JPH0421860A - 加熱ローラー定着用トナー樹脂組成物 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、電子写真等に使用するトナー樹脂組成物に
関するものであり、そのうちでもとくに加熱ローラー定
着用トナー樹脂組成物に関するものである。

れる。乾式現像方式では、着色材となるｌ・ナーが、キ
ャリアーと呼ばれる鉄粉又はガラスピーズ等との摩擦に
よって帯電し、これが感光体上に作られた静電荷の潜像
に電気的に吸引され、用紙」二に転写され、定着されて
永久可視像を形成する。

定着の方法には、圧力定着法と加熱ローラー定着法とが
ある。この２つの定着方法は、トナーに要求される性質
が全く異なっている。すなわち、圧力定着用トナーは、
室温において加圧されて塑性変形を起こし、紙上に固着
される性質のものであるから、室温における耐ブロッキ
ング姓、流動性、定着性、耐久性、粉砕性などが問題と
される。

で塑′注変形を起こ丁べさもαつ−（ある力）づ、ｍオ
フセット性、耐久性が問題とされる。従って、トナー中
の樹脂成分は、圧力定着法と加熱ローラー定着法とでは
全く異なるものとなっている。

加熱ローラー定着法は一般に広く用いられている。この
方法では、消費電力等の経済性を向上させるために、ま
た複写速度を上昇させるために、より低温で定着可能な
トナー用樹脂が求められるに至った。

この要求に応じるものとして、特開昭６３−６６５６３
号公報は、低分子量エステル化合物をスチレン−アクリ
ル共重合樹脂に混合することを教えている。この教示に
従えば、トナーの定着性はよくなるが、オフセット性が
悪くなる。すなわち定着時にトナー像の一部がローラー
表面に付着して移転し次の紙に移って汚れを発生させる
ようになる。

また、特公昭５２−３３０４号公報及び特開昭５８−５
９４．５５号公報は、スチレン系重合体に離型剤として
ポリオレフィンワックスを加えることを教えている。し
かし、ポリオレフィンワックスとスチレン系重合体とは
相溶性に乏しいために、ポリオレフィンワックスは離型
剤としての性能を充分に発揮し得ないばかりでなく、ト
ナーからワックスが遊離し易いために感光ドラム等が汚
染され易く、またポリオレフィンワックスは流動性が悪
いために、保存中又は複写作業中にトナーが凝集し易い
という欠点があった。

（発明が解決しようとする課題） この発明は、上述の欠点を改良しようとするもので、低
温で定着しやすく、耐オフセット性にすぐれ、凝集し難
く、且つ感光ドラム等を汚染しないような、加熱ローラ
ー定着用トナー樹脂組成物を提供しようとするものであ
る。

（課題解決のための手段） この発明は、ビニル系共重合体にエチレン酢酸ビニル共
重合体を添加することにより、耐オフセット性を低下さ
せることなしに低温での定着を可能にし、さらに凝集も
感光ドラム汚染も起こさない、加熱ローラー定着用トナ
ー樹脂組成物を提供するものである。

（発明要旨） この発明は、（ａ）スチレン系単量体が５０重量％以以
上型れている、スチレン系単量体とアクリル酸エステル
又はメタクリル酸エステルとの共重合体と、（ｂ）エチ
レンと酢酸ビニルとが重量で８０対１ないし２対３の割
合で共重合し、数平均分子量が８０００−、−５０．０
００で、軟化点が６０−２２０℃であるエチレン酢酸ビ
ニル共重合体とから成る樹脂組成物であって、組成物中
では上記（ｂ）のエチレン酢酸ビニル共重合体が０．１
−３０重量％を占めている口とを特徴とする、加熱ロー
ラー定着用トナー樹脂組成物を要旨とするものである。

この発明に係る樹脂組成物は、（ａ）スチレン系単量体
とアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルとの共
重合体（以下、これを重合体Ａという）と、（ｂ）エチ
レンと酢酸ビニルとの共重合体（以下、これを重合体Ｂ
という）とから成ることを特徴としている。

重合体Ａ中のスチレン系単量体としては、スチレンのほ
かに０−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メ
チルスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−エチルスチレ
ン、２．４−ジメチルスチレン、ｐ　−ｎ−ブチルスチ
レン、ｐ−ｔｅｒ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−へキシル
スチレン、Ｉ）　　ｎ−オクチルスチレン、 ｐ−ｎ−ドデシルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ
−フェニルスチレン、ｐ−クロルスチレン、３．４−ジ
クロルスチレンなどを用いることができる。

重合体Ａ中のアクリル酸エステル又はメタクリル酸エス
テルとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、
アクリル酸プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル
酸イソブチル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸ド
デシノペアクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ス
テアリル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、
メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メク
クリル酸イソブチル、メタクリル酸。−オクチル、メタ
クリル酸ドデシノペメタクリル酸ステアリルなどを用い
ることができる。そのほか、アクリル酸２−クロルエチ
ル、アクリル酸フェニル、αクロルアクリル酸メチル、
メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミンエ
チル、メタクリル酸ジメチルアミンエチル、メククリル
酸２−ヒトＣｌ　−’ｉ”／　：Ｌチル、メタクリル酸
グリシジル、ビスグリシジルメタクリレート、ポリエチ
レングリコルジメタクリレート、メタクリロキシエチル
ポスフェートなどを用いることもてきる。これらの中で
は、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル
酸ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、
メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチルなどがとく
に好ましい。

重合体Ａは、上述のスチレン系単量体、アクリル酸エス
テル及びメタクリル酸エステルのほかに、そのほかのビ
ニル系単量体を含むことができる。

そのほかのビニル系単量体としては、アクリル酸、メタ
クリル酸、α−エチルアクリル酸、クロトン酸などのア
クリル酸及びそのα−またはβ−アルキル誘導体、フマ
ル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸などの不
飽和ジカルボン酸、及びそのモノエステル又はジエステ
ル誘導体、コハク酸モノアクリロイルオキシエチルエス
テル、コハク酸モノメタクリロイルオキシエチルエステ
ル、アクリロニトリル、メタクリレートリル、アクリル
アミドなどを用いることができる。

重合体Ａの中では、スチレン系単量体が５０重量％以上
を占める必要がある。その理由は、スチレン系単量体が
５０重量％よりも少ないと、これに重合体Ｂを混合して
トナー用樹脂組成物とした場合、トナーを粉砕しにくく
なるからである。

この発明で用いる重合体Ｂは、エチレンと酢酸ビニルと
を重量で、３０対ｌないし２対３の割合で共重合させた
ものであることを必要としている。

その理由は、エチレンと酢酸ビニルとの共重合の割合が
、３０対１以上であると、重合体Ａと重合体Ｂとの相溶
性が不充分となり、従って耐オフセット性が充分に得ら
れないばかりでなく、組成物から重合体Ｂが遊離し易く
なり、その結果感光ドラム等が汚染され易くなり、また
重合体Ｂの流動性が悪くなり、樹脂組成物の保存中又は
トナーとして複写作動中にトナーが凝集し易くなるから
である。また、逆に、エチレンと酢酸ビニルとの共重合
の割合が２対３以下であると、重合体Ｂのガラス転移点
が低くなり、従って樹脂組成物が凝集し易くなるからで
あり、さらに充分な離型効果と耐オフセット性とが得ら
れなくなるからである。

重合体Ｂの中では、エチレンと酢酸ビニルとの重量比が
２０対１ないし１対１であるものが好ましいＯ この発明で用いる重合体Ｂは、数平均分子量が８．００
０−５０，０００であることを必要としている。

その理由は、数平均分子量がｓ、ｏｏｏ以下であると、
重合体Ｂのガラス転移点が低くなり、従って重合体Ｂに
重合体Ａを混合して得られた樹脂組成物のガラス転移点
も低くなり、これをトナーとして用いた場合トナーが凝
集しやすくなるからである。

逆に、数平均分子量が５０，０００以上であると、重合
体Ｂの溶融粘度が高くなって、これに重合体ノ１を混合
して得られた組成物が低温で定着しにくくなるからであ
る。

この発明で用いる重合体Ｂは、軟化点が６０−２２０℃
であることを必要としている。その理由は、軟化点が６
０℃以下だと、重合体Ｂのガラス転移点が低くなり、従
ってこれに重合体Ａを混合して得られた樹脂組成物もガ
ラス転移点が低くなり、これをトナーとして用いた場合
に、トナーが凝集しやすくなるからである。また、逆に
軟化点が２２０℃以上になると、重合体Ｂの溶融粘度が
高くて、トナーとして用いた場合に低温で定着できなく
なるからである。

ここで、軟化点とは、フローテスター（島津製作所製Ｃ
ＦＴ−５００型）を用い、１．００　ｐの試料に１、Ｏ
ｄのプランジャーにより２０Ｋｇ／ｉの荷重をかけて、
ｌπｍψＸ１ｍｍのオリフィスから、予備温度４０°０
１予備時間５分で、６十０．５℃／分の昇温速度、２０
關／分のチャート速度で測定したとき、観測される流出
開始点と流出停止点との中間点の温度（Ｔｆ）を云うの
である。

この発明では、重合体Ａと重合体Ｂとを混合して樹脂組
成物とするが、樹脂組成物中では重合体Ｂが０．１−３
０重量％を占めることが必要とされる。その理由は、重
合体Ｂが０．１重量％以下であると、樹脂組成物が低温
で充分な定着性と耐オフセット性とを示さないからであ
り、逆に重合体Ｂが３０重量％以上となると、重合体Ｂ
が重合体Ａと相溶しなくなり、樹脂組成物をトナーとし
て用いた場合に、トナーが感光ドラムを汚染したり、流
動性が悪くなったり、トナーの保存中又は複写作動中に
トナーが凝集し易くなるからである。

重合体Ａ又は重合体Ｂを作るには、色々な重合方法を用
いることができる。例えば、懸濁重合法、乳化重合法、
溶液重合法、塊状重合法の何れをも用いることができる
。また重合体Ａと重合体Ｂとを混合するにも各種の方法
を用いることができる。

例えば、重合体Ａと重合体Ｂとを熱溶融しながらブレン
ドしてもよく、また両型合体を適当な溶剤に溶解したの
ち、脱溶剤してもよい。好ましいのは、重合体Ｂの存在
下で、スチレン系単量体とアクリル酸エステル又はメタ
クリル酸エステルを共重合させて、樹脂組成物とする方
法である。

この発明に係るトナー用樹脂組成物は、さらに少量の他
の成分を含んでいてもよい。例えば、酢酸ビニル、塩化
ビニル、エチレン等が重合体Ａ中に共重合されてもよく
、またこれらの単独重合体が組成物中に混合されてもよ
い。また、ポリエステル樹脂やエポキシ樹脂が混合され
てもよい。

（発明の効果） この発明に係る樹脂組成物は、重合体Ａと重合体Ｂとか
ら成り、そのうち重合体りが０．１−３０重量％を占め
るから、重合体Ａが主成分となっており、従って加熱ロ
ーラー定着用トナーとして使用できるものであって、し
かも重合体Ｂを含むために低温定着が可能となっている
。また、重合体Ａとしては、スチレン系単量体が５０重
量％以上を占めるようにしたので、樹脂組成物が粉砕し
やすく、従ってトナーとするに適したものとなっている
。他方、重合体Ｂは、エチレンと酢酸ビニルとを重量で
、３０対工ないし２対３の割合で共重合したものである
から、重合体Ａと相溶しやすく、トナーとして用いた場
合に耐オフセット性がよく、感光ドラムを汚染し難く、
流動性が良好で、使用中に粒子が凝集しにくいものとな
っている。また、重合体Ｂは、数平均分子量が８，００
０−５０，０００とされ、軟化点が６０−２２０℃とさ
れているがら、適度のガラス転移点と樹脂強度と溶融粘
度とを示し、従ってこれを重合体Ａに混合して樹脂組成
物とした場合、この樹脂組成物は適度の軟化点を示し、
低湿で定着可能であって、しかも保存中凝集することが
ないなど、トナーとじての適性を示すものとなる。従っ
て、こめ発明の組成物は、加熱ローラー定着用トナーと
して用いるのに適したものである。

（実施例） 次に実施例と比較例とを挙げて、この発明のすぐれてい
る点を具体的に説明する。以下で、単に部と云うのは重
量部を意味している。

実施例１ スチレン７０部、メタクリル酸メチルエステル１５部、
アクリル酸ｎ−ブチル１５部を共重合させ、得られた共
重合体を共重合体Ａとした。他方、２８重量％の酢酸ビ
ニルを含んだエチレンとの共重合体で、軟化点が１２５
℃１数平均分子量が２００００のエチレン酢酸ビニル共
重合体を共重合体Ｂとした。

次いで、９０部の重合体Ａと、１０部の重合体Ｂとを混
合し、この混合物を窒素ガスで置換したニーダ−に入れ
、１６０℃で１０分間混練して樹脂組成物とした。

この組成物１００部にカーボンブランク（三菱化成社製
、ＭＡ−１００）４部を加え、メルトブレンドし、冷却
後粗粉砕し、さらにジェットミルで微粉砕して、約１３
−１５ミクロンの平均粒径を持ったトナー粉末を作成し
た。

このトナー１０ｇを１００戒のサンプルビンに取り、５
０℃の恒温槽中に１６時間放置したのち、パウダーテス
ト（ボッカワミクロン）で凝集度を測定した。その結果
、凝集性は認められなかった。

また、このトナー４部を約５０−８０ミクロンの平均粒
径を持った鉄粉キャリアー９６部と混合して現像剤を作
り、この現像剤を用いて複写物を得た。使用した電子写
真複写機は富士ゼロンクス３５００である。

定着温度については、電子複写機の熱ローラーの設定温
度を色々と変えて複写し、複写物をタイプライタ−用砂
消しゴムで摩擦し、複写画の濃度が変化するときの設定
温度をもって定着温度とした。この樹脂組成物を用いた
現像剤の定着温度は１５０℃であって充分低いと認めら
れた。また、電子複写機の設定温度を色々に変えて複写
を行い、オフセットの発生する時の設定温度をもってオ
フセット発生温度とした。この樹脂組成物を用いた現像
剤のオフセント発生温度は２００℃以」二であって充分
高かった。また、この現像剤を使用して５０００枚のラ
ンニングテストを行った。その結果では、感光ドラムの
汚染は認められなかった。

実施例２ 重合体Ｂとしては、酢酸ビニル含量が３３重景％で、軟
化点が１１０’Ｃ，数平均分子量が１００００のエチレ
ンと酢酸ビニルとの共重合体を用いた。

３１のセパラブルフラスコにトルエン９００ｇを入れ、
これに上記重合体Ｂを１００ｇ投入し、溶解した。フラ
スコ内を窒素ガスで置換したのち、トルエンの沸点まで
加熱した。トルエンの還流が起きた状態で、撹拌しなが
ら、スチレン３２０ｇ、メタクリル酸メチルエステル２
０ｇ１アクリル酸ｎ−ブチル２０ｇ１アゾビスイソブチ
ロニトリル４ｇ（重合開始剤）を加えて溶解し、この溶
液を２．５時間かけて滴下しながら溶液重合を行った。

滴下終了後、トルエンの沸騰する温度で撹拌しながら、
２時間熟成した。その後、フラスコ内の温度を１８０　
’Ｃまで徐々に上げながら、減圧下にトルエンを脱溶剤
して樹脂組成物を得た。これを冷却して粉砕し、これを
トナー樹脂組成物とした。

この樹脂組成物を用いて、実施例１と全く同様に処理し
てトナーを作り、さらに現像剤を作ってテストした。そ
の結果、凝集性は認められず、定着温度は１６０℃で、
オフセット発生温度は２００℃以上であった。また、ラ
ンニングテストでは、感光トラムの汚染は認められなか
った。

実施例３ スチレン７０部、メタクリル酸ブチルエステル２０部、
アクリル酸ｎ−ブチル１５部を共重合して得られた共重
合体を重合体Ａとした。また、酢酸ビニル含量が５重量
％で、軟化点が１５０’Ｃ１数平均分子量が３００００
のエチレンと酢酸ビニル共重合体を重合体Ｂとした。９
５部の重合体Ａと５部の重合体Ｂとをニーダーに入れ、
実施例１と全く同様に処理して樹脂組成物を得た。

この樹脂組成物をさらに実施例１と全く同様に処理して
トナーを作り、さらに現像剤を作ってテストした。その
結果では、凝集性は認められず、定着温度は１７０℃で
、オフセット発生温度は２００℃以上であり、５０００
枚のランニングテストでは感光ドラムの汚染は認められ
なかった。

実施例４ 重合体Ｂとして、酢酸ビニル含有量が５０重量％で、軟
化点が７０℃１数平均分子量が１００００のエチレンと
酢酸ビニルとの共重合体を用い、重合体Ａと重合体Ｂと
の混合割合を９９部対１部とした以外は、実施例１と全
く同様に処理して樹脂組成物を得た。さらに、この樹脂
組成物を用いて実施例１と全く同様に処理してトナーを
作り、また現像剤を作り、これをテストした。

その結果では、凝集性は認められず、定着温度は１５０
℃で、オフセット発生温度は１９０℃であり、ランニン
グテストでは感光ドラムの汚染は認められなかった。

比較例１ 実施例１において重合体Ｂを用いないこととした以外は
、実施例１と全く同様に処理してトナーを作り、さらに
現像剤を作ってテストした。

テスト結果では、凝集性は認められなかったが、定着温
度が１６０℃で高く、オフセット発生温度が１９０℃で
あって、実施例１の組成物よりも劣っていると認められ
た。なお、ランニングテストでは感光ドラムの汚染は認
められなかった。

比較例２ この比較例は、特公昭５２−３３０４号の教示を取り入
れて、実施したものである。詳述すれば、実施例１にお
いて、重合体Ｂの代わりにポリエチレンワックスを用い
ることとした以外は、実施例１と全く同様に処理して樹
脂組成物を得た。この組成物を用いて、実施例１と全く
同様にしてトナーを作り、さらに現像剤を作ってテスト
した。

テスト結果では、凝集性が認められた。また、オフセッ
ト発生温度は２００℃で良好であったが、定着温度は１
６０℃であり、ランニングテストでは感光ドラムの汚染
が認められ、従ってこの比較例の組成物は実施例１の樹
脂組成物よりも劣ると見られた。

比較例３ この比較例は、特開昭６３−６６５６３号公報の教示を
参照して実施したものである。

実施例１において、重合体Ｂの代わりにヘプタデシルア
ルコールのフタル酸モノエステルを用いることとした以
外は、実施例１と全く同様に処理して樹脂組成物を作り
、さらにトナーと現像剤とを作り、これをテストした。

テストの結果では、凝集性は認められず、定着温度は１
５０℃と低かったが、オフセント発生温度は１８０℃で
あって、実施例１のものよりも劣っていた。なお、ラン
ニングテストでは感光ドラムの汚染は認められなかった
。

比較例４ 実施例２において、重合体Ｂを用いないこととした以外
は、実施例２と全く同様に処理して樹脂を得て、さらに
トナーと現像剤とを作り、テストした。

テスト結果では、凝集性は認められず、オフセット発生
温度は２００℃であり、感光ドラムの汚染も認められな
かったが、定着温度が１７０℃で高く、従って実施例２
の樹脂組成物よりも劣ると認められた。

比較例５ 実施例２において、重合体Ｂを１００ｇから２５０ｇに
増加した以外は、実施例２と全く同様に処理して樹脂組
成物を得て、さらにトナーと現像剤とを作り、テストし
た。

テストの結果では、凝集性が認められた。定着温度は１
５０℃で、オフセット発生温度は１９０℃てあったが、
感光ドラムの汚染が認められた。

従って、この樹脂組成物は、実施例２のものよりも劣る
と認められた。

比較例６ 実施例１において、重合体Ｂとして酢酸ビニル含有量が
６２重量％で、軟化点が５０℃１数平均分子量が６００
０のエチレン酢酸ビニル共重合体を用いることとした以
外は、実施例１と全く同様にして樹脂組成物を得て、さ
らにトナーと現像剤とを作り、これをテストした。

テスト結果では、定＠温度は１４０℃で良好であり、ラ
ンニングテストでは感光ドラムの汚染も認められなかっ
たが、オフセット発生温度は１７０゛Ｃで、擬集が認１
められた。従って、この樹脂組成物は、実施例１の樹脂
組成物よりも劣ると認められた。

比較例７ 実施例３において、重合体Ｂとして酢酸ビニル含有量が
５重量％で、軟化点が１９０℃１数平均分子量が８００
００のエチレン酢酸ビニル共重合体を用いることとした
以外は、実施例３と全く同様に処理して樹脂組成物を得
て、さらにトナーと現像剤とを作り、これをテストした
。

テスト結果では、オフセント発生温度は２００℃以上で
、凝集性は見られず、感光ドラムの汚染も認、められな
かったが、定着温度が１８０　’Ｃであって高いために
、実施例３の樹脂組成物よりも劣ると判断された。

比較例８ 実施例３において、重合体Ｂとして酢酸ビニル含有量が
２重量％で、軟化点が２３０　’Ｃ８数平均分子量が約
１０万のエチレン酢酸ビニル共重合体を用いることとし
た以外は、実施例３と全く同様に処理して樹脂組成物を
得て、さらにトナーと現像剤とを作り、これをテストし
た。

テスト結果では、オフセット発生温度が２００℃以上で
、凝集性は見られず、感光ドラムの汚染も認められず、
良好であったが、定着温度が１８０℃であって高いため
に、この樹脂組成物は実施例３の樹脂組成物よりも劣る
と認められた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）スチレン系単量体が５０重量％以上含まれている
   、スチレン系単量体とアクリル酸エステル又はメタクリ
   ル酸エステルとの共重合体と、 （ｂ）エチレンと酢酸ビニルとが重量で３０対１ないし
   ２対３の割合で共重合し、数平均分子量が８０００−５
   ０，０００で、軟化点が６０−２２０℃であるエチレン
   酢酸ビニル共重合体とから成る樹脂組成物であつて、 組成物中では（ｂ）のエチレン酢酸ビニル共重合体が０
   ．１−３０重量％を占めていることを特徴とする、加熱
   ローラー定着用トナー樹脂組成物。