JPH07128903A - 静電荷像現像用トナー - Google Patents

静電荷像現像用トナー

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JPH07128903A
JPH07128903A JP5301014A JP30101493A JPH07128903A JP H07128903 A JPH07128903 A JP H07128903A JP 5301014 A JP5301014 A JP 5301014A JP 30101493 A JP30101493 A JP 30101493A JP H07128903 A JPH07128903 A JP H07128903A
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polyester resin
resin
toner
lower alkyl
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JP5301014A
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Kazue Nakadera
一恵 中寺
Haruo Okuya
晴夫 奥谷
Hideki Tarubayashi
秀樹 樽林
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Tomoegawa Co Ltd
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Tomoegawa Paper Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低温定着性に優れ、かつオフセット防止効果
に優れた接触加熱定着方式に適した静電荷像現像用トナ
ーを提供する。 【構成】 結着樹脂および着色剤を主成分とする静電荷
像現像用トナーにおいて、該結着樹脂がエチレンイミン
誘導体を反応させたポリエステル樹脂であることを特徴
と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、静電記録
法、静電印刷法等において使用される静電荷像現像用ト
ナーに関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真法、静電記録法、静電印刷法等
においては、静電荷像支持体上に形成された静電荷像は
樹脂と着色剤を主成分とするトナー粒子により可視化さ
れる。この可視化された像はそのまま静電荷像支持体上
に定着されるか、あるいは他の支持体に転写された後定
着される。このためトナーには、単に現像性のみではな
く、良好な転写性および定着性が要求される。近年省エ
ネルギーの観点から低エネルギーで定着できるトナーに
対する要求が強い。加熱定着方法は、オーブン定着のよ
うな非接触加熱方式と熱ローラ定着のような接触加熱方
式とに大別される。接触加熱定着方式は、熱効率が高
い、定着部に大きな電力を使用しない、定着部を小型化
できるという利点がある。このため、省エネルギーの観
点からは好ましい方式である。しかしこの方式は、オフ
セットの発生という問題を有している。オフセットと
は、定着時に、像を形成しているトナーの一部が加熱ロ
ーラの表面に転移し、これが次に送られてくる支持体上
に転写され、画像を汚染する現象をいう。このオフセッ
ト現象を防止するため、種々の提案がなされている。
【0003】その一つは、トナー中にワックス等の離型
性を有する化合物を含有させる提案である。この提案は
広く実施されている。この化合物を配合した場合、感光
体上にワックスが付着し、いわゆるフィルミングが発生
し易くなると共に、貯蔵安定性に欠けるという問題を生
ずるものであった。またトナーを構成する樹脂に、高分
子量のポリマーを使用する提案もある。この場合オフセ
ットは防止できるが、軟化点が高くなるため定着温度が
高くなる、樹脂が強靭であるためトナー製造時の粉砕が
困難になる等の問題点を有しており、実用的ではない。
この問題点を解決するものとして、樹脂として低分子量
から高分子量までの広い分子量分布を有するスチレン等
のビニル系ポリマーを用いたトナーが提案されている。
このトナーは、オフセット防止と定着性に関してはある
程度満足できるものであるが、低温での定着性は満足で
きるものではない。
【0004】一方、ポリエステル樹脂に代表されるよう
な縮合系樹脂の場合には、比較的低分子量のポリマーが
得られる。そこでこれを用いた低温定着が可能なトナー
が提案されている。このトナーの場合、高い定着温度で
オフセットは発生するという問題点を有している。さら
には、高分子量のビニル系ポリマーと低分子量のポリエ
ステル樹脂を混合配合したトナーが、特開昭54−11
4245号公報、特開昭58−11955号公報、特開
昭58−14147号公報等で提案されている。このト
ナーは所定の定着温度以上に定着ローラーが温度上昇し
た場合のオフセット防止にはある程度の効果が認められ
るものの、両樹脂の均一混合が困難であり、このため摩
擦帯電性が不均一になり易いという問題点を有してい
る。
【0005】また、ポリエステル樹脂の一モノマー成分
として、3価以上のアルコールおよび/または3価以上
のカルボン酸を用いた架橋構造を有する樹脂を使用した
トナーが、特開昭54−86342、特開昭56−19
52、特開昭56ー21136、特開昭56−1686
60、特開昭57−37353、特開昭58−1414
6、特開昭59−30542、特開昭61−10556
1、特開昭61−105563、特開昭61−1249
61、特開昭61−275769号公報等で提案されて
いる。しかし、これらの樹脂を使用したトナーにおいて
も、多価アルコールまたは多価カルボン酸の樹脂中にお
ける配合量が30モル%以下の場合には、架橋反応が十
分に進行せず、オフセット防止効果は不十分である。ま
た30モル%よりも多く配合した場合には、オフセット
防止効果は認められる。しかし未反応のアルコール性水
酸基やカルボン酸のカルボニル基が残存し易く、トナー
の耐湿性が大幅に低下するという問題点を有している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来のトナーが有する課題を解決し、良好な現像性、転
写性、定着性を有する静電荷像現像用トナーを提供する
にある。さらに詳しくは、低温定着性に優れ、かつオフ
セット防止効果に優れた接触加熱定着方式に適した静電
荷像現像用トナーを提供する。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、結着樹脂およ
び着色剤を主成分とする静電荷像現像用トナーにおい
て、該結着樹脂がエチレンイミン誘導体を反応させたポ
リエステル樹脂であることを特徴とする静電荷像現像用
トナーを提供する。
【0008】本発明で使用されるエチレンイミン誘導体
を例示すると次の通りである。エチレンイミン、1−
(2−アミノエチル)エチレンイミン、1−(2−ヒド
ロキシエチル)エチレンイミン、1−(p−トルエンス
ルホニル)エチレンイミン、1−カルバミルエチレンイ
ミン、2−(1−アジリジル)エチルメタクリレート、
2−アジリジルプロピオン酸アリル酢酸ビニル、1,
1’−カルボニルビスエチレンイミン、1,6−ヘキサ
メチレンジエチレンウレア、ジフェニルメタン−ビス−
4,4’−N,N’−エチレンウレア、2,4−ジエチ
レンウレアトルイジン、トリス−1−アジリジニルホス
フィンスルフィド、トリス−1−アジリジニルホスフィ
ンオキシド、トリス[1−(2−メチル)アジリジニ
ル]ホスフィンオキシド、トリス−2,4,6−(1−
アジリジニル)−1,3,5−トリアジン、ω−アジリ
ジニルプロピオン酸−2,2’−ジヒドロキシルメチル
ブタノール−トリエステル、ヘキサ[1−(2−メチ
ル)−アジリジニル]トリホスファトリアジン等。
【0009】これらのエチレンイミン誘導体は、ポリエ
ステル樹脂中のカルボキシル基、水酸基、アミノ基、ス
ルホン酸基、不飽和基、エポキシ基と開環反応し、樹脂
中にアミノ基、尿素基を導入する。エチレンイミン誘導
体は、これらポリエステル樹脂中の官能基の総和に対し
1〜100モル%の量で添加される。また、エチレンイ
ミン誘導体を反応させることにより、負帯電性のポリエ
ステル樹脂を正帯電性に改質することもできる。また、
エチレンイミン基を2個以上有する化合物を使用するこ
とにより、樹脂を架橋することもできる。
【0010】本発明で使用されるポリエステル樹脂とし
ては、ジオール成分と、ジカルボン酸またはその低級ア
ルキルエステルと、フェノール性水酸基含有カルボン酸
またはその低級アルキルエステルとを主成分とする組成
物を縮重合させたポリエステル樹脂が特に好ましい。ジ
オール成分としては、次の化合物が例示される。ジエタ
ノールアミン、エチレングリコール、ジエチレングリコ
ール、プロピレングリコール、イソプレングリコール、
オクタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパ
ンジオール、スピログリコール、ネオペンチルグリコー
ル、1、3−ブタンジオール、1、4−ブタンジオー
ル、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオー
ル、1,6−ヘキサンジオール、ヘキシレングリコー
ル、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−
ペンタンジオール、ヒドロベンゾイン、ビス(β−ヒド
ロキシエチル)テレフタレート、ビス(ヒドロキシブチ
ル)テレフタレート、ポリオキシエチレン化ビスフェノ
ールA、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールA、ポ
リオキシエチレン化ビフェノール、ポリオキシプロピレ
ン化ビフェノール等。また、本発明のポリエステル樹脂
の重縮合に際しては、必要に応じてポリオール成分を添
加することもできる。この場合ポリオールとしてはグリ
セリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタ
ン、トリエタノールアミン、ペンタエリスリトール、ソ
ルビトール、グリセロール、1,3,5−トリヒドロキ
シメチルベンゼン等が使用される。
【0011】ジカルボン酸およびその低級アルキルエス
テルとしては次の化合物が例示される。フマル酸、マレ
イン酸、コハク酸、イタコン酸、メサコニン酸、シトラ
コン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレ
フタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、シクロヘキセ
ンジカルボン酸、アジピン酸、セバチン酸、ドデカン二
酸、ナフタレンジカルボン酸、ビフェニル−4,4’−
ジカルボン酸、2,3−ピペラジン・ジカルボン酸、イ
ミノジカルボン酸、イミダゾール−4,5−ジカルボン
酸、ピペリジン・ジカルボン酸、ピラゾールジカルボン
酸、N−メチルピラゾールジカルボン酸、N−フェニル
ピラゾールジカルボン酸、ピリジンジカルボン酸、カル
バゾール−3,6−ジカルボン酸、9−メチルカルバゾ
ール−3,6−ジカルボン酸、カルバゾール−3,6−
ジ酪酸、カルバゾール−3,6−γ,γ’−ジケト酪
酸、およびこれらの低級アルキルエステル等。
【0012】本発明のポリエステル樹脂の重縮合の際に
は、ポリカルボン酸およびその低級アルキルエステルを
添加することもできる。この場合のポリカルボン酸およ
びその低級アルキルエステルとしては、次の化合物が例
示される。トリメリット酸、ピロメリット酸、1,2,
4−シクロヘキサントリカルボン酸、1,2,4−ナフ
タレントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカ
ルボン酸、ピリジントリカルボン酸、ピリジン−2,
3,4,6−テトラカルボン酸、1,2,7,8−テト
ラカルボン酸、およびこれらの酸無水物、およびこれら
の低級アルキルエステル等。
【0013】フェノール性水酸基含有ジカルボン酸およ
びその低級アルキルエステルとしては次の化合物が例示
される。4−ヒドロキシイソフタル酸、5−ヒドロキシ
イソフタル酸、4,6−ジヒドロキシイソフタル酸、
2,5−ジヒドロキシ−1,4−ベンゼン二酢酸、ケリ
ダム酸、ビス(2−ヒドロキシ−3−カルボキシフェニ
ル)メタン、およびこれらの低級アルキルエステル等。
ポリエステル樹脂中におけるジオール成分、ジカルボン
酸またはその低級アルキルエステルおよびフェノール性
水酸基含有カルボン酸またはその低級アルキルエステル
の配合比は、樹脂の水酸基価、酸価およびフェノール性
水酸基の含有率を制御するため任意に変えることができ
る。
【0014】本発明で用いられるポリエステル樹脂は、
示差走査熱量計(DSC)で測定したガラス転移温度が
50℃以上、フローテスターで測定したフロー軟化点が
80〜150℃の範囲にあることが望ましい。この場
合、ガラス転移温度が50℃より低いとトナーの保存安
定性が低下し、またフロー軟化点が80℃より低いとト
ナーの保存安定性が低下し、一方150℃を超えると低
エネルギー定着が困難となるので好ましくない。
【0015】静電荷像現像用トナーは樹脂中に着色剤、
電荷制御剤、必要に応じて磁性粉等を分散混合し、粉砕
して製造する。着色剤としては、カーボンブラック、ア
ニリンブルー、フタロシアニンブルー、キノリンイエロ
ー、マラカイトグリーン、ランプブラック、ローダミン
−B、キナクリドン等が例示される。通常樹脂に対し1
〜20重量%が添加される。電荷制御剤としては、正帯
電用と負帯電用とがある。正帯電用としては、ニグロシ
ン染料、アンモニウム塩、ピリジニウム塩、アジン等が
例示される。これらの電荷制御剤は、ポリエステル樹脂
に対し通常0.1〜10重量%添加される。負帯電用と
しては、クロム錯体、鉄錯体等が例示される。以下本発
明を合成例、実施例に基づいてより詳細に説明する。
【0016】合成例1 2,2’−ビス4−(2−ヒドロキシエチレンオキシ)
フェニル]プロパン316g(1モル)、イソフタル酸
133g(0.8モル)、5−ヒドロキシイソフタル酸
ジメチル42g(0.2モル)、酢酸亜鉛二水和物2.
5gおよび酸化ジブチル錫2.5gを、撹拌器、コンデ
ンサーおよび窒素ガス導入管を備えた4つ口丸底フラス
コに入れ、窒素ガス導入管から窒素ガスを導入しながら
200℃に加熱した。メチルアルコール、水の留出が終
わった後、1時間をかけて230℃まで昇温し、4時間
さらに反応を進めた。得られた樹脂の酸価は、0.9K
OHmg/gであった。樹脂100gと1−(2−アミ
ノエチル)エチレンイミン0.14g(樹脂のカルボン
酸に対し100モル%)をコンデンサー付の容器に入
れ、充分混合した後、撹拌しながら窒素気流下120℃
に加熱し、1時間保持した。DSCで測定したこの樹脂
のガラス転移温度は67℃、高化式フローテスターで測
定した溶融開始温度は99℃、フロー軟化点は115
℃、酸価はゼロであった。
【0017】合成例2 2,2’−ビス[4−(2−ヒドロキシエチレンオキ
シ)フェニル]プロパン253g(0.8モル)、ネオ
ペンチルグリコール31g(0.3モル)、イソフタル
酸ジメチル97g(0.5モル)、無水フタル酸74g
(0.5モル)、トリメリット酸21g(0.1モル)
を合成例1と同様に操作して反応させた。得られた樹脂
のガラス転移温度59℃、溶融開始温度86℃、フロー
軟化点102℃、酸価20.4KOHmg/gであっ
た。この樹脂粉末100gと1,6−ヘキサメチレンジ
エチレンウレア1.38g(樹脂のカルボン酸に対し1
5モル%)とを充分に混合した後、窒素気流下、120
℃に加熱し1時間保持した。得られた時間のガラス転移
温度61℃、溶融開始温度89℃、フロー軟化点107
℃、酸価14.6KOHmg/gであった。
【0018】合成例3 2,2’−ビス[4−(2−ヒドロキシエチレンオキ
シ)フェニル]プロパン253g(0.8モル)、ネオ
ペンチルグリコール31g(0.3モル)、イソフタル
酸ジメチル97g(0.5モル)、無水フタル酸74g
(0.5モル)、トリメリット酸21g(0.1モ
ル)、1,6−ヘキサメチレンジエチレンウレア2.3
gを4つ口丸底フラスコに入れ、窒素気流下で約2時間
かけて180℃まで昇温した。ついで200℃で1時
間、220℃で3時間保持した。メチルアルコール、水
の留出が終わった段階で、減圧しさらに2時間反応させ
た。得られた樹脂のガラス転移温度60℃、溶融開始温
度86℃、フロー軟化点100℃、酸価10KOHmg
/gであった。
【0019】比較合成例1 合成例1と同様に操作してポリエステル樹脂を製造し
た。ただし、1−(2−アミノエチル)エチレンイミン
との反応は実施しなかった。このポリエステル樹脂のガ
ラス転移温度は67℃、溶融開始温度は98℃、フロー
軟化点は116℃であった。
【0020】比較合成例2 合成例2と同様に操作してポリエステル樹脂を製造し
た。ただし、1,6−ヘキサメチレンジエチレンウレア
との反応は実施しなかった。このポリエステル樹脂のガ
ラス転移温度は59℃、溶融開始温度は86℃、フロー
軟化点は102℃であった。
【0021】実施例1 合成例1の樹脂 100重量部 カーボンブラック(三菱化成(株)製、“MA−100”) 5重量部 ニグロシン系染料(オリエント化学(株)製、“ボントロンNO−4”) 2重量部 上記配合からなる混合物を二軸混練機を用いて約150
℃で溶融混練した。溶融混練物を冷却した後、粉砕、分
級して平均粒子径10μmの正帯電性トナー粒子を得
た。このトナー粒子100重量部に疎水性コロイダルシ
リカ0.5重量部を外添して本発明のトナーを得た。上
記トナーとフェライトキャリアーを5/95の重量比で
混合して二成分現像剤を製造した。PES−LABOR
ATORIUM社製q/dMETERを用いて、粒子の
帯電分布を測定したところ、反対電荷粒子は混入してい
なかった。
【0022】市販の複写機で撮像した後、テフロン表面
コートした定着ローラと、シリコンゴムで表面被覆した
圧着ローラからなる定着器を用いてトナー像を上質紙に
熱定着した。このとき定着ローラの表面温度は130±
5℃、線速度は200/秒であった。その結果オフセッ
トの発生はなかった。また形成された定着画像に対して
綿パットによる摺擦を施し、下記式によって定着強度を
算出し低エネルギー定着性の指標とした。なお、画像濃
度はマクベス反射濃度計RD−914により測定した。
摺擦後の定着画像の画像濃度/摺擦前の定着画像の画像
濃度×100(%)その結果、得られた定着強度は87
%であり、実用上十分なものであった。
【0023】実施例2 合成例2の樹脂 100重量部 カーボンブラック(三菱化成(株)製、“#40”) 5重量部 4級アンモニウム塩系染料(オリエント化学(株)製、“ボントロンP−51” ) 2重量部 実施例1と同様に操作して溶融混練、冷却、粉砕、分級
して平均粒子径8μmの正帯電性トナー粒子を得た。粉
砕性は、実施例1の溶融混練物よりも優れていた。つい
で実施例1と同様に操作して本成分のトナーおよび二成
分現像剤を製造した。撮像後、実施例1と同様に操作し
て定着試験を実施した。その結果オフセットの発生もな
く、定着強度は95%であり満足すべきものであった。
【0024】実施例3 合成例3の樹脂 100重量部 カーボンブラック(三菱化成(株)製、“#40”) 5重量部 クロム系錯塩染料(保土谷(株)製、“TRH”) 2重量部 実施例1と同様に操作して溶融混練、冷却、粉砕、分級
して平均粒子径8μmの負帯電性トナー粒子を得た。つ
いでフェライトキャリアと該トナー粒子を5/95の重
量比で混合し、本発明のトナーおよび二成分現像剤を製
造した。実施例1と同様に撮像、熱定着試験を実施し
た。その結果、オフセットの発生もなく、定着強度は9
7%であり十分満足すべきものであった。
【0025】なお実施例1〜3で得られた二成分現像剤
を市販の複写機を用い10000枚の連続複写を行った
ところ、ベタ画像のマクベス反射濃度がいずれも1.4
以上であり、かつ非画像部の地カブリは0.6以下であ
って実用上問題のない画質の画像を得ることができた。
【0026】比較例1 比較合成例1の樹脂 100重量部 カーボンブラック(三菱化成(株)製、“#40”) 5重量部 ニグロシン系染料(オリエント化学(株)製、“ボントロンNO−4”) 2重量部 実施例1と同様に操作して二成分現像剤を製造し、トナ
ー粒子の帯電分布を測定した。マイナス帯電性粒子を含
有するものであった。実施例1と同様に撮像、熱定着試
験を実施したところ、定着強度は85%で十分であった
が、オフセットが発生し、かつ市販の複写機による連続
複写試験では1.3の地カブリ(マクベス反射濃度計に
よる)を生じ、画質の点で問題を有するものであった。
【0027】比較例2 合成例2の樹脂の代わりに比較合成例2の樹脂を用いた
他は、実施例2と同様に操作して二成分現像剤を製造し
た。トナー粒子の帯電性分布を測定したところ、マイナ
ス帯電粒子の混在が認められた。実施例1と同様に撮
像、熱定着試験を実施した。その結果、定着強度は75
%で充分であったが、オフセットの発生が認められた。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、低温での定着性、耐オ
フセット性および帯電均一性に優れた静電荷像現像用ト
ナーが提供される。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 結着樹脂および着色剤を主成分とする静
    電荷像現像用トナーにおいて、該結着樹脂がエチレンイ
    ミン誘導体を反応させたポリエステル樹脂であることを
    特徴とする静電荷像現像用トナー。
  2. 【請求項2】 該ポリエステル樹脂が、ジオール成分
    と、ジカルボン酸またはその低級アルキルエステルと、
    フェノール性水酸基含有カルボン酸またはその低級アル
    キルエステルとを主成分とする組成物を縮重合させた樹
    脂である請求項1記載の静電荷像現像用トナー。
JP5301014A 1993-11-05 1993-11-05 静電荷像現像用トナー Withdrawn JPH07128903A (ja)

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JP5301014A JPH07128903A (ja) 1993-11-05 1993-11-05 静電荷像現像用トナー
US08/331,948 US5447814A (en) 1993-11-05 1994-10-31 Polyester modified with ethyleneimine derivative binder for toner
EP94308043A EP0655656B1 (en) 1993-11-05 1994-11-01 Toner for developing electrostatic image
DE69423426T DE69423426T2 (de) 1993-11-05 1994-11-01 Toner für Entwicklung elektrostatischer Bilder
US08/523,119 US5565292A (en) 1993-11-05 1995-09-01 Toner for developing electrostatic image

Applications Claiming Priority (1)

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JP5301014A JPH07128903A (ja) 1993-11-05 1993-11-05 静電荷像現像用トナー

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