registered trademark) 109P" [polyoxyethylene lauryl ether, manufactured by Kao Corporation, HLB (Hydrophile-Lipophile Balance, Griffin method) = 13.6] was dissolved in the electrolyte to obtain a dispersion with a concentration of 5% by mass.
Dispersion conditions: 10 mg of the sample was added to 5 mL of the dispersion, dispersed for 1 minute using an ultrasonic disperser, then 25 mL of electrolyte was added, and dispersed again for 1 minute using an ultrasonic disperser to prepare the sample dispersion.
Measurement conditions: The sample dispersion was added to 100 mL of the electrolyte in a beaker to adjust the concentration to one that could measure the particle size of 30,000 particles in 20 seconds. The 30,000 particles were then measured, and the median volume particle size (D 50 ) was determined from the resulting particle size distribution.
[トナー評価]
〔最低定着温度〕
複写機「AR-505」(シャープ株式会社製)の定着機を装置外での定着が可能なように改良した装置にトナーを実装し、未定着の状態で印刷物を得た(印刷面積:2cm×12cm、付着量:0.5mg/cm2)。その後、総定着圧が30kgfになるように調整した定着機(定着速度300mm/sec)を用い、定着ロールの温度を100℃から240℃へと5℃ずつ順次上昇させながら、各温度で未定着状態の印刷物の定着試験を行った。得られた印刷物の画像部分にセロハン粘着テープ「ユニセフセロハン」(三菱鉛筆株式会社製、幅:18mm、JIS Z 1522)を貼り付け、30℃に設定した定着ローラーに通過させた後、テープを剥がした。なお、印刷に用いた紙には、「CopyBond SF-70NA」(シャープ株式会社製、75g/m2)を使用した。
テープを貼る前と剥がした後の光学反射密度を反射濃度計「RD-915」(グレタグマクベス社製)を用いて測定し、両者の比率(剥離後/貼付前×100)が最初に90%を超える定着ローラーの温度を最低定着温度とした。最低定着温度が低いほど、低温定着性に優れる。
[Toner Evaluation]
[Minimum fixing temperature]
Toner was loaded into a modified fuser unit of a Sharp AR-505 copier, allowing for external fixing, and an unfixed printout was obtained (print area: 2 cm x 12 cm, adhesion amount: 0.5 mg/ cm² ). Subsequently, using a fuser unit adjusted to a total fixing pressure of 30 kgf (fixing speed 300 mm/sec), the fixing test of the unfixed printout was performed at each temperature while sequentially increasing the temperature of the fuser roll from 100°C to 240°C in 5°C increments. Cellophane adhesive tape "UNICEF Cellophane" (Mitsubishi Pencil Co., Ltd., width: 18 mm, JIS Z 1522) was attached to the image portion of the obtained printout, and after passing it through a fuser roller set to 30°C, the tape was removed. The paper used for printing was "CopyBond SF-70NA" (Sharp Corporation, 75 g/ m² ).
The optical reflectance density before and after applying the tape was measured using a reflectance densitometer "RD-915" (manufactured by Gretag Macbeth). The minimum fixing temperature was defined as the temperature of the fixing roller at which the ratio of the two (after removal / before application × 100) first exceeded 90%. A lower minimum fixing temperature indicates better low-temperature fixing performance.
〔画像耐熱性〕
複写機「AR-505」(シャープ株式会社製)の定着機を装置外での定着が可能なように改良した装置にトナーを実装し、未定着の状態で印刷物を得た(印刷面積:2cm×12cm、付着量:0.5mg/cm2)。その後、総定着圧が30kgfになるように調整した定着機(定着速度300mm/sec)を用い、定着ロールの温度を140℃に設定し未定着状態の印刷物の定着を行った。なお、印刷に用いた紙には、「CopyBond SF-70NA」(シャープ株式会社製、75g/m2)を使用した。
該定着画像同士を重ね合わせて、100g/cm2の加重下、60℃温度下、湿度50%の条件下にて、1日間放置し、1日後に引き剥がしたときのドキュメントオフセットの有無を目視で確認した。得られた結果を下記基準で評価した。
A:ドキュメントオフセットが確認できない。
B:定着画像の剥がれは確認できないが、剥がす際にわずかに張り付きが生じる。
C:剥がす際に張り付きが生じ、定着画像にわずかに剥がれが(白抜け等)が生じる。
D:剥がす際に張り付きが生じ、定着画像に白抜けがはっきりと確認できる。
E:紙同士が固着しており、引き剥がすと紙が破損する。
[Image heat resistance]
Toner was loaded into a modified fuser unit of a Sharp AR-505 copier, allowing for external fixing, and a printout was obtained in an unfixed state (print area: 2 cm x 12 cm, toner adhesion: 0.5 mg/ cm² ). Subsequently, the unfixed printout was fixed using a fuser unit adjusted to a total fixing pressure of 30 kgf (fixing speed 300 mm/sec) with the fuser roll temperature set to 140°C. The paper used for printing was "CopyBond SF-70NA" (Sharp Corporation, 75 g/ m² ).
The fixed images were superimposed and left for one day under conditions of a load of 100 g/ cm² , a temperature of 60°C, and a humidity of 50%. After one day, the presence or absence of document offset was visually checked when the images were peeled apart. The results obtained were evaluated according to the following criteria.
A: The document offset cannot be confirmed.
B: No peeling of the fixed image was observed, but slight sticking occurred when peeling it off.
C: When peeling, sticking occurs, and slight peeling (such as white spots) may occur in the fixed image.
D: When peeling it off, it sticks, and white areas are clearly visible in the fixed image.
E: The papers are stuck together and will be damaged if you try to separate them.
[樹脂の製造]
製造例A1(樹脂A-1の製造)
表1-1に示すアルコール成分、カルボン酸成分、アミノ変性シリコーン、エステル化触媒、及びエステル化助触媒を、温度計、ステンレス製撹拌棒、分留塔、脱水管、冷却管、及び窒素導入管を装備した10リットルの四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気にてマントルヒーター中で、235℃まで昇温し、常圧で4時間反応を行った。その後、235℃、8kPaにて所望の酸価と軟化点まで減圧反応を行い、シリコーン変性非晶性ポリエステル系樹脂A-1を得た。各種物性を表1-1に示す。
[Resin manufacturing]
Manufacturing Example A1 (Manufacturing of Resin A-1)
The alcohol component, carboxylic acid component, amino-modified silicone, esterification catalyst, and esterification co-catalyst shown in Table 1-1 were placed in a 10-liter four-necked flask equipped with a thermometer, stainless steel stirring rod, fractionation column, dehydration tube, condenser, and nitrogen inlet tube. The mixture was heated to 235°C in a mantle heater under a nitrogen atmosphere and reacted at atmospheric pressure for 4 hours. Subsequently, the reaction was carried out under reduced pressure at 235°C and 8 kPa until the desired acid value and softening point were reached, yielding silicone-modified amorphous polyester resin A-1. Various physical properties are shown in Table 1-1.
製造例A2~A4、及びA6、並びに比較製造例A’2及びA’3(樹脂A-2~A-4、及びA-6、並びに樹脂A’-2及びA’-3の製造)
アルコール成分、カルボン酸成分、アミノ変性シリコーン、エステル化触媒、及びエステル化助触媒の種類及び仕込み量を、表1-1及び表1-2に記載のとおり変更した他は製造例A1と同様の条件で所望の酸価と軟化点まで反応を行い、シリコーン変性非晶性ポリエステル系樹脂A-2~A-4、及びA-6、並びに樹脂A’-2及びA’-3を得た。各種物性を表1-1及び表1-2に示す。
Manufacturing Examples A2 to A4 and A6, and Comparative Manufacturing Examples A'2 and A'3 (Manufacturing of resins A-2 to A-4 and A-6, and resins A'-2 and A'-3)
Except for changing the types and amounts of alcohol component, carboxylic acid component, amino-modified silicone, esterification catalyst, and esterification co-catalyst as shown in Tables 1-1 and 1-2, the reaction was carried out under the same conditions as in Production Example A1 until the desired acid value and softening point were obtained, yielding silicone-modified amorphous polyester resins A-2 to A-4, A-6, and resins A'-2 and A'-3. Various physical properties are shown in Tables 1-1 and 1-2.
製造例A5(樹脂A-5の製造)
表1-1に示すアルコール成分、テレフタル酸、アミノ変性シリコーン、エステル化触媒、及びエステル化助触媒を、温度計、ステンレス製撹拌棒、分留塔、脱水管、冷却管、及び窒素導入管を装備した10リットルの四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気にてマントルヒーター中で、235℃まで昇温し、8kPaにて1時間減圧で反応を行った。その後、常圧で180℃まで冷却し、表1-1に示すフマル酸及びラジカル重合禁止剤を添加した後、210℃まで10℃/hの速度で段階的に昇温した。その後、210℃、16kPaにて所望の軟化点まで減圧反応を行い、シリコーン変性非晶性ポリエステル系樹脂A-5を得た。各種物性を表1-1に示す。
Manufacturing Example A5 (Manufacturing of Resin A-5)
The alcohol components, terephthalic acid, amino-modified silicone, esterification catalyst, and esterification co-catalyst shown in Table 1-1 were placed in a 10-liter four-necked flask equipped with a thermometer, stainless steel stirring rod, fractionation column, dehydration tube, condenser, and nitrogen inlet tube. The mixture was heated to 235°C in a mantle heater under a nitrogen atmosphere and the reaction was carried out under reduced pressure of 8 kPa for 1 hour. After that, the mixture was cooled to 180°C at atmospheric pressure, and the fumaric acid and radical polymerization inhibitor shown in Table 1-1 were added. The mixture was then gradually heated to 210°C at a rate of 10°C/h. Subsequently, the reaction was carried out under reduced pressure at 210°C and 16 kPa until the desired softening point was reached, yielding silicone-modified amorphous polyester resin A-5. Various physical properties are shown in Table 1-1.
比較製造例A’1(樹脂A’-1の製造)
表1-2に示すアルコール成分、カルボン酸成分、エステル化触媒、及びエステル化助触媒を、温度計、ステンレス製撹拌棒、分留塔、脱水管、冷却管、及び窒素導入管を装備した10リットルの四つ口フラスコに入れ、製造例A1と同様の条件で所望の酸価と軟化点まで反応を行い、非晶性ポリエステル樹脂A’-1を得た。各種物性を表1-2に示す。
Comparative manufacturing example A'1 (Manufacturing of resin A'-1)
The alcohol component, carboxylic acid component, esterification catalyst, and esterification co-catalyst shown in Table 1-2 were placed in a 10-liter four-necked flask equipped with a thermometer, stainless steel stirring rod, fractionation column, dehydration tube, condenser, and nitrogen inlet tube. The reaction was carried out under the same conditions as in Production Example A1 until the desired acid value and softening point were reached, yielding amorphous polyester resin A'-1. Various physical properties are shown in Table 1-2.
表1-1及び表1-2中、使用したアミノ変性シリコーンは、以下の構成を有する。
・KF-864:変性シリコーン「KF-864」(モノアミノ基を側鎖に有する変性シリコーン、動粘度(25℃)=1,700mm2/s、分子量=30,000、官能基当量=3,800g/mol、全アミン価14.7mgKOH/g、信越化学工業株式会社製)
・KF-865:変性シリコーンオイル「KF-865」(モノアミノ基を側鎖に有する変性シリコーン、動粘度(25℃)=110mm2/s、分子量=5,000、官能基当量=5,000g/mol、全アミン価11.2mgKOH/g、信越化学工業株式会社製)
・KF-8012:変性シリコーンオイル「KF-8012」(両末端にアミノ基を有するシリコーン、動粘度(25℃)=90mm2/s、分子量=4,400、官能基当量=2,200g/mol、全アミン価25.5mgKOH/g、信越化学工業株式会社製)
・KF-8008:変性シリコーンオイル「KF-8008」(両末端にアミノ基を有するシリコーン、動粘度(25℃)=450mm2/s、分子量=11,400、官能基当量=5,700g/mol、全アミン価9.8mgKOH/g、信越化学工業株式会社製)
In Tables 1-1 and 1-2, the amino-modified silicones used have the following composition.
• KF-864: Modified silicone "KF-864" (modified silicone having monoamino groups in its side chains, kinematic viscosity (25°C) = 1,700 mm² /s, molecular weight = 30,000, functional group equivalent = 3,800 g/mol, total amine value 14.7 mg KOH/g, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
• KF-865: Modified silicone oil "KF-865" (modified silicone with monoamino groups in its side chains, kinematic viscosity (25°C) = 110 mm² /s, molecular weight = 5,000, functional group equivalent = 5,000 g/mol, total amine value 11.2 mg KOH/g, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
• KF-8012: Modified silicone oil "KF-8012" (silicone with amino groups at both ends, kinematic viscosity (25°C) = 90 mm² /s, molecular weight = 4,400, functional group equivalent = 2,200 g/mol, total amine value 25.5 mg KOH/g, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
• KF-8008: Modified silicone oil "KF-8008" (silicone with amino groups at both ends, kinematic viscosity (25°C) = 450 mm² /s, molecular weight = 11,400, functional group equivalent = 5,700 g/mol, total amine value 9.8 mg KOH/g, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
製造例B1(樹脂B-1の製造)
アルコール成分としてビスフェノールAのプロピレンオキサイド(2.2)付加物2450g及びビスフェノールAのエチレンオキサイド(2.2)付加物2275g、カルボン酸成分としてテレフタル酸1322g及びドデセニル無水コハク酸188g、エステル化触媒としてジ(2-エチルヘキサン酸)錫(II)20.4g、及びエステル化助触媒として没食子酸1水和物2.04gを、温度計、ステンレス製撹拌棒、分留塔、脱水管、冷却管、及び窒素導入管を装備した10リットルの四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気にて撹拌しながらマントルヒーター中で、235℃まで昇温し、常圧で2.5時間反応を行った後、8kPaにて1時間減圧で反応を行った。その後、常圧で190℃まで冷却し、トリメリット酸無水物554gを添加し、210℃まで10℃/hの速度で段階的に昇温した。その後、8kPaにて所望の軟化点まで反応を行い、非晶性ポリエステル樹脂B-1を得た。各種物性を表2に示す。
Manufacturing Example B1 (Manufacturing of Resin B-1)
2450 g of bisphenol A propylene oxide (2.2) adduct and 2275 g of bisphenol A ethylene oxide (2.2) adduct as alcohol components, 1322 g of terephthalic acid and 188 g of dodecenyl succinic anhydride as carboxylic acid components, 20.4 g of tin(II) di(2-ethylhexanoate) as an esterification catalyst, and 2.04 g of gallic acid monohydrate as an esterification co-catalyst were placed in a 10-liter four-necked flask equipped with a thermometer, stainless steel stirring rod, fractionation column, dehydration tube, condenser, and nitrogen inlet tube. The mixture was heated to 235°C in a mantle heater while stirring under a nitrogen atmosphere, and the reaction was carried out at atmospheric pressure for 2.5 hours, followed by a reaction under reduced pressure of 8 kPa for 1 hour. After that, the mixture was cooled to 190°C at atmospheric pressure, 554 g of trimellitic anhydride was added, and the temperature was gradually increased to 210°C at a rate of 10°C/h. Subsequently, the reaction was carried out at 8 kPa until the desired softening point was reached, yielding amorphous polyester resin B-1. Various physical properties are shown in Table 2.
製造例C1(樹脂C1-1の製造)
表3に示すアルコール成分、カルボン酸成分、エステル化触媒、及び重合禁止剤を、温度計、ステンレス製撹拌棒、分留塔、脱水管、冷却管、及び窒素導入管を装備した10リットルの四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気にてマントルヒーター中で、140℃まで昇温し、5時間反応を行った後、200℃まで10℃/hの速度で段階的に昇温を行った。その後8kPaにて所望の軟化点まで反応を行い、結晶性ポリエステル樹脂C1-1を得た。各種物性を表3に示す。
Manufacturing Example C1 (Manufacturing of Resin C1-1)
The alcohol component, carboxylic acid component, esterification catalyst, and polymerization inhibitor shown in Table 3 were placed in a 10-liter four-necked flask equipped with a thermometer, stainless steel stirring rod, fractionation column, dehydration tube, condenser, and nitrogen inlet tube. The mixture was heated to 140°C in a mantle heater under a nitrogen atmosphere and reacted for 5 hours. After that, the temperature was gradually increased to 200°C at a rate of 10°C/h. The reaction was then carried out at 8 kPa until the desired softening point was reached, yielding crystalline polyester resin C1-1. Various physical properties are shown in Table 3.
製造例C2及び比較製造例C’1(樹脂C1-2及びC1’-1の製造)
アルコール成分、カルボン酸成分、エステル化触媒、及び重合禁止剤の種類及び仕込み量を、表3に記載のとおり変更した他は製造例C1と同様の条件で所望の軟化点まで反応を行い、結晶性ポリエステル樹脂C1-2及びC1’-1を得た。各種物性を表3に示す。
Manufacturing Example C2 and Comparative Manufacturing Example C'1 (Manufacturing of Resins C1-2 and C1'-1)
Except for changing the types and amounts of alcohol, carboxylic acid, esterification catalyst, and polymerization inhibitor as shown in Table 3, the reaction was carried out under the same conditions as in Production Example C1 until the desired softening point was obtained, yielding crystalline polyester resins C1-2 and C1'-1. The various physical properties are shown in Table 3.
[トナーの製造]
実施例1
非晶性樹脂A-1を60質量部、非晶性樹脂B-1を30質量部、及び結晶性ポリエステル樹脂C1-1を10質量部、並びに着色剤「ECB―301」(大日精化工業株式会社製)5質量部、荷電制御剤「LR-147」(日本カーリット株式会社製)1質量部、及び離型剤「HNP-9」(日本精蝋株式会社製、パラフィンワックス、融点:75℃)2質量部を、ヘンシェルミキサーでよく撹拌した後、混練部分の全長1560mm、スクリュー径42mm、バレル内径43mmの同方向回転二軸押出機を用いて溶融混練した。スクリューの回転速度は200r/min、スクリュー内の加熱設定温度は90℃であり、混練物の温度は140℃、混練物の供給速度は10kg/h、平均滞留時間は約18秒であった。得られた混練物を140℃から50℃まで1.5時間で冷却し、50℃で、冷却ローラーで圧延冷却した後、45℃で4時間静置後、ジェットミルで粉砕、分級し、体積中位粒径(D50)5.5μmのトナー粒子を得た。
得られたトナー粒子100質量部に対し、外添剤「AEROSIL NAX 50」(日本アエロジル株式会社製、疎水性シリカ、疎水化処理剤:HMDS、個数平均粒子径:約30nm)1.0質量部を添加し、ヘンシェルミキサーで3600r/min、5分間混合することにより、外添処理を行い、トナーを得た。上記[トナー評価]に記載の方法で最低定着温度及び画像耐熱性を評価した。評価結果を表4に示す。
[Toner Manufacturing]
Example 1
Sixty parts by mass of amorphous resin A-1, thirty parts by mass of amorphous resin B-1, ten parts by mass of crystalline polyester resin C1-1, five parts by mass of the coloring agent "ECB-301" (manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.), one part by mass of the charge control agent "LR-147" (manufactured by Nippon Carlit Co., Ltd.), and two parts by mass of the release agent "HNP-9" (manufactured by Nippon Seiro Co., Ltd., paraffin wax, melting point: 75°C) were thoroughly mixed in a Henschel mixer, and then melt-kneaded using a co-rotating twin-screw extruder with a total length of 1560 mm in the kneading section, a screw diameter of 42 mm, and a barrel inner diameter of 43 mm. The screw rotation speed was 200 r/min, the heating setting temperature inside the screw was 90°C, the temperature of the kneaded material was 140°C, the supply rate of the kneaded material was 10 kg/h, and the average residence time was approximately 18 seconds. The resulting mixture was cooled from 140°C to 50°C in 1.5 hours, then rolled and cooled at 50°C using cooling rollers. After standing at 45°C for 4 hours, it was crushed and classified using a jet mill to obtain toner particles with a medium volume particle size (D 50 ) of 5.5 μm.
To 100 parts by mass of the obtained toner particles, 1.0 part by mass of the external additive "AEROSIL NAX 50" (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., hydrophobic silica, hydrophobic treatment agent: HMDS, number average particle size: approximately 30 nm) was added, and the mixture was mixed in a Henschel mixer at 3600 r/min for 5 minutes to obtain the toner. The minimum fixing temperature and image heat resistance were evaluated using the method described in [Toner Evaluation] above. The evaluation results are shown in Table 4.
実施例2~8及び比較例1~5
結着樹脂を表4に記載のとおり変更した他は実施例1と同様にして、実施例2~8及び比較例1~5のトナーを得た。評価結果を表4に示す。
Examples 2-8 and Comparative Examples 1-5
Except for changing the binder resin as shown in Table 4, toners for Examples 2-8 and Comparative Examples 1-5 were obtained in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 4.
実施例及び比較例の結果から、本発明のトナー用結着樹脂組成物を含有する静電荷像現像用トナーは、低温定着性及び画像耐熱性に優れることが分かる。
一方、結晶性樹脂(C)として、SP値が9.6(cal/cm3)1/2よりも大きい樹脂C1’-1を含むトナー用結着樹脂組成物を用いた比較例1及び2のトナーは、画像耐熱性に劣っていた。
また、非晶性樹脂(A)に代えて変性シリコーン由来の部位を含まない樹脂A’-1を含むトナー用結着樹脂組成物を用いた比較例3のトナー、非晶性樹脂(A)として全アミン価が10.0mgKOH/g未満である変性シリコーン由来の部位を含む樹脂A’-2を含むトナー用結着樹脂組成物を用いた比較例4のトナー、及び非晶性樹脂(A)として、SP値が11.0(cal/cm3)1/2よりも大きい樹脂A’-3を含むトナー用結着樹脂組成物を用いた比較例5のトナーは、最低定着温度が高く、低温定着性に劣るものであった。これは、非晶性樹脂と結晶性樹脂との相溶性が不十分であったためと考えられる。
更に、実施例4及び5並びに比較例の結果から、SPAとSPCとの差(ΔSP)の大きさに関わらず、トナー用結着樹脂組成物に含まれる非晶性樹脂(A)のSP値及び結晶性樹脂(C)のSP値が特定の範囲であることにより、低温定着性及び画像耐熱性に優れる静電荷像現像用トナーが得られることが分かる。
The results from the examples and comparative examples show that the electrostatic image developing toner containing the toner binder resin composition of the present invention exhibits excellent low-temperature fixing properties and image heat resistance.
On the other hand, the toners of Comparative Examples 1 and 2, which used a toner binder resin composition containing resin C1'-1 as the crystalline resin (C) with an SP value greater than 9.6 (cal/ cm³ ) 1/2 , exhibited poor image heat resistance.
Furthermore, the toner of Comparative Example 3, which used a toner binder resin composition containing resin A'-1 that does not contain modified silicone-derived parts instead of amorphous resin (A), the toner of Comparative Example 4, which used a toner binder resin composition containing resin A'-2 that contains modified silicone-derived parts with a total amine value of less than 10.0 mgKOH/g as amorphous resin (A), and the toner of Comparative Example 5, which used a toner binder resin composition containing resin A'-3 with an SP value greater than 11.0 (cal/ cm³ ) 1/2 as amorphous resin (A), all had high minimum fixing temperatures and poor low-temperature fixing properties. This is thought to be due to insufficient compatibility between the amorphous resin and the crystalline resin.
Furthermore, the results from Examples 4 and 5 and the Comparative Example show that, regardless of the magnitude of the difference between SP A and SP C (ΔSP), if the SP values of the amorphous resin (A) and the crystalline resin (C) contained in the toner binder resin composition are within a specific range, a toner for electrostatic image development with excellent low-temperature fixing properties and image heat resistance can be obtained.
Claims (7)
前記極性基が、アミノ基、カルボキシ基、ヒドロキシ基、エポキシ基のいずれかであり、
前記非晶性樹脂(A)のアルコール成分とカルボン酸成分から算出されるFedorsの溶解度パラメータ(SP値)(SPA)が11.0(cal/cm3)1/2以下であり、前記変性シリコーンの極性基価が10.0mgKOH/g以上であり、前記結晶性樹脂(C)のSP値(SPC)が9.6(cal/cm3)1/2以下であり、
前記変性シリコーンの極性基価が、1gの変性シリコーンが有する極性基を水酸化カリウムのmg数に換算した数値であるトナー用結着樹脂組成物の製造方法。 A method for producing a binder resin composition for toner, comprising an amorphous resin (A) which is a polycondensate of an alcohol component containing a divalent or higher alcohol, a carboxylic acid component containing a divalent or higher carboxylic acid compound, and a modified silicone having a polar group, and a crystalline resin (C),
The aforementioned polar group is one of an amino group, a carboxyl group, a hydroxyl group, or an epoxy group.
The solubility parameter (SP value) (SP A ) of Fedors calculated from the alcohol and carboxylic acid components of the amorphous resin (A) is 11.0 (cal/ cm³ ) 1/2 or less, the polarity value of the modified silicone is 10.0 mg KOH/g or more, and the SP value (SP C ) of the crystalline resin (C) is 9.6 (cal/ cm³ ) 1/2 or less.
A method for producing a binder resin composition for toner, wherein the polarity value of the modified silicone is the value obtained by converting the polar groups of 1 g of the modified silicone into the number of mg of potassium hydroxide.
前記トナー用結着樹脂組成物を含む原料を混合した後、溶融混練し、冷却、粉砕、分級する工程II、を含む、静電荷像現像用トナーの製造方法であって、
前記極性基が、アミノ基、カルボキシ基、ヒドロキシ基、エポキシ基のいずれかであり、
前記工程Iにおいて、前記非晶性樹脂(A)のアルコール成分とカルボン酸成分から算出されるFedorsの溶解度パラメータ(SP値)(SPA)が11.0(cal/cm3)1/2以下であり、前記変性シリコーンの極性基価が10.0mgKOH/g以上であり、前記結晶性樹脂(C)のSP値(SPC)が9.6(cal/cm3)1/2以下であり、
前記変性シリコーンの極性基価が、1gの変性シリコーンが有する極性基を水酸化カリウムのmg数に換算した数値である、静電荷像現像用トナーの製造方法。 A method for producing toner for electrostatic image developing, comprising: step I for producing a toner binder resin composition containing an alcohol component containing a divalent or higher alcohol, a carboxylic acid component containing a divalent or higher carboxylic acid compound, an amorphous resin (A) which is a polycondensate of a modified silicone having a polar group, and a crystalline resin (C); and step II for mixing raw materials containing the toner binder resin composition, melt-kneading, cooling, grinding, and classifying,
The aforementioned polar group is one of an amino group, a carboxyl group, a hydroxyl group, or an epoxy group.
In step I, the solubility parameter (SP value) (SP A ) of Fedors calculated from the alcohol and carboxylic acid components of the amorphous resin (A) is 11.0 (cal/ cm³ ) 1/2 or less, the polarity value of the modified silicone is 10.0 mg KOH/g or more, and the SP value (SP C ) of the crystalline resin (C) is 9.6 (cal/ cm³ ) 1/2 or less.
A method for producing toner for electrostatic image developing, wherein the polarity value of the modified silicone is the value obtained by converting the polar groups present in 1 g of the modified silicone into the number of mg of potassium hydroxide.
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