JPH063855A - 静電荷像現像用トナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オフセット現象を生ずることなく、低エネル
ギー定着が可能な静電荷像現像用トナーを提供するこ
と。 【構成】 芳香族ビニルモノマーにより変性したポリオ
レフィンワックスと硬化ヒマシ油とを含有する静電荷像
現像用トナー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法、静電印刷
法、静電記録法等において形成される静電荷像を現像す
るためのトナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に静電荷像は、バインダー樹脂より
なる微粒子体中に着色剤等が含有されてなるトナーによ
り現像され、かくして得られたトナー像は転写紙等の像
支持体上に転写されたのち定着されるものである。かか
る定着の方法としては、オーブン定着等の非接触加熱方
式と熱ロール定着等の接触加熱方式とがある。接触加熱
方式は熱効率が高い点で非接触加熱方式よりも優れてお
り、特に高速定着が可能で高速複写機の定着機構に好適
である。近年このような複写機の高速化、プリンター等
の小型化が進む中エコロジー・省エネルギーが叫ばれ、
低エネルギー定着の要求が高まっている。従来、低エネ
ルギー定着、すなわち低温度の熱ロールにおいてトナー
に十分な定着性能をもたせるための技術手段としては、
低軟化点のバインダー樹脂を使用することが試みられて
いた。しかしながら、トナーの構成成分に低軟化点のバ
インダー樹脂を使用するとオフセット現象を発生するた
めポリオレフィンを含有することが提案されていた。と
ころが、軟化点の高いポリオレフィンを使用すると低温
度定着が困難となり、また、軟化点の低いポリオレフィ
ンを使用するとトナーの流動性、保存安定性の低下の問
題を生じ良好な可視画像の形成に困難をきたしていた。
また、最近の高画質化志向にともない小粒径のトナーを
構成する材料の分散性向上が要求されているが、ポリオ
レフィン等のワックスは元来アクリル系、ポリエステル
系等のバインダー樹脂に対する相溶性が悪く、そのため
にワックス成分がトナーから脱離し、感光体へのフィル
ミングの発生という問題を生じていた。以上のとおり、
従来技術によるトナーでは、低エネルギー定着とオフセ
ット現象防止を両立して達成することが困難であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、オフセット
現象を生ずることなく低エネルギー定着が可能なトナー
を提供することを目的とし、合せて流動性・保存性も損
なわずに良好な現像・定着を行うことのできる静電荷像
現像用トナーを提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、芳香族ビニル
モノマーにより変性したポリオレフィンワックスと硬化
ヒマシ油とを含有してなることを特徴とする静電荷像現
像用トナーである。

【０００５】以下、本発明を詳述する。本発明の静電荷
像現像用トナーを構成する芳香族ビニルモノマーにより
変性したポリオレフィンワックスは、ポリオレフィンか
らなる主鎖に芳香族ビニルモノマーをグラフト共重合せ
しめて得られる重合体である。芳香族ビニルモノマーに
より変性したポリオレフィンワックスのポリオレフィン
成分は、単一のオレフィンモノマーより得られるホモポ
リマー型或いはオレフィンモノマーをこれと共重合可能
な他のモノマーと共重合させて得られるコポリマー型の
何れの型のものであってもよい。前記オレフィンモノマ
ーには、例えばエチレン、プロピレン、プテン−１、ペ
ンテン−１、ヘキセン−１、ヘプテン−１、オクテン−
１、ノネン−１、デセン−１、及び不飽和結合の位置を
異にするそれらの異性体、並びに例えば８−メチル−１
−ブテン、８−メチル−２−ペンテン、８−プロピル−
５−メチル−２−ヘキセン等のそれらにアルキル基より
成る分岐鎖を有するもの、その他のすべてのオレフィン
モノマーが含まれる。

【０００６】また、オレフィンモノマーと共重合可能な
他のモノマーとしては、他のオレフィンモノマーのほ
か、例えばビニルメチルエーテル、ビニル−ｎ−ブチル
エーテル、ビニルフエニルエーテル等のビニルエーテル
類、例えばビニルアセテート、ビニルブチレート等のビ
ニルエステル類、例えば弗化ビニル、弗化ビニリデン、
テトラフルオロエチレン、塩化ビニル、塩化ビニリデ
ン、テトラクロロエチレン等のハロオレフィン類、例え
ばメチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−ブチ
ルアクリレート、メチルメタアクリレート、エチルメタ
アクリレート、ｎ−ブチルメタアクリレート、ステアリ
ルメタアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメ
タアクリレート、ｔ−ブチルアミノエチルメタアクリレ
ート等のアクリル酸エステル類若しくはメタアクリル酸
エステル類、例えばアクリロニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチ
ルアクリルアミド等のアクリル酸誘導体、例えばアクリ
ル酸、メタアクリル酸、マレイン酸、フマール酸、イタ
コン酸等の有機酸類、ジエチルフマレート、β−ピネン
等種々のものを挙げることができる。

【０００７】従って、前記ポリオレフィン成分をコポリ
マー型のものとする場合においては、上記の如きオレフ
ィンモノマーの少なくとも２種以上を共重合させて得ら
れるオレフィンコポリマー型のもの、例えばエチレン−
プロピレン共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチ
レン−ペンテン共重合体、プロピレン−ブテン共重合
体、プロピレン−ペンテン共重合体、エチレン−８−メ
チル−１−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン−ブ
テン共重合体などのコポリマー型のもの、又は上記の如
きオレフィンモノマーの少なくとも１種と上記の如きオ
レフィンモノマー以外のモノマーの少なくとも１種とを
共重合させて得られるオレフィンコポリマー型のもの、
例えばエチレン−ビニルアセテート共重合体、エチレン
−ビニルメチルエーテル共重合体、エチレン−塩化ビニ
ル共重合体、エチレン−メチルアクリレート共重合体、
エチレン−メチルメタアクリレート共重合体、エチレン
−アクリル酸共重合体、プロピレン−ビニルアセテート
共重合体、プロピレン−ビニルエチルエーテル共重合
体、プロピレン−エチルアクリレート共重合体、プロピ
レン−メタアクリル酸共重合体、ブテン−ビニルメチル
エーテル共重合体、ブテン−メチルメタアクリレート共
重合体、ペンテン−ビニルアセテート共重合体、ヘキセ
ン−ビニルブチレート共重合体、エチレン−プロピレン
−ビニルアセテート共重合体、エチレン−ビニルアセテ
ート−ビニルメチルエーテル共重合体などのコポリマー
型のものとすることができる。

【０００８】本発明を構成するポリオレフィンワックス
は、前記ポリオレフィン成分を下記に述べる芳香族ビニ
ルモノマーからなる変性成分によりグラフト化されたも
のである。この変性成分としての芳香族ビニルモノマー
の具体例としては、例えば１−フエニルプロペン、スチ
レン、ｏ−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−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ヘキシ
ルスチレン、ｐ−ｎ−オクチルスチレン、ｐ−ｎ−ノニ
ルスチレン、ｐ−ｎ−デシルスチレン、ｐ−ｎ−ドデシ
ルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−フエニルスチ
レン、ｐ−クロルスチレン、８，４−ジクロルスチレン
等を挙げることができる。以上のごとき芳香族ビニルモ
ノマーと、前述のポリオレフィンとを用い、通常の方法
および条件に従ってグラフト共重合をおこなうことによ
り、芳香族ビニルモノマーにより変性したポリオレフィ
ンワックスを得ることができる。例えば、オゾン化され
たポリエチレンに芳香族ビニルモノマーを反応させる方
法、あるいは放射線を利用してグラフト化をおこなわせ
る方法等を利用することができる。

【０００９】また、本発明の静電荷像現像用トナーを構
成する硬化ヒマシ油は、グリセリン＝トリ１２−ヒドロ
キシステアラートを主成分とするヒマシ油に水素添加し
て得られる油脂系合成ワックスである。硬化ヒマシ油の
上市されているものとしては、川研ファインケミカル社
の「ヒマ硬」、「Ｋ−３−ワックス」、「Ｋ−３−ワッ
クス−３００」、「半硬化ヒマ」（各れも商品名）があ
り、また小倉合成工業社の「カスターワックス（商品
名）」、Ｃａｓ Ｃｈｅｍ Ｉｎｃ．社の「Ｃａｓｔｏ
ｒ ｗａｘ」、「Ｃａｓｔｏｒ ｗａｘ ＭＰ−８
０」、「Ｃａｓｔｏｒｗａｘ ＭＰ−７０」（各れも商
品名）等がある。

【００１０】本発明においては、芳香族ビニルモノマー
により変性したポリオレフィンワックスと硬化ヒマシ油
との合計の含有量は、樹脂成分中１重量％〜３０重量％
で、かつ該硬化ヒマシ油の含有量は樹脂成分中０．５重
量％〜１５重量％であることが好ましい。この場合、樹
脂成分中の該ポリオレフィンワックスと硬化ヒマシ油の
合計量が１重量％未満の場合には定着性に効果がなく、
３０重量％より多い場合はトナーの流動性の低下が生じ
好ましくない。一方、硬化ヒマシ油が０．５重量％未満
の場合についても定着性に効果がなく、１５重量％より
多い場合についてもトナーの流動性の低下がとくに顕著
に生じやすいため好ましくない。

【００１１】本発明の静電荷像現像用トナーは、前記芳
香族ビニルモノマーにより変性したポリオレフィンワッ
クスと硬化ヒマシ油およびバインダー樹脂、必要に応じ
てモノアゾ染料の金属錯塩や第４級アンモニウム塩、ニ
グロシン系染料等の帯電制御剤、カーボンブラック等の
着色剤、磁性粉等を熱ロール、ニーダー、エクストルー
ダー等の熱混練機によって、熱溶融混練した後、通常の
粉砕、分級工程（粉砕法）によって平均粒子径４〜１２
μｍの粒子にして得ることができる。また本発明のトナ
ーを製造するには、重合法によるトナーの製造プロセ
ス、すなわち芳香族ビニルモノマーにより変性したポリ
オレフィンワックス、硬化ヒマシ油、帯電制御剤、着色
剤、磁性粉等の存在下においてバインダー樹脂となる重
合性単量体と重合せしめて得ることもできる。

【００１２】本発明のトナーを構成するバインダー樹脂
としては、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ビニル系樹脂、ポリアクリレート、ポリメタクリレ
ート、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリルニトリル、ポ
リエーテル、ポリカーボネート、熱可塑性ポリエステ
ル、熱可塑性エポキシ樹脂、セルロース系樹脂及びそれ
らのモノマーの共重合樹脂などの熱可塑性樹脂の他、変
性アクリル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリ
ア樹脂などの熱硬化性樹脂を使用することができる。

【００１３】

【作用】本発明のトナーを構成する硬化ヒマシ油は、静
電荷像現像用トナーの軟化点を低下せしめる機能を有す
るため低温度の熱ローラーでも熱溶融し低エネルギー定
着を可能ならしめる。また、芳香族ビニルモノマーによ
り変性したポリオレフィンワックスのポリオレフィン成
分は、高温の熱ローラーにおける非オフセット領域を広
げることができるため、オフセット現象の防止に有効で
ある。また、芳香族ビニルモノマーにより変性したポリ
オレフィンワックスは、側鎖にバインダー樹脂と類似極
性基を有する芳香族ビニルモノマーで変性されているた
め、バインダー樹脂との親和性が向上しバインダー樹脂
中に均一に分散することができる。このようにしてバイ
ンダー樹脂中に均一に分散された芳香族ビニルモノマー
により変性したポリオレフィンワックスは、バインダー
樹脂と硬化ヒマシ油との相溶性を増長させる機能をも発
揮し、従ってバインダー樹脂中に硬化ヒマシ油が均一に
分散することによりトナーに対して低エネルギー定着お
よびオフセット現象の防止に有効に作用する。また、芳
香族ビニルモノマーにより変性したポリオレフィンワッ
クスがバインダー樹脂中に均一に分散することにより、
ポリオレフィンワックス成分および硬化ヒマシ油のバイ
ンダー樹脂からの脱離がなくなるという効果を有する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。な
お、実施例中の部とは全て重量部を示す。 実施例１ 上記の材料を混合後、熱溶融混練し、ジェットミルで粉
砕後、分級して平均粒子径１０μｍの本発明の静電荷像
現像用トナーを得た。次に上記実施例について下記の項
目の試験をおこなった。 （１）非オフセット温度領域 熱ロールへのオフセット現象の指標となる試験項目であ
る。まず、上記の実施例で得た静電荷像現像用トナー１
００部にたいして、疎水性シリカ（日本アエロジル社製
商品名：Ｒ９７２）を０．４部ヘンシェルミキサーで
外添し、このトナー４部とノンコートフェライトキャリ
ア（パウダーテック社製 商品名：ＦＬ−１０２０）９
６部とを混合して現像剤を作成した。次に該現像剤を使
用して市販の複写機（シャープ社製 商品名：ＳＦ−９
５００）にてＡ４の転写紙に縦２ｃｍ、横５ｃｍの帯状
の未定着画像を複数作成した。次に、表層がテフロンで
形成された熱ロールと、表層がシリコンゴムで形成され
た圧力定着ロールとよりなる定着器をロール圧力が５ｋ
ｇ／ｃｍ² およびロールスピードが４５０ｍｍ／ｓｅｃ
になるように調節し、該熱ロールの設定温度を段階的に
変化させて、各設定温度において上記未定着画像を有し
た転写紙のトナー像の定着をおこなった。このとき、該
転写紙の余白部分にトナー汚れが生ずるか否かの観察を
おこない、トナーによる汚れが生じない温度領域を非オ
フセット領域とした。 （２）定着強度 上記の定着器の設定温度を１６０℃および１８０℃に調
節し、前記未定着画像を有した転写紙のトナー像の定着
をおこなった。そして、形成された定着画像に対して綿
パッドによる摺擦を施し、下記式によって１６０℃およ
び１８０℃における定着強度を算出し低エネルギー定着
性の指標とした。 （３）流動性 トナー４重量部と鉄粉キャリア９６重量部とを混合して
現像剤を作製し、ＪＩＳ−Ｚ２５０２（金属粉の流動度
試験方法）に準拠して流動性を試験した。流動性の判定
は、測定装置から現像剤が落下するか否かにより判断し
た。 （４）保存性 トナーを容器に入れて、温度４５℃の雰囲気中で２４時
間放置した時の凝集の有無を調べた。上記のような試験
によって得られた実施例１の結果は、次の通りであっ
た。 また、流動性および保存性については問題はなかった。

【００１５】実施例２ 上記の材料を混合後、熱溶融混練し、ジェットミルで粉
砕後、分級して平均粒子径１０μｍの本発明の静電荷像
現像用トナーを得た。次に、実施例１と同様な試験をお
こない、その結果は下記の通りであった。 また、流動性および保存性については問題はなかった。

【００１６】実施例３ 上記の材料を混合後、熱溶融混練し、ジェットミルで粉
砕後、分級して平均粒子径１０μｍの本発明の静電荷像
現像用トナーを得た。次に、実施例１と同様な試験をお
こない、その結果は下記の通りであった。 また、流動性および保存性については問題はなかった。

【００１７】実施例４ 上記の材料を混合後、熱溶融混練し、ジェットミルで粉
砕後、分級して平均粒子径１０μｍの本発明の静電荷像
現像用トナーを得た。次に、実施例１と同様な試験をお
こない、その結果は下記の通りであった。 また、流動性および保存性については問題はなかった。

【００１８】比較例１ 硬化ヒマシ油２．５部およびスチレン変性ポリエチレン
ワックス２．５部を配合しない以外は実施例１と同様に
して比較用の静電荷像現像用トナーを得た。次に、実施
例１と同様な試験をおこない、その結果は下記の通りで
あった。 上記結果のとおり、硬化ヒマシ油およびスチレン変性ポ
リエチレンワックスを配合しない比較例１では、配合し
た実施例１よりも非オフセット温度領域の低温側が５℃
高く、非オフセット温度領域が５℃縮小され、かつ定着
強度が劣ることが確認された。

【００１９】比較例２ 硬化ヒマシ油２．５部およびスチレン変性ポリエチレン
ワックス２．５部の代わりにポリプロピレンワックス
（三洋化成工業社製 商品名：ビスコール５５０Ｐ）５
部のみにした以外は実施例１と同様にして比較用の静電
荷像現像用トナーを得た。次に、実施例１と同様な試験
をおこない、その結果は下記の通りであった。 上記結果のとおり、硬化ヒマシ油およびスチレン変性ポ
リエチレンワックスをポリプロピレンワックスに代えた
比較例２では、実施例１よりも非オフセット温度領域の
低温側が５℃高く、かつ定着強度が劣ることが確認され
た。

【００２０】比較例３ 硬化ヒマシ油２．５部およびスチレン変性ポリエチレン
ワックス２．５部の代わりに硬化ヒマシ油５部のみにし
た以外は実施例１と同様にして比較用の静電荷像現像用
トナーを得た。次に、実施例１と同様な試験をおこな
い、その結果は下記の通りであった。 上記結果のとおり、硬化ヒマシ油およびスチレン変性ポ
リエチレンワックスを硬化ヒマシ油だけにした比較例３
では、実施例１よりも非オフセット温度領域の高温側が
５℃低く、非オフセット温度領域が５℃縮小され、かつ
定着強度が劣ることが確認された。

【００２１】比較例４ 硬化ヒマシ油２．５部およびスチレン変性ポリエチレン
ワックス２．５部の代わりにスチレン変性ポリエチレン
ワックス５部のみにした以外は実施例１と同様にして比
較用の静電荷像現像用トナーを得た。次に、実施例１と
同様な試験をおこない、その結果は下記の通りであっ
た。 上記結果のとおり、硬化ヒマシ油およびスチレン変性ポ
リエチレンワックスをスチレン変性ポリエチレンワック
スだけにした比較例４では、実施例１よりも定着強度が
劣ることが確認された。

【００２２】比較例５ 硬化ヒマシ油５部およびスチレン変性ポリエチレンワッ
クス５部の代わりに硬化ヒマシ油１０部のみにした以外
は実施例２と同様にして比較用の静電荷像現像用トナー
を得た。次に、実施例１と同様な試験をおこない、その
結果は下記の通りであった。 上記結果のとおり、硬化ヒマシ油およびスチレン変性ポ
リエチレンワックスを硬化ヒマシ油だけにした比較例５
では、実施例２よりも非オフセット温度領域の高温側が
５℃低く、非オフセット温度領域が５℃縮小され、かつ
定着強度が劣ることが確認された。

【００２３】比較例６ 硬化ヒマシ油２．５部およびスチレン変性ポリエチレン
ワックス２．５部の代わりにポリエチレンワックス（ヘ
キスト社製 商品名：ＰＥ−１９０）５部のみにした以
外は実施例１と同様にして比較用の静電荷像現像用トナ
ーを得た。次に、実施例１と同様な試験をおこない、そ
の結果は下記の通りであった。 上記結果のとおり、硬化ヒマシ油およびスチレン変性ポ
リエチレンワックスをスチレン変性していないポリエチ
レンワックスだけにした比較例６では、実施例１よりも
非オフセット温度領域全体が５℃高温側にシフトし、か
つ定着強度が劣ることが確認された。

【００２４】比較例７ スチレン変性ポリエチレンワックス２．５部の代わりに
ポリエチレンワックス（ヘキスト社製 商品名：ＰＥ−
１９０）２．５部にした以外は実施例２と同様にして比
較用の静電荷像現像用トナーを得た。次に、実施例１と
同様な試験をおこない、その結果は下記の通りであっ
た。 上記結果のとおり、硬化ヒマシ油およびスチレン変性ポ
リエチレンワックスをスチレン変性していないポリエチ
レンワックスだけにした比較例７では、実施例２よりも
非オフセット温度領域の低温側が５℃高く、非オフセッ
ト温度領域が５℃縮小され、かつ定着強度が劣ることが
確認された。

【００２５】比較例８ スチレン変性ポリエチレンワックス１５部の代わりにポ
リエチレンワックス（ヘキスト社製 商品名：ＰＥ−１
９０）１５部にした以外は実施例４と同様にして比較用
の静電荷像現像用トナーを得た。次に、実施例１と同様
な試験をおこない、その結果は下記の通りであった。 上記結果のとおり、硬化ヒマシ油およびスチレン変性ポ
リエチレンワックスをスチレン変性していないポリエチ
レンワックスだけにした比較例８では、実施例４よりも
非オフセット温度領域の低温側が１０℃高く、非オフセ
ット温度領域が５℃縮小され、かつ定着強度が劣ること
が確認された。

【００２６】

【発明の効果】本発明の静電荷像現像用トナーは、十分
に広い非オフセット温度領域を有しながら、低い温度で
十分な定着強度を有するのでオフセット現象を生ずるこ
となく低エネルギー定着が可能となり、かつ流動性、保
存性を損わずに良好な現像、定着をおこなうことのでき
る効果を奏する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 義昭 静岡県静岡市用宗巴町３番１号 株式会社 巴川製紙所化成品工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芳香族ビニルモノマーにより変性したポ
   リオレフィンワックスと硬化ヒマシ油とを含有してなる
   ことを特徴とする静電荷像現像用トナー。
2. 【請求項２】 芳香族ビニルモノマーにより変性したポ
   リオレフィンワックスと硬化ヒマシ油との合計の含有量
   が樹脂成分中１重量％〜３０重量％で、かつ該硬化ヒマ
   シ油の含有量が樹脂成分中０．５重量％〜１５重量％で
   あることを特徴とする請求項１記載の静電荷像現像用ト
   ナー。