JP2024085398A - Toner Binder - Google Patents
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Abstract
【課題】低温定着性、耐ホットオフセット性、高温高湿下での保存性及び耐加水分解性のすべてを満足するトナーバインダー及びトナーを提供することを目的とする。【解決手段】結晶性ビニル樹脂(A)を含有するトナーバインダーであって、結晶性ビニル樹脂(A)が単量体(a)と単量体(b)を含む単量体組成物(A0)の重合体であり、単量体(a)が鎖状炭化水素基を有する炭素数が21~40の(メタ)アクリレートであり、単量体(b)がアミド結合と環状構造を有する単量体であり、単量体組成物(A0)の重量を基準として単量体(a)の重量割合が40~90重量%であるトナーバインダー。【選択図】なし[Problem] The object is to provide a toner binder and toner that satisfy all of low-temperature fixing properties, hot offset resistance, storage stability under high-temperature and high-humidity conditions, and hydrolysis resistance. [Solution] A toner binder containing a crystalline vinyl resin (A), the crystalline vinyl resin (A) being a polymer of a monomer composition (A0) containing a monomer (a) and a monomer (b), the monomer (a) being a (meth)acrylate having 21 to 40 carbon atoms and a chain-like hydrocarbon group, the monomer (b) being a monomer having an amide bond and a cyclic structure, and the weight ratio of the monomer (a) based on the weight of the monomer composition (A0) being 40 to 90% by weight. [Selected Drawing] None
Description
本発明はトナーバインダーに関する。 The present invention relates to a toner binder.
複写機、プリンター等における画像の定着方式として一般的に採用されている熱定着方式用のトナーバインダーは、低温定着性、耐ホットオフセット性及び保存安定性等を両立させることが要求されている。このため、トナーバインダーは、定着温度より低い温度では貯蔵弾性率が高く、定着し始める温度では短時間で貯蔵弾性率が低くなり、また高い温度まで一定の貯蔵弾性率を維持するというように、定着温度前後で貯蔵弾性率が適切な値に変化することが求められている。
トナーバインダーの前記熱特性を満たす方法として、結晶性樹脂を使用する技術が提案されているが、結晶性樹脂は、長期の保存性や高温高湿下では加水分解による分子量の低下が起こり、特に酸価を有する非晶性樹脂と併用した場合分子量の減少が顕著であるという問題がある。
そこで近年、耐加水分解性に優れるエチレン性不飽和結合を有する単量体の重合物に結晶性を付与してトナーバインダーとして用いる技術が提案されている(特許文献1、2)。しかしながら、この場合においても、特定の高温高湿条件下では加水分解が生じ、樹脂の物性が変化するという問題があった。
Toner binders for the thermal fixing method generally adopted as an image fixing method in copiers, printers, etc. are required to achieve a balance between low-temperature fixing property, hot offset resistance, storage stability, etc. For this reason, the toner binder is required to change its storage modulus to an appropriate value around the fixing temperature, such that the storage modulus is high at temperatures lower than the fixing temperature, the storage modulus decreases in a short time at the temperature at which fixing begins, and a constant storage modulus is maintained up to a high temperature.
As a method for satisfying the above-mentioned thermal properties of a toner binder, a technique of using a crystalline resin has been proposed. However, the crystalline resin has a problem in that the molecular weight decreases due to hydrolysis during long-term storage or under high temperature and humidity conditions, and the decrease in molecular weight is particularly remarkable when used in combination with an amorphous resin having an acid value.
In recent years, a technique has been proposed in which a polymer of a monomer having an ethylenically unsaturated bond, which has excellent resistance to hydrolysis, is given crystallinity and used as a toner binder (Patent Documents 1 and 2). However, even in this case, there is a problem that hydrolysis occurs under specific high-temperature and high-humidity conditions, causing changes in the physical properties of the resin.
本発明は、低温定着性、耐ホットオフセット性、高温高湿下での保存性及び耐加水分解性のすべてを満足するトナーバインダー及びトナーを提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a toner binder and toner that satisfy all of the following requirements: low-temperature fixability, hot offset resistance, storage stability under high-temperature and high-humidity conditions, and hydrolysis resistance.
本発明者は、鋭意検討した結果、本発明に至った。すなわち本発明は結晶性ビニル樹脂(A)を含有するトナーバインダーであって、結晶性ビニル樹脂(A)が単量体(a)と単量体(b)を含む単量体組成物(A0)の重合体であり、単量体(a)が鎖状炭化水素基を有する炭素数が21~40の(メタ)アクリレートであり、単量体(b)がアミド結合と環状構造を有する単量体であり、単量体組成物(A0)の重量を基準として単量体(a)の重量割合が40~90重量%であるトナーバインダーである。 The inventors have conducted extensive research and have arrived at the present invention. That is, the present invention is a toner binder containing a crystalline vinyl resin (A), the crystalline vinyl resin (A) being a polymer of a monomer composition (A0) containing a monomer (a) and a monomer (b), the monomer (a) being a (meth)acrylate having 21 to 40 carbon atoms and a chain-like hydrocarbon group, the monomer (b) being a monomer having an amide bond and a cyclic structure, and the weight ratio of the monomer (a) being 40 to 90% by weight based on the weight of the monomer composition (A0).
本発明により、低温定着性、耐ホットオフセット性、高温高湿下での保存性及び耐加水分解性のすべてを満足するトナーバインダー及びトナーを提供することが可能になる。 The present invention makes it possible to provide a toner binder and toner that satisfy all of the following requirements: low-temperature fixability, hot offset resistance, storage stability under high temperature and high humidity conditions, and hydrolysis resistance.
本発明のトナーバインダーは、結晶性ビニル樹脂(A)を含有するトナーバインダーである。結晶性ビニル樹脂(A)は結晶性のビニル樹脂であり、鎖状炭化水素基を有する炭素数が21~40の(メタ)アクリレートである単量体(a)と、アミド結合と環状構造を有する単量体(b)を含む単量体組成物(A0)の重合体である。
なお、本発明において「結晶性」とは、下記に記載の示差走査熱量測定(DSC測定ともいう)により得られる示差走査熱量曲線の昇温過程において、DSC曲線に極大があり、吸熱ピークのピークトップ温度を有することを意味する。
The toner binder of the present invention is a toner binder containing a crystalline vinyl resin (A). The crystalline vinyl resin (A) is a crystalline vinyl resin, and is a polymer of a monomer composition (A0) containing a monomer (a) which is a (meth)acrylate having 21 to 40 carbon atoms and a chain hydrocarbon group, and a monomer (b) which has an amide bond and a cyclic structure.
In the present invention, "crystalline" means that there is a maximum in the differential scanning calorimetry (DSC) curve during the temperature rise process obtained by the differential scanning calorimetry (DSC) described below, and that there is a peak top temperature of the endothermic peak.
結晶性ビニル樹脂(A)の吸熱ピークのピークトップ温度の測定方法を以下に記載する。
示差走査熱量計{例えば「DSCQ20」[TA Instruments(株)製]}を用いて測定する。結晶性ビニル樹脂(A)を20℃から10℃/分の条件で150℃まで第1回目の昇温を行い、続いて150℃から10℃/分の条件で0℃まで冷却し、続いて0℃から10℃/分の条件で150℃まで第2回目の昇温をした際の第2回目の昇温過程の吸熱ピークのトップを示す温度を結晶性ビニル樹脂(A)の吸熱ピークのピークトップ温度とする。
The method for measuring the peak top temperature of the endothermic peak of the crystalline vinyl resin (A) is described below.
The measurement is performed using a differential scanning calorimeter {e.g., "DSCQ20" [manufactured by TA Instruments Co., Ltd.]}. The crystalline vinyl resin (A) is heated for the first time from 20°C to 150°C at 10°C/min, then cooled from 150°C to 0°C at 10°C/min, and then heated for the second time from 0°C to 150°C at 10°C/min. The temperature showing the top of the endothermic peak during the second heating process is taken as the peak top temperature of the endothermic peak of the crystalline vinyl resin (A).
単量体(a)は、鎖状炭化水素基を有する炭素数が21~40の(メタ)アクリレートである。単量体(a)の炭素数は、好ましくは21~36であり、更に好ましくは21~34である。単量体(a)の炭素数が21未満であると結晶性及び高温高湿下での保存性が悪化し、炭素数が40を超えると低温定着性が悪化する。
単量体(a)は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
なお、本発明において「(メタ)アクリレート」は「アクリレート」及び/又は「メタクリレート」を意味する。
The monomer (a) is a (meth)acrylate having a chain hydrocarbon group and a carbon number of 21 to 40. The carbon number of the monomer (a) is preferably 21 to 36, and more preferably 21 to 34. If the carbon number of the monomer (a) is less than 21, the crystallinity and storage stability under high temperature and high humidity conditions deteriorate, and if the carbon number exceeds 40, the low temperature fixability deteriorates.
The monomer (a) may be used alone or in combination of two or more kinds.
In the present invention, "(meth)acrylate" means "acrylate" and/or "methacrylate".
単量体(a)としては、直鎖のアルキル基(アルキル基の炭素数18~36)を有する(メタ)アクリレート[オクタデシル(メタ)アクリレート(ステアリル(メタ)アクリレート)、ノナデシル(メタ)アクリレート、エイコシル(メタ)アクリレート、ヘンエイコサニル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート、リグノセリル(メタ)アクリレート、セリル(メタ)アクリレート、モンタニル(メタ)アクリレート、トリアコンチル(メタ)アクリレート及びドトリアコンチル(メタ)アクリレート等]及び分岐のアルキル基(アルキル基の炭素数18~36)を有する(メタ)アクリレート[2-デシルテトラデシル(メタ)アクリレート等]が挙げられる。
これらの内、結晶性、高温高湿下での保存性及び低温定着性の観点から、好ましくは直鎖のアルキル基(アルキル基の炭素数18~36)を有する(メタ)アクリレートであり、より好ましくは直鎖のアルキル基(アルキル基の炭素数18~30)を有する(メタ)アクリレートであり、更に好ましくはオクタデシル(メタ)アクリレート(ステアリル(メタ)アクリレート)、エイコシル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート、リグノセリル(メタ)アクリレート、セリル(メタ)アクリレート及びトリアコンチル(メタ)アクリレートであり、特に好ましくはオクタデシルアクリレート(ステアリルアクリレート)、エイコシルアクリレート、ベヘニルアクリレート及びリグノセリルアクリレートであり、最も好ましくはベヘニルアクリレートである。
Examples of the monomer (a) include (meth)acrylates having a linear alkyl group (the alkyl group has 18 to 36 carbon atoms) [octadecyl (meth)acrylate (stearyl (meth)acrylate), nonadecyl (meth)acrylate, eicosyl (meth)acrylate, heneicosanyl (meth)acrylate, behenyl (meth)acrylate, lignoceryl (meth)acrylate, ceryl (meth)acrylate, montanyl (meth)acrylate, triacontyl (meth)acrylate, dotriacontyl (meth)acrylate, and the like] and (meth)acrylates having a branched alkyl group (the alkyl group has 18 to 36 carbon atoms) [2-decyltetradecyl (meth)acrylate, and the like].
Among these, from the viewpoints of crystallinity, storage stability under high temperature and high humidity conditions, and low temperature fixability, preferred are (meth)acrylates having a linear alkyl group (alkyl group having 18 to 36 carbon atoms), more preferred are (meth)acrylates having a linear alkyl group (alkyl group having 18 to 30 carbon atoms), still more preferred are octadecyl (meth)acrylate (stearyl (meth)acrylate), eicosyl (meth)acrylate, behenyl (meth)acrylate, lignoceryl (meth)acrylate, ceryl (meth)acrylate, and triacontyl (meth)acrylate, particularly preferred are octadecyl acrylate (stearyl acrylate), eicosyl acrylate, behenyl acrylate, and lignoceryl acrylate, and most preferred is behenyl acrylate.
単量体(b)は、アミド結合と環状構造を有する単量体である。単量体(b)は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
単量体(b)がアミド結合を有すると高温高湿下での保存性、耐加水分解性及び耐ホットオフセット性が良好となり、環状構造を有すると低温定着性、高温高湿下での保存性、耐加水分解性及び耐オフセット性が良好となる。推定としては、アミド結合を有し且つ環状構造を有する単量体を用いることで、非環状構造を有する単量体に比べて、環状基の嵩高さにより水分子がアミド基に接近する際の立体反発が起こり易くなるため、高温高湿下での保存性及び耐加水分解性が良くなること、これに加え、アミド基由来の極性基の効果により、トナーバインダーと定着紙との化学的相互作用がはたらき、低温定着性及び耐ホットオフセット性が良くなることが考えられる。
The monomer (b) is a monomer having an amide bond and a cyclic structure. The monomer (b) may be used alone or in combination of two or more kinds.
If the monomer (b) has an amide bond, the storage stability, hydrolysis resistance, and hot offset resistance under high temperature and high humidity conditions are improved, and if it has a cyclic structure, the low temperature fixability, storage stability, hydrolysis resistance, and offset resistance under high temperature and high humidity conditions are improved. It is assumed that by using a monomer having an amide bond and a cyclic structure, the storage stability and hydrolysis resistance under high temperature and high humidity conditions are improved because the bulkiness of the cyclic group makes it easier for steric repulsion to occur when water molecules approach the amide group compared to a monomer having a non-cyclic structure, and in addition, the effect of the polar group derived from the amide group causes a chemical interaction between the toner binder and the fixing paper, improving the low temperature fixability and hot offset resistance.
単量体(b)としては、アミド結合と環状構造を有する単量体であれば特に限定されないが、低温定着性及び耐ホットオフセット性の観点から、下記一般式(1)及び/又は(2)で表される化合物が好ましい。 The monomer (b) is not particularly limited as long as it is a monomer having an amide bond and a cyclic structure, but from the viewpoint of low-temperature fixing property and hot offset resistance, compounds represented by the following general formula (1) and/or (2) are preferred.
一般式(1)中、R1は水素原子又はメチル基であり、R2は炭素数2~5のアルキレン基である。 In general formula (1), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 is an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms.
R2の炭素数2~5のアルキレン基としては、エチレン基、プロピレン基(1,2-プロピレン基)、トリメチレン基(1,3-プロピレン基)、テトラメチレン基及びペンタメチレン基等が挙げられる。R2のうち、低温定着性及び耐ホットオフセット性の観点から、R2は炭素数3~4のアルキレン基が好ましく、より好ましくは炭素数3のアルキレン基である。 Examples of the alkylene group having 2 to 5 carbon atoms for R2 include an ethylene group, a propylene group (1,2-propylene group), a trimethylene group (1,3-propylene group), a tetramethylene group, a pentamethylene group, etc. Among R2 , from the viewpoints of low-temperature fixing ability and hot offset resistance, R2 is preferably an alkylene group having 3 to 4 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 3 carbon atoms.
一般式(1)で表される化合物の具体例としては、N-ビニルピロリドン、N-ビニルピペリドン及びN-ビニルカプロラクタム等が挙げられる。これらのうち、低温定着性及び耐ホットオフセット性の観点から、好ましくはN-ビニルピロリドンである。 Specific examples of the compound represented by general formula (1) include N-vinylpyrrolidone, N-vinylpiperidone, and N-vinylcaprolactam. Of these, N-vinylpyrrolidone is preferred from the viewpoints of low-temperature fixing ability and hot offset resistance.
一般式(2)中、R3は水素原子又はメチル基であり、R4はそれぞれ独立に炭素数1~5のアルキレン基であり、Xは酸素原子、窒素原子又は直接結合を表す。 In formula (2), R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 4 each independently represents an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and X represents an oxygen atom, a nitrogen atom or a direct bond.
R4の炭素数1~5のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基(1,2-プロピレン基)、トリメチレン基(1,3-プロピレン基)、テトラメチレン基及びペンタメチレン基等が挙げられる。
また、R4のうち、低温定着性及び耐ホットオフセット性の観点から、R4は炭素数2~3のアルキレン基が好ましく、より好ましくは炭素数2のアルキレン基である。
更に、Xのうち、耐ホットオフセット性及び帯電安定性の観点から、好ましくは酸素原子である。
Examples of the alkylene group having 1 to 5 carbon atoms for R 4 include a methylene group, an ethylene group, a propylene group (1,2-propylene group), a trimethylene group (1,3-propylene group), a tetramethylene group, and a pentamethylene group.
From the viewpoint of low temperature fixing property and hot offset resistance, R 4 is preferably an alkylene group having 2 to 3 carbon atoms, and more preferably an alkylene group having 2 carbon atoms.
Furthermore, among X, from the viewpoints of hot offset resistance and charging stability, an oxygen atom is preferred.
一般式(2)で表される化合物の具体例としては、(メタ)アクリロイルモルフォリン、1-(メタ)アクリロイルピロリジン、N-(メタ)アクリロイルアジリジン、N-(メタ)アクリロイルアゼチジン、N-(メタ)アクリロイルピペリジン、N-(メタ)アクリロイルアゼパン、N-(メタ)アクリロイルアゾカン等が挙げられる。これらのうち、低温定着性及び耐ホットオフセット性の観点から、好ましくは(メタ)アクリロイルモルフォリンである。
なお、本発明において「(メタ)アクリロイル」は「アクリロイル」及び/又は「メタクリロイル」を意味する。
Specific examples of the compound represented by formula (2) include (meth)acryloylmorpholine, 1-(meth)acryloylpyrrolidine, N-(meth)acryloylaziridine, N-(meth)acryloylazetidine, N-(meth)acryloylpiperidine, N-(meth)acryloylazepane, N-(meth)acryloylazocane, etc. Among these, from the viewpoints of low-temperature fixing ability and hot offset resistance, (meth)acryloylmorpholine is preferred.
In the present invention, "(meth)acryloyl" means "acryloyl" and/or "methacryloyl".
一般式(1)及び/又は(2)で表される化合物以外の単量体(b)としては、桂皮酸アミド及びN,N-ジベンジルアクリルアミド等が挙げられる。 Examples of monomers (b) other than the compounds represented by general formula (1) and/or (2) include cinnamic acid amide and N,N-dibenzyl acrylamide.
単量体(a)及び単量体(b)を含む単量体組成物(A0)は、必要により他の単量体を併用してもよく、例えば、単量体(a)及び単量体(b)以外の単量体(c)が挙げられる。単量体(c)は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
単量体(c)としては、ビニル炭化水素(c1)、カルボキシル基含有ビニルモノマー(c2)、ヒドロキシル基含有ビニルモノマー(c3)、含窒素ビニルモノマー(c4)、エポキシ基含有ビニルモノマー(c5)、ハロゲン元素含有ビニルモノマー(c6)、及びその他のエステルモノマー(c7)等が挙げられる。
The monomer composition (A0) containing the monomer (a) and the monomer (b) may be used in combination with other monomers as necessary, for example, a monomer (c) other than the monomers (a) and (b). The monomer (c) may be used alone or in combination of two or more kinds.
Examples of the monomer (c) include vinyl hydrocarbons (c1), carboxyl group-containing vinyl monomers (c2), hydroxyl group-containing vinyl monomers (c3), nitrogen-containing vinyl monomers (c4), epoxy group-containing vinyl monomers (c5), halogen element-containing vinyl monomers (c6), and other ester monomers (c7).
ビニル炭化水素(c1)としては、脂肪族ビニル炭化水素、脂環式ビニル炭化水素及び芳香族ビニル炭化水素等が挙げられる。
脂肪族ビニル炭化水素としては、アルケン及びアルカジエン等が挙げられる。
アルケンの具体的な例としてはエチレン、プロピレン、ブテン、イソブチレン、ペンテン、ヘプテン、ジイソブチレン、オクテン、ドデセン、オクタデセン及び前記以外のα-オレフィン等が挙げられる。
アルカジエンの具体的な例としてはブタジエン、イソプレン、1,4-ペンタジエン、1,5-ヘキサジエン及び1,7-オクタジエン等が挙げられる。
脂環式ビニル炭化水素としては、モノ-もしくはジ-シクロアルケン及びアルカジエンが挙げられ、具体的な例としてはシクロヘキセン、(ジ)シクロペンタジエン、ビニルシクロヘキセン、エチリデンビシクロヘプテン及びテルペン類(ピネン、リモネン、インデン等)等が挙げられる。
芳香族ビニル炭化水素としては、スチレン及びそのハイドロカルビル(アルキル、シクロアルキル、アラルキル及び/又はアルケニル)置換体等が挙げられ、具体的にはα-メチルスチレン、ビニルトルエン、2,4-ジメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、フェニルスチレン、シクロヘキシルスチレン、ベンジルスチレン、クロチルベンゼン、ジビニルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルキシレン、トリビニルベンゼン及びビニルナフタレン等が挙げられる。
Examples of the vinyl hydrocarbon (c1) include aliphatic vinyl hydrocarbons, alicyclic vinyl hydrocarbons, and aromatic vinyl hydrocarbons.
Aliphatic vinyl hydrocarbons include alkenes and alkadienes.
Specific examples of alkenes include ethylene, propylene, butene, isobutylene, pentene, heptene, diisobutylene, octene, dodecene, octadecene, and α-olefins other than those mentioned above.
Specific examples of alkadienes include butadiene, isoprene, 1,4-pentadiene, 1,5-hexadiene, and 1,7-octadiene.
Alicyclic vinyl hydrocarbons include mono- or di-cycloalkenes and alkadienes, and specific examples thereof include cyclohexene, (di)cyclopentadiene, vinylcyclohexene, ethylidenebicycloheptene, and terpenes (pinene, limonene, indene, etc.).
Examples of aromatic vinyl hydrocarbons include styrene and its hydrocarbyl (alkyl, cycloalkyl, aralkyl and/or alkenyl) substituted products, and specific examples thereof include α-methylstyrene, vinyltoluene, 2,4-dimethylstyrene, ethylstyrene, isopropylstyrene, butylstyrene, phenylstyrene, cyclohexylstyrene, benzylstyrene, crotylbenzene, divinylbenzene, divinyltoluene, divinylxylene, trivinylbenzene, and vinylnaphthalene.
カルボキシル基含有ビニルモノマー(c2)としては、炭素数3~20の不飽和モノカルボン酸、不飽和ジカルボン酸及びその無水物等が挙げられる。
具体的には、(メタ)アクリル酸、(無水)マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエステル、フマル酸、フマル酸モノアルキルエステル、クロトン酸、イタコン酸、イタコン酸モノアルキルエステル、イタコン酸グリコールモノエーテル、シトラコン酸、シトラコン酸モノアルキルエステル、及び桂皮酸等のカルボキシル基含有ビニルモノマー等が挙げられる。
Examples of the carboxyl group-containing vinyl monomer (c2) include unsaturated monocarboxylic acids and unsaturated dicarboxylic acids having 3 to 20 carbon atoms, and anhydrides thereof.
Specific examples of the vinyl monomer include carboxyl group-containing vinyl monomers such as (meth)acrylic acid, (anhydride) maleic acid, maleic acid monoalkyl esters, fumaric acid, fumaric acid monoalkyl esters, crotonic acid, itaconic acid, itaconic acid monoalkyl esters, itaconic acid glycol monoether, citraconic acid, citraconic acid monoalkyl esters, and cinnamic acid.
ヒドロキシル基含有ビニルモノマー(c3)としては、ヒドロキシスチレン、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート(例えばアクリル酸2-ヒドロキシエチル等)、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、(メタ)アリルアルコール、クロチルアルコール、イソクロチルアルコール、1-ブテン-3-オール、2-ブテン-1-オール、2-ブテン-1,4-ジオール、プロパルギルアルコール、2-ヒドロキシエチルプロペニルエーテル及び蔗糖アリルエーテル等が挙げられる。 Examples of hydroxyl group-containing vinyl monomers (c3) include hydroxystyrene, N-methylol (meth)acrylamide, hydroxyethyl (meth)acrylate (e.g., 2-hydroxyethyl acrylate, etc.), hydroxypropyl (meth)acrylate, polyethylene glycol mono(meth)acrylate, (meth)allyl alcohol, crotyl alcohol, isocrotyl alcohol, 1-buten-3-ol, 2-buten-1-ol, 2-butene-1,4-diol, propargyl alcohol, 2-hydroxyethyl propenyl ether, and sucrose allyl ether.
含窒素ビニルモノマー(c4)としては、アミノ基含有ビニルモノマー、アミド基含有ビニルモノマー、ニトリル基含有ビニルモノマー、4級アンモニウムカチオン基含有ビニルモノマー及びニトロ基含有ビニルモノマー等が挙げられる。
アミノ基含有ビニルモノマーとしては、アミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、t-ブチルアミノエチルメタクリレート、N-アミノエチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アリルアミン、モルホリノエチル(メタ)アクリレート、4-ビニルピリジン、2ービニルピリジン、クロチルアミン、N,N-ジメチルアミノスチレン、メチルα-アセトアミノアクリレート、ビニルイミダゾール、N-ビニルピロール、N-ビニルチオピロリドン、N-アリールフェニレンジアミン、アミノカルバゾール、アミノチアゾール、アミノインドール、アミノピロール、アミノイミダゾール、アミノメルカプトチアゾール、及びこれらの塩等が挙げられる。
アミド基含有ビニルモノマーとしては、前記単量体(b)以外のものが含まれ、(メタ)アクリルアミド、N-メチル(メタ)アクリルアミド、N-ブチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N,N’-メチレン-ビス(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、メタクリルホルムアミド及びN-メチルN-ビニルアセトアミド等が挙げられる。
ニトリル基含有ビニルモノマーとしては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、シアノスチレン及びシアノアクリレート等が挙げられる。
4級アンモニウムカチオン基含有ビニルモノマーとしては、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド及びジアリルアミン等の3級アミン基含有ビニルモノマーの4級化物(メチルクロライド、ジメチル硫酸、ベンジルクロライド及びジメチルカーボネート等の4級化剤を用いて4級化したもの)等が挙げられる。
ニトロ基含有ビニルモノマーとしてはニトロスチレン等が挙げられる。
Examples of the nitrogen-containing vinyl monomer (c4) include amino group-containing vinyl monomers, amide group-containing vinyl monomers, nitrile group-containing vinyl monomers, quaternary ammonium cation group-containing vinyl monomers, and nitro group-containing vinyl monomers.
Examples of the amino group-containing vinyl monomer include aminoethyl (meth)acrylate, dimethylaminoethyl (meth)acrylate, diethylaminoethyl (meth)acrylate, t-butylaminoethyl methacrylate, N-aminoethyl (meth)acrylamide, (meth)allylamine, morpholinoethyl (meth)acrylate, 4-vinylpyridine, 2-vinylpyridine, crotylamine, N,N-dimethylaminostyrene, methyl α-acetaminoacrylate, vinylimidazole, N-vinylpyrrole, N-vinylthiopyrrolidone, N-arylphenylenediamine, aminocarbazole, aminothiazole, aminoindole, aminopyrrole, aminoimidazole, aminomercaptothiazole, and salts thereof.
The amide group-containing vinyl monomer includes those other than the monomer (b), such as (meth)acrylamide, N-methyl(meth)acrylamide, N-butylacrylamide, diacetone acrylamide, N-methylol(meth)acrylamide, N,N'-methylene-bis(meth)acrylamide, N,N-dimethylacrylamide, methacrylformamide, and N-methyl-N-vinylacetamide.
Examples of the nitrile group-containing vinyl monomer include acrylonitrile, methacrylonitrile, cyanostyrene, and cyanoacrylate.
Examples of the quaternary ammonium cation group-containing vinyl monomer include quaternized products of tertiary amine group-containing vinyl monomers such as dimethylaminoethyl (meth)acrylate, diethylaminoethyl (meth)acrylate, dimethylaminoethyl (meth)acrylamide, diethylaminoethyl (meth)acrylamide, and diallylamine (which are quaternized using a quaternizing agent such as methyl chloride, dimethyl sulfate, benzyl chloride, and dimethyl carbonate).
Nitro group-containing vinyl monomers include nitrostyrene.
エポキシ基含有ビニルモノマー(c5)としては、グリシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート及びp-ビニルフェニルフェニルオキサイド等が挙げられる。 Examples of the epoxy group-containing vinyl monomer (c5) include glycidyl (meth)acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth)acrylate, and p-vinylphenyl phenyl oxide.
ハロゲン元素含有ビニルモノマー(c6)としては、塩化ビニル、臭化ビニル、塩化ビニリデン、アリルクロライド、クロルスチレン、ブロムスチレン、ジクロルスチレン、クロロメチルスチレン、テトラフルオロスチレン及びクロロプレン等が挙げられる。 Examples of halogen-containing vinyl monomers (c6) include vinyl chloride, vinyl bromide, vinylidene chloride, allyl chloride, chlorostyrene, bromostyrene, dichlorostyrene, chloromethylstyrene, tetrafluorostyrene, and chloroprene.
その他のエステルモノマー(c7)としては、例えば鎖状炭化水素基を有する炭素数が20以下のアルキル(メタ)アクリレートであって、アルキル基の炭素数が1~17のアルキル(メタ)アクリレート[メチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート及びラウリル(メタ)アクリレート等]、炭素数5~30のアルキレンエーテル(メタ)アクリレート[メトキシ-トリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシ-ジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシ-ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート及びメトキシジプロピレングルコール(メタ)アクリレート等]、ポリ(メタ)アクリレート[エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、及びポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等の多価アルコールのポリ(メタ)アクリレート等]、炭素数4~15の脂肪族ビニルエステル及び炭素数9~15の芳香族ビニルエステル[酢酸ビニル、ビニルブチレート、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、及びメチル-4-ビニルベンゾエート等]が挙げられる。 Other ester monomers (c7) include, for example, alkyl (meth)acrylates having a chain hydrocarbon group and a carbon number of 20 or less, such as alkyl (meth)acrylates having an alkyl group with a carbon number of 1 to 17 [methyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, etc.], alkylene ether (meth)acrylates having a carbon number of 5 to 30 [methoxy-triethylene glycol (meth)acrylate, ethoxy-diethylene glycol (meth)acrylate, methoxy-polyethylene glycol (meth)acrylate, methoxydipropylene glycol (meth)acrylate, etc.], meth)acrylates, poly(meth)acrylates [poly(meth)acrylates of polyhydric alcohols such as ethylene glycol di(meth)acrylate, propylene glycol di(meth)acrylate, neopentyl glycol di(meth)acrylate, 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, and polyethylene glycol di(meth)acrylate, etc.], aliphatic vinyl esters having 4 to 15 carbon atoms and aromatic vinyl esters having 9 to 15 carbon atoms [vinyl acetate, vinyl butyrate, vinyl propionate, vinyl butyrate, and methyl-4-vinyl benzoate, etc.].
これらの単量体(c)の内、高温高湿下での保存性の観点から好ましいのはビニル炭化水素(c1)、含窒素ビニルモノマー(c4)及びその他のエステルモノマー(c7)であり、より好ましくは芳香族ビニル炭化水素、ニトリル基含有ビニルモノマー及びアルキル基の炭素数が1~17のアルキル(メタ)アクリレートである。 Among these monomers (c), vinyl hydrocarbons (c1), nitrogen-containing vinyl monomers (c4) and other ester monomers (c7) are preferred from the viewpoint of storage stability under high temperature and high humidity conditions, and aromatic vinyl hydrocarbons, nitrile group-containing vinyl monomers and alkyl (meth)acrylates having an alkyl group with 1 to 17 carbon atoms are more preferred.
結晶性ビニル樹脂(A)における単量体組成物(A0)中の単量体(a)の重量割合は、単量体組成物(A0)の重量を基準として40~90重量%であり、50~90重量%であることが好ましく、より好ましくは50~70重量%、更に好ましくは50~60重量%である。単量体(a)の重量割合が40重量%未満であると低温定着性が悪化する。一方、単量体(a)の重量割合が90重量%を超えると耐ホットオフセット性が悪化する。 The weight proportion of monomer (a) in monomer composition (A0) in crystalline vinyl resin (A) is 40 to 90% by weight, preferably 50 to 90% by weight, more preferably 50 to 70% by weight, and even more preferably 50 to 60% by weight, based on the weight of monomer composition (A0). If the weight proportion of monomer (a) is less than 40% by weight, low-temperature fixing properties deteriorate. On the other hand, if the weight proportion of monomer (a) exceeds 90% by weight, hot offset resistance deteriorates.
結晶性ビニル樹脂(A)における単量体組成物(A0)中の単量体(b)の重量割合は、高温高湿下での保存性と耐加水分解性の観点から、好ましくは単量体組成物(A0)の重量を基準として1~35重量%、より好ましくは5~30重量%、更に好ましくは5~15重量%である。 From the viewpoints of storage stability and hydrolysis resistance under high temperature and high humidity conditions, the weight ratio of monomer (b) in monomer composition (A0) in crystalline vinyl resin (A) is preferably 1 to 35% by weight, more preferably 5 to 30% by weight, and even more preferably 5 to 15% by weight, based on the weight of monomer composition (A0).
単量体組成物(A0)に単量体(c)を含む場合は、耐ホットオフセット性の観点から、単量体組成物(A0)中の単量体(c)の重量割合は4~55重量%であることが好ましく、より好ましくは10~55重量%であり、更に好ましくは10~45重量%である。 When monomer composition (A0) contains monomer (c), from the viewpoint of hot offset resistance, the weight ratio of monomer (c) in monomer composition (A0) is preferably 4 to 55% by weight, more preferably 10 to 55% by weight, and even more preferably 10 to 45% by weight.
本発明における結晶性ビニル樹脂(A)は、単量体組成物を公知の方法(例えば、ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合、リビングラジカル重合、リビングアニオン重合及びリビングカチオン重合等)で重合することで製造できる。ラジカル重合の場合は、例えば、前記単量体を溶媒(トルエン等)中でラジカル反応開始剤(d)とともに反応させる溶液重合法(特開平5-117330号公報等)により合成することが出来る。
また、ラジカル反応開始剤は公知のラジカル反応開始剤(d)を用いてもよい。ラジカル反応開始剤(d)としては、特に制限されず、無機過酸化物(d1)、有機過酸化物(d2)及びアゾ化合物(d3)等が挙げられる。また、これらのラジカル反応開始剤を併用することもできる。
The crystalline vinyl resin (A) in the present invention can be produced by polymerizing a monomer composition by a known method (e.g., radical polymerization, anionic polymerization, cationic polymerization, living radical polymerization, living anionic polymerization, living cationic polymerization, etc.). In the case of radical polymerization, for example, the resin can be synthesized by a solution polymerization method (JP Patent Publication (A) No. 5-117330, etc.) in which the monomer is reacted with a radical reaction initiator (d) in a solvent (e.g., toluene).
The radical reaction initiator may be a known radical reaction initiator (d). The radical reaction initiator (d) is not particularly limited, and examples thereof include inorganic peroxides (d1), organic peroxides (d2), and azo compounds (d3). These radical reaction initiators may also be used in combination.
無機過酸化物(d1)としては、特に限定されないが、例えば過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム及び過硫酸ナトリウム等が挙げられる。 The inorganic peroxide (d1) is not particularly limited, but examples thereof include hydrogen peroxide, ammonium persulfate, potassium persulfate, and sodium persulfate.
有機過酸化物(d2)としては、特に制限されないが、例えば、ベンゾイルパーオキシド、ジ-t-ブチルパーオキシド、t-ブチルクミルパーオキシド、ジクミルパーオキシド、α、α-ビス(t-ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、2,5-ジメチル-2,5-ビス(t-ブチルパーオキシ)へキサン、ジ-t-へキシルパーオキシド、2,5-ジメチル-2,5-ジ-t-ブチルパーオキシへキシン-3、アセチルパーオキシド、イソブチリルパーオキシド、オクタニノルパーオキシド、デカノリルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド、3,3,5-トリメチルヘキサノイルパーオキシド、m-トルイルパーオキシド、t-ブチルパーオキシイソブチレート、t-ブチルパーオキシネオデカノエート、クミルパーオキシネオデカノエート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシ-3,5,5-トリメチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシラウレート、t-ブチルパーオキシベンゾエート、t-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート及びt-ブチルパーオキシアセテート等が挙げられる。 The organic peroxide (d2) is not particularly limited, but examples thereof include benzoyl peroxide, di-t-butyl peroxide, t-butylcumyl peroxide, dicumyl peroxide, α,α-bis(t-butylperoxy)diisopropylbenzene, 2,5-dimethyl-2,5-bis(t-butylperoxy)hexane, di-t-hexyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di-t-butylperoxyhexyne-3, acetyl peroxide, isobutyryl peroxide, octanyl peroxide, decanolyl peroxide, Examples include lauroyl peroxide, 3,3,5-trimethylhexanoyl peroxide, m-toluyl peroxide, t-butyl peroxy isobutyrate, t-butyl peroxy neodecanoate, cumyl peroxy neodecanoate, t-butyl peroxy 2-ethylhexanoate, t-butyl peroxy 3,5,5-trimethylhexanoate, t-butyl peroxy laurate, t-butyl peroxy benzoate, t-butyl peroxy isopropyl monocarbonate, and t-butyl peroxy acetate.
アゾ化合物(d3)としては、特に制限されないが、例えば、2,2’-アゾビス-(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、2,2’-アゾビス-4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)及びアゾビスイソブチロニトリル等が挙げられる。 The azo compound (d3) is not particularly limited, but examples thereof include 2,2'-azobis-(2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobisisobutyronitrile, 1,1'-azobis(cyclohexane-1-carbonitrile), 2,2'-azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile, 2,2'-azobis(2-methylbutyronitrile), and azobisisobutyronitrile.
結晶性ビニル樹脂(A)の吸熱ピークのピークトップ温度(TmA)は、低温定着性及び高温高湿下での保存性の観点から、好ましくは40~100℃であり、より好ましくは45~90℃であり、更に好ましくは50~60℃である。吸熱ピークトップ温度が40℃以上の場合は高温高湿下での保存性が良好となり、100℃以下の場合は低温定着性が良好となる。吸熱ピークのピークトップ温度(TmA)は、主に単量体(a)の重量部数や単量体(a)の鎖状炭化水素基の炭素数によって調整することができる。単量体(a)の重量部数が多いとピークトップ温度(TmA)を高くすることができ、単量体(a)の鎖状炭化水素基の炭素数が多いとピークトップ温度(TmA)を高くすることができる。
但し、結晶性ビニル樹脂(A)の吸熱ピークトップ温度(TmA)とは、示差走査熱量計(DSC)を用いて結晶性ビニル樹脂(A)を20℃から150℃まで10℃/分の条件で第1回目の昇温した後、150℃から0℃まで10℃/分の条件で冷却し、続いて0℃から150℃まで10℃/分の条件で昇温する第2回目の昇温過程における結晶性ビニル樹脂(A)の吸熱ピークのピークトップ温度である。
The endothermic peak top temperature (Tm A ) of the crystalline vinyl resin (A) is preferably 40 to 100° C., more preferably 45 to 90° C., and even more preferably 50 to 60° C., from the viewpoint of low-temperature fixability and storage stability under high-temperature and high-humidity conditions. When the endothermic peak top temperature is 40° C. or higher, the storage stability under high-temperature and high-humidity conditions is good, and when it is 100° C. or lower, the low-temperature fixability is good. The endothermic peak top temperature (Tm A ) can be adjusted mainly by the number of parts by weight of the monomer (a) and the number of carbon atoms of the chain hydrocarbon group of the monomer (a). When the number of parts by weight of the monomer (a) is large, the peak top temperature (Tm A ) can be increased, and when the number of carbon atoms of the chain hydrocarbon group of the monomer (a) is large, the peak top temperature (Tm A ) can be increased.
Here, the endothermic peak top temperature (Tm A ) of the crystalline vinyl resin (A) refers to the peak top temperature of the endothermic peak of the crystalline vinyl resin (A) in a second heating process in which the crystalline vinyl resin (A) is heated for the first time from 20° C. to 150° C. at 10° C./min using a differential scanning calorimeter (DSC), then cooled from 150° C. to 0° C. at 10° C./min, and subsequently heated from 0° C. to 150° C. at 10° C./min.
結晶性ビニル樹脂(A)のキシレン不溶解分は、低温定着性、高温高湿下での保存性及び耐加水分解性の観点から、好ましくは6重量%以下であり、より好ましくは1~3重量%である。キシレン不溶解分は、単量体(b)の重量部数によって調整することができる。単量体(b)の重量部数が多いと、キシレン不溶解分は高くなる。
結晶性ビニル樹脂(A)のキシレン不溶解分の測定方法は以下の通りである。
サンプル作製としては、結晶性ビニル樹脂(A)1.00gを吸熱ピークのピークトップ温度以上の温度でキシレン100gに溶解又は分散し、25℃まで冷却したものを遠心分離機により、遠心分離を行い、上澄み液を除去した後、減圧乾燥(170℃、2時間)し、キシレン不溶解分を得て、キシレン不溶解分の重量を小数点以下第4位まで測定し、下記式により(A)のキシレン不溶解分を算出する。
結晶性ビニル樹脂(A)のキシレン不溶解分(重量%)=(キシレン不溶解分の重量(g)/1.00)×100
尚、遠心分離の条件は以下の通りである。
<遠心分離条件>
遠心分離機 :H-19F(株式会社コクサン製)
回転速度 :4000rpm
回転時間 :20分
The xylene insoluble content of the crystalline vinyl resin (A) is preferably 6% by weight or less, more preferably 1 to 3% by weight, from the viewpoints of low-temperature fixability, storage stability under high-temperature and high-humidity conditions, and hydrolysis resistance. The xylene insoluble content can be adjusted by the number of parts by weight of the monomer (b). The higher the number of parts by weight of the monomer (b), the higher the xylene insoluble content.
The xylene-insoluble content of the crystalline vinyl resin (A) is measured by the following method.
To prepare a sample, 1.00 g of crystalline vinyl resin (A) was dissolved or dispersed in 100 g of xylene at a temperature equal to or higher than the peak top temperature of the endothermic peak, cooled to 25°C, centrifuged in a centrifuge, the supernatant was removed, and then dried under reduced pressure (170°C, 2 hours) to obtain a xylene-insoluble matter. The weight of the xylene-insoluble matter was measured to four decimal places, and the xylene-insoluble matter of (A) was calculated using the following formula.
Xylene insoluble content (wt%) of crystalline vinyl resin (A)=(weight of xylene insoluble content (g)/1.00)×100
The conditions for centrifugation are as follows:
<Centrifugation conditions>
Centrifuge: H-19F (manufactured by Kokusan Co., Ltd.)
Rotation speed: 4000 rpm
Rotation time: 20 minutes
本発明における結晶性ビニル樹脂(A)のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)における重量平均分子量は、低温定着性と耐ホットオフセット性の観点から2,000~200,000であることが好ましく、より好ましくは5,000~100,000であり、更に好ましくは10,000~70,000であり、特に好ましくは20,000~40,000である。 The weight average molecular weight of the crystalline vinyl resin (A) in the present invention, as measured by gel permeation chromatography (GPC), is preferably 2,000 to 200,000, more preferably 5,000 to 100,000, even more preferably 10,000 to 70,000, and particularly preferably 20,000 to 40,000, from the viewpoints of low-temperature fixability and hot offset resistance.
本発明において、結晶性ビニル樹脂(A)及び後記する(A)以外のトナーバインダー用樹脂の数平均分子量(以下、Mnと略称することがある。)、重量平均分子量(以下、Mwと略称することがある。)は、GPCを用いて以下の条件で測定することができる。
装置(一例) : HLC-8120 [東ソー(株)製]
カラム(一例): TSK GEL GMH6 2本 [東ソー(株)製]
測定温度 : 40℃
試料溶液 : 0.25重量%のTHF溶液
移動相 : テトラヒドロフラン(重合禁止剤を含まない)
溶液注入量 : 100μL
検出装置 : 屈折率検出器
基準物質 : 標準ポリスチレン(TSKstandard POLYSTYRENE)12点(分子量 500 1,050 2,800 5,970 9,100 18,100 37,900 96,400 190,000 355,000 1,090,000 2,890,000)[東ソー(株)製]
分子量の測定は、0.25重量%になるように試料をテトラヒドロフラン(以下、THFと略記)に溶解し、不溶解分をグラスフィルターでろ別したものを試料溶液とする。
なお、後述する非晶性ビニル樹脂(B)及びトナーバインダーについても、上記と同様の方法でMn、Mwを求めることができる。
In the present invention, the number average molecular weight (hereinafter sometimes abbreviated as Mn) and weight average molecular weight (hereinafter sometimes abbreviated as Mw) of the crystalline vinyl resin (A) and the resin for toner binder other than (A) described below can be measured using GPC under the following conditions.
Equipment (example): HLC-8120 [manufactured by Tosoh Corporation]
Column (example): 2 TSK GEL GMH6 columns [manufactured by Tosoh Corporation]
Measurement temperature: 40°C
Sample solution: 0.25% by weight THF solution Mobile phase: Tetrahydrofuran (containing no polymerization inhibitor)
Solution injection volume: 100 μL
Detector: Refractive index detector Reference material: 12 standard polystyrenes (TSKstandard POLYSTYRENE) (molecular weights: 500, 1,050, 2,800, 5,970, 9,100, 18,100, 37,900, 96,400, 190,000, 355,000, 1,090,000, 2,890,000) [manufactured by Tosoh Corporation]
For measuring the molecular weight, a sample is dissolved in tetrahydrofuran (hereinafter abbreviated as THF) to a concentration of 0.25% by weight, and the insoluble matter is filtered off using a glass filter to obtain a sample solution.
Incidentally, for the amorphous vinyl resin (B) and the toner binder described below, Mn and Mw can be determined in the same manner as above.
本発明のトナーバインダーは、結晶性ビニル樹脂(A)以外のトナーバインダー用樹脂として公知であるその他の樹脂を含有してもよい。その他の樹脂としてはビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられ、上記樹脂の2種以上を併用しても良い。また、これらの樹脂は線形樹脂でも非線形樹脂でも良く、非線形樹脂にあっては架橋されたものであっても良い。これらのうち低温定着性及び耐加水分解性の観点から、好ましくはビニル樹脂、ポリエステル樹脂であり、特に好ましくは、非晶性ビニル樹脂(B)及び非線形ポリエステル樹脂(C)である。 The toner binder of the present invention may contain other resins known as toner binder resins other than the crystalline vinyl resin (A). Examples of other resins include vinyl resins, polyurethane resins, epoxy resins, polyester resins, polyamide resins, polyimide resins, ionomer resins, polycarbonate resins, etc., and two or more of the above resins may be used in combination. These resins may be either linear or nonlinear resins, and nonlinear resins may be crosslinked. Among these, from the viewpoint of low-temperature fixing property and hydrolysis resistance, vinyl resins and polyester resins are preferred, and amorphous vinyl resins (B) and nonlinear polyester resins (C) are particularly preferred.
非晶性ビニル樹脂(B)は非晶性のビニル樹脂であればその樹脂の組成は特に限定されないが、高温高湿下での保存性及び耐加水分解性の観点から、スチレンを含む単量体組成物(B0)の重合体であることが好ましい。
本発明において、「非晶性」とは、上記結晶性ビニル樹脂(A)の吸熱ピークのピークトップ温度の測定方法と同様の測定条件により示差走査熱量計(DSC)を用いて試料の転移温度測定を行った場合に、吸熱ピークのピークトップ温度が存在しないことを意味する。
The composition of the amorphous vinyl resin (B) is not particularly limited as long as it is an amorphous vinyl resin. From the viewpoints of storage stability and hydrolysis resistance under high temperature and high humidity conditions, however, it is preferable that the resin be a polymer of a monomer composition (B0) containing styrene.
In the present invention, "amorphous" means that when the transition temperature of a sample is measured using a differential scanning calorimeter (DSC) under the same measurement conditions as in the measurement method for the peak top temperature of the endothermic peak of the above-mentioned crystalline vinyl resin (A), no peak top temperature of the endothermic peak exists.
スチレンを含む単量体組成物(B0)は、必要により他の単量体を併用してもよく、結晶性ビニル樹脂(A)で例示した単量体(c)と同様のものが挙げられる。これらの単量体は1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよく、例えば、スチレン-アルキル(メタ)アクリレート共重合体、スチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン-アルキル(メタ)アクリレート-(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン-アクリロニトリル共重合体、スチレン-無水マレイン酸共重合体、及びスチレン-アルキル(メタ)アクリレート-アクリロニトリル共重合体等が挙げられる。
上記のうち好ましくはスチレン-アルキル(メタ)アクリレート共重合体、スチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン-アルキル(メタ)アクリレート-(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン-アクリロニトリル共重合体、及びスチレン-アルキル(メタ)アクリレート-アクリロニトリル共重合体等であり、更に好ましくはスチレン-アルキル(メタ)アクリレート-(メタ)アクリル酸共重合体、及びスチレン-アルキル(メタ)アクリレート-アクリロニトリル共重合体等である。
The styrene-containing monomer composition (B0) may be used in combination with other monomers as necessary, and examples thereof include the same monomers as those exemplified as the monomer (c) in the crystalline vinyl resin (A). These monomers may be used alone or in combination of two or more, and examples thereof include styrene-alkyl (meth)acrylate copolymers, styrene-(meth)acrylic acid copolymers, styrene-alkyl (meth)acrylate-(meth)acrylic acid copolymers, styrene-acrylonitrile copolymers, styrene-maleic anhydride copolymers, and styrene-alkyl (meth)acrylate-acrylonitrile copolymers.
Of the above, preferred are styrene-alkyl (meth)acrylate copolymers, styrene-(meth)acrylic acid copolymers, styrene-alkyl (meth)acrylate-(meth)acrylic acid copolymers, styrene-acrylonitrile copolymers, and styrene-alkyl (meth)acrylate-acrylonitrile copolymers, and more preferred are styrene-alkyl (meth)acrylate-(meth)acrylic acid copolymers, and styrene-alkyl (meth)acrylate-acrylonitrile copolymers.
非晶性ビニル樹脂(B)の酸価は、低温定着性、高温高湿下での保存安定性及び耐加水分解性の観点から、好ましくは0~50mgKOH/g、より好ましくは0.1~30mgKOH/gである。
なお、酸価は、JIS K0070に規定の方法で測定することができる。
The acid value of the amorphous vinyl resin (B) is preferably 0 to 50 mgKOH/g, more preferably 0.1 to 30 mgKOH/g, from the viewpoints of low-temperature fixability, storage stability under high-temperature and high-humidity conditions, and hydrolysis resistance.
The acid value can be measured by the method specified in JIS K0070.
非晶性ビニル樹脂(B)のガラス転移温度は、高温高湿下での保存安定性及び低温定着性の観点から、好ましくは50~75℃、より好ましくは55~70℃である。
非晶性ビニル樹脂(B)のガラス転移温度(Tg)は、ASTM D3418-82に規定の方法(DSC法)により決定することができる。ガラス転移温度(Tg)の測定には、例えば、TA Instruments(株)製、DSC Q20等を用いることができる。ガラス転移温度(Tg)は、下記の条件で測定することができる。
<測定条件>
(1)30℃から20℃/分で150℃まで昇温
(2)150℃で10分間保持
(3)20℃/分で-35℃まで冷却
(4)-35℃で10分間保持
(5)20℃/分で150℃まで昇温
(6)(5)の過程にて測定される示差走査熱量曲線を解析し、変曲点の位置をガラス転移温度とする。
The glass transition temperature of the amorphous vinyl resin (B) is preferably 50 to 75°C, more preferably 55 to 70°C, from the viewpoints of storage stability under high temperature and high humidity conditions and low temperature fixability.
The glass transition temperature (Tg) of the amorphous vinyl resin (B) can be determined by the method (DSC method) specified in ASTM D3418-82. For example, a DSC Q20 manufactured by TA Instruments Co., Ltd. can be used to measure the glass transition temperature (Tg). The glass transition temperature (Tg) can be measured under the following conditions.
<Measurement conditions>
(1) Heat from 30°C to 150°C at 20°C/min. (2) Hold at 150°C for 10 minutes. (3) Cool to -35°C at 20°C/min. (4) Hold at -35°C for 10 minutes. (5) Heat to 150°C at 20°C/min. (6) The differential scanning calorimetry curve measured during (5) is analyzed, and the position of the inflection point is determined as the glass transition temperature.
本発明における非晶性ビニル樹脂(B)は、結晶性ビニル樹脂(A)と同様の方法で製造できる。ラジカル重合の場合のラジカル反応開始剤(d)も同様のものが挙げられる。 The amorphous vinyl resin (B) in the present invention can be produced in the same manner as the crystalline vinyl resin (A). The radical reaction initiator (d) in the case of radical polymerization can also be the same.
非線形ポリエステル樹脂(C)は、非線形ポリエステル樹脂であればその樹脂の組成は特に限定されない。非線形ポリエステル樹脂(C)は、ポリオール成分(x)を含むアルコール成分とポリカルボン酸成分(y)を含むカルボン酸成分を重縮合させて得られるポリエステル樹脂であり、架橋されたものであっても良い。 The composition of the nonlinear polyester resin (C) is not particularly limited as long as it is a nonlinear polyester resin. The nonlinear polyester resin (C) is a polyester resin obtained by polycondensation of an alcohol component including a polyol component (x) and a carboxylic acid component including a polycarboxylic acid component (y), and may be crosslinked.
ポリオール成分(x)としては、ジオール(x1)及び3価以上のポリオール(x2)が挙げられる。これらは、1種単独であっても、2種以上の組み合わせであっても良い。 The polyol component (x) may be a diol (x1) or a trihydric or higher polyol (x2). These may be used alone or in combination of two or more.
ジオール(x1)としては、炭素数2~36のアルキレングリコール(エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、3-メチル-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及び1,12-ドデカンジオール等)、炭素数4~36のアルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール及びポリテトラメチレンエーテルグリコール等)、炭素数6~36の脂環式ジオール(1,4-シクロヘキサンジメタノール及び水素添加ビスフェノールA等)、上記脂環式ジオールの(ポリ)アルキレンオキサイド付加物(好ましくは平均付加モル数1~30)、芳香族ジオール[単環2価フェノール(例えばハイドロキノン等)及びビスフェノール類等]及び上記芳香族ジオールのアルキレンオキサイド付加物(好ましくは平均付加モル数2~30)等が挙げられる。 Diols (x1) include alkylene glycols having 2 to 36 carbon atoms (ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 1,11-undecanediol, 1,12-dodecanediol, etc.), alkylene ether glycols having 4 to 36 carbon atoms (diethylene glycol, triethylene glycol, etc.), , dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, etc.), alicyclic diols having 6 to 36 carbon atoms (1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, etc.), (poly)alkylene oxide adducts of the above alicyclic diols (preferably 1 to 30 average molar additions), aromatic diols [monocyclic dihydric phenols (e.g., hydroquinone, etc.) and bisphenols, etc.] and alkylene oxide adducts of the above aromatic diols (preferably 2 to 30 average molar additions), etc.
上記のビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物は、ビスフェノール類にアルキレンオキサイド(以下、「アルキレンオキサイド」をAOと略記することがある。)を付加して得られる。 The alkylene oxide adducts of the above bisphenols are obtained by adding alkylene oxide (hereinafter, "alkylene oxide" may be abbreviated as AO) to bisphenols.
ビスフェノール類としては、下記一般式(1)で示されるもの等が挙げられる。
HO-Ar-P-Ar-OH (1)
[式中、Pは炭素数1~3のアルキレン基、-SO2-、-O-、-S-又は直接結合を表し、Arは、水素原子がハロゲン原子又は炭素数1~30のアルキル基で置換されていてもよいフェニレン基を表す。]
The bisphenols include those represented by the following general formula (1).
HO-Ar-P-Ar-OH (1)
[In the formula, P represents an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, -SO 2 -, -O-, -S- or a direct bond, and Ar represents a phenylene group in which a hydrogen atom may be substituted with a halogen atom or an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.]
ビスフェノール類の具体的としては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールB、ビスフェノールAD、ビスフェノールS、トリクロロビスフェノールA、テトラクロロビスフェノールA、ジブロモビスフェノールF、2-メチルビスフェノールA、2,6-ジメチルビスフェノールA及び2,2’-ジエチルビスフェノールF等が挙げられ、これらは2種以上を併用することもできる。 Specific examples of bisphenols include bisphenol A, bisphenol F, bisphenol B, bisphenol AD, bisphenol S, trichlorobisphenol A, tetrachlorobisphenol A, dibromobisphenol F, 2-methylbisphenol A, 2,6-dimethylbisphenol A, and 2,2'-diethylbisphenol F, and two or more of these can be used in combination.
ビスフェノール類に付加するアルキレンオキサイドとしては、炭素数が2~30のアルキレンオキサイド、例えば、エチレンオキサイド(以下、「エチレンオキサイド」をEOと略記することがある。)、プロピレンオキサイド(「プロピレンオキサイド」をPOと略記することがある。)、ブチレンオキサイド、テトラヒドロフラン、及びこれらの2種以上の併用等が挙げられる。 Examples of alkylene oxides added to bisphenols include alkylene oxides having 2 to 30 carbon atoms, such as ethylene oxide (hereinafter, "ethylene oxide" may be abbreviated as EO), propylene oxide (hereinafter, "propylene oxide" may be abbreviated as PO), butylene oxide, tetrahydrofuran, and combinations of two or more of these.
これらのジオール(x1)のうち、低温定着性と高温高湿下での保存性の観点から、炭素数2~36のアルキレングリコール、芳香族ジオールのアルキレンオキサイド付加物が好ましく、炭素数2~10のアルキレングリコール、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物(平均付加モル数は好ましくは2~5)がより好ましく、炭素数2~6のアルキレングリコール、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物(平均付加モル数は好ましくは2~5)が更に好ましい。 Among these diols (x1), from the viewpoint of low-temperature fixability and storage stability under high-temperature and high-humidity conditions, alkylene glycols having 2 to 36 carbon atoms and alkylene oxide adducts of aromatic diols are preferred, alkylene glycols having 2 to 10 carbon atoms and alkylene oxide adducts of bisphenols (average number of moles added is preferably 2 to 5), and alkylene glycols having 2 to 6 carbon atoms and alkylene oxide adducts of bisphenol A (average number of moles added is preferably 2 to 5) are even more preferred.
3価以上のポリオール(x2)としては、炭素数3~36の3価以上の価数の脂肪族多価アルコール、糖類及びその誘導体、脂肪族多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物(平均付加モル数は好ましくは1~30)、トリスフェノール類(トリスフェノールPA等)のアルキレンオキサイド付加物(平均付加モル数は好ましくは2~30)、ノボラック樹脂(フェノールノボラック及びクレゾールノボラック等が含まれ、平均重合度としては好ましくは3~60)のアルキレンオキサイド付加物(平均付加モル数は好ましくは2~30)等が挙げられる。 Examples of trivalent or higher polyols (x2) include aliphatic polyhydric alcohols having 3 to 36 carbon atoms and a valence of trivalent or higher, sugars and derivatives thereof, alkylene oxide adducts of aliphatic polyhydric alcohols (average number of moles added is preferably 1 to 30), alkylene oxide adducts of trisphenols (trisphenol PA, etc.) (average number of moles added is preferably 2 to 30), and alkylene oxide adducts of novolac resins (including phenol novolac and cresol novolac, etc., with an average degree of polymerization of preferably 3 to 60) (average number of moles added is preferably 2 to 30).
炭素数3~36の3価以上の価数の脂肪族多価アルコールとしては、アルカンポリオール及びその分子内又は分子間脱水物が挙げられ、例えばグリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ソルビタン、ポリグリセリン及びジペンタエリスリトール等が挙げられる。
また、糖類及びその誘導体としては、例えばショ糖及びメチルグルコシド等が挙げられる。
Examples of the aliphatic polyhydric alcohol having 3 to 36 carbon atoms and a valence of three or more include alkane polyols and their intramolecular or intermolecular dehydration products, such as glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, sorbitan, polyglycerin, and dipentaerythritol.
Furthermore, examples of sugars and their derivatives include sucrose and methyl glucoside.
これらの3価以上のポリオール(x2)のうち、低温定着性と耐ホットオフセット性との両立の観点から、炭素数3~36の3価以上の価数の脂肪族多価アルコール、ノボラック樹脂(フェノールノボラック及びクレゾールノボラック等が含まれ、平均重合度としては好ましくは3~60)のアルキレンオキサイド付加物(平均付加モル数は好ましくは2~30)が好ましく、炭素数3~8の3価の脂肪族多価アルコールが更に好ましく、トリメチロールプロパンが特に好ましい。 Of these trivalent or higher polyols (x2), from the viewpoint of achieving both low-temperature fixing properties and hot offset resistance, preferred are trivalent or higher aliphatic polyhydric alcohols having 3 to 36 carbon atoms, and alkylene oxide adducts (average number of moles added is preferably 2 to 30) of novolak resins (including phenol novolak and cresol novolak, etc., with an average degree of polymerization preferably being 3 to 60), more preferred are trivalent aliphatic polyhydric alcohols having 3 to 8 carbon atoms, and particularly preferred is trimethylolpropane.
非線形ポリエステル樹脂(C)のポリオール成分(x)中におけるジオール(x1)は、80~100モル%であることが好ましい。また、ジオール(x1)と3価以上のポリオール(x2)とを併用する場合、ジオール(x1)と3価以上のポリオール(x2)のモル比[(x1)/(x2)]は、耐ホットオフセット性の観点から、80/20~99/1が好ましく、85/15~98/2がより好ましい The diol (x1) in the polyol component (x) of the nonlinear polyester resin (C) is preferably 80 to 100 mol %. When the diol (x1) is used in combination with a trihydric or higher polyol (x2), the molar ratio of the diol (x1) to the trihydric or higher polyol (x2) [(x1)/(x2)] is preferably 80/20 to 99/1, more preferably 85/15 to 98/2, from the viewpoint of hot offset resistance.
また、非線形ポリエステル樹脂(C)のアルコール成分として、必要により上記ポリオール成分(x)に加えて、モノオール成分を含有させることもできる。モノオールとしては、炭素数1~30の直鎖又は分岐アルキルアルコール(メタノール、エタノール、イソプロパノール、1-デカノール、ドデシルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、アラキジルアルコール、ベヘニルアルコール及びリグノセリルアルコール等)等が挙げられる。 In addition to the polyol component (x), the alcohol component of the nonlinear polyester resin (C) may contain a mono-ol component, if necessary. Examples of mono-ols include linear or branched alkyl alcohols having 1 to 30 carbon atoms (methanol, ethanol, isopropanol, 1-decanol, dodecyl alcohol, myristyl alcohol, cetyl alcohol, stearyl alcohol, arachidyl alcohol, behenyl alcohol, and lignoceryl alcohol).
これらモノオールのうち、高温高湿下での保存性の観点から、炭素数8~24の直鎖又は分岐アルキルアルコールが好ましく、炭素数8~24の直鎖アルキルアルコールがより好ましく、ドデシルアルコール、ステアリルアルコール、アラキジルアルコール、ベヘニルアルコール及びリグノセリルアルコールが更に好ましい。 Of these monools, from the viewpoint of storage stability under high temperature and high humidity conditions, linear or branched alkyl alcohols having 8 to 24 carbon atoms are preferred, linear alkyl alcohols having 8 to 24 carbon atoms are more preferred, and dodecyl alcohol, stearyl alcohol, arachidyl alcohol, behenyl alcohol and lignoceryl alcohol are even more preferred.
ポリカルボン酸成分(y)としては、ジカルボン酸(y1)、3価以上のポリカルボン酸(y2)が挙げられる。これらは、1種単独であっても、2種以上の組み合わせであっても良い。 The polycarboxylic acid component (y) may be a dicarboxylic acid (y1) or a trivalent or higher polycarboxylic acid (y2). These may be used alone or in combination of two or more.
ジカルボン酸(y1)としては、炭素数8~36の芳香族ジカルボン酸(テレフタル酸、フタル酸、イソフタル酸及びナフタレンジカルボン酸等)、炭素数2~50の脂肪族ジカルボン酸(シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、レパルギン酸及びセバシン酸等)、炭素数6~40の脂環式ジカルボン酸〔ダイマー酸(2量化リノール酸)等〕、炭素数4~36のアルケンジカルボン酸(ドデセニルコハク酸等のアルケニルコハク酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸及びメサコン酸等)及びこれらのエステル形成性誘導体等が挙げられる。ここで、エステル形成性誘導体とは、カルボン酸無水物、アルキル(炭素数1~24のメチル、エチル、ブチル、ステアリル等、好ましくは炭素数1~4のアルキル)エステル及び部分アルキルエステルを意味する。 Examples of dicarboxylic acids (y1) include aromatic dicarboxylic acids having 8 to 36 carbon atoms (such as terephthalic acid, phthalic acid, isophthalic acid, and naphthalenedicarboxylic acid), aliphatic dicarboxylic acids having 2 to 50 carbon atoms (such as oxalic acid, malonic acid, succinic acid, adipic acid, leuparic acid, and sebacic acid), alicyclic dicarboxylic acids having 6 to 40 carbon atoms (such as dimer acid (dimerized linoleic acid)), alkene dicarboxylic acids having 4 to 36 carbon atoms (such as alkenyl succinic acids such as dodecenyl succinic acid, maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, and mesaconic acid), and ester-forming derivatives thereof. Here, the ester-forming derivatives refer to carboxylic acid anhydrides, alkyl (methyl, ethyl, butyl, stearyl, and the like having 1 to 24 carbon atoms, preferably alkyl having 1 to 4 carbon atoms) esters, and partial alkyl esters.
これらのジカルボン酸(y1)のうち、低温定着性、耐ホットオフセット性及び高温高湿下での保存性の両立の観点から、炭素数8~36の芳香族ジカルボン酸、炭素数2~50の脂肪族ジカルボン酸、及び炭素数4~36のアルケンジカルボン酸が好ましく、テレフタル酸、フタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、コハク酸、マレイン酸及びフマル酸がより好ましく、テレフタル酸、フタル酸、イソフタル酸、アジピン酸及びフマル酸が更に好ましく、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸及びフマル酸が特に好ましい。また、これらの酸の無水物や低級アルキルエステルであってもよい。 Among these dicarboxylic acids (y1), from the viewpoint of achieving both low-temperature fixability, hot offset resistance, and storage stability under high temperature and high humidity, aromatic dicarboxylic acids having 8 to 36 carbon atoms, aliphatic dicarboxylic acids having 2 to 50 carbon atoms, and alkene dicarboxylic acids having 4 to 36 carbon atoms are preferred, with terephthalic acid, phthalic acid, isophthalic acid, adipic acid, succinic acid, maleic acid, and fumaric acid being more preferred, with terephthalic acid, phthalic acid, isophthalic acid, adipic acid, and fumaric acid being even more preferred, and terephthalic acid, isophthalic acid, adipic acid, and fumaric acid being particularly preferred. In addition, anhydrides or lower alkyl esters of these acids may also be used.
3価以上のポリカルボン酸(y2)としては、炭素数9~20の3価以上の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸及びピロメリット酸等)、炭素数6~36の脂肪族(脂環式を含む)トリカルボン酸(ヘキサントリカルボン酸及びデカントリカルボン酸等)及びこれらのエステル形成性誘導体等が挙げられる。 Examples of trivalent or higher polycarboxylic acids (y2) include trivalent or higher aromatic polycarboxylic acids having 9 to 20 carbon atoms (such as trimellitic acid and pyromellitic acid), aliphatic (including alicyclic) tricarboxylic acids having 6 to 36 carbon atoms (such as hexanetricarboxylic acid and decanetricarboxylic acid), and ester-forming derivatives thereof.
これらの3価以上のポリカルボン酸(y2)のうち、低温定着性と耐ホットオフセット性との両立の観点から、炭素数9~20の芳香族ポリカルボン酸が好ましく、トリメリット酸及びピロメリット酸がより好ましい。また、これらの酸の無水物や低級アルキルエステルであってもよい。 Among these trivalent or higher polycarboxylic acids (y2), from the viewpoint of achieving both low-temperature fixability and hot offset resistance, aromatic polycarboxylic acids having 9 to 20 carbon atoms are preferred, and trimellitic acid and pyromellitic acid are more preferred. In addition, anhydrides or lower alkyl esters of these acids may also be used.
非線形ポリエステル樹脂(C)のポリカルボン酸成分中のテレフタル酸とイソフタル酸の合計割合が80~100モル%であってもよく、100モル%であってもよい。すなわち、非線形ポリエステル樹脂(C)がポリカルボン酸成分としてテレフタル酸及びイソフタル酸以外のカルボン酸成分を含まなくてもよい。 The total proportion of terephthalic acid and isophthalic acid in the polycarboxylic acid component of the nonlinear polyester resin (C) may be 80 to 100 mol %, or may be 100 mol %. In other words, the nonlinear polyester resin (C) may not contain any carboxylic acid components other than terephthalic acid and isophthalic acid as polycarboxylic acid components.
また、非線形ポリエステル樹脂(C)のカルボン酸成分として、必要により、モノカルボン酸成分を含有させることもできる。モノカルボン酸としては、炭素数7~37の芳香族モノカルボン酸(安息香酸、トルイル酸、4-エチル安息香酸、4-プロピル安息香酸等)、炭素数2~50の脂肪族(脂環式を含む)モノカルボン酸(酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸及びベヘン酸等)等が挙げられる。 In addition, the nonlinear polyester resin (C) may contain a monocarboxylic acid component as a carboxylic acid component, if necessary. Examples of monocarboxylic acids include aromatic monocarboxylic acids having 7 to 37 carbon atoms (benzoic acid, toluic acid, 4-ethylbenzoic acid, 4-propylbenzoic acid, etc.), and aliphatic (including alicyclic) monocarboxylic acids having 2 to 50 carbon atoms (acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, enanthic acid, caprylic acid, pelargonic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, behenic acid, etc.).
これらモノカルボン酸のうち、高温高湿下での保存性の観点から、炭素数2~50の脂肪族(脂環式を含む)モノカルボン酸が好ましく、ベヘン酸がより好ましい。 Of these monocarboxylic acids, from the viewpoint of storage stability under high temperature and high humidity conditions, aliphatic (including alicyclic) monocarboxylic acids having 2 to 50 carbon atoms are preferred, and behenic acid is more preferred.
非線形ポリエステル樹脂(C)の重量平均分子量は、低温定着性、高温高湿下での保存性の観点から、3,000~10,000であることが好ましく、5,000~9,000であることがより好ましい。 From the viewpoints of low-temperature fixability and storage stability under high-temperature and high-humidity conditions, the weight-average molecular weight of the nonlinear polyester resin (C) is preferably 3,000 to 10,000, and more preferably 5,000 to 9,000.
非線形ポリエステル樹脂(C)の酸価は、低温定着性、高温高湿下での保存性及び耐加水分解性の観点から、好ましくは0~50mgKOH/g、より好ましくは0.1~30mgKOH/gである。
なお、酸価は、JIS K0070に規定の方法で測定することができる。
The acid value of the nonlinear polyester resin (C) is preferably 0 to 50 mgKOH/g, more preferably 0.1 to 30 mgKOH/g, from the viewpoints of low-temperature fixability, storage stability under high-temperature and high-humidity conditions, and hydrolysis resistance.
The acid value can be measured by the method specified in JIS K0070.
非線形ポリエステル樹脂(C)のガラス転移温度は、高温高湿下での保存性及び低温定着性の観点から、好ましくは43~60℃、より好ましくは48~55℃である。
非線形ポリエステル樹脂(C)のガラス転移温度は、前記した非晶性ビニル樹脂(B)のガラス転移温度の測定方法と同様の方法で測定することができる。
The glass transition temperature of the nonlinear polyester resin (C) is preferably 43 to 60° C., more preferably 48 to 55° C., from the viewpoints of storage stability under high temperature and high humidity conditions and low temperature fixability.
The glass transition temperature of the nonlinear polyester resin (C) can be measured by the same method as the above-mentioned method for measuring the glass transition temperature of the amorphous vinyl resin (B).
具体的には、非線形ポリエステル樹脂(C)は、例えば以下のようにして製造することができる。例えば、アルコール成分とカルボン酸成分とを、不活性ガス(窒素ガス等)雰囲気中で、反応温度が好ましくは150~280℃、より好ましくは160~250℃、更に好ましくは170~235℃で重縮合反応させる。
また、反応時間は、重縮合反応を確実に行う観点から、好ましくは30分以上、より好ましくは2~40時間である。反応末期の反応速度を向上させるために減圧することも有効である。
Specifically, the nonlinear polyester resin (C) can be produced, for example, as follows: For example, an alcohol component and a carboxylic acid component are subjected to a polycondensation reaction in an inert gas (such as nitrogen gas) atmosphere at a reaction temperature of preferably 150 to 280°C, more preferably 160 to 250°C, and even more preferably 170 to 235°C.
From the viewpoint of ensuring the polycondensation reaction, the reaction time is preferably 30 minutes or more, more preferably 2 to 40 hours. It is also effective to reduce the pressure in order to improve the reaction rate at the end of the reaction.
このとき必要に応じてエステル化触媒を使用することができる。
エステル化触媒の例には、スズ含有触媒(例えばジブチルスズオキシド等)、三酸化アンチモン、チタン含有触媒[例えばチタンアルコキシド(テトラブトキシチタネート等)、シュウ酸チタン酸カリウム、テレフタル酸チタン、テレフタル酸チタンアルコキシド、特開2006-243715号公報に記載の触媒{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)、チタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)、チタニウムモノヒドロキシトリス(トリエタノールアミネート)、チタニルビス(トリエタノールアミネート)及びそれらの分子内重縮合物等}及び特開2007-11307号公報に記載の触媒(チタントリブトキシテレフタレート、チタントリイソプロポキシテレフタレート及びチタンジイソプロポキシジテレフタレート等)等]、ジルコニウム含有触媒(例えば酢酸ジルコニル等)及び酢酸亜鉛等が挙げられる。これらの中で好ましくはチタン含有触媒である。
In this case, an esterification catalyst can be used as necessary.
Examples of the esterification catalyst include tin-containing catalysts (e.g., dibutyltin oxide, etc.), antimony trioxide, titanium-containing catalysts [e.g., titanium alkoxides (tetrabutoxytitanate, etc.), potassium oxalate titanate, titanium terephthalate, titanium alkoxide terephthalate, catalysts described in JP-A-2006-243715 {titanium diisopropoxybis(triethanolaminate), titanium dihydroxybis(triethanolaminate), titanium monohydroxytris(triethanolaminate), titanyl bis(triethanolaminate) and intramolecular polycondensates thereof, etc.} and catalysts described in JP-A-2007-11307 (titanium tributoxyterephthalate, titanium triisopropoxyterephthalate, titanium diisopropoxyditerephthalate, etc.)], zirconium-containing catalysts (e.g., zirconyl acetate, etc.), and zinc acetate. Among these, titanium-containing catalysts are preferred.
また、ポリエステルの重合を安定的に進める目的で、安定剤を添加してもよい。安定剤としては、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン及びヒンダードフェノール化合物等が挙げられる。 A stabilizer may be added to facilitate stable polymerization of the polyester. Examples of stabilizers include hydroquinone, methylhydroquinone, and hindered phenol compounds.
また、非線形ポリエステル樹脂(C)が架橋されたものである場合、非線形ポリエステル樹脂(C)の製造法としては、好ましいものとして以下の方法が挙げられる。
まず、不飽和カルボン酸成分と不飽和アルコール成分の少なくともどちらかと、必要により飽和カルボン酸成分及び/又は飽和アルコール成分とを構成成分として縮合反応させて分子内に炭素-炭素二重結合を有するポリエステル樹脂(C0)を得る。次に、(C0)中にラジカル反応開始剤を作用させて、ラジカル反応開始剤から発生するラジカルを利用して、不飽和カルボン酸成分及び/又は不飽和アルコール成分に起因する炭素-炭素二重結合同士を架橋反応により結合させる。これにより非線形ポリエステル樹脂(C)を製造することができる。この方法は、架橋反応を短時間で均一にできる点で好ましい方法である。
不飽和カルボン酸成分の内、低温定着性及び耐熱保存性の両立の観点から、好ましいのは炭素数2~10の不飽和モノカルボン酸及び炭素数4~18のアルケンジカルボン酸であり、より好ましいのはアクリル酸、メタクリル酸、ドデセニルコハク酸等のアルケニルコハク酸、マレイン酸及びフマル酸であり、更に好ましいのは、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸及びこれらの併用である。また、これらの酸の無水物や低級アルキルエステルも同様に好ましい。
不飽和アルコール成分としては、不飽和モノオール及び不飽和ジオール等が挙げられる。不飽和モノオールとしては、2-プロペン-1-オール、及びメタクリル酸2-ヒドロキシエチル等が挙げられる。不飽和ジオールとしては、リシノレイルアルコールが挙げられる。これらは、1種単独であっても、2種以上の組み合わせであってもよい。
When the nonlinear polyester resin (C) is crosslinked, the following method is preferable as a method for producing the nonlinear polyester resin (C).
First, at least one of an unsaturated carboxylic acid component and an unsaturated alcohol component is condensed with a saturated carboxylic acid component and/or a saturated alcohol component as necessary to obtain a polyester resin (C0) having a carbon-carbon double bond in the molecule. Next, a radical reaction initiator is allowed to act on (C0), and the carbon-carbon double bonds resulting from the unsaturated carboxylic acid component and/or the unsaturated alcohol component are bonded to each other by a crosslinking reaction using radicals generated from the radical reaction initiator. This makes it possible to produce a nonlinear polyester resin (C). This method is preferred because it allows the crosslinking reaction to occur uniformly in a short time.
Among the unsaturated carboxylic acid components, from the viewpoint of achieving both low-temperature fixability and heat-resistant storage stability, preferred are unsaturated monocarboxylic acids having 2 to 10 carbon atoms and alkene dicarboxylic acids having 4 to 18 carbon atoms, more preferred are acrylic acid, methacrylic acid, alkenylsuccinic acids such as dodecenylsuccinic acid, maleic acid and fumaric acid, and even more preferred are acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid and combinations of these. Similarly, anhydrides and lower alkyl esters of these acids are also preferred.
The unsaturated alcohol component may include unsaturated monools and unsaturated diols. Examples of the unsaturated monools include 2-propen-1-ol and 2-hydroxyethyl methacrylate. Examples of the unsaturated diols include ricinoleyl alcohol. These may be used alone or in combination of two or more.
炭素-炭素二重結合を有するポリエステル樹脂(C0)の架橋反応のために用いるラジカル反応開始剤(c)としては、特に制限されず、前述した無機過酸化物、有機過酸化物及びアゾ化合物等が挙げられる。また、これらのラジカル反応開始剤(c)は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。 The radical reaction initiator (c) used for the crosslinking reaction of the polyester resin (C0) having a carbon-carbon double bond is not particularly limited, and examples thereof include the inorganic peroxides, organic peroxides, and azo compounds described above. These radical reaction initiators (c) may be used alone or in combination of two or more.
ラジカル反応開始剤(c)の使用量は、特に制限されないが、炭素-炭素二重結合を有するポリエステル樹脂(C0)を得るための重合反応に用いた不飽和カルボン酸成分及び不飽和アルコール成分の合計重量に基づいて、100重量部に対して0.1~50重量部が好ましい。
ラジカル反応開始剤の使用量が0.1重量部以上の場合に架橋反応が進行し易くなる傾向にあり、50重量部以下の場合に、臭気が良好となる傾向にある。この使用量は、30重量部以下であることがより好ましく、20重量部以下であることが更に好ましく、10重量部以下であることが特に好ましい。
ポリエステル(A1)が炭素-炭素二重結合を有するポリエステル(A11)である場合において、ポリエステル(A11)中の炭素-炭素二重結合の含有量は、特に制限されないが、ポリエステル(A11)の重量に基づいて0.1~1.2ミリモル/gであることが好ましく、より好ましくは0.1~0.9ミリモル/gである。炭素-炭素二重結合の含有量がポリエステル(A11)の重量に基づいて0.1~1.2ミリモル/gである場合、好適に架橋反応が起こり、トナーの高温高湿下での保存性が良好になる。
The amount of the radical reaction initiator (c) used is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 50 parts by weight per 100 parts by weight based on the total weight of the unsaturated carboxylic acid component and the unsaturated alcohol component used in the polymerization reaction for obtaining the polyester resin (C0) having a carbon-carbon double bond.
When the amount of the radical reaction initiator used is 0.1 parts by weight or more, the crosslinking reaction tends to proceed easily, and when it is 50 parts by weight or less, the odor tends to be good. The amount used is more preferably 30 parts by weight or less, even more preferably 20 parts by weight or less, and particularly preferably 10 parts by weight or less.
When polyester (A1) is polyester (A11) having a carbon-carbon double bond, the content of the carbon-carbon double bond in polyester (A11) is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 1.2 mmol/g, more preferably 0.1 to 0.9 mmol/g, based on the weight of polyester (A11). When the content of the carbon-carbon double bond is 0.1 to 1.2 mmol/g based on the weight of polyester (A11), a crosslinking reaction occurs favorably, and the toner has good storage stability under high temperature and high humidity conditions.
上記種類のラジカル反応開始剤(c)及び上記の使用量でラジカル重合して非線形ポリエステル樹脂(C)を作製した場合、好適にポリエステル樹脂(C0)中の炭素-炭素二重結合同士の架橋反応が起こり、トナーの低温定着性、耐ホットオフセット性及び高温高湿下での保存性が良好になることから好ましい。 When the nonlinear polyester resin (C) is produced by radical polymerization using the above-mentioned type of radical reaction initiator (c) in the above-mentioned amount, a crosslinking reaction occurs between the carbon-carbon double bonds in the polyester resin (C0), which is preferable because it improves the toner's low-temperature fixability, hot offset resistance, and storage stability under high temperature and high humidity conditions.
本発明において、結晶性ビニル樹脂(A)の重量割合は、低温定着性、耐ホットオフセット性及び高温高湿下での保存性の観点から、トナーバインダーの重量を基準として10~60重量%であることが好ましい。 In the present invention, the weight ratio of the crystalline vinyl resin (A) is preferably 10 to 60% by weight based on the weight of the toner binder, from the viewpoints of low-temperature fixing property, hot offset resistance, and storage stability under high temperature and high humidity conditions.
本発明において、非晶性ビニル樹脂(B)及び非線形ポリエステル樹脂(C)等のその他の樹脂を含む場合、その他の樹脂の含有割合は、低温定着性、耐ホットオフセット性及び高温高湿下での保存性の観点から、トナーバインダーの重量を基準として好ましくは40~90重量%である。 In the present invention, when other resins such as amorphous vinyl resin (B) and nonlinear polyester resin (C) are contained, the content of the other resins is preferably 40 to 90% by weight based on the weight of the toner binder, from the viewpoints of low-temperature fixing property, hot offset resistance, and storage stability under high temperature and high humidity conditions.
トナーバインダーの製造方法について説明する。
トナーバインダーは結晶性ビニル樹脂(A)を含有していれば特に限定されず、例えば結晶性ビニル樹脂(A)、必要により用いるその他の樹脂及び添加剤を混合する場合の混合方法は公知の方法でよく、混合方法としては、粉体混合、溶融混合及び溶剤混合等が挙げられる。また、結晶性ビニル樹脂(A)、必要により用いるその他の樹脂及び添加剤は、トナーを製造するときに同時に混合してもよい。
A method for producing the toner binder will now be described.
The toner binder is not particularly limited as long as it contains the crystalline vinyl resin (A), and for example, the mixing method for mixing the crystalline vinyl resin (A), other resins and additives used as necessary may be a known method, and examples of the mixing method include powder mixing, melt mixing, solvent mixing, etc. In addition, the crystalline vinyl resin (A), other resins and additives used as necessary may be mixed simultaneously when the toner is produced.
粉体混合する場合の混合装置としては、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー及びバンバリーミキサー等が挙げられる。好ましくはヘンシェルミキサーである。
溶融混合する場合の混合装置としては、反応槽等のバッチ式混合装置及び連続式混合装置が挙げられる。適正な温度で短時間に均一に混合するためには、連続式混合装置が好ましい。連続式混合装置としては、スタティックミキサー、エクストルーダー、コンティニアスニーダー及び3本ロール等が挙げられる。
溶剤混合の方法としては、結晶性ビニル樹脂(A)及びその他の樹脂を溶剤(酢酸エチル、THF及びアセトン等)に溶解し、均一化させた後、脱溶剤及び粉砕する方法や、結晶性ビニル樹脂(A)及びその他の樹脂を溶剤(酢酸エチル、THF及びアセトン等)に溶解し、水中に分散させた後、造粒及び脱溶剤する方法等が挙げられる。
Examples of a mixer for powder mixing include a Henschel mixer, a Nauta mixer, and a Banbury mixer, with a Henschel mixer being preferred.
Examples of mixing devices for melt mixing include batch mixing devices such as reaction tanks and continuous mixing devices. Continuous mixing devices are preferred for uniform mixing in a short time at an appropriate temperature. Examples of continuous mixing devices include static mixers, extruders, continuous kneaders, and three-roll machines.
Examples of the solvent mixing method include a method in which the crystalline vinyl resin (A) and other resins are dissolved in a solvent (ethyl acetate, THF, acetone, etc.), homogenized, then desolvated and pulverized, and a method in which the crystalline vinyl resin (A) and other resins are dissolved in a solvent (ethyl acetate, THF, acetone, etc.), dispersed in water, then granulated and desolvated.
本発明のトナーバインダーは、トナーへ適用することが有用である。トナーは、本発明のトナーバインダーを含有する。 The toner binder of the present invention is useful when applied to a toner. The toner contains the toner binder of the present invention.
トナーは、本発明のトナーバインダー以外に、必要により、着色剤、離型剤、荷電制御剤及び流動化剤等から選ばれる1種以上の公知の添加剤を含有してもよい。 In addition to the toner binder of the present invention, the toner may contain, as necessary, one or more known additives selected from colorants, release agents, charge control agents, and flow agents.
着色剤としては、トナー用着色剤として使用されている染料及び顔料等のすべてを使用することができる。例えば、カーボンブラック、鉄黒、スーダンブラックSM、ファーストイエローG、ベンジジンイエロー、ピグメントイエロー、インドファーストオレンジ、イルガシンレッド、パラニトロアニリンレッド、トルイジンレッド、カーミンFB、ピグメントオレンジR、レーキレッド2G、ローダミンFB、ローダミンBレーキ、メチルバイオレットBレーキ、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、ブリリアントグリーン、フタロシアニングリーン、オイルイエローGG、カヤセットYG、オラゾールブラウンB及びオイルピンクOP等が挙げられる。着色剤は、これらのいずれか単独であってもよく、2種以上が混合されたものであってもよい。また、必要により磁性粉(鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性金属の粉末又はマグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の化合物)を着色剤としての機能を兼ねて含有させることができる。
着色剤の含有量は、トナーバインダー100重量部に対して、好ましくは1~40重量部、より好ましくは3~10重量部である。なお、磁性粉を用いる場合は、トナーバインダー100重量部に対して、好ましくは20~150重量部、より好ましくは40~120重量部である。
As the colorant, all of the dyes and pigments used as toner colorants can be used. For example, carbon black, iron black, Sudan Black SM, Fast Yellow G, Benzidine Yellow, Pigment Yellow, India Fast Orange, Irgasin Red, Paranitroaniline Red, Toluidine Red, Carmine FB, Pigment Orange R, Lake Red 2G, Rhodamine FB, Rhodamine B Lake, Methyl Violet B Lake, Phthalocyanine Blue, Pigment Blue, Brilliant Green, Phthalocyanine Green, Oil Yellow GG, Kayaset YG, Orazol Brown B, and Oil Pink OP can be mentioned. The colorant may be any one of these alone or a mixture of two or more. In addition, if necessary, magnetic powder (powder of ferromagnetic metals such as iron, cobalt, and nickel, or compounds such as magnetite, hematite, and ferrite) can be contained to function as a colorant.
The content of the colorant is preferably 1 to 40 parts by weight, more preferably 3 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the toner binder. When a magnetic powder is used, the content is preferably 20 to 150 parts by weight, more preferably 40 to 120 parts by weight, based on 100 parts by weight of the toner binder.
離型剤としては、定試験力押出形細管式レオメータフローテスタによるフロー軟化点(T1/2)が50~170℃のものが好ましく、ポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の脂肪族炭化水素系ワックス及びそれらの酸化物、カルナバワックス、モンタンワックス及びそれらの脱酸ワックス、エステルワックス、脂肪酸アミド類、脂肪酸類、高級アルコール類、脂肪酸金属塩等が挙げられる。 The release agent preferably has a flow softening point (T1 /2 ) of 50 to 170°C as measured by a constant test force extrusion type capillary rheometer flow tester. Examples of the release agent include aliphatic hydrocarbon waxes such as polyolefin wax, microcrystalline wax, paraffin wax, and Fischer-Tropsch wax, as well as oxides thereof, carnauba wax, montan wax and deacidified waxes thereof, ester wax, fatty acid amides, fatty acids, higher alcohols, and fatty acid metal salts.
離型剤のフロー軟化点(T1/2)は以下の条件で測定される値である。
<フロー軟化点(T1/2)の測定方法>
試験力押出形細管式レオメータフローテスタ[たとえば、(株)島津製作所製、CFT-500D]を用いて、1gの測定試料を昇温速度6℃/分で加熱しながら、プランジャーにより1.96MPaの荷重を与え、直径1mm、長さ1mmのノズルから押し出して、「プランジャー降下量(流れ値)」と「温度」とのグラフを描き、プランジャーの降下量の最大値の1/2に対応する温度をグラフから読み取り、この値(測定試料の半分が流出したときの温度)をフロー軟化点(T1/2)とする。
The flow softening point (T 1/2 ) of the release agent is a value measured under the following conditions.
<Method of measuring flow softening point (T 1/2 )>
Test force: Using an extrusion-type capillary rheometer flow tester [e.g., CFT-500D, manufactured by Shimadzu Corporation], 1 g of the measurement sample is heated at a temperature increase rate of 6°C/min while applying a load of 1.96 MPa with the plunger and extruding it from a nozzle with a diameter of 1 mm and a length of 1 mm. A graph of "plunger depression amount (flow value)" vs. "temperature" is drawn, and the temperature corresponding to 1/2 of the maximum plunger depression amount is read from the graph. This value (the temperature at which half of the measurement sample has flowed out) is taken as the flow softening point (T 1/2 ).
ポリオレフィンワックスとしては、オレフィン(例えばエチレン、プロピレン、1-ブテン、イソブチレン、1-ヘキセン、1-ドデセン、1-オクタデセン及びこれらの混合物等)の(共)重合体[(共)重合により得られるもの及びそれを更に熱減成して得られるものを含む](例えば低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレンポリエチレン共重合体)、オレフィンの(共)重合体の酸素及び/又はオゾンによる酸化物、オレフィンの(共)重合体のマレイン酸変性物[例えばマレイン酸及びその誘導体(無水マレイン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノブチル及びマレイン酸ジメチル等)変性物]、オレフィンと不飽和カルボン酸[(メタ)アクリル酸、イタコン酸及び無水マレイン酸等]及び/又は不飽和カルボン酸アルキルエステル[(メタ)アクリル酸アルキル(アルキルの炭素数1~18)エステル及びマレイン酸アルキル(アルキルの炭素数1~18)エステル等]等との共重合体等が挙げられる。 Examples of polyolefin waxes include (co)polymers of olefins (e.g., ethylene, propylene, 1-butene, isobutylene, 1-hexene, 1-dodecene, 1-octadecene, and mixtures thereof) (including those obtained by (co)polymerization and those obtained by further thermal degradation) (e.g., low molecular weight polypropylene, low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene-polyethylene copolymers), oxides of olefin (co)polymers with oxygen and/or ozone, maleic acid modified products of olefin (co)polymers (e.g., maleic acid and its derivatives (maleic anhydride, monomethyl maleate, monobutyl maleate, dimethyl maleate, etc.) modified products), copolymers of olefins and unsaturated carboxylic acids ((meth)acrylic acid, itaconic acid, maleic anhydride, etc.) and/or unsaturated carboxylic acid alkyl esters ((meth)acrylic acid alkyl esters (alkyl having 1 to 18 carbon atoms) and maleic acid alkyl esters (alkyl having 1 to 18 carbon atoms), etc.).
マイクロクリスタリンワックスとしては、例えば、日本精蝋(株)製のHi-Mic-2095、Hi-Mic-1090、Hi-Mic-1080、Hi-Mic-1070、Hi-Mic-2065、Hi-Mic-1045、Hi-Mic-2045等が挙げられる。 Examples of microcrystalline waxes include Hi-Mic-2095, Hi-Mic-1090, Hi-Mic-1080, Hi-Mic-1070, Hi-Mic-2065, Hi-Mic-1045, and Hi-Mic-2045 manufactured by Nippon Seiro Co., Ltd.
パラフィンワックスとしては、例えば、日本精蝋(株)製のParaffin WAX-155、Paraffin WAX-150、Paraffin WAX-145、Paraffin WAX-140、Paraffin WAX-135、HNP-3、HNP-5、HNP-9、HNP-10、HNP-11、HNP-12、HNP-51等が挙げられる。 Examples of paraffin waxes include Paraffin WAX-155, Paraffin WAX-150, Paraffin WAX-145, Paraffin WAX-140, Paraffin WAX-135, HNP-3, HNP-5, HNP-9, HNP-10, HNP-11, HNP-12, and HNP-51 manufactured by Nippon Seiro Co., Ltd.
フィッシャートロプシュワックスとしては、サゾール社製のSasolwax C80等が挙げられる。 Examples of Fischer-Tropsch wax include Sasolwax C80 manufactured by Sasol.
カルナバワックスとしては、株式会社加藤洋行製の精製カルナウバワックス 特製1号等が挙げられる。 Examples of carnauba wax include Refined Carnauba Wax Special No. 1 manufactured by Kato Yoko Co., Ltd.
エステルワックスとしては、脂肪酸エステルワックス(例えば、日油社製のニッサンエレクトールWEP-2、WEP-3、WEP-4、WEP-5及びWEP-8等)等が挙げられる。 Examples of ester waxes include fatty acid ester waxes (e.g., Nissan Electol WEP-2, WEP-3, WEP-4, WEP-5, and WEP-8 manufactured by NOF Corp.).
高級アルコール類としては、炭素数30~50の脂肪族アルコール等であり、例えばトリアコンタノールが挙げられる。脂肪酸類としては、炭素数30~50の脂肪酸等であり、例えばトリアコンタンカルボン酸が挙げられる。 Examples of higher alcohols include aliphatic alcohols having 30 to 50 carbon atoms, such as triacontanol. Examples of fatty acids include fatty acids having 30 to 50 carbon atoms, such as triacontanol.
脂肪酸アミドとしては、三菱ケミカル社製のダイヤミッドY、ダイヤミッド200等が挙げられる。 Examples of fatty acid amides include Diamid Y and Diamid 200 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
荷電制御剤としては、正帯電性荷電制御剤及び負帯電性荷電制御剤のいずれを含有していてもよく、ニグロシン染料、3級アミンを側鎖として含有するトリフェニルメタン染料、4級アンモニウム塩、ポリアミン樹脂、イミダゾール誘導体、4級アンモニウム塩基含有ポリマー、含金属アゾ染料、銅フタロシアニン染料、サリチル酸金属塩、ベンジル酸のホウ素錯体、スルホン酸基含有ポリマー、含フッ素ポリマー及びハロゲン置換芳香環含有ポリマー等が挙げられる。 The charge control agent may be either a positively charged charge control agent or a negatively charged charge control agent, and examples of the charge control agent include nigrosine dyes, triphenylmethane dyes containing a tertiary amine as a side chain, quaternary ammonium salts, polyamine resins, imidazole derivatives, polymers containing quaternary ammonium bases, metal-containing azo dyes, copper phthalocyanine dyes, metal salts of salicylic acid, boron complexes of benzilic acid, polymers containing sulfonic acid groups, fluorine-containing polymers, and polymers containing halogen-substituted aromatic rings.
流動化剤としては、シリカ、チタニア、アルミナ、炭酸カルシウム、脂肪酸金属塩、シリコーン樹脂粒子及びフッ素樹脂粒子等が挙げられ、2種以上を併用してもよい。トナーの帯電性の観点からシリカが好ましい。また、シリカは、トナーの転写性の観点から疎水性シリカであることが好ましい。 Examples of fluidizing agents include silica, titania, alumina, calcium carbonate, fatty acid metal salts, silicone resin particles, and fluororesin particles, and two or more of them may be used in combination. From the viewpoint of the chargeability of the toner, silica is preferred. From the viewpoint of the transferability of the toner, it is also preferred that the silica is hydrophobic.
トナー中のトナーバインダーの含有量はトナー重量に基づき、好ましくは30~97重量%、より好ましくは40~95重量%、更に好ましくは45~92重量%である。
着色剤の含有量はトナー重量に基づき、好ましくは0.05~60重量%、より好ましくは0.1~55重量%、更に好ましくは0.5~50重量%である。
離型剤の含有量はトナー重量に基づき、好ましくは0~30重量%、より好ましくは0.5~20重量%、更に好ましくは1~10重量%である。
荷電制御剤の含有量はトナー重量に基づき、好ましくは0~20重量%、より好ましくは0.1~10重量%、更に好ましくは0.5~7.5重量%である。
流動化剤の含有量はトナー重量に基づき、好ましくは0~10重量%、より好ましくは0~5重量%、更に好ましくは0.1~4重量%である。
また、添加剤の含有量の合計量はトナー重量に基づき、好ましくは3~70重量%、より好ましくは5~60重量%、更に好ましくは8~55重量%である。
トナーの組成比を上記の範囲とすることで、低温定着性と定着ローラーからの高い分離性を両立させつつ、帯電安定性が良好なトナーを容易に得ることができる。
The content of the toner binder in the toner is preferably from 30 to 97% by weight, more preferably from 40 to 95% by weight, and even more preferably from 45 to 92% by weight, based on the weight of the toner.
The content of the colorant is preferably 0.05 to 60% by weight, more preferably 0.1 to 55% by weight, and even more preferably 0.5 to 50% by weight, based on the weight of the toner.
The content of the releasing agent is preferably 0 to 30% by weight, more preferably 0.5 to 20% by weight, and further preferably 1 to 10% by weight, based on the weight of the toner.
The content of the charge control agent is preferably 0 to 20% by weight, more preferably 0.1 to 10% by weight, and even more preferably 0.5 to 7.5% by weight, based on the weight of the toner.
The content of the fluidizing agent is preferably 0 to 10% by weight, more preferably 0 to 5% by weight, and further preferably 0.1 to 4% by weight, based on the weight of the toner.
The total content of the additives is preferably 3 to 70% by weight, more preferably 5 to 60% by weight, and even more preferably 8 to 55% by weight, based on the weight of the toner.
By setting the composition ratio of the toner in the above range, it is possible to easily obtain a toner having good charge stability while simultaneously achieving both low-temperature fixability and high separability from the fixing roller.
トナーは、公知の混練粉砕法、乳化転相法及び重合法等のいずれの方法により得られたものであってもよい。
例えば、混練粉砕法によりトナーを得る場合、流動化剤を除くトナーを構成する成分を乾式ブレンドした後、溶融混練し、その後粗粉砕し、最終的にジェットミル粉砕機等を用いて微粒化して、更に分級することにより、体積平均粒径(D50)が好ましくは5~20μmの微粒とした後、流動化剤を混合して製造することができる。
なお、体積平均粒径(D50)はコールターカウンター{例えば、商品名:マルチサイザーIII[ベックマン・コールター(株)製]}を用いて測定される。
The toner may be obtained by any of the known methods such as a kneading and pulverizing method, an emulsion phase inversion method, and a polymerization method.
For example, when a toner is obtained by a kneading and pulverizing method, the components constituting the toner except for the fluidizing agent are dry-blended, melt-kneaded, coarsely pulverized, and finally, pulverized into fine particles using a jet mill pulverizer or the like, and further classified to obtain fine particles having a volume average particle size (D50) of preferably 5 to 20 μm, and then the fluidizing agent is mixed therein to produce the toner.
The volume average particle size (D50) is measured using a Coulter counter (for example, trade name: Multisizer III [manufactured by Beckman Coulter, Inc.]).
また、乳化転相法によりトナーを得る場合、流動化剤を除くトナーを構成する成分を有機溶剤に溶解又は分散後、水を添加する等によりエマルジョン化し、次いで分離、分級して製造することができる。トナーの体積平均粒径は、3~15μmが好ましい。 When obtaining toner by the emulsion phase inversion method, the components constituting the toner, excluding the fluidizing agent, are dissolved or dispersed in an organic solvent, and then emulsified by adding water, etc., and then separated and classified to produce the toner. The volume average particle size of the toner is preferably 3 to 15 μm.
トナーは、必要に応じて鉄粉、ガラスビーズ、ニッケル粉、フェライト、マグネタイト及び樹脂(アクリル樹脂、シリコーン樹脂等)により表面をコーティングしたフェライト等のキャリア粒子と混合されて電気的潜像の現像剤として用いられる。キャリア粒子を用いる場合、トナーとキャリア粒子との重量比は、1/99~99/1が好ましい。また、キャリア粒子の代わりに帯電ブレード等の部材と摩擦し、電気的潜像を形成することもできる。
なお、トナーは、キャリア粒子を含まなくてもよい。
The toner is mixed with carrier particles such as iron powder, glass beads, nickel powder, ferrite, magnetite, and ferrite coated with resin (acrylic resin, silicone resin, etc.) as necessary, and used as a developer for an electric latent image. When carrier particles are used, the weight ratio of the toner to the carrier particles is preferably 1/99 to 99/1. Alternatively, the toner can be rubbed against a member such as a charging blade instead of the carrier particles to form an electric latent image.
The toner does not necessarily need to contain carrier particles.
トナーは、複写機、プリンター等により支持体(紙、ポリエステルフィルム等)に定着して記録材料とされる。支持体に定着する方法としては、公知の熱ロール定着方法及びフラッシュ定着方法等が適用できる。 The toner is fixed to a support (paper, polyester film, etc.) by a copier, printer, etc. to form a recording material. The method of fixing to the support can be a known hot roll fixing method or flash fixing method, etc.
本発明のトナーバインダーを用いて作製したトナーは、電子写真法、静電記録法や静電印刷法等において、静電荷像又は磁気潜像の現像に用いられる。更に詳しくは、特にフルカラー用に好適な静電荷像又は磁気潜像の現像に用いられる。 The toner produced using the toner binder of the present invention is used for developing electrostatic images or magnetic latent images in electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, etc. More specifically, it is used for developing electrostatic images or magnetic latent images that are particularly suitable for full color.
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下、特に定めない限り「部」は重量部を示す。 The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these. In the following, "parts" refers to parts by weight unless otherwise specified.
<製造例1> [結晶性ビニル樹脂(A1)の製造]
オートクレーブにキシレン110部を仕込み、窒素で置換した後、撹拌下密閉状態で167℃まで昇温した。ベヘニルアクリレート[以下においてC22アクリレートと略記、日油(株)製、以下同様]435部、N-ビニルピロリドン[日本触媒(株)製、以下同様]109部、スチレン[出光興産(株)製、以下同様]36部、メチルアクリレート[東亞合成(株)製、以下同様]73部、メタクリロニトリル[ナカライテクス(株)製、以下同様]113部、ジ-t-ブチルパーオキシド[パーブチルD、日油(株)製、以下同様]0.7部、及びキシレン157部の混合溶液を、オートクレーブ内温度を167℃にコントロールしながら、3時間かけて滴下し重合を行った。滴下後、滴下ラインをキシレン8部で洗浄した。更に同温度で0.7時間保持した後、70℃まで冷却後に単量体(a)の反応率を確認した。単量体(a)の反応率が95%未満であったため、再度170℃に昇温し、更にジ-t-ブチルパーオキシドを1.1部投入し、反応率が95%以上まで反応させた。その後170℃、0.5~2.5kPaの減圧下で5時間脱溶剤を行い、結晶性ビニル樹脂(A1)を得た。
上記の方法で測定した結晶性ビニル樹脂(A1)の重量平均分子量は30000、吸熱ピークトップ温度は58℃、キシレン不溶解分は1重量%だった。
<Production Example 1> [Production of Crystalline Vinyl Resin (A1)]
110 parts of xylene was charged into an autoclave, and after replacing with nitrogen, the temperature was raised to 167°C in a sealed state with stirring. A mixed solution of 435 parts of behenyl acrylate [abbreviated as C22 acrylate hereinafter, manufactured by NOF Corp., the same applies below], 109 parts of N-vinylpyrrolidone [manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., the same applies below], 36 parts of styrene [manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd., the same applies below], 73 parts of methyl acrylate [manufactured by Toagosei Co., Ltd., the same applies below], 113 parts of methacrylonitrile [manufactured by Nacalai Tesque Inc., the same applies below], 0.7 parts of di-t-butyl peroxide [Perbutyl D, manufactured by NOF Corp., the same applies below], and 157 parts of xylene was dropped over 3 hours while controlling the temperature inside the autoclave to 167°C, to carry out polymerization. After dropping, the dropping line was washed with 8 parts of xylene. After further maintaining the temperature for 0.7 hours, the reaction rate of the monomer (a) was confirmed after cooling to 70°C. Since the reaction rate of the monomer (a) was less than 95%, the temperature was raised again to 170°C, and 1.1 parts of di-t-butyl peroxide was further added to react until the reaction rate reached 95% or more. Thereafter, the solvent was removed at 170°C under reduced pressure of 0.5 to 2.5 kPa for 5 hours to obtain a crystalline vinyl resin (A1).
The weight average molecular weight of the crystalline vinyl resin (A1) measured by the above-mentioned method was 30,000, the endothermic peak top temperature was 58° C., and the xylene insoluble content was 1% by weight.
<製造例2> [結晶性ビニル樹脂(A2)の製造]
オートクレーブにキシレン120部を仕込み、窒素で置換した後、撹拌下密閉状態で170℃まで昇温した。C22アクリレート420部、アクリロイルモルフォリン[富士フィルム和光純薬(株)製、以下同様]105部、スチレン35部、メチルアクリレート56部、メタクリロニトリル84部、ジ-t-ブチルパーオキシド0.7部、及びキシレン156部の混合溶液を、オートクレーブ内温度を170℃にコントロールしながら、3時間かけて滴下し重合を行った。滴下後、滴下ラインをキシレン9部で洗浄した。更に同温度で0.5時間保持した後、70℃まで冷却後に単量体(a)の反応率を確認した。単量体(a)の反応率が95%未満であったため、再度170℃に昇温し、更にジ-t-ブチルパーオキシドを1.1部投入し、反応率が95%以上まで反応させた。その後170℃、0.5~2.5kPaの減圧下で5時間脱溶剤を行い、結晶性ビニル樹脂(A2)を得た。
上記の方法で測定した結晶性ビニル樹脂(A2)の重量平均分子量は20000、吸熱ピークトップ温度は58℃、キシレン不溶解分は1重量%だった。
<Production Example 2> [Production of Crystalline Vinyl Resin (A2)]
120 parts of xylene was charged into the autoclave, and after replacing with nitrogen, the temperature was raised to 170 ° C. in a sealed state under stirring. A mixed solution of 420 parts of C22 acrylate, 105 parts of acryloyl morpholine [manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., the same applies below], 35 parts of styrene, 56 parts of methyl acrylate, 84 parts of methacrylonitrile, 0.7 parts of di-t-butyl peroxide, and 156 parts of xylene was dropped over 3 hours while controlling the temperature inside the autoclave to 170 ° C. to polymerize. After dropping, the dropping line was washed with 9 parts of xylene. After further holding at the same temperature for 0.5 hours, the reaction rate of monomer (a) was confirmed after cooling to 70 ° C. Since the reaction rate of monomer (a) was less than 95%, the temperature was raised again to 170 ° C., and 1.1 parts of di-t-butyl peroxide was further added, and the reaction was allowed to proceed until the reaction rate was 95% or more. Thereafter, the solvent was removed at 170° C. under reduced pressure of 0.5 to 2.5 kPa for 5 hours to obtain a crystalline vinyl resin (A2).
The weight average molecular weight of the crystalline vinyl resin (A2) measured by the above-mentioned method was 20,000, the endothermic peak top temperature was 58° C., and the xylene insoluble content was 1% by weight.
<製造例3> [結晶性ビニル樹脂(A3)の製造]
オートクレーブにキシレン110部を仕込み、窒素で置換した後、撹拌下密閉状態で170℃まで昇温した。C22アクリレート290部、N-ビニルピロリドン36部、スチレン145部、メチルアクリレート181部、メタクリロニトリル73部、ジ-t-ブチルパーオキシド0.7部、及びキシレン157部の混合溶液を、オートクレーブ内温度を170℃にコントロールしながら、3時間かけて滴下し重合を行った。滴下後、滴下ラインをキシレン8部で洗浄した。更に同温度で0.5時間保持した後、70℃まで冷却後に単量体(a)の反応率を確認した。単量体(a)の反応率が95%未満であったため、再度170℃に昇温し、更にジ-t-ブチルパーオキシドを1.1部投入し、反応率が95%以上まで反応させた。その後170℃、0.5~2.5kPaの減圧下で5時間脱溶剤を行い、結晶性ビニル樹脂(A3)を得た。
上記の方法で測定した結晶性ビニル樹脂(A3)の重量平均分子量は39000、吸熱ピークトップ温度は55℃、キシレン不溶解分は1重量%だった。
<Production Example 3> [Production of Crystalline Vinyl Resin (A3)]
110 parts of xylene was charged into the autoclave, and after replacing with nitrogen, the temperature was raised to 170 ° C. in a sealed state under stirring. A mixed solution of 290 parts of C22 acrylate, 36 parts of N-vinylpyrrolidone, 145 parts of styrene, 181 parts of methyl acrylate, 73 parts of methacrylonitrile, 0.7 parts of di-t-butyl peroxide, and 157 parts of xylene was dropped over 3 hours while controlling the temperature inside the autoclave to 170 ° C. to polymerize. After dropping, the dropping line was washed with 8 parts of xylene. After further holding at the same temperature for 0.5 hours, it was cooled to 70 ° C. and the reaction rate of monomer (a) was confirmed. Since the reaction rate of monomer (a) was less than 95%, the temperature was raised again to 170 ° C., and 1.1 parts of di-t-butyl peroxide was further added, and the reaction was continued until the reaction rate was 95% or more. Thereafter, the solvent was removed at 170° C. under reduced pressure of 0.5 to 2.5 kPa for 5 hours to obtain a crystalline vinyl resin (A3).
The weight average molecular weight of the crystalline vinyl resin (A3) measured by the above method was 39,000, the endothermic peak top temperature was 55° C., and the xylene insoluble content was 1% by weight.
<製造例4> [結晶性ビニル樹脂(A4)の製造]
オートクレーブにキシレン110部を仕込み、窒素で置換した後、撹拌下密閉状態で170℃まで昇温した。C22アクリレート363部、N-ビニルピロリドン7部、スチレン109部、メチルアクリレート73部、メタクリロニトリル174部、ジ-t-ブチルパーオキシド0.7部、及びキシレン157部の混合溶液を、オートクレーブ内温度を170℃にコントロールしながら、3時間かけて滴下し重合を行った。滴下後、滴下ラインをキシレン8部で洗浄した。更に同温度で0.5時間保持した後、70℃まで冷却後に単量体(a)の反応率を確認した。単量体(a)の反応率が95%未満であったため、再度170℃に昇温し、更にジ-t-ブチルパーオキシドを1.1部投入し、反応率が95%以上まで反応させた。その後170℃、0.5~2.5kPaの減圧下で5時間脱溶剤を行い、結晶性ビニル樹脂(A4)を得た。
上記の方法で測定した結晶性ビニル樹脂(A4)の重量平均分子量は35000、吸熱ピークトップ温度は56℃、キシレン不溶解分は1重量%だった。
<Production Example 4> [Production of Crystalline Vinyl Resin (A4)]
110 parts of xylene was charged into the autoclave, and after replacing with nitrogen, the temperature was raised to 170 ° C. in a sealed state under stirring. A mixed solution of 363 parts of C22 acrylate, 7 parts of N-vinylpyrrolidone, 109 parts of styrene, 73 parts of methyl acrylate, 174 parts of methacrylonitrile, 0.7 parts of di-t-butyl peroxide, and 157 parts of xylene was dropped over 3 hours while controlling the temperature inside the autoclave to 170 ° C. to polymerize. After dropping, the dropping line was washed with 8 parts of xylene. After further holding at the same temperature for 0.5 hours, it was cooled to 70 ° C. and the reaction rate of monomer (a) was confirmed. Since the reaction rate of monomer (a) was less than 95%, the temperature was raised again to 170 ° C., and 1.1 parts of di-t-butyl peroxide was further added, and the reaction was allowed to proceed until the reaction rate was 95% or more. Thereafter, the solvent was removed at 170° C. under reduced pressure of 0.5 to 2.5 kPa for 5 hours to obtain a crystalline vinyl resin (A4).
The weight average molecular weight of the crystalline vinyl resin (A4) measured by the above method was 35,000, the endothermic peak top temperature was 56° C., and the xylene insoluble content was 1% by weight.
<製造例5> [結晶性ビニル樹脂(A5)の製造]
オートクレーブにステアリルアクリレート[共栄社化学(株)製、以下同様]435部、キシレン110部を仕込み、窒素で置換した後、撹拌下密閉状態で170℃まで昇温し、170℃で2時間温調した。N-ビニルピロリドン261部、スチレン29部、ジ-t-ブチルパーオキシド2.2部、及びキシレン157部の混合溶液を、オートクレーブ内温度を170℃にコントロールしながら、1.5時間かけて滴下し重合を行った。滴下後、滴下ラインをキシレン8部で洗浄した。更に同温度で0.5時間保持した後、70℃まで冷却後に単量体(a)の反応率を確認した。単量体(a)の反応率が95%以上であったため、再度170℃に昇温し、0.5~2.5kPaの減圧下で5時間脱溶剤を行い、結晶性ビニル樹脂(A5)を得た。
上記の方法で測定した結晶性ビニル樹脂(A5)の重量平均分子量は28000、吸熱ピークトップ温度は52℃、キシレン不溶解分は3重量%だった。
<Production Example 5> [Production of Crystalline Vinyl Resin (A5)]
An autoclave was charged with 435 parts of stearyl acrylate [manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., the same applies below] and 110 parts of xylene, and after replacing with nitrogen, the temperature was raised to 170 ° C. in a sealed state with stirring, and the temperature was controlled at 170 ° C. for 2 hours. A mixed solution of 261 parts of N-vinylpyrrolidone, 29 parts of styrene, 2.2 parts of di-t-butyl peroxide, and 157 parts of xylene was dropped over 1.5 hours while controlling the temperature inside the autoclave to 170 ° C., and polymerization was performed. After dropping, the dropping line was washed with 8 parts of xylene. After further holding at the same temperature for 0.5 hours, it was cooled to 70 ° C., and the reaction rate of monomer (a) was confirmed. Since the reaction rate of monomer (a) was 95% or more, the temperature was raised again to 170 ° C., and the solvent was removed under a reduced pressure of 0.5 to 2.5 kPa for 5 hours, to obtain a crystalline vinyl resin (A5).
The weight average molecular weight of the crystalline vinyl resin (A5) measured by the above method was 28,000, the endothermic peak top temperature was 52° C., and the xylene insoluble content was 3% by weight.
<製造例6> [結晶性ビニル樹脂(A6)の製造]
オートクレーブにキシレン110部を仕込み、窒素で置換した後、撹拌下密閉状態で160℃まで昇温した。C22アクリレート508部、N-ビニルピロリドン218部、ジ-t-ブチルパーオキシド0.7部、及びキシレン157部の混合溶液を、オートクレーブ内温度を160℃にコントロールしながら、3時間かけて滴下し重合を行った。滴下後、滴下ラインをキシレン8部で洗浄した。更に同温度で1.3時間保持した後、70℃まで冷却後に単量体(a)の反応率を確認した。単量体(a)の反応率が95%未満であったため、再度170℃に昇温し、更にジ-t-ブチルパーオキシドを1.1部投入し、反応率が95%以上まで反応させた。その後170℃、0.5~2.5kPaの減圧下で5時間脱溶剤を行い、結晶性ビニル樹脂(A6)を得た。
上記の方法で測定した結晶性ビニル樹脂(A6)の重量平均分子量は33000、吸熱ピークトップ温度は60℃、キシレン不溶解分は2重量%だった。
<Production Example 6> [Production of Crystalline Vinyl Resin (A6)]
110 parts of xylene was charged into the autoclave, and after replacing with nitrogen, the temperature was raised to 160°C in a sealed state under stirring. A mixed solution of 508 parts of C22 acrylate, 218 parts of N-vinylpyrrolidone, 0.7 parts of di-t-butyl peroxide, and 157 parts of xylene was dropped over 3 hours while controlling the temperature inside the autoclave to 160°C, and polymerization was carried out. After dropping, the dropping line was washed with 8 parts of xylene. After further holding at the same temperature for 1.3 hours, the reaction rate of the monomer (a) was confirmed after cooling to 70°C. Since the reaction rate of the monomer (a) was less than 95%, the temperature was raised again to 170°C, and 1.1 parts of di-t-butyl peroxide were further added, and the reaction was carried out until the reaction rate was 95% or more. Thereafter, the solvent was removed at 170°C under a reduced pressure of 0.5 to 2.5 kPa for 5 hours, and a crystalline vinyl resin (A6) was obtained.
The weight average molecular weight of the crystalline vinyl resin (A6) measured by the above method was 33,000, the endothermic peak top temperature was 60° C., and the xylene insoluble content was 2% by weight.
<製造例7> [トリアコンチルアクリレートの合成]
撹拌装置、加熱冷却装置、温度計、空気導入管、減圧装置、減水装置を備えた反応容器に、1-トリアコンタノール[東京化成工業(株)製]50部、トルエン50部、アクリル酸[三菱ケミカル(株)製、以下同様]12部、ハイドロキノン0.05部を投入し、撹拌して均一化した。その後、パラトルエンスルホン酸2部を加え、30分撹拌した後、空気を30mL/分の流量で吹き込みながら100℃で生成する水を除去しながら5時間反応させた。その後、反応容器内の圧力を300mmHgに調整し、生成する水を除去しながら更に3時間反応させた。反応溶液を室温まで冷却後、10重量%水酸化ナトリウム水溶液30部を加えて1時間撹拌したのち静置して有機相と水相を分離させた。有機相を分液及び遠心分離操作で採取し、ハイドロキノン0.01部を投入し、空気を吹き込みながら減圧で溶媒を除去し、トリアコンチルアクリレートを得た。
<Production Example 7> [Synthesis of triacontyl acrylate]
In a reaction vessel equipped with a stirring device, a heating/cooling device, a thermometer, an air inlet tube, a pressure reducing device, and a water reducing device, 50 parts of 1-triacontanol [manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.], 50 parts of toluene, 12 parts of acrylic acid [manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd., the same below], and 0.05 parts of hydroquinone were added and stirred to make a homogenous mixture. Then, 2 parts of paratoluenesulfonic acid were added, and after stirring for 30 minutes, the mixture was reacted for 5 hours while removing the water generated at 100 ° C. while blowing in air at a flow rate of 30 mL / min. Thereafter, the pressure in the reaction vessel was adjusted to 300 mmHg, and the reaction was continued for another 3 hours while removing the water generated. After cooling the reaction solution to room temperature, 30 parts of a 10 wt% aqueous sodium hydroxide solution was added, and the mixture was stirred for 1 hour, and then allowed to stand to separate the organic phase and the aqueous phase. The organic phase was collected by liquid separation and centrifugation, 0.01 parts of hydroquinone was added, and the solvent was removed under reduced pressure while blowing in air to obtain triacontyl acrylate.
<製造例8> [結晶性ビニル樹脂(A7)の製造]
オートクレーブにキシレン110部を仕込み、窒素で置換した後、撹拌下密閉状態で160℃まで昇温した。トリアコンチルアクリレート653部、N-ビニルピロリドン73部、ジ-t-ブチルパーオキシド0.7部、及びキシレン157部の混合溶液を、オートクレーブ内温度を170℃にコントロールしながら、3時間かけて滴下し重合を行った。滴下後、滴下ラインをキシレン8部で洗浄した。更に同温度で0.5時間保持した後、70℃まで冷却後に単量体(a)の反応率を確認した。単量体(a)の反応率が95%未満であったため、再度170℃に昇温し、更にジ-t-ブチルパーオキシドを1.1部投入し、反応率が95%以上まで反応させた。その後170℃、0.5~2.5kPaの減圧下で5時間脱溶剤を行い、結晶性ビニル樹脂(A7)を得た。
上記の方法で測定した結晶性ビニル樹脂(A7)の重量平均分子量は30000、吸熱ピークトップ温度は89℃、キシレン不溶解分は1重量%だった。
<Production Example 8> [Production of Crystalline Vinyl Resin (A7)]
110 parts of xylene was charged into an autoclave, and after replacing with nitrogen, the temperature was raised to 160°C in a sealed state under stirring. A mixed solution of 653 parts of triacontyl acrylate, 73 parts of N-vinylpyrrolidone, 0.7 parts of di-t-butyl peroxide, and 157 parts of xylene was dropped over 3 hours while controlling the temperature inside the autoclave to 170°C, and polymerization was carried out. After dropping, the dropping line was washed with 8 parts of xylene. After further maintaining at the same temperature for 0.5 hours, the reaction rate of monomer (a) was confirmed after cooling to 70°C. Since the reaction rate of monomer (a) was less than 95%, the temperature was raised again to 170°C, and 1.1 parts of di-t-butyl peroxide were further added, and the reaction was carried out until the reaction rate was 95% or more. Thereafter, the solvent was removed at 170°C under a reduced pressure of 0.5 to 2.5 kPa for 5 hours, and a crystalline vinyl resin (A7) was obtained.
The weight average molecular weight of the crystalline vinyl resin (A7) measured by the above method was 30,000, the endothermic peak top temperature was 89° C., and the xylene insoluble content was 1% by weight.
<比較製造例1> [結晶性ビニル樹脂(A’1)の製造]
オートクレーブにキシレン110部を仕込み、窒素で置換した後、撹拌下密閉状態で167℃まで昇温した。C22アクリレート435部、スチレン36部、メチルアクリレート73部、メタクリロニトリル181部、ジ-t-ブチルパーオキシド0.7部、及びキシレン157部の混合溶液を、オートクレーブ内温度を167℃にコントロールしながら、3時間かけて滴下し重合を行った。滴下後、滴下ラインをキシレン8部で洗浄した。更に同温度で0.7時間保持した後、70℃まで冷却後に単量体(a)の反応率を確認した。単量体(a)の反応率が95%未満であったため、再度170℃に昇温し、更にジ-t-ブチルパーオキシドを1.1部投入し、反応率が95%以上まで反応させた。その後170℃、0.5~2.5kPaの減圧下で5時間脱溶剤を行い、結晶性ビニル樹脂(A’1)を得た。
上記の方法で測定した結晶性ビニル樹脂(A’1)の重量平均分子量は30000、吸熱ピークトップ温度は58℃、キシレン不溶解分は1重量%だった。
Comparative Production Example 1 Production of Crystalline Vinyl Resin (A'1)
110 parts of xylene was charged into the autoclave, and after replacing with nitrogen, the temperature was raised to 167 ° C. in a sealed state under stirring. A mixed solution of 435 parts of C22 acrylate, 36 parts of styrene, 73 parts of methyl acrylate, 181 parts of methacrylonitrile, 0.7 parts of di-t-butyl peroxide, and 157 parts of xylene was dropped over 3 hours while controlling the temperature inside the autoclave to 167 ° C. to polymerize. After dropping, the dropping line was washed with 8 parts of xylene. After further holding at the same temperature for 0.7 hours, it was cooled to 70 ° C. and the reaction rate of monomer (a) was confirmed. Since the reaction rate of monomer (a) was less than 95%, the temperature was raised again to 170 ° C., and 1.1 parts of di-t-butyl peroxide was further added, and the reaction was continued until the reaction rate was 95% or more. Thereafter, the solvent was removed at 170° C. under a reduced pressure of 0.5 to 2.5 kPa for 5 hours to obtain a crystalline vinyl resin (A′1).
The weight average molecular weight of the crystalline vinyl resin (A'1) measured by the above-mentioned method was 30,000, the endothermic peak top temperature was 58°C, and the xylene insoluble content was 1% by weight.
<比較製造例2> [結晶性ビニル樹脂(A’2)の製造]
オートクレーブにキシレン110部を仕込み、窒素で置換した後、撹拌下密閉状態で170℃まで昇温した。C22アクリレート283部、N-ビニルピロリドン36部、スチレン152部、メチルアクリレート181部、メタクリロニトリル73部、ジ-t-ブチルパーオキシド0.7部、及びキシレン157部の混合溶液を、オートクレーブ内温度を170℃にコントロールしながら、3時間かけて滴下し重合を行った。滴下後、滴下ラインをキシレン8部で洗浄した。更に同温度で0.5時間保持した後、70℃まで冷却後に単量体(a)の反応率を確認した。単量体(a)の反応率が95%未満であったため、再度170℃に昇温し、更にジ-t-ブチルパーオキシドを1.1部投入し、反応率が95%以上まで反応させた。その後170℃、0.5~2.5kPaの減圧下で5時間脱溶剤を行い、結晶性ビニル樹脂(A’2)を得た。
上記の方法で測定した結晶性ビニル樹脂(A’2)の重量平均分子量は40500、吸熱ピークトップ温度は55℃、キシレン不溶解分は1重量%だった。
Comparative Production Example 2 Production of Crystalline Vinyl Resin (A'2)
110 parts of xylene was charged into the autoclave, and after replacing with nitrogen, the temperature was raised to 170 ° C. in a sealed state under stirring. A mixed solution of 283 parts of C22 acrylate, 36 parts of N-vinylpyrrolidone, 152 parts of styrene, 181 parts of methyl acrylate, 73 parts of methacrylonitrile, 0.7 parts of di-t-butyl peroxide, and 157 parts of xylene was dropped over 3 hours while controlling the temperature inside the autoclave to 170 ° C. to polymerize. After dropping, the dropping line was washed with 8 parts of xylene. After further holding at the same temperature for 0.5 hours, it was cooled to 70 ° C. and the reaction rate of monomer (a) was confirmed. Since the reaction rate of monomer (a) was less than 95%, the temperature was raised again to 170 ° C., and 1.1 parts of di-t-butyl peroxide was further added, and the reaction was continued until the reaction rate was 95% or more. Thereafter, the solvent was removed at 170° C. under reduced pressure of 0.5 to 2.5 kPa for 5 hours to obtain a crystalline vinyl resin (A′2).
The weight average molecular weight of the crystalline vinyl resin (A'2) measured by the above method was 40,500, the endothermic peak top temperature was 55°C, and the xylene insoluble content was 1% by weight.
<比較製造例3> [結晶性ビニル樹脂(A’3)の製造]
オートクレーブにキシレン110部を仕込み、窒素で置換した後、撹拌下密閉状態で160℃まで昇温した。トリアコンチルアクリレート660部、N-ビニルピロリドン65部、ジ-t-ブチルパーオキシド0.7部、及びキシレン157部の混合溶液を、オートクレーブ内温度を170℃にコントロールしながら、3時間かけて滴下し重合を行った。滴下後、滴下ラインをキシレン8部で洗浄した。更に同温度で0.5時間保持した後、70℃まで冷却後に単量体(a)の反応率を確認した。単量体(a)の反応率が95%未満であったため、再度170℃に昇温し、更にジ-t-ブチルパーオキシドを1.1部投入し、反応率が95%以上まで反応させた。その後170℃、0.5~2.5kPaの減圧下で5時間脱溶剤を行い、結晶性ビニル樹脂(A’3)を得た。
上記の方法で測定した結晶性ビニル樹脂(A’3)の重量平均分子量は29000、吸熱ピークトップ温度は89℃、キシレン不溶解分は1重量%だった。
Comparative Production Example 3 Production of Crystalline Vinyl Resin (A'3)
110 parts of xylene was charged into an autoclave, and after replacing with nitrogen, the temperature was raised to 160°C in a sealed state under stirring. A mixed solution of 660 parts of triacontyl acrylate, 65 parts of N-vinylpyrrolidone, 0.7 parts of di-t-butyl peroxide, and 157 parts of xylene was dropped over 3 hours while controlling the temperature inside the autoclave to 170°C, and polymerization was carried out. After dropping, the dropping line was washed with 8 parts of xylene. After further maintaining at the same temperature for 0.5 hours, the reaction rate of the monomer (a) was confirmed after cooling to 70°C. Since the reaction rate of the monomer (a) was less than 95%, the temperature was raised again to 170°C, and 1.1 parts of di-t-butyl peroxide was further added, and the reaction was carried out until the reaction rate was 95% or more. Thereafter, the solvent was removed at 170°C under a reduced pressure of 0.5 to 2.5 kPa for 5 hours, and a crystalline vinyl resin (A'3) was obtained.
The weight average molecular weight of the crystalline vinyl resin (A'3) measured by the above-mentioned method was 29,000, the endothermic peak top temperature was 89°C, and the xylene insoluble content was 1% by weight.
<比較製造例4> [結晶性ビニル樹脂(A’4)の製造]
オートクレーブにキシレン110部を仕込み、窒素で置換した後、撹拌下密閉状態で160℃まで昇温した。C22アクリレート508部、ジメチルアクリロアミド[富士フィルム和光純薬(株)製、以下同様]218部、ジ-t-ブチルパーオキシド0.7部、及びキシレン157部の混合溶液を、オートクレーブ内温度を160℃にコントロールしながら、3時間かけて滴下し重合を行った。滴下後、滴下ラインをキシレン8部で洗浄した。更に同温度で1.3時間保持した後、70℃まで冷却後に単量体(a)の反応率を確認した。単量体(a)の反応率が95%未満であったため、再度170℃に昇温し、更にジ-t-ブチルパーオキシドを1.1部投入し、反応率が95%以上まで反応させた。その後170℃、0.5~2.5kPaの減圧下で5時間脱溶剤を行い、結晶性ビニル樹脂(A’4)を得た。
上記の方法で測定した結晶性ビニル樹脂(A’4)の重量平均分子量は34000、吸熱ピークトップ温度は60℃、キシレン不溶解分は2重量%だった。
Comparative Production Example 4 Production of Crystalline Vinyl Resin (A'4)
110 parts of xylene was charged into the autoclave, and after replacing with nitrogen, the temperature was raised to 160 ° C. in a sealed state under stirring. A mixed solution of 508 parts of C22 acrylate, 218 parts of dimethylacrylamide [manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., the same applies below], 0.7 parts of di-t-butyl peroxide, and 157 parts of xylene was dropped over 3 hours while controlling the temperature inside the autoclave to 160 ° C. to polymerize. After dropping, the dropping line was washed with 8 parts of xylene. After further holding at the same temperature for 1.3 hours, the reaction rate of monomer (a) was confirmed after cooling to 70 ° C. Since the reaction rate of monomer (a) was less than 95%, the temperature was raised again to 170 ° C., and 1.1 parts of di-t-butyl peroxide was further added and reacted until the reaction rate was 95% or more. Thereafter, the solvent was removed at 170° C. under reduced pressure of 0.5 to 2.5 kPa for 5 hours to obtain a crystalline vinyl resin (A′4).
The weight average molecular weight of the crystalline vinyl resin (A'4) measured by the above-mentioned method was 34,000, the endothermic peak top temperature was 60°C, and the xylene insoluble content was 2% by weight.
結晶性ビニル樹脂(A1)~(A7)及び(A’1)~(A’4)の組成及び物性値を表1に示す。 The compositions and physical properties of crystalline vinyl resins (A1) to (A7) and (A'1) to (A'4) are shown in Table 1.
<製造例9> [非晶性ビニル樹脂(B1)の製造]
オートクレーブにキシレン100部を仕込み、窒素で置換した後、撹拌下密閉状態で150℃まで昇温した。スチレン443部、アクリル酸ブチル[出光興産(株)製、以下同様]167部、アクリル酸9.3部、ジ-t-ブチルパーオキシド0.5部、及びキシレン143部の混合溶液を、オートクレーブ内温度を150℃にコントロールしながら、3時間かけて滴下し重合を行った。滴下後、滴下ラインをキシレン11部で洗浄した。更に同温度で1時間保持した後、170℃まで1時間かけて昇温し、同温度で0.5時間保持した。その後100℃まで冷却し、アクリル酸ブチルの反応率を確認した。アクリル酸ブチルの反応率が95%未満であったため、再度170℃に昇温し、更にジ-t-ブチルパーオキシドを1.5部投入し、反応率が95%以上まで反応させた。その後170℃、0.5~2.5kPaの減圧下で5時間脱溶剤を行い、非晶性ビニル樹脂(B1)を得た。
上記の方法で測定した非晶性ビニル樹脂(B1)の重量平均分子量は56500、ガラス転移温度は58℃、酸価は11mgKOH/gだった。
<Production Example 9> [Production of amorphous vinyl resin (B1)]
100 parts of xylene was charged into the autoclave, and after replacing with nitrogen, the temperature was raised to 150°C in a sealed state under stirring. A mixed solution of 443 parts of styrene, 167 parts of butyl acrylate [manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd., the same applies below], 9.3 parts of acrylic acid, 0.5 parts of di-t-butyl peroxide, and 143 parts of xylene was dropped over 3 hours while controlling the temperature inside the autoclave to 150°C, and polymerization was carried out. After dropping, the dropping line was washed with 11 parts of xylene. After further holding at the same temperature for 1 hour, the temperature was raised to 170°C over 1 hour, and the same temperature was held for 0.5 hours. Thereafter, it was cooled to 100°C, and the reaction rate of butyl acrylate was confirmed. Since the reaction rate of butyl acrylate was less than 95%, the temperature was raised again to 170°C, and 1.5 parts of di-t-butyl peroxide were further added, and the reaction was carried out until the reaction rate was 95% or more. Thereafter, the solvent was removed at 170° C. under a reduced pressure of 0.5 to 2.5 kPa for 5 hours to obtain an amorphous vinyl resin (B1).
The amorphous vinyl resin (B1) had a weight average molecular weight of 56,500, a glass transition temperature of 58° C., and an acid value of 11 mgKOH/g, as measured by the above-mentioned methods.
<実施例1> [トナーバインダー(D1)及びトナー(Ts1)の製造]
結晶性ビニル樹脂(A1)30部及び非晶性ビニル樹脂(B1)70部を予備混合しトナーバインダー(D1)を得た。次いで、得られたトナーバインダー(D1)、顔料のカーボンブラック[三菱ケミカル(株)製、MA-100]6部、離型剤のカルナウバワックス[日本ワックス社(株)製、カルナバワックス]4部、荷電制御剤のアイゼンスピロンブラック[保土谷化学(株)製、T-77]4部を下記の方法でトナー化した。まず、ヘンシェルミキサー[日本コークス工業(株)製、FM10B]を用いて各々の原料を予備混合した後、二軸混練機[(株)池貝製、PCM-30]で混練した。ついで、超音速ジェット粉砕機ラボジェット[日本ニューマチック工業(株)製、LJ型]を用いて微粉砕した後、気流分級機[日本ニューマチック工業(株)製、MDS―1]で分級し、着色樹脂粒子を得た。最後に、着色樹脂粒子100部に流動化剤として疎水性シリカ[日本アエロジル(株)製、アエロジルR972]1部をサンプルミルにて混合し、トナー(Ts1)を得た。
Example 1: Production of toner binder (D1) and toner (Ts1)
30 parts of crystalline vinyl resin (A1) and 70 parts of amorphous vinyl resin (B1) were premixed to obtain a toner binder (D1). Next, the obtained toner binder (D1), 6 parts of a pigment carbon black [manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, MA-100], 4 parts of a release agent carnauba wax [manufactured by Nippon Wax Co., Ltd., carnauba wax], and 4 parts of a charge control agent Eisenspiron Black [manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd., T-77] were made into a toner by the following method. First, each raw material was premixed using a Henschel mixer [manufactured by Nippon Coke & Engineering Co., Ltd., FM10B], and then kneaded with a twin-screw kneader [manufactured by Ikegai Corporation, PCM-30]. The resulting mixture was then finely pulverized using a supersonic jet mill, Labojet [LJ type, manufactured by Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd.], and classified using an air classifier [MDS-1, manufactured by Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd.] to obtain colored resin particles. Finally, 100 parts of the colored resin particles were mixed with 1 part of hydrophobic silica [Aerosil R972, manufactured by Nippon Aerosil Mfg. Co., Ltd.] as a fluidizing agent using a sample mill to obtain a toner (Ts1).
<実施例2~9> [トナーバインダー(D2)~(D9)及びトナー(Ts2)~(Ts7)の製造]
表2記載の組成にした以外は実施例1と同様にして、トナーバインダー(D2)~(D9)及びトナー(Ts1)~(Ts9)を得た。
<Examples 2 to 9> [Production of toner binders (D2) to (D9) and toners (Ts2) to (Ts7)]
Toner binders (D2) to (D9) and toners (Ts1) to (Ts9) were obtained in the same manner as in Example 1, except that the compositions shown in Table 2 were used.
<製造例10> [ポリエステル樹脂(C0)の製造]
撹拌装置、加熱冷却装置、温度計、空気導入管、減圧装置、減水装置を備えた加圧反応容器に、ネオペンチルグリコール251部、1,2-プロパンジオール334部、テレフタル酸633部、ベヘン酸31部を投入し、撹拌して均一化した。その後、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2部を入れて30分均一化し、227℃、0.45MPaで加圧エステル化を5時間行い、酸価が10mgKOH/gとなったことを確認した。その後、4kPa以下で減圧エステル化を行い、1,2-プロパンジオール161部を回収し、酸価が1mgKOH/g、Mwが2500であることを確認後、180℃に冷却し、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール2部を投入し、30分均一化した。その後、フマル酸68部を投入し、180℃で2時間常圧エステル化した後、4kPa以下で15時間減圧エステル化を行い、反応容器から取出し、ポリエステル樹脂(C0)を得た。上記の方法で測定したポリエステル樹脂(C0)の重量平均分子量は7600、ガラス転移温度は50℃、酸価は3mgKOH/gだった。
<Production Example 10> [Production of polyester resin (C0)]
In a pressurized reaction vessel equipped with a stirrer, a heating/cooling device, a thermometer, an air inlet tube, a pressure reducing device, and a water reducing device, 251 parts of neopentyl glycol, 334 parts of 1,2-propanediol, 633 parts of terephthalic acid, and 31 parts of behenic acid were added and stirred to homogenize. Then, 2 parts of titanium diisopropoxy bistriethanol aminate were added and homogenized for 30 minutes, and pressure esterification was performed at 227°C and 0.45 MPa for 5 hours, and it was confirmed that the acid value was 10 mgKOH/g. Then, pressure esterification was performed at 4 kPa or less, 161 parts of 1,2-propanediol was recovered, and it was confirmed that the acid value was 1 mgKOH/g and Mw was 2500, and the mixture was cooled to 180°C, and 2 parts of 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol were added and homogenized for 30 minutes. Then, 68 parts of fumaric acid was added, and esterification at normal pressure at 180° C. for 2 hours was performed, followed by esterification at reduced pressure at 4 kPa or less for 15 hours, and the mixture was taken out of the reaction vessel to obtain polyester resin (C0). The weight average molecular weight of polyester resin (C0) measured by the above method was 7600, the glass transition temperature was 50° C., and the acid value was 3 mgKOH/g.
<実施例10> [トナーバインダー(D10)及びトナー(Ts10)の製造]
撹拌装置、加熱冷却装置、温度計、窒素導入管、減圧装置、減水装置を備えた反応容器に、ポリエステル樹脂(C0)60部、結晶性ビニル樹脂(A1)40部を仕込み、窒素フローしながら115℃まで昇温した。115℃で1時間保持した後、窒素フローを止め、ラジカル反応開始剤(c-1)としてt-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート0.6部を、反応槽内温度を115℃にコントロールしながら、15分かけて常圧下で滴下し、更に同温度で40分保持した。その後110℃で1時間0.5~2.5kPaの減圧下で脱溶剤を行い、ポリエステル樹脂(C0)が炭素-炭素結合により架橋された非線形ポリエステル樹脂(C1)と結晶性ビニル樹脂(A1)を含有するトナーバインダー(D10)を得た。
なお、ポリエステル樹脂(C0)のみをt-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエートを使用して架橋反応させて非線形ポリエステル樹脂(C1)を得た場合、上記の方法で測定した非線形ポリエステル樹脂(C1)のガラス転移温度は50℃、酸価は3mgKOH/gだった。
次いで、得られたトナーバインダー(D10)、顔料のカーボンブラック[三菱ケミカル(株)製、MA-100]6部、離型剤のカルナウバワックス[日本ワックス社(株)製、カルナバワックス]4部、荷電制御剤のアイゼンスピロンブラック[保土谷化学(株)製、T-77]4部を下記の方法でトナー化した。まず、ヘンシェルミキサー[日本コークス工業(株)製、FM10B]を用いて各々の原料を予備混合した後、二軸混練機[(株)池貝製、PCM-30]で混練した。ついで、超音速ジェット粉砕機ラボジェット[日本ニューマチック工業(株)製、LJ型]を用いて微粉砕した後、気流分級機[日本ニューマチック工業(株)製、MDS―1]で分級し、着色樹脂粒子を得た。最後に、着色樹脂粒子100部に流動化剤として疎水性シリカ[日本アエロジル(株)製、アエロジルR972]1部をサンプルミルにて混合し、トナー(Ts10)を得た。
Example 10: [Preparation of toner binder (D10) and toner (Ts10)]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a heating/cooling device, a thermometer, a nitrogen inlet tube, a pressure reducing device, and a water reducing device, 60 parts of polyester resin (C0) and 40 parts of crystalline vinyl resin (A1) were charged, and the temperature was raised to 115°C while nitrogen was flowing. After holding at 115°C for 1 hour, the nitrogen flow was stopped, and 0.6 parts of t-butylperoxy-2-ethylhexanoate as a radical reaction initiator (c-1) was dropped under normal pressure over 15 minutes while controlling the temperature in the reaction vessel to 115°C, and the same temperature was held for another 40 minutes. Thereafter, the solvent was removed at 110°C for 1 hour under a reduced pressure of 0.5 to 2.5 kPa, and a toner binder (D10) containing a nonlinear polyester resin (C1) in which polyester resin (C0) was crosslinked by a carbon-carbon bond and a crystalline vinyl resin (A1) was obtained.
In addition, when only the polyester resin (C0) was subjected to a crosslinking reaction using t-butylperoxy-2-ethylhexanoate to obtain a nonlinear polyester resin (C1), the glass transition temperature of the nonlinear polyester resin (C1) measured by the above method was 50°C and the acid value was 3 mgKOH/g.
Next, the obtained toner binder (D10), 6 parts of a pigment carbon black [manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, MA-100], 4 parts of a release agent carnauba wax [manufactured by Nippon Wax Co., Ltd., Carnauba wax], and 4 parts of a charge control agent Aizenspiron Black [manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd., T-77] were made into a toner by the following method. First, each raw material was premixed using a Henschel mixer [manufactured by Nippon Coke & Engineering Co., Ltd., FM10B], and then kneaded with a twin-screw kneader [manufactured by Ikegai Corporation, PCM-30]. Next, the mixture was finely pulverized using a supersonic jet pulverizer Lab Jet [manufactured by Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd., LJ type], and then classified with an air classifier [manufactured by Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd., MDS-1] to obtain colored resin particles. Finally, 100 parts of the colored resin particles were mixed with 1 part of hydrophobic silica (Aerosil R972, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) as a fluidizing agent in a sample mill to obtain a toner (Ts10).
<比較例1~4> [トナーバインダー(D’1)~(D’4)及びトナー(Ts’1)~(Ts’4)の製造]
表2記載の組成にした以外は実施例1と同様にして、トナーバインダー(D’1)~(D’4)及びトナー(Ts’1)~(Ts’4)を得た。
Comparative Examples 1 to 4 [Production of Toner Binders (D'1) to (D'4) and Toners (Ts'1) to (Ts'4)]
Toner binders (D'1) to (D'4) and toners (Ts'1) to (Ts'4) were obtained in the same manner as in Example 1, except that the compositions shown in Table 2 were used.
実施例1~10で得たトナー(Ts1)~(Ts10)及び比較例1~4で得られた比較用のトナー(Ts’1)~(Ts’4)について、低温定着性(MFT)、耐ホットオフセット性(ホットオフセット温度)、高温高湿下での保存安定性、耐加水分解性を下記の方法で評価した。結果を表2に示す。 The toners (Ts1) to (Ts10) obtained in Examples 1 to 10 and the comparative toners (Ts'1) to (Ts'4) obtained in Comparative Examples 1 to 4 were evaluated for low-temperature fixability (MFT), hot offset resistance (hot offset temperature), storage stability under high temperature and high humidity conditions, and hydrolysis resistance using the following methods. The results are shown in Table 2.
<低温定着性>
トナーを紙面上に1.00mg/cm2となるよう均一に載せた。このとき粉体を紙面に載せる方法は、熱定着機を外したプリンターを用いた。この紙をソフトローラーに定着速度(加熱ローラーの周速)213mm/秒、加熱ローラーの温度90~230℃の範囲を5℃刻みで通した。次に定着画像へのコールドオフセットの有無を目視し、コールドオフセットの発生温度(MFT)を測定した。
コールドオフセットの発生温度が低いほど、低温定着性に優れることを意味し、この評価条件では、MFTは一般には125℃以下であることが好ましい。
<Low temperature fixability>
The toner was uniformly placed on the paper surface to a concentration of 1.00 mg/ cm2 . The powder was placed on the paper surface using a printer without a thermal fixing device. The paper was passed through a soft roller at a fixing speed (heating roller peripheral speed) of 213 mm/sec and at a heating roller temperature range of 90 to 230°C in 5°C increments. The fixed image was then visually inspected for the presence or absence of cold offset, and the cold offset occurrence temperature (MFT) was measured.
The lower the temperature at which cold offset occurs, the better the low-temperature fixing ability. Under these evaluation conditions, it is generally preferable that the MFT is 125° C. or less.
<耐ホットオフセット性(ホットオフセット温度)>
上記低温定着性に記載した方法と同じ方法で、トナーを紙面上に載せ、この紙をソフトローラーに定着速度(加熱ローラーの周速)213mm/秒、加熱ローラーの温度90~230℃の範囲を5℃刻みで通した。次に定着画像へのホットオフセットの有無を目視し、ホットオフセットの発生温度を測定した。
ホットオフセットの発生温度が高いほど、耐ホットオフセット性に優れることを意味する。この評価条件では、150℃以上であることが好ましい。
<Hot offset resistance (hot offset temperature)>
In the same manner as described above for low-temperature fixability, the toner was placed on the paper surface, and the paper was passed through a soft roller at a fixing speed (heating roller peripheral speed) of 213 mm/sec, and at a heating roller temperature range of 90 to 230° C. in increments of 5° C. Next, the presence or absence of hot offset on the fixed image was visually observed, and the temperature at which hot offset occurred was measured.
A higher hot offset occurrence temperature means better hot offset resistance. In this evaluation condition, a temperature of 150° C. or higher is preferable.
<高温高湿下での保存性>
トナー1gと疎水性シリカ(アエロジルR8200、エボニックジャパン(株)製)0.01gをシェイカーで1時間混合した。混合物を蓋の無いガラス容器に入れ、温度40℃、湿度80%の雰囲気で48時間放置し、ブロッキングの程度を目視で判断し、下記判定基準で保存性を評価した。
◎:ブロッキングは発生しておらず目視での流動性に変化なし
〇:ブロッキングが一部発生しているが、容器を揺らすと凝集がほどけて流動する
△:ブロッキングが全体に発生しているが、容器を揺らすと凝集がほどけて流動する
×:ブロッキングが発生しており、容器を揺らしても凝集がほどけない(流動しない)
この評価条件では、〇以上であることが好ましい。
<Storage stability under high temperature and humidity conditions>
1 g of toner and 0.01 g of hydrophobic silica (Aerosil R8200, manufactured by Evonik Japan Co., Ltd.) were mixed for 1 hour using a shaker. The mixture was placed in an open glass container and left to stand for 48 hours in an atmosphere at a temperature of 40° C. and a humidity of 80%. The degree of blocking was visually judged, and the storage stability was evaluated according to the following criteria.
◎: No blocking has occurred and there is no visible change in fluidity. 〇: Blocking has occurred in some areas, but the agglomerates break down and the material flows when the container is shaken. △: Blocking has occurred throughout the material, but the agglomerates break down and the material flows when the container is shaken. ×: Blocking has occurred, and the agglomerates do not break down (do not flow) even when the container is shaken.
In this evaluation condition, a rating of 0 or higher is preferable.
<耐加水分解性>
トナー1gを蓋の無いガラス容器に入れ、温度95℃、湿度95%の雰囲気で10日間放置し、試験前後のGPCによる重量平均分子量と100℃での貯蔵弾性率(Pa)の測定を行い重量平均分子量の変化、及び貯蔵弾性率の変化を確認し、下記判定基準で耐加水分解性を評価した。
◎:重量平均分子量及び貯蔵弾性率の変化がともに±3%未満
〇:重量平均分子量及び貯蔵弾性率の変化がともに±3%以上5%未満
△:重量平均分子量は±5%以上の変化があるが、貯蔵弾性率の変化は±5%未満
×:重量平均分子量及び貯蔵弾性率の変化がともに±5%以上
なお、100℃での貯蔵弾性率(Pa)は、粘弾性測定装置(ARES-24A、レオメトリック社製)を用いて、直径8mm、厚さ2.0±0.3mmの円板上に加圧成形した試料をパラレルプレートに装着し、室温(25℃)から100℃に昇温して、試料の形を整えた後、40℃まで冷却し、40~180℃まで測定したときの100℃の貯蔵弾性率(Pa)である。また、測定は以下の条件で行った。
治具 :8mmパラレルプレート
周波数 :1Hz
歪み率 :1%
昇温速度:5℃/min
この評価条件では、〇以上であることが好ましい。
<Hydrolysis resistance>
1 g of the toner was placed in an open glass container and left to stand for 10 days in an atmosphere at a temperature of 95° C. and a humidity of 95%. The weight average molecular weight and the storage modulus (Pa) at 100° C. were measured by GPC before and after the test to confirm the changes in the weight average molecular weight and the storage modulus, and the hydrolysis resistance was evaluated according to the following criteria.
◎: Changes in both weight-average molecular weight and storage modulus are less than ±3% ◯: Changes in both weight-average molecular weight and storage modulus are between ±3% and less than 5% △: Changes in weight-average molecular weight are between ±5% and ±5%, but changes in storage modulus are less than ±5% ×: Changes in both weight-average molecular weight and storage modulus are between ±5% and ±5% Note that the storage modulus (Pa) at 100°C is the storage modulus (Pa) at 100°C measured using a viscoelasticity measuring device (ARES-24A, manufactured by Rheometrics) by mounting a pressure-molded sample on a disk having a diameter of 8 mm and a thickness of 2.0±0.3 mm on a parallel plate, heating the sample from room temperature (25°C) to 100°C, adjusting the shape of the sample, cooling it to 40°C, and measuring from 40 to 180°C. The measurement was performed under the following conditions.
Jig: 8 mm parallel plate Frequency: 1 Hz
Distortion rate: 1%
Heating rate: 5° C./min
In this evaluation condition, a rating of 0 or higher is preferable.
表2の評価結果から明らかなように、本発明のトナーバインダーを含有するトナー(Ts1)~(Ts10)は、低温定着性、耐ホットオフセット性、高温高湿下での保存性、耐加水分解性が良好である。
一方で、比較用のトナーバインダーを含有するトナー(Ts’1)~(Ts’4)は、低温定着性、耐ホットオフセット性、高温高湿下での保存性、耐加水分解性のうち、少なくとも1つは評価結果が劣っていた。
As is clear from the evaluation results in Table 2, the toners (Ts1) to (Ts10) containing the toner binder of the present invention have good low-temperature fixing property, hot offset resistance, storage stability under high temperature and high humidity conditions, and hydrolysis resistance.
On the other hand, the toners (Ts'1) to (Ts'4) containing the comparative toner binders were inferior in at least one of the evaluation results of low temperature fixing property, hot offset resistance, storage stability under high temperature and high humidity conditions, and hydrolysis resistance.
Claims (5)
結晶性ビニル樹脂(A)が単量体(a)と単量体(b)を含む単量体組成物(A0)の重合体であり、単量体(a)が鎖状炭化水素基を有する炭素数が21~40の(メタ)アクリレートであり、単量体(b)がアミド結合と環状構造を有する単量体であり、単量体組成物(A0)の重量を基準として単量体(a)の重量割合が40~90重量%であるトナーバインダー。 A toner binder containing a crystalline vinyl resin (A),
A toner binder, wherein the crystalline vinyl resin (A) is a polymer of a monomer composition (A0) containing a monomer (a) and a monomer (b), the monomer (a) is a (meth)acrylate having a chain-like hydrocarbon group and having 21 to 40 carbon atoms, the monomer (b) is a monomer having an amide bond and a cyclic structure, and the weight ratio of the monomer (a) is 40 to 90% by weight based on the weight of the monomer composition (A0).
[一般式(1)中、R1は水素原子又はメチル基であり、R2は炭素数2~5のアルキレン基であり、一般式(2)中、R3は水素原子又はメチル基であり、R4はそれぞれ独立に炭素数1~5のアルキレン基であり、Xは酸素原子、窒素原子又は直接結合を表す。] 2. The toner binder according to claim 1, wherein the monomer (b) is a compound represented by the following formula (1) and/or formula (2):
[In general formula (1), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms, and in general formula (2), R 3 is a hydrogen atom or a methyl group, R 4 is each independently an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and X represents an oxygen atom, a nitrogen atom, or a direct bond.]
3. The toner binder according to claim 1, wherein the weight ratio of said crystalline vinyl resin (A) is 10 to 60% by weight based on the weight of the toner binder.
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