JPH0756387A

JPH0756387A - 電子写真用トナー

Info

Publication number: JPH0756387A
Application number: JP5226628A
Authority: JP
Inventors: Koji Nakayama; 幸治中山
Original assignee: Tomoegawa Paper Co Ltd
Current assignee: Tomoegawa Co Ltd
Priority date: 1993-08-20
Filing date: 1993-08-20
Publication date: 1995-03-03

Abstract

(57)【要約】【目的】低い定着温度で定着することができ、非オフ
セット性においても実用上なんら問題を発生せず、転写
紙への定着強度の優れた電子写真用トナーを提供するこ
と。【構成】アルキル燐酸エステルを少なくとも含有する
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に関
し、特に熱ロール定着を採用している複写機又はプリン
ター用の電子写真用トナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真方式を用いた複写機及び
プリンターは、一般家庭等を含めてその普及が広まるに
ともない、複写機又はプリンターの多機能化を主な目的
とした低エネルギー化（消費電力の削減）、印刷機と複
写機との境に位置するいわゆるグレイエリアへの普及を
目的とした高速化、あるいは機械コストを下げるための
定着ロールの簡素化のための低ロール圧力化が望まれて
いる。また、複写機の高級化にともない両面コピー機能
や原稿自動送り装置の搭載された複写機が広く普及され
てきたため、複写機及びプリンターに使用される電子写
真用トナーには定着温度が低く、耐オフセット性が優れ
て、且つ両面コピー時の汚れや、原稿自動送り装置にお
ける汚れの発生を防止するため転写紙への定着強度の優
れたものが要求されている。

【０００３】上記の要求に対して従来技術では、トナー
の配合成分として結着樹脂の分子量や分子量分布を改良
したもの等の提案がなされている。具体的には、結着樹
脂を低分子量化し、定着温度を低くしようとする試みが
なされていた。しかしながら、低分子量化することによ
り融点は低下したが同時にトナーの熱溶融粘度も低下す
るため定着ロールへのオフセット現象が発生するという
問題が生じていた。このオフセット現象を防ぐため、該
結着樹脂の分子量分布の低分子量領域と高分子量領域を
広くする方法や、あるいは高分子部分を架橋させたりす
ることが行なわれていた。しかしながら、この方法にお
いては定着性を充分に持たせるために、樹脂のガラス転
移温度を低くせざるを得ず、トナーの保存性を損なうこ
とが避けられなかった。また、結着樹脂の低分子部分を
多くするとトナー自体が脆くなり両面コピー時の汚れ
や、原稿自動送り装置における汚れが発生していた。更
にまた、上記オフセット現象を防ぐため低分子量ポリオ
レフィン系の離型剤を含有させる方法もある。しかしな
がら、従来市販されている低分子量ポリプロピレンは融
点が１３０〜１４０℃であり低温で定着させる場合に
は、トナーのオフセット性に対する効果が充分で無かっ
た。更にこのようなポリプロピレンを低融点トナーに含
有させるとトナーの融点が高くなり、低い定着温度で定
着した場合、転写紙への十分な定着強度を得ることがで
きないという問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は低い定着温度
で定着することができ、非オフセット性においても実用
上何等問題を発生せず、転写紙への定着強度の優れた電
子写真用トナーを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくともア
ルキル燐酸エステルを含有することを特徴とする電子写
真用トナーである。

【０００６】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
電子写真用トナーに適用するアルキル燐酸エステルは、
融点が低く主成分の結着樹脂と混合して用いた場合に電
子写真用トナーの溶融開始温度が低下し低温定着性が向
上する。本発明のアルキル燐酸エステルの製法を例示す
ると以下のとおりである。下記の構造の長鎖の１級アル
コールと、塩化ホスホリル（ＰＯＣｌ₃）とをピリジン
の存在下で反応させることによってトリアルキル燐酸エ
ステルが得られる。モノアルキル燐酸エステルとジアル
キル燐酸エステルを得るためには、得られたトリアルキ
ル燐酸エステルを加水分解することによって得られる。ＣＨ₃−（ＣＨ₂）_n−ＯＨただしｎ＝１０〜４０上記のような長鎖の１級アルコールの具体例としては、
ペトロライト社製の商品名：ＵＮＩＬＩＮ３５０Ａ
ｌｃｏｈｏｌ、ＵＮＩＬＩＮ４２５Ａｌｃｏｈｏ
ｌ、ＵＮＩＬＩＮ５５０Ａｌｃｏｈｏｌ、ＵＮＩＬ
ＩＮ７００Ａｌｃｏｈｏｌ、Ｘ−１０４９（ｎ＝３
３）、Ｘ−１０７１（ｎ＝６９）、Ｘ−１０２６（ｎ＝
２２）、Ｘ−１０３８（ｎ＝３０）等が挙げられる。

【０００７】又本発明においては下記一般式（３）で示
されるモノアルキル燐酸エステルと下記一般式（４）で
示されるジアルキル燐酸エステルを含有させることが、
トナーの溶融開始温度を下げ、定着性が向上するので好
ましい。

【化３】

【化４】本発明の電子写真用トナーに含まれるアルキル燐酸エス
テルの含有量は、アルキル燐酸エステルと結着樹脂から
なる樹脂成分中に０．５〜２０重量％含有させることが
好ましい。０．５重量％未満であると電子写真用トナー
の融点を下げる効果が少ないので低い定着温度で定着し
た場合、転写紙への十分な定着強度を得にくく、２０重
量％より多いと結着樹脂との相溶性が悪いためアルキル
燐酸エステルの分散が悪くなりトナーのブロッキング
性、帯電の安定性が悪くなり好ましくない。アルキル燐
酸エステルは、従来から使用されているポリオレフィン
系ワックスに比べて融点が低く、定着ローラーに対する
離型性もあるため、電子写真用トナーに含有させた場
合、該トナーの軟化点を低下せしめ低温度の熱定着ロー
ルでも十分に融解し、非オフセット性と定着強度に対し
て優れた作用効果を有する。

【０００８】次に本発明の電子写真用トナーを構成する
アルキル燐酸エステル以外の材料、すなわち結着樹脂、
着色剤等について説明する。本発明のトナーに使用され
る主成分としての結着樹脂としては、ポリスチレン樹
脂、ポリアクリル酸エステル樹脂、スチレン−アクリル
酸エステル共重合体樹脂、スチレン−メタクリル酸エス
テル共重合体樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、
ポリ塩化ビニリデン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、
ポリエステル樹脂等が挙げられる。本発明のトナーに使
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、マラカイトグリーンオクサレート
およびこれらの混合物、その他を挙げることができる。
これらの着色剤は、十分な濃度の可視像が形成されるに
十分な割合で含有されることが必要であり、通常結着樹
脂１００重量部に対して１〜２０重量部程度の割合とさ
れる。

【０００９】本発明のモノアルキル燐酸エステルとジア
ルキル燐酸エステルは水酸基を含有しておりトナー中に
混合すると耐湿性、すなわち高湿環境下での帯電性低
下、流動性低下などに問題がある場合がある。したがっ
て上記結着樹脂と混合して使用する場合、単なる溶融混
合のみでなく結着樹脂にグラフト共重合することも可能
である。結着樹脂とグラフト共重合すると耐湿性が改善
され、同時に前記アルキル燐酸エステルの分散性が良好
となり、混練物の粉砕の際脱離したり、混練中に再凝集
することも防止できる。本発明のアルキル燐酸エステル
をグラフト共重合する手法としては結着樹脂中に水酸基
を導入し、架橋剤としてジイソシアネートあるいはポリ
イソシアネートを用いることで達成できる。

【００１０】結着樹脂中に水酸基を導入する手法として
は水酸基含有モノマーとしてパラヒドロキシスチレン、
ヒドロキシエチルヘキシルアクリレート、ヒドロキシエ
チルメタクリレートなどを他のスチレン、アクリルなど
のモノマーと共重合する方法、あるいはポリエステル樹
脂の末端水酸基を利用する方法などがある。また架橋剤
としてのジイソシアネートまたはポリイソシアネートの
例としては２，４トリレンジイソシアネート、２，６ト
リレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−４，４′
−ジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイ
ソシアネートなどがあげられる。またこれらのイソシア
ネートをブロック剤例えばフェノールやアルコールなど
でブロックしたものを用いてもよい。

【００１１】またトナーの溶融特性としてはより低温で
の定着性を向上させるためにトナーの溶融開始温度は６
０℃以上１００℃以下が好ましい。１００℃より高いと
定着性が十分でなく、６０℃より低いとブロッキング性
が悪化し保存性に問題を生じる場合がある。ただし、溶
融開始温度とはプランジャーの降下開始温度のことを指
すこととし、下記の測定方法により測定した。測定機；島津製作所製高化式フローテスターＣＦ−５０
０測定条件は下記のとおりである。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：５０〜８
０℃，予熱時間：３００ｓｅｃ，昇温速度：６℃／ｍｉ
ｎ

【００１２】本発明の電子写真用トナーは、前記の如き
アルキル燐酸エステル、結着樹脂及び着色剤にその他の
トナー成分例えば電荷制御剤、離型剤、磁性体等を適宜
分散含有せしめてなる粒子であり、その平均粒子径は５
〜２０μｍの範囲である。また、このようにして得られ
る粒子にシリカ微粉体等よりなる流動性向上剤を添加混
合して電子写真用トナーを構成してもよい。

【００１３】本発明の電子写真用トナーは、鉄粉、フェ
ライト、造粒マグネタイト等より成るキャリアと混合さ
れて二成分現像剤あるいはキャリアとの混合をせず、磁
性一成分用現像剤もしくは非磁性一成分用現像剤として
使用してもよい。

【００１４】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明を説明する。な
お、実施例において部とは重量部を示す。実施例１スチレン７８部、ブチルアクリレート２２部を懸濁重合
法にて共重合し、重量平均分子量１４×１０⁴、数平均
分子量０．４×１０⁴のスチレン−アクリル酸エステル
共重合体樹脂を得た。・上記スチレン−アクリル酸エステル共重合体樹脂９５部・クロム含金属染料１．５部（オリエント化学工業社製商品名：ボントロンＳ−３４）・カーボンブラック６．５部（三菱化成工業社製商品名：ＭＡ−１００）・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）・アルキル燐酸エステル（モノアルキル燐酸エステルと５部ジアルキル燐酸エステルとの混合物）（ペトロライト社製商品名：Ｘ−１０７０、融点：８４℃）上記の配合比からなる原料をスーパーミキサーで混合
し、二軸混練機で熱溶融混練後、ジェットミルで粉砕
し、その後乾式気流分級機で分級して平均粒子径が１０
μｍの粒子を得た。そして、該粒子１００部と疎水性シ
リカ（キャボット社製商品名：キャボシルＴＳ−５３
０）０．４部とをヘンシェルミキサー内で１分間攪拌
し、該粒子の表面に疎水性シリカを付着させ本発明の電
子写真用トナーを得た。

【００１５】実施例２・上記スチレン−アクリル酸エステル共重合体樹脂９０部・クロム含金属染料１．５部（オリエント化学工業社製商品名：ボントロンＳ−３４）・カーボンブラック６．５部（三菱化成工業社製商品名：ＭＡ−１００）・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）・アルキル燐酸エステル１０部（ペトロライト社製商品名：Ｘ−１０７０、融点：８４℃）上記の配合比からなる原料をスーパーミキサーで混合
し、二軸混練機で熱溶融混練後、ジェットミルで粉砕
し、その後乾式気流分級機で分級して平均粒子径が１０
μｍの粒子を得た。そして、該粒子１００部と疎水性シ
リカ（キャボット社製商品名：キャボシルＴＳ−５３
０）０．４部とをヘンシェルミキサー内で１分間攪拌
し、該粒子の表面に疎水性シリカを付着させ本発明の電
子写真用トナーを得た。

【００１６】実施例３・上記スチレン−アクリル酸エステル共重合体樹脂８５部・クロム含金属染料１．５部（オリエント化学工業社製商品名：ボントロンＳ−３４）・カーボンブラック６．５部（三菱化成工業社製商品名：ＭＡ−１００）・ブロックイソシアネート１０部（バイエル社製商品名：クレランＵ１）・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）・アルキル燐酸エステル１５部（ペトロライト社製商品名：Ｘ−１０７０、融点：８４℃）上記の配合比からなる原料をスーパーミキサーで混合
し、二軸混練機で熱溶融混練後、ジェットミルで粉砕
し、その後乾式気流分級機で分級して平均粒子径が１０
μｍの粒子を得た。そして、該粒子１００部と疎水性シ
リカ（キャボット社製商品名：キャボシルＴＳ−５３
０）０．４部とをヘンシェルミキサー内で１分間攪拌
し、該粒子の表面に疎水性シリカを付着させ本発明の電
子写真用トナーを得た。

【００１７】実施例４スチレン５８部、ブチルアクリレート２２部、ヒドロキ
シエチルメタクリレート２０部を共重合し、重量平均分
子量１３×１０⁴、数平均分子量０．５×１０⁴の水酸
基含有スチレン−アクリル酸エステル共重合体樹脂を得
た。・上記スチレン−アクリル酸エステル共重合体樹脂９５部・クロム含金属染料１．５部（オリエント化学工業社製商品名：ボントロンＳ−３４）・カーボンブラック６．５部（三菱化成工業社製商品名：ＭＡ−１００）・ブロックイソシアネート５部（バイエル社製商品名：クレランＵＩ）・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）・アルキル燐酸エステル（モノアルキル燐酸エステルと５部ジアルキル燐酸エステルとの混合物）（ペトロライト社製商品名：Ｘ−１０７０、融点：８４℃）上記の配合比からなる原料をスーパーミキサーで混合
し、二軸混練機で熱溶融混練後、ジェットミルで粉砕
し、その後乾式気流分級機で分級して平均粒子径が１０
μｍの粒子を得た。そして、該粒子１００部と疎水性シ
リカ（キャボット社製商品名：キャボシルＴＳ−５３
０）０．４部とをヘンシェルミキサー内で１分間攪拌
し、該粒子の表面に疎水性シリカを付着させ本発明の電
子写真用トナーを得た。

【００１８】比較例１アルキル燐酸エステルを使用しない以外は実施例１と同
様にして比較用の電子写真用トナーを得た。

【００１９】次に前記実施例及び比較例について下記の
項目の試験を行なった。（１）非オフセット温度領域まず、前記実施例及び比較例で得た各電子写真用トナー
４部と樹脂被覆を施してないフェライトキャリア（パウ
ダーテック社製商品名：ＦＬ−１０２０）９６部とを
混合して二成分系現像剤を作製した。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
８００）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製した。次に、表層がフッ素樹脂
で形成された熱定着ロールと、表層がシリコーンゴムで
形成された圧力定着ロールが対になって回転する定着機
をロール圧力が１Ｋｇ／ｃｍ²及びロールスピードが５
０ｍｍ／ｓｅｃになるように調節し、該熱定着ロールの
表面温度を段階的に変化させて、各表面温度において上
記未定着画像を有した転写紙のトナー像の定着を行なっ
た。この時余白部分にトナー汚れが生じるか否かの観察
をし、汚れが生じない温度領域を非オフセット温度領域
とした。また、非オフセット温度領域の最大値と最小値
の差を非オフセット温度幅とした。

【００２０】（２）定着強度前記定着機の熱定着ロールの表面温度を１３０℃に設定
し、前記未定着画像が形成された転写紙のトナー像の定
着を行なった。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、下記式によって定着強度を算
出し低エネルギー定着性の指標とした。画像濃度はマク
ベス社製の反射濃度計ＲＤ−９１４を使用した。定着強度（％）＝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上記項目の試験結果を表１に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】表１の試験結果から明らかなように、本発
明の各実施例の電子写真用トナーでは、非オフセット温
度領域は低温度から高温度までオフセットが発生せず、
その温度幅も６５〜７５℃という実用上十分な範囲を維
持していることが確認された。また、定着温度１３０℃
における定着強度が８０％以上あり実用上十分な定着強
度を有することが確認された。これに対して、比較例１
では定着温度１３０℃における定着強度が７０％以下と
いう低いものであることが確認された。また、実施例及
び比較例で得られた各現像剤を使用して市販の複写機
（東芝社製商品名：ＢＤ−３８０１）で１０，０００
枚までの連続コピー試験を行なった結果、実施例１〜実
施例４の全てにおいて、摩擦帯電量が初期から１０，０
００枚までの間を−２１μｃ／ｇから−２８μｃ／ｇの
値で推移し、画像濃度も初期から１０，０００枚までの
間を１．４５から１．３５までの値を推移するもので実
用上問題のないことが確認された。なお、コピーした原
稿は黒色部が６％のＡ４のものであり、摩擦帯電量は東
芝ケミカル社製のブローオフ摩擦帯電量測定装置を使用
し、画像濃度はマクベス社製の反射濃度計ＲＤ−９１４
を使用した。

【００２３】

【発明の効果】本発明の電子写真用トナーは、十分な非
オフセット温度領域を維持し低い温度で定着することが
でき、かつ定着強度に優れていると共に十分な画像濃度
を多数枚得ることができるという効果を奏する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともアルキル燐酸エステルを含有
することを特徴とする電子写真用トナー。
【請求項２】樹脂成分中におけるアルキル燐酸エステ
ルの含有量が０．５〜２０重量％であることを特徴とす
る請求項１記載の電子写真用トナー。
【請求項３】少なくとも，下記一般式（１）で示され
る構造を有するモノアルキル燐酸エステルと下記一般式
（２）で示される構造を有するジアルキル燐酸エステル
を含有することを特徴とする請求項１記載の電子写真用
トナー。【化１】【化２】
【請求項４】水酸基を含有する結着樹脂とジイソシア
ネートまたはポリイソシアネートを含有することを特徴
とする請求項３記載の電子写真用トナー。
【請求項５】トナーの溶融開始温度が６０℃以上１０
０℃以下であることを特徴とする請求項１記載の電子写
真用トナー。