JPH0246942B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、電子写真法、静電記録法、磁気記録
法或いは静電印刷法などに用いられるトナーに関
し、特に圧力定着に適したトナーに関する。 従来静電潜像磁気潜像などをトナーと称する着
色粉末で現像し、しかる後にその画像を保存して
おきたい時にはいわゆる「定着」という操作が行
なわれる。そのような定着の方法としては該潜像
担持面をそのままもしくは転写体に転写した後、
ヒートチヤンバーでトナーを溶融させ付着させる
方法、熱ローラーで溶融させると同時にトナーを
支持体上に圧着せしめる方法、溶剤を用いてトナ
ーを溶解して付着させた後に溶剤を除去する方法
等が知られている。 このように熱を用いる場合、より効果的にその
熱を利用するためにフラツシユ露光を用いたり、
赤外線露光を用いたり、誘導加熱を用いたり、そ
れらを併用したりということも行なわれる。しか
し本質的に効率を上げるのにも限度があり、また
必要な熱量は１枚あたりは同じであるから、より
高速で定着しようとする時にはより多い熱量を供
給するしかない。最近のように技術が進歩し、情
報が多様化、高速化して画像情報も高速度で伝達
されることが必要とされる時に、画像情報を保存
させるためのこの定着時間はきわめて短かいこと
を要求され、それにしたがつてより巨大な熱源を
有する定着器を用いて対応しているというのが実
状である。 このような従来知られている定着法に対し最近
注目されている定着法に、圧力だけで画像を定着
する、いわゆる圧力定着法とよばれる定着法があ
る。この方法は圧力だけで定着できるので上記の
他の方法に比べ熱を与えたりする操作がいらなく
なるというメリツトがあるが、さらに大きなメリ
ツトは「定着に時間がかからない」ということで
ある。すなわち、圧力定着は圧力ローラー中を画
像が通過する時、瞬時にして行なわれる。圧力定
着のための条件は圧力をかけることだけであり、
融解蒸発のような時間のかかることは一切ない。
より高速の定着のための手段として圧力定着法が
最も有望であろうと考えるのは上記のようなこと
から自然である。 ところが従来知られている圧力定着方法には上
記のような大きなメリツトがある半面いくつかの
重大な欠点がある。その一つは定着するための圧
力は一般に20〜40Kg／cmという線圧であるが、こ
れだけの力を加えるためには定着器の強度がかな
り強いことが要求され、定着器が大形化重量化し
て好ましくないということである。他の１つは、
上記のような圧力を転写紙のような画像に均一に
加えることはきわめてまた本質的に難かしく、転
写紙がシワになつたり、カールしたりすることを
防ぐのがきわめてむずかしいことである。さらに
は、上記のような圧力を画像上にローラーで加え
ると画像表面が平滑化してしまい、画像に光沢が
生じ画像の品位を低下させるということである。
また圧力定着の定着性は定着時の線圧と定着母体
の性質によつて大きく変わるので、例えば同じ定
着器でも紙の巾が変化したり転写紙が変化したり
すると定着性が変化したりすることがあり、これ
も実用上問題になる程度の重大な欠点である。現
実には何らかの工夫によつてこれらの問題からの
がれようとしており、現実に実用化もされてい
る。それはたとえば光沢をなくすために定着ロー
ラーをマツト化したり、均一に圧力をかけるため
にローラーに交差角をもうける等の処置である。
しかしこれらの方法を用いても、例えばマツトロ
ーラー自身が大きな定着圧のために結局はもとの
ような平滑ローラーになつてしまうとか交差角の
ためにかえつてシワがでやすくなる等の他の問題
がまた生じてしまう。 本発明の目的は、現像性と圧力定着性にすぐれ
た圧力定着性トナーを提供することである。本発
明の他の目的は、定着速度の変化によつて受ける
影響が少なく、特に高速度定着に適した圧力定着
性トナーを提供することである。本発明の他の目
的は、定着圧力の変化によつて受ける影響が少な
く、特に低圧力でも定着できるような圧力定着性
トナーを提供することである。本発明の他の目的
は、定着母体の差による定着性の変化の少ない圧
力定着性トナーを提供することである。またさら
に本発明の目的は多数回使用しても現像特性の変
化の少ないトナーを提供することである。 上記目的を達成した本発明とは、長鎖炭化水素
連鎖を有する化合物および炭化水素連鎖を有する
ジアミノ化合物を含有する圧力定着性トナーであ
る。炭化水素連鎖を有するジアミノ化合物とは R₁NH−R₂−NH₂ R₁：CH₃（−CH₂）−_o ｎ：２〜30 R₂：（−CH₂）−_o ｎ：２〜30 であり、例えば CH₃（CH₂）₁₇−NH−C₃H₆−NH₂ のような化合物があり、またこれら化合物から誘
導される化合物を含むものである。 このような化合物は例えば一級アミンとアクリ
ロニトリルとを反応させ水素を添加して得られ
る。このような炭化水素連鎖を有するジアミノ化
合物は長鎖炭化水素連鎖を有する化合物に対し
0.01〜3.0％程度の量を添加する。 このように構成されたトナーは、従来公知のト
ナーに比べて特に顔料分散性に優れているのが大
きな特長である。これはこの炭化水素連鎖を有す
るジアミノ化合物が長鎖炭化水素連鎖を有する化
合物と極めて相溶性が良く、かつ、化合物中に含
まれている２個の窒素により顔料にも親和性が特
にあるためで、従来顔料の分散の悪かつた長鎖炭
化水素連鎖を有する化合物と顔料の組み合わせで
も容易に分散することが可能になる。顔料分散が
良好になつたためと考えられるが、本発明による
トナーは、さらに特に強度的に優れ、圧力定着性
が充分で、かつ現像性が充分な特性のトナーを得
ることが可能で、かつ多数回使用しても現像特性
の変化は少ない。また定着性も優れ速度紙質等に
よつて変化することはない。 本発明において、炭化水素連鎖を有する化合物
とはC₁₂以上の炭化水素、脂肪酸、およびそのエ
ステルや金属石ケン、脂肪アルコール、多価アル
コール、およびその金属塩やその塩化物、フツ化
物、アミド、ビスアミドおよび同上の構造を構造
単位中に含む重合体および共重合体、及びポリエ
チレン、ポリプロピレン等である。これらのもの
は単体又は混合物で市販されている。一般的には
ポリエチレン、ポリプロピレン、パラフインワツ
クス、ミクロクリスタリンワツクス、モンタンワ
ツクス、セレシンワツクス、オゾケライト、カル
ナバナワツクス、ライスワツクス、シエラツクワ
ツクス、ザゾールワツクス、金属セツケン、アミ
ドワツクス等であり、滑剤として知られるもので
ある。 メーカー及び商品名としてはパラフインワツク
ス（日本石油）、パラフインワツクス（日本精蝋）
マイクロワツクス（日本石油）、マイクロクリス
タリンワツクス（日本精蝋）、ヘキストワツクス
（hnecst AG）、ダイヤモンドワツクス（新日本
理化）、サンタイト（精工化学）、パナセート（日
本油脂）、等がある。 ポリエチレンは例えば特公昭40−524号公報に
見るような重合方法で得ることができるが、それ
ばかりでなくそれらを例えば特公昭40−524号公
報に示すような方法で分解した物も含まれる。一
般にはこれらは中空成形用、インフレーシヨンフ
イルム用射出成形用として市販されているポリエ
チレンおよび低分子量ポリエチレンまたはポリス
チレンワツクスとして市販されているものであ
り、Hoechat AG、Celanese Plastics、Philips
Petroleum Co.、National Petrochemical
Corp、Union Carbide Corp.British
Hydrocarbon Chemicals Ltd.、古河化学、三井
石油化学、昭和電工、チツソ、等で製造販売され
ている。 代表的グレードとしては、たとえばパラフイン
ワツクスとしては次表のようなものがある。

【表】

【表】 その他例えば ヘキストワツクスOP（モンタン酸の部分ケン化
エステルワツクス、ヘキストAG Ｅ（モンタン酸のエステルワツクス、ヘキスト
AG） GL3（部分ケン化合成ワツクス、ヘキストAG） パナスートＳ−218（日本油脂） スパームアセチ（日本油脂） ニツサンカスターワツクス（日本油脂） オリメスＨ（川研フアインケミカル）等がある。 またアミドワツクスとしては 飽和脂肪酸アミド系 ベヘニン酸アミド ダイヤミドKN（日本水素） ステアリン酸アミド アーマイドHT（ライオン
油脂） アマイドＳ（日東化学） アマイドＴ（日東化学） ダイヤミツド200（日本水素） ダイヤミツドAP−１（日本水素） パルミチン酸アミド ニユートロンＳ−18（日本
樟脳） アマイドＰ（日東化学） ラウリン酸アミド アーマイドＣ（ライオンアー
マー）（日東化学） ダイヤミツド（日本水素） 不飽和脂肪残アミド系 エルカ酸アミド RAM（Fine Oreanics Inc.） ニユートロンＳ（日本樟脳） LUBROL EA（I.C.L） アルフローＰ−10（日本油脂） ダイヤミツドＬ−200（日本水素） ブライジン酸アミド オレイン酸アミド アーモスリツプCP（ライオン
油脂） ニユートロン（日本樟脳） アマイドＯ（日東化学） ダイヤミツドＯ−200（日本水素） ダイヤミツドＧ−200（日本水素） ニユートロンE18（日本樟脳） エライジン酸アミド ビス脂肪酸アミド系 メチレンビスベヘニン酸アミド ダイヤミツド
NKビス（日本水素） メチレンビスステアリン酸アミド ダイヤミツド
200ビス（日本水素） アーモワツクス（ライオンアーマー） ビスアマイド（日東化学） メチレンビスオレイン酸アミド ルブロンＯ（日
本水素） エチレンビスステアリン酸アミド アーモワツク
スEBS（ライオンアーマー） エチレンビスオレイン酸アミド ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド アマイ
ド65（川研フアインケミカル） ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド アマイド
60（川研フアインケミカル） オクタメチレンビスエルカ酸アミド モノアルキロールアミド Ｎ−（２ヒドロキシエチル）ラウリン酸アミド
トーホールN130（東邦化学） アミゾールLME Ｎ−（２ヒドロキシエチル）エルカ酸アミド Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）ステアリン酸アミ
ド アミゾール（川研フアインケミカル） Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）オレイン酸アミド Ｎ−（２−ヒドロキシメチル）ステアリンアミド
メチロールアマイド（日東化学） のような脂肪族アミドがある。 高分子物質の市販品としては、Allied Chem社
のACポリエチレン、三洋化成サンワツクス、
Hoechst AGのヘキストワツクス、三井石油化学
のハイワツクス、BASFのＡワツクス、NUCの
DQOJ、三井ポリケミカルのELVAX、昭和油化
のShodex等の各グレードがある。一例としては、
ポリエチレンワツクスとしてはAllied Chem社製
AC＃ 1702、AC＃ 617、AC＃ ６、AC＃ ７、AC＃
８、AC＃ ９、AC＃ 615。三洋化成製サンワツク
ス171P、151P、131P、161P、165P。Hoechst
AG製ヘキストワツクス、PE130、PE190、
PA520。三井石油化学製ハイワツクス110P、
210P、220P、310P、320P、200P、410P、405P、
400P。BASF製BASFAワツクス、AMワツクス
等がある。また酸化型ポリエチレンワツクスとし
てはAC629、AC655、AC680、AC590、AC392、
サンワツクスE300、Hiwax4202E、4053E、
HoechstPAD521、PAD522、等がある。 その他の、高分子物質としては、昭和油化製
Sholex、6050、6200、5050、5080、5220、
F6050V、三井石油化学製ハイゼツクス1200J、
2100J、2200J、5100J、古河化学製スタクレン
E601、E650、E670、三井ポリケミカル製ミラソ
ンUeC23H、ACe30N、FL60、FL67等がある。 本発明においてポリエチレンと長鎖化合物を適
宜組みあわせて用いてもよい。もちろん必要に応
じて長鎖化合物の中で何種類かを組み合せて用い
ても良い。この場合ポリエチレンと長鎖化合物の
配合比は重量で80／20〜１／99（より好ましくは
70／30〜５／95）である。 更に本発明のトナーの結着樹脂としては、前記
ポリエチレンと長鎖化合物の他に別の公知の樹脂
を混合してもよい。例えば、ポリエステル樹脂、
エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレン、
ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹
脂、などがあるが、その量は結着樹脂全体の30重
量パーセントを越えてはならない。 本発明のトナーに用いる着色材料としては、公
知のものがすべて使用でき、例えば、カーボンブ
ラツク、鉄黒、ニグロシン、ベンジジンイエロ
ー、キナクリドン、ローダミンＢ、フタロシアニ
ンブルーなどがある。 また本発明のトナーを磁性トナーとして用いる
ために、磁性粉を含有せしめてもよい。このよう
な磁性粉としては、磁場の中に置かれて磁化され
る物質が用いられ鉄、コバルト、ニツケルなどの
強磁性金属の粉末もしくはマグネタイト、ヘマタ
イト、フエライトなどの化合物がある。この磁性
粉の含有量はトナー重量に対して15〜70重量％で
ある。 また本発明のトナーには種々の目的のために添
加剤を加えることができる。このような添加剤と
しては、金属錯体、ニグロシンなどのような荷電
制御剤、ポリテトラフルオロエチレン、のような
潤滑性のある化合物、ジシクロヘキシルフタレー
トのような可塑剤などがある。 さらに本発明のトナーは必要に応じて鉄粉、ガ
ラスビーズ、ニツケル粉、フエライト粉などのキ
ヤリアー粒子と混合されて、電気的潜像の現像剤
として用いられる。また粉体の自由流動性改良の
目的で疎水性コロイド状シリカ微粉末やトナー固
着防止のために酸化セリウムなどの研摩剤微粒子
と混合して用いることもできる。 このようにして構成された圧力定着性トナーの
第一の特性は低い圧力でも定着することにあり、
事実従来の1/3〜1/5の圧力で定着する。さらにい
くつかの実用上重要な特性がある。その一つは定
着装置依存性が少ないことである従来圧力定着を
行なうためには、できるだけ少ない接触面積で局
所的に強い圧力をかけることが必要とされたため
に、剛体のローラーを用いているので実用上これ
を保持するための部材の安定性や強度を得ること
がむずかしく、装置が巨大化したり耐久性が問題
となることがあつた。ところが本発明における圧
力定着性トナーは、それ自体強い自己凝集性を示
すために、そう局所的に強い力がなくとも定着が
可能である。したがつて例えば多少弾力性を有す
るような圧力ローラーも実用に供せる。 さらに本発明の圧力定着性トナーの有するさら
に大きなメリツトへは被定着面の選択性が非常に
少ないことである。従来より圧力定着性が被定着
面の相違により大きく異なることはよく知られて
いる。しかし実用上はどんな面に対しても同じよ
うな定着性があることがもつとも好ましいのであ
り、従来の圧力定着性成分では不可能であつた完
全PPC圧力定着を本発明は可能にする。 さらに今一つ本発明の圧力定着性トナーの有す
る特性は定着力の定着速度依存性が少ないことで
ある。前述のように圧力定着は従来の熱定着等に
比較して速度依存性の少ない定着方法ではあつ
た。しかしながら従来の圧力定着性成分を用いた
のでは速度依存性を全く皆無にすることができず
高速での定着を行なうためには多少付加的な圧力
を必要とした。ところが本発明によるトナーを用
いると全くといつて良いほど定着速度依存性はな
く、本発明者らの実験では50mm／secから500／mm
secまで全く同一の定着性を得ることができた。 さらに本発明のトナーの特徴はその定着の圧力
依存性も少ないことである。圧力定着は圧力によ
り定着するのであるから当然圧力依存性があり、
従来のトナーはこの定着力の圧力に対する変化が
大きかつた。ところが圧力定着器には常に同じ圧
力がかかるとはかぎらず例えば紙サイズが変つた
時には定着圧も異なることになるし、また、例え
ばシワ防止等のために故意に圧力を変化させるよ
うなことも行なわれる。従来のトナーを用いてこ
のような系に用いると紙の部位によつて定着性が
異なるという不具合が生じる。 ところが本発明によるトナーは定着力の圧力依
存性が少ないためこのようなことはおこらない。 またさらに本発明の結着樹脂組成物のもつ非常
に大きな特徴はこの組成物を他の非定着性成分と
組みあわせても定着阻害効果が少ないことであ
る。 従来の圧力定着性成分を用いる場合も必要に応
じて顔料、荷電付与剤、耐ブロツキング剤を加え
ることがあつたがこのような場合に少しでもこの
ような非定着性成分が入ると極端に定着性が下が
るというのが従来の組成物の特徴であつた。とこ
ろが本発明の結着樹脂組成物はこれらの影響がき
わめて少なく必要に応じて各種の添加剤や加工剤
の混入が定着性のことを気にせずに用いることが
できる。そしてこのことは本発明の結着樹脂組成
物が単にそのままの形で圧力定着性材料として用
いられるばかりでなく、例えばカプセル化した場
合の芯材等の用途としても極めて有用であること
を示すものである。 以上本発明の基本的な構成と特色について述べ
たが以下実施例にもとづいて具体的に本発明の方
法について説明する。部数は重量部である。 実施例 １ ハイワツクス200P（三井石化）ポリエチレンワツ
クス 100部 Ｎ−ステアリル−トリル−トリメチレン−ジアミ
ン 0.2部 マグネタクト 60部 上記物質を混合して融確したのち、ニーダーを
用いてもよく混合し、均一に分散した。そののち
冷却しジエツト気流を用いた粉砕装置を用いて粉
砕し、さらに風力分級器で分級した。長さ平均
8.3μ、体積平均径10.5μであつた。得られたトナ
ーを疎水性のシリカ0.8％と混合してキヤノン製
複写装置NP−120に適用したところ、良好な画
像が得られ、定着も充分だつた。また3000枚の連
続コピーを行なつても画像の変化はなかつた。 比較例 １ 上記実施例において、Ｎ−ステアリル−トリメ
チレン−ジアミンを除いた他は同様にトナーを製
造して性能を比較した。画像濃度は低く、また
1500枚のコピーでほとんど画像が出なくなつた。
またトナーは不均質で、ほとんど顔料の分散して
いないトナーもあつた。 実施例 ２ サンワツクス 50部 パラフイン（70℃） 50部 Ｎ−ミリスチル−トリメチレンジアミン 0.2部 フタロシアニングル 10部 上記混合物を溶融混合したのち、95℃に保つた
撹拌装置のついた溶槽に添加し、9000rpmで30分
撹拌したところ、平均10μの粒子が得られた。こ
の粒子を20％のスチレンのトルエン溶液にひた
し、スプレードライヤーで乾燥してカプセルトナ
ーを得た。顔料分散は均一であつた。得られたト
ナー10部を80部のキヤリアEEV250／400と混合
し現像したところ、鮮明な画像が得られ、また
1500枚の連続コピー後も画質は変らなかつた。 比較例 ２ 実施例１に示すＮ−ステアリル−トリメチレン
−ジアミンの代りに一般的な炭化水素連鎖を有す
るモノアミノ化合物としてＮ−ステアリルアミン
を用い、他は実施例１に従いトナーを試作し、得
られたトナーの評価を行ない実施例１と比較し
た。

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 長鎖炭化水素連鎖を有する化合物および炭化
   水素連鎖を有する式 R₁NH−R₂−NH₂ （式中R₁はCH₃（−CH₂）−_oを示し、ｎは２〜30の
   正の整数を示し、R₂は（−CH₂）−_oを示し、ｎは２
   〜30の正の整数を示す。） で表わされるジアミノ化合物および該化合物から
   誘導される化合物を含有する圧力定着性トナー。