JPH0497366A - フルカラー用乾式カラートナー - 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］ 本発明は、電子写真の分野において用いられる乾式トナ
ーに係わるものである。

［従来の技術］ 従来電子写真法として米国特許第２２９７６９１号、特
公昭４２−２３９１０号公報及び特公昭４３−２４７４
８号公報などに種々の方法が記載されているが、一般に
は光導電物質を利用し、種々の手段により感光体上に電
気的潜像を形成し、次いで該潜像をトナーで現像し必要
に応じて紙などに粉像を転写した後、加熱、加圧あるい
は溶剤蒸気などにより定着するもである。

また、近年、分光された光で露光して原稿の静電潜像を
形成せしめ、これを各色のカラートナーで現像して色付
きの複写画像を得、あるいは各色の複写画像を重ね合わ
せてフルカラーの画像を得るカラー複写の方法も実用化
されている。

トナーとしては、ポリエステル樹脂などのバインダー樹
脂中に各種の染顔料を着色剤として含有せしめ、また必
要に応じて帯電制御剤などを分散させたものを１〜３０
ｒ１ｍ程度に微粉砕した粒子が用いられており、このよ
うなトナーはガラスピーズ、鉄粉またはファーなどのキ
ャリヤ物質と混合して用いられる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来用いられてきたトナーには、以下のような問題点が
あった。

１）低温で定着することができないため、エネルギー消
費が大きく高速定着に不向きである。

２）熱ロール定着時の高温オフセット現象が発生しやす
く、定着器への負担が太きい。

３）軟質塩化ビニルシートへの付着や移行が見られ、画
像の汚染・欠落が生じやすい。

４）定着後の透明性や光沢性が悪く、フルカラートナー
の用途には使用できない。

５）機械的耐久性が低いため長期の使用ができない。

これらの、問題点を解決するために、トナーの材料面や
処方面で多くの検討がなされている。

般にスチレン系樹脂に対し、ポリエステル樹脂は塩化ビ
ニール付着性や低温定着性の面から有利であるとされる
。また、透明性などにも優れるのでフルカラートナー用
の樹脂としても使用される。

しかし、いくつかの問題点も残されており、総合的に満
足するものは未だ提出されていないのが実情である。従
って、速やかな改良が望まれていた。

［課題を解決するための手段］ 本発明はこのような事情に基づいてなされたもので、そ
の目的は、上記の問題点が解消された高性能の乾式トナ
ーを提供することにある。

そこで、本発明者らは上記の目的を達成すべく鋭意検討
した結果、低軟化点および高軟化点の特性の異なる２種
類のポリエステル樹脂を併用することにより、低軟化点
のポリエステル樹脂が、主として低温定着性、透明性及
び光沢性等に寄与し、高軟化点のポリエステル樹脂が、
主として高温オフセット防止及び機械的耐久性向上等に
寄与する結果、上記目的を充分に満足し得ることを見い
だし本発明に到達した。

すなわち、本発明の要旨は、着色剤、軟化点８０〜１３
０℃である第一のポリエステル樹脂及び軟化点１７０℃
以上である第２のポリエステル樹脂を含有する乾式トナ
ーであって、該第二のポリエステル樹脂を該第一のポリ
エステル樹脂１００重量部に対して１〜３０重量部含有
することを特徴とする乾式トナーに存する。

く作用〉 以下、本発明の詳細な説明する。

本発明において使用されるポリエステル樹脂としては何
ら限定されるものではなく、線状のものや３次元的に架
橋された非線状のものなど公知のあらゆるポリエステル
樹脂が使用可能である。

本発明に係わるポリエステル樹脂は、多価アルコールと
多塩基酸とより成り、必要に応じてこれら多価アルコー
ルおよび多塩基酸の少なくとも一方が３価以上の多官能
性成分を含有する単量体組成分を重合することにより得
られる。

以上において、ポリエステル樹脂の合成に用いられる２
価のアルコールとしては、例えばエチレングリコール、
ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１．
２−プロピレングリコール、１．３−プロピレングリコ
ール、１．４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコー
ル、１．４−ブチンジオール、１．５−ベンタンジオー
ル、１．６−ヘキサンジオールなどのジオール類、ビス
フェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシ
エチレン化ビスフェノールＡやポリオキシプロピレン化
ビスフェノールＡなどのビスフェノールＡアルキレンオ
キシド付加物、その他を挙げることができる。これらの
モノマーのうち、特にビスフェノールＡアルキレンオキ
シド付加物を主成分上ツマ−として用いるのが好ましく
、中でも一分子当たりのアルキレンオキシドの平均付加
数が２〜７の付加物がより好ましい。

ポリエステルの架橋化に関与する３価以上の多価アルコ
ールとしては、例えばソルビトール、ｌ、２．３．６−
ヘキサンジオ−ノペ１．４−ソルビタン、ペンタエリス
リトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリス
リトール、蔗糖、１．２．４−ブタントリオール、１．
２．５−ペンタントリオール、グリセロール、２−メチ
ルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタ
ントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロール
プロパン、１．３．５−トリヒドロキシメチルベンゼン
、その他を挙げることができる。

一方、多塩酸としては、例えば、マレイン酸、フマール
酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フルタ
酸、イソフルタ酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカ
ルボン酸、コノ１り酸、アジピン酸、セハチン酸、アゼ
ライン酸、マロン酸、これらの酸の無水物、低級アルキ
ルエステル、その他の２価の有機酸を挙げることができ
る。

ポリエステルの架橋化に関与する３価以上の多塩基酸と
しては、例えば１．２．４−ベンゼントリカルボン酸、
１．２．５−ベンゼントリカルボン酸、１．２．４−シ
クロヘキサントリカルボン酸、２．５．７−ナフタレン
トリカルボン酸、１．２．４−ナフタレントリカルボン
酸、１．２．５−ヘキサントリカＪレボン酸・１）３−
ジカルボキシル− ンカルボキシプロパン、テトラ（メチレンカルボキシル
）メタン、１、２、７、８−オクタンテトラカルボン酸
、およびこれらの無水物、その他を挙げることができる
。

本発明おいては、８０〜１３０℃の軟化点を有する第一
のポリエステル樹脂と１７０℃以上の軟化点を有する第
二のポリエステル樹脂とが混合して用Ｕ）られる。この
うち、低軟化点の第一のポリエステル樹脂は溶融粘性が
低いため、低温定着性や透明性・光沢性に寄与し、高軟
化点の第二のポリエステル樹脂は弾性率が大きいので高
温オフセットの防止や機械的耐久性の向上に有効である
。

このうち１７０℃以上の軟化点を有する第二のポリエス
テル樹脂としては、たとえばＵポリマーシリーズＵ　−
　８２００、Ｕ　−　８３００、Ｕ　−　８４００　（
以上いずれもユニチカ社製）などの市販品を使用するこ
ともできる。

第一のポリエステル樹脂と第二のポリエステル樹脂との
混合割合は、必要とされるトナーの特性や複写装置自体
の性能によっても異なるが、一般には第一のポリエステ
ル樹脂１００重量部に対して第二のポリエステル樹脂を
１〜３０重量部の範囲で調節するのがよい。これより第
二のポリエステル樹脂の量が少ないと高温オフセットや
耐久性劣化が問題となり、多いと、低温定着性、透明性
及び光沢性等に問題が生ずる。

また、本発明のトナーにおいてはこれらの２種類のポリ
エステルを混合して使用するが、トナー中の両成分の含
有状態は何ら制限されるものではない。たとえば第一の
ポリエステル樹脂の重合反応終了時に第二のポリエステ
ル樹脂を直接反応釜内に添加し、混合溶解させた後取り
出す方法、あるいはトナー化に際して着色剤などと同時
に両成分を添加し、押し出し機にて溶融混練する方法な
どを適宜採用することができる。

さらに、一般にポリエステル樹脂の酸価が高い場合、高
温高湿時における帯電安定性が悪化する傾向にあるので
、本発明のポリエステル樹脂においては、その酸価が１
０　ＫＯＨｍｇ　／　ｇ以下、より好ましくは５ＫＯＨ
ｍｇ／ｇとなるよう調整するのがよい。

酸価を低く調節するための方法としては、たとえばエス
テル交換法により、酸モノマー成分をあらかじめ低級ア
ルキルエステル化したものを用いて合成する方法やアミ
ン基含有グリコールなどの塩基性成分を組成中に添加す
ることにより、残存酸基を中和する方法などが挙げられ
るが、これらに限らず公知のあらゆる方法を採用できる
ことは言うまでもない。

なお、本発明におけるポリエステル樹脂は、通常公知の
方法で合成することができる。具体的には、反応温度（
１７０℃　−　２５０℃）、反応圧力（５　ｍｍＨｇ〜
常圧）などの条件をモノマーの反応性などに応じて決め
、所定の物性が得られた時点で反応を終了すればよい。

トナー用樹脂として、上記の本発明に係わる樹脂組成分
の他に、必要に応じて他の樹脂をトナーの製造時に添加
することを考慮してもよい。この種の樹脂としては、例
えばエポキシ樹脂、スチレンｌアミノアクリル共重合樹
脂、スチレンｌアミノアクリル共重合樹脂、シリコーン
樹脂など各種公知のものを挙げることができる 本発明に使用できる着色剤としては、カーボンブランク
、ランプブラック、鉄黒、群青、アニリンブルー、フタ
ロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイ
エローＧ，ローダミン系染顔料、クロムイエロー、キナ
クリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリ
アリルメタン系染料、モノアゾおよびジスアゾ系染顔料
など従来公知のいかなる染顔料をも単独あるいは混合し
て使用し得る。これらの着色剤は、樹脂１００重量部に
対して好ましくは０．５〜２０重量部、より好ましくは
２〜１０重量部の範囲で用いられる。

また現像機構上または画像を向上せしめる目的のため、
磁性微分体をトナー中に含有させることができる。該磁
性粉体としてはフェライト、マグネタイトなど強磁性を
示す元素を含む合金あるいは化合物を挙げることができ
、該磁性体は平均粒径０．０５〜１μｍの微粉末の形で
樹脂中に７０重量％以下に量を分散させて用いることが
できる。

本発明においては、必要に応じて帯電制御剤などその他
の構成成分を含んでもよい。

帯電制御剤としては、公知のものがすべて使用可能であ
る。例えば、正帯電性用としてニグロシン染料、４級ア
ンモニウム塩、スチレン／アミノアクリレート共重合体
、ポリアミン樹脂などがあり、負帯電性用としてクロム
、コバルト、アルミニウム等の金属含有アゾ染料、アル
キルサリチル酸の金属塩等が知られている。使用量とし
ては、樹脂１００重量部に対し０．１〜１０重量部、よ
り好ましくは、０．５〜５重量部がよい。帯電制御剤は
、樹脂中に混合してもトナー粒子表面に付着させた形で
用いてもよい。

この他、トナー中には熱特性、物理性等を調整する目的
で各種化塑剤、離型剤等の助剤を添加することも可能で
ある。たとえば、オフセット性改良のための低分子量ポ
リオレフィンや流動性改良のためのコロイダルシリカな
どが挙げられる。その添加量は、樹脂１００重量部に対
し０．１〜１０重量部が適当である。

本発明のトナーの一般的製造法としては、次のように行
われる。

■樹脂、着色剤、帯電制御剤などをヘンシェルミキサー
などで均一に分散する。

■分散物をニーダ−、エクストルーダー、ローミルなど
で溶融混練する。

■混線物をハンマーミル、カッターミルなどで粗粉砕し
た後、ジェットミル、１式ミルで微粉砕する。

■微粉砕物を分散式分級器、ジグザグ分級器などで分級
する。

■場合により、分級物中にシリカなどをヘンシェルミキ
サーなどで分散する。

本発明のトナーをキアリアと混合して二成分系現像剤と
して使用する場合、キアリアとしては粒径３０〜２００
μｍ程度の鉄粉、フェライト紛、マグネタイト紛など従
来から公知のものが使用できる。

また、これらの表面にシリコーン樹脂、アクリル樹脂、
フッ素系樹脂などあるいはこれら樹脂の混合物をコーチ
インラグしたものも好適に使用できる。キアリアとトナ
ーとの混合重量比は、１００　：　１〜１０が良好であ
る。

本発明における樹脂の軟化点は、ＪＩＳ　　Ｋ７２１０
およびに６７１９に記載されるフローテスターを用いて
測定した。具体的には、第１図に示すように、フローテ
スター（ＣＦＴ−５００、島津製作所製）を用いて約１
ｇの試料３を昇温速度６℃／　ｍｉｎ、で加熱しながら
、面積１ｃｍ”のプランジャー１により２０ｋｇ　／　
０ｍ２の荷重を与え、孔径１ｍｍ、長さ１ｍｍのダイ４
から押し出す。これにより第２図に示すようなプランジ
ャーストローク温度曲線を描き、そのＳ字曲線の高さを
ｈとするとき、ｈ／２に対応する温度を軟化温度とした
ものである。

一方、本発明におけるポリエステル樹脂の酸価は、ＪＩ
Ｓ　　ＫＯＯ７０に記載される方法に準じて測定される
。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について説明するカへ本発明がこ
れらに限定されるものではない。実施例中［部ｊは［重
量部］を示す。

合成例１　（低軟化点のポリエステル樹脂Ａの製造）ポ
リオキシプロピレン（２，２）−２，２−１０７０ｇビ
ス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（平均分子量的
３５５、以下同様） フマール酸　　　　　　　　　　　　　　　２４０ｇベ
ンゼン−１，２，４−トリカルボン酸　　　　４０ｇ以
上の物質をガラス製２リツトルの４つロフラスコに入れ
、温度計、ステンレス製撹拌棒、流下式コンデンサーお
よび窒素導入管を取り付け、電熱マントルヒーター中で
窒素気流下、前半２００℃常圧、後半２２０８Ｃ減圧に
て撹拌しつつ反応を進めた。

得られたポリエステル樹脂の酸価は２．０　ＫＯＨｍｇ
ｉｇ、軟化点は１１１℃であった。

合成例２　（低軟化点のポリエステル樹脂Ｂの製造）ポ
リオキシプロピレン（２，２）−２，２−５４０ｇ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（２，２）−２，２−４９０ｇビス（４−ヒドロキシ
フェニル）プロパン（平均分子量的３２５） テレフタル酸　　　　　　　　　　　　　　３３０ｇ以
上の物質を用いること以外は合成例１と同様に反応を行
ってポリエステル樹脂を得た。

得られたポリエステル樹脂の酸価は３．３　ＫＯＨｍｇ
ｉｇ、軟化点は９８℃であった。

合成例３　（高軟化点のポリエステル樹脂Ｃの製造）ポ
リオキシプロピレン（２，２）−２，２−１０７０ｇビ
ス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンツマール酸　　
　　　　　　　　　　　　　１５０ｇベンゼン−１，２
，４−トリカルボン酸無水物１５０ｇ以上の物質を用い
る以外は合成例１と同様に反応を行ってポリエステル樹
脂を得た。

得られたポリエステル樹脂の酸価は０．８　ＫＯＨｍｇ
ｉｇ、軟化点は１８２℃であった。

実施例および比較例 表１に実施例１〜７および比較例１〜２のトナー組成を
一覧表にして示す。

トナーの作製法としては以下のように行った。

各々のトナーの材料をニーダ−で溶融後ハンマーミルを
用いて粗粉砕し、次いでエアーシェツト方式による微粉
砕機で微粉砕した。得られた微粉末を分級して粒径５〜
２００ｍを選別してトナーを得た。コールタ−カウンタ
ーによって測定された体積平均粒径は、いずれも１０±
０．５μｍの範囲内であった。

これらのトナーとキャリアとの混合して現像剤を作製す
るが、キャリアとしては、正帯電トナーの場合（実施例
１〜５および比較例１）はフッ素系樹脂でコーティング
された平均粒径的７０ＩＩｍのフエライン粉を用い、負
帯電性トナーの場合（実施例６〜７および比較例２）は
シリコーン樹脂でコーティングされた平均粒径的７０μ
ｍのフエライン粉を用いた。トナー濃度としてはいずれ
も５　ｗ　ｔ％とし、■ブレンダーにて所定時間混合し
て現像剤を得た。

なお、上記の現像剤で画像出しを行うに当たっては、市
販の複写機を使用し、正帯電性現像剤では有機光導電体
を、負帯電性現像剤ではセレンをそれぞれ感光体とする
ものを用いた。

これらのトナーおよび現像剤を用いて以下のようなテス
トを行い、トナーの評価を行った。

（摩擦帯電量） ブローオフ法によって現像剤の摩擦帯電量を測定した。

（最低定着温度および耐オフセツト温度）市販の複写機
の熱ロール定着器（上ロール：テフロン、下ロール：シ
リコーン） を温度可変に改造した定着ユニットを用い、一定のトナ
ー量が現像された未定着の紙を通す。熱ロール温度を変
えながら同じことを繰り返し、指で擦ってトナー像が剥
離しない最低のロール温度を最低定着温度とする。また
、目視で高温オフセット現象の発生が見られない最高の
ロール温度を耐オフセント温度とする。

（耐塩化ビニール性） 容器に入れたトナーの中に、白色シート状の軟質塩化ビ
ニールを差込んだ後、５０℃の温度で一昼夜保持した時
の塩化ビニールシートへのトナー汚染の状況を目視で観
察する。全く汚染しないものを○とし、汚染するものを
×と評価する。

（ＯＨＰ透過性） ＯＨＰ（オーバーヘッドプロジェクタ−）で透過しても
鮮明な色調を再現することは、フルカラートナーにおい
ては必須の性能である。ＯＨＰ透過性は、トナー像を定
着したＯＨＰ用シートを実際にＯＨＰで透過させ、目視
により判定した。

透過像の色再現が良好なものをＯ１不鮮明なものを×と
した。

（連続実写テスト） 作製した現像剤を用いて、前記のような複写機で１０万
枚の連続実写テストを行った。評価は、画像濃度・カブ
リの推移を中心とした画質の変化を総合的に見て耐久性
を判定した。

以上のテストの評価結果を表２にまためな。

これからも明らかなように、本発明のトナーは優れた性
能を有している。

［発明の効果］ 本発明によって得られる効果は以下の通りである。

本発明の乾式トナーの使用により、 （１）比較的低温で定着することが可能なので、少ない
エネルギーの消費で充分な定着強度が得られる。

（２）熱ロール定着時の高温オフセットの現像が発生し
難いため、あらゆる定着条件で汚れのない鮮明なトナ一
定着画像が得られる。

（３）軟質塩化ビニールシートへのトナーの付着や移行
がないので、トナー画像の欠落や汚染が発生しない。

（４）良好なＯＨＰ透過性を有するので、フルカラート
ナーにも適用が容易である。

（５）機械的な耐久性が高いため、長時間の使用や連続
使用においても初期と同様の画質を維持しうる。

以上のように、本発明によれば容易な方法によって優れ
た効果を有するトナーが得られるので、本発明は工業的
にきわめて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図はフローテスターの中心部分を示す概略の断面図
であり、第２図はフローテスターのプランジャーストロ
ーク（変位）−温度曲線である。 １・　・　・プランジャー ２・　・　・シリンダー ３・　・　・試料 ４・　・　・ダイ ５・　・　・ダイ押え

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）着色剤、軟化点８０〜１３０℃である第一のポリ
   エステル樹脂及び軟化点１７０℃以上である第二のポリ
   エステル樹脂を含有する乾式トナーであつて、該第二の
   ポリエステル樹脂を該第一のポリエステル樹脂１００重
   量部に対して１〜３０重量部含有することを特徴とする
   乾式トナー。