JPH037952A - トナー溶融方法 - Google Patents
トナー溶融方法Info
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- JPH037952A JPH037952A JP2049710A JP4971090A JPH037952A JP H037952 A JPH037952 A JP H037952A JP 2049710 A JP2049710 A JP 2049710A JP 4971090 A JP4971090 A JP 4971090A JP H037952 A JPH037952 A JP H037952A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
- C08G63/02—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
- C08G63/60—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from the reaction of a mixture of hydroxy carboxylic acids, polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はトナー、特にフラッシュ融着トナーに用いるた
めの樹脂に関するものである。このトナ−１マフラツシ
ユ融着されるとき、有害な煙または臭気を生じないとい
う利点がある。
めの樹脂に関するものである。このトナ−１マフラツシ
ユ融着されるとき、有害な煙または臭気を生じないとい
う利点がある。
発明の背景
米国特許第４，４１６，９６５号と米国再発行特許第３
２．１３６号には、本特許のものと若干類似の構成をも
つトナーが示されている。しかしながら、ここで述べら
れたフラッシュ融着トナー用樹脂で達成される、優れた
特性を生ずるモノマの独特な組み合わせは示されていな
い。
２．１３６号には、本特許のものと若干類似の構成をも
つトナーが示されている。しかしながら、ここで述べら
れたフラッシュ融着トナー用樹脂で達成される、優れた
特性を生ずるモノマの独特な組み合わせは示されていな
い。
発明の開示
本発明は、高速フラッシュ融着に特に適した、新規なト
ナーバインダ用樹脂を提供するものである。これは高い
熱的安定性と低い臨界表面エネルギとを持ち、そして各
種の分子量、チェーンの硬さ、およびゲル含量に作るこ
とができる。
ナーバインダ用樹脂を提供するものである。これは高い
熱的安定性と低い臨界表面エネルギとを持ち、そして各
種の分子量、チェーンの硬さ、およびゲル含量に作るこ
とができる。
フラッシュ融着に用いられるトナーバインダ用樹脂は以
下の各特性を持たねばならない＝１、危険なモノマに解
重合するのを防ぐために、段階的生長重合法によって合
成されうるものであること。
下の各特性を持たねばならない＝１、危険なモノマに解
重合するのを防ぐために、段階的生長重合法によって合
成されうるものであること。
２．６０°〜７０°Ｃ間のガラス転位点をもつこと。
３、 ジェット粉砕法に適合するため、完全に無定形で
かつ砕は易いものであること。
かつ砕は易いものであること。
４、主に低分子量ポリマであること。
５、酸性の電荷制御剤の存在下に、溶融処理法で取り扱
いうろこと。
いうろこと。
６、電導性のトナー／キャリアの２成分系と両立し得る
こと。
こと。
７、速やかに融着しうるために適切なレオロジ特性を有
すること。
すること。
８、高湿度下で安定な帯電を形成するよう、摩擦帯電に
より帯電しうろこと。
より帯電しうろこと。
９、耐久性の良く融着した画像を作るように、フラッシ
ュ融着により融着されること。
ュ融着により融着されること。
１０、紙の上でのトナーの融着中、速やかに拡がるのを
促進しかつ容易とするために、低い臨界表面エネルギを
有すること。
促進しかつ容易とするために、低い臨界表面エネルギを
有すること。
本発明はこれらの諸要求を満たすものである。
次の図に示される型の脂肪族の２価酸を含む、モして又
時にはヒドロキシアレンカルボン酸ヲ含ムヒスフェノー
ルーＡポリエステル（ＢＡＰ） カ、バインダ樹脂とし
てフラッシュ融着トナーに用いられる。
時にはヒドロキシアレンカルボン酸ヲ含ムヒスフェノー
ルーＡポリエステル（ＢＡＰ） カ、バインダ樹脂とし
てフラッシュ融着トナーに用いられる。
本発明の化合物の構造と合成法の概要は次の如くである
。
。
まずビスフエノール−Ａがアセチル化され、この反応生
成物（Ｉ）は脂肪族２価酸と反応させられてコポリマを
生成するか、または脂肪族２価酸とヒドロキシアレンカ
ルボン酸（Ｙ）と反応させられてターポリマと生成する
。ここでＸｏ ０ るか、または時に無しのこともあり、好ましくモノマと
して７０口グルシノール（１，３，５−トリヒドロキシ
ベンゼン）が含まれるとき、部分的に架橋した生成物が
作られる。
成物（Ｉ）は脂肪族２価酸と反応させられてコポリマを
生成するか、または脂肪族２価酸とヒドロキシアレンカ
ルボン酸（Ｙ）と反応させられてターポリマと生成する
。ここでＸｏ ０ るか、または時に無しのこともあり、好ましくモノマと
して７０口グルシノール（１，３，５−トリヒドロキシ
ベンゼン）が含まれるとき、部分的に架橋した生成物が
作られる。
脂肪族２価酸とビスフエノール−Ａとを用いるポリエス
テルは、低いガラス転位点を有していることが多い。ト
ナー樹脂において低いＴｇは、キャリアおよび現像装置
上にトナーの皮膜を形成し、またトナーの保存まＩ；は
輸送中に塊りの生成をひき起こす。この問題は第３成分
としてヒドロキシ安息香酸を用いることにより解決され
る。このようにして、最適のガラス転位点と溶融粘度と
が、分子量の増加をしないで得ることができる。このト
ナー樹脂は前述の諸要請のすべてを満足するものである
。この類の材料は広く入手しうる安価なモノマを用いて
容易に作ることができる。ポリエステルトナー用樹脂が
従来技術より優れている点は：（１）脂肪族２価カルボ
ン酸とジオールビスフェノールの使用により与えられた
低い表面エネルギ、（２）フラッシュ融着中に有害な化
合物の発生がないこと、そして（３）調整されたゲル含
量レベルを達成し得ること、などである。
テルは、低いガラス転位点を有していることが多い。ト
ナー樹脂において低いＴｇは、キャリアおよび現像装置
上にトナーの皮膜を形成し、またトナーの保存まＩ；は
輸送中に塊りの生成をひき起こす。この問題は第３成分
としてヒドロキシ安息香酸を用いることにより解決され
る。このようにして、最適のガラス転位点と溶融粘度と
が、分子量の増加をしないで得ることができる。このト
ナー樹脂は前述の諸要請のすべてを満足するものである
。この類の材料は広く入手しうる安価なモノマを用いて
容易に作ることができる。ポリエステルトナー用樹脂が
従来技術より優れている点は：（１）脂肪族２価カルボ
ン酸とジオールビスフェノールの使用により与えられた
低い表面エネルギ、（２）フラッシュ融着中に有害な化
合物の発生がないこと、そして（３）調整されたゲル含
量レベルを達成し得ること、などである。
ＢＡＰについて接触角により測定された臨界表面エネル
ギは４０ダイン／ｃｍ未満であり、スチレン／アクリレ
ート樹脂について知られている値よりもずっと小さい。
ギは４０ダイン／ｃｍ未満であり、スチレン／アクリレ
ート樹脂について知られている値よりもずっと小さい。
ＢＡＰ樹脂は、３４０℃で５％の重量損失を有している
。これはパーキュレス社のＰＩＣＣＯ１２００樹脂の場
合２６０°Ｃであるのに対比される。さらに、付加重合
ポリマは熱的の解重合してモノマを再生する。例えば、
Ｐ Ｉ ＣＣ０１２００の主な分解生成物は、スチレン
とｎ−ブチルメタアクリレートであり、このいずれも有
毒で、不快な臭気をもち、そして低い引火点を有してい
る。ＢＡＰは炭化するように分解し、揮発性成分の発生
はごく小さなレベルである。
。これはパーキュレス社のＰＩＣＣＯ１２００樹脂の場
合２６０°Ｃであるのに対比される。さらに、付加重合
ポリマは熱的の解重合してモノマを再生する。例えば、
Ｐ Ｉ ＣＣ０１２００の主な分解生成物は、スチレン
とｎ−ブチルメタアクリレートであり、このいずれも有
毒で、不快な臭気をもち、そして低い引火点を有してい
る。ＢＡＰは炭化するように分解し、揮発性成分の発生
はごく小さなレベルである。
各種の第３のモノマ成分をもつ、アジピン酸とビスフエ
ノール−Ａからのポリエステルが、溶液およびメルト重
合法により種々の分子量のものが作られた。ガラス転位
点温度は分子量に関連する固有粘度に比例する。Ｔｇの
１０℃の増加は、第３のモノマとしてｐ−ヒドロキシ安
息香酸を、モルで１３％付加することにより実現する。
ノール−Ａからのポリエステルが、溶液およびメルト重
合法により種々の分子量のものが作られた。ガラス転位
点温度は分子量に関連する固有粘度に比例する。Ｔｇの
１０℃の増加は、第３のモノマとしてｐ−ヒドロキシ安
息香酸を、モルで１３％付加することにより実現する。
このポリマはそのガラス状の無定形を保有し、約６４℃
のガラス転位点温度をもつ。これらは粉砕し、酸性の電
荷制御剤の存在下にメルト処理し、球形および不規則な
形のキャリヤ上で負に摩擦帯電させることができる。こ
のポリマは湿気に対し不感性で、耐久性の融着した画像
を形成する。特定の静電写真プリンタにより必要とされ
る、種々のガラス転位点温度を達成するために、異なる
割合のモノマを用いることにより、各種のポリエステル
樹脂を作ることができる。
のガラス転位点温度をもつ。これらは粉砕し、酸性の電
荷制御剤の存在下にメルト処理し、球形および不規則な
形のキャリヤ上で負に摩擦帯電させることができる。こ
のポリマは湿気に対し不感性で、耐久性の融着した画像
を形成する。特定の静電写真プリンタにより必要とされ
る、種々のガラス転位点温度を達成するために、異なる
割合のモノマを用いることにより、各種のポリエステル
樹脂を作ることができる。
従来の方法を超える新規な技術的進歩には、ガラス状の
無定形ポリマの生成を都合よくさせるビスフエノール−
Ａモノマの利用、分子ｔと末端基の化学の両方をコント
ロールするための非化学量論的なモノマ比率の使用、お
よび砕は易さを低下させそして溶融粘度を増大させる、
分子量の増加を来すことなしにＴｇを大きくする第３成
分のモノマの使用を含んでいる。また末端基の選択がこ
のシステムにおいて可能であり、摩擦帯電をもたらす機
能の導入をしうる。脂肪族２価酸の使用は、表面エネル
ギとガラス転位点の温度とを低下させる。ポリエステル
類の多くは、強固な壊れにくい材料を作るために開発さ
れているので、低い破壊エネルギと無定形の構造をもつ
材料を作ることは、はとんど関心が持たれていなかった
。我々の知識では、これらのポリマはフラッシュ融着ト
ナー用の多くの要請に適合するため１つのポリマを同時
に開発する１つの新しいアプローチを示すものである。
無定形ポリマの生成を都合よくさせるビスフエノール−
Ａモノマの利用、分子ｔと末端基の化学の両方をコント
ロールするための非化学量論的なモノマ比率の使用、お
よび砕は易さを低下させそして溶融粘度を増大させる、
分子量の増加を来すことなしにＴｇを大きくする第３成
分のモノマの使用を含んでいる。また末端基の選択がこ
のシステムにおいて可能であり、摩擦帯電をもたらす機
能の導入をしうる。脂肪族２価酸の使用は、表面エネル
ギとガラス転位点の温度とを低下させる。ポリエステル
類の多くは、強固な壊れにくい材料を作るために開発さ
れているので、低い破壊エネルギと無定形の構造をもつ
材料を作ることは、はとんど関心が持たれていなかった
。我々の知識では、これらのポリマはフラッシュ融着ト
ナー用の多くの要請に適合するため１つのポリマを同時
に開発する１つの新しいアプローチを示すものである。
フラッシュ融着はトナー用バインダに対しである種の特
別の課題を与える。この課題はコストの問題、粉砕速度
の問題、および既存の製造施設の複合的な諸要請などに
よりさらに増大させられる。フラッシュ融着に際しての
最大の困難性は、トナーの表層が分解生成物の発生する
受は入れ難い温度以上に加熱される前に、用紙／トナー
の境界で融着のために適した温度を得ることである。ト
ナーの表層は溶融に要する温度よりも、はるかに高い温
度にさらされる。そこで、トナー樹脂用の材料は溶融し
、容易に流動し、そして高い熱的安定性をもつことが必
要である。トナーの拡がりはトナーの表面エネルギおよ
び紙の表面エネルギの関数であるから、樹脂は低い臨界
表面エネルギを持つことがさらに要求される。従来技術
では、熱安定性と低い表面エネルギとの間の妥協をうる
ために、ポリスチレンアクリレートコポリマが熱に安定
なエポキシ樹脂と混合して用いられていた。ビスフエノ
ール−Ａコポリマを含有する公知技術では又、適当な性
能を得るためにスチレン／アクリレート混合物の使用が
報じられている。このビスフエノール−Ａ２成分ポリマ
の低いガラス転位点は、トナーへの応用に際しての有用
性を限定している。本発明はフラッシュ融着トナー用樹
脂の鍵である主要な特性、すなわち低い表面エネルギ、
６０°〜７０℃の範囲の７ｇ１無毒の蒸気を発生する熱
分解、および摩擦帯電性のすべてを指向しているもので
ある。
別の課題を与える。この課題はコストの問題、粉砕速度
の問題、および既存の製造施設の複合的な諸要請などに
よりさらに増大させられる。フラッシュ融着に際しての
最大の困難性は、トナーの表層が分解生成物の発生する
受は入れ難い温度以上に加熱される前に、用紙／トナー
の境界で融着のために適した温度を得ることである。ト
ナーの表層は溶融に要する温度よりも、はるかに高い温
度にさらされる。そこで、トナー樹脂用の材料は溶融し
、容易に流動し、そして高い熱的安定性をもつことが必
要である。トナーの拡がりはトナーの表面エネルギおよ
び紙の表面エネルギの関数であるから、樹脂は低い臨界
表面エネルギを持つことがさらに要求される。従来技術
では、熱安定性と低い表面エネルギとの間の妥協をうる
ために、ポリスチレンアクリレートコポリマが熱に安定
なエポキシ樹脂と混合して用いられていた。ビスフエノ
ール−Ａコポリマを含有する公知技術では又、適当な性
能を得るためにスチレン／アクリレート混合物の使用が
報じられている。このビスフエノール−Ａ２成分ポリマ
の低いガラス転位点は、トナーへの応用に際しての有用
性を限定している。本発明はフラッシュ融着トナー用樹
脂の鍵である主要な特性、すなわち低い表面エネルギ、
６０°〜７０℃の範囲の７ｇ１無毒の蒸気を発生する熱
分解、および摩擦帯電性のすべてを指向しているもので
ある。
本発明の好ましい変形の１つは、制御されたゲル含量を
もつＢＡＰ トナー樹脂を作れることである。これらの
非線形のポリエステルは、前記の線形ポリマの調製に際
し、０．０５〜１０モル％の１．３．５− トリヒドロ
キシベンゼンのコモノマを含ませることにより作られる
。これらの部分的にゲル化されたポリエステル樹脂の結
果は、ＢＡＰ中に１．３．５− トリヒドロキシベンゼ
ンの導入が、この族の樹脂の特性である処理性、低い表
面エネルギ、およびフラッシュ融着に際しての揮発性成
分発生が少ないことを損わないことを示した。事実、樹
脂の砕は易さは線形の樹脂に比べて改善されている。こ
のゲル化したまたは架橋化されたポリマを含む樹脂で作
られたトナーは、２成分現像剤系においてキャリア上に
皮膜を形成することに対する耐性があり、そのため線形
樹脂によるト・ナーよりはるかに長い、トナー／キャリ
ア混合物のライフタイムをもつことが示された。その上
、少なくとも２５％のゲル成分を含む樹脂から作ったト
ナーは、フラッシュ融着に際し１．４の光学濃度を達成
した。この高い光学濃度は６００μｇ７ｃｍ２の少量の
トナー被覆によって達成される。
もつＢＡＰ トナー樹脂を作れることである。これらの
非線形のポリエステルは、前記の線形ポリマの調製に際
し、０．０５〜１０モル％の１．３．５− トリヒドロ
キシベンゼンのコモノマを含ませることにより作られる
。これらの部分的にゲル化されたポリエステル樹脂の結
果は、ＢＡＰ中に１．３．５− トリヒドロキシベンゼ
ンの導入が、この族の樹脂の特性である処理性、低い表
面エネルギ、およびフラッシュ融着に際しての揮発性成
分発生が少ないことを損わないことを示した。事実、樹
脂の砕は易さは線形の樹脂に比べて改善されている。こ
のゲル化したまたは架橋化されたポリマを含む樹脂で作
られたトナーは、２成分現像剤系においてキャリア上に
皮膜を形成することに対する耐性があり、そのため線形
樹脂によるト・ナーよりはるかに長い、トナー／キャリ
ア混合物のライフタイムをもつことが示された。その上
、少なくとも２５％のゲル成分を含む樹脂から作ったト
ナーは、フラッシュ融着に際し１．４の光学濃度を達成
した。この高い光学濃度は６００μｇ７ｃｍ２の少量の
トナー被覆によって達成される。
以上、本発明の詳細な説明したが、本発明はさらに次の
実施態様によってこれを要約して示すことができる。
実施態様によってこれを要約して示すことができる。
■）バインダ樹脂が、脂肪族２価酸を含んだビスフエノ
ール−Ａポリエステルからなるものである、フラッシュ
融着可能なトナー ２）トナーがヒドロキシアレンカルボン酸を含むもので
ある、前項ｌに記載のトナー ３）脂肪族２価酸はアジピン酸である、前項ｌに記載の
トナー ４）ヒドロキシアレンカルボン酸はｐ−アセトキシ安息
香酸である、前項２に記載のトナ５）樹脂にコモノマと
して０，０５〜ｌＯモル％の１゜３．５− ト！Ｊ ｔ
ニトロキシベンゼンが加えられるものである、前項ｌに
記載のトナー
ール−Ａポリエステルからなるものである、フラッシュ
融着可能なトナー ２）トナーがヒドロキシアレンカルボン酸を含むもので
ある、前項ｌに記載のトナー ３）脂肪族２価酸はアジピン酸である、前項ｌに記載の
トナー ４）ヒドロキシアレンカルボン酸はｐ−アセトキシ安息
香酸である、前項２に記載のトナ５）樹脂にコモノマと
して０，０５〜ｌＯモル％の１゜３．５− ト！Ｊ ｔ
ニトロキシベンゼンが加えられるものである、前項ｌに
記載のトナー
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）バインダ樹脂が、脂肪族２価酸を含んだビスフエノ
ール−Ａポリエステルからなるものである、フラッシュ
融着可能なトナー。 ２）トナーがヒドロキシアレンカルボン酸 （ｈｙｄｒｏｘｙａｒｅｎｅｃａｒｂｏｘｙｌｉｃａｃ
ｉｄ）を含むものである、請求項１記載のトナー。 ３）樹脂にコモノマとして０．０５〜１０モル％の１、
３、５−トリヒドロキシベンゼンが加えられるものであ
る、請求項１記載のトナー。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/333,524 US5691096A (en) | 1989-04-04 | 1989-04-04 | Flash fusible toner resins |
| US333524 | 1994-11-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JPH0820769B2 JPH0820769B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| JP (1) | JPH0820769B2 (ja) |
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- 1990-02-15 EP EP90301642A patent/EP0391523B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-03-02 JP JP2049710A patent/JPH0820769B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| US5691096A (en) | 1997-11-25 |
| EP0391523A1 (en) | 1990-10-10 |
| DE69026750D1 (de) | 1996-06-05 |
| DE69026750T2 (de) | 1996-12-12 |
| EP0391523B1 (en) | 1996-05-01 |
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