JPS59164560A - 圧力定着型トナ−組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 不元明は良好な圧力走溜・庄χよび良好な流動性を御す
る圧力定着型トナー組成物に胸する。

従来、祇子写具法としては、たとえば、画諌電子学会雑
誌第５巻第５号、１７５貢（１９７６年発行）に記載さ
れているように、種々の方法が知られているが、一般に
、静磁気を利用して静電潜像に摩捺帝屯さぜた浩１歇と
逆極性の電荷を仔す現歇剤柁子（トナー）を静電引力に
より付層させる方法（正規現１欣）、又は壱塚と同じ極
性の一′砥荷を有すトナーを磁気ブラシと、潜誠面間の
電界により付着させる方法（反転現像）があり、直接又
は間接的に受像シート上にトナー像を付層させ、さらに
トナー粒子を加熱したり、加圧したり、溶剤蒸気と接触
させたりする等により受像シートに定着させて画像を得
る方法が採られている。

現像剤には、２成分現１＆剤と１成分現歇剤がある。２
成分現歇剤は現在広（用いられているが、それは、定着
バインダーと眉°色剤とを主成分とする粒子（トナー）
とトナーを搬送するための磁性粉末（キャリアー）とか
ら成っている。

１成分現像剤は、定着バインダーとマグネタイト等の磁
性微粒子を主成分とするトナーのみから成り、マグネタ
イト等の磁性微粒子はキャリアーと層色剤の両方の役目
を果たす。

定着方式については、現在は加熱定着方式が一般に採用
されているが、この方式は、加熱のために多大の電力を
必賛とする、予熱時間を賛　。

するために複写機の電源を入れてもすぐにはコピーする
ことができない等の欠点を封する。また、溶媒蒸気定盾
方式は、溶媒蒸気による英気、人体に対する穫注、火気
に対する危険性等の欠点を仔する。そこで、かかる欠点
を解消する定着方式として、１０ｋｌ／ａｎ以上の緋圧
でトナーを塑性変形させて匣盾する圧力定着方式が病死
され、これに伴ないこの方式に使用するためのトナー組
成物に関しても多くの病死がなされ、種々のトナー組成
物が開兄されるに到った。しかしながら従来のトナー組
成物は、定着ｌａ像中のトナ一層そのものの、あるいは
トナ一層と紙との接着力か弱（、画像の帽しジすれ曲が
り寺により画１家が不鮮明になりやすいものであり、満
足できるトナー組成物とはｄい難い。

ポリエステル４Ｂｔ　Ｉｌｍを足漕バインダーとして用
いることは公知であり、その中でも特にビスフェノール
構造を有するポリエステル樹脂を用いることも、特開昭
５７−５７３５６号公報にあるように公知である。しか
し、これらポリエステル樹脂な定着バインダーの主成分
として含有するトナー組成物は、熱定層性には優れてい
るが、圧力定着性は著しく不良である。

また、ラウリン酸アミド、ミリスチン酸アミド、オレイ
ンばアミド等の脂ＦＶｊＷアミドワックスをトナー組成
物の成分として使用すると、圧力定着性が向上すると言
われている。しかし、かかるアミドワックスは塑性変形
が犬ぎすぎるために、該アミドワックスを主成分とする
トナー組成物を、トナー粒子として安水される１０〜２
０μｍ　の粒径にまで粉砕することは極めて困難であり
、たとえ粉砕できたとしても、現像機内での攪拌や夏場
のトナー輸送や取扱い時に凝集し易（、流動性が偵なわ
れ、実質的に使用不可症である。　　　　　　　　　　
　　　　　７そこで、たとえば特開昭５７−４４１５５
号公報に記載されているように、塑性変形し易（圧力定
着性が良好なアミドワックスやポリエチレンワックスを
芯物質に用いて、塑性変形しに（いスチレン／メタクリ
ル酸エステル共重合体等により該芯物質をＨａしてマイ
クロカプセル化することにより、流動性が良好な圧力定
盾用トナーＭｉ底物を得る試みもなされている。しかし
ながら、かかるトナー組成物の製造においては、芯ＩＩ
！Ｉ實を通常のトナー倣粒子と同程度の粒径にまで微粒
子化する工程およびカプセル化工程が必要であり、コス
ト高となる不オリ益が生じる。

また、上６己ポリエステル樹刀汀とアミドワックスの混
合物をトナー組成物中の定着バインダーに用いたとして
も、満足しつる圧力定庸性及び流動性を有゛するトナー
組成物を得ることはでさない。

本発明者らは、圧力定着型トナー組成物に関するｉｉＪ
述の現状に鑑み、鋭意病死の結果、ある特定の化学構造
、軟化点、融点、比抵抗値等を有するポリエステル樹脂
、アミドワックス及びケトンワックス又はアルキルケテ
ンダイマーをある特雉範囲の比率で配合せしめたトナー
組成物は、後れた圧力定着性と流動性を有し、しかも通
電のトナー製造法により微粉化できることを児い出し本
発明を完成させた。

すなわち本発明は、磁性材料数粒子と定着バインダーを
主成分とするトナー組成物において、該定着バインダー
が、 （１）　　ビスフェノール構造を有し、軟化点が９０〜
１２０℃のポリエステルイ尉脂１０〜５５血量％、 ｆｉｌＪ　　ｍ点が９０〜１５０℃でカー’）１０，０
００１／における比抵抗が１０１４Ω噛以上のアミドワ
ックス３５〜７５旗量％、および （ＩＩＩＪ　　ｍ点が８０℃以上のケトンワックスおよ
び−融点が６０℃以上のアルキルケテンダイマーからな
る群から選ばれる１棟又は２種以上の化合物２〜５５重
童％ を必須成分として含有し、かつ（１）と（１１Ｊのｉｎ
比が（ＩＩ）　／　（υ−１／１〜４／１であることを
特徴とする圧力定着型トナー組成物を提供するものであ
る。

本発明に係わるポリエステル樹脂は、ビスフェノール構
造を有するジオールと多価カルボン酸又はその無水物と
の縮重合反応により得ることができる。ジオールとして
は次の一般式（Ｉ）、Ｈ３ （式中Ｒはエチレン基又はプロピレン基であり、Ｘおよ
びｙは整数であって、その相は平均値が２〜７である）
で示されるエーテル化ビスフェノールを代表的化合物と
してあげることができる。また、ビスフェノール構造を
有しないポリオールを全ポリオール成分の市々１０モル
％程度まで含有せしめて製造されたポリエステル樹＆も
本発明に使用することができる。ビスフェノール構造を
有しないポリオールとしてはエチレンクリコール、グロ
ビレングリコール、フタンシオール、ヘキサンジオール
、グリセリン、ネオペンチルクリコール、ソルビット、
勾ンニット寺の脂肪族ポリオール類、ンルビタン等の環
状ポリオール類をあげることができる。

多価カルボン酸としては、７マール醒、マレイン酸、無
水マレイン酸、フタール戚、イソフタール戚、テレフタ
ール酸、無水フタール敵、トリメリット酸、無水トリメ
リット酸、アルキ′ルコハクば、アルケニルコ／Ｓり改
−４をあげることができる。縮重合反応においては、通
常、反応溶媒は使用しないか又はベンゼン、トルエン、
キシレン等の有機不活性溶媒が使用され、触媒としては
たとえば、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、ジプチル錫
ジラウレート等が使用される。

上記多１曲カルボン醒岨成中のカルボキシル基の数の上
記ジオール組成中のヒドロキシル基の数に対する比は約
１．２ないし０．８が一般的である。

この値が１．２あるいは０．８からかけ離れた場合は、
縮重合反応の反応率がほぼ１００％となるまで反応を進
めたとしても、軟化点が９０℃未満のポリエステルしか
得られないこともある。

また１、２〜０．８の範囲であっても、反応率が低いと
軟化点が９０℃未満のポリエステルになることもあるが
、反応を極限まで進行させると、軟化点が１２０℃をこ
えるポリエステルか得しれることもあるので注意を要す
る。そこで、ポリエステルを合成する場合には、経時的
に反応生成物を一部サンプリングして、軟化点を側足し
、所望の軟化点となった時点で反応を止めるようにする
とよい。なお、ここで言う軟化点とは、ＡＳＴＭ−Ｅ−
５１Ｔ　Ｋ規定された測定法に従がって側層された諷詠
軟化点を意味する。

本発明に係わる１叡点か９０〜１５０℃でかつｉ　ｏ、
ｏ　ｏ　ｏ　ｖにおける比抵抗か１０　Ω・σ以上のア
ミドワックスとしては、たとえば、炭素数１２〜２４の
飽和ノ眉肋敵を用いて合成された飽和脂肋歌アミド知、
炭素数１２〜２４の飽和又は不飽和脂肪酸を用いて追放
されたビス脂ＦＶｊ敏アミド類及びモノアルキロールア
ミド陥をあげることができる。ざらに具体的な化合物を
・りＧ示すると、ステアリン敏アミド、ベヘニン戚アミ
ド、エライジン改アミド、ジエチレントリアミントリス
テアリン綾アミド、メチレンビスベヘニン阪アミド、メ
チレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスオレイン
酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、Ｎ−（２−ヒ
ドロキシエチル）エルカ敞アミド、１２−ヒドロキシス
テアリン酸アミド等をあげることができる。これらのア
ミドワックスは、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸及びヒドロ
キシ脂肪酸よりなる群から選ばれる１棟又は２ｍ以上の
カルボキシル基含有化合物と、アンモニア、アルキルア
ミン、アルキレンポリアミン及びポリアルキレンポリア
ミンからなる群から選ばれる１極又は２．ｔ！！！以上
の蟹素含有化合物との反応に大り容易に得ることがでさ
、又これらのアミドワックスは市販されているので容易
に入手することもできる。融点が９０℃未満又は１５０
℃をこえるアミドワックスを用いたトナー組成物は、流
動性及び定宥性の両方を同時に満足することはできない
。また、１０．０００　Ｖにおける比抵抗が１０１４Ω
・ｍ未満のアミドワックスを用いると、俵写時において
画像を出現させることができない。

本発明に係わる融点が８０℃以上のケトンワックス及び
融点が６０℃以上のアルキルケテンダイマーとしては、
たとえば、炭素数１６〜２４の飽和脂肪岐、小飽和脂肪
酸或いはヒドロキシ脂肪酸を原料とするケトンワックス
、アルキルケテンダイマー゛をあげることができる。さ
らに具体的な化合物を例示すると、ケトンワックスとし
ては、ジステアリルケトン、ジドコシルケトン、ステア
リルトコシルケトン、ジヒドロキシジステアリルケトン
等をあげることカテきる。これらのケトンワックスは、
たとえば炭酸マグネシウムの存在下、３００〜６５０℃
の反応温度で原料廟肋敏を灰地、へせしめることにより
１！！、ることかできる。またこれらのケトンワックス
は市Ｉ＆されているので容易に入手することもできる。

また、ケテンダイマーとしては、ジドコシルケテンダイ
マー、ジステアリルケテンダイマージベへニルケテノダ
イマー等をあげることができる。

本発明の圧力屋冶型トナー組成物は、前記のビスフェノ
ール構造を有するポリエステル悄脂アミドワックス及び
ケトンワックス又はアルキルケテンダイマーを延着バイ
ンダーの成分として含有するが、本発明の圧力冗庸型ト
ナー組成物の性能を損わない範四において、その他の６
≦加剤、たとえば、各種染料・顔料、ステアリン酸カル
シウムやオレインば亜鉛等の金属石鹸、帯１を制御剤、
流動化剤としての疎水性エアロジル、ポリエチレンワッ
クス、マイクロクリスタリンワックス、カルナバワック
ス、モンタンワックス等のワンジス類を自己合せしめて
もよい。

本発明のトナー組成物に含付せしめる両性材料微粒子と
しては、Ｆｅ　ｓ　ｏ　４（四三酸化鉄）粒子が最も好
ましく、その他Ｆθ２０６（二三酸化鉄）粒子、表向を
Ｆｅ２Ｏ２で被覆された鉄粉等を用いることもできる。

また、トナー組成物中の該両性材料微粒子の含有量は、
一般的には３０〜７０　ｗｔ％であり、好ましくは４０
〜６５　ｗｔ％であるＯ 以下、実施例により本発明を読切するが、本発明はこれ
ら実施例に限定されるものではない。

実施ｙ１１１ くビスフェノール構造を７Ｆｉスるポリエステル樹脂の
製造ン ポリオキシプロピレンｔ２１−２．２−ビス（４−ヒド
ロキシフェニル）グロバン（（２）は、前記ノ式ｆＩ）
におけるＸとｙの相を意味する）７００グラム及び無水
マレイン酸１９６グラムを温度計、ステンレススチール
衷撹拌器、ガラス製電Ａ尋人管及び流下式コンデンサー
を備えた１−ｅｓ量の４つ口九城フラスコに入れる。次
いで、このフラスコをマントルヒーター中装置き、カラ
ス導入管より屋素ガスを廊大して反応器内を不活性雰囲
気に保ち昇温する。０．０５グラムのジブチル錫オキシ
ドを加え２００℃に保ち反工６させた後、環球軟化点で
反応の進行を追跡し、軟化点が１００℃に達した時、反
応を停止させ、室温に冷却する。得られた樹脂は訣黄色
の粉末化され易い固体であった。

′＜トナー組成物の製造〉 下６ピの配合比率、 のトナー配合物を、２軸押出し混練機で混蛛しホソカワ
ミクロン（株）の粉砕機（登録商標名：パルベライザー
）で粗粉砕し、次いで日本ニューマテンク工業（株）の
気流式ジエントミルで微粉砕した。その後、この微粉砕
物を２００℃の熱風で球状化処理を行い、サイクロンよ
り分級し、平均粒径１２〜１３μｍ　のトナー組成物を
得た。

なお、ベヘニン酸アミドとジステアリルケテンダイマー
の融点は示差熱分析計で測足し、ベヘニン酸アミドの比
抵抗は次の方法により測足した。

〔比抵抗〕

厚さ１０調のテフロン板の表面に直径２０ｍ、深さ１０
簡の孔をあけ、この板を真ちゅう板上にｉｔ　＜。次い
でこの孔にベヘニン酸アミドを充填し、その上に質量１
００ｇ直径２０　ｒｍの真ちゅうの俸を立て、電界強度
１０，０００　Ｖ／１ｍで測足した。

くトナー組成物の定着性及び流動性の判足ン上記で得ら
れたトナー組成物について以下にボす方法により定着性
及び流動性を利足した。

結果を表−２にボす。

〔定着性〕

ＪＩＳ　−Ｌ　Ｏ８４９−１９７１に規定されている染
色堅ろう度試躾方法に準じて行った。即ち、摩擦試験機
を用いて）Ａ定の方法（乾燥試験）に基づいて、トナー
の走崩−面と摩擦用白綿布とを互いに摩標し、Ｊ！ノ際
用臼布の着色の程度を汚染用グレースケールと比較して
その定着性の判定を１級から１０級までの級で示した。

１．２級では実用的な尾層は得られず、６級以上、好ま
しくば４級以上で実用的１．ｃ定着性が侍しれる。

〔流動性〕

トナー組成物の現歇ローラー上での移動を肉眼で観察す
ることにより判定した。即ち、トナー組成物がスムース
に補給され、かつそれが全く塊状とならないものを５（
良好）とし、補給が困難であり、かつ塊状となって実用
に供し得ないものを１（不良）とし、５〜１の５段階の
数１直で表わした。

来２１ｉ例２〜５及び比ｆ例１．２ 表−１に示す仕込み重Ｍ（単位ダラム）でもって実施例
−１に準じて、表−１に示される軟化点を有するポリエ
ステル樹脂を合成した。仄に、実施例−１の方法に従が
ってトナー組成物を製造し、その定着性及び流ｇＪ狂を
刊雉した。

刊建の結果は表−２に示す。

注）　　ＢＰＡ−２ＰＯ：ポリオキシプロピレン（２＋
−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニ ル）プロパン ＢＰＡ−２ＥＯ：ポリオキシエチレン（２）　−２，２
−ビス（４−ヒドロキシフェニル〕 プロパン ＭＡＮ　　　：無水・マレイン殴、ＴＰＡ　；テレフタ
ール［、ＴＭＰ　：無水トリメリット酸、Ｏ８Ａ　ニオ
クチニルコハク酸 比較例６ 実施例１で用いたトナー配−８，＠からポリエステル樹
脂のみを除去した配合物を用いて、笑側？！ｌ−１の方
法に準じてトナー組成物を製造し、該トナー組成物につ
き、定旭性及び流動性を判定した。その結果は表−２に
示す。

比較例４ 実施例−１で用いたトナー配合物中のポリエステル樹脂
の全部を、融点１０８℃のポリエチレンワックスに置き
替えた配合物を用いて、実施例１の方法に準じてトナー
組成物を製遺し、該トナー組成物につぎ、矩沼性及び流
動性を利足した。その結果は衣−２に示す。

表−２ 実施例６〜１０及び比較例５〜８ 下記の配合比率、 のトナー配合物を実ａｆＩＩ−ｉの方法に準じて処理し
、トナー組成物を得た。該トナー組成物につき定層性の
判定及び該トナー組成物を用いた複写拗の画像の状態の
観察を行った。そにらの結果は表−４に示す。

なお、画像は電子写真学会のテストチャートを市販の一
成分圧力足漸型′岨子写真式複写機により値与したもの
につき−ｆｌＪ建した。

表−３ 表−４ ※）画像そのものが不良であるので定着性の刊廻は行な
わなかった。

実施例１１〜１４及び比較例９〜１２ 下記の配合比率、 のトナー配合物を実施例−１の方法に準じて処理し、ト
ナー組成物を得た。該トナー組成物につき定着性及び流
動性の判定を行った。その結果は表−５に示す。

表−５ ※）画像が著しく不良であるので判定することが不可能
である。

※※）流動性が劣るので。定着性については判定しなか
った。

実施例１５〜１８及び比較例１６．１４下記の配合比率
、 のトナー配合物を、実施例−１に竿じて処理し、トナー
組成物を得た。これらトナー組成物につき、定着性及び
流Ｓ性の利足を行った。これらの結果は表−７に示す。

表−７ 以上の刊疋結果より、本発明の圧力定石型トナー組ｆｆ
：、物は、良好な足層性と流動性を示し、かつ、かかる
トナー組成物を用いた仮写物の画像も良好であることが
わかる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　磁性材料微粒子と定漸バインダーを主成分とする
   トナー組成物において、該定着バインダーが、 （１）　　ビスフェノール溝造を有し、軟化点が９０〜
   １２０℃のポリエステル佃脂１ｏ〜５５恵量％、 （１１）融点が９Ｄ〜１５０℃でかつ１０，０００Ｖに
   おける比抵抗が１０１４９・ｍ以上のアミドワラ２２６
   ５〜フ５重量％、および （ｉｉｉ）　　融点が８０’Ｃ以上のケトンワックスお
   よび融点が６０℃以上のアルキルケテンダイマーから７
   よる群から選ばれる１樵又は２才重以上の化合物２〜５
   ５厘麓％ を必須成分とし又含有し、かつ（１）と（１１）の重量
   比がｆｌｉ／（υ；１／１〜４／１であることを脣畝と
   する圧力定漸型トナー組成物。 Ｚ　ポリエステル樹脂が、下記一般式（１）（式中、Ｒ
   はエチレン基又はプロピレン基であり、Ｘおよびｙは整
   数であって、その相は平均値が２〜７である）で示され
   るジオールと、フマール敵、マレイン戚、無水マレイン
   販、フタール酸、イソフタール戚、テレフタール酸、無
   水フタール酸、トリメリツ）Ｉｌｆｆ、無水トリメリッ
   ト酸、アルキルコハク酸及びアルケニルコハク酸からな
   る群より選ばれる多塩基酸との縮重合反応により得られ
   るポリエステル樹脂である特許請求の範囲第１項記載の
   圧力足着型トナー組成物。 ＆　アミドワックスが、飽和脂肪販、不飽相脂肪酸及び
   ヒドロキシ脂１１Ｂ酸からなる群より選ばれる１ａＬ又
   は２棟以上のカルボキシル基含有化合物と、アンモニア
   、アルキルアミン、アルキレンポリアミン及びポリアル
   キレンボリアミンからなる群より選ばれる１棟又は２種
   以上の窒素含有化合物とから作られるアミドワックスで
   あるｌ特許請求の範囲第１項り己載の圧力定着型トナー
   組成物。 ４、　ケトンワックスが、飽相脂肪改、小路（ｕ脂ＦＶ
   ｊ敵及びヒドロキ７脂肪濱からなる群より選ばれる１種
   又は２種以上のカルボキシル丞含有化合吻を原料として
   製造されたケトンワックスである特、庁６ｎ求の範囲第
   １項記載の圧力定着型　ト　ナー組）戊１勿。