JPH0534974A - 電子写真用トナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １種類の樹脂成分を用いて、定着性および耐
オフセット性と共に、帯電性および粉体流動性が改善さ
れた電子写真用トナーを提供する。 【構成】 着色剤と結着樹脂を主成分としてなる電子写
真用トナーであって、該結着樹脂が、ゲル含量１５〜２
５重量％を有し、テトラヒドロフラン可溶分の数平均分
子量および重量平均分子量が、それぞれ５，０００〜１
２，０００および１０×１０⁴ 〜４０×１０⁴ の範囲に
あり、且つ重量平均分子量９×１０⁵ 〜１８×１０⁵ の
範囲に高分子側ピークを有するビニル系樹脂として存在
することを特徴とする。 【効果】 この電子写真用トナーは、定着性ラチチュー
ドが広く、かつ、流動性及び帯電性が良好であり、多数
枚にわたって良好な定着画像を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、改善された現像特性を
有する電子写真用トナーおよびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真用トナーについては、定
着性並びに耐オフセット性、トナーの帯電性、粉体流動
性等、その改善のために種々の提案がなされている。例
えば、特開昭５５−１４７６３９公報には、定着性並び
に耐オフセット性の両面の要求を満足させるために、ゲ
ル含量が５０〜９９重量％のビニル系共重合体と、ゲル
含量が１０重量％以下のビニル系共重合体とを混合して
得られたポリマーブレンドを結着樹脂として使用するこ
とが提案されており、それによって定着性の向上がはか
られている。また、特公昭６３−４９２２１号公報に
は、定着性および耐オフセット性を改善するために、低
分子量重合体と不溶不融性高分子量重合体との両者を混
合した樹脂成分を結着樹脂とする電子写真用トナーが開
示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ゲル含
量が異なる２種類の樹脂を用いてトナーを作製した場
合、或いは低分子量重合体と不溶不融性高分子量重合体
とを用いてトナーを作製した場合、定着性は改善される
ものの、トナーの帯電性及び粉体流動性が不安定になっ
て、安定した帯電量および粉体流動性が得られず、実用
上未だ十分なレベルのものとは言えなかった。本発明
は、従来の技術における上記のような実情に鑑みてなさ
れたものであって、その目的は、１種類の樹脂成分を用
いて、定着性および耐オフセット性と共に、帯電性およ
び粉体流動性が改善された電子写真用トナーを提供する
ことにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、検討の結
果、特定のゲル含量および分子量を有する樹脂成分を使
用すれば、上記目的が達成されることを見出だし、本発
明を完成するに至った。

【０００５】即ち、本発明は、着色剤と結着樹脂を主成
分としてなる電子写真用トナーにおいて、該結着樹脂
が、ゲル含量１５〜２５重量％を有し、テトラヒドロフ
ラン可溶分の数平均分子量および重量平均分子量が、そ
れぞれ５，０００〜１２，０００および１０×１０⁴ 〜
４０×１０⁴ の範囲にあり、且つ重量平均分子量９×１
０⁵ 〜１８×１０⁵ の範囲に高分子側ピークを有するビ
ニル系樹脂として存在することを特徴とする。

【０００６】本発明の電子写真用トナーは、着色剤と、
ゲル含量３０〜４０重量％を有し、テトラヒドロフラン
可溶分の数平均分子量および重量平均分子量が、それぞ
れ１，０００〜５，０００および３×１０⁴ 〜１０×１
０⁴ の範囲にあり、且つ数平均分子量に対する重量平均
分子量の比が１５〜２５の範囲にある１山ピークの分子
量分布を有するビニル系樹脂とを溶融混練し、粉砕し、
分級することによって製造することができる。なお、ゲ
ル含量は、トルエン中、室温で２４時間放置後の値であ
る。

【０００７】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明において、原料として使用する樹脂成分は、ゲル含
量３０〜４０重量％であって、テトラヒドロフラン可溶
分の数平均分子量および重量平均分子量がそれぞれ１，
０００〜５，０００、３×１０⁴ 〜１０×１０⁴ の範囲
にあり、且つ数平均分子量に対する重量平均分子量の比
が１５〜２５の範囲にある１山ピークの分子量分布を有
するビニル系樹脂が使用される。具体的には、スチレ
ン、α−メチルスチレン、ｐ−クロルスチレン等のスチ
レン類、アクリル酸、メチルアクリレート、エチルアク
リレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレー
ト、２−エチルヘキシルアクリレート、ドデシルアクリ
レート等のアクリル酸エステル類、メタクリル酸、メチ
ルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメ
タクリレート、ブチルメタクリレート、オクチルメタク
リレート等のメタクリル酸エステル類、アクリロニトリ
ル、メタクリルニトリル、アクリルアミド等の１種また
は２種以上の単量体を用いて製造された重合体があげら
れる。また、上記単量体と他のビニル系単量体との共重
合体でもよい。そのような単量体としては、エチレン、
プロピレン、ブチレン、イソブチレン等の不飽和のオレ
フィン類、塩化ビニル、臭化ビニルや酢酸ビニル、プロ
ピオン酸ビニル等のビニルエステル類等があげられ、こ
れらの１種または２種以上を、上記スチレン系単量体及
び／又はアクリル系単量体と共重合させることができ
る。本発明において特に好ましい樹脂としては、下記の
ようにして製造されたスチレン系重合体、スチレン−ア
クリル系重合体またはアクリル系重合体をあげることが
できる。

【０００８】本発明において使用される上記重合体は、
懸濁重合法、乳化重合法、塊状重合法或いは溶液重合法
等を用いて製造することができる。以下に、その製造法
の一例を示す。 製造例 反応器に、スチレン８５部、ｎ−ブチルメタクリレート
１５部、ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタン１部、ジビニ
ルベンゼン０．６部及びアゾビスイソブチロニトリル２
部を仕込み、さらに、部分けん化ポリビニルアルコール
０．６部を２００部のイオン交換水に溶解したものを加
え、窒素雰囲気下、８０℃にて攪拌して、懸濁重合を行
った。８時間で重合を完結させ、冷却、脱水、乾燥して
重合物を得た。得られた樹脂のゲル含量は、３５重量％
であった。また、分子量は、Ｍｎ＝４．５×１０³ 、Ｍ
ｗ＝８×１０⁴ であった。

【０００９】本発明において使用する着色剤としては、
通常のものならば如何なるものでも使用することがで
き、例えば、カーボンブラック、グラファイト、ニグロ
シン、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔
料等が使用できる。また、磁性トナーとして用いる際に
は、カーボンブラックの一部または全量を磁性粉に置き
換えればよい。このような磁性粉としては、マグネタイ
ト、フェライト、鉄粉、ニッケル等、通常のものを用い
ることができる。

【００１０】本発明の電子写真用トナーを製造するため
には、上記の着色剤および樹脂成分を溶融混練し、粉砕
分級して、平均粒径が５ないし２０μｍの微粒子とす
る。溶融混練は、例えば、ボールミル、バンバリーミキ
サー、ニーダーコーター、ＣＭミキサー、エクストルー
ダー等によって行うことができる。溶融混練物は、冷却
後、常法によって粉砕し、分級する。この溶融混練、粉
砕処理操作により、形成される電子写真用トナーは、そ
の結着樹脂が、ゲル含量：１５〜２５重量％の範囲にあ
り、また、テトラヒドロフラン可溶分の数平均分子量お
よび重量平均分子量が、それぞれ５，０００〜１２，０
００、１０×１０⁴ 〜４０×１０⁴ の範囲にあり、且つ
重量平均分子量９×１０⁵ 〜１８×１０⁵ の範囲に高分
子側ピークを有するものになる。

【００１１】本発明のトナーにおける結着樹脂は、ゲル
含量が１５〜２５重量％の範囲にあることが必要であ
る。ゲル含量が１５％よりも低くなると、形成されるト
ナー粒子間の付着力が強くなり、凝集しやすくなると共
に、定着における温度の許容範囲（定着ウインドウ）が
狭くなる。一方、ゲル含量が２５重量％よりも高くなる
と、トナーの溶融温度が上昇して定着性が悪くなり、裏
面汚れが生じる等の問題を引き起こすと共に、顔料、充
填剤、帯電制御剤等の分散が不均一になりやすく、結果
として、帯電量分布の広がりや、選択現像が発生して、
良好な画像が得られなくなる。

【００１２】また、上記結着樹脂は、テトラヒドロフラ
ン可溶分の数平均分子量および重量平均分子量が、それ
ぞれ５，０００〜１２，０００および１０×１０⁴ 〜４
０×１０⁴ の範囲にあり、且つ重量平均分子量９×１０
⁵ 〜１８×１０⁵ の範囲に高分子側ピークを有すること
が必要である。数平均分子量及び重量平均分子量がこの
範囲にあることにより、定着温度の下限を下げることが
でき、かつ良好な定着性を与えることができる。また、
高分子側ピークを特定の位置に有することにより、定着
温度が低いにもかかわらず、良好な耐オフセット性を有
し、かつ多数枚にわたって、キャリアインパクション等
が発生せず、耐久性を持たせることができる。

【００１３】得られた電子写真用トナーは、定着性は勿
論、帯電性及び粉体流動性に関しても満足するレベルの
特性を有するものである。なお、本発明のトナーには、
所望に応じてサリチル酸金属塩、ニグロシンや四級アン
モニウム塩等の電荷制御剤や低分子量プロピレン、低分
子量ポリエチレン、ワックス等のオフセット防止剤等の
公知の他の成分を含有させてもよく、またシリカ、チタ
ニア、アルミナ等の流動化剤やポリスチレン微粒子、ポ
リメチルメタクリレート微粒子、ポリフッ化ビニリデン
微粒子等のクリーニング助剤または転写助剤等の外添剤
を添加してもよい。

【００１４】なお、本発明において、ゲル含量は、樹脂
を１５０℃でプレスし、８０メッシュの金属かごに入
れ、トルエン中に２４時間浸漬し、乾燥後、不溶分の重
量を測定し、算出することによって求められる。また、
数平均分子量および重量平均分子量はＧＰＣ法により求
められる。測定条件として、ＧＰＣ装置：ＨＬＣ−８０
２Ａ，東ソー（株）製、ディテクター：ＲＩ、カラム：
ＧＭＨ×６，東ソー（株）製、溶媒：テトラヒドロフラ
ン、流速：１．０ｍｌ／ｍｉｎ、試料：０．５％テトラ
ヒドロフラン溶液、カラム温度：３８℃を採用した。試
料の有する分子量分布について、数種の単分散ポリスチ
レン標準試料により作成した検量線の対数値とカウント
数の関係から試料の分子量を算出した。なお、検量線作
成用の標準ポリスチレン試料としては、東ソー（株）製
の６７６×１０⁴ 、３８４×１０⁴ 、１２６×１０⁴ 、
７０．５×１０⁴ 、３５．５×１０⁴ 、１０．２×１０
⁴ の分子量のものを用いた。

【００１５】

【実施例】

実施例１ ポリマーＡ（スチレン−２−エチルヘキシルアクリレー
ト−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体（モル比＝８
１：１４：５）、数平均分子量（以下、Ｍｎと略記す
る）：５×１０³ 、重量平均分子量（以下、Ｍｗと略記
する）：７．５×１０⁴ 、Ｍｗ／Ｍｎ＝１５、ゲル含量
３１重量％）１００重量部、カーボンブラック１５重量
部、モノアゾクロム金属錯体（商品名：アイゼン・スピ
ロンブラックＴＲＨ、保土谷化学工業（株）製）２重量
部をボールミルにて溶融混練した。冷却後、溶融混練物
をハンマーミルを用いて粗粉砕した。次いで超音速ジェ
ット粉砕機にて微粉砕した。得られた微粉末を風力分級
機で分級し、粒径約５〜２０μｍの粒子を集めトナーと
した。得られたトナー中の結着樹脂の分子量は、Ｍｎ＝
７×１０³ 、Ｍｗ：１２．８×１０⁴ 、Ｍｗ／Ｍｎ＝１
８．３、高分子側ピークのＭｗ：１２．４×１０⁵ であ
った。またゲル含量は１６重量％であった。このトナー
について、複写式定着試験を行ったところ、１６５°Ｃ
から定着が可能になり、２３０°Ｃにおいてもオフセッ
ト現象は全く発生しなかった。また、帯電量（東芝ブロ
ートライボ法）は１２．８μＣ／ｇであり、その時の画
像ソリッド濃度も１．４２（マクベス濃度計）であっ
て、鮮明な画質の画像が得られた。さらに粉体流動性に
関しても、見掛け密度０．３７（ＪＩＳ）、凝集度１
４．２重量％（ＪＩＳ）であり、従来の基準値（見掛け
密度０．３４、凝集度７６．９％）を大幅に上回ってい
た。

【００１６】実施例２ ポリマーＢ（スチレン−２−エチルヘキシルアクリレー
ト−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体（モル比＝８
１：１４：５）、Ｍｎ：４×１０³ 、Ｍｗ：１０×１０
⁴ 、Ｍｗ／Ｍｎ＝２５、ゲル成分３９％）１００重量
部、カーボンブラック１５重量部、モノアゾクロム金属
錯体（商品名：アイゼン・スピロンブラックＴＲＨ、保
土谷化学工業（株）製）２重量部を、実施例１と同様な
方法で溶融混練、粉砕し、分級してトナーを作製した。
このトナー中の結着樹脂の分子量はＭｎ：１．２×１０
³ 、Ｍｗ：２３．９×１０⁴ 、高分子側ピークＭｗ：１
２．６×１０⁶ であった。またゲル含量は２４重量％で
あった。このトナーを実施例１と同じ方法で試験したと
ころ、１６５°Ｃから定着が可能になり、２４０°Ｃに
おいてもオフセット現象は全く発生しなかった。また、
帯電量（東芝ブロートライボ法）は１３．４μＣ／ｇで
あり、その時の画像ソリッド濃度も１．４５（マクベス
濃度計）であって、鮮明な画質の画像が得られた。さら
に、粉体流動性に関しても、見掛け密度０．３８、凝集
度１５．５重量％であり、従来技術のものと比べ、大幅
に改善されていた。

【００１７】比較例１ ポリマーＡの代わりに、ポリマーＣ（スチレン−２−エ
チルヘキシルアクリレート−ｎ−ブチルメタクリレート
共重合体（モル比＝８１：１４：５）、Ｍｎ：２×１０
⁴ 、Ｍｗ：４４．２×１０⁴ 、Ｍｗ／Ｍｎ＝１７．０、
ゲル含量０％）を使用した以外は、実施例１と同様にし
てトナーを得た。得られたトナー中の結着樹脂の分子量
はＭｎ：１．３×１０⁴ 、Ｍｗ：２６．６×１０⁴ 、高
分子側ピークＭｗ：４０．３×１０⁴ であった。これに
ついて、実施例１と同様に評価を行った。

【００１８】比較例２ ポリマーＡの代わりに、ポリマーＤ（スチレン−２−エ
チルヘキシルアクリレート−ｎ−ブチルメタクリレート
共重合体（モル比＝８１：１４：５）、Ｍｎ：８×１０
³ 、Ｍｗ：２７．１×１０⁴ 、Ｍｗ／Ｍｎ＝３３．９、
ゲル含量１５重量％）を使用した以外は、実施例１と同
様にしてトナーを得た。得られたトナー中の結着樹脂の
分子量はＭｎ：１．３×１０⁴ 、Ｍｗ：１６．６×１０
⁴ 、高分子側ピークＭｗ：７２．５×１０⁴ であった。
またゲル含量は８重量％であった。これについて、実施
例１と同様に評価を行った。

【００１９】比較例３ ポリマーＡの代わりに、ポリマーＥ（スチレン−２−エ
チルヘキシルアクリレート−ｎ−ブチルメタクリレート
共重合体（モル比＝８１：１４：５）、Ｍｎ：１．７×
１０³ 、Ｍｗ：４８×１０⁴ 、Ｍｗ／Ｍｎ＝２９．１、
ゲル含量４５重量％）を使用した以外は、実施例１と同
様にしてトナーを得た。得られたトナー中の結着樹脂の
分子量はＭｎ：６×１０⁴ 、Ｍｗ：９．８×１０⁴ 、高
分子側ピークＭｗ：１３．４×１０⁵ であった。またゲ
ル含量は２５重量％であった。これについて、実施例１
と同様に評価を行った。

【００２０】比較例４ 結着樹脂として、２山ピークの粒度分布を有するものを
使用した以外は、実施例１と同様にしてトナーを作製
し、同様に評価を行った。なお、使用した２山ピークの
粒度分布を有する結着樹脂は、次の物性を有するもので
ある。Ｍｎ：１．１×１０⁴ 、Ｍｗ：２８．３×１
０⁴ 、高分子側ピークＭｗ：８５．４×１０⁴ 。それら
の結果を、実施例１および２の結果と共に、表１〜３に
まとめて示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【表２】

【００２３】

【表３】

【００２４】以上の結果から、次のことが分かる。 １． 定着性の評価 本発明によれば、あらかじめ、低分子量成分よりなる樹
脂と高分子量成分よりなる樹脂とを用いなくとも、定着
性ウインドウの広いトナーが得られる。 ２． 帯電性の評価 ゲル含量を上記の範囲に設定することにより、低分子量
成分／高分子量成分／ゲル分の各々の相溶性が変化し、
樹脂と着色剤や帯電制御剤等との分散性が向上し、摩擦
帯電性が改善されたものになる。 ３． 粉体流動性の評価 ゲル含量を上記の範囲に設定することにより、見掛け密
度、凝集度の値が向上したものになる。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、上記のように特定の範囲のゲ
ル含量および分子量を有する樹脂成分を使用するから、
単一の成分を用いるのみで優れた定着性と共に、帯電性
および流動性の点でも優れた電子写真用トナーを作製す
ることができる。また、得られたトナーは、定着性ラチ
チュードが広く、かつ、流動性及び帯電性が良好であ
り、多数枚にわたって良好な定着画像を得ることができ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 昌志 神奈川県川崎市川崎区夜光１−２−１ 日 本ゼオン株式会社研究開発センター内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 着色剤と結着樹脂とを主成分としてなる
   電子写真用トナーにおいて、該結着樹脂として、ゲル含
   量１５〜２５重量％を有し、テトラヒドロフラン可溶分
   の数平均分子量および重量平均分子量が、それぞれ、
   ５，０００〜１２，０００および１０×１０⁴ 〜４０×
   １０⁴ の範囲にあり、かつ重量平均分子量が９×１０⁵
   〜１８×１０⁵ の範囲に高分子側ピークを有するビニル
   系樹脂として存在することを特徴とする電子写真用トナ
   ー。
2. 【請求項２】 着色剤と、ゲル含量３０〜４０重量％を
   有し、テトラヒドロフラン可溶分の数平均分子量および
   重量平均分子量がそれぞれ１，０００〜５，０００、３
   ×１０⁴ 〜１０×１０⁴ の範囲にあり、且つ数平均分子
   量に対する重量平均分子量の比が１５〜２５の範囲にあ
   る１山ピークの分子量分布を有するビニル系樹脂とを溶
   融混練し、粉砕し、分級することを特徴とする請求項１
   に記載の電子写真用トナーの製造方法。