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WO2004025372A1 - トナー用樹脂組成物及びトナー - Google Patents

トナー用樹脂組成物及びトナー Download PDF

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WO2004025372A1
WO2004025372A1 PCT/JP2003/009628 JP0309628W WO2004025372A1 WO 2004025372 A1 WO2004025372 A1 WO 2004025372A1 JP 0309628 W JP0309628 W JP 0309628W WO 2004025372 A1 WO2004025372 A1 WO 2004025372A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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toner
resin composition
crystalline
temperature
crystalline polyester
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2003/009628
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kenichi Matsumura
Akihiro Niki
Takashi Shinjo
Hideyuki Takahashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority claimed from JP2002299669A external-priority patent/JP2004264318A/ja
Priority claimed from JP2002299667A external-priority patent/JP2004264317A/ja
Priority claimed from JP2002299674A external-priority patent/JP4037731B2/ja
Priority claimed from JP2002332727A external-priority patent/JP4053866B2/ja
Priority claimed from JP2003164151A external-priority patent/JP2004264802A/ja
Priority claimed from JP2003164154A external-priority patent/JP2004264804A/ja
Priority claimed from JP2003164153A external-priority patent/JP2004264803A/ja
Priority to EP03795205A priority Critical patent/EP1550915B1/en
Priority to AU2003252721A priority patent/AU2003252721A1/en
Priority to US10/523,072 priority patent/US7485401B2/en
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    • C08L77/06Polyamides derived from polyamines and polycarboxylic acids

Definitions

  • the present invention relates to a resin composition for a toner which is excellent in low-temperature fixing property, high-temperature offset resistance and blocking resistance, and can perform favorable color development, and a toner.
  • a dry developing method As a method for developing an electrostatic image in electrophotography or the like, a dry developing method is often used.
  • toner is usually charged by friction with iron powder, glass beads, etc., which are called carriers, and this is attached to the electrostatic latent image on the photoreceptor by electrical attraction, and then transferred to paper.
  • the image is fixed by a heating roller or the like and becomes a permanent visible image.
  • a heating roller method is generally used in which a toner image of a sheet to be fixed is passed through the surface of a heat fixing roller having a surface formed of a material having a releasable property with respect to toner while being brought into pressure contact with the surface. Have been.
  • a toner which can be fixed at a lower temperature is required in order to improve economy such as power consumption and to increase copying speed.
  • polyester-based toners usually, a polyfunctional monomer having three or more functional groups is copolymerized to form a chemically crosslinked structure in the polymer and maintain high-temperature offset resistance.
  • a component that does not dissolve in the polymer so that the printing surface after fixing with the fixing roll has irregularities, resulting in poor gloss and low-temperature fixing ability. I did.
  • Japanese Patent No. 2987870 discloses that terephthalic acid and a linear alkylene alcohol having 2 to 6 carbon atoms are used as a binder resin of a toner. It has been proposed to use a crystalline polyester resin containing at least 50 mol% of the derived units with respect to the total monomer units used. However, in this technology, since only a crystalline polyester resin is used, it is difficult to maintain a high-temperature offset resistance and a blocking resistance without impairing a low temperature fixing range and a low-temperature fixing property. Was.
  • Patent No. 274,282 discloses that as a binder resin for a toner, 50 mol% or more of a trivalent or higher polyvalent monomer, an aromatic dicarboxylic acid, and a branched aliphatic alcohol are used. It has been proposed to use a non-crystalline polyester resin obtained by polymerizing an aliphatic alcohol containing the polyester resin. However, in this technology, since only the non-crystalline polyester resin is used, the low-temperature fixability was not sufficient.
  • JP-A-4-973766 and JP-A-4-313760 describe two types of toners having different softening points as toners having an excellent balance between low-temperature fixing property and high-temperature and high-temperature offset resistance. Toners containing polyester as a toner resin have been proposed. While the compatibility of the above two types of polyesters is not sufficient, polyesters with a low softening point: When it is easy to cause locking or to adhere to the fixing roller and cause filming to occur easily There was a problem, and there was also a problem that the transparency of the resin was low due to insufficient compatibility.
  • Japanese Patent Publication No. 5-44032 proposes using a block copolymer of a low-melting crystalline polyester and a high-melting crystalline polyester as a binder resin of the toner.
  • this technique has a problem that a transparent resin cannot be obtained because the binder resin becomes cloudy resin.
  • the JP 56 - 65 146 discloses a binder one glass transition temperature 40 ° C above the softening point 80 to 1 50 ° C and a number average molecular weight 1000-10000 noncrystalline Polje ester 50-95 weight 0 /
  • An electrophotographic toner comprising 50 to 5% by weight of a crystalline polyester having 0 and a glass transition temperature of 0 ° C. or higher, a melting point of 110 ° C. to 220 ° C. and a number average molecular weight of 8,000 to 40,000 is disclosed. This is to improve the pulverization property, anti-blocking property and releasability of the heat roller by using two kinds of polyester as a binder.
  • the use of a mixture alone cannot sufficiently achieve both low-temperature fixability, high-temperature offset resistance, and storage stability, and also cannot achieve sufficient durability and image reproducibility. Summary
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a resinous resin composition for a toner, which is excellent in low-temperature fixing property, high-temperature offset resistance, and blocking resistance, and can perform good color development, and a toner. .
  • the present invention relates to a crystalline polymer having a melting point of 180 to 280 ° C and an endotherm at a melting point of 25 to 15 Omj / mg measured by using a differential scanning calorimeter (DSC); And a non-crystalline polyester having a temperature of 30 to 80 ° C.
  • DSC differential scanning calorimeter
  • the resin composition for a toner of the present invention preferably has an endothermic amount at a melting point of 1 to 20 mjZmg measured using a differential scanning calorimeter (DSC), and has an average particle diameter of crystal particles observed by a polarizing microscope. It is preferably 5 xm or less, and the haze value measured by a method according to JISK 7105 is preferably 60% or more.
  • the resin composition for a toner according to the present invention was measured using a differential scanning calorimeter (DSC).
  • the difference between the recrystallization start temperature Tic and the recrystallization peak temperature Tpc is preferably 30 ° C or less, and more preferably the recrystallization start temperature Tic is 80 ° C or more. .
  • the resin composition for a toner of the present invention has a rate of change D in the relaxation modulus represented by the following formula (1) of 15 to 90 when 5% shear strain is applied at 190 ° C. It is preferable that
  • the shearing strain represented by the following formula (2) is given after 0.02 seconds. It is preferable that the slope K of the relaxation modulus curve after 0.1 second is -27 or more.
  • the crystalline polymer preferably has a weight average molecular weight of 30,000 to 300,000.
  • the crystalline polymer is preferably a crystalline polyester, more preferably polybutylene terephthalate or polyethylene terephthalate, and is preferably a crystalline polyamide, comprising a crystalline polyamide and a crystalline polyester. Is preferred.
  • the non-crystalline polyester is preferably a polymer obtained by polymerizing terephthalic acid, neopentyldaricol, and a monomer mixture containing ethylene glycol and Z or 1,4-butanediol as main components.
  • the non-crystalline polyester preferably contains a non-crystalline polyester having a weight average molecular weight of 3000 to 20,000 and a non-crystalline polyester having a weight average molecular weight of 30,000 to 300,000.
  • the above non-crystalline polyester has a molecular weight of 1,000 to 300,000 but a content of 90% by weight. /.
  • the amorphous polymer having a molecular weight of 1,000 to 300,000 Of ester the content of the content of molecular weight 1 0 0 0-20000 is a thing 4 0-9 0 weight 0/0, the molecular weight 20000-3 00000 is a thing 1 0-6 0% It is preferable that
  • the crystalline polymer and the non-crystalline polyester are preferably compatible with each other.
  • the glass transition temperature of the crystalline polymer is A (° C)
  • the glass transition temperature of the non-crystalline polyester is B (° C )
  • the glass transition temperature of the resin composition for toner is A (° C)
  • s represents the weight fraction of the crystalline polymer in the resin composition for toner
  • t represents the resin for toner. Represents the weight fraction of the amorphous polymer in the composition.
  • the resin composition for a toner of the present invention preferably has an acid value of 1 to 30.
  • a toner using the resin composition for a toner of the present invention is also one of the present invention.
  • the toner of the present invention preferably contains a low melting point compound having a melting point of 70 to 120 ° C.
  • the low melting point compound is preferably a crystalline polyester, and is preferably a wax.
  • the resin composition for a toner of the present invention contains a crystalline polymer and a non-crystalline polyester.
  • a crystalline polymer means a polymer having a sharp and distinct melting point peak and a crystallinity of more than 10% when differential heat is measured by a differential scanning calorimeter.
  • the non-crystalline polyester means a polyester which does not show a sharp and distinct melting point peak when the differential heat is measured by a differential scanning calorimeter and has a crystallinity of 10% or less.
  • a toner which is excellent in low-temperature fixability, high-temperature offset resistance, and blocking resistance, and can perform good color development can be produced.
  • the crystalline components in the high-melting crystalline polymer form a physical cross-linked structure in the non-crystalline polyester.
  • the non-crystalline component and the non-crystalline polyester By forming such a network structure, there is little decrease in viscosity at high temperatures and good resistance to heat without lowering low-temperature fixability and storage stability. It is considered that offset properties can be developed. Only by forming such a network structure, excellent effects, which cannot be obtained by simply mixing a plurality of resins, are exhibited.
  • a crystalline polymer having a high melting point capable of forming a physical crosslinked structure and a non-polymer having a glass transition temperature of 30 to 80 ° C which does not form a physical crosslinked structure By mixing with a crystalline polyester, it is possible to improve the glossiness and the low-temperature fixability at the same time as improving the high-temperature offset resistance.
  • a toner using the resin composition for a toner of the present invention has excellent image reproducibility. This is because the above-mentioned network structure is formed in the entire resin composition for a toner of the present invention, so that the toner obtained in the pulverization process has a stable chargeability, has no capri, and has excellent image reproducibility. Conceivable.
  • a preferable lower limit of the endothermic amount at a melting point measured by using a differential scanning calorimeter (DSC) is 1 mJ / g, and a preferable upper limit is 2 OmJ, mg. If it is less than lmj / mg, the above-mentioned network structure will not be formed and the desired effects such as high-temperature offset resistance may not be obtained. May not be sufficiently reduced, and unevenness may occur on the printed surface after fixing, resulting in poor gloss or low-temperature fixability.
  • a more preferred lower limit is 2 mJZmg, and a more preferred upper limit is 15 mJZmg.
  • the crystals having the physical crosslinked structure are uniformly finely dispersed in the toner resin composition of the present invention in a size of 5 ⁇ or less. More preferably, the size is 1 / im or less. Since the fine crystals are finely dispersed, the network structure becomes more stable, and excellent effects are exhibited. Specifically, the average particle diameter of the crystal particles observed when observing the resin fine particles for toner of the present invention with a polarizing microscope is preferably 5 ⁇ m or less.
  • the term “crystal particles” means a particle-like structure formed by forming a physically cross-linked structure between crystal components in the crystalline polymer.
  • the method for measuring the average particle diameter of the crystal particles is not particularly limited, and for example, can be determined by the following method. That is, the resin composition for a toner of the present invention is placed on a preparation, heated to about 10 ° C. using a hot plate or the like to soften, and then covered with a cover glass and pressed lightly. Thereafter, the resin is heated to 150 ° C to recrystallize the resin in an amorphous state, and then returned to room temperature. This is observed using a polarizing microscope with a magnification of 200 times, the particle diameter of the crystal particles that can be distinguished is measured, and the average is determined.
  • the resin composition for a toner of the present invention preferably has a haze value of 60% or more measured by a method based on JISK7105. If the peak value is 60 ° / 0 or more, the crystals having the physical crosslinked structure are uniformly finely dispersed in a size of 5 or less.
  • the resin composition for use is excellent in low-temperature fixability, high-temperature offset resistance, and blocking resistance, and can perform good coloring. If the haze value is less than 60%, the crystals aggregate and are not uniformly dispersed, and the above-described network structure cannot be formed.
  • the above haze value should be calculated by the following formula (4) by measuring the total light transmittance T i (%) and the diffuse transmittance T d (%) by a method based on JIS 7105. Can be.
  • the resin composition for a toner of the present invention is measured using a differential scanning calorimeter (DSC). did It is preferable that the difference between the recrystallization start temperature Tic and the recrystallization peak temperature Tpc is 30 ° C. or less.
  • DSC differential scanning calorimeter
  • the present inventors have conducted intensive studies and as a result, have found that the state of dispersion of the crystals forming the physical crosslinked structure in the resin composition for toner of the present invention is in phase with the recrystallization temperature of the resin composition. I found it.
  • recrystallization starts at a relatively low temperature in a portion where the concentration of the crystal component is high, and a relatively high temperature in a portion where the concentration of the crystal component is low. It is considered that recrystallization does not start until then, while if the crystal component in the resin fine particles is uniform, such a difference in recrystallization temperature is considered not to occur. Therefore, the difference between the recrystallization onset temperature Tic and the recrystallization peak temperature Tpc is considered to reflect the degree of dispersion of the crystal components in the resin fine particles. It is thought that it is doing.
  • the crystal having the above-mentioned physical bridge structure is formed.
  • the difference between the recrystallization onset temperature Tic and the recrystallization peak temperature T pc measured using a differential scanning calorimeter (DSC) is 30 ° C or less, the crystal having the above-mentioned physical bridge structure is formed.
  • the difference between the recrystallization onset temperature Tic and the recrystallization peak temperature Tpc exceeds 30 ° C, the crystal component is not uniformly dispersed, so that a network structure cannot be formed and the above-described effect is obtained. I can't do it.
  • the recrystallization onset temperature T ic is a temperature at a rising point of an exothermic peak indicating recrystallization observed when measured using a differential scanning calorimeter (DSC).
  • the recrystallization peak temperature T pc means the temperature at the top of the endothermic peak indicating recrystallization.
  • the measurement conditions of the differential scanning calorimeter (DSC) are not particularly limited. For example, the measurement is performed by heating 1 Omg of the sample at a heating rate of 10 ° CZ in accordance with JIS 7121. can do.
  • the recrystallization start temperature Tic is preferably 80 ° C. or higher.
  • the crystalline state may be changed during storage of the resin composition for a toner of the present invention.
  • the recrystallization start temperature Tic is 80 ° C. or more, crystallization occurs in a kneaded state, so that the crystal components can be more uniformly dispersed.
  • the resin composition for a toner of the present invention has a rate of change D of the relaxation modulus represented by the following formula (1) of 15 to 90 when 5% shear strain is given under the condition of 190 ° C. It is preferred that there be.
  • G 5% (0.1) gives 0.1% of shear strain of 5%.
  • G 5% max is the peak position of the relaxation modulus curve when the time from the application of shear strain is plotted on the horizontal axis and the relaxation modulus is plotted on the vertical axis. Represents the relaxation modulus of
  • the rate of change D of the relaxation modulus is less than 15, the viscosity of the toner does not sufficiently decrease when pressed by the fixing roll, and unevenness occurs on the printed surface after fixing, resulting in poor gloss or low-temperature fixability. If it exceeds 90, sufficient high-temperature offset resistance may not be obtained because the above-mentioned network structure is difficult to form.
  • the shearing strain represented by the following formula (2) is given after 0.02 seconds. It is preferable that the slope K of the relaxation modulus curve after 0.1 second is 127 or more.
  • the slope K of the relaxation modulus curve indicates the elastic behavior of the material, and as it approaches 0, it indicates that the material has properties closer to rubber elasticity.
  • the gradient of the relaxation modulus curve is 127 or more, the above-mentioned network structure is formed in the resin composition for a toner of the present invention, and the physically crosslinked structure uniformly dispersed is formed. This is thought to mean that rubber-like properties are exhibited due to the structure in which the non-crystalline component and the non-crystalline polyester in the crystalline polymer having a high melting point centered on the crystal.
  • the resin composition for a toner of the present invention in which the gradient K of the relaxation modulus curve is ⁇ 27 or more has excellent low-temperature fixing property, high-temperature offset resistance, and blocking resistance, and provides a toner that performs good color formation. Can be given. If the slope K of the relaxation modulus curve is less than -27, the above-described network structure is not formed, and such an effect cannot be obtained. Les ,.
  • the resin composition for a toner according to the present invention when subjected to a shear strain of 450% under the condition of 190 ° C., has a relaxation modulus G (0.1) after 0.1 second from the application of the shear strain. ) Is preferably 30 to 3000 Pa.
  • G 0.1
  • toner offset occurs when the cohesive force of the melted toner is smaller than the adhesive force between the toner and the heat fixing roller. It has been found that there is a relationship between the magnitude of the cohesive force of the composition and the relaxation modulus of the resin composition for toner under large deformation.
  • the relaxation elastic modulus is determined, for example, by melting a resin for toner of the present invention and then molding the resin into a disk having a predetermined size as a test sample, and using a relaxation elastic modulus measuring device (for example, manufactured by Rheometrics Co., Ltd.). RMS-800, etc.).
  • a relaxation elastic modulus measuring device for example, manufactured by Rheometrics Co., Ltd..
  • RMS-800, etc. the lower limit of the elastic tangent ta ⁇ (1 20) at 120 ° C. measured at an angular frequency of 62.8 rad / sec and a strain amplitude of 1% is 0.5
  • the preferable upper limit is 0.5.
  • the preferred lower limit of the elastic tangent ta ⁇ ⁇ (160) at 160 ° C is 0.5, and the preferred upper limit is 5. If the elastic tangent ta ⁇ ⁇ (120) is less than 0.5, the resulting toner may have insufficient low-temperature fixability, and if it exceeds 2, the resulting toner may not have high-temperature offset resistance. May be sufficient. If the elastic tangent tan S (160) is less than 0.5, the obtained toner may have insufficient low-temperature fixability, and if it exceeds 5, the obtained toner may not have high-temperature offset resistance. May be sufficient.
  • the elastic tangent ta ⁇ ⁇ is determined by using a resin sample for toner of the present invention, which is obtained by compression molding into a disk of a predetermined size as a test sample, using a viscoelasticity measuring device (for example, RMS manufactured by Rheometrics Co., Ltd.). — 800 etc.).
  • the toner / resin composition of the present invention preferably has a penetration at 60 ° C. of less than 10 (unit: 0.1 mm). If the penetration exceeds 10, the resulting toner may have insufficient blocking resistance 1 ".
  • the penetration can be measured by a method based on ASTM D 1321.
  • the above crystalline polymer has an endotherm at a melting point of 25 to 15 OmjZmg measured using a differential scanning calorimeter (DSC). If it is less than 25 mJZmg, the above-mentioned network structure is difficult to form, and the desired effects such as high-temperature offset resistance cannot be obtained.If it exceeds 15 OmjZmg, the polymer will not be applied when pressed by the fixing roll. Does not decrease sufficiently, unevenness occurs on the printed surface after fixing, resulting in poor gloss and poor low-temperature adhesion. Preferably it is 40 to 10 Om J / mg.
  • the measurement conditions of the differential scanning calorimeter are not particularly limited.
  • the measurement can be performed by heating 1 Omg of the sample at a heating rate of 10 ° C / minute in accordance with JISK 7121. .
  • the crystalline polymer has a melting point of 180-280 ° C. If the temperature is lower than 180 ° C, the hot offset resistance at high temperatures becomes insufficient, or filming occurs and the durability becomes insufficient. If the temperature exceeds 280 ° C, productivity must be remarkably deteriorated because it is necessary to melt at a high temperature exceeding 280 ° C when mixed with the non-crystalline polyester. It is preferably from 200 ° C to 240 ° C, and more preferably the lower limit is 221 ° C.
  • the hot offset resistance temperature is required to be 180 ° C or more. Of the above crystalline polymer If the melting point is 180 ° C.
  • the crystalline portion of the crystalline polymer does not melt even at a high temperature, and the above-described network structure is maintained, so that the hot offset resistance at high temperatures is improved.
  • toners that do not generate fine powder even under high-speed operation and do not cause filming are desired.
  • the preferred lower limit of the weight average molecular weight of the crystalline polymer is 30,000, and the preferred upper limit is 300,000. If it is less than 30,000, the resulting toner may have insufficient offset resistance and durability. If it exceeds 300,000, the low-temperature fixability and gloss may be poor. This is considered to be because the above-mentioned network structure cannot be formed sufficiently if the ratio is outside this range.
  • a more preferred lower limit is 50,000, a more preferred upper limit is 200,000, a still more preferred lower limit is 80,000, and a still more preferred upper limit is 150,000.
  • the crystalline polymer is not particularly limited, but a crystalline polyester or a crystalline polyamide is preferred. These crystalline polyesters and crystalline polyamides may be used alone or in combination. When used in combination, the high-temperature offset resistance can be further improved by the synergistic effect of the two types of crystalline polymers.
  • the crystalline polymer may be a copolymer with a non-crystalline polymer as long as it satisfies the above-mentioned conditions such as the endothermic amount as a whole.
  • the crystalline polyester can be obtained by polycondensing a dicarboxylic acid and a diol.
  • dicarboxylic acids examples include o-phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, octylsuccinic acid, cyclohexanedicanolevonic acid, naphthalenedicanoleponic acid, and fumanole Acids, maleic acid, itaconic acid, decamethylenecarboxylic acid, anhydrides thereof, lower alkyl esters and the like can be mentioned. Of these, terephthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, and anhydrides and lower alkyl esters thereof are preferably used to impart crystallinity. You can.
  • diols examples include ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, diethyleneglycone, 1,5-pentandiol, 1,6-hexanediol, dipropyleneglycore, and triethylene.
  • Glyconole tetraethylene glycolone, 1,2-propanediole, 1,3-butanediol, 2,3-butanediole, neopentylglyconele (2,2-dimethinolepropane-1,3-dioneole), Fats such as 1,2-hexanediole, 2,5-hexanediol, 2-methyl-1,4-pentanediol, 3-methylinole-1,3-pentanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol Aromatic diols: 2,2_bis (4-hydroxycyclohexyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy Alkylene oxide adducts of hexyl) propane cycloalkyl, 1, 4-hexanediol to Shikuro, 1, 4 Cyclohexanedicarboxylic alicyclic diols such as methanol, etc. to
  • polybutylene terephthalate (PBT) and polyethylene terephthalate (PET) are particularly preferable.
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PET polyethylene terephthalate
  • Polybutylene terephthalate (PBT) has a high crystallization rate and a high degree of crystallinity, and the toner obtained using it has excellent offset resistance.
  • the toner since the toner has excellent compatibility with the non-crystalline polyester, the toner obtained by using the same has excellent low-temperature fixability and gloss.
  • Polyethylene terephthalate has a high crystal melting point, and the toner obtained by using it has particularly good offset resistance at high temperatures.
  • Polyethylene terephthalate (PET) is inferior to polybutylene terephthalate (PBT) in terms of crystallization speed and crystallinity, but it is possible to improve these points by adding a nucleating agent. is there.
  • These crystalline polyesters may be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the crystalline polyamide include 6-nylon, 6,6-nylon, 4,6-nylon, 11-nylon, 12-nylon, and the like. Above all, 6—Nay Ron, 6, 6-Ni-N is preferable because of its high cohesive strength of the crystal and its excellent effect of improving the hot offset resistance. Polyamide-polyester copolymers obtained by copolymerizing polyesters with these crystalline polyamides are also preferred because of their excellent compatibility with non-crystalline polyesters. These crystalline polyamides may be used alone or in combination of two or more.
  • the above-mentioned crystalline polyamide has a strong cohesive force between molecules, it can exhibit high-temperature offset resistance by using a small amount of the polyester, and can increase the strength of the resin itself.
  • the glass transition temperature of the amorphous polyester is 30 to 80 ° C. If the temperature is less than 30 ° C, the high-temperature offset resistance and the anti-blocking property cannot be sufficiently obtained. If the temperature exceeds 8 ° C, the low-temperature fixing property is poor. Preferably it is 50 to 65 ° C.
  • the non-crystalline polyester can be obtained by polycondensing a dicarboxylic acid and a diol.
  • the glass transition temperature of non-crystalline polyester is that aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid have the function of improving the glass transition temperature, and long-chain aliphatic dicarboxylic acids such as sebacic acid and adipic acid lower the glass transition temperature. Therefore, the desired glass transition temperature can be achieved by appropriately combining these dicarboxylic acids. However, even if the desired glass transition temperature can be achieved by appropriately combining an aromatic dicarboxylic acid and a long-chain aliphatic dicarboxylic acid, the softening temperature tends to be too high.
  • the above-mentioned non-crystalline polyester is composed of a polyvalent carboxylic acid containing at least either a divalent bent monomer capable of introducing a bent molecular structure into a molecular chain or a divalent monomer having a branched chain and a polyvalent carboxylic acid. It is preferable to polymerize a monomer mixture containing an alcohol.
  • a polymer obtained by polymerizing a mixture of these divalent bent monomers or a monomer containing a divalent monomer having a branched chain can easily achieve both the desired glass transition temperature and a low softening temperature, and can be used as a crystal. Can be effectively suppressed.
  • the ortho-position or meta-position is substituted with Substituted aromatic dicarboxylic acid, aromatic diol substituted with hydroxyl group at onoleto or meta position, polycyclic aromatic dicarponic acid having carboxyl group at asymmetric position, polycyclic aromatic compound having hydroxyl group at asymmetric position
  • dicarboxylic acid ⁇ diol is a monomer capable of introducing a bent molecular structure into the molecular chain of a polymer such as a diol.
  • anhydrides and lower esters of dicarboxylic acids, monohydroxymonocarboxylic acids, and the like may be used.
  • dicarboxylic acids such as phthalic anhydride, o-phthalic acid, isophthalic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, and 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, and their anhydrides and lower esters; salicylic acid, 3-hydroxy Monohydroxymonocarboxylic acids such as 2-naphthalenecarboxylic acid; catechol, 1,4-si Diols such Cyclohexanedicarboxylic meth no zone les to the mouth and the like.
  • the divalent monomer having a branched chain effectively suppresses crystallization of the polymer due to steric hindrance of the branched chain.
  • the monomer having a branched chain that can effectively suppress crystallization include an aliphatic diol having a branched alkyl chain, an alicyclic diol having a branched alkyl chain, and the like.
  • the alicyclic diol is preferably an alicyclic diol in which a plurality of alicyclic diols are linked by a branched alkylene chain.
  • the divalent monomer having a branched chain is not particularly restricted but includes, for example, 1,2-propanediole, 1,3-butanediole, 2,3-butanediole, neopentyldaricol (2,2-dimethylmetholone) Nolepropane-1,1,3-diol), 1,2-hexanediolone, 2,5-hexanediolone, 2-methinole-2,4-pentanediol, 3-methinole-1,3-pentanediol, 2-ethylyl 1,3-Hex Sangio mono, 2-Puchinoré 2-Echinole 1,3-propane diole, 2,4-Echinole 1,5-pentane diole, etc .; 2,2- And alicyclic diols such as bis (4-hydroxycyclohexyl) propane and alkylene oxide adducts of 2,2-bis (4-hydroxycyclohexyl)
  • non-crystalline polyesters obtained by polymerizing terephthalanolic acid, neopentyl glycol, and a monomer mixture containing ethylene glycol and / or 1,4-butanediol as main components have improved low-temperature fixability and transparency. Good because it is excellent You.
  • the non-crystalline polyester preferably contains two types of non-crystalline polyesters having different average molecular weights.
  • the melt viscosity of an amorphous polyester is determined by its molecular weight. If a non-crystalline polyester having a small molecular weight is used, the obtained toner has a low melt viscosity, and thus excellent low-temperature fixability can be obtained. However, when a non-crystalline polyester having a small molecular weight is used, the obtained toner is inferior in high-temperature offset resistance and storage stability, and becomes difficult to knead with the crystalline polymer.
  • the present inventors have conducted intensive studies and have found that by using a non-crystalline polyester having a small average molecular weight and a non-crystalline polyester having a large average molecular weight in combination, high-temperature offset resistance can be maintained while maintaining excellent low-temperature fixability. It has been found that the storage stability and kneadability with a crystalline polymer can be significantly improved.
  • the combination of the two non-crystalline polyesters having different weight average molecular weights is not particularly limited.
  • a non-crystalline polyester having a weight average molecular weight of 300 to 20,000 as a small average molecular weight is It is preferable to use a non-crystalline polyester having a weight average molecular weight of 30,000 to 300,000 as a large one. If the weight average molecular weight of the non-crystalline polyester having a small average molecular weight is less than 300, the strength of the resin composition for toner becomes low, and the durability of the obtained toner becomes insufficient. However, excellent low-temperature fixability may not be exhibited. A more preferred upper limit is 800.000.
  • the resulting toner When the weight average molecular weight of the non-crystalline polyester having a small average molecular weight is less than 30,000, the resulting toner may have insufficient high-temperature offset resistance, storage stability, and kneading properties with the crystalline polymer. If it exceeds 0,000, the resulting toner may have insufficient low-temperature fixability.
  • the mixing ratio of the non-crystalline polyester having a weight average molecular weight of 300 to 20,000 and the non-crystalline polyester having a weight average molecular weight of 30,000 to 300,000 is as follows. 40 to 90% by weight of non-crystalline polyester having a weight average molecular weight of 100 to 20,000 and 10 to 60% by weight of non-crystalline polyester having a weight average molecular weight of 30,000 to 300,000. Is preferred. If the amount of the non-crystalline polyester having a weight-average molecular weight of 300 to 20,000 is less than 40% by weight, the obtained toner has insufficient low-temperature fixability.
  • the non-crystalline polyester has a molecular weight of 100,000 to 300,000 and a content of 90% by weight. /. Be more than among the non-crystalline polyether ester of molecular weight is 1 0 0 0-3 00 000, the content of the molecular weight of 1 0 0 0-20000 is 4 0-9 0 weight 0/0 It is preferable that the content of the compound having a molecular weight of 20,000 to 300,000 is 10 to 60% by weight / 0 .
  • the crystalline polymer and the non-crystalline polyester are compatible with each other.
  • the above-mentioned network structure can be formed stably by the above-mentioned crystalline polymer and the above-mentioned non-crystalline polyester being compatible with each other.
  • the toner resin composition of the present invention is colorless and transparent, and can be used as a color toner resin composition capable of performing good color development. Since it can be suitably used and has high resin strength, it can be suitably used as a toner resin composition having excellent durability and high-temperature offset resistance.
  • compatible refers to a state in which the crystalline polymer and the non-crystalline polyester are uniformly mixed, and these are completely compatible or partially compatible. May be.
  • the glass transition temperature of the crystalline polymer is set to A (° C)
  • the glass transition temperature of the amorphous polyester is set to B ( ° C)
  • the glass transition temperature C (° C) of the resin thread composition for toner of the present invention preferably satisfies the following formula (3).
  • s represents the weight fraction of the crystalline polymer in the resin composition for toner
  • t represents the resin for toner. Represents the weight fraction of amorphous polymer in the composition.
  • the crystalline polymer and the amorphous polyester are very well compatible with each other.
  • a crystalline polyester is used as the crystalline polymer. If the tellurium and the non-crystalline polyester have a common monomer component such as terephthalic acid as a constituent monomer, the compatibility can be improved.
  • the crystalline polyester is polybutylene terephthalate (PBT) or polyethylene terephthalate (PET), and the non-crystalline polyester is terephthalanolic acid, neopentyl glycol, and ethylene glycol and / or 1,4-butanediol. When they are obtained by polymerizing a monomer mixture containing as a main component, both are well compatible.
  • the preferred lower limit of the content of the crystalline polymer is 2% by weight, and the preferred upper limit is 30% by weight. /.
  • the preferred lower limit of the content of the non-crystalline polyester is 98% by weight, and the preferred upper limit is 70% by weight.
  • the content of the crystalline polymer is 2% by weight. If it is less than / 0 , the high-temperature offset resistance may be poor, and if it exceeds 30% by weight, the low-temperature fixability may be poor.
  • a more preferred lower limit is 3% by weight, a more preferred upper limit is 20% by weight, a still more preferred lower limit is 5% by weight, and a still more preferred upper limit is 15% by weight.
  • Such molecular weight characteristics of the resin composition for a toner of the present invention can be realized by a combination of the molecular weights of the above-mentioned crystalline polymer component and non-crystalline polyester component. It may be adjusted by blending a low molecular weight amorphous polyester having a molecular weight of up to 800,000. As the low-molecular-weight non-crystalline polyester, those similar to the non-crystalline polyester can be used.
  • the resin composition for a toner of the present invention preferably also contains a nucleating agent.
  • the crystal nucleating agent is not particularly limited, but examples thereof include metal oxides such as zinc oxide, magnesium oxide, silicon oxide, iron oxide (111), and titanium oxide; calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium silicate, and calcium oxide.
  • Inorganic salts such as lead oxide, magnesium silicate, calcium phosphate, calcium sulfate, barium sulfate, potassium titanate; organic acid salts such as calcium oxalate, sodium oxalate; Clay, kaolin, clay Mai power, wollastonite and the like.
  • the shape of the crystal nucleating agent is not particularly limited, and may be plate-like, spherical, or amorphous.
  • the acid value of the resin composition for a toner of the present invention is not particularly limited, but is preferably 1 to 30.
  • Such an acid value is caused by an acidic functional group at the terminal of the main chain of the crystalline polymer or the non-crystalline polyester, specifically, for example, a carboxyl group.
  • the acid value is within this range, the obtained toner has excellent low-temperature fixability and also has an improved affinity for paper.
  • the resin composition for a toner of the present invention unlike the conventional resin composition for a cross-linked toner containing a polymer having a high molecular weight of 1,000,000, contains only a polymer having a molecular weight of about several hundred thousand. Therefore, the acidic functional groups are relatively uniformly distributed, and higher low-temperature fixability can be obtained.
  • the method for producing the resin composition for a toner of the present invention is not particularly limited.
  • the crystalline polymer and the amorphous polyester are separately prepared, and the obtained crystalline polymer and the amorphous polyester are obtained. Are mixed at a temperature equal to or higher than the melting point of the crystalline polymer.
  • the resin composition for a toner of the present invention as a binder resin, if necessary, a colorant, a charge control agent, a magnetic material, a rubbery polymer, a resin for a toner comprising a styrene-monoacrylate copolymer, a carrier, By mixing with a cleaning property improver or the like, a toner can be manufactured. Such a toner is also one of the present invention.
  • the coloring agent is not particularly limited, and examples thereof include furnace black, lamp black, carbon black such as thermal black, acetylene black, and channel black, aniline black, phthalocyanine pnolay, quinoline yellow lamp black, and rhodamine.
  • B azo pigments, perylene pigments, perinone pigments, anthraquinone pigments, dioxazine pigments, isoindoline pigments, isoindolinone pigments, sulene pigments, indico pigments, quinophthalones, diketopyro pyrroles, quinacridones And the like.
  • the amounts of these colorants are The amount is preferably 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin composition.
  • charge control agents There are two types of charge control agents, positive charge and negative charge.
  • Examples of the positive charge control agent include Nig Mouth Dye, ammonium salts, pyridium salts, and azines.
  • Examples of the negative charge control agents include chromium complexes and iron complexes. And the like.
  • an acid-modified charge control agent is preferable.
  • salicylic acid-modified it is crosslinked with the resin composition for toner to exhibit rubber elasticity.
  • a metal complex of an alkyl-substituted salicylic acid such as a di-tert-butylsalicylic acid potassium complex such as a di-tert-butylsalicylic acid zinc complex is preferable because it is colorless or pale and does not affect the color tone of the toner.
  • a charge control resin (CCR) can also be suitably used.
  • the charge control resin include a styrene acryl polymer obtained by copolymerizing a monomer containing a quaternary ammonium salt, an organic fluorine monomer, a sulfonic acid group-containing monomer, and a phenol maleimide monomer.
  • the compounding amount of these charge control agents is preferably from 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin composition for toner.
  • magnétique material examples include “TAROXBL Series” (trade name, manufactured by Titanium Industries), “EPT Series”, “MAT Series”, and “MTS Series” (all manufactured by Toda Kogyo).
  • Product name “DCM series” manufactured by Dowa Iron Powder Co., Ltd.
  • Product name “KBC series” manufactured by Dowa Iron Powder Co., Ltd.
  • Product name “ ⁇ ⁇ I series” Product name “KBF series”
  • Product name “ ⁇ ⁇ ⁇ series” any Also manufactured by Kanto Denka Kogyo Co., Ltd.
  • Bay ⁇ Xide E series manufactured by Bayer AG.
  • Examples of the rubbery polymer include natural rubber, polyisoprene rubber, polybutadiene rubber, nitrile rubber (acrylonitrile-butadiene copolymer), chloroprene rubber, butyl rubber, acryl rubber, polyurethane elastomer, silicone rubber, and ethylene-propylene rubber.
  • Polymer ethylene-propylene-one-gen copolymer, chlorosulfinated polyethylene, ethylene-butyl acetate copolymer, ethylene-acrylic acid copolymer, ethylene-acrylic acid ester copolymer, chlorinated polyethylene, epichlorohydrin rubber , Synthetic rubbers such as nitrile isoprene rubber, elastomers such as polyester elastomers and urethane elastomers.
  • Styrene Aromatic hydrocarbons such as butadiene-styrene block copolymer, styrene-isoprene-styrene block copolymer, styrene-ethylenebutylene-styrene block copolymer, styrene-ethylenepropylene-styrene block copolymer, and conjugated gen And a block copolymer with a hydrocarbon.
  • the block copolymer may be a mixture of a styrene-butadiene block copolymer, a styrene-isoprene block copolymer, or the like, or a mixture of these hydrogenated products.
  • a rubber-like polymer composed of a block copolymer of an aromatic hydrocarbon having a polar group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, an aldehyde group, a sulfonyl group, a cyano group, a nitro group, or a halogen group at the terminal and a conjugated gen, It is preferable because it has excellent affinity with the toner.
  • a polar group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, an aldehyde group, a sulfonyl group, a cyano group, a nitro group, or a halogen group at the terminal and a conjugated gen
  • the rubber-like polymer can improve the resin strength of the resin contained in the toner. Therefore, the toner containing the rubbery polymer can prevent the filming phenomenon of the toner, and can provide a toner suitable for a non-magnetic one-component toner requiring high resin strength.
  • the carrier examples include simple metals such as iron, nickel, copper, zinc, cobalt, manganese, chromium, and rare earths, alloys, oxides, and ferrite.
  • the surface of the carrier may be oxidized.
  • the carrier surface is polytetrafluoroethylene, monochrome monofluoroethylene polymer, polyvinylidene fluoride, silicone polymer, polyester, metal complex of di-tert-butylsalicylic acid, styrene-based polymer, acrylic polymer, polyamide, and polyvinyl butyral , Nig Mouth Synthetic Basic Dye, silica powder, alumina powder and the like.
  • the cleaning property improving agent is not particularly limited as long as the fluidity of the toner is improved by mixing with the toner particles. When the fluidity of the toner is improved, the toner is less likely to adhere to the cleaning blade.
  • vinylidide fluoride Polymer powders such as fluoropolymer powders such as epoxy polymers, acrylate polymer powders such as acrylate polymers, metal salt powders such as zinc stearate, calcium stearate, lead stearate, etc., metal oxide powders such as zinc oxide powder and titanium oxide powder Fine powder, silica powder, silane coupling agent, titanium coupling agent, silica powder surface-treated with silicon foil, fumed silica, and the like.
  • a sphere having a particle size of 0.05 to 0.5 ⁇ which is made of an acrylic polymer or a styrene polymer, can be suitably used.
  • the toner of the present invention preferably further contains a low melting point compound having a melting point of 70 to 120 ° C. If the temperature is lower than 70 ° C, the storage stability and the fluidity of the obtained toner may be inferior. If the temperature is higher than 120 ° C, the improvement in low-temperature fixability may be insufficient.
  • the low-melting point compound having a melting point of 70 to 120 ° C. is not particularly limited, but a crystalline polyester or wax is preferable.
  • the crystalline polyester is not particularly limited, but an aliphatic polyester is preferably used. Aliphatic polyesters have excellent compatibility with polyester resin compositions for toners, and do not cause the low-melting point compounds to fall off during toner pulverization. In addition, since aliphatic polyester has a higher molecular weight than wax, it does not easily bleed from the toner, and has excellent toner preservability and fluidity.
  • the low melting point compound having a melting point of 70 to 120 ° C. is a resin composition for toner. It may be blended in a product.
  • the wax when wax is used as the low melting point compound having a melting point of 70 to 120 ° C., the wax can also serve as a release agent.
  • the wax examples include, for example, polypropylene wax, polyethylene wax, microcrystalline wax, polyethylene wax, and other olefin waxes and paraffin waxes; canolenapa wax, sazonole wax, montanic acid ester waxes, and the like.
  • Saturated alcohol-based waxes and aliphatic alcohol-based waxes Saturated alcohol-based waxes and aliphatic alcohol-based waxes; polyhydric alcohol-based waxes such as sorbitol; saturated fatty acid amide-based waxes such as linoleic acid amide, oleic acid amide, and lauric acid amide; Saturated fatty acid bisamide wax such as methylenebisstearic acid amide, ethylenebiscapric acid amide, ethylenebislauric acid amide, hexamethylenebisstearic acid amide; ethylenebisoleic acid amide, hexamethylenebis Oleic acid amide, N, N '— Unsaturated acid amide wax such as adipic acid T amide, N, N, -dioleyl sebacic acid amide; m-xylene bisstearic acid amide, N, ⁇ '-distearyl isophthalic acid amide, etc.
  • Aromatic bisamide-based waxes such as calcium stearate, calcium laurate, zinc stearate, and magnesium stearate; and a graft-modified wax obtained by graft-polymerizing a beer-based monomer such as styrene and diacrylic acid to polyolefin; Partial ester wax obtained by reacting a fatty acid such as behenic acid monoglyceride with a polyhydric alcohol; methyl ester wax having a hydroxyl group obtained by hydrogenating vegetable fats and oils; and ethylene having a high ethylene component content Monobutyl acetate copolymer wax; saturated stearyl such as acrylic acid Long chain alkyl ⁇ chestnut rates wax such acrylate Wakkusu; aromatic ⁇ chestnut rates waxes such as benzyl ⁇ chestnut rate Wa click scan and the like.
  • fatty acid metal salts such as calcium stearate, calcium laurate, zinc stearate, and magnesium stearate
  • a long-chain alkyl phthalate wax / aromatic phthalate wax is preferable because it has excellent compatibility with the resin composition for a toner and a highly transparent toner can be obtained.
  • These tuss may be used alone or in combination of two or more, and it is particularly preferable to use two or more waxes having different melting points by 30 ° C. or more.
  • the size of the wax in the toner is not particularly limited, but the major axis is preferably 2 / m or less.
  • the low melting point compound having a melting point of 70 to 120 ° C. preferably has a difference in SP value from the resin composition for toner of 0.2 to 3.0. If less than 0.2, The glass transition temperature of the resin composition for toner significantly decreases and the storage stability may be inferior. If it exceeds 3.0, the compatibility with the resin composition for toner is insufficient. easily fall off and the low-temperature fixability is poor.
  • the SP value is an index indicating the affinity of the surface of the substance, and can be evaluated based on the solubility of a solvent having a different SP value.
  • the dispersion diameter of the low melting point compound having a melting point of 70 to 120 ° C in the toner of the present invention is preferably 0.2 to 3 // m. If it is less than 0.2 im, the glass transition temperature of the resin composition for a toner will be remarkably lowered and the storage stability will be poor. If it exceeds 3 / m, the compatibility with the resin composition for a toner will be inadequate. When the toner is pulverized, the low-melting point compound may fall off and become weak, resulting in poor low-temperature fixability. More preferably, it is 0.5 to 2. Ozm.
  • the compounding amount of the low melting point compound having a melting point of 70 to 120 ° C. in the toner of the present invention is preferably 0.2 to 10% by weight. If the amount is less than 0.2% by weight, the effect of improving the low-temperature fixing property may be insufficient, and if it exceeds 10% by weight, the storage stability may be poor. More preferably, it is 0.5 to 4% by weight.
  • the toner of the present invention preferably has a peak at a position where the weight average molecular weight is 2000 or less, as measured by gel permeation chromatography. Thereby, fixability is improved. It is preferable that the toner of the present invention has a peak at a position where the weight average molecular weight is 10,000 or more when measured by gel permeation chromatography. This improves the water resistance.
  • the particle size of the toner of the present invention is not particularly limited, but when it is 10 / xm or less, particularly high image quality can be obtained. It is more preferably 5 / m or less.
  • the water content of the toner of the present invention is not particularly limited, it is preferably 0.01 to 0.2% by weight. If the content is less than 0.01% by weight, production becomes difficult due to production problems, and if the content exceeds 0.2% by weight, sufficient charge stability may not be obtained.
  • angle of repose of the toner of the present invention is not particularly limited, a preferable lower limit of the angle of repose at 23 ° C. and a humidity of 60% is 1 degree, and a preferable upper limit is 30 degrees. Less than once In some cases, toner handling may be difficult. When the temperature exceeds 30 degrees, toner fluidity may be insufficient.
  • the angle of repose of the toner can be measured by, for example, a powder tester (for example, PT-N type manufactured by Hosokawa Micron Corporation) or the like.
  • the surface roughness of the toner of the present invention is not particularly limited, it is preferably 0.1 to 2 / m. If it is less than 0.01 ⁇ , it may be difficult to perform printing, and if it exceeds 2 m, the surface gloss of the obtained image may be insufficient.
  • the surface roughness can be measured by a method defined in JISB0601 as a method for measuring arithmetic average roughness (R a) of a printed portion of an image printed using the toner of the present invention. .
  • the toner of the present invention When the toner of the present invention is used for an application that requires particularly excellent surface gloss, the toner of the present invention has a melt viscosity at 150 ° C. of 100 to 50,000 mP. a ⁇ s is preferred. If it is less than lOOmPas, the preservability may be poor, and if it exceeds 50,000mPas, sufficient surface gloss may not be obtained. A more preferred upper limit is 10,000 mPa ⁇ s.
  • the toner of the present invention can exhibit good fixability over a wide range from low to high temperatures, and is excellent in both low-temperature fixability, high-temperature offset resistance, and blocking resistance. It is economical because the time required for printing can be shortened, and it is possible to maintain the sharpness of the image even when the temperature of the roller drops, so that printing can be speeded up. Can be. Since the toner of the present invention is colorless and transparent, a desired color can be easily adjusted. The toner of the present invention is excellent in image reproducibility.
  • the toner of the present invention may be fixed by a fixing roller coated with a release oil, but can exhibit good fixing properties even when the release oil is not applied to the fixing roller.
  • the crystalline polymer and the non-crystalline polyester used in the resin composition for a toner of the present invention can be favorably used in a wide range from low to high temperatures without being crosslinked or separately compounded with a high molecular weight resin.
  • a toner using such a resin material for a non-crosslinked toner is more easily crushed than a toner using a toner resin containing a high molecular weight resin, exhibits sharp melting characteristics, and has a glossy fixed image. Is obtained.
  • BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to only these examples. (Example 1)
  • a distillation column, a water separator, a nitrogen gas inlet tube, a thermometer, and a stirring device are installed in the OL reaction vessel according to a conventional method.
  • 100 mol of terephthalanolic acid as a dicarboxylic acid component is added.
  • 1,4-butanediole (120 monoles) is calorie as a diol component, and titanium tetrabutoxide (TBB) (0.05 mol) is charged as an esterification condensation catalyst.
  • TTBB titanium tetrabutoxide
  • the condensation reaction was performed at a stirring rotation speed of 60 rpm, and the free diol generated in the condensation reaction was distilled out of the reaction system to obtain polybutylene terephthalate.
  • a distillation column In a 60 L reaction vessel, a distillation column, a water separator, a nitrogen gas inlet tube, a thermometer, and a stirring device were installed according to a conventional method.In a nitrogen gas atmosphere, 90 mol of terephthalic acid as a dicarboxylic acid component was added.
  • a charge control agent (Bontron S-34: manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.), 5 parts by weight of carbon black, and 1 part by weight of carnabatasse were thoroughly mixed with a Henschel mixer. The mixture was melt-kneaded at 120 ° C, cooled, and coarsely ground. Then, it was pulverized with a jet mill (Labjet: manufactured by Nippon Yumatic Co., Ltd.) to obtain a toner powder having an average particle size of about 8 xm. Further, this toner powder was classified by a classifier (MDS-2: manufactured by Nippon Pneumatic) to obtain a fine toner powder having an average particle diameter of about 10 im. To 100 parts by weight of this toner fine powder, 1.0 part by weight of hydrophobic silica (R972, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) was uniformly mixed (externally added) to produce toner.
  • a charge control agent (Bontron S-34: manufactured by Orient Chemical Co., Ltd
  • the resin composition for a toner and the toner composition were prepared in the same manner as in Example 1 except that the compounding ratio of polybutylene terephthalate (PBT) and the non-crystalline polyester was changed to the composition shown in Table 1. A toner was obtained. (Example 4)
  • a crystalline polyester and a non-crystalline polyester were obtained in the same manner as in Example 1 except that 100 mol of terephthalic acid and 120 mol of ethylene glycol were used as raw material monomers of the crystalline polyester.
  • a resin composition for toner and a toner were obtained in the same manner as in Example 1, except that the obtained crystalline polyester and non-crystalline polyester were used, and the kneading temperature was set at 270 ° C.
  • Example 2 The same procedure as in Example 1 was repeated except that 60 mol of terephthalic acid, 40 mol of isophthalic acid and 120 mol of 1,4-butanediol were used as the raw material monomers for the crystalline polyester. And polyester.
  • a resin composition for toner and a toner were obtained in the same manner as in Example 1 except that the obtained crystalline polyester and non-crystalline polyester were used and the kneading temperature was set at 160 ° C.
  • Example 1 100 parts by weight of the non-crystalline polyester prepared in Example 1 was mixed with 1 part by weight of a charge control agent (Bontron S-34: manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.), 5 parts by weight of carbon black and 1 part by weight of carnauba wax. Then, the mixture was melt-kneaded at 120 ° C, cooled, and coarsely pulverized. Then, it was finely pulverized with a jet mill (Labojet: manufactured by Nippon Pneumatic Co., Ltd.) to obtain a toner powder having an average particle diameter of about 8 / m.
  • a charge control agent Bontron S-34: manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.
  • the toner powder was classified by a classifier (MDS-2: manufactured by Japan-Umatic Co., Ltd.) to obtain a fine toner powder having an average particle diameter of about 10 ⁇ m.
  • MDS-2 manufactured by Japan-Umatic Co., Ltd.
  • To 100 parts by weight of the toner fine powder 1.0 part by weight of hydrophobic silica (R972, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) was uniformly mixed (externally added) to produce a toner.
  • the condensation reaction was carried out at a stirring rotation speed of 60 rpm, and the free diol generated in the condensation reaction was distilled out of the reaction system to obtain a non-binding polyester.
  • a toner was manufactured in the same manner as in Comparative Example 3 except that the obtained non-crystalline polyester was used. (Evaluation)
  • HFIP-806M 2 pieces manufactured by Showa Denko was connected in series to the power column, and the weight average molecular weight was measured. .
  • the measurement conditions were as follows: the temperature was 40 ° C, the sample was a 0.1% by weight hydroxyfluoroisopropanol (HFIP) solution (passed through a 0.45 m filter), the injection amount was 100, As a carrier solvent, ⁇ per liter? HFIP containing 0.68 g of eight was used. Standard polystyrene was used as a calibration sample.
  • HFIP hydroxyfluoroisopropanol
  • KF-800P (1), KF-806M (2), KF-802. Were used in series, and the molecular weight and molecular weight distribution were measured.
  • the measurement conditions are as follows: temperature is 40 ° C, sample is 0.2 weight. /.
  • the acid value was determined by a method based on JIS K 6751 except that tetrahydrofuran (THF) was used instead of ethyl alcohol.
  • the color of the resin composition for toner was visually observed.
  • the resin composition for toner was placed on a preparation, heated to 10 ° C. using a hot plate or the like to soften, and then covered with a cover glass and pressed lightly. Thereafter, the resin in an amorphous state was recrystallized by heating to 150 ° C., and then returned to room temperature. This was observed using a polarizing microscope (manufactured by Olympus Corporation) with a magnification of 200 times, and the particle diameter of the crystal particles that could be distinguished was measured, and the average was determined. The measurement was performed in five shooting fields, and the average value was calculated.
  • the resin composition for toner was hot-pressed at 150 ° C. to produce a 1 mm-thick plate-shaped sample.
  • the total light transmittance T i (%) and the diffuse transmittance T d (%) were measured using TC-HIII DPK manufactured by Tokyo Denshoku Co., Ltd., according to the method described in JISK 7105.
  • the haze value H was calculated by the above equation (4).
  • the resin composition for toner After melting the resin composition for toner, it was shaped into a disk having a diameter of 25 mm and a height of 1 mm, and this was used as a test sample. This was mounted on a 25 mm-diameter disk-to-disk jig, and the shear strain was measured using a relaxation modulus measuring device (RMS_800, manufactured by Rheometrics Co.) at 190 ° C and an initial shear strain of 5%. 0.1 seconds after the application, the relaxation modulus G 5% (0.1) and the relaxation modulus at the peak position of the relaxation modulus curve were measured, and the gradient of the relaxation modulus curve was calculated by the above equation (1). . [Measurement of relaxation modulus and gradient of relaxation modulus curve]
  • the resin composition for toner After melting the resin composition for toner, it was shaped into a disk having a diameter of 25 mm and a height of 1 mm, and this was used as a test sample. This was mounted on a 25 mm-diameter disk-to-disk jig and subjected to a shear strain at 190 ° C and an initial shear strain of 450% using a relaxation modulus measuring device (RMS_800 manufactured by Rheometrics). The relaxation modulus at 0.02 and 0.1 seconds after was measured, and the slope of the relaxation modulus curve was calculated by the above equation (2).
  • RMS_800 relaxed shear strain measuring device manufactured by Rheometrics
  • the electrophotographic copying machine used was a KM-4230 manufactured by Kyocera Mita that was modified so that the set temperature of the heat fixing roller could be changed up to 220 ° C.
  • the set temperature of the heat fixing roller was changed stepwise to obtain a copy in which the unfixed toner image was fixed on the transfer paper by the heat fixing roller at each set temperature.
  • a temperature region where no stain was generated was defined as a non-offset temperature region.
  • the maximum value in the non-offset temperature region was defined as the high temperature offset temperature, and the minimum value was defined as the low temperature offset temperature.
  • the copying is performed by changing the set temperature of the heat fixing roller of the electrophotographic copying machine in a step-by-step manner, and the margin and the fixed image are not stained by the toner without fogging in the margin and the fixed image.
  • the fixed image of the obtained copy was rubbed with a sand eraser for a typewriter, if the decrease in the density of the fixed image was less than 10%, it was judged that the fixation was good, and the minimum temperature at that time was determined.
  • the fixed image was visually observed and evaluated according to the following criteria.
  • the image density was measured using a Macbeth photometer.
  • G No capri and unevenness, high image density of 1.4 to 1.6, and excellent resolution, transferability and gradation.
  • Example 1 Example 2
  • Example 3 Example 4 Terephthalic acid 100 100 100 100 Raw material
  • Relaxation modulus G 5% max (Pa) 1.11 X 10 5 2.05 XI 0 5 3.63 X 10 5 5.20 ⁇ 10 ⁇ Review Rate of change of relaxation modulus D 25.5 23.4 22.3 21.7 Valuation Relaxation modulus ( 0.02 ) (Pa) 1.47 X 10 4 3.03 X 10 4 4.55 X 10 4 6.47 ⁇ 10 4 Relaxation modulus (0.1) (Pa) 4.90 X 10 2 1.16 10 3 1.77 X 10 3 2.58 ⁇ 10 3 gradient K -18.5 -17.7 -17.6 -17.5 blocking (wt 0/0) 0.5 0.5 0.5 0.5 Bok filming None None None None evaluation Na gloss Rating 39 38 37 37 1 hot offset temperature (° C) 190 205 220 or more 220 or more of
  • Terephthalic acid 90 90 90 95 Irifalic acid 5 5 5 ⁇ Phthalic anhydride 5 5 5
  • Tpc Fat Recrystallization peak temperature (3 ⁇ 4)--One set Tpc-Tic (.C)----Composition Relaxation modulus G s% (0.1) (Pa)--2.23 X 10 4.08 X 10 2 things
  • a distillation column In a 60 L reaction vessel, a distillation column, a water separator, a nitrogen gas inlet tube, a thermometer, and a stirring device were installed according to a conventional method.
  • 90 mol of terephthalic acid as a dicarboxylic acid component was added.
  • 5 mol of isophthalic acid and 5 mol of phthalic anhydride as bent monomer components 60 monoles of neopentylene glycolonole as branching monomer components, 60 mol of ethylene glycol as other diols, and titanium tetrabutoxide (TBB) as an esterification condensation catalyst 0.05 mol was charged, and 200.
  • TAB titanium tetrabutoxide
  • a charge control agent (Bontron S-34: manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.), 5 parts by weight of carbon black, and 1 part by weight of carnabatas were thoroughly mixed with a Henschel mixer. Thereafter, the mixture was melt-kneaded at 130 ° C, cooled, and coarsely ground. Then, it was finely pulverized with a jet mill (Labjet: manufactured by Japan-Umatic Co., Ltd.) to obtain a toner powder having an average particle size of about 8 / m.
  • a jet mill (Labjet: manufactured by Japan-Umatic Co., Ltd.) to obtain a toner powder having an average particle size of about 8 / m.
  • this toner powder was classified by a classifier (MDS-2: manufactured by Nippon Pneumatic) to obtain a fine toner powder having an average particle diameter of about 10 ⁇ m.
  • a toner was manufactured by uniformly mixing (externally adding) 1.0 part by weight of a hydrophobic silica (R972: manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) to 100 parts by weight of this toner fine powder.
  • a distillation column, a water separator, a nitrogen gas inlet tube, a thermometer, and a stirring device were installed in a 60 L reaction vessel according to a conventional method.Under a nitrogen gas atmosphere, 100 mol of terephthalic acid as a dicarboxylic acid component and a diol component were used. 1,4-butanediol (120 mol) and titanium tetrabutoxide (TBB) (0.05 mol) as an esterification condensation catalyst were charged at 220 ° C while distilling off water and methanol from the distillation column. Was carried out. The esterification reaction was terminated when water and methanol stopped distilling from the distillation column.
  • a distillation column In a 60 L reaction vessel, a distillation column, a water separator, a nitrogen gas inlet tube, a thermometer, and a stirring device were installed according to a conventional method.
  • 90 mol of terephthalic acid as a dicarboxylic acid component was added.
  • 5 moles of isophthalic acid and 5 moles of phthalic anhydride as bending monomer components 60 moles of neopentylene glycol as branching monomer components, 60 moles of ethylene dalicol as other dioles, and titanium tetrabutoxide (TBB) as an esterification condensation catalyst 0.05 mol was charged, and the esterification reaction was carried out at 200 ° C. while distilling off the produced water and methanol from the distillation column. The esterification reaction was terminated when water and methanol did not evaporate from the distillation column.
  • TAB titanium tetrabutoxide
  • a distillation column In a 60 L reaction vessel, a distillation column, a water separator, a nitrogen gas inlet tube, a thermometer, and a stirring device were installed according to a conventional method.In a nitrogen gas atmosphere, 90 mol of terephthalic acid as a dicarboxylic acid component was added. 10 mol of isophthalic acid as a bent monomer component, 60 mol of neopentylene glycol as a branched monomer component, 60 mol of ethylene glycol as another diol, and 0.05 mol of titanium tetrabutoxide (TBB) as an esterification condensation catalyst The esterification reaction was carried out at 200 ° C. while distilling off the produced water and methanol from the distillation column. The esterification reaction was terminated when water and methanol stopped distilling from the distillation column.
  • TAB titanium tetrabutoxide
  • a charge control agent (Bontron S-34: manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.), 5 parts by weight of a car pump rack and 1 part by weight of carnabatas were sufficiently mixed with a Henschel mixer. Then, the mixture was melt-kneaded at 130 ° C, cooled, and coarsely ground. Then, it was finely pulverized with a jet mill (Labjet: manufactured by Hamamatsu Pneumatic Co., Ltd.) to obtain a toner powder having an average particle size of about 8 / x m.
  • a jet mill (Labjet: manufactured by Hamamatsu Pneumatic Co., Ltd.) to obtain a toner powder having an average particle size of about 8 / x m.
  • this toner powder was classified by a classifier (MD S-2: manufactured by Nippon Pneumatic Co., Ltd.) to obtain a fine toner powder having an average particle diameter of about 10 // m.
  • a toner was manufactured by uniformly mixing (externally adding) 1.0 part by weight of hydrophobic silica (R972: manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) to 100 parts by weight of this toner fine powder.
  • a resin composition for toner and a toner were obtained in the same manner as in Example 6, except that the amount of the crystalline polyester was changed to 30 parts by weight in the production of the resin composition for toner.
  • a distillation tower In a 60 L reaction vessel, a distillation tower, a water separator, a nitrogen gas inlet tube, a thermometer, and a stirring device were installed according to a conventional method.Under a nitrogen gas atmosphere, 9.9 mol of terephthalic acid as a dicarboxylic acid component was added. 1 mol of trimellitic acid, 105 mol of a bisphenol A propylene oxide adduct as a diol component, and 0.05 mol of dibutyltin oxide as an esterification condensation catalyst were charged at 200 ° C. The esterification reaction was performed while distilling methanol from the distillation column. The esterification reaction was terminated when water and methanol stopped distilling from the distillation column.
  • the condensation reaction was carried out at a stirring rotation speed of 60 rpm, and the free diol produced in the condensation reaction was distilled out of the reaction system to obtain an amorphous polyester.
  • a toner was produced in the same manner as in Example 5, except that only the obtained non-crystalline polyester was used as a toner resin. The same evaluation as described above was performed for the toner resin compositions and toners prepared in Examples 5 to 7 and Comparative Example 5.
  • a crystalline polyester and a non-crystalline polyester were produced using the raw material monomers shown in Table 4, and a toner resin composition and a toner were produced in the same manner as in Example 1 except that these were used. went.
  • Example 10 Example 10 0 Terephthalic acid (mol) 100 100 100 100 Polyisophthalic acid (mol)
  • Amorphous polyester 93 93 90 Carnauba wax (parts by weight) 1 1 1 Acid value of resin 02 3 10 Color of resin ⁇ Hu Colorless Colorless transparent
  • a crystalline polyester and an amorphous polyester were produced using the raw material monomers shown in Table 5, and a toner resin composition and a toner were produced in the same manner as in Example 1 except that these were used. went.
  • Example 1 Example 12 Terephthalic acid (mol) 100
  • Neo-Gentylgericol (mol) 60 60 Ethylene glycol'col (mol) 60 60 Tetra-bisphenol A--ethylene oxide adduct (mol)
  • Color reproduction GF (Examples 13 to 16) A crystalline polyester, a non-crystalline polyester (A) and a non-crystalline polyester (B) were produced using the raw material monomers shown in Table 6, and were used except that these were used. example 6 to prepare a resin composition for toner and the toner in the same manner as, the c results of evaluation are shown in Table 6.
  • the resin composition for toners and toner which are excellent in low-temperature fixability, high-temperature offset resistance, and blocking resistance, and can perform favorable color development can be provided.

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Abstract

 本発明の目的は、低温定着性、耐高温オフセット性及び耐ブロッキング性に優れ、良好な発色を行うことができるトナー用樹脂組成物及びトナーを提供することである。 本発明は、融点が180~280℃であり、かつ、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定した融点における吸熱量が25~150mJ/mgである結晶性ポリマーと、ガラス転移温度が30~80℃である非結晶性ポリエステルとを含有するトナー用樹脂組成物である。

Description

明細書
トナー用樹脂組成物及びトナー 技術分野
本発明は、 低温定着性、 耐高温オフセット性及び耐ブロッキング性に優れ、 良 好な発色を行うことができるトナー用樹脂組成物及びトナーに関する。 背景技術
電子写真等において静電荷像を現像する方式として、 乾式現像方式が多用され ている。 乾式現像方式において、 通常、 トナーはキャリアと呼ばれる鉄粉、 ガラ スビーズ等との摩擦によって帯電し、 これが感光体上の静電潜像に電気的引力に よって付着し、 次に用紙上に転写され、 加熱ローラ等によって定着されて永久可 視像となる。
定着の方法としては、 トナーに対して離型性を有する材料で表面を形成した熱 定着ローラの表面に、 被定着シートのトナー画像を圧接触させながら通過せしめ ることにより行う加熱ローラ法が汎用されている。
この熱定着ローラ法において、 消費電力等の経済性を向上させるため、 及び、 複写速度を上げるため、 より低温で定着可能なトナーが求められている。
しかしながら、 上記の低温定着性を改善しょうとすると、 トナーの一部が熱定 着ローラ表面に付着し、 それが紙に再転写するといつたオフセット現象が起こり やすくなつたり、 樹脂同士が様々な環境を通して受ける熱によってトナ一が凝集 するプロッキング現象が起こりやすくなったりするといつた問題がある。
従来のポリエステル系トナーでは、 通常 3官能以上の多官能モノマーを共重合 することによって、 ポリマー内に化学的架橋構造を形成させ、 耐高温オフセット 性を保持させていた。 し力 し、 このような方法では、 ポリマー中に溶解しない成 分が存在するために、 定着ロールで定着後の印字表面に凹凸が生じるために光沢 が劣ったり、 低温定着性にも限界があったりした。
これらの問題に対して、 特許第 2 9 8 8 7 0 3号公報には、 トナーのバインダ 一樹脂として、 テレフタル酸と炭素数 2〜 6の直鎖型アルキレンダリコールから 導かれる単位とを全使用モノマー単位に対して 5 0モル%以上含む結晶性ポリエ ステル樹脂を用いることが提案されている。 しかしながら、 この技術では、 結晶 性ポリエステル樹脂のみを用いているので、 定着可能な温度幅が狭く、 低温定着 性を損なうことなく、 耐高温オフセット性及び耐プロッキング性を保つことが困 難であった。
特許第 2 7 0 4 2 8 2号公報には、 トナーのバインダー樹脂として、 3価以上 の多価単量体、 芳香族ジカルボン酸、 及び、 分岐鎖を持つ脂肪族アルコールを 5 0モル%以上含む脂肪族アルコールを重合してなる非結晶性ポリエステル樹脂を 用いることが提案されている。 しかしながら、 この技術では、 非結晶性ポリエス テル樹脂のみを用いているので、 低温定着性が充分ではなかった。
特開平 4— 9 7 3 6 6号公報及び特開平 4 - 3 1 3 7 6 0号公報には低温定着 性と高温耐高温オフセット性のバランスに優れたトナーとして、 軟化点の異なる 2種類のポリエステルをトナー用樹脂として含有するトナーが提案されている。 し力、しながら、 上記 2種類のポリエステルの相溶性は充分とはいえず軟化点が低 いポリエステルが: ロッキングを起こしやすくしたり、 定着ローラに付着しフィ ルミングを起こしやすく したりするといつた問題があり、 また、 相溶性が充分で はないので樹脂の透明性も低いという問題もあった。
特公平 5— 4 4 0 3 2号公報には、 トナーのバインダ一樹脂として、 低融点結 晶性ポリエステルと高融点結晶性ポリエステルのブロック共重合体を用レ、ること が提案されている。 しかしながら、 この技術では、 バインダー樹脂は白濁した樹 脂となるため透明な樹脂を得ることができないといった問題があった。
また、 トナー用樹脂のガラス転移温度以上にトナーがさらされるとプロッキン グ現象が起こりやすレ、こと力 ら、 ブロッキング現象を起こしにくいトナー用ポリ エステル樹脂の検討も進められている。 低温定着温度はそれほど低くはないがブ ロッキング現象を起こしにくいトナー用ポリエステル樹脂として、 例えば、 特開 平 4一 3 3 7 7 4 1号公報にはポリエステル樹脂の組成を特定組成とすると効果 があることが示されており、 また、 特開平 1 0— 3 6 4 9 0号公報にはポリエス テノレ樹脂の組成を特定しガラス転移温度を 4 5〜7 0 °Cとすると効果があること が示されている。 しかしながら、 これらの技術では常温でのブロッキング現象は 発,現しにくくはなるものの、 これらのトナー用樹脂を用いてもトナー用樹脂のガ ラス転移温度付近の温度にトナーがさらされるとやはりプロッキング現象を起こ してしまうという問題があった。
特開昭 56— 65 146号公報には、 バインダ一がガラス転移温度 40 °C以上、 軟化点 80〜 1 50 °C及び数平均分子量 1000~10000の非結晶性ポリェ ステル 50~95重量0 /0とガラス転移温度 0 °C以上、 融点 1 10°C〜220 °C及 ぴ数平均分子量 8000〜 40000の結晶性ポリエステル 50〜 5重量%から なる電子写真用トナーが開示されている。 これは 2種のポリエステルをバインダ 一として用いることにより、 微粉碎性、 耐ブロッキング性、 熱ローラ一^ "の離型 性を向上させたものである。 し力 しながら、 単に 2種のポリエステルを混合して 用いただけでは、 充分に低温定着性と耐高温オフセット性、 保存性とを両立させ ることができず、 また、 充分な耐久性や画像再現性を達成することはできなかつ た。 発明の要約
本発明は、 上記現状に鑑み、 低温定着性、 耐高温オフセット性及び耐ブロッキ ング性に優れ、 良好な発色を行うことができるトナー用樹脂糸且成物及びトナーを 提供することを目的とする。
本発明は、 融点が 180〜 280 °Cであり、 かつ、 示差走査熱量計 (D S C) を用いて測定した融点における吸熱量が 25〜15 Om j/mgである結晶性ポ リマーと、 ガラス転移温度が 30〜80°Cである非結晶性ポリエステルとを含有 するトナー用樹脂組成物である。
本発明のトナー用樹脂組成物は、 示差走査熱量計 (DSC) を用いて測定した 融点における吸熱量が l〜20mjZmgであることが好ましく、 偏光顕微鏡に より観察される結晶粒子の平均粒子径が 5 xm以下であることが好ましく、 J I S K 7105に準拠した方法により測定したヘーズ値が 60 %以上であるこ とが好ましい。
本発明のトナー用樹脂組成物は、 示差走査熱量計 (DSC) を用いて測定した 再結晶開始温度 T i cと再結晶ピーク温度 Tp cとの差が 30°C以下であること が好ましく、 上記再結晶開始温度 T i cは、 80 °C以上であることがより好まし い。 .
本発明のトナー用樹脂組成物は、 1 90°Cの条件下で 5%の剪断ひずみを与え たときに、 下記式 ( 1 ) で表される緩和弾性率の変化率 Dが 1 5〜 90であるこ とが好ましい。
D= (1 ~G5% (0. 1) /G5%ma x) X 1 00 (1) 式中、 G5% (0. 1) は、 5%の剪断ひずみを与えて 0. 1秒後の緩和弾性率 を表し、 G5%maxは、 緩和弾性率曲線ピーク位置の緩和弾性率を表す
本発明のトナー用樹脂組成物は、 1 90°Cの条件下で 450%の剪断ひずみを 与えたときに、 下記式 (2) で表される前記剪断ひずみを与えて 0. 02秒後か ら 0. 1秒後の緩和弾性率曲線の勾配 Kがー 27以上であることが好ましい。
K= {L o g (G (0. 1) ) 一 L o g (G (0. 02) ) } / (0. 1—0. 02) (2) 式中、 G (0. 02) は、 剪断ひずみを与えて 0. 02秒後の緩和弾性率を表し、 G (0。 1) は、 剪断ひずみを与えて 0. 1秒後の緩和弾性率を表す。 また、 上 記緩和弾性率 G (0. 1) が 30〜3000 P aであることがより好ましい。 上記結晶性ポリマーは、 重量平均分子量が 3万〜 30万であることが好ましい。 上記結晶性ポリマーは、 結晶性ポリエステルであることが好ましく、 ポリブチレ ンテレフタレ一ト又はポリエチレンテレフタレートであることがより好ましく、 結晶性ポリアミドであることが好ましく、 結晶性ポリアミドと結晶性ポリエステ ルとからなることが好ましい。
上記非結晶性ポリエステルは、 テレフタル酸、 ネオペンチルダリコール、 並び に、 エチレングリコール及び Z又は 1, 4一ブタンジオールを主成分とするモノ マー混合物を重合してなるものであることが好ましい。
上記非結晶性ポリエステルは、 重量平均分子量が 3000〜 2万である非結晶 性ポリエステルと、 重量平均分子量が 3万〜 30万である非結晶性ポリエステル とを含有することが好ましい。
上記非結晶性ポリエステルは、 分子量が 1000〜 30万であるものの含有率 が 90重量。 /。以上であつて、 該分子量が 1000〜 30万である非結晶性ポリェ ステルのうち、 分子量が 1 0 0 0〜 2万であるものの含有率が 4 0〜9 0重量0 /0、 分子量が 2万〜 3 0万であるものの含有量が 1 0〜6 0重量%であることが好ま しい。
上記結晶性ポリマーと非結晶性ポリエステルとは相溶するものであることが好 ましく、 結晶性ポリマーのガラス転移温度を A (°C) 、 非結晶性ポリエステルの ガラス転移温度を B (°C) としたときに、 トナー用樹脂組成物のガラス転移温度
C (°C) が下記式 (3 ) を満たすことが好ましい。
s A + t B— 2 ≤ C ≤ s A + t B + 2 ( 3 ) 式 (3 ) 中、 sはトナー用樹脂組成物中の結晶性ポリマーの重量分率を表し、 t はトナー用樹脂組成物中の非結晶性ポリマ.一の重量分率を表す。
本発明のトナー用樹脂組成物は、 酸価が 1〜 3 0であることが好ましい。 本発明のトナー用樹脂組成物を用いてなるトナーもまた、 本発明の 1つである。 本発明のトナーは、 融点が 7 0〜 1 2 0 °Cである低融点化合物を含有すること が好ましい。 上記低融点化合物は、 結晶性ポリエステルであることが好ましく、 ワックスであることが好ましい。 発明の詳細な開示
以下に本発明を開示する。 本発明のトナー用樹脂組成物は、 結晶性ポリマーと非結晶性ポリエステルとを 含有する。 なお、 本明細書において、 結晶性ポリマーとは、 示差走查熱量計によ り示差熱を測定したときに、 鋭く明瞭な融点ピークを示し、 結晶化度が 1 0 %を 超えるポリマーを意味し、 非結晶性ポリエステルとは、 示差走査熱量計により示 差熱を測定したときに、 鋭く明瞭な融点ピークを示さず、 結晶化度が 1 0 %以下 であるポリエステルを意味する。
本発明のトナー用樹脂組成物を用いれば、 低温定着性、 耐高温オフセット性及 ぴ耐ブ口ッキング性に優れ、 良好な発色を行うことができるトナーを作製するこ とができる。 これは、 本発明のトナー用樹脂組成物においては、 高融点の結晶性 ポリマー中の結晶成分同士が非結晶性ポリエステル中で物理的架橋構造を形成し、 一方、 高融点の結晶性ポリマー中の非結晶成分と非結晶性ポリエステルとが絡ま り合って、 一種のネットワーク構造を形成しており、 このようなネットワーク構 造が形成されることによって、 高温での粘度低下が少なく、 低温定着性や保存性 を低下させることなく、 良好な耐オフセット性が発現することができるためと考 えられる。 このようなネットワーク構造を形成することによりはじめて、 単に複 数の樹脂を混合しただけでは得られない、 優れた効果が発現する。
即ち、 本発明のトナー用樹脂組成物では、 物理的架橋構造を形成しうる高融点 の結晶性ポリマーと、 物理的架橋構造を形成せずガラス転移温度が 3 0〜8 0 °C である非結晶性ポリエステルとを混合することによって、 耐高温オフセット性の 向上と同時に、 光沢及ぴ低温定着性の向上が可能となる。 物理的架橋構造を形成 し得る結晶性ポリマーと、 物理的架橋構造を形成せずガラス転移温度が 3 0〜8 0 °Cである非結晶性ポリエステルとを含有することにより、 ポリマー粘度が上昇 するために耐オフセット性が向上でき、 一方、 定着ロールによる加圧時にはポリ マーの粘度が低下するために印字表面の平滑性が増し、 光沢が良くなると同時に 低温定着性も向上するものと考えられる。
また、 本発明のトナー用樹脂組成物を用いたトナーは、 画像再現性に優れたも のとなる。 これは、 本発明のトナー用樹脂組成物全体に上述のネットワーク構造 が形成されるため、 粉砕工程において得られるトナーが、 帯電性の安定したもの となり、 カプリがなく、 画像再現性に優れるためと考えられる。
このようなナノオーダーでの均一な微分散構造を発現させ、 上述のネットヮ一 ク構造を形成させるためには、 結晶性ポリマーと非結晶性ポリエステルとの相溶 性が高いことが非常に重要であるとともに、 結晶性ポリマーの結晶化度が高いこ とが重要である。
本発明のトナー用樹脂組成物は、 示差走査熱量計 (D S C ) を用いて測定した 融点における吸熱量の好ましい下限が 1 m J / g、 好ましい上限が 2 O m J , m gである。 l m j /m g未満であると、 上述のネットワーク構造が形成されず 耐高温オフセット等の所期の効果が得られないことがあり、 2 O m j Zm gを超 えると、 定着ロールによる加圧時にポリマーの粘度が充分に低下せず、 定着後の 印字表面に凹凸が生じて光沢が劣ったり、 低温定着性が劣ったりすることがある。 より好ましい下限は 2m J Zmg、 より好ましい上限は 1 5m jZmgである。 上記物理的架橋構造を形成した結晶は、 5 μπι以下の大きさで本発明のトナー 用樹脂組成物中に均一に微分散していることが好ましい。 より好ましくは 1 /im 以下の大きさである。 微小な結晶が微分散していることにより、 上記ネットヮー ク構造がより安定になり、 優れた効果を発現する。 具体的には、 本発明のトナー 用樹脂微粒子を偏光顕微鏡により観察したときに観察される結晶粒子の平均粒子 径が 5 μ m以下であることが好ましい。 なお、 本明細書において結晶粒子とは、 上記結晶性ポリマー中の結晶成分同士が物理的架橋構造を形成することにより形 成された粒子状の構造のことを意味する。
上記結晶粒子の平均粒子径を測定する方法としては特に限定されず、 例えば、 以下の方法により求めることができる。 即ち、 本発明のトナー用樹脂組成物をプ レパラート上に載せ、 ホットプレート等を用いて 1 0 o°c程度に加熱して軟化さ せた後、 カバーグラスを被せて軽く押さえつける。 その後、 1 50°Cまで加熱し て非晶状態にある樹脂を再結晶化させてから室温に戻す。 これを 200倍の倍率 の偏光顕微鏡を用いて観察し、 判別可能な結晶粒子の粒子径を測定し、 その平均 を求める。
本発明のトナー用樹脂組成物は、 J I S K 7 1 0 5に準拠した方法により 測定したヘーズ値が 6 0 %以上であることが好ましい。 ^ ^一ズ値が 60 °/0以上に ある場合には、 上記物理的架橋構造を形成した結晶は、 5 以下の大きさで均 一に微分散しており、 このような本発明のトナー用樹脂組成物は、 低温定着性、 耐高温オフセット性及び耐プロッキング性に優れ、 良好な発色を行うことができ る。 ヘーズ値が 60%未満であると、 結晶同士が凝集して均一に分散しておらず 上述のネットワーク構造を形成することができない。
なお、 上記ヘーズ値は、 J I S 7 1 0 5に準拠した方法により、 全光線 透過率 T i (%) と拡散透過率 T d (%) とを測定し、 下記式 (4) により算出 することができる。
- ^一ズ値 H (%) =T d (%) /Ύ i (%) X 1 0 0 (4) 本発明のトナー用樹脂組成物は、 示差走査熱量計 (DS C) を用いて測定した 再結晶開始温度 T i cと再結晶ピーク温度 T p cとの差が 3 0 °C以下であること が好ましい。 本発明者らは、 鋭意検討の結果、 本発明のトナー用樹脂組成物内の 上記物理的架橋構造を形成した結晶の分散の状態が、 樹脂組成物の再結晶温度と 相間していることを見出した。 即ち、 樹脂微粒子中の結晶成分が偏在している場 合には、 結晶成分の濃度が高い部分では比較的低い温度で再結晶化が始まり、 結 晶成分の濃度が低い部分では比較的高い温度まで再結晶化が始まらないと考えら れ、 一方、 樹脂微粒子中の結晶成分が均一である場合には、 このような再結晶化 の温度の差異は生じないと考えられる。 従って、 再結晶開始温度 T i cと再結晶 ピーク温度 T p cとの差は、 樹脂微粒子中における結晶成分の分散の度合いを反 映するものと考えられ、 この差が小さいほど結晶成分が均一に分散しているもの と考えられる。 示差走査熱量計 (D S C ) を用いて測定した再結晶開始温度 T i cと再結晶ピーク温度 T p cとの差が 3 0 °C以下である場合には、 上記物理的架 橋構造を形成した結晶は、 樹脂組成物中に均一に微分散しており、 このような本 発明のトナー用樹脂組成物は、 低温定着性、 耐高温オフセット性及び耐ブロッキ ング性に優れ、 良好な発色を行うことができる。 再結晶開始温度 T i cと再結晶 ピーク温度 T p cとの差が 3 0 °Cを超えると、 結晶成分が均一に分散していない ため、 ネットワーク構造を形成することができず上述の効果を得ることができな い。
なお、 本明細書において上記再結晶開始温度 T i cとは、 示差走査熱量計 (D S C ) を用いて測定したときに観察される再結晶化を示す発熱ピークの立ち上が りの点の温度を意味し、 上記再結晶ピーク温度 T p cとは、 再結晶化を示す吸熱 ピークの頂点の温度を意味する。 また、 示差走査熱量計 (D S C) の測定条件に ついては特に限定されないが、 例えば、 J I S 7 1 2 1に準拠して、 試料 1 O m gを昇温速度 1 0 °CZ分で加熱する方法により測定することができる。 上記再結晶開始温度 T i cは 8 0 °C以上であることが好ましい。 8 0 °C未満で あると、 本発明のトナー用樹脂組成物の保存時に結晶状態が変化してしまうこと がある。 また、 上記再結晶開始温度 T i cは 8 0 °C以上であると、 混練状態で結 晶化が起こることから、 結晶成分をより均一に分散させることができる。 本発明のトナー用樹脂組成物は、 1 90°Cの条件下で 5%の剪断ひずみを与え たときに、 下記式 (1) で表される緩和弾性率の変化率 Dが 15〜 90であるこ とが好ましい。
D= (1— G5% (0. 1) /G50/oma x) X 1 00 (1) 式中、 G5% (0. 1) は、 5%の剪断ひずみを与えて 0. 1秒後の緩和弾性率 を表し、 G5%maxは、 剪断ひずみを与えてからの時間を横軸に、 緩和弾性率を縦 軸にとり緩和弾性率曲線を描いた場合の緩和弾性率曲線ピーク位置の緩和弾性率 を表す。
緩和弾性率の変化率 Dが 1 5未満であると、 定着ロールによる加圧時にトナー の粘度が充分に低下せず定着後の印字表面に凹凸が生じて光沢が劣ったり、 低温 定着性が劣ったりすることがあり、 90を超えると、 上述のネットワーク構造を 形成しにくいことから、 充分な耐高温オフセット性が得られないことがある。 本発明のトナー用樹脂組成物は、 1 90°Cの条件下で 450%の剪断ひずみを 与えたときに、 下記式 (2) で表される前記剪断ひずみを与えて 0. 02秒後か ら 0. 1秒後の緩和弾性率曲線の勾配 Kが一 27以上であることが好ましい。
K= {L o g (G (0. 1) ) -L o g (G (0. 02) ) } / (0. 1— 0. 02) (2) 式中、 G (0. 02) は、 剪断ひずみを与えて 0. 02秒後の緩和弾性率を表し、 G (0. 1) は、 剪断ひずみを与えて 0. 1秒後の緩和弾性率を表す。
緩和弾性率曲線の勾配 Kは、 物質の弾性挙動を表し、 0に近づくほどゴム弾性 に近い性質を有することを示す。 上記緩和弾性率曲線の勾配 が一 27以上であ ることは、 本発明のトナー用樹脂組成物内において上述のネットワーク構造が形 成されており、 均一に分散した上記物理的架橋構造を形成した結晶を中心に高融 点の結晶性ポリマー中の非結晶成分と非結晶性ポリエステルとが絡まり合った構 造によりゴムライクな性質が発現していることを意味すると考えられる。 従って、 上記緩和弾性率曲線の勾配 Kがー 27以上である本発明のトナー用樹脂組成物は、 低温定着性、 耐高温オフセット性及ぴ耐ブロッキング性に優れ、 良好な発色を行 うトナーを与えることができる。 上記緩和弾性率曲線の勾配 Kがー 27未満であ ると、 上述のネットワーク構造は形成されておらず、 このような効果は得られな レ、。
本発明のトナー用樹脂組成物は、 1 90°Cの条件下で 450%の剪断ひずみを 与えたときに、 上記剪断ひずみを与えてから 0. 1秒後の緩和弾性率 G (0. 1 ) が 30〜3000P aであることが好ましい。 本発明者らは、 銳意検討の結果、 トナーのオフセットは、 溶融したトナーの凝集力がトナーと熱定着ローラの接着 力よりも小さい場合に発生し、 トナーの耐高温オフセット性は、 トナー用樹脂組 成物の凝集力の大きさと大変形下でのトナー用榭脂組成物の緩和弾性率に関係が あることを見出した。 更に鋭意検討した結果、 一定の緩和弾性率を有するトナー 用樹脂組成物を用いれば、 トナーの耐高温オフセット性を維持したまま低温定着 性を改善できることを見出した。 緩和弾性率 G ( 0. 1 ) が 30 P a未満である と、 得られるトナーの耐高温オフセット性が不充分となることがあり、 充分に広 い定着温度域を得ることができない。 3000 P aを超えると、 得られるトナー の低温定着性が不充分になることがある。
なお、 上記緩和弾性率は、 例えば、 本発明のトナー用樹脂を溶融した後に所定 の大きさの円盤状に成形したものを試験用試料とし、 緩和弾性率測定装置 (例え ば、 レオメ トリックス社製 RMS— 800等) を用いて測定することができる。 本発明のトナー用榭脂組成物は、 角周波数 62. 8 r a d/s e c 歪み振幅 1 %で測定した 1 20 °Cの弾性正接 t a η δ (1 20) の好ましい下限が 0. 5、 好ましい上限が 2であり、 160°Cの弾性正接 t a η δ (160) の好ましい下 限が 0. 5、 好ましい上限が 5である。 弾性正接 t a η δ (120) が 0. 5未 満であると、 得られるトナーの低温定着性が不充分となることがあり、 2を超え ると、 得られるトナーの耐高温オフセット性が不充分になることがある。 また、 弾性正接 t a n S (160) が 0. 5未満であると、 得られるトナーの低温定着 性が不充分となることがあり、 5を超えると、 得られるトナーの耐高温オフセッ ト性が不充分になることがある。
なお、 上記弾性正接 t a η δは、 本発明のトナー用樹脂組成物を所定の大きさ の円盤状に圧縮成形したものを試験用試料とし、 粘弾性測定装置 (例えば、 レオ メ トリックス社製 RMS— 800等) を用いて測定することができる。 本発明のトナー甩樹脂組成物は, 60 °Cにおける針入度が 10未満 (単位 0. lmm) であることが好ましい。 針入度が 10を超えると、 得られるトナーの耐 ブロッキング 1"生が不充分となることがある。
なお、 上記針入度は、 ASTM D 1 321に準拠した方法により測定するこ とができる。
上記結晶性ポリマーは、 示差走査熱量計 (DSC) を用いて測定した融点にお ける吸熱量が 25〜15 Om jZmgである。 25 m J Zm g未満であると、 上 述のネットワーク構造を形成しにくいことから耐高温オフセット等の所期の効果 が得られず、 1 5 Om jZmgを超えると、 定着ロールによる加圧時にポリマー の粘度が充分に低下せず、 定着後の印字表面に凹凸が生じて光沢が劣り、 低温定 着性が劣る。 好ましくは 40〜10 Om J/mgである。
なお、 示差走査熱量計 (DSC) の測定条件については特に限定されないが、 例えば、 J I S K 7121に準拠して、 試料 1 Omgを昇温速度 10 °C,分 で加熱する方法により測定することができる。
上記結晶性ポリマーの融点は 180〜 280 °Cである。 180 °C未満であると、 高温耐ホットオフセッ ト性が不充分となったり、 フィルミングが発生しゃすくな り耐久性が不充分となったりする。 280°Cを超えると、 非結晶性ポリエステル との混合時に 280°Cを超える高温で溶融させる必要があることから、 生産性が 格段に悪化してしまう。 好ましくは 200°C〜240°Cであり、 より好ましい下 限は 221°Cである。
複写機やプリンターにおけるスィツチオン後の立ち上がり時間 (ウォームアツ プ時間) の短縮のためには、 定着ローラを所定の定着温度まで急速に昇温する必 要があるが、 このときオーバーシュートのため定着ローラは所定の定着温度より も初めは高温にぶれる。 従って、 この状態においても良好な印字を行うためには、 トナーは、 高温における耐ホットオフセット性が良好でなければならない。 定着 温度が低く、 耐ホットオフセット温度が高い程、 ウォームアップ時間の短縮が可 能となる。 通常、 ハードウェアの設計幅を充分に大きくするためには、 耐ホット オフセット温度は 180°C以上であることが要求される。 上記結晶性ポリマーの 融点が 1 8 0 °C以上であると、 結晶性ポリマーの結晶部が高温においても溶融し ないで、 上述のネットワーク構造が保持されるため高温耐ホットオフセット性が 向上するものと考えられる。 また、 複写機やプリンターの高速化に伴い、 高速運 転下においても微粉が発生せず、 フイルミングの生じないトナーが望まれている。 特にブレードへの機械的接触において帯電化を行う非磁性一成分系のトナーでは 耐久性への要望が一段と高い。 上記結晶性ポリマーの融点が 1 8 0 °Cであると、 結晶性ポリマーの結晶部の凝集力が高くなり、 上述のネットワーク構造が強化さ れるため耐久性が向上するものと考えられる。
上記結晶性ポリマーは、 重量平均分子量の好ましい下限が 3万、 好ましい上限 が 3 0万である。 3万未満であると、 得られるトナーの耐オフセット性及ぴ耐久 性が不充分となることがあり、 3 0万を超えると、 低温定着性及び光沢が劣るこ とがある。 これは、 この範囲外であると上述のネットワーク構造が充分に形成で きないためと考えられる。 より好ましい下限は 5万、 より好ましい上限は 2 0万 であり、 更に好ましい下限は 8万、 更に好ましい上限は 1 5万である。
上記結晶性ポリマーとしては特に限定されないが、 結晶性ポリエステル又は結 晶性ポリアミ ドが好適である。 これらの結晶性ポリエステル、 結晶性ポリアミ ド は単独で用いてもよいし、 併用してもよい。 併用する場合には、 2種の結晶性ポ リマーの相乗効果によって、 耐高温オフセット性をより向上させることができる。 また、 上記結晶性ポリマーは、 全体として上述の吸熱量等の諸条件を満たすもの であれば、 非結晶性ポリマーとの共重合体であってもよい。
上記結晶性ポリエステルは、 ジカルボン酸とジオールとを縮重合させることに より得ることができる。
上記ジカルボン酸としては、 例えば、 o—フタル酸、 テレフタル酸、 イソフタ ル酸、 コハク酸、 アジピン酸、 セバシン酸、 ァゼライン酸、 ォクチルコハク酸、 シクロへキサンジカノレボン酸、 ナフタレンジカノレポン酸、 フマノレ酸、 マレイン酸、 ィタコン酸、 デカメチレンカルボン酸、 これらの無水物及び低級アルキルエステ ル等が挙げられる。 なかでも、 結晶性を付与するために、 テレフタル酸、 ナフタ レンジカルボン酸、 及び、 これらの無水物及び低級アルキルエステルが好適に用 いられる。
上記ジオールとしては、 例えば、 エチレングリコール、 1, 3—プロパンジォ 一ノレ、 1, 4一ブタンジォーノレ、 ジエチレングリコーノレ、 1 , 5 _ペンタンジォ 一ノレ、 1, 6—へキサンジォーノレ、 ジプロピレングリ コーノレ、 ト リエチレングリ コーノレ、 テトラエチレングリコーノレ、 1, 2—プロパンジォーノレ、 1, 3—ブタ ンジオール、 2, 3 _ブタンジォーノレ、 ネオペンチルグリ コーノレ ( 2 , 2—ジメ チノレプロパン一 1, 3—ジォーノレ) 、 1, 2—へキサンジォーノレ、 2, 5—へキ サンジオール、 2—メチル一2, 4一ペンタンジオール、 3—メチノレ一1, 3— ペンタンジオール、 2ーェチルー 1 , 3—へキサンジオール等の脂肪族ジオール 類; 2, 2_ビス (4ーヒ ドロキシシクロへキシル) プロパン、 2, 2—ビス ( 4—ヒドロキシシクロへキシル) プロパンのアルキレンオキサイド付加物、 1, 4ーシクロへキサンジオール、 1, 4ーシクロへキサンジメタノール等の脂環族 ジオール類等が挙げられる。
上記結晶性ポリエステルとしては、 なかでも、 ポリブチレンテレフタレート ( PBT) 、 ポリエチレンテレフタレート (PET) が好適である。 ポリプチレン テレフタレート (PBT) は、 結晶化速度が速く、 結晶化度も高いことから、 こ れを用いて得られるトナーは耐オフセット性に優れる。 また、 非結晶性ポリエス テルとの相溶性に優れることから、 これを用いて得られるトナーは、 低温定着性 や光沢にも優れたものとなる。
ポリエチレンテレフタレート (PET) は、 結晶融点が高いことから、 これを 用いて得られるトナーは特に高温での耐オフセット性に優れる。 なお、 ポリェチ レンテレフタレート (PET) は、 ポリブチレンテレフタレート (PBT) より も結晶化速度、 結晶化度の点で劣るものの、 結晶核剤を添加することによりこれ らの点を改善することも可能である。
これらの結晶性ポリエステルは単独で用いてもよく、 2種以上を併用してもよ い。
上記結晶性ポリアミドとしては、 6—ナイロン、 6, 6—ナイロン、 4 , 6— ナイロン、 1 1—ナイロン、 12ナイロン等が挙げられる。 なかでも、 6—ナイ ロン、 6, 6—ナイ口ンは結晶の凝集力が高く、 耐高温オフセット性の向上効果 に優れることから好適である。 また、 これらの結晶性ポリアミ ドにポリエステル を共重合させたポリアミ ド一ポリエステル共重合体も非結晶性ポリエステルとの 相溶性に優れることから好ましい。 これらの結晶性ポリアミ ドは単独で用いても よく、 2種以上を併用してもよい。
上記結晶性ポリアミ ドは分子間の凝集力が強いため、 ポリエステルに対して少 量用いるだけで耐高温オフセット性を発現させることができ、 樹脂自体の強度を 増大することができる。
上記非結晶性ポリエステルのガラス転移温度は 3 0〜8 0 °Cである。 3 0 °C未 満であると、 高温耐ォフセット性ゃ耐プロッキング性が充分に得られず、 8◦ °C を超えると、 低温定着性が劣る。 好ましくは 5 0〜6 5 °Cである。
上記非結晶性ポリエステルは、 ジカルボン酸とジオールとを縮重合させること により得ることができる。
非結晶性ポリエステルのガラス転移温度は、 テレフタル酸等の芳香族ジカルボ ン酸はガラス転移温度を向上させる働きがあり、 セバシン酸やアジピン酸等の長 鎖の脂肪族ジカルボン酸はガラス転移温度を低下させる働きがあるのでこれらの ジカルボン酸を適宜組み合わせることにより目的のガラス転移温度を達成するこ とができる。 しカゝし、 芳香族ジカルボン酸と長鎖の脂肪族ジカルボン酸とを適宜 組み合わせることによって目的のガラス転移温度を達成することができたとして も、 軟化温度が高くなりすぎる傾向がある。
そこで、 上記非結晶性ポリエステルは、 屈曲した分子構造を分子鎖中に導入で きる 2価の屈曲モノマー又は分岐鎖を有する 2価のモノマーのいずれかを少なく とも含有する多価カルボン酸と多価アルコールを含むモノマー混合物を重合させ てなることが好ましい。
これら 2価の屈曲モノマーや分岐鎖を有する 2価のモノマーを含有するモノマ 一混合物を重合してなるポリマーは、 目的のガラス転移温度と低い軟化温度をよ り容易に両立させることができ、 結晶化を効果的に抑制することができる。 上記 2価の屈曲モノマーとしては、 オルト位又はメタ位が力ルポキシル基で置 換された芳香族ジカルボン酸、 ォノレト位又はメタ位がヒ ドロキシル基で置換され た芳香族ジオール、 非対称位置にカルポキシル基を有する多環芳香族ジカルポン 酸、 非対称位置にヒドロキシル基を有する多環芳香族ジオール等ポリマーの分子 鎖に屈曲した分子構造を導入できるモノマーであればジカルボン酸ゃジオールに 限定されず、 例えば、 ジカルボン酸の無水物や低級エステル、 モノヒドロキシモ ノカルボン酸等であってもよく、 例えば、 無水フタル酸、 o—フタル酸、 イソフ タル酸、 1, 4 _ナフタレンジカルボン酸、 2 , 7—ナフタレンジカルボン酸等 のジカルボン酸及びこれらの無水物や低級エステル;サリチル酸、 3—ヒドロキ シ一 2一ナフタレンカルボン酸等のモノヒドロキシモノカルボン酸;カテコール、 1 , 4—シク口へキサンジメタノーゾレ等のジオールが挙げられる。
また、 分岐鎖を有する 2価のモノマーは、 分岐鎖の立体障害によりポリマーの 結晶化を効果的に抑制する。 結晶化を効果的に抑制できる分岐鎖を有するモノマ 一としては、 分岐アルキル鎖を有する脂肪族ジオールや、 分岐アルキル鎖を有す る脂環式ジオール等が挙げられる。 なお、 脂環式ジオールとしては、 複数の脂環 式ジオールが分岐アルキレン鎖により連結された脂環式ジオールが好ましい。 上記分岐鎖を有する 2価のモノマーとしては特に限定されず、 例えば、 1, 2— プロパンジォーノレ、 1 , 3 _ブタンジォーノレ、 2 , 3—ブタンジォーノレ、 ネオペ ンチルダリコール ( 2 , 2 -ジメチノレプロパン一 1, 3一ジオール) 、 1 , 2— へキサンジォーノレ、 2, 5 一へキサンジォーノレ、 2—メチノレ一 2 , 4—ペンタン ジオール、 3—メチノレ一 1, 3 _ペンタンジォ一ノレ、 2—ェチルー 1 , 3—へキ サンジォ一ノレ、 2—プチノレ一 2—ェチノレー 1, 3—プロパンジォーノレ、 2, 4 - ジェチノレ一1 , 5—ペンタンジォ一ノレ等の脂肪族ジォーノレ ; 2, 2—ビス ( 4 - ヒ ドロキシシクロへキシル) プロパン、 2 , 2―ビス ( 4ーヒドロキシシクロへ キシル) プロパンのアルキレンォキサイド付加物等の脂環族ジオール類等が挙げ られる。
なかでも、 テレフタノレ酸、 ネオペンチルグリコール、 並びに、 エチレングリコ ール及び/又は 1 , 4—ブタンジオールを主成分とするモノマー混合物を重合し てなる非結晶性ポリエステルは、 低温定着性、 透明性に優れることから好適であ る。
上記非結晶性ポリエステルは、 平均分子量の異なる 2種の非結晶性ポリエステ ルを含有することが好ましい。 非結晶性ポリエステルの溶融粘度はその分子量に より決まる。 上記非結晶性ポリエステルとして分子量の小さなものを用いれば、 得られるトナーは溶融粘度が低くなることから優れた低温定着性が得られる。 し かしながら、 分子量の小さな非結晶性ポリエステルを用いると、 得られるトナー は耐高温オフセッ ト性、 保存安定性に劣るほか、 上記結晶性ポリマーとの混練も 困難になる。 本発明者らは、 鋭意検討の結果、 平均分子量の小さな非結晶性ポリ エステルと平均分子量の大きな非結晶性ポリエステルとを併用することにより、 優れた低温定着性を有したまま、 耐高温オフセット性、 保存安定性及び結晶性ポ リマーとの混練性を大幅に改善できることを見出した。
上記重量平均分子量の異なる 2種の非結晶性ポリエステルの組み合わせとして は特に限定されないが、 平均分子量の小さなものとして重量平均分子量が 3 0 0 0〜 2万である非結晶性ポリエステルを、 平均分子量の大きなものとして重量平 均分子量が 3万〜 3 0万である非結晶性ポリエステルを用いることが好ましい。 平均分子量の小さな非結晶性ポリエステルの重量平均分子量が 3 0 0 0未満であ ると、 トナー用樹脂組成物の強度が低くなり得られるトナーの耐久性が不充分に なり、 2万を超えると、 優れた低温定着性を発現することができないことがある。 より好ましい上限は 8 0 0 0である。 平均分子量の小さな非結晶性ポリエステル の重量平均分子量が 3万未満であると、 得られるトナーの耐高温オフセット性、 保存安定性及び結晶性ポリマーとの混練性が不充分となることがあり、 3 0万を 超えると、 得られるトナーの低温定着性が不充分となることがある。
重量平均分子量が 3 0 0 0〜 2万である非結晶性ポリエステルと重量平均分子 量が 3万〜 3 0万である非結晶性ポリエステルとの配合比としては、 重量平均分 子量が 3 0 0 0〜 2万である非結晶性ポリエステルが 4 0〜9 0重量%に対して、 重量平均分子量が 3万〜 3 0万である非結晶性ポリエステルが 1 0〜 6 0重量% であることが好ましい。 重量平均分子量が 3 0 0 0〜 2万である非結晶性ポリェ ステルの配合量が 4 0重量%未満であると、 得られるトナーの低温定着性が不充 分となることがあり、 9 0重量%を超えると、 得られるトナーの耐高温オフセッ ト性、 保存安定性及び結晶性ポリマーとの混練性が不充分となることがある。 上記非結晶性ポリエステルは、 分子量が 1 0 0 0〜3 0万であるものの含有率 が 9 0重量。 /。以上であって、 該分子量が 1 0 0 0〜3 0万である非結晶性ポリエ ステルのうち、 分子量が 1 0 0 0〜2万であるものの含有率が 4 0〜9 0重量0 /0、 分子量が 2万〜 3 0万であるものの含有量が 1 0〜6 0重量 °/0であることが好ま しい。
上言さ結晶性ポリマーと上記非結晶性ポリエステルとは相溶するものであること が好ましい。 上記結晶性ポリマーと上記非結晶性ポリエステルとが相溶すること により、 上述のネットワーク構造を安定して形成することができる。 また、 上記 結晶性ポリマーと上記非結晶性ポリエステルとが相溶する場合には、 本発明のト ナー用樹脂組成物は無色透明となり、 良好な発色を行うことができるカラートナ 一用樹脂組成物として好適に用いることができ、 また、 高い樹脂強度を有してい るので、 耐久性及び耐高温オフセット性に優れたトナー用樹脂組成物として好適 に用いることができる。
なお、 本明細書において相溶とは、 上記結晶性ポリマーと上記非結晶性ポリエ ステルとが、 均一に混和する状態をいい、 これらは、 完全に相溶しても、 また一 部が相溶してもよい。
このように上記結晶性ポリマーと上記非結晶性ポリエステルとが相溶するため には、 上記結晶性ポリマーのガラス転移温度を A (°C) 、 上記非結晶性ポリエス テルのガラス転移温度を B (°C) としたときに、 本発明のトナ—用樹脂糸且成物の ガラス転移温度 C (°C) が下記式 (3 ) を満たすことが好ましい。 s A + t B— 2 ≤ C ≤ s A + t B + 2 ( 3 ) 式 (3 ) 中、 sはトナー用樹脂組成物中の結晶性ポリマーの重量分率を表し、 t はトナー用樹脂組成物中の非結晶性ポリマーの重量分率を表す。
本発明のトナー用樹脂組成物のガラス転移温度が上記式 (3 ) を満たす場合には、 上記結晶性ポリマーと上記非結晶性ポリエステルとが極めて良好に相溶する。 上記結晶性ポリマーとして結晶性ポリエステルを用い、 更に、 結晶性ポリエス テルと非結晶性ポリエステルとが構成モノマーとして、 例えばテレフタル酸等の 共通のモノマー成分を有するようにすれば、 相溶性を向上させることができる。 例えば、 上記結晶性ポリエステルが、 ポリブチレンテレフタレート (P B T) 又 はポリエチレンテレフタレート (P E T ) であり、 非結晶性ポリエステルが、 テ レフタノレ酸、 ネオペンチルグリコール、 並びに、 エチレングリコール及び/又は 1 , 4ーブタンジオールとを主成分とするモノマー混合物を重合してなるもので あるときには、 両者はよく相溶する。
本発明のトナー用樹脂組成物における上記結晶性ポリマーと上記非結晶性ポリ エステルとの含有量としては、 上記結晶性ポリマーの含有量の好ましい下限が 2 重量%、 好ましい上限が 3 0重量。/。であり、 上記非結晶性ポリエステルの含有量 の好ましい下限が 9 8重量%、 好ましい上限が 7 0重量%である。
上記結晶性ポリマーの含有量が 2重量。 /0未満であると、 耐高温オフセット性が 劣ることがあり、 3 0重量%を超えると、 低温定着性が劣ることがある。 より好 ましい下限は 3重量%、 より好ましい上限は 2 0重量%であり、 更に好ましい下 限は 5重量%、 更に好ましい上限は 1 5重量%である。
このような本発明のトナー用樹脂組成物の分子量特性は、 上記結晶性ポリマー 成分と非結晶性ポリエステル成分との分子量の組み合わせにより実現することが できるが、 更に、 重量平均分子量が 3 0 0 0〜8 0 0 0である低分子量非結晶性 ポリエステルを配合することにより調整してもよい。 上記低分子量非結晶性ポリ エステルとしては、 上記非結晶性ポリエステルと同様のものを用いることができ る。
本発明のトナー用樹脂組成物は、 また、 結晶核剤を含有することが好ましい。 上記結晶核剤を含有することにより、 上記結晶性ポリマー成分の結晶化を促進す ることができる。 上記結晶核剤としては特に限定されないが、 例えば、 酸化亜鉛、 酸化マグネシウム、 酸化ケィ素、 酸化鉄 (1 1 1 ) 、 酸化チタン等の金属酸化物 ;炭酸カルシウム、 炭酸マグネシウム、 ケィ酸カルシウム、 ケィ酸鉛、 ケィ酸マ グネシゥム、 リン酸カルシウム、 硫酸カルシウム、 硫酸バリウム、 チタン酸カリ ゥム等の無機塩;シユウ酸カルシウム、 シユウ酸ナトリゥム等の有機酸塩;タル ク、 カオリン、 クレイマイ力、 ウォラストナイ ト等の粘土類等が挙げられる。 ま た、 上記結晶核剤の形状としては特に限定されず、 板状、 球状の他、 無定形であ つてもよい。
本発明のトナー用樹脂組成物の酸価としては特に限定されないが、 1 〜 3 0で あることが好ましい。 このような酸価は、 上記結晶性ポリマー又は上記非結晶性 ポリエステルの主鎖末端の酸性の官能基、 具体的には例えばカルボキシル基等、 に起因するものである。 酸価がこの範囲にあると、 得られるトナーが低温定着性 に優れることに加え、 紙との親和性も向上する。
なお、 本発明のトナー用樹脂組成物では、 従来の 1 0 0万レベルの高分子量ポ リマーを含む架橋系のトナー用樹脂組成物と異なり、 数十万程度の分子量のポリ マーしか含有しないことから、 上記酸性の官能基が比較的均一に分布し、 更に高 い低温定着性が得られる。
本発明のトナー用樹脂組成物を作製する方法としては特に限定されず、 例えば、 別々に上記結晶性ポリマーと上記非結晶性ポリエステルとを調整し、 得られた結 晶性ポリマーと非結晶性ポリエステルとを結晶性ポリマーの融点以上の温度下で 混合する方法等が挙げられる。
本発明のトナー用樹脂組成物をバインダー樹脂として用いて、 必要に応じて、 着色剤、 電荷制御剤、 磁性体、 ゴム状ポリマー、 スチレン一アクリル酸エステル 共重合体からなるトナー用樹脂、 キャリア、 クリーニング性向上剤等と混合する ことにより、 トナーを製造することができる。 このようなトナーもまた、 本発明 の 1つである。
上記着色剤としては特に限定されず、 例えば、 ファーネスブラック、 ランプブ ラック、 サーマノレブラック、 アセチレンブラック、 チャンネノレブラック等のカー ボンブラック、 ァニリンブラック、 フタロシアニンプノレー、 キノリンイエローラ ンプブラック、 ローダミン一 B、 ァゾ系顔料、 ペリレン系顏料、 ぺリノン系顔料、 アントラキノン系顔料、 ジォキサジン系顔料、 イソインドリン系顔料、 イソイン ドリノン系顔料、 スレン系顔料、 インジコ系顔料、 キノフタロン、 ジケトピロ口 ピロール、 キナクリ ドン等が挙げられる。 これらの着色剤の配合量は、 トナー用 樹脂組成物 1 0 0重量部に対して 1〜1 0重量部であることが好ましい。
上記電荷制御剤には、 正帯電用と負帯電用との 2種類がある。 上記正帯電用電 荷制御剤としては、 例えば、 ニグ口シン染料、 アンモニゥム塩、 ピリジ-ゥム塩、 ァジン等が挙げられ、 負帯電用電荷制御剤としては、 例えば、 クロム錯体、 鉄錯 体等が挙げられる。 なかでも、 酸変性荷電制御剤が好適であり、 サリチル酸変性 であるとトナー用樹脂組成物と架橋してゴム弾性を発現する。 ジー t e r t—プ チルサリチル酸ク口ム錯体ジー t e r t—プチルサリチル酸亜鉛錯体等のアルキ ル置換サルチル酸の金属錯体は、 無色又は淡色であるためトナーの色調に影響を 与えないので好ましい。 また、 上記電荷制御剤としては、 荷電制御樹脂 (C C R ) も好適に用いることができる。 上記荷電制御樹脂としては、 例えば、 4級アン モユウム塩を含むモノマー、 有機フッ素系モノマー、 スルホン酸基含有モノマー、 フエエルマレイミド系モノマー等を共重合したスチレンァクリルポリマー等が挙 げられる。 これらの電荷制御剤の配合量は、 トナー用樹脂組成物 1 0 0重量部に 対して 0 . 1〜 1 0重量部であることが好ましい。
上記磁性体としては、 例えば、 商品名「T A R O X B Lシリーズ」 (チタンェ 業社製) 、 商品名「E P Tシリーズ」、 商品名「MA Tシリーズ」、 商品名「M T S シリーズ」 (いずれも戸田工業社製) 、 商品名「D CMシリーズ」 (同和鉄粉社製 ) 、 商品名「K B Cシリーズ」、 商品名「Κ Β Iシリーズ」、 商品名「K B Fシリー ズ」、 商品名「Κ Β Ρシリーズ」 (いずれも関東電化工業社製) 、 商品名「; B a y ο X i d e Eシリーズ」 (B a y e r A G社製) 等が挙げられる。
上記ゴム状ポリマーとしては、 例えば、 天然ゴム、 ポリイソプレンゴム、 ポリ ブタジエンゴム、 二トリルゴム (アクリロニトリル -ブタジエン共重合体) 、 ク ロロプレンゴム、 ブチルゴム、 ァクリルゴム、 ポリウレタンエラス トマ一、 シリ コーンゴム、 エチレン一プロピレン共重合体、 エチレン一プロピレン一ジェン共 重合体、 クロロスルフィン化ポリエチレン、 エチレン酢酸ビュル共重合体、 ェチ レン一アクリル酸共重合体、 エチレン一アクリル酸エステル共重合体、 塩素化ポ リエチレン、 ェピクロロヒ ドリンゴム、 二トリルイソプレンゴム等の合成ゴム、 ポリエステノレエラストマ一、 ウレタンエラス トマ一等のエラス トマ一. スチレン 一ブタジエン一スチレンブロック共重合体、 スチレン一ィソプレン一スチレンブ ロック共重合体、 スチレン一エチレンブチレン一スチレンブロック共重合体、 ス チレン一エチレンプロピレン一スチレンプロック共重合体等の芳香族炭化水素と 共役ジェン系炭化水素とのブロック共重合体が挙げられる。 なお、 プロック共重 合体にはスチレン一ブタジエンプロック共重合体やスチレン一ィソプレンブロッ ク共重合体等が混合されてあつてもよく、 これらの水素添加物が混合されてあつ てもよい。
また、 末端に水酸基、 カルボキシル基、 アルデヒ ド基、 スルホニル基、 シァノ 基、 ニトロ基、 ハロゲン基等の極性基を有する芳香族炭化水素と共役ジェンとの プロック共重合体からなるゴム状ポリマーは、 トナーとの親和性に優れるので好 ましい。 これら末端に極性基を有するプロック共重合体はリビング重合により得 ることができる。
ゴム状ポリマーは、 トナーに含まれる樹脂の樹脂強度を向上させることができ る。 よって、 ゴム状ポリマーを含有するトナーは、 トナーのフィルミング現象を 防止することができ、 また、 高い樹脂強度が必要な非磁性 1成分トナーに好適な トナーが得られる。
上記キャリアとしては、 例えば、 鉄、 ニッケル、 銅、 亜鉛、 コバルト、 マンガ ン、 クロム、 希土類等の金属単体、 合金、 酸化物、 フェライ ト等が挙げられる。 キャリアは表面が酸化されていてもよい。 また、 キャリア表面がポリテトラフル ォロエチレン、 モノクロ口トリフルォロエチレンポリマー、 ポリフッ化ビニリデ ン、 シリコーンポリマー、 ポリエステル、 ジ一 t e r t—ブチルサリチル酸の金 属錯体、 スチレン系ポリマー、 アクリル系ポリマー、 ポリアミ ド、 ポリビニルブ チラール、 ニグ口シン塩基性染料、 シリカ粉末、 アルミナ粉末等で被覆されてい てもよい。 キャリアを被覆することにより好ましレ、摩擦帯電性をキャリアに付与 することができる。
上記クリーニング性向上剤としては、 トナー粒子と混合することにより トナー の流動性が向上するものであれば特に限定されない。 トナーの流動性が向上する とトナーがクリーニングブレードに付着しにくくなる。 例えば、 フッ化ビニリデ ンポリマー等のフッソ系ポリマー粉末、 ァクリル酸エステルポリマー等のァクリ ル系ポリマー粉末、 ステアリン酸亜鉛、 ステアリン酸カルシウム、 ステアリン酸 鉛等の脂肪酸金属塩粉末、 酸化亜鉛粉末、 酸化チタン粉末等の金属酸化物粉末、 微粉末シリ力粉末、 シランカツプリング剤やチタンカツプリング剤ゃシリコンォ ィル等により表面処理が施されたシリカ粉末、 ヒュームドシリカ等が挙げられる。 また、 上記クリーニング性向上剤としては、 アクリル系ポリマーやスチレン系ポ リマー等からなる粒径 0 . 0 5〜0 . 5 μ πιの球体も好適に用いることができる。 本発明のトナーは、 更に、 融点が 7 0〜1 2 0 °Cである低融点化合物を含有す ることが好ましい。 7 0 °C未満であると、 得られるトナーの保存性、 流動性が劣 ることがある、 1 2 0 °Cを超えると、 低温定着性の向上が不充分となることがあ る。 上記融点が 7 0 - 1 2 0 °Cである低融点化合物としては特に限定されないが、 結晶性ポリエステル又はワックスが好適である。
上記融点が 7 0〜1 2 0 °Cである低融点化合物として結晶性ポリエステルを用 いる場合には、 上記結晶性ポリエステルとしては特に限定されないが、 脂肪族ポ リエステルが好適に用いられる。 脂肪族ポリエステルはポリエステル系のトナー 用樹脂組成物との相溶性に優れ、 トナー粉砕時の低融点化合物の脱落が起こらな いため、 低温定着性の向上効果に優れる。 また、 脂肪族ポリエステルはワックス に比較して、 分子量が大きいため、 トナーからのブリードが起こりにくく、 トナ 一の保存性、 流動性に優れる。 なお、 上記融点が 7 0〜1 2 0 °Cである低融点化 合物として結晶性ポリエステルを用いる場合には、 融点が 7 0〜1 2 0 °Cである 低融点化合物はトナー用樹脂組成物に配合されていてもよい。
上記融点が 7 0〜1 2 0 °Cである低融点化合物としてワックスを用いる場合に は、 上記ワックスは離型剤としての役割も果たし得る。
上記ワックスとしては、 例えば、 ポリプロピレンワックス、 ポリエチレンヮッ タス、 マイクロクリスタリンワックス、 酸化ポリエチレンヮックス等のォレフィ ン系ワックスやパラフィン系ワックス ;カノレナパワックス、 サゾーノレワックス、 モンタン酸エステルワックス等の脂肪族エステル系ワックス ;脱酸カルナバヮッ クス ;バルチミン酸、 ステアリン酸、 モンタン酸等の飽和脂肪族酸系ワックス ; プラシジン酸、 エレォステアリン酸、 バリナリン酸等の不飽和脂肪族酸系ヮック ス ; ステアリノレアルコール、 ァラルキノレアルコーノレ、 ベへ-ノレアルコーノレ、 力ノレ ナウビルアルコール、 セリルアルコール、 メリシルアルコール等の飽和アルコー ル系ワックスや脂肪族アルコール系ワックス ; ソルビトール等の多価アルコール 系ワックス ; リノ一ル酸ァミ ド、 ォレイン酸ァミ ド、 ラウリン酸ァミ ド等の飽和 脂肪酸アミ ド系ワックス ; メチレンビスステアリン酸アミ ド、 エチレンビスカプ リン酸アミ ド、 エチレンビスラウリン酸アミ ド、 へキサメチレンビスステアリン 酸アミ ド等の飽和脂肪酸ビスアミド系ワックス ;エチレンビスォレイン酸アミ ド、 へキサメチレンビスォレイン酸アミ ド、 N, N ' —ジォレイルアジピン酸 Tミ ド、 N , N, -ジォレイルセバシン酸アミ ド等の不飽和酸アミ ド系ワックス ; m -キ シレンビスステアリン酸アミ ド、 N , Ν ' -ジステアリルイソフタル酸アミ ド等 の芳香族ビスアミ ド系ワックス ;ステアリン酸カルシウム、 ラウリン酸カルシゥ ム、 ステアリン酸亜鉛、 ステアリン酸マグネシウム等の脂肪酸金属塩; スチレン ゃァクリル酸等のビエル系モノマーをポリオレフインにグラフト重合させたグラ フト変性ワックス ;ベへニン酸モノグリセリ ド等の脂肪酸と多価アルコールとを 反応させた部分エステルワックス ;植物性油脂を水素添加して得られるヒドロキ シル基を有するメチルエステルワックス ;エチレン成分の含有割合が高いェチレ ン一酢酸ビュル共重合体ワックス ; ァクリル酸等の飽和ステアリルァクリレート ヮックス等の長鎖アルキルァクリレートワックス ;ベンジルァクリレートヮック ス等の芳香族ァクリレートワックス等が挙げられる。 なかでも、 長鎖アルキルァ タリレートヮックスゃ芳香族ァタリレートワックスは、 トナー用樹脂組成物との 相溶性に優れ透明性の高いトナーが得られることから好適である。 これらのヮッ タスは単独で用いてもよいし、 2種以上を併用してもよいが、 特に融点が 3 0 °C 以上異なる 2種以上のワックスを併用することが好ましい。 また、 上記ワックス のトナー中における大きさとしては特に限定されないが、 長径が 2 / m以下であ ることが好ましい。
上記融点が 7 0〜 1 2 0 °Cである低融点化合物は、 上記トナー用樹脂組成物と の S P値の差が 0 . 2〜3 . 0であることが好ましい。 0 . 2未満であると、 ト ナー用樹脂組成物のガラス転移温度の低下が著しく、 保存性に劣ることがあり、 3. 0を超えるとトナー用樹脂組成物との相溶性が不十分なため、 トナー粉砕時 に低融点化合物が脱落しやすくなり、 低温定着性が劣る。
なお、 SP値は、 物質の表面の親和性を示す指標であり、 異なった SP値の溶 剤に対する溶解性から評価することができる。
上記融点が 70〜120°Cである低融点化合物の本発明のトナー中における分 散径は 0. 2〜 3 //mであることが好ましい。 0. 2 im未満であると、 トナー 用樹脂組成物のガラス転移点温度の低下が著しく、 保存性に劣ることがあり、 3 / mを超えると、 トナー用樹脂組成物との相溶性が不充分となり、 トナー粉砕時 に低融点化合物が脱落しゃすくなり低温定着性が劣ることがある。 より好ましく は 0. 5〜2. O zmである。
本発明のトナーにおける上記融点が 70〜120°Cである低融点化合物の配合 量は 0, 2〜 10重量%であることが好ましい。 0. 2重量%未満であると、 低 温定着性の向上効果が不充分となることがあり、 10重量%を超えると、 保存性 に劣ることがある。 より好ましくは 0. 5〜 4重量%である。
本発明のトナーは、 ゲルパーミュエーシヨンクロマトグラフィーで測定したと きに、 重量平均分子量が 2000以下の位置にピークが認められることが好まし い。 これにより定着性が向上する。 また、 本 明のトナーは、 ゲルパーミュエー シヨンクロマトグラフィ一で測定したときに、 重量平均分子量が 1万以上の位置 にピークが認められることが好ましい。 これにより耐水性が向上する。
本発明のトナーの粒径としては特に限定されないが、 10 /xm以下である場合 には特に高い画質が得られる。 より好ましくは 5 / m以下である。
本発明のトナーの含水分量としては特に限定されないが、 好ましくは 0. 01 〜0. 2重量%である。 0. 01重量%未満であると、 製造上の問題から製造が 困難となり、 0. 2重量%を超えると、 充分な帯電安定性が得られないことがあ る。
本発明のトナーの安息角としては特に限定されないが、 23°C、 湿度 60%に おける安息角の好ましい下限は 1度、 好ましい上限は 30度である。 1度未満で あると、 トナーのハンドリングが困難となることがあり、 3 0度を超えると、 ト ナ一の流動性が不足することがある。 なお、 上記トナーの安息角は、 例えば、 パ ウダ一テスター (例えば、 ホソカワミクロン社製 P T— N型等) 等により測定す ることができる。
本発明のトナーの表面粗さとしては特に限定されないが、 好ましくは◦. 0 1 〜2 / mである。 0 . 0 1 μ πι未満であると、 印字を行うことが困難となること があり、 2 mを超えると得られる画像の表面光沢が不充分となることがある。 なお、 上記表面粗さは、 本発明のトナーを用いて印字した画像の印字部を J I S B 0 6 0 1に算術平均粗さ (R a ) の測定方法として規定される方法により 測定することができる。
本努明のトナーを、 特に表面光沢に優れることが要求される用途に用いる場合 には、 本発明のトナーの粘度としては、 1 5 0 °Cにおける溶融粘度が 1 0 0〜5 万 m P a ■ sであることが好ましい。 l O O m P a . s未満であると、 保存性が 劣ることがあり、 5万 m P a · sを超えると、 充分な表面光沢が得られないこと がある。 より好ましい上限は 1万 m P a · sである。
本発明のトナーは、 低温から高温にわたる広い範囲で良好な定着性を発現する ことができ、 低温定着性と耐高温オフセット性、 耐ブロッキング性との両方に優 れることから、 スィッチをいれてから印刷が可能になるまでの時間を短縮するこ とができるので、 経済的であり、 更に、 ローラの温度が下がっても画像の鮮明性 を維持することができるので、 印刷の高速化を図ることができる。 本発明のトナ 一は無色透明であるので、 所望の色を容易に調整することができる。 本発明のト ナ一は、 画像再現性に優れる。
また、 本発明のトナーは、 離型オイルが塗布された定着ローラにより定着され てもよいが、 定着ローラに離型オイルが塗布されていなくても良好な定着性を発 現することができる。
また、 本発明のトナー用樹脂組成物に用いる結晶性ポリマーと非結晶性ポリエ ステルとは、 架橋したり、 別に高分子量樹脂を配合したりせずとも、 低温から高 温にわたる広い範囲で良好な定着性を発現することができ、 低温定着性と耐高温 オフセット性、 耐ブロッキング性との両方に優れるトナーを得ることができる。 このような非架橋トナー用樹脂糸且成物を用いたトナーは、 高分子量樹脂を含むト ナー用樹脂を用いたトナーに比べて粉砕されやすく、 シャープな溶融特性を示し、 光沢のある定着画像が得られる。 発明を実施するための最良の形態 以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、 本発明はこれら実施例 のみに限定されるものではない。 (実施例 1 )
( 1 ) ポリブチレンテレフタレート (P B T ) の製造
6 O Lの反応容器に蒸留塔、 水分離装置、 窒素ガス導入管、 温度計及び攪拌措 置を常法に従い設置し、 窒素ガス雰囲気下にて、 ジカルボン酸成分としてテレフ タノレ酸 1 0 0モル、 ジオール成分として 1, 4—ブタンジォーノレ 1 2 0モノレをカロ え、 エステル化縮合触媒としてチタンテトラブトキシド (T B B ) 0 . 0 5モル を仕込み、 2 0 0 °Cで、 生成する水及びメタノールを蒸留塔より留出させながら エステル化反応を行った。 蒸留塔より水及びメタノ一ルが留出しなくなった時点 でエステル化反応を終了した。
エステル化反応終了後、 6 0 Lの反応容器の蒸留塔への開口部を閉鎖すると共 に、 真空ポンプからのラインを開き、 反応系内を 5 mmH g以下に減圧し、 2 4 0 °C、 攪拌回転数 6 0 r p mで縮合反応を行うとともに縮合反応で生じた遊離ジ オールを反応系外へ留出させて、 ポリプチレンテレフタレートを得た。
( 2 ) 非結晶性ポリエステルの製造
6 0 Lの反応容器に蒸留塔、 水分離装置、 窒素ガス導入管、 温度計及び攪拌措 置を常法に従い設置し、 窒素ガス雰囲気下にて、 ジカルボン酸成分としてテレフ タル酸 9 0モル、 屈曲モノマー成分としてイソフタル酸 5モル、 無水フタノレ酸 5 モノレ、 分岐モノマー成分としてネオペンチレングリコーノレ 6 0モノレ、 他のジォー ノレとしてエチレングリコール 60モル、 エステル化縮合触媒としてチタンテトラ プトキシド (TBB) 0. 05モルを仕込み、 200°Cで、 生成する水及ぴメタ ノールを蒸留塔より留出させながらエステルィヒ反応を行った。 蒸留塔より水及び メタノールが留出しなくなつた時点でエステル化反応を終了した。
エステル化反応終了後、 60 Lの反応容器の蒸留塔への開口部を閉鎖すると共 に、 真空ポンプからのラインを開き、 反応系内を 5 mmHg以下に減圧し、 24 0°C、 攪拌回転数 60 r pmで縮合反応を行うとともに縮合反応で生じた遊離ジ オールを反応系外へ留出させて、 非結晶性ポリエステルを得た。 (3) トナー樹脂組成物及ぴトナーの製造
得られたポリプチレンテレフタレート 7重量部、 非結晶性ポリエステル 93重 量部を二軸押出機を用いて 240°Cで溶融混練後、 ベルトクーラーを用いて急冷 し、 トナー用樹脂組成物を得た。
得られたトナー用樹脂組成物 100重量部に荷電制御剤 (ボントロン S— 34 :オリエント化学社製) 1重量部、 カーボンブラック 5重量部及びカルナバヮッ タス 1重量部をヘンシェルミキサーで充分に混合した後、 1 20°Cで溶融混練し、 冷却、 粗粉砕した。 その後、 ジェットミル (ラボジェット : 日本ュユーマチック 社製) で微粉砕して、 平均粒径約 8 xmのトナー粉末を得た。 更に、 このトナー 粉末を分級機 (MDS-2 : 日本ニューマチック社製) で分級して、 平均粒径約 10 i mのトナー微粉末を得た。 このトナー微粉末 100重量部に、 疎水性シリ 力 (R 972 : 日本ァエロジル社製) 1. 0重量部を均一に混合 (外添) してト ナ一を製造した。
(実施例 2、 3)
トナー用樹脂組成物の製造において、 ポリプチレンテレフタレート (PBT) と非結晶性ポリエステルとの配合比を表 1に示した組成に変更した以外は、 実施 例 1と同様にしてトナー用樹脂組成物及びトナーを得た。 (実施例 4 )
結晶性ポリエステルの原料モノマーとして、 テレフタル酸 1 0 0モルとェチレ ングリコール 1 2 0モルとを用いた以外は、 実施例 1と同様にして結晶性ポリエ ステルと非結晶性ポリエステルとを得た。
得られた結晶性ポリエステルと非結晶性ポリエステルとを用レ、、 混練温度を 2 7 0 °Cにした以外は、 実施例 1と同様にしてトナー用樹脂組成物及びトナーを得 た。
(比較例 1、 2 )
結晶性ポリエステルの原料モノマーとして、 テレフタル酸 6 0モル、 イソフタ ル酸 4 0モル及び 1, 4ーブタンジオール 1 2 0モルとを用いた以外は、 実施例 1と同様にして結晶性ポリエステルと非結晶性ポリエステルとを得た。
得られた結晶性ポリエステルと非結晶性ポリエステルとを用い、 混練温度を 1 6 0 °Cにした以外は、 実施例 1と同様にしてトナー用樹脂組成物及びトナーを得 た。
(比較例 3 )
実施例 1で作製した非結晶性ポリエステル 1 0 0重量部に荷電制御剤 (ボント ロン S— 3 4 :オリエント化学社製) 1重量部、 カーボンブラック 5重量部及び カルナバワックス 1重量部をヘンシェルミキサーで充分に混合した後、 1 2 0 °C で溶融混練し、 冷却、 粗粉砕した。 その後、 ジ ットミル (ラボジエツト : 日本 ニューマチック社製) で微粉砕して、 平均粒径約 8 / mのトナー粉末を得た。 更 に、 このトナー粉末を分級機 (MD S— 2 : 日本-ユーマチック社製) で分級し て、 平均粒径約 1 0 μ mのトナー微粉末を得た。 このトナー微粉末 1 0 0重量部 に、 疎水性シリカ (R 9 7 2 : 日本ァエロジル社製) 1 . 0重量部を均一に混合 (外添) してトナーを製造した。
(比較例 4 ) 6 0 Lの反応容器に蒸留塔、 水分離装置、 窒素ガス導入管、 温度計及び攪拌措 置を常法に従い設置し、 窒素ガス雰囲気下にて、 ジカルボン酸成分としてテレフ タル酸 9 9モル、 トリメ リ ット酸 1モル、 ジオール成分としてビスフエノール A プロピレンォキシド付加物 1 0 5モル、 エステル化縮合触媒としてジブチル錫ォ キシド 0 . 0 5モルを仕込み、 2◦ 0 °Cで、 生成する水及びメタノールを蒸留塔 より留出させながらエステル化反応を行った。 蒸留塔より水及びメタノ一ルが留 出しなくなった時点でエステル化反応を終了した。
エステル化反応終了後、 6 0 Lの反応容器の蒸留塔への開口部を閉鎖すると共 に、 真空ポンプからのラインを開き、 反応系内を 5 mmH g以下に減圧し、 2 4 0 °C、 攪拌回転数 6 0 r p mで縮合反応を行うとともに縮合反応で生じた遊離ジ オールを反応系外へ留出させて、 非結 性ポリエステルを得た。
得られた非結晶性ポリエステルを用いた以外は、 比較例 3と同様にしてトナー を製造した。 (評価)
実施例 1〜 4及び比較例 1〜 4で作製したトナー用樹脂組成物又はトナーにつ いて、 以下の方法により評価を行った。
結果を表 1及ぴ表 2に示した。 [分子量及び分子量分布の測定]
( 1 ) 結晶性ポリエステル及び結晶性ポリアミ ド
G P C測定装置として、 日本ミリポアリミテッド社製の H T R— Cを用い、 力 ラムには昭和電工社製の H F I P - 8 0 6 M ( 2本) を直列につないで使用し、 重量平均分子量を測定した。 測定条件は、 温度は 4 0 °C、 試料は 0 . 1重量%ヒ ドロキシフルォロイソプロパノール (H F I P ) 溶液 (0 . 4 5 mのフィルタ 一を通過したもの) 、 注入量は1 0 0 、 キャリアー溶媒としては 1 L当たり 丁?八を0 . 6 8 g含む H F I Pを用いた。 校正試料として標準ポリスチレンを 用いた。 (2) 非結晶性ポリエステル
GPC測定装置として、 本ミリポアリミテッド社製の HTR— Cを用い、 力 ラムには昭和電工社製の KF— 800 P (1本) 、 KF— 806M (2本) 、 K F-802. 5 (1本) を直列につないで使用し、 重量平均分子量を測定した。 測定条件は、 温度は 40°C、 試料は 0. 2重量%THF溶液 (0. 4 のフ ィルターを通過したもの) 、 注入量は 100 μ Lキャリアー溶媒は THF、 校正 試料として標準ポリスチレンを用いた。
(3) トナー用樹脂組成物及びトナー
GPC測定装置として、 日本ミリポアリミテッド社製の HTR— Cを用い、 力 ラムには昭和電工社製の KF— 800 P (1本) 、 KF— 806M (2本) 、 K F-802. 5 (1本) を直列につないで使用し、 分子量及び分子量分布を測定 した。 測定条件は、 温度は 40 °C、 試料は 0 · 2重量。/。 T H F溶液 ( 0. 45 mのフィルターを通過したもの) 、 注入量は 100 μ Lキャリアー溶媒は THF、 校正試料として標準ポリスチレンを用いた。
[ガラス転移温度 (T g) の測定]
トナー用榭脂組成物を融点以上の温度でしばらく保持した後、 急冷を行い、 結 晶化を完全に抑制したサンプルを作製した。 このサンプルについて、 示差走査熱 量計 (セイコー電子工業社製、 DSC— 6200R) を用いて、 昇温速度 10°C /分で、 J I S K 71 21に準拠して測定し、 該規格 (9. 3 「ガラス転移 温度の求め方」 ) に記載されている中間ガラス転移温度を求めた。
[結晶融点 (Tm) 及び吸熱量の測定]
示差走査熱量計 (セイコー電子工業社製、 DSC—6200R) を用いて、 昇 温速度 10 °CZ分で試料の 10 m gを加熱し、 J I S K 7121に準拠して 測定し、 該規格 (9. 1 「融解温度の求め方」 ) に記載されている融解ピーク値 を求めてこれを結晶融点 Tmとし、 また、 D S Cチャートをから結晶融点 Tmに おける吸熱量を求めた。 [酸価の測定]
エチルアルコールの代わりにテトラヒドロフラン (THF) を用いた以外は、 J I S K 6 75 1に準拠した方法により酸価を求めた。
[色調の評価]
トナー用樹脂組成物の色を目視にて観察した。
[結晶粒子の平均粒子径の評価]
トナー用樹脂組成物をプレパラート上に載せ、 ホットプレート等を用いて 10 o°cに加熱して軟化させた後、 カバーグラスを被せて軽く押さえつけた。 その後、 150°Cまで加熱して非晶状態にある樹脂を再結晶化させてから室温に戻した。 これを 200倍の倍率の偏光顕微鏡 (ォリンパス社製) を用いて観察し、 判別可 能な結晶粒子の粒子径を測定し、 その平均を求めた。 測定は 5写野で行い、 その 平均値を算出した。
[ヘーズ値の測定]
トナー用樹脂組成物を 150度で熱プレスして厚さ 1 mmの板状サンプルを作 製した。 このサンプルについて、 J I S K 7105に記載された方法に準拠 し、 東京電色社製 TC一 H I I I DPKを用いて、 全光線透過率 T i (%) と拡 散透過率 T d (%) とを測定し、 上記式 (4) によりヘーズ値 Hを算出した。
[再結晶温度の測定]
示差熱走査熱量計 (セイコーインスツルメンッ社製、 S SCZ5200 DS C 220 C型) を用いて、 いったん 10°Cで 5分間保持したトナー用樹脂微粒子 を、 10°〇ノ分の速度で 260°Cまで昇温して行った。 このときの再結晶化に基 づく発熱ピークより再結晶開始温度 (T i c) と再結晶ピーク温度 (Tp c) と を読み取り、 その差を算出した。 [緩和弾性率の変化率 Dの測定]
トナー用樹脂組成物を溶融後、 直径 25mm、 高さ 1 mmの円盤状に成形し、 これを試験用試料とした。 これを直径 25 mmの円盤一円盤治具に取り付け、 緩 和弾性率測定装置 (レオメ トリツクス社製 RM S _ 800 ) を用いて 1 90 °C、 初期剪断ひずみ 5 %の条件で、 剪断ひずみを与えてから 0. 1秒後の緩和弾性率 G5% (0. 1) 及び緩和弾性率曲線ピーク位置の緩和弾性率を測定し、 上記式 (1) により緩和弾性率曲線の勾配を算出した。 [緩和弾性率及び緩和弾性率曲線の勾配の測定]
トナー用樹脂組成物を溶融後、 直径 25mm、 高さ 1 mmの円盤状に成形し、 これを試験用試料とした。 これを直径 25 mmの円盤一円盤治具に取り付け、 緩 和弾性率測定装置 (レオメ トリックス社製 RMS_ 800) を用いて 1 90°C、 初期剪断ひずみ 450%の条件で、 剪断ひずみを与えてから 0. 02秒後及び 0. 1秒後の緩和弾性率を測定し、 上記式 (2) により緩和弾性率曲線の勾配を算出 した。
[ブロッキング性の評価]
トナー 10 gを 10 OmLサンプル瓶に取り、 50 °Cの恒温槽中に 8時間放置 した後、 パウダーテスター (ホソカワミクロン社製) を用いて 250 μπιのフィ ルターでふるいにかけフィルター上に凝集物が残存するかを観察し、 凝集物があ る場合には、 トナー重量に対する凝集物の重量 (重量%) を求めた。
[フィルミング評価]
1万枚印刷を行い、 定着ローラにトナーが付着していないかを目視で観察し、 トナ一の付着が見られないものをフィルミングなしと評価した。
[ダロス評価] ダロスメータ (光沢度計、 スガ試験機社製、 U G V—5 0 ) を用い、 トナーで 黒く塗りつぶした試験紙をダロスメータに取りつけ反射角が 7 5度となるよう光 路を設定し光沢度を測定した。 [高温オフセット温度及び低温オフセット温度の測定]
トナー 6 . 5重量部を平均粒径 6 O /z mの鉄粉キャリアー 9 3 . 5重量部と混 合して現像剤を作製した。 電子写真複写機として京セラミタ社製の KM— 4 2 3 0を熱定着ローラの設定温度が最大 2 2 0 °Cまで変えられるように改造したもの を用いた。
熱定着ローラの設定温度を段階的に変化させて、 各設定温度の熱定着ローラに よつて未定着トナー像を転写紙に定着させた複写物を得た。
得られた複写物の余白部分や定着画像がトナーにより汚されているか否かを観 察し、 汚れが生じない温度領域を非オフセット温度領域とした。 また、 非オフセ ット温度領域の最大値を高温オフセット温度とし、 最小値を低温オフセット温度 とした。
[トナーの最低定着温度の測定]
電子写真複写機の熱定着ローラの設定温度を段階的に変えて複写を行ない、 余 白部分や定着画像にかぶりが発生することなく余白部分や定着画像がトナーによ り汚されておらず、 得られた複写物の定着画像をタイプライター用砂消しゴムで 擦ったとき、 定着画像の濃度の低下が 1 0 %未満である場合を定着良好と判定し、 その時の最低温度を求めた。
なお、 画像の濃度はマクベス光度計を用いて測定した。 [色再現性の評価]
定着画像を目視により観察し、 以下の基準により評価した。 なお、 画像濃度の 測定にはマクベス光度計を用いた。
E :カプリ、 ムラが全くなく、 画像濃度が 1 . 6以上と充分に高く、 解像度、 転 写性、 階調性が非常に優れる。
G :カプリ、 ムラがなく、 画像濃度が 1. 4〜1. 6と高く、 解像度、 転写性、 階調性が優れる。
F :カプリ、 ムラが発生することがあり、 画像濃度が 1. 4未満と不充分な場合 もあるが、 定着評価が可能な画像が得られる。
D :カプリ、 ムラがあり、 満足な画像が得られない。
実施例 1 実施例 2 実施例 3 実施例 4 テレフタル酸 100 100 100 100 原料
ポ イソフタル酸 一 ― 一 一 モノマー
エチレンク'リコール ― ― ― 120
Jリ. ΐ。 (mol)
-2晶 1 ,4ーフ'タンシ'才ール 120 120 120 一
?性 融点 (°c) 227 227 227 257 ル 評 吸熱量(mJZmg) 71.6 71.6 71.6 35.9 価
重量平均分子量 80000 80000 80000 75000 テレフタル酸 90 90 90 90 イソフタル酸 5 5 5 5 無水フタル酸 5 5 5 5 ポ 原料
り非 モノマ一 トリ刈ット酸 - - - - ェ結 (mol) ネオへ'ンチルゲリコール 60 60 60 60 ス晶 エチレンク'リコール 60 60 60 60 亍性
ル ビスフエノール Aの
エチレン才キサ仆'付加物
評 カフス ¥E移/ mi Gノ 61 61 61 61 価 ■¾·且 ττ7
里簠十 J^¾ιノゝ 7 .
ガナ里 14000 14000 14000 14000 ま晶 /"ポリエステル
卜ナ一用 7 10 15 25 樹脂配合 非結晶性ホ。リエス亍ル 93 90 85 75 (重量部) カルナバワックス 1 1 1 1 樹脂の酸価 0.2 0.2 0.2 0.2 樹脂の色調 無色透明 無色透明 無色透明 無色透明 樹脂の吸熱量 (mJZmg) 5.2 6.6 8.8 8.9 卜
ナ 結晶粒子の平均粒子径( U m) 1.3 2.1 1.5 1.8 1 ヘーズ値(%) 65.2 70.6 79.3 85.3 用 再結晶開始温度 (Tic) (°C) 104 103 95 85 樹
脂 再結晶ピーク温度 (Tpc) (°C) 127 120 118 108 組 Tpc-Tic (°C) 23 17 23 22 成 緩和弾性率 G5% (0. 1 ) (Pa) 8.27 X 104 1.57 X 105 2.82 X 105 4.09 X I 05
の 緩和弾性率 G5%max(Pa) 1.11 X 105 2.05 X I 05 3.63 X 105 5.20 Χ 10ϋ 評 評 緩和弾性率の変化率 D 25.5 23.4 22.3 21.7 価 価 緩和弾性率 (0. 02) (Pa) 1.47 X 104 3.03 X 104 4.55 X 104 6.47 Χ 104 緩和弾性率 (0. 1 ) (Pa) 4.90 X 102 1.16 103 1.77 X 103 2.58 Χ 103 緩和弾性率曲線の勾配 K -18.5 -17.7 -17.6 -17.5 ブロッキング(重量0 /0) 0.5 0.5 0.5 0.5 卜 フィルミング評価 なし なし なし なし ナ グロス評価 39 38 37 37 1 高温オフセット温度 (°C) 190 205 220以上 220以上 の
評 低温オフセット温度 (で) 115 120 125 135 価 最低定着温度 (°c) 120 125 130 140 色再現性 G G G G 2
比較例 1 比較例 2 比較例 3 比較例 4 亍レフタル酸 60 60 一 一 原料
ポ イソフタル酸 40 40 一 一 モノマ一
糸口 (mol) エチレンゲリコール ― ― 一 ― 日日 1,4-ブタンシ 'オール 120 120 一 ― 性
丁 融点 (°c) 152 153 ― - ル 評
' 吸熱量(mJZmg) 0.0 0.0
重量平均分子量 45000 80000
テレフタル酸 90 90 90 95 イリフタル酸 5 5 5 ― 無水フタル酸 5 5 5
ポ 原料
リ非 トリ; (リット酸 _ _ 一
モノマー 5 ェ結 (mol) ネオへ。ンチルゲリコール 60 60 60 _ ス晶 エチレンゲリコ一ル 60 60 60 ― 亍性
ル ビスフエノール Aの
11 エチレン才キサ仆'付加物
評 カフス 移温度(°c) 61 61 61 59 価 重量平均分子量 14000 14000 1 000 950000 トナー用 ΐηΒ日 Λ丁ル 20 20 0 0 樹脂配合 非結晶性ホ'リ Iス亍ル 80 80 100 100 (重量部) カルナバワックス 1 1 1 1
樹脂の酸価 0.2 0.2 0.2 0.2 樹脂の色調 無色透明 無色透明 無色透明 黄色 樹脂の吸熱量 (mJ/mg) 0.0 0.0 0.0 0.0 卜
ナ 結晶粒子の平均粒子径( m) 認められず 認められず - -
1 へ一ズ値 (%) 48.3 49.1 20.6 52.7 用 再結晶開始温度 (Tic) (°C) 一 - ― - 樹
脂 再結晶ピーク温度 (Tpc) (¾) - - 一 一 組 Tpc-Tic (。C) ― - ― - 成 緩和弾性率 Gs%(0. 1 ) (Pa) ― ― 2.23 X 10 4.08 X 102
の 緩和弾性率 G5%maK(Pa) ― ― 9.57 X I 02 4.81 X 103 評 評 緩和弾性率の変化率 D ― ― 97.7 91.5 価 価
緩和弾性率 (0. 02) (Pa) 4.08 X 103 4.76 X 103 4.39 X 102 4.40 X 103 緩和弾性率 (0. 1 ) (Pa) 4.52 X 10 7.33 X 10 2.07 5.33 X 103 緩和弾性率曲線の勾配 K -24.4 -22.7 -29.1 -10.5 ブロッキング(重量%) 2 0.5 7 5 卜 フィルミング評価 少しあり 少しあり 多い 少しあり ナ グロス評価 37 37 37 9 1
高温オフセット温度 (°C) 定着域なし 145
の 定着域なし 175 評 低温オフセット温度 (°c) 定着域なし 130 定着域なし 140 価 最低定着温度 (°c) 定着域なし 140 定着域なし 145
色再現性 D F D F (実施例 5 )
( 1 ) ポリアミド (ポリアミドエステル共重合体) の製造
6 O Lの反応容器に蒸留塔、 水分離装置、 窒素ガス導入管、 温度計及び攪拌措 置を常法に従い設置し、 窒素ガス雰囲気下にて、 ジカルボン酸成分としてテレフ タル酸 9 5モル、 屈曲モノマー成分としてイソフタル酸 5モル、 分岐モノマー成 分としてネオペンチレングリコール 7 0モル、 他のジォーノレとしてエチレングリ コール 5 0モル、 6—ナイロン (東洋紡社製: T— 8 5 0 ) を生成ポリエステル アミ ドの 6 0重量%に相当する理論量を加え、 エステル化縮合触媒としてチタン テトラブトキシド (T B B ) 0 . 0 5モルを仕込み、 2 0 0 °Cで、 生成する水及 ぴメタノールを蒸留塔より留出させながらエステル化反応を行った。 蒸留塔より 水及びメタノールが留出しなくなつた時点でエステル化反応を終了した。
エステル化反応終了後、 6 0 Lの反応容器の蒸留塔への開口部を閉鎖すると共 に、 真空ポンプからのラインを開き、 反応系内を 5 mmH g以下に減圧し、 2 4 0 °C、 攪拌回転数 6 0 r p mで縮合反応を行うとともに縮合反応で生じた遊離ジ オールを反応系外へ留出させて、 ポリアミ ドエステルを得た。
( 2 ) 非結晶性ポリエ^テル (A) の製造 (ブレンド用)
6 0 Lの反応容器に蒸留塔、 水分離装置、 窒素ガス導入管、 温度計及び攪拌措 置を常法に従い設置し、 窒素ガス雰囲気下にて、 ジカルボン酸成分としてテレフ タル酸 9 0モル、 屈曲モノマー成分としてイソフタル酸 5モル、 無水フタル酸 5 モル、 分岐モノマー成分としてネオペンチレングリコーノレ 6 0モノレ、 他のジォー ルとしてエチレングリコール 6 0モル、 エステル化縮合触媒としてチタンテトラ プトキシド (T B B ) 0 . 0 5モルを仕込み、 2 0 0。Cで、 生成する水及ぴメタ ノールを蒸留塔より留出させながらエステル化反応を行った。 蒸留塔より水及び メタノ一ルが留出しなくなった時点でエステル化反応を終了した。
エステル化反応終了後、 6 0 Lの反応容器の蒸留塔への開口部を閉鎖すると共 に、 真空ポンプからのラインを開き、 反応系内を 5 mmH g以下に減圧し、 2 4 0°C、 攪拌回転数 60 r pmで縮合反応を行うとともに縮合反応で生じた遊離ジ オールを反応系外へ留出させて、 非結晶性ポリエステル (A) を得た。
(3) トナー樹脂組成物及びトナーの製造
得られたポリアミ ドエステル共重合体 10重量部、 非結晶性ポリエステル (A ) 90重量部を溶融混練してトナー用樹脂組成物を得た。
得られたトナー用樹脂組成物 100重量部に荷電制御剤 (ボントロン S— 34 :オリエント化学社製) 1重量部、 カーボンブラック 5重量部及びカルナバヮッ タス 1重量部をヘンシェルミキサ一で充分に混合した後、 1 30°Cで溶融混練し、 冷却、 粗粉碎した。 その後、 ジェットミル (ラボジェット : 日本-ユーマチック 社製) で微粉砕して、 平均粒径約 8 / mのトナー粉末を得た。 更に、 このトナー 粉末を分級機 (MDS— 2 : 日本ニューマチック社製) で分級して、 平均粒径約 10 μ mのトナー微粉末を得た。 このトナー微粉末 100重量部に、 疎水性シリ 力 (R 972 : 日本ァエロジル社製) 1. 0重量部を均一に混合 (外添) してト ナーを製造した。
(実施例 6 )
(1) 結晶性ポリエステルの製造
60 Lの反応容器に蒸留塔、 水分離装置、 窒素ガス導入管、 温度計及び攪拌措 置を常法に従い設置し、 窒素ガス雰囲気下にて、 ジカルボン酸成分としてテレフ タル酸 100モル、 ジオール成分として 1, 4一ブタンジオール 1 20モル、 ェ ステル化縮合触媒としてチタンテトラブトキシド (TBB) 0. 05モルを仕込 み、 220°Cで、 生成する水及びメタノールを蒸留塔より留出させながらエステ ル化反応を行った。 蒸留塔より水及びメタノールが留出しなくなつた時点でエス テル化反応を終了した。
エステル化反応終了後、 60 Lの反応容器の蒸留塔への開口部を閉鎖すると共 に、 真空ポンプからのラインを開き、 反応系内を 5 mmHg以下に減圧し、 24 0°C、 攪拌回転数 60 r pmで縮合反応を行うとともに縮合反応で生じた遊離ジ オールを反応系外へ留出させて、 高融点結晶性ポリエステルを得た。
( 2 ) 非結晶性ポリエステル (A) の製造 (ブレンド用)
6 0 Lの反応容器に蒸留塔、 水分離装置、 窒素ガス導入管、 温度計及び攪拌措 置を常法に従い設置し、 窒素ガス雰囲気下にて、 ジカルボン酸成分としてテレフ タル酸 9 0モル、 屈曲モノマー成分としてイソフタル酸 5モル、 無水フタル酸 5 モル、 分岐モノマー成分としてネオペンチレングリコール 6 0モル、 他のジォー ルとしてエチレンダリコール 6 0モル、 エステル化縮合触媒としてチタンテトラ ブトキシド (T B B ) 0 . 0 5モルを仕込み、 2 0 0 °Cで、 生成する水及びメタ ノールを蒸留塔より留出させながらエステル化反応を行った。 蒸留塔より水及び メタノールが留出しなくなつた時点でエステル化反応を終了した。
エステル化反応終了後、 6 0 Lの反応容器の蒸留塔への開口部を閉鎖すると共 に、 真空ポンプからのラインを開き、 反応系内を 5 mmH g以下に減圧し、 2 4 0 °C、 攪拌回転数 6 0 r p mで縮合反応を行うとともに縮合反応で生じた遊離ジ オールを反応系外へ留出させて、 非結晶性ポリエステル (A) を得た。
( 3 ) 非結晶性ポリエステル (B ) の製造 (ブレンド用)
6 0 Lの反応容器に蒸留塔、 水分離装置、 窒素ガス導入管、 温度計及び攪拌措 置を常法に従い設置し、 窒素ガス雰囲気下にて、 ジカルボン酸成分としてテレフ タル酸 9 0モル、 屈曲モノマー成分としてイソフタル酸 1 0モル、 分岐モノマー 成分としてネオペンチレングリコール 6 0モル、 他のジオールとしてエチレング リコール 6 0モル、 エステル化縮合触媒としてチタンテトラブトキシド (T B B ) 0 . 0 5モルを仕込み、 2 0 0 °Cで、 生成する水及びメタノールを蒸留塔より 留出させながらエステル化反応を行った。 蒸留塔より水及びメタノールが留出し なくなった時点でエステル化反応を終了した。
エステル化反応終了後、 6 0 Lの反応容器の蒸留塔への開口部を閉鎖すると共 に、 真空ポンプからのラインを開き、 反応系内を 5 mmH g以下に減圧し、 2 4 0 °C、 攪拌回転数 6 0 r で縮合反応を行うとともに縮合反応で生じた遊離ジ オールを反応系外へ留出させて、 非結晶性ポリエステル (B ) を得た。 ( 4 ) トナー榭脂組成物及びトナーの製造
得られた高融点結晶性ポリエステル 1◦重量部、 非結晶性ポリエステル ( A) 8 0重量部及び非結晶性ポリエステル (B ) 2 0重量部を溶融混練してトナー用 樹脂組成物を得た。
得られたトナー用樹脂組成物 1 0 0重量部に荷電制御剤 (ボントロン S— 3 4 : オリエント化学社製) 1重量部、 カーポンプラック 5重量部及びカルナバヮッ タス 1重量部をヘンシェルミキサーで充分に混合した後、 1 3 0 °Cで溶融混練し、 冷却、 粗粉碎した。 その後、 ジェットミル (ラボジェット : 本ニューマチック 社製) で微粉砕して、 平均粒径約 8 /x mのトナー粉末を得た。 更に、 このトナー 粉末を分級機 (MD S - 2 : 日本ニューマチック社製) で分級して、 平均粒径約 1 0 // mのトナー微粉末を得た。 このトナー微粉末 1 0 0重量部に、 疎水性シリ 力 (R 9 7 2 : 日本ァエロジル社製) 1 . 0重量部を均一に混合 (外添) してト ナーを製造した。
(実施例 7 )
トナー用樹脂組成物の製造において、 結晶性ポリエステルの配合量を 3 0重量 部とした以外は、 実施例 6と同様にしてトナー用樹脂組成物及びトナーを得た。
(比較例 5 )
6 0 Lの反応容器に蒸留塔、 水分離装置、 窒素ガス導入管、 温度計及び攪拌措 置を常法に従い設置し、 窒素ガス雰囲気下にて、 ジカルボン酸成分としてテレフ タル酸 9 9モル、 トリメリット酸 1モル、 ジオール成分としてビスフエノール A プロピレンォキシド付加物 1 0 5モル、 エステル化縮合触媒としてジブチル錫ォ キシド 0 . 0 5モルを仕込み、 2 0 0 °Cで、 生成する水及びメタノールを蒸留塔 より留出させながらエステル化反応を行った。 蒸留塔より水及びメタノールが留 出しなくなった時点でエステル化反応を終了した。 エステル化反応終了後、 6 0 Lの反応容器の蒸留塔への開口部を閉鎖すると共に、 真空ポンプからのラインを開き、 反応系内を 5 mmH g以下に減圧し、 2 4 0 °C、 攪拌回転数 6 0 r p mで縮合反応を行うとともに縮合反応で生じた遊離ジオール を反応系外へ留出させて、 非結晶性ポリエステルを得た。
得られた非結晶性ポリエステルのみをトナー用樹脂として用いた以外は実施例 5と同様にしてトナーを製造した。 実施例 5〜 7及び比較例 5で作製したトナー用樹脂組成物及又はトナ一につい て、 上述と同様の評価を行った。
結果を表 3に示した。
3
Figure imgf000043_0001
(実施例 8〜: L 0 )
表 4に示した原料モノマーを用いて結晶性ポリエステル及び非結晶性ポリエス テルを製造し、 これらを用いた以外は実施例 1と同様の方法により トナー用樹脂 組成物及びトナーを製造し、 評価を行った。
結果を表 4に示した。
4
実施例 9 実施例 1 0 テレフタル酸 (mol) 100 100 100 ポ イソフタル酸 (mol) 一 リ^ 原料モノマー
エチレンゲリコ—ル (mol) 一 一
1 ,4-ブタンシ'才一ル (mol) 120 120 120 性 融点 (°C) 227 228 227 ル 評価 吸熱量(mJZmg) 58.0 89.6 73.1
重量平均分子量 35000 140000 85000 亍レフタル酸 (mol) 90 90 90 イソフタル酸 (mol) 5 10
ポ 無水フタル酸 (mol) 5 4.5 リ非 トリメリット酸 (mol) 一 0.5 原料モノマー
ネオへ 'ンチルゲリコール (mol) 60 50 50 ス晶 エチレンゲリコール (mol) 60 50 50 テ性 ビスフ Iノール Aの ― 一
ル エチレン才キサ仆'付加物 (mol)
ガラス転移温度(°C) 61 61.5 57.5 評価
重量平均分子量 14000 14000 9000 結晶性ホ'リエステル 7 7 10 トナー 樹脂配合
非結晶性ホ 'リエステル 93 93 90 カルナバワックス(重量部) 1 1 1 樹脂の酸価 02 3 10 樹脂の色調 扭 胡 無色 無色透明 卜
樹脂の吸熱量(mJZmg) 3.9 6.3 7.3 ナ
1 結晶粒子の平均粒子径( β m)
用 ヘーズ値(%) 一
晶開始温度 (Tic) (。C) ― 樹 再結
脂 再結晶ピーク温度 (Tpc) (°C) _ 一 組 Tpc-Tic (°C) ― ― 成 緩和弾性率 G5% (0. 1 ) (Pa) 一 一 物 緩和弾性率 G5%max(Pa〉 ― - 一 評 の 緩和弾性率の変化率 D ― ―
価 評 緩和弾性率 (0. 02) (Pa) 7.98 X 103 3.62 X 104 2.03 X 104
緩和弾性率 (0. 1 ) (Pa) 2.08 X 102 1.39 X 103 7.23 X 102 緩和弾性率曲線の勾配 κ - 19.8 -17.7 -18.1 ブロッキング(重量%) 0.5 0.5 0.5 卜 フィルミング評価 なし なし なし ナ
1 グロス評価 39 39 36
高温オフセット温度 (°c) 180 200 190 の
低温オフセット温度 (°c) 1 15 120 115 評
価 最低定着温度 (°c) 120 125 120
色再現性 G G G (実施例 1 1〜 1 2 )
表 5に示した原料モノマーを用いて結晶性ポリエステル及び非結晶性ポリエス テルを製造し、 これらを用いた以外は実施例 1と同様の方法により トナー用樹脂 組成物及びトナーを製造し、 評価を行った。
結果を表 5に示した。
菌'
実施例 1 1 実施例 12 テレフタル酸 (mol) 100
2,6 -ナフタレン
ポ 100
原料モノマー シ 'カルホ'ン酸 (mol)
τ-結 エチレンゲリコール (mol) 一 ― 丄 曰
1 ,4-ブタンシ'オール (mol) 120 120 性 融点 (°c) 227 261 ル 吸熱量(nrvJZmg) 73.1 67.1 評価
ガラス転移温度 (°c) 34 45 重量平均分子量 85000 65000 亍レフタル酸 (mol) 90 90 イソフタル酸 (mol) 5 5 ポ 無水フタル酸 (mol) 5 5 リ非 トリメリット酸 (mol)
原料モノマー
ェ結 ネオへ 'ンチルゲリコール (mol) 60 60 ス晶 エチレンク'リコール (mol) 60 60 テ性 ビスフエノール Aの - - ル エチレンオキサイド付加物 (mol)
ガラス転移温度 (°c) 63 oJ 評価 鼋平 t*i分子 21000 21000 卜ナ一用 結晶性ホ'リエステル 25 25 樹脂配合 非結晶性ホ'リエステル 75 75 (重量部) カルナバワックス (重量部) 1 1
ガラス転移温度 (°c) 56 62 樹脂の酸価 0.3 0.3 卜 樹脂の色調 無色透明 無色透明 ナ 樹脂の吸熱量(mJZmg) 13.4 3.0
I 結晶粒子の平均粒子径( m) ― ― 用 ヘーズ値(o/o) ― 一 樹 再結晶開始温度 (Tic) (°C) ― 一 脂 再結晶ピーク温度 (Tpc) (°C) 一 — 組 Tpc-Tic (°C) — — 成 緩和弾性率 Gs%(0. 1 ) (Pa) — — 物 緩和弾性率 G5%max (Pa) — ― の 緩和弾性率の変化率 D 一 一 評 緩和弾性率 (0. 02) (Pa) 9.55 X 104 1.45 X 105
緩和弾性率 (0. 1 ) (Pa) 3.86 X 103 3.42 X 102 緩和弾性率曲線の勾配 K 一 17.4 - 32.9 ブロッキング(重量%) 0.5 0.5 卜
フィルミング評価 なし なし ナ
1 グロス評価 37 1 1
高温オフセット温度 (°C) 220以上 180 の
低温オフセット温度 (°C) 140 145 評 最低定着温度 (°c) 145 150 価
色再現性 G F (実施例 1 3〜 1 6 ) 表 6に示した原料モノマーを用いて結晶性ポリエステル、 非結晶性ポリエステ ル (A) 及び非結晶性ポリエステル (B ) を製造し、 これらを用いた以外は実施 例 6と同様の方法により トナー用樹脂組成物及びトナーを製造し、 評価を行った c 結果を表 6に示した。
表 6
Figure imgf000049_0001
産業上の利用可能性
本発明によれば、 低温定着性、 耐高温オフセット性及び耐ブロッキング性に優 れ、 良好な発色を行うことができるトナー用樹脂組成物及びトナーを提供できる。

Claims

請求の範囲 ·
1. 融点が 180〜280°Cであり、 かつ、 示差走査熱量計 (DSC) を用いて 測定した融点における吸熱量が 25〜1 5 Om J /mgである結晶性ポリマーと、 ガラス転移温度が 30〜 80 °Cである非結晶性ポリエステルとを含有することを 特徴とするトナー用樹脂組成物。
2. 示差走査熱量計 (D S C) を用いて測定した融点における吸熱量が 1〜 20 mjZmgであることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のトナー用樹脂組成物 c
3. 偏光顕微鏡により観察される結晶粒子の平均粒子径が 5 μΐη以下であること を特徴とする請求の範囲第 1又は 2項記載のトナー用樹脂組成物。
4. J I S K 7105に準拠した方法により測定したヘーズ値が 60 %以上 であることを特徴とする請求の範囲第 1、 2又は 3項記載のトナー用樹脂組成物。
5. 示差走査熱量計 (DSC) を用いて測定した再結晶開始温度 T i cと再結晶 ピーク温度 Tp cとの差が 30°C以下であることを特徴とする請求の範囲第 1、 2、 3又は 4項記載のトナー用樹脂組成物。
6. 再結晶開始温度 T i cは、 80°C以上であることを特徴とする請求の範囲第 5項記載のトナー用樹脂組成物。
7. 190°Cの条件下で 5%の剪断ひずみを与えたときに、 下記式 (1) で表さ れる緩和弾性率の変化率 Dが 1 5〜90であることを特徴とする請求の範囲第 1、 2、 3、 4、 5又は 6項記載のトナー用樹脂組成物。
D= ( 1 — G 5 % ( 0 , 1 ) /G 5 %m a x) X 1 0 0 ( 1 ) 式中、 G5% (0. 1) は、 5%の剪断ひずみを与えて 0. 1秒後の緩和弾性率 を表し、 G5%mavは、 剪断ひずみを与えてからの時間を横軸に、 緩和弾性率を縦 軸にとり緩和弾性率曲線を描いた場合の緩和弾性率曲線ピーク位置の緩和弾性率 を表す。
8. 190°Cの条件下で 450° /。の剪断ひずみを与えたときに、 下記式 (2) で 表される前記剪断ひずみを与えて 0. 02秒後から0. 1秒後の緩和弾性率曲線 の勾配 Kがー 27以上であることを特徴とする請求の範囲第 1、 2、 3、 4、 5、 6又は 7項記載のトナー用樹脂組成物。
K= {L o g (G (0. 1) ) -L o g (G (0. 02) ) } / (0. 1— 0. 02) (2) 式中、 G (0. 02) は、 剪断ひずみを与えて 0. 02秒後の緩和弾性率を表し、 G (0. 1) は、 剪断ひずみを与えて 0. 1秒後の緩和弾性率を表す。
9. 1 90°Cの条件下で 450%の剪断ひずみを与えたときに、 前記剪断ひずみ を与えてから 0. 1秒後の緩和弾性率 G (0. 1) が 30〜3000 P aである ことを特徴とする請求の範囲第 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7又は 8項記載のトナ 一用樹脂組成物。
10. 結晶性ポリマーは、 重量平均分子量が 3万〜 30万であることを特徴とす る請求の範囲第 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8又は 9項記載のトナー用樹脂組 成物。
1 1. 結晶性ポリマーは、 結晶性ポリエステルであることを特徴とする請求の範 囲第 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9又は 10項記載のトナー用樹脂組成物。
1 2. 結晶性ポリエステルは、 ポリプチレンテレフタレートであることを特徴と する請求の範囲第 1 1項記載のトナー用樹脂組成物。
1 3. 結晶性ポリエステルは、 ポリエチレンテレフタレートであることを特徴と する請求の範囲第 1 1項記載のトナー用樹脂組成物。
14. 結晶性ポリマーは、 結晶性ポリアミ ドであることを特徴とする請求の範囲 第 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9又は 10項記載のトナー用樹脂組成物。
15. 結晶性ポリマーは、 結晶性ポリアミドと結晶性ポリエステルとからなるこ とを特徴とする請求の範囲第 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9又は 10項記 載のトナー用樹脂組成物。
16. 非結晶性ポリエステルは、 テレフタル酸、 ネオペンチルグリコール、 並び に、 エチレンダリコール及び/又は 1, 4—ブタンジオールを主成分とするモノ マー混合物を重合してなるものであることを特徴とする請求の範囲第 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 1 2、 1 3、 14又は 15項記載のトナ 一用樹脂組成物。
17. 非結晶性ポリエステルは、 重量平均分子量が 3000〜 2万である非結晶 性ポリエステルと、 重量平均分子量が 3万〜 30万である非結晶性ポリエステル とを含有することを特徴とする請求の範囲第 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 1 1、 12、 13、 14、 1 5又は 16項記載のトナー用樹脂組成物。
18. 非結晶性ポリエステルは、 分子量が 1000〜 30万であるものの含有率 が 90重量%以上であって、 該分子量が 1000〜30万である非結晶性ポリエ ステルのうち、 分子量が 1000〜 2万であるものの含有率が 40〜 90重量0 /0、 分子量が 2.万〜 30万であるものの含有量が 10〜60重量0 /0であることを特徴 とする請求の範囲第 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 1 1、 1 2、 1 3、 14、 1 5又は 16項記載のト^ "一用樹脂組成物。
1 9. 結晶性ポリマーと非結晶性ポリエステルとは相溶するものであることを特 徴とする請求の範囲第 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 1 1、 12、 1 3、 14、 1 5、 1 6、 1 7又は 18項記載のトナー用樹脂組成物。
20. 結晶性ポリマーのガラス転移温度を A (°C) 、 非結晶性ポリエステルのガ ラス転移温度を B (°C) としたときに、 トナー用樹脂組成物のガラス転移温度 C (°C) が下記式 (3) を満たすこと特徴とする請求の範囲第 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 1 1、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18又は 19項記載のトナー用樹脂組成物。 s A+ t B— 2 ≤ C ≤ s A+ t B+ 2 (3) 式 (3) 中、 sはトナー用樹脂組成物中の結晶性ポリマーの重量分率を表し、 t はトナー用樹脂組成物中の非結晶性ポリマーの重量分率を表す。
21. 酸価が 1〜30であるこ'とを特徴とする請求の範囲第 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 1 9又は 20項記載のトナー用樹脂組成物。
22. 請求の範囲第 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19、 20又は 21項記載のトナー用樹 脂組成物を用いてなることを特徴とするトナー。
23. 融点が 70〜: L 20 °Cである低融点化合物とを含有することを特徴とする ことを特徴とする請求の範囲第 22項記載のトナー。
24. 低融点化合物は、 結晶性ポリエステルであることを特徴とする請求の範囲 第 23項記載のトナー。
25. 低融点化合物は、 ワックスであることを特徴とする請求の範囲第 23項記 載のトナー。
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