JPS6038700B2 - 電子写真用トナ−バインダ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子写真の現像に使用するトナ−バインダーに
関し特に高速複写機及び高速記録装置に適した性能を有
するトナーバィンダーに関する。

電子写真は静電気的現象と光電効果を結びつけて光学的
画像を記録する方法であり、その工程の迅速性、簡便性
によって事務用複写を中心に写真印刷など各方面で広く
実用されている。現在電子写真として広く実用されてい
る方法は、まず光導電性感光体をあらかじめ一様に帯電
した後、光像にさらすことにより露光部分の静電荷を消
滅させて静蚤潜像を形成し、次いで静露潜像上にトナー
と呼ばれる摩擦帯電性の微細に粉砕された着色樹脂粉末
を付着させてトナー像を形成し更に紙等の画像支持体に
トナー像を転写したのち、加熱して定着し画像のコピー
を得る方法である。

上記の電子写真法は、処理情報の増大に伴い、処理速度
の高速化が望まれているが、鮮明で汚染のない画像を高
速度で得るには、トナーの主成分である樹脂バインダー
成分の改良が必要である。

鮮明で汚染のない良好な画像を得るには、特にトナーに
対しては、良好な帯電特性、転写性及び定着性の点での
改良が望まれているので、樹脂バインダーにもかかる性
能の向上効果が期待される。即ち、トナーは、ガラス玉
、鉄粉等のキャＩＪャーとの接触によって均一に摩擦帯
電し感光体上の静電潜像の静電荷にひきつけられて鮮明
な像を形成し、次いで画線支持体へ効率よく転写され、
速かに加熱ローラー中で定着されねばならないが、例え
ば処理速度の高速化によって、静雷潜綾上へのトナ−の
付着ムラ、感光体から画像支持体への転写不良による感
光体のクリーニング性の不良、更には熱定着の際におけ
る画像支持体上のトナー像が定着ローラー表面に付着し
画像支持体に再転移して画像を汚染しやすくなる等の欠
点が生じやすい。特に定着ローラーについて言えば、定
着ローラーには鋼性のロールに硬質クロムメッキしたも
のとアルミニウム等のロールにテフロン等の樹脂コーテ
ィングしたものがある。前者はローフ−表面にトナー像
が付着する事は少ないものの、複写紙面の光沢が著しく
大となり見にくくなるという欠点を有する。またローラ
ー自体も重くなる為、装置の重量が大となり好ましくな
い。一方、後者の場合は複写紙面の光沢が大となる事も
なく、またローラー自体もそれほど重くないので、市販
の複写機等実際の装置においては大部分が樹脂コーティ
ングした定着ローラーが使われている。しかしながら樹
脂コーティングローラーの表面は硬質クロムメッキロー
ラーのような鏡面仕上げとはなっていないので、トナー
像の表面付着の問題が生じ易い。

これは特に処理速度が高速になればなるほど問題となる
。従って高速複写においては樹脂コーティングした定着
ローフーへの付着の少ないトナーの開発が一つの課題で
あった。またトナーは通常カーボンブラック等の着色顔
料、トナーバィンダー、樋性調整剤よりなっている。即
ち良好な帯電特性はトナーバィンダーのみでは得る事は
難しく、極性調整剤を併用する必要がある。極性調整剤
は染料である場合が多いが、一般的にはトナーバィンダ
ーとの相顔性が悪く均一分散させる為には多大の労力を
必要とする上、ェィメス・テスト（ＡｍｅｓＴｅｓｔ）
により発癌性の疑いがもたれるものもあって、樋性調整
剤を併用しなくても安定な帯電性を有するトナーバィン
ダーの開発が望まれていた。従来、トナーバィンダーと
してはポリスチレン、ポリメタクリル酸ェステル、ポリ
ビニルアセテート、ポリ塩化ビニル、クマロン樹脂、キ
シレン樹脂、ェポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリア
ミド樹脂等の合成樹脂が提案され又実用されているが、
上記した電子写真法の高速化に供う要求特性を十分満足
する到っていない。

本発明は、極性調整剤を使用しなくてもトナーの帯電特
性、転写性、及び定着性が優れ、その結果鮮明で汚染の
ない画像を与える電子写真の高速化に伴う著しく改良し
たトナーバィンダーを提供することにある。

すなわち、本発明は 風 グリシジル基又は８メチルグリシジル基を含有する
ビニル単量体３〜４の重量％と、これと共重合可能な他
のビニル単量体９７〜６の重量％とを共重合してなるガ
ラス転移点が２０午Ｃ以上の共重合体■に‘Ｂ｝ 共重
合体凶に含まれるグリシジル基又は８メチルグリシジル
基と加熱時に反応しうる官能基を一分子中に少く共一種
以上で且つ合計２〜６個含有する架橋性化合物曲を、官
能基の量がグリシジル基又は３メチルグリシジル基に対
して３〜３０当量％の割合になるように量配合し、両者
を加熱しながら混合して製造した電子写真用トナーバイ
ンダーである。

上記■の共重合体は、グリシジル基又は８メチルグリシ
ジル基を含有するビニル単量体であって、たとえばアク
リル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、アクリル
酸８メチルグリシジル、メタクリル酸８メチルグリシジ
ル、アリルグリシジルェーテル及びアリル８メチルグリ
シジルェ−テル等があり、これらビニル単畠体の一種以
上と、これと共重合可能な他のビニル単量体とを溶液重
合、塊状重合、懸濁重合、乳化重合等の公知の重合方法
によって共重合を行うことによって得夕られる。

他のビニル単量体の例としてはアクリル酸メチル、アク
リル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸プチル
、アクリル酸オクチル、アクリル酸シクロヘキシル、ァ
クルレ酸ペンジル、アクリル酸フルフリル、アクリル酸
テトラヒドロｏフルフリル、アクリル酸ヒドロキシェチ
ル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、アクリル酸ヒドロ
キシブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル
、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタク
リル酸オクチル、メタクリル酸ラゥリタル、メタクリル
酸ステアリル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリ
ル酸ペンジル、メタクリル酸フルフリル、メタクリル酸
テトラヒドロフルフリル、メタクリル酸ヒドロキシヱチ
ル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ヒ
ドロキｏシブチル、メタクリル酸ジメチルアミノェチル
、メタクリル酸ジェチルアミ／エチルの如きアクリル酸
又はメタクリル酸のェステル類、スチレン、ビニルトル
ェン、Ｑメチルスチレンの如き芳香族ビニル単量体、酢
酸ビニル、プロピオン酸ビニルの如きビニルェステル類
、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルア
ミド、ジメチルアクリルアミド、ビニルピロリドンの如
き含窒素単量体等があり、この池マレイン酸、フマール
酸、ィタコン酸等の不飽和二塩基酸のジアルキルェステ
ル類も含むものとする。共重合体■に含まれるビニル単
量体の共重合割合は、３〜４の重量％であり、３重量％
未満では鮮明な画像がえられず又熱定着時の定着ローラ
ー表面の汚染も大きく不適であり又、４の重量％をこえ
ると熱定着が不良となってキメのこまかし、画質がえら
れず不適である。

又、共重合体■のガラス転移点が２０ｑｏ未満では、ト
ナーが固結して粉状を保ちえず不適当である。

尚、ガラス転移点は、ディラトメーターを用いて比客の
温度依存性をしらべ、その変曲点を求めることによって
測定される。

架橋性化物曲としては、グリシジル基又は８メチルグリ
シジル基と反応しうるカルボキシル基、ァミノ基、芳香
族水酸基の如き官能基を有する化合物であって例えば、
コハク酸、アジピン酸、ピメリン酸、セバシン酸、アゼ
ラィン酸、ドデカンニ酸、プラシル酸、ヘキサデカンニ
酸、アィコサン二酸、無水フタル酸、ィソフタル酸、テ
レフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタ
ル酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、ブタンテ
トラカルボン酸の如き多塩基酸類、ジアミノジフエニル
メタン、ジアミノジフエニルスルフオン、ジアミノベン
ゼンの如き多価アミン類、ビスフエノールＡ、／ぐライ
ンプロベニルフエノールダィマー、ノボラックの如き多
価フェノール類、パラオキシ安息香酸、リンゴ酸、酒石
酸、クエン酸の如きオキシカルボン酸類、パラアミノ安
息香酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、リジン、のア
ミノウンデカン酸の如きアミノカルボン酸類、アミノフ
ェノール類、或いは分子末端に１分子当り平均して２〜
６ケのカルボキシル基、芳香族ヒドロキシル基又はアミ
ノ基を一種以上含有するポリエステル樹脂、ポリァミド
樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリビニル樹脂等が用いられ
る。

架橋性化合物脚の共重合体凶に対する配合割合は、共重
合体凶に含まれるグリシジル基又は３メチルグリシジル
基（グリシジル基及びＢ〆チルグ１」シジル基が存在す
る場合は、その合計量）に対し、グリシジル基又は３メ
チルグリシジル基と反応しうる架橋性化合物中の官能基
が３〜４０当量％となるような割合で配合することが必
要であり、３当量％未満では静露潜像へのトナーの付着
ムラや画像支持体への転写性が低下し、又感光体のクリ
ーニング性、熱定着時のローラーの汚染等があって良好
な画像がえられず、又４０当量％をこえると熱定着時の
トナーの熱溶融が不良となって鮮明な画像が得られない
。

架橋性化合物｛Ｂ｝もこ含有されるグリシジル基又は８
メチルグリシジル基と反応する官能基は、１分子当り２
個未満では、感光体のクリーニング性や熱定着時のロー
ラー汚染等を改良するに不充分であり又６個を越えて含
有すると熱定着時のトナーの熱溶融が不良となって鮮明
な画像が得られず不適である。

共重合体のと架橋性化合物曲は、カーボンブラックをは
じめ公知の有機顔料、染料等の着色剤と共に１００〜２
０び○の温度において加熱騎乗合することによって架橋
性化合物曲の官能基を、共重合体風に含まれるグリシジ
ル基又は８メチルグリシジル基に対し反応させた後冷却
し、更に微粉砕することによってトナーが製造される。

尚、トナ−の製造にあたっては、共重合体凶、架干鰯性
化合物｛Ｂ｝及び着色剤の他に、本発明の目的がそこな
われない範囲において、例えばポリスチレン、ポリメタ
クリル酸ェステル樹脂、ポリビニルアセテート、ポリ塩
化ビニル、クマロン樹脂、キシレン樹脂、ェポキシ樹脂
、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂等の公知の樹脂を
混合してもよく、その他顔料分散剤、可塑剤、流動調整
剤或いはグリシジル基又はａメチルグリシジル基と架橋
性化合物との反応促進剤等を加えても良い。かくして得
られた本発明に係るトナーバィンダーを使用すれば、極
性調整剤を使用することなく、帯電特性の優れたトナー
を得ることができ、かかるトナーを高速複写機及び高速
記録装置に適用することにより、長時間にわたり鮮明な
画像を得ることが出来る。次に実施例を示し本発明を説
明する。

実施例 １ メタクリル酸グリシジル２の重量％、メタクリル酸ノル
マルブチル４の重量％及びスチレン４の重量％をトルェ
ン中で重合開始剤アゾビスィソプチロニトリルの存在下
で共重合し、重合が完結した後にトルェンを溜去して得
られた固型の共重合体■（ガラス転移点４ぼ○、数平均
分子量８５００）１０の重量部とセバシン酸１．５重量
部とカーボンブラック８．１重量部とをバンバリミキサ
ーにて１５０ｏｏの温度条件で１０分間練合した後冷却
し、微粉砕機で粉砕し、粒径２０〜５０山の粒子を集め
てトナーを製造した。

このトナーを用いて表面をテフロンコーティングした定
着ローラーを有する高速複写機である富士ゼロックス社
製３６００Ｒで毎分６０枚の速度で複写を行った結果、
汚染のない鮮明な画像が２独特間の連続使用（複写枚数
にして８６４０の父）においても得られると共に、感光
体及び定着ローフーへの付着も認められなかった。

尚、上記トナーにおいては共重合体のグリシジル基に対
し架橋性化合物‘Ｂ｝であるセバシン酸の官能基の割合
は１０．５当量％であり、又バンバリミキサー中での架
橋性化合物の共重合体との反応率は、電位差滴定の結果
から８７％であった。実施例 ２ メタクリル酸グリシジル１５重量％、アリルグリシジル
ェーテル５重量％、メタクリル酸エチル２０重量％、フ
マール酸ジブチル１の重量％及びスチレン５の重量％を
実施例１と同様にして重合し、固型の共重合体脚（ガラ
ス転移点５５００、数平均分子量６２００）を得て、そ
の共重合体凶１００重量部とパラオキシ安息香酸２重量
部とカーボンブラック８．２重量部とをバンバリーミキ
サーにて１５０℃の温度条件で１０分間線合した後冷却
し、微粉砕機で粉砕し粒径が２０〜５０ｒの粒子を集め
てトナーを製造した。

このトナーを用いて、実施例１と同様の方法で複写を行
った結果、汚染のない鮮明な画像が２４時間の連続使用
においても得られると共に、感光体及び定着ローフ−へ
の付着もみられなかった。

尚、上記トナ−において共重合体のグリシジル基に対す
る架橋性化合物曲であるパラオキシ安息香酸の割合は１
８．３当量％であり、又バンバリーミキサー中での蟹村
鰯性化合物【Ｂ｝の共重合体凶との反応率は７５％であ
った。比較例 １ 実施例１で調整した間型の共重合体１０の重量部とカー
ボンブラック８重量部とを架千蕎性化合物を加えること
なく、バンバリーミキサーにて１５０℃で１０分間線合
した後冷却し、微粉砕機で粉砕し粒径が２０〜５０ｒの
粒子を集めてトナーを調整した。

このトナーを用いて実施例１と同機の方法で複写を行っ
たところ、最初鮮明な画像が得られていたが、約５時間
連続使用後（複写枚数にして約１８００ｑ女）、感光体
及び定着ローラーにトナ−が付着し、複写した画像にカ
ブリ（白紙部分に画像でない黒点の発生）を起した。比
較例 ２ トナー用バインダーとして市販されているスチレン・メ
タクリル酸ノルマルブチル共重合体１００重量部とカー
ボンブラック８重量部とをバンバリーミキサーにて１５
０００で、１び分間糠合した後冷却し、微粉砕機で粉砕
し粒径が２０〜５０一の粒子を集めてトナ−を製造した
。

このトナーを用いて実施例１と同様の方法で複写を行っ
たところ画像の漆黒ごや肉もち感、平滑性が劣って鮮明
な画像が得られず又、連続使用を行ううちに、比較例１
と同機カブリを生じた。

比較例 ３ェピコート＃１００４（油化シェルェポキシ
社製ェポキシ樹脂、ェポキシ当量９２０）とステアリン
酸とを反応させて得たェステル化ェポキシ樹脂（ェポキ
シ当量１８００、融点９ｙｏ）７５重量部とヱピコート
＃１００９（油化シェルェポキシ社製ェポキシ樹脂、ェ
ポキシ当量２７００）２５重量部とカーボンブラック１
の重量部とスピリットブラック４重量部をバンバリーミ
キサーにて１５０ｑ０の温度条件で１び分間混線した後
冷却し、微粉砕機で粉砕し、粒径２０〜５０〃の粒子を
集めてトナーを製造した。

このトナーを用いて実施例１と同様にして複写を行った
が、初期より複写した画像にカブリを生じ、また定着ロ
ーフーへのトナーの付着が生じた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ （Ａ） グリシジル基又はβメチルグリシジル基を
   含有するビニル単量体３〜４０％とこれと共重合可能な
   他のビニル単量体９７〜６０重量％とを共重合してなる
   ガラス転移点が２０℃以上の共重合体（Ａ）に、（Ｂ）
   共重合体（Ａ）に含まれるグリシジル基又はβメチル
   グリシジル基と加熱時に反応しうる官能基を一分子中に
   少く共一種以上で且つ合計２〜６個含有する架橋性化合
   物（Ｂ）を、官能基の量がグリシジル基又はβメチルグ
   リシジル基に対して３〜３０当量％の割合になるような
   量配合し、両者を、加熱しながら混合して製造した電子
   写真用トナーバインダー。