JP2000330336A - フルカラートナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】透明性、耐オフセット性及び耐久性のいずれに
も優れた非磁性一成分フルカラートナーを提供する。 【解決手段】式（Ｉ）： （Ｒ¹ は炭素数２〜４のアルキレン基、ｘ及びｙは正の
数を示し、ｘとｙの和は１〜１６である）で表される化
合物を１０〜１００モル％含有するアルコール成分と、
式（II）： （Ｒ² 及びＲ³ は水素原子又は炭素数１〜２０の炭化水
素基であり、その一方は炭素数１〜２０の炭化水素基で
ある）で表されるジカルボン酸を１〜５０モル％、及び
トリメリット酸を１０〜３０モル％含有する酸成分とを
縮重合させて得られた軟化点が１４０℃以下のポリエス
テルを主成分とする結着樹脂、エチレン−プロピレン系
樹脂からなる離型剤並びに着色剤を含有した樹脂微粒子
と外添剤とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法、静電
記録法、静電印刷法等において形成される静電潜像の現
像に用いられる非磁性一成分フルカラートナーに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】通常、フルカラートナーの結着樹脂とし
ては、発色性及びＯＨＰ透明性を確保するため、架橋剤
を含まない線状ポリエステルが使用される。しかし、こ
の場合、オフセット防止のため、定着ローラーに多量の
オイル塗布が必要とされ、画像がギラギラしやすい。

【０００３】そこで、黒トナーと同様に、結着樹脂とし
て架橋ポリエステルを、離型剤としてワックスを含有し
たフルカラートナーが提案されている。しかし、架橋ポ
リエステルの高分子量成分はフルカラートナーに要求さ
れる透明性を悪化させる。また、ワックスが少量では十
分な離型性が得られず、多量では現像部にフィルミング
が生じやすく、耐久性を悪化させる原因となる。

【０００４】一方、低溶融粘度のエチレン−プロピレン
系樹脂からなる離型剤が提案されているが（特開平３−
２６０６５９号公報、特開平４−９０６７号公報）、い
ずれの離型剤も、十分な耐オフセット性が得られるもの
の、非磁性一成分フルカラートナーでは、透明性及び耐
久性に欠ける。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、透明性、耐
オフセット性及び耐久性のいずれにも優れた特性を有す
る非磁性一成分フルカラートナーを提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ポリエステル
を主成分とする結着樹脂、着色剤及び離型剤を含有して
なる樹脂微粒子と外添剤とからなる非磁性一成分フルカ
ラートナーであって、前記ポリエステルが、 （イ）一般式（Ｉ）：

【０００７】

【化３】

【０００８】（式中、Ｒ¹ は炭素数２〜４のアルキレン
基、ｘ及びｙは正の数を示し、ｘとｙの和は１〜１６で
ある）で表される化合物を１０〜１００モル％含有する
アルコール成分と、 （ロ）一般式（II）：

【０００９】

【化４】

【００１０】（式中、Ｒ² 及びＲ³ は水素原子又は炭素
数１〜２０の炭化水素基であり、Ｒ²及びＲ³ の少なく
とも一方は炭素数１〜２０の炭化水素基である）で表さ
れるジカルボン酸、その炭素数１〜４のアルキルエステ
ル又はその酸無水物を１〜５０モル％、及び トリメリット酸、その炭素数１〜４のアルキルエステ
ル又はその酸無水物を１０〜３０モル％含有する酸成分
とを、縮重合させて得られた、軟化点が１４０℃以下の
ポリエステルであり、前記離型剤が、１６０℃における
溶融粘度が５０〜２００ｃｐｓで、融点が１３０℃以下
で、エチレン含有量が１０重量％以下であるエチレン−
プロピレン系樹脂からなることを特徴とする非磁性一成
分フルカラートナーに関する。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明のトナーに用いられる結着
樹脂は、主成分としてポリエステルを含有する。ポリエ
ステルの含有量は、着色剤分散性、定着性及び耐久性の
観点から、結着樹脂中５０〜１００重量％、好ましくは
９０〜１００重量％、より好ましくは１００重量％であ
ることが望ましい。なお、ポリエステル以外に使用可能
な樹脂としては、スチレン−アクリル樹脂、エポキシ樹
脂、ポリカーボネート、ポリウレタン等が挙げられる。

【００１２】ポリエステルは、 （イ）一般式（Ｉ）：

【００１３】

【化５】

【００１４】（式中、Ｒ¹ は炭素数２〜４のアルキレン
基、ｘ及びｙは正の数を示し、ｘとｙの和は１〜１６で
ある）で表される化合物を１０〜１００モル％、好まし
くは５０〜１００モル％含有するアルコール成分と、 （ロ）一般式（II）：

【００１５】

【化６】

【００１６】（式中、Ｒ² 及びＲ³ は水素原子又は炭素
数１〜２０の炭化水素基であり、Ｒ²及びＲ³ の少なく
とも一方は炭素数１〜２０の炭化水素基である）で表さ
れるジカルボン酸、その炭素数１〜４のアルキルエステ
ル又はその酸無水物を１〜５０モル％、好ましくは１０
〜４０モル％、及び トリメリット酸、その炭素数１〜４のアルキルエステ
ル又はその酸無水物を１０〜３０モル％、好ましくは２
０〜３０モル％含有する酸成分とを、縮重合させて得ら
れる。

【００１７】一般式（Ｉ）で表される化合物としては、
ポリオキシプロピレン（２．２）−２，２−ビス (４−
ヒドロキシフェニル) プロパン、ポリオキシエチレン
（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）
プロパン等のビスフェノールＡのアルキレン（炭素数２
〜３）オキサイド（付加モル数１〜１６）付加物等が挙
げられる。また、他のアルコール成分としては、エチレ
ングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ペ
ンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、水素添
加ビスフェノールＡ、ソルビトール、又はそれらの炭素
数２〜４のアルキレンオキサイド（付加モル数１〜１
６）付加物等が挙げられ、これらの１種以上を含有する
ことが好ましい。

【００１８】一般式（II）で表されるジカルボン酸のな
かでは、Ｒ² が水素原子、Ｒ³ が炭素数４〜２０のアル
キル基又はアルケニル基で置換されたコハク酸が好まし
く、具体的にはドデセニルコハク酸、オクチルコハク
酸、イソオクテニルコハク酸等が挙げられる。

【００１９】一般式（II）で表されるジカルボン酸化合
物及びトリメリット酸化合物以外の酸成分としては、フ
タル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、フマル酸、マレ
イン酸、アジピン酸等が挙げられる。

【００２０】アルコール成分と酸成分の縮重合は、不活
性ガス雰囲気中にて、要すればエステル化触媒を用い
て、１８０〜２５０℃の温度で反応させること等により
行なうことができる。

【００２１】ポリエステルの軟化点は、ＯＨＰ透明性及
び発色性の観点から、１４０℃以下であり、好ましくは
１３０℃以下、より好ましくは９０〜１２５℃である。

【００２２】ポリエステルの酸価は、着色剤の分散性の
観点から、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上が好ましく、より好
ましくは１０〜３０ｍｇＫＯＨ／ｇ、特に好ましくは１
５〜２５ｍｇＫＯＨ／ｇである。

【００２３】本発明のトナーに用いられる離型剤には、
エチレン−プロピレン系樹脂からなるワックス、好まし
くはエチレン−プロピレンランダム共重合体からなるワ
ックスが用いられる。エチレン−プロピレン系樹脂中の
エチレンの含有量は、透明性及び耐オフセット性の観点
から、１０重量％以下、好ましくは１〜５重量％であ
る。なお、エチレンとプロピレン以外にブテン、オクテ
ン等のオレフィンとの共重合体であってもよいが、これ
らの含有量は１０重量％以下が好ましい。

【００２４】エチレン−プロピレン系樹脂は、高分子量
エチレン−プロピレン共重合体を熱的に減成する方法、
エチレン−プロピレン系樹脂の酸化分解により得られた
酸価が５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下のエチレン−プロピレン
系樹脂を用いる方法、エチレン−プロピレン系樹脂をエ
チレン性不飽和単量体で変性する方法等により、得られ
る。

【００２５】離型剤中のエチレン−プロピレン系樹脂の
含有量は、耐久性の観点から、５０〜１００重量％が好
ましい。

【００２６】離型剤の溶融粘度は、１６０℃において、
トナーの耐久性の観点から５０ｃｐｓ以上、耐オフセッ
ト性の観点から、２００ｃｐｓ以下であり、好ましくは
６０〜１２０ｃｐｓである。

【００２７】離型剤の融点は、十分な離型性を得るため
に、１３０℃以下、好ましくは１１０〜１３０℃であ
る。

【００２８】離型剤の分散粒径は、現像部でのフィルミ
ングを防止して、耐久性を向上させるために、好ましく
は２μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下である。

【００２９】本発明では、以上に説明したポリエステル
とエチレン−プロピレン系樹脂とを組み合わせることに
大きな特徴がある。通常、フルカラートナーには、透明
性の観点から、前記ポリエステルのような架橋ポリエス
テルは使用され難い。また、少量のワックスの添加で
は、十分な離型性は得られず、ワックスの添加量が多す
ぎると、流動性、及び非磁性一成分現像方式では特に耐
久性を悪化させる原因となる。しかし、本発明のような
ポリエステルとエチレン−プロピレン系樹脂との組み合
わせにより、非磁性一成分フルカラートナーに必要とさ
れる、透明性、耐オフセット性及び耐久性のいずれにも
優れたトナーとすることができる。

【００３０】離型剤の含有量は、結着樹脂１００重量部
に対して、１〜５重量部が好ましく、１〜３重量部がよ
り好ましい。

【００３１】本発明のトナーに用いられる着色剤として
は、従来のフルカラートナー用着色剤として用いられて
いる染料、顔料等を使用することができ、例えば、フタ
ロシアニンブルー、パーマネントブラウンFG、ブリリア
ントファーストスカーレット、ピグメントグリーンＢ、
ローダミン−Ｂベース、ソルベントレッド49、ソルベン
トレッド146 、ソルベントブルー35、ピグメントブルー
15:3、キナクリドン、カーミン６Ｂ、ジスアゾエロー等
が挙げられる。着色剤の含有量は、結着樹脂１００重量
部に対して、２〜２５重量部であることが好ましい。

【００３２】本発明のトナーに用いられる外添剤として
は、二酸化ケイ素（シリカ）、二酸化チタン（チタニ
ア）、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウ
ム、酸化セリウム、酸化鉄、酸化銅、酸化錫等の無機微
粒子が挙げられ、これらの中では、帯電性付与の観点か
ら、シリカ微粒子が好ましい。また、無機微粒子は、単
独で、又は２種以上を混合して用いることができるが、
本発明では、外添剤として用いる無機微粒子の少なくと
も１種は、シリコーンオイルで疎水化処理されたものが
好ましい。

【００３３】シリコーンオイルによる疎水化処理の方法
としては、シリコーンオイルが無機微粒子表面に吸着す
る方法であれば特に限定されず、例えば無機微粒子を混
合槽で攪拌しつつ、シリコーンオイルを溶媒にて希釈し
て噴霧し、攪拌を続けながら槽内で一定時間加熱乾燥す
るなどの方法が挙げられる。

【００３４】本発明では、疎水化処理における無機微粒
子へのシリコーンオイルの添加量は、該無機微粒子の表
面積当たり、２〜３ｍｇ／ｍ² が好ましい。添加量が２
ｍｇ／ｍ² 以上でかぶりを低減させる効果が大きくな
り、３ｍｇ／ｍ² 以下で無機微粒子の凝集を防止して、
無機微粒子を樹脂微粒子の表面に均一に付着させること
ができる。このような添加量は、ＢＥＴ比表面積が５０
ｍ² ／ｇの無機微粒子の場合、無機微粒子１００重量部
当たり、１０〜１５重量部に相当する。

【００３５】疎水化処理を施した疎水性シリカの市販品
としては、「アエロジル Ｒ−９７２」（日本アエロジ
ル（株）製、平均粒子径：約１６ｎｍ）、「ＨＤＫ Ｈ
２０００」（ワッカーケミカルズ製、平均粒子径：約１
２ｎｍ）、「キャボシル ＴＳ−５３０」（キャブラッ
ク製、平均粒子径：約８ｎｍ）等を用いることができ
る。

【００３６】本発明では、外添剤として、粒子径の異な
る少なくとも２種類の無機微粒子を用いることが好まし
い。２種類の大きさの異なる無機微粒子を併用すること
により、非磁性一成分での帯電制御を容易にすることが
できるだけでなく、ランニングに伴う外添剤の埋め込み
を生じにくいため、耐久性を著しく向上させることがで
きる。このような観点から、本発明では特に、平均粒子
径３０〜１００ｎｍの無機微粒子（大粒径の無機微粒
子）と、平均粒子径７〜２０ｎｍの無機微粒子（小粒径
の無機微粒子）との組合せが好ましく、２種類の無機微
粒子の配合比は、大粒径の無機微粒子／小粒径の無機微
粒子（重量比）で、８０／２０〜２０／８０が好まし
い。無機微粒子の粒子径は、走査型電子顕微鏡又は透過
型電子顕微鏡を用いて求められる。

【００３７】外添剤の含有量は、樹脂微粒子１００重量
部に対して０．１〜５．０重量部が好ましく、０．３〜
３．０重量部がより好ましい。

【００３８】本発明のトナーは、混練粉砕法、スプレイ
ドライ法、重合法等の公知の方法により得られた樹脂微
粒子に、外添剤を添加して製造できる。例えば、結着樹
脂、着色剤、離型剤等をボールミル等の混合機で均一に
混合した後、密閉式ニーダー又は１軸もしくは２軸の押
出機等で溶融混練し、冷却、粉砕、分級して樹脂微粒子
を得る。その後、得られた樹脂微粒子と外添剤とをスー
パーミキサー、ヘンシェルミキサー等の高速攪拌機等で
攪拌混合することにより、外添剤を樹脂微粒子の表面に
付着させて、本発明のトナーが得られる。本発明のトナ
ーの重量平均粒子径は、３〜１０μｍであることが好ま
しい。

【００３９】なお、本発明のトナーには、荷電制御剤、
導電性調整剤、体質顔料、繊維状物質等の補強充填剤、
酸化防止剤、老化防止剤等の添加剤が、適宜添加されて
いてもよい。

【００４０】本発明のトナーは、透明性及び耐オフセッ
ト性だけでなく、非磁性一成分現像方式の際に問題とな
る耐久性にも優れているため、現像ロールと、該現像ロ
ール上に形成されるトナー層の厚さを均一に規制しつつ
摩擦帯電により電荷を付与するブレードとを有する非磁
性一成分現像方式の現像装置に、特に好適に用いること
ができる。

【００４１】

【実施例】〔樹脂の軟化点〕高化式フローテスター「Ｃ
ＦＴ−５００Ｃ」（島津製作所製）を用い、樹脂又はト
ナーの半分が流出する温度を軟化点とする（試料：１
ｇ、昇温速度：６℃／分、荷重：１．９６ＭＰａ、ノズ
ル：１ｍｍφ×１ｍｍ）。

【００４２】〔樹脂の酸価〕ＪＩＳ Ｋ００７０の方法
により測定する。

【００４３】〔離型剤の溶融粘度〕ブルックフィールド
型回転粘度計を用い、ＪＩＳ−Ｋ１５５７−１９７０に
準拠した方法に従って測定する。

【００４４】〔離型剤の融点〕ＡＳＴＭ Ｄ９３８に準
拠した方法によって測定する。

【００４５】〔離型剤の分散粒径〕トナー混練り物を超
薄膜切片にスライスし、透過型電子顕微鏡により２０個
の分散ワックスの平均粒径を観察する。

【００４６】樹脂製造例１ ポリオキシプロピレン（２．２）−２，２−（４−ヒド
ロキシフェニル）プロパン４．５モル（１５７５ｇ）、
イソフタル酸３．１モル（５１８ｇ）、イソオクテニル
コハク酸０．４モル（７０ｇ）、１，２，４−ベンゼン
トリカルボン酸０．４モル（８０ｇ）及びジブチル錫オ
キシド２ｇを窒素雰囲気下、２１０℃で攪拌しつつ、Ａ
ＳＴＭ Ｅ２８−６７により測定した軟化点が１２０℃
に達するまで反応させて、樹脂Ａを得た。樹脂Ａの軟化
点は１２５℃、酸価は１５ｍｇＫＯＨ／ｇであった。

【００４７】樹脂製造例２ 原料混合物を軟化点が１４０℃に達するまで反応させた
以外は、樹脂製造例１と同様にして、樹脂Ｂを得た。樹
脂Ｂの軟化点は１４５℃、酸価は１０ｍｇＫＯＨ／ｇで
あった。

【００４８】 樹脂微粒子の製造例１ 樹脂Ａ 100.0 重量部 荷電制御剤 「ＬＲ−１４７」（日本カーリット（株）製） 1.0 重量部 シアン顔料 5.0 重量部 Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３ 離型剤 2.0 重量部 高分子エチレン−プロピレンランダム共重合体 〔エチレン含有量：３重量％、１６０℃における溶融粘度：７５ｃｐｓ、 融点：１２４℃〕

【００４９】上記組成の材料をヘンシェルミキサーでよ
く混合した後、二軸押出機で混練りし、冷却、粗粉化し
た後、ジェットミルによって粉砕し、さらに風力分級機
を用いて分級し、重量平均粒子径８μｍの樹脂微粒子
（Ａ）を得た。離型剤の分散粒径は０．８μｍであっ
た。

【００５０】樹脂微粒子の製造例２ 高分子エチレン−プロピレンランダム共重合体として、
エチレン含有量が１５重量％、１６０℃での溶融粘度が
７５ｃｐｓ、融点が１２４℃のものを２．０重量部使用
した以外は、樹脂微粒子の製造例１と同様にして樹脂微
粒子（Ｂ）を得た。離型剤の分散粒径は１．５μｍであ
った。

【００５１】樹脂微粒子の製造例３ 高分子エチレン−プロピレンランダム共重合体として、
エチレン含有量が３重量％、１６０℃での溶融粘度が３
０ｃｐｓ、融点が１１４℃のものを２．０重量部使用し
た以外は、樹脂微粒子の製造例１と同様にして樹脂微粒
子（Ｃ）を得た。離型剤の分散粒径は２．５μｍであっ
た。

【００５２】樹脂微粒子の製造例４ 樹脂Ａの代わりに樹脂Ｂ１００．０重量部を使用した以
外は、樹脂微粒子の製造例１と同様にして樹脂微粒子
（Ｄ）を得た。離型剤の分散粒径は０．５μｍであっ
た。

【００５３】無機微粒子の製造例１ シリカ微粒子（粒子径：４０μｍ）を混合槽にて攪拌し
ながら、溶媒で希釈したシリコーンオイルを噴霧した。
シリカの攪拌を続けながら、槽内を１０５℃まで昇温
し、２時間維持した後、冷却し、シリコーンオイルによ
り疎水化処理された無機微粒子を得た。シリカ微粒子
へのシリコーンオイルの添加量は、２．５ｍｇ／ｍ² で
あった。

【００５４】実施例１〜３、比較例１〜３ 表１に示す樹脂微粒子及び無機微粒子をヘンシェルミキ
サーを用いて混合し、トナーを得た。

【００５５】

【表１】

【００５６】試験例１ 市販の非磁性一成分方式のフルカラー電子写真記録装置
にトナーを実装し、印字率５％の画像を５０００枚印刷
した。その際、２０枚印刷後（印刷初期）と５０００枚
印刷後（耐刷後）の感光体上の各画像をメンディングテ
ープに写し取り、色差計「ＣＲ−２２１」（ミノルタ社
製）を用いて測定したシアン：Ｘ値、イエロー：Ｚ値を
元のテープのそれぞれの値と比較することにより、感光
体カブリの程度を、またベタ画像上の白スジの本数から
縦すじの発生の程度をそれぞれ判断して、耐久性を評価
した。結果を表２に示す。

【００５７】試験例２ 試験例１と同様の印刷装置を用い、ベタ画像をＯＨＰシ
ートに印刷し、以下の評価基準に従ってＯＨＰ透過性を
判断することにより、透明性を評価した。結果を表２に
示す。

【００５８】〔評価基準〕 ○：非常に良好である。 △：わずかに色が判断できる。 ×：ほとんど透過しない。

【００５９】試験例３ 試験例１で用いた印刷装置の定着部分から、オイル供給
装置をはずし、定着温度を変化させることができるよう
に改造した装置に、トナーを実装し、定着ローラーの温
度を１４０℃から２００℃へと順次上昇させながら、画
像出しを行った。その際、各温度で画像出しを行った
後、続けて白紙の転写紙を同様の条件下で定着ローラー
に送り、該白紙にトナー汚れが最初に生じる定着ローラ
ーの温度をホットオフセット発生温度として、耐オフセ
ット性を評価した。結果を表２に示す。

【００６０】

【表２】

【００６１】以上の結果から、実施例のトナーは、非磁
性一成分フルカラートナーで重要な、耐久性、透明性及
び耐オフセット性のいずれをも満足させることができる
ことが分かる。これに対し、エチレン−プロピレン系樹
脂中のエチレン含有量が多い比較例１のトナーは、流動
性が悪化し、透明性及び耐オフセット性に欠け、エチレ
ン−プロピレン系樹脂の溶融粘度が低い比較例２のトナ
ーは、耐久性が著しく低下しており、十分な透明性及び
耐オフセット性も得られていない。また、結着樹脂の軟
化点が高い比較例３のトナーは、透明性に欠けているこ
とが、それぞれ分かる。

【００６２】

【発明の効果】本発明により、透明性、耐オフセット性
及び耐久性のいずれにも優れた特性を有する非磁性一成
分フルカラートナーを提供することが可能となった。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエステルを主成分とする結着樹脂、
   着色剤及び離型剤を含有してなる樹脂微粒子と外添剤と
   からなる非磁性一成分フルカラートナーであって、前記
   ポリエステルが、 （イ）一般式（Ｉ）： 【化１】 （式中、Ｒ¹ は炭素数２〜４のアルキレン基、ｘ及びｙ
   は正の数を示し、ｘとｙの和は１〜１６である）で表さ
   れる化合物を１０〜１００モル％含有するアルコール成
   分と、 （ロ）一般式（II）： 【化２】 （式中、Ｒ² 及びＲ³ は水素原子又は炭素数１〜２０の
   炭化水素基であり、Ｒ²及びＲ³ の少なくとも一方は炭
   素数１〜２０の炭化水素基である）で表されるジカルボ
   ン酸、その炭素数１〜４のアルキルエステル又はその酸
   無水物を１〜５０モル％、及び トリメリット酸、その炭素数１〜４のアルキルエステ
   ル又はその酸無水物を１０〜３０モル％含有する酸成分
   とを、縮重合させて得られた、軟化点が１４０℃以下の
   ポリエステルであり、前記離型剤が、１６０℃における
   溶融粘度が５０〜２００ｃｐｓで、融点が１３０℃以下
   で、エチレン含有量が１０重量％以下であるエチレン−
   プロピレン系樹脂からなることを特徴とする非磁性一成
   分フルカラートナー。
2. 【請求項２】 離型剤の分散粒径が２μｍ以下である請
   求項１記載の非磁性一成分フルカラートナー。
3. 【請求項３】 外添剤がシリカ微粒子である請求項１ま
   たは２記載の非磁性一成分フルカラートナー。
4. 【請求項４】 外添剤が粒子径の異なる少なくとも２種
   の無機微粒子を含有する請求項１〜３いずれか記載の非
   磁性一成分フルカラートナー。