JPH0792729A - トナー用樹脂組成物及びトナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】熱圧ロール定着法で使用可能であって、耐オフ
セット性、耐ブロッキング性及び低温での定着性に優れ
たトナー用樹脂組成物及びトナーを提供する。 【構成】結着用樹脂が、スチレン系重合体に官能基を有
する反応性架橋ポリマー微粒子の結合している樹脂を主
成分とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真等に使用する
トナー用樹脂組成物及びこのトナー用樹脂組成物を用い
たトナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真等において、静電荷像を現像す
る方法として、乾式現像方式が多用されている。この乾
式現像方式では、バインダーとなる結着用樹脂にカーボ
ンブラック等の着色剤を含有させた微粉末に、鉄粉やガ
ラスビーズ等のキャリヤーを混合した摩擦帯電性のトナ
ー（現像剤）、あるいは結着用樹脂にカーボンブラック
等の着色剤とマグネタイト等の磁性粉を含有させた磁性
トナー（現像剤）が用いられる。

【０００３】上記乾式現像方式において、トナー中のキ
ャリヤーを摩擦によって帯電させ、感光体上に形成され
た静電潜像上に電気的引力よって付着させた後、ここで
得られたトナー像を用紙上に転写し、トナーに対して離
型性を有する熱圧ロールで定着させて永久可視像を得
る。

【０００４】上記熱圧ロール定着法では、消費電力等の
経済性を向上させ、複写速度を高めたり、より低温で定
着可能なトナーが要求されている。しかし、複写速度を
高めるために、例えば、熱圧ロールの温度を高くする
と、トナー像の一部が熱圧ロールに融着して画像を汚
す、いわゆるオフセット現象が起こり易くなるという問
題点があった。

【０００５】また、低消費電力で高速定着を行うため
に、結着用樹脂の軟化点を低くすると、樹脂の流動性が
過度に向上して溶融粘度が著しく低下し、耐オフセット
性が悪くなるという問題点があった。さらに、軟化点を
低くすることにより、結着用樹脂のガラス転移温度が低
下して、結着用樹脂粒子同士が合着して凝集し易くなる
（ブロッキング性）という問題点があった。

【０００６】従って、結着用樹脂の溶融粘度を低下させ
ることにより、耐ブロッキング性と非オフセット性の両
性能をバランスよく保つのが困難であった。

【０００７】上記乾式現像方式に使用されるトナーに
は、一般に、（１）オフセット現象が起こる温度が高い
こと、（２）できるだけ低温での定着が可能であるこ
と、（３）６０℃以下の低温で耐ブロッキング性が優れ
ることの三つの特性が要求されている。

【０００８】このような要求を満足させる結着用樹脂と
して、特定の低分子量重合体成分と高分子量重合体成分
とからなり、低分子量重合体成分及び高分子量重合体成
分が、スチレン系重合体、アクリル系重合体及びスチレ
ン−アクリル系重合体から選ばれた少なくとも１種以上
の重合体からなる結着用樹脂が提案されている（特開昭
５６−１５８３４０号公報）。

【０００９】しかしながら、この結着用樹脂では、定着
温度が十分に低いものが得られないという問題点があっ
た。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記欠点に
鑑み、その目的は、熱圧ロール定着法で使用可能であっ
て、耐オフセット性、耐ブロッキング性及び低温での定
着性に優れたトナー用樹脂組成物及びトナーを提供する
ことにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１発明のトナー用樹脂
組成物は、結着用樹脂が、スチレン系重合体に官能基を
有する反応性架橋ポリマー微粒子の結合している樹脂を
主成分とすることを特徴とする。

【００１２】第２発明のトナー用樹脂組成物は、結着用
樹脂が、スチレン系重合体と官能基を有する反応性架橋
ポリマー微粒子もしくは高分子量の熱可塑性ポリマー微
粒子とを主成分とすることを特徴とする。

【００１３】第３発明のトナーは、第１発明又は第２発
明のトナー用樹脂組成物が用いられていることを特徴と
する。

【００１４】以下に、第１発明を詳細に説明する。第１
発明のトナー用樹脂組成物に使用される結着用樹脂は、
スチレン系重合体に官能基を有する反応性架橋ポリマー
微粒子が結合している樹脂（以下ＳＰ樹脂という）を主
成分とする。上記スチレン系重合体と反応性架橋ポリマ
ー微粒子との結合は、反応性架橋ポリマー微粒子中の官
能基とスチレン系重合体との化学結合である。

【００１５】上記スチレン系重合体としては、ポリスチ
レン、ポリ−ｐ−クロルスチレン、ポリビニルトルエン
等のスチレン及びその置換体の単独重合体；スチレン−
ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共
重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン
−ビニルナフタレン共重合体、スチレン−アクリル酸メ
チル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、
スチレン−アクリル酸ｎ−ブチル共重合体、スチレン−
アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸
メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合
体、スチレン−メタクリル酸ｎ−ブチル共重合体、スチ
レン−α−クロロメタクリル酸メチル共重合体、スチレ
ン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチ
ルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル
共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、ス
チレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共
重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合
体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイ
ン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体が挙げら
れる。

【００１６】上記反応性架橋ポリマー微粒子に使用され
るベースポリマーとしては、メチルメタクリレート、シ
リコーン、スチレンを主成分とするポリマーが好適に使
用されるが、特に、合成の容易さ、市販品の入手の容易
さ等の点から、スチレンやメタクリレート等のビニル系
モノマーを主成分とするポリマーが好ましい。

【００１７】上記反応性架橋ポリマー微粒子の官能基と
しては、ヒドロキシル基、カルボキシル基、エポキシ
基、アミノ基等が挙げられるが、これらの中で、加熱に
よって種々の官能基と容易に反応するヒドロキシル基や
カルボキシル基が好ましい。また、上記反応性架橋ポリ
マーは、スチレン系重合体の官能基と反応しうる官能基
を有するものを選定して使用するのが好ましい。

【００１８】上記反応性架橋ポリマー微粒子の粒径は、
余り大きくなると得られるトナーの粒径が大きくなり要
求される特性が得られなくなるので、０．１〜４μｍが
好ましい。

【００１９】上記反応性架橋ポリマー微粒子は、従来公
知の懸濁重合、乳化重合等で容易に合成することができ
るが、反応性架橋ポリマー微粒子の市販品としては、例
えば、積水化成品社製「テクポリマーシリーズ」（主成
分：メチルメタクリレート、官能基：ヒドロキシル基、
カルボキシル基）、東レシリコーン社製「トレフィルシ
リーズ」（主成分：シリコーン、官能基：エポキシ基、
アミノ基）、日本ペイント社製「マイクロジェルシリー
ズ」（主成分：スチレン、官能基：カルボキシル基）等
が挙げられる。

【００２０】上記反応性架橋ポリマー微粒子の添加量
は、少なくなるとトナーの架橋割合が低くなって増粘硬
化が得られず、多くなるとトナー全体の架橋割合が多く
なってゲル化するので、スチレン系共重合体１００重量
部に対して１〜１５０重量部が好ましい。

【００２１】上記ＳＰ樹脂には、上記以外の構成成分と
して、反応性架橋ポリマー微粒子の官能基と反応可能な
官能基を有するモノマーが併用されてもよい。このよう
なモノマーとしては、例えば、グリシジルメタクリレー
ト、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、メタ
クリル酸２−ヒドロキシエチル等が挙げられる。

【００２２】上記ＳＰ樹脂中、反応性架橋ポリマー微粒
子の官能基と反応可能な官能基を有するモノマーの添加
量は、余り多くなると結着用樹脂全体がゲル化するの
で、ＳＰ樹脂１００重量部に対して１〜１０重量部が好
ましい。

【００２３】上記ＳＰ樹脂は、２，２'-アゾビスイソブ
チロニトリル（以下ＡＩＢＮという）等の触媒存在下
で、通常のラジカル重合により得られる。

【００２４】上記結着用樹脂には、上記ＳＰ樹脂以外に
も、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレ
ート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポ
リアミド、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリ
アマイド、ポリアクリル酸樹脂等が添加されてもよい。

【００２５】次に第２発明について説明する。第２発明
のトナー用樹脂組成物に使用される結着用樹脂は、スチ
レン系重合体と官能基を有する反応性架橋ポリマー微粒
子もしくは高分子量の熱可塑性ポリマー微粒子とを主成
分とする。

【００２６】上記スチレン系重合体としては、第１発明
で用いられるスチレン系重合体が好適に使用される。

【００２７】上記官能基を有する反応性架橋ポリマー微
粒子としては、第１発明で用いられる反応性架橋ポリマ
ー微粒子が好適に使用される。

【００２８】上記高分子量の熱可塑性ポリマー微粒子に
使用されるポリマーとしては、メチルメタクリレート、
スチレン、エチレンを主成分とするポリマーが好適に使
用されるが、特に、合成の容易さ、市販品の入手の容易
さ等の点から、スチレンやメチルメタクリレート等のビ
ニル系モノマーを主成分とするポリマーが好ましい。

【００２９】上記熱可塑性ポリマー微粒子の分子量は２
０万以上が好ましい。

【００３０】上記熱可塑性ポリマーは、従来公知の懸濁
重合、乳化重合等で容易に合成することができるが、熱
可塑性ポリマーの市販品としては、例えば、積水化成品
社製「テクポリマーシリーズ」（主成分：メチルメタク
リレート）、日本純薬社製「ジュリマーシリーズ」（主
成分：メチルメタクリレート）、総研化学社製「ＭＰシ
リーズ」（主成分：メチルメタクリレート）、日本ゼオ
ン社製「ニポールシリーズ」（主成分：スチレン）、住
友精化社製「フロービーズシリーズ」（主成分：エチレ
ン）等が挙げられる。

【００３１】上記熱可塑性ポリマー微粒子の粒径は、余
り大きくなると得られるトナーの粒径が大きくなり要求
される特性が得られなくなるので、０．１〜４μｍが好
ましい。

【００３２】上記熱可塑性ポリマー微粒子の添加量は、
少なくなると得られるトナー用樹脂の増粘効果が得られ
ず、多くなると得られるトナー用樹脂全体の流動開始温
度が高くなるので、スチレン系重合体１００重量部に対
して１〜１５０重量部が好ましい。

【００３３】次に第３発明について説明する。第３発明
のトナーは、第１発明又は第２発明のトナー用樹脂組成
物に、着色剤、その他の添加剤等を添加することにより
得られる。

【００３４】着色剤としては、カーボンブラック、その
他顔料が使用可能である。着色剤以外に、カルナバワッ
クス、モンタンワックス、パラフィンワックス、ポリエ
チレンワックス、ポリプロピレンワックスなどの離型剤
が添加されてもよい。また、トナー粒子の流動性を高め
るために疎水性シリカ等が後添加されてもよい。

【００３５】さらに、上記トナー用樹脂組成物には、磁
性体が添加されていてもよい。

【００３６】上記トナー用樹脂組成物及びトナーは、例
えば、上記結着用樹脂に、着色剤とその他添加剤を配合
し、リボンブレンダー、ヘンシェルミキサー等で混合
し、これをロールミル、ニーダー、押出機を用いて混練
した後、粗粉砕し、次いで微粉砕するこにより得られ
る。

【００３７】

【作用】本発明において、結着用樹脂は、ガラス転移温
度（Ｔｇ）以下のガラス領域では流動が不可能である、
しかし、Ｔｇを超えるとゴム領域と呼ばれる状態にな
り、この温度領域では結着用樹脂の粉末同士がブロッキ
ングを起こすようになる。さらに、温度が上昇して軟化
点になると、結着用樹脂は溶融して流動状態になる。低
温で定着を可能にするには、結着用樹脂の流動開始温度
が低く、かつ溶融粘度が低いことが好ましいが、高温で
余りに溶融粘度が低くなると、オフセットを起こす恐れ
がある。

【００３８】結着用樹脂は、反応性架橋ポリマー微粒子
が結合したり、添加されても、該樹脂の流動性に影響を
与えないため、該樹脂の流動開始温度は変わらない。ま
た、高温になると該樹脂の溶融温度は低下するが、該樹
脂中で反応性架橋ポリマー微粒子が化学的に結合してい
ることにより、流動性が抑制されるので、大幅な溶融粘
度の低下は起こらない。

【００３９】結着用樹脂に高分子量の熱可塑性ポリマー
微粒子が添加されても、該樹脂の流動性に影響を与えな
いため、該樹脂の流動開始温度は変わらない。また、高
温になると該樹脂の溶融温度は低下するが、熱可塑性ポ
リマー微粒子の界面が膨潤したり、熱可塑性ポリマー微
粒子が少し溶解することにより、増粘効果が生じるの
で、大幅な溶融粘度の低下は起こらない。従って、オフ
セット発生温度を高温に保ちながら、低温での定着が可
能となる。

【００４０】

【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。 （実施例１）スチレン−ｎ−ブチルアクリレート−グリシジルメタク
リレート共重合体の製造 攪拌装置、還流冷却管及び滴下ロート付の１リットル４
つ口フラスコに、トルエン１００重量部、スチレン７０
重量部、ｎ−ブチルアクリレート２５重量部、グリシジ
ルメタクリレート５重量部及びカルボキシル基含有架橋
ポリメタクリル酸メチル微粒子（積水化成品社製「テク
ポリマーＭＢＸ」、平均粒径４μｍ）２０重量部を入
れ、触媒として２，２'-アゾビスイソブチロニトリル
（以下ＡＩＢＮという）０．２重量部を加えて、窒素雰
囲気下、６０℃で１０時間反応を行い、さらに、再びＡ
ＩＢＮを１重量部加えて８時間反応を行った。その後、
減圧下でトルエンを除去して、カルボキシル基含有架橋
ポリメタクリル酸メチル微粒子が結合した、重量平均分
子量１０．２万、数平均分子量４．５万のＳＰ樹脂
（１）（Ｔｇ：６０℃、軟化点：１０３℃）を得た。

【００４１】トナーの製造 上記ＳＰ樹脂（１）１００重量部に、カーボンブラック
（三菱化成社製「ＭＡ−１００」）５重量部及びポリプ
ロピレンワックス（三洋化成社製「ビスコール６６０
Ｐ」）３重量部を加えて加熱２本ロールによりメルトブ
レンドした。次いで、このメルトブレンド物を冷却、粗
粉砕した後、さらにジェットミルにより微粉砕し１２〜
１５μｍの平均粒径を有するトナー粉末を作製した。こ
のトナー粉末に疎水性シリカ粉末（日本アエロジル社製
「Ｒ−９７２」）０．３重量部を添加してトナーを製造
した。

【００４２】（実施例２）カルボキシル基含有架橋ポリ
メタクリル酸メチル微粒子を全く加えなかったこと以外
は、実施例１と同様にして、スチレン−ｎ−ブチルアク
リレート−グリシジルメタクリレート共重合体を得た。
この共重合体１００重量部に、カルボキシル基含有架橋
ポリメタクリル酸メチル微粒子（積水化成品社製「テク
ポリマーＭＢＸ」、平均粒径４μｍ）２０重量部、カー
ボンブラック（三菱化成社製「ＭＡ−１００」）５重量
部及びポリプロピレンワックス（三洋化成社製「ビスコ
ール６６０Ｐ」）３重量部を加えてメルトブレンドした
後、実施例１と同様にしてトナーを製造した。

【００４３】（実施例３）グリシジルメタクリレートに
代えて、メタクリル酸２５重量部を使用したこと以外
は、実施例１のスチレン−ｎ−ブチルアクリレート−グ
リシジルメタクリレート共重合体と同様に重合して、カ
ルボキシル基含有架橋ポリメタクリル酸メチル微粒子が
結合した、重量平均分子量９．５万、数平均分子量４．
０万のＳＰ樹脂（２）（Ｔｇ：６１℃、軟化点：１０５
℃）を得た。ＳＰ樹脂（１）に代えて、ＳＰ樹脂（２）
を使用したこと以外は、実施例１と同様にしてトナーを
製造した。

【００４４】（比較例１）カルボキシル基含有架橋ポリ
メタクリル酸メチル微粒子を全く使用しなかったこと以
外は、実施例１と同様にしてトナーを製造した。

【００４５】（比較例２）カルボキシル基含有架橋ポリ
メタクリル酸メチル微粒子を全く使用しなかったこと以
外は、実施例３と同様にしてトナーを製造した。

【００４６】（実施例４）スチレン−ｎ−ブチルアクリ
レート共重合体（Ｔｇ：５８℃、軟化点：９８℃）１０
０重量部に、ポリメタクリル酸メチル微粒子（積水化成
品社製「テクポリマーＭＢ−４」、平均粒径４μｍ、重
量平均分子量８０万〜１００万）２０重量部、カーボン
ブラック（三菱化成社製「ＭＡ−１００」）５重量部及
びポリプロピレンワックス（三洋化成社製「ビスコール
６６０Ｐ」）３重量部を加えて加熱２本ロールによりメ
ルトブレンドした。次いで、このメルトブレンド物よ
り、実施例１と同様にして、トナーを製造した。

【００４７】（実施例５）スチレン−ｎ−ブチルアクリ
レート共重合体（Ｔｇ：６２℃、軟化点：１０５℃）１
００重量部、ポリメタクリル酸メチル微粒子（積水化成
品社製「テクポリマーＭＢ−４」、平均粒径４μｍ、重
量平均分子量８０万〜１００万）１０重量部を使用した
こと以外は、実施例４と同様にして、加熱２本ロールに
よりメルトブレンドした。次いで、このメルトブレンド
物より、実施例１と同様にして、トナーを製造した。

【００４８】（実施例６）スチレン−ｎ−ブチルアクリ
レート共重合体（Ｔｇ：６５℃、軟化点：１３５℃）１
００重量部、ポリメタクリル酸メチル微粒子（総研化学
社製「ＭＰ−１４００」、平均粒径０．８μｍ、重量平
均分子量２５万〜５０万）２０重量部を使用したこと以
外は、実施例１と同様にして、加熱２本ロールによりメ
ルトブレンドした。次いで、このメルトブレンド物よ
り、実施例１と同様にして、トナーを製造した。

【００４９】（比較例３）ポリメタクリル酸メチル微粒
子を全く使用しなかったこと以外は、実施例４と同様に
してトナーを製造した。

【００５０】（比較例４）ポリメタクリル酸メチル微粒
子を全く使用しなかったこと以外は、実施例５と同様に
してトナーを製造した。

【００５１】（比較例５）ポリメタクリル酸メチル微粒
子を全く使用しなかったこと以外は、実施例６と同様に
してトナーを製造した。

【００５２】トナーの性能評価 上記実施例及び比較例で得られたトナーにつき、下記の
性能評価を行い、その結果を表１に示した。 （１）耐ブロッキング性 トナーを６０℃の恒温槽中に１６時間放置した後、パウ
ダーテスター（ホソカワミクロン社製）を使用して凝集
度を測定し、耐ブロッキング性を評価した。 （２）低温定着温度 トナー４重量部と、平均粒径５０〜８０μｍの鉄粉キャ
リヤー９６重量部とを混合して現像剤を作り、この現像
剤を富士ゼロックス「Ａｂｌｅ１３００」を改造した複
写機を使用して、熱ローラの設定温度を変えて複写を行
い、定着可能な最低温度を求めた。 （３）オフセット発生温度 (２) で使用した複写機の熱ローラの設定温度を変えて
複写を行い、オフセットが発生する温度を求めた。

【００５３】

【表１】

【００５４】

【発明の効果】本発明のトナー用樹脂組成物及びトナー
は、上述の通りであり、耐オフセット性、耐ブロッキン
グ性に優れ、より低温で定着可能である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】結着用樹脂が、スチレン系重合体に官能基
   を有する反応性架橋ポリマー微粒子が結合している樹脂
   を主成分とすることを特徴とするトナー用樹脂組成物。
2. 【請求項２】結着用樹脂が、スチレン系重合体と官能基
   を有する反応性架橋ポリマー微粒子もしくは高分子量の
   熱可塑性ポリマー微粒子とを主成分とすることを特徴と
   するトナー用樹脂組成物。
3. 【請求項３】請求項１記載又は請求項２記載のトナー用
   樹脂組成物が用いられていることを特徴とするトナー。