JPH08211648A

JPH08211648A - 電子写真用トナー

Info

Publication number: JPH08211648A
Application number: JP7037825A
Authority: JP
Inventors: Koji Nakayama; 幸治中山
Original assignee: Tomoegawa Paper Co Ltd
Current assignee: Tomoegawa Co Ltd
Priority date: 1995-02-03
Filing date: 1995-02-03
Publication date: 1996-08-20

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、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と画像特性の優れた電子
写真用トナーを提供することにある。【構成】少なくともネオペンチル型ポリオールとジカ
ルボン酸と長鎖直鎖飽和脂肪酸から得られるエステルを
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又はプリン
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及び
プリンターは、一般家庭等を含めてその普及が広まるに
ともない、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、あるいは機械コストを下げるための
定着ロールの簡素化のための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転写紙への定着強度の優
れたものが要求されている。

【０００３】上記の要求に対して従来技術では、結着樹
脂の分子量や分子量分布を改良したもの等の提案がなさ
れている。具体的には、結着樹脂を低分子量化し、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、低分子量化することにより融点は低下したが同時
に粘度も低下したため定着ロールへのオフセット現象が
発生する問題が生じていた。このオフセット現象を防ぐ
ため、該結着樹脂の分子量の低分子量領域と高分子領域
を調整し、分子量分布を広くする方法や、あるいは高分
子部分を架橋させたりすることが行われていた。しかし
ながら、この方法では定着性を充分にもたせるために
は、樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）を低くせざるを得
ず、トナーの保存性を損なうことが避けられなかった。
また、結着樹脂の低分子量部分を多くするとトナー自体
が脆くなり、両面コピー時の汚れや、原稿自動送り装置
における汚れが発生していた。さらにまた、上記オフセ
ット現象を防ぐために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、該離型剤を含有させ
るとトナーの融点が高くなり、従って低い温度で定着し
た場合、転写紙への充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。また低融点のワックス例えばカ
ルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワッ
クスがあるが、数種類のエステルの混合体であり、遊離
の脂肪酸やアルコールが残存しトナーに混合した場合、
保存性に問題が生じていた。

【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
も実用上何等問題を発生せず、転写紙への定着強度と画
像特性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】本発明は少なくともネオ
ペンチル型ポリオールとジカルボン酸と長鎖直鎖飽和脂
肪酸から得られるエステル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。本発明に
使用するエステルはネオペンチル型ポリオールとジカル
ボン酸と長鎖直鎖飽和脂肪酸から合成される。ネオペン
チル型ポリオールの例としてはネオペンチルグリコー
ル、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールな
どが挙げられる。これらのネオペンチル型ポリオールの
中ではペンタエリスリトールが最も保存性が良好となり
好ましい。ジカルボン酸の例としてはシュウ酸、マロン
酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、
スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸などの脂肪族飽
和ジカルボン酸類、マレイン酸、フマル酸などの脂肪族
不飽和ジカルボン酸類、フタル酸、イソフタル酸、テレ
フタル酸などの芳香族ジカルボン酸類などが挙げられ
る。これらのジカルボン酸類のなかではシュウ酸、マロ
ン酸、マレイン酸、フマル酸などの短鎖脂肪族ジカルボ
ン酸が融点が低くなり、定着性が向上するために好まし
い。長鎖直鎖飽和脂肪酸はＣＨ₃(ＣＨ₂)_nＣＯＯＨで表
わされ、ｎ＝６〜２８程度のものが用いられる。具体例
としてはカプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリ
デシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン
酸、ヘプタデカン酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、ア
ラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘ
プタコサン酸、モンタン酸、メリシン酸などが挙げられ
る。

【０００７】本発明で使用するエステルの合成方法は、
ネオペンチル型ポリオールとジカルボン酸と長鎖直鎖飽
和脂肪酸とを攪拌機、コンデンサーを備えた丸底フラス
コに投入し、少量の硫酸を加えて約１３０℃で４時間加
熱還流させ、残渣をメチルエーテルなどで精製して得ら
れる。本発明で用いられるエステルの融点は４０〜８０
℃のものが好ましい。この温度は低いほど低温定着性が
良好となるが、４０℃未満であるとトナーの保存性が悪
化する。また８０℃を越える高温では、低温での定着特
性が悪化し好ましくない。本発明で用いるエステルの含
有量は後述の結着樹脂１００重量部に対して、１〜２０
重量部が好ましい。１重量部より少ないと定着性に対す
る効果が少なく、２０重量部より多いと溶融粘度が下が
りすぎて高温オフセットが発生するので好ましくない。

【０００８】ここでいう融点とはＤＳＣによる吸収熱量
のピーク温度を示す。ＤＳＣによる吸収熱量のピーク温
度の測定方法は以下のように実施する。例えばセイコー
電子工業社製の示差走査熱量計ＳＳＣ−５２００を用
い、測定条件としては、モノエステルを約１０ｍｇ計量
してＤＳＣに載置し、１分間に５０ミリリットルのＮ₂
ガスを吹き込む。そして、２０〜１５０℃の間を１分間
あたり１０℃の割合で昇温させ、次に１５０℃から２０
℃に急冷させる過程を２回繰り返してそのときの吸収熱
量を測定するものである。複数の吸熱ピークが観察され
た場合にはその最も吸熱が大きいピーク位置に相当する
温度を融点とみなす。

【０００９】本発明の電子写真用トナーは、前記特定の
エステルと、結着樹脂、着色剤、電荷制御剤、磁性体お
よび必要に応じてその他の添加物を所望の配合に混合
し、溶融混練した後、冷却、固化後粉砕分級して得られ
る。また上記材料を樹脂重合時に混合して作成するいわ
ゆる重合法トナーとしても良い。本発明で用いられる結
着樹脂の例としては、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、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。

【００１０】本発明に用いられる結着樹脂は前記の各樹
脂の中から適宜選択して使用可能であるが、特に定着性
能を向上させる目的で溶融開始温度はできるだけ低い方
が好ましい。またトナーの溶融開始温度は６０℃以上１
００℃未満のものが好ましく用いられる。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
ング性が悪化し保存性に問題を生じる。溶融開始温度と
は下記の測定機および測定条件に基づくプランジャーの
降下開始温度のことを指すこととする。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

【００１１】本発明で用い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、ランプブラック、ローズベン
ガル、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。

【００１２】電荷制御剤としては、従来使用されている
電荷制御剤が使用できる。その例としては、ニグロシン
系染料、第四級アンモニウム塩、モノアゾ系、トリフェ
ニルメタン系の金属錯体染料等を挙げることができる。
本発明で用いられる磁性体としては、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
磁性を示す金属若しくは合金又はこれらの元素を含む化
合物、或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−銅−アルミニウム、マンガン−銅−錫などのマ
ンガンと銅とを含むホイスラー合金と呼ばれる種類の合
金、又は二酸化クロム、その他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。そしてその含有
量は、トナー中に２０〜７０重量％、好ましくは４０〜
７０重量％である。この磁性体が２０重量％より少ない
と、トナーの磁力が不十分で、磁気ブラシの形成ができ
ないので画像形成に問題が生じる。又７０重量％より多
いと、トナーの磁力が強過ぎて画像濃度が不足するのみ
でなく、定着性が悪化するので好ましくない。

【００１３】本発明の電子写真用トナーは、フェライト
粉や鉄粉等より成るキャリアと混合されて二成分系現像
剤とされる。また磁性体が含有されるときはキャリアと
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
現像に使用されるか、あるいはキャリアと混合されて二
成分系現像剤として使用してもよい。さらには非磁性１
成分の現像方法にも適用可能である。

【００１４】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】

実施例１ペンタエリスリトール１モルとステアリン酸２モルとマ
レイン酸１モルとを攪拌機を備えた丸底フラスコに入れ
て１３０℃で４時間加熱し、縮合させた。その後、これ
を濾過して残渣をメチルエーテルで精製して本発明のエ
ステルＡを得た。このエステルＡの軟化点すなわちＤＳ
Ｃの吸収熱量のピーク温度は６０℃であった。上記エス
テルＡを用いて以下の電子写真用トナーを得た。実施例１上記の配合からなる原料をスーパーミキサーで混合し、
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１１μｍの負帯電性のトナ
ー母体粒子を得た。その後該粒子１００部と疎水性シリ
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によって表面に付着させ本発明
の電子写真用トナーを得た。

【００１５】実施例２上記トナーを実施例１と同様に処理して本発明の電子写
真用トナーを作成した。

【００１６】実施例３実施例１の長鎖直鎖飽和脂肪酸をラウリン酸に代えた以
外は実施例１と同様にしてエステルＢを得た。このエス
テルＢの軟化点すなわちＤＳＣの吸収熱量のピーク温度
は５１℃であった。上記トナーを実施例１と同様に処理して本発明の電子写
真用トナーを作成した。

【００１７】実施例４上記トナーを実施例１と同様に処理して本発明の電子写
真用トナーを作成した。

【００１８】比較例１上記トナーを実施例１と同様に処理して比較用の電子写
真用トナーを作成した。

【００１９】比較例２上記トナーを実施例１と同様に処理して比較用の電子写
真用トナーを作成した。

【００２０】比較例３上記トナーを実施例１と同様に処理して比較用の電子写
真用トナーを作成した。

【００２１】次に前記実施例及び比較例について下記の
項目の試験を行なった。（１）非オフセット温度領域および非オフセット温度幅まず、前記実施例及び比較例で得た各電子写真用トナー
４部と樹脂被覆を施してないフェライトキャリア（パウ
ダーテック社製商品名；ＦＬ−１０２０）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−９
８００）にてＡ４の転写紙に縦２ｃｍ、横５ｃｍの帯状
の未定着画像を複数作製した。

【００２２】次に、表層がフッ素樹脂（デュポン社製
商品名；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
ナー像の定着を行なった。この時余白部分にトナー汚れ
が生じるか否かの観察をして、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。

【００２３】（２）定着強度前記定着機の熱定着ロールの表面温度を１４０℃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
着を行なった。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強度を算
出し低エネルギー定着性の指標とした。画像濃度はマク
ベス社製の反射濃度計ＲＤ−９１４を使用した。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（３）溶融開始温度前述の測定機および測定条件に準ずる。上記項目の試験
結果を表１に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】上記表１に示されている結果から、本実施
例にかかるトナーは、比較例のトナーと比較して定着性
に優れていることが判る。

【００２６】

【発明の効果】本発明の電子写真用トナーは少なくとも
ネオペンチル型ポリオールとジカルボン酸と長鎖直鎖飽
和脂肪酸から得られるエステルを含有するので、従来の
トナーとは異なり良好な低温定着性と広い非オフセット
温度幅を両立することが可能となった。したがって、熱
定着装置を従来よりも低温に設定できるので、コピー機
の消費電力を削減することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともネオペンチル型ポリオールと
ジカルボン酸と長鎖直鎖飽和脂肪酸から得られるエステ
ル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】ネオペンチル型ポリオールがペンタエリ
スリトール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】ジカルボン酸がシュウ酸、マロン酸、マ
レイン酸、フマル酸から選ばれる少なくとも１種である
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４】トナーの溶融開始温度が６０℃以上１０
０℃未満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。