JPH0810347B2 - 粉体トナ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は電子写真，イオノグラフィー等における静電
潜像を乾式現像するための熱溶融性粉体トナーに関し，
特にフラッシュ定着，オーブン定着熱圧ロール定着にお
ける低温定着等に好適な粉体トナーに関する。

（従来の技術） 従来，乾式現像法としては，トナー粒子にキャリア粒
子，すなわち，ガラスビーズもしくは磁性粉を混合した
二成分系の現像剤を使用する方法，およびトナー粒子自
体に磁性を付与した一成分系トナーを用いる方法があ
り，さらには最近では耐環境性に優れた非磁性一成分系
トナーを用いる方法などが提案されている。

これらのトナーを製造する方法としては，顔料・染料
等の着色剤，結着剤，電荷制御剤，必要に応じて磁性粉
等を加熱，溶融状態で混練して均一な組成物とし，これ
を冷却後，粉砕，分級する。

結着剤は，トナー中の構成成分を粒子中に結着し，着
色剤を目的とする記録媒体（紙等）への定着する機能を
有する。結着剤の主成分は，ポリスチレン系樹脂，ポリ
エステル系樹脂，エポキシ系樹脂，ポリアクリル酸エス
テル系樹脂，ポリエチレン樹脂等の熱可塑性樹脂であ
り，場合によってはこれらの熱可塑性樹脂にパラフィ
ン，マイクロクリスタリンなどのワックス状物質を配合
して用いる。

粉体トナーの定着方法としては，オーブン定着，フラ
ッシュ定着，溶剤定着，熱圧定着，圧力定着等種々の方
式が知られており，それぞれの定着方法に対して好まし
い結着剤が適宜選択されている。現在，定着方式で主流
になっているのは熱圧ロール定着方式であり，この方式
は高温で加圧された２本のロール間に印字物を通し，熱
と圧力を用いて記録媒体にトナーを定着するものであ
る。熱圧ロール定着方式は，定着性能が良好で，オーブ
ン定着のような紙づまり時の発火の危険が無いという利
点の反面，スイッチを入れてからのウォーミングアップ
時間が長い，加熱による消費電力が大きく家庭での使用
に向かない，断続的に使用する場合でもスイッチを入れ
たままにしておかなければならない等の欠点がある。ウ
ォーミングアップ時間短縮に関してはフラッシュ定着，
溶剤定着，圧力定着法が提案されているが，それぞれ定
着性不足，溶剤臭気の問題，光沢の発生と定着性不足で
未だ満足のいくものとはなっていないのが現状である。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明者等は上記熱圧ロール定着方式における加熱ロ
ールの低温化およびフラッシュ定着，オーブン定着に適
するトナー材料の探索を鋭意検討したところ，従来知ら
れていなかった新しい材料を用いることによってトナー
の定着に要する熱エネルギーを著しく低減できることを
見い出した。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） すなわち，本発明は，少なくとも着色剤と該着色剤の
結着剤とを含んでなる粉体トナーにおいて，該結着剤と
して融点が50〜150℃のイミド化合物を使用することを
特徴とする上記粉体トナーである。

本発明におけるイミド化合物は，例えば，下記一般式
で表されるような化合物であるが，必ずしも下記一般式
に限定する必要はない。

（上記一般式中,Aは多塩基酸無水物残基を表し,Bは，ア
ミン残基を表す。同一式中におけるA,Bは同一でも異な
っていてもよい。） 本発明におけるイミド化合物は,2塩基酸無水物と１価
もしくは多価アミンを縮合反応することにより得られる
が,4塩基酸２無水物を原料とする場合には１価アミンを
使用すればよい。

上記酸無水物としては，ナフタル酸，コハク酸，マレ
イン酸，フタル酸，水素化フタル酸，ピロメリット酸，
水素化ピロメリット酸等の酸無水物がある。

上記アミンとしては，エチルアミン，ブチルアミン,n
−プロピルアミン，イソプロピルアミン,n−ブチルアミ
ン，ペンチルアミン，オクチルアミン,2−エチルヘキシ
ルアミン，ノニルアミン，デシルアミン，ウンデシルア
ミン，トリデシルアミン，ベンタデシルアミン，オクタ
デシルアミン等の脂肪族アミン,2−アミノブタノール,2
−アミノプロパノール,3−ジメチルプロパノール,3−メ
トキシプロビルアミン,3−エトキシプロピルアミン，プ
ロポキシプロピルアミン，イソプロポキシプロピルアミ
ン，ブトキシプロピルアミン，テシルオキシプロピルア
ミン，ラウロキシプロピルアミン，ミリスチルオキシプ
ロピルアミン等のオキシアミン，ジメチルアミノエチル
アミン，エチルアミノエチルアミン，ジエチルアミノエ
チルアミン，メチルアミノプロピルアミン，ジブチルア
ミノプロピルアミン，ジエチルアミノエトキシプロピル
アミン,1,2−ビス（３−アミノプロポキシ）−エタン,
1,4−ジアミノブタン,N−アミノエチルピペリジン,N−
アミノエチルモルフォリン，アニリン，イミノビスプロ
ピルアミン，メチルイミノビスプロピルアミン等のアミ
ン，ヘキサメチレンジアミン，エチレンジアミン，トリ
メチレンジアミン,1,7−ジアミノヘプタン,1,8−ジアミ
ノオクタン,1,9−ジアミノノナン,o−フェニレンジアミ
ン,m−フェニレンジアミン等のジアミン等がある。

酸無水物もしくはアミンとして上記例示化合物に低級
炭化水素基もしくは官能基が置換した誘導体を用いても
よい。イミド化縮合反応は一般に知られているように有
機溶剤中で加熱するが，無溶剤で加熱してもよい。多価
アミンを用いる場合にはジイミド，トリイミド等分子内
にイミド基が２個以上のイミド化合物ができる。

本発明の熱溶融性イミド化合物は，分子量としては10
0以上500以下程度であり，したがって，実質上単一の分
子量の化合物として取り出すことができるということに
よって特徴づけられる。ここで，実質上単一の分子量と
いうことは，目的とする化合物以下に不純物としての未
反応物もしくは分子内に炭素数の多いアルキル基等が入
っている場合にその直鎖の長さが１〜２個程度増減した
ものが混入する程度である。また，本発明の熱溶融性イ
ミド化合物は，多くの場合結晶性の化合物として得られ
るということによって特徴づけられる。分子量が500よ
り大きくなると融点が150℃以上となることがあるので
本発明の目的に供し得えない場合がある。

本発明のイミド化合物は，融点が50〜150℃の範囲に
あり，加熱すると融点温度において速やかに溶融し，か
つ粘度が急激に低下するという特性を有しているので，
粉体トナーの記録媒体に定着の際，極めてわずかな熱エ
ネルギーで定着することができる。融点が50℃より低い
と貯蔵時における温度の影響を受けやすく,150℃より高
いと粉体トナーの定着性が悪くなるので好ましくない。

本発明の粉体トナーは，イミド化合物，着色剤，電荷
制御剤，磁性粉等を溶融混合し粉砕，分級することによ
って得られる。

着色剤としては，染料・顔料でありこれに限る必然性
は無いが，例示すると以下のようなものがある。

黄色顔料・染料 亜鉛黄，黄色酸化鉄，ハンザエロー，ジスアゾエロ
ー，キノリンエロー，パーマネントエロー。

赤色顔料・染料 ベンガラ，パーマネントレッド，リソールレッド，ピ
ラゾロンレッド，ウォッチャンレッドCa塩，ウォッチャ
ンレッドMn塩，レーキレッドC,レーキレッドD,ブリリア
ントカーミン6B,ブリリアントカーミン3B。

青色顔料・染料 紺青，フタロシアニンブルー，無金属フタロシアニ
ン。

この他に，必要により橙々，紫色，緑色などの有色顔
料，酸化チタン，オイルブラックのような白色，黒色の
顔料もしくは染料を使用することができる。

電荷制御剤としては，フェットシュバルツ−HBN,ニグ
ロシンベース，ブリリアントスピリット，ザボンシュバ
ルツX,セレスシュバルツRG,銅フタロシアニン染料など
の染料，合金染料があり，その他C.I.ソルベントブラッ
ク1,2,3,5,7,C.I.アシッドブラック123,22,23,8,42,43,
オイルブラック（C.I.6150），スピロンブラックなどの
染料，第４級アンモニウム塩，ナフテン酸金属塩，脂肪
酸もしくは樹脂酸の金属石ケン，コロイダルシリカ等が
ある。

磁性粉としては，各種のフェライト，マグネタイト，
ヘマタイト等の鉄，亜鉛，コバルト，ニッケル，マンガ
ン等の合金もしくは化合物等を使用することができる
が，その磁気的性質としては5KOeの磁場下における飽和
磁下70emu/g以上，保持力200Oe以下のものが特に好まし
い。これらの磁性粉は結晶形（立方晶，正八面体，鉢状
等），不定形，球形，米粒状形等すべて使用できる。ま
た，目的によっては分級したものであってもよいし，自
体公知の表面処理，例えば疎水処理あるいはシランカッ
プリング剤処理等を施したものであってもよい。

以下実施例によって本発明を詳細に説明する。実施例
中の「部」はすべて「重量部」を表わす。

実施例１ 下記の各構成成分から成るトナー原料をスーパーミキ
サーにて予備混合した。

（組成１） イミド化合物Ａ（注１） 10部 スチレン−アクリル共重合樹脂（日本カーバイド工業
製,NC−6159） 52部 磁性粉（戸田工業製,EPT500） 35部 カーボオンブラック（キャボット社製,Mogul-L） ２部 電荷制御剤（保土谷化学製，スピロンブラックTRH） １
部 注１）イミド化合物Ａは無水ヘタル酸とアリルアミンの
等モル量を混合物200部及びキシレン500を還流下に５時
間加熱して得られた化合物（分子量187;融点71℃,DSC測
定による，以下も同様） これを２軸押出混練機にて加熱溶融混練し，冷却後，
衝突式気流粉砕機（日本ニューマチック工業製，ラボジ
ェット）にて粉砕し，気流分級機にて粒度を調節し，平
均粒子径13.5μｍ（コールターカウンターTA−II型によ
る）のトナーを得た。さらにトナー100部に対し,0.3部
のコロイダルシリカ（日本アエロジル製,R−972）を添
加し，市販の複写機（キャノン製NP−300Z）にて印字し
未定着画像を取り出した。

また比較例としてイミド化合物Ａを含まずスチレン−
アクリル共重合樹脂のみを62部とし，以下は全く組成１
と同じ組成（組成２）で同様な手順により平均粒子径1
3.4μｍのトナー粒子を得，同様に未定着画像を得た。

これらを温度調整可能な熱圧ロールにて定着したとこ
ろ，同様な定着強度を得るのに組成１で140℃であった
のに対し組成２では160℃であった。

実施例２ 平均粒子径1.5mmのガラスビーズが容積で60％充填さ
れた５リットルのサンドミル中に予備混合した下記の各
々の組成物をギヤポンプによって２リットル分の速度で
仕込みサンドミルを10m/秒の速度で回転して混練を５回
繰り返し，次の組成のトナー原料を試作した。

イミド化合物Ｂ（注２） 57部 磁性粉（戸田工業製,EPT500） 35部 カーボオンブラック（キャボット社製,Mogul-L） ２部 電荷制御剤（オリエント化学製，ボントロンNo.1）５部 イソプロピルアルコール 70部 水 70部 注２）イミド化合物Ｂは無水フタル酸148部，エチルア
ミン45部およびキシレン500部を還流下に５時間加熱し
て得られた化合物（分子量175;融点78℃）。

上記トナー原料をスプレードライヤー（ヤマト科学
製，パルビスGA−31）にて熱風乾燥し，気流分級機にて
粒度を調節して平均粒子径12.3μｍ（コールターカウン
ター,TA−II型による）のトナー粒子を得た。これにト
ナー100部に対し,0.3部のプラス荷電性コロイダルシリ
カを添加し，市販の複写機（キャノン製NP−150Z）にて
印字し未定着画像を取り出した。これを通常のフラッシ
ュ光にて露光したところ，紙への浸透性，定着性共極め
て良好な印字物を得た。

実施例３および４ 実施例１におけるイミド化合物A,実施例２におけるイ
ミド化合物Ｂの代わりに無水フタル酸とオクチルアミン
の等モル量の縮合物（分子量259,融点67℃）を用いて実
験を行ったところ、同様に良好な結果を得た。

〔発明の効果〕

本発明の粉体トナーは融点が50〜150℃の低分子量イ
ミド化合物を結着剤として使用しているので，粉体トナ
ーの定着の際，融点温度において速やかにイミド化合物
が溶融し，かつ粘度が急激に低下するので，フラッシュ
定着用粉体トナーの結着剤として有用である。

また，従来結着用樹脂として用いられている高分子量
化合物に添加することにより，定着に要する温度を低下
させることができるので，省エネルギー化に貢献するも
のである。

また，低分子量イミド化合物の融点は50℃以上である
ので、高温での貯蔵安定性（耐ブロッキング性）にも優
れる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−219052（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−221758（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−17453（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−250461（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも着色剤と該着色剤の結着剤とを
   含んでなる粉体トナーにおいて，該結着剤として融点が
   50〜150℃のイミド化合物を使用することを特徴とする
   上記粉体トナー。
2. 【請求項２】イミド化合物の分子量が500以下である特
   許請求の範囲第１項記載の粉体トナー。
3. 【請求項３】イミド化合物が１分子中に１個もしくは２
   個のイミド基を有する化合物である特許請求の範囲第１
   項記載の粉体トナー。
4. 【請求項４】イミド化合物が,2塩基酸無水物と１価もし
   くは多価アミンを縮合反応することにより得られるもの
   である特許請求の範囲第１項記載の粉体トナー。