JPH08123079A - トナー用樹脂組成物及びトナー - Google Patents

トナー用樹脂組成物及びトナー

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JPH08123079A
JPH08123079A JP6256577A JP25657794A JPH08123079A JP H08123079 A JPH08123079 A JP H08123079A JP 6256577 A JP6256577 A JP 6256577A JP 25657794 A JP25657794 A JP 25657794A JP H08123079 A JPH08123079 A JP H08123079A
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JP
Japan
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toner
resin composition
strain
temperature
measured
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JP6256577A
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English (en)
Inventor
Hisahiko Kashiwabara
久彦 柏原
Hirotake Matsumoto
弘丈 松本
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】耐オフセット性、低温定着性、耐ブロッキング
性に優れ、特に定着温度域が広く、高速型や小型の電子
複写機を用いて複写する場合でも、十分に安定した画像
が得られるトナー用樹脂組成物及びトナーを提供するこ
とにある。 【構成】130℃において周波数100rad/se
c、ひずみ振幅3%で測定した損失剛性率G”が、20
000Pa以下であり、複素剛性率の絶対値|G|が1
00000Paとなる温度において、0.5〜1sec
-1のひずみ速度で伸長粘度ηE の時間依存性を測定した
とき、ひずみεが3である時の伸長粘度ηE(ε=3)
とεが0.8である時の伸長粘度ηE (ε=0.8)と
の比ηE (ε=3)/ηE (ε=0.8)が4以上であ
り、ガラス転移温度が50℃以上であることを特徴とす
るトナー用樹脂組成物からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電子写真、複写機、
プリンタ−等に使用するトナー用脂組成物及びトナーに
関し、更に詳しく言えば、静電荷像を現像する方法にお
いて、使用するトナー用樹脂組成物及びトナーに関す
る。
【0002】
【従来の技術】電子写真、複写機、プリンタ−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
るトナー用樹脂組成物にカーボンブラック等の着色剤、
その他添加剤を含有させ微粉末とし、更に、鉄粉やガラ
スビーズ等のキャリアを混合した摩擦帯電性のトナー
(現像剤)が用いられる。
【0003】画像を得るには、通常、感光体上に静電潜
像を形成し、この静電潜像に摩擦帯電性のトナーを電気
的に付着させて現像し、ここで得られたトナー像を用紙
等のシートの上に転写し、その後、トナーに対して離型
性を有する加熱された加圧ローラー(以下「熱圧ローラ
ー」という。)で定着させて永久可視像とする。
【0004】この種のトナーには、主に耐オフセット性
(定着用の熱圧ローラーにトナーが付着し、これが用紙
を汚さないこと。)、低温定着性(低温でトナーが用紙
に強固に付着すること。)、耐ブロッキング性(保存中
トナー粒子が凝集しないこと。)、画像安定性(トナ−
の帯電量の変化がなく、静電潜像の帯電量と画像濃度の
相関が安定いていること。)の優れたものが要求され、
更に、微粉末とし、トナーを製造のために、微粉砕性の
良好なトナー用樹脂組成物が要求される。
【0005】耐オフセット性、低温定着性、耐ブロッキ
ング性及び微粉砕性を改善したトナーとして、低分子量
のビニル系重合体成分と高分子量のビニル系重合体成分
とからなり、スチレン系単量体及び/または(メタ)ア
クリル酸エステル系単量体を上記ビニル系重合体成分の
構成単位として含むトナー用樹脂組成物を用いたものが
広く知られている。
【0006】また、上記低分子量のビニル系重合体成分
のガラス転移点が50℃以上、重量平均分子量が5万以
下であり、上記高分子量のビニル系重合体成分のガラス
転移点が65℃以下、重量平均分子量が5万以上の樹脂
組成物であってガラス転移点が50℃以上であるトナー
用樹脂組成物を用いたトナーが、特開昭56−1583
40号公報に開示されている。
【0007】また、スチレン成分、アクリル酸エステル
成分及び/またはメタアクリル酸エステル成分、ジビニ
ル系モノマー成分よりなり、ガラス転移温度が50〜6
8℃、動的粘弾性測定における損失正接tanδが20
0℃で0.3〜0.7であるトナー用樹脂組成物も特開
平4−202307号公報に開示されている。
【0008】さらに、150℃における損失剛性率G”
が10000Pa以下、200℃における貯蔵剛性率
G’が2000Pa以上である樹脂と、140℃におけ
る溶融粘度が0.005〜0.1Pa.secである離
型剤とを含有し、150〜200℃における損失正接t
anδが0.05〜1.0の範囲にあるトナーも特開平
5−100477号公報に開示されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
樹脂組成物を用いたトナーは、いずれも、耐オフセット
性、低温定着性及び耐ブロッキング性は良好で、しかも
一定レベルの帯電性を制御することができ、画像安定性
も良好に維持しているものの、近年需要が伸びている高
速型や小型の電子複写機を用いて複写する場合には、必
ずしも上記性能が十分に満足のいくものではなく、特
に、保存中の耐ブロッキング性がよく、しかも定着温度
が低く、定着可能温度域の広いトナーが切望されてい
る。
【0010】本発明は、上記従来のトナーの有する問題
を解決するもので、その目的とするところは、耐オフセ
ット性、低温定着性、耐ブロッキング性に優れ、特に定
着温度域が広く、高速型や小型の電子複写機を用いて複
写する場合でも、十分に安定した画像が得られるトナー
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】本発明のトナー用樹脂組
成物は、130℃において周波数100rad/se
c、ひずみ振幅3%で測定した損失剛性率G”が、20
000Pa以下であり、複素剛性率の絶対値|G|が、
100000Paとなる温度において、0.5〜1se
-1のひずみ速度で伸長粘度ηE の時間依存性を測定し
たとき、ひずみεが3である時の伸長粘度ηE (ε=
3)とεが0.8である時の伸長粘度ηE (ε=0.
8)との比ηE (ε=3)/ηE (ε=0.8)が4以
上であり、ガラス転移温度が50℃以上であることを特
徴とする。
【0012】上記トナー用樹脂組成物は、130℃にお
いて周波数100rad/sec、ひずみ振幅3%で測
定した損失剛性率G”が、大きくなると低温定着性が低
下するので20000Pa以下であり、より好ましく
は、130℃においてG”が10.000Pa以下であ
る。
【0013】上記トナー用樹脂組成物は、更に、複素剛
性率の絶対値|G|が100,000Paとなる温度に
おいて、0.5〜1sec-1のひずみ速度で伸長粘度η
E の時間依存性を測定したとき、ひずみεが3である時
の伸長粘度ηE (ε=3)とεが0.8である時の伸長
粘度ηE (ε=0.8)との比ηE (ε=3)/η
E(ε=0.8)が、小さくなると、耐オフセット性が
十分ではなく、十分に広い定着温度幅を得ることができ
なくなるので4以上であり、より好ましくは、6以上で
ある。
【0014】上記トナー用樹脂組成物は、ガラス転移温
度が低くなると、耐ブロッキング性が低下するので、5
0℃以上である。
【0015】本発明における損失剛性率G”及び複素剛
性率の絶対値|G|は、レオメトリックス社製RMS−
800を用いて、2個の直径25mm円盤の間に樹脂組
成物を入れ、周波数100rad/sec、ひずみ振幅
3%で測定される。
【0016】本発明における伸長粘度の時間依存性は、
東洋精機製作所製メルテンレオメーターを用い、東洋精
機製作所製キャピログラフ1Bを用いて調製した初期直
径4〜6mm、長さ150mm円筒状試料で測定され
る。
【0017】上記伸長粘度の時間依存性を測定する温
度、即ち複素剛性率の絶対値|G|が100000Pa
となる温度は、|G|が、温度に対して単調に低下する
ため、一義的に決まる。
【0018】東洋精機製作所製メルテンレオメーターを
用いて、伸長粘度を測定するには、二組のローラーによ
って試料の両端を把持し互いに逆方向に回転させ試料に
伸長変形を与える。時刻tでの試料の長さをLとする
と、伸長変形のひずみ速度は(1/L)(dL/dt)
で定義されるので、ローラーが一定速度で試料を外側へ
吐き出す方向に回転することで、試料はV/L0 (V:
ローラーの線速度、L0: ローラー間距離)の一定ひず
み速度で伸長される。このとき、通常、試料とローラー
の間に滑りが発生するため、実際のひずみ速度は初期設
定のひずみ速度より小さくなる。実際のひずみ速度は、
試料の直径変化を測定することで、Lnd=Lnd0
0.5γt(Ln:自然対数、d: 試料の直径、d0
試料の初期直径、γ: 実際のひずみ速度) の関係から求
める。剪断速度を設定1sec -1で測定した場合、実際の
ひずみ速度は0.5〜1sec -1となるのが通常である。
伸長粘度ηE は ηE =F/A(F:ローラーに生ずる
張力、A:試料の直径から計算される時間tでの試料の
断面積)で定義される。
【0019】本発明におけるガラス転移温度は、公知の
方法で測定でき、例えば、セイコー電子工業社製DSC
−220を用い、試料量10mg、昇温速度10℃/分
で測定する方法が挙げられる。
【0020】本発明のトナー用樹脂組成物を構成する樹
脂としては、例えば、ビニル系樹脂、キシレン樹脂、エ
ポキシ樹脂、クマロン−インデン樹脂、SBS樹脂、ブ
チラール樹脂、テルペン樹脂、ロジン、石油樹脂、ポリ
エステル樹脂をが挙げられ、これらの樹脂は単独で使用
されても、また2種類以上の樹脂を併用して使用されて
もよい。
【0021】本発明のトナー用樹脂組成物としては、例
えば、低分子量で分子量分布の狭いスチレン−(メタ)
アクリル酸エステル共重合体と高分子量で分子量分布の
狭いスチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体と
を分子レベルで相溶させたブレンド物、(メタ)アクリ
ル酸エステル系の高分子量のビニル系重合体成分とスチ
レン系の低分子量のビニル系重合体成分と50〜80℃
で融解する低分子化合物とのブレンド物などが挙げられ
る。
【0022】上記樹脂を2種類以上併用して使用する場
合、分子レベルで相溶して単相構造をとっていても、分
子レベルで非相溶であり相分離構造をとっていてもよ
い。
【0023】上記相分離構造をとっているトナー用樹脂
組成物の物性は、その相の分散形状、大きさに強く影響
されるので、ロールミル、ニーダー、押出機等の混練機
を用いて十分混練した試料で前記損失剛性率G”、伸長
粘度ηE の時間依存性の測定を行う。
【0024】上記相分離構造をとっている樹脂組成物の
場合、ガラス転移温度がそれぞれの相に対応して2つ以
上観測されることがある。このような場合、どちらかの
相に対応するガラス転移温度が50℃以上であればよ
い。
【0025】本発明の2のトナーは、本発明のトナー用
樹脂組成物を用いて得られる。本発明の2のトナーは、
本発明のトナー用樹脂組成物に、着色剤、帯電制御剤、
その他の従来慣用のトナー用添加剤を配合し、これをロ
ールミル、ニーダー、押出し機等で溶融混練した後、冷
却して微粉砕して得られる。なお、微粉砕されたトナー
には、トナー粒子の流動性を上げるために、疎水性シリ
カ等を後添加してもよい。
【0026】上記着色剤としては、例えば、カーボンブ
ラック、クロームイエロー、アニリンブルー等のトナー
に慣用されている着色剤が使用される。また、帯電制御
剤としては、ニグロシン、スピロンブラック(保土ヶ谷
化学社製)等の染料、その他フタロシアニン系の顔料か
らなる帯電制御剤が挙げられる。また、定着用の熱圧ロ
ーラーに対して剥離作用のあるポリプロピレンワック
ス、低分子量ポリエチレン等が配合されていてもよい。
【0027】
【作用】トナ−の定着は、熱圧ローラーでトナー粒子が
溶融、変形して紙との接触面積を増大させることで実現
する。したがって、低温定着性はトナー用樹脂組成物の
粘性変形がし易くなるほどよくなる。即ち、粘性が低下
するほどよくなる。したがって、複素剛性率の粘性項で
ある前述の条件で測定した損失弾性率G”が小さくなる
に従って低温定着性がよくなり損失弾性率G”が200
00Pa以下の本発明のトナー用樹脂組成物において優
れた低温定着性が実現される。
【0028】また、耐オフセットは、トナーが大きく伸
長変形されても切断され難くなると向上する。本発明に
おけるひずみが3のときの伸長粘度とひずみが0.8の
ときの伸長粘度の比ηE (ε=3)/ηE (ε=0.
8)は、大きく伸長変形されようとするときに、トナ−
が切断されるか伸長されるかの程度を表すものであるか
ら、この比が4を以上である、本発明のトナー用樹脂組
成物では均一に伸長されて、切断が起こららず、耐オフ
セット性が向上する。
【0029】従って、損失弾性率G”が20000Pa
以下で且つ伸長粘度の比ηE (ε=3)/ηE (ε=
0.8)が4以上である本発明のトナー用樹脂組成物は
低温定着性、耐オフセット性に優れたトナーとなる。
【0030】
【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。尚、以下
「部」とあるのは「重量部」を意味する。
【0031】(実施例1)重量平均分子量7千、数平均
分子量/重量平均分子量が1.1のスチレン−ブチルア
クリレート共重合体75部、重量平均分子量60万、数
平均分子量/重量平均分子量が1.1のポリスチレン2
5部が分子レベルで相溶させトナー用樹脂組成物を作製
した。
【0032】得られたトナー用樹脂組成物は、130℃
において周波数100rad/secでG”が1560
0Pa、ガラス転移温度は58℃であった。また、10
3℃で|G|が100000Pa、103℃においてひ
ずみ速度が0.74sec-1で(ε=3)/ηE (ε=
0.8)が6.1であった。
【0033】上記トナー用樹脂組成物100部に対し
て、カーボンブラック(三菱化成社製:MA−100)
6部、スピロンブラックTRH(保土ヶ谷化学社製)1
部及びポリプロピレンワックス(三洋化学社製:ビスコ
ール660P)3部とをロールミルで溶融混練し、冷却
後、ジェットミルで粉砕・分級して、平均粒度11μm
のトナーを得た。このトナーに、疎水性シリカ粉末(日
本アエロジル社製:R−972)0.3部を外添してト
ナーを調製した。
【0034】このトナー10gを100ミリリットルの
サンプル瓶にとり、40℃の恒温槽中に48時間放置し
た後、トナーの凝集性を観察したところ、トナーに凝集
は全く認められなかった。
【0035】また、このトナー4部と粒径50〜80μ
mの鉄粉キャリア96部とを均一に混合して現像剤を作
り、この現像剤を用いて、電子写真複写機の定着用の熱
圧ローラーの設定温度を段階的に変えて複写を行い、オ
フセットによる二重画像の発生がなく、この複写画像を
タイプライター用砂消しゴムで摩擦したとき、複写画像
の濃度の低下が10%未満である場合を定着良好と判定
し、定着温度範囲を求めた。なお、電子写真複写機は、
富士ゼロックス社製のVivace310を定着用の熱
圧ローラーの温度は120〜200℃の範囲として試験
したところ120〜200℃の全域で定着性は良好であ
った。
【0036】(実施例2)重量平均分子量7千のポリス
チレン70部と、重量平均分子量100万のブチルアク
リレート−メチルメタクリレート共重合体20部、ベヘ
ニルアルコール10部をブレンドし、ポリスチレンがマ
トリックス、ブチルアクリレート−メチルメタクリレー
ト共重合体がドメインを形成している相分離構造を有す
るトナー樹脂組成物を得た。
【0037】得られたトナー用樹脂組成物は、130℃
において周波数100rad/secでG”が9500
Pa、ポリスチレン相のガラス転移温度は55℃であっ
た。また、98℃で|G|が100000Pa、98℃
においてひずみ速度が0.83sec-1のηE (ε=
3)/ηE (ε=0.8)は5.0であった。
【0038】上記トナー用樹脂組成物を用いた以外は、
実施例1と同様の方法でトナーを調製し、定着温度範囲
を求めたところ、120〜200℃の全域で定着性良好
であった。このトナー10gを100ミリリットルのサ
ンプル瓶にとり、40℃の恒温槽中に48時間放置した
後、トナーの凝集性を観察したところ、トナーに凝集は
全く認められなかった。
【0039】(比較例1)130℃において周波数10
0rad/secで測定したG”が26200Pa、ガ
ラス転移温度が60℃であるスチレン−ブチルアクリレ
ート共重合体樹脂を合成し、トナー用樹脂組成物を得
た。得られたトナー用樹脂組成物は、110℃で|G|
が100000Pa、110℃においてひずみ速度が
0.73sec -1のηE (ε=3)/ηE (ε=0.
8)は6.0であった。
【0040】上記トナー用樹脂組成物を用いた以外は、
実施例1と同様の方法でトナーを調製し、定着温度を求
めた。このトナー10gを100ミリリットルのサンプ
ル瓶にとり、40℃の恒温槽中に48時間放置した後、
トナーの凝集性を観察したところ、トナーに凝集は全く
認められなかった。定着温度幅は140〜200℃であ
り、実施例に比較して低温定着性が劣っていた。
【0041】(比較例2)130℃において周波数10
0rad/secで測定したG”が16000Pa、ポ
リスチレン相のガラス転移温度が57℃であるスチレン
−ブチルアクリレート−メチルメタクリレート−ベヘニ
ルアルコールのブレンド物を作製し、トナー用樹脂組成
物を得た。
【0042】上記トナー用樹脂組成物は、104℃で|
G|が100000Paであり、104℃においてひず
み速度が0.76sec-1のηE (ε=3)/ηE (ε
=0.8)は2.6であった。上記トナー用樹脂組成物
を用いた以外は、実施例1と同様の方法でトナーを調製
し、定着温度範囲を求めた。このトナー10gを100
ミリリットルのサンプル瓶にとり、40℃の恒温槽中に
48時間放置した後、トナーの凝集性を観察したとこ
ろ、トナーに凝集は全く認められなかった。オフセット
が120〜200℃の全温度域で発生したため、定着温
度域が存在しなかった。
【0043】
【発明の効果】本発明のトナー用樹脂組成物を用いたト
ナーは、耐オフセット性、低温定着性、耐ブロッキング
性に優れ、特に定着温度域が広く、高速型や小型の電子
複写機を用いて複写する場合でも、トナーが用紙に強く
定着し、熱圧ロ−ラ−に付着することがなく、保存中や
トナ−容器中で凝集することはない。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】130℃において周波数100rad/s
    ec、ひずみ振幅3%で測定した損失剛性率G”が、2
    0000Pa以下であり、複素剛性率の絶対値|G|が
    100000Paとなる温度において、0.5〜1se
    -1のひずみ速度で伸長粘度ηE の時間依存性を測定し
    たとき、ひずみεが3である時の伸長粘度ηE (ε=
    3)とεが0.8である時の伸長粘度ηE (ε=0.
    8)との比ηE (ε=3)/ηE (ε=0.8)が4以
    上であり、ガラス転移温度が50℃以上であることを特
    徴とするトナー用樹脂組成物
  2. 【請求項2】請求項1記載のトナー用樹脂組成物を用い
    ることを特徴とするトナー
JP6256577A 1994-10-21 1994-10-21 トナー用樹脂組成物及びトナー Pending JPH08123079A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002099110A (ja) * 2000-09-21 2002-04-05 Canon Inc 定着方法及びトナー

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002099110A (ja) * 2000-09-21 2002-04-05 Canon Inc 定着方法及びトナー

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