JPS6263940A - 静電像現像用トナ− - Google Patents

静電像現像用トナ−

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JPS6263940A
JPS6263940A JP60202527A JP20252785A JPS6263940A JP S6263940 A JPS6263940 A JP S6263940A JP 60202527 A JP60202527 A JP 60202527A JP 20252785 A JP20252785 A JP 20252785A JP S6263940 A JPS6263940 A JP S6263940A
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JP
Japan
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polymer
toner
polyolefin
temperature
amorphous
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JP60202527A
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English (en)
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Akitoshi Matsubara
昭年 松原
Satoru Ikeuchi
池内 覚
Kunio Akimoto
秋本 国夫
Yoshio Takizawa
喜夫 滝沢
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Original Assignee
Konica Minolta Inc
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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、電子写真法、静電印刷法、静電記録法などに
おいて形成される静電像の現像に用いられる静電像現像
用トナーに関するものである。
〔発明の背景〕
例えば電子写真法においては、通常、光導電性感光体よ
りなる静電像担持体に帯電、露光により静電潜像を形成
し、次いでこの静電潜像を、樹脂よりなるバインダー中
に着色剤などを含有せしめてなる微粒子杖のトナーによ
って現像し、得られたトナー像を転写紙などの支持体に
転写し定着して可視画像が形成される。
このように可視画像を得るためにはトナー像を定着する
ことが必要であり、従来においてば熱効率が高くて高速
定着が可能な熱ローラ定着方式が広く採用されている。
しかるに最近においては、特に高速で可視像を形成する
ことの要請が大きく、このような観点から、熱ローラの
温度をより低くした状態でしかも幅広い温度範囲で確実
にかつ良好に定着処理を行うことが強く要求されており
、トナーとしてもそのような要請を充分に満足させるも
のが求められている。それは、高速の画像形成において
は、定着用加熱ローラの温度変化の幅が大きいからであ
る。
更にトナーにおいては、使用もしくは貯蔵環境条件下に
おいて凝集せずに粉体として安定に存在し得ること、即
ち耐ブロッキング性に優れていることが必要であり、更
に定着法として好ましい熱ローラ定着方式においては、
オフセット現象部ち定着時に像を構成するトナーの一部
が熱ローラの表面に転移し、これが次に送られて来る転
写紙に再転移して画像を汚すという現象が発生し易いの
でl・ナーにオフセット現象の発生を防止する性能即ち
非オフセット性を付与せしめることが必要とされる。こ
のオフセット現象は、定着時における溶融したトナーの
粘弾性が適当でない場合に生ずるものであり、トナーの
加熱が不足のときにはアンダーオフセットと称する現象
が生しまたl・ナーの加熱が過剰のときにはホットオフ
セットと称する現象が生ずる。従って、トナーとしては
、その定着が可能な最低温度Tfが低く、かつこの最低
定着温度Tf以」−でオフセット現象が発生しない非オ
フセント温度範囲(アンダーオフセット発生温度T o
以−ヒでホットオフセット発生温度Th以下の温度範囲
)内である定着可能温度域が広い特性を有するものが好
ましい。そしてこの定着可能温度域はできるだけ広いこ
とが望ましく、それは画  ′像形成の速度を、他の条
件が許される限り、大きくすることが容易となるからで
ある。
〔従来の技術〕
従来においては、例えば特公昭57−3658fi号公
f[18こ開示されているように、ト・)・−を構成す
るバインダー樹脂として、50〜150℃の融点を有す
る特定の結晶性重合体を用いる技術が提案されている。
また結晶性重合体、!: Jl結晶性重合体を絹合わせ
て、好ましい特性を有する静電像現像用トナーを得るこ
とも研究されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、従来の技術においては、最低定着温度T
fを低い温度とすることは可能であるがオフセット現象
が発生し易くて定着可能温度域が相当に狭く、画像形成
の高速化を達成するために厳しい条件が課されζいるの
が現状である。
〔発明の目的〕
本発明は以」二の如き事情に基いてなされたものであっ
て、その目的は、最低定着温度′I゛「が低いと共に定
着可能温度域がきわめて広く、従って高速の画像形成に
おいても良好な定着性が得られ、容易に高速の画像形成
を達成することのできる静電像現像用トナーを提供する
ことにある。
本発明の他の目的は、十分な定着性を有し、しかも優れ
た流動性、帯電性を有していて良好な可視画像を安定し
て形成することのできる静電像現像用トナーを提供する
ごとにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の目的は、バインダーが、融点が50〜120℃
の非ポリオレフィン系結晶性重合体と、ガラス転移点が
50〜80℃の非晶性重合体と、ポリオレフィン重合体
とを含有してなることを特徴とする静電像現像用トナー
によって達成される。
本発明においては、非ポリオレフィン系結晶性重合体の
含有割合が0.5〜50重量%、非晶性重合体の含有割
合が50〜99重量%、ポリオレフィン重合体の含有割
合が0.5〜10重量%であることが好ましく、結晶性
重合体がポリエステル樹脂であることが好ましく、ポリ
オレフィン重合体がポリプロピレンもしくはポリエチレ
ンまたはその変性体であり、軟化点が100〜160℃
であることが好ましく、非晶性重合体はその軟化点が1
00〜150℃であることが好ましく、更に結晶(’1
重合体と非晶P1重合体とが互いに非相溶性であること
が好ましい。
〔作用〕
斯かる静電像現像用トリー−によれば、そのバインダー
を構成する樹脂が、特定の比較的融点の低い結晶性重合
体と非晶性重合体とを主体とし、これに加えてポリオレ
フィン重合体を含有してなるものであるため、特にポリ
オレフィン重合体を含有することによる効果が大きく得
られ、単に最低定着温度Tfが低いのみならず、定着可
能温度域がきわめて広く、従って高速の画像形成を容易
に達成することができて良好な定着性を得ることができ
る。また本発明の好適例によれば、優れた定着性に加え
、良好な流動性、帯電性が得られ、結局良好な可視画像
を安定して形成することができる。
以下本発明の詳細な説明する。
本発明においては、融点が50〜120℃の非ポリオレ
フィン系結晶性重合体と、ガラス転移点が50〜80℃
の非晶性重合体と、更にポリオレフィン重合体とを含有
してなるバインダーを用いて静電像現像用トナーを得る
以上において、非ポリオレフィン系結晶性重合体の含有
割合は0.5〜50重量%、非晶性重合体の含有割合は
50〜99重量%、ポリオレフィン重合体の含有割合は
0.5〜IO重量%、好ましくは1〜5重量%とされる
非ポリオレフィン系結晶性重合体はポリエステル樹脂で
あることが好ましく、これにより、得られるトナーは流
動性が良好なものとなって優れた可視画像を形成するこ
とができる。
また非晶性重合体は特にスチレンとアクリル酸エステル
またはメタクリル酸エステルとの共重合体乃至ポリエス
テル樹脂であることが好ましく、これにより、得られる
トナーは、確実にそのアンダーオフセット発生温度Tu
が低くてしかもホットオフセット発生温度Thが高く、
従って広い定着可能温度域を有するものとなる。
更に結晶性重合体と非晶性重合体とは互いに非相溶性で
あることが好ましく、これにより、得られるトナーはガ
ラス転移点が低くなることが防止され、優れた耐ブロッ
キング性が得られる。
上記非晶性重合体と結晶性重合体とは、それぞれ55〜
99重量%および0.5〜50重量%の範囲でバインダ
ー中に含有されるが、非晶f/1重合体の含有割合が過
小であると最低定着温度T「が十分低くならず、また結
晶性重合体の含有割合が過大であると優れた画像性が得
られなくなる。非晶性重合体の含有割合は好ましくは6
0〜99重量%である。
結晶性重合体の含有割合は好ましくは3〜40重量%で
ある。
本発明においてバインダーの成分とされる結晶性重合体
としてはその融点Tmが50〜120°Cの樹脂が用い
られるが、融点Tmが50℃未満のものを用いる場合に
は、得られるトナーの耐ブロッキング性が不良となり、
一方120℃を超えるものを用いる場合には当然のこと
ながら低い最低定着温度Tfを得ることができない。
また本発明においてバインダーの成分とされる非晶性重
合体としては、ガラス転移点’rgが50〜80℃の樹
脂が用いられる。この非晶性重合体のガラス転移点Tg
の値が50℃より低いときには、得られるトナーの耐ブ
ロッキング性が不良となると共に粉砕性が不良となり易
く、一方80℃を超えるときには最低定着温度Tfが高
くなる。また高化式フローテスターによる軟化点が10
0〜150℃の非晶性重合体が好ましい。
以上における結晶性重合体の融点Tmおよび非晶性重合
体のガラス転移点Tgは次のようにして測定することが
できる。
〈結晶性重合体の融点Tmの測定〉 示差走査熱量測定法(nsc)に従い、結晶性重合体を
試料とし、その]Omgのものを一定の昇温速度(10
℃/m1n)で加熱したときの融解ピーク値を融点Tm
 とする。
〈非晶性重合体のガラス転移点”rgの測定〉示差走査
熱量測定法(DSC)に従い、非晶性重合体を試料とし
、その10mgのものを一定の昇温速度(10℃/m1
n)で加熱し、ベースラインと吸熱ビークの傾線との交
点よりガラス転移点Tgを得る。
本発明において結晶性重合体としては、ポリエステル、
ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、
ポリアルデヒド、ポリエン、ポリ酸、ポリラクトン、ポ
リ酸無水物、ポリアミド、ポリウレタン、ポリオキサジ
アゾール、ポリエーテル、ポリエビハロヒドリン、ポリ
スルホン等、「ポリマーハンドブック」〔I4 ブラン
ドラップおよびF、l+、インマーガツト編集、イタ−
サイエンス出版社、ニエーヨーク、ニュー9−り、第3
版(1967)、  II+−51〜■−59頁〕に記
載され′ζいるものを用いることができるが、特にポリ
エステル樹脂が好ましく用いられる。
本発明において結晶性重合体として用いるごとのできる
ポリエステル樹脂は、アルコールとカルボン酸との縮重
合によって得られるが、アルコールとしては、例えばエ
チレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレ
ングリコール、1.2−プロピレングリコール、ll3
−プロピレングリコール、lI4−ブタンジオール、ネ
オベンチルグリコール、1,4−ブチンジオール等のジ
オール類、1.4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘ
キサン、およびビスフェノールA、水素添加ビスフェノ
ールA1ポリオキシエチレン化ビスフエノールA1ポリ
オキシプロピレン化ビスフエノールA等のエーテル化ビ
スフェノールA類、その他の二価のアルコール単量体を
挙げることができる。
またカルボン酸としては、例えばマレイン酸、フマール
酸、メサコン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコ
ン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロ
ヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セパチ
ン酸、マロン酸、これらの酸の無水物、低級アルキルエ
ステルとリルイン酸の二量体、その他の二価の有機酸単
量体を挙げることができる。
また本発明においては、以上の二官能性の単量体のみに
よる重合体のみでなく、三官能以上の多官能性単量体に
よる成分を含有する重合体も本発明において結晶性重合
体として用いるポリエステル樹脂として好適なものであ
る。このような多官能性噴量体である三価以上の多価ア
ルコール単量体としては、例えばソルビトール、L2,
3.6−ヘキサンテトロール、114−ソルビタン、ペ
ンタエリスリトール、ジペンタエリスリト−ル、トリペ
ンタエリスリトール、W tsHlI 、2.4−ブタ
ントリオール、1,2.5−ペンタントリオール、グリ
セロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル
−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタ
ン、トリメチロールプロパン、1,3.5−トリヒドロ
キシメチルベンゼン、その他を挙げることができる。
また三価以上の多価カルボン酸単量体としては、例えば
l 、2.4−ヘンゼントリカルボン酸、1,2.5−
ヘンゼントリカルボン酸、1,2.4−シクロヘキサン
トリカルボン酸、2,5.7−ナフタレントリカルボン
酸、1.2.4−ナフタレントリカルボン酸、1.2.
4−ブタントリカルボン酸、1.2.5−ヘキサントリ
カルボン酸、1.3−ジカルボキシ−2−メチルカルボ
キシプロペン、1.3−ジカルボキシ−2−メチル−2
−メチレンカルボキシプロパン、テトラ(メチレンカル
ボキシ)メタン、1,2,7.8−オクタンテトラカル
ボン酸、エンボール三量体酸、およびこれらの酸無水物
、その他を挙げることができる。
本発明において結晶性重合体として特に好ましく用いら
れるポリエステル樹脂の具体例としては、ポリデカメチ
レンアジペート、ポリデカメチレンアゼラ−1・、ポリ
デカメチレンアジペ−ト、ポリデカメチレンセバケート
、ポリデカメチレンサクシネート、ポリエチレンセバケ
ート、ポリエチレンセバケート、ポリエチレンサクシネ
ート、ポリへキサメチレンセバケート、ポリへキサメチ
レンセバケート、ポリへキサメチレンセバケ−ト、ポリ
へキサメチレンサクシネート、その他を挙げることがで
きる。
また本発明においては非晶性重合体として好ましく用い
られる樹脂は、既述のようにスチレンとアクリル酸エス
テルおよび/またはメタクリル酸エステルとの共重合体
であるが、スチレンの具体例としては、例えばスチレン
、0−メチルメチルン、m−メチルスチレン、p−メチ
ルスチレン、α−メチルスチレン、p−エチルスチレン
、2.4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン
、p−tert−ブチルスチレン、p−n−へキシルス
チレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルス
チレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルス
チレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレン
、p−クロルスチレン、3.4−ジクロルスチレンなど
を挙げることができる。
またアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルの
具体例としては、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸
エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル
、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−オクチル、アク
リル酸ドデシル、アクリル酸ラウリル、アクリルM2−
エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2
−クロルエチル、アクリル酸フェニル、α−クロルアク
リル酸メチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチ
ル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、
メタクリル酸イソブチル、メタクリルMn−オクチル、
メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ラウリル、メタク
リル酸2−エチルへキシル、メタクリル酸ステアリル、
メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエ
チル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルなどを挙げる
ことができる。
以上の結晶性重合体と非晶性重合体とは互いに非相溶性
ものであることが好ましい。ここに「非相溶性」とは、
両者の化学構造が同一またはR4Oしあるいは官能基の
作用により両者が十分に分散するものではないことをい
い、溶解性パラメータ例えばフェドースの方法によるs
、p、値(R,F。
Fedors、 Polym、 Eng、 Sci、、
 14. (2) 147 (1974))の差が0.
5より大きいものである。
本発明において、ポリオレフィン重合体としては、ポリ
プロピレンもしくはポリエチレンまたはその変性体であ
り、軟化点が100〜160℃であるものが好ましい。
本発明静電像現像用トナーは、以上のような特定の結晶
性重合体と非晶性重合体とポリオレフィン重合体とを含
有してなるバインダー中に着色剤及び必要に応じて添加
される特性改良剤を含有して成るものである。
着色剤としては、カーボンブラック、ニグロシン染料(
C,1,No、50415R)、アニリンブルー(C,
LNo、50405) 、カルコオイルブルー(C,T
、No、azoecBlue 3) 、クロムイエロー
(C,1,No、+4090) 、ウルトラマリンブル
ー(C,r、No、77103) 、デュポンオイルレ
ッド(C,[、No、26105) 、キノリンイエロ
ー (C,1,No、47005) 、メチレンブルー
クロライド(C,1,No、52015) 、フタロシ
アニンブルー(C,I。
No、74160) 、マラカイトグリーンオフサレー
ト(C,1,No、42000)、ランプブラック(C
,1,No、77266)ローズヘンガル(C,I、N
o、45435) 、これらの混合物、その他を挙げる
ことができる。これら着色剤は、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
、通常バインダー100重量部に対して1〜20重量部
程度である。
またバインダーは、他の樹脂、例えばポリエステル、ポ
リアミド、ポリウレタン、スチレン系樹脂等を、50重
量%以下の範囲で含有するものであってもよい。
〔発明の効果〕
本発明静電像現像用トナーは、以上のように融点が50
〜120℃の非ポリオレフィン系結晶性重合体と、ガラ
ス転移点が50〜80℃の非晶性重合体と、ポリオレフ
ィン重合体とを含有してなるものであり、結晶性重合体
の融点が50〜120℃であるためトナーの軟化点が低
くて最低定着温度Tfが低いものとなり、例えば設定温
度を十分低温とした加熱ローラによっても当該トナーに
よる像を十分に定着させることができると共に、非晶性
重合体と共にポリオレフィン重合体が含有されるために
広い温度範囲における溶融トナーの粘弾性が適当な大き
さとなって優れた非オフセント性が得られ、低いアンダ
ーオフセット発生温度Tuと高いホットオフセント発生
温度Thを存するものとなってきわめて広い定着可能温
度域が得られ、従って特に高速の画像形成において好適
な定着性を容易に得ることができる。
また結晶性重合体としてポリエステル樹脂を用いること
により、良好な流動性が得られて良好な現像性が得られ
、結晶性重合体および非晶性重合体として非相溶性のも
のを用いることにより、バインダーのガラス転移点が大
幅に低下することがなく、この理由から得られるトナー
の耐ブロッキング性が良好で保存性が優れたものとなり
、良好な流動性が得られ、耐久性も大きなものとなる。
その結果、本発明トナーを静電像の現像に用いて優れた
可視画像を安定に形成することができる。
〔実施例] 以下本発明の実施例について詳細に説明するがこれらの
実施例に本発明が限定されるものではない。
実施例および比較例 下記の結晶性重合体および非晶性重合体を組み合せて用
い、第1表による重合体成分100重軍部にカーボンブ
ランク[モーガル1.110重量部を添加し、溶融、混
練、粉砕および分級を行って平均粒径11,0μの静電
像現像用l・ナーを製造した。そして得られたトナーに
関し、アンダーオフセット発生温度′「11、・Jクソ
トオフセソト発生温度T’ h 、、最低定着温度1゛
f、定着可能温度域′旨画像性および耐ブロッキング性
について実験を行った。
〔結晶性重合体〕
A:ポリエチレンザクシネ−1・(融点 95℃)B:
ポリエチレンザクシネ1−   (融点 47℃)C:
ポリペンタメチレンチレフフレ−1・(融点134“C
) 〔非晶性重合体〕 D:スチレン/n−ブチルアクリレート(単量体割合8
5/15) ガラス転移点Tg   :  63  ℃重量平均分子
量Mw  :  93.000数平均分子量Mn   
;  10,500軟化点Tsp : 132℃ E:スチレン/n−ブチルアクリレ−1−(単量体割合
70/30) ガラス転移点Tg:45  ℃ 重量平均分子量Mw  :  34,000数平均分子
1Mn   :  8,900軟化点Tsp : 11
0℃ 〔ポリオレフィン重合体〕 F:ボリブロピレン[ヒ゛スニI−Jし660PJ  
(三洋化成召製) 軟化点Tsp : 130℃ 実験においでは、各トナーを、樹脂被覆が施された鉄粉
より成るキャリアと混合してトナー濃度が3重量%の現
像剤を調製し、その各々により、電子写真複互機rl−
旧X4500J(小西六写真二[某社製)を用いて静電
荷像の現像、転写紙へのトナー像の転写およびトナー像
の熱ローラ定着器による定着の工程による実写テストを
行い、最低定着温度Tfについては、表層がテフロン(
デュポン社製ポリテトラフルオロエチレン)で形成した
熱ローラと、表層を、’y +J コ−7ゴムIE−1
3001?TV」(信越化学T某社製)で形成した圧着
ローラとより成る定着器により、64g/ mの転写紙
に転写せしめた試料トナーによるトナー像を線速度20
0mm/秒の高速で定着せしめる操作を、熱ローラの設
定温度を100℃を基準にして5℃づつ段階的に高くし
た各温度において繰り返し、形成された定着画像に対し
てキムワイプ摺擦を施し、十分な耐摺擦性を示す定着画
像に係る最低の設定温度をもって最低定着温度とした。
なおここに用いた定着器はシリコンオイル供給機構を有
さぬものである。
またアンダーオフセット発生温度Tuおよびホットオフ
セット発生温度Thの測定は、最低定着温度の測定に準
して、トナー像を転写して上述の定着器により定着処理
を行ない、次いで白紙の転写紙を同様の条件下で定着器
に送ってこれにトナー汚れが生ずるか否かを観察する操
作を、100〜230℃の範囲内で前記定着器の熱ロー
ラの設定温度を順次変化さセた状態で繰り返し、各オフ
セット現象が発生する温度を求めた。
更に各トナーを、温度55℃、湿度26%の雰囲気下に
2時間放置してブロッキングが生ずるか否かについて調
べた。
結果は第1表に示すとおりである。
第1表の結果より、本発明による静電像現像用トナー(
実施例1〜実施例4)によれば、非常に広い定着可能温
度域が得られることが明らかである。しかし、実施例3
のように結晶性重合体の含有割合が5〜40重量%の範
囲外のときは若干画像性が悪くなる傾向がある。
また比較例1より、ポリオレフィン重合体が含有されな
い場合には広い定着可能温度域が得られないこと、比較
例2より、結晶性重合体が含有されない場合には最低定
着温度Tfが高くなること、比較例3より、非晶性重合
体が含有されない場合にはオフセット現象のために定着
可能温度域が得られないこと、比較例4より、非晶性重
合体のガラス転移点が特定の範囲外のときは定着可能温
度域が狭くなると共に耐ブロッキング性が悪くなること
、比較例5より、ポリオレフィン重合体の含有割合が1
0重量%を越えると画像性が悪くなること、比較例6よ
り、結晶性重合体の融点が50℃より低いときは定着可
能温度域が狭くなり、画像性および耐ブロッキング性も
悪くなること、比較例7より、結晶性重合体の融点が1
20℃より高いときは定着性が悪くなって定着可能温度
域が狭くなること、比較例8より、結晶(Z1重合体の
含有割合が50重量%を超えるときは画像性が低下し、
あるいは非オフセント性が悪くなることにより定着可能
温度域が狭くなり、更に耐ブロッキング性も若干悪くな
ることが理解される。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)バインダーが、融点が50〜120℃の非ポリオレ
    フィン系結晶性重合体と、ガラス転移点が50〜80℃
    の非晶性重合体と、ポリオレフィン重合体とを含有して
    なることを特徴とする静電像現像用トナー。
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