JP2583754B2

JP2583754B2 - 電子写真用トナ−

Info

Publication number: JP2583754B2
Application number: JP61037342A
Authority: JP
Inventors: 尚二川崎; 久知佐藤; 正昭秦
Original assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority date: 1986-02-24
Filing date: 1986-02-24
Publication date: 1997-02-19
Anticipated expiration: 2012-02-19
Also published as: JPS62195683A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、電子写真、静電記録、静電印刷などにおけ
る静電荷像を現像するためのトナーに関する。

〔従来の技術とその問題点〕

電子写真法は、一般には、光導電性物質を利用し、種
々の手段により、感光体上に電気的潜像を形成し、次い
で潜像をトナーを用いて現像し、紙等の被定着シート上
にトナー画像を転写した後、加熱、加圧、あるいは、溶
剤蒸気などにより定着し、被写物を得る方法である。上
述のトナー画像を紙等の被定着シート上に定着する工程
に関しては種々の方法や装置が開発されているが、現在
最も一般的な方法は熱ローラーによる加熱圧着方法であ
る。熱ローラーで定着させる方法は加熱加圧下で定着を
行なうので、迅速で、しかも熱効率が極めて良好であ
り、したがつて定着効率が良い。

しかしながら、上記方法においては熱効率が良い反
面、熱ローラー表面とトナーが溶融状態で接触するため
に、トナーが熱ローラー表面に付着転移し、次の被着シ
ートにこれが再転移するオフセット現象という問題点が
ある。

従来技術では、この問題点を解決するため、トナー
の溶融粘度を高くする、低分子量ワックスをトナーに
均一分散させて、離型性をもたせる、という方法があ
る。しかしながら、の方法は、機械の高速化に伴う熱
ロール回転スピードアップにより樹脂に与えられる熱量
が少なくなるため、溶融不充分で定着性が悪くなるとい
う欠点がある。の低分子量ワックス添加方法として
は、主として、トナー製造時に混練する、あるいはトナ
ー用樹脂の重合中に添加するという方法がある。

しかしながら、トナー製造時に低分子量ワックスを混
練する方法ではワックスを樹脂中に均一分散させること
が困難であり、したがつて離型性をもたせるために多量
のワックスを必要とする欠点がある。また、多量のワッ
クスを添加するとトナー粒子中にワックスのリッチな部
分が生じ、トナーの帯電量等に影響をおよぼし、画像が
鮮明にならないという欠点もある。

次に、トナー用樹脂重合中に添加するという方法は、
ワックスが重合に関与し、樹脂の分子量に影響を与え
る、あるいは、ワックスが樹脂にグラフトし、樹脂のTg
に影響を与える、さらには、ワックス自身が分解し、離
型剤の効果が低下してしまうという欠点がある。

したがつて、トナー物性に悪影響をおよぼす事なく、
ワックスを均一分散させる技術の実現が要請されてい
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者は、これ等の課題を達成するために、スチレ
ン−アクリル系樹脂溶液中に低分子量ワックスを混合
し、脱溶剤すると、ワックスが均一分散するという事実
を見出し、本発明を完成した。即ち、本発明はスチレン
−アクリル系樹脂溶液中に、低分子量ワックスを樹脂溶
液中の固形分100重量部に対して0.1〜５重量部混合し、
150〜220℃で脱溶剤したものを主成分とする加熱定着用
電子写真用トナーである。

本発明は脱溶剤時にワックスを添加する事より均一分
散を可能にせしめ、そのワックス添加量が少ない場合に
おいても、その樹脂を用いてトナー製造時にオフセット
性防止に必要なワックスを添加、混練しても均一分散が
可能になる。

本発明のスチレン−アクリル系樹脂とは、スチレンを
主体に他のビニル単量体を共重合させた、重量平均分子
量が通常１×10⁴〜５×10⁶のものである。

他のビニル単量体とはたとえば、アクリル酸メチル、
アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブ
チル、アクリル酸オクチル、アクリル酸シクロヘキシ
ル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ステアリル、アク
リル酸ベンジル、アクリル酸フルフリル、アクリル酸テ
トラヒドロフリフリル、アクリル酸ヒドロキシエチル、
アクリル酸ヒドロキシブチル等のアクリル酸エステル
類、メタアクリル酸メチル、メタアクリル酸エチル、メ
タアクリル酸プロピル、メタアクリル酸ブチル、メタア
クリル酸オクチル、メタアクリル酸ラウリル、メタアク
リル酸ステアリル、メタアクリル酸シクロヘキシル、メ
タアクリル酸ベンジル、メタアクリル酸フリフリル、メ
タアクリル酸テトラヒドロフルフリル、メタアクリル酸
ヒドロキシエチル、メタアクリル酸ヒドロキシプロピ
ル、メタアクリル酸ヒドロキシブチル等のメタアクリル
酸エステル類、ビニルトルエン、α・メチルスチレン、
クロルスチレン等の芳香族ビニル単量体、マレイン酸ジ
ブチル、マレイン酸ジオクチル、フマール酸ジブチル、
フマール酸ジオクチル等の不飽和二塩基酸ジアルキルエ
ステル類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニル
エステル類、アクリルニトリル、メタアクリルニトリ
ル、メタアクリルアミド、アクリルアミド等の含窒素ビ
ニル単量体、アクリル酸、メタアクリル酸、ケイヒ酸、
等の不飽和カルボン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、
フマール酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸類、マ
レイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン
酸モノブチル、マレイン酸モノオクチル、フマール酸モ
ノメチル、フマール酸モノエチル、フマール酸モノブチ
ル、フマール酸モノオクチル等の不飽和ジカルボン酸モ
ノエステル類等である。

本発明のスチレン−アクリル系樹脂溶液とは、上記の
樹脂が次に示すような溶剤に溶解したものである。その
溶剤としては、ベンゼン、トルオール、キシロール、ソ
ルベントナフサ１号、２号、３号、シクロヘキサン、ソ
ルベッソ100、150、ミネラルスプリット等の炭水素系溶
剤、メタノール、エタノール、iso−プロピルアルコー
ル、ｎ−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、i
so−ブチルアルコール、アミルアルコール、シクロヘキ
サノール等のアルコール系溶剤、アセトン、メチルエチ
ルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン
等のケトン系溶剤、酢酸エチル、ｎ−酢酸ブチル、セロ
ソルブアセテート等のエステル系溶剤、メチルセロソル
ブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルカル
ビトール等のエーテル系溶剤等があげられる。

本発明のスチレン−アクリル系樹脂溶液は、溶液重合
したものでもよいし、塊状重合、サスペンジョン重合、
マス−サス重合により製造した樹脂を前述した溶剤に溶
解したものでもよい。

本発明の低分子量ワックスとは、比較的低い融点を有
する重量平均分子量が約1000〜45000のポリオレフィ
ン、特に重量平均分子量が約2000〜10000程度のポリオ
レフィンが好ましい。又、これらのポリオレフィンは、
その軟化点が100〜180℃のもの、特に130〜160℃のもの
が好ましい。

かかるポリオレフィンの具体例としては、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリブチレンなどを挙げることが
でき、このうち特にポリプロピレンが好ましい。

本発明の脱溶剤とは、前述のスチレン−アクリル系樹
脂を、120〜250℃で常圧脱溶剤あるいは減圧脱溶剤する
工程をいう。特に、樹脂あるいは、低分子量ワックスの
熱劣化を防ぎ、脱溶剤を充分におこなうためには、150
℃〜220℃で減圧脱溶剤を行うことが好ましい。

本発明のスチレン−アクリル系樹脂溶液の脱溶剤時に
添加する低分子量ワックスの量は、特に限定しないが、
通常は樹脂溶液中の固型分100重量部に対して0.1〜５重
量部である。脱溶剤時にワックスを添加すると、樹脂と
ワックスが相分離する事なく樹脂中にワックスが均一に
分散するため、脱溶剤時に添加するワックス量が少量の
場合においても、後でワックスを添加して混練してもワ
ックスが均一に分散しやすい樹脂が得られる。

特にワックスが均一に分散するため。トナー組成に占
めるワックスの量も従来の量に比較すると少量で、充分
な耐オフセット性をトナーに持たせる事ができる。ワッ
クスのトナー中の総量は特に制限はないが、通常１〜20
重量％である。

本発明のトナーは、現像性、転写性、クリーニング
性、粉砕性、帯電安定性等の諸性質についても、従来に
比較して劣らない。

トナー製造にあたつては、上記のスチレン−アクリル
系樹脂を常法により粉砕した粉末と、カーボンブラック
に代表される各種着色剤、及び必要に応じて摩擦帯電性
を調整するための、例えばニグロシン、含金属アゾ染料
等の荷電調整剤、脱溶剤時の低分子量ワックスの添加が
少量の場合には、オフセット防止に必要な低分子量ワッ
クスの不足量、また、磁性トナーとする場合には磁性酸
化鉄、還元鉄粉等を混合し、ニーダ等で混練後、粉砕、
分級し、トナーを製造する。また、本発明の効果を阻害
しない範囲で、他の樹脂成分を混合する事も可能であ
る。スチレンアクリル系樹脂の量はトナー100部中30〜9
5部である。

本発明により得られるトナーは、低分子量ワックスを
均一分散しているためワックス使用量が少なくてオフセ
ットを防止でき、また、使用量が少ないため、他のトナ
ー特性についても良好なるものが得られる。

〔実施例〕

以下に本発明を実施例により具体的に説明するが本発
明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、
「部」は、重量部を表わす。

なお、スチレン−アクリル系樹脂の分子量測定はGPC
法によりおこなつた。装置及び測定条件は下記のとうり
である。

検出器 SHODEX RI SE−31 カラムＡ−80M×２＋KF−802 溶媒 THF（テトラヒドロフラン）吐出量 1.2ml/分試料 0.25％THF溶液製造例１ 5l、４つ口フラスコに冷却管、温度計、窒素導入管、
撹拌装置を附し、スチレン70部、ｎ−ブチルメタアクリ
レート30部を仕込み、窒素を導入しながら、100℃で塊
状重合を行なう。

重合率が80％に達した所でキシロール50部、スチレン
45部、ｎ−ブチルメタアクリレート５部をフラスコ中に
投入し、均一に撹拌した所で抜き出す。

前述と同じ重合装置にキシロール150部を仕込み、還
流下で上記の樹脂−モノマー溶液150部とアゾビスイソ
ブチロニトリル10部の混合物を、連続滴下装置を用いて
４時間かけて滴下し重合を行ない、重量平均分子量2.3
×10⁴、Tg62℃のスチレン−アクリル系樹脂溶液Ｘを得
る。

次に同様の装置を用い、スチレン70部、ｎ−ブチルメ
タアクレート30部、低分子量ポリプロピレンワックス５
部を仕込み、以下Ｘと同様の方法で塊状重合、溶液重合
を行ない重量平均分子量2.2×10⁴、Tg59℃のスチレン−
アクリル系樹脂溶液Ｙを得た。

次に同じく同様の装置を用い、同じモノマー組成で塊
状重合を行ない、同量のスチレン、ｎ−ブチルメタクリ
レート、キシロール投入後、溶液重合のキシロール中に
低分子量ワックス５部を仕込み、以下Ｘと同様の方法で
溶液重合を行ない、重量平均分子量2.0×10⁴、Tg、58℃
のスチレンアクリル系樹脂溶液Ｚを得た。

上記の方法で製造したスチレン−アクリル系樹脂は、
特にことわらない限り200℃で圧力20mmHgで脱溶剤し、
トナー用樹脂とする。

比較例１〜６製造例１で製造した樹脂溶液Ｘ、Ｙ、Ｚを表１の条件
で脱溶剤し、この樹脂100部と、接着剤としてカーボン
ブラック５部、荷電調整剤１部および低分子量ポリプロ
ピレンワックスを表Ｉに示す量混合し、ニーダーにて12
0℃で30分間溶融混練後、粉砕して、粒径約2mmのトナー
粗粒子を得た。

この粗粒子をジェット粉砕機（日本ニューマチック社
製）で微粉砕し、次いで分級して、粒径約10μｍのトナ
ー粒子を得た。

このトナーを複写機を用い評価した。評価結果を表Ｉ
に示す。

表Ｉより樹脂溶液Ｘを用いた比較例１〜３ではオフセ
ット性がまだ不充分で比較例６のワックス10部の場合に
は、オフセット性は満足するもののワックスがリッチな
部分が生じ画像が若干おちるという問題点が生じた。

また、重合中にワックスを添加した比較例４、５はオ
フセット性、ブロッキングおよび画質に劣るという問題
点が生じた。

実施例１〜７および参考例１〜５樹脂溶液Ｘに固型分100部に対し、低分子量ポリプロ
ピレンワックスを表IIに示す量を添加して脱溶剤し、ト
ナー用樹脂を得た。

トナー化の処方および評価方法は比較例１と同様の方
法でおこなつた。結果を表IIに示す。

表IIより、脱溶剤等にワックスを添加した場合0.01部
でも比較例１〜３よりオフセット性が向上しているが、
0.05部以上添加した方が、さらに望ましい。

また、脱溶剤時に６部以上添加した場合には、コピー
画質が若干劣るため５部以下である事が望ましい。

〔実施例２〕実施例１と同様に、樹脂溶液Ｘを用い脱溶剤温度は、
表IIIに示す条件でおこない、トナー用樹脂を得た。

トナー化の処方および評価方法は、比較例１と同様の
方法でおこなつた。

結果を表IIIに示す。

表IIIより120〜250℃で脱溶剤した樹脂を用いて製造
したトナーはほぼ満足のできる特性が得られたが、150
〜220℃で脱溶剤した樹脂を用いて製造した方が特に望
ましい。

〔発明の効果〕以上より、本発明の電子写真用トナーを用いることに
より、従来の低分子量ワックス使用量より少ない量で、
高温における耐オフセット性を向上でき、かつ、他のト
ナー物性も従来のトナーに劣らないものが得られた。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】スチレン−アクリル系樹脂溶液中に、低分
子量ワックスを樹脂溶液中の固形分100重量部に対して
0.1〜５重量部添加して、150〜220℃で減圧下に脱溶剤
したものを主成分とする加熱定着用電子写真用トナー。