JP2002072557A - 電子写真用カラートナー - Google Patents
電子写真用カラートナーInfo
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- JP2002072557A JP2002072557A JP2000259688A JP2000259688A JP2002072557A JP 2002072557 A JP2002072557 A JP 2002072557A JP 2000259688 A JP2000259688 A JP 2000259688A JP 2000259688 A JP2000259688 A JP 2000259688A JP 2002072557 A JP2002072557 A JP 2002072557A
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- polyester
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
Abstract
性を有し、感光体汚染を生じることなく、長期にわたっ
て帯電量を維持する。 【解決手段】結晶性ポリエステルと非晶質樹脂とを主成
分とする結着樹脂及び着色剤を含有してなり、結晶性ポ
リエステルが3価以上の多価アルコール及び3価以上の
多価カルボン酸化合物からなる群より選ばれた3価以上
の単量体を全アルコール成分100モルに対し0.1〜
20モル含有した単量体を用いて縮重合させた非線状結
晶性ポリエステルで、非晶質樹脂が式(I): (Rは炭素数2又は3のアルキレン基、xとyの和は1
〜16)をアルコール成分中40モル%以上含有したア
ルコール成分を単量体の一つとして得られる、ポリエス
テル、ポリエステルポリアミド及びポリエステル成分を
含むハイブリッド樹脂からなる群より選ばれた1種以上
の樹脂で、非晶質樹脂に対する結晶性ポリエステルの重
量比が1/99〜50/50。
Description
記録法、静電印刷法等において形成される静電潜像の現
像に用いられるフルカラー等のカラー画像形成に有用な
電子写真用カラートナーに関する。
なかで、特に定着性の向上は透明性の向上につながる。
そこで、色重ね時の混色性やOHPフィルム透過性等の
分光透過特性の要求されるカラートナーでは定着性のさ
らなる改善が要望されている。
いる場合、樹脂の分子量を下げることにより、定着性を
向上させることができるが、樹脂のガラス転移点も低下
するため、トナーの耐ブロッキング性が悪化する。
ング性を損なうことなく、優れた定着性を有するととも
に、透明性及び粉砕性に優れ、感光体汚染を生じること
なく、長期にわたって優れた帯電量を維持することがで
きる電子写真用カラートナーを提供することを目的とす
る。
ステルと非晶質樹脂とを主成分とする結着樹脂及び着色
剤を含有してなる電子写真用カラートナーであって、前
記結晶性ポリエステルが3価以上の多価アルコール及び
3価以上の多価カルボン酸化合物からなる群より選ばれ
た3価以上の単量体を全アルコール成分100モルに対
して0.1〜20モル含有した単量体を用いて縮重合さ
せて得られた非線状結晶性ポリエステルであり、前記非
晶質樹脂が式(I):
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アルコール成分中40モル%
以上含有したアルコール成分を単量体の一つとして用い
て得られる、ポリエステル、ポリエステルポリアミド及
びポリエステル成分を含むハイブリッド樹脂からなる群
より選ばれた1種以上の樹脂であり、前記非晶質樹脂に
対する前記結晶性ポリエステルの重量比〔結晶性ポリエ
ステル/非晶質樹脂〕が1/99〜50/50である電
子写真用カラートナーに関する。
は、結晶性ポリエステル(樹脂A)と非晶質樹脂(樹脂
B)とを主成分とする結着樹脂を含有してなる。結着樹
脂中の、結晶性ポリエステルと非晶質樹脂の総量は、5
0〜100重量%が好ましく、80〜100重量%がよ
り好ましく、100重量%が特に好ましい。なお、結着
樹脂中には、スチレン−アクリル樹脂、エポキシ樹脂、
ポリカーボネート、ポリウレタン等の樹脂が適宜含有さ
れていてもよい。
価以上の多価アルコール及び3価以上の多価カルボン酸
化合物からなる群より選ばれた3価以上の単量体を全ア
ルコール成分100モルに対して0.1〜20モル含有
した単量体を用いて縮重合させて得られる非線状結晶性
ポリエステルである。このような、非線状、かつ結晶性
のポリエステルは、非線状であることから、優れた強度
を有し、かつ結晶性であることから、優れた定着性をも
兼ね備えている。
線状構造でなければよく、分岐構造であっても、架橋構
造であってもよい。「結晶性」とは、軟化点とDSCに
よる融解温度の比(軟化点/融解温度)が0.9以上
1.1未満、好ましくは0.98〜1.05であること
をいい、また「非晶質」とは、軟化点と融解温度の比
(軟化点/融解温度)が1.1〜4.0、好ましくは
1.5〜3.0であることをいう。なお、融解温度は後
述するように最大吸熱ピーク温度以下のベースラインの
延長線とピークの立ち上がり部分からピークの頂点まで
の間の最大傾斜を示す接線との交点の温度である。非晶
質樹脂では、以下、同温度をガラス転移点と呼ぶ。
価以上の多価アルコールからなるアルコール成分と、2
価以上の多価カルボン酸化合物からなるカルボン酸成分
とを含有した単量体を用いて得られるが、本発明では、
非線状ポリエステルを形成するため、前記したように、
3価以上の多価アルコール及び3価以上の多価カルボン
酸化合物からなる群より選ばれた3価以上の単量体を、
全アルコール成分100モルに対して、0.1〜20モ
ル、好ましくは0.5〜15モル、より好ましくは1〜
13モル含有した単量体を用いる。
グリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−
プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオ
ペンチルグリコール、1,5−ペンタンジオール、1,
6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、
1,4−シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノ
ールA、1,4−ブテンジオール、ジエチレングリコー
ル、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコー
ル、ポリエチレングリコール、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等が挙げられ、これ
らの中では、樹脂の軟化点及び結晶性の観点から、エチ
レングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,
3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、
1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオー
ル、ネオペンチルグリコール等の炭素数2〜6のジオー
ルが好ましく、α,ω−直鎖アルキレングリコールがよ
り好ましく、1,4−ブタンジオールが特に好ましい。
分中、好ましくは50モル%以上、より好ましくは60
〜80モル%、特に好ましくは80〜100モル%含有
されていることが望ましい。
ビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,
4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリ
スリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−
ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、
グリセリン、2−メチルプロパントリオール、2−メチ
ル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエ
タン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒド
ロキシメチルベンゼン等が挙げられ、これらの中では樹
脂の軟化点及び結晶性の観点からグリセリンが好まし
い。
は、シュウ酸、フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、
イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、アジピン酸、セ
バチン酸、アゼライン酸、マロン酸及びドデセニルコハ
ク酸、オクチルコハク酸等の炭素数1〜20のアルキル
基又は炭素数2〜20のアルケニル基で置換されたコハ
ク酸等の脂肪族カルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、
テレフタル酸等の芳香族カルボン酸;シクロヘキサンジ
カルボン酸等の脂環式カルボン酸及びこれらの酸の無水
物、アルキル(炭素数1〜3)エステル等の誘導体等が
挙げられ、これらの中では樹脂の軟化点及び結晶性の観
点から、脂肪族カルボン酸が好ましく、フマル酸がより
好ましい。
に、好ましくは70モル%以上、より好ましくは80〜
100モル%含有されていることが望ましい。
は、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸(トリメリッ
ト酸)、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,
2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタ
ントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン
酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレ
ンカルボキシプロパン、1,2,4−シクロヘキサント
リカルボン酸、テトラ (メチレンカルボキシル) メタ
ン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、ピロ
メリット酸、エンポール三量体酸及びこれらの酸無水
物、アルキル(炭素数1〜3)エステル等の誘導体等が
挙げられ、これらの中では樹脂の軟化点及び結晶性の観
点からトリメリット酸及びその酸無水物が好ましい。
性ガス雰囲気中にて、要すればエステル化触媒等を用い
て、150〜250℃の温度で反応させること等により
縮重合させることができる。
ましくは85〜140℃、より好ましくは100〜14
0℃、特に好ましくは100〜130℃である。また、
非線状結晶性ポリエステルの融解温度は、好ましくは7
7〜140℃、より好ましくは90〜140℃、特に好
ましくは100〜130℃である。
フラン可溶分の数平均分子量は、耐ブロッキング性及び
定着性の観点から、500〜6000が好ましく、50
0〜1000がより好ましい。
脂からなる場合は、その少なくとも1種、好ましくはそ
のいずれもが以上に説明した結晶性ポリエステルである
のが望ましい。
基、x及びyは正の数を示し、xとyの和は1〜16、
好ましくは1.5〜5.0である)で表される化合物を
40モル%以上含有したアルコール成分を単量体の一つ
として用いて得られる、ポリエステル、ポリエステルポ
リアミド及びポリエステル成分を含むハイブリッド樹脂
からなる群より選ばれた1種以上の樹脂である。
記式(I)で化合物を含有した公知のアルコール成分
と、カルボン酸、カルボン酸無水物、カルボン酸エステ
ル等のカルボン酸成分を含有した単量体を用いて得られ
る。
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(平均付加モル数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、又はそれらのアルキ
レン(炭素数2〜4)オキサイド(平均付加モル数1〜
16)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。
分中の含有量は、40モル%以上、好ましくは60〜1
00モル%、より好ましくは80〜100モル%が望ま
しい。
酸、イソフタル酸、テレフタル酸、フマル酸、マレイン
酸等のジカルボン酸、ドデセニルコハク酸、オクチルコ
ハク酸等の炭素数1〜20のアルキル基又は炭素数2〜
20のアルケニル基で置換されたコハク酸、トリメリッ
ト酸、ピロメリット酸、それらの酸の無水物及びそれら
の酸のアルキル(炭素数1〜8)エステル等が挙げら
れ、これらの1種以上を含有するものが好ましい。
前記のアルコール成分及びカルボン酸成分に加えてさら
に、アミド成分を形成するために、エチレンジアミン、
ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、キシ
リレンジアミン等のポリアミン、ε−カプロラクタム等
のアミノカルボン酸類、プロパノールアミン等のアミノ
アルコール等が用いられ、これらの中ではヘキサメチレ
ンジアミン及びε−カプロラクタムが好ましい。
ルポリアミドも、結晶性ポリエステルと同様にして製造
することができる。
は、各々独立した反応経路を有する二つの重合系の樹脂
の少なくとも一部が化学的に結合した構造をもつ樹脂組
成物のことであり、本発明では、非晶質ハイブリッド樹
脂は前記非晶質ポリエステルと同様に、式(I)で表さ
れる化合物をアルコール成分中40モル%以上含有した
単量体を縮重合させて得られるポリエステル成分を有す
る。
171231号公報に記載されているように、各々独立
した反応経路を有する二つの重合系の原料モノマーの混
合物を原料とし、要すれば一部の樹脂存在下、該二つの
重合反応を行わせて得られる。
樹脂と付加重合系樹脂を生ずる反応であることが好まし
い。縮重合系樹脂の代表例としては、ポリエステル、ポ
リエステル・ポリアミド等が挙げられ、これらの中では
ポリエステルが好ましく、付加重合系樹脂の代表例とし
ては、ラジカル重合反応により得られるビニル重合系樹
脂が挙げられる。
ましくは80〜150℃、ガラス転移点は50〜85
℃、好ましくは50〜70℃であることが、それぞれ好
ましい。
る場合は、その少なくとも1種、好ましくはそのいずれ
もが以上に説明した物性を有する非晶質樹脂であるのが
望ましいが、定着性と耐ブロッキング性の両立の点から
は、軟化点が70〜110℃の樹脂(樹脂a)と、軟化
点が110〜180℃の樹脂(樹脂b)の混合物が好ま
しく、その配合比率(樹脂a/樹脂b)は、重量比で、
30/70〜80/20が好ましい。
ルの重量比〔結晶性ポリエステル/非晶質樹脂〕は、耐
ブロッキング性の観点から、1/99以上、粉砕性及び
フィルミング防止の観点から、50/50以下であり、
好ましくは5/95〜40/60、特に好ましくは10
/90〜30/70である。なお、結晶性ポリエステル
及び非晶質樹脂は、それぞれ単独の樹脂であってもよ
く、2種以上の樹脂の混合物であってもよい。
して用いられている染料、顔料等のすべてを使用するこ
とができ、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、キ
ナクリドン、カーミン6B、ジスアゾエロー等が挙げら
れ、これらは単独で又は2種以上を混合して用いること
ができる。着色剤の含有量は、結着樹脂100重量部に
対して、1〜10重量部が好ましい。
より得られる粉砕トナーが好ましく、例えば、結着樹
脂、着色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、分級して製造することができ
る。さらに、トナーの表面には、必要に応じて流動性向
上剤等を添加してもよい。このようにして得られるトナ
ーの体積平均粒子径は、好ましくは3〜15μmであ
る。
制御剤、離型剤、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、流動性向上
剤、クリーニング性向上剤等の添加剤が、適宜含有され
ていてもよい。
体微粉末を含有するときは単独で現像剤として、また磁
性体微粉末を含有しないときは非磁性一成分系現像剤と
して、もしくはキャリアと混合して二成分系現像剤とし
て使用される。
津製作所製、CFT−500D)を用い、1gの試料を
昇温速度6℃/分で加熱しながら、プランジャーにより
1.96MPaの荷重を与え、直径1mm、長さ1mm
のノズルを押し出すようにし、これによりフローテスタ
ーのプランジャー降下量(流れ値)−温度曲線を描き、
そのS字曲線の高さをhとするときh/2に対応する温
度(樹脂の半分が流出した温度)を軟化点とする。
量計(セイコー電子工業社製、DSC210)を用いて
200℃まで昇温し、その温度から降温速度10℃/分
で0℃まで冷却したサンプルを昇温速度10℃/分で測
定した際に、最大吸熱ピーク温度以下のベースラインの
延長線とピークの立ち上がり部分からピークの頂点まで
の最大傾斜を示す接線との交点の温度を融解温度又はガ
ラス転移点として求める。
量〕ゲル浸透クロマトグラフィーを用いて測定する(試
料濃度:0.5重量%、溶離液:テトラヒドロフラン、
流量:1ml/分、温度:40℃、カラム:GMHLX
/G3000HXL(東ソー(株)製)、標準試料:単
分散ポリスチレン)。なお、試料には樹脂粉末40mg
とテトラヒドロフラン10mlを20ml容のサンプル
管に入れ、ボールミルにて室温にて3時間攪拌後、メン
ブランフィルター(東洋濾紙(株)製、0.2μm穴
径)で濾過して調製したものを用いる。
例〕 表1に示す原料、酸化ジブチル錫1.5g及びハイドロ
キノン1.5gを、窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱
伝対を装備した5リットル容の四つ口フラスコに入れ、
160℃で5時間反応させた後、200℃に昇温して1
時間反応させ、さらに8.3kPaにて1時間反応させ
た。得られた樹脂A〜Fの軟化点、融解温度及びテトラ
ヒドロフラン可溶分の数平均分子量を表1に示す。
例〕 表2に示す原料、酸化ジブチル錫1.5g及びハイドロ
キノン1.5gを、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備し
た5リットル容の四つ口フラスコに入れ、220℃で8
時間反応させた後、8.3kPaにて所定の軟化点に達
するまでさらに反応させた。得られた樹脂a〜eの軟化
点、ガラス転移点を表2に示す。
製造例〕 表2に示す原料を、常法に従い、窒素雰囲気下、135
℃で、次いで230℃に昇温して反応させ、軟化点が所
定の温度に達したときに反応を終了した。得られた樹脂
f、gの軟化点、ガラス転移点を表2に示す。
部、C.I.ピグメント・レッド11 5重量部、ポリ
プロピレンワックス「ビスコール550P」(三洋化成
社製)2重量部及び荷電制御剤「LR−147」(日本
カーリット社製)1重量部をヘンシェルミキサーを用い
て混合した後、二軸押出機により溶融混練した。得られ
た溶融混練物を、高速ジェットミル粉砕分級機「IDS
−2型」(日本ニューマティック社製)を用いて、体積
平均粒径が8μmとなるよう、粉砕、分級した。その際
の粉砕性を以下の評価基準に従って評価した。結果を表
4に示す。
る。 ×:粉砕途中に融着が生じ、連続粉砕が出来ない。
「R−972」(日本アエロジル社製)0.3重量部を
添加し、ヘンシェルミキサーで混合してトナーを得た。
コートフェライトキャリア(関東電化工業社製)96重
量部を混合して現像剤とした。ついで複写機「AR−5
05」(シャープ社製)を改造した装置(印字枚数:5
0枚/分)に、得られた現像剤を実装し、定着速度10
0m/秒、定着温度180℃で画像出しを行った。
が15mm×7.5mmの砂消しゴムで5往復こすり、
こする前後の光学反射密度を反射濃度計「RD−91
5」(マクベス社製)を用いて測定し、以下の評価基準
に従って定着性を評価した。結果を表4に示す。
し、波長400〜70nmの範囲における分光透過率を
測定し、以下の評価基準に従って透明性を評価した。結
果を表4に示す。
ある ×:分光透過率の最大値と最小値の差が50%未満であ
る
型のステンレス製容器に入れ、50℃で72時間放置
後、30メッシュの篩いにかけ、通過したトナーの重量
を測定し、以下の評価基準に従って耐ブロッキング性を
評価した。結果を表4に示す。
コートフェライトキャリア(関東電化工業社製)96重
量部を混合して現像剤とした。ついで複写機「AR−5
05」(シャープ社製)を改造した装置(印字枚数:5
0枚/分)に、得られた現像剤を実装し、黒化率5%の
A4相当の原稿を30万枚連続印刷した。連続印刷の
際、1000枚印刷後(印刷初期)と連続印刷終了後
(耐刷後)に少量のトナーをサンプリングし、ブローオ
フ式帯電量測定装置を用いてトナーの帯電量を測定する
とともに、連続印刷終了後の感光体汚染を目視にて判断
した。結果を表4に示す。
は、粉砕性、定着性、透明性及び耐ブロッキング性のい
ずれにも優れており、かつ感光体汚染を生じることなく
耐刷後も優れた帯電性を維持できることが分かる。これ
に対して、結晶性ポリエステルを多量に含有した比較例
1のトナーは、粉砕性が悪く、溶融粘度が低いため、荷
電制御剤の分散不良による、帯電量の低下、フィルミン
グがみられる。低分子量の非晶質樹脂を用いた比較例2
のトナーは、耐ブロッキング性が不良である。線状の結
晶性ポリエステルを含有した比較例3のトナーは、粉砕
性をはじめとする各種性能が不良である。比較例4のト
ナーは、非晶質樹脂のビスフェノールAのアルキレンオ
キサイド付加物の含有量が少なく、樹脂同志が相溶しや
すいため、結晶性樹脂を配合する利点が減少し、ブロッ
キング、感光体汚染が発生している。
うことなく、優れた定着性を有するとともに、透明性及
び粉砕性に優れ、感光体汚染を生じることなく、長期に
わたって優れた帯電量を維持することができるフルカラ
ー等のカラー画像形成に有用な電子写真用カラートナー
を提供することが可能となった。
Claims (4)
- 【請求項1】 結晶性ポリエステルと非晶質樹脂とを主
成分とする結着樹脂及び着色剤を含有してなる電子写真
用カラートナーであって、前記結晶性ポリエステルが3
価以上の多価アルコール及び3価以上の多価カルボン酸
化合物からなる群より選ばれた3価以上の単量体を全ア
ルコール成分100モルに対して0.1〜20モル含有
した単量体を用いて縮重合させて得られた非線状結晶性
ポリエステルであり、前記非晶質樹脂が式(I): 【化1】 (式中、Rは炭素数2又は3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
れる化合物をアルコール成分中40モル%以上含有した
アルコール成分を単量体の一つとして用いて得られる、
ポリエステル、ポリエステルポリアミド及びポリエステ
ル成分を含むハイブリッド樹脂からなる群より選ばれた
1種以上の樹脂であり、前記非晶質樹脂に対する前記結
晶性ポリエステルの重量比〔結晶性ポリエステル/非晶
質樹脂〕が1/99〜50/50である電子写真用カラ
ートナー。 - 【請求項2】 非線状結晶性ポリエステルが炭素数2〜
6のジオールを50モル%以上含有したアルコール成分
と脂肪族カルボン酸を70モル%以上含有したカルボン
酸成分とを縮重合させて得られる樹脂である請求項1記
載の電子写真用カラートナー。 - 【請求項3】 非線状結晶性ポリエステルの軟化点が8
5〜140℃である請求項1又は2記載の電子写真用カ
ラートナー。 - 【請求項4】 非晶質樹脂の軟化点が70〜180℃、
ガラス転移点が50〜85℃である請求項1〜3いずれ
か記載の電子写真用カラートナー。
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JP2000259688A JP3589447B2 (ja) | 2000-08-29 | 2000-08-29 | 電子写真用カラートナー |
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