JP2000284525A - 熱圧力定着用カプセルトナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ワックスの分散性に優れ、良好な低温定着性、
離型性及び耐オフセット性を有するとともに、耐ブロッ
キング性にも優れる熱圧力定着用カプセルトナーを提供
すること。 【解決手段】熱可塑性樹脂、着色剤及びワックスを含有
する熱溶融性芯材と、該熱溶融性芯材の表面を被覆する
ように設けた外殻とから構成される熱圧力定着用カプセ
ルトナーであって、前記ワックスがイソパラフィンワッ
クスを含有する融点が６０℃以下、２５℃での針入度が
４０以上のワックスであり、ワックスの含有量がカプセ
ルトナー中に１〜２０重量％である熱圧力定着用カプセ
ルトナー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法、静電
印刷法、静電記録法等において形成される静電潜像の現
像に用いられる熱圧力定着用カプセルトナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法の発展にともない、種々のト
ナーが開発されており、芯材と該芯材の表面を被覆する
外殻とにより構成された熱圧力定着用カプセルトナーの
開発が進んでいる。特に、トナーの低温定着性、離型性
及び耐オフセット性を向上させることを目的とするワッ
クスを含有したカプセルトナーが数多く報告されてい
る。しかし、ワックスの多くは芯材を構成する熱可塑性
樹脂の原料モノマーに対して不溶又は難溶であり、ワッ
クスの分散性の低下は耐ブロッキング性の低下を招く。
そのため、ワックスを芯材中に微分散させるためには、
加熱高圧下で分散させる等の方法が必要とされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ワックスの
分散性に優れ、良好な低温定着性、離型性及び耐オフセ
ット性を有するとともに、耐ブロッキング性にも優れる
熱圧力定着用カプセルトナーを提供することを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、熱可塑性樹
脂、着色剤及びワックスを含有する熱溶融性芯材と、該
熱溶融性芯材の表面を被覆するように設けた外殻とから
構成される熱圧力定着用カプセルトナーであって、前記
ワックスがイソパラフィンワックスを含有する融点が６
０℃以下、２５℃での針入度が４０以上のワックスであ
り、ワックスの含有量がカプセルトナー中に１〜２０重
量％である熱圧力定着用カプセルトナーに関する。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の熱圧力定着用カプセルト
ナーの熱溶融性芯材中には、イソパラフィンワックスを
含有し、融点が６０℃以下、好ましくは１０〜６０℃で
あり、針入度が４０以上、好ましくは４０〜９０である
ワックスが含有されている。かかるワックスは、熱溶融
性芯材を構成する熱可塑性樹脂の原料モノマーに対する
溶解性に優れているため、芯材中にワックスを均一に微
分散させる際にも、特別な混合条件が必要とされない。
従って、ワックスが芯材中に微分散した本発明のカプセ
ルトナーは、低温定着性、離型性、耐オフセット性等の
ワックスが有する特性だけでなく、耐ブロッキング性に
も優れている。なお、本発明におけるワックスの針入度
は、２５℃での値を指標とする。

【０００６】ワックスは、耐ブロッキング性の観点か
ら、イソパラフィンワックスを３０〜１００重量％、好
ましくは５０〜１００重量％含有していることが望まし
いが、イソパラフィン以外に含有されていてもよいワッ
クスとしては、ノルマルパラフィンワックス、ポリエチ
レンワックス、ポリプロピレンワックス、フィッシャー
トロプシュワックス等が挙げられ、これらは単独で、又
は２種以上を混合して含有されていてもよい。

【０００７】ワックスの含有量は、カプセルトナー中
に、低温定着性、耐オフセット性及び離型性の観点か
ら、１重量％以上、耐オフセット性及び耐ブロッキング
性の観点から、２０重量％以下であり、好ましくは１〜
１５重量％である。

【０００８】本発明の熱圧力定着用カプセルトナーは、
前記ワックスに加えて、熱可塑性樹脂及び着色剤を含有
する熱溶融性芯材と、該熱溶融性芯材の表面を被覆する
ように設けた外殻とから構成される。

【０００９】熱可塑性樹脂としては、ビニル重合系樹
脂、ポリエステル・ポリアミド、ポリアミド等が挙げら
れ、これらの中では定着性及び保存安定性の観点から、
ビニル重合系樹脂が好ましい。

【００１０】ビニル重合系樹脂の原料モノマーとして
は、スチレン、α−メチルスチレン等のスチレン化合
物；エチレン、プロピレン等のエチレン性不飽和モノオ
レフィン類；ブタジエン等のジオレフィン類；塩化ビニ
ル等のハロビニル類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル
等のビニルエステル類；（メタ）アクリル酸等のエチレ
ン性モノカルボン酸；（メタ）アクリル酸のアルキル
（炭素数１〜１８）エステル、（メタ）アクリル酸２−
ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸グリシジル、
（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチル等のエチレン
性モノカルボン酸のエステル；ビニルメチルエーテル等
のビニルエーテル類；ビニリデンクロリド等のビニリデ
ンハロゲン化物；Ｎ−ビニルピロリドン等のＮ−ビニル
化合物類等が挙げられる。

【００１１】なお、ビニル重合性樹脂の原料モノマーを
重合させる際には、重合開始剤、架橋剤等を必要に応じ
て使用してもよい。

【００１２】本発明に用いられる着色剤としては、従来
のトナー用着色剤として用いられている染料、顔料等の
すべてを使用することができ、例えば、カーボンブラッ
ク、フタロシアニンブルー、パーマネントブラウンFG、
ブリリアントファーストスカーレット、ピグメントグリ
ーンＢ、ローダミン−Ｂベース、ソルベントレッド49、
ソルベントレッド146 、ソルベントブルー35、キナクリ
ドン、カーミン６Ｂ、ジスアゾエロー等が挙げられ、こ
れらは単独で又は２種以上を混合して用いることができ
る。着色剤の使用量は、熱可塑性樹脂の原料モノマー１
００重量部に対して、２〜２５重量部程度が好ましい。

【００１３】外殻は親水性樹脂からなることが好まし
い。親水性樹脂としては、ポリエステル、ハイブリッド
樹脂、ポリアミド、ポリエステルポリアミド、ポリウレ
ア等が挙げられ、これらの中では、定着性及び保存安定
性の点から、ポリエステル及びハイブリッド樹脂が好ま
しい。

【００１４】本発明に用いられるポリエステルは、例え
ば、特開平７−１７５２６０号公報に記載の製造方法に
より得られる。

【００１５】本発明においてハイブリッド樹脂は、特開
平８−１７１２３１号公報に記載されているように、各
々独立した反応経路を有する二つの重合系の原料モノマ
ーの混合物を混合し、二つの重合反応を同一反応容器中
で行わせて得られる。

【００１６】前記二つの重合反応は、独立した反応経路
で進行するものであり、それぞれ縮重合系樹脂と付加重
合系樹脂を生ずる反応であることが好ましい。縮重合系
樹脂の代表例としては、ポリエステル、ポリエステルポ
リアミド、ポリアミド等が挙げられ、付加重合系樹脂の
代表例としては、ラジカル重合反応により得られるビニ
ル系樹脂が挙げられる。

【００１７】本発明において、親水性樹脂の酸価は、好
ましくは０．１〜３０ＫＯＨｍｇ／ｇ、より好ましくは
５〜１５ＫＯＨｍｇ／ｇであり、軟化点は、好ましくは
９０〜１４０℃、より好ましくは９５〜１３０℃であ
り、ガラス転移点は、好ましくは５０℃〜８０℃、より
好ましくは５５〜７５℃である。

【００１８】親水性樹脂の含有量は、熱可塑性樹脂の原
料モノマー１００重量部に対して、好ましくは０．５〜
５０重量部、より好ましくは５〜２０重量部である。

【００１９】なお、本発明のカプセルトナーには、荷電
制御剤、流動性向上剤、クリーニング性向上剤、導電性
物質、体質顔料、繊維状物質等の補強充填剤、酸化防止
剤、老化防止剤等の添加剤が適宜含有されていてもよ
い。

【００２０】本発明の熱圧力定着用カプセルトナーは、
製造設備や製造工程の簡素化という点から、熱可塑性樹
脂の原料モノマー、着色剤、ワックス、親水性樹脂等を
用いたｉｎ ｓｉｔｕ重合法により製造することが好ま
しい。なお、本発明におけるｉｎ ｓｉｔｕ重合法は、
特開平６−３１７９２５号公報、特開平７−１７５２６
０号公報、特開平９−１５９００号公報等に詳細に開示
されている重合法と同様である。

【００２１】本発明のカプセルトナーの重量平均粒子径
は、３〜１２μｍが好ましい。

【００２２】なお、本発明においては、前記のようにし
て得られる熱圧力定着用カプセルトナーを前駆体粒子と
して、さらに、特開平６−３１７９２５号公報、特開平
７−１７５２６０号公報、特開平９−１５９００号公報
等に記載されているｓｅｅｄ重合を行なってもよい。

【００２３】本発明の熱圧力定着用カプセルトナーの軟
化点は、９０〜１５０℃が好ましく、芯材に含有される
熱可塑性樹脂に由来するガラス転移点は、カプセルトナ
ーの保存安定性及び定着強度を維持するために、２０℃
〜６０℃が好ましい。

【００２４】本発明の熱圧力定着用カプセルトナーは、
非磁性一成分系現像剤として、又はキャリアと混合して
二成分系の現像剤として用いることができ、例えば、特
開平２−１９０８７０号公報及び特開平２−１６２３５
６号公報に記載されている熱圧力定着方式により紙等の
記録材に効率よく定着させることができる。

【００２５】

【実施例】〔樹脂のガラス転移点〕示差走査熱量計「Ｄ
ＳＣ２１０」（セイコー電子工業社製）を用いて昇温速
度１０℃／分で測定する。

【００２６】〔樹脂の酸価〕ＪＩＳ Ｋ００７０の方法
により測定する。

【００２７】〔トナーの軟化点〕高化式フローテスター
「ＣＦＴ−５００」（島津製作所製）を用い、樹脂の半
分が流出する温度を軟化点とする（試料：１ｇ、昇温速
度：６℃／分、荷重：１．９６ＭＰａ、ノズル：１ｍｍ
φ×１ｍｍ）。

【００２８】〔ワックスの融点〕ＪＩＳ Ｋ２２３５−
５．３に準拠した方法に従って測定する。

【００２９】〔ワックスの針入度〕ＪＩＳ Ｋ２２３５
−５．４に準拠した方法に従って測定する。

【００３０】〔ワックス中のイソパラフィンワックスの
含有量〕ガスクロマトグラフのピーク面積から測定す
る。

【００３１】樹脂製造例１ ビスフェノールＡのプロピレンオキサイド２．２モル付
加物３６７．５ｇ、ビスフェノールＡのエチレンオキサ
イド２．０モル付加物１４６．４ｇ、テレフタル酸１２
６．０ｇ、ドデセニル無水コハク酸４０．２ｇ、無水ト
リメリット酸７７．７ｇ及び酸化ジブチル錫１．４ｇ
を、窒素雰囲気下、２２０℃で反応させ、ＡＳＴＭ Ｅ
２８−６７による軟化点が１１０℃に達したときに反応
を終了し、ポリエステルを得た。得られたポリエステル
を樹脂Ａとする。樹脂Ａのガラス転移点は６５℃、酸価
は１８ＫＯＨｍｇ／ｇであった。

【００３２】実施例１ スチレン１５４重量部、アクリル酸２−エチルヘキシル
４６重量部、グラフトカーボンブラック「４０５Ｐ」
（菱有工業社製）２６重量部、樹脂Ａ２０重量部、ジビ
ニルベンゼン１．０重量部、「イソパラフィンワックス
ＥＭＷ−０００１」（日本精蝋社製、イソパラフィンの
含有量：７０重量％、融点：４９．１℃、針入度：４
４）２０重量部及び２，２’−アゾビスイソブチロニト
リル５重量部をマグネチックスターラーで攪拌し、十分
に溶解、分散させて、重合性組成物を得た。

【００３３】得られた重合性組成物を、リン酸三カルシ
ウム４重量％の水性コロイド溶液６００ｇに添加し、
「Ｔ．Ｋ．ホモミキサー」（特殊機化工業社製）を用い
て、１５℃で、回転数１２０００ｒｐｍで５分間乳化分
散させた後、窒素雰囲気下、７０℃で１０時間反応させ
た。

【００３４】冷却後、１０重量％の塩酸を添加して分散
剤を溶解させ、濾過、水洗を経て、３５℃、２０ｍｍＨ
ｇで１２時間乾燥させて、風力分級機で分級し、重量平
均粒子径が８．２μｍのカプセルトナーを得た。得られ
たカプセルトナー１００重量部に、疎水性シリカ微粉末
「Ｒ−９７２」（日本アエロジル社製）０．４重量部を
加えて混合し、トナー１を得た。トナー１の軟化点は１
３５．１℃であった。

【００３５】実施例２ ジビニルベンゼンの使用量を０．８重量部に、「イソパ
ラフィンワックスＥＭＷ−０００１」の使用量を５重量
部に変更した以外は、実施例１と同様にしてトナー２を
得た。トナー２の軟化点は１３８．２℃であった。

【００３６】比較例１ 「イソパラフィンワックスＥＭＷ−０００１」を使用し
なかった以外は、実施例１と同様にして比較トナー１を
得た。比較トナー１の軟化点は１６４．９℃であった。

【００３７】比較例２ 「イソパラフィンワックスＥＭＷ−０００１」の使用量
を８０重量部に変更した以外は、実施例１と同様にして
比較トナー２を得た。比較トナー２の軟化点は１０２．
３℃であった。

【００３８】比較例３ 「イソパラフィンワックスＥＭＷ−０００１」の代わり
に、「ノルマルパラフィンワックス１１５」（日本精蝋
社製、融点：４７℃、針入度：３０）２０重量部を使用
した以外は、実施例１と同様にして比較トナー３を得
た。比較トナー３の軟化点は１３４．６℃であった。

【００３９】試験例１ 得られたトナー各々６重量部と、２５０〜４００メッシ
ュの粒度を有するスチレン−メチルメタクリレート樹脂
で被覆された球状フェライト粉９４重量部とをポリ容器
に入れ、１５０ｒｐｍの回転数で２０分間容器ごとロー
ラー上で回転混合して、現像剤を調製した。得られた現
像剤を、オイル塗布装置を取り除き、定着温度を変更で
きるように改造した市販の電子写真複写機（印字速度：
２５５ｍｍ／ｓｅｃ）に実装し、定着温度を９０℃から
２２０℃まで１０℃おきに上昇させながら、画像出しを
行い、以下の方法により最低定着温度、離型性及び非オ
フセット域を測定した。結果を表１に示す。

【００４０】（１）最低定着温度 ５００ｇの荷重をかけた底面が１５ｍｍ×７．５ｍｍの
砂消しゴムで、定着機を通して定着された画像を５往復
こすり、こする前後の光学反射密度を反射濃度計「ＲＤ
−９１５」（マクベス社製）を用いて測定し、両者の比
率（こすり後／こすり前）が最初に７０％を越える定着
ローラーの温度を最低定着温度とする。

【００４１】（２）離型性 ベタ、ハーフトーン及び文字からなる印字率１５％のチ
ャートの画像出しを行った際の、ジャムの発生の有無を
目視にて観察し、以下の評価基準に従って判断する。

【００４２】〔評価基準〕 ○：９０〜２２０℃の全評価領域においてジャムが発生
しない。 ×：９０〜２２０℃の評価領域のいずれかでジャムが発
生する。

【００４３】（３）非オフセット域 各温度で画像出しを行った後、続けて白紙の転写紙を同
様の条件下で定着ローラーに送る。白紙のトナー汚れを
目視により観察し、低温オフセットが消滅してから、高
温オフセットが発生するまでの温度域を非オフセット域
とする。

【００４４】試験例２ 得られたトナー各々２０ｇをポリ容器に入れて密栓し、
５０℃の恒温槽に４８時間放置した後の凝集の発生の程
度を目視により観察し、以下の基準に従って耐ブロッキ
ング性を評価した。結果を表１に示す。

【００４５】〔評価基準〕 ○：全く、あるいはほとんど凝集していない。 ×：一部又は全体に凝集が見られる。

【００４６】

【表１】

【００４７】以上の結果より、実施例１、２で得られた
トナーは、いずれも低温定着性、離型性及び耐オフセッ
ト性だけでなく、耐ブロッキング性にも優れることが分
かる。これに対し、ワックスが含有されていない比較例
１のトナーは、低温定着性、離型性及び耐オフセット性
に欠けており、また多量のワックスを含有した比較例２
のトナーは、耐オフセット性及び耐ブロッキング性に欠
け、ノルマルパラフィンを主成分とするワックスを含有
した比較例３のトナーは、耐ブロッキング性に欠けてい
ることが分かる。

【００４８】

【発明の効果】本発明により、ワックスの分散性に優
れ、良好な低温定着性、離型性及び耐オフセット性を有
するとともに、耐ブロッキング性にも優れる熱圧力定着
用カプセルトナーを提供することが可能となった。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂、着色剤及びワックスを含
   有する熱溶融性芯材と、該熱溶融性芯材の表面を被覆す
   るように設けた外殻とから構成される熱圧力定着用カプ
   セルトナーであって、前記ワックスがイソパラフィンワ
   ックスを含有する融点が６０℃以下、２５℃での針入度
   が４０以上のワックスであり、ワックスの含有量がカプ
   セルトナー中に１〜２０重量％である熱圧力定着用カプ
   セルトナー。
2. 【請求項２】 外殻がポリエステル又はハイブリッド樹
   脂からなる請求項１記載の熱圧力定着用カプセルトナ
   ー。