JPH07219264A

JPH07219264A - 電子写真用トナー

Info

Publication number: JPH07219264A
Application number: JP6030800A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Hattori; 和芳服部; Hideyuki Kubota; 英之久保田
Original assignee: Tomoegawa Paper Co Ltd
Current assignee: Tomoegawa Co Ltd
Priority date: 1994-02-03
Filing date: 1994-02-03
Publication date: 1995-08-18

Abstract

(57)【要約】【目的】低溶融開始温度を有するにもかかわらず、ブ
ロッキングなどが発生することのない電子写真用トナー
を提供することを目的とする。【構成】少なくとも結着樹脂と着色剤を含有し、溶融
開始温度が４０℃以上１００℃以下であるトナー母粒子
の表面にセラック樹脂の皮膜が設けられたことを特徴と
する電子写真用トナー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真用トナー特に熱
ロール定着用電子写真用トナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より電子写真等に使用される現像方
式としては、結着樹脂を主成分とする絶縁性微粉末、す
なわちトナーと、該トナーを磁性キャリアとの摩擦によ
り帯電させ、感光体上に形成した静電潜像を磁気ブラシ
により現像する２成分方式、磁性トナーのみで現像する
磁性１成分磁気ブラシ現像方式、非磁性トナーを現像ス
リーブ上に薄層に形成させ、感光体と接触または非接触
で現像するいわゆる非磁性１成分方式の現像方式が知ら
れている。

【０００３】これらの方式で現像されたトナーは転写紙
上に転写された定着プロセスで定着される。定着方式と
して熱ロール、オーブン、フラッシュ等を用いた熱定着
方式による場合、トナーの溶融開始温度がその定着性能
を維持するための重要な因子であり、より高速、より低
温などの熱エネルギーの削減のためにはトナーの溶融開
始温度が低い方が好ましい。しかしながら、トナーの溶
融開始温度を低くすると、該温度の低下に伴ないブロッ
キング性が悪化するといった問題点が発生する。すなわ
ち高温下でのトナー保存によるブロッキング、あるいは
現像器内でのキャリアとの摩擦によるキャリアへのトナ
ーのブロッキング、クリーニングプロセスでの回収トナ
ーのブロッキング等が該当する。また特に非磁性１成分
方式の場合、スリーブ上にトナー層形成のためのブレー
ドでトナーを摩擦して帯電及び層形成されるため、トナ
ーに熱あるいは圧力といったストレスがかかることにな
り、トナー自身に耐熱、耐圧性が無いとスリーブやブレ
ードに対するトナーのブロッキングが発生し、現像性が
大きく損なわれることになる。

【０００４】従来のトナーは、ポリスチレン系、ポリエ
ステル系等の結着樹脂類にカーボンブラック等の着色剤
及び磁性粉、染料などを適当な比率で混合し、熱溶融混
練後、１〜２５μｍに微粉砕したものが用いられてお
り、前記ブロッキングを防止するために、トナーのガラ
ス転移温度は高く設計されており、ブロッキング、融着
に関しては非常に良好であるが、定着性能が悪く、より
低温での定着が望まれている。

【０００５】ブロッキング性の改善方法としてはトナー
表面に流動化剤を外添したり、あるいは有機材料、無機
材料を機械的に付着させる表面改質法が知られている。
しかしこれらの方法では完全にトナー粒子表面に材料粒
子を被覆することは困難である。従ってトナー表面に付
着させた微粉末を再度溶融し、トナー表面に被覆させた
後に固化するか、または、液体の材料を用いてトナー表
面を被覆し、その後固化させる等の処理を行なう必要が
あり複雑な工程を要する問題を提起するものであった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の如き
実情に鑑み、低温定着可能な低軟化点の結着樹脂を用い
たトナーでブロッキングの発生しない長寿命の電子写真
用トナーを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる電子写真
用トナーは、少なくとも結着樹脂と着色剤とを含有し、
溶融開始温度が４０℃以上１００℃以下であるトナー母
粒子の表面に下記一般式（２）

【０００８】

【化２】〔式中Ｒ＝ＣＨＯもしくはＣＯＯＨＲ′＝ＣＨ₂ＯＨもしくはＣＨ₃(但し平均３／４はＲ′
＝ＣＨ₂ＯＨ）〕で示されるセラック樹脂を被覆するこ
とにより、前記目的を達成した。

【０００９】本発明の電子写真用トナーのトナー母粒子
は、従来のトナーと同様に、大部分が結着樹脂から構成
されているため、どのような結着樹脂を使用するかがト
ナーの溶融開始温度に大きな影響を及ぼす。本発明の電
子写真用トナーのトナー母粒子に使用される結着樹脂に
は、従来から用いられているポリスチレン、スチレン−
アクリル酸エステル共重合体、ポリエステル、エポキシ
樹脂等を使用することができるが、トナー母粒子の溶融
開始温度を下げるためには、できるだけ分子量の小さい
樹脂を使用することが好ましい。分子量の小さい樹脂は
分子量の大きい樹脂と比較して溶融開始温度が低く、ま
た、ガラス転移点（Ｔｇ）の低い樹脂は高い樹脂と比較
してやはり溶融開始温度が低いので好適に用いられる。
このような樹脂としては、例えば数平均分子量が９，０
００以下であり、かつガラス転移点が６０℃以下のスチ
レン−メタアクリル酸ステル共重合体が好ましく、かか
る樹脂は溶融開始温度が４０℃以上１００℃以下のもの
である。

【００１０】本発明で用いられるスチレン／（メタ）ア
クリル酸エステル共重合体を構成するアクリル成分の単
量体としては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸
エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチ
ル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ｎ−オクチル、ア
クリル酸ドデシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸２
−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、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、メタアクリル酸メチル、メタアクリル
酸エチル、メタアクリル酸プロピル、メタアクリル酸ｎ
−ブチル、メタアクリル酸イソブチル、メタアクリル酸
ｎ−オクチル、メタアクリル酸ドデシル、メタアクリル
酸ラウリル、メタアクリル酸２−エチルヘキシル、メタ
アクリル酸ステアリル、メタアクリル酸フェニル、メタ
アクリル酸ジメチルアミノエチルなどが挙げることがで
きる。

【００１１】

【作用】このように、使用する結着樹脂を選択すること
により、トナー母粒子の溶融開始温度を、従来の溶融開
始温度である１１０℃より低く、より具体的には１００
℃以下に制御することができる。しかしながら、必要以
上に結着樹脂の溶融開始温度を低くすること、すなわ
ち、例えば溶融開始温度を４０℃より低くすると、夏期
にトナーが軟化するので、保存安定上好ましくない。こ
のため、溶融開始温度は室温より高い４０℃以上である
ことが必要である。従って、本発明の電子写真用トナー
母粒子に使用される結着樹脂の溶融開始温度は、低温で
トナーを用紙に定着でき、かつ保存安定性上好ましい温
度すなわち４０℃以上１００℃以下に設定される。

【００１２】本発明において使用される着色剤として
は、カーボンブラック、ニグロシン染料、アニリンブル
ー、カルコオイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマ
リンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロ
ー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブル
ー、マラカイドグリーンオクサレート等を挙げることが
できる。

【００１３】電荷制御剤としては、従来使用されている
電荷制御剤が使用できる。その例としては、ニグロシン
系染料、第四級アンモニウム塩、モノアゾ系の金属錯体
塗料等を挙げることができる。

【００１４】その他必要に応じて添加される添加物とし
て流動化剤を挙げることができる。この流動化剤も従来
から知られている樹脂微粒子、疎水性シリカ、コロイダ
ルシリカ等を例示することができる。

【００１５】トナー母粒子の表面に皮膜を形成するセラ
ック樹脂の構造は、多数の樹脂酸とアルコールのエステ
ル化合物で構成されている。その樹脂酸は、直鎖状の樹
脂酸と、セスキテルペン系の樹脂酸に二大別することが
できる。しかも、その樹脂酸はアリュリチン酸（Ａｌｅ
ｕｒｉｔｉｃａｃｉｄ）（一般式３）、セスキテルベ
ン系ではジャラール酸（Ｊａｌａｒｉｃａｃｉｄ）
（一般式４）とラクシジャラール酸（Ｌａｃｃｉｊａｒ
ａｒｉｃａｃｉｄ）（一般式５）である。又、アリュ
リチン酸とジャラール酸またはラクシジャラール酸とが
エステル結合したものがセラックの低分子構成物（一般
式６）となり、いわゆる軟質樹脂を形成している。この
セラックの低分子構成物（一般式６）は更にその２〜４
個が結合し１分子を形成した状態の硬質樹脂（一般式
７）すなわち本発明でいうセラック樹脂が形成されてい
る。これらの化学式は以下の構造式に示すとおりであ
る。

【００１６】

【化３】

【００１７】

【化４】

【００１８】

【化５】

【００１９】

【化６】

【００２０】

【化７】〔式中Ｒ＝ＣＨＯもしくはＣＯＯＨＲ′＝ＣＨ₂ＯＨ／ＣＨ₃（但し平均３／４はＲ′＝Ｃ
Ｈ₂ＯＨ）〕

【００２１】セラック樹脂の具体例としては、岐阜セラ
ック社のＧＳＮ，ＧＳ，ＧＳＡ，ＰＥＡＲＬ−Ｎ８１
１，ＧＢＮ−Ｄ，ＧＢＮ，ＳＧＢ−Ｄ，ＦＧＢ−Ｄ，Ｓ
ＧＢ，ＦＧＢ何れも商品名、日本油脂社のＫＳＤ，ＫＬ
１００１，ＨＫ，ＫＴＡ何れも商品名等を挙げることが
できる。

【００２２】本発明の電子写真用トナーを形成するに
は、トナー母粒子を形成し、その表面をセラック樹脂で
被覆することにより得られる。すなわち、結着樹脂、着
色剤、電荷制御剤、必要に応じてその他の添加物等を所
望の配合比で混合し、溶融混練する。ついで、冷却する
ことにより固化したものを粉砕、分級してトナー母粒子
を得る。また、上記材料を結着樹脂として重合性樹脂を
用い、その重合時に混合することも可能である。このよ
うに、結着樹脂として重合性樹脂の重合時に材料を混合
して形成されたトナーは、いわゆる重合法トナーと呼ば
れている。ついで、得られたトナー母粒子の表面をセラ
ック樹脂で被覆固化することにより、本発明の電子写真
用トナーが得られる。

【００２３】トナー母粒子の表面にセラック樹脂の皮膜
を形成する方法として、以下に示す方法を例示すること
ができる。その方法は、トナー母粒子に、アルコールま
たは弱アルカリ液で溶液としたセラック樹脂を高速攪拌
機内で噴霧し、トナー母粒子表面に均一に付着させる。
ついで加温攪拌することによりセラック樹脂を固化させ
る。また、セラック樹脂溶液から再結晶して得られたセ
ラック樹脂微粉末を高速攪拌機でトナー母粒子に均一に
付着させ、加温攪拌してセラック樹脂を溶融固化させて
も良い。攪拌機の加温の方法としては、攪拌機中に熱風
を吹き込むか、あるいは攪拌機のジャケット温度を上昇
させることにより、攪拌機内の温度を維持すればよい。

【００２４】要するに本発明のトナーを得るには、トナ
ー母粒子を高速攪拌機内で攪拌しながら、セラック樹脂
をトナー表面に付着させ加温して固化させる、という方
法で実施できる。本発明においては、トナー母粒子１０
０重量部に対して、セラック樹脂固型分換算で０．１重
量部以上５重量部以下となるよう被覆することが好まし
い。この場合０．１重量部未満であるとセラック樹脂の
被覆効果が発揮されず従ってブロッキングを生じやすい
ので好ましくない。一方、５重量部を越えて多いとトナ
ーの定着性が低下したり、又、多量の被覆層の加熱乾燥
に手間がかかり生産効率が低下するおそれがあるので好
ましくないの問題を生じやすい。

【００２５】なお、本発明で特定する溶融開始温度は、
以下に示す測定条件におけるプランジャーの降下開始温
度を意味する。測定機：島津製作所製高化式フローテスターＣＦＴ−
５００測定条件：プランジャー１cm² ダイの直径１mm ダイの長さ１mm 荷重２０kgＦ予熱温度５０〜８０℃ 予熱時間３００sec 昇温速度６℃／min

【００２６】

【作用】本発明の電子写真用トナーは、溶融開始温度が
４０℃以上１００℃以下である結着樹脂と、着色剤とを
含有するトナー母粒子の表面にセラック樹脂を被覆した
ことを特徴とするトナーなので、例えトナー重量の大部
分を占める結着樹脂が熱によりガラス転移温度以上に上
昇した環境に置かれてもブロッキングを生じることがな
い。また本発明の電子写真用トナーは、少なくとも結着
樹脂と着色剤とを含有し、溶融開始温度が４０℃以上１
００℃以下であるトナー母粒子の表面にセラック樹脂の
皮膜が設けられたことを特徴とするトナーなので、トナ
ーの定着温度が従来のトナーよりかなり低い。

【００２７】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明をより詳しく説
明する。なお、実施例において「部」とは「重量部」を
示すものとする。本実施例では先ず、下記の組成のトナ
ー母粒子を調製した。・スチレン−アクリル酸エステル共重合体樹脂Ａ１００部（モノマー組成；スチレン／ブチルアクリレート）高分子量体Ｍｗ＝３．０×１０⁶ Ｍｎ＝１．０×１０⁶ 低分子量体Ｍｗ＝８．０×１０³ Ｍｎ＝２．７×１０³ 低分子量体：高分子量体＝９０：１０・カーボンブラック６．５部（三菱化成工業社製商品名；ＭＡ−１００）・クロム含金属染料２部（オリエント化学工業社製商品名；Ｓ−３４）・ポリプロピレン３部（三洋化成工業社製商品名；ビスコール３３０Ｐ）

【００２８】トナー母粒子の調製にあたっては、上記組
成からなる原料をスーパーミキサーで混合し、溶融混練
後、粉砕分級して平均粒子径が１１μｍである負帯電性
のトナー母粒子を得た。得られたトナー母粒子の溶融開
始温度は９５℃である。

【００２９】セラック樹脂（岐阜セラック社製）３３．
３ｇを、メタノール６６．７ｇに溶解し、セラック樹脂
のアルコール溶液を得た。次に得られたトナー母粒子の
表面に、セラック樹脂アルコール溶液からなる皮膜を、
以下に示す手順で形成した。

【００３０】（実施例１）得られたトナー母粒子１００
部に対して、セラック樹脂アルコール溶液を０．３部噴
霧添加して、ヘンシェルミキサー内で攪拌し、トナー母
粒子表面に上記セラック樹脂アルコール溶液を被覆し、
樹脂を付着させた。その後ミキサーのジャケット温度を
４０℃まで上昇させ、その温度で１５分攪拌し、ついで
常温で１時間放置した。

【００３１】（実施例２）得られたトナー母粒子１００
部に対して、セラック樹脂アルコール溶液を０．６部噴
霧添加した以外は、実施例１と同様の操作を行った。

【００３２】（実施例３）得られたトナー母粒子１００
部に対して、セラック樹脂アルコール溶液を１．２部噴
霧添加した以外は、実施例１と同様の操作を行った。

【００３３】（実施例４）得られたトナー母粒子１００
部に対して、セラック樹脂アルコール溶液を６．０部噴
霧添加した以外は、実施例１と同様の操作を行った。

【００３４】（実施例５）得られたトナー母粒子１００
部に対して、セラック樹脂アルコール溶液を１２．０部
噴霧添加した以外は、実施例１と同様の操作を行った。

【００３５】（比較例１）得られたトナー母粒子１００
部に対して、セラック樹脂アルコール溶液を添加しない
以外は、実施例１と同様の操作を行った。

【００３６】（比較例２）得られたトナー母粒子１００
部に対して、セラック樹脂アルコール溶液を０．１５部
噴霧添加した以外は実施例１と同様の操作を行った。

【００３７】（比較例３）得られたトナー母粒子１００
部に対して、セラック樹脂アルコール溶液を２４．０部
噴霧添加した以外は実施例１と同様の操作を行った。

【００３８】（比較例４）以下の組成にて実施例１と同
じ工程でトナー母粒子を調製した。・スチレン−アクリル酸エステル共重合体樹脂Ｂ１００部（モノマー組成；スチレン／ブチルアクリレート）高分子量体Ｍｗ＝３．０×１０⁶ Ｍｎ＝１．０×１０⁶ 低分子量体Ｍｗ＝８．０×１０³ Ｍｎ＝２．７×１０³ 低分子量体；高分子量体＝７０：３０・カーボンブラック６．５部（三菱化成工業社製商品名；ＭＡ−１００）・クロム含金属染料２部（オリエント化学工業社製商品名；Ｓ−３４）・ポリプロピレン３部（三洋化成工業社製商品名；ビスコール３３０Ｐ）

【００３９】実施例と同様にトナー母粒子を調製した。
このトナー母粒子の溶融開始温度は１１０℃であった。
得られたトナー母粒子１００重量部に対して、セラック
樹脂アルコール溶液を添加しない以外は、実施例１と同
様の操作を行った。さらに、上記実施例１〜実施例５、
比較例１〜比較例４で得られたトナーのブロッキング性
の評価を行った。ブロッキング性の評価は、１５０ccの
ボトルにそれぞれ得られたトナーを２０ｇ充填し、５０
℃の恒温槽中で、４８時間放置した後、トナーのケーキ
ング状態を目視により確認した。その結果を表１に示
す。

【００４０】

【表１】

【００４１】さらに上記実施例１〜実施例５、比較例１
〜比較例４で得られたトナー５部と、フェライトキャリ
ア（パウダーテック社製商品名Ｆ１４１−１５３０）
９５部とを混合して現像剤を作成した。得られた現像剤
をレーザープリンター（シャープ社製ＷＤ−０２ＬＰ）
に用いて、トナーの定着性と画質とを確認した。

【００４２】トナーの定着性は、上記レーザープリンタ
ーのヒートローラー温度を１３０℃に設定して、トナー
を定着させて得た画像の画像濃度（Ａ）を測定し、つい
でその画像を消しゴムで擦った後、得られた画像濃度
（Ｂ）を測定し、下式による残存率（％）により確認し
た。

【００４３】残存率（％）＝（Ｂ／Ａ）×１００この画像濃度の残存率はマクベス反射濃度計（マクベス
社製、商品名：ＲＤ−９１４）による測定値である。画
質は、２５℃、６０％ＲＨの環境下で、上記レーザープ
リンターを使用して５０００枚の連続プリント試験を行
い、白色計（日本電色工業社製、商品名；ＭＯＤＥＬ
Ｚ−１００１ＤＰ）を用いて、連続プリント初期のコピ
ー画像と５０００枚後のコピー画像の画像濃度（Ｉ・
Ｄ）と非画線部の地汚れ（Ｂ・Ｇ）を測定することによ
り確認した。これらの測定値の結果を以下の表２に示
す。

【００４４】

【表２】なお、比較例１では、現像中にトナー塊が発生し、画像
欠陥が生じ、また比較例４では定着性が不良であった。

【００４５】前記表１、および表２に示されている結果
から、本実施例にかかるトナーは、従来のトナーと比較
して、溶融開始温度が低いにもかかわらず、耐ブロッキ
ングに優れていることが確認された。すなわち本実施例
にかかる電子写真用トナーは、トナー母粒子の表面にセ
ラック樹脂の皮膜が設けられているので、たとえトナー
重量の大部分を占める結着樹脂が熱により軟化しても、
結着樹脂同士が接触することがないので、ブロッキング
が発生するのを防止することができる。

【００４６】また、本実施例の電子写真用トナーに、ス
リーブ、またはブレードから圧力が加わった場合でも、
結着樹脂は、セラック樹脂の皮膜により覆われているの
で、これらの部材に直接接触することがない。したがっ
て、本実施例の電子写真用トナーによれば、スリーブ、
またはブレードにトナーが融着しにくい。

【００４７】さらに、本実施例の電子写真用トナー全体
の溶融開始温度を９５℃に制御することができた。この
温度は、従来のトナーの溶融開始温度である１１０℃よ
りもかなり低いので、熱定着装置を従来よりもかなり低
温に維持することができる。したがって、本実施例の電
子写真用トナーは低温でもすぐれた定着性を有するの
で、コピー機の消費電力を削減することができる。

【００４８】

【発明の効果】本発明にかかる電子写真用トナーは、結
着樹脂と、着色剤とを含有する溶融開始温度が４０℃以
上１００℃以下であるトナー母粒子の表面にセラック樹
脂を被覆しているので、たとえトナーの重量の大部分を
占める結着樹脂が熱により軟化しても、結着樹脂同士が
接触することがないので、ブロッキングが発生するのを
防止することができる。

【００４９】本発明の電子写真用トナーは、少なくとも
結着樹脂と着色剤とを含有し、溶融開始温度が１００℃
以下であるトナー母粒子の表面にセラック樹脂の皮膜が
設けられており、このトナーの溶融開始温度は従来のト
ナーの溶融開始温度である１１０℃よりもかなり低いの
で、熱定着装置を従来よりもかなり低温に維持すること
ができる。したがって、本発明の電子写真用トナーによ
れば、電子写真複写機、プリンターの消費電力を削減す
ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも結着樹脂と着色剤とを含有す
るトナーにおいて、溶融開始温度が４０℃以上１００℃
以下であるトナー母粒子の表面に、下記一般式（１）【化１】〔式中Ｒ＝ＣＨＯもしくはＣＯＯＨＲ′＝ＣＨ₂ＯＨもしくはＣＨ₃(但し平均３／４はＲ′
＝ＣＨ₂ＯＨ）〕で表わされる樹脂分を成分とするセラ
ック樹脂を被覆してなることを特徴とする電子写真用ト
ナー。
【請求項２】トナー母粒子１００重量部に対して、前
記セラック樹脂を０．１重量部以上５重量部以下を被覆
してなる請求項１記載の電子写真用トナー。