JP2001166524A - 静電荷像現像用トナー - Google Patents
静電荷像現像用トナーInfo
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Abstract
定着ローラーに供給せずに定着した際にも、十分な非オ
フセット温度域を持ち、OHPシート上の画像の透明
性、耐ブロツキング性、流動性に優れたトナーを提供す
る。 【解決手段】少なくとも下記一般式(a)、(b)及び
(c)で表される繰り返し単位を有する変性ポリシロキ
サンを含有する静電荷像現像用トナー。 【化1】
Description
ナーに関し、詳しくは、電子写真方式の複写機およびプ
リンターに使用され、透明性、流動性、耐ブロッキング
性が良好であり、加熱ローラーで定着した際にオフセッ
ト現象やシートの巻き付き現象が発生することのない定
着温度幅の広い静電荷現像用トナー(以下、単に「トナ
ー」と略記することがある)に関する。
在最も一般的には加熱ローラー法が使用されている。こ
の方法は、紙やオーバーヘッドプロジェクタ用シート
(以下、「OHPシート」と略す)等の被定着シート上
に像を融着する際の熱効率が極めて有効である。しかし
ながら、この方法では、トナー像と定着ローラー表面が
加熱溶融状態で圧接触するため、トナー像の一部が、定
着ローラー表面に付着し、次の被定着シート上に移転し
て被定着シートに汚れを発生させる所謂オフセット現象
が生じたり、シートの巻き付き現象が生じたりすること
がある。
現象を防止する方法として次の様な方法が知られてい
る。すなわち、ローラー表面をシリコンゴムやフッ素系
樹脂などのトナーに対して離型性に優れた材料で形成
し、そして、その表面にシリコンオイル等の離型性の良
い液体を供給し、その薄膜でローラー表面を被覆する。
しかしながら、この方法では、画像に光沢が出すぎた
り、装置内にオイル供給タンクの設置が必要になる等の
欠点がある。
着法、所謂オイルレス定着を達成させるため、従来か
ら、(1)トナーバインダー樹脂の溶融弾性率を架橋や
高分子量成分の含有によって高める方法、(2)離型性
ワックスを添加する方法などが知られている。
シート上のトナー画像の表面が充分平滑にならないため
に透明性が悪化するという欠点があり、透明性の要求さ
れない黒トナーには使用できてもカラートナーには使用
できないという欠点がある。また、(2)の方法では、
種々の離型性ワックスが提案されているものの、高温定
着時のオフセット現象(以下、「ホットオフセット」と
略す)を十分に防止することが出来ない。すなわち、例
えば、特開平10―282822号公報には、トナー中
に種々のワックスを含有させることによるホットオフセ
ット性の改良が記されているが、非常に限定された定着
方法でない限り、低温でホットオフセットが発生し、未
だ充分な改良に至っていない。
離型剤として、シリコーンオイル又はアルコキシ変性ポ
リシロキサンが知られているが、これらは、一般に常温
で液体であり、トナーに添加した場合は、流動性、耐ブ
ロッキング性などに問題がある。また、本発明者らは、
後述する一般式(a)、(c)でそれぞれ表される繰り
返し単位を含有し、後述する一般式(b)で表される繰
り返し単位を含有しない変性ポリシロキサンを含有する
トナーを提案した(特願平10―267750号に)。
しかしながら、斯かるトナーの場合、上記の流動性、耐
ブロッキング性、耐ホットオフセット性は、かなり改良
されたものの、OHP透明性は、上記(1)の方法に比
べればよいものの、かなり劣っており、従って、耐ホッ
トオフセット性とOHP透明性を両立させることが出来
ない。
鑑みなされたものであり、その目的は、シリコーンオイ
ル等の離型性の良い液体を加熱定着ローラーに供給せず
に定着した際にも、十分な非オフセット温度域を持ち、
OHPシート上の画像の透明性、耐ブロツキング性、流
動性に優れたトナーを提供することにある。
を重ねた結果、トナー組成物中に特定の変性ポリシロキ
サンを含有させるならば、耐ブロッキング性および流動
性に優れ、しかも、オイルレス定着における耐ホットオ
フセット性とOHP透明性の両立させたトナーが得られ
るとの知見を得た。
ものであり、その要旨は、少なくとも下記一般式
(a)、(b)及び(c)で表される繰り返し単位を有
する変性ポリシロキサンを含有することを特徴とする静
電荷像現像用トナーに存する。
本発明のトナーは特定の変性ポリシロキサンを含有す
る。
ンについて説明する。本発明で使用する変性ポリシロキ
サンは、少なくとも上記一般式(a)、(b)及び
(c)で表される繰り返し単位を有する。
っていてもよい炭素数1〜6の直鎖または分岐鎖のアル
キル基を表し、好ましくはメチル基である。一般式
(c)で表される繰り返し単位の存在からして、R2の
炭素数は7以上にする必要はない。
アラルキル基を表し、アリール基としては、フェニル
基、トリル基、ナフチル基などが挙げられ、アラルキル
基としては、例えば、一般式:−(CH2)n−R5(n
は0〜10の整数、R5は置換基を有していてもよいア
リール基を表す)で表される各種のアラルキル基が挙げ
られる。上記の一般式において、nは、好ましくは0〜
3である。
の炭化水素基を表し、炭化水素基としては、直鎖または
分岐鎖のアルキル基やアルケニル基などが挙げられる。
これらの中では、直鎖または分岐鎖のアルキル基が好適
である。炭化水素基の炭素数は、好ましくは12〜10
0、更に好ましくは16〜50である。炭素数が7未満
の場合は常温でオイル状となり易く、トナーがブロッキ
ングしたり、トナーの流動性が低下する。また、炭化水
素基ではなくアルコキシ基の場合は常温でオイル状とな
り易く、炭素数が低い場合と同様にトナーがブロッキン
グしたり、流動性が低下する。
いて、主たる繰り返し単位は一般式(a)で表される繰
り返し単位であり、(b)及び(c)で表される繰り返
し単位は改良効果をもたらす繰り返し単位である。
る繰り返し単位の合計量(100モル%)に対し、
(a)で表される繰り返し単位の含有量は、通常40〜
96モル%、好ましくは50〜93モル%、更に好まし
くは70〜90モル%である。
有量は、通常3〜60モル%、好ましくは4〜30モル
%、更に好ましくは5〜15モル%である。(b)で表
される繰り返し単位の含有量が3モル%未満の場合は、
画像のOHP透明性が劣る。すなわち、トナー中に耐ホ
ットオフセット性が充分達成されるだけの量の変性ポリ
シロキサンを添加した際にOHP透明性が劣る。その理
由は明確ではないが、次の様に考えられる。すなわち、
アラルキル基含有変性シリコーンの方が屈折率がバイン
ダーポリマーの屈折率に近いためOHP投影時の光散乱
が抑えられ、画像のOHP透明性が良好になる。なお、
(b)で表される繰り返し単位の含有量は、60モル%
を超える割合にする必要はない。
有量は、通常3〜30モル%、好ましくは5〜20モル
%である。(c)で表される繰り返し単位の含有量が3
モル%未満の場合は、トナーがブロッキングし、また、
トナーの流動性が悪化する。
30〜150℃、好ましくは55〜120℃である。融
点が上記範囲より低い場合はトナーの耐ブロッキング性
が不十分となる傾向があり、上記範囲より高い場合は定
着下限温度が上がってしまったり離型効果が不十分にな
る傾向がある。
は、通常5000〜6万であり、好ましくは1万〜3万
である。分子量が上記範囲より低すぎる場合はオイル状
となりブロッキングし易くなり、分子量が上記範囲より
高すぎる場合は離型効果が不十分となる。
シロキサンの含有量は、トナーバインダー樹脂100重
量部に対する値として、通常0.3〜30重量部、好ま
しくは1〜20重量部、更に好ましくは2〜10重量部
である。変性ポリシロキサンの含有量が上記範囲より少
ない場合は耐ホットオフセット性が不十分になり、上記
範囲より多い場合はトナーの耐ブロッキング性やOHP
透明性が低下する傾向がある。
を含有しない変性ポリシロキサンの場合は次の様な問題
がある。すなわち、トナー中の変性ポリシロキサンの含
有量が少な過ぎる場合は充分な耐ホツトオフセット性が
得られないが、含有量の増加に従い、耐ホットオフセッ
ト性が改良され、逆にOHP透明性が悪くなる傾向があ
る。これに対し、本発明で使用する前記の変性ポリシロ
キサンを使用した場合には、耐ホットオフセット性に充
分な量を添加してもOHP透明性があまり悪化しない。
すなわち、本発明のトナーによれば、オイルレス定着時
の耐ホットオフセット性とOHP透明性の両立が達成さ
れる。
に対しても重合トナーに対しても有用であるが、特にワ
ックスを大量に添加できる重合トナーに使用することが
より効果的である。
合する方法はトナーの製造法によって異なり、次の様な
方法が挙げられる。
に予じめ溶解または分散してもよいし、また、バイダー
樹脂と共に混練する際に添加してもよい。予じめ変性ポ
リシロキサンを添加する方法としては、バインダー樹脂
と変性ポリシロキサンを有機溶媒中に溶解または懸濁し
た後に減圧蒸留などにより溶媒を除去する方法、バイン
ダー樹脂の重合過程中に添加して重合する方法などがあ
る。
に、着色材、帯電制御剤、重合開始剤、その他の任意の
添加剤を加えるのと同時に変性ポリシロキサンを加え、
ホモジナイザー等で分散し、加温して重合を行う方法が
採用される。乳化重合凝集法の場合は、乳化ポリマーと
乳化分散した変性ポリシロキサンを共に凝集してもよい
し、また、微分散された変性ポリシロキサンの存在下で
重合性モノマーをシード乳化重合することにより変性ポ
リシロキキサン含有乳化ポリマーを得、次いで、それを
凝集してもよい。
発明のトナーのバインダー樹脂としては、例えばスチレ
ンとアルキル(メタ)アクリレートとを共重合成分とし
て含有するポリマーが好適に使用される。バインダー樹
脂の最大ピーク分子量は、GPCによるポリスチレン換
算値として、通常7000〜15万、好ましくは2万〜
10万であり、更に好ましくは3万〜7万である。分子
量ピークは2つ以上あってもよいが、単一ピークである
方が好ましく。分子量分布のピークが肩を有していて
も、高分子量側にテーリングしていてもよい。
ル(メタ)アクリレートとしては、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、n−
オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル
(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレー
ト、ステアリル(メタ)アクリレート等が挙げられ、こ
れらの中ではn−ブチル(メタ)アクリレートが好まし
い。
ル化合物を共重合させることも出来る。斯かるビニル化
合物としては、例えば、(メタ)アクリル酸、アクリロ
ニトリル、アクリルアミド、酢酸ビニル、無水マレイン
酸、N−ビニルピロリドン、ブタジエン等が挙げられ
る。これら単量体の共重合比は、ポリマーのガラス転移
点温度が80℃以下、好ましくは30〜70℃、更に好
ましくは40〜60℃になる様に選択するのがよい。
の比は、通常20/80〜90/10の重量比の範囲か
ら選択される。例えばスチレンとn−ブチルアクリレー
トの場合、重量比で40/60〜90/10が好まし
く、更に好ましくは60/40〜80/20の範囲であ
る。第3ビニル化合物の共重合比(全体に対する割合)
は、通常20重量%以下、好ましくは10重量%以上で
ある。
多官能ビニル化合物を含有していてもよい。斯かる多官
能ビニル化合物としては、例えば、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキ
シレングリコール等のジ(メタ)アクリレート;ジビニ
ルベンゼン;ペンタエリスリトール、トリメチロールプ
ロパン等の3級以上のアルコールのジ(メタ)アクリレ
ート、トリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。多官
能ビニル化合物の共重合比は、通常0.001〜5重量
%、好ましくは0.003〜2重量%、更に好ましくは
0.01〜1重量%である。多官能ビニル化合物の共重
合比が多過ぎる場合は、定着性が悪くなったり、OHP
上の画像の透明性が悪くなる。
ヒドロフランに不溶のゲル分が生成するが、ゲル分のポ
リマー全体に占める量は、通常60重量%以下、好まし
くは30重量%以下である。GPCは上記ゲル分を除去
した後に測定される。
ロシン、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタ
ロシアニングリーン、ハンザイエロー、ローダミン系染
顔料、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエ
ロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料、モノ
アゾ系、ジスアゾ系、縮合アゾ系染顔料など、公知の任
意の染顔料を単独あるいは混合して使用することが出来
る。フルカラートナーの場合には、イエローは、ベンジ
ジンイエロー、モノアゾ系染顔料、縮合アゾ系染顔料、
マゼンタは、キナクリドン、ローダミン系染顔料、モノ
アゾ系染顔料、シアンは、フタロシアニンブルーをそれ
ぞれ使用するのが好ましい。着色剤は、通常、バインダ
ー樹脂100重量部に対し3〜20重量部となる様に使
用される。
色剤自体で行ってもよいが、必要に応じて帯電制御剤を
併用してもよい。正帯電制御剤としては、4級アンモニ
ウム塩、塩基性・電子供与性の有機物質、負帯電制御剤
としては、金属キレート類、含金属染料、酸性または電
子求引性の有機物質などを使用することが出来る。
(帯電制御剤が無色ないし淡色でトナーへの色調障害が
ないこと)を勘案すると、正帯電性としては4級アンモ
ウム塩化化合物が、負帯電性としては、サリチル酸また
はアルキルサリチル酸のクロム、亜鉛、アルミニウム等
との金属塩、金属錯体、アミド化合物、フェノール化合
物、ナフトール化合物が好ましい。この他、金属化合物
などの無機粒子や前記有機物質で表面処理した無機物質
を使用してもよい。
帯電性、着色剤の添加量、分散方法を含めた製造方法、
その他の添加剤の帯電性などへの条件を考慮した上で決
定されるが、バインダー樹脂100重量部に対し、通常
0.1〜10重量部である。
述のバインダー樹脂、着色剤および帯電制御剤より成る
が、所望ならば更に別のワックスを併用したり、その他
の成分を含有させることが出来る。
ス類としては、オレフィン系ワックス、好ましくは、低
分子量ポリプロピレン、パラフィンワックス、高級脂肪
酸エステル、脂肪酸アミド等が挙げられる。その使用量
は、バインダー樹脂や着色剤の種類により異なるが、バ
インダー樹脂100重量部に対し、通常0.1〜10重
量部である。
カ、アルミナ、チタニア等の流動性向上剤、マグネタイ
ト、フェライト、酸化セリウム、チタン酸ストロンチウ
ム、導電性チタニア等の無機微粉末、スチレン樹脂、ア
クリル樹脂などの抵抗調節剤、滑剤などが内添剤または
外添剤として使用される。これらの添加剤の使用量は、
所望する性能により適宜選定すればよく、バインダー樹
脂100重量部に対し、通常0.05〜10重量部であ
る。
剤、非磁性1成分現像剤、2成分現像剤の何れにも使用
できるが、特に非磁性1成分現像剤として使用するのが
好適である。磁性トナーの場合は、カラートナーが実現
できないため、本発明のトナーによるOHP透明性の効
果が余り発揮されない。なお、キャリアーの汚染性を考
えると2成分現像剤は最適ではない。
としては、フェライト、マグネタイト等を初めとする
鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性を示す合金の他、化
合物や強磁性元素を含まないが適当に熱処理することに
よって強磁性を示す様になる合金、例えば、マンガン−
銅―アルミニウム、マンガン−銅―スズ等のマンガンと
銅とを含む所謂ホイスラー合金、二酸化クロム等が挙げ
られる。磁性体は、通常、平均粒径0.3〜30μmの
微粉末の形でバインダー樹脂中に均一に分散される。磁
性体粒子の含有量は、バインダー樹脂100重量部当た
り、通常20〜70重量部、好ましくは40〜70重量
部である。
用する場合、キャリアとしては、鉄粉、マグネタイト
粉、フェライト粉などの磁性物質、それらの表面に樹脂
コーティングを施したもの、磁性キャリア等の公知のも
のを使用することが出来る。樹脂コーティングキャリア
の被覆樹脂としては、一般的に知られているスチレン系
樹脂、アクリル系樹脂、スチレンアクリル共重合系樹
脂、シリコーン系樹脂、変性シリコーン系樹脂、フッ素
系樹脂、これらの樹脂の混合物などが利用できる。
とが特徴であることから、特にカラートナーに有用であ
る。
るが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施
例に限定されるものでない。なお、以下の諸例において
「部」とあるのは「重量部」を意味する。また、表1に
示す変性ポリシロキサンを使用し、評価は以下の(1)
〜(4)の方法で行った。
ット開始温度(℃):先ず、アクリル樹脂がコートされ
たフェライトキャリアを使用し、トナー濃度4.0重量
%の2成分系現像剤により、電子写真方式で未定着画像
を紙とOHPシート上に作成した。この際、トナー付着
量は1.0mg/cm2とした。次いで、シリコーンゴ
ムの周りをフッ素系ポリマー(FEP)の熱収縮フイル
ムで被覆した定着ローラーを使用し、ニップ幅5mm、
スピード120mm/secでトナー像を紙とOHPシ
ートに上記の定着画像を定着させた。その際、ローラー
表面には離型性液体を供給しなかった。ローラー温度を
5℃きざみで200℃まで変化させることにより定着の
有無を判断し、紙上の定着温度幅を測定した。また、定
着後、ホットオフセット性の有無を目視観察した。
00℃で定着したベタ画像をオーバーヘッドプロジェク
ターで投影し観察することにより以下の表2に示す基準
で判定した。
に一定加重を加え、50℃の環境下に5時間放置後、凝
集の有無を確認し、以下の表3に示す基準で判定した。
ーの現像器内に本発明のトナーを入れて揺り動かしトナ
ーの流動性を評価し、以下の表4に示す基準で判定し
た。
(ジビニルベンゼンを添加した一部架橋品、重量平均分
子量7.1万、Tg=57℃)100部、フタロシアニ
ンブルー5部(予め上記ポリマーと混練した後に粗粉砕
したマスターバッチを使用)、表1に記載した変性ポリ
シロキサン「S−1」4部、帯電制御剤として「LR1
47」(日本カーリット社製)2部を分散混合した後、
2軸押し出し機を使用して溶融混練し、冷却後に粗粉砕
した。
られた粉体を風力分級機で分級して平均粒径9μmのト
ナーを得た。更に、このトナー100部に対し、「アエ
ロジルR―972」(日本アエロジル製)0.6部を加
え、本発明のトナーを得、評価を行った。結果を表7に
示す。
え、表1に示した「S−2」、「S−3」、「S−4」
をそれぞれ使用した以外は、実施例1同様にトナーを調
製して評価を行った。結果を表7に示す。
料・助剤仕込み装置を備えたガラス製反応器に「S−
1」のエマルジョン4部(固形分として)、ドデシルベ
ンゼンスルホン酸0.4部、脱イオン水(ワックスエマ
ルジョン中の水分を含む)400部を仕込み、窒素気流
下で90℃に昇温した。その後、以下の表5に示すモノ
マー類と開始剤を添加し、7時間乳化重合を行った。重
合反応終了後、冷却し、乳白色の重合体一次粒子エマル
ジョンを得た。得られたエマルジョンの平均粒径は30
0nm、重合体のMw=4.0万、Mp=3.5万であ
った。
物をディスパーザーで分散攪拌しながら1時間かけて室
温から70℃まで昇温した。3時間保持した後、pHを
7に調節し、95℃に昇温して2時間保持した。その
後、得られた会合粒子のスラリーを冷却し、桐山ロート
で濾過、水洗し、45℃の送風乾燥機で10時間乾燥す
ることによりトナーが得られた。実施例1と同様に評価
を行った。結果を表7に示す。
は、実施例5と同様にトナーを調製し、実施例1と同様
に評価を行った。結果を表7に示す。
フセットが定着ローラー温度200℃まで発生せず、0
HP透明性も良好であった。また、耐ブロッキング性、
トナー流動性なども良好であった。また非磁性1成分ト
ナーとして良好な画を出すことが出来た。
加しない以外は、実施例1同様にしてトナーを調製して
評価を行った。結果を表7に示すが、ホットオフセット
が145℃から発生し、実質使用可能定着温度幅は5℃
しかなく使用に耐えなかった。
え、ポリプロピレンワックス(PPW)(三洋化成製
「ビスコール550P」)4部を使用した以外は、実施
例1同様にトナーを調製し評価を行った。結果を表7に
示すが、ホットオフセット性が不十分であった。
え、表1に示したポリシロキサン「T−1」、「T−
2」、「T−3」、「T−4」をそれぞれ使用した以外
は、実施例1と同様にトナーを調製し評価を行った。結
果を表7に示すが、耐ホットオフセット性、OHP透明
性、耐ブロッキング性、流動性の全てが優れたトナーは
存在しなかった。
ポリシロキサン(信越化社学製「X−22−801」)
を使用した以外は、実施例1同様にトナーを調製し評価
を行った。結果を表7に示すが、耐ブロッキング性と流
動性が極めて悪く使用できなかった。
離型性の良い液体を加熱定着ローラーに供給せずに定着
した際にも、十分な非オフセット温度域を持ち、OHP
シート上の画像の透明性、耐ブロツキング性、流動性に
優れたトナーを得ることが出来る。
Claims (9)
- 【請求項1】 少なくとも下記一般式(a)、(b)及
び(c)で表される繰り返し単位を有する変性ポリシロ
キサンを含有することを特徴とする静電荷像現像用トナ
ー。 【化1】 - 【請求項2】 R1がメチル基である請求項1に記載の
トナー。 - 【請求項3】 R2がメチル基である請求項1又は2に
記載のトナー。 - 【請求項4】 R3がフェニル基である請求項1〜3の
何れかに記載のトナー。 - 【請求項5】 R4が平均炭素数12〜100の飽和炭
化水素基である請求項1〜4の何れかに記載のトナー。 - 【請求項6】 該変性ポリシロキサンの数平均分子量が
5000から6万の範囲である請求項1〜5の何れかに
記載のトナー。 - 【請求項7】 トナー粒子が懸濁重合により得られたも
のである請求項1〜6の何れかに記載のトナー。 - 【請求項8】 トナー粒子が乳化重合で得られた微粒子
を凝集して得られたものである請求項1〜6の何れかに
記載のトナー。 - 【請求項9】 請求項1〜8の何れかに記載の非磁性1
成分現像用カラートナー。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34625899A JP4356160B2 (ja) | 1999-12-06 | 1999-12-06 | 静電荷像現像用トナー |
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---|---|---|---|
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ID=18382191
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Country Status (1)
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JP (1) | JP4356160B2 (ja) |
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