JP3065073B1 - フルカラ―用トナ― - Google Patents
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Abstract
にも優れたフルカラー用トナーを提供すること。 【解決手段】結着樹脂、離型剤、着色剤及び外添剤を含
有するフルカラー用トナーであって、該トナーの酸価と
水酸基価の和が40〜60KOHmg/g、軟化点が9
7〜115℃、ガラス転移点が58〜65℃であり、前
記結着樹脂がポリエステルを含有し、前記離型剤の融点
が60〜115℃であり、前記外添剤の含有量が外添剤
による処理前のトナー100重量部に対して1〜5重量
部であるフルカラー用トナー。
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用トナーに関する。
ール定着方式が広く採用されているが、フルカラー用ト
ナーでは、色再現性に重要な溶融特性を満足させるため
に結着樹脂に低分子量で分子量分布がシャープなポリマ
ーが用いられ、定着可能領域が狭くなるため、その改善
策としてシリコーンオイルがヒートロール上に塗布され
ている。しかし、これにより装置が大型化し、またシリ
コーンオイルが紙上に残存し、上書きしずらい等の欠点
が生じる。
開平8−220808号公報等にポリエステルと低融点
離型剤を含有したトナーが開示されているが、耐久性、
色再現性等のフルカラー用トナーに要求される多くの特
性を満足するトナーは報告されていない。
可能領域が広く、かつ耐久性及び色再現性にも優れたフ
ルカラー用トナーを提供することにある。
型剤、着色剤及び外添剤を含有するフルカラー用トナー
であって、該トナーの酸価と水酸基価の和が40〜60
KOHmg/g、軟化点が97〜115℃、ガラス転移
点が58〜65℃であり、前記結着樹脂がポリエステル
を含有し、前記離型剤の融点が60〜115℃であり、
前記外添剤の含有量が外添剤による処理前のトナー10
0重量部に対して1〜5重量部であるフルカラー用トナ
ーに関する。
の和は、耐久性を向上させるため、40KOHmg/g
以上であり、色再現性を向上させるため、60KOHm
g/g以下である。したがって、酸価と水酸基価の和
は、40〜60KOHmg/g、好ましくは42〜50
KOHmg/gである。酸価と水酸基価の和は、単位重
量当たりの末端官能基の数に対応し、トナーの主成分で
ある結着樹脂の極性、平均分子量、架橋度等の多くの分
子構造と密接な関係にある値であり、したがって耐久
性、帯電性、色再現性等のトナー物性に重要な意味を持
つ指標である。
得るため、好ましくは1〜50KOHmg/g、より好
ましくは1〜30KOHmg/gである。
境安定性の観点から、好ましくは10〜60KOHmg
/g、より好ましくは20〜50KOHmg/gであ
る。
の観点から、97〜115℃、好ましくは98〜112
℃である。
定性及び耐久性の観点から、58〜65℃、好ましくは
60〜63℃である。
種以上、好ましくは1〜3種のポリエステルを含有す
る。ポリエステルの含有量は、着色剤分散性、定着性及
び耐久性の観点から、結着樹脂中50〜100重量%、
好ましくは90〜100重量%、より好ましくは100
重量%であることが望ましい。なお、ポリエステル以外
に使用可能な樹脂としては、スチレン−アクリル樹脂、
エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリウレタン等が挙
げられる。
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含有するアルコール成分と、
ジカルボン酸化合物を含有するカルボン酸成分とを縮重
合させて得られる。
剤の分散性及び定着性の観点から、式(I)で表される
化合物を好ましくは5モル%以上、より好ましくは50
モル%以上含有する。
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のアルキレンオキサイド(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、又はそれらの炭素数2〜4のアルキレンオ
キサイド(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。
び必要に応じて3価以上の多価カルボン酸化合物を含有
する。
イソフタル酸、テレフタル酸、フマル酸、マレイン酸、
アジピン酸や、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、これらの酸の無水
物、アルキル(炭素数1〜8)エステル等が挙げられ
る。
は、トリメリット酸、ピロメリット酸、これらの酸の無
水物、アルキル(炭素数1〜8)エステル等が挙げられ
る。
は、不活性ガス雰囲気中にて、要すればエステル化触媒
を用いて、180〜250℃の温度で反応させること等
により行なうことができる。
1〜3種のポリエステルを含有する。この場合、一つの
態様として、線状ポリエステルを用いるのが好ましい。
また線状ポリエステルは定着性及び色再現性に優れる
が、架橋ポリエステルは耐久性に優れる点から、他の態
様として、これら2種類のポリエステルを混合して用い
てもよい。
価以上の多価カルボン酸化合物の含有量が5モル%未満
であるカルボン酸成分及び/又は3価以上の多価アルコ
ールの含有量が5モル%未満であるアルコール成分を用
いて得られるもの、特に3価以上のアルコール又はカル
ボン酸化合物が含有されていないアルコール成分及びカ
ルボン酸成分を用いて得られるものが好ましい。
価カルボン酸化合物を5〜50モル%含有するカルボン
酸成分及び/又は3価以上の多価アルコールを5〜50
モル%含有するアルコール成分を用いて得られるもの、
特に3価以上の多価カルボン酸化合物を5〜50モル%
含有するカルボン酸成分を用いて得られるものが好まし
い。なお、この場合、カルボン酸成分は、3価以上の多
価カルボン酸化合物に加えて、50〜95モル%のジカ
ルボン酸成分を含有することがより好ましい。
ルを単独で用いてもよく、線状ポリエステルと架橋ポリ
エステルを混合して用いてもよく、架橋ポリエステル/
線状ポリエステル(重量比)で、好ましくは70/30
〜0/100、より好ましくは50/50〜0/100
で使用される。
を満足することが好ましい。
久性と色再現性の観点から、好ましくは20〜100K
OHmg/g、より好ましくは35〜80KOHmg/
gである。
るため、好ましくは50KOHmg/g以下、より好ま
しくは1〜30KOHmg/gである。
安定性の観点から、好ましくは10〜60KOHmg/
g、より好ましくは20〜50KOHmg/gである。
び耐久性の観点から、好ましくは95〜125℃、より
好ましくは97〜115℃である。
性及び耐久性の観点から、好ましくは50〜70℃、よ
り好ましくは55〜65℃である。
能領域、耐久性及び色再現性の観点から、好ましくは
1.0×103 〜1.0×106 、より好ましくは5.
0×103 〜5.0×105 である。なお、結着樹脂と
して、2種以上のポリエステルを混合して用いる場合、
得られる樹脂の重量平均分子量も、前記範囲であること
が好ましい。
は、カルナウバワックス、ライスワックス等の天然ワッ
クス、ポリプロピレンワックス、ポリエチレンワック
ス、サゾールワックス等の合成ワックス、モンタンワッ
クス等の石炭系ワックス等が挙げられ、これらの中で
は、ポリエステル樹脂との相溶性の観点から、カルナウ
バワックスが好ましい。
型剤の融点は60〜115℃、好ましくは75〜110
℃であり、離型剤の含有量は、結着樹脂100重量部に
対して、好ましくは1〜10重量部、より好ましくは
1.5〜5重量部である。
は、従来のフルカラー用の着色剤として用いられている
染料、顔料等を特に限定なく使用することができるが、
イエロー顔料としては、C.I.ピグメントイエロー
(以下、「P.Y.」とする)17、P.Y.93、
P.Y.128、P.Y.151、P.Y.155、
P.Y.173、P.Y.180、P.Y.185及び
ソルベントイエロー(以下、「S.Y.」とする)16
2からなる群より選ばれた1種以上、マゼンタ顔料とし
ては、C.I.ピグメントレッド(以下、「P.R.」
とする)57:1、P.R.122及びP.R.184
からなる群より選ばれた1種以上、シアン顔料として
は、C.I.ピグメントブルー(以下、「P.B.」と
する)15:3、P.B.15、P.B.15:4及び
C.I.ピグメントグリーン7(以下、「P.G.」と
する)からなる群より選ばれた1種以上であることが、
色再現性の点からそれぞれ好ましい。着色剤の使用量
は、結着樹脂100重量部に対して、0.5〜10重量
部が好ましい。本発明のトナーは、これらの着色剤を配
合してフルカラー用のトナーとして用いることができ
る。
光体へのフィルミング等をさらに効果的に防止するた
め、比較的大量の外添剤を用いる。大量の外添剤の使用
が可能になったのは、前記のようにトナーの各種物性を
特定したためである。
は、二酸化ケイ素(シリカ)、二酸化チタン(チタニ
ア)、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウ
ム、酸化セリウム、酸化鉄、酸化銅、酸化錫等が挙げら
れるが、これらのなかでは、帯電性の付与の点からシリ
カが好ましく、本発明では特に、ヘキサメチルジシラザ
ン、シリコーンオイル等で疎水化処理された疎水性シリ
カが好ましい。
としては、「アエロジル R−972」(日本アエロジ
ル(株)製、平均粒子径:約16nm)、「HDK H
2000」(ワッカーケミカルズ製、平均粒子径:約1
2nm)、「キャボシル TS−530」(キャブラッ
ク製、平均粒子径:約8nm)等を用いることができ
る。これらの外添剤は、単独で用いても2種以上混合し
て用いてもよい。
m、より好ましくは8〜30nmである。外添剤の粒子
径は、走査型電子顕微鏡又は透過型電子顕微鏡を用いて
求められる。
トナー100重量部に対して、1〜5重量部、好ましく
は1.5〜3.5重量部である。ただし、外添剤として
疎水性シリカを用いる場合は、外添剤による処理前のト
ナー100重量部に対して、疎水性シリカを1〜3重量
部含有することで、前記所望の効果が得られる。
ドライ法、重合法等の公知の方法により得られた粉体
に、外添剤を添加して製造できる。例えば、結着樹脂、
着色剤、離型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、分級して粉体を得る。そ
の後、得られた粉体と外添剤とをスーパーミキサー、ヘ
ンシェルミキサー等の高速攪拌機等で攪拌混合すること
により、外添剤をトナーの表面に付着させて、本発明の
フルカラー用トナーが得られる。本発明のトナーの重量
平均粒子径は、3〜10μmであることが好ましい。
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、老化防止剤等の添加剤が、適宜添加されて
いてもよい。
成分系現像剤として、又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。なお、本発明のフルカラー用
トナーを組み合わせてフルカラー画像を形成する際に
は、同じ結着樹脂を含有するトナーを組み合わせること
が好ましい。
着可能領域が極めて広いため、オイル供給装置のない定
着装置でも使用可能である。
S K0070の方法により測定する。
テスター「CFT−500」(島津製作所製)を用い、
樹脂又はトナーの半分が流出する温度を軟化点とする
(試料:1g、昇温速度:6℃/分、荷重:1.96M
Pa、ノズル:1mmφ×1mm)。
型剤の融点〕示差走査熱量計「DSC210」(セイコ
ー電子工業(株)製)を用いて昇温速度10℃/分で測
定する。
ム:GMHLX+G3000HXL(東ソー社製)、標
準試料:単分散ポリスチレン)により測定する。
つ、ASTM E28−67により測定した軟化点がそ
れぞれ所定の温度に達するまで反応させて、樹脂A〜I
を得た。各樹脂の酸価(AV)、水酸基価(OHV)、
酸価と水酸基価の和(AV+OHV)、軟化点(T
m)、ガラス転移点(Tg)及び重量平均分子量(M
w)を表1に示す。
部、着色剤としてイエロートナーでは「P.Y.17」
3重量部、マゼンタトナーでは「P.R.122」6重
量部又はシアントナーでは「P.B.15:3」3重量
部、離型剤として「カルナウバワックスC1」(加藤洋
行社製、融点:73℃)2重量部及び荷電制御剤として
「ボントロンE−84」(オリエント化学工業社製)2
重量部を、ヘンシェルミキサーで十分に混合した後、2
軸押出機で溶融混練し、冷却後、粉砕、分級工程を経
て、重量平均粒子径が7.5μmの粉体を得た。得られ
た粉体100重量部に、外添剤として「HDK H20
00」(ワッカーケミカルズ製)2重量部を添加し、ヘ
ンシェルミキサーで混合することにより、粉体に表面処
理を施して、イエロートナー、マゼンタトナー及びシア
ントナーを得た。
4、7〜9 結着樹脂として樹脂A90重量部及び樹脂B10重量部
の代わりに表2に示す樹脂を用いた以外は、実施例1と
同様にしてイエロートナー、マゼンタトナー及びシアン
トナーを得た。
に、実施例9では「SP−105」(サゾール社製、ポ
リエチレンワックス、融点:84℃)2重量部を、また
比較例5では「NP−055」(三井石油化学工業社
製、ポリプロピレンワックス、融点:126℃)2重量
部を用いた以外は、実施例8と同様にしてイエロートナ
ー、マゼンタトナー及びシアントナーを得た。
した以外は実施例8と同様にしてイエロートナー、マゼ
ンタトナー及びシアントナーを得た。
に、実施例15では「SP−105」(サゾール社製、
ポリエチレンワックス、融点:84℃)2重量部を、ま
た比較例10では「NP−055」(三井石油化学工業
社製、ポリプロピレンワックス、融点:126℃)2重
量部を用いた以外は、実施例14と同様にしてそれぞれ
イエロートナー、マゼンタトナー及びシアントナーを得
た。
した以外は実施例14と同様にしてイエロートナー、マ
ゼンタトナー及びシアントナーを得た。
様にしてマゼンタトナーを、実施例6と同様にしてシア
ントナーをそれぞれ得た。
たイエロートナーの酸価(AV)、水酸基価(OH
V)、酸価と水酸基価の和(AV+OHV)、軟化点
(Tm)、ガラス転移点(Tg)及び用いた結着樹脂の
重量平均分子量(Mw)を表2に示す。なお、各実施例
及び比較例で得られたマゼンタトナー及びシアントナー
も、それぞれ含有する着色剤は異なるものの、すべてイ
エロートナーと同様の物性を有していた。
ーン樹脂にて被覆した粒子径が50μmのフェライトキ
ャリア95重量部とをボールミルにて混合し、イエロ
ー、マゼンタ、シアンの各現像剤とした。
ーブを装着させたソフトローラに変更し、シリコーンオ
イルの塗布装置を外した「プリテール550」(リコー
社製)を用いて測定した定着可能温度域より、以下の評
価基準にしたがって評価した。なお、画像出しの際に使
用した紙はXerox紙4200である。結果を表3に
示す。
に良好である ○:定着可能温度域が30〜50℃であり実使用上良好
である ×:定着可能温度域が30℃未満であり、実使用不可で
ある
た「プリテール550」(リコー社製)に実装し、印字
率が各色4%の印刷を30万枚連続して行った。得られ
た画像を目視により観察し、以下の評価基準にしたがっ
て評価した。結果を表3に示す。
マゼンタトナー及びシアントナーをヒートロールを備え
た非磁性一成分現像装置「テクトロニクス フェーザー
560」(ソニーテクトロニクス社製)に実装し、現像
バイアスを調整し、イエロー、マゼンタ、シアン各色単
色の付着量を0.6mg/cm2 にして、イエローベタ
画像、マゼンタベタ画像、シアンベタ画像、プロセス・
レッドベタ画像、プロセス・グリーンベタ画像、プロセ
ス・ブルーベタ画像を採取した。それぞれの画像のa*
及びb* を「X−Rite938」(Xーライト社製)
で測定し、a* とb* の色度図にプロットした。得られ
た六角形の面積を測定することにより、以下の評価基準
にしたがって評価した。結果を表3に示す。
ある ○:面積が3500〜6000であり、実使用上良好で
ある ×:面積が3500未満であり、実使用不可である
と水酸基価の和が低すぎて、耐久性に劣り、比較例2の
トナーはガラス転移点及び軟化点が高すぎて、定着可能
領域が狭く、かつ架橋ポリエステル量が多いため色再現
性も悪い。比較例3、4、7のトナーは酸価と水酸基価
の和が高すぎて、かつ架橋ポリエステル量が多いため色
再現性が悪い。比較例8、9のトナーはガラス転移点が
低く、耐久性が悪い。比較例5、10のトナーは離型剤
の融点が高すぎて定着可能領域及び色再現性が悪い。比
較例6、11のトナーは外添剤の添加量が少なく、耐久
性に劣る。それに対し、実施例のトナーは、それらすべ
ての特性に優れていることが分かる。
つ耐久性及び色再現性にも優れたフルカラー用トナーを
提供することが可能となった。
Claims (3)
- 【請求項1】 結着樹脂、離型剤、着色剤及び外添剤を
含有するフルカラー用トナーであって、該トナーの酸価
と水酸基価の和が40〜60KOHmg/g、軟化点が
97〜115℃、ガラス転移点が58〜65℃であり、
前記結着樹脂がポリエステルを含有し、前記離型剤の融
点が60〜115℃であり、前記外添剤の含有量が外添
剤による処理前のトナー100重量部に対して1〜5重
量部であるフルカラー用トナー。 - 【請求項2】 結着樹脂の重量平均分子量が1.0×1
03 〜1.0×10 6 である請求項1記載のフルカラー
用トナー。 - 【請求項3】 ポリエステルが、酸価50KOHmg/
g以下、水酸基価10〜60KOHmg/g、酸価と水
酸基価の和20〜100KOHmg/g、軟化点95〜
125℃、ガラス転移点50〜70℃であるポリエステ
ルの1種以上からなる請求項1又は2記載のフルカラー
用トナー。
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