JPH04179967A - トナー - 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、静電記録、静電印刷、磁気記録の如
き画像形成方法における潜像を現像するためのトナーに
関する。

［従来の技術］ 一般に、電子写真等の乾式現像方式においては、帯電し
た粉末状の静電荷像現像用トナーが電気的引力により感
光体上に静電潜像に付着し、次いで用紙上に転写され、
熱ロールなどにより定着される。一方、転写の際に残っ
た感光体上の転写残トナーはクリーニングブレード等の
クリーニング機構で集められ、廃トナー容器に送られる
。こうして集められた廃トナーは、産業廃棄物として焼
却されるか、あるいは埋めたてられる。

焼却される場合トナーは常に粉塵爆発の可能性があり、
安全上問題がある。また、埋めたてられた場合、難分解
性のため、生態系のバランスをくずし地球環境を汚染し
てしまうという問題がある。地球環境保護が重要視され
る時代において、近年、分解性樹脂の研究が盛んになっ
ている。こうした中のひとつとして、光分解性樹脂があ
るが樹脂そのものの安定性、トナー化した時トナーとし
ての安定性に問題がある。

［発明が解決しようとするＩＩＩＮ］ 本発明の目的は上述のごとき問題点を解決し、トナーに
生分解性を持たせ、地球環境を汚染しないトナーを提供
するものである。

［課題を解決するための手段及び作用］すなわち本発明
は、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有するトナーに
おいて、結着樹脂として少なくとも生分解性結着樹脂を
含有することを特徴とするトナーに関する。

本発明において生分解性結着樹脂とは、微生物や酵素な
どにより、高分子主鎖が切断され、分解が進行し、生態
系の炭素サイクルに組み込まれる樹脂をいう。例えば、
リパーゼ、アミラーゼ、セルラーゼ、プロテアーゼなど
の酵素によって分解される、公知の化学的合成法によっ
て製造された脂肪族ポリエステル、脂肪族ポリエステル
と芳香族ポリエステルの共重合体、脂肪族ポリエステル
とポリアミドとの共重合体などがある。さらに、エチレ
ンとアクリル酸の共重合体にデンプンを混合したものや
エチレン／アクリル酸共重合体にゼラチン化デンプンを
添加したもの等がある。

好ましくは、土の中に住むシュードモナス・レモイゲネ
（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ　ｌｅｍｏｉｇｎｅｉ）や汚
泥に住むアリ力すゲネス・ファエカリス（Ａｌｃａｌｉ
ｇｅｎｅｓｆａｅｃａｌｉｓ）などの微生物によって分
解される、生分解性ポリエステル樹脂がある。

′具体的には、プロピオン酸、吉草酸、酪酸、４−ヒド
ロキシ酪酸、１，４−ブタンジオール、γブチロラクト
ンなどの有機酸を炭素源に、水素細菌、窒素固定菌、枯
草菌、メタノール資化菌、土壌菌、光合成菌などの微生
物を用い発酵合成して得られた３−ヒドロキシブチレー
トなどのポリエステル、３−ヒドロキシブチレートと３
−ヒドロキシバリレートのランダム共重合ポリエステル
、３−ヒドロキシブチレートと４−ヒドロキシブチレー
トのランダム共重合体ポリエステルなどがある。

３−ヒドロキシブチレート／４−ヒドロキシブチレート
共重合体は、水素細菌に４−ヒドロキシ酪酸を与え、発
酵装置中で発酵合成することができる。

さらに、炭素源組成を変更することにより、３−ヒドロ
キシブチレート／４−ヒドロキシブチレートの３−ヒド
ロキシブチレート分率（３−ＨＢ分率）ｍｏ１２％が調
整でき、３−ＨＢ分率の増加で結晶性が向上し、融点・
降伏応力等の物性を広い範囲で選択することができる。

さらに、菌体内に蓄えられた３−ヒドロキシブチレート
／４−ヒドロキシブチレート共重合体微粒子は酵素や次
亜塩素酸で処理することによって取り出すことができる
。また、クロロホルム抽出法によっても、微生物体内で
高純度で取り出すことができる。

本発明の生分解性結着樹脂を含有したトナーは、土中の
微生物や酵素によって高分子主鎖が選択的に切断され、
トナーとしても分解性を有する。

本発明において、結着樹脂として生分解性結着樹脂とと
もに、下記のような樹脂の混合使用が可能である。

例えば、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロルスチレン、ポ
リビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重
合体；スチレン−ｐ−クロルスチレン共重合体、スチレ
ン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタ
リン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体
、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン
−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−
アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエ
ーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重
合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレ
ン−ブタジェン共重合体、スチレン−イソプレン共重合
体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体の
如きスチレン系共重合体；ポリ塩化ビニル、フェノール
樹脂、天然変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン
酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニ
ール、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタ
ン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシ
レン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマ
ロンインデン樹脂、石油系樹脂が使用できる。

これらの樹脂の混合割合は、結着樹脂全体に対し５０％
以下であることが好ましい。８０％を越えるとトナーの
生分解性が発揮できず好ましくない。

特に、加圧定着方式を用いる場合には、圧力定着現像剤
用結着樹脂の使用が可能であり、例えばポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリメチレン、ポリウレタンエラスト
マー、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、スチレン
−ブタジェン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体
、線状飽和ポリエステル、パラフィンがある。

本発明のトナーには荷電制御剤をトナー粒子に配合（内
添）、またはトナー粒子と混合（外添）して用いること
が好ましい。荷電制御剤によって、現像システムに応じ
た最適の荷電量コントロールが可能となる。正荷電制御
剤としては、ニグロシン及び脂肪酸金属塩等による変成
物；トリブチルベンジルアンモニウム−１−ヒドロキシ
−４−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウ
ムテトラフルオロボレートの如き四級アンモニウム塩；
ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、
ジシクロへキシルスズオキサイドの如きジオルガノスズ
オキサイド；ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボ
レート、ジシクロへキシルスズボレートの如きジオルガ
ノスズボレートを単独であるいは２種類以上組合せて用
いることができる。これらの中でも、ニグロシン系、四
級アンモニウム塩の如き荷電制御剤が特に好ましく用い
られる。

一般式 ％式％ Ｒ２，Ｒ，：置換または未置換のアルキル基（好ましく
は、０１〜Ｃ４）］ で表わされるモノマーの単重合体：前述したスチレン、
アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルの如き重合
性モノマーとの共重合体を正荷電性制御剤として用いる
ことができる。この場合これらの荷電制御剤は、結着樹
脂（の全部または一部）としての作用をも有する。

本発明に用いることのできる負荷電性制御剤としては、
例えば有機金属錯体、キレート化合物が有効である。そ
の例としてはアルミニウムアセチルアセトナート、鉄（
ｎ）アセチルアセトナート、３，５−ジターシャリ−ブ
チルサリチル酸クロムがあり、特にアセチルアセトン金
属錯体、サリチル酸系金属錯体または塩が好ましく、特
にサリチル酸系金属錯体またはサリチル酸系金属塩が好
ましい。

上述した荷電制御剤（結着樹脂としての作用を有しない
もの）は、微粒子状として用いることが好ましい。この
場合、この荷電制御剤の個数平均粒径は、具体的には、
４μｍ以下（更には３μｍ以下）が好ましい。

トナーに内添する際、このような荷電制御剤は、結着樹
脂１００重量部に対して０．１〜２０重量部（更には０
．２〜１０重量部）用いることが好ましい。

本発明のトナーは、必要に応じて種々の添加剤を内添あ
るいは外添混合しても良い。

着色剤としては従来より知られている染料及び顔料が使
用可能であり、通常、結着樹脂１００重量部に対して０
．５〜２０重量部使用しても良い。他の添加剤としては
、例えばステアリン酸亜鉛の如き滑剤；酸化セリウム、
炭化ケイ素、チタン酸ストロンチウムの如き研磨剤；樹
脂微粒子；酸化アルミニウムの如き流動性付与剤、ケー
キング防止剤；カーボンブラック、酸化スズの如き導電
性付与剤がある。

熱ロール定着時の離型性を良くする目的で低分子量ポリ
エチレン、低分子量ポリプロピレン、マイクロクリスタ
リンワックス、カルナバワックス、サゾールワックス、
パラフィンワックスの如きワックス状物質を０．５〜５
ｗｔ％程度トナー中に加えることも本発明の好ましい形
態の１つである。

さらに、本発明中のトナーは、着色剤の役割を兼ねても
良いが、磁性材料を含有しても良く、磁性材料としては
、マグネタイト、γ−酸化鉄、フェライト、鉄過剰型フ
ェライトの如き酸化鉄；鉄、コバルト、ニッケルのよう
な金属或はこれらの金属とアルミニウム、コバルト、銅
、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリ
ウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、
セレン、チタン、タングステン、バナジウムのような金
属との合金およびその組成物が挙げられる。

これらの磁性体は平均粒径が０．１〜１μｍ。

好ましくは０．１〜０．５μｍ程度のものが好ましい。

トナー中に含有させる量としては結着樹脂１００重量部
に対し３０〜１２０重量部、好ましくは結着樹脂１００
重量部に対し４０〜１１０重量部である。

本発明のトナーの作製は、生分解性結着樹脂、必要に応
じて、公知の他の結着樹脂、磁性粉、着色剤としての顔
料または染料、荷電制御剤、その他の添加剤をボールミ
ルの如き混合機により充分混合してから加熱ロール、ニ
ーダ−、エクストルーダーの如き熱混練機を用いて溶融
、混練して樹脂類を互いに相溶せしめた中に、磁性粉、
着色剤、荷電制御剤、その他の添加剤を分散又は溶解せ
しめ、冷却固化後粉砕及び分級をおこなった後、必要に
応じて、シリカ微粒子及びその他の外添剤を乾式混合方
法によって、外添混合され本発明に係るところのトナー
を得ることが出来る。

［実施例コ ±　　　との　１′告　１１ 培養された水素細菌１ｋｇおよび炭素源としての４−ヒ
ドロキシ酪酸５００ｇをステンレス製のラボ発酵合成装
置に投入し、２８℃（温度）６０％（湿度）の条件下で
７２時間かけ発酵合成し、目的の３−ヒドロキシブチレ
ート／４−ヒドロキシブチレート共重合体を次亜塩素酸
処理により得た。

３−ヒドロキシブチレート／４−ヒドロキシブチレート
共重合体のフィルム（厚さ７０ＬＬｍ）は土の中（２０
〜２５℃）で６週間という短期間でほぼ完全に分解され
た。活性汚泥中（３０℃）の中では、２週間程度で跡形
もなく分解した。

実施例１ 重量部 １生分解性結着樹脂　　　　　　　　　１００部上記材
料をブレンダーでよ（混合した後、１１０℃に設定した
２軸混練押出機にて溶融混練した。得られた混線物を冷
却し、カッターミルにて粗粉砕した後、ジェット気流を
用いた微粉砕機を用いて微粉砕し、得られた微粉砕粉を
固定壁型風力分級機で分級して分級粉を生成した。さら
に、得られた分級粉をコアンダ効果を利用した多分割分
級装置（８鉄工業社製エルボジェット分級機）で分級し
、体積平均１２μｍの黒色微粉体Ａを得た。

さらに、 重量部 上記物質をヘンシェルミキサーで混合し、−成分磁性ト
ナーＡを得た。

得られたトナーの初期画像をキャノン社製ＮＰ−６６５
０で評価したところ、画質は良好で濃度ムラ、カブリの
ない高品位な画像が得られ１万枚コピー後も維持された
。

さらにトナーＡに１５０℃熱を加えプレスしフィルム状
にしたものは土の中（２０〜２５℃）で８週間という短
期間でほぼ完全に分解された。

以上結果を表１に示す。

実施例２ 生分解性結着樹脂の配合比を５０重量部とし、スチレン
−アクリル樹脂を・５０重量部加える以外は、実施例１
と同様にトナーを作成しトナーＢを得て評価を行った。

結果を表１に示す。

比較例１ 生分解性結着樹脂の代わりにスチレン−アクリル樹脂を
１００重量部とした以外は、実施例１゛と同様にトナー
Ｃを製造し、評価を行った。

初期、１万枚耐久後の画像性能は良好であるが、本トナ
ーを１５０℃に加熱プレスし、フィルム状に加工したも
のを土の中（２０〜２５℃）で３０週間放置してもほと
んど分解していなかった。

結果を表１に示す。

実施例３ 重量部 を実施例１と同様の製法で製造し、体積平均粒径１２μ
ｍの黒色微粉体Ｂを得た。さらに、重量部 をＶ型混合機で混合しトナーＤを得た。トナーＤを二成
分現像用に改良したＮＰ−６６５０で評価を行ったとこ
ろ、初期及び１万枚耐久後も良好な性能を得た。

本例の黒色微粉体Ｂを１５０℃に加熱、プレスしフィル
ム状に加工したものは土の中（２０〜２５℃）６週間で
ほぼ完全に分解した。

以上の結果を表１に示す。

比較例２ 生分解性結着樹脂の代わりに化学的に合成されたポリエ
ステル樹脂を１００重量部とした以外は実施例３と同様
に製造し、体積平均径１２μｍの黒色微粉体Ｃを得た。

さらに 重量部 を実施例３と同様な方法で混合し、トナーＥを得て実施
例１と同様に評価を行った。

結果を表１に示した。

第１表 ［発明の効果］ 本発明の生分解性結着樹脂を含有するトナーによれば、
トナーとして良好な画質を有すると同時にクリーニング
残の廃トナーを廃棄しても生分解して生態系の炭素サイ
クルに組み込まれる。これにより地球環境を汚染しない
トナーが可能となった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有するトナー
   において、結着樹脂として少なくとも生分解性結着樹脂
   を含有することを特徴とするトナー。