JPS603644A - トナ−組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、を子写真、静電記録等に於ける電気的潜像を
現像するトナーに関する。特に、加熱によシ被記録体上
に定Ｎをするのに好適７ｋ）ナーに関する。

（従来技術） 電気的潜像の形成法は従来周知であり、例えば電子写真
法においては、通常光導電層を帯電させた後、原図に基
いた光像を照射し、光照射部分の静電荷を減少又は消滅
させて静電潜像を形成する。

次いでとｄ潜ｉ＆！は、トナーと呼ばｔする現像剤で現
像される。

現像されたトナー像は必要に応じ紙等に転写された後、
定着される。定着方法としては加熱で定着する方法、圧
力で定着する方法、溶媒で定〃７する方法、それらを組
み合わせた方法等、柚々の方法が知らｆているが、その
中で加熱ローラ定着器による定着が一般的である。

ｉ々の定着法に対して、同一のトナー全共通に使用する
のは一般に困難であシ、それぞれの定着法に遣した特性
を有するトナーを使用するのか普通である。

加熱ローラ定常器用のトナーに振ａ目される特性は、加
熱温度で充分定着すること、加Ｖ−ローラに溶融トナー
の一部が付〃チするいわゆるオフセット現象を生じない
こと、および貯蔵中あるいは現像器内において凝集固結
しないことであり、そのためのトナー設計法としては、
結着仙廂゛を、主として低分子量成分と高分子ｔ；酸成
分ら析成するという方法がよくとられる。すなわち低分
子お成分で充分な定着レベルを保証Ｌ　、高分子部成分
でオフセット現象を防止しようとするものである。この
場合当然のことながら、凝集固結を防止するために、両
成分ともガラス転移点の低すぎるものは良くない。

例えば、ら開明５０−７．３　＋　Ａ　、！−コ号公報
にはスチレン−アクリル系の低分子量成分体と高分子ｌ
１１合体を混合したトナーが開示されてい・る。

さらに行翻昭３１．−７！；ｇ３１１ｔＯ号公報におい
ては、低分子量成分と高分子ｆｉ（成分の種類（又は組
成）、ガラス転移点、さらには分子量、分子量分布を規
制するという方法が開示されている。

しかしながら、こゴ１らの方法により加熱温片で充分々
定着ｆ得ることおよびオフセット現象を防止することの
両者を同時に必定するのは、未だ困難である。

特に加熱ローラの消費工坏ルギーを少く、予熱時間を短
く、さらに加熱ローラの耐用時ｒｌＪＩ　？長くするた
めに、できるだけ低温でトナーを定着させようとした場
合、これらの方法で低温別府と耐オフセット性を両立さ
せるのは困難である。

さらに、磁性粉を高演囲で金子するトナーでは、カーボ
ンブラック等の充填剤のみを含有するトナーと比較し、
低温での定常が困難でかつ、オフセット現象をおこし易
いという傾向含有する。したがって、このような傾向ヲ
損する磁性粉含有トナーにおいて、低温での充分な定着
レベルを保〜Ｌし、かつオフセット現象を防止すること
が、上記方法　１では不充分であることはいうまでもな
い。ちなみに、磁性粉合本トナーにおいて低温での定着
が困難である理由は、トナー粒子内部で磁性粉が形成す
るイ苦造によりトナーの浴＊ｔｌ！粘度が著しく上昇す
るためであると考えられる。充填剤を高６１％度で含有
する高分子瀝融体あるいけ溶液の粘度が著しく向上する
ことは一般によく知られていることである。また、磁性
粉含有トナーでオフセット現象がおこり易いのは、磁性
粉の粒径がカーボンブラック等に比べてはるかに大きい
ために、トナー粒子内で磁性粉間の距離が長く、１目日
ｍロロー囚囮ρまた磁性粉の表面が一般に淘１水性で本
・１脂とのめれが良くない等の原因により、溶融トナー
の凝集力がトナー粒子の内部の各部分で光分に作用し、
ないためであろうと考えられている。溶＠ｌ＋　）ナー
の凝集力を謝すために、市分子量成分をよシ多量に金子
させると、低温における定着はほとんど不可能なものと
なる。加熱温度の光分な短篇と、耐オフセット性を両立
でぜるために低分子量成分と高分子ｈ（成分を併用する
のは以下のような理由による。

トナーが定んするためには、加熱ローラより与えられる
熱でトナーが軟化し、加熱ローラによシ加えら）Ｌる圧
力によってトナーが流動し、トナー粒子同心あるいはト
ナーと厭との間に充分な接触か行われる必要がある。こ
のため、トナー１．１低い温度で軟化しかつ粘朋の低い
ものでなければならス、シたがって、トナー全（花数す
る結滞＠Ｉ　）］ｉ’＋の分子かは低いものであること
が＆４　ｔしい。

一方、オフセット現象？ｆ−おこさ々いためには、加熱
ローラとトナー間のぬれが悪いことが必要であることは
もちろん、トナーが紙に付着する部分と加熱ローラに封
水する部分とに分醋されることがないように、澱台トナ
ー１ｔｊｊ志１川に強い凝集力が働くことが必要である
。この＃：集カケ得るＫ　Ｕ、結ル佃ＨＨ分子相互のい
わゆる６からみあい”を利用するのが良く、そのために
は分子量の高い都令（νｉ　）］「ｆをイ更月］するこ
とが望せしい。

低温で光分定愈されるためにはｋｊ潅輌脂の分子量か低
いほうが良いという要請と、オフセット現象奮起さない
ためには分子Ｊ、；１か商いほうが艮いという一見相反
する要請とは、結危佃脂を低分子量成分と高分子」斤成
分両方から構成することにより同時に満すことが可能で
あると謁見られる。

その際できるだけ低温で定力−ｔするためには低分子量
成分の分子量はできるたけ低いものであることが望まし
い。［２かしあまり低くなシすぎると、トナーの貯蔵中
や現像イ７シ５内での同化が生じやすくなる。一方、で
きるだけ高温までオフセット現吸が起らないようにする
ためには、高分子忙成分の分子量をできるたけ高くする
ことが望まし７い。磁性粉を高ｆａｎ！庶で含有するト
ナーなどの協会は特にこういうｔにｒ、）１、全しない
ことには、実用的な定着のラチチュード（オフセッＩｆ
生じないＭ　Ｘ＋の流度と、充分ガ定３令度をイ（ンる
最低の混り多の舟）を得るのは困難である。

しかしながら、低分子お成分の分子はをできるだけ低く
シ１、高分子ｔｉｒ成分の分子’１ｈＦ−’Ｃできるだ
け商くするというこの方法？おし進めると、定着のラチ
チュードｔまある限度以上広がらないはかｐが、かえっ
て悪化する場合かめる。また、画像の荒れや、画質の経
時劣化を午じる智、幼たな問題が発生することとなる。

す力わち、低分子Ｉｔ′成分と高分子釦、成分の溶Ｆ、
ｉ！ｉｔ粘度の差が非常に大きい場合には、溶融混練等
の手段によ−１＞トナー全ｎ′へ１整するし１１低分子
ｂｔ成分と高分子伊成分が均−外分散をすることが・で
きず、かつ粗い分−散状態を示すこととなる。このよう
な揚会、ｆＥｃ分子お成分に冨むトナー粒子と高分子和
成分に富むトナー粒子が形成され、低分子量成分に富む
トナー粒子はオフセット現象をおこし犯く、一方Ｍ″７
分子促成分（で富むトナー粒子は定漸瓜に悪影神な・お
よｅ１寸ごととなる。

寸だ、このように低分子か成分と高分子作成分が均一に
分数し、てい々い隻合には、トナーに名“まれるう６色
剤、帯電制御剤、磁性粉その他の添加剤の分１１イξも
均一には々らず、・相別的にメンセット現象を起し易く
かつ定着をしにくくするばかりでは３・“ｌ　（Ｓ！　
ｋ　４　Ｑ　Ｉｃ　ｉｏｒ　’Ｍ　（り５ｊＥ　ｎ−’
ｋ　ａ　Ｌ、　ｉ　＃　ｆｃ　ｐ・　＼選択現像によ勺
し１負の紅時髪化をおこしたりする。　□さらに、粉砕
によｐトナーを両段する際、粉砕トナーの粒既分布が広
いものとなり、分級等の操作によつで屓みの粒度を倹る
際収率の悪いものとなつでしｌう。

（う（５明　Ｑつ　ｈ　的　） し、フヒかって木４已りｊの１６′ジは、力１階Ｈ晶り
Ｃブに１分に足旅セ゛し、オフセット玩象奮おこ妊ずか
つ后°蔵中や現１挨）、ρ内でぶゝ呆尚ノ１ギｊを生じ
ない、加熱ローラ別府用トナー？：提惧することである
。翁ｒＣＸ色涙で犀５ｇする力ＩＪ務ＩＳローラ定ン傷
用トナーｔ−号足供することでるる。

さ「］に、ネルＩＴｈ印ｊの目的は、加熱得紅でル分に
定着をし、オフセット埃りしｒおこ嘔ず、〃・つ財′蔵
甲や埃１１．がｈ″′ｃθ！呆固斧八？生じなへ加熱し
１−シ足シー用磁性トナーを１ノ、１供することである
。ｔ）゛」に、低温で別府する加熱ローラ走水用磁性ト
ナー組成物することである。

さらに、不発１力の他の目的は、島品位の画質を馬える
トナーな佑・ｕＬすることである。

さらに、２１−発朋の他の目的は、経時変化をしない商
品位の１Ｉ３ＩＩ賀葡与えるトナー組成物することであ
る。

さらに、本発明の他の目的は、製造時の収率の良いトナ
ーを４か供することである。

（発明の構成） 本発明の、目的は、主として結別樹脂と添加剤からなる
トナー組成物において、該結滑梢脂が主として、 Ａ）　乗ｍ平均分子輯ＳＯ万以上の成分、Ｂ）重ガｒ平
均分子量２万〜２０万の成分、およびＣ）重１を平均分
子量／　０００〜２万の成分から成ることを特徴とする
トナー組成物により達成される。

特に、Ａ成分が架橋ポリマーである場合良好な結呆を得
ることができる。

上記トナーにより、本発明の目的がことごとく達成され
る坤由は以下の通りであると考えられる。

へ成分によｐオフセント現象が防止され、Ｃ成分により
低温での５ＦｉＭが保証される。Ａ成分とＣ成分にはそ
の溶融粘度に太＠ｉ差がめるが、中（Ｉｌｌの溶融粘度
の８成分をｌｔ’ｆＪ時に含翁することにより、溶ｆｆ
ｌ！＋１．混線等によるトナー調製の除に均一でかつ微
細な分散杯造ケとることができる。これにより、本発明
の目的が達成式れるわけである。

へル５分の分子１↓；は５０万以上、よす好捷しくは／
θ０万以上か呆１れる。ＳＯ万以下の場合は為オフセッ
ト切、象のμガ止は充分で一７！い。Ｂ　成分ノ分子ガ
＼はノ刀〜２０万、好捷しくはス刀〜ｌＯ万が望１れる
。ス万以下の場合も、スθ万以上の場合も、Ａ流分とＣ
成分の分１し状態を均一にはできなくなる。Ｃ成分の分
子針は１０００〜２万、好ましくはａｏｏｏ〜２万が豫
まｔする。１０００以下のもＮ会にばＡ成分との分散か
均一ではなくなり、２万以上の届１合にｔよ１．Ｌ（温
での別層が達成され難い。

Ａ成分、Ｂ成分、Ｃ成分は、上記の分子針の制限を名１
ｉ：ｉ　ｆｃ　Ｌ、でいる敵υどのような４豆う刀ｈ゛
でもよく、汐見えはエポキシ氷化ＪＩＭ　、ポリエステ
ル系４ｎ　ＪＪｂ　％　スチレン禾仙脂、アクリル糸槌
ｊ積、ポリアミド側脂、石油樹脂、シリコーン（１，］
脂、ヅエ／糸仙脂、オレン１ン糸蛎脂、アク１ノル酷ノ
腫１合体、酔顔４　ビニル１合体、ポリエーテル、ポリ
ウレタン、ツヤラフインワックスお上ひ七れらの和尚す
る共ＭＬ付体畳ヶ年独で、あるいは混合して用いること
ができる。また、架橋反応により、このような樹脂を架
橋ポリマーにするならば、簡易に巨大な分子量のものを
得ることが、出来る。このような架橋ポリマーはへ成分
として適する。本発明者等９丈験によると、スチレン−
ブタジェン、スチレン−アクリル等の架橋ポリマーが好
適であった。

結Ｍ樹脂中の＾成分の含有ルは１０−１．０重量％が望
ましく、よシ好ましくは、２０−５０Ｍ量％テアル。１
０重量％以下の場合にはオフセット現象の防止が完全で
はなく、一方６０重解％以上の娑合には低温で充分な定
Ｍ度を得ることが困難となる。日成分＃−ｔ、！−〜乙
０重景％より好１しくは７０〜ｔｏ重量％が望ましい。

３重量％以下の場合には樹脂の分散が不均一なものとな
り、６脂重量％以上の場合には＾成分及び／又はＣ成分
がそれだけ少なくなるため、オフセット現象の防止と低
温ｉｏ定Ｍ′！″″′５２″″′の狭；ｆＦｌ（Ｄ両１
が困難と′　する。

Ｃ成分はｌθ〜ｇｓ亘銀％、好ましく／ｌ′ｉｉｏ〜６
０重量％が望ましい。１０ル弘％以下のす５）合には低
源での定危が困姉となり、ｇｓｙｂ力１％以上の場合に
はオフセット現象の防止が困難となる。

才た、Ａ％　８％　Ｃ３成分は結着樹脂中に単に混合さ
れた状態で含有される必要になく、任意の２つの成分が
１つの成分を幹とし他の１つの成分を枝と【１．タクラ
フト？リマ等多相共和合体の構造をとっていてもよい。

３つの成分が相互にグランドさ２”していてもよい。グ
ラフト構造を七った場合、成分１ド１の相容性を増すと
いう本発明のねらいが充分達成される一力、幹成分と枝
成分が各々ある程度独立に動くことにより、それぞれｒ
（寿えられた拭、能をヲｒ分にはたすことができる。

結着柁・１脂はＡ、Ｂ、０３つの成分のみで構成される
必療はなく、珈互他の樹脂、たとえば分子量２０万〜左
０万の樹脂゛含金むことができる。しかし、ＡｓＢｑｃ
３つの成分がＳＯ重知％以上含まれている必吸かある。

また、耐オフセット性紮さらに増すために、低分子シｊ
のポリオレフ・ｆン、脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、
脂肪酸部分ケン化エステル、高級脂肪酸、高級アルコー
ル、パラフィンワックス、多価アルコールエステル、脂
肪酸アミド々）の潤滑剤？含んでいてもよい。

本発明のトナーは結漸樹脂中に、任意の退治な顔料貰敦
は染料金金子させることができる。例えば、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ｓ９ンオイルレッド、オリエントオイルレフｖ１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ギザレート、ランプブ
ラック、ローズベンガル等を単独あるいは混合して用い
ることができる。また、−成分現像用磁性トナーとすべ
く四三酸化鉄粉、三二酸化鉄粉、コバルト−γ−三二酸
化鉄粉、二酸化クロム粉、鉄粉、クロム粉、ニッケル粉
等の磁性粉を含有させることができる。この場合トナー
中に磁性粉が３０〜７０京量パーセント含有もれるとき
、本発明は特に有効である。

本発明のトナーにはトナーの流動性向上あるいは現像ク
リーニング性向上等を目的として、外部添加剤を添加し
てもよい。外部添加剤としては、例えばステアリン酸等
の長鎖脂肪酸及びそのエステル、アミド、雪和塩、史に
は二像化モリブデン、カーボンブラック、グラファイト
、フッ化黒鉛、炭化ケイ素、糖化ホウ素、シリカ、酸化
アルミニウム、二酸化チタン、酸化亜鉛等の微粉末、フ
ッ素系等七Ｊ脂微粉末、多項芳香族化合物、その他ワッ
クス状物質、架橋又は非架橋樹脂微粉末等が知られてい
る。これら外部添加剤は必要に応じ、熱風等によりトナ
ー粒子表面に固着さ九てもよい。

本発明のトナーは、箱；気的潜像を現像することを主た
る目的とするものであるが、磁性トナーとして使用する
場＠は磁気潜像の現像にも用いることができる。

（実施例） 以下に本ジＬ明の文施例の一部を述べるが、本発明がと
のりｊＪ！ｌｊ例に限定されるものでないことは言う萱
でもない。

（比較例／） ０−リスチレン　３ＯＮ童部 ０スチレンーアクリル酸ブチル共重合体２０卯姻部０ポ
リエチレンワックス　０−　！；　型針ｓＯマグネタイ
ト粉末（粒径約ｏ、４ｔμ、立方体状）Ｓθル、ν部 全バンバリー型ミキザーにて混秋後、ジェット式粉砕機
にて粉砕、その後平均粒径／Ｓμ、Ｓμ以下の微粉量が
Ｓｌｌ針バーセント下になるように風力分級を行い、畑
らにトナーｌθ０重餘部に対し０．りＭ置部のカーがン
ブラックとｏ、２１鼠　１部のコロイダルシリカを乾式
ブレンドしてトナー全町製した。

分級の収率はＳθ９にであった。

富士ゼロックス＠製Ｆｘ−，１ｇ３ｏに一成分現像機を
組み込み、このトナー會用いコピーをとシ評価した。充
分な定別度を示す最低の加熱ローラ設定流度は７６０℃
であシ、２１Ｏ℃で軽いオフセット現象を示した。また
、コピーの画質は初期に多少の荒れが見られ、１０００
コピー程度で画像濃度の低下および画質のさらなる低下
が目立ちはじめた。

トナー粒子間での組成のベラツキを調べるために、この
トナーを分級し１２μ以下の微粒部分と／２μ２部の粗
粒部分にわけ、その特性の差を調べた。まず、トナーを
燃焼させその残量を測足することによシ磁性粉＊　’ｋ
　ｄｉｌ、ｌ定したところ、微粒＠ｌｉｌがトナー中ダ
ｇル偕％であったのに対し、粗粒側は５２重ｂｔ％であ
った。さらに粘度ｆ測足したところ、温度／／Ｑ℃、せ
ん断速屋／　ｓｅｅ　において、微粒（ｔｌｌＩｌｄ　
ｇ　Ｘ　／　Ｑ”　ポアズであったのに対し、粗粒側は
３　Ｘ　／　０６　ポアズであった。この粘度の差は磁
性粉の含有知の差板上のものと考えられ、粗粉側に尚分
子量成分が多いものと見られる。

（実施例／） ト　ブー　−の糸目成？ ０スチレン、−ｎブチルメタクリレート共重合体ＩＱル
ー置部 ｏ　７］？　！Ｊスチレン（比較例１で使用したものと
同じもの）　２４’＠量部 Ｏスチレンーアクリル酸ブチル共重合体（比較ｆ！Ｉｌ
で使用したものと同じもの）　／乙Ｎ釦部０ポリエチレ
ンワックス（比較例／で使用したものと同じもの）　Ｏ
，Ｓ重景部 ０マグネタイト粉末（比較例／で使用したものと同じも
の）　、！？ＯＮ釦一部 とするほかは、比較例／と同様にしてトナー′ｆｒ脚製
し、評価した。

分級収率はざ３５ｋｏであった。

充分な定第１度を示す加熱ローラ設定温度は７５３℃で
あり、２２０℃に至ってもオフセット現象はおこらなか
った。また、コピーの画ＩＪｆは高品位で１００００枚
コピーで画ダ″」の変化はなかった。

微粒側と粗粒（＋４１１に分級した後の微粒（ｊｌ：ｉ
の磁輯粉含イｌｔは左０１４・伶％であり粘ｐｒは、ｌ
　Ｘ　／　Ｑ’　醪アズであつゾζ。Ｉｔ　２１２個の
歿性粉含翁νと釉層はそれぞれ、微粒（ｉムｊｌと同じ
く、ダ０笹シ％、ユ×１０６　ポアズであった。［７た
ブトつて、トナー粒子間で組成の不治−カ分布はないも
のと思われる。

（う６か・例２） トナーの組成を、 ０スチレン−アクリルＣｇＯ：２０）／ポリグログレン
ゲラフト共でで合体（７Ｂ、　ｐ平均分子邦／３．００
０のポリグロピレン幹ポリマーに、スチレン−アクリル
（ｇＯ：２．（Ｌ）をル、’　ｆｙｔ平均分子Ｍｊ、−
６ｓ、ｏｏｏの枝ポリマーとなるようにダラフト共声合
したもの）　３０．ＭｊＵ１部Ｏステレンーブクジエン
架橋魚合体 （屯′せ平均分子Ｆ５０万以上）　２０重世部０マグネ
タイト粉末　５０ボ量部 とするほかは、比較し１１／と同様にしてトナー号３＋
、ζ製し、評価した。

分級収率１ｄと０％であった。

充分なカーＭ度を示す加熱ローラ設定温度は／乙Ｑ′Ｃ
であり、２’ｌＯ℃に至ってもオフセット現象Ｖユ起こ
らなかった。贅た、コピーの画質は高品位で、１０００
０枚コピーで画剥の変化は力かった。

微粒側］と粗粒（１ｊｊに分級した後の微恥ンイｈ＋：
および第１１粉側の磁性粉含有鄭はいずれも８０％であ
った。

また粘度にいすｉ′とも３×／θ６　Ｉアズでめり、し
たがってトナー粒子１口」で組成の不均一な分布はない
ものと思わねる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （３１主として結着樹脂と添加剤から成るトナー組成物
   において、該結Ｘｉ樹脂が主として、Ａ）　市量平均分
   子景ＳＯ万以上の成分、Ｂ）重量平均分子部コ万〜２０
   万の成分、および Ｃ）重量平均分子角１００θ〜コ万の成分から成ること
   を〜徴とするトナー組成物。 （２）　前記Ａ成分、Ｂ成分およびＣ成分の任意の７つ
   の成分に、他の／成分またはコ成分がグラフト重合され
   ている特許請求の範囲第（１１項記載のトナー１１ｉｔ
   ｌ戚物。