JPS5810743B2 - 静電潜像現像用磁性トナ− - Google Patents

静電潜像現像用磁性トナ−

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JPS5810743B2
JPS5810743B2 JP54095797A JP9579779A JPS5810743B2 JP S5810743 B2 JPS5810743 B2 JP S5810743B2 JP 54095797 A JP54095797 A JP 54095797A JP 9579779 A JP9579779 A JP 9579779A JP S5810743 B2 JPS5810743 B2 JP S5810743B2
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toner
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magnetic toner
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向尾昭夫
川西恒明
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Hitachi Metals Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子写真、静電記録、静電印刷に用いられる静
電潜像現像用磁性トナーに関する。
更に詳しくは、熱ロールにおける定着性と耐オフセット
性が良好で、加えて熱安定性(保存安定性)。
流動性に優れた1O−8U、cm−1以上の導電率を有
する静電潜像現像用磁性トナーに関するものである。
一般に現像剤としてはキャリヤーを必要とする二成分現
像剤およびキャリヤーを必要としない一成分現像剤(磁
性トナー)とがあり、これらの現像剤を紙などの記録体
上に定着する方法としては金属ローラーによる圧力定着
方式、電熱ヒーターによるオーブン定着方式および加熱
ローラーによる熱ロール定着方式がある。
熱ロール定着方式は加熱ローラーの表面と被定着画像面
が直接圧接触するため画像面を融着固定する際の熱効率
が極めて良好であり、迅速に定着を行なうことができる
ので、特に高速度複写を目的とする電子写真複写機には
、極めて好適である。
しかしながら熱ロール定着方式では、加熱ローラー表面
にトナーが加熱溶融状態で圧接触するため、トナーの一
部がローラー表面に付着して再び被定着画像面に付着し
、画像を汚すオフセット現象を起こし易い欠点がある。
そのため、熱ロール定着方式においては、耐オフセット
性の良好なトナーが要求される。
従来より耐オフセット性の良好なトナーとしては、定着
用樹脂の主成分として、スチレン、スチレンルアクリル
共重合体、スチレンルアクリル共重合体、スチレンルア
クリル共重合体、スチレン−アクリロニトリ少共重合体
等のスチレン系共重合体を用いることが知られている。
しかし、−成分現像剤、特に1010−8U1で1以上
の高い導電率を有する磁性トナーにおいては、通常の定
着温度(150℃〜200℃)では溶融しない磁性粉や
カーボンブラックを比較的多量にトナーに添加するため
、上記のスチレン系共重合体を用いた場合に、十分な定
着性と耐オフセット性が得られない難点があった。
良好な定着性を得るためには、上記のスチレン系共重合
体の分子量を低くして、樹脂の溶融粘度を下げる方法が
ある。
しかし、スチレン系共重合体では、必要なだけ分子量を
低くすると、トナーは加熱によって容易に熱溶融し易く
なり、保存中にケークするか凝集する傾向が現われる。
また、樹脂中の低分子量成分が増えるため、トナーの粘
着性が増加し、トナーの耐オフセット性や流動性が低下
する。
一方、ビスフェノール型のエポキシ樹脂は低分子量でも
熱安定性や流動性の良いトナーが得られる。
また、比較的低温(1]0℃位)で定着するトナーが得
られるため、オーブン定着方式の磁性トナーに広く用い
られている。
しかし、樹脂の溶融粘度が低く、熱ロール定着方式に適
用するとオフセットが発生し易い難点がある。
以上の様に、熱ロール定着方式に適用できる磁性トナー
は少く、特に定着性、耐オフセット性が良好で、更に、
熱安定性、流動性の良好な10−80・cm−1以上の
導電率を有する磁性トナーを得ることは困難であった。
本発明はかかる事情に鑑み、熱ロール定着方式における
定着性と耐オフセット性が良好で、加えて熱安定性、流
動性に優れた高導電率の磁性トナーを提供することを目
的とする。
本発明者等は、上記の目的を達成するためにトナーの定
着用樹脂として新規な樹脂の開発に取りくみ、鋭意研究
を行なった結果、縮合系の共重合体として、ネオペンチ
ルグリコール、トリメチロールプロパン、テレフタル酸
から合成されるガラス転移点が55℃〜70℃(The
rmomechan−ical Analyzer)に
よる樹脂の熱膨張係数の温度変化により測定)軟化点が
110℃〜130℃(B&R法:JISK2531−1
960により測定)OH価が5O−1550−15o/
g(p−トルエンスルホン酸法l)により測定)のポリ
エステル樹脂が最も適当であることを見い出したのであ
る。
本発明のポリエステル樹脂は上記の様に二種のアルコー
ル成分、即ちネオペンチルグリコールとトリメチロール
プロパンと一種の酸成分、即ち、テレフタル酸との脱水
縮合物であるが、特に特徴があるのは、アルコール成分
として、上記の二種を用いた点である。
ネオペンチルグリコールは二個の水酸基を有するジオー
ルであり、トリメチロールプロパンは三個の水酸基を有
するトリオールである。
これら二種のアルコール成分を用いることにより、得ら
れるポリエステル樹脂は、線状ばかりでなく、網目状に
重縮合するため、樹脂の溶融粘度が適度に高くなり、定
着性と耐オフセットの良好なトナーを得ることができた
のである。
本発明のポリエステル樹脂でトナーの定着性と耐オフセ
ット性が良好になる樹脂の軟化点は110℃〜130℃
の範囲である。
一方、トナーの熱安定性、流動性、耐刷性を高めるため
には、樹脂のガラス転移点を高める必要がある。
一方、ガラス転移点が高くなるとトナーの定着性が悪ろ
くなる。
従って樹脂のガラス転移点は少なくとも55℃以上70
℃以下が必要である。
本発明において上記の様な軟化点とガラス転移点を有す
るポリエステル樹脂は、使用するモノマーの配合を選定
することにより得られる。
種々、合成実験を行なった結果、テレフタル酸1モルに
対し、ネオペンチルグリコール0.74〜1.02モル
、トリメチロールプロパン0.04〜0.39モルの配
合で上記の軟化点とガラス転移点を有する樹脂が得られ
ることがわかった。
これらのポリエステル樹脂のOH価は、公知のP−トル
エンスルホン酸法によって測定すると、樹脂1g当り5
0m9KOH〜150■KOHである。
この様な樹脂中の水酸基は、トナーの〜酸化亜鉛紙、静
電記録紙等被現像記録体に対する現像性を高めるばかり
でなく、トナーの流動性を高める効果を有する。
以上のポリエステル樹脂と磁性粉とカーボンブラックを
用いることにより、熱ロールにおける定着性と耐オフセ
ット性に優れ、また、熱安定性、流動性の良好な磁性ト
ナーを得ることができる。
磁性粉としては下記のものが用い得る。
即ち、磁場によってその方向に極めて強く磁化する物質
、例えばフェライト、マグネタイトなどをはじめとする
鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性を示す元素を含む
合金あるいは化合物、また、その他熱処理等何らかの処
理を施すことによって強磁性を示す種々の合金等が用い
られる。
これらの強磁性体はトナー中に含有せしめるため、平均
粉径が0.05μm〜5μmのものを用いる。
これら磁性粉のトナーに対する添加量は定着性、画像特
性上、40〜80重量%が適当である。
磁性粉の添加量が40重量%未満のトナーでは、トナー
の磁性が弱く、トナーが現像用磁性ロールより離脱して
、かぶりの多い画像が得られる。
また、磁性粉の添加量が80重量%を越える場合には、
トナーの磁力が必要以上に強くなり、トナーが現像用磁
性ロールより離脱しにくく、画像の濃度が低下する。
また、磁性粉の添加量が多いとトナーは熱溶融しにくく
なり、定着性が低下する。
本発明の磁性トナーには、上記のポリエステル樹脂と磁
性粉に加えて、必要に応じて〜顔料もしくは染料から成
る着色剤成分を加えることができる。
また、トナーのオフセット現象を更に抑制するために離
型性を有する種々の化合物をトナー中に含有せしめるこ
とができる。
これらの化合物としては、例えば、高級脂肪酸類または
高級脂肪量の金属塩類、天然あるいは合成のワックス類
、哀級脂肪酸エステル類もしくはその部分ケン化物疑ア
ルキレンビス脂肪酸アマイド類の他離型性を宿する高分
子物質、例えばポリテトラフルオロエチレン等のフッ素
樹脂やシリコン樹脂を添加することができる。
これらの化合物は単独もしくは適当に組合せてトナー中
に含有せしめる。
また、これらの化合物のトナーに対する添加量は、トナ
ーの樹脂成分100重量部に対し5重量部以下で十分で
ある。
5重量部を越える場合には、本発明のポリエステル樹脂
の良好な特性が損われ、トナーC熱安定性や流動性が低
下する。
磁性トナーは、更にカーボンブラック等の遅霜性粒子を
添加し、その添加量と添加方法によってトナーの導電率
をコントロールする。
本発明の1O−10−8UXC以上の導電率を有するト
ナーを得るためには、カーボンブラックをトナーの内部
に高々10重量%、トナーの外部に0.5〜10重量%
の範囲で添加する。
カーボンブラックをトナーの内部に10重量%以上添加
する場合には、トナーの導電率は更に高まるが、トナー
は熱溶融しにくくなり、定着性が低下する。
また、トナーの外部に添加する場合には、内部に添加す
る場合より効果が著しく、0.5〜10重量%の添加量
で十分である。
本発明の磁性トナーにより、記録体上に形成されたトナ
ー画像は、通常の熱ローラーによってオフセットを発生
することなく長幼に定着できる。
定着に用いる熱ローラーの定着条件は、圧力1.5kg
以上、定着温度160℃〜200℃で十分てあり、従来
の二成分トナーの場合と同様の条件で定着できる。
以下、本発明を実施例によって説明するが、本発明は例
記する実施例によって何ら制限されるものでは無い。
合成例 1゜ 撹拌機、温度計、窒素導入口、縮合水留出管を備えた4
0フラスコにネオペンチルグリコールもしくはトリメチ
ロールプロパンと蒸留水を仕込み、かきまぜながら80
℃にまで昇温し保温した。
次に、テレフタル酸を徐々に加え良くかきまぜた。
ついて、触媒ジブチルチンオキサイドを加え、180℃
〜190℃まで昇温し反応させた。
縮合水の量が理論量の半量に達したら、更に220℃に
まで昇温し反応を継続した。
終点は酸価により決定した。
上記の合成手順により、表1に掲げる七ツマ−および蒸
留水、触媒の仕込量てポリエステル樹脂9種を合成した
合成した樹脂のガラス転移点、軟化点、OH価を表1に
併記する。
実施例 1 定着用樹脂として表1の樹脂屑3磁性粉として戸田工業
製のマグネタイトEPT−500、導電性粒子として三
菱化成のカーボンブラック≠44を用い磁性トナーを調
製した。
上記樹脂39重量部、磁性粉53重量部、カーボンブラ
ンク8重量部を計り取り、10分間乾式予備混合する。
次に、混合物を110〜120℃に加熱したコニーダー
(西独Buss社製)で溶融混合する。
これを冷却固化後、微粉砕し得られた粉砕粉にシリカ微
粉末を0.5重量%、カーボンブラックを2.0重量%
添加しよく混合する。
次に、上記粉砕粉を200〜300℃に加熱した熱処理
炉中を落下させ、トナーの球状化熱処理とカーボンブラ
ックのトナー表面への固定を行なう。
球状化トナーをジグザグ分級機により3μm未満、30
μm以上のトナー粒子を除き、導電性磁性トナーを調製
した。
上記トナーの導電率は10−30cm、−1であった。
次にトナーを熱ロール定着方式の複写機を用いて複写を
行なったところ、良好な黒色画像が得られ、熱ロール(
定着温度160℃)によってオフセットを発生せず良好
に定着できた。
また、トナーを55℃1温度40%の環境下に50時間
以上放置しても、トナーのケーキ化、凝集が起こらず、
トナーの熱安定性の良いことがわかった。
更にトナーは、上記のファクシミリの現像機中で凝集す
ることなく、流動性の良いことがわかった。
実施例 2 実施例1において、ポリエステル樹脂として表1の樹脂
No、4を用いて、他は全く同様にして実施したところ
、実施例1とほぼ同様な効果があった。
実施例 3 実施例1において、ポリエステル樹脂として表1の樹脂
No、5を用いて、他は全く同様にして実施したところ
、実施例1とほぼ同様な効果があった。
比較例 1 実施例1において、ポリエステル樹脂として本発明に該
当しない表1の樹脂No1,2,6,7,8゜9を用い
てトナーを調製したところ、いずれの樹脂を用いたトナ
ーでも熱安定性、流動性が得られず、実用に供し難いこ
とがわかった。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン
    およびテレフタル酸から合成されるポリエステル樹脂と
    磁性粉と導電性粒子を含み、1o−80・cm以上の導
    電率を有し、熱ロール定着方式に使用される静電潜像現
    像用磁性トナーにおいて、前記ポリエステル樹脂はテレ
    フタル酸1モルに対しネオペンチルグリコールおよびト
    リノチルプロペンをそれぞれ0.74〜1.02モルお
    よび0.04〜0.39モルの配合で合成されると共に
    、551〜70℃のガラス転移点、110℃〜130℃
    の軟化点および50〜150m?KOH/gのOH価を
    有することを特徴とする静電潜像現像用磁性トナ0 2、特許請求の範囲第1項に記載の磁性トナーにおいて
    、磁性粉を40〜80重量%含有することを特徴とする
    静電潜像現像用磁性トナー。 3 特許請求の範囲第1項に記載の磁性トナーにおいて
    、導電性粒子としてカーボンブラックをトナーの内部に
    高々10重量%、トナーの外部に0.5〜10重量%添
    加混合することを特徴とする静電潜像現像用磁性トナー
JP54095797A 1979-07-27 1979-07-27 静電潜像現像用磁性トナ− Expired JPS5810743B2 (ja)

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