JPS63182661A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子写真法、静電記録法において静電潜像の
現像のために使用する静電荷像現像用トナー、更に詳し
く言えば、加熱ロール定着方式に適した新規な機能分離
型トナーに関する。

Ｕ従来の技術］ 電子写真法は、セレンをはじめとする光導電性物質を感
光体として用い、種々の手段により静電気的潜像を形成
し、この潜像に磁気ブラシ現像法等によりトナーを付着
、顕像化し、このトナー像を紙、シート等の転写材に転
写した俊、熱、溶剤、圧力等を利用して定着して永久画
像を得るものである。

トナー画像を定着する方式として、加熱溶融方式が最も
多く用いられているが、この方式は無接触型と接触型の
二種類に大別され、特に接触型の加熱ロール定着法が熱
効率の点ですぐれ、かつ高速定着が可能であることから
、近年の商業用複写機、プリンター等において広く用い
られている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、この加熱ロール定着方式にも、幾つかの
欠点がある。特に重大な欠点としてはエネルギー、すな
わち電力の使用量が圧力ロール定着方式に比較して相当
多いことか指摘される。

もちろん紙等の転写材に対する定着像強度は圧力ロール
定着方式に比して加熱ロール定着方式の方がはるかに優
れているうえに、圧力による紙の変形、シワ等の発生等
の点でも優れているため、数多くの研究者等により加熱
ロール定着方式において如何に電力消費量を低減するか
、換言すれば如何にトナーの定着に必要な最低温度を低
下させるかが検討されてきた。

この目的を達成する為の最も有力な手段のひとつはトナ
ーの結着樹脂のガラス転位温度を、通常用いられている
ガラス転位温度よりも数十度低下させることである。し
かし、この方法はトナーの耐ブロッキング性および流動
性を著しく損うという致命的な欠点を有している。

これらの欠点を補うために、従来法の二つの方策が（定
言されてきた。

第一の方策はトナー表面に非常に微細なコロイダルシリ
カ、アルミナ、チタニア等を付着ぜしめてトナーの耐ブ
ロッキング性および流動性を改良しようというものであ
る。この方策はトナーの最低定着温度をそれ程上昇させ
ることもなく、また耐ブロッキング性および流動性の改
善もめる程度は達成され、−児良好な手段の様に思われ
た。しかし、これら微細粒子は、仮にそれらをトナー表
面に融着させるために加熱処理等を施しても、１〜ナ一
表面から遊離し易く、感光体、特に表面が有機重合体等
で被覆されている感光体等に対して悪影響を及ぼすこと
が判明した。すなわち多数回の使用時においてこれら微
細粒子が感光体表面上に半永久的に固着してしまい、画
像欠陥の原因となる不都合を生じた。

さらに重大な問題点は、この方策がトナー表面の修飾に
よるためにトナ一本来の帯電性能を阻害し、特に繰返し
使用時に不都合を生じることで必る。従って、この方策
は抜本的解決策とは言えない。

第二の方策はトナー表面に各種重合体等による連続層を
形成させて、耐ブロッキング性および流動性を改良しよ
うというものである。この方策は表面被覆連続層の材料
選択を適切に行なえば、耐ブロッキング性および流動性
の改善効果が著しく、前述の微細粒子添加法に比べ抜本
的な改善策となり得るが、反面、この表面被覆連続層の
存在はヒートロール表面からトナーの主成分でおる結着
樹脂への熱伝導を阻害し、結果的にトナーの最低定着温
度を相当上昇させてしまい、本来の最低定着温度の低下
という目的に全く反してしまう不都合を生じることが明
らかになった。

また、これらの不都合は無接触型加熱溶融定着方式およ
び圧力ロール定着方式でも共通した問題であり、改良が
望まれている。

さらに、この方策も前記第一の方策と同様にトナー表面
近傍（表面層）の修飾であるため、トナ一本来の帯電性
能を阻害する場合が多く、文通に帯電性能に好都合な材
料を表面連続層として用いた場合には耐ブロッキング性
と流動性との両立がかなり困難であった。

従って、本発明の主な目的は、より少ない電力消費で、
換言すれば、より低い温度で定着できる熱定着用トナー
を提供することにある。

本発明の他の目的は、良好な耐ブロッキング性および流
動性を有する熱定着用トナーを提供することにある。

本発明の別の目的は、摩擦帯電性をトナーの表面近傍で
効率よく制御し、その結果として画像性、４命その仙の
特性に優れた摩擦帯電制御１〜ナーを提供することにあ
る。

［問題点を解決するための手段］ 本発明者等は前述した従来の熱定着用トナーの問題点を
種々研究、検討した結果、結着樹脂中に低臨界表面エネ
ルギー化合物を含む組成物において、低臨界表面エネル
ギー化合物として、分子内に帯電制御基を有するフッ素
化合物を使用し、トナー表面にこの低臨界表面エネルギ
ー化合物が相対的に高濃度に存在するトナーが前記の問
題点をすべて解消することを見出し、本発明を完成した
。

すなわち、本発明は、結着樹脂おにびこの結着樹脂より
も臨界表面エネルギーの低い帯電制御基を有する化合物
を必須成分とする熱定着用トナー組成物を提供したもの
でおる。

臨界表面エネルギーが相当異なる材料は互に相溶せず、
低臨界表面エネルギー化合物が表面、すなわち外側に集
中する物理坦象は一般に知られているが、低臨界表面エ
ネルギー化合物が自発複層化したトナーは表面層による
帯電性および流動性の制御と内部樹脂による定着性とを
組合わせた機能分離型トナーとして極めて有用でおるこ
とが判明した。

本発明の熱定着用トナーに使用する結着樹脂は通常のト
ナー用の樹脂であり、スチレン、クロルスチレン、ビニ
ルスチレン等のスヂレン類；エヂレン、プロピレン、ブ
チレン、イソブチレン等のモノオレフィン；酢酸ビニル
、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等
のビニルエステル；アクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル
酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル
、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリ
ル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸の
エステル；ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテ
ル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル；ビニル
メチルケトン、ビニルへキシルケ１＼ン、ビニルイソプ
ロペニルケトン等のビニルケトン等の単独重合体あるい
は共重合体を例示することができ、特に代表的な結着樹
脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸アル
キル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合
体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−
ブタジェン共重合体、スヂレンー無水マレイン酸共重合
体、ポリエチレン、ポリプロピレンを挙げることができ
る。

更にポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリ
アミド、変性ロジン、パラフィン、ワックス類を挙げる
ことができる。

また、トナーの着色剤としてはカーボンブラック、ニグ
ロシン染料、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロ
ムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレ
ッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フ
タロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキサレート
、ランプブラック、ローズベンガル等を代表的なものと
して例示することができる。

結着樹脂、着色剤は上述の例示に限定されるものではな
い。

又、磁性材料も用いることができる。

本発明において用いられる臨界表面エネルギーの低い化
合物は、分子内に帯電制御基を有するフッ素化合物であ
る。

すなわち、具体的には帯電制御基として、正または負の
強い摩擦帯電能力を有するヘテロ原子含有置換基、例え
ばアミン基、アンモニウム基、カルボン酸基、カルボン
酸金属塩基、スルホン酸基、スルホン酸金属塩基、アミ
ド基、スルホンアミド基等の官能基、あるいは各種染料
骨格、例えばアゾ構造、金属キレート含有アゾ構造、ト
リフェニルメタン構造、アントラキノン構造、フタロシ
アニン構造等の共役構造を有する各種化合物基とフッ素
含有置換基が結合した化合物を指す。

フッ素化合物中のフッ素含有置換基は少なくともフッ素
原子をひとつ以上有する置換基であるが、本発明の目的
達成のためには、できるだけフッ素原子の多いものが好
都合である。フッ素含有置換基としては、例えば、パー
フロロエチル基、パーフロロエチル基、パーフロロブチ
ル基、パーフロロヘキシル基、パーフロロオクチル基、
パーフロロブチルエチル基、パーフロロへキシルエヂル
基、パーフロロオクチルエチル基、パーフロロブチルカ
ルボキシル ル基、パーフロロオクチルカルボキシル基、パーフロロ
フェニル基、パー７０ロベンジル基、パーフロロエチル
エトキシ基、パーフロロブチルエトキシ基、パーフロロ
へキシルエトキシ基、パーフロロオクチルエトキシ基等
が挙げられる。

分子内に帯電制御基を有するフッ素化合物は低分子化合
物に限定されず、高分子化合物をも使用することかでき
る。

これらフッ素化合物の添加量は、通常トナー全組成中０
．０１〜５０重量％、望ましくは０．１〜３０重量％が
適当である。

本発明のトナー組成物は、必須成分として用いる低表面
エネルギー化合物が１〜ナ一粒子の表面に高濃度に存在
するように製造することが好ましい。

通常の製造方法によってもある程度低表面エネルギー化
合物か自発複層化し、表面に高濃度に集中し得るが、積
極的に低表面エネルギー化合物をトナー粒子表面に被覆
層あるいは高濃度に含有した層として複層化するために
は、一般的に従来知られているマイクロカプセル化法、
例えばコア表面に重合触媒を担持せしめ、その場所から
他の七ツマ−を重合させるｉｎ　　５ｉｔｕ重合法、ポ
リマー物質を硬化液中に滴下させて外壁硬化させるオリ
フィス法、水溶性ポリマー溶液から濃厚ポリマ一層を層
分離させてコア上に壁膜を形成する単純、複合コアセル
ベーション法、コアを流動床により気中懸濁し、気流中
を回転飛翔させながら壁材物質液を噴射混合させてカプ
セル化する気中懸濁被覆法、高速円板回転式や二流体ノ
ズル式、加圧ノズル式アトマイザ−にコアーポリマー溶
液混合物を導入し、アドマイジング後熱風乾燥するスプ
レードライ法の他、他の公知の界面重合法、液中乾燥法
、メルトディスパージョン法、粉床法、真空蒸着被覆法
、静電合体法を使用することも可能である。これらの方
法でトナー表面全体を均一に複層化し、カプセル化する
ためには、被覆層の厚みをある程度高める必要が必る。

そのため前記の方法で複層化した場合には熱伝導性が低
下し、トナーの各種特性、特に定着性に悪い影響を及ば
ず可能性がある。

これに対して、トナー組成物を加熱処理する方法によれ
ば、キャリヤ表面に極く薄い層を均一に形成せしめるこ
とが可能である。

この基本的な考え方は、高温雰囲気を利用して、結着樹
脂よりも臨界表面エネルギーの低い化合物をキャリヤ表
面に高濃度に存在せしめて、トナーの定着性と耐ブロッ
キング性の両立、帯電制御等の機能分離を簡単に行なう
ものでおり、表面の平滑性、被覆層厚の均一性、さらに
はその厚みを薄くできる点において優れたものである。

この加熱処理による方法は以下の２つの方法に大別する
ことができる。

第一の方法は低臨界表面エネルギー化合物を添加したト
ナーを常法により調製した後、熱処理を施す方法である
。

具体的には、 （Ｉ＞加熱処理を樹脂のガラス転位点以下の温　１２一 度で長時間、例えばオーブン等の中で放置して処理する
方法、 （ＩＩ＞加熱処理を、例えば流動層を用いて空気中で懸
濁する時に施す方法、さらには （Ｉ）加熱処理を加熱球形化装置を用いて行なう方法等
がある。

第二の方法は、トナー粒子の形成時に熱処理して低臨界
表面エネルギー化合物のトナー表面への移動を行なうも
のでおる。

具体的には、樹脂、低臨界表面エネルギー化合物および
磁性粉を必須成分とし、更に伯の任意成分を添加した混
合物を加熱溶融混合し、この混練物を固化させない状態
で、比較的低温の空気流により冷却固化する製造方法で
ある。

［発明の効果］ 低表面エネルギー化合物をトナー表面に集中させた本発
明の方法によるトナーは耐ブロッキング性、流動性が良
好でしかも低温定着性に著しく優れているので特別な添
加剤を用いたトナーと比較して優れた粉体特性を有しつ
つ、感光体その他に一切悪影響を及ぼさないというすぐ
れた利点がある。また通常のカプセル構造を有するトナ
ーに比較して、格段に優れた低温定着性を示し、さらに
帯電制御基がトナー表面近傍に集中化していることによ
り効率よい帯電制御が可能となり、その結果、画像特性
や寿命も良好である。

［実施例］ 以下、実施例および比較例により本発明を更に具体的に
説明するが、本発明は以下の実施例により何等制限され
るものではない。

なお、下記の説明において部はすべて重量部を表わす。

実施例１ スチレン（Ｓｔ）／ブチルアクリレート（ＢＡ）／ジビ
ニルベンゼン（ＤＶＢ）共重体樹脂（Ｓｔ／ＢＡ／ＤＶ
Ｂ＝７９．７／２０／　０．３：重量比）８６部 パーフロロオクチルメチルカルボン酸クロライドと１，
２−ベンゾチアジンとの等モル反応生成物５部 カーボンブラック（キャボット社製、リーガル３３０）
　　　　　　　　　　　　　　　６部ポリプロピレンワ
ックス（三洋化成社製、ビスコール６６０Ｐ）　　　　
　　　　　　　　　３部上記組成の配合物をバンバリー
ミキサ−で混線後、粉砕、分級した後、オーブン中にて
４２℃で２０日間放置して本発明に係るトナーを得た。

実施例２ 実施例１と同じ配合のトナーをオーブン加熱を取り止め
るかわりに転勤流動層を用いて４８°Ｃで３時間処理し
て本発明に係るトナーを得た。

実施例３ 実施例１においてオーブン加熱を取り止めたこと以外は
全て実施例１と同様の処方にて本発明に係るトナーを得
た。

比較例 実施例３において帯電制御基含有低表面エネルギー化合
物の使用を取り止め、そのかわりにスチレン系共重合体
を増量して対照トナーを得た。

実施例４ パーフロロオクチルエチルメタアクリレートを、４．４
′−アゾビス（４−シアノペンタン酸）を開始剤として
用い溶液重合させた後、グリシジルメタアクリレートを
反応させ精製したものをマクロ七ツマ−とし、これを９
０重量部に対して、ジエチルアミノエチルメタアクリレ
ート１０重量部を共重合させた重合体を、実施例１の帯
電制御基含有低表面エネルギー化合物の代わりに用いた
以外は、全て実施例１と同様の処方にて本発明に係るト
ナーを得た。

実施例１〜４および比較例１で得た各トナー３部をメチ
ルメタクリレート重合体をコーティングした平均粒径１
００μ而のフェライトキャリヤ１００部と混合して現像
剤を調整した。

この現像剤を、負帯電用感光体を搭載したＦＸ−２８３
０改造機（富士ゼロックス社製）を用いて定着および複
写テストを行なった。

結果は下記の表に示すとおりであり、比較例のトナーに
比べて実施例のトナーは流動性、耐ブロッキング性及び
帯電性等の点ですぐれていることがわかる。

１）ブロッキング性：トナー粒子の５０重量％が１０５
μ■の篩を通過しなくなる温度

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 結着樹脂、前記結着樹脂よりも臨界表面エネルギーの低
   い化合物及び着色剤を必須成分とするトナー組成物にお
   いて、低臨界表面エネルギー化合物が分子内に帯電制御
   基を有するフッ素含有化合物であることを特徴とするト
   ナー組成物。