JPH09127717A - 電子写真用トナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 定着ロールへの巻き付きが発生せず，また，
連続使用においても感光体やキャリアを汚染せず，さら
に，帯電環境安定性や保存性にも優れる電子写真用トナ
ーを得る。 【構成】 バインダー樹脂，着色剤および離型剤を含有
する電子写真用トナーにおいて，前記離型剤がカイガラ
ムシが分泌するワックス成分から構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真法，静電印
刷法等に用いられる熱定着型のトナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法，静電印刷法，静電記録法な
どで形成される静電荷像は，乾式法の場合，一般にバイ
ンダー樹脂および着色剤を主成分とする乾式トナーで現
像後，コピー用紙上に転写し定着される。このトナー像
を定着する方法としては種々あるが熱効率が高いことお
よび高速定着が可能であることなどから熱ローラ定着方
式が広く採用されている。

【０００３】このような熱定着方式で高速定着を行う場
合，トナーには良好な低温定着性または定着下限温度が
低いことが要求され，また，このためにバインダー樹脂
としては低軟化点のものが使用される。しかし，トナー
中に低軟化点樹脂を含有させると定着時にトナー像の一
部が熱ローラの表面に付着し，これがコピー用紙上に転
移して地汚れを起す，いわゆるオフセットや巻き付き現
象（特に熱ローラ温度が低いときに多い）が発生しやす
くなる。

【０００４】そこで，これらの現象を防止する手段とし
て，特開昭５１−１４３３３３，同５７−１４８７５
２，同５８−９７０５６，同６０−２４７２５０号公報
には離型剤として固形シリコーンワニス，高級脂肪酸，
高級アルコール，各種ワックス等を添加することが提案
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，いずれ
も良好な低温定着性を維持しながら十分な耐オフセット
性および耐巻き付き性を得られるものではないい。

【０００６】もっと具体的に述べると従来の低分子量ポ
リエチレン，低分子量ポリプロピレン等のポリオレフィ
ンワックスは耐オフセット性は良好であるが，低温定着
性が十分でなく，カルナウバワックス，キャンデリラワ
ックス等の植物性ワックスは耐オフセット性および低温
定着性は良好であるが，耐巻き付き性が十分でない。ま
た，固形シリコーンワニス，固形シリコーンオイル，ア
ミドワックス，高級脂肪酸，高級アルコールおよびモン
タンワックスは低温定着性は良好であるが耐オフセット
性および耐巻き付き性が十分でない。

【０００７】しかも，従来の離型剤はバインダー樹脂へ
の分散性が悪いため，現像中，離型剤がトナーから遊離
して感光体や現像スリーブに付着する，いわゆるフィル
ミングが多く，また，スペントトナーによるキャリア汚
染も生じ，長期に渡って安定した良質な画像を形成する
ことは困難であった。

【０００８】また，特開平３−５７６４号公報では離型
剤に脱遊離脂肪酸型カルナウバワックスを用いることが
提案されているが，これも所望の品質を得るのに至って
いない。

【０００９】本発明は上述した事情に鑑みてなされたも
ので，定着ロールへの巻き付きが発生せず，また，連続
使用においてもトナーによる感光体やキャリアの汚染が
なく，さらに，帯電環境安定性や保存性にも優れる電子
写真用トナーを得ることを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば，第一
に，バインダー樹脂，着色剤および離型剤を含有する電
子写真用トナーにおいて，前記離型剤がカイガラムシが
分泌するワックス成分から構成されていることを特徴と
する電子写真用トナーが提供される。

【００１１】第二に，上記第一に記載した電子写真用ト
ナーにおいて，前記離型剤の酸価が１０．０ＫＯＨｍｇ
／ｇ以下であることを特徴とする電子写真用トナーが提
供される。

【００１２】第三に，上記第一または第二に記載した電
子写真用トナーにおいて前記離型剤の融点が７０〜９０
℃であることを特徴とする電子写真用トナーが提供され
る。

【００１３】第四に，上記第一，第二または第三に記載
した電子写真用トナーにおいて，トナー中に分散された
ときの前記離型剤の分散径（長軸径）が１．０μｍ以下
であることを特徴とする電子写真用トナーが提供され
る。

【００１４】第五に，上記第一，第二，第三または第四
に記載した電子写真用トナーにおいて，トナー中に分散
されたときの前記離型剤の長軸径と短軸径の比が下記式
で示される範囲にあることを特徴とする電子写真用トナ
ーが提供される。

【００１５】

【数１】長軸径／短軸径≧３．０

【００１６】以下に本発明を詳細に説明する。本発明は
上述したように電子写真用トナーにカイガラムシが分泌
するワックス成分から構成された離型剤を含有させるこ
とにより課題解決に至ったものである。

【００１７】カイガラムシは，別名イボタロウムシ（Ｅ
ｒｉｃｅｒｕｓ ｐｅｌａ ｃｈａｖａｎｎｅｓ）とも
呼ばれ，綿状の白いワックス成分を分泌することが知ら
れている。このワックス成分から不純物を除去，精製
し，白色の離型剤を得る。必要に応じて酸価の調整も同
時に行う。なお，上記精製に用いる溶媒としては，メチ
ルイソブチルケトン，メチルエチルケトン，イソプロピ
ルアルコール，ｎ−ヘキサンが挙げられるが，これに限
定されるものではない。

【００１８】このカイガラムシが分泌するワックス成分
からなる離型剤をトナーに含有させた場合，他の天然ワ
ックス，例えばカルナウバワックスやキャンデリラワッ
クス，ライスワックス等に比較して理由は定かではない
が，複写機における連続使用において，感光体やキャリ
アをトナーにより汚染しないだけでなく定着ローラへの
耐巻き付き性（以下離型性）にも優れる。

【００１９】本発明における離型剤は酸価が１０ＫＯＨ
ｍｇ／ｇ以下０．１ＫＯＨｍｇ以上が好ましく，５ＫＯ
Ｈｍｇ／ｇ以下がさらに好ましい。酸価が１０ＫＯＨｍ
ｇ／ｇを超えると水分を吸収しやすくなるため帯電環境
安定性が劣る。

【００２０】また，融点が７０〜９０℃の範囲であるこ
とが好ましく，７５〜８５℃の範囲であればさらに好ま
しい。融点が７０〜９０℃の範囲内であれば，離型剤含
有により低下する耐ブロッキング性や保存性が改善され
る。

【００２１】さらに，トナー中に分散される離型剤の分
散径（長軸径）が１．０μｍ以下０．１μｍ以上である
ことが望ましく，０．５μｍ以下であることがさらに好
ましい。分散径が１．０μｍ以下である場合，トナー中
での分散性が向上し離型性がより優れる。なお，分散径
はＴＥＭにより求めることが好ましい。

【００２２】また，トナー中の離型剤の長軸径と短軸径
の比（長軸径／短軸径）を３．０以上とすることによ
り，好ましくは３．０以上１．１以下とすることにより
電荷制御剤や着色剤等，トナー中に含有させる離型剤以
外の分散を損ねることがなく帯電性等への影響が小さ
い。

【００２３】表１に本発明で用いる離型剤の例を示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【発明の実施の形態】次に本発明のトナーに用いられる
他の材料について説明する。本発明に使用されるバイン
ダー樹脂としては，種々の低軟化点熱可塑性樹脂が用い
られる。その具体例としては，例えば，ポリスチレン，
ポリ−ｐ−クロロスチレン，ポリビニルトルエンなどの
スチレンおよびその置換体の単重合体；スチレン−ｐ−
クロロスチレン共重合体，スチレン−プロピレン共重合
体，スチレン−ビニルトルエン共重合体，スチレン−ビ
ニルナフタレン共重合体，スチレン−アクリル酸メチル
共重合体，スチレン−アクリル酸エチル共重合体，スチ
レン−アクリル酸ブチル共重合体，スチレン−アクリル
酸オクチル共重合体，スチレン−メタクリル酸メチル共
重合体，スチレン−メタクリル酸エチル共重合体，スチ
レン−メタクリル酸ブチル共重合体，スチレン−α−ク
ロルメタクリル酸メチル共重合体，スチレン−アクリロ
ニトリル共重合体，スチレン−ビニルメチルエーテル共
重合体，スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体，ス
チレン−ビニルメチルケトン共重合体，スチレン−ブタ
ジエン共重合体，スチレン−イソプレン共重合体，スチ
レン−アクリロニトリル−インデン共重合体，スチレン
−マレイン酸共重合体，スチレン−マレイン酸エステル
共重合体などのスチレン系共重合体；ポリメチルメタク
リレート，ポリブチルメタクリレート，ポリ塩化ビニ
ル，ポリ酢酸ビニル，ポリエチレン，ポリプロピレン，
ポリエステル，ポリウレタン，ポリアミド，エポキシ樹
脂，ポリビニルブチラール，ポリアクリル酸樹脂，ロジ
ン，変性ロジン，テルペン樹脂，フェノール樹脂，脂肪
族または脂環族炭化水素樹脂，芳香族系石油樹脂，塩素
化パラフィン，パラフィンワックスなどが挙げられ，単
独あるいは混合して使用できる。このうち，高分子量成
分と低分子量成分とを含有し，その数平均分子量Ｍｎに
対する重量平均分子量Ｍｗの比Ｍｗ／Ｍｎの値が３．５
以上のスチレン系樹脂やポリエステル樹脂は良好な定着
性と共にそれ自体，耐巻き付き性を有する点で好ましい
ものである。

【００２６】本発明に使用される着色剤としては，カー
ボンブラック，ランプブラック，鉄黒，群青，ニグロシ
ン染料，アニリンブルー，フタロシアニンブルー，フタ
ロシアニングリーン，ハンザイエローＧ，ローダミン６
Ｇ，レーキ，カルコオイルブルー，クロムイエロー，キ
ナクリドン，ベンジジンイエロー，ローズベンガル，ト
リアリルメタン系染料，モノアゾ系，ジスアゾ系染顔料
など，従来公知のいかなる染顔料をも単独あるいは混合
して使用し得る。これら着色剤の使用量はバインダー樹
脂に対して通常１〜３０ｗｔ％，好ましくは３〜２０ｗ
ｔ％である。

【００２７】さらに，本発明のトナーは二成分系現像剤
として用いる場合にはキャリア粉と混合して用いられ
る。本発明に使用しうるキャリアとしては，公知のもの
がすべて使用可能であり，例えば，鉄粉，フェライト
粉，ニッケル粉のごとき磁性を有する粉体，ガラスビー
ズ等およびこれらの表面を樹脂などで処理したものなど
が挙げられる。

【００２８】本発明のトナーは，さらに磁性材料を含有
させ，磁性トナーとしても使用しうる。本発明の磁性ト
ナー中に含まれる磁性材料としては，マグネタイト，ヘ
マタイト，フェライト等の酸化鉄，鉄，コバルト，ニッ
ケルのような金属あるいはこれら金属とアルミニウム，
コバルト，銅，鉛，マグネシウム，スズ，亜鉛，アンチ
モン，ベリリウム，ビスマス，カドミウム，カルシウ
ム，マンガン，セレン，チタン，タングステン，バナジ
ウムのような金属との合金およびその混合物などが挙げ
られる。

【００２９】これらの強磁性体は平均粒径が０．１〜２
μｍ程度のものが望ましく，トナー中に含有させる量と
しては樹脂成分１００重量部に対し約２０〜２００重量
部，特に好ましくは樹脂成分１００重量部に対し４０〜
１５０重量部である。

【００３０】また，本発明のトナーは必要に応じて添加
物を混合してもよい。添加物としては，例えばテフロ
ン，ステアリン酸亜鉛のごとき滑剤あるいは酸化セリウ
ム，炭化ケイ素等の研磨剤，あるいはコロイダルシリ
カ，酸化アルミニウムなどの流動性付与剤，ケーキング
防止剤，あるいはカーボンブラック，酸化スズ等の導電
性付与剤が挙げられる。

【００３１】

【実施例】以下実施例により具体的に説明する。なお，
以下で示す部および％はすべて重量基準である。最初に
離型剤Ａ（表１参照）の製造例を次に示すが，製造法が
これに限定されるものではない。

【００３２】〔離型剤Ａの製造例〕カイガラムシより分
泌されたワックス成分をメッシュで濾過した後，圧搾
し，１５０℃の温度下で融解させ，さらに，細かいメッ
シュで濾過し純度の高い離型剤を得た。

【００３３】〔実施例１〕 ポリエステル樹脂 １００部 離型剤Ａ ５部 カーボンブラック（三菱カーボン社製＃４４） １０部 含クロムモノアゾ染料（保土谷化学社製ＴＲＨ−１） ２部

【００３４】上記組成の混合物をヘンシェルミキサー中
で十分撹拌混合した後，ロールミルで８０〜１１０℃の
温度で約４０分間加熱溶融し，室温まで冷却後，得られ
た混練物を粉砕，分級し，５〜２０μｍの粒径のトナー
を得た。このトナーをＴＥＭにて測定したところ，分散
径は１．５μｍ，長軸径／短軸径の比は５．５であっ
た。このトナー３部に対し，シリコーン樹脂を被覆した
１００〜２５０メッシュのフェライトキャリア９７部と
をボールミルで混合し，２成分系現像剤を得た。

【００３５】次に定着ローラとしてテフロン被覆ローラ
を具備した普通紙複写機（当社製ＦＴ−７０３０）に前
記現像剤をセットし，熱ローラ温度１３０℃で連続コピ
ーテストを行ったところ，オフセットや巻き付き現象を
発生することなく，初期はもちろん，５万枚コピー後も
良好な画像が得られた。

【００３６】また，後記測定方法により測定した巻き付
き性，帯電環境安定性，保存性並びにキャリアおよび感
光体のトナー汚染の結果を表２に示す。

【００３７】〔実施例２〕 エチレン−２−エチルヘキシルアクリレート共重合体 （Ｍｎ＝１２０００，Ｍｗ＝４２００００，Ｔｇ＝５５℃） １００部 カーボンブラック（三菱カーボン社製＃４４） ７部 サリチル酸亜鉛塩（オリエント化学社製ボントロンＥ−８４） １部 表１の離型剤Ｂ ６部

【００３８】上記組成に変えた以外は実施例１と同様に
して離型剤の分散径１．４μｍ，長軸径／短軸径の比が
８．０のトナーを得た。また，実施例１と同様にして現
像剤を得た。得られたトナーおよび現像剤について，実
施例１と同様，連続コピーテストを行ったところ，５万
枚で巻き付き現象は認められず高品質な画像が得られ
た。表２にその他の特性評価結果も併せて示す。

【００３９】〔実施例３〕離型剤を離型剤Ｃに変えた以
外は実施例２と同様にしてトナーおよび現像剤を得た。
トナー中に分散された離型剤の分散径は０．１μｍ，長
軸径／短軸径の比は６．５であった。次いで実施例１と
同様にして連続コピーテストを行ったところ，１０万枚
でも巻き付き現象は認められなかった。表２にその他の
特性評価結果も併せて示す。

【００４０】〔実施例４〕ロールミルによる混練時間を
７０分間に変更した以外は実施例１と同様にしてトナー
および現像剤を作製した。トナー中に分散された離型剤
の分散径は０．５μｍ，長軸径／短軸径の比は４．５で
あった。次いで実施例１と同様にして連続コピーテスト
を行ったところ，１０万枚でも巻き付き現象は認められ
なかった。表２にその他の特性評価結果も併せて示す。

【００４１】〔実施例５〕離型剤を離型剤Ｄに変えた以
外は実施例４と同様にしてトナーおよび現像剤を作製し
た。トナー中に分散された離型剤の分散径は０．３μ
ｍ，長軸径／短軸径の比は６．５であった。次いで実施
例１と同様にして連続コピーテストを行ったところ，１
０万枚でも巻き付き現象は認められなかった。表２にそ
の他の特性評価結果も併せて示す。

【００４２】〔比較例１〕離型剤Ａに代えて低分子量ポ
リプロピレン（三洋化成社製６６０Ｐ）を用いた以外は
実施例１と同様にしてトナーおよび現像剤を作製し，連
続コピーテストを行ったところ，巻き付き現象が発生し
良好な画像は得られなかった。表２にその他の特性評価
結果も併せて示す。

【００４３】〔比較例２〕離型剤Ａに変えてカルナウバ
ワックス（野田ワックス社製）を用いた以外は実施例１
と同様にしてトナーおよび現像剤を作製し，連続コピー
テストを行ったところ，巻き付き現象は認められなかっ
たがキャリアおよび感光体への汚染が認められた。表２
にその他の特性評価結果も併せて示す。

【００４４】

【表２】

【００４５】〈各特性の測定方法〉 〔巻き付き性〕コピー紙上に転写された画像をテフロン
被覆ローラでニップ幅４ｍｍ，線速２５０ｍｍ／ｓｅｃ
の条件でコールドオフセットが発生せず爪で引っ掻いて
も定着された画像が剥がれることのない最低定着温度下
で定着ローラに巻き付く度合いを評価し，全く巻き付き
なしの場合を◎，画像先端部分に若干の分離爪跡が認め
られる場合を〇，定着ローラに画像が巻き付く場合を×
とした。

【００４６】〔帯電環境安定性〕１０℃，１５％ＲＨお
よび３０℃，９０％ＲＨの両環境下でトナーおよびキャ
リアを３時間放置し，ボールミルで３０分間混合した後
のブローオフ帯電量差が１５μｃ／ｇ以上であれば×，
１０μｃ／ｇ〜１５μｃ／ｇ未満であれば△，１０μｃ
／ｇ未満であれば〇，０．５μｃ／ｇ未満であれば◎と
した。帯電量の測定には東芝ケミカル社製ブローオフ帯
電量測定装置を使用した。

【００４７】〔保存性〕３０℃，６０％ＲＨの環境下で
トナーを５日間放置，このトナーをＮｉｋｋａ社製ペネ
トロメータで針入度を測定し，２０ｍｍ以上で◎，１０
ｍｍ以上で〇，５ｍｍ以上で△，１ｍｍ以下を×とし
た。

【００４８】〔キャリアおよび感光体のトナー汚染〕コ
ピーテスト後のキャリアおよび感光体表面をＳＥＭにて
評価し，キャリアおよび感光体へのトナースペントがな
い場合を◎，キャリアおよび感光体へは若干スペントす
るが実用上問題ない場合を〇，キャリアおよび感光体に
トナースペントし，初期性能が維持できない場合を×と
した。

【００４９】

【発明の効果】以上のように，カイガラムシが分泌する
ワックス成分からなる離型剤を含有させた本発明の電子
写真用トナーによれば，耐巻き付き性に優れ，また，連
続使用においてもトナーによる感光体およびキャリアの
汚染を発生させず，さらに，優れた帯電環境安定性と保
存性が得られる。

【００５０】また，上記離型剤の酸価を特定することに
より帯電環境安定性をより安定にする。また，上記離型
剤の融点を特定の範囲とすることにより離型剤添加によ
り低下する耐ブロッキング性および保存性が改善され
る。さらにまた，上記離型剤のトナー中の分散径（長軸
径）を特定することによりトナー中での分散性が向上し
離型性がより優れる。また，トナー中の離型剤の長軸径
と短軸径の比（長軸径／短軸径）を３．０以上とするこ
とにより電荷制御剤や着色剤等，トナー中に含有させる
離型剤以外の分散を損ねずトナーの帯電性向上に好結果
を与える。

【表１】

【表２】

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バインダー樹脂，着色剤および離型剤を
   含有する電子写真用トナーにおいて，前記離型剤がカイ
   ガラムシが分泌するワックス成分から構成されているこ
   とを特徴とする電子写真用トナー。
2. 【請求項２】 前記離型剤の酸価が１０．０ＫＯＨｍｇ
   ／ｇ以下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。
3. 【請求項３】 前記離型剤の融点が７０〜９０℃である
   ことを特徴とする請求項１または２記載の電子写真用ト
   ナー。
4. 【請求項４】 トナー中に分散されたときの前記離型剤
   の分散径（長軸径）が１．０μｍ以下であることを特徴
   とする請求項１，２または３記載の電子写真用トナー。
5. 【請求項５】 トナー中に分散されたときの前記離型剤
   の長軸径と短軸径の比が下記式で示される範囲にあるこ
   とを特徴とする請求項１，２，３または４記載の電子写
   真用トナー。 【数１】長軸径／短軸径≧３．０