JP2001175021A

JP2001175021A - 静電荷像現像用トナー

Info

Publication number: JP2001175021A
Application number: JP35732799A
Authority: JP
Inventors: Noriaki Takahashi; 徳明高橋; Koki Furuya; 弘毅古谷; 政美 ▲鶴▼森; Masami Tsurumori; Shoji Sakamoto; 昭二坂本
Original assignee: Nippon Kasei Chemical Co Ltd; Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Nippon Kasei Chemical Co Ltd; Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1999-12-16
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2001-06-29

Abstract

(57)【要約】【課題】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。【解決手段】スチレン系バインダー及び着色剤と共に一
般式（１）又は（２）で表されるエステル化合物を含有
する。【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電荷像現像用ト
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、オイルを供給しない加熱定着ロー
ラーで定着した際でも、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
現像用トナーに関する。さらに、透過性、流動性、耐ブ
ロッキング性が良好なトナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法における定着方式として、現
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。

【０００３】従来、オフセット現象やシートの巻き付き
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。

【０００４】定着ローラーに離型性液体を供給しない定
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。

【０００５】しかしながら、（１）の方法では、ＯＨＰ
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。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実情に
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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
を重ねた結果、トナー組成物中に特定のエステル化合物
を含有させることにより、上記の目的を容易に達成し得
るとの知見を得た。本発明は、斯かる知見に基づき完成
されたものであり、その要旨は、スチレン系バインダー
及び着色剤と共に一般式（１）又は（２）で表されるエ
ステル化合物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。

【０００８】

【化２】

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のトナーは特定のエステル化合物を含有する。

【００１０】先ず、本発明で使用するエステル化合物
（オリゴマー）について説明する。本発明で使用するエ
ステル化合物は、前記の一般式（１）又は（２）で表さ
れる。一般式中、Ｒ¹は直鎖炭素数が６以上の「置換基
を有していてもよいアルキレン基」、Ｒ²は直鎖炭素数
が２以上の「置換基を有していてもよいアルキレン基」
を表す。すなわち、Ｒ¹及びＲ²は、次の一般式（３）で
表される基、または、その一部の水素が置換された基を
表すが、好ましくは無置換のアルキレン基、すなわち一
般式（３）で表されるアルキレン基である。

【００１１】

【化３】

【００１２】Ｒ¹の炭素数（一般式（３）におけるｍ）
は、好ましくは６〜２４、更に好ましくは６〜１８、特
に好ましくは８〜１０である。Ｒ²の炭素数（一般式
（３）におけるｍ）は、好ましくは２〜２４、更に好ま
しくは４〜１２、特に好ましくは６〜１０であるＲ¹及
びＲ²の炭素数が小さすぎる場合は耐ホットオフセット
性改良の効果が発揮されない。アルキレン基の置換基と
しては、炭素数１〜１８のアルキル基、フェニル基など
が挙げられる。これらの中では炭素数１〜４のアルキル
基が好ましい。

【００１３】前記の一般式（１）又は（２）中、ｎは１
〜１５の整数を表す、ｎが０の場合は耐ブロッキング性
が悪い。ｎが１５より大きい場合は耐ホットオフセット
性に効果がなく、また、トナー中での分散性が悪い。ｎ
は、好ましくは２〜１０、更に好ましくは２〜５であ
る。

【００１４】なお、前記の一般式（１）又は（２）で表
されるエステル化合物は、オリゴマーであるため、分子
量分布を有する。本発明においては、分子の個数ではな
く、重量換算での主成分が一般式（１）又は（２）で表
される構造であることを意味している。従って、本発明
で使用するエステル化合物の中には、当該エステル化合
物の分子量の周辺分子量を持ったオリゴマーが存在して
もよく、通常の合成法で合成したときの分布を持った混
合物が含まれる。

【００１５】一般式（１）又は（２）で表されるエステ
ル化合物の融点は、通常６０〜１２０℃、好ましくは７
０〜１１０℃である。エステル化合物の融点が低すぎる
場合は耐ブロッキング性が劣り、高すぎる場合は定着性
が悪化したり、耐ホットオフセット性の効果が小さくな
る。

【００１６】本発明のトナーにおいて、一般式（１）又
は（２）で表されるエステル化合物の含有量は、トナー
バインダー１００重量部に対する値として、通常０．１
〜２５重量部、好ましくは１〜１５重量部、更に好まし
くは２〜１０重量部である。エステル化合物の含有量が
少なすぎる場合は耐ホットオフセット性が不十分にな
る。

【００１７】本発明で使用するエステル化合物は、粉砕
トナーに対しても重合トナーに対しても有用であるが、
エステル化合物を大量に添加できる重合トナーに適用す
るのがより効果的である。

【００１８】トナー中にエステル化合物を配合する方法
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。

【００１９】例えば、粉砕法の場合はバインダー樹脂中
に予じめ溶解または分散しておいてもよいし、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
エステル化合物を添加する方法としては、バインダー樹
脂とエステル化合物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。

【００２０】懸濁重合法の場合は、重合性モノマー中
に、着色材、帯電制御剤、重合開始剤、その他の添加剤
を加えるのと同時にエステル化合物を加え、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
したエステル化合物を共に凝集してもよいし、また、微
分散されたエステル化合物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エステル化合物含有乳化
ポリマーを得、次いで、それを凝集してもよい。この場
合、エステル化合物がポリマーに内包されるため、トナ
ーとした際に耐ブロッキング性が悪化しない利点があ
る。

【００２１】次に、トナーの製法について説明する。本
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、通常７０００〜１５万、好ましくは２万〜１
０万であり、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。

【００２２】バインダー樹脂の合成に使用されるアルキ
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、特
に好ましくはｎ−ブチル（メタ）アクリレートが好まし
い。

【００２３】バインダー樹脂の合成においては第３ビニ
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。

【００２４】スチレンとアルキル（メタ）アクリレート
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。

【００２５】バインダー樹脂は、共重合成分として更に
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。

【００２６】多官能ビニル化合物の共重合によりテトラ
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４０重量％以下、好まし
くは２０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。

【００２７】本発明で使用するエステル化合物の配合に
より、バインダー樹脂の架橋を少なくしたり、４０万以
上の高分子量成分を少なくしても、ホットオフセットが
起こり難くなる。従って、本発明に使用されるバインダ
ー樹脂としては、ＯＨＰ透明性を著しく低下させる架橋
度または高分子量の成分は好ましくない。

【００２８】着色剤としては、カーボンブラック、ニグ
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。

【００２９】トナーの帯電制御は、バインダー樹脂や着
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、酸性もしくは
電子求引性の有機物質などを使用することが出来る。

【００３０】カラートナーの場合、カラートナー適応性
（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。

【００３１】帯電制御剤の添加量は、バインダー樹脂の
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。

【００３２】本発明で使用するトナーは、本質的に、上
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。

【００３３】前述のエステル化合物と併用できるワック
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、シリコーン系ワックス等が
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。

【００３４】上記以外の成分としては、微粉末のシリ
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。

【００３５】本発明のトナーは、乾式磁性１成分現像
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。

【００３６】乾式磁性１成分現像剤に使用される磁性体
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表す合金の他、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
よって強磁性を表す様になる合金、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。

【００３７】本発明のトナーを２成分系現像剤として使
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。

【００３８】本発明のトナーは、定着ローラーに離型剤
を塗布しなくてよいためにベタツキが嫌われるＯＨＰに
特に有用である。また、本発明のトナーの場合、バイン
ダー樹脂の架橋度を高めたり、多量の高分子量成分を配
合することにより、バインダー樹脂の弾性率を高めてホ
ットオフセットを防止する必要がないため、ＯＨＰシー
ト上の画像の透明性が低下しない。そのため、透明性が
要求されるカラートナーに特に有用である。

【００３９】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、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。

【００４０】実施例１〜４及び比較例１〜５スチレンと
ｎ−ブチルアクリレートの共重合ポリマー（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粗粉砕したマ
スターバッチを使用）、後述の表３に記載したエステル
化合物４部、帯電制御剤として「ＬＲ１４７」（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、粗粉砕した。

【００４１】次いで、ジェットミル粉砕機で粉砕し、得
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」（日本アエロジル社製）０．６部を
加え、本発明のトナーを得た。そして、以下の（１）及
び（２）の方法で評価した。結果を表２に示す。

【００４２】（１）ホットオフセット開始温度（℃）：
先ず、レーザープリンターの現像器内に本発明のトナー
を入れて印刷を行い紙上にベタ画像を得た。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でトナーベタ画像を定着さ
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。

【００４３】（２）ＯＨＰ透明性：ＯＨＰシート上にト
ナー付着量０．７ｍｇ／ｃｍ²でベタ画像を形成し、上
記の装置を使用し、ローラー温度２００℃で定着を行
い、４８０ｎｍの光の透過率を測定した。２００℃で定
着した時、ホットオフセットが発生したサンプルは測定
せず表１に×で示した。

【００４４】実施例５＜重合工程＞攪拌装置、過熱冷却装置、濃縮装置、各原
料・助剤仕込み装置を備えたガラス製反応器に表２に記
載の実施例１のエステル化合物のエマルジョン１０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（上記エマルジョン中の水分を含む）４
００部を仕込み、窒素気流下で９０℃に昇温した。その
後、以下の表１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３００ｎｍ、重合体のＭｗは０万
であった。

【００４５】

【表１】スチレン：８０部アクリル酸ブチル：２０部アクリル酸：３部２重量％過酸化水素水溶液：３部２重量％アスコルビン酸水溶液：４３部

【００４６】＜会合工程＞上記の樹脂エマルジョン２０
部（固形分として）と青色色素フタロシアニン７部（固
形分として）の混合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＝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２に表す。

【００４７】実施例１〜５における評価では、ホットオ
フセットが定着ローラー温度２００℃まで発生せず、０
ＨＰ透過性も良好であった。また、非磁性１成分カラー
トナーとして良好な画を出すことが出来た。一方、比較
例１〜５ではホットオフセット性が悪かった。

【００４８】比較例６実施例１において、エステル化合物を添加しない以外
は、実施例１と同様にしてトナーを調製し、評価を行っ
た。結果を表２に示すが、ホットオフセットが１５５℃
から発生し、使用に耐えなかった。

【００４９】比較例７実施例１において、エステル化合物に代えて、ポリプロ
ピレンワックス（ＰＰＷ）（三洋化成社製「ビスコール
５５０Ｐ」）を使用した以外は、実施例１と同様にして
トナーを調製し、評価を行った。結果を表２に示すが、
ホットオフセット性が不十分であった。

【００５０】比較例８実施例１において、バインダーポリマー中にジビニルベ
ンゼンを加えてテトラヒドロフラン不溶分６０重量％の
架橋ポリマーを使用し、更に、エステル化合物を使用し
ない以外は、実施例１と同様にしてトナーを調製し、評
価を行った。結果を表２に示す。ホットオフセット性は
良好であったが、ＯＨＰ画像の透明性が劣っていた。

【００５１】

【表２】

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、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
優れたトナーを得ることが出来る。

フロントページの続き (72)発明者古谷弘毅神奈川県横浜市青葉区鴨志田町1000番地三菱化学株式会社横浜総合研究所内 (72)発明者 ▲鶴▼森政美神奈川県横浜市青葉区鴨志田町1000番地三菱化学株式会社横浜総合研究所内 (72)発明者坂本昭二福島県いわき市小名浜字高山34番地日本化成株式会社内Ｆターム(参考） 2H005 AA01 AA06 AA21 AB06 CA04 CA14 CA21 DA04 DA06 EA03 FB02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スチレン系バインダー及び着色剤と共に
一般式（１）又は（２）で表されるエステル化合物を含
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】請求項１に記載のオイルレス定着用カラ
ートナー。
【請求項３】懸濁重合法で得られる請求項１に記載の
トナー。
【請求項４】乳化重合凝集法で得られる請求項１に記
載のトナー。
【請求項５】一般式（１）又は（２）で表される化合
物の融点が６０〜１２０℃である請求項１〜４の何れか
に記載のトナー。