JP3878537B2 - Dry toner - Google Patents
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Landscapes
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真、静電記録、静電印刷などに用いられる乾式トナーに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子写真、静電記録、静電印刷などに用いられる乾式トナーとしては、スチレン系樹脂、ポリエステルなどのトナーバインダーを着色剤などと共に溶融混練し、微粉砕したものが用いられている。
これらの乾式トナーは紙などに現像転写された後、熱ロールを用いて加熱溶融することで定着することが行われている。その際、熱ロール温度が高すぎるとトナーが過剰に溶融し熱ロールに融着する問題(ホットオフセット)が発生する。また、熱ロール温度が低すぎるとトナーが充分に溶融せず定着が不十分になる問題が発生する。省エネルギー化、複写機等の装置の小型化の観点から、よりホットオフセット発生温度が高く(耐ホットオフセット性)、かつ定着温度が低い(低温定着性)トナーが求められている。
また、トナーが保管中および装置内の雰囲気温度下でブロッキングしない耐熱保存性が必要である。
とりわけフルカラー複写機、フルカラープリンターにおいては、その画像の光沢性および混色性が必要なことから、トナーはより低溶融粘度であることが必要であり、シャープメルト性のポリエステル系のトナーバインダーが用いられている。このようなトナーではホットオフセットの発生がおこりやすいことから、従来からフルカラー用の機器では、熱ロールにシリコーンオイルなどを塗布することが行われている。
しかしながら、熱ロールにシリコーンオイルを塗布する方法は、オイルタンク、オイル塗布装置が必要であり装置が複雑、大型となる。また、熱ロールの劣化をも引き起こし、一定期間毎のメンテナンスを必要とする。さらに、コピー用紙、OHP(オーバーヘッドプロジェクター)用フィルム等にオイルが付着することが不可避であり、とりわけOHPにおいては付着オイルによる色調の悪化の問題がある。
一方、近年、高画質化、解像度の向上のためにトナーの小粒径化のニーズが強まっている。しかし、従来の混練粉砕トナーはその形状が不定型であるために、小粒径とした場合に粉体流動性が不十分となり、トナーの現像装置への供給が困難になるとともに、転写性が悪化する問題が生じる。
【0003】
上記問題点のうち、耐熱保存性、低温定着性、耐ホットオフセット性を両立させるものとして、▲1▼多官能のモノマーを用いて部分架橋せしめたポリエステルをトナーバインダーとして用いたもの(特開昭57−109825号公報)、▲2▼ウレタン変性したポリエステルをトナーバインダーとして用いたもの(特公平7−101318号公報)などが提案されている。
また、フルカラー用に熱ロールへのオイル塗布量を低減するものとして、▲3▼ポリエステル微粒子とワックス微粒子を造粒したもの(特開平7−56390号公報)が提案されている。
【0004】
さらに、小粒径化した場合の粉体流動性、転写性を改善するものとしては、▲4▼着色剤、極性樹脂および離型剤を含むビニル単量体組成物を水中に分散させた後、懸濁重合した重合トナー(特開平9−43909号公報)、▲5▼ポリエステル系樹脂からなるトナーを水中にて溶剤を用いて球形化したトナー(特開平9−34167号公報)が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、▲1▼〜▲3▼に開示されているトナーは、いずれも粉体流動性、転写性が不十分であり、小粒径化して高画質化できるものではない。
さらに、▲1▼および▲2▼に開示されているトナーは、耐熱保存性と低温定着性の両立がまだ不十分であるとともに、フルカラー用には光沢性が発現しないため使用できるものではない。
また、▲3▼に開示されているトナーは低温定着性が不十分であるとともに、オイルレス定着におけるホットオフセット性が満足できるものではない。
▲4▼に開示されているトナーは粉体流動性、転写性の改善効果は見られるが、低温定着性が不十分であり、定着に必要なエネルギーが多くなる問題点がある。特にフルカラー用のトナーではこの問題が顕著である。
▲5▼に開示されているトナーも粉体流動性、転写性の改善効果は見られるが、低温定着性では▲4▼より優れるが、耐ホットオフセット性が不十分であり、フルカラー用において熱ロールへのオイル塗布を不要にできるものではない。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、小粒径トナーとした場合の粉体流動性、転写性に優れた乾式トナーの提供にある。
また、本発明の目的は、耐熱保存性、低温定着性、耐ホットオフセット性のいずれにも優れた乾式トナーの提供にある。
さらに、本発明の目的は、フルカラー複写機などに用いた場合において、画像の光沢性に優れた乾式トナーの提供にある。
さらに、本発明の目的は、熱ロールへのオイル塗布を必要としない乾式トナーの提供にある。
上記目的を達成するため鋭意検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、トナーバインダーおよび着色剤からなる乾式トナーにおいて、該樹脂トナーのWadellの実用球形度が0.90〜1.00であり、該トナーバインダーが高分子量のポリエステル樹脂(A)と低分子量のポリエステル樹脂(B)からなり、該樹脂(A)の数平均分子量(MnA)と該樹脂(B)の数平均分子量(MnB)との比(MnA/MnB)が1.6以上であり、かつ該樹脂(A)の重量平均分子量(MwA)と該樹脂(B)の重量平均分子量(MwB)との比(MwA/MwB)が5.0以上であり、該樹脂(A)の数平均分子量(MnA)が5000以上であることを特徴とする乾式トナー〔該樹脂(A)がウレタン結合および/またはウレア結合で変性されたポリエステルであるもの、並びに該樹脂(A)及び該樹脂(B)がジオール単独とジカルボン酸単独との重縮合物からなるポリエステルであるものを除く。〕である。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳述する。
本発明において、Wadellの実用球形度とは、(粒子の投影面積に等しい円の直径)÷(粒子の投影像に外接する最小円の直径)で表される値であり、トナー粒子を電子顕微鏡観察することで測定できる。
Wadellの実用球形度は、通常0.90〜1.00、好ましくは0.95〜1.00、さらに好ましくは0.98〜1.00である。本発明においては、全トナー粒子個々の実用球形度が上記の範囲である必要はなく、個数平均として上記範囲内であればよい。個数平均は、得られたトナー粒子のうち、ランダムに約20個を取り出し、測定した値から算出される。
また、トナーの粒径は、中位径(d50)が通常2〜20μm、好ましくは3〜10μmである。
【0008】
トナーバインダーを構成する高分子量の縮合系樹脂(A)および低分子量の縮合系樹脂(B)としては、ポリエステル、ポリウレタン、ポリウレア、ポリアミド、エポキシ樹脂などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、ポリエステル、ポリウレタンおよびエポキシ樹脂であり、特に好ましいものは、ポリエステルである。
【0009】
ポリエステルとしては、ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)の重縮合物などが挙げられる。
ポリオール(1)としては、ジオール(1−1)および3価以上のポリオール(1−2)が挙げられ、(1−1)単独、または(1−1)と少量の(1−2)の混合物が好ましい。混合物の比率は、(1−1)と(1−2)のモル比で、通常100/0〜100/20、好ましくは100/0〜100/10である。
ジオール(1−1)としては、
炭素数2〜18のアルキレングリコール(エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、ドデカンジオールなど);炭素数4〜1000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、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);
炭素数5〜18の脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);
炭素数12〜23のビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);
上記脂環式ジオールまたはビスフェノール類の炭素数2〜18のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、α−オレフィンオキサイドなど)付加物(付加モル数は2〜20)などが挙げられる。
これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコールおよびビスフェノール類の炭素数2〜18のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類(特にビスフェノールA)のアルキレンオキサイド付加物(特にエチレンオキサイドまたはプロピレンオキサイドの2〜3モル付加物)、およびこれと炭素数2〜12のアルキレングリコール(特にエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール)との併用である。
併用の場合の比率は、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物が、通常30モル%以上、好ましくは50モル%以上、特に好ましくは70モル%以上である。
3価以上のポリオール(1−2)としては、
3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール(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、ソルビトールなど);
3価〜8価またはそれ以上のフェノール類(トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);
上記3価以上のポリフェノール類の炭素数2〜18のアルキレンオキサイド付加物(付加モル数は2〜20)などが挙げられる。
【0010】
ポリカルボン酸(2)としては、ジカルボン酸(2−1)および3価以上のポリカルボン酸(2−2)が挙げられ、(2−1)単独、および(2−1)と少量の(2−2)の混合物が好ましい。混合物の比率は、(2−1)と(2−2)のモル比で、通常100/0〜100/20、好ましくは100/0〜100/10である。
ジカルボン酸(2−1)としては、
炭素数2〜20のアルキレンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、ドデセニルコハク酸、ドデシルコハク酸など);アルケニレンジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸など);芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など)などが挙げられる。
これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルキレンジカルボン酸(特にアジピン酸およびドデセニルコハク酸)、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸(特にマレイン酸およびフマール酸)および炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸(特にイソフタル酸およびテレフタル酸)である。
3価以上のポリカルボン酸(2−2)としては、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)などが挙げられる。
なお、ポリカルボン酸(2)としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いてポリオール(1)と反応させてもよい。
【0011】
ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)の比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]のモル比[OH]/[COOH]として、通常2/1〜1/2、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.3/1〜1/1.3である。
本発明のポリエステルの製法はは、ポリカルボン酸とポリオールとを、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、150〜280℃に加熱し、脱水縮合することで得られる。反応末期の反応速度を向上させるために減圧にすることも有効である。
【0012】
本発明における高分子量のポリエステル(A)としては、ウレタン結合および/またはウレア結合で変性されたポリエステルが好ましい。
このウレタン結合および/またはウレア結合で変性されたポリエステルのうち、ウレタン結合で変性されたポリエステルとしては、ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)の重縮合物でかつ水酸基を有するポリエステルと、ポリイソシアネート(3)との反応物などが挙げられる。
(1)と(2)の重縮合物に水酸基を含有させる方法としては、(2)中のカルボキシル基よりも(1)中の水酸基のモル数を過剰に反応させることなどが挙げられる。
【0013】
ポリオール(1)としては、前記のジオール(1−1)および3価以上のポリオール(1−2)などが挙げられ、ポリカルボン酸(2)としては、ジカルボン酸(2−1)および3価以上のポリカルボン酸(2−2)が挙げられる。 ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)の比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の等量比[OH]/[COOH]として、通常2/1〜1/1、好ましくは1.5/1〜1/1、さらに好ましくは1.3/1〜1.02/1である。
水酸基を有するポリエステルの数平均分子量は、通常1000〜20000、好ましくは、1500〜15000、特に好ましくは2000〜10000である。重量平均分子量は、通常2000〜50000、好ましくは、3000〜30000、特に好ましくは4000〜20000である。
水酸基を有するポリエステルの水酸基価は、通常5〜120、好ましくは7〜70、特に好ましくは10〜60である。酸価は、通常10以下、好ましくは5以下、特に好ましくは2以下である。
【0014】
ポリイソシアネート(3)としては、炭素数(NCO基中の炭素を除く、以下同様)6〜20の芳香族ポリイソシアネート、炭素数2〜18の脂肪族ポリイソシアネート、炭素数4〜15の脂環式ポリイソシアネート、炭素数8〜15の芳香脂肪族ポリイソシアネートおよびこれらのポリイソシアネートの変性物(ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、イソシアヌレート基、オキサゾリドン基含有変性物など)およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
上記芳香族ポリイソシアネートの具体例としては、1,3−および/または1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−および/または2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、粗製TDI、2,4’−および/または4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、粗製MDI[粗製ジアミノフェニルメタン〔ホルムアルデヒドと芳香族アミン(アニリン)またはその混合物との縮合生成物;ジアミノジフェニルメタンと少量(たとえば5〜20重量%)の3官能以上のポリアミンとの混合物〕のホスゲン化物:ポリアリルポリイソシアネート(PAPI)]、1,5−ナフチレンジイソシアネート、4,4’,4”−トリフェニルメタントリイソシアネート、m−およびp−イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネートなどが挙げられる。
【0015】
上記脂肪族ポリイソシアネートの具体例としては、エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ドデカメチレンジイソシアネート、1,6,11−ウンデカントリイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエート、ビス(2−イソシアナトエチル)フマレート、ビス(2−イソシアナトエチル)カーボネート、2−イソシアナトエチル−2,6−ジイソシアナトヘキサノエートなどの脂肪族ポリイソシアネートなどが挙げられる。
【0016】
上記脂環式ポリイソシアネートの具体例としては、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート(水添MDI)、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート(水添TDI)、ビス(2−イソシアナトエチル)−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボキシレート、2,5−および/または2,6−ノルボルナンジイソシアネートなどが挙げられる。
【0017】
上記芳香脂肪族ポリイソシアネートの具体例としては、m−および/またはp−キシリレンジイソシアネート(XDI)、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)などが挙げられる。
また、上記ポリイソシアネートの変性物には、変性MDI(ウレタン変性MDI、カルボジイミド変性MDI、トリヒドロカルビルホスフェート変性MDIなど)、ウレタン変性TDIなどのポリイソシアネートの変性物およびこれらの2種以上の混合物[たとえば変性MDIとウレタン変性TDI(イソシアネート含有プレポリマー)との併用]が含まれる。
これらのうちで好ましいものは炭素数6〜15の芳香族ポリイソシアネート、炭素数4〜12の脂肪族ポリイソシアネート、および炭素数4〜15の脂環式ポリイソシアネートであり、とくに好ましいものはTDI、MDI、HDI、水添MDI、およびIPDIである。
また、水酸基を有するポリエステルとポリイソシアネート(3)を反応する際に、さらに他のポリオールを併用することもできる。
ポリイソシアネート(3)の比率は、イソシアネート基[NCO]と、水酸基を有するポリエステルと他のポリオールの合計[OH]の等量比[NCO]/[OH]として、通常1/2〜2/1、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。
【0018】
ウレタン結合で変性されたポリエステルは以下の方法などで製造できる。
ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、150〜280℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を溜去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで50〜140℃にて、これにポリイソシアネート(3)および必要によりポリオールを反応させ、ウレタン結合で変性されたポリエステルを得る。(3)を反応させる際に、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤(トルエン、キシレンなど);ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど);エステル類(酢酸エチルなど);アミド類(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど)およびエーテル類(テトラヒドロフランなど)などのイソシアネート(3)に対して不活性なものが挙げられる。
【0019】
ウレア結合で変性されたポリエステルとしては、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(a)とアミン類(b)との反応物などが挙げられる。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(a)としては、ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)の重縮合物でかつ活性水素含有基を有するポリエステルをさらにポリイソシアネート(3)と反応させた物などが挙げられる。
上記ポリエステルの有する活性水素含有基としては、水酸基(アルコール性水酸基およびフェノール性水酸基)、カルボキシル基などが挙げられ、これらのうち好ましいものはアルコール性水酸基である。
アルコール性水酸基を有するポリエステルは、前述のウレタン結合で変性されたポリエステルの場合と同様にポリオールを過剰に用いることで得られる。また、カルボキシル基を有するポリエステルは、逆にポリカルボン酸を過剰に用いることで得られる。
ポリオール(1)、ポリカルボン酸(2)、ポリイソシアネート(3)としては、前記ウレタン結合で変成されたポリエステルと同様なものが挙げられ、好ましいものも同様である。
ポリイソシアネート(3)の比率は、イソシアネート基[NCO]と、水酸基を有するポリエステルの水酸基[OH]の等量比[NCO]/[OH]として、通常5/1〜1/1、好ましくは4/1〜1.2/1、さらに好ましくは2.5/1〜1.5/1である。
NCO含量(NCO当量)は、通常500〜10000、好ましくは、700〜8000、特に好ましくは1000〜5000である。
【0020】
アミン類(b)としては、ジアミン(b1)、3〜6価またはそれ以上のポリアミン(b2)、アミノアルコール(b3)、アミノメルカプタン(b4)、アミノ酸(b5)、およびb1〜b5のアミノ基をブロックしたもの(b6)などが挙げられる。
ジアミン(b1)としては、炭素数6〜23の芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’ジアミノジフェニルメタンなど);炭素数5〜20の脂環式ジアミン(4,4’−ジアミノ−3,3’ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど);および炭素数2〜18の脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)などが挙げられる。
3〜6価またはそれ以上のポリアミン(b2)としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。
アミノアルコール(b3)としては、炭素数2〜12のものが挙げられ、具体例としてはエタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。
アミノメルカプタン(b4)としては、炭素数2〜12のものが挙げられ、具体例としてはアミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。
アミノ酸(b5)としては、炭素数2〜12のものが挙げられ、具体例としてはアミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。
b1〜b5のアミノ基をブロックしたもの(b6)としては、前記b1〜b5のアミン類と炭素数3〜8のケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)から得られるケチミン化合物、オキサゾリン化合物などが挙げられる。
これらアミン類(b)のうち好ましいものは、(b1)(特に4,4’ジアミノジフェニルメタン、イソホロンジアミンおよびエチレンジアミン)および(b1)と少量の(b2)(特にジエチレントリアミン)の混合物である。さらに好ましくは、これらアミンのアミノ基をブロックしたものである。
混合物の比率は、(b1)と(b2)のモル比で、通常100/0〜100/10、好ましくは100/0〜100/5である。
【0021】
さらに、必要により反応停止剤を用いてウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど)、およびそれらをブロックしたもの(ケチミン化合物)などが挙げられる。
アミン類(b)の比率は、イソシアネート基を有するプレポリマー(a)中のイソシアネート基[NCO]と、アミン類(b)中のアミノ基[NHx]の等量比[NCO]/[NHx]として、通常1/2〜2/1、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。
【0022】
本発明においては、ウレア結合で変性されたポリエステル中に、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。
ウレア結合とウレタン結合の比は、通常10/0〜1/9であり、好ましくは8/2〜2/8、さらに好ましくは、6/4〜3/7である。
ウレア結合で変性されたポリエステルは以下の方法などで製造できる。
前記と同様に、水酸基を有するポリエステルを得、次いで40〜140℃にて、これにポリイソシアネート(3)を反応させ、イソシアネート基を有するプレポリマーを得る。これにアミン類(又はそのブロックしたもの)を0〜140℃にて反応させ、ウレア結合で変性されたポリエステルを得る。上記反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、前記と同様のものが挙げられる。
【0023】
本発明におけるポリウレタンとしては、ポリオール(1)とポリイソシアネート(3)の重付加物などが挙げられる。
ポリオール(1)としては前記のジオール(1−1)および3価以上のポリオール(1−2)などが挙げられる。
ポリイソシアネート(3)としては、前記の炭素数(NCO基中の炭素を除く、以下同様)6〜20の芳香族ポリイソシアネート、炭素数2〜18の脂肪族ポリイソシアネート、炭素数4〜15の脂環式ポリイソシアネート、炭素数8〜15の芳香脂肪族ポリイソシアネートおよびこれらのポリイソシアネートの変性物(ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、イソシアヌレート基、オキサゾリドン基含有変性物など)およびこれらの2種以上の混合物などが挙げられる。
【0024】
本発明におけるポリウレアとしては、前記のポリイソシアネート(3)とアミン類(b)との反応物などが挙げられる。
アミン類(b)としては、前記のジアミン(b1)、3〜6価またはそれ以上のポリアミン(b2)、アミノアルコール(b3)、アミノメルカプタン(b4)、アミノ酸(b5)、およびb1〜b5のアミノ基をブロックしたもの(b6)などが挙げられる。
これらアミン類(b)のうち好ましいものは、(b1)(特に4,4’ジアミノジフェニルメタン、イソホロンジアミンおよびエチレンジアミン)および(b1)と少量の(b2)(特にジエチレントリアミン)の混合物である。混合物の比率は、(b1)と(b2)のモル比で、通常100/0〜100/10、好ましくは100/0〜100/5である。
【0025】
さらに、必要により反応停止剤を用いてポリウレアの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど)、およびそれらをブロックしたもの(ケチミン化合物)などが挙げられる。
【0026】
アミン類(b)の比率は、ポリイソシアネート(3)中のイソシアネート基
[NCO]と、アミン類(b)中のアミノ基[NHx]のモル比[NCO]/[NHx]として、通常1/2〜2/1、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。
アミン類(b)としてb3〜b5を用いる場合は、(b)中のアミノ基と水酸基、メルカプト基またはカルボキシル基の合計[YHx]とのモル比[NCO]/[YHx]として、通常1/2〜2/1、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。
モル比を上記範囲にすることで、ポリウレアの分子量が高くなり、耐ホットオフセット性が向上する。
【0027】
ポリアミドとしては、ポリカルボン酸(2)とアミン類(b)の重縮合物などが挙げられる。
ポリカルボン酸(2)としては、前記のジカルボン酸(2−1)および3価以上のポリカルボン酸(2−2)が挙げられる。
アミン類(b)としては、前記のジアミン(b1)、3〜6価またはそれ以上のポリアミン(b2)、アミノアルコール(b3)、アミノメルカプタン(b4)、アミノ酸(b5)、およびb1〜b5のアミノ基をブロックしたもの(b6)などが挙げられる。
【0028】
エポキシ樹脂としては、ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど)とエピクロルヒドリンとの付加縮合物などが挙げられる。
【0029】
(A)と(B)の数平均分子量の比(MnA/MnB)は、1.6以上でなければならない。好ましくは1.9以上、さらに好ましくは2.1〜33、特に好ましくは2.3〜28である。1.6未満では低温定着性を向上させた場合には耐ホットオフセット性が不足し、耐ホットオフセット性を向上させた場合には低温定着性が不足する。
(A)の数平均分子量(MnA)は、通常5000以上であり、好ましくは6000〜100000、さらに好ましくは6500〜60000である。
(B)の数平均分子量(MnB)は、通常1000〜5000であり、好ましくは1300〜4000、さらに好ましくは1500〜3500である。
(A)と(B)の重量平均分子量の比(MwA/MwB)は、2.0以上でなければならない。好ましくは2.5〜100、さらに好ましくは4.0〜70、特に好ましくは5.0〜50である。2.0未満では、低温定着性を向上させた場合には耐ホットオフセット性が不足し、耐ホットオフセット性を向上させた場合には低温定着性が不足する。
(A)の重量平均分子量(MwA)は、通常5000以上であり、好ましくは6000〜100万、さらに好ましくは8000〜50万である。
(B)の重量平均分子量(MwB)は、通常1000〜50000であり、好ましくは1500〜20000、さらに好ましくは2000〜20000である。
(A)と(B)の重量比は通常5/95〜60/40、好ましくは8/92〜55/45、さらに好ましくは10/90〜50/50、特に好ましくは15/85〜40/60である。
【0030】
本発明における乾式トナーは、ゲル濾過クロマトグラフ法(GPC)で測定した分子量分布において、トナーバインダーが少なくとも2つのピークを有するものであることが好ましい。
さらには、 GPC測定で得られる分子量分布において、ピーク分子量2万未満の領域およびピーク分子量3万以上の領域にそれぞれ少なくとも1つのピークを有するものであることが好ましい。
ここで、分子量分布はゲルパーミエーション・クロマトグラフィー(以下GPCと略す)で溶剤としてテトラヒドロフラン(以下THFと略す)を用いて、標準ポリスチレンで分子量の検量線を作成し測定したものである。
具体的な分子量測定の条件は以下のとおりである。
装置 :東洋曹達製 HLC−802A
カラム :TSK gel GMH6 2本 (東洋曹達製)
測定温度 :25℃
試料溶液 :0.5重量%のTHF溶液
溶液注入量:200μl
検出装置 :屈折率検出器
なお分子量較正曲線は標準ポリスチレン(分子量842万、448万、289万、109万、35.5万、19万、9.64万、3.79万、1.96万、9.1千、2.98千、870、500)を用いて作成した。
【0031】
本発明における乾式トナーにおいて、トナーバインダーを構成する高分子量の縮合系樹脂(A)のSP値(SPA)と低分子量の縮合系樹脂(B)のSP値(SPB)との差(SPA−SPB)は、耐ホットオフセット性の観点から、通常0.1以上であり、好ましくは0.2以上、さらに好ましくは0.3以上である。なお、SP値は公知のFedors法で算出できる。
本発明において、トナーバインダーのガラス転移点(Tg)は、トナーの耐熱保存性及び低温定着性の観点から、通常35〜85℃、好ましくは45〜70℃である。
トナーバインダーの貯蔵弾性率として、測定周波数20Hzにおいて10000dyne/cm2となる温度(TG’)は、耐ホットオフセット性の観点から、通常100℃以上、好ましくは110〜200℃である。
トナーバインダーの粘性として、測定周波数20Hzにおいて1000ポイズとなる温度(Tη)は、低温定着性の観点から、通常180℃以下、好ましくは90〜160℃である。
すなわち、低温定着性と耐ホットオフセット性の両立の観点から、TG’はTηより高いことが好ましい。言い換えるとTG’とTηの差(TG’−Tη)は0℃以上が好ましい。さらに好ましくは10℃以上であり、特に好ましくは20℃以上である。
また、耐熱保存性と低温定着性の両立の観点から、TηとTgの差は100℃以下が好ましい。さらに好ましくは90℃以下であり、特に好ましくは80℃以下である。
ここで、動的粘弾性の測定条件は以下のとおりである。
装置 :レオメトリックス社(Rheometrics Inc.,U.S.A.)製RDS−7700IIダイナミックススペクトロメータ
テストフィックスチェアー: 25mmΦコーンプレート使用
測定温度 :100℃〜240℃
測定周波数:20Hz(125.6rad/sec)
歪率 :5%固定
【0032】
本発明の着色剤としては公知の染料、顔料および磁性粉を用いることができる。具体的には、染料としては、スーダンブラックSM、ファーストイエロ−G、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、プリリアントグリーン、オイルイエローGG、カヤセットYG、オラゾールブラウンB、オイルピンクOPなどが挙げられ、顔料としてはカーボンブラック、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、バラニトアニリンレッド、トルイジンレッド、カーミンFB、ピグメントオレンジR、レーキレッド2G、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、フタロシアニングリーンなどが挙げられ、磁性粉としてはマグネタイト、鉄黒などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、シアン、マゼンダ、イエローの染料からなる群から選ばれる着色剤やシアン、マゼンダ、イエローの顔料からなる群から選ばれる着色剤である。
着色剤の含有量は通常2〜15重量%、好ましくは3〜10重量%である。
また、トナーバインダー、着色剤とともにワックスを含有させることもできる。
本発明のワックスとしては公知のものが使用でき、例えばポリオレフィンワッックス(ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなど);長鎖炭化水素(パラフィンワッックス、サゾールワックスなど);カルボニル基含有ワックスなどが挙げられる。これらのうち好ましいものは、カルボニル基含有ワックスである。
カルボニル基含有ワックスとしては、ポリアルカン酸エステル(カルナバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18-オクタデカンジオール-ビス-ステアレートなど);ポリアルカノールエステル(トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなど);ポリアルカン酸アミド(エチレンジアミンジベヘニルアミドなど);ポリアルキルアミド(トリメリット酸トリステアリルアミドなど);およびジアルキルケトン(ジステアリルケトンなど)などが挙げられる。
これらカルボニル基含有ワックスのうち好ましいものは、ポリアルカン酸エステルである。
本発明のワックスの融点は、耐熱保存性及び低温での定着時コールドオフセットの観点から、通常40〜160℃であり、好ましくは50〜120℃、さらに好ましくは60〜90℃である。
また、ワックスの溶融粘度は、耐ホットオフセット性及び低温定着性の観点から、融点より20℃高い温度での測定値として、5〜1000cpsが好ましく、さらに好ましくは10〜100cpsである。
トナー中のワックスの含有量は通常0〜40重量%であり、好ましくは3〜30重量%、特に好ましくは10〜25重量%である。
本発明の乾式トナーにおいては、さらに、荷電制御剤および流動化剤を使用することもできる。
荷電制御剤としては、公知のものすなわち、ニグロシン染料、4級アンモニウム塩化合物、4級アンモニウム塩基含有ポリマー、含金属アゾ染料、サリチル酸金属塩、スルホン酸基含有ポリマー、含フッソ系ポリマー、ハロゲン置換芳香環含有ポリマーなどが挙げられる。
荷電制御剤の含有量は通常0〜5重量%である。
流動化剤としては、コロイダルシリカ、アルミナ粉末、酸化チタン粉末、炭酸カルシウム粉末など公知のものを用いることができる。
【0033】
乾式トナーは以下の▲1▼〜▲3▼の方法などで製造することができる。
▲1▼粉砕トナーの球形化
トナーバインダー、着色剤からなるトナー材料を溶融混練後、微粉砕したものをハイブリタイザー、メカノフュージョンなどを用いて機械的に球形化する方法。
▲2▼スプレードライ法
トナー材料をトナーバインダーが可溶な溶剤に溶解分散後、スプレードライ装置を用いて脱溶剤して球形トナーを得る方法。
▲3▼分散造粒法(例えば 特開平9−15902号公報に記載の方法)
トナー材料をトナーバインダーが可溶な溶剤に溶解分散後、撹拌下トナーバインダーの貧溶媒(例えば水、水−メタノール)に分散させ、次いで溶剤を溜去しトナー粒子を形成させ、冷却後に、固液分離、乾燥して、球形トナーを得る方法。
これらのうち好ましいものは、▲3▼分散造粒法であり、特に分散相となる貧溶媒が水系媒体である分散造粒法が好ましい。
また、高分子のポリエステルを得る簡便な方法として、予めイソシアネート基を有するポリエステルとブロック化したアミン類(伸長剤)とを他の構成成分(低分子量のポリエステル、顔料、添加剤など)と共に有機溶剤に溶解分散した後に、水中で分散造粒するとともにこの分散工程から脱溶剤工程の間で伸長反応により高分子量のポリエステルを形成させる方法が好ましい。
水系媒体中での分散造粒法で用いられる、予めトナーバインダーを溶解する溶剤としては、酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトンなどが挙げられる。
また、必要に応じて、分散剤を用いることもできる。分散剤を用いたほうが、粒度分布がシャープになるとともに分散が安定である点で好ましい。
分散剤としては、水溶性高分子(α)、界面活性剤(β)などの有機分散剤、無機分散剤(γ)などが挙げられる。(α)としては、ノニオン系水溶性高分子(α−1)、アニオン系水溶性高分子(α−2)、カチオン系水溶性高分子(α−3)などが挙げられる。
(α−1)としては、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、ポリアクリルアミド、変性ポリエーテルなどが挙げられる。(α−2)としては、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリアクリル酸塩、カルボキシメチルセルロースソーダ塩などが挙げられる。(α−3)としては、ポリスチレン第4級アンモニウム塩、ポリビニルイミダゾリン塩酸塩、ポリアリルアミン塩酸塩などが挙げられる。(β)としては、ラウリル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウムなどが挙げられる。(γ)としては、炭酸カルシウム粉末、リン酸カルシウム粉末、シリカ微粉末などが挙げられる。分散剤は、2種以上併用して使用することも可能である。
分散剤の含有量は、通常0.1〜20重量%、好ましくは、0.5〜10重量%である。
分散剤を使用した場合には、該分散剤がトナー粒子表面に残存したままとすることもできるが、脱溶剤後、洗浄除去するほうがトナーの帯電面から好ましい。
また、洗浄除去の容易さの点から、使用する分散剤は水溶性高分子(α)、界面活性剤(β)などの有機分散剤が好ましい。
【0034】
本発明の乾式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、および樹脂(アクリル樹脂、シリコーン樹脂など)により表面をコーティングしたフェライトなどのキャリアー粒子と混合されて電気的潜像の現像剤として用いられる。また、キャリア粒子のかわりに帯電ブレードなどの部材と摩擦し、電気的潜像を形成することもできる。
本発明における乾式トナーは、公知の各種定着方式で支持体(紙、ポリエステルフィルムなど)に定着して記録材料とされる。
定着方式としては、赤外線ランプ方式、キセノンフラッシュ方式、面状ヒーター方式、加熱ローラー定着方式、熱ベルト定着方式、高周波定着方式などの熱定着方式;圧力定着方式;溶剤定着方式などが挙げられる。好ましくは熱定着方式であり、さらに好ましくはキセノンフラッシュ方式、面状ヒーター方式、加熱ローラー定着方式、熱ベルト定着方式であり、特に好ましくは加熱ローラー定着方式、熱ベルト定着方式である。
【0035】
以下実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下、部は重量部を示す。なお、実施例1〜5は参考例である。
【0036】
【実施例】
実施例1
(イソシアネート基含有プレポリマーの合成)
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物724部、イソフタル酸276部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で脱水しながら5時間反応した後、80℃まで冷却し、酢酸エチル中にてイソホロンジイソシアネート188部と2時間反応を行い重量平均分子量12000のイソシアネート基含有プレポリマーを得た。
(アミンのブロック化物の合成)
撹拌棒および温度計のついた反応槽中にイソホロンジアミン30部とメチルエチルケトン70部を仕込み、50℃で5時間反応を行いケチミン化合物を得た。
(低分子量ポリエステルの合成)
上記と同様にビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物724部、テレフタル酸138部およびイソフタル酸138部を常圧下、230℃で6時間重縮合し、次いで10〜15mmHgの減圧で脱水しながら5時間反応して、数平均分子量1900、重量平均分子量4000の低分子量ポリエステル(B−1)を得た。
(トナーの作成)
ビーカー内に前記のイソシアネート基含有プレポリマー15.4部、(B−1)64部、酢酸エチル78.6部を入れ、撹拌し溶解した。次いで、ペンタエリスリトールテトラベヘネート20部、シアニンブルーKRO(山陽色素製)4部入れ、60℃にてTK式ホモミキサーで12000rpmで撹拌し、均一に溶解、分散させた。最後に、ケチミン化合物2.7部を加え溶解させた。これをトナー材料溶液とする。
ビーカー内にイオン交換水706部、ハイドロキシアパタイト10%懸濁液(日本化学工業(株)製スーパタイト10)294部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.2部を入れ均一に溶解した。ついで60℃に昇温し、TK式ホモミキサーで12000rpmに撹拌しながら、上記トナー材料溶液を投入し10分間撹拌した。ついでこの混合液を撹拌棒および温度計付のコルベンに移し、98℃まで昇温して、ウレア化反応をさせながら溶剤を除去し、濾別、洗浄、乾燥した後、風力分級し、粒径d50が6μmのトナー粒子を得た。ついで、トナー粒子100部にコロイダルシリカ(アエロジルR972:日本アエロジル製)0.5部をサンプルミルにて混合して、本発明のトナー(1)を得た。トナー粒子の実用球形化度は0.98であった。
トナー(1)中のトナーバインダー成分の、Tgは52℃、Tηは123℃、TG’は132℃、ピーク分子量は、4500と70000であった。トナーバインダー中の高分子量のポリエステル(A−1)の数平均分子量は6000、重量平均分子量は64000であった。MnA/MnBは3.2、MwA/MwBは16であった。
トナーバインダー中の(A−1)のSP値(SPA)と(B−1)のSP値(SPB)との差(SPA−SPB)は、0.31であった。評価結果を表1に示す。
【0037】
実施例2
(トナーバインダーの合成)
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物343部、イソフタル酸166部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応した後、110℃まで冷却し、トルエン中にてイソホロンジイソシアネート17部を入れて110℃で5時間反応を行い、次いで脱溶剤し、数平均分子量6500,重量平均分子量72000の高分子量のウレタン基含有ポリエステル(A−2)を得た。
上記と同様にビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物570部、テレフタル酸217部を常圧下、230℃で6時間重縮合し、数平均分子量2000、重量平均分子量4200の低分子量のポリエステル(B−2)を得た。
(A−2)200部と(B−2)800部を酢酸エチル2000部に溶解、混合し、トナーバインダー(2)の酢酸エチル溶液を得た。
一部減圧乾燥し、トナーバインダー(2)を単離した。Tgは55℃、Tηは128℃、TG’は140℃、ピーク分子量は5000と80000であった。MnA/MnBは3.3、MwA/MwBは17であった。
トナーバインダー中の(A−2)のSP値(SPA)と(B−2)のSP値(SPB)との差(SPA−SPB)は、0.27であった。
【0038】
(トナーの作成)
ビーカー内に前記のトナーバインダー(2)の酢酸エチル溶液240部、ペンタエリスリトールテトラベヘネート(融点81℃、溶融粘度25cps)20部、シアニンブルーKRO(山陽色素製)4部を入れ、60℃にてTK式ホモミキサーで12000rpmで撹拌し、均一に溶解、分散させた。
ビーカー内にイオン交換水706部、ハイドロキシアパタイト10%懸濁液(日本化学工業(株)製スーパタイト10)294部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.2部を入れ均一に溶解した。ついで60℃に昇温し、TK式ホモミキサーで12000rpmに撹拌しながら、上記トナー材料溶液を投入し10分間撹拌した。ついでこの混合液を撹拌棒および温度計付のコルベンに移し、98℃まで昇温して溶剤を除去し、濾別、洗浄、乾燥した後、風力分級し、粒径d50が6μmのトナー粒子を得た。ついで、トナー粒子100部にコロイダルシリカ(アエロジルR972:日本アエロジル製)0.5部をサンプルミルにて混合して、本発明のトナー(2)を得た。トナー粒子の実用球形化度は0.96であった。評価結果を表1に示す。
【0039】
実施例3
(トナーバインダーの合成)
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物330部、イソフタル酸166部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応し、数平均分子量8000、重量平均分子量35000の高分子量のポリエステル(A−3)を得た。
(A−3)200部と実施例2記載の低分子量のポリエステル(B−2)800部を酢酸エチル2000部に溶解、混合し、トナーバインダー(3)の酢酸エチル溶液を得た。
一部減圧乾燥し、トナーバインダー(3)を単離した。Tgは53℃、Tηは123℃、TG’は136℃、ピーク分子量は5000と38000であった。MnA/MnBは4.0、MwA/MwBは8.3であった。
トナーバインダー中の(A−3)のSP値(SPA)と(B−2)のSP値(SPB)との差(SPA−SPB)は、0.36であった。
(トナーの作成)
トナーバインダー(3)を用いる以外は実施例2と同様にして、本発明のトナー(3)を得た。トナー粒子の実用球形化度は0.97であった。評価結果を表1に示す。
【0040】
実施例4
(トナーの作成)
ビーカー内に実施例3記載のトナーバインダー(3)の酢酸エチル溶液240部、ペンタエリスリトールテトラベヘネート(融点81℃、溶融粘度25cps)20部、シアニンブルーKRO(山陽色素製)4部を入れ、60℃にてTK式ホモミキサーで12000rpmで撹拌し、均一に溶解、分散させた。
ビーカー内にイオン交換水485部、ポリアクリル酸塩型アニオン系水溶性高分子水溶液(三洋化成工業(株)製キャリボンB)75部を入れ均一に溶解した。ついで60℃に昇温し、TK式ホモミキサーで12000rpmに撹拌しながら、上記トナー材料溶液を投入し10分間撹拌した。ついでこの混合液を撹拌棒および温度計付のコルベンに移し、98℃まで昇温して溶剤を除去し、濾別、洗浄、乾燥した後、風力分級し、粒径d50が6μmのトナー粒子を得た。ついで、トナー粒子100部にコロイダルシリカ(アエロジルR972:日本アエロジル製)0.5部をサンプルミルにて混合して、本発明のトナー(4)を得た。トナー粒子の実用球形化度は0.97であった。評価結果を表1に示す。
【0041】
実施例5
(トナーの作成)
ビーカー内に実施例3記載のトナーバインダー(3)の酢酸エチル溶液240部、ペンタエリスリトールテトラベヘネート(融点81℃、溶融粘度25cps)20部、シアニンブルーKRO(山陽色素製)4部を入れ、60℃にてTK式ホモミキサーで12000rpmで撹拌し、均一に溶解、分散させた。
ビーカー内にイオン交換水532部、変性ポリエーテル型ノニオン系水溶性高分子(ポリエチレングリコール(Mw6000)の両末端にスチレン化フェノールエチレンオキサイド25モル付加物をトリレンジイソシアネートでジョイントした化合物)28部を入れ均一に溶解した。ついで60℃に昇温し、TK式ホモミキサーで12000rpmに撹拌しながら、上記トナー材料溶液を投入し10分間撹拌した。ついでこの混合液を撹拌棒および温度計付のコルベンに移し、98℃まで昇温して溶剤を除去し、濾別、洗浄、乾燥した後、風力分級し、粒径d50が6μmのトナー粒子を得た。ついで、トナー粒子100部にコロイダルシリカ(アエロジルR972:日本アエロジル製)0.5部をサンプルミルにて混合して、本発明のトナー(5)を得た。トナー粒子の実用球形化度は0.97であった。評価結果を表1に示す。
【0042】
実施例6
(トナーバインダーの合成)
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物719部、テレフタル酸352部およびジブチルチンオキサイド3部を入れ、常圧で230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応し、数平均分子量7800,重量平均分子量30000の高分子量のポリエステル(A−4)を得た。
上記と同様にビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物301部、テビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物481部、テレフタル酸152部、フマル酸106部、ハイドロキノン2部、ジブチルチンオキサイド3部を常圧下、200℃で10時間重縮合し、次いで180℃で100mmHgの減圧下に反応させ、酸価が8になった時点で無水トリメリット酸27部を加えて常圧密閉下1時間反応して、数平均分子量2000、重量平均分子量5000の低分子量のポリエステル(B−3)を得た。
(A−4)450部と(B−3)550部を酢酸エチル2000部に溶解、混合し、トナーバインダー(4)の酢酸エチル溶液を得た。
一部減圧乾燥し、トナーバインダー(4)を単離した。Tgは60℃、Tηは123℃、TG’は135℃、ピーク分子量は6500と38000であった。MnA/MnBは3.9、MwA/MwBは6であった。
トナーバインダー中の(A−4)のSP値(SPA)と(B−3)のSP値(SPB)との差(SPA−SPB)は、0.63であった。
【0043】
(トナーの作成)
ビーカー内に前記のトナーバインダー(4)の酢酸エチル溶液240部、カルナバワックス(融点84℃、溶融粘度23cps)20部、シアニンブルーKRO(山陽色素製)4部を用いて、実施例2と同様の方法で、本発明のトナー(6)を得た。トナー粒子の実用球形化度は0.98であった。評価結果を表1に示す。
【0044】
実施例7
(トナーバインダーの合成)
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物649部、無水ドデセニルコハク酸248部、テレフタル酸153部、ハイドロキノン2部、およびジブチルチンオキサイド3部を入れ、常圧で230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応し、数平均分子量6700,重量平均分子量34000の高分子量のポリエステル(A−5)を得た。
上記と同様にビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物515部、テビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物236部、テレフタル酸281部、ジブチルチンオキサイド3部を常圧下、200℃で10時間重縮合し、次いで180℃で100mmHgの減圧下に反応させ、酸価が2になった時点で無水トリメリット酸26部を加えて常圧密閉下1時間反応して、数平均分子量2200、重量平均分子量5700の低分子量のポリエステル(B−4)を得た。
(A−5)400部と(B−4)600部を酢酸エチル2000部に溶解、混合し、トナーバインダー(5)の酢酸エチル溶液を得た。
一部減圧乾燥し、トナーバインダー(5)を単離した。Tgは60℃、Tηは123℃、TG’は135℃、ピーク分子量は6600と37000であった。MnA/MnBは3.0、MwA/MwBは6.0であった。
トナーバインダー中の(A−5)のSP値(SPA)と(B−4)のSP値(SPB)との差(SPA−SPB)は、0.75であった。
【0045】
(トナーの作成)
前記のトナーバインダー(5)の酢酸エチル溶液240部、カルナバワックス(融点84℃、溶融粘度23cps)20部、シアニンブルーKRO(山陽色素製)4部を用いて、実施例5と同様の方法で、本発明のトナー(7)を得た。トナー粒子の実用球形化度は0.98であった。評価結果を表1に示す。
【0046】
比較例1
(トナーバインダーの合成)
ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物354部およびイソフタル酸166部をジブチルチンオキサイド2部を触媒として重縮合し、数平均分子量3700,重量平均分子量8000の比較トナーバインダー(1)を得た。比較トナーバインダー(1)のTgは57℃、Tηは136℃、TG’は133℃であった。ピーク分子量は8900であった。
(トナーの作成)
ビーカー内に前記の比較トナーバインダー(1)100部、酢酸エチル溶液200部、シアニンブルーKRO(山陽色素製)4部を入れ、50℃にてTK式ホモミキサーで12000rpmで撹拌し、均一に溶解、分散させた。次いで実施例1と同様にトナー化し、粒径d50が6μmの比較トナー(1)を得た。トナー粒子の実用球形化度は0.98であった。評価結果を表1に示す。
【0047】
【表1】
【0048】
[評価方法]
▲1▼粉体流動性
ホソカワミクロン製パウダーテスターを用いて静かさ密度を測定した。
流動性の良好なトナーほど静かさ密度は大きい。
▲2▼耐熱保存性
トナーを50℃×8時間保管後、42メッシュのふるいにて2分間ふるい、金網上の残存率をもって耐熱保存性とした。
耐熱保存性の良好なトナーほど残存率は小さい。
▲3▼光沢発現温度(GLOSS)
市販カラー複写機(CLC−1;キヤノン製)の定着装置からオイル供給装置を取り除き、定着ロール上のオイルを除去した改造機を用いて定着評価した。定着画像の60゜光沢が10%以上となる定着ロール温度をもって光沢発現温度とした。
▲4▼ホットオフセット発生温度(HOT)
上記GLOSSと同様に定着評価し、定着画像へのホットオフセットの有無を目視評価した。ホットオフセットが発生した定着ロール温度をもってホットオフセット発生温度とした。
▲5▼帯電量
トナー1gと電子写真用フェライトキャリア(パウダーテック(株)製;FL961−150)24gとをターブラーシェイカーミキサーを用いて30分間混合し、帯電量をブローオフ帯電量測定装置(東芝ケミカル製)を用いて測定した。
【0049】
【発明の効果】
本発明の乾式トナーは以下の効果を奏する。
1.粉体流動性に優れ、現像性、転写性に優れる。
2.耐熱保存性に優れ、かつ、低温定着性と耐ホットオフセット性のいずれにも優れる。
3.カラートナーとした場合の光沢性に優れ、かつ耐ホットオフセット性が優れるため、定着ロールにオイル塗布をする必要がない。
4.カラートナーとした場合の透明性が高く、色調に優れる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a dry toner used for electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, and the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as dry toners used for electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, and the like, toner binders such as styrene resins and polyesters are melt-kneaded together with colorants and finely pulverized.
These dry toners are developed and transferred onto paper or the like and then fixed by heating and melting using a hot roll. At that time, if the temperature of the hot roll is too high, a problem that the toner is excessively melted and fused to the hot roll (hot offset) occurs. On the other hand, if the heat roll temperature is too low, there is a problem that the toner is not sufficiently melted and fixing becomes insufficient. From the viewpoint of energy saving and downsizing of apparatuses such as copying machines, toners having higher hot offset generation temperature (hot offset resistance) and lower fixing temperature (low temperature fixability) are required.
In addition, heat storage stability is required so that the toner is not blocked during storage and at ambient temperature in the apparatus.
In particular, in full-color copying machines and full-color printers, the gloss and color mixing of the image are required, so the toner needs to have a lower melt viscosity, and a sharp-melt polyester toner binder is used. ing. Since such toner easily causes hot offset, conventionally, in a full-color device, silicone oil or the like is applied to a heat roll.
However, the method of applying silicone oil to the hot roll requires an oil tank and an oil application device, which is complicated and large. Moreover, it causes deterioration of the heat roll and requires maintenance every certain period. Furthermore, it is inevitable that oil adheres to copy paper, OHP (overhead projector) film, and the like, especially in OHP, there is a problem of deterioration of color tone due to the adhered oil.
On the other hand, in recent years, there is an increasing need for a toner having a small particle size in order to improve image quality and improve resolution. However, since the conventional kneaded and pulverized toner has an irregular shape, the powder fluidity becomes insufficient when the particle size is small, and it becomes difficult to supply the toner to the developing device, and the transferability is low. A worsening problem arises.
[0003]
Among the above-mentioned problems, (1) a polyester partially crosslinked with a polyfunctional monomer is used as a toner binder to satisfy both heat storage stability, low-temperature fixability and hot offset resistance 57-109825), and (2) those using urethane-modified polyester as a toner binder (Japanese Patent Publication No. 7-101318) have been proposed.
Further, as a means for reducing the amount of oil applied to a hot roll for full color, (3) a product obtained by granulating polyester fine particles and wax fine particles (Japanese Patent Laid-Open No. 7-56390) has been proposed.
[0004]
Furthermore, for improving powder flowability and transferability when the particle size is reduced, (4) after dispersing a vinyl monomer composition containing a colorant, a polar resin and a release agent in water. Suspension polymerized toner (Japanese Patent Laid-Open No. 9-43909), (5) Toner made of polyester resin in water using a solvent (Japanese Patent Laid-Open No. 9-34167) is proposed. ing.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, all of the toners disclosed in (1) to (3) are insufficient in powder flowability and transferability, and cannot be improved in image quality by reducing the particle size.
Further, the toners disclosed in (1) and (2) cannot be used because they are still insufficient in both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability and do not exhibit gloss for full color.
Further, the toner disclosed in (3) has insufficient low-temperature fixability and does not satisfy the hot offset property in oilless fixing.
The toner disclosed in (4) has an effect of improving powder flowability and transferability, but has a problem that the low-temperature fixability is insufficient and the energy required for fixing increases. This problem is particularly noticeable with full-color toners.
The toner disclosed in (5) also has an effect of improving powder flowability and transferability, but the low-temperature fixability is superior to that of (4), but the hot offset resistance is insufficient. It does not make it unnecessary to apply oil to the roll.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
An object of the present invention is to provide a dry toner excellent in powder flowability and transferability when a small particle size toner is used.
Another object of the present invention is to provide a dry toner having excellent heat storage stability, low-temperature fixability, and hot offset resistance.
Furthermore, an object of the present invention is to provide a dry toner having excellent image glossiness when used in a full-color copying machine or the like.
Furthermore, an object of the present invention is to provide a dry toner that does not require oil application to a hot roll.
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present invention has been achieved.
That is, according to the present invention, in a dry toner comprising a toner binder and a colorant, the Wadell's practical sphericity of the resin toner is 0.90 to 1.00, and the toner binder is a high molecular weight polyester resin (A). It consists of a low molecular weight polyester resin (B), and the ratio (MnA / MnB) of the number average molecular weight (MnA) of the resin (A) to the number average molecular weight (MnB) of the resin (B) is 1.6 or more. And the ratio (MwA / MwB) of the weight average molecular weight (MwA) of the resin (A) to the weight average molecular weight (MwB) of the resin (B) is 5.0 or more, and the resin (A) A dry toner having a number average molecular weight (MnA) of 5000 or more [the resin (A) is a polyester modified with a urethane bond and / or a urea bond, and the resin (A) and the resin (B) is diol alone and Excluding those polyesters consisting of a polycondensate of a carboxylic acid alone. ].
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is described in detail below.
In the present invention, Wadell's practical sphericity is a value represented by (diameter of a circle equal to the projected area of the particle) / (diameter of the smallest circle circumscribing the projected image of the particle). It can be measured by observing.
The practical sphericity of Wadell is usually 0.90 to 1.00, preferably 0.95 to 1.00, and more preferably 0.98 to 1.00. In the present invention, the practical sphericity of all the toner particles does not need to be in the above range, and may be within the above range as the number average. The number average is calculated from the values obtained by randomly extracting about 20 of the obtained toner particles.
The toner has a median diameter (d50) of usually 2 to 20 μm, preferably 3 to 10 μm.
[0008]
Examples of the high molecular weight condensation resin (A) and the low molecular weight condensation resin (B) constituting the toner binder include polyester, polyurethane, polyurea, polyamide, and epoxy resin. Of these, polyester, polyurethane and epoxy resin are preferable, and polyester is particularly preferable.
[0009]
Examples of the polyester include a polycondensate of polyol (1) and polycarboxylic acid (2).
Examples of the polyol (1) include a diol (1-1) and a tri- or higher valent polyol (1-2). (1-1) alone or (1-1) and a small amount of (1-2) Mixtures are preferred. The ratio of the mixture is a molar ratio of (1-1) and (1-2), and is usually 100/0 to 100/20, preferably 100/0 to 100/10.
As the diol (1-1),
C2-C18 alkylene glycol (ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, dodecanediol, etc.); carbon 4 to 1000 alkylene ether glycol (diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, etc.);
C5-C18 alicyclic diol (1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, etc.);
Bisphenols having 12 to 23 carbon atoms (bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, etc.);
C2-C18 alkylene oxide (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, alpha-olefin oxide, etc.) adducts (addition mole number is 2-20) etc. of the said alicyclic diol or bisphenol are mentioned.
Among these, preferred are alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms and alkylene oxide adducts having 2 to 18 carbon atoms of bisphenols, and particularly preferred are alkylene oxide adducts of bisphenols (particularly bisphenol A) (especially 2 to 3 mol adduct of ethylene oxide or propylene oxide), and an alkylene glycol having 2 to 12 carbon atoms (especially ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol) It is a combination.
In the case of the combined use, the alkylene oxide adduct of bisphenols is usually at least 30 mol%, preferably at least 50 mol%, particularly preferably at least 70 mol%.
As the trivalent or higher polyol (1-2),
3 to 8 or more polyhydric aliphatic alcohols (glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, etc.);
Trivalent to octavalent or higher phenols (trisphenol PA, phenol novolak, cresol novolak, etc.);
Examples thereof include alkylene oxide adducts having 2 to 18 carbon atoms (number of added moles of 2 to 20) of the above-mentioned trivalent or higher polyphenols.
[0010]
Examples of the polycarboxylic acid (2) include dicarboxylic acid (2-1) and trivalent or higher polycarboxylic acid (2-2). (2-1) alone and (2-1) with a small amount of ( The mixture of 2-2) is preferred. The ratio of the mixture is a molar ratio of (2-1) and (2-2), and is usually 100/0 to 100/20, preferably 100/0 to 100/10.
As dicarboxylic acid (2-1),
C2-C20 alkylene dicarboxylic acid (succinic acid, adipic acid, sebacic acid, dodecane dicarboxylic acid, dodecenyl succinic acid, dodecyl succinic acid, etc.); alkenylene dicarboxylic acid (maleic acid, fumaric acid, etc.); aromatic dicarboxylic acid (phthalic acid) Acid, isophthalic acid, terephthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, etc.).
Among these, preferred are alkylene dicarboxylic acids having 4 to 20 carbon atoms (especially adipic acid and dodecenyl succinic acid), alkenylene dicarboxylic acids having 4 to 20 carbon atoms (especially maleic acid and fumaric acid), and aromatics having 8 to 20 carbon atoms. Group dicarboxylic acids (especially isophthalic acid and terephthalic acid).
Examples of the trivalent or higher polycarboxylic acid (2-2) include aromatic polycarboxylic acids having 9 to 20 carbon atoms (trimellitic acid, pyromellitic acid, and the like).
In addition, as polycarboxylic acid (2), you may make it react with polyol (1) using the acid anhydride or lower alkyl ester (methyl ester, ethyl ester, isopropyl ester, etc.) of the above-mentioned thing.
[0011]
The ratio of the polyol (1) to the polycarboxylic acid (2) is usually 2/1 to 1/2, preferably 1., as the molar ratio [OH] / [COOH] of the hydroxyl group [OH] to the carboxyl group [COOH]. 5/1 to 1 / 1.5, more preferably 1.3 / 1 to 1 / 1.3.
The process for producing the polyester of the present invention can be obtained by heating polycarboxylic acid and polyol to 150 to 280 ° C. in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxy titanate and dibutyltin oxide, followed by dehydration condensation. It is also effective to reduce the pressure in order to improve the reaction rate at the end of the reaction.
[0012]
The high molecular weight polyester (A) in the present invention is preferably a polyester modified with a urethane bond and / or a urea bond.
Of the polyesters modified with urethane bonds and / or urea bonds, the polyesters modified with urethane bonds include polycondensates of polyol (1) and polycarboxylic acid (2) and a hydroxyl group-containing polyester, A reaction product with isocyanate (3) and the like can be mentioned.
Examples of the method of adding the hydroxyl group to the polycondensate of (1) and (2) include reacting the number of moles of the hydroxyl group in (1) in excess of the carboxyl group in (2).
[0013]
Examples of the polyol (1) include the diol (1-1) and a trivalent or higher valent polyol (1-2). Examples of the polycarboxylic acid (2) include dicarboxylic acid (2-1) and trivalent. The above polycarboxylic acid (2-2) is mentioned. The ratio of the polyol (1) to the polycarboxylic acid (2) is usually 2/1 to 1/1, preferably 1 as the equivalent ratio [OH] / [COOH] of the hydroxyl group [OH] and the carboxyl group [COOH]. 0.5 / 1 to 1/1, more preferably 1.3 / 1 to 1.02 / 1.
The number average molecular weight of the polyester having a hydroxyl group is usually 1000 to 20000, preferably 1500 to 15000, particularly preferably 2000 to 10,000. The weight average molecular weight is usually 2000 to 50000, preferably 3000 to 30000, and particularly preferably 4000 to 20000.
The hydroxyl value of the polyester having a hydroxyl group is usually 5 to 120, preferably 7 to 70, particularly preferably 10 to 60. The acid value is usually 10 or less, preferably 5 or less, particularly preferably 2 or less.
[0014]
As polyisocyanate (3), C6-C20 aromatic polyisocyanate, C2-C18 aliphatic polyisocyanate, C4-C15 alicyclic (except for carbon in NCO group) Formula polyisocyanate, aromatic aliphatic polyisocyanate having 8 to 15 carbon atoms and modified products of these polyisocyanates (urethane group, carbodiimide group, allophanate group, urea group, burette group, uretdione group, uretoimine group, isocyanurate group, Oxazolidone group-containing modified products) and mixtures of two or more thereof.
Specific examples of the aromatic polyisocyanate include 1,3- and / or 1,4-phenylene diisocyanate, 2,4- and / or 2,6-tolylene diisocyanate (TDI), crude TDI, and 2,4 ′. -And / or 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), crude MDI [crude diaminophenylmethane [condensation product of formaldehyde with an aromatic amine (aniline) or mixtures thereof; diaminodiphenylmethane and a small amount (eg 5 to 20 wt.] %) Of trifunctional or higher polyamines] phosgenates: polyallyl polyisocyanate (PAPI)], 1,5-naphthylene diisocyanate, 4,4 ′, 4 ″ -triphenylmethane triisocyanate, m- and p-isocyanatophenylsulfonyl isocyanate Such as theft and the like.
[0015]
Specific examples of the aliphatic polyisocyanate include ethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), dodecamethylene diisocyanate, 1,6,11-undecane triisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, Lysine diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethyl caproate, bis (2-isocyanatoethyl) fumarate, bis (2-isocyanatoethyl) carbonate, 2-isocyanatoethyl-2,6-diisocyanatohexanoate And aliphatic polyisocyanates.
[0016]
Specific examples of the alicyclic polyisocyanate include isophorone diisocyanate (IPDI), dicyclohexylmethane-4,4′-diisocyanate (hydrogenated MDI), cyclohexylene diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate (hydrogenated TDI), bis (2 -Isocyanatoethyl) -4-cyclohexene-1,2-dicarboxylate, 2,5- and / or 2,6-norbornane diisocyanate and the like.
[0017]
Specific examples of the aromatic aliphatic polyisocyanate include m- and / or p-xylylene diisocyanate (XDI), α, α, α ′, α′-tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI), and the like.
Examples of the modified polyisocyanate include modified MDI (urethane-modified MDI, carbodiimide-modified MDI, trihydrocarbyl phosphate-modified MDI, etc.), modified polyisocyanates such as urethane-modified TDI, and mixtures of two or more thereof [for example, Combination of modified MDI and urethane-modified TDI (isocyanate-containing prepolymer)].
Among these, preferred are aromatic polyisocyanates having 6 to 15 carbon atoms, aliphatic polyisocyanates having 4 to 12 carbon atoms, and alicyclic polyisocyanates having 4 to 15 carbon atoms, and particularly preferred are TDI, MDI, HDI, hydrogenated MDI, and IPDI.
Moreover, when reacting polyester which has a hydroxyl group, and polyisocyanate (3), another polyol can also be used together.
The ratio of the polyisocyanate (3) is usually 1/2 to 2/1 as an equivalent ratio [NCO] / [OH] of the isocyanate group [NCO] and the total [OH] of the polyester having a hydroxyl group and other polyols. The ratio is preferably 1.5 / 1 to 1 / 1.5, more preferably 1.2 / 1 to 1 / 1.2.
[0018]
Polyester modified with a urethane bond can be produced by the following method.
The polyol (1) and the polycarboxylic acid (2) are heated to 150 to 280 ° C. in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxytitanate or dibutyltin oxide, and the generated water is distilled off as necessary. Thus, a polyester having a hydroxyl group is obtained. Next, this is reacted with polyisocyanate (3) and, if necessary, a polyol at 50 to 140 ° C. to obtain a polyester modified with a urethane bond. When reacting (3), a solvent can be used if necessary. Usable solvents include aromatic solvents (toluene, xylene, etc.); ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.); esters (ethyl acetate, etc.); amides (dimethylformamide, dimethylacetamide, etc.) and ethers And those inert to the isocyanate (3), such as tetrahydrofuran (such as tetrahydrofuran).
[0019]
Examples of the polyester modified with a urea bond include a reaction product of a polyester prepolymer (a) having an isocyanate group and an amine (b). Examples of the polyester prepolymer (a) having an isocyanate group include a polycondensate of a polyol (1) and a polycarboxylic acid (2) and a polyester having an active hydrogen-containing group, which is further reacted with a polyisocyanate (3). Is mentioned.
Examples of the active hydrogen-containing group possessed by the polyester include a hydroxyl group (alcoholic hydroxyl group and phenolic hydroxyl group), a carboxyl group, and the like. Among these, an alcoholic hydroxyl group is preferable.
The polyester having an alcoholic hydroxyl group can be obtained by using an excess of polyol as in the case of the polyester modified with the urethane bond. On the other hand, a polyester having a carboxyl group can be obtained by using an excessive amount of polycarboxylic acid.
Examples of the polyol (1), polycarboxylic acid (2), and polyisocyanate (3) include those similar to the polyester modified with the urethane bond, and preferred ones are also the same.
The ratio of the polyisocyanate (3) is usually 5/1 to 1/1, preferably 4 as the equivalent ratio [NCO] / [OH] of the isocyanate group [NCO] and the hydroxyl group [OH] of the polyester having a hydroxyl group. / 1 to 1.2 / 1, more preferably 2.5 / 1 to 1.5 / 1.
The NCO content (NCO equivalent) is usually 500 to 10000, preferably 700 to 8000, and particularly preferably 1000 to 5000.
[0020]
As amines (b), diamine (b1), tri- or hexavalent or higher polyamine (b2), amino alcohol (b3), amino mercaptan (b4), amino acid (b5), and amino groups of b1 to b5 (B6) etc. that are blocked.
Examples of the diamine (b1) include aromatic diamines having 6 to 23 carbon atoms (phenylenediamine, diethyltoluenediamine, 4,4′diaminodiphenylmethane, etc.); alicyclic diamines having 5 to 20 carbon atoms (4,4′-diamino). -3,3 'dimethyldicyclohexylmethane, diaminocyclohexane, isophoronediamine, etc.); and aliphatic diamines having 2 to 18 carbon atoms (ethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, etc.).
Examples of the triamine to hexavalent or higher polyamine (b2) include diethylenetriamine and triethylenetetramine.
Examples of the amino alcohol (b3) include those having 2 to 12 carbon atoms, and specific examples thereof include ethanolamine and hydroxyethylaniline.
Examples of the amino mercaptan (b4) include those having 2 to 12 carbon atoms, and specific examples include aminoethyl mercaptan and aminopropyl mercaptan.
Examples of the amino acid (b5) include those having 2 to 12 carbon atoms, and specific examples include aminopropionic acid and aminocaproic acid.
The b1 to b5 blocked amino groups (b6) include ketimine compounds and oxazoline compounds obtained from the amines b1 to b5 and ketones having 3 to 8 carbon atoms (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.) Etc.
Among these amines (b), preferred are (b1) (especially 4,4′diaminodiphenylmethane, isophoronediamine and ethylenediamine) and a mixture of (b1) and a small amount of (b2) (especially diethylenetriamine). More preferably, the amino group of these amines is blocked.
The ratio of the mixture is usually 100/0 to 100/10, preferably 100/0 to 100/5, as the molar ratio of (b1) and (b2).
[0021]
Furthermore, if necessary, the molecular weight of the urea-modified polyester can be adjusted using a reaction terminator. Examples of the reaction terminator include monoamines (diethylamine, dibutylamine, butylamine, laurylamine, etc.), and those obtained by blocking them (ketimine compounds).
The ratio of amines (b) is equivalent ratio [NCO] / [NHx] of isocyanate groups [NCO] in prepolymer (a) having isocyanate groups and amino groups [NHx] in amines (b). Is usually 1/2 to 2/1, preferably 1.5 / 1 to 1 / 1.5, more preferably 1.2 / 1 to 1 / 1.2.
[0022]
In the present invention, the polyester modified with a urea bond may contain a urethane bond together with a urea bond.
The ratio of urea bond to urethane bond is usually 10/0 to 1/9, preferably 8/2 to 2/8, and more preferably 6/4 to 3/7.
Polyester modified with a urea bond can be produced by the following method.
In the same manner as described above, a polyester having a hydroxyl group is obtained, and then polyisocyanate (3) is reacted at 40 to 140 ° C. to obtain a prepolymer having an isocyanate group. This is reacted with amines (or blocked ones) at 0 to 140 ° C. to obtain a polyester modified with a urea bond. When making it react, a solvent can also be used if necessary. Examples of the usable solvent include the same solvents as described above.
[0023]
Examples of the polyurethane in the present invention include a polyaddition product of polyol (1) and polyisocyanate (3).
Examples of the polyol (1) include the diol (1-1) and a trivalent or higher valent polyol (1-2).
As polyisocyanate (3), aromatic polyisocyanate having 6 to 20 carbon atoms (excluding carbon in NCO group, the same shall apply hereinafter), aliphatic polyisocyanate having 2 to 18 carbon atoms, and having 4 to 15 carbon atoms. Alicyclic polyisocyanates, aromatic aliphatic polyisocyanates having 8 to 15 carbon atoms, and modified products of these polyisocyanates (urethane groups, carbodiimide groups, allophanate groups, urea groups, burette groups, uretdione groups, uretoimine groups, isocyanurates Group, an oxazolidone group-containing modified product, etc.) and a mixture of two or more thereof.
[0024]
Examples of the polyurea in the present invention include a reaction product of the polyisocyanate (3) and the amines (b).
Examples of the amines (b) include the diamine (b1), a polyamine (b2) having 3 to 6 or more valences, an amino alcohol (b3), an amino mercaptan (b4), an amino acid (b5), and b1 to b5. Examples thereof include an amino group blocked (b6).
Among these amines (b), preferred are (b1) (especially 4,4′diaminodiphenylmethane, isophoronediamine and ethylenediamine) and a mixture of (b1) and a small amount of (b2) (especially diethylenetriamine). The ratio of the mixture is usually 100/0 to 100/10, preferably 100/0 to 100/5, as the molar ratio of (b1) and (b2).
[0025]
Furthermore, if necessary, the molecular weight of the polyurea can be adjusted using a reaction terminator. Examples of the reaction terminator include monoamines (diethylamine, dibutylamine, butylamine, laurylamine, etc.), and those obtained by blocking them (ketimine compounds).
[0026]
The ratio of amines (b) is the isocyanate group in polyisocyanate (3).
The molar ratio [NCO] / [NHx] of [NCO] to the amino group [NHx] in the amine (b) is usually 1/2 to 2/1, preferably 1.5 / 1 to 1/1. 5, more preferably 1.2 / 1 to 1 / 1.2.
When b3 to b5 are used as the amines (b), the molar ratio [NCO] / [YHx] of the total [YHx] of the amino group and hydroxyl group, mercapto group or carboxyl group in (b) is usually 1 / It is 2-2 / 1, preferably 1.5 / 1 to 1 / 1.5, more preferably 1.2 / 1 to 1 / 1.2.
By setting the molar ratio within the above range, the molecular weight of the polyurea increases and the hot offset resistance is improved.
[0027]
Examples of the polyamide include polycondensates of polycarboxylic acid (2) and amines (b).
Examples of the polycarboxylic acid (2) include the dicarboxylic acid (2-1) and trivalent or higher polycarboxylic acid (2-2).
Examples of the amines (b) include the diamine (b1), a polyamine (b2) having 3 to 6 or more valences, an amino alcohol (b3), an amino mercaptan (b4), an amino acid (b5), and b1 to b5. Examples thereof include an amino group blocked (b6).
[0028]
Examples of the epoxy resin include addition condensates of bisphenols (bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, etc.) and epichlorohydrin.
[0029]
The ratio (MnA / MnB) of the number average molecular weight of (A) and (B) must be 1.6 or more. Preferably it is 1.9 or more, More preferably, it is 2.1-33, Most preferably, it is 2.3-28. If it is less than 1.6, the hot offset resistance is insufficient when the low temperature fixability is improved, and the low temperature fixability is insufficient when the hot offset resistance is improved.
The number average molecular weight (MnA) of (A) is usually 5000 or more, preferably 6000 to 100,000, and more preferably 6500 to 60,000.
The number average molecular weight (MnB) of (B) is usually 1000 to 5000, preferably 1300 to 4000, and more preferably 1500 to 3500.
The ratio (MwA / MwB) of the weight average molecular weight of (A) and (B) must be 2.0 or more. Preferably it is 2.5-100, More preferably, it is 4.0-70, Most preferably, it is 5.0-50. If it is less than 2.0, the hot offset resistance is insufficient when the low temperature fixability is improved, and the low temperature fixability is insufficient when the hot offset resistance is improved.
The weight average molecular weight (MwA) of (A) is usually 5000 or more, preferably 6,000 to 1,000,000, more preferably 8,000 to 500,000.
The weight average molecular weight (MwB) of (B) is usually 1000 to 50000, preferably 1500 to 20000, and more preferably 2000 to 20000.
The weight ratio of (A) to (B) is usually 5/95 to 60/40, preferably 8/92 to 55/45, more preferably 10/90 to 50/50, particularly preferably 15/85 to 40 /. 60.
[0030]
In the dry toner of the present invention, the toner binder preferably has at least two peaks in the molecular weight distribution measured by gel filtration chromatography (GPC).
Furthermore, in the molecular weight distribution obtained by GPC measurement, it is preferable that each has at least one peak in a region having a peak molecular weight of less than 20,000 and a region having a peak molecular weight of 30,000 or more.
Here, the molecular weight distribution is measured by preparing a calibration curve of molecular weight with standard polystyrene using gel permeation chromatography (hereinafter abbreviated as GPC) using tetrahydrofuran (hereinafter abbreviated as THF) as a solvent.
Specific molecular weight measurement conditions are as follows.
Apparatus: HLC-802A manufactured by Toyo Soda
Column: 2 TSK gel GMH6 (manufactured by Toyo Soda)
Measurement temperature: 25 ° C
Sample solution: 0.5 wt% THF solution
Solution injection volume: 200 μl
Detector: Refractive index detector
The molecular weight calibration curve is based on standard polystyrene (molecular weights 842,44,28,290,109,350,000, 190,000, 964,000, 37,000, 196,000, 91,000, 2 98,000, 870, 500).
[0031]
In the dry toner of the present invention, the difference (SPA-SPB) between the SP value (SPA) of the high molecular weight condensation resin (A) constituting the toner binder and the SP value (SPB) of the low molecular weight condensation resin (B). ) Is usually 0.1 or more, preferably 0.2 or more, more preferably 0.3 or more, from the viewpoint of hot offset resistance. The SP value can be calculated by a known Fedors method.
In the present invention, the glass transition point (Tg) of the toner binder is usually 35 to 85 ° C., preferably 45 to 70 ° C., from the viewpoint of heat-resistant storage stability and low-temperature fixability of the toner.
As the storage elastic modulus of the toner binder, the temperature (TG ′) at which the measurement frequency is 20 Hz is 10000 dyne / cm 2 is usually 100 ° C. or higher, preferably 110 to 200 ° C. from the viewpoint of hot offset resistance.
As the viscosity of the toner binder, the temperature (Tη) at 1000 poise at a measurement frequency of 20 Hz is usually 180 ° C. or less, preferably 90 to 160 ° C. from the viewpoint of low-temperature fixability.
That is, from the viewpoint of achieving both low temperature fixability and hot offset resistance, TG ′ is preferably higher than Tη. In other words, the difference between TG ′ and Tη (TG′−Tη) is preferably 0 ° C. or higher. More preferably, it is 10 degreeC or more, Most preferably, it is 20 degreeC or more.
Further, from the viewpoint of achieving both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability, the difference between Tη and Tg is preferably 100 ° C. or less. More preferably, it is 90 degrees C or less, Most preferably, it is 80 degrees C or less.
Here, the measurement conditions of dynamic viscoelasticity are as follows.
Apparatus: RDS-7700II dynamic spectrometer manufactured by Rheometrics Inc., USA
Test Fix Chair: 25mmΦ cone plate used
Measurement temperature: 100 ° C to 240 ° C
Measurement frequency: 20 Hz (125.6 rad / sec)
Distortion: 5% fixed
[0032]
Known dyes, pigments and magnetic powders can be used as the colorant of the present invention. Specifically, as dyes, Sudan Black SM, First Yellow-G, Rhodamine FB, Rhodamine B Lake, Methyl Violet B Lake, Priliant Green, Oil Yellow GG, Kaya Set YG, Orazol Brown B, Oil Pink OP, etc. Examples of pigments include carbon black, benzidine yellow, pigment yellow, Indian first orange, Irgasin red, varanitoaniline red, toluidine red, carmine FB, pigment orange R, lake red 2G, phthalocyanine blue, pigment blue, phthalocyanine Examples of the magnetic powder include magnetite and iron black. Among these, preferred are a colorant selected from the group consisting of cyan, magenta and yellow dyes, and a colorant selected from the group consisting of cyan, magenta and yellow pigments.
The content of the colorant is usually 2 to 15% by weight, preferably 3 to 10% by weight.
Further, a wax may be contained together with the toner binder and the colorant.
Known waxes can be used as the wax of the present invention, such as polyolefin wax (polyethylene wax, polypropylene wax, etc.); long chain hydrocarbon (paraffin wax, sasol wax, etc.); carbonyl group-containing wax, etc. It is done. Of these, carbonyl group-containing waxes are preferred.
Carbonyl group-containing waxes include polyalkanoic acid esters (carnauba wax, montan wax, trimethylolpropane tribehenate, pentaerythritol tetrabehenate, pentaerythritol diacetate dibehenate, glycerin tribehenate, 1,18. -Octadecandiol-bis-stearate, etc.); polyalkanol esters (tristearyl trimellitic acid, distearyl maleate, etc.); polyalkanoic acid amides (ethylenediamine dibehenylamide, etc.); polyalkylamides (trimellitic acid tristearylamide) And dialkyl ketone (such as distearyl ketone).
Among these carbonyl group-containing waxes, polyalkanoic acid esters are preferred.
The melting point of the wax of the present invention is usually from 40 to 160 ° C., preferably from 50 to 120 ° C., more preferably from 60 to 90 ° C., from the viewpoints of heat resistant storage stability and cold offset during fixing at a low temperature.
Further, the melt viscosity of the wax is preferably 5 to 1000 cps, more preferably 10 to 100 cps as a measured value at a temperature 20 ° C. higher than the melting point from the viewpoint of hot offset resistance and low-temperature fixability.
The wax content in the toner is usually 0 to 40% by weight, preferably 3 to 30% by weight, and particularly preferably 10 to 25% by weight.
In the dry toner of the present invention, a charge control agent and a fluidizing agent can also be used.
As the charge control agent, known ones, that is, nigrosine dye, quaternary ammonium salt compound, quaternary ammonium base-containing polymer, metal-containing azo dye, salicylic acid metal salt, sulfonic acid group-containing polymer, fluorine-containing polymer, halogen-substituted aromatic Examples thereof include a ring-containing polymer.
The content of the charge control agent is usually 0 to 5% by weight.
As the fluidizing agent, known materials such as colloidal silica, alumina powder, titanium oxide powder, and calcium carbonate powder can be used.
[0033]
The dry toner can be produced by the following methods (1) to (3).
(1) Sphericalizing of pulverized toner
A method in which a toner material composed of a toner binder and a colorant is melt-kneaded and then finely pulverized and then mechanically spheronized using a hybridizer, mechanofusion, or the like.
(2) Spray drying method
A method of obtaining a spherical toner by dissolving and dispersing a toner material in a solvent in which a toner binder is soluble and then removing the solvent using a spray drying apparatus.
(3) Dispersion granulation method (for example, the method described in JP-A-9-15902)
After the toner material is dissolved and dispersed in a solvent in which the toner binder is soluble, the toner material is dispersed in a poor solvent (for example, water, water-methanol) of the toner binder with stirring, and then the solvent is distilled off to form toner particles. A method of obtaining spherical toner by liquid separation and drying.
Among these, (3) the dispersion granulation method is preferable, and the dispersion granulation method in which the poor solvent serving as the dispersed phase is an aqueous medium is particularly preferable.
In addition, as a simple method for obtaining a high molecular weight polyester, a polyester having an isocyanate group in advance and a blocked amine (elongating agent) together with other components (low molecular weight polyester, pigment, additive, etc.) are used as an organic solvent. A method of forming a high-molecular-weight polyester by an extension reaction between the dispersion step and the solvent removal step is preferable after being dissolved and dispersed in water.
Examples of the solvent that dissolves the toner binder in advance used in the dispersion granulation method in an aqueous medium include ethyl acetate, acetone, and methyl ethyl ketone.
Moreover, a dispersing agent can also be used as needed. It is preferable to use a dispersant because the particle size distribution becomes sharp and the dispersion is stable.
Examples of the dispersant include an organic dispersant such as a water-soluble polymer (α) and a surfactant (β), an inorganic dispersant (γ), and the like. Examples of (α) include nonionic water-soluble polymer (α-1), anionic water-soluble polymer (α-2), and cationic water-soluble polymer (α-3).
Examples of (α-1) include polyvinyl alcohol, hydroxyethyl cellulose, polyacrylamide, and modified polyether. Examples of (α-2) include polystyrene sulfonate, polyacrylate, carboxymethylcellulose soda salt, and the like. Examples of (α-3) include polystyrene quaternary ammonium salts, polyvinyl imidazoline hydrochloride, polyallylamine hydrochloride, and the like. Examples of (β) include sodium lauryl sulfate and sodium oleate. Examples of (γ) include calcium carbonate powder, calcium phosphate powder, and silica fine powder. Two or more dispersants can be used in combination.
The content of the dispersant is usually 0.1 to 20% by weight, preferably 0.5 to 10% by weight.
When a dispersant is used, the dispersant can remain on the surface of the toner particles. However, it is preferable from the charged surface of the toner that the solvent is removed by washing after removing the solvent.
Further, from the viewpoint of easy washing and removal, the dispersant used is preferably an organic dispersant such as a water-soluble polymer (α) and a surfactant (β).
[0034]
The dry toner of the present invention may be mixed with carrier particles such as iron powder, glass beads, nickel powder, ferrite, magnetite, and ferrite whose surface is coated with a resin (acrylic resin, silicone resin, etc.) as necessary. Used as an image developer. In addition, instead of carrier particles, it can be rubbed with a member such as a charging blade to form an electrical latent image.
The dry toner in the present invention is fixed on a support (paper, polyester film, etc.) by various known fixing methods to form a recording material.
Examples of the fixing method include an infrared lamp method, a xenon flash method, a planar heater method, a heating roller fixing method, a heat belt fixing method, and a high-frequency fixing method; a pressure fixing method; a solvent fixing method. The heat fixing method is preferable, the xenon flash method, the planar heater method, the heating roller fixing method, and the heat belt fixing method are more preferable, and the heat roller fixing method and the heat belt fixing method are particularly preferable.
[0035]
Hereinafter, the present invention will be further described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. Hereinafter, a part shows a weight part. Examples 1 to 5 are reference examples.
[0036]
【Example】
Example 1
(Synthesis of isocyanate group-containing prepolymer)
724 parts of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct, 276 parts of isophthalic acid and 2 parts of dibutyltin oxide are placed in a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer and a nitrogen introduction tube, and reacted at 230 ° C. for 8 hours at normal pressure. Then, after reacting for 5 hours while dehydrating at a reduced pressure of 10 to 15 mmHg, the mixture was cooled to 80 ° C. and reacted with 188 parts of isophorone diisocyanate in ethyl acetate for 2 hours to obtain an isocyanate group-containing prepolymer having a weight average molecular weight of 12,000. Obtained.
(Synthesis of blocked amines)
In a reaction vessel equipped with a stir bar and a thermometer, 30 parts of isophoronediamine and 70 parts of methyl ethyl ketone were charged and reacted at 50 ° C. for 5 hours to obtain a ketimine compound.
(Synthesis of low molecular weight polyester)
In the same manner as above, 724 parts of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct, 138 parts of terephthalic acid and 138 parts of isophthalic acid were polycondensed at 230 ° C. for 6 hours under normal pressure, and then reacted for 5 hours while dehydrating at a reduced pressure of 10 to 15 mmHg. Thus, a low molecular weight polyester (B-1) having a number average molecular weight of 1900 and a weight average molecular weight of 4000 was obtained.
(Create toner)
15.4 parts of the above isocyanate group-containing prepolymer, 64 parts of (B-1) and 78.6 parts of ethyl acetate were placed in a beaker, and dissolved by stirring. Next, 20 parts of pentaerythritol tetrabehenate and 4 parts of cyanine blue KRO (manufactured by Sanyo Dye) were added and stirred at 12000 rpm with a TK homomixer at 60 ° C. to uniformly dissolve and disperse. Finally, 2.7 parts of ketimine compound was added and dissolved. This is a toner material solution.
In a beaker, 706 parts of ion-exchanged water, 294 parts of hydroxyapatite 10% suspension (Superite 10 manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) and 0.2 part of sodium dodecylbenzenesulfonate were uniformly dissolved. Next, the temperature was raised to 60 ° C., and the toner material solution was added and stirred for 10 minutes while stirring at 12000 rpm with a TK homomixer. The mixture is then transferred to a Kolben equipped with a stirrer and a thermometer, heated to 98 ° C., the solvent is removed while undergoing a urea reaction, filtered, washed, dried, air-classified, and particle size Toner particles having a d50 of 6 μm were obtained. Subsequently, 100 parts of the toner particles were mixed with 0.5 part of colloidal silica (Aerosil R972: manufactured by Nippon Aerosil) using a sample mill to obtain the toner (1) of the present invention. The practical sphericity of the toner particles was 0.98.
The toner binder component in the toner (1) had Tg of 52 ° C., Tη of 123 ° C., TG ′ of 132 ° C., and peak molecular weights of 4500 and 70000. The high molecular weight polyester (A-1) in the toner binder had a number average molecular weight of 6000 and a weight average molecular weight of 64,000. MnA / MnB was 3.2 and MwA / MwB was 16.
The difference (SPA-SPB) between the SP value (SPA) of (A-1) and the SP value (SPB) of (B-1) in the toner binder was 0.31. The evaluation results are shown in Table 1.
[0037]
Example 2
(Toner binder synthesis)
343 parts of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct, 166 parts of isophthalic acid and 2 parts of dibutyltin oxide are placed in a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer and a nitrogen introduction tube, and reacted at 230 ° C. for 8 hours at normal pressure. The mixture was further reacted for 5 hours at a reduced pressure of 10 to 15 mmHg, then cooled to 110 ° C., 17 parts of isophorone diisocyanate was added in toluene, the reaction was performed at 110 ° C. for 5 hours, then the solvent was removed, and the number average molecular weight 6500 A high molecular weight urethane group-containing polyester (A-2) having a weight average molecular weight of 72,000 was obtained.
In the same manner as described above, 570 parts of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct and 217 parts of terephthalic acid were polycondensed at 230 ° C. for 6 hours under normal pressure, and a low molecular weight polyester having a number average molecular weight of 2000 and a weight average molecular weight of 4200 (B-2 )
200 parts of (A-2) and 800 parts of (B-2) were dissolved and mixed in 2000 parts of ethyl acetate to obtain an ethyl acetate solution of toner binder (2).
Part of the mixture was dried under reduced pressure to isolate the toner binder (2). Tg was 55 ° C., Tη was 128 ° C., TG ′ was 140 ° C., and peak molecular weights were 5000 and 80000. MnA / MnB was 3.3 and MwA / MwB was 17.
The difference (SPA-SPB) between the SP value (SPA) of (A-2) and the SP value (SPB) of (B-2) in the toner binder was 0.27.
[0038]
(Create toner)
In a beaker, 240 parts of the ethyl acetate solution of the toner binder (2), 20 parts of pentaerythritol tetrabehenate (melting point: 81 ° C., melt viscosity: 25 cps), 4 parts of cyanine blue KRO (manufactured by Sanyo Dye) are placed at 60 ° C. The mixture was stirred at 12000 rpm with a TK homomixer and uniformly dissolved and dispersed.
In a beaker, 706 parts of ion-exchanged water, 294 parts of hydroxyapatite 10% suspension (Superite 10 manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) and 0.2 part of sodium dodecylbenzenesulfonate were uniformly dissolved. Next, the temperature was raised to 60 ° C., and the toner material solution was added and stirred for 10 minutes while stirring at 12000 rpm with a TK homomixer. The mixture is then transferred to a Kolben equipped with a stir bar and a thermometer, and the temperature is raised to 98 ° C. to remove the solvent. After filtering, washing and drying, air classification is performed, and toner particles having a particle size d50 of 6 μm are obtained. Obtained. Subsequently, 100 parts of the toner particles were mixed with 0.5 part of colloidal silica (Aerosil R972: manufactured by Nippon Aerosil) using a sample mill to obtain the toner (2) of the present invention. The practical sphericity of the toner particles was 0.96. The evaluation results are shown in Table 1.
[0039]
Example 3
(Toner binder synthesis)
In a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer and a nitrogen introduction tube, 330 parts of bisphenol A propylene oxide 2-mole adduct, 166 parts of isophthalic acid and 2 parts of dibutyltin oxide were placed and reacted at 230 ° C. for 8 hours at normal pressure. The reaction was further carried out at a reduced pressure of 10 to 15 mmHg for 5 hours to obtain a high molecular weight polyester (A-3) having a number average molecular weight of 8000 and a weight average molecular weight of 35,000.
200 parts of (A-3) and 800 parts of low molecular weight polyester (B-2) described in Example 2 were dissolved and mixed in 2000 parts of ethyl acetate to obtain an ethyl acetate solution of toner binder (3).
Part of the mixture was dried under reduced pressure to isolate the toner binder (3). Tg was 53 ° C., Tη was 123 ° C., TG ′ was 136 ° C., and the peak molecular weights were 5000 and 38000. MnA / MnB was 4.0, and MwA / MwB was 8.3.
The difference (SPA-SPB) between the SP value (SPA) of (A-3) and the SP value (SPB) of (B-2) in the toner binder was 0.36.
(Create toner)
A toner (3) of the present invention was obtained in the same manner as in Example 2 except that the toner binder (3) was used. The practical sphericity of the toner particles was 0.97. The evaluation results are shown in Table 1.
[0040]
Example 4
(Create toner)
In a beaker, 240 parts of an ethyl acetate solution of the toner binder (3) described in Example 3, 20 parts of pentaerythritol tetrabehenate (melting point: 81 ° C., melt viscosity: 25 cps), 4 parts of cyanine blue KRO (manufactured by Sanyo Dye) are placed. The mixture was stirred at 12000 rpm with a TK homomixer at 60 ° C. and uniformly dissolved and dispersed.
In a beaker, 485 parts of ion exchange water and 75 parts of a polyacrylate type anionic water-soluble polymer aqueous solution (Caribbon B manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) were uniformly dissolved. Next, the temperature was raised to 60 ° C., and the toner material solution was added and stirred for 10 minutes while stirring at 12000 rpm with a TK homomixer. The mixture is then transferred to a Kolben equipped with a stir bar and a thermometer, and the temperature is raised to 98 ° C. to remove the solvent. After filtering, washing and drying, air classification is performed, and toner particles having a particle size d50 of 6 μm are obtained. Obtained. Subsequently, 100 parts of toner particles were mixed with 0.5 part of colloidal silica (Aerosil R972: manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) using a sample mill to obtain toner (4) of the present invention. The practical sphericity of the toner particles was 0.97. The evaluation results are shown in Table 1.
[0041]
Example 5
(Create toner)
In a beaker, 240 parts of an ethyl acetate solution of the toner binder (3) described in Example 3, 20 parts of pentaerythritol tetrabehenate (melting point: 81 ° C., melt viscosity: 25 cps), 4 parts of cyanine blue KRO (manufactured by Sanyo Dye) are placed. The mixture was stirred at 12000 rpm with a TK homomixer at 60 ° C. and uniformly dissolved and dispersed.
In a beaker, 532 parts of ion-exchanged water and 28 parts of a modified polyether type nonionic water-soluble polymer (a compound in which 25 mol of a styrenated phenol ethylene oxide adduct is joined to both ends of polyethylene glycol (Mw 6000) with tolylene diisocyanate). The solution was uniformly dissolved. Next, the temperature was raised to 60 ° C., and the toner material solution was added and stirred for 10 minutes while stirring at 12000 rpm with a TK homomixer. The mixture is then transferred to a Kolben equipped with a stir bar and a thermometer, and the temperature is raised to 98 ° C. to remove the solvent. After filtering, washing and drying, air classification is performed, and toner particles having a particle size d50 of 6 μm are obtained. Obtained. Subsequently, 100 parts of toner particles were mixed with 0.5 part of colloidal silica (Aerosil R972: manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) using a sample mill to obtain toner (5) of the present invention. The practical sphericity of the toner particles was 0.97. The evaluation results are shown in Table 1.
[0042]
Example 6
(Toner binder synthesis)
719 parts of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct, 352 parts of terephthalic acid and 3 parts of dibutyltin oxide are placed in a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer and a nitrogen introduction tube, and reacted at 230 ° C. for 8 hours at normal pressure. The reaction was further carried out at a reduced pressure of 10 to 15 mmHg for 5 hours to obtain a high molecular weight polyester (A-4) having a number average molecular weight of 7800 and a weight average molecular weight of 30000.
In the same manner as above, 301 parts of bisphenol A ethylene oxide 2 mol adduct, 481 parts of tebisphenol A propylene oxide 2 mol adduct, 152 parts of terephthalic acid, 106 parts of fumaric acid, 2 parts of hydroquinone, 3 parts of dibutyltin oxide, The polycondensation is carried out at 200 ° C. for 10 hours, then reacted at 180 ° C. under reduced pressure of 100 mmHg. When the acid value reaches 8, 27 parts of trimellitic anhydride is added and reacted for 1 hour under atmospheric pressure sealing, A low molecular weight polyester (B-3) having an average molecular weight of 2,000 and a weight average molecular weight of 5,000 was obtained.
450 parts of (A-4) and 550 parts of (B-3) were dissolved and mixed in 2000 parts of ethyl acetate to obtain an ethyl acetate solution of toner binder (4).
Part of the mixture was dried under reduced pressure to isolate the toner binder (4). Tg was 60 ° C., Tη was 123 ° C., TG ′ was 135 ° C., and peak molecular weights were 6500 and 38000. MnA / MnB was 3.9 and MwA / MwB was 6.
The difference (SPA-SPB) between the SP value (SPA) of (A-4) and the SP value (SPB) of (B-3) in the toner binder was 0.63.
[0043]
(Create toner)
Similar to Example 2, using 240 parts of ethyl acetate solution of toner binder (4), 20 parts of carnauba wax (melting point 84 ° C., melt viscosity 23 cps), 4 parts of cyanine blue KRO (manufactured by Sanyo Dye) in a beaker. Thus, the toner (6) of the present invention was obtained. The practical sphericity of the toner particles was 0.98. The evaluation results are shown in Table 1.
[0044]
Example 7
(Toner binder synthesis)
In a reaction vessel equipped with a condenser, a stirrer, and a nitrogen inlet tube, 649 parts of bisphenol A ethylene oxide 2-mol adduct, 248 parts of dodecenyl succinic anhydride, 153 parts of terephthalic acid, 2 parts of hydroquinone, and 3 parts of dibutyltin oxide The mixture was reacted at 230 ° C. for 8 hours at normal pressure, and further reacted for 5 hours at a reduced pressure of 10 to 15 mmHg to obtain a high molecular weight polyester (A-5) having a number average molecular weight of 6700 and a weight average molecular weight of 34,000.
In the same manner as above, 515 parts of bisphenol A ethylene oxide 2 mol adduct, 236 parts of tebisphenol A propylene oxide 2 mol adduct, 281 parts of terephthalic acid, and 3 parts of dibutyltin oxide were polycondensed at 200 ° C. for 10 hours under normal pressure. Next, the mixture was reacted at 180 ° C. under a reduced pressure of 100 mmHg, and when the acid value reached 2, 26 parts of trimellitic anhydride was added and reacted for 1 hour under sealed at normal pressure to obtain a number average molecular weight of 2200 and a weight average molecular weight of 5700. A low molecular weight polyester (B-4) was obtained.
400 parts of (A-5) and 600 parts of (B-4) were dissolved and mixed in 2000 parts of ethyl acetate to obtain an ethyl acetate solution of toner binder (5).
A portion was dried under reduced pressure to isolate the toner binder (5). Tg was 60 ° C., Tη was 123 ° C., TG ′ was 135 ° C., and peak molecular weights were 6600 and 37000. MnA / MnB was 3.0, and MwA / MwB was 6.0.
The difference (SPA-SPB) between the SP value (SPA) of (A-5) and the SP value (SPB) of (B-4) in the toner binder was 0.75.
[0045]
(Create toner)
In the same manner as in Example 5, using 240 parts of the ethyl acetate solution of toner binder (5), 20 parts of carnauba wax (melting point: 84 ° C., melt viscosity: 23 cps), and 4 parts of cyanine blue KRO (manufactured by Sanyo Dye). A toner (7) of the present invention was obtained. The practical sphericity of the toner particles was 0.98. The evaluation results are shown in Table 1.
[0046]
Comparative Example 1
(Toner binder synthesis)
Bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct 354 parts and 166 parts of isophthalic acid were polycondensed using 2 parts of dibutyltin oxide as a catalyst to obtain a comparative toner binder (1) having a number average molecular weight of 3700 and a weight average molecular weight of 8,000. Comparative toner binder (1) had Tg of 57 ° C., Tη of 136 ° C., and TG ′ of 133 ° C. The peak molecular weight was 8900.
(Create toner)
In a beaker, put 100 parts of the above comparative toner binder (1), 200 parts of ethyl acetate solution, 4 parts of cyanine blue KRO (manufactured by Sanyo Dye), stir at 12,000 rpm with a TK homomixer at 50 ° C., and dissolve uniformly. , Dispersed. Next, the toner was converted into a toner in the same manner as in Example 1 to obtain a comparative toner (1) having a particle diameter d50 of 6 μm. The practical sphericity of the toner particles was 0.98. The evaluation results are shown in Table 1.
[0047]
[Table 1]
[0048]
[Evaluation methods]
(1) Powder flowability
Quiet density was measured using a Hosokawa Micron powder tester.
The toner with better fluidity has a higher quietness density.
(2) Heat-resistant storage stability
After the toner was stored at 50 ° C. for 8 hours, it was sieved with a 42 mesh sieve for 2 minutes, and the residual ratio on the wire mesh was regarded as heat resistant storage stability.
A toner having better heat-resistant storage stability has a lower residual ratio.
(3) Gloss expression temperature (GLOSS)
Fixation evaluation was performed using a modified machine in which the oil supply device was removed from the fixing device of a commercially available color copying machine (CLC-1; manufactured by Canon) and the oil on the fixing roll was removed. The fixing roll temperature at which the 60 ° gloss of the fixed image was 10% or more was defined as the gloss development temperature.
(4) Hot offset generation temperature (HOT)
Fixation was evaluated in the same manner as in the above GLOSS, and the presence or absence of hot offset on the fixed image was visually evaluated. The fixing roll temperature at which hot offset occurred was defined as the hot offset occurrence temperature.
(5) Charge amount
1 g of toner and 24 g of ferrite carrier for electrophotography (manufactured by Powdertech Co., Ltd .; FL961-150) were mixed for 30 minutes using a tumbler shaker mixer, and the charge amount was measured using a blow-off charge amount measuring device (manufactured by Toshiba Chemical). Measured.
[0049]
【The invention's effect】
The dry toner of the present invention has the following effects.
1. Excellent powder fluidity, excellent developability and transferability.
2. Excellent heat-resistant storage stability and excellent low-temperature fixability and hot offset resistance.
3. When the color toner is used, the glossiness is excellent and the hot offset resistance is excellent. Therefore, it is not necessary to apply oil to the fixing roll.
4). When used as a color toner, the transparency is high and the color tone is excellent.
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