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特許7518128ポリエステル樹脂及び樹脂粒子の製造方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-08
(45)【発行日】2024-07-17
(54)【発明の名称】ポリエステル樹脂及び樹脂粒子の製造方法
(51)【国際特許分類】
   C08G 63/46 20060101AFI20240709BHJP
   C08J 3/16 20060101ALI20240709BHJP
【FI】
C08G63/46
C08J3/16 CFD
【請求項の数】 6
(21)【出願番号】P 2022098729
(22)【出願日】2022-06-20
(65)【公開番号】P2023046242
(43)【公開日】2023-04-03
【審査請求日】2023-06-02
(31)【優先権主張番号】P 2021153993
(32)【優先日】2021-09-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000002288
【氏名又は名称】三洋化成工業株式会社
(72)【発明者】
【氏名】香島 拓哉
(72)【発明者】
【氏名】松井 洋輔
(72)【発明者】
【氏名】宇田 京平
【審査官】久保 道弘
(56)【参考文献】
【文献】特開2013-109135(JP,A)
【文献】特開平05-158281(JP,A)
【文献】特開2008-015138(JP,A)
【文献】特開昭60-223816(JP,A)
【文献】特表平04-502313(JP,A)
【文献】特開平1-164428(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08G 63/46
C08J 3/16
CAplus/REGISTRY(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
数平均分子量が1000~10000であり、下記一般式(1)及び/又は(2)によって表される化学構造部分とα,β-不飽和カルボニル基とを有することを特徴とするポリエステル樹脂。
【化1】
[一般式(1)及び(2)中、Rは、水素原子又はアルキル基を表し、Rはそれぞれ独立にアルキレン基又はオキシアルキレン基を表す。]
【請求項2】
前記一般式(1)によって表される化学構造部分と一般式(2)によって表される化学構造部分の合計がポリエステル樹脂の重量を基準として0.10ミリモル/g以上である請求項1に記載のポリエステル樹脂。
【請求項3】
α,β-不飽和カルボニル基がポリエステル樹脂の重量を基準として0.5ミリモル/g以上である請求項に記載のポリエステル樹脂。
【請求項4】
請求項1~のいずれか1項に記載のポリエステル樹脂とα,β-不飽和カルボニル基を有する化合物又はα,β-不飽和カルボニル基を有する樹脂とを水性媒体中で反応させる工程を含む樹脂粒子の製造方法。
【請求項5】
ポリエステル樹脂の前記一般式(1)及び/又は(2)によって表される化学構造部分(S)と、α,β-不飽和カルボニル基を有する化合物又はα,β-不飽和カルボニル基を有する樹脂のα,β-不飽和カルボニル基(T)とのモル比率[(S)/(T)]が、0.1~10である請求項に記載の樹脂粒子の製造方法。
【請求項6】
請求項1~3のいずれか1項に記載のポリエステル樹脂同士を水性媒体中で反応させる工程を含む樹脂粒子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はポリエステル樹脂及び樹脂粒子の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、電子写真システムの発展に伴い、複写機やレーザープリンター等の電子写真装置の需要は急速に増加しており、それらの性能に対する要求も高度化している。
電子写真には従来、電子写真感光体等の潜像坦持体に色画像情報に基づく潜像を形成し、該潜像を対応する色のトナーにより現像し、次いで該トナー像を転写材上に転写するといった画像形成工程を繰り返した後、転写材上のトナー像を加熱定着して多色画像を得る方法や装置が知られている。
これらのプロセスを問題なく通過するためには、トナーはまず安定した帯電量を保持すること(帯電性)が必要であり、熱ロール温度が低くてもトナーで定着できること(低温定着性)と、高い定着温度でもトナーが熱ロールに融着しないこと(耐ホットオフセット性)という機能を満たすことなどが求められている。
低温定着性を発現させるためにポリエステル系のトナーバインダーが用いられており、また、結晶性ポリエステルを内部に導入することで低温定着性を改善できるトナーバインダーが提案されている(特許文献1)。しかし、このようなトナーではトナーが熱ロールに融着する問題(ホットオフセット)の発生が起こりやすい。
また、耐ホットオフセット性のためには、(1)多官能のモノマーを用いて部分架橋せしめたポリエステルをトナーバインダーとして用いたもの(特許文献2)や、(2)架橋を有するポリエステル樹脂を骨格として有し、さらに末端に反応性官能基を有する変性ポリエステル樹脂を用いたトナー(特許文献3)などが提案されている。
しかし、これらのトナーは、(1)では油相への溶解性が低く乳化性(造立性)が悪いために粒度分布が悪化し、(2)では誘導されるウレタン基、ウレア基の正帯電性によって帯電特性が低下するといった問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2002-287426号公報
【文献】特開昭57-109825号公報
【文献】特開2008-233360号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、帯電性に優れるトナー用ポリエステル樹脂を提供すること、耐ホットオフセット性、造粒性、及び帯電性が優れるトナー用ポリエステル樹脂及び樹脂粒子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明者は、鋭意検討した結果、本発明に至った。すなわち本発明は数平均分子量が1000~10000であり、下記式(1)及び/又は(2)によって表される化学構造部分を有することを特徴とするポリエステル樹脂;前記ポリエステル樹脂とα,β-不飽和カルボニル基を有する化合物又はα,β-不飽和カルボニル基を有する樹脂とを水性媒体中で反応させる工程を含む樹脂粒子の製造方法;前記ポリエステル樹脂同士を水性媒体中で反応させる工程を含む樹脂粒子の製造方法である。
【化1】
[一般式(1)中、Rは、水素原子又はアルキル基を表し、Rはそれぞれ独立にアルキレン基又はオキシアルキレン基を表す。]
【発明の効果】
【0006】
本発明により、帯電性に優れるトナー用ポリエステル樹脂を提供すること、耐ホットオフセット性、造粒性、及び帯電性に優れるトナー用ポリエステル樹脂及び樹脂粒子を提供することが可能になる。
【発明を実施するための形態】
【0007】
第1の発明であるポリエステル樹脂は、数平均分子量が1000~10000であり、下記一般式(1)及び/又は(2)によって表される化学構造部分を有することを特徴とするポリエステル樹脂である。ポリエステル樹脂が一般式(1)又は(2)によって表される構造部分を有することによって、帯電性に優れるトナー用ポリエステル樹脂を得ることができる。また、ポリエステル樹脂同士を水性媒体中で反応させ、ポリエステル樹脂中の一般式(1)及び/又は(2)によって表される化学構造部分とα,β-不飽和カルボニル基との分子間及び/又は分子内での反応物を含む樹脂粒子得る場合において、ポリエステル樹脂がα,β-不飽和カルボニル基を有することが耐ホットオフセット性の観点から好ましい。なお、本発明のポリエステル樹脂は、帯電性の観点からウレタン結合及びウレア結合を含まないポリエステル樹脂であることが好ましい。
【0008】
【化1】
ここで、一般式(1)中、Rは、水素原子又はアルキル基を表し、Rはそれぞれ独立にアルキレン基又はオキシアルキレン基を表す。
アルキル基としては、炭素数1~18の直鎖又は分岐のアルキル基が挙げられ、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等が挙げられる。
アルキレン基としては、炭素数1~18のアルキレン基が挙げられ、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、2-メチルプロピレン基、へキシレン基、オクチレン基、ドデシレン基、オクタデシレン基が挙げられる。
オキシアルキレン基としては、炭素数2~10のオキシアルキレン基が挙げられ、例えば、オキシエチレン基、オキシ-n-プロピレン基、オキシイソプロピレン基、オキシイソプロピリデン基、オキシ-n-ブチレン基、オキシイソブチレン基、オキシ-n-ペンチレン基、オキシイソペンチレン基、オキシ-n-ヘキシレン基、オキシイソヘキシレン基、オキシ-n-ヘプチレン基、オキシイソヘプチレン基、オキシ-n-オクチレン基、オキシイソオクチレン基、オキシ-2-エチルヘキシレン基、オキシ-n-ノニレン基、オキシイソノニレン基、オキシ-n-デシレン基、オキシイソデシレン基等が挙げられる。
耐ホットオフセット性の観点から、Rは、アルキル基であることが好ましく、炭素数1~18の直鎖又は分岐のアルキル基であることがより好ましい。
また、耐ホットオフセット性及び造粒性の観点から、Rはオキシアルキレン基であることが好ましく、炭素数2~10のオキシアルキレン基であることがより好ましく、炭素数2~6のオキシアルキレン基であることがさらに好ましい。
【0009】
本発明のポリエステル樹脂は、平均分子量が1000~10000であり、一般式(1)及び/又は(2)によって表される化学構造部分を有するポリエステル樹脂であれば特に限定されないが、例えば、水酸基を有するポリエステル樹脂と一般式(1)及び/又は(2)によって表される化学構造部分を有する化合物との反応物が挙げられる。
【0010】
水酸基を有するポリエステル樹脂としては、縮合型ポリエステルポリオール、及びポリラクトンポリオール等が挙げられる。水酸基を有するポリエステル樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0011】
縮合型ポリエステルポリオールとしては、特に制限されないが、例えば、ポリオールと、ポリカルボン酸との重縮合物等が挙げられる。
【0012】
ポリオールとしてはジオール(g)及び3価以上のポリオール(h)等が挙げられる。
【0013】
ジオール(g)としては、炭素数2~36のアルキレングリコール、炭素数4~36のアルキレンエーテルグリコール、炭素数4~36の脂環式ジオール、及び芳香族ジオール等が挙げられる。
【0014】
炭素数2~36のアルキレングリコールの具体的な例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、オクタンジオール、デカンジオール、ドデカンジオール、テトラデカンジオール、ネオペンチルグリコール及び2,2-ジエチル-1,3-プロパンジオール等が挙げられる。
【0015】
炭素数4~36のアルキレンエーテルグリコールの具体的な例としては、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール及びポリテトラメチレンエーテルグリコール等が挙げられる。
【0016】
炭素数4~36の脂環式ジオールの具体的な例としては、1,2-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,1-シクロヘキサンジメタノール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、5-ノルボルネン-2,3-ジメタノール、水素添加ビスフェノールA、スピログリコール、イソソルバイド及び上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(以下、「アルキレンオキサイド」をAOと略記することがある。)付加物等が挙げられる。
【0017】
上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド付加物としては、上記脂環式ジオールのエチレンオキサイド(以下、「エチレンオキサイド」をEOと略記することがある。)付加物、プロピレンオキサイド(以下、「プロピレンオキサイド」をPOと略記することがある。)付加物及びブチレンオキサイド(以下、「ブチレンオキサイド」をBOと略記することがある。)付加物等が挙げられる。上記アルキレンオキサイドの平均付加モル数は好ましくは1~15であり、より好ましくは2~5である。
【0018】
芳香族ジオールとしては、1,3-ベンゼンジメタノール,1,4-ベンゼンジメタノール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールB、ビスフェノールAD、ビスフェノールS、トリクロロビスフェノールA、テトラクロロビスフェノールA、ジブロモビスフェノールF、2-メチルビスフェノールA、2,6-ジメチルビスフェノールA及び2,2’-ジエチルビスフェノールF及び上記芳香族ジオールのアルキレンオキサイド付加物等が挙げられる。
【0019】
上記芳香族ジオールのアルキレンオキサイド付加物としては、上記芳香族ジオールのEO付加物、PO付加物及びBO付加物等が挙げられる。上記アルキレンオキサイドの平均付加モル数は好ましくは1~15であり、より好ましくは2~5である。
【0020】
ジオール(g)としては、上記のヒドロキシル基以外の官能基を有しないジオール以外に、他の官能基を有するジオール(g1)を用いてもよい。
(g1)としては、カルボキシル基を有するジオール、スルホン酸基もしくはスルファミン酸基を有するジオール及びこれらの塩等が挙げられる。
カルボキシル基を有するジオールとしては、ジアルキロールアルカン酸が挙げられる。ジアルキロールアルカン酸としては、炭素数が6~24のものが挙げられ、具体的には2,2-ジメチロールプロピオン酸(DMPA)、2,2-ジメチロールブタン酸、2,2-ジメチロールヘプタン酸及び2,2-ジメチロールオクタン酸等が挙げられる。
スルホン酸基もしくはスルファミン酸基を有するジオールとしては、3-(2,3-ジヒドロキシプロポキシ)-1-プロパンスルホン酸、スルホイソフタル酸ジ(エチレングリコール)エステル、スルファミン酸ジオール及びビス(2-ヒドロキシエチル)ホスフェート等が挙げられる。
【0021】
ジオール(g)として好ましいものは、炭素数2~36のアルキレングリコール、芳香族ジオール及び他の官能基を有するジオール(g1)であり、より好ましくは炭素数2~12のアルキレングリコール、カルボキシル基を有するジオール、ビスフェノールAのAO付加物であり、さらに好ましくは炭素数2~12のアルキレングリコール及びビスフェノールAのAO付加物及びこれらの併用である。
【0022】
3価以上のポリオール(h)としては、炭素数3~36の3価以上の多価脂肪族アルコール、多価脂肪族アルコールのAO付加物(付加モル数2~120)、トリスフェノール(トリスフェノールPAなど)のAO付加物(付加モル数2~30)、ノボラック樹脂(フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど)のAO付加物(付加モル数2~30)、アクリルポリオール[ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートと他のビニルモノマーの共重合物など]等が挙げられる。
炭素数3~36の3価以上の多価脂肪族アルコールとしては、アルカンポリオール及びその分子内もしくは分子間脱水物並びに糖類(ショ糖等)及びそのメチルグルコシド等が挙げられる。
アルカンポリオール及びその分子内もしくは分子間脱水物の具体例としては、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ソルビタン及びポリグリセリン等が挙げられる。
【0023】
3価以上のポリオール(h)として好ましいものは、炭素数3~36の3価以上の多価脂肪族アルコール及びノボラック樹脂のAO付加物であり、更に好ましいものは炭素数3~36の3価以上の多価脂肪族アルコールである。
【0024】
ポリカルボン酸としては、ジカルボン酸(i)、3価以上のポリカルボン酸(j)等が挙げられる。
【0025】
ジカルボン酸(i)としては、炭素数4~36のアルカンジカルボン酸、炭素数4~36のアルケンジカルボン酸、炭素数6~40の脂環式ジカルボン酸、炭素数8~36の芳香族ジカルボン酸及びこれらのカルボン酸の無水物、低級アルキル(炭素数1~4)エステル(メチルエステル、エチルエステル及びイソプロピルエステル等)等が挙げられる。
炭素数4~36のアルカンジカルボン酸としては、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカンジカルボン酸、オクタデカンジカルボン酸及びデシルコハク酸等が挙げられる。
炭素数4~36のアルケンジカルボン酸としては、ドデセニルコハク酸等のアルケニルコハク酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸及びメサコン酸等が挙げられる。
炭素数6~40の脂環式ジカルボン酸としては、ダイマー酸(2量化リノール酸)等が挙げられる。
炭素数8~36の芳香族ジカルボン酸としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸及びナフタレンジカルボン酸等が挙げられる。
これらのうち好ましいものは、炭素数4~36のアルカンジカルボン酸、炭素数4~36のアルケンジカルボン酸、炭素数8~36の芳香族ジカルボン酸及びこれらの併用である。また、ポリエステル樹脂中にα,β-不飽和カルボニル基を分子中に導入する場合はマレイン酸、フマル酸及びこれらのカルボン酸の無水物、低級アルキル(炭素数1~4)エステル(メチルエステル、エチルエステル及びイソプロピルエステル等)が好ましい。
【0026】
3価以上のポリカルボン酸(j)としては、炭素数9~20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)及びこれらのカルボン酸の無水物、低級アルキル(炭素数1~4)エステル(メチルエステル、エチルエステル及びイソプロピルエステル等)等が挙げられる。
【0027】
縮合型ポリエステルポリオールにおいて、ポリオールとポリカルボン酸の反応比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]のモル比[OH]/[COOH]として、好ましくは1.01/1~2/1、更に好ましくは1.01/1~1.5/1、特に好ましくは1.01/1~1.2/1である。
【0028】
ポリラクトンポリオールとしては、特に制限されないが、例えば、前記ジオール(g)へのラクトンの重付加物等が挙げられる。
【0029】
ラクトンとしては、炭素数4~12のラクトン(例えばγ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン及びε-カプロラクトン)等が挙げられる。ポリラクトンポリオールの具体例としては、例えばポリカプロラクトンジオール、ポリバレロラクトンジオール及びポリカプロラクトントリオール等が挙げられる。
【0030】
水酸基を有するポリエステル樹脂は、公知の製造方法により製造することが出来る。
例えば、縮合型ポリエステルポリオールであれば、ポリオールとポリカルボン酸とを、不活性ガス(窒素ガス等)雰囲気中で、反応させることにより製造することができる。反応温度は、好ましくは150~280℃であり、反応時間は、好ましくは30分以上である。また、反応末期の反応速度を向上させるために減圧することも有効である。
このとき必要に応じてエステル化触媒を使用することができる。
エステル化触媒としては、スズ含有触媒、三酸化アンチモン、チタン含有触媒、ジルコニウム含有触媒及び酢酸亜鉛等が挙げられる。
具体的には、スズ含有触媒としては、ジブチルスズオキシド等が挙げられる。
チタン含有触媒としては、チタンアルコキシド、シュウ酸チタン酸カリウム、テレフタル酸チタン、特開2006-243715号公報に記載の触媒(チタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)、チタニウムジイソプロポキシビストリエタノールアミネート、チタニウムモノヒドロキシトリス(トリエタノールアミネート)、及びそれらの分子内重縮合物等)及び特開2007-11307号公報に記載の触媒(チタントリブトキシテレフタレート、チタントリイソプロポキシテレフタレート、及びチタンジイソプロポキシジテレフタレート等)などが挙げられる。
ジルコニウム含有触媒としては、酢酸ジルコニルが挙げられる。
【0031】
エステル化触媒の中で好ましくは、帯電特性の観点から、チタン含有触媒であり、更に好ましくは特開2006-243715号公報に記載の触媒及び特開2007-11307号公報に記載の触媒である。
【0032】
一般式(1)及び/又は(2)によって表される化学構造部分を有する化合物としては、β-ケトエステル化合物及びβ-ジエステル化合物等が挙げられ、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0033】
β-ケトエステル化合物としては、例えば、アセト酢酸エチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸アリル、アセト酢酸ブチル、アセト酢酸イソプロピル、アセト酢酸ヘキシル、アセト酢酸オクチル、アセト酢酸デシル及びブチリル酢酸エチル等が挙げられる。
【0034】
β-ジエステル化合物としては、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジブチル、マロン酸ジヘキシル、マロン酸ジオクチル、マロン酸ジウンデシル、マロン酸ジヘキサデシル、マロン酸ジ-9-オクタデシル、マロン酸ジ-9,12-オクタデカジエニル及びマロン酸ジ-9,11,13-オクタデカトリエニル等が挙げられる。
【0035】
上記のうち耐ホットオフセット性及び帯電性の観点から、β-ジエステル化合物が好ましい。
【0036】
本発明のポリエステル樹脂は上記一般式(1)によって表される化学構造部分と一般式(2)によって表される化学構造部分の合計がポリエステル樹脂の重量を基準として0.10ミリモル/g以上であることが好ましい。上記のポリエステル樹脂を使用することで、耐ホットオフセット性及び帯電性に優れたトナーを得ることができる。
また、本発明のポリエステル樹脂は上記一般式(1)によって表される化学構造部分と一般式(2)によって表される化学構造部分の合計が0.10~10ミリモル/gであることがより好ましく、0.2~5ミリモル/gであることがさらに好ましい。
ポリエステル樹脂の上記一般式(1)によって表される化学構造部分と一般式(2)によって表される化学構造部分の合計の数(N)ミリモル/gは、下記の式により求めることができる。
N=一般式(1)又は(2)によって表される化学構造部分を有する化合物の仕込みモル数(mol)/ポリエステル樹脂の全原料の仕込み重量(g)×1000
【0037】
本発明のポリエステル樹脂は、耐ホットオフセット性及び帯電性の観点から下記数式(1)の関係を満たすことが好ましい。
ポリエステル樹脂の数平均分子量×一般式(1)又は(2)によって表される化学構造部分を有する化合物の仕込みモル数(mol)/ポリエステル樹脂の全原料の仕込み重量(g)≧0.5 (1)
上記計算式(1)の左辺は、ポリエステル樹脂の一般式(1)又は(2)によって表される化学構造部分の1分子当たりの平均個数のことであり、本数値が高いほどα,β-不飽和カルボニル基との反応点が増加する。α,β-不飽和カルボニル基との反応点が増加すると一般式(1)及び/又は(2)によって表される化学構造部分を有するポリエステル樹脂がα,β-不飽和カルボニル基と反応した場合の分子量や架橋点が増加するため、樹脂粒子の耐ホットオフセット性が良好になる。また、数式(1-2)の関係を満たすことがより好ましく、数式(1-3)を満たすことがさらに好ましい。
10≧ポリエステル樹脂の数平均分子量×一般式(1)又は(2)によって表される化学構造部分を有する化合物の仕込みモル数(mol)/ポリエステル樹脂の全原料の仕込み重量(g)≧0.5 (1-2)
10≧ポリエステル樹脂の数平均分子量×一般式(1)又は(2)によって表される化学構造部分を有する化合物の仕込みモル数(mol)/ポリエステル樹脂の全原料の仕込み重量(g)≧1 (1-3)
一般式(1)又は(2)によって表される化学構造部分の1分子当たりの平均個数は、一般式(1)及び/又は(2)によって表される化学構造部分を有する化合物の仕込み割合を増やしたり、ポリエステル樹脂の数平均分子量を大きくすることにより大きくすることができ、一般式(1)及び/又は(2)によって表される化学構造部分を有する化合物の仕込み割合を減らしたり、ポリエステル樹脂の数平均分子量を小さくすることにより小さくすることができる。
【0038】
本発明における数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて、以下の条件で測定することができる。
装置 :「HLC-8120」[東ソー(株)製]
カラム :「TSK GEL GMH6」[東ソー(株)製]2本
測定温度 :40℃
試料溶液 :0.25重量%のテトラヒドロフラン溶液(不溶解分をグラスフィルターでろ別したもの)
溶液注入量:100μl
検出装置 :屈折率検出器
基準物質 :標準ポリスチレン(TSKstandard POLYSTYRENE)12点(分子量:500、1,050、2,800、5,970、9,100、18,100、37,900、96,400、190,000、355,000、1,090,000、2,890,000)[東ソー(株)製]
【0039】
ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は、1000~10000であり、好ましくは1500~9700である。ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)が1000以上であれば耐ホットオフセット性が良好となり、10000以下であれば造粒性が良好となる。
【0040】
ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは2000~50000であり、より好ましくは3000~30000である。
【0041】
ポリエステル樹脂の水酸基価は、好ましくは20~80mgKOH/gである。なお、水酸基価は、JIS K0070に規定の方法で測定することができる。
【0042】
ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、好ましくは-70~80℃であり、より好ましくは-70~60℃であり、さらに好ましくは-50~55℃である。
本発明におけるTgは、「DSC20、SSC/580」[セイコー電子工業(株)製]を用いて、ASTM D3418-82に規定の方法(DSC)で測定することができる。
【0043】
本発明のポリエステル樹脂がα,β-不飽和カルボニル基を有する場合は、ポリエステル樹脂同士を水性媒体中で反応させ、ポリエステル樹脂中の一般式(1)及び/又は(2)によって表される化学構造部分とα,β-不飽和カルボニル基との分子間及び/又は分子内での反応物を含む樹脂粒子を得ることができる。本発明のポリエステル樹脂がα,β-不飽和カルボニル基を有する場合において、α,β-不飽和カルボニル基がポリエステル樹脂の重量を基準として0.5ミリモル/g以上であることが好ましく、0.5~10ミリモル/gであることがより好ましく、0.5~5ミリモル/gであることがさらに好ましく、0.6~3ミリモル/gであることが特に好ましい。上記のポリエステル樹脂を使用することで、耐ホットオフセット性及び帯電性に優れたトナーを得ることができる。
ポリエステル樹脂のα,β-不飽和カルボニル基の数(M)ミリモル/gは、下記の式により求めることができる。
M=α,β-不飽和カルボニル基を有する化合物の仕込みモル数(mol)/ポリエステル樹脂の全原料の仕込み重量(g)×1000
【0044】
本発明のポリエステル樹脂がα,β-不飽和カルボニル基を有する場合は、ポリエステル樹脂同士を水性媒体中で反応させ、ポリエステル樹脂中の一般式(1)及び/又は(2)によって表される化学構造部分とα,β-不飽和カルボニル基との分子間及び/又は分子内での反応物を含む樹脂粒子を得ることができ、本発明のポリエステル樹脂がα,β-不飽和カルボニル基を有する場合において、耐ホットオフセット性及び帯電性の観点から下記数式(2)の関係を満たすことが好ましい。
ポリエステル樹脂の数平均分子量×α,β-不飽和カルボニル基を有する化合物の仕込みモル数(mol)/ポリエステル樹脂の全原料の仕込み重量(g)≧1.5 (2)
上記数式(2)の左辺は、ポリエステル樹脂のα,β-不飽和カルボニル基の1分子当たりの平均個数のことであり、本数値が高いほど一般式(1)及び/又は(2)によって表される化学構造部分との反応点が増加する。一般式(1)及び/又は(2)によって表される化学構造部分との反応点が増加するとポリエステル樹脂同士の反応物の分子量や架橋点が増加するため、樹脂粒子の耐ホットオフセット性が良好になる。また、数式(2-2)の関係を満たすことがより好ましく、数式(2-3)の関係を満たすことがより好ましい。
5≧α,β-不飽和カルボニル基を有する化合物の仕込みモル数(mol)/ポリエステル樹脂の全原料の仕込み重量(g)≧1.5 (2-2)
4≧α,β-不飽和カルボニル基を有する化合物の仕込みモル数(mol)/ポリエステル樹脂の全原料の仕込み重量(g)≧2 (2-3)
α,β-不飽和カルボニル基の1分子当たりの平均個数は、α,β-不飽和カルボニル基を有する化合物の仕込み割合を増やしたり、ポリエステル樹脂の数平均分子量を大きくすることにより大きくすることができ、α,β-不飽和カルボニル基を有する化合物の仕込み割合を減らしたり、ポリエステル樹脂の数平均分子量を小さくすることにより小さくすることができる。
【0045】
本発明のポリエステル樹脂は、例えば、水酸基を有するポリエステル樹脂と一般式(1)及び/又は(2)によって表される化学構造部分を有する化合物とを反応させることによって得ることができるが反応の方法は特に限定されず、例えば、付加反応、縮合反応、エステル交換反応等が挙げられる。
【0046】
第2の発明である樹脂粒子の製造方法は、数平均分子量が1000~10000であり、一般式(1)及び/又は(2)によって表される化学構造部分を有するポリエステル樹脂とα,β-不飽和カルボニル基を有する化合物又はα,β-不飽和カルボニル基を有する樹脂とを水性媒体中で反応させる工程を含む。
以下に本発明の樹脂粒子の製造方法を順次説明する。
【0047】
本発明により得られる樹脂粒子は、一般式(1)及び/又は(2)によって表される化学構造部分を有するポリエステル樹脂とα,β-不飽和カルボニル基を有する化合物又はα,β-不飽和カルボニル基を有する樹脂との反応物を含む樹脂粒子である。上記反応物とは一般式(1)及び/又は(2)によって表される化学構造部分とα,β-不飽和カルボニル基がマイケル付加反応して得られた樹脂組成物のことである。
【0048】
本発明の樹脂粒子の製造方法におけるα,β-不飽和カルボニル基を有する化合物とは、分子中にα,β-不飽和カルボニル基を有していれば特に限定されないが、架橋させる観点から多官能アクリレートモノマーが好ましい。
多官能アクリレートモノマーとしては、2官能アクリレート、3官能アクリレート及び4官能以上のアクリレート等が挙げられる。
【0049】
2官能アクリレートとしては、例えば、エチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,6ヘキサンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、3-ヒドロキシ-1,5-ペンタンジオールジアクリレート、2-ヒドロキシ-2-エチル-1,3-プロパンジオールジアクリレート等が挙げられる。
【0050】
3官能アクリレートとしては、トリメチロールプロパントリアクリレート及びペンタエリスリトールトリアクリレート等が挙げられる。
【0051】
4官能以上のアクリレートとしては、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(ネオマーEA-300、三洋化成工業(株)製)及びジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(ネオマーDA-600、三洋化成工業(株)製)等が挙げられる。
【0052】
上記α,β-不飽和カルボニル基を有する化合物のうち、耐ホットオフセット性の観点から、3官能アクリレート及び4官能以上のアクリレートが好ましい。
【0053】
本発明の樹脂粒子の製造方法におけるα,β-不飽和カルボニル基を有する樹脂とは、分子中にα,β-不飽和カルボニル基を有していれば特に限定されないが、数平均分子量が1000~10000であることが好ましく、耐オフセット性の観点から、α,β-不飽和カルボニル基が樹脂の重量を基準として0.5ミリモル/g以上であることが好ましく、0.5~10ミリモル/gであることがより好ましく、0.5~5ミリモル/gことがさらに好ましい。
α,β-不飽和カルボニル基を有する樹脂としては、例えば分子中にα,β-不飽和カルボニル基を有し、一般式(1)及び/又は(2)によって表される化学構造部分を有さないポリエステル樹脂(B)が挙げられる。
ポリエステル樹脂(B)は、α,β-不飽和カルボニル基を有し、アルコール成分(x)とカルボン酸成分(y)とを構成単量体とするポリエステル樹脂であり、アルコール成分(x)は上記ポリオールと同様のものが挙げられ、カルボン酸成分(y)は上記ポリカルボン酸と同様のものが挙げられ、好ましいものも同様である。
また、ポリエステル樹脂(B)において、α,β-不飽和カルボニル基を分子中に導入する方法としては、マレイン酸、フマル酸及びこれらのカルボン酸の無水物、低級アルキル(炭素数1~4)エステル(メチルエステル、エチルエステル及びイソプロピルエステル等)をカルボン酸成分(y)として用いることが好ましい。
【0054】
本発明の樹脂粒子の製造方法におけるポリエステル樹脂の一般式(1)及び/又は(2)によって表される化学構造部分(S)と、α,β-不飽和カルボニル基を有する化合物又はα,β-不飽和カルボニル基を有する樹脂のα,β-不飽和カルボニル基(T)とのモル比率[(S)/(T)]は、0.1~10であるであることが、耐ホットオフセット性の観点から好ましい。
【0055】
本発明の樹脂粒子の製造方法において、本発明のポリエステル樹脂の仕込み重量割合は、樹脂粒子の重量に基づき、好ましくは1~50重量%であり、より好ましくは2~25重量%、更に好ましくは5~15重量%である。
【0056】
また、本発明の樹脂粒子の製造方法において、上記ポリエステル樹脂、化合物等に加えて、その他の樹脂を併用することができる。その他の樹脂は、公知の樹脂であればいかなる樹脂であっても使用でき、その具体例については、上記ポリエステル樹脂以外のポリエステル樹脂、ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂及びポリカーボネート樹脂等が使用できる。
その他の樹脂として好ましいものは、上記ポリエステル樹脂以外のポリエステル樹脂、ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂及びそれらの併用であり、更に好ましくは上記ポリエステル樹脂以外のポリエステル樹脂、ビニル樹脂の併用である。
【0057】
その他の樹脂が本発明のポリエステル樹脂及びポリエステル樹脂(B)以外のポリエステル樹脂である場合、ポリエステル樹脂は結晶性のポリエステル樹脂でも非晶性のポリエステル樹脂でもよく、縮合型ポリエステルポリオールで例示したポリオール及びポリカルボン酸等と同様のものを用いた重縮合物を用いることができ、ポリオール及びポリカルボン酸として好ましいものは上記縮合型ポリエステルポリオールと同様である。
なお、本発明において「結晶性」とは、示差走査熱量測定(DSC測定ともいう。)により得られる示差走査熱量曲線の昇温過程において、DSC曲線に極大があり、吸熱ピークを有することをいう。一方、「非晶性」とは、上記DSC曲線において、吸熱ピークを有しないことをいう。
【0058】
その他の樹脂がビニル樹脂である場合、ビニル樹脂は、ビニルモノマーを単独重合又は共重合したポリマーである。ビニルモノマーとしては、下記(1)~(10)が挙げられる。
(1)ビニル炭化水素
ビニル炭化水素としては、(1-1)脂肪族ビニル炭化水素、(1-2)脂環式ビニル炭化水素及び(1-3)芳香族ビニル炭化水素等が挙げられる。
(1-1)脂肪族ビニル炭化水素
脂肪族ビニル炭化水素としては、アルケン及びアルカジエン等が挙げられる。
アルケンの具体的な例としてはエチレン、プロピレン及びα-オレフィン等が挙げられる。
アルカジエンの具体的な例としてはブタジエン、イソプレン、1,4-ペンタジエン、1,6-ヘキサジエン及び1,7-オクタジエン等が挙げられる。
(1-2)脂環式ビニル炭化水素
脂環式ビニル炭化水素としては、モノ-もしくはジ-シクロアルケン及びアルカジエンが挙げられ、具体的な例としては(ジ)シクロペンタジエン、テルペン等が挙げられる。
(1-3)芳香族ビニル炭化水素
芳香族ビニル炭化水素としては、スチレン及びそのハイドロカルビル(アルキル、シクロアルキル、アラルキル及び/又はアルケニル)置換体等が挙げられ、具体的にはα-メチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン及びビニルナフタレン等が挙げられる。
【0059】
(2)カルボキシル基含有ビニルモノマー及びその塩
カルボキシル基含有ビニルモノマー及びその塩としては、炭素数3~30の不飽和モノカルボン酸(塩)、不飽和ジカルボン酸(塩)ならびにその無水物(塩)及びそのモノアルキル(炭素数1~24)エステル又はその塩等が挙げられる。
具体的には、(メタ)アクリル酸、(無水)マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエステル、フマル酸、フマル酸モノアルキルエステル、クロトン酸、イタコン酸、イタコン酸モノアルキルエステル、イタコン酸グリコールモノエーテル、シトラコン酸、シトラコン酸モノアルキルエステル、桂皮酸等のカルボキシル基含有ビニルモノマー及びこれらの金属塩等が挙げられる。
【0060】
本発明において「(塩)」とは、酸又はその塩を意味する。
例えば炭素数3~30の不飽和モノカルボン酸(塩)とは、不飽和モノカルボン酸あるいはその塩を意味する。
【0061】
本発明において「(メタ)アクリル」とは、メタクリル酸あるいはアクリル酸を意味する。
本発明において「(メタ)アクリロイル」とは、メタクリロイルあるいはアクリロイルを意味する。
本発明において「(メタ)アクリレート」とは、メタクリレートあるいはアクリレートを意味する。
【0062】
(3)スルホン基含有ビニルモノマー、ビニル硫酸モノエステル化物及びこれらの塩
スルホン基含有ビニルモノマー、ビニル硫酸モノエステル化物及びこれらの塩としては、炭素数2~14のアルケンスルホン酸(塩)、炭素数2~24のアルキルスルホン酸(塩)、スルホ(ヒドロキシ)アルキル-(メタ)アクリレート(塩)もしくは(メタ)アクリルアミド(塩)及びアルキルアリルスルホコハク酸(塩)等が挙げられる。
具体的には、炭素数2~14のアルケンスルホン酸としてはビニルスルホン酸(塩)等が挙げられ、炭素数2~24のアルキルスルホン酸(塩)としてはα-メチルスチレンスルホン酸(塩)等が挙げられ、スルホ(ヒドロキシ)アルキル-(メタ)アクリレート(塩)もしくは(メタ)アクリルアミド(塩)としてはスルホプロピル(メタ)アクリレート(塩)、硫酸エステル(塩)もしくはスルホン酸基含有ビニルモノマー(塩)等が挙げられる。
【0063】
(4)燐酸基含有ビニルモノマー及びその塩:
燐酸基含有ビニルモノマー及びその塩としては、(メタ)アクリロイルオキシアルキル(C1~C24)燐酸モノエステル(塩)及び(メタ)アクリロイルオキシアルキル(炭素数1~24)ホスホン酸(塩)等が挙げられる。
(メタ)アクリロイルオキシアルキル(C1~C24)燐酸モノエステル(塩)の具体例としては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリロイルホスフェート(塩)及びフェニル-2-アクリロイロキシエチルホスフェート(塩)等が挙げられる。
(メタ)アクリロイルオキシアルキル(炭素数1~24)ホスホン酸(塩)の具体例としては、2-アクリロイルオキシエチルホスホン酸(塩)等が挙げられる。
【0064】
上記(2)~(4)の塩としては、例えばアルカリ金属塩(ナトリウム塩、カリウム塩等)、アルカリ土類金属塩(カルシウム塩、マグネシウム塩等)、アンモニウム塩、アミン塩及び4級アンモニウム塩が挙げられる。
【0065】
(5)ヒドロキシル基含有ビニルモノマー
ヒドロキシル基含有ビニルモノマーとしては、ヒドロキシスチレン、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、(メタ)アリルアルコール、クロチルアルコール、イソクロチルアルコール、1-ブテン-3-オール、2-ブテン-1-オール、2-ブテン-1,4-ジオール、プロパルギルアルコール、2-ヒドロキシエチルプロペニルエーテル及び蔗糖アリルエーテル等が挙げられる。
【0066】
(6)含窒素ビニルモノマー
含窒素ビニルモノマーとしては、(6-1)アミノ基含有ビニルモノマー、(6-2)アミド基含有ビニルモノマー、(6-3)ニトリル基含有ビニルモノマー、(6-4)4級アンモニウムカチオン基含有ビニルモノマー及び(6-5)ニトロ基含有ビニルモノマー等が挙げられる。
(6-1)アミノ基含有ビニルモノマーとしては、アミノエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
(6-2)アミド基含有ビニルモノマーとしては、(メタ)アクリルアミド及びN-メチル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
(6-3)ニトリル基含有ビニルモノマーとしては、(メタ)アクリロニトリル、シアノスチレン及びシアノアクリレート等が挙げられる。
(6-4)4級アンモニウムカチオン基含有ビニルモノマーとしては、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド及びジアリルアミン等の3級アミン基含有ビニルモノマーの4級化物(メチルクロライド、ジメチル硫酸、ベンジルクロライド、ジメチルカーボネート等の4級化剤を用いて4級化したもの)等が挙げられる。
(6-5)ニトロ基含有ビニルモノマーとしてはニトロスチレン等が挙げられる。
【0067】
(7)エポキシ基含有ビニルモノマー
エポキシ基含有ビニルモノマーとしては、グリシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート及びp-ビニルフェニルフェニルオキサイド等が挙げられる。
【0068】
(8)ハロゲン元素含有ビニルモノマー
ハロゲン元素含有ビニルモノマーとしては、塩化ビニル、臭化ビニル、塩化ビニリデン、アリルクロライド、クロルスチレン、ブロムスチレン、ジクロルスチレン、クロロメチルスチレン、テトラフルオロエチレン、フルオロアクリレート、テトラフルオロスチレン及びクロロプレン等が挙げられる。
【0069】
(9)(メタ)アクリル酸のアルキルエステル、ビニルエステル、ビニル(チオ)エーテル、ビニルケトン
(9-1)(メタ)アクリル酸のアルキルエステルとしては、例えば炭素数1~50のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル[メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ヘプタデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、エイコシル(メタ)アクリレート、及びベヘニル(メタ)アクリレート等)]等が挙げられる。
(9-2)ビニルエステルとしては、例えば酢酸ビニル、ビニルブチレート、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル等が挙げられる。
(9-3)ビニル(チオ)エーテルとしては、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテル、ビニルブチルエーテル、ビニル2-エチルヘキシルエーテル、ビニルフェニルエーテル、ビニル2-メトキシエチルエーテル、メトキシブタジエン、ビニル2-ブトキシエチルエーテル、3,4-ジヒドロ1,2-ピラン、2-ブトキシ-2’-ビニロキシジエチルエーテル、ビニル2-エチルメルカプトエチルエーテル、アセトキシスチレン、及びフェノキシスチレン等が挙げられる。
(9-4)ビニルケトンとしては、例えばビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、及びビニルフェニルケトン等が挙げられる。
【0070】
(10)その他のビニルモノマー
その他のビニルモノマーとしては、イソシアナトエチル(メタ)アクリレート及びm-イソプロペニル-α,α-ジメチルベンジルイソシアネート等が挙げられる。
【0071】
ビニル樹脂の合成には、上記(1)~(10)のビニルモノマーの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
ビニル樹脂としては、粒度分布及び帯電性の観点から好ましくはスチレン-(メタ)アクリル酸エステル共重合体及び(メタ)アクリル酸エステル共重合体であり、更に好ましくはスチレン-(メタ)アクリル酸エステル共重合体である。
【0072】
本発明の樹脂粒子の製造方法において、その他の樹脂の仕込み重量割合は、樹脂粒子の重量に基づき、好ましくは40~80重量%であり、より好ましくは50~80重量%、更に好ましくは60~80重量%である。
【0073】
本発明の樹脂粒子は、必要により公知の、着色剤、離型剤、荷電制御剤、流動化剤などの種々の添加剤等を含んでもよい。
【0074】
着色剤としては黒色着色剤、青色着色剤、赤色着色剤及び黄色着色剤からなる群より選ばれる1種類以上を含有することが好ましい。着色剤としては、トナー用着色剤として使用されている染料、顔料等のすべてを使用することができる。
具体的には、カーボンブラック、鉄黒、スーダンブラックSM、ファーストイエローG、ベンジジンイエロー、ソルベントイエロー(21、77及び114等)、ピグメントイエロー(12、14、17及び83等)、インドファーストオレンジ、イルガシンレッド、パラニトアニリンレッド、トルイジンレッド、ソルベントレッド(17、49、128、5、13、22及び48・2等)、ディスパースレッド、カーミンFB、ピグメントオレンジR、レーキレッド2G、ローダミンFB、ローダミンBレーキ、メチルバイオレットBレーキ、フタロシアニンブルー、ソルベントブルー(25、94、60及び15・3等)、ピグメントブルー、ブリリアントグリーン、フタロシアニングリーン、オイルイエローGG、カヤセットYG、オラゾールブラウンB及びオイルピンクOP等が挙げられる。また、必要により磁性粉(鉄、コバルト及びニッケル等の強磁性金属の粉末、マグネタイト、ヘマタイト並びにフェライト等の化合物)を着色剤としての機能を兼ねて含有させることができる。
着色剤の含有量は、本発明のポリエステル樹脂とその他の樹脂の合計100重量部に対して、好ましくは1~40重量部、より好ましくは2~15重量部である。なお、磁性粉を用いる場合は、磁性粉の含有量は、本発明のポリエステル樹脂とその他の樹脂の合計100重量部に対して、好ましくは20~150重量部、より好ましくは30~120重量部である。
【0075】
離型剤としては、天然ワックス(蜜ろう、カルナバワックス及びモンタンワックス等)、石油ワックス(パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、及びペトロラタム等)、合成ワックス(フィッシャートロプシュワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、酸化ポリエチレンワックス及び酸化ポリプロピレンワックス等)、及び合成エステルワックス(炭素数10~30の脂肪酸と炭素数10~30のアルコールから合成される脂肪酸エステル等)等が挙げられ、これらの離型剤からなる群より選ばれる1種類以上を含有することが好ましい。離型剤の含有量は、本発明のポリエステル樹脂とその他の樹脂の合計100重量部に対して、好ましくは0~30重量%、より好ましくは0.5~20重量%、さらに好ましくは1~10重量%である。
【0076】
上記離型剤を使用する際必要により、変性ワックスを併用してもよい。変性ワックスは、離型剤にビニルポリマー鎖がグラフトしたものである。変性ワックスに用いられる離型剤としては上記離型剤と同様のものが挙げられ、好ましいものも同様である。変性ワックスのビニルポリマー鎖を構成するビニルモノマーとしては、スチレン、メタクリル酸エステル等が挙げられる。ビニルポリマー鎖はビニルモノマーの単独重合体でもよいし、共重合体でもよい。前記変性ワックスの含有量は、本発明のポリエステル樹脂とその他の樹脂の合計100重量部に対して、好ましくは0~15重量%、より好ましくは0.5~10重量%、さらに好ましくは1~5重量%である。
【0077】
荷電制御剤としては、正帯電性荷電制御剤及び負帯電性荷電制御剤のいずれを含有していてもよく、例えば、ニグロシン染料、3級アミンを側鎖として含有するトリフェニルメタン系染料、4級アンモニウム塩、ポリアミン樹脂、イミダゾール誘導体、4級アンモニ
ウム塩基含有ポリマー、含金属アゾ染料、銅フタロシアニン染料、サリチル酸金属塩、ベンジル酸のホウ素錯体、スルホン酸基含有ポリマー、含フッ素系ポリマー、ハロゲン置換芳香環含有ポリマー等が挙げられる。荷電制御剤の含有量は、本発明のポリエステル樹脂とその他の樹脂の合計100重量部に対して、0~20重量%であってよく、好ましくは0.1~10重量%、より好ましくは0.5~7.5重量%である。
【0078】
流動化剤としては、シリカ、チタニア、アルミナ、脂肪酸金属塩、シリコーン樹脂粒子及びフッ素樹脂粒子等が挙げられ、2種以上を併用してもよい。トナーの帯電性の観点からシリカが好ましい。また、シリカは、トナーの転写性の観点から疎水性シリカであることが好ましい。流動化剤の含有量は、本発明の樹脂粒子の合計100重量部に対して、0~10重量%であってよく、好ましくは0~5重量%、より好ましくは0.1~4重量%である。
【0079】
また、着色剤、離型剤、荷電制御剤、流動化剤などの添加剤の合計重量は樹脂粒子の重量に基づき、3~70重量%であってよく、好ましくは4~58重量%、より好ましくは5~50重量%である。
【0080】
本発明における水性媒体としては、水を必須構成成分とする液体であれば制限なく使用でき、後述する、水、有機溶剤の水溶液、界面活性剤(s)の水溶液、水溶性ポリマー(t)の水溶液及びこれらの混合物等が用いることができる。
水性媒体中で本発明のポリエステル樹脂とα,β-不飽和カルボニル基を有する化合物又はα,β-不飽和カルボニル基を有する樹脂を含む分散体を安定して形成させる方法としては、水性媒体中に上記ポリエステル樹脂とα,β-不飽和カルボニル基を有する化合物又はα,β-不飽和カルボニル基を有する樹脂を加えて、せん断力により分散させる方法などが挙げられる。
その他の樹脂を用いる場合、あらかじめ上記ポリエステル樹脂等とその他の樹脂とを混合し、水性媒体中に分散することができる。さらに上記ポリエステル樹脂中の一般式(1)及び/又は(2)によって表される化学構造部分とα,β-不飽和カルボニル基が反応することで、その他の樹脂の存在下に、上記ポリエステル樹脂を反応することができる。
その他の樹脂を微粒子として用いる場合は、樹脂の微粒子は、水性媒体中で微粒子を形成することができ、また本発明のポリエステル樹脂に吸着するもの(例えば、エステル基を有する樹脂等)であれば特に限定されない。
【0081】
樹脂の微粒子を製造する方法は、特に限定されないが、以下の[1]~[2]が挙げられる。
[1]ビニル樹脂の場合において、モノマーを出発原料として、懸濁重合法、乳化重合法、シード重合法及び分散重合法等の重合反応により、直接、樹脂の微粒子分散液を製造する方法。
[2]ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂及びエポキシ樹脂等の重付加又は縮合樹脂の場合において、前駆体(モノマー及びオリゴマー等)又はその溶剤溶液を適当な分散剤存在下で媒体中に分散させ、その後に加熱したり、硬化剤を加えて硬化させ樹脂の微粒子分散体を製造する方法。
【0082】
上記[1]又は[2]の方法において、併用する乳化剤又は分散剤としては、後述に記載の公知の界面活性剤(s)、水溶性ポリマー(t)等を用いることができる。また、乳化又は分散の助剤として後述に記載の有機溶剤等を併用することができる。
【0083】
さらに、本発明のポリエステル樹脂とα,β-不飽和カルボニル基を有する化合物又はα,β-不飽和カルボニル基を有する樹脂やその他の樹脂以外の他の原料(着色剤、離型剤、変性ワックス及び荷電制御剤等)を用いる場合、あらかじめ前記ポリエステル樹脂等やその他の樹脂と他の原料を混合し、水性媒体中に分散することができる。さらにポリエステル樹脂中の一般式(1)及び/又は(2)によって表される化学構造部分とα,β-不飽和カルボニル基が反応することで、前記ポリエステル樹脂やその他の樹脂にあらかじめ他の原料を混合した状態で反応することができる。あらかじめ樹脂中に他のトナー原料を混合して反応することは樹脂中に他の原料を分散し固定化させやすく粒度分布及び帯電性の観点において好ましい。
また、本発明においては、着色剤、離型剤、変性ワックス及び荷電制御剤等の他の原料は、必ずしも、水性媒体中で粒子を形成させる時に混合しておく必要はなく、粒子を形成せしめた後、添加してもよい。たとえば、着色剤を含まない粒子を形成させた後、公知の染着の方法で着色剤を添加することもできる。
【0084】
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。分散体の粒径を2~20μmにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、一般的に1000~30000rpm、好ましくは5000~20000rpmである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、一般的に0.1~5分である。
分散装置は、例えばホモジナイザー(IKA社製)、ポリトロン(キネマティカ社製)、TKオートホモミキサー[特殊機化工業(株)製]等のバッチ式乳化機、エバラマイルダー[(株)荏原製作所製]、TKフィルミックス、TKパイプラインホモミキサー[特殊機化工業(株)製]、コロイドミル[神鋼パンテック(株)製]、ウルトラビスコミル(アイメックス製)、スラッシャー、トリゴナル湿式微粉砕機[三井三池化工機(株)製]、キャピトロン(ユーロテック社製)、ファインフローミル[太平洋機工(株)製]等の連続式乳化機、マイクロフルイダイザー[みずほ工業(株)製]、ナノマイザー(ナノマイザー社製)、APVガウリン(ガウリン社製)等の高圧乳化機、膜乳化機[冷化工業(株)製]等の膜乳化機、バイブロミキサー[冷化工業(株)製]等の振動式乳化機、超音波ホモジナイザー(ブランソン社製)等の超音波乳化機等が挙げられる。これらのうち粒径の均一性の観点から好ましいのは、APVガウリン、ホモジナイザー、TKオートホモミキサー、エバラマイルダー、TKフィルミックス及びTKパイプラインホモミキサーである。
【0085】
ポリエステル樹脂中の一般式(1)及び/又は(2)によって表される化学構造部分とα,β-不飽和カルボニル基とのマイケル付加反応は公知の方法で行うことができるが、反応温度は、耐ホットオフセット性の観点から、5~200℃が好ましく、より好ましくは10~100℃であり、さらに好ましくは15~60℃である。反応時間は、1~48時間が好ましく、さらに好ましくは2~24時間である。マイケル付加反応は、分散後に加熱して行うが、分散前に一部進行させておいてもよい。
【0086】
本発明のポリエステル樹脂等を水性媒体に分散させる際、前記ポリエステル樹脂等は液体であることが好ましい。前記ポリエステル樹脂等が常温で固体である場合には、融点以上の高温下で液体の状態で分散させたり、前記ポリエステル樹脂等の有機溶剤溶液を用いてもよい。有機溶剤を用いた方が粒度分布がシャープになる点で好ましい。
【0087】
有機溶剤としては、例えば、芳香族炭化水素溶剤、脂肪族又は脂環式炭化水素溶剤、ハロゲン溶剤、エステル又はエステルエーテル溶剤、エーテル溶剤、ケトン溶剤、アルコール溶剤、アミド溶剤、スルホキシド溶剤、複素環式化合物溶剤及びこれらの2種以上の混合溶剤等が挙げられる。
有機溶剤の具体例としては、芳香族炭化水素溶剤(トルエン、キシレン、エチルベンゼン及びテトラリン等);脂肪族又は脂環式炭化水素溶剤(n-ヘキサン、n-ヘプタン、ミネラルスピリット及びシクロヘキサン等);塩化メチル、臭化メチル、ヨウ化メチル、メチレンジクロライド、四塩化炭素、トリクロロエチレン及びパークロロエチレン等のハロゲン溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、メトキシブチルアセテート、メチルセロソルブアセテート及びエチルセロソルブアセテート等のエステル又はエステルエーテル溶剤;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ及びプロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジ-n-ブチルケトン及びシクロヘキサノン等のケトン溶剤;メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブタノール、t-ブタノール、2-エチルヘキシルアルコール及びベンジルアルコール等のアルコール溶剤;ジメチルホルムアミド及びジメチルアセトアミド等のアミド溶剤;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド溶剤、N-メチルピロリドン等の複素環式化合物溶剤、並びにこれらの2種以上の混合溶剤等が挙げられる。上記の有機溶剤の中でも沸点が100℃未満の揮発性のあるものが好ましい。好ましい有機溶剤としては、酢酸エチル、アセトン及びメチルエチルケトン等が挙げられる。
【0088】
本発明のポリエステル樹脂等を水性媒体に分散させる際、併用する乳化剤又は分散剤としては、公知の界面活性剤(s)を用いることができる。界面活性剤(s)を用いた方が樹脂粒子の体積平均粒径が小さくなり易い点で好ましい。
【0089】
界面活性剤(s)としては、特に限定されず、アニオン界面活性剤(s-1)、カチオン界面活性剤(s-2)、両性界面活性剤(s-3)及び非イオン界面活性剤(s-4)等が挙げられる。界面活性剤(s)は2種以上の界面活性剤を併用したものであってもよい。
【0090】
アニオン界面活性剤(s-1)としては、カルボン酸又はその塩、硫酸エステル塩、カルボキシメチル化物の塩、スルホン酸塩及びリン酸エステル塩等が挙げられる。
カチオン界面活性剤(s-2)としては、4級アンモニウム塩型界面活性剤及びアミン塩型界面活性剤等が挙げられる。
両性界面活性剤(s-3)としては、カルボン酸塩型両性界面活性剤、硫酸エステル塩型両性界面活性剤、スルホン酸塩型両性界面活性剤及びリン酸エステル塩型両性界面活性剤等が挙げられる。
非イオン界面活性剤(s-4)としては、AO付加型非イオン界面活性剤及び多価アルコ-ル型非イオン界面活性剤等が挙げられる。
これらの界面活性剤(s)の具体例としては、特開2002-284881号公報に記載のもの等が挙げられる。
【0091】
水性媒体としての水100重量部に対する界面活性剤(s)の使用量は、好ましくは0~300重量部、更に好ましくは0.001~10重量部、特に好ましくは0.01~5重量部である。
【0092】
本発明のポリエステル樹脂等を水性媒体に分散させる際、併用する乳化剤又は分散剤としては、公知の水溶性ポリマー(t)を用いることができる。水溶性ポリマー(t)を用いた方が樹脂粒子の体積平均粒径が小さくなり、粒度分布(体積平均粒子径/個数平均粒子径)小さくなり易い点で好ましい。
【0093】
水溶性ポリマー(t)としては、セルロース化合物(例えばメチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース及びそれらのケン化物等)、ゼラチン、デンプン、デキストリン、アラビアゴム、キチン、キトサン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリエチレンイミン、ポリアクリルアミド、アクリル酸(塩)含有ポリマー(ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸カリウム、ポリアクリル酸アンモニウム、ポリアクリル酸の水酸化ナトリウム部分中和物及びアクリル酸ナトリウム-アクリル酸エステル共重合体等)、スチレン-無水マレイン酸共重合体の水酸化ナトリウム(部分)中和物、水溶性ポリウレタン(ポリエチレングリコール、及びポリカプロラクトンジオール等とポリイソシアネートの反応生成物等)等が挙げられる。
【0094】
水性媒体としての水100重量部に対する水溶性ポリマー(t)の使用量は、好ましくは0~5重量部である。
【0095】
第3の発明である樹脂粒子の製造方法は、数平均分子量が1000~10000であり、一般式(1)及び/又は(2)によって表される化学構造部分を有し、α,β-不飽和カルボニル基を有するポリエステル樹脂同士を水性媒体中で反応させる工程を含む。
以下に本発明の樹脂粒子の製造方法を順次説明する。
【0096】
本発明により得られる樹脂粒子は、ポリエステル樹脂中の一般式(1)及び/又は(2)によって表される化学構造部分とα,β-不飽和カルボニル基との分子間及び/又は分子内での反応物を含む樹脂粒子である。上記反応物とは一般式(1)及び/又は(2)によって表される化学構造部分とα,β-不飽和カルボニル基がマイケル付加反応して得られた樹脂組成物のことである。
【0097】
本発明の樹脂粒子の製造方法において、前記ポリエステル樹脂の仕込み重量割合は、樹脂粒子の重量に基づき、好ましくは1~50重量%であり、より好ましくは2~25重量%、更に好ましくは5~15重量%である。
【0098】
本発明の樹脂粒子の製造方法は、上記ポリエステル樹脂に加えて、その他の樹脂を併用することができる。その他の樹脂は、公知の樹脂であればいかなる樹脂であっても使用でき、その具体例については、本発明のポリエステル樹脂以外のポリエステル樹脂、ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂及びポリカーボネート樹脂等が使用できる。
その他の樹脂として好ましいものは、本発明のポリエステル樹脂以外のポリエステル樹脂、ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂及びそれらの併用であり、更に好ましくは上記ポリエステル樹脂以外のポリエステル樹脂、ビニル樹脂の併用である。
【0099】
その他の樹脂が本発明のポリエステル樹脂以外のポリエステル樹脂である場合、ポリエステル樹脂は結晶性のポリエステル樹脂でも非晶性のポリエステル樹脂でもよく、縮合型ポリエステルポリオールで例示したポリオール及びポリカルボン酸等と同様のものを用いた重縮合物を用いることができ、ポリオール及びポリカルボン酸として好ましいものは上記縮合型ポリエステルポリオールと同様である。
【0100】
その他の樹脂がビニル樹脂である場合、ビニル樹脂は、ビニルモノマーを単独重合又は共重合したポリマーである。ビニルモノマーとしては、上記で例示したビニルモノマーと同様のものが挙げられ、ビニル樹脂として好ましいものも上記と同様の共重合体である。
【0101】
本発明の樹脂粒子の製造方法において、その他の樹脂の仕込み重量割合は、樹脂粒子の重量に基づき、好ましくは40~80重量%であり、より好ましくは50~80重量%、更に好ましくは60~80重量%である。
【0102】
本発明の樹脂粒子は、必要により公知の、着色剤、離型剤、荷電制御剤、流動化剤などの種々の添加剤等を含んでもよい。着色剤、離型剤、荷電制御剤、流動化剤は上記で例示したものと同様のものが挙げられ、好ましいものも同様のものが挙げられ、好ましい含有量も同様である。
【0103】
本発明における水性媒体としては、水を必須構成成分とする液体であれば制限なく使用でき、上述した、水、有機溶剤の水溶液、界面活性剤(s)の水溶液、水溶性ポリマー(t)の水溶液及びこれらの混合物等が用いることができる。
水性媒体中で本発明のポリエステル樹脂を含む分散体を安定して形成させる方法としては、水性媒体中に上記ポリエステル樹脂を加えて、せん断力により分散させる方法などが挙げられる。
その他の樹脂を用いる場合、あらかじめ上記ポリエステル樹脂とその他の樹脂とを混合し、水性媒体中に分散することができる。さらに上記ポリエステル樹脂中の一般式(1)及び/又は(2)によって表される化学構造部分とα,β-不飽和カルボニル基が反応することで、その他の樹脂の存在下に、上記ポリエステル樹脂を反応することができる。
その他の樹脂を微粒子として用いる場合は、樹脂の微粒子は、水性媒体中で微粒子を形成することができ、また本発明のポリエステル樹脂に吸着するもの(例えば、エステル基を有する樹脂等)であれば特に限定されない。
【0104】
樹脂の微粒子を製造する方法は、特に限定されないが、上述と同様に[1]~[2]が挙げられ、併用する乳化剤又は分散剤としては、上記に記載の公知の界面活性剤(s)、水溶性ポリマー(t)等を用いることができる。また、乳化又は分散の助剤として上記に記載の有機溶剤等を併用することができる。
【0105】
さらに、本発明のポリエステル樹脂やその他の樹脂以外の他の原料(着色剤、離型剤、変性ワックス及び荷電制御剤等)を用いる場合、あらかじめ前記ポリエステル樹脂やその他の樹脂と他の原料を混合し、水性媒体中に分散することができる。また、前記ポリエステル樹脂やその他の樹脂にあらかじめ他の原料を混合した状態で、ポリエステル樹脂同士の一般式(1)及び/又は(2)によって表される化学構造部分とα,β-不飽和カルボニル基が反応することができる。あらかじめ樹脂中に他のトナー原料を混合して反応することは樹脂中に他の原料を分散し固定化させやすく粒度分布及び帯電性の観点において好ましい。
また、本発明においては、着色剤、離型剤、変性ワックス及び荷電制御剤等の他の原料は、必ずしも、水性媒体中で粒子を形成させる時に混合しておく必要はなく、粒子を形成せしめた後、添加してもよい。たとえば、着色剤を含まない粒子を形成させた後、公知の染着の方法で着色剤を添加することもできる。
【0106】
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。分散体の粒径を2~20μmにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、一般的に1000~30000rpm、好ましくは5000~20000rpmである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、一般的に0.1~5分である。
分散装置は、上記で例示したものと同様のものが挙げられる。
【0107】
ポリエステル樹脂中の一般式(1)及び/又は(2)によって表される化学構造部分とα,β-不飽和カルボニル基とのマイケル付加反応は公知の方法で行うことができるが、反応温度は、耐ホットオフセット性の観点から、5~200℃が好ましく、より好ましくは10~100℃であり、さらに好ましくは15~60℃である。反応時間は、1~48時間が好ましく、さらに好ましくは2~24時間である。マイケル付加反応は、分散後に加熱して行うが、分散前に一部進行させておいてもよい。
【0108】
本発明のポリエステル樹脂等を水性媒体に分散させる際、前記ポリエステル樹脂等は液体であることが好ましい。前記ポリエステル樹脂等が常温で固体である場合には、融点以上の高温下で液体の状態で分散させたり、前記ポリエステル樹脂等の有機溶剤溶液を用いてもよい。有機溶剤を用いた方が粒度分布がシャープになる点で好ましい。
【0109】
有機溶剤としては、上記で例示したものと同様のものが挙げられる。
【0110】
本発明のポリエステル樹脂等を水性媒体に分散させる際、併用する乳化剤又は分散剤としては、公知の界面活性剤(s)を用いることができる。界面活性剤(s)を用いた方が樹脂粒子の体積平均粒径が小さくなり易い点で好ましい。
【0111】
界面活性剤(s)としては、上記で例示したものと同様のものが挙げられる。
【0112】
水性媒体としての水100重量部に対する界面活性剤(s)の使用量は、好ましくは0~300重量部、更に好ましくは0.001~10重量部、特に好ましくは0.01~5重量部である。
【0113】
本発明のポリエステル樹脂等を水性媒体に分散させる際、併用する乳化剤又は分散剤としては、公知の水溶性ポリマー(t)を用いることができる。水溶性ポリマー(t)を用いた方が樹脂粒子の体積平均粒径が小さくなり、粒度分布(体積平均粒子径/個数平均粒子径)小さくなり易い点で好ましい。
【0114】
水溶性ポリマー(t)としては、上記で例示したものと同様のものが挙げられる。
【0115】
水性媒体としての水100重量部に対する水溶性ポリマー(t)の使用量は、好ましくは0~5重量部である。
【0116】
本発明のポリエステル樹脂及び本発明の製造方法によって得られる樹脂粒子は、複写機、プリンター等により支持体(紙、ポリエステルフィルム等)に定着して記録材料とされるトナー用原料である。支持体に定着する方法としては、公知の熱ロール定着方法、フラッシュ定着方法等が適用できる。
【0117】
本発明の製造方法によって得られる樹脂粒子は電子写真法、静電記録法や静電印刷法等において、静電荷像又は磁気潜像の現像用のトナーに用いられる。更に詳しくは、特にフルカラー用に好適な静電荷像又は磁気潜像の現像に用いられるトナーに関する。
【実施例
【0118】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下において部は重量部を意味する。
【0119】
<実施例1>[ポリエステル樹脂(A-1)の製造]
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・PO2モル付加物439部、ビスフェノールA・PO3モル付加物329部、テレフタル酸56部、アジピン酸90部、縮合触媒としてチタニウムジイソプロポキシビストリエタノールアミネート0.6部を入れ、230℃まで徐々に昇温しながら、0.5~2.5kPaの減圧下に10時間反応させた。酸価が1mgKOH/g未満であることを確認し、水酸基を有するポリエステル樹脂を得た。その後、マロン酸ジエチル100部を加え、150℃で3時間反応させ、その後0.5~2.5kPaの減圧下で副生成物を留去し、ポリエステル樹脂(A-1)を得た。
【0120】
<実施例2~12>[ポリエステル樹脂(A-2)~(A-12)の製造]
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、表1に記載したポリオールとポリカルボン酸、一般式(1)又は(2)の構造を有する化合物を仕込み、それ以外は実施例1と同様に反応を行い、ポリエステル樹脂(A-2)~(A-12)を得た。
【0121】
<比較例1>[ポリエステル樹脂(A’-1)の製造]
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・PO2モル付加物844部、テレフタル酸196部、縮合触媒としてチタニウムジイソプロポキシビストリエタノールアミネート0.6部を入れ、230℃まで徐々に昇温しながら、0.5~2.5kPaの減圧下に10時間反応させた。酸価1mgKOH/g未満であることを確認し、水酸基を有するポリエステル樹脂を得た。その後、アセト酢酸エチル250部を加え、150℃で3時間反応させ、その後0.5~2.5kPaの減圧下で副生成物を留去し、ポリエステル樹脂(A’-1)を得た。
【0122】
<比較例2>[ポリエステル樹脂(A’-2)の製造]
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、表1に記載したポリオールとポリカルボン酸、一般式(1)又は(2)の構造を有する化合物を仕込み、それ以外は比較例1と同様に反応を行い、ポリエステル樹脂(A’-2)を得た。
【0123】
<比較例3>[ポリエステル樹脂(A’-3)の製造]
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、3-メチル-1,5-ペンタンジオール508部、テレフタル酸283部、アジピン酸249部、縮合触媒としてチタニウムジイソプロポキシビストリエタノールアミネート0.6部を入れ、230℃まで徐々に昇温しながら、0.5~2.5kPaの減圧下に10時間反応させた。酸価が1mgKOH/g未満であることを確認し、水酸基を有するポリエステル樹脂を得た。オートクレーブに得られたポリエステル樹脂1000部、イソホロンジイソシアネート(IPDI)116部及び酢酸エチル884部を投入し、密閉状態で80℃、10時間反応を行い、分子末端にイソシアネート基を含有する、ポリエステル樹脂(A’-3)の溶液を得た。
【0124】
表1にポリエステル樹脂(A-1)~(A-12)、(A’-1)~(A’-3)の組成とガラス転移温度(Tg)、数平均分子量(Mn)、数式(1)の左辺、数式(2)の左辺、1分子中の一般式(1)又は(2)の構造の数、1分子中のα、β-不飽和カルボニル基の数を記載した。
【0125】
【表1】
【0126】
<製造例1>[ポリエステル樹脂(B-1)の製造]
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・PO2モル付加物517部、ビスフェノールA・EO2モル付加物261部、テレフタル酸131部、無水トリメリット酸24部、フマル酸145部、縮合触媒としてチタニウムジイソプロポキシビストリエタノールアミネート0.6部を入れ、徐々に昇温し、180℃で窒素気流化に生成する水を留去しながら4時間反応させた。さらに、0.5~2.5kPaの減圧下に10時間反応させて、分子中にα、β-不飽和カルボニル基を有するポリエステル樹脂(B-1)を得た。ポリエステル樹脂(B-1)の数平均分子量は3,000、α、β-不飽和カルボニル基は1.15ミリモル/gであった。
【0127】
<製造例2>[微粒子分散液の製造]
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、水690.0部、ポリオキシエチレンモノメタクリレート硫酸エステルのナトリウム塩「エレミノールRS-30」[三洋化成工業(株)製]9.0部、スチレン90.0部、メタクリル酸90.0部、アクリル酸ブチル110.0部及び過硫酸アンモニウム1.0部を投入し、350回転/分で15分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。次いで75℃まで昇温し、同温度で5時間反応させた。更に、1重量%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレン-メタクリル酸-アクリル酸ブチル-メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の微粒子分散液を得た。
微粒子分散液に分散されている粒子の体積平均粒径を、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置「LA-920」[(株)堀場製作所製]を用いて測定したところ、0.1μmであった。
【0128】
<製造例3>[着色剤分散液の製造]
撹拌装置、加熱冷却装置、温度計、冷却管及び窒素導入管を備えた反応容器に、プロピレングリコール557部、テレフタル酸ジメチルエステル569部、アジピン酸184部及び縮合触媒としてテトラブトキシチタネート3部を投入し、180℃で窒素気流下に、生成するメタノールを留去しながら8時間反応させた。次いで230℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下に、生成するプロピレングリコール及び水を留去しながら4時間反応させ、更に0.007~0.026MPaの減圧下に1時間反応させた。回収されたプロピレングリコールは175部であった。次いで180℃まで冷却し、無水トリメリット酸121部を加え、常圧密閉下で2時間反応後、220℃、常圧で軟化点が180℃になるまで反応させ、ポリエステル(Mn=8,500)を得た。ビーカーに、銅フタロシアニン20部と着色剤分散剤「ソルスパーズ28000」[アビシア(株)製]4部、得られたポリエステル20部及び酢酸エチル56部を投入し、撹拌して均一分散させた後、ビーズミルによって銅フタロシアニンを微分散して、着色剤分散液を得た。
【0129】
<製造例4>[変性ワックスの製造]
撹拌装置、加熱冷却装置、温度計及び滴下ボンベを備えた耐圧反応容器に、キシレン454部、低分子量ポリエチレンワックス「サンワックス LEL-400」[軟化点:128℃、三洋化成工業(株)製]150部を投入し、窒素置換後撹拌下170℃に昇温し、同温度でスチレン595部、メタクリル酸メチル255部、ジ-t-ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート34部及びキシレン119部の混合溶液を3時間かけて滴下し、更に同温度で30分間保持した。次いで0.039MPaの減圧下でキシレンを留去し、変性ワックスを得た。
【0130】
<製造例5>[離型剤分散液の製造]
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた反応容器に、パラフィンワックス「HNP-9」[融解熱最大ピーク温度:73℃、日本精鑞(株)製]10部、製造例4で得られた変性ワックス1部及び酢酸エチル33部を投入し、撹拌下78℃に昇温し、同温度で30分間撹拌後、1時間かけて30℃まで冷却してパラフィンワックスを微粒子状に晶析させ、更にウルトラビスコミル(アイメックス製)で湿式粉砕し、離型剤分散液を得た。
【0131】
<製造例6>[非晶性樹脂の製造]
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・PO2モル付加物260部、ビスフェノールA・PO3モル付加物195部、ビスフェノールA・EO2モル付加物260部、トリメチロールプロパン10部、テレフタル酸255部、アジピン酸45部、縮合触媒としてチタニウムジイソプロポキシビストリエタノールアミネート0.6部、220℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら酸価が20mgKOH/g以下になるまで反応させた後、0.5~2.5kPaの減圧下に10時間反応させた。次いで、無水トリメリット酸30部を加え、175℃で1時間保持し、非晶性樹脂を得た。
【0132】
<実施例13>[樹脂粒子(D-1)の製造]
ビーカーに、イオン交換水135部、[微粒子分散液]0.5部、カルボキシメチルセルロースナトリウム5部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5重量%水溶液「エレミノールMON-7」[三洋化成工業(株)製]34部及び酢酸エチル15部を投入し、撹拌して均一に溶解した。
次いで、ポリエステル樹脂(A-1)9部、ポリエステル樹脂(B-1)5部、[着色剤分散液]40部、[離型剤分散液]40部、[非晶性樹脂]66部及び酢酸エチル54部を投入し、TKオートホモミキサーにて10,000rpmで2分間撹拌した。次いでこの混合液を撹拌機及び温度計を備えた反応容器に移し、50℃で濃度が0.5重量%以下となるまで酢酸エチルを留去し、樹脂粒子の水性樹脂分散体を得た。次いで得られた水性分散体に10重量%水酸化ナトリウム水溶液をpHが12になるまで投入して40℃で3時間撹拌した後、洗浄、濾別し、40℃で18時間乾燥を行い、揮発分を0.5重量%以下とし、本発明の樹脂粒子(D-1)を得た。
【0133】
<実施例14>[樹脂粒子(D-2)]
実施例13において、ポリエステル樹脂(A-1)を(A-2)に変更する以外は実施例13と同様にして樹脂粒子(D-2)を得た。
【0134】
<実施例15>[樹脂粒子(D-3)]
実施例13において、ポリエステル樹脂(A-1)を(A-3)に、ポリエステル樹脂(B-1)5部をトリメチロールプロパントリアクリレート(B-2)3部に、[非晶性樹脂]の重量部を68部に変更する以外は実施例13と同様にして樹脂粒子(D-3)を得た。
【0135】
<実施例16>[樹脂粒子(D-4)]
実施例13において、ポリエステル樹脂(A-1)を(A-4)に、ポリエステル樹脂(B-1)の重量部を1部に、[非晶性樹脂]の重量部を70部に変更する以外は実施例13と同様にして樹脂粒子(D-4)を得た。
【0136】
<実施例17>[樹脂粒子(D-5)]
実施例13において、ポリエステル樹脂(A-1)を(A-5)に変更する以外は実施例13と同様にして樹脂粒子(D-5)を得た。
【0137】
<実施例18>[樹脂粒子(D-6)]
実施例13において、ポリエステル樹脂(A-1)を(A-6)に、ポリエステル樹脂(B-1)をネオマーDA-600[三洋化成工業(株)製]3部に、[非晶性樹脂]の重量部を68部に変更する以外は実施例13と同様にして樹脂粒子(D-6)を得た。
【0138】
<実施例19>[樹脂粒子(D-7)の製造]
ビーカーに、イオン交換水135部、[微粒子分散液]0.5部、カルボキシメチルセルロースナトリウム5部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5重量%水溶液「エレミノールMON-7」[三洋化成工業(株)製]34部及び酢酸エチル15部を投入し、撹拌して均一に溶解した。
次いで、ポリエステル樹脂(A-7)9部、[着色剤分散液]40部、[離型剤分散液]40部、[非晶性樹脂]71部及び酢酸エチル54部を投入し、TKオートホモミキサーにて10,000rpmで2分間撹拌した。次いでこの混合液を撹拌機及び温度計を備えた反応容器に移し、50℃で濃度が0.5重量%以下となるまで酢酸エチルを留去し、樹脂粒子の水性樹脂分散体を得た。次いで得られた水性分散体に10重量%水酸化ナトリウム水溶液をpHが12になるまで投入して40℃で3時間撹拌した後、洗浄、濾別し、40℃で18時間乾燥を行い、揮発分を0.5重量%以下とし、本発明の樹脂粒子(D-7)を得た。
【0139】
<実施例20>[樹脂粒子(D-8)]
実施例19において、ポリエステル樹脂(A-7)を(A-8)に変更する以外は実施例19と同様にして樹脂粒子(D-8)を得た。
【0140】
<実施例21>[樹脂粒子(D-9)の製造]
実施例13において、ポリエステル樹脂(A-1)を(A-9)に変更する以外は実施例13と同様にして樹脂粒子(D-9)を得た。
【0141】
<実施例22>[樹脂粒子(D-10)]
実施例19において、ポリエステル樹脂(A-7)を(A-10)に変更する以外は実施例19と同様にして樹脂粒子(D-10)を得た。
【0142】
<実施例23>[樹脂粒子(D-11)の製造]
実施例13において、ポリエステル樹脂(B-1)の重量部を60部に、非晶性樹脂の重量部を11部に変更する以外は実施例13と同様にして樹脂粒子(D-11)を得た。
【0143】
<実施例24>[樹脂粒子(D-12)の製造]
実施例13において、ポリエステル樹脂(B-1)の重量部を0.4部に、非晶性樹脂の重量部を70.6部に変更する以外は実施例13と同様にして樹脂粒子(D-12)を得た。
【0144】
<実施例25>[樹脂粒子(D-13)の製造]
実施例13において、ポリエステル樹脂(A-1)を(A-11)に変更する以外は実施例13と同様にして樹脂粒子(D-13)を得た。
【0145】
<実施例26>[樹脂粒子(D-14)の製造]
実施例13において、ポリエステル樹脂(A-1)を(A-12)に変更する以外は実施例13と同様にして樹脂粒子(D-14)を得た。
【0146】
<比較例4>[樹脂粒子(D’-1)の製造]
実施例13において、ポリエステル樹脂(A-1)を(A’-1)に変更する以外は実施例13と同様にして樹脂粒子(D’-1)を得た。
【0147】
<比較例5>[樹脂粒子(D’-2)の製造]
実施例13において、ポリエステル樹脂(A-1)を(A’-2)に変更する以外は実施例13と同様にして樹脂粒子(D’-2)を得た。
【0148】
<比較例6>[樹脂粒子(D’-3)の製造]
ビーカーに、イオン交換水135部、[微粒子分散液]0.5部、カルボキシメチルセルロースナトリウム5部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5重量%水溶液「エレミノールMON-7」[三洋化成工業(株)製]34部及び酢酸エチル15部を投入し、撹拌して均一に溶解した。
次いで、ポリエステル樹脂(A’-3)溶液18部、[着色剤分散液]40部、[離型剤分散液]40部、[非晶性樹脂]71部及び酢酸エチル45部及びイソホロンジアミン0.13部を投入し、TKオートホモミキサーにて10,000rpmで2分間撹拌した。次いでこの混合液を撹拌機及び温度計を備えた反応容器に移し、50℃で濃度が0.5重量%以下となるまで酢酸エチルを留去し、樹脂粒子の水性樹脂分散体を得た。次いで得られた水性分散体に10重量%水酸化ナトリウム水溶液をpHが12になるまで投入して40℃で3時間撹拌した後、洗浄、濾別し、40℃で18時間乾燥を行い、揮発分を0.5重量%以下とし、本発明の樹脂粒子(D’-3)を得た。
【0149】
樹脂粒子(D-1)~(D-14)及び(D’-1)~(D’-3)100部に流動化剤として疎水性シリカ「アエロジルR972」[日本アエロジル製]1部をサンプルミルにて混合し下記方法で、耐ホットオフセット性、造粒性、及び帯電性を評価した。評価結果を表2に示す。
【0150】
【表2】
【0151】
[評価方法]
以下に、耐ホットオフセット性、造粒性及び帯電性の測定方法と評価方法を、判定基準を含めて説明する。
【0152】
<耐ホットオフセット性(ホットオフセット発生温度)>
外添処理後の樹脂粒子を紙面上に0.8mg/cmとなるよう均一に載せる。このとき粉体を紙面に載せる方法は、熱定着機を外したプリンターを用いる。上記の重量密度で粉体を均一に載せることができるのであれば他の方法を用いてもよい。
この紙を加圧ローラーに定着速度(加熱ローラ周速)213mm/sec、定着圧力(加圧ローラ圧)10kg/cmの条件で通した時のホットオフセットの発生温度を測定し、耐ホットオフセット性を評価した。
一般に、この評価条件では170℃以上が好ましいとされる。
○:ホットオフセット発生温度が170℃以上
×:ホットオフセット発生温度が170℃未満
【0153】
<造粒性>
外添処理後の樹脂粒子をそれぞれ水に分散してコールターカウンター「マルチサイザーIII」(ベックマンコールター社製)で体積平均粒径及び粒度分布を測定することで造粒性を評価した。
造粒性は、体積平均粒径が5.0~5.9μmであるときに粒度分布が1.20以下であることが好ましいとされる。
○:粒度分布が1.20以下
×:粒度分布が1.20より大きい
【0154】
<帯電性>
外添処理後の樹脂粒子0.5gとフェライトキャリア(パウダーテック社製、F-150)10gとを50mlのガラス瓶に入れ、これを23℃、相対湿度50%で8時間以上調湿し、ターブラーシェーカーミキサーにて90rpm×2分間摩擦攪拌した。攪拌後の混合粉体0.2gを目開き20μmステンレス金網がセットされたブローオフ粉体帯電量測定装置に装填し、ブロー圧10KPa,吸引圧5KPaの条件で、残存フェライトキャリアの帯電量を測定し、定法により樹脂粒子の帯電量(μC/g)を算出した。なお、トナー用としてはマイナス帯電量が高いほど帯電特性が優れている。
測定にはブローオフ帯電量測定装置[東芝ケミカ(株)製]を用いた。
【0155】
[判定基準]
◎:-20未満
〇:-20以上-15未満
×:-15以上
【0156】
本発明の実施例13~26の樹脂粒子は耐ホットオフセット性、粒度分布及び帯電性のいずれも優れた性能を示した。
一方で、数平均分子量が1000未満のポリエステル樹脂(A’-1)を用いた樹脂粒子(D’-1)は耐オフセット性が不良となった。数平均分子量が10000を超えるポリエステル樹脂(A’-2)を用いた樹脂粒子(D’-2)は造粒性が不良となった。上記一般式(1)又は(2)によって表される化学構造部分を有していないポリエステル樹脂(A’-3)を用いた樹脂粒子(D’-3)は帯電性が不良となった。
【産業上の利用可能性】
【0157】
本発明のポリエステル樹脂及び樹脂粒子はホットオフセット性、造粒性及び帯電性が良好であるため、電子写真、静電記録、静電印刷等に用いる静電荷像現像用トナー用材料として極めて有用である。