JPH0743928A

JPH0743928A - 電子写真用トナー

Info

Publication number: JPH0743928A
Application number: JP5192618A
Authority: JP
Inventors: Koji Nakayama; 幸治中山
Original assignee: Tomoegawa Paper Co Ltd
Current assignee: Tomoegawa Co Ltd
Priority date: 1993-08-03
Filing date: 1993-08-03
Publication date: 1995-02-14

Abstract

(57)【要約】【目的】低い定着温度で定着することができ、両面コ
ピー、自動原稿送り装置で給紙されても実用上なんら問
題を発生せず、転写紙への定着強度の優れた電子写真用
トナーを提供することを目的とする。【構成】グリセリン＝トリ１２−ヒドロキシステアラ
ートとレゾールとを含有することを特徴とする電子写真
用トナー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真用トナーに関
し、特に熱ロール定着を採用している複写機またはプリ
ンター用の電子写真用トナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真方式を用いた複写機およ
びプリンターはその普及が広まるにつれて、多機能化を
主な目的とした種々の改良が望まれている。例えば、低
エネルギー化（消費電力の削減）、印刷機と複写機との
境に位置するいわゆるグレイエリアへの普及を目的とし
て高速化が望まれ、機械コストを下げるために定着ロー
ルを簡素化するべく低ロール圧力化が望まれている。加
えて複写機の高級化にともない両面コピー機能や原稿自
動送り装置の搭載された複写機が広く普及されてきたた
め、複写機およびプリンターに使用される電子写真用ト
ナーには定着温度が低く、耐オフセット性が優れて、且
つ両面コピー時の汚れや、原稿自動送り装置における汚
れの発生を防止するための転写紙への定着強度の優れた
電子写真用トナーが望まれている。

【０００３】上記の要求に対して従来では、電子写真用
トナーの主成分である結着樹脂に溶融開始温度が低い物
質、例えばグリセリン＝トリ１２−ヒドロキシステアラ
ートを添加して結着樹脂全体の溶融開始温度を低下さ
せ、低温定着性を向上させる試みがなされていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記グリセリン＝トリ
１２−ヒドロキシステアラートを結着樹脂に添加するこ
とよりトナーに優れた低温定着性を付与できるが、グリ
セリン＝トリ１２−ヒドロキシステアラートは、例えば
スチレン−アクリル酸エステル等の結着樹脂に対する相
溶性が悪く、結着樹脂中に均一に分散されず、分散不良
な状態で混在していた。その結果、結着樹脂とグリセリ
ン＝トリ１２−ヒドロキシステアラートとの界面で割れ
やすくなり、トナーの粉砕、分級時にグリセリン＝トリ
１２−ヒドロキシステアラートが結着樹脂中から脱離し
たり、定着後のトナー層の機械的強度が低下するという
欠点を同時に有していた。このように機械的強度が低い
トナーは流動性も低いばかりでなく、複写機中で現像と
クリーニングとを繰り返すと感光体への融着などが発生
し、画像品質悪化の原因となる場合があった。

【０００５】

【発明の目的】したがって、本発明の目的は低い定着温
度で定着することができ、オフセット性においても実用
上なんら問題を発生せず、転写紙への定着強度の優れた
電子写真用トナーを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】電子写真用トナーに、グ
リセリン＝トリ１２−ヒドロキシステアラートとレゾー
ルとを含有させることにより上記目的を達成した。

【０００７】本発明の電子写真用トナーは、トリ１２−
ヒドロキシステアラート、レゾール、結着樹脂、および
必要に応じて添加される特性改良剤とから構成されてい
る。

【０００８】上記グリセリン＝トリ１２−ヒドロキシス
テアラートは、以下に示す構造式を有する化合物であ
る。

【０００９】グリセリン＝トリ１２−ヒドロキシステア
ラートを得るには、精製ひまし油に還元ニッケル触媒を
精製ヒマシ油１００重量％に対して０．２重量％添加
し、さらに１５０℃〜１６０℃の反応温度、１５Ｋｇ／
ｃｍ² の反応圧力下で水素を添加し、両者を還元反応さ
せればよい。通常この還元反応は約３時間で完結する。

【００１０】このグリセリン＝トリ１２−ヒドロキシス
テアラートは、全トナーを１００重量％とすると、０．
５重量％〜５０重量％の範囲で添加されていることが好
ましい。０．５重量％未満であると電子写真用トナーの
融点を下げる効果が少ないので、低い定着温度で定着し
た場合、転写紙への十分な定着強度を得難いので好まし
くない。逆に、５０重量％より多いと、レゾールが含有
されていても結着樹脂中に充分分散されなくなり、トナ
ーのブロッキング性、帯電の安定性が悪くなるので好ま
しくない。

【００１１】上記レゾールはフェノール性樹脂であり、
本発明では架橋剤として用いられている。通常アルカリ
性触媒（水酸化アルカリ、アンモニア、アミンなど）の
存在下で、フェノール類とホルムアルデヒドとを反応さ
せることにより得られる。一般式を下記に示す。

【００１２】

【化１】

【００１３】レゾールの添加量は、グリセリン＝トリ１
２−ヒドロキシステアラート１００重量部に対して１０
〜１００重量が好ましく、この範囲内でレゾール以外の
トナー材料処方、定着機の定着速度、定着温度に応じて
コントロールする必要がある。

【００１４】結着樹脂として用いられる樹脂としては、
水酸基を含有する樹脂がグリセリン＝トリ１２−ヒドロ
キシステアラートの分散性がさらに向上するので好まし
い。具体的には、パラヒドロキシスチレン、ヒドロキシ
エチルヘキシルアクリレート、ヒドロキシエチルメタク
リレートなどと、他のスチレン、アクリルなどの水酸基
含有モノマーとを共重合して得られる樹脂、あるいは末
端水酸基を有するポリエステル樹脂が好ましい。上記ポ
リエステル樹脂としては、特にアルコール成分としてビ
スフェノールＡにエチレンオキサイドが付加された樹
脂、またはビスフェノールＡにプロピレンオキサイドが
付加された樹脂が好ましい。また、酸成分としてはフマ
ル酸、フタル酸などを有する樹脂が好ましい。

【００１５】さらに、結着樹脂としては前記共重合体や
ポリエステル樹脂の他にポリエチレン樹脂、エポキシ樹
脂、シリコーン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹
脂等の樹脂を用いても良い。

【００１６】上記特性改良剤としては着色剤、磁性体、
帯電制御剤、流動化剤等を挙げることができる。着色剤
としては、カーボンブラック、ニグロシン染料、アニリ
ンブルー、カルコオイルブルー、クロムイエロー、ウル
トラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノンイエ
ロー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブル
ー、マラカイトグリーンオクサレート、ランプブラッ
ク、ローズベンガル、これらの混合物等を挙げることが
できる。これらの着色剤は、十分な濃度の可視像が形成
されるに十分な割合で含有されることが必要であり、通
常結着樹脂１００重量部に対して１重量部〜２０重量部
程度の割合で添加される。

【００１７】磁性体としては、フェライト、マグネタイ
トを始めとする鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性を
示す金属、合金またはこれらの元素を含む化合物、ある
いは強磁性元素を含まないが適当な熱処理を施すことに
よって強磁性を示すようになる合金、例えばマンガン−
胴−アルミニウム、マンガン−胴−錫などのマンガンと
胴とを含むホイスラー合金と呼ばれる種類の合金、また
は二酸化クロム等を挙げることができる。これらの磁性
体は平均粒径０．１〜１ミクロンの微粉末の形で結着樹
脂中に均一に分散される。その含有量は、トナー１００
重量部当り２０〜７０重量部、好ましくは４０〜７０重
量部である。

【００１８】荷電制御剤としては、合金属錯塩染料、ア
ルコキシ化アミン、第四級アンモニウム塩、アルキルア
ミド等を例示することができる。流動化剤としてはシリ
コンワニス、金属石鹸、非イオン界面活性剤、コロイダ
ルシリカ等を例示することができる。

【００１９】以下、本発明の電子写真用トナーの製造方
法を説明する。先ず、トリ１２−ヒドロキシステアラー
ト、レゾール、結着樹脂、および必要に応じて添加され
る特性改良剤とを所定の配合比にてスパーミキサーで混
合し、溶融混練する。この時、レゾールが有する水酸基
と、結着樹脂が有する水酸基とを架橋させるわけである
が、触媒としてサリチル酸などの酸性触媒を使用するこ
とにより、適宜架橋反応速度をコントロールすることが
できる。この架橋触媒としてサリチル酸を使用する時に
は、レゾール１００重量部に対して０．０１〜０．０５
重量部程度添加することが好ましい。ついで粉砕分級す
ると、所望の平均粒子径を有する電子写真用トナーを得
ることができる。

【００２０】本発明の電子写真用トナーは、フェライト
粉や鉄粉等からなるキャリアと混合されて二成分系現像
剤とされる。またトナー自体に磁性体を含有されればキ
ャリアと混合しないでそのまま一成分系現像剤として静
電荷像の現像に使用することもできる。さらには非磁性
一成分の現像方法にも適用可能である。

【００２１】上記構成からなる電子写真用トナーの中で
も、低温での定着性を向上させるため、特に溶融開始温
度が６０℃〜１００℃である電子写真用トナーが好まし
い。１００℃より高いと定着性が十分でなく、６０℃よ
り低いとブロッキング性が悪化した保存性に問題を生じ
る場合がある。このような範囲に溶融開始温度が存在す
るトナーを得るには、結着樹脂の分子量を低くする、ガ
ラス転移点（Ｔｇ）を低くする、または、結着樹脂とグ
リセリン＝トリ１２−ヒドロキシステアラートとの配合
比を調節する等すればよい。

【００２２】なお、本明細書中では「溶融開始温度」は
下記条件下でのプランジャーの降下開始温度を意味する
ものとする。測定機；島津製作所製高化式フローテスターＣＦ−５００測定条件；プランジャー：１ｃｍ2 ダイの直径：１ｍｍダイの長さ：１ｍｍ荷重：２０ＫｇＦ予熱温度：５０〜８０℃ 予熱時間：３００ｓｅｃ昇温速度：６℃／ｍｉｎ

【００２３】

【作用】本発明の電子写真用トナーは、グリセリン＝ト
リ１２−ヒドロキシステアラートとレゾールとを含有す
ることを特徴とするトナーである。架橋剤であるレゾー
ルを結着樹脂中に添加することにより、結着樹脂中の水
酸基と、グリセリン＝トリ１２−ヒドロキシステアラー
トとの水酸基とが架橋する。その結果、両者間の低い相
溶性が改善され、粉砕分級時等にしばしば発生する結着
樹脂からのグリセリン＝トリ１２−ヒドロキシステアラ
ートの脱離を防止することができる。

【００２４】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明を説明する。な
お、実施例において「部」とは「重量部」を示すものと
する。

【００２５】（実施例１）スチレン５８部、ブチルアク
リレート２２部、ヒドロキシエチルメタクリレート２０
部を共重合し、重量平均分子量が１４×１０⁴ であり、
数平均分子量が０．４×１０⁴ である水酸基を有するス
チレン−アクリル酸エステル共重合体樹脂を得た。次に
上記スチレン系共重合体と他の原料とを下記のような配
合比でスーパーミキサーを用いて混合し、溶融混練後、
粉砕分級して平均粒子径が１１μｍの粒子を得た。その
後、疏水性シリカ（日本アエロジル社製商品名；Ｒ−
９７２）０．３部をヘンシェルミキサーを用いて前記粒
子の表面に付着させて負帯電性の本実施例の電子写真用
トナーを得た。・上記スチレン系共重合体９０部・レゾール５部（荒川化学工業社製商品名；タマノル５２１）・グリセリン＝トリ１２−ヒドロキシステアラート１０部（川研ファインケミカル商品名；Ｋ−３ワックス−２００）・カーボンブラック６．５部（三菱化成工業社製商品名；ＭＡ−１００）・クロム含金属染料２部（オリエント化学工業社製商品名；Ｓ−３４）・ポリプロピレン３部（三洋化成工業社製商品名；ビスコール３３０Ｐ）

【００２６】（実施例２）実施例１で得られたスチレン
系共重合体と、他の原料とを下記のような配合比でスー
パーミキサーを用いて混合し、溶融混練後、粉砕分級し
て平均粒子径が１１μｍの粒子を得た。その後、疏水性
シリカ（日本アエロジル社製商品名；Ｒ−９７２）
０．３部をヘンシェルミキサーを用いて前記粒子の表面
に付着させて負帯電性の本実施例の電子写真用トナーを
得た。・実施例１で得られたスチレン系共重合体８０部・レゾール１０部（荒川化学工業社製商品名；タマノル５２１）・グリセリン＝トリ１２−ヒドロキシステアラート２０部（川研ファインケミカル商品名；Ｋ−３ワックス−２００）・カーボンブラック６．５部（三菱化成工業社製商品名；ＭＡ−１００）・クロム含金属染料２部（オリエント化学工業社製商品名；Ｓ−３４）・ポリプロピレン３部（三洋化成工業社製商品名；ビスコール３３０Ｐ）

【００２７】（実施例３）実施例１で得られたスチレン
系共重合体と、他の原料とを下記のような配合比でスー
パーミキサーを用いて混合し、溶融混練後、粉砕分級し
て平均粒子径が１１μｍの粒子を得た。その後、疏水性
シリカ（日本アエロジル社製商品名；Ｒ−９７２）
０．３部をヘンシェルミキサーを用いて前記粒子の表面
に付着させて負帯電性の本実施例の電子写真用トナーを
得た。・実施例１で得られたスチレン系共重合体７０部・レゾール１５部（荒川化学工業社製商品名；タマノル５２１）・グリセリン＝トリ１２−ヒドロキシステアラート３０部（川研ファインケミカル商品名；Ｋ−３ワックス−２００）・カーボンブラック６．５部（三菱化成工業社製商品名；ＭＡ−１００）・クロム含金属染料２部（オリエント化学工業社製商品名；Ｓ−３４）・ポリプロピレン３部（三洋化成工業社製商品名；ビスコール３３０Ｐ）

【００２８】（実施例４）実施例１で得られたスチレン
系共重合体と、他の原料とを下記のような配合比でスー
パーミキサーを用いて混合し、溶融混練後、粉砕分級し
て平均粒子径が１１μｍの粒子を得た。その後、疏水性
シリカ（日本アエロジル社製商品名；Ｒ−９７２）
０．３部をヘンシェルミキサーを用いて前記粒子の表面
に付着させて負帯電性の本実施例の電子写真用トナーを
得た。・実施例１で得られたスチレン系共重合体６０部・レゾール２０部（荒川化学工業社製商品名；タマノル５２１）・グリセリン＝トリ１２−ヒドロキシステアラート４０部（川研ファインケミカル商品名；Ｋ−３ワックス−２００）・カーボンブラック６．５部（三菱化成工業社製商品名；ＭＡ−１００）・クロム含金属染料２部（オリエント化学工業社製商品名；Ｓ−３４）・ポリプロピレン３部（三洋化成工業社製商品名；ビスコール３３０Ｐ）

【００２９】（実施例５）実施例１で得られたスチレン
系共重合体と、他の原料とを下記のような配合比でスー
パーミキサーを用いて混合し、溶融混練後、粉砕分級し
て平均粒子径が１１μｍの粒子を得た。その後、疏水性
シリカ（日本アエロジル社製商品名；Ｒ−９７２）
０．３部をヘンシェルミキサーを用いて前記粒子の表面
に付着させて負帯電性の本実施例の電子写真用トナーを
得た。・実施例１のスチレン系共重合体５０部・レゾール２５部（荒川化学工業社製商品名；タマノル５２１）・グリセリン＝トリ１２−ヒドロキシステアラート５０部（川研ファインケミカル商品名；Ｋ−３ワックス−２００）・カーボンブラック６．５部（三菱化成工業社製商品名；ＭＡ−１００）・クロム含金属染料２部（オリエント化学工業社製商品名；Ｓ−３４）・ポリプロピレン３部（三洋化成工業社製商品名；ビスコール３３０Ｐ）

【００３０】（比較例１）実施例１ではスチレン系共重
合体を９０部含有したのに対して、本比較例では１００
部とし、さらにレゾールおよびグリセリン＝トリ１２−
ヒドロキシステアラートを使用しない以外は実施例１と
同様にして比較用の電子写真用トナーを得た。

【００３１】（比較例２）実施例５ではスチレン系共重
合体を５０部含有したのに対して、本比較例では１００
部とし、さらにレゾールを使用しない以外は実施例５と
同様にして比較用の電子写真用トナーを得た。

【００３２】次に前記実施例および比較例で得られたト
ナーについて下記の特性の評価をおこなった。（１）定着強度まず、前記実施例および比較例で得た各電子写真用トナ
ー３部とノンコートフェライトキャリア（パウダーテッ
ク社製商品名；ＦＬ−１０２０）１００部とを混合し
て二成分系現像剤を作製した。次に該現像剤を使用して
市販の複写機（シャープ社製商品名；ＳＦ−９８０
０）にてＡ４の複写紙に縦２ｃｍ、横５ｃｍの帯状の未
定着画像を複数作製した。次に、表層がテフロンで形成
された熱定着ロールと、表層がシリコーンゴムで形成さ
れた圧力定着ロールとよりなる定着機をロール圧力が５
Ｋｇ／ｃｍ2 およびロールスピードが１００ｍｍ／ｓｅ
ｃになるように調節し、該熱定着ロールの設定温度を１
３０℃に設定し、前記未定着画像を有した転写紙のトナ
ー像の定着をおこなった。そして、形成された定着画像
に対して綿パッドによる摺擦を施し、下記式によって定
着温度を算出し低エネルギー定着性の指標となる定着強
度を測定した。摺擦後の定着画像の画像濃度／摺擦前の定着画像の画像
濃度×１００（％）

【００３３】（２）画像濃度および地かぶりまた、前記の各現像剤を使用して市販の複写機（東芝社
製商品名：ＢＤ−３８０１）て１００００枚までの連
続コピー試験をおこなった。ついで、マクベス反射濃度
計（ＲＤ−９１４）を使用してコピー初期の転写用紙
と、１００００枚目のコピー用紙との画像濃度を測定し
た。さらに、色差計（日本電色社製、商品名：ＭＯＤＥ
ＬＺ−１００１ＤＰ）を用いて、地かぶりの具合いを
測定した。但し、コピー前の転写紙とコピー後の非画像
との白色度の差を地かぶりとする。

【００３４】（３）非オフセット温度領域前項（１）で使用した熱定着ロールの温度を１００℃〜
２００℃まで変化させ、定着オフセットの発生する温度
を調査した。

【００３５】（４）溶融開始温度前述測定条件で評価した。

【００３６】上記のような試験によって得られた各実施
例および比較例の結果を表１に示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【表２】

【００３９】本実施例の電子写真用トナーはグリセリン
＝トリ１２−ヒドロキシステアラートとレゾールとを共
有することを特徴とするトナーであるので、熱定着ロー
ルの温度が１３０℃という低温度でも定着強度が９０％
以上であり、優れた定着強度を有するということが上記
表１の結果から確認された。これに対して比較例１で得
られた電子写真用トナーは定着強度を良好に保つことが
できなく実用上問題があることが確認された。また比較
例２で得られたトナーは１万枚のコピーテストで画像濃
度が低下し、さらに地かぶりも増加しており実用上問題
のあることが確認された。

【００４０】

【発明の効果】本発明の電子写真用トナーは、グリセリ
ン＝トリ１２−ヒドロキシステアラートとレゾールとを
含有することを特徴とするトナーである。架橋剤である
レゾールが添加されているので、結着樹脂中の水酸基
と、グリセリン＝トリ１２−ヒドロキシステアラートと
の水酸基とが架橋する。その結果、両者の低い相溶性が
改善され、粉砕分級時等の結着樹脂からのグリセリン＝
トリ１２−ヒドロキシステアラートの脱離を防止するこ
とができる。したがって、本発明の電子写真用トナーは
優れた機械的強度を有している上、転写紙への定着強度
にも優れている。

【００４１】さらに、本発明の電子写真用トナーはグリ
セリン＝トリ１２−ヒドロキシステアラートを含有して
おり、このグリセリン＝トリ１２−ヒドロキシステアラ
ートは、従来から広く使用されているポリオレフィン系
ワックスに比べて融点が低く、定着ローラーに対する離
型性もある。したがって、本発明の電子写真用トナーの
溶融開始温度は低いので、熱定着ロールの温度が低くて
も充分な定着強度をもって定着することができる。ま
た、複写機あるいはプリンター等に適用した場合、消費
電力を削減することができる上、複写速度を高速化する
こともできる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】グリセリン＝トリ１２−ヒドロキシステ
アラートとレゾールとを含有することを特徴とする電子
写真用トナー。
【請求項２】前記グリセリン＝トリ１２−ヒドロキシ
ステアラートの含有量が全トナーの０．５〜５０重量％
であることを特徴とする請求項１記載の電子写真用トナ
ー。
【請求項３】水酸基を含有する結着樹脂を含有するこ
とを特徴とする特許請求項１記載の電子写真用トナー。
【請求項４】トナーの溶融開始温度が６０℃〜１００
℃であることを特徴とする特許請求項１記載の電子写真
用トナー。