JP2000155441A - 電子写真用トナー - Google Patents

電子写真用トナー

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JP2000155441A
JP2000155441A JP32923498A JP32923498A JP2000155441A JP 2000155441 A JP2000155441 A JP 2000155441A JP 32923498 A JP32923498 A JP 32923498A JP 32923498 A JP32923498 A JP 32923498A JP 2000155441 A JP2000155441 A JP 2000155441A
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electrophotographic toner
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Haruo Okuya
晴夫 奥谷
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Tomoegawa Co Ltd
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Tomoegawa Paper Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリオレフィン系樹脂を電子写真用トナーの
結着樹脂に使用することによって、従来の電子写真用ト
ナーにおける問題点を改良し、保存性を損なうことな
く、低温定着性とオフセット現象の防止を同時に達成
し、転写紙への定着強度の優れた電子写真用トナーを提
供する。 【解決手段】 少なくともαオレフィン系モノマー単位
Aと、カルボキシル基、低級アルキルエステル基及び酸
無水物基の中から選ばれる少なくとも1種類の基を有す
るビニルモノマー単位Bをモノマー成分とする共重合体
と、カルボジイミド基を分子内に有するカルボジイミド
化合物との反応により形成される架橋構造を有するポリ
オレフィン系樹脂を用いることを特徴とする電子写真用
トナー。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に熱ロール定着
を採用している複写機またはプリンター用の電子写真用
トナーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子写真分野においては、ポリオレフィ
ン系樹脂は複写機あるいはプリンター等に使用されるト
ナーの離型剤として、オフセット現象を防止するために
広く使用されている。近年、プリンターあるいは複写機
の普及が広まるにつれて、家庭への普及及び多機能化を
主な目的とした低エネルギー化(消費電力の削減)、印
刷機と複写機との境界に位置するいわゆるグレイエリア
への普及を目的とした高速化、あるいは機械コストを下
げるための定着ロールの簡素化のための低ロール圧力化
が望まれており、また、複写機の高級化に伴い両面コピ
ー機能や原稿自動送り装置の搭載された複写機が広く普
及されてきたため、複写機及びプリンターに使用される
電子写真用トナーには定着温度が低く、耐オフセット性
が優れて、かつ両面コピー時の汚れや、コピーしたもの
を原稿とする際に、原稿自動送り装置における汚れの発
生を防止するため、転写紙への定着強度の優れた電子写
真用トナーが要求されている。一般的にポリオレフィン
系の樹脂は、耐寒性、耐熱性、耐薬品性、耐摩耗性等に
優れるため、ゴム、ポラスチック等の加工における加工
性向上剤、印刷インキや塗料の顔料分散剤、耐摩耗性・
耐ブロッキング性向上剤、つや出し剤、離型剤、電気絶
縁材料、防錆剤等に使用されている。しかし、ポリオレ
フィン系の樹脂は一般的に、溶融時の粘度が低粘度であ
り取扱性が良好な反面、他の樹脂との相溶性に乏しい、
樹脂自体が脆いといった点の改良が要求されている。
【0003】これらの要求に対して従来の電子写真分野
における技術では、より低融点化したポリオレフィンワ
ックスの配合、樹脂と相溶性の良いワックスの使用、結
着樹脂の低分子量化や分子量分布の改良等を行い、電子
写真用トナーの低エネルギー定着化を図っている。ま
た、ポリオレフィン系樹脂の他樹脂との相溶性の改良と
しては、オレフィンモノマーと極性モノマーとの共重
合、ポリオレフィンの酸化分解、各種化学変性等によっ
て極性基の導入がなされている。
【0004】しかしながら、電子写真用トナーにおいて
は、結着樹脂に対して低融点ワックスを添加することに
よって、ある程度の低温定着化を達成していたが、この
場合の結着樹脂としては、一般的にポリスチレンアクリ
ル共重合体や、ポリエステル樹脂が使用されているた
め、樹脂との相溶性が良好でない前記低融点ワックス、
すなわち、低分子量のポリエチレン、ポリプロピレンワ
ックス等は、溶融混練時に結着樹脂中に均一に分散しに
くく、帯電性の不安定な粒子を生じることによって、画
像濃度の低下等を引き起こして画像特性に問題があっ
た。また、極性基を導入したポリオレフィンワックスを
添加する場合、ある程度の相溶性及び分散性を向上させ
ることはできたが、極性基の導入だけでは十分に分散し
た均一な粒子ができず問題を解決するまでに至っていな
い。逆に、結着樹脂と相溶するカルナバワックス、ライ
スワックス等の場合は、結着樹脂のガラス転移点温度が
下がり、保存安定性を低下させる問題があった。
【0005】一方、結着樹脂の低分子量化では、ポリエ
ステル樹脂に代表される様な縮合系樹脂での低分子量化
では、融点は低下したものの、粘度低下も同時に起こ
り、定着ロールへのオフセット現象が発生する問題があ
った。これを防ぐために、架橋構造を導入してポリエス
テル樹脂の分子量分布を広くすることが提案されてい
る。しかし、この方法においては架橋によって分子量分
布は広がり、オフセット現象は抑えられるものの、全体
の分子量が高分子化するために、低温定着性が悪化する
問題があった。このため、低温定着化のためには結着樹
脂のガラス転移点温度(Tg)を下げざるを得ないた
め、ブロッキングを生じやすくなり、保存性を満足する
ことができなかった。このように従来技術では耐オフセ
ット性、保存性を満足しながら、低温定着性を達成する
ことができなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
したような従来技術のオレフィン系樹脂の問題点、ポリ
オレフィン系樹脂の問題点を解決することによって、低
融点、低粘度であることを損なわずに、画質特性が良好
で、かつ低温定着性、定着強度、保存性、対オフセット
性の優れたポリオレフィン系樹脂を結着樹脂とする電子
写真用トナーを提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも下
記式(1)に示す構造を形成するためのαオレフィン系
モノマー単位Aと、カルボキシル基、低級アルキルエス
テル基および酸無水物基の中から選ばれる少なくとも1
種類の基を有するビニルモノマー単位Bとをモノマー成
分とする共重合体と、下記式(2)で示されるカルボジ
イミド基を分子内に有するカルボジイミド化合物との反
応により得られる架橋構造を有するポリオレフィン系樹
脂を含有することを特徴とする電子写真用トナーであ
る。 −CH2−CHR− (1) (式中のRは水素原子または炭素数1〜45のアルキル
基) −N=C=N− (2)
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明におけるポリオレフィン系樹脂は、少なくともα
オレフィン系モノマー単位Aと、カルボキシル基、低級
アルキルエステル基および酸無水物基の中から選ばれる
少なくとも1種類の基を有するビニルモノマー単位Bと
をモノマー成分とする共重合体と、カルボジイミド基を
分子内に有するカルボジイミド化合物との反応によって
得られる架橋構造を有していることを特徴とする。この
ような架橋構造を有することによって、前記共重合体が
低融点の性質を維持しながら、樹脂の耐摩耗性が向上し
結着樹脂の性質である脆さが改善され、トナー特性とし
て、従来の技術では達成することができなかった、低温
定着性、定着強度、耐オフセット性および保存性を全て
満足することができる。
【0009】本発明に使用される共重合体は、示差走査
熱量計(DSC:セイコー電子工業社製DSC−12
0)で10℃から200℃までの測定範囲において測定
した結果、最初に現れる吸熱ピーク温度が60〜120
℃であることが好ましい。さらに好ましくは、70〜1
00℃である。吸熱ピーク温度が60℃未満の場合は、
電子写真用トナーにした時に保存性が悪化することにな
り、逆に120℃をこえてしまうと、良好な低温定着性
が得られないおそれがある。
【0010】本発明での吸熱ピーク温度を測定する方法
としては、ASTM D−3418−82に準拠して測
定する。具体的にはサンプルを10〜15mg採取し窒
素雰囲気下で室温から200℃まで昇温温度10℃/m
inで加熱し、200℃に10分間保持した後、急冷す
る前処理を行った後、再び10℃に10分間保持し、1
0℃/minの昇温速度で200℃まで加熱し測定す
る。そのときに最初に現れるピークを吸熱ピーク温度と
定義する。
【0011】また、本発明に使用される共重合体の分子
量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下
GPCという)によって測定される。GPCの測定は、
温度25℃において溶媒(クロロホルム)を毎分1ml
の流速で流し、濃度0.4gr/dlのクロロホルム試
料溶液を試料重量として8mg注入し測定する。また、
試料の分子量測定にあたっては、該試料の有する分子量
分布が、数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成
された検量線の分子量の対数と、カウント数が直線とな
る範囲内に包含される測定条件を選択する。また、本測
定にあたり、測定の信頼性は上述の測定条件で行ったN
BS706ポリスチレン標準試料(Mw=28.8×1
4、Mn=13.7×104、Mw/Mn=2.11)
のMw/Mnが2.11±0.10となることにより確
認し得る。また、本発明に使用される共重合体の重合度
は、GPCで測定した分子量と、共重合体を構成するα
オレフィン系モノマーと、カルボキシル基、低級アルキ
ルエステル基および酸無水物基の中から選ばれる少なく
とも1種類の基を有するビニルモノマーの、その配合の
割合から算出し求めることができる。この場合、共重合
体の重合度は20〜150の範囲であることが好まし
い。共重合体の重合度が20より小さいと、樹脂強度が
非常に弱いため、カルボジイミド化合物と架橋反応を行
っても充分な樹脂強度が得られず、また、電子写真用ト
ナーの結着樹脂として使用した時、トナー粒子としての
強度が不十分であると共に、保存性が損なわれる。逆
に、共重合体の重合度が150より大きいと、低融点、
低粘度の特性が得られなくなり、電子写真用トナーの結
着樹脂として使用した時、低温定着性が損なわれる。
【0012】本発明に使用される共重合体を構成するモ
ノマー単位Aのαオレフィン系モノマーとしては、前記
一般式(1)においてRがアルキル基の場合は該アルキ
ル基の炭素数が1〜45、換言すればαオレフィン系モ
ノマー中の炭素数2〜47のαオレフィンを使用するこ
とが必要である。αオレフィン系モノマーの炭素数が4
7を越えると低融点化しすぎて、保存性を満足すること
ができない。該αオレフィン系モノマーの例としては、
エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1
−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネ
ン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセン、1−
トリデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1
−オクタデセン、1−エイコセン、1−ドコセン、1−
トリコセン、1−テトラコセン、1−ペンタコセン、1
−ヘキサコセン、1−ヘプタコセン、1−オクタコセ
ン、1−ノナコセン、1−トリアコンテン、1−ウント
リアコンテン、1−ドトリアコンテン、1−トリトリア
コンテン、1−テトラトリアコンテン、1−ペンタトリ
アコンテン、1−ヘキサトリアコンテン、1−ヘプタト
リアコンテン、1−オクタトリアコンテン、1−ノナト
リアコンテン、1−テトラコンテン、ウンテトラコンテ
ン、1−ドテトラコンテン、1−トリテトラコンテン、
1−テトラテトラコンテン、1−ペンタテトラコンテ
ン、1−ヘキサテトラコンテン、1−ヘプタテトラコン
テン等が挙げられる。なお、モノマー単位Aとしてαオ
レフィン系モノマーは2種以上用いられていてもよい。
【0013】本発明に使用される共重合体を構成するモ
ノマー単位Bであるカルボキシル基、低級アルキルエス
テル基および酸無水物基の中から選ばれる少なくとも1
種類の基を有するビニルモノマーとしては、例えば、ア
クリル酸、アクリル酸ビニルエステル、メタクリル酸、
マレイン酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、ア
クリル酸ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸2
−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸
エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸イソブチ
ル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、マレイン酸、マ
レイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジ
オクチル、無水マレイン酸、フマル酸、フマル酸ジメチ
ル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジイソプロピル、フマ
ル酸ジイソブチル、フマル酸ジ(2−エチルヘキシ
ル)、フマル酸ジオクチル、イタコン酸、イタコン酸ジ
メチル、無水イタコン酸、メサコン酸、シトラコン酸、
無水シトラコン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、無水ナ
ジック酸、無水エチルナジック酸、アリル無水コハク
酸、trans−桂皮酸、2−アクリロイルオキシエチ
ルハイドロゲンフタレート、2−アクリロイルオキシプ
ロピルハイドロゲンフタレート、2−アクリロイルオキ
シプロピルヘキサヒドロハイドロゲンフタレート、2−
アクリロイルオキシプロピルテトラヒドロハイドロゲン
フタレート等が挙げられる。 なお、低級アルキルエス
テル基としては炭素数1〜8のアルキル基のエステルが
好ましい。また、ビニルモノマー単位Bとして上記の如
きビニルモノマーを2種類以上用いることもできる。
【0014】αオレフィン系モノマーと、カルボキシル
基、低級アルキルエステル基および酸無水物基の中から
選ばれる少なくとも1種類の基を有するビニルモノマー
との反応つまり共重合体の製造方法は、触媒として、例
えば塩化チタン、トリエチルアンモニウム等の存在下で
行うことが好ましい。αオレフィン系モノマーが気体の
場合は、反応系内を一定の圧力に保持しながら反応させ
ることが好ましい。なお、αオレフィン系モノマーと上
述のビニルモノマーとの共重合体は市販品を使用するこ
ともできる。本発明において、αオレフィン系モノマー
と、カルボキシル基、低級アルキルエステル基および酸
無水物基の中から選ばれる少なくとも1種類の基を有す
るビニルモノマーとの共重合体であれば、特に限定され
るものではない。ここで該共重合体におけるαオレフィ
ン系モノマー単位Aとモノマー単位Bとの割合(モル
比)が、A:B=20:80〜80:20である共重合
体が、特に低融点で他樹脂との相溶性に優れ、電子写真
用トナーに使用した場合、低温定着性、耐オフセット
性、保存性等に優れた特性が達成されることから好適で
ある。なお、本発明における該共重合体は、上記2成分
以外に第3のモノマー成分としてこれらの成分と共重合
可能な各種のビニルモノマーが本発明の効果を損なわな
い範囲で使用されていてもよい。
【0015】本発明に使用されるカルボジイミド化合物
は、下記式(2)で示されるカルボジイミド基を分子内
に有する化合物である。 −N=C=N− (2) かかるカルボジイミド化合物としては、特に限定される
ものではなく、例えばイソシアネート化合物2分子が反
応して得られるモノカルボジイミド化合物からイソシア
ネート化合物が3分子以上反応して形成されるポリカル
ボジイミド化合物まで適用することができる。
【0016】本発明に使用されるカルボジイミド化合物
としては、上記の如きイソシアネート化合物の反応によ
って得られるものを適宜選択して使用することができる
が、中でもジイソシアネート化合物が重合して得られる
ポリカルボジイミド樹脂が好ましく、特に重合度10〜
100程度のものが、低温定着性を損なうことなく優れ
たオフセット性が得られることから好適である。このよ
うなポリカルボジイミド樹脂は、原材料であるイソシア
ネート化合物を、3−メチル−1−フェニル−2−フォ
スフォレンオキシド、1−フェニル−2−フォスフォレ
ン−1−オキシド等のカルボジイミド化触媒の存在下、
120〜150℃の反応温度で、加圧下で行なうか、脂
肪族アセテート系、ハロゲン系、脂環式エーテル等の溶
媒中で行なうかによる脱炭酸縮合反応で得られる。
【0017】本発明で使用されるカルボジイミド化合物
を製造するための原料のイソシアネート化合物として
は、n−ブチルイソシアネート、tert−ブチルジイ
ソシアネート、iso−ブチルイソシアネート、エチル
イソシアネート、n−プロピルイソシアネート、iso
−プロピルイソシアネート、シクロヘキシルイソシアネ
ート、n−オクタデシルイソシアネート、2,4−トル
イレンジイソシアネート、2,6−トルイレンジイソシ
アネート、o−トリジンジイソシアネート、4,4’−
ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジシク
ロヘキシルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェ
ニルエーテルジイソシアネート、3,3’−ジメトキシ
−4,4’−ビフェニルジイソシアネート、p−フェニ
レンジイソシアネート、ナフチレン−1,5−ジイソシ
アネート、m−キシリレンジソシアネート、水添キシリ
レンジソシアネート、m−テトラメチルキシリレンジイ
ソシアネート、p−テトラメチルキシリレンジソシアネ
ート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘ
キサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシア
ネート等を挙げることができる。
【0018】上記の原材料より得られるポリカルボジイ
ミド樹脂としては、ポリtert−ブチルカルボジイミ
ド、ポリテトラメチルキシリレンカルボジイミド、ポリ
2,4−トルイレンカルボジイミド、ポリ2,6−トル
イレンカルボジイミド、ポリo−トリジンカルボジイミ
ド、ポリ4,4’−ジフェニルメタンカルボジイミド、
ポリ4,4’−ジシクロヘキシルメタンカルボジイミ
ド、ポリ4,4’−ジフェニルエーテルカルボジイミ
ド、ポリ3,3’−ジメトキシ−4,4’−ビフェニル
カルボジイミド、ポリp−フェニルレンカルボジイミ
ド、ポリナフチレン−1,5−カルボジイミド、ポリm
−キシリレンカルボジイミド、ポリ水添キシリレンカル
ボジイミド、ポリヘキサメチレンカルボジイミド、ポリ
トリメチルヘキサメチレンカルボジイミド、ポリイソホ
ロンカルボジイミド等が挙げられる。
【0019】本発明で用いる共重合体において、前記モ
ノマー単位Bが無水物基を有するモノマーである場合
は、活性水素を有しないためカルボジイミド化合物との
架橋反応が不十分な場合がある。その場合、あらかじめ
共重合体において酸無水物基を、アルコール、多価エポ
キシ化合物又はアミノ化合物等と反応させることで、活
性水素を有するカルボキシル基が生成し、カルボジイミ
ド化合物と架橋反応を十分行なうことができる。この場
合カルバモイル結合を形成する。なお、酸無水物基との
反応に寄与せずに共重合体の分子に残存しているアルコ
ールや多価エポキシ化合物の水酸基との反応ではイソウ
レア結合が形成され、アミノ化合物のアミノ基との反応
ではグアニジン結合が形成される。
【0020】上記の反応にもちいられるアルコールとし
ては、メタノール、エタノール、プロパノール、n−ブ
タノール、イソプロパノール、ヘキサノール、オクタノ
ール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ト
リエチレングリコール、プロピレングリコール、イソプ
レングリコール、オクタンジオール、2,2−ジエチル
−1,3−プロパンジオール、スピログリコール、ネオ
ペンチグリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−
ブタンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プ
ロパンジオール、、1,6−ヘキサンジオール、ヘキシ
レングリコール、ポリエチレングリオール、ポリプロピ
レングリコール、ポリテトラメチレングリコール、1,
2−ドデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、
1,16−ヘキサデカンジオール、1,5−ペンタンジ
オール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、シク
ロヘキサンジオール、ビス(β−ヒドロキシエチル)テ
レフタレート、ビス(ヒドロキシブチル)テレフタレー
ト、ポリオキシエチレン化ビスフェノールA、ポリオキ
シプロピレン化ビスフェノールA、ポリオキシエチレン
化ビフェノール、ポリオキシプロピレン化ビフェノール
等が挙げられる。
【0021】また、エポキシ化合物としては、エチレン
グリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコ
ールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコール
ジグリシジルエーテル、1,4−ブタンジオールジグリ
シジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジ
ルエーテル、1,8−オクタンジオールジグリシジルエ
ーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、ジグリシジ
ルフタレート、メタクリル酸グリシジルエステル、ジグ
リシジルヒダントイン、ネオペンチルグリコールジグリ
シジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジ
ルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ソ
ルビトールポリグリシジルエーテル、アルキルフェノー
ルジグリシジルエーテル、1,2−シクロヘキサンジカ
ルボン酸ジグリシジルエステル、グリシジルアミン系エ
ポキシド、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添ビス
フェノールA型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノール型
エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、臭素化ノボラッ
ク型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、
テトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノー
ルS型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等を挙げるこ
とができる。
【0022】更にまたアミノ化合物としては、1−アミ
ノプロパン、1−アミノブタン、2−アミノ−2−ブチ
ルプロパン、3−(ジメチルアミノ)プロピルアミン、
3−メトキシプロピルアミン、1−アミノペンタン、1
−アミノヘキサン、1−アミノヘプタン、1−アミノオ
クタン、1−アミノデカン、1−アミノドデカン、1−
アミノヘキサデカン、2−エチルヘキシルアミン、ステ
アリルアミン、ラウリルアミン、3−アミノ−1−プロ
パノール、4−アミノ−1−ブタノール、6−アミノ−
1−ヘキサノール、エチレンジアミン、1,2−ジアミ
ノプロパン、1,3−ジアミノ−2,2−ジメチルプロ
パン、1,4−ジアミノブタン、1,3−ジアミノペン
タン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘ
キサン、1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノ
オクタン、1,8−ジアミノ−3,6−ジオキサオクタ
ン、1,9−ジアミノノナン、1,10−ジアミノデカ
ン、1,11−ジアミノウンデカン、1,12−ジアミ
ノドデカン、ポリエチレンジアミン、ポリプロピレンジ
アミン、ジエチレンテトラミン、プロピレンジアミン、
ジプロピレントリアミン、ジエチレントリアミン、テト
ラエチレンペンタミン、m−ヘキサメチレン−トリアミ
ン、ヘキサメチレンテトラミン、ビス−アミノプロピル
ピペラジン、ポリオキシエチレンジアミン、ポリオキシ
プロピレンジアミン、アニリン、p−アミノアセトアニ
リド、p−アミノ安息香酸、p−アミノ安息香酸エチ
ル、o−アミノフェノール、m−アミノフェノール、p
−アミノフェノール、p−アミノベンズアルデヒド、o
−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−
フェニレンジアミン、1,2−ジアミノアントラキノ
ン、1,4−ジアミノアントラキノン、1,5−ジアミ
ノアントラキノン、3,4−ジアミノ安息香酸、3,5
−ジアミノ安息香酸、3,3’−ジアミノベンゾフェノ
ン、3,4−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジア
ミノベンゾフェノン、2,2’−エチレンジアニリン、
4,4’−エチレンジアニリン、4,4’−ジアミノ−
2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル、
3,6−ジアミノカルバゾール、2,4−ジアミノクロ
ロベンゼン、2,5−ジアミノクロロベンゼン、3,5
−ジアミノクロロベンゼン、2,4−ジアミノベンゼ
ン、2,5−ジアミノ−4−クロロトルエン、2,4−
ジアミノ−6−クロロピリミジン、2,4−ジアミノ−
6−クロロ−1,3,5−トリアジン、4,4’ージア
ミノ−3,3’−ジクロロジフェニルメタン、4,4’
−ジアミノ−3,3’−ジメチルジフェニルメタン、
3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシビフェニ
ル、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシビフ
ェニル、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジエチル−
5,5’−ジメチルジフェニルメタン、4,4’−ジア
ミノ−2,2’−ジメチルビベンジル、2,4−ジアミ
ノジジフェニルアミン、4,4’−ジアミノ−1,2−
ジフェニルエタン、4,4’−ジアミノジフェニルエー
テル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,
4’−ジアミノジフェニルメタン、2,7−ジアミノフ
ルオレン、1,5−ジアミノナフタレン、1,8−ジア
ミノナフタレン、1,2−ジアミノ−4−ニトロベンゼ
ン、1,3−ジアミノキシレン、ジアミノジフェニルス
ルホン、3,3’−ジアミノベンジジン、2,4’−ジ
アミノ−6−ジメチルアミノ−1,3,5−トリアジ
ン、1,2−シクロヘキサンジアミン、1,3−シクロ
ヘキサンジアミン、1,4−シクロヘキサンジアミン、
4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、1,4−
ジアミノメチルシクロヘキサン、イソホロンジアミン、
更に、上述の脂肪族アミン化合物、芳香族アミン化合
物、脂環式アミン化合物の各変性化合物、ポリアミド樹
脂としては、ジアミンとジカルボン酸との縮重合により
得られるアミン末端型が好ましく、ナイロン66、ナイ
ロン610、ナイロン612、8−タイプナイロン、ポ
リエチレンオキシ化ナイロン、非結晶性ナイロン(透明
ナイロン)、アルコール可溶性ポリアミド樹脂、重合脂
肪酸ポリアミド樹脂、液状ポリアミド樹脂、変性脂肪族
ポリアミド樹脂、アミノポリアミド樹脂、ダイマー酸
(2量体脂肪酸)と脂肪族ポリアミンの縮合物であるポ
リアミドアミン等が挙げられる。
【0023】本発明のポリオレフィン系樹脂は、前記の
共重合体と、カルボジイミド化合物との反応により得ら
れるもので、共重合体におけるモノマー単位Bのうち、
5〜100モル%が架橋構造を形成していることが好ま
しく、更に好ましくは、10〜80モル%である。架橋
が5モル%より少ないと、架橋の効果が小さく耐オフセ
ット性が不足し、トナーとして十分な定着温度幅を得る
ことができない。
【0024】本発明に使用される共重合体とカルボジイ
ミド化合物との反応、及び該共重合体のモノマー単位B
と、アルコール又は多価エポキシ化合物又はアミノ化合
物から選ばれる少なくとも1種類を反応させる場合の装
置としては、反応に必要な温度設定、縮合反応による生
成物除去等ができる装置であれば、全て使用することが
できる。例えば、4口フラスコ等の通常の樹脂反応器中
で架橋させる。又は、前記共重合体とカルボジイミド化
合物、アルコール又は多価エポキシ化合物又はアミノ化
合物から選ばれる少なくとも1種類と着色剤及びその他
の添加剤等を、混練機中で熱溶融混練と同時に架橋させ
ることによって、混練物として得ることも可能である。
【0025】次に、本発明の電子写真用トナーについて
説明する。本発明の電子写真用トナーは、前述のポリオ
レフィン系樹脂を結着剤として使用するものである。こ
こで、前述のポリオレフィン系樹脂の好ましい組成およ
び特性に加えて、該ポリオレフィン系樹脂の溶融開始温
度が、60〜120℃であることが好ましい。さらに好
ましくは、70〜100℃である。溶融開始温度が60
℃未満では電子写真用トナーとしての保存性が損なわ
れ、逆に120℃をこえると低温定着性が損なわれる問
題を生じやすくなる。かかる範囲にポリオレフィン系樹
脂の溶融開始温度をコントロールするためには、樹脂組
成や、架橋反応の条件を適宜調整すれば良い。
【0026】本発明におけるポリオレフィン系樹脂及び
トナーの溶融開始温度については、高架式フローテスタ
ー(島津製作所社製:CFT−500)を使用し、下記
の測定条件により求めた。 測定条件; プランジャー:1cm2 ダイの直径 :1.0mm ダイの長さ :1mm 荷重 :20kgF 予熱温度 :40〜70℃ 予熱時間 :300sec 昇温速度 :6℃/min
【0027】本発明の電子写真用トナーの結着樹脂とし
ては、前記のオレフィン系樹脂とともに、必要に応じて
他の樹脂、例えば、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹
脂、スチレンアクリル共重合樹脂、ポリエステル系樹
脂、ポリオレフィン系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコー
ン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂等の
樹脂を配合しても良い。この場合の他の樹脂の配合量
は、ポリオレフィン系樹脂によるトナーとしての低温定
着性、耐オフセット性、保存性等を損なわないために、
50wt%以下であることが好ましい。
【0028】本発明の電子写真用トナーは、前記結着樹
脂に対して、下記のとおり着色剤、電荷制御剤、各種ワ
ックスおよび磁性粉を適宜配合することができる。本発
明に使用する着色剤としては、カーボンブラック、アニ
リンブルー、フタロシアニンブルー、キノリンイエロ
ー、マラカイトグリーン、ランプブラック、ローダミン
−B、キナクリドン等が挙げられる。着色剤の添加量は
結着樹脂に対して、1〜20重量%である。電荷制御剤
としては、正帯電トナー用としてニグロシン染料、アン
モニウム塩、ピリジニウム塩、アジン等を結着樹脂に対
して、0.1〜10重量%添加する。負帯電トナー用電
荷制御剤としては、クロム錯体及び鉄錯体等を使用す
る。また、負帯電性が強すぎる時には、上記正帯電性電
荷制御剤を添加して、中和制御することも可能である。
【0029】本発明の電子写真用トナーに使用するポリ
オレフィン系樹脂は、それ自身が良好な離型性を有する
ため、特にワックス等の離型剤を添加する必要性はない
が、各種ワックス類を添加することは可能である。
【0030】本発明の電子写真用トナーに用いられる磁
性体としては、フェライト、マグネタイトを始めとする
鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性を示す金属もしく
は合金またはこれらの元素を含む化合物、あるいは強磁
性元素を含まないが適当な熱処理を施すことによって強
磁性を示すようになる合金、例えばマンガン−銅−アル
ミニウム、マンガン−銅−錫等のマンガンと銅とを含む
ホイスラー合金と呼ばれる種類の合金、または二酸化ク
ロム、その他を挙げることができる。これらの磁性体は
平均粒径0.1〜1ミクロンの微粉末の形で結着樹脂中
に均一に分散される。そして、その含有量は、トナー1
00重量部当たり20〜70重量部、好ましくは40〜
70重量部である。
【0031】本発明の電子写真用トナーは、ポリオレフ
ィン系樹脂、着色剤、必要に応じて電荷制御剤、磁性
体、その他の添加剤を溶融混練法などにより均一な混練
物とし、得られた混練物をジェットミルで粉砕後、乾式
気流分級機で分級することによって、そのまま電子写真
用トナーとすることができる。溶融混練する際に使用さ
れる溶融混練機としては、1軸押出混練機、2軸押出混
練機、エクストルーダー、ローラーミキサー、バンバリ
ーミキサー、加圧ニーダー等が挙げられる。得られた電
子写真用トナーは、フェライト粉や鉄粉などよりなるキ
ャリアーと混合されて二成分系現像剤とされる。また磁
性体が含有される時は、キャリアーと混合しないでその
まま一成分系現像剤として静電荷像の現像剤に使用され
るか、あるいは、キャリアーと混合されて二成分系現像
剤として使用しても良い。さらには、磁性粉を含有しな
いトナーの場合においては、キャリアーと混合しないで
そのまま非磁性一成分の現像方法にも適用可能である。
なお、これらいずれの場合も必要に応じて電子写真用ト
ナーにシリカ等の無機粒子を外添して、トナー粒子の表
面に付着もしくは固着させてもよい。
【0032】
【実施例】以下に本発明の実施例に基づき、より詳細に
説明するが、本発明はこの例にのみ限定されるものでは
ない。なお、実施例において部とは重量部を示す。 〈共重合体の合成例〉 〈合成例1〉1−テトラトリアコンテンと無水マレイン
酸のモル比1:1の共重合体500g(分子量1000
0,吸熱ピーク温度73℃,ケン化価195.5mgK
OH/g)と、1,16−ヘキサデカンジオール73.
5g(0.285モル,無水マレイン酸に対して32.
7モル%相当)を温度計、撹拌装置、コンデンサー、窒
素導入管を取り付けたガラス製2リットルの4口フラス
コに入れ、マントルヒーターで加熱し180℃の反応温
度で、3時間窒素気流下で加熱撹拌した後、1時間かけ
て200℃に昇温し、更に2時間の加熱撹拌後、溶融状
態で取り出した。室温で冷却して共重合体aを得た。こ
の共重合体aの溶融開始温度は、76℃であった。
【0033】〈合成例2〉共重合体として1−オクタコ
センとアクリル酸のモル比1:1の共重合体500g
(分子量12000,吸熱ピーク温度77℃,酸価12
1.7mgKOH/g)を用い、1,16−ヘキサデカ
ンジオール73.5gに代えて、ビスフェノールA型エ
ポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社製,商品名;エピコ
ート1055,エポキシ当量850g/eq)100g
(アクリル酸に対して10.8モル%相当)を用いた以
外は、合成例1と同様の操作を行ない、共重合体bを得
た。この共重合体bの溶融開始温度は、80℃であっ
た。
【0034】〈合成例3〉共重合体として1−テトラコ
ンテンとフマル酸のモル比1:1の共重合体500g
(分子量10000,吸熱ピーク温度75℃,酸価16
8.5mgKOH/g)を用い、1,16−ヘキサデカ
ンジオール73.5gに代えて、4,4’−ジアミノジ
クロヘキシルメタン52.6g(0.25モル,フマル
酸に対して16.7モル%相当)を用いた以外は、合成
例1と同様の操作を行ない、共重合体c得た。この共重
合体cの溶融開始温度は79℃であった。
【0035】〈合成例4〉共重合体として1−トリアコ
ンテンとメタクリル酸メチルのモル比1:1の共重合体
500g(分子量8500,吸熱ピーク温度74℃,エ
ステル価107.7mgKOH/g)を用い、1,16
−ヘキサデカンジオール73.5gに代えて、ポリエチ
レン化ビスフェノールA31.6g(0.1モル,メテ
クリル酸メチルに対して10.4モル%相当)を用いた
以外は、合成例1と同様の操作を行ない、共重合体d得
た。この共重合体dの溶融開始温度は、76℃であっ
た。
【0036】〈ポリオレフィン系樹脂の合成例〉 〈合成例5〉共重合体として1−テトラコセンとシトラ
コン酸のモル比1:1の共重合体500g(分子量10
200,吸熱ピーク温度80℃,酸価240.8mgK
OH/g)を用い、1,16−ヘキサデカンジオール7
3.5gに代えて、カルボジイミド樹脂(日清紡績社
製,商品名;カルボジライトHMV−8CA)100g
を用いた以外は、合成例1と同様の操作を行ない、ポリ
オレフィン系樹脂eを得た。この樹脂eの溶融開始温度
は77℃であった。
【0037】〈合成例6〉共重合体として1−オクタコ
センと無水マレイン酸のモル比1:1の共重合体500
g(分子量12000,吸熱ピーク温度77℃,ケン化
価229.0mgKOH/g)を用い、1,16−ヘキ
サデカンジオール73.5gに代えて、ポリオキシプロ
ピレン化ビフェノール27.5g(0.08モル、無水
マレイン酸に対して3.9モル%相当)と、カルボジイ
ミド樹脂(日清紡績社製,商品名;カルボジライトT−
02)40gを用いた以外は、合成例1と同様の操作を
行ない、ポリオレフィン系樹脂fを得た。この樹脂fの
溶融開始温度は83℃であった。
【0038】 〈実施例1〉 ・合成例1の共重合体a 50部 ・カルボジイミド樹脂 5部 (日清紡績社製,商品名;カルボジライトHMV−8CA) ・カーボンブラック(三菱化学社製,商品名;MA−100) 5部 ・クロム系錯塩染料(保土谷化学工業社製、商品名;TRH) 2部 上記配合からなる混合物を卓上ミルにてドライブレンド
し、バッチ式2軸混練機(HAAKE社製,商品名;P
olylabsystem Rheomix600p)
を使用し、混練温度120℃で、熱溶融混練にて架橋反
応させることにより混練物として得た。混練物を冷却し
た後、粉砕及び分級を行ない、平均粒子径10μmの負
帯電性トナー粒子を得た。このトナー粒子100重量部
に対し、疎水性コロイダルシリカ(日本アエロジル社
製,商品名;R−972)0.5重量部をヘンシェルミ
キサーにより外添して、本発明の電子写真用トナーを得
た。このトナーの溶融開始温度は、78℃であった。 〈実施例2〉 ・合成例2の共重合体b 50部 ・カルボジイミド樹脂 10部 (日清紡績社製,商品名;カルボジライトT−02) ・カーボンブラック(三菱化学社製,商品名;MA−600) 5部 ・クロム系錯塩染料 2部 (オリエント化学工業社製,商品名;ボントロンS−44) 上記配合からなる混合物を、実施例1と同様の操作を行
ない本発明の電子写真用トナーを得た。このトナーの溶
融開始温度は、83℃であった。
【0039】 〈実施例3〉 ・合成例3の共重合体c 50部 ・カルボジイミド樹脂 4部 (日清紡績社製,商品名;カルボジライトHMV−10B) ・カーボンブラック(三菱化学社製,商品名;MA−100) 5部 ・クロム系錯塩染料 2部 (オリエント化学工業社製,商品名;ボントロンS−34) 上記配合からなる混合物を、実施例1と同様の操作を行
ない本発明の電子写真用トナーを得た。このトナーの溶
融開始温度は、82℃であった。 〈実施例4〉 ・合成例4の共重合体d 50部 ・カルボジイミド樹脂 15部 (日清紡績社製,商品名;カルボジライト10M−SP) ・カーボンブラック(三菱化学社製,商品名;MA−100) 5部 (オリエント化学工業社製,商品名;ボントロンS−34) 上記配合からなる混合物を、実施例1と同様の操作を行
ない本発明の電子写真用トナーを得た。このトナーの溶
融開始温度は、79℃であった。
【0040】 〈実施例5〉 ・合成例5のポリオレフィン系樹脂e 50部 ・カーボンブラック(三菱化学社製,商品名;MA−100) 5部 ・クロム系錯塩染料 2部 (オリエント化学工業社製,商品名;ボントロンS−34) 上記配合からなる混合物を、実施例1と同様の操作を行
ない本発明の電子写真用トナーを得た。このトナーの溶
融開始温度は、77℃であった。 〈実施例6〉 ・合成例6のポリオレフィン系樹脂f 50部 ・カーボンブラック(三菱化学社製,商品名;MA−100) 5部 ・クロム系錯塩染料 2部 (オリエント化学工業社製,商品名;ボントロンS−34) 上記配合からなる混合物を、実施例1と同様の操作を行
ない本発明の電子写真用トナーを得た。このトナーの溶
融開始温度は、83℃であった。
【0041】 〈比較例1〉 ・合成例1に使用した共重合体 50部 ・カーボンブラック(三菱化学社製,商品名;MA−100) 5部 ・クロム系錯塩染料(保土谷化学工業社製,商品名;TRH) 2部 上記配合からなる混合物を、実施例1と同様の操作を行
ない比較用の電子写真用トナーを得た。このトナーの溶
融開始温度は、72℃であった。 〈比較例2〉 ・合成例2に使用した共重合体 50部 ・カーボンブラック(三菱化学社製,商品名;MA−600) 5部 ・クロム系錯塩染料 2部 (オリエント化学工業社製,商品名;ボントロンS−34) 上記配合からなる混合物を、実施例1と同様の操作を行
ない比較用の電子写真用トナーを得た。このトナーの溶
融開始温度は、76℃であった。
【0042】 〈比較例3〉 ・合成例5に使用した共重合体 50部 ・カーボンブラック(三菱化学社製,商品名;MA−100) 5部 ・クロム系錯塩染料(保土谷化学工業社製,商品名;TRH) 2部 上記配合からなる混合物を、実施例1と同様の操作を行
ない比較用の電子写真用トナーを得た。このトナーの溶
融開始温度は、71℃であった。 〈比較例4〉 ・ポリエステル樹脂(日本カーバイト工業社製,商品名;D−001) 50部 ・カーボンブラック(三菱化学社製,商品名;MA−100) 5部 ・クロム系錯塩染料(保土谷化学工業社製,商品名;TRH) 2部 上記配合からなる混合物を、実施例1と同様の操作を行
ない比較用の電子写真用トナーを得た。このトナーの溶
融開始温度は、83℃であった。 〈比較例5〉 ・スチレンアクリル共重合樹脂 100部 (三洋化成工業社製,商品名;TB−1000F) ・低分子量ポリプロピレン 3部 ・カーボンブラック(三菱化学社製,商品名;MA−100) 6.5部 ・鉄系錯塩染料(保土谷化学工業社製,商品名;TRH) 2部 上記配合からなる混合物を、実施例1と同様の操作を行
ない比較用の電子写真用トナーを得た。このトナーの溶
融開始温度は、110℃であった。
【0043】 〈比較例6〉 ・架橋ポリエステル樹脂 50部 (ビスフェノールAプロピレンオキシド2モル付加物/テレフタル酸 /ペンタエリスリトール=1/1/0.2、Tg65℃) ・低分子量ポリプロピレン 3部 ・カーボンブラック(三菱化学社製,商品名;MA−600) 5部 ・クロム系錯塩染料 2部 (オリエント化学工業社製,商品名;ボントロンS−34) 上記配合からなる混合物を、実施例1と同様の操作を行
ない比較用の電子写真用トナーを得た。このトナーの溶
融開始温度は、110℃であった。 〈比較例7〉 ・ポリエステル樹脂(日本カーバイト工業社製,商品名;D−101)100部 ・低分子量ポリプロピレン 3部 ・カーボンブラック(三菱化学社製,商品名;MA−100) 6.5部 ・クロム系錯塩染料(保土谷化学工業社製,商品名;TRH) 2部 上記配合からなる混合物を、実施例1と同様の操作を行
ない比較用の電子写真用トナーを得た。このトナーの溶
融開始温度は、93℃であった。
【0044】上記実施例及び比較例について、下記の評
価を行った。 (1)耐オフセット性 前記実施例及び比較例で得た、電子写真用トナー4部と
樹脂被覆を施していないフェライトキャリア(パウダー
テック社製,商品名;FL−1020)96部とを混合
して、二成分系現像剤を作製した。次に該現像剤を使用
して、市販の複写機(三洋電機社製,Z−133)によ
りA4の転写紙に縦2cm、横5cmの帯状の未定着画
像を複数作製した。ついで、表層がテフロン(登録商
標)で形成された熱定着ロールと、表層がシリコーンゴ
ムで形成された圧力定着ロールが対になって回転する定
着機を、ロール圧力が1kg/cm2、及びロールスピ
ードが200mm/secになるように調節し、該熱定
着ロールの表面温度を段階的に5℃ずつ昇温させて、各
表面温度において上記未定着画像を有した転写紙のトナ
ー画像の定着を行った。このときトナー画像の定着の有
無と余白部分にオフセットによるトナー汚れが生じるか
否かの観察を行い、トナー画像の定着が充分で、かつ、
余白部分に汚れが生じない温度領域を非オフセット領域
とし、その最大値と最小値の幅を、定着温度幅とした。
なお、定着機が最大230℃の設定のため、230℃で
良好な時は230℃以上と評価した。
【0045】(2)定着強度 前記定着機の熱定着ロールの表面温度を130℃に設定
し、前記未定着画像が形成された転写紙のトナー像の定
着を行った。そして、形成された定着画像の画像濃度を
反射濃度計(マクベス社製,RD−914)を使用して
測定した後、該定着画像に対し、堅牢度試験機で綿パッ
ドによる摺擦(荷重300g/cm2,5往復)を施
し、ついで同様にして摺擦部分の画像濃度を測定した。
得られた測定値から、下記式による定着強度の算出と、
綿パッドに付着したトナー濃度を測定し、低温定着性ト
ナーの指標とした。結果を表1に示す。 定着強度(%)=(摺擦後の定着画像の画像濃度/摺擦
前の画像濃度)×100
【0046】
【表1】
【0047】表1の結果から明らかなように、本発明の
電子写真用トナーの定着温度幅は、100℃以上の幅を
有し、低温度側では全て120℃以下から定着し、高温
度までオフセットの発生もなく、優れた耐オフセット性
を有していることが確認された。また、130℃の定着
温度における定着強度が、80%以上であり実用上十分
な定着強度を有することから、低温定着性に優れている
ことが確認された。さらに、現像された画像の画像濃度
も十分であり、非画像部分のかぶり等もなく実用上十分
なものであった。一方、比較例の電子写真用トナーは、
耐オフセット性に劣り定着温度幅が得られなかった。
【0048】また、前項(1)の耐オフセット性の評価
で作製した実施例の電子写真用トナーを用いた各現像剤
および複写機を使用して、10000枚までの連続コピ
ー試験を行った。その結果、ブローオフ摩擦帯電量測定
装置(東芝ケミカル社製)による、摩擦帯電量が初期か
ら10000枚までの間、−25μc/g〜−29μc
/gの値で推移し、画像濃度も初期から10000枚ま
での連続コピーの過程で、1.4以上を維持し、かつ色
差計(日本電色社製 Z−1001DP)で測定した非
画像部の地かぶりも0.6以下であり、実用上問題のな
いことが確認された。また、各実施例の電子写真用トナ
ーを、50℃に2日間放置しても、ブロッキング、ケー
キングの発生は認められず、良好な保存性を有するもの
であった。
【0049】
【発明の効果】本発明の電子写真用トナーは、少なくと
もαオレフィン系モノマー単位Aと、カルボキシル基、
低級アルキルエステル基および酸無水物基の中から選ば
れる少なくとも1種類の基を有するビニルモノマー単位
Bをモノマー成分とする共重合体と、カルボジイミド基
を分子内に有するカルボジイミド化合物との反応によ
り、形成される架橋構造を有するポリオレフィン系樹脂
を結着樹脂に用いることによって、低融点の性質を維持
しながら、結着樹脂の性質である脆さを改良し、トナー
特性として、従来の技術では達成することができなかっ
た、低温定着性と耐オフセット性及び保存性を全て満足
することができる。よって、複写機あるいはプリンター
等に適用した場合、消費電力を削減することができ、ロ
ールの低圧力化による機械コストの削減、複写速度の高
速化等に極めて有効なものである。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも下記式(1)に示す構造を形
    成するためのαオレフィン系モノマー単位Aと、カルボ
    キシ基、低級アルキルエステル基及び酸無水物基の中か
    ら選ばれる少なくとも1種類の基を有するビニルモノマ
    ー単位Bとをモノマー成分とする共重合体と、下記式
    (2)で示されるカルボジイミド基を分子内に有するカ
    ルボジイミド化合物との反応により得られる架橋構造を
    有するポリオレフィン系樹脂を含有することを特徴とす
    る電子写真用トナー。 −CH2−CHR− (1) (式中のRは水素原子または炭素数1〜45のアルキル
    基) −N=C=N− (2)
  2. 【請求項2】 前記モノマー単位Aとモノマー単位Bの
    割合が、A:B=20:80〜80:20であることを
    特徴とする請求項1記載の電子写真用トナー。
  3. 【請求項3】 前記共重合体の示差走査熱量計による吸
    熱ピーク温度が、60〜120℃であることを特徴とす
    る請求項1または2記載の電子写真用トナー。
  4. 【請求項4】 前記モノマー単位Bの5〜100モル%
    が架橋構造を形成していることを特徴とする請求項1乃
    至3のいずれかに記載の電子写真用トナー。
  5. 【請求項5】 前記カルボジイミド化合物が、ポリカル
    ボジイミド樹脂であることを特徴とする請求項1乃至4
    のいずれかに記載の電子写真用トナー。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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