JP4775281B2 - オーバーコート用透明トナー - Google Patents

Description

本発明は、オーバーコート用透明トナーに係り、特に、定着性及び光沢性に優れたオーバーコート用透明トナーに関する。

電子写真方式による画像形成は、一般に、静電荷像をトナーにより現像して可視化し、得られたトナー像を用紙に転写することにより行われる。このような画像形成に用いられるトナーの多くは、結着樹脂としてポリエステル樹脂またはスチレンアクリル樹脂を使用している。また、ほとんどのトナーは、ワックスを添加して定着性を良好にしている。

ポスターなどの画像を印刷する場合には、光沢の高い画像が好まれることが多い。通常のカラートナーを用いて印刷すると、光沢の高いトナーを使用したとしても、トナーの現像していない白色箇所は印刷媒体（一般的には紙）の地がそのまま残っているため、光沢がでない。そのため、画像の印刷後に全面に光沢の強い透明トナーをオーバーコートして、画像全体を光沢画像にする印刷方法が使われることがある。

このような方法として、例えば、ポリエステル樹脂を結着樹脂とする光沢性の優れた透明トナーを用いる方法が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。

しかし、このような透明トナーは、定着性及び光沢性が未だ満足すべきものではない。例えば、このような透明トナーの光沢性を改善するためには軟化点を低下させなければならず、そうした場合にはオフセットが生じてしまう。

従って、定着性を損なうことなく光沢性を改善したオーバーコート用透明トナーが望まれている。
特開２００５−０９９１２２号公報 特開２００５−２８３６５３号公報

本発明は、以上のような事情の下になされ、定着性を維持しつつ光沢度を改善したオーバーコート用透明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、ポリビニルアセタール樹脂を結着樹脂として含むことを特徴とするオーバーコート用透明トナーを提供する。

このようなオーバーコート用透明トナーは、画像の耐光性を向上させるために、紫外線吸収剤を更に含むことができる。

本発明によると、定着性を維持しつつ光沢性の良好なオーバーコート用透明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オーバーコート用透明トナーは、結着樹脂としてポリビニルアセタール樹脂を含むことを特徴とする。

ポリビニルアセタール樹脂は、ポリビニルアルコールをアセタール化して得た重合体であり、その代表的なものとして、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール等が挙げられる。

ポリビニルアセタール樹脂は、酸触媒を用いてポリビニルアルコールをアルデヒドと反応させることにより生成することができる。或いは、ポリビニルアルコールは、ポリ酢酸ビニルを酸により加水分解することにより生成されるので、ポリ酢酸ビニルの加水分解とアセタール化を同時に行うことによっても生成することができる。

トナー中のポリビニルアセタール樹脂の含有量は、特に限定されないが、５０質量％以上であるのが好ましい。トナー中のポリビニルアセタール樹脂の含有量が少ないと十分な定着性が得られない。

本発明の一実施形態に係るオーバーコート用透明トナーには、通常、電子写真用トナーに使用される電荷制御剤等の添加剤が添加される。また、ワックスを添加することなく定着性の改善が得られるが、ワックスを添加してもよい。

本発明の一実施形態に係るオーバーコート用透明トナーは、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、ポリビニルアセタール樹脂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、透明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。

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、オーバーコート用透明トナーが得られる。

以上のようにして得た本発明の一実施形態に係るオーバーコート用透明トナーは、結着樹脂としてポリビニルアセタール樹脂を用いているため、定着性及び光沢性に優れている。また、ワックスを添加しなくても優れた定着性が得られるので、ワックス添加による不具合の発生を抑制することができる。例えば、ドクターブレードへのワックスの融着による画像への白スジ発生などを防止することができる。

更に、優れた定着性により定着温度の低温化、すなわちプリンタの省電力化を期待することも可能である。

なお、結着樹脂としてポリエステル樹脂を用いたトナーの場合と同等のワックス量を添加することで、さらに良好な定着性を付与できる。

また、紫外線吸収剤を更に添加することにより、画像の耐光性を向上させることが可能である。

以上、粉砕法によりトナー粒子を製造したが、ケミカル法及び溶解懸濁法によっても、結着樹脂としてポリビニルアセタール樹脂を含むトナー粒子を製造することができる。

ケミカル法によるオーバーコート用透明トナーの製造方法は、次の通りである。

まず、ポリビニルアルコール樹脂の水溶液に、電荷制御剤等の添加剤を添加する。必要に応じて、ワックスも添加する。得られた懸濁液に酸、例えば塩酸等、およびアルデヒドを添加すると、ポリビニルアルコールとアルデヒドが反応してポリビニルアセタール樹脂が形成され、水に溶解しないポリビニルアセタール樹脂が析出する。

このポリビニルアセタール樹脂の析出時にワックス、電荷制御剤等が樹脂中に取り込まれる。その結果、ワックス、電荷制御剤等を含有するポリビニルアセタール樹脂の粒子が析出する。

以上の添加、反応工程において、添加方法、反応温度、反応時間などを調整することにより粒子のサイズを制御して、トナーに適した粒子径とすることができる。反応を停止する場合には、炭酸水素ナトリウム等のアルカリを添加すればよい。その後、粒子を洗浄し、乾燥することによりトナー母体粒子が得られる。

このようにして得られたトナー母体粒子にシリコンオイル、またはアルキルジシラザンにて表面処理したシリカ粒子などを外添し、ふるいを通して、結着樹脂としてポリビニルアセタール樹脂を含むオーバーコート用透明トナー粒子を得ることができる。

得られたトナーの物性は原料であるポリビニルアセタール樹脂に由来し、従って、ポリビニルアセタール樹脂の原料であるポリビニルアルコールの分子量、ポリビニルアルコールのけん化度（ＯＨ基の残存量：酢酸エステルの加水分解量）、アセタールの種類（反応させたアルデヒドの種類）、及びアセタール化度（アセタール化させたアルデヒドの量）等の要因に大きく依存するものと考えられる。

従来、結着樹脂としてスチレンアクリル樹脂を用いた重合トナーは、人体への有害性が強い未反応のスチレンがトナー中に残存しやすいという問題がある。これに対し、結着樹脂としてポリビニルアセタール樹脂を用いるケミカルトナー法により得たトナーは、人体への有害性の強い溶剤を使用していない。また、残存が懸念されるアルデヒドは、種類を選択することにより有害性はスチレンより低く、また水による洗浄が容易であるので、残存量をスチレンの場合よりはるかに低くすることが容易である。

以上のケミカル法によると、厳密な製造条件の制御を行うことにより、トナーの特性を変化させることが容易であるという利点もある。更に、ケミカル法により得られるポリビニルアセタール樹脂は、通常、粒子径が数十μｍ程度であり、トナーサイズの粒子径（数μｍ）にすることも可能であり、価格も低価格である。

なお、以上説明した例では、原料としてポリビニルアルコールを使用したが、原料として酢酸ビニルを使用して、酢酸ビニルを重合してポリ酢酸ビニルを合成し、ポリビニルアセタール樹脂の合成を行うことも可能である。

溶解懸濁法によるオーバーコート用透明トナーの製造方法は、次の通りである。

まず、ポリビニルアセタール樹脂をアルコール溶剤（例えば、エタノール、イソプロパノール）に溶解させ、そのアルコール溶液にトナーに必要な添加剤である、ワックス、電荷制御剤等を懸濁させる。次いで、この懸濁液に、ポリビニルアセタール樹脂が溶解しない液体として水を添加すると、ポリアセタール樹脂が析出し、その際にワックス、電荷制御剤等が樹脂中に取り込まれる。その結果、ワックス、電荷制御剤等を含有するポリビニルアセタール樹脂の粒子が析出することになる。

以上の工程において、種々の条件を調整することにより粒子のサイズを制御して、トナーに適した粒子径とすることができる。その後、粒子を洗浄し、乾燥することによりトナー母体粒子が得られる。

得られたトナー母体粒子にシリコンオイル、またはアルキルジシラザンにて表面処理したシリカ粒子などを外添し、ふるいを通して、結着樹脂としてポリビニルアセタール樹脂を含むトナー粒子を得ることができる。

従来の溶解懸濁トナーを製造するためには、結着樹脂を溶解させるために溶解力の強い溶剤を使用する必要があるが、そのような溶剤は高価であり、また安全性にも問題がある。これに対し、溶解懸濁法では、ポリビニルアセタール樹脂は汎用のアルコール溶剤に溶解することから、安価で安全性の高い溶剤を使用することができる。また、アルコールは水に完全に溶解することから水による洗浄が容易であり、トナーへの残存溶剤の量を少なくすることが容易であるという利点がある。

なお、上述したケミカル法は製造プロセスに化学反応を伴うことから、大掛かりな製造設備や、製造条件のより厳密な制御が必要である。これに対し、溶解懸濁法では化学反応を伴わないため、大掛かりな製造設備や製造条件の厳密な制御を必要とせず、製造プロセスの構築が容易であるという利点がある。

以下、本発明の実施例と比較例を示し、本発明をより具体的に説明する。

実施例１
結着樹脂として積水化学工業（株）製ポリビニルアセタール樹脂「エスレックＢＸ−Ｌ」（軟化温度１２４℃：島津製作所（株）製フローテスタＣＦＴ−５００Ｄにて測定）を９６質量％、ワックスとして(株)加藤洋行輸入品「カルナバ１号」を３質量％、帯電付与材として日本カーリット（株）製「ＬＲ−１４７」１質量％をミキサーにて混合した後、２軸スクリュー混練機にて熱を加えながら混練を行った。

得られた混練物を機械式粉砕機にて２ｍｍ程度まで粉砕した後、気流式粉砕機にてさらに小粒子径まで粉砕し、目的の粒子径が得られるように分級を行った。その後、混練粉砕物にシリコンオイル、またはアルキルジシラザンにより表面処理したシリカ粒子（混練粉砕物に対して１質量％）を外添し、ふるいを通して、トナーを得た。

このトナーの軟化温度は１３３℃であり、シスメックス（株）製ＦＰＩＡ−２１００又はベックマンコールター（株）製マルチサイザー２にて測定した平均粒径（体積Ｄ50）は、３７μｍであった。

実施例２
結着樹脂として積水化学工業（株）製ポリビニルアセタール樹脂「エスレックＢＬ−１」（軟化温度１２３℃）を９６質量％使用した他は実施例１と同様にして透明トナーを製造した。得られた透明トナーの軟化温度は１２３℃、平均粒径（体積Ｄ50）は２７μｍであった。

実施例３
結着樹脂として積水化学工業（株）製ポリビニルアセタール樹脂「エスレックＢＬ−Ｓ」（軟化温度１２９℃）を９６質量％使用した他は実施例１と同様にして透明トナーを製造した。得られた透明トナーの軟化温度は１２８℃、平均粒径（体積Ｄ50）は２５μｍであった。

実施例４
結着樹脂として積水化学工業（株）製ポリビニルアセタール樹脂「エスレックＢＬ−１０」（軟化温度１１３℃）を９６質量％使用した他は実施例１と同様にしてトナーを製造した。得られた透明トナーの軟化温度は１１５℃、平均粒径（体積Ｄ50）は２４μｍであった。

実施例５
結着樹脂として積水化学工業（株）製ポリビニルアセタール樹脂「エスレックＢＬ−１」を９６質量％、ワックスとして三井化学（株）製「ＮＰ０５６」を２質量％使用した他は実施例１と同様にして透明トナーを製造した。得られた透明トナーの軟化温度は１２７℃、平均粒径（体積Ｄ50）は２４μｍであった。

実施例６
結着樹脂として積水化学工業（株）製ポリビニルアセタール樹脂「エスレックＢＸ−Ｌ」を９９質量％、ワックスを未添加とし、他は実施例１と同様にして透明トナーを製造した。得られた透明トナーの軟化温度は１３４℃、平均粒径（体積Ｄ50）は３６μｍであった。

実施例７
結着樹脂として積水化学工業（株）製ポリビニルアセタール樹脂「エスレックＢＬ−１」を９９質量％、ワックスを未添加とし、他は実施例１と同様にして透明トナーを製造した。得られた透明トナーの軟化温度は１２８℃、平均粒径（体積Ｄ50）は３０μｍであった。

比較例１
結着樹脂として花王（株）製ポリエステル樹脂Ａ（軟化温度１３６℃）を９６質量％、ワックスとして三井化学（株）製「ＮＰ０５６」を２質量％使用した他は実施例１と同様にして透明トナーを製造した。得られた透明トナーの軟化温度は１２８℃、平均粒径（体積Ｄ50）は９．０μｍであった。

比較例２
結着樹脂として花王（株）製ポリエステル樹脂Ｂ（軟化温度１１３℃）を９５質量％、ワックスとして(株)加藤洋行輸入品「カルナバ１号」を３質量％使用した他は実施例１と同様にして透明トナーを製造した。得られた透明トナーの軟化温度は１１１℃、平均粒径（体積Ｄ50）は９．０μｍであった。

以上のように製造した実施例１〜７、比較例１，２のトナーについて、光沢度及び定着性を評価した。なお、光沢度及び定着性の評価は、以下のようにして行った。

光沢度
日本電色工業（株）製光沢度計により、Ａ４サイズの普通紙のベタ画像の６箇所の光沢度を測定し、その平均値をその画像の光沢度とした。

定着性（非オフセット性）
非磁性一成分現像装置「カシオページプレストＮ−５」（カシオ計算機（株）製：カラープリンタ毎分２９枚（Ａ４横）機）にトナーを実装し、普通紙（ＦＵＪＩ ＸＥＲＯＸ−Ｐ紙Ａ４サイズ）上に透明トナーを転写した後、定着温度、定着器の通紙速度をそれぞれ振って、得られた画像のオフセット具合から定着性を判断した。

（評価基準）
◎：結着樹脂としてポリエステル樹脂を用いて得たトナーより非常に良好
○：結着樹脂としてポリエステル樹脂を用いて得たトナーより良好
×：結着樹脂としてポリエステル樹脂を用いて得たトナーと同等
その結果を下記表１に示す。

上記表１より、結着樹脂としてポリビニルアセタール樹脂を用いたトナー（実施例１〜４）は、定着性が良好であるとともに、光沢度がいずれも優れていることがわかる。

これに対し、定着性を改善するため結着樹脂として軟化点の高いポリエステル樹脂を用いたトナー（比較例１）は光沢度が劣っており、光沢度を上げるため結着樹脂として軟化点の低いポリエステル樹脂を用いたトナー（比較例２）は定着性が劣っている。

次に、上記カラープリンタにより通常のカラートナーを用いて２種のカラー画像Ａ，Ｂを形成した後、実施例２の透明トナーをオーバーコートし、その光沢度を測定した。

その結果を下記表２に示す。

上記表２から、画像Ａ，Ｂのいずれにおいても、オリジナル画像の光沢度に対し、透明トナーのオーバーコート後には、大幅に光沢度が上昇しているのがわかる。

実施例８
紫外線吸収剤としてTINUVIN900（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製）を２質量％添加し、他は実施例１と同様にして透明トナーを製造した。得られた透明トナーをＯＨＰフィルムに印字して透過率を測定したところ、波長３６０ｎｍの光の透過率が５２％であり、紫外線の遮蔽効果が認められた。なお、紫外線吸収剤を含有しない実施例１に係る透明トナーを用いた場合の透過率は８１％であった。

実施例９
紫外線吸収剤としてTINUVIN900（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製）を５質量％添加し、他は実施例１と同様にして透明トナーを製造した。得られた透明トナーをＯＨＰフィルムに印字して透過率を測定したところ、波長３６０ｎｍの光の透過率が２９％であり、紫外線の遮蔽効果が認められた。

実施例８及び９から、紫外線吸収剤を添加することにより、耐光性の優れたオーバーコート用透明トナーが得られることがわかる。

Claims (2)

1. ポリビニルアセタール樹脂を結着樹脂として含むことを特徴とするオーバーコート用透明トナー。
2. 紫外線吸収剤を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のオーバーコート用透明トナー。