JP2008089830A - 電子写真用トナー - Google Patents

Abstract

【課題】粉砕性及びオイルレス性がともに優れた電子写真用トナーを提供すること。
【解決手段】環状ポリエステル樹脂を含む結着樹脂、着色剤、無極性ワックスを含む離型剤、及びセルロース又はその誘導体を含む粉砕助剤を含有する原料混合物を、溶融混練し、粉砕してなることを特徴とする。
【選択図】 なし

Description

本発明は、電子写真用トナーに係り、特に、優れた粉砕性及びオイルレス性を有する電子写真用トナーに関する。

近年、オフィスで使用されるプリンター等の画像形成装置は、ネットワーク化に伴い、高速化が望まれている。また、環境への負荷の低減やクイックスタート化に対応するため、低温での定着技術が望まれている。画像形成装置の高速化のためにトナーに要求される特性として、強いストレスに耐え得る高耐久性があり、また、低温定着において、トナーに要求される特性として、低温で溶融させるため、軟化点を低くすることや、定着性及び離型性を向上させるために、従来よりも低融点の離型剤を多く含有させることが挙げられる。

ここでトナーに高い強靭性、高い発色性を持たせるために、特にカラートナーには、結着樹脂としてポリエステル樹脂が多く用いられる。しかしながら、ポリエステル樹脂の多くは、ビスフェノールＡを含み、環境安全性の観点から好ましくない。そこで、ポリエステル樹脂に代わり、環状構造を有するポリオレフィン樹脂が、高安全性、無色透明性、高防湿特性、高リサイクル性を有することから、トナー用樹脂として提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

この環状ポリオレフィン樹脂をトナーの結着樹脂として用いた場合、低融点の離型剤として、例えばポリエチレン等の無極性ワックスを環状ポリオレフィン樹脂に添加すると、ワックスの分散が比較的良好なため、粉砕破断点が低減し、粉砕性が悪化するという不具合があった。

この問題を解決するために、粉砕時の供給量を下げるなどの処置がとられるが、生産性の低下を招いてしまう。また、過粉砕されてしまう被粗砕物も増え、その結果、微粉が増加し、収率が悪くなる傾向があった。

トナーの生産性向上のための粉砕助剤として脂肪族炭化水素−炭素数９以上の芳香族炭化水素共重合石油樹脂を含有するトナーが提案されている（例えば、特許文献４参照）。しかし、このトナーによると、粉砕性の向上は見られるものの、耐久性、ホットオフセットに対するマージンが低下するという弊害が生じてしまう。
特開平０９−１０１６３１号公報 特開２０００−２８４５２８号公報 特開２０００−０６６４３８号公報 特開平１１−７２９５６号公報

本発明は、以上のような事情の下になされ、粉砕性及びオイルレス性がともに優れた電子写真用トナーを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様は、環状ポリオレフィン樹脂を含む結着樹脂、着色剤、無極性ワックスを含む離型剤、及びセルロース又はその誘導体を含む粉砕助剤を含有する原料混合物を、溶融混練し、粉砕してなることを特徴とする電子写真用トナーを提供する。

このような電子写真用トナーにおいて、前記セルロース誘導体として、脂肪酸セルロース、エチルセルロース、及び酢酸セルロースからなる群から選ばれた少なくとも１種を用いることができる。

セルロース又はその誘導体の配合量は、５〜１０質量％であることが好ましい。

本発明によると、結着樹脂として環状ポリオレフィン樹脂、離型剤として無極性ワックスを用いたトナーにおいて、セルロース又はその誘導体を含む粉砕助剤を用いているため、優れた粉砕性及びオイルレス性を示す電子写真用トナーが提供される。

以下、発明を実施するための最良の形態について説明する。

本発明の一実施形態に係る電子写真用トナーは、環状ポリオレフィン樹脂、着色剤、無極性ワックス、及びセルロース又はその誘導体を含有することを特徴とする。

環状ポリオレフィン樹脂としては、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン等のα−オレフィンと、シクロヘキセン、ノルボルネン等の二重結合を有する脂環式化合物との共重合体を挙げることができる。

セルロース誘導体としては、脂肪酸セルロース、エチルセルロース、及び酢酸セルロースからなる群から選ばれた少なくとも１種を用いることができる。

セルロース又はその誘導体は、後述するトナーの製造プロセスにおける粉砕工程において、粉砕助剤としての役割を果たす。セルロース又はその誘導体は、結着樹脂としての環状ポリオレフィン樹脂との相溶性が劣るが、トナーの特性に影響を与えることはなく、粉砕の際の破断点を増加せしめるため、混練物の粉砕性が良好となる。

トナー中のセルロース又はその誘導体の含有量は、５〜１０質量％であるのが好ましい。トナー中のセルロース又はその誘導体の含有量が多すぎると、帯電不良によるカブリが多く発生することとなり、少なすぎると添加による効果が得にくい。

無極性ワックスとしては、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、ポリオレフィン共重合体、ポリオレフィンワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックスのような脂肪族炭化水素系ワックスが挙げられる。

無極性ワックスは、環状ポリオレフィン樹脂に対し優れた分散性を有しているため、トナーに優れたオイルレス性を付与する。

トナー中の無極性ワックスの含有量は、１〜１０質量％であるのが好ましい。トナー中の無極性ワックス含有量が多すぎると、耐久性および保存性に悪影響を与えることとなり、少なすぎるとオイルレス性が低下し、ホットオフセットや、定着ローラへの紙の巻き付きが発生し易くなる。

本発明の一実施形態に係るトナーは、以上説明した各成分を用いて、次のようにして製造することが出来る。

まず、環状ポリオレフィン樹脂、着色剤、無極性ワックス、及びセルロース又はその誘導体等を含む原料混合物を混合機により混合する。混合機としては、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、Ｖ型ブレンダー、ナウターミキサー等、任意のものを用いることが出来る。

原料混合物は、次いで混練機に供給され、そこで溶融混練される。混練機としては、二軸押出し混練機及び単軸押出し混練機等の押出し混練機、連続式２本ロールミル、連続式３本ロールミル及びバッチ式ロールミル等のオープンロール型混練機等、任意の型のものを用いることができる。

混練機から排出された溶融混練物は、通常、トナーの製造に用いられる方法に従って、冷却され、粉砕され、所定の粒度に分級されて、トナー粒子母体が得られる。冷却手段、粉砕手段及び分級手段は、特に限定されず、通常トナーの製造に用いられるものを採用することが出来る。例えば、冷却には、圧延や空気流の吹き付けによる冷却手段を用いることができ、粉砕には、衝突板式粉砕機等の気流粉砕機を用いることができ、分級には、様々な気流分級機を用いることができる。

溶融混練物中にはセルロース又はその誘導体が含まれているが、このセルロース又はその誘導体は、粉砕の際に粉砕助剤として機能する。このようにして得たトナー粒子母体に、シリカ等の外添剤を加え、混合・攪拌することにより、電子写真用トナーが得られる。

以下、本発明の実施例と比較例を示し、本発明について更に具体的に説明する。

実施例１
結着樹脂として環状ポリオレフィン樹脂（軟化点１４３℃、ガラス転移点６２℃）８１質量部、着色剤としてＣ．Ｉピグメントレッド５７：１を４質量部、荷電制御剤として「Ｅ−８４」（オリエント化学（株）製：サルチル酸系金属錯体）を１質量部、離型剤として「低分子量ポリエチレンＨＷ１００Ｐ」（三井鉱山（株）製）４質量部、粉砕助剤としてセルロース（チッソ（株）製：celluflow Ｃ−２５）１０質量部をヘンシェルミキサー（三井鉱山（株）製）を用いて混合した後、二軸押出し機にて溶融混練し、衝突板式粉砕機（ＩＤＳ１０）により粉砕し、気流式分級機（ＤＳＸ１０）により分級することにより、質量平均粒径約６μｍの着色微粒子を得た。

得られた着色微粒子１００質量部に、外添剤として「Ｒ９７２」（日本アエロジル（株）製：疎水性シリカ）を１質量部添加し、ヘンシェルミキサーで混合し、トナーを得た。

実施例２
セルロース（チッソ（株）製：celluflow Ｃ−２５）の量を５質量％に変更したことを除いて、実施例１と同様にしてトナーを得た。

比較例１
結着樹脂として環状ポリオレフィン樹脂（軟化点１４３℃、ガラス転移点６２℃）９１質量部、着色剤としてＣ．Ｉピグメントレッド５７：１を４質量部、荷電制御剤として「Ｅ−８４」（オリエント化学（株）製：サルチル酸系金属錯体）を１質量部、離型剤として「低分子量ポリエチレンＨＷ１００Ｐ」（三井鉱山（株）製）４質量部をヘンシェルミキサー（三井鉱山（株）製）を用いて混合した後、二軸押出し機にて溶融混練し、衝突板式粉砕機（ＩＤＳ１０）により粉砕し、気流式分級機（ＤＳＸ１０）により分級することにより、質量平均粒径約６μｍの着色微粒子を得た。

得られた着色微粒子１００質量部に外添剤として、「Ｒ９７２」（日本アエロジル（株）製：疎水性シリカ）を１質量部添加し、ヘンシェルミキサーで混合し、トナーを得た。

比較例２
離型剤として低分子量ポリエチレンの代わりにカルナバワックスを用いたことを除いて、実施例１と同様にしてトナーを得た。

以下に、トナーの各性能の試験方法及び評価基準を示す。

１．粉砕性
粉砕機（ＩＤＳ１０：空気圧０．６ＭＰａ）、分級機（ＤＳＸ１０）にて混練粗砕物を粉砕する際、６．０μｍの粒径、４μｍ以下の個数割合が２５％以下、１６μｍ以上の体積割合が１％以下のトナーの母体を製造するときの粗砕品のフィード量を求め、そのフィード量（粉砕性指数）より下記の基準で評価する。なお、粒度分布測定器は、コールター（株）製のマルチサイザーII（アパーチャーサイズ１００μｍ）を使用した。

フィード量（粉砕性指数）が２０ｋｇ／ｈｒ以上：○
フィード量（粉砕性指数）が２０ｋｇ／ｈｒ未満：×
２．オイルレス性
オイル塗布ユニットを取り外した「ページプレストＮ５」（カシオ計算機（株）製）に実装して画像印刷を行い、ホットオフセット又は定着ローラへの紙の巻き付きの発生の有無により評価する。

ホットオフセット又は定着ローラへの紙の巻き付きが発生しない：○
ホットオフセット又は定着ローラへの紙の巻き付きが発生する： ×
以上の実施例及び比較例に係るトナーについて、上記各特性を測定し、評価した結果を下記表１に示す。

上記表１から、次のことがわかる。即ち、離型剤として無極性ワックスを用いるとともに、セルロース又はその誘導体からなる粉砕助剤を用いた場合（実施例１及び２)には、粉砕性及びオイルレス性がともに良好であるのに対し、セルロース又はその誘導体からなる粉砕助剤を用いない場合（比較例１）では、粉砕性及びオイルレス性がともに劣っており、極性の高いワックスであるカルナバワックスを用いた場合（比較例２）では、オイルレス性が劣っている。

以上の結果から、結着樹脂として環状ポリエステル樹脂を用いたトナーにおいて、優れた粉砕性及びオイルレス性を得るには、離型剤として無極性ワックスを用いるとともに、セルロース又はその誘導体からなる粉砕助剤を用いることが必要であることがわかる。

Claims (3)

1. 環状ポリオレフィン樹脂を含む結着樹脂、着色剤、無極性ワックスを含む離型剤、及びセルロース又はその誘導体を含む粉砕助剤を含有する原料混合物を、溶融混練し、粉砕してなることを特徴とする電子写真用トナー。
2. 前記セルロース誘導体は、脂肪酸セルロース、エチルセルロース、及び酢酸セルロースからなる群から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載の電子写真用トナー。
3. 前記セルロース又はその誘導体の配合量は、５〜１０質量％であることを特徴とする請求項１または２に記載の電子写真用トナー。