JPS6366564A - 粉体トナ− - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は電子写息、イオングラフィー等における静電量
像を乾式現像するための熱溶融性粉体トナーに関し、特
にフラッシュ定着、オーブン定着、熱圧ロール定着にお
ける低温定着等に好適な粉体トナーに関する。

（従来の技術） 従来、乾式現像法としては、トナー粒子にキャリア粒子
、すなわち、ガラスピーズもしくは磁性粉を混合した二
成分系の現像剤を使用する方法、およびトナー粒子自体
に磁性を付与した一成分系トナーを用いる方法があり、
さらには最近では耐環境性に優れた非磁性−成分系トナ
ーを用いる方法などが提案されている。

これらのトナーを製造する方法としては、顔料・染料等
の着色剤、結着剤、電荷制御剤、必要に応じて磁性粉等
を加熱、熔融状態で混練して均一な組成物とし、これを
冷却後、粉砕１分級する。

結着剤は、トナー中の構成成分を粒子中に結着し。

着色剤を目的とする記録媒体（紙等）への定着する機能
を有する。結着剤の主成分は、ポリスチレン系樹脂、ポ
リエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリアクリル酸エ
ステル系樹脂、ポリエチレン樹脂等の熱可塑性樹脂であ
り、場合によってはこれらの熱可塑性樹脂にパラフィン
、マイクロクリスタリンなどのワックス状物質を配合し
て用いる。

粉体トナーの定着方法としては、オーブン定着。

フラッシュ定着、溶剤定着、熱圧定着、圧力定着等種々
の方式が知られており、それぞれの定着方法に対して好
ましい結着剤が適宜選択されている。現在。

定着方式で主流になっているのは熱圧ロール定着方式で
あり、この方式は高温で加圧された２本のロール間に印
字物を通し、熱と圧力を用いて記録媒体にトナーを定着
するものである。熱圧ロール定着方式は、定着性能が良
好で、オーブン定着のような紙づまり時の発火の危険が
無いという利点の反面、スイッチを入れてからのウオー
ミングアツプ時間が長い。

加熱による消費電力が大きく家庭での使用に向かない、
断続的に使用する場合でもスイッチを入れたままにして
おかなければならない等の欠点がある。ウオーミングア
ンプ時間短縮に関してはフラッシュ定着、溶剤定着、圧
力定着法が提案されているが、それぞれ定着性不足、溶
剤臭気の問題、光沢の発生と定着性不足で未だ満足のい
くものとはなっていないのが現状であそ１、 （発明が解決しようとする問題点） 本発明者等は上記熱圧ロール定着方式における加熱ロー
ルの低温化およびフラッシュ定着、オーブン定着に適す
るトナー材料の探索を鋭意検討したところ、従来知られ
ていなかった新しい材料を用いることによってトナーの
定着に要する熱エネルギーを著しく低減できることを見
い出した。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） すなわち９本発明は、少なくとも着色剤と該着色剤の結
着剤とを含んでなる粉体トナーにおいて、該結着剤とし
て、水酸基もしくはアミノ基を少なくとも１個有する化
合物とモノイソシアネート化合物もしくはポリイソシア
ネート化合物を反応せしめるか。

またヒ上記水酸基もしくはアミノ基を２個以上有する化
合物と上記モノイソシアネート化合物を反応せしめて得
られる。融点が５０〜１５０　’Ｃの低分子量化合物を
使用することを特徴とする上記粉体トナーである。

本発明の低分子量化合物は、水酸基とイソシアネート基
が反応した結果生じるウレタン結合もしくはアミノ基と
イソシアネート基が反応した結果生ずる尿素結合を結合
要素として含んでいる。ウレタン結合について１本発明
の低分子量化合物の概念を一般式で示すと。

Ａ−ＮＨＣＯＯ−Ｂ １３−ＯＣＯＮＩＩ−Ａ−ＮＨＣＯＯ−ＢＡ　−Ｎ　Ｈ
ＣＯＯ−Ｂ　−ＯＣＯＮ　Ｈ−ＡＢ　−ＯＣＯＮ　Ｈ−
Ａ　−Ｎ　ＨＣＯＯ−ＢＮＨＣＯＯ−Ｂ Ａ−ＮＨＣＯＯ−Ｂ−ＯＣＯＮｔＩ−Ａ舊 ＯＣＯＮ　Ｈ−Ａ （上記一般式において、Ａはイソシアネート化合物残基
を表し、Ｂは水酸基化合物残基を表す。式中のＡ、Ｂは
、それぞれ同一であっても異なる残基であってもよい。

） アミノ基を有する化合物とイソシアネート化合物を使用
した場合では、上記ウレタン結合＋Ｎ　ＨＣＯ−÷が尿
素結合で尿素結合＋Ｎ　ｌＩＣＯＮ　ＩＩ±となる。

本発明において水酸基含有化合物としては、メチルアル
コール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチ
ルアルコール等の炭素数が１〜２０程度ノ脂肪族飽和ア
ルコール、アリルアルコール、クロチルアルコール等の
炭素数が２０程度までの脂肪族不飽和アルコール、さら
にシクロペンタノール、シクロヘキサノール等の脂環式
アルコール、シンナミルアルコール等のベンジルアルコ
ール、芳香族アルコール、フルフリルアルコール等の複
素環式アルコール等が使用できる。また、エチレングリ
コール。

ヘキサメチレングリコール等二価アルコールも使用でき
る。

イソシアネート化合物としては、メチルイソシアネート
エチルイソシアネート、ｎ−プロピルイソシアネート、
ｎ−ブチルイソシアネート、ｎ−ヘキシルイソシアネー
ト等の炭素数が１〜２０程度の脂肪族モノイソシアネー
ト、フェニルイソシアネート。

ナフチルイソシアネート等の芳香族モノイソシアネート
、テトラメチレンジイソシアネートヘキサメチレンジイ
ソシアネート、１．４−シクロヘキシレンジイソシアネ
ート、４．４’−ジシクロヘキシルジイソシアネート等
の脂肪族もしくは脂環式ジイソシアネート、２．４−）
リレンジイソシアネート。

４．４′ジフエニルメタンジイソシアネート、ジアニシ
ジンジイソシアネート、メタキシリレンジイソシアネー
ト＋　　ｉ、５−ナフタレンジイソシアネート３．３′
−ジメチル−４，４′−ビフェニレンジイソシアネート
等の芳香族ジイソシアネート等が使用できる。

また、上記アミノ基含有化合物としては、エチルアミノ
、ブチルアミノ、ｎ−プロピルアミノ、イソプロピルア
ミノ、ｎ−ブチルアミノ、ペンチルアミノ、オクチルア
ミノ、２−エチルヘキシルアミノ。

ノニルアミノ、デシルアミノ、ウンデシルアミノ。

トリデシルアミノ、ペンタデシルアミノ、オクタデシル
アミノ等の炭化水素アミノ、ジメチルアミノエチルアミ
ノ、エチルアミノエチルアミノ、ジエチルアミノエチル
アミノ、メチルアミノプロピルアミノ。

ジブチルアミノプロビルアミノ、ジエチルアミノエトキ
シプロビルアミノ、１．２−ビス（３−アミノプロポキ
シ）−エタン、１，４−ジアミノブタン。

Ｎ−アミノエチルピペリジン、Ｎ−アミノエチルモルフ
ォリン、イミノビスプロピルアミノ、メチルイミノビス
プロピルアミノ等のアミノ、ヘキサメチレンジアミノ、
エチレンアミノ、トリメチレンジアミノ、１，７−ジア
ミノへブタン、１，８−ジアミノオクタン、１．９−ジ
アミノノナン、０−フェニレンジアミノ、ｍ、−フェニ
レンジアミノ等のジアミノ等がある。

また、１分子中に水酸基とアミノ基の両方を有する化合
物８例えば、２−アミノブタノール、２−アミノプロパ
ツール、３−ジメチルプロパツール等も同様に使用する
ことができる。

イソシアネート化合物と水酸基含有化合物もしくはアミ
ノ基含有化合物との反応は２両化合物の等モ゛ル量を不
活性溶剤中で混合すればよい。

本発明の低分子量化合物は２分子量としては１００以上
５００以下程度であり、したがって、実質上単一の分子
量の化合物として取り出すことができるということによ
って特徴づけられる。ここで、実質上単一の分子量とい
うことは、目的とする化合物中に不純物としての未反応
物もしくは分子内に炭素数の多いアルキル基等が入って
いる場合にその直鎖の長さが１〜２個程度増減したもの
が混入する程度である。また９本発明の低分子量化合物
は、多くの場合結晶性の化合物として得られるというこ
とによって特徴づけられる。分子量が５００より大きく
なると、融点が１５０℃以上となる場合があり９本発明
の目的を達成できない場合がある。

本発明の低分子量化合物は、融点が５０〜１５０℃の範
囲にあり、加熱すると融点温度において速やかに溶融し
、かつ粘度が急激に低下するという特性を有しているの
で、粉体トナーの記録媒体に定着の際、極めてわずかな
熱エネルギーで定着することができる。融点が５０℃よ
り低いと貯蔵時における温度の影響を受けやす＜、１５
０℃より高いと粉体トナーの定着性が悪くなるので好ま
しくない。

本発明の粉体トナーは、熱溶融性ウレタン化合物。

着色剤、電荷制御剤、磁性粉等を溶融混合し粉砕。

分級することによって得られる。

着色剤としては、染料・顔料でありこれに限る必然性は
無いが２例示すると以下のようなものがある。

黄色顔料・染料 亜鉛黄、黄色酸化鉄１ハンザエロー、ジスアゾエロー、
キノリンエロー、パーマネントエロー。

赤色顔料・染料 ベンガラ、パーマネントレッド、リソールレッド。

ピラゾロンレッド、ウォッチャンレフドＣａ塩、ウォッ
チャンレッドＭｎｔＲ１レーキレフトＣ，レーキレンド
Ｄ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ブリリアントカーミン
３Ｂ。

青色顔料・染料 紺青、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニン。

この他に、必要により橙々、紫色、緑色などの有色顔料
、酸化チタン、オイルブランクのような白色。

黒色の顔料もしくは染料を使用することができる。

電荷制御剤としては、フェソトシュバルッーＨＢＮ、ニ
グロシンベース、ブリリアントスピリット。

ザボンシュバルツＸ、セレスシュバルッＲＧ、銅フタロ
シアニン染料などの染料１合金染料があり、その他Ｃ，
！、ソルベントブラック１．２．３，５，７゜Ｃ，ｔ、
アシッドブラック１２３．２２，２３．８，４２．４３
．オイルブラック（Ｃ，１，６１５０）　、スビロンブ
ラックなどの染料、第４級アンモニウム塩。

ナフテン酸金属塩、脂肪酸もしくは樹脂酸の金属石ケン
、コロイダルシリカ等がある。

磁性粉としては、各種のフェライト、マグネタイト、ヘ
マタイト等の鉄、亜鉛、コバルト、ニッケル。

マンガン等の合金もしくは化合物等を使用することがで
きるが、その磁気的性質としては５ＫＯｅの磁場下にお
ける飽和磁化７０ｅｎｕ／ｇ以上、保持力２０００ｅ以
下のものが特に好ましい。これらの磁性粉は結晶形（立
方晶、正八面体、針状等）、不定形。

球形、米粒状形等すべて使用できる。また、目的によっ
ては分級したものであってもよいし、自体公知の表面処
理１例えば疎水処理あるいはシランカップリング剤処理
等を施したものであってもよい。

以下実施例によって本発明の詳細な説明する。実施例中
の「部」はすべて「Ｍ置部」を表わす。

実施例１ 下記の各構成成分から成るトナー原料をスーパーミキサ
ーにて予備混合した。

（組　成　１） ウレタン化合物Ａ（注１）　　　　　　　　　　１０部
スチレン−アクリル共重合樹脂（日本カーバイド工業製
、ＮＧ−６１５９）　　　　　　　　　　　５２部磁性
粉（戸田工業製、ＥＰＴ５００）　　　　３５部カーボ
ンブラック（キャボット社％、　Ｍｏｇｕｌ−Ｌ　）２
部 電荷制御剤（保土谷化学製、スピロンブランクＴＲＨ）
　　　　　　　　　　　　　　　　　１部注１）ウレタ
ン化合物Ａはジフェニレンメクンジイソシアネートとエ
チルアルコールを等モル反応させて得られたウレタン化
合物。分子量３４３；融点７８℃、ＤＳＣ測定による（
以下も同じ）。

これを２軸押出混練機にて加熱溶融混練し、冷却後。

衝突式気流粉砕機（日本ニューマチック工業製、ラボジ
ェット）にて粉砕し、気流分級機にて粒度を調節し、平
均粒子径１３．４μｍ（コールタ−カウンターＴΔ−■
型による）のトナーを得た。さらにトナー１００部に対
し、０．３部のコロイダルシリカ（日本アエロジル製、
Ｒ−９７２）を添加し、市販の複写機（キャノン製ＮＰ
−３００２）にて印字し未定着画像を取り出した。

また比較例としてウレタン化合物Ａを含まずスチレン−
アクリル共重合樹脂（日本カーバイド製、ＮＣ−６１５
９）を６２部とし、以下は全く組成１と同じ組成（組成
２）で同様な手順により平均粒子径１３．４μｍのトナ
ー粒子を得、同様に未定着画像を得た。

これらを温度調整可能な熱圧ロールにて定着したところ
、同様な定着強度を得るのに組成１で１５０℃であった
のに対し組成２では１７０℃であった。

実施例２ 平均粒子径１．５　ｖｍのガラスピーズが容積で６０％
充填された５リツトルのサンドミル中に予備混合した下
記の各々の組成物をギヤポンプによって２リツトル分の
速度で仕込みサンドミルを１０ｍ／秒の速度で回転して
混練を５回繰り返し１次の組成のトナー原料を試作した
。

ウレタン化合物Ａ　　　　　　　　　　　　　５８部磁
性粉（戸田工業製、ＥＰＴ５００）　　　　３５部カー
ボンブランク（キャボット社Ｗ＋　Ｍｏｇｕｌ−Ｌ　）
２部 電荷制御剤（オリエント化学製、ボントロンＮ［Ｌｌ）
５部 ジクロルメタン　　　　　　　　　　　　１４０部上記
トナー原料をスプレードライヤー（ヤマト科学製、パル
ビスＧＡ−３１）にて熱風乾燥し、気流分級機にて粒度
を調節して平均粒子径１３．３μｍ（コールタ−カウン
ター、ＴＡ−ＩＩ型による）のトナー粒子を得た。これ
にトナー１００部に対し、０．３部のプラス荷電性コロ
イダルシリカを添加し、市販の複写機くキャノン製ＮＰ
　　１５０２）にて印字し未定着画像を取り出した。こ
れを通常のフラッシュ光にて露光したところ９紙への浸
透性、定着性共極めて良好な印字物を得た。

実施例３ 実施例２においてウレタン化合物Ａに代えてヘキサメチ
レンジイソシアネートとエチルアルコールを等モル反応
させてえられるウレタン化合物（分子量２５６；融点８
５℃）を用いた他は実施例２と同様にしてトナー粒子を
得、以下実施例２と同様にして印字、定着したところ実
施例２とほぼ同様の良好な結果を得た。

〔発明の効果〕

本発明の粉体トナーは融点だ５０〜１５０℃の低分子量
化合物を結着剤として使用しているので、粉体トナーの
定着の際、融点温度において速やかに低分子量化合物が
熔融し、かつ粘度が急激に低下するので、ワラシュ定着
用粉体トナーの結着剤として有用である。

また、従来結着用樹脂として用いられている高分子量樹
脂に添加することにより、定着に要する温度を低下させ
ることができるので、省エネルギー化に貢献するもので
ある。

また、低分子量化合物の融点は５０℃以上であるので、
高温での貯蔵安定性および耐ブロッキング性にも優れる
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも着色剤と該着色剤の結着剤とを含んでな
   る粉体トナーにおいて、該結着剤として、水酸基もしく
   はアミノ基を少なくとも１個有する化合物とモノイソシ
   アネート化合物もしくはポリイソシアネート化合物を反
   応せしめるか、または上記水酸基もしくはアミノ基を２
   個以上有する化合物と上記モノイソシアネート化合物を
   反応せしめて得られる、融点が５０〜１５０℃の低分子
   量化合物を使用することを特徴とする上記粉体トナー。 ２、低分子量化合物の分子量が５００以下である特許請
   求の範囲第１項記載の粉体トナー。