JPH0743945A

JPH0743945A - 電子写真用トナー

Info

Publication number: JPH0743945A
Application number: JP5208199A
Authority: JP
Inventors: Koji Nakayama; 幸治中山
Original assignee: Tomoegawa Paper Co Ltd
Current assignee: Tomoegawa Co Ltd
Priority date: 1993-08-02
Filing date: 1993-08-02
Publication date: 1995-02-14

Abstract

(57)【要約】【目的】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。【構成】融点が６０〜１００℃のエチレンプロピレン
共重合体を含有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、特に熱ロール定着方式を採用している複写機又はプ
リンターに用いられる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及び
プリンターはその普及が広まるにつれて、家庭への普
及、および複写機又はプリンターの多機能化を主な目的
とした低エネルギー化（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
目的とした高速化が望まれ、あるいは機械コストを下げ
るために熱定着ロールの簡素化を図る、例えば低ロール
圧力化が望まれている。また、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、複写機及びプリンターに
用いられる電子写真用トナーには定着温度が低く、耐オ
フセット性に優れ、か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、転写紙へ
の定着強度の優れた電子写真用トナーが要求されてい
る。

【０００３】従来、下記のように結着樹脂の分子量や分
子量分布を改良することにより、上記要求を満たす試み
がなされていた。具体的には、結着樹脂として低分子量
を有する樹脂を用い、定着温度を低くしようとする試み
がなされていた。しかしながら、低分子量の結着樹脂を
使用することによりトナーの融点を低くするという目的
を果たすことができたが、同時に溶融粘度も低下し、こ
れにより、熱定着ロールにトナーが付着するという現象
いわゆるオフセット現象が発生するという問題が新たに
生じた。このオフセット現象の発生を防ぐため、該結着
樹脂の分子量分布の低分子量領域と高分子量領域とを広
くしたり、あるいは高分子部分を架橋させたりする方法
が行なわれていた。しかしながら、これらの方法でトナ
ーに低温定着性を充分に持たせるためには、転写紙への
アンカー効果を期待して、結着樹脂のガラス転移温度を
下げざるを得なかった。しかしながら、結着樹脂のガラ
ス転移温度を下げただけでは、トナーの溶融開始温度が
下がってしまい、室温付近でトナーが溶融し始め、保存
性が損なわれてしまうという新たな問題が生じていた。
また、結着樹脂中の低分子量の樹脂を多く配合すると、
トナー自体が脆くなり、機械的な摩擦等で容易に粉砕さ
れ易くなり、両面コピー時に転写紙が汚れたり、原稿自
動送り装置を汚染するという不都合が生じていた。ま
た、上記オフセット現象を防ぐため低分子量ポリオレフ
ィン系の離型剤を含有させる方法もある。しかしなが
ら、従来市販されている低分子量ポリプロピレンは融点
が１３０〜１４０℃であり、該低分子量ポリプロピレン
をトナー中に含有して低い定着温度で定着させた場合
は、オフセット現象を防ぐ効果が十分に得られずオフセ
ットが発生し、かつトナーの融点が高くなるため、転写
紙への十分な定着強度を得ることができないという問題
があった。また、低分子量ポリエチレンの場合は融点が
１００℃以下のものもあるが離型性が十分でなくオフセ
ット性に問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は低い定
着温度で定着することができ、非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。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、融点が６０〜
１００℃のエチレンプロピレン共重合体を含有すること
を特徴とする電子写真用トナーである。

【０００６】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
電子写真用トナーに適用するエチレンプロピレン共重合
体は、ＡＳＴＭＤ−１２７の方法で融点を測定した場
合、６０〜１００℃でなければならない。６０℃より低
い温度に有するものは、溶融混練法による電子写真用ト
ナーの製造工程の粉砕時において、ジェットミル等の粉
砕機の衝突板にエチレンプロピレン共重合体が付着しや
すく、良好な粉砕性が得られなく製造上問題がある。ま
た、電子写真用トナーとした時の保存性が悪いという問
題も生じる。一方、１００℃より高い温度に有するもの
は、電子写真用トナーの融点を下げる効果がないので低
い定着温度で定着した場合、転写紙への十分な定着強度
を得ることができない。上記のようなエチレンプロピレ
ン共重合体は、例えば以下の構造式を有するものがあ
り、分子量が低いほど融点が低く、また同一分子量の場
合は分岐の数が多いほど融点が低い。本発明では、蒸気
圧浸透法で測定した場合の分子量は１０００以下、分岐
の数は１分子当たり０．５〜５程度のものが好適に用い
られる。

【０００７】

【化１】

【０００８】従来、トナーに含有していたポリエチレン
ワックスあるいはポリプロピレンワックスは、分子量が
高く、融点が高いために定着性向上にあまり効果がなか
ったが、本発明に適用するエチレンプロピレン共重合体
は、プロピレンの分岐により結晶性が低くなるためポリ
エチレンワックスあるいはポリプロピレンワックスと比
較して融点が低く、定着性向上に効果がある。本発明に
適用されるエチレンプロピレン共重合体の市販品の具体
例としては、ペトロライト社製の商品名：ＣＰ−７、Ｘ
−２００４、Ｘ−２０１８、Ｘ−２０１９等が挙げられ
る。前記エチレンプロピレン共重合体の電子写真用トナ
ー中の含有量は、エチレンプロピレン共重合体と結着樹
脂からなる樹脂成分に対して０．５〜２０重量％含有さ
せることが好ましい。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にく
い。一方、２０重量％より多いと結着樹脂との相溶性が
悪いためエチレンプロピレン共重合体の分散が悪くなり
やすく、電子写真用トナーの帯電性が悪くなりやすいの
で好ましくない。融点が６０〜１００℃の低分子量のエ
チレンプロピレン共重合体は、従来から使用されている
ポリオレフィン系ワックスに比べて融点が低く、熱定着
ロールに対する離型性もあるため、電子写真用トナーに
含有させた場合、該トナーの軟化点を低下せしめ低温度
の熱定着ロールでも十分に融解し、非オフセット性と定
着強度に対して優れた作用効果を有する。

【０００９】次に本発明の電子写真用トナーを構成する
エチレンプロピレン共重合体以外の材料、すなわち結着
樹脂、着色剤等について説明する。本発明に使用される
結着樹脂としては、ポリスチレン樹脂、ポリアクリル酸
エステル樹脂、スチレン−アクリル酸エステル共重合体
樹脂、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体樹脂、
ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデ
ン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂
等が挙げられる。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、キノリンイエロー、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
クサレートおよびこれらの混合物、その他を挙げること
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１〜２０重量部程度
の割合とされる。

【００１０】本発明の電子写真用トナーは、前記のごと
きエチレンプロピレン共重合体、結着樹脂及び着色剤に
その他のトナー成分例えば電荷制御剤、離型剤、磁性体
等を適宜分散含有せしめてなる粒子であり、その平均粒
子径は５〜２０μｍの範囲である。また、このようにし
て得られる粒子にシリカ微粉体等よりなる流動性向上剤
を添加混合して電子写真用トナーを構成してもよい。ま
た、電子写真用トナーの溶融特性としては、低温での定
着性を向上させるために溶融開始温度が６０〜１００℃
にすることが好ましい。１００℃より高いと定着性が十
分でなく、６０℃より低いと保存性に問題を生じる場合
がある。この場合の溶融開始温度とはプランジャーの降
下開始温度のことをさすものであって測定条件を下記に
示す。測定機；島津製作所社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°Ｃ／ｍｉｎ

【００１１】本発明の電子写真用トナーは、鉄粉、フェ
ライト、造粒マグネタイト等より成るキャリアと混合さ
れて二成分現像剤あるいはキャリアとの混合をせず、一
成分用現像剤として使用されてもよい。

【００１２】

【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。実施例１重量平均分子量９×１０⁵ 及び数平均分子量３．９×１
０⁵ のスチレン−アクリル酸ブチル共重合体（Ａ）１５
部と、重量平均分子量８×１０³ 及び数平均分子量２．
７×１０³ のスチレン−アクリル酸ブチル共重合体
（Ｂ）８５部とを混合し、ゲルパーミエーションクロマ
トグラフィー（ＧＰＣ）によって測定されるクロマトグ
ラムにおいて分子量７．５×１０⁵ と４．５×１０³ に
ピーク位置を有するスチレン−アクリル共重合体樹脂を
得た。上記の配合比からなる原料をスーパーミキサーで混合
し、二軸混練機で熱溶融混練後、ジェットミルで粉砕
し、その後乾式気流分級機で分級して平均粒子径が１０
μｍの粒子を得た。そして、該粒子１００部と疎水性シ
リカ（キャボット社製商品名：キャボシルＴＳ−５３
０）０．４部とをヘンシェルミキサー内で１分間攪拌
し、該粒子の表面に疎水性シリカを付着させ本発明の電
子写真用トナーを得た。

【００１３】実施例２上記の配合比からなる原料をスーパーミキサーで混合
し、二軸混練機で熱溶融混練後、ジェットミルで粉砕
し、その後乾式気流分級機で分級して平均粒子径が１０
μｍの粒子を得た。そして、該粒子１００部と疎水性シ
リカ（キャボット社製商品名：キャボシルＴＳ−５３
０）０．４部とをヘンシェルミキサー内で１分間攪拌
し、該粒子の表面に疎水性シリカを付着させ本発明の電
子写真用トナーを得た。

【００１４】実施例３上記の配合比からなる原料をスーパーミキサーで混合
し、二軸混練機で熱溶融混練後、ジェットミルで粉砕
し、その後乾式気流分級機で分級して平均粒子径が１０
μｍの粒子を得た。そして、該粒子１００部と疎水性シ
リカ（キャボット社製商品名：キャボシルＴＳ−５３
０）０．４部とをヘンシェルミキサー内で１分間攪拌
し、該粒子の表面に疎水性シリカを付着させ本発明の電
子写真用トナーを得た。

【００１５】実施例４上記の配合比からなる原料をスーパーミキサーで混合
し、二軸混練機で熱溶融混練後、ジェットミルで粉砕
し、その後乾式気流分級機で分級して平均粒子径が１０
μｍの粒子を得た。そして、該粒子１００部と疎水性シ
リカ（キャボット社製商品名：キャボシルＴＳ−５３
０）０．４部とをヘンシェルミキサー内で１分間攪拌
し、該粒子の表面に疎水性シリカを付着させ本発明の電
子写真用トナーを得た。

【００１６】比較例１エチレンプロピレン共重合体の代わりに市販のポリプロ
ピレンワックス（三洋化成工業社製商品名：ビスコー
ル６６０Ｐ融点１４０℃）を１０部混合させた以外
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。

【００１７】比較例２エチレンプロピレン共重合体をペトロライト社製のエチ
レンプロピレン共重合体商品名：ＣＰ−１１（融点
１１０℃、蒸気圧浸透法で測定した場合の分子量１１
００、分子当たりの平均分岐数１．５）に代えた以外
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。

【００１８】比較例３エチレンプロピレン共重合体をペトロライト社製のエチ
レンプロピレン共重合体商品名：ＣＰ−１２（融点
１１２℃、蒸気圧浸透法で測定した場合の分子量１２
００、分子当たりの平均分岐数１．０）に代えた以外
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。

【００１９】次に前記実施例及び比較例で得られた各電
子写真用トナーの溶融開始温度を高化式フローテスター
（島津製作所社製、商品名：ＣＦ−５００）を用いて、
先に示した条件で測定した。

【００２０】次に前記実施例及び比較例で得られた各電
子写真用トナーについて下記の項目の試験をおこなっ
た。（１）非オフセット温度領域及び非オフセット温度幅まず、各電子写真用トナー４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−１０２
０）９６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−９８００）によりＡ４の転写紙に縦２ｃ
ｍ、横５ｃｍの帯状の未定着画像を複数作製した。つい
で、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が対にな
って回転する定着機をロール圧力が１Ｋｇ／ｃｍ² 及び
ロールスピードが５０ｍｍ／ｓｅｃになるように調節
し、該熱定着ロールの表面温度を段階的に変化させて、
各表面温度において上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。この時余白部分にトナー汚
れが生じるか否かの観察をおこない、汚れが生じない温
度領域を非オフセット温度領域とした。また、非オフセ
ット温度領域の最大値と最小値の差を非オフセット温度
幅とした。

【００２１】（２）定着強度前記定着機の熱定着ロールの表面温度を１３０℃に設定
し、前記未定着画像が形成され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の画像濃
度を反射濃度計（マクベス社製、商品名：ＲＤ−９１
４）を使用して測定した後、該定着画像に対して綿パッ
ドによる摺擦を施し、ついで同様にして画像濃度を測定
した。得られた測定値から下記式によって定着強度を算
出し低エネルギー定着性の指標とした。定着強度（％）＝（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上記項目の試験結果及び電子写真用トナーの溶融開始温
度の測定結果を表１に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】表１の試験結果から明らかなように、本発
明の電子写真用トナーの非オフセット温度領域は低温度
から高温度までオフセットが発生せず、その温度幅も６
０〜７０℃という実用上十分な範囲を維持していること
が確認された。また、定着温度１３０℃における定着強
度が８５％以上あり実用上十分な定着強度を有するた
め、自動原稿送り装置等に使用しても実用上問題がない
ことが確認された。これに対して、比較例１〜３は定着
温度１３０℃における定着強度が７０％以下という低い
ものであることが確認された。また、前項（１）におけ
る各現像剤を使用して市販の複写機（東芝社製商品
名：ＢＤ−３８０１）で１００００枚までの連続コピー
試験をおこなった結果、実施例１〜実施例４の全てにお
いて、摩擦帯電量が初期から１００００枚までの間を−
２５μｃ／ｇから−２９μｃ／ｇの値で推移し、画像濃
度も初期から１００００枚までの間を１．４０から１．
３５までの値を推移するもので実用上問題のないことが
確認された。なお、コピーした原稿は黒色部が６％のＡ
４のものであり、摩擦帯電量は東芝ケミカル社製のブロ
ーオフ摩擦帯電量測定装置を使用し、画像濃度はマクベ
ス社製の反射濃度計ＲＤ−９１４を使用した。

【００２４】

【発明の効果】本発明の電子写真用トナーは、十分な非
オフセット温度領域を維持し低い温度で定着することが
でき、かつ定着強度に優れていると共に十分な画像濃度
を多数枚得ることができるという効果を奏する。したが
って、本発明の電子写真用トナーを複写機あるいはプリ
ンター等に適用した場合、消費電力が削減することがで
き、低ロール圧力化による機械コストの低減、複写速度
の高速化等の効果を奏する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】融点が６０〜１００℃のエチレンプロピ
レン共重合体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】エチレンプロピレン共重合体の含有量が
樹脂成分に対して０．５〜２０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】トナーの溶融開始温度が６０〜１００℃
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。