JP2001075310A - トナー用樹脂組成物およびそれらを用いたトナー - Google Patents

トナー用樹脂組成物およびそれらを用いたトナー

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JP2001075310A
JP2001075310A JP28860999A JP28860999A JP2001075310A JP 2001075310 A JP2001075310 A JP 2001075310A JP 28860999 A JP28860999 A JP 28860999A JP 28860999 A JP28860999 A JP 28860999A JP 2001075310 A JP2001075310 A JP 2001075310A
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礼子 宇田川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温定着性、耐オフセット性、耐ブロッキン
グ性および光沢、透明性に優れたトナー用樹脂組成物お
よびそれらを用いた電子写真用カラートナーを提供す
る。 【解決手段】 結着樹脂として、一般式 【化1】 [式中、RはH、CH、FまたはCF、Rfは(C
)m(CFCF)nCF、(CH)m(C
CF)nCFCF、CH(CFCF
nH、CHCFCFHCF、CH(CFCF
Cl)nCl、(CH)m(CFCF)nCF
(CF、CH(CF、CF(CF
C(CF、CHC(CH)(CF、C
CF(CF)[CF(CF)CFO]nOC
または(CH)m(CFCF)n(C
)mOH(m=1〜6、n=0〜5の整数)からな
る群より選択される]で表される含フッ素アクリル酸エ
ステルポリマーを含有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、トナー用樹脂組成
物およびそれらを用いた電子写真用カラートナーに関
し、特に低温定着性、耐オフセット性、耐ブロッキング
性、光沢および透明性に優れ、熱ロール定着を用いた複
写機またはプリンター用のトナーとして最適な電子写真
用トナーに関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真に使用される静電荷像現像用ト
ナーとして、従来からスチレン・メタクリル酸ブチル共
重合体樹脂を用いたトナー(特公平4−73444号公
報)が使用されてきたが、定着装置で定着する際180
℃以上の温度に加熱する必要があり、定着の際に樹脂の
一部が熱分解して、ホルムアルデヒドやアセトアルデヒ
ド等の有害化学物質が大量に発生するので、環境衛生上
より低温度で定着できるトナー用結着樹脂が要望される
ようになった。
【0003】複写機において、電子写真感光体に形成さ
れた潜像を可視像に変換する方法として、湿式現像法と
乾式現像法がある。乾式現像法の定着は、熱ローラー表
面を離型性に優れたシリコーンゴム、フッ素樹脂等でコ
ーティングする方法が用いられている。
【0004】複写機、プリンターが広く普及するように
なり、両面コピー機能や原稿自動送り装置が備えられた
複写機が多く使用されるようになった.そのため消費電
力の削減、複写速度の高速化が非常に要望されるように
なった。複写機、プリンターに用いられるトナーには、
定着温度が低く、耐ブロッキング性、耐オフセット性、
転写紙への定着速度に優れ、光沢、透明性のよいものが
求められるようになり、より優れたトナーの開発が盛ん
に進められている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、低温
定着性、耐オフセット性、耐ブロッキング性に優れ、転
写紙への定着強度、光沢、透明性に優れた、熱ロール定
着を用いた複写機またはプリンター用のトナーとして最
適な電子写真用トナーを提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、トナー用の
結着樹脂として含フッ素アクリル酸エステルポリマーあ
るいは、スチレン系単量体と含フッ素アクリル酸エステ
ル単量体との共重合体と低融点結晶性化合物とを主成分
とする樹脂組成物を見出し、これらの樹脂を電子写真の
トナーの結着樹脂に用いることにより、低温定着性、耐
オフセット性、耐ブロッキング性、光沢および透明性に
優れたトナーとして複写機またはプリンターに用いるこ
とができることがわかり、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明による含フッ素アクリル酸エステルポリ
マーは、式
【0007】
【化2】 [式中、RはH、CH、FまたはCF、Rfは(C
)m(CFCF)nCF、(CH)m(C
CF)nCFCF、CH(CFCF
nH、CHCFCHFCF、CH(CFCF
Cl)nCl、(CH)m(CFCF)nCF
(CF、CH(CF、CF(CF
C(CF、CHC(CH)(CF、C
CF(CF)[CF(CF)CFO]nOC
または(CH)m(CFCF)n(C
)mOH(m=1〜6、n=0〜5の整数)]で表
される。
【0008】請求項3のトナー用樹脂組成物は、スチレ
ン系単量体および含フッ素アクリル酸エステル系単量体
を構成単位とする含フッ素ビニール系共重合体と低融点
結晶性化合物を主成分としているトナー用樹脂組成物に
おいて、本含フッ素ビニール系共重合体が、低分子量の
ビニール系共重合体と高分子量のビニール系共重合体か
ら構成され、低分子量のビニール系共重合体および(ま
たは)高分子量のビニール系共重合体には、低融点結晶
性化合物と凝集体を形成することができる側鎖を有する
モノマーが3〜50重量%含有され、このモノマー単位
がブロック状に形成されている。
【0009】トナー用樹脂組成物は、ビニール系共重合
体と低融点結晶性化合物を主成分とし、本ビニール系共
重合体は、スチレン系単量体と含フッ素アクリル酸エス
テル系単量体を構成単位とする、低分子量のビニール系
共重合体および高分子量のビニール系共重合体からな
る。
【0010】上記スチレン系単量体としては、例えばス
チレン、o,m,p−メチルスチレン、α−メチルスチ
レン、p−エチルスチレン等が挙げられる。含フッ素ア
クリル酸エステル単量体としては、CH=C(C
)COOCHCH(CFF(17F
M)、CH=C(CH)COOCHCH(CF
CF(CF(19FM)、CH=CF−
COOCHCH(CFF、CH=CF−C
OOCHCH(CFCF(CF、CH
=C(CF)COOCHCH(CFF、
CH=C(CF)COOCHCH(CF
CF(CF等が挙げられる。
【0011】上記のビニール系共重合体において、低分
子量のビニール系共重合体または(および)高分子量の
ビニール系共重合体は、低融点結晶性化合物と凝集体を
形成することができる結晶性の側鎖を有するビニール系
高分子である。このビニール系高分子により、低融点結
晶性化合物のブリードアウトが防止される。上記低分子
量のビニール系共重合体の重量平均分子量は8000〜
10000が好ましい。高分子量のビニール系共重合体
としては、重量平均分子量は40万〜120万が好まし
い。
【0012】低融点結晶性化合物は、融点が50〜12
0℃のものが好ましく、例えば、ステアリルアルコー
ル、ベヘニルアルコール、ポリエチレンワックス等が挙
げられ、マクロモノマーの側鎖と凝集体を形成するもの
が好ましい。低分子量のビニール系共重合体および(ま
たは)高分子量のビニール系共重合体には、結晶性の側
鎖を形成するモノマーが共重合される。例えば、ステア
リルアクリレート、ベヘニルアクリレートが挙げられ
る。低分子量のビニール系共重合体および(または)高
分子量のビニール系共重合体中のモノマーの含有量は3
〜50重量%が好ましい。
【0013】側鎖を形成するモノマーは、ブロック状に
組み込まれ、低融点結晶性化合物のブリードアウトを防
ぐことができる。その方法は、重合開始剤を用いて二段
階重合する方法がある。重合開始剤としては、例えば、
パーヘキサメチルセルロース、ポリヘキサメチレンアゾ
ビスシアノペンタン酸エステル、テトラエチルチウラム
ジスルフィッド等が挙げられる。
【0014】トナー用組成物の中に、帯電制御剤として
従来公知のニグロシム等の染料、顔料、着色剤として
は、カーボンブラック、クロムイエロー等を混練し、ト
ナーを調製できる。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明による結着樹脂は、融点お
よび軟化点が低いので従来の結着樹脂を用いた場合より
も低い温度で定着することができ、ホルムアルデヒドや
アセトアルデヒド等の有害化学物質の発生量が少なく作
業環境が改善される。また以下の実施例に示すように、
本発明による結着樹脂を用いることにより、低温定着
性、耐オフセット性、耐ブロッキング性、光沢および透
明性に優れたトナーを得ることができる。本発明のトナ
ーは熱ロール定着を用いた複写機やプリンターに使用す
ることができる。
【0016】本発明による含フッ素アクリル酸エステル
単量体としては、例えばCH=C(CH)COOC
CH(CFF(17FM)、CH=C
(CH)COOCHCH(CFCF(CF
(19FM)、CH=CF−COOCHCH
(CFCF(CF、CH=CF−CO
OCHCH(CFF、CH=C(CF
COOCHCH(CFF、CH=C(CF
)COOCHCH(CFCF(CF
などが挙げられる。特に式(I)の化合物のRfにおい
て、mは2、nは4が好ましく、RはCHが好まし
い。特に好ましいものとしては17FM、19FMを挙
げることができる。
【0017】本発明による結着樹脂の単量体の一つとし
て使用されるCH=C(CH)COOCHCH
(CFFは、例えば次式に示すスキームにしたが
って合成することができる。本発明による結着樹脂の含
フッ素アクリル酸エステル単量体も、同様のスキームに
より合成することができる。
【0018】
【化2】 以下に本発明を実施例によりより具体的に説明するが、
本発明はこれらの実施例によって限定されるものではな
い。
【0019】
【実施例】実施例1 P17FMの合成:31のセパラブルフラスコにトルエ
ン900gを仕込み、窒素ガスで置換した後、加熱して
トルエンを還流させながら、17FM[CH=C(C
)COOCHCH(CFF]450gお
よび重合開始剤として、t−ブチルパーオキシ−2−エ
チルヘキシノエート(日本油脂社製パーブチルO)15
gを溶解し、攪拌しながら2.5時間かけて滴下して溶
液重合を行った。滴下終了後、30分還流して熟成し
た。トルエンを減圧下で留去して樹脂を合成した。この
樹脂を冷却し、トナー用樹脂を調製した。 トナー用樹脂の性能評価 分子量分布:HTR−C(日本ミリポリアリミテッド
製)をGPC装置に用い、カラムにはKF−800P
(一本)、KF−806M(二本)、KF−802.5
(一本)(昭和電工社製)を使用した。測定は、温度4
0℃、試料濃度0.2重量%のテトラヒドロフラン溶液
(0.45μmのフイルターを通過したもの)で行い、
注入量は100μl、標準試料としてポリスチレンを用
いた。
【0020】ガラス転移温度(Tg)および融点(T
m):DSC−220C(セイコー電子工業社製)を用
いて、昇温速度10℃/分で行った。 軟化点(Tf):フローテスターCFT−500A(島
津製作所製)を用いて、ノズル直径1.0mm、厚さ
1.0mm、負荷20Kg、温度80〜200℃、昇温
速度6℃/分、予熱300秒で行った。 吸熱量(△H):DSC曲線から求めた。
【0021】トナーの調製:トナー用樹脂100重量
部、着色剤としてカーボンブラック(三菱化学社製MA
−100)5重量部、帯電制御剤としてスピロンブラッ
ク(TRH1)1重量部および離型剤としてポリプロピ
レンワックス(山洋化成社製ビスコール660P)3重
量部を混練し、冷却後粉砕し、ジェットミル(日本ニュ
ーマチック工業社製ラボジェット)で微粉砕して、平均
粒径8〜12μmのトナー粉末を調製し、分級機(日本
ニューマチック工業社製MDS−2)で分級して、平均
粒径10μmのトナーを調製した。
【0022】トナーの性能評価 定着温度:トナー6.5重量部と平均粒径50〜80μ
mの鉄粉キャリア93.5重量部を混合して現像剤を調
製した。カラー複写機は富士ゼロックス社製の(viv
ace300)を使用した。カラー複写機の熱ローラー
の設定温度をいろいろ変えて複写を行い、コピーした複
写画像をパットで摩擦した時の複写画像の濃度変化が1
5%以下になる最低熱ローラーの温度を定着温度とし
た。
【0023】耐ブロッキング性:ガラス製円筒容器(直
径5cm、高さ15cm)にトナー粉末50ccを入
れ、直径5cmの分銅で荷重500gを加え、40℃、
60%RHの雰囲気中に二日間放置した後、室温で3時
間放置する。分銅を除去し、粉末が入ったガラス容器を
水平に転倒させた時の粉末の流れを観察した。 A 容器を逆さにした時全トナー粉末が流出する。 B 容器を逆さにし、振った時に3割以上のトナー粉末
が流出する。 C 容器を逆さにし、振った時に半分以上のトナー粉末
が容器に残留している。 D 容器を逆さにし、振った時に約7割のトナー粉末が
容器中に残留している。
【0024】光沢:市販の普通紙に160℃で定着した
画像を評価した。 A 良好、適当な光沢がある。 B 使用可、やや光沢不足。 C 不可、光沢なし。
【0025】透明性:市販のOHPフイルムに160℃
で定着した画像をオーバーヘッドプロジェクターで投影
して評価した。 A 良好、色再現性が鮮明。 B 使用可、色再現性がやや劣る。 C 不可、不鮮明。 以上の測定結果および評価結果を表1に示す。
【0026】実施例2 17FMの代わりに19FM[CH=C(CH)C
OOCHCH(CFCF(CF]を用
いた以外は実施例1と同様にP19FMを合成し、トナ
ーを調製した。樹脂およびトナーの特性の測定結果を表
1に示す。
【0027】実施例3 31のセパラブルフラスコに、トルエン900g、アク
リル酸n−ブチル・17FM共重合体(重量平均分子量
80万、Tg=60℃)120g、添加剤としてベヘニ
ルアルコール30gを入れ溶解した。窒素ガスで置換し
た後、加熱してトルエンを還流させながら、スチレン3
90g、メタクリル酸メチル30g、ステアリルアクリ
レーと30g、重合開始剤としてt−ブチルパーオキシ
−2−エチルヘキシノエート(日本油脂社製パーブチル
O)15gを溶解した溶液を攪拌しながら、2.5時間
かけて滴下し、溶液重合を行った。その後攪拌しながら
30分間還流して熟成した。次いで油浴を150℃まで
昇温しながらトルエンを減圧留去して樹脂組成物を合成
した。その樹脂組成物を冷却し、粉砕してトナー用樹脂
組成物を調製した。それ以外は実施例1と同様にしてト
ナーを調製した。樹脂組成物およびトナーの特性の測定
結果を表1に示す。
【0028】実施例4 アクリル酸n−ブチル・19FM共重合体(重量平均分
子量90万、Tg=62℃)を用いた以外は実施例3と
同様に樹脂組成物およびトナーを調製した。樹脂組成物
およびトナーの特性の測定結果を表1に示す。
【0029】比較例 3lのセパラブルフラスコ(攪拌機、温度計、窒素導入
口および還流冷却器付き)に、ビスフェノールA型エポ
キシ樹脂(三井化学社製エポミックR304)1090
g、グリセロール110gおよびプロピレングリコール
モノメチルエール300gを入れ、窒素ガスを流しなが
ら80℃まで昇温して均一に溶解させた。その後反応触
媒としてフッ化ホウ素酸(濃度4.2%)4.8mlを
添加して昇温し、攪拌しながら120℃で5時間反応さ
せた。0.2Nの水酸化ナトリウム水溶液4.6mlを
添加し、容器内を直ちに減圧して反応溶媒であるプロピ
レングリコールモノメチルエーテルと水を除去し、15
0℃、10mmHgに2時間保持した後、生成したポリ
オールをフラスコから取り出した.このポリオール18
0gと、ニグロシン染料(オリエント化学社製N−0
4)4g、カーボンブラック(三菱化学社製MA−10
0)12gおよびポリプロピレンワックス(山洋化成社
製ビスコール660P)6gを小型粉砕混合器(協立理
研製サンプルミル)で混合後、混練して樹脂組成物を調
製した。
【0030】樹脂組成物をジェットミルで粉砕し、乾式
気流分級機で分級して平均粒子径が10μmの粒子を調
製した。その後粒子100g当たり、0.3gの疎水性
シリカ(日本アエロジル社製R972)を混合し、ヘン
シェルミキサー内で30秒間攪拌してトナーを調製し
た。樹脂組成物およびトナーの特性の測定結果を表1に
示す。
【0031】
【表1】 樹脂組成物およびトナーの特性
【0032】
【発明の効果】本発明のトナー組成物は、低温定着性、
耐オフセット性、耐ブロッキング性、光沢および透明性
に優れたものであり、熱ロール定着を用いたカラー複写
機やプリンター用のトナーとして最適である。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式 【化1】 [式中、RはH、CH、FまたはCF、Rfは(C
    )m(CFCF)nCF、(CH)m(C
    CF)nCFCF、CH(CFCF
    nH、CHCFCHFCF、CH(CFCF
    Cl)nCl、(CH)m(CFCF)nCF
    (CF、CH(CF、CF(CF
    C(CF、CHC(CH)(CF、C
    CF(CF)[CF(CF)CFO]nOC
    または(CH)m(CFCF)n(C
    )mOH(m=1〜6、n=0〜5の整数)からな
    る群より選択される]で表される含フッ素アクリル酸エ
    ステルポリマーを含有するトナー用樹脂組成物およびそ
    れらを用いたトナー。
  2. 【請求項2】 スチレン系単量体および式(I)で表さ
    れる含フッ素アクリル酸エステル系単量体を構成単位と
    する含フッ素ビニール系共重合体と低融点結晶性化合物
    を主成分としているトナー用樹脂組成物において、本含
    フッ素ビニール系共重合体が、低分子量のビニール系共
    重合体と高分子量のビニール系共重合体から構成され、
    本低分子量のビニール系共重合体および(または)高分
    子量のビニール系共重合体には、低融点結晶性化合物と
    凝集体を形成することができる側鎖を有することを特徴
    とするトナー用樹脂組成物およびそれらを用いたトナ
    ー。
  3. 【請求項3】 スチレン系単量体および式(I)で表さ
    れる含フッ素アクリル酸エステル系単量体を構成単位と
    する含フッ素ビニール系共重合体と低融点結晶性化合物
    を主成分としているトナー用樹脂組成物において、本含
    フッ素ビニール系共重合体が、低分子量のビニール系共
    重合体と高分子量のビニール系共重合体から構成され、
    本低分子量のビニール系共重合体および(または)高分
    子量のビニール系共重合体には、低融点結晶性化合物と
    凝集体を形成することができる側鎖を有するモノマーが
    3〜50重量%含有され、このモノマー単位がブロック
    状に形成されていることを特徴とするトナー用樹脂組成
    物およびそれらを用いたトナー。
  4. 【請求項4】 請求項1〜請求項3に示される含フッ素
    ビニール系共重合体結着樹脂100重量部に対して、ラ
    イスワックスを0.4〜8重量部、カルナウバワックス
    を0.1〜2重量部およびシリコーンオイルを0.05
    〜1重量部含有することを特徴とする電子写真用カラー
    トナー。
  5. 【請求項5】 帯電制御剤としてサリチル酸またはアル
    キルサリチル酸の金属錯体または塩を含有することを特
    徴とする請求項4に記載の電子写真用カラートナー。
  6. 【請求項6】 請求項4および請求項5に記載の電子写
    真用カラートナーにキャリアを添加することを特徴とす
    る現像剤およびそれらの製造法。
JP28860999A 1999-09-02 1999-09-02 トナー用樹脂組成物およびそれらを用いたトナー Pending JP2001075310A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102508416A (zh) * 2011-12-07 2012-06-20 澳达树熊涂料(惠州)有限公司 一种不规则碳粉熔融乳化形成球形碳粉的方法

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