JPH0497163A - トナー用樹脂組成物及びトナー - 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、電子写真等において、静電荷像の現像に使用
するトナー用樹脂組成物及びこの樹脂組成物を用いたト
ナーに関する。

（従来の技術） 電子写真等において、静電荷像を現像する方式として、
乾式現像方式が多用されている。この乾式現像方式では
、樹脂にカーボンブラック等の着色剤を分散含有させた
トナーと呼ばれる微粉末に、鉄粉やガラスピーズ等のキ
ャリアーを混合した摩擦帯電性の微粉末現像剤が用いら
れる。

通常、摩擦によって帯電したトナーは、電気的引力によ
り感光体上の静電潜像に付着してトナー像が形成され、
次いでこのトナー像が用紙上に転写され、トナーに対し
て離型性を有する熱圧定着ローラーで定着されて永久可
視像とされる。

このような熱圧定着加熱ローラ一定着法においては、低
い消費電力で且つ複写速度を上げるために、使用するト
ナーには、低温定着性（トナーが低温で用紙に固着する
こと）、耐オフセット性（熱圧定着ローラーにトナーが
付着しこれが用紙に移らないこと）、耐ブロッキング性
（トナー粒子が凝集しないこと）等の性能が主に要求さ
れる。

この種のトナーとして、バインダー樹脂に常温で固形の
アルコールを含有させたトナーが提案されている（例え
ば、特開昭６３−１１３５５８号公報参照）。また、バ
インダー樹脂に低分子量ポリプロピレンを含有させたト
ナーも提案されている（例えば、特公昭５２−３３０４
号公報参照）。

（発明が解決しようとする課Ｂ） ところが、上記従来のトナーにあって、上記の三つの主
な性能をバランス良く全て充足させることは菌難である
。例えば、前者のトナーは、特に耐オフセント性が充分
でない。また、後者のトナーは、特に低温定着性が充分
でない。さらに、いずれのトナーにおいても耐ブロッキ
ング性に問題が生じる場合もある。

本発明は、上記の問題を解決するものであり、その目的
とするところは、低温定着性、耐オフセット性及び耐ブ
ロッキング性のいずれにも優れるトナー用樹脂組成物及
びトナーを提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明のトナー用樹脂組成物は、重量平均分子量２〜４
０万、ガラス転移点６０℃以上のビニル系重合体１００
重量部と、炭素数１５〜９０、融点９０゛Ｃ以下の脂肪
族アルコールを少なくとも９０重量％含含有る脂肪族ア
ルコール１〜４０重量部と、２５℃での針入度１０以下
のポリオレフィンワックス１〜２０重量部とを主要成分
として含有することを特徴とする。

また、本発明のトナーは、上記トナー用樹脂組成物を含
有することを特徴とする。

本発明に用いるビニル系重合体としては、スチレン系モ
ノマーと（メタ）アクリル酸エステル系モノマーの共重
合体をはじめ、スチレン系モノマーの単独重合体、（メ
タ）アクリル酸エステル系モノマーの単独重合体が好ま
しい。

スチレン系モノマーとしては、スチレン、０メチルスチ
レン、ｍ−メチルスチレン、Ｐメチルスチレン、α−メ
チルスチレン、ｐ−エチルスチレン、２，４−ジメチル
スチレン、ｐｎ−ブチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチ
ルスチレン、ｐ−ｎ−へキシルスチレン、ｐ−ｎ−オク
チルスチレン、ｐ−ｎ−ドデシルスチレン、Ｐメトキシ
スチレン、Ｐ−フェニルスチレン、ｐ−クロロスチレン
、３，４−ジクロロスチレン等が挙げられる。これ等の
中でもスチレンが好ましい。

（メタ）アクリル酸エステル系モノマーとしては、（メ
タ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（
メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブ
チル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリ
ル酸ｎ−オクチル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メ
タ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル
酸ラウリル、（メタ）アクリル酸　ステアリル、（メタ
）アクリル酸ジメチルアミノエチル、（メタ）アクリル
酸ジエチルアミノエチル、α−クロロアクリル酸メチル
等が挙げられる。

これ等の中でも、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）
アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸プロピル、
（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシルが好ましい。

また、このようなビニル糸上ツマ−に、（メタ）アクリ
ル酸、α−エチルアクリル酸、クロトン酸、イソクロト
ン酸、β−メチルクロトン酸、フマル酸、マレイン酸、
イタコン酸；琥珀酸モノ（メタ）アクリロイルオキシエ
チルエステル、琥珀酸モノ（メタ）アクリロイルオキシ
プロピルエステル、グルタル酸モノ（メタ）アクリロイ
ルオキシエチルエステル、フタル酸モノ（メタ）アクリ
ロイルオキシエチルエステル、フタル酸モノ（メタ）ア
クリロイルオキシプロピルエステル；（メタ）アクリロ
ニトリル、（メタ）アクリルアミド；その他、酢酸ビニ
ル、塩化ビニル、エチレン等のビニル系七ノマーヲ共重
合してもよい。

本発明に用いる上記のビニル系重合体は、溶液重合、懸
濁重合、乳化重合及び塊状重合など従来公知の重合方法
により製造することができる。

また、本発明に用いるビニル系重合体は、重量平均分子
量が２〜４０万好ましくは４〜３０万、ガラス転移点が
６０℃以上好ましくは６５℃以上である。ここで、重量
平均分子量はゲルパーミェーションクロマトグラフィー
（ＧＰＣ）により測定した値である。また、ガラス転移
点は示差走査熱量計（ＤＳＣ）により測定した値である
。ビニル系重合体の重量平均分子量が２万未満では耐オ
フセット性が悪くなり、逆に重量平均分子量が４０万を
超えると低温定着性が悪くなる。また、ガラス転移点が
６０℃未満ではトナーの耐ブロッキング性が悪くなる。

さらに、本発明においては、炭素数が１５〜９０で融点
が９０℃以下の脂肪族アルコールを用いる。

炭素数が１４以下の脂肪族アルコールを用いると、ビニ
ル系重合体との相溶性が増しビニル系重合体が可塑化さ
れ、トナーの耐ブロッキング性が悪くなる。また、炭素
数が９１以上或いは融点か９０℃を超えると、その溶融
粘度が高くなるためトナーの低温定着性が悪くなる。

このような脂肪族アルコールとしては、ペンタデカノー
ル、ヘキサデカノール、ヘプタデカノール、オクタデカ
ノール、ノナデカノール、エイコサノール、ドコサノー
ル、テトラコサノール、ヘキサコサノール、オクタコサ
ノール、トリアンコサノール、ドトリアンコサノール、
及び日本精蝋社製のＮ５Ｐ−９２１０（アルコール型ワ
ンクス）が挙げられる。

このような脂肪族アルコールは、通常、不純物として炭
素数が１４以下の脂肪族アルコールを多少含有している
。本発明に用いる上記の脂肪族アルコール中に、炭素数
が１４以下の脂肪族アルコールが１０重量％よりも多く
含有されていると、ビニル系重合体との相溶性が増しビ
ニル系重合体が可塑化され、トナーの耐ブロッキング性
が悪くなる。それゆえ、本発明においては、炭素数が１
５〜９０で融点が９０℃以下の脂肪族アルコールを少な
くとも９０重量％含有する脂肪族アルコールを用いる。

また、このような脂肪族アルコールは、ビニル系重合体
１００重量部に対して１〜４０重量部、の範囲で配合さ
れる。脂肪族アルコールの配合量が１重量部未満では、
トナーの低温定着性か殆ど向上しない。逆に、４０重量
部を超えると充分な帯電が得られない。

さらに、本発明においては、２５℃での針入度が１０以
下好ましくは４以下のポリオレフィンワックスを用いる
。ポリオレフィンワックスとしては、ポリプロピレンワ
ックス、ポリエチレンワンクス、ポリブテン−１ワンク
ス等が挙げられる。ここで、針入度は、ＪＩＳ　Ｋ　２
２３５に準拠して測定（温度２５℃１全荷重１００ｇ、
時間５秒で測定）した値である。この針入度が１０を超
えるとトナーの耐ブロッキング性が悪くなる。

このようなポリオレフィンワックスは、ビニル系重合体
１００重量部に対して１〜１０重量部、好ましくは２〜
７重量部の範囲で配合される。

ポリオレフィンワックスの配合量が１重量部未満では耐
オフセット性が充分に得られない。逆に、１０重量部を
超えるとトナーよりポリオレフィンワックスが遊離し易
くなり、感光ドラムを汚すことになる。

本発明において、トナー用樹脂組成物及びトナーを製造
するには、ビニル系重合体に脂肪族アルコールとポリオ
レフィンワックスとを配合し、これをロールミル、ニー
ダ−１押出機等を用いて適当な温度で溶融混練し、冷却
して微粉砕する方法や、脂肪族アルコールの存在下でビ
ニル系モノマーを溶液重合させた後、ポリオレフィンワ
ックスを系内に投入して攪拌し、その後溶剤を留去し、
これをロールミル、ニーダ−押出機等を用いて適当な温
度で溶融混練し、冷却して微粉砕する方法等が好適に採
用される。

なお、本発明のトナー用樹脂組成物及びトナーには、本
発明の目的を達成し得る範囲内で、ポリスチレン、ポリ
酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリアミド樹脂、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリエステル樹脂、アクリル
樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂、その他のトナー用添加剤
が配合されていてもよい。

（作用） 本発明のトナー用樹脂組成物及びトナーは、主要成分と
して、特定のビニル系重合体と特定の脂肪族アルコール
と特定のポリオレフィンワックスとを特定割合で含有し
、このビニル系重合体によりトナーに要求される基本的
性能が得られる。そして、脂肪族アルコールは、加熱に
より速やかに溶融してトナーの用紙に対する融着温度を
低下させ、またポリオレフィンワックスは加熱により速
やかに溶融してトナーの定着ロールに対する離型性を向
上させる。さらに、脂肪族アルコールはトナー中のポリ
オレフィンワックスの遊離を防ぎ、トナーが感光ドラム
に付着し汚れるのを防止する。

（実施例） 以下、本発明の実施例及び比較例を示す。

３！のセパラブルフラスコにトルエン９００ｇを入れ、
さらに炭素数１４以下の脂肪族アルコールを０．５重量
％以下含有するドコサノール７５ｇを入れ、気相を窒素
ガスで置換した後、この系をトルエンの沸点まで加温し
た。トルエンの還流が起きた状態で撹拌しながら、スチ
レン４００ｇ、メタクリル酸メチル５０ｇ、アクリル酸
ｎブチル５０ｇ及び重合開始剤としてアゾビスイソブチ
ロニトリル１ｇを溶解した混合物を２．５時間かけて滴
下しながら溶液重合を行った。

滴下終了後、さらにトルエンの沸騰する温度で攪拌しな
がら、１０時間熟成した。その後、系の温度を１８０℃
まで徐々に上げながら、減圧下にトルエンを留去させて
、ドコサノールを含有するスチレン−メタクリル酸メチ
ル−アクリル酸ｎ−ブチル共重合体を製造した。

なお、上記のドコサノールを入れないこと以外は同じ条
件で得られるスチレン−メタクリル酸メチル−アクリル
ｆｆ１ｎ−ブチル共重合体は、スチレン成分８０重量％
、メタクリル酸メチル成分１０重量％、アクリル酸ｎ−
ブチル成分１０重量％からなり、重量平均分子量７万、
ガラス転移点６７℃である。

トナー　　　　　　　びトナーの　″ 上記のドコサノールを含有するスチレン−メタクリル酸
メチル−アクリル酸ｎ−ブチル共重合体を、窒素ガスで
置換したニーダ−で１６０℃で１０分間混練した後、こ
れを冷却して粉砕した。

この粉砕物１００重量部にカーボンブラック（ＭＡｌｏ
ｏ：三菱化成社製）５重量部と針入度２のポリプロピレ
ンワックス４重量部とを溶融混練し、冷却後粗粉砕し、
さらにジェットミルで微粉砕して平均粒度が約１３〜１
５μｍのトナー粉末を作成した。このトナー粉末に疎水
性シリカ微粉末（Ｒ−９７２：日本アエロジル社製）０
．６重量部を添加してトナーを製造した。

−ト九二９よｉ目匣璽 （１）耐ブロッキング性 トナー１０ｇを１００−のサンプル瓶に採取し、これを
５０℃の恒温槽中に１６時間放置した後、パウダーテス
ター（ホソカヮミクロン社製）で耐ブロッキング性を評
価した。トナー粒子に凝集（ケーキ化）が認められない
場合を○で示し、凝集（ケーキ化）が認められる場合を
×で示した。この条件で凝集（ケーキ化）が認められな
いものが優れたトナーといえる。

（２）低温定着性 トナー４重量部を平均粒度が約５０〜８０μｍの鉄粉キ
ャリアー９６重量部と均一に混合して現像剤を作り、こ
の現像剤及び市販の電子写真複写機（富士ゼロックス３
５００）を用いて低温定着性を評価した。

電子写真複写機の定着ロールの温度を変えて複写物を得
た。得られた複写物をタイプライタ−用消しゴムで摩擦
し、複写画の濃度が変化しない最低の定着ロール温度を
最低定着温度として示した。この温度が約１６０℃以下
のものが優れたトナーといえる。

（３）耐オフセット性 電子写真複写機の定着ロールの温度を変えて複写物を得
た。この場合、複写物を得た後に白紙を供給し、白紙へ
のトナーの汚れを目視で判定した。白紙にトナーの汚れ
が発生する最低の温度をオフセント発生温度として示し
た。なお、この試験は定着ロールの耐熱性を考慮して２
００℃で打ち切った。この温度が約２００℃以上のもの
が優れたトナーといえる。

（４）感光ドラムの汚れ ２０００枚連続して複写を行った後、電子写真複写機の
感光ドラムの汚れ（画像のかふりや画像濃度の低下の原
因となる）を目視で判定した。

感光ドラムに汚れが認められない場合をＯで示し、汚れ
が認められる場合を×で示した。なお、トナー粒子の荷
電状態は安定であり、得られた画像はかぷりが一切なく
鮮明であった。以上の結果をまとめて第１表に示す。

夷に桝主 ビニル系重合体として、スチレン成分７０重量％、メタ
クリル酸メチル成分１５重量％、アクリル酸ｎ−ブチル
成分１５重量％からなり、重量平均分子量２０万、ガラ
ス転移点６８℃のスチレンメタクリル酸メチル−アクリ
ル酸ｎ−ブチル共重合体を用いた。

上記のビニル系共重合体１００重量部と、炭素数１４以
下の脂肪族アルコールを０．５重量％以下含有するヘキ
サデカノール１０重量部とを、窒素ガスで置換したニー
ダ−で１６０℃で１０分間混練した後、これを冷却して
粉砕した。この粉砕物１００重量部にカーボンブランク
（ＭＡ−１００：三菱化成社製）５重量部と針入度２の
ポリプロピレンワックス４重量部とを溶融混練し、冷却
後粗粉砕し、さらにジェットミルで微粉砕して平均粒度
が約１３〜１５μｍのトナー粉末を作成した。

このトナー粉末に疎水性シリカ微粉末（Ｒ−９７２：日
本アエロジル社製）０．６重量部を添加してトナーを製
造した。

このトナーについて、その性能を実施例１と同様にして
評価した。その結果を第１表にまとめて示す。

ス遣上ｌ ビニル系重合体として、重量平均分子量４万、ガラス転
移点９０℃のポリスチレン１００重量部を用いた。また
、脂肪族アルコールとして、炭素数１４以下の脂肪族ア
ルコールを０．５重量％以下含有するドトリアンコンタ
ノール２０重量部を用いた。また、ポリオレフインワン
クスとして、針入度２のポリエチレンワックス６重量部
を用いた。それ以外は、実施例２と同様に行った。

その結果を第１表にまとめて示す。

北較■土 ポリプロピレンワックスを全く用いないこと以外は、実
施例２と同様に行った。その結果を第１表にまとめて示
す。

且較朋ｌ ドトリアンコンタノールを全く用いないこと以外は、実
施例３と同様に行った。その結果を第１表にまとめて示
す。

北教皇ｌ ビニル系重合体として、重量平均分子量５０万、ガラス
転移点８０℃のスチレン−メタクリル酸メチル−アクリ
ル酸ｎ−ブチル共重合体を用いた。

それ以外は、実施例２と同様に行った。その結果を第１
表にまとめて示す。

丑漣Ｕ殊ｔ ビニル系重合体として、重量平均分子量１万、ガラス転
移点５５℃のスチレン−メタクリル酸メチル−アクリル
酸ｎ−ブチル共重合体を用いた。

それ以外は、実施例２と同様に行った。その結果を第１
表にまとめて示す。

且較側五 脂肪族アルコールとして、炭素数１４以下の脂肪族アル
コールを１５重量％含有するドコサノールを用いた。そ
れ以外は、実施例１と同様に行った。その結果を第１表
にまとめて示す。

ル較桝旦 脂肪族アルコールとして、炭素＠１４以下の脂肪族アル
コールを０．５重量％以下含有する炭素数約１００の脂
肪族アルコールを用いた。また、ポリプロピレンワック
ス４重量部を２０重量部に変更した。それ以外は、実施
例１と同様に行った。その結果を第１表にまとめて示す
。

（以下余白） （発明の効果） 上述の通り、本発明のトナー用樹脂組成物及びトナーは
、主要成分として、重量平均分子量２〜４０万、ガラス
転移点６０℃以上のビニル系重合体１００重量部と、炭
素数１５〜９０、融点９０゛ｃ以下の脂肪族アルコール
を少なくとも９０重量％含有する脂肪族アルコール１〜
４０重量部と、２５℃での針入度１０以下のポリオレフ
ィンワックス１〜２０重量部とを含有し、このような特
定の範囲において、低温定着性、耐オフセント性、耐ブ
ロッキング性のいずれにも優れ、さらに感光トラムの汚
れが防止される。また、トナー粒子の荷電状態は安定で
あり、得られた画像はかぶりが一切なく鮮明である。

したがって、本発明のトナー用樹脂組成物及びトナーは
、低速から高速に亘る熱圧ローラー定着方式の電子写真
複写機に好適に使用され得る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、重量平均分子量２〜４０万、ガラス転移点６０℃以
   上のビニル系重合体１００重量部と、炭素数１５〜９０
   、融点９０℃以下の脂肪族アルコールを少なくとも９０
   重量％含有する脂肪族アルコール１〜４０重量部と、２
   ５℃での針入度１０以下のポリオレフィンワックス１〜
   ２０重量部とを主要成分として含有するトナー用樹脂組
   成物。 ２、請求項１記載のトナー用樹脂組成物を含有するトナ
   ー。