JPH0629987B2 - 静電荷像現像用トナ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電子写真法、静電記録法において静電潜像の現
像のために使用する静電荷像現像用トナーに関し、更に
詳細には加熱ロール定着方式に適した静電荷像現像用ト
ナーに係る。

従来技術 電子写真法は、セレンをはじめとする光導電性物質を感
光体として用い、種々の手段により電気的潜像を形成
し、この潜像に磁気ブラシ現像法等を用いてトナーを付
着、顕像化させ、更にこのトナー画像を紙、シート等に
転写し、しかる後に熱、溶剤、圧力等により定着するも
のである。

定着方式の中で最も多用されている加熱熔融方式は大別
すると無接触型と接触型の二種類である。中でも接触
型、特に加熱ロール定着方式が熱効率の点で優れてお
り、かつ高速定着が可能であることから、近年の商業複
写機、プリンター等の主流となつてきている。

しかしながら、この加熱ロール定着方式においても幾つ
かの欠点がある。特に重大なものとしては紙等に転写さ
れたトナーの定着ローラーへの移行、すなわちオフセツ
ト現像の発生の問題を挙げることができる。

この現像を解決するための手段としては２つの方法が考
えられる。その一つは定着ロール表面にフツ素系樹脂を
はじめとする比較的離型性の優れた材料を用い、さらに
シリコンオイル等の液体でローラー表面を被覆するとい
う方法である。しかしながら、このような方法では高価
なオイルの使用、複雑なオイル供給機構の装着等が必要
とされることを考慮すれば、決して有利な方策とは言え
ない。

もう一つの解決策はトナーの改良によるものであり、種
々研究がなされている。これら方策はトナーの粘弾性の
改良および離型性の改良という二種類に大別される。ト
ナーの粘弾性を理想的レベルに近付ける具体的方法とし
ては、高分子量重合体と低分子量重合体との混合物の使
用、熱可塑性エラストマーの使用、重合体の架橋等が考
えられたが、前二者は粘弾性改良のためには効果不十分
であり、さらに重合体の架橋においても重合体の安定な
製造が難しいこと、熱熔融混練時の不安定性等の問題が
あることが指摘されている。

一方、トナーの離型性を改良するという第二の方策は、
具体的にはトナーに離型剤を添加することにより達成さ
れるが、通常離型剤の効果には限度があり、また多量に
使用したからといつて満足な結果が得られるとは限らな
い。逆に、離型剤を多量に使用した場合には、高温ブロ
ツキング性の低下、感光体およびキヤリヤに対する汚染
の発生、トナーの流動性の低下等の種々の欠点が惹起さ
れることが指摘されている。

発明の目的 このような情況の下で、本発明者等は前記の如き従来法
の問題を解決すべく種々研究、検討した結果、特定の重
合体を結着樹脂として使用することが有利であることを
知り、本発明を完成した。

そこで、本発明の主な目的は離型用オイル等を使用する
ことなしに定着不良或いはオフセツト現象を防止するこ
とを可能とする静電荷像現像用トナーを提供することに
ある。

本発明の他の目的は製造の容易な結着樹脂を使用する静
電荷像現像用トナーを提供することにある。

本発明の別の目的は正の摩擦帯電性に優れた静電荷像現
像用トナーを提供することである。

発明の構成 本発明の前記並びにその他の目的は静電荷像現像用トナ
ーの結着樹脂として第３級アミノ基含有重合体をポリカ
ルボン酸化合物もしくはポリスルホン酸化合物と反応さ
せて得られる重合体を使用することにより達成すること
ができる。

即ち、本発明は静電荷像現像用トナーにおいて、第３級
アミノ基含有重合体と適当量のポリカルボン酸化合物も
しくはポリスルホン酸化合物とを反応させて得られる重
合体を結着樹脂として使用することを特徴とする、静電
荷像現像用トナーに関する。

本発明において結着樹脂として使用する重合体は高分子
鎖中に四級アンモニウムイオンを含み、更にこれに対す
る対イオンとなる多官能アニオン性化合物を含むので、
粘弾性挙動、界面効果、帯電制御能、高湿条件下での帯
電安定性等において極めて優れたトナーを与えることが
可能となる。その為、加熱ロール定着方式において使用
するのに好適であり、更に圧力定着方式においても有効
である。

本発明において使用する第３級アミノ基含有重合体は付
加重合性第３級アミノ基含有モノマーの重合もしくは他
の重合性モノマーとの共重合により得ることができる。

第３級アミノ基含有モノマーの具体例としては、ジメチ
ルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチル
メタクリレート、ジプロピルアミノエチルメタクリレー
ト、ジブチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルア
ミノプロピルメタクリレート、ジエチルアミノプロピル
メタクリレート、ジメチルアミノブチルメタクリレー
ト、ジエチルアミノブチルメタクリレート、ジメチルア
ミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルアクリ
レート、２−ピペリジノエチルメタクリレート、２−モ
ルホリノエチルメタクリレート、２−ビニルピリジン、
４−ビニルピリジン、Ｎ−アクリロイルモルホリン、Ｎ
−ビニル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニルカルバゾール、
ｐ−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノメチル）−スチレン、ｐ
−（Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノメチル）−スチレン、ｐ−
（Ｎ，Ｎ−ジプロピルアミノメチル）−スチレン、ｐ−
（ピペリジノメチル）−スチレン、ｐ−（モルホリノメ
チル）−スチレン、３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）−
１，２−エポキシ−ブタン、３−（Ｎ，Ｎ−ジエチルア
ミノ）−１，２−エポキシ−ブタン等を挙げることがで
きる。

本発明において、上記第３級アミノ基含有モノマーと共
重合し得る他のモノマー成分としては特に制限されない
が、その具体例として以下のようなモノマーを例示でき
る。

即ち、スチレンのほか、その誘導体、例えばメチルスチ
レン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチル
スチレン、ジエチルスチレン、トリエチルスチレン、プ
ロピルスチレン、ブチルスチレンなどのアルキルスチレ
ン、フロロスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレ
ン、ヨードスチレンなどのハロゲン化スチレン、更にニ
トロスチレン、アセチルスチレン、メトキシスチレン等
である。

また、重合性不飽和カルボン酸類、例えばアクリル酸、
メタクリル酸、α−エチルアクリル酸、クロトン酸、α
−メチルクロトン酸、α−エチルクロトン酸、イソクロ
トン酸などの付加重合性不飽和脂肪族カルボン酸、また
はマレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、
メサコン酸などの付加重合性不飽和脂肪族ジカルボン酸
を挙げることができる。

更に、前記付加重合性不飽和カルボン酸と、アルキルア
ルコール、アルコキシアルキルアルコール、アラルキル
アルコール、アルケニルアルコールなどのアルコールと
のエステル化物等を使用することもできる。上記アルコ
ールの具体例としてはメチルアルコール、エチルアルコ
ール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、アミル
アルコール、ヘキシルアルコール、ヘプチルアルコー
ル、オクチルアルコール、ノニルアルコール、ドデシル
アルコール、テトラデシルアルコール、ヘキサデシルア
ルコールなどのアルキルアルコール；メトキシエチルア
ルコール、エトキシエチルアルコール、エトキシエトキ
シエチルアルコール、メトキシプロピルアルコール、エ
トキシプロピルアルコールなどのアルコキシアルキルア
ルコール；ベンジルアルコール、フエニルエチルアルコ
ール、フエニルプロピルアルコールなどのアラルキルア
ルコール；アリルアルコール、クロトニルアルコールな
どのアルケニルアルコールを例示することができる。

更にまた、エチレン、プロピレン、ブテン、イソブチレ
ンの如き脂肪族モノオレフイン；塩化ビニル、臭化ビニ
ル、ヨウ化ビニル、１，２−ジクロロエチレン、１，２
−ジブロモエチレン、１，２−ジヨードエチレン、塩化
イソプロペニル、臭化イソプロペニル、塩化アリル、臭
化アリル、塩化ビニリデン、フツ化ビニル、フツ化ビニ
リデンなどのハロゲン化脂肪族オレフイン；１，３−ブ
タジエン、１，３−ペンタジエン、２−メチル−１，３
−ブタジエン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエ
ン、２，４−ヘキサジエン、３−メチル−２，４−ヘキ
サジエンなどの共役ジエン系脂肪族ジオレフインを使用
することもできる。

本発明において使用する第３級アミノ基含有重合体は重
量平均分子量10,000〜80,000、好ましくは20,000〜60,0
00の範囲であり、前記重合性モノマーから以下のように
して製造することができる。

溶液重合、懸濁重合、乳化重合等により製造できる。ア
ミン含有量がアミン価で５〜８０、好ましくは１０〜５
０となるようにモノマー混合比を定める。

前記の如くして得られる第３級アミノ基含有重合体と反
応させる化合物の具体例としてはポリカルボン酸類、例
えばシユウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジ
ピン酸、セバシン酸、メチルマロン酸、エチルマロン
酸、ジメチルマロン酸、メチルコハク酸、テトラメチル
コハク酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサ
コン酸、グルタコン酸、ｏ−，ｍ−およびｐ−フタル
酸、ヘミメリツト酸、トリメリツト酸、トリメシン酸、
プレーニト酸、メロフアン酸、ピロメリツト酸、ベンゼ
ンペンタカルボン酸、メリト酸等；メタンジスルホン
酸、１，２−エタンジスルホン酸、１，３−プロパンジ
スルホン酸、ｐ−ベンゼンジスルホン酸、１，３，５−
ベンゼントリスルホン酸等のポリスルホン酸化合物など
を挙げることができる。

本発明の結着樹脂は前記第３級アミノ基含有重合体とポ
リカルボン酸化合物もしくはポリスルホン酸化合物とか
ら以下のようにして製造することができる。

ポリカルボン酸化合物もしくはポリスルホン酸化合物の
量は第３級アミノ基含有重合体の種類や分子量、ポリカ
ルボン酸化合物もしくはポリスルホン酸化合物の種類や
分子量により種々変化する。代表的には、第３級アミノ
基含有重合体とポリカルボン酸化合物もしくはポリスル
ホン酸化合物との重量に対し、0.01％〜７％、好ましく
は0.1〜４％用いる。ポリカルボン酸化合物もしくはポ
リスルホン酸化合物の量が多すぎると硬化が過度に行わ
れ、定着温度が上昇し、あるいは粉砕が困難となつてし
まう。

第３級アミノ基含有重合体とポリカルボン酸化合物もし
くはポリスルホン酸化合物との反応は溶液中あるいは熱
により行うことができる。

本発明で使用する重合体は結着樹脂の全体を占めること
が望ましいが、他の結着樹脂を適宜使用することも可能
であり、例えばポリスチレン、スチレン−アクリレート
共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等を使用する
ことができる。これら他の結着樹脂は結着樹脂全重量基
準で５０重量％以下、好ましくは３０重量％以下の範囲
で使用する。前記範囲外での使用は本発明の所定の効果
を達成できないので好ましくない。

本発明のトナーにおいて使用する着色剤は特別なもので
ある必要はなく、通常トナーの着色剤として使用される
顔、染料、例えばカーボンブラツク、ニグロシン染料、
アニリン染料、クロームイエロー、ウルトラマリンブル
ー、マグネタイト、フエライト等を例示することができ
る。これらは通常の混合比率で上記結着剤と混合され、
常法に従つて静電荷像現像用トナーとされる。

また、本発明に係る静電荷像現像用トナーには必要に応
じて各種助剤を使用することができ、例えばワツクス
類、金属石ケン類等の滑剤、帯電制御剤、コロイド状シ
リカ、コロイド状アルミナ等の流動性改質剤等を挙げる
ことができる。

発明の効果 かくして、本発明の静電荷像現像用トナーによれば、特
定の結着樹脂を使用したことに基き種々の効果を達成す
ることが可能となる。例えば粘弾性挙動、界面効果、帯
電制御能、高湿条件下での帯電安定性等において非常に
優れている。その結果、離型用オイル等の使用なしに定
着不良、もしくはオフセツト現象を防止することができ
るので、圧力定着方式、加熱ロール定着方式において使
用するのに好適であり、更に本発明のトナーは正の摩擦
帯電性において優れており、また本発明のトナー製造に
おいて使用する結着樹脂は容易に製造することができ
る。

実施例 以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、
本発明は以下の実施例により何等制限されるものではな
い。

以下の各実施例において「部」はすべて重量基準であ
る。

実施例１ スチレン ２００部 メチルメタクリレート １３５部 ブチルアクリレート １０５部 低分子量ポリプロピレン樹脂 ３５部 ジエチルアミノエチルメタクリレート １５部 過酸化ベンゾイル １０部 容量２の４つ口丸底フラスコ中に、キシレン1000部と
上記モノマー及び開始剤を仕込み、窒素ガス雰囲気下７
５〜１００℃で重合を行つた。１０時間後、液温を５０
℃以下に冷却した後、３部のコハク酸を７０部のエチル
アルコールに溶解させた溶液を充分に攪拌しつつ滴下し
た。滴下完了後、常圧下で蒸留することにより溶媒の大
部分を留去し、最終的に減圧蒸留装置を用いてキシレン
およびアルコールを除去し、本発明の結着樹脂を得た。

実施例２ 実施例１の樹脂 ９０部 カーボンブラツク（三菱化成社製^#44） １０部 上記成分を熱混練し、冷却後粗砕、粉砕、分級して平均
粒径１０ミクロンの静電荷像現像用トナーを得た。

以下のような手続きに従つて画像試験を行つたところ鮮
明な画像が得られ、オフセツト現像もまつたく観察され
なかつた。

種々の特性について調べた結果を以下の表に記載する。

実施例３ メチルメタクリレート １２０部 ｎ−ブチルメタクリレート ７５部 ４−ビニルピリジン ５部 上記の如くして作成した共重合体（_w30,000）２０
０部を１，４−ベンゼンジスルホン酸３部と共に加熱ニ
ーダーを用いて充分に熱熔融混練し、本発明の結着樹脂
を得た。次いで、前記熔融樹脂中にカーボンブラツク
（キヤボツト社製、エルフテツクス−８）１２部、低分
子量ポリプロピレン（三洋化成社製、ハイマー３３０
Ｐ）１０部を加えて混練し、冷却後粗砕、粉砕、分級
後、平均粒径１１ミクロンの静電荷像現像用トナーを得
た。

このトナーを用いて実施例２と同様の手続きに従い画像
試験を行つたところ鮮明な画像が得られ、オフセツト現
像もまつたく観察されなかつた。

種々の特性についての測定結果を以下の表に示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】静電荷像現像用トナーにおいて第３級アミ
   ノ基含有重合体をポリカルボン酸化合物もしくはポリス
   ルホン酸化合物で架橋してなる重合体を結着樹脂として
   含有することを特徴とする静電荷像現像用トナー。