JP4458454B2 - カラートナー - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等において形成される潜像の現像に用いられるカラートナーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、定着性向上を目的として、低融点のワックスを含有したトナーが数多く報告されているが、低融点のワックスは、一成分現像方式では薄層ブレード上に、二成分現像方式ではキャリアに、それぞれ付着しやすく、画像劣化を生じやすい。特に透明性が要求されるフルカラートナーを含むカラートナーは、線状の低分子量の樹脂が使われているため、機械的ストレスに弱く、ワックス界面で割れてワックスが露出しやすい。ワックスの過剰な露出は、定着性、耐久性の低下を招く。従って、定着性及び耐久性のいずれにも良好なカラートナーが要望されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、定着性及び耐久性に優れたカラートナーを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、結着樹脂、ワックス及び着色剤を含有してなるカラートナーであって、前記結着樹脂が、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価以上の原料モノマーを含有した単量体を用いて縮重合させて得られる、粉砕性指数が３〜２１のポリエステルを含有してなり、前記ワックスの融点が６０〜１１０℃であるカラートナーに関する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明においては、低融点ワックスと特定の粉砕性指数を有するポリエステルとを組み合わせることにより、トナーの透明性を維持し、かつ定着性、耐久性を向上させることができる。
【０００６】
本発明における結着樹脂は、２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からなる単量体であって、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価以上の原料モノマー、好ましくは３価以上の多価カルボン酸化合物を含有した単量体を用いて縮重合させて得られるポリエステルを含有する。このようなポリエステルの含有量は、結着樹脂中、５０〜１００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。
【０００７】
３価以上の多価アルコールとしては、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、ソルビトール等が挙げられ、これらの中では、グリセリンが好ましい。
【０００８】
３価以上の多価カルボン酸化合物としては、例えば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、ピロメリット酸及びこれらの酸無水物、低級アルキル（炭素数１〜３）エステル等が挙げられ、これらの中ではトリメリット酸及びその無水物が好ましい。
【０００９】
３価以上の原料モノマーの含有量は、耐久性の観点から、全単量体中、０．１〜１０モル％、好ましくは０．１〜８モル％、より好ましくは０．１〜５モル％である。３価以上の原料モノマーの含有量が１０モル％を超えると、樹脂の分子量分布のひろがりにより低分子量体が増加し、感光体へのフィルミングの問題が生じる。
【００１０】
２価のアルコールとしては、式（Ｉ）：
【００１１】
【化１】

【００１２】
（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、好ましくは１．５〜５．０である）
で表される化合物、例えば、ポリオキシプロピレン（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（２．０）−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、エチレングリコール、プロピレングリコール、水素添加ビスフェノールＡ、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る。
【００１３】
アルコール成分の主成分は、耐久性、帯電性の観点から、式（Ｉ）で表される化合物が好ましい。式（Ｉ）で表される化合物のアルコール成分中の含有量は、５モル％以上が好ましく、５０モル％以上がより好ましく、１００モル％が特に好ましい。
【００１４】
また、２価のジカルボン酸化合物としては、フタル酸、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、それらの酸の無水物及びそれらの酸のアルキル（炭素数１〜３）エステル等が挙げられる。
【００１５】
ポリエステルは、例えば、アルコール成分とカルボン酸成分とを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℃の温度で縮重合することにより製造することができる。
【００１６】
ポリエステルの粉砕性指数は３〜２１であり、好ましくは５〜１８．５、より好ましくは７〜１７．５である。粉砕性指数が３未満ではフィルミングを防止する効果が得られず、また、２１を超えると、トナーが硬くなりすぎて、現像時のトナー接触の際に熱をもち易くなり、やはりフイルミングを招く。なお、粉砕性指数は実施例に記載の方法により測定され、また、複数のポリエステルからなる場合は、溶融混合したものの粉砕性指数を指す。
【００１７】
ポリエステルの酸価は、環境安定性の点から１〜４０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、好ましくは３〜２５ｍｇＫＯＨ／ｇである。
【００１８】
前記ポリエステル以外にも、その他のポリエステル、スチレン−アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリウレタン等が適宜含有されていてもよい。
【００１９】
低融点ワックスの融点は、定着性の観点から、６０〜１１０℃、好ましくは６５〜１００℃、より好ましくは７０〜９０℃である。
【００２０】
ワックスとしては、所望の融点を有するものであれば特に限定されないが、例えば、ポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンポリエチレン共重合体ワックス等のポリオレフィンワックス、カルナウバワックス、はぜろう、密ろう、鯨ろう、モンタンワックス、ライスワックス等のエステルワックス、脂肪酸アミドワックス等のアミド系ワックス、フィッシャートロプシュワックス等が挙げられる。これらは単独であっても、２種以上の併用であってもよいが、なかでも、定着性の観点から、カルナバワックス、ライスワックス及びフィッシャートロプシュワックスからなる群より選ばれた少なくとも１種が好ましく、カルナバワックスがより好ましい。
【００２１】
低融点ワックスの含有量は、結着樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部が好ましく、１〜６重量部がより好ましい。
【００２２】
なお、低融点ワックスに加えて、低融点ワックス以上の融点を有するワックスが適宜含有されていてもよい。
【００２３】
着色剤としては、トナー用着色剤と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、プ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、本発明のカラートナーは、モノカラートナー及びフルカラートナーのいずれにも使用することができる。着色剤の含有量は、結着樹脂１００重量部に対して、１〜４０重量部が好ましく、３〜１０重量部がより好ましい。
【００２４】
さらに、本発明のトナーには、荷電制御剤、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。
【００２５】
本発明のトナーは、混練粉砕法等に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、連続式二本ロール型混練機等で溶融混練し、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。
【００２６】
本発明のトナーの軟化点は、保存性及び定着性の観点から、９０〜１５０℃が好ましく、９５〜１４０℃がより好ましく、９５〜１３０℃が特に好ましい。
【００２７】
本発明のカラートナーは、複数色を重ね合わせて画像を形成するフルカラートナーとしても好適に用いることができる。
【００２８】
本発明の電子写真用トナーは、磁性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が、特にトナーへの負荷が大きい非磁性一成分現像方式に用いた場合に、本発明の効果が顕著に発揮される。
【００２９】
【実施例】
〔酸価及び水酸基価〕
ＪＩＳ Ｋ００７０の方法により測定する。
【００３０】
〔軟化点〕
ＡＳＴＭ Ｄ３６−８６の方法により測定する。
【００３１】
〔ガラス転移点〕
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。
【００３２】
〔粉砕性指数〕
粗粉砕された樹脂を篩いにかけ、１６メッシュを通過し２０メッシュを通過しない樹脂粉体を得る。この分級された樹脂粉末を１０．００ｇ精秤し、ミル＆ミキサー ＭＭ−Ｉ型（（株）日立リビングサプライ製）にて３０秒間粉砕後、３０メッシュの篩いにかけ、通過しない樹脂の重量（Ａ）ｇを精秤し、次式により、Ａの値から残存率を求め、この操作を３回行い平均して求めた値を粉砕性指数とする。
【００３３】
【数１】

【００３４】
〔ワックスの融点〕
示差走査熱量計「ＤＳＣ２１０」（セイコー電子工業社製）を用いて昇温速度１０℃／分で測定した際のピークトップの温度とする。
【００３５】
樹脂製造例
表１に示す原料を、酸化ジブチル錫（エステル化触媒）とともに窒素雰囲気下、２００℃で反応させて、樹脂Ａ〜Ｅ、ａ〜ｃを得た。得られた樹脂の酸価、水酸基価、軟化点、ガラス転移点、粉砕性指数を表１に示す。
【００３６】
【表１】

【００３７】
実施例１〜５、比較例１、２、４（実施例２〜５は参考例である）
表２に示す樹脂１００重量部、着色剤してピグメントブルー１５：３ ３重量部、「カルナバワックスＣ１」（加藤洋行社製、融点：８８℃）２重量部、及び荷電制御剤「ボントロンＥ−８４」（オリエント化学工業社製）１重量部を、ヘンシェルミキサーで十分に混合した後、バレル冷却装置を備えた二軸押出機で溶融混練し、冷却、粗粉砕した。その後、ジェットミルにより粉砕し、分級して得た体積平均粒子径８．５μｍの粉体を得た。得られた粉体１００重量部に疎水性シリカ「アエロジルＲ９７２」（日本アエロジル（株）製）０．５重量部を添加して、ヘンシェルミキサーで混合し、トナーを得た。
【００３８】
比較例３
「カルナバワックスＣ１」の代わりにポリプロピレンワックス「ＮＰ−０５５」（三井石油化学社製、融点：１４８℃）２重量部を使用した以外は、実施例５と同様にしてトナーを得た。
【００３９】
試験例１
市販の非磁性一成分現像方式のフルカラー電子写真記録装置にトナーを実装し、定着速度を１００ｍｍ／ｓｅｃ、定着温度を１８０℃に設定して画像出しを行った。底面が１５ｍｍ×７．５ｍｍの砂消しゴムに５００ｇの荷重を載せ、得られた定着画像の上を５往復こすり、こする前後でマクベス社の反射濃度計（マクベス社製、ＲＤ−９１５）にて光学反射密度を測定し、その前後比の値をもとに、以下の評価基準から、定着性を評価する。結果を表２に示す。
【００４０】
〔評価基準〕
◎：８０％以上
○：７０％以上、８０％未満
×：７０％未満
【００４１】
試験例２
試験例１と同じ装置にトナーを実装し、印字率５％の画像を５０００枚印刷した。５０００枚印刷後（耐刷後）の感光体表面のフィルミングの状態を目視で評価した。結果を表２に示す。
【００４２】
〔評価基準〕
◎：実質的にフィルミングなし
○：ややフィルミングがあるが、画像欠損なし
△：フィルミングがあるが、目立った画像欠損なし
×：多量のフィルミングがあり、縦すじなどの画像欠損あり
【００４３】
【表２】

【００４４】
以上の結果より、実施例のトナーは、いずれも耐久性及び定着性に優れているのに対し、所望の粉砕性指数を有していない樹脂を結着樹脂とした比較例１、２及び３価の多価カルボン酸化合物を多量に使用した樹脂を結着樹脂とした比較例４では耐久性に、高融点ワックスを使用した比較例３では定着性に欠けている。
【００４５】
【発明の効果】
本発明により、定着性及び耐久性に優れたカラートナーを提供することができる。

Claims (4)

1. 結着樹脂、ワックス及び着色剤を含有してなるカラートナーであって、前記結着樹脂が、３価以上の多価アルコールからなる３価以上の原料モノマーを、全単量体中、０．１〜８モル％含有した単量体を用いて縮重合させて得られる、粉砕性指数が７〜１７．５のポリエステルを含有してなり、前記ワックスの融点が６０〜１１０℃であるカラートナー。
2. ３価以上の多価アルコールが、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及びソルビトールからなる群より選ばれた少なくとも１種である、請求項１記載のカラートナー。
3. 非磁性一成分現像方式に使用される請求項１又は２記載のカラートナー。
4. ワックスが、カルナバワックス、ライスワックス及びフィッシャートロプシュワックスからなる群より選ばれた少なくとも１種である請求項１〜３いずれか記載のカラートナー。