JP5724999B2

JP5724999B2 - 消色型電子写真トナー

Info

Publication number: JP5724999B2
Application number: JP2012269542A
Authority: JP
Inventors: 康夫鴨下; 英樹池田
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2012-12-10
Filing date: 2012-12-10
Publication date: 2015-05-27
Anticipated expiration: 2032-12-10
Also published as: JP2014115471A

Description

本発明は、消色型電子写真トナーに関する。

近年省資源化のため、オフィス内で一度コピー、プリントした紙を再利用することが検討されている。しかしながら、これらの印刷物は一般には企業秘密とされている機密文書が大半を占めている。このため、大部分の印刷物は廃棄処理されており、再利用することは少ないのが現状である。

そこで、近赤外線を吸収して分解、消去しうる近赤外光消色型記録材料を用いたトナーが提案されている（特許文献１）。このトナーを用いて、コピーないしプリントした印字物は、近赤外光及び加熱を同時にすることによって、印字した部分が消色され、白色化されるが、十分に白色化されずに、非印字部分に比較して淡く色が残ってしまう。

そこで、白色性を上げるために、白色填料、たとえば酸化チタン、炭酸カルシウム、アルミナ、亜鉛華、酸化マグネシウム、クレー、微粉ケイ素などを添加してトナーを作製することによって、消色後の白色度を上げるという方法が提案されている（特許文献２）。しかしながら、これらの白色填料は微粉の不定形をしているために、消色後、十分に白くならずに消色後の印字部分と非印字部分で白色度の違いがあり、消色がなお不十分であるという問題がある。消色が十分でなく、印字部分に色味が残ってしまったり、黄変してしまったりすると、消色前の印字情報を認識することができ、情報の漏洩に繋がり、問題である。

特開平５−１１９５２０号公報特開平８−２４８６７３号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、消色前の印字情報を消色後に識別し難くすることが可能な消色型電子写真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、結着樹脂、近赤外線吸収色素、消色剤、およびパール顔料を含み、前記パール顔料は、トナー質量の３乃至１０質量％の量で含まれることを特徴とする消色型電子写真トナーを提供する。

本発明によると、消色前の印字情報を消色後に識別し難くすることが可能な消色型電子写真トナーが提供される。

以下、本発明の実施形態について説明する。
本発明の実施形態に係る消色型電子写真トナーは、結着樹脂、近赤外線吸収色素、消色剤、およびパール顔料を含む。

通常、消色後のトナー中の結着樹脂は、従来の樹脂色になり、消色後の画像または印字はやや黄ばんでしまう。同様に、トナー中の色素も消色後は僅かに黄ばんでしまう。これに対し、トナー中にパール顔料が添加されていると、黄ばんでいる消色後の印字部分が、光の干渉効果により、柔らかいパール光沢を発するため、消色後の印字部と非印字部の差が目立たなくなると推察される。

パール顔料とは、屈折率ｎ＝１．６程度の天然の雲母に、可視光域や近赤外域での代表的な高屈折率材料の一つであり屈折率ｎ＝２．５〜２．７程度の値を持つ酸化チタン、屈折率ｎ＝２．４程度の値を持つ酸化鉄などの金属酸化物がコーティングされた顔料である。パール顔料は、屈折率の高い金属酸化物の層と、屈折率の低い雲母およびその周辺の媒体との境で反射した光がパール光沢を創りだす。

本実施形態に係る消色型電子写真トナーに好ましく用いられるパール顔料として、銀白色パール顔料が挙げられる。銀白色パール顔料とは、パール顔料のなかで、銀白色のパール光沢を生じるものをいう。あるいは、消色後の印字部の黄ばみを目立たなくするために、黄色の補色である紫色パール光沢を生じる紫色パール顔料を使用することもできる。これらパール顔料を用いることにより、絹に似た柔らかい光沢が発生し、消色後のトナーの白色度が増すことにより、消色された印字部と非印字部の境がわかりにくくなる。銀白色パール顔料として、具体的には、雲母に酸化チタンがコーティングされた構造を有するパール顔料、より具体的には、メルク社のIriodin（登録商標）100シリーズのパール顔料、たとえばIriodin（登録商標）111を使用することができる。

本実施形態に従って構成される消色型電子写真トナーを用いて、電子写真プロセスにより印字又は画像を形成すると、印字又は画像は、可視光下では高い画像濃度であるが、近赤外線を照射すると、印字又は画像が消色する。これは、次のような現象に基づく。

すなわち、印字又は画像に近赤外線を照射すると、トナー中の近赤外線吸収色素が励起状態になり、消色剤と反応し、消色現象が生ずる。その結果、印字又は画像が消色し、被転写媒体を再利用することが可能となる。

本実施形態に係る消色型電子写真トナーは、原料の混合及び／又は溶融混練の際に、パール顔料が添加されている。そのため、消色前の印字情報を消色後に識別し難くすることが可能である。パール顔料の添加量は、好ましくはトナー質量の２乃至１２質量％であり、より好ましくはトナー質量の３乃至１０質量％である。パール顔料の添加量が過度に少ないと、パール顔料の添加による上記効果が発揮されず、パール顔料の添加量が過度に多いと、印字濃度が低下する。

ここで、トナー質量は、結着樹脂、近赤外線吸収色素、消色剤、パール顔料、並びに帯電制御剤および離型材などの添加剤の合計の質量として定義され、シリカなどの外添剤は含まない。

なお、消色反応は、近赤外線吸収色素の色素カチオンが消色剤のアルキル基と結合することにより生ずる。消色トナーにおける近赤外線吸収色素と消色剤の比率は、消色反応後に未反応の近赤外線吸収色素が残留しないように、適宜選択される。

本実施形態に係る消色トナーに含まれる近赤外線吸収色素としては、従来公知のものを用いることが出来る。そのような近赤外線吸収色素として、例えば、特開平４−３６２９３５号公報及び特開平５−１１９５２０号公報に記載されているものがある。具体的な近赤外線吸収色素の例として、例えば、下記式に示すようなＩＲ−Ｔ（商品名、昭和電工（株）製）を挙げることが出来る。

式中、Ｘ及びＹは、いずれもＮ（Ｃ_２Ｈ_５）_２を表し、Ｚ⁻は下記式に示す対イオンである。

近赤外線吸収色素は、公知の手法に従って、予め樹脂と当該色素を高濃度に分散したマスターバッチを作製し、使用しても良い。

消色剤としては、従来公知の４級アンモニウムホウ素錯体を用いることが出来る。そのような４級アンモニウムホウ素錯体として、例えば、特開平４−３６２９３５号公報及び特開平５−１１９５２０号公報に記載されているものがある。具体的な４級アンモニウムホウ素錯体の例として、下記式に示すＰ３Ｂ（商品名、昭和電工（株）製）を挙げることが出来る。

消色剤は、公知の手法に従って、予め樹脂と当該消色剤を高濃度に分散したマスターバッチを作製し、使用しても良い。

結着樹脂としては、公知のものを含む広い範囲から選択することができる。具体的には、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、およびスチレン−ブタジエン共重合体などのスチレン系樹脂をはじめ、飽和ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、クマロン樹脂、キシレン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂などが例示でき、これらの樹脂を二種類以上組み合わせて用いてもよい。なお、これらの樹脂のうち、ポリエステル系樹脂が好ましい。

本発明の一実施形態に係る消色トナーは、結着樹脂、近赤外線吸収色素、消色剤、およびパール顔料以外に、帯電制御剤および離型材を含むことができる。帯電制御剤および離型剤は、いずれも、通常、電子写真用トナーに使用される任意のものを使用可能である。

以上説明した電子写真用トナーは、従来公知の方法で製造することができる。例えば、結着樹脂、近赤外線吸収色素、消色剤、パール顔料、および必要に応じてその他添加剤を混合した後、２軸混練機や加圧ニーダー、オープンロールなどの混練機で混練し、混練物を冷却してから、ジェットミル等の粉砕機で粉砕し、風力分級機等で分級することで、トナーを得ることができる。

ここで、トナーの粒径は特に限定されないが、通常５〜１０μｍとなるように調整される。このようにして得られたトナーに対し、流動性向上、帯電性調整、耐久性向上のため、外添剤を添加することができる。外添剤としては、無機微粒子が一般的であり、シリカ、チタニア、アルミナ等が挙げられ、そのうち疎水化処理されたシリカが好ましく、日本アエロジル、ＣＡＢＯＴ等で市販されている。

以下に本発明の実施例と比較例を示し、本発明の効果について具体的に説明する。

実施例１
（近赤外線吸収色素マスターバッチの作製）
近赤外線感光色素「ＩＲ−Ｔ」（昭和電工社製）５０質量部
結着樹脂(ポリエステル樹脂１：軟化点１０５℃) ５０質量部
の配合組成で合計３ｋｇを２０Ｌのヘンシェルミキサーに投入し、３０００ｒｐｍで１０分間混合した。これをロール表面温度１３０℃にした２本ロールにより６０分間混練を行い、冷却後ロートプレックス（２ｍｍパス）で粗砕して近赤外線吸収色素マスターバッチ（１）を得た。

（トナーの作製）
消色剤「Ｐ３Ｂ」(昭和電工社製) ７．５質量％
帯電制御剤「ＬＲ−１４７」(日本カーリット社製) １．５質量％
カルナバワックス１号粉末（加藤洋行社製）２．５質量％
パール顔料「Ｉｒｉｏｄｉｎ１１１」（メルク社製）２質量％
結着樹脂(ポリエステル樹脂２：軟化点温度１３５℃) ８３．５質量％
の配合組成で合計２９．１ｋｇを１５０Ｌのヘンシェルミキサーに投入し、７５０ｒｐｍで３分間混合した混合原料（１）を得た。

Ｌ／Ｄ＝３４の４３ｍｍΦの二軸押出機のメインフィード口から２９．１ｋｇ／ｈｒのフィード速度で混合原料（１）をフィードし、下流に設けられたサイドフィード口から近赤外線吸収色素マスターバッチ（１）を０．９ｋｇ／ｈｒでフィードし、スクリュー回転数３００ｒｐｍで溶融混練した。混合原料（１）のみを混練する第一混練ゾーンの加熱温度を１１０℃とし、混合原料（１）と近赤外線吸収色素マスターバッチ（１）とを混練する第二混練ゾーンの加熱温度を１００℃とした。実施例１では、近赤外線吸収色素マスターバッチは、トナー質量の２質量％の量で加えた。

溶融混練後、冷却し、ロートプレックス(２ｍｍパス)で粗砕し、衝突板式ジェット粉砕機で粉砕し、質量平均粒径９．０μｍの微粒子（１）を得た。

微粒子（１）１００質量部
シリカ（ＲＹ−５０：日本アエロジル社製）２．５質量部
の割合で、合計１．０２５ｋｇを１０Ｌのヘンシェルミキサーに投入し、２０００ｒｐｍで２分間混合した後、篩別して消色トナー（１）を得た。

実施例２
本例では、実施例１のトナー作製を以下の様にパール顔料およびトナー用結着樹脂（ポリエステル樹脂２）の添加量を変更した以外は実施例１と同様にして行った。

（トナーの作製）
消色剤「Ｐ３Ｂ」(昭和電工社製) ７．５質量％
帯電制御剤「ＬＲ−１４７」(日本カーリット社製) １．５質量％
カルナバワックス１号粉末（加藤洋行社製）２．５質量％
パール顔料「Ｉｒｉｏｄｉｎ１１１」（メルク社製）３質量％
結着樹脂(ポリエステル樹脂２：軟化点温度１３５℃) ８２．５質量％

実施例３
本例では、実施例１のトナー作製を以下の様にパール顔料及びトナー用結着樹脂（ポリエステル樹脂２）の添加量を変更した以外は実施例１と同様にして行った。

（トナーの作製）
消色剤「Ｐ３Ｂ」(昭和電工社製) ７．５質量％
帯電制御剤「ＬＲ−１４７」(日本カーリット社製) １．５質量％
カルナバワックス１号粉末（加藤洋行社製）２．５質量％
パール顔料「Ｉｒｉｏｄｉｎ１１１」（メルク社製）７質量％
結着樹脂(ポリエステル樹脂２：軟化点温度１３５℃) ７８．５質量％

実施例４
本例では、実施例１のトナー作製を以下の様にパール顔料及びトナー用結着樹脂（ポリエステル樹脂２）の添加量を変更した以外は実施例１と同様にして行った。

（トナーの作製）
消色剤「Ｐ３Ｂ」(昭和電工社製) ７．５質量％
帯電制御剤「ＬＲ−１４７」(日本カーリット社製) １．５質量％
カルナバワックス１号粉末（加藤洋行社製）２．５質量％
パール顔料「Ｉｒｉｏｄｉｎ１１１」（メルク社製）１０質量％
結着樹脂(ポリエステル樹脂２：軟化点温度１３５℃) ７５．５質量％

実施例５
本例では、実施例１のトナー作製を以下の様にパール顔料及びトナー用結着樹脂（ポリエステル樹脂２）の添加量を変更した以外は実施例１と同様にして行った。

（トナーの作製）
消色剤「Ｐ３Ｂ」(昭和電工社製) ７．５質量％
帯電制御剤「ＬＲ−１４７」(日本カーリット社製) １．５質量％
カルナバワックス１号粉末（加藤洋行社製）２．５質量％
パール顔料「Ｉｒｉｏｄｉｎ１１１」（メルク社製）１２質量％
結着樹脂(ポリエステル樹脂２：軟化点温度１３５℃) ７３．５質量％

比較例１
本例では、実施例１のトナー作製を以下の様にパール顔料を添加することなく行った以外は、実施例１と同様にして行った。

（トナーの作製）
消色剤「Ｐ３Ｂ」(昭和電工社製) ７．５質量％
帯電制御剤「ＬＲ−１４７」(日本カーリット社製) １．５質量％
カルナバワックス１号粉末（加藤洋行社製）２．５質量％
結着樹脂(ポリエステル樹脂２：軟化点温度１３５℃) ８５．５質量％

比較例２
本例では、実施例２のトナー作製を以下の様にパール顔料の代わりに酸化チタンを用いた以外は実施例２と同様にして行った。

（トナーの作製）
消色剤「Ｐ３Ｂ」(昭和電工社製) ７．５質量％
帯電制御剤「ＬＲ−１４７」(日本カーリット社製) １．５質量％
カルナバワックス１号粉末（加藤洋行社製）２．５質量％
酸化チタン「ＴＡＦ−５２０Ｃ」（富士チタン社製）３質量％
結着樹脂(ポリエステル樹脂２：軟化点温度１３５℃) ８２．５質量％

（印字濃度および消色濃度の測定および評価）
実施例および比較例で得られた消色トナーを「ＳＰＥＥＤＩＡＮ３５００」（カシオ計算機社製）に実装して１辺が１ｃｍの正方形画像を印字して、Ｘ−ＲＩＴＥ９３８（Ｘ−ｒｉｔｅ社製）で印字濃度を測定した。

この印刷用紙を１９０℃に加熱し、９００Ｗのハロゲン光で２．５秒間照射した後、消色部分の印字濃度（以下、消色濃度という）を測定した。

印字後の印字濃度については、下記の基準に従って評価した。
１．０以上：〇良好
０．９０以上１．０未満：△実用上問題ないレベル
０．９０未満の印字濃度：×使用に耐えないレベル

消色後の印字濃度（消色濃度）については、下記の基準に従って評価した。
０．０５以下：〇良好
０．０５より大きく０．１以下：△実用上問題ないレベル
０．１より大きい：×使用に耐えないレベル

（官能評価）
本実施例では、パール顔料の添加により、消色後の印字部の白色度が高まるとともに光沢を増しており、これにより消色部分が非印字部と比べて目立たなくなっている。このため、測定される消色濃度の値のみによってこの光沢による効果を十分に表せないため、消色後の印字部を視覚的にも評価した。

消色された印字部を非印字部に対してほとんど識別することができない：〇
消色された印字部を非印字部に対してぼんやりと識別できる：△
消色された印字部を非印字部に対してその境界が分かる程度に識別できる：×

下記表１に、実施例および比較例で用いたトナー組成および評価結果を示す。

表１の結果から、パール顔料が添加された実施例１〜５の消色トナーは、いずれも、印字濃度が０．９８以上と高く、かつ消色濃度が０．１０以下と低く、良好な結果が得られた。とりわけ、トナー質量の３乃至１０質量％のパール顔料が添加された実施例２〜４の消色トナーは、いずれも、印字濃度が１．０以上と高く、かつ消色濃度が０．０５以下と低く、特に良好な結果が得られた。

一方、パール顔料が添加されていない比較例１の消色トナーは、十分な印字濃度が得られているが、消色濃度が０．１８と高く、消色後の白色化が不十分であった。パール顔料の代わりに酸化チタンが添加された比較例２の消色トナーも、十分な印字濃度が得られているが、消色濃度が０．１２と高く、消色後の白色化が不十分であった。

以下に、特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］結着樹脂、近赤外線吸収色素、消色剤、およびパール顔料を含むことを特徴とする消色型電子写真トナー。
［２］前記パール顔料は、銀白色のパール光沢を生じる銀白色パール顔料であることを特徴とする［１］に記載の消色型電子写真トナー。
［３］前記パール顔料は、雲母に金属酸化物がコーティングされた構造を有することを特徴とする［２］に記載の消色型電子写真トナー。
［４］前記パール顔料は、トナー質量の３乃至１０質量％の量で含まれることを特徴とする［１］〜［３］の何れか１に記載の消色型電子写真トナー。

Claims

結着樹脂、近赤外線吸収色素、消色剤、およびパール顔料を含み、前記パール顔料は、トナー質量の３乃至１０質量％の量で含まれることを特徴とする消色型電子写真トナー。
前記パール顔料は、銀白色のパール光沢を生じる銀白色パール顔料であることを特徴とする請求項１に記載の消色型電子写真トナー。
前記パール顔料は、雲母に金属酸化物がコーティングされた構造を有することを特徴とする請求項２に記載の消色型電子写真トナー。