| 【発明の名称】 |
トナー |
| 【発明者】 |
【氏名】稲垣 元司
【氏名】中村 純也
【氏名】原田 陽子
【氏名】杉浦 将
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| 【要約】 |
【課題】トナーの保存中の耐ブロッキング性と低温定着性に優れたトナーの提供。
【解決手段】結着樹脂にスチレン系樹脂と１２−ヒドロキシステアリン酸０．５〜１０重量％とを含有することにより、トナーの保存中のブロッキング性を改良し、低温定着性の良いトナーが提供できた。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 １２−ヒドロキシステアリン酸を含有することを特徴とするトナー。
【請求項２】 １２−ヒドロキシステアリン酸の含有量が０．５〜１０質量％であることを特徴とする請求項１記載のトナー。
【請求項３】 結着樹脂としてスチレン系樹脂を含有することを特徴とする請求項１または２記載のトナー。
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【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、静電記録法、静電印刷法等において、静電荷像または磁気潜像の現像に用いられるトナーに関するものであり、さらに詳しくは低温定着性に優れたトナーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子写真法、静電印刷法による代表的な画像形成工程は、光電導性絶縁層を一様に帯電させ、その絶縁層を露光させた後、露光された部分上の電荷を消散させることによって電気的な潜像を形成し、該潜像に電荷を持った微粉末のトナーを付着させることにより可視化させる現像工程、得られた可視像を転写紙等の転写材に転写させる転写工程、加熱あるいは加圧により永久定着させる定着工程からなる。
【0003】このような電子写真法あるいは静電印刷法に使用されるトナーとしては、上記各工程において様々な性能が要求される。例えば、コピー機及びプリンター内での保存中にトナーがブロッキングしない耐ブロッキング性が要求され、現像工程においては、電気的な潜像にトナーを付着させるために、トナーは温度、湿度等の周囲の環境に影響されることなくコピー機及びプリンターに適した帯電量を保持しなくてはならない。
【0004】また、熱ローラー定着方式による定着工程においては、熱ローラーに溶融トナーが付着しない非オフセット性や、トナーの紙への低温定着性が良好でなくてはならない。近年、コピー機及びプリンターの省エネルギー化、高速化が急速に進む中で、特にトナーの定着特性に対する要求は年々厳しくなってきており、種々の検討が行われている。
【0005】例えば、特開昭６２−１９５６８３号公報には、ホットオフセット（熱ローラーへの溶融トナー付着）を防止するために、低分子ワックスを添加することが記載されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法では、ホットオフセットの抑制は可能であるが、低温定着性を向上させることは困難であるという問題点があった。
【0007】本発明は、この問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、低温定着性に優れたトナーを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】発明者らは、上記問題を解決することを目的として鋭意検討した結果、トナー中に１２−ヒドロキシステアリン酸を含有させることによって、トナーの低温定着性が向上することを見い出し、本発明を完成した。
【0009】すなわち、本発明は、１２−ヒドロキシステアリン酸を含有することを特徴とするトナーに関するものである。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明において、トナー中における１２−ヒドロキシステアリン酸の含有量は、０．５〜１０質量％の範囲であることが好ましい。これは、含有量を０．５質量％以上とすることによって、得られるトナーに優れた低温定着性を付与することができる傾向にあり、１０質量％以下とすることによって、得られるトナーの耐ブロッキング性が良好となる傾向にあるためである。より好ましくは、０．５〜５質量％、さらに好ましくは０．５〜３質量％の範囲である。
【0011】１２−ヒドロキシステアリン酸のトナーへの添加方法は特に限定されるものでなく、トナーの構成成分である結着樹脂やその他の材料の混練時、押し出し機等に所定量投入して混練すればよい。
【0012】本発明のトナーに使用される結着樹脂としては、ポリエステル系樹脂、スチレン−（メタ）アクリル系樹脂が挙げられるが、スチレン系樹脂が好ましい。これは、スチレン系樹脂を結着樹脂とした場合、１２−ヒドロキシステアリン酸を添加してもトナーのＴｇの低下が少なく、トナーの耐ブロッキング性を損ねない傾向にあるためである。
【0013】本発明において、結着樹脂として好適に使用されるスチレン系樹脂は、構成成分としてスチレン系単量体又はスチレン系単量体と（メタ）アクリル酸エステル系単量体を必須成分とするものである。
【0014】スチレン系単量体としては、例えば、スチレン、ｏ−メチルスチレン、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−ヘキシルスチレン、ｐ−ｎ−オクチルスチレン、ｐ−ｎ−ノニルスチレン、ｐ−ｎ−デンシルスチレン、ｐ−ｎ−ドデシルスチレン、ｐ−フェニルスチレン、３，４−ジシクロスチレン等を挙げることができ、（メタ）アクリル酸エステル系単量体としては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸２−エチルへキシル、（メタ）アクリル酸ステアリル等を挙げることができる。これら単量体は、必要に応じて適宜選択して使用することができるが、中でも、スチレンやｎ−ブチル（メタ）アクリレートが好ましい。
【0015】また、上述のスチレン系単量体と（メタ）アクリル酸エステル系単量体以外の単量体も必要に応じてスチレン系樹脂の構成成分として使用することができる。
【0016】例えば、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジブチル等の不飽和ジカルボン酸ジエステルアクリル酸、メタアクリル酸、ケイヒ酸等の不飽和モノカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノブチル、フマル酸モノメチル、フマル酸モノエチル、フマル酸モノブチル等の不飽和ジカルボン酸モノエステル等のカルボン酸含有ビニル系単量体を挙げることができる。
【0017】スチレン系樹脂の構成成分である単量体の共重合比率は特に限定されるものでないが、得られる結着樹脂のＴｇ（ガラス転移温度）が好ましくは４０〜７０℃の範囲、更に好ましくは５０〜６５℃の範囲となるように選定すればよい。これは、トナー用バインダー樹脂のＴｇを４０℃以上とすることによって、得られるトナーの耐ブロッキング性が良好となり、７０℃以下とすることによって、得られるトナーの定着性が良好となる傾向にあるためである。なお、ＴｇはＤＳＣ法等の方法で測定することができる。
【0018】本発明のトナーの結着樹脂として好適に使用されるスチレン系樹脂の製造方法は特に限定されるものではなく、例えば、得られるトナーの臭気の観点から、残存する単量体および溶剤が結着樹脂中に５００ｐｐｍ以下となる方法で製造することができる。例えば、乳化重合法、懸濁重合法、塊状重合法、溶液重合法により製造することができ、これら種々の重合法で製造された樹脂を混合して製造することもできる。
【0019】また、本発明のトナーのＴｇは、４０〜７０℃の範囲であることが好ましい。これは、トナーのＴｇを４０℃以上とすることによって、得られるトナーの耐ブロッキング性が良好となり、７０℃以下とすることによって、得られるトナーの定着性が良好となる傾向にあるためである。好ましくは４５〜７０℃の範囲、更に好ましくは５０〜６５℃の範囲である。
【0020】本発明のトナーは、定着温度下限が１３０℃程度であり低温定着性に優れ、定着温度上限が２２０℃以上であり非ホットオフセット性にも優れ、広い定着温度領域を有するものである。
【0021】本発明のトナーは、磁性、非磁性、１成分、２成分の種類に関わらず広く使用することができる。また、非オフセット性付与などの目的で、既知のワックス等を添加剤としてさらに適宜添加することができる。ワックスの種類に限定はないが、ポリオレフィンワックス、特に低分子量ポリオレフィンワックスが好ましい。ワックス類の添加量は、トナーに対して０．５〜５質量％の範囲が好ましい。これは、ワックス類添加量を０．５質量％以上とすることによって、得られるトナーの非オフセット性が向上する傾向にあり、５質量％以下とすることによって、得られるトナーの流動性が良好になる傾向にあるためである。より好ましくは、１〜３質量％の範囲である。
【0022】本発明のトナーには、上述のワックス以外に、必要に応じて着色剤、荷電制御剤、磁性粉等を添加することができる。
【0023】また、本発明のトナーは、例えば、１２−ヒドロキシステアリン酸と上述の結着樹脂や添加剤等の混合物を二軸押出機等の混練機を用いて、温度８０〜２００℃程度の範囲で混練した後、ジェットミル等を用いて微粉砕、分級を行うことによって製造することができる。得られたトナー粒子は、平均粒径が５〜１５μｍ程度であることが好ましい。
【0024】
【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明する。
【0025】なお、定着温度領域、耐ブロッキング性、ガラス転移温度（Ｔｇ）は以下の方法で評価した。
【0026】（１）定着温度領域市販複写機ＰＲＥＭＡＧＥ２５１（ＴＯＳＨＩＢＡ社製）により得られた未定着画像を、ローラー温度可変の定着試験機を用いて評価した。定着試験機のプロセススピード５０ｍｍ／ｓｅｃの条件で得られた定着画像を砂消しゴム（ＪＩＳ５１２）で９回擦り、その前後での画像濃度をマクベス濃度計で測定した。濃度の低下が２０％未満である最低温度を定着温度領域の下限値とし、ホットオフセットが発生する最低温度を定着温度領域の上限値とした。
【0027】なお、定着温度領域の下限値から、トナーの低温定着性を以下のように判断した。
（定着温度領域の下限値）
・１４５℃未満：低温定着性が非常に優れる・１４５℃以上１５５℃未満：低温定着性に優れる・１５５℃以上１６５℃未満：低温定着性はやや劣るが実用可能・１６５℃以上：低温定着性に劣る【0028】（２）耐ブロッキング性トナーをガラス瓶に入れ５０℃の条件下に１６時間放置し、トナーのブロッキングの状態を目視により評価した。
【0029】（３）ガラス転移温度サンプルを１００℃まで昇温した後、ＤＳＣ（セイコー電子製、ＤＳＣ２２システム）を用い、昇温速度１０／ｍｉｎの条件下で測定したショルダー値で示した。
【0030】（合成例１）スチレン７５質量部、ｎ−ブチルアクリレート２５質量部、ジビニルベンゼン０．４８質量部、ベンゾイルパーオキサイド３質量部を部分鹸化ポリビニルアルコール０．１質量部を溶解した脱イオン水２００質量部に添加し、８５℃に昇温後、懸濁重合を８時間行い、重合を完結した。次いで、濾別、水洗、乾燥を行いスチレン−（メタ）アクリル系樹脂（Ａ）を得た。得られた樹脂（Ａ）のＴｇは、５４℃であった。
【0031】（合成例２）スチレン６４質量部、ｎ−ブチルアクリレート１６質量部、２，２ビス（４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキシル）プロパン（化薬アクゾ社製「パーカドックス１２」）０．０３２質量部を混合し、部分鹸化ポリビニルアルコール０．２質量部を溶解した脱イオン水２００質量部に添加し、１３０℃に昇温後、懸濁重合を２．５時間行い、４０℃まで冷却した。次いで、スチレン１６質量部、ｎ−ブチルアクリレート４質量部、ベンゾイルパーオキサイド４質量部、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート１質量部を分散液中に投入し、１３０℃まで昇温し、２時間懸濁重合を行い、重合を完結した。その後濾別、水洗、乾燥を行いスチレン−（メタ）アクリル系樹脂（Ｂ）を得た。得られた樹脂（Ｂ）のＴｇは、６２℃であった。
【0032】（実施例１）樹脂（Ａ）９２．５質量部、１２−ヒドロキシステアリン酸０．５質量部、カ−ボンブラック（三菱化学社製＃４０）４質量部、荷電制御剤（オリエント化学社製ボントロンＳ−３４）１質量部、ポリプロピレンワックス（三洋化成社製６６０Ｐ）２質量部を、２軸押出し機を用いて、１９０℃で溶融混練した。次いで、ジェットミル粉砕機で粉砕し、分級して平均粒子径１０μｍ、Ｔｇ５７℃のトナーを得た。得られたトナーの耐ブロッキング性は良好であった。得られたトナーの定着温度領域は１６０〜２４０℃であった。
【0033】（実施例２）樹脂（Ａ）９２質量部、１２−ヒドロキシステアリン酸１質量部、カーボンブラック（三菱化学社製＃４０）４質量部、荷電制御剤（オリエント化学社製ボントロンＳ−３４）１質量部、ポリプロピレンワックス（三洋化成社製６６０Ｐ）２質量部を、２軸押出し機を用いて、１９０℃で溶融混練した。次いで、ジェットミル粉砕機で粉砕し、分級して平均粒子径１０μｍ、Ｔｇ５７℃のトナーを得た。得られたトナーの耐ブロッキング性は良好であった。得られたトナーの定着温度領域は１５５〜２４０℃であった。
【0034】（実施例３）樹脂（Ａ）９０質量部、１２−ヒドロキシステアリン酸３質量部、カーボンブラック（三菱化学社製＃４０）４質量部、荷電制御剤（オリエント化学社製ボントロンＳ−３４）１質量部、ポリプロピレンワックス（三洋化成社製６６０Ｐ）２質量部を、２軸押出し機を用いて、１９０℃で溶融混練した。次いで、ジェットミル粉砕機で粉砕し、分級して平均粒子径１０μｍ、Ｔｇ５６℃のトナーを得た。得られたトナーの耐ブロッキング性は良好であった。得られたトナーの定着温度領域は１４５〜２４０℃であった。
【0035】（実施例４）樹脂（Ａ）８８質量部、１２−ヒドロキシステアリン酸５質量部、カーボンブラック（三菱化学社製＃４０）４質量部、荷電制御剤（オリエント化学社製ボントロンＳ−３４）１質量部、ポリプロピレンワックス（三洋化成社製６６０Ｐ）２質量部を、２軸押出し機を用いて、１９０℃で溶融混練した。次いで、ジェットミル粉砕機で粉砕し、分級して平均粒子径１０μｍ、Ｔｇ５４℃のトナーを得た。得られたトナーは極くわずかなブロッキングが確認されたが、使用可能なレベルであった。得られたトナーの定着温度領域は１４０〜２４０℃であった。
【0036】（実施例５）樹脂（Ａ）９０質量部、１２−ヒドロキシステアリン酸５質量部、カーボンブラック（三菱化学社製＃４０）４質量部、荷電制御剤（オリエント化学社製ボントロンＳ−３４）１質量部を、２軸押出し機を用いて、１９０℃で溶融混練した。次いで、ジェットミル粉砕機で粉砕し、分級して平均粒子径１０μｍ、Ｔｇ５４℃のトナーを得た。得られたトナーは極くわずかなブロッキングが確認されたが、使用可能なレベルであった。得られたトナーの定着温度領域は１４０〜２３０℃であった。
【0037】（実施例６）樹脂（Ａ）８４質量部、１２−ヒドロキシステアリン酸９質量部、カーボンブラック（三菱化学社製＃４０）４質量部、荷電制御剤（オリエント化学社製ボントロンＳ−３４）１質量部、ポリプロピレンワックス（三洋化成社製６６０Ｐ）２質量部を、２軸押出し機を用いて、１９０℃で溶融混練した。次いで、ジェットミル粉砕機で粉砕し、分級して平均粒子径１０μｍ、Ｔｇ５３℃のトナーを得た。得られたトナーはややブロッキングが認められたが使用可能なレベルであった。得られたトナーの定着温度領域は１３５〜２４０℃であった。
【0038】（実施例７）樹脂（Ａ）７８質量部、１２−ヒドロキシステアリン酸１１質量部、カーボンブラック（三菱化学社製＃４０）４質量部、荷電制御剤（オリエント化学社製ボントロンＳ−３４）１質量部、ポリプロピレンワックス（三洋化成社製６６０Ｐ）２質量部を、２軸押出し機を用いて、１９０℃で溶融混練した。次いで、ジェットミル粉砕機で粉砕し、分級して平均粒子径１０μｍ、Ｔｇ５１℃のトナーを得た。得られたトナーは激しいブロッキングが認められたが辛うじて使用可能なレベルであった。得られたトナーの定着温度領域は１３５〜２２０℃であった。
【0039】（実施例８）樹脂（Ｂ）９２質量部、１２−ヒドロキシステアリン酸１質量部、カーボンブラック（三菱化学社製＃４０）４質量部、荷電制御剤（オリエント化学社製ボントロンＳ−３４）１質量部、ポリプロピレンワックス（三洋化成社製６６０Ｐ）２質量部を、２軸押出し機を用いて、１７０℃で溶融混練した。次いで、ジェットミル粉砕機で粉砕し、分級して平均粒子径１０μｍ、Ｔｇ６１℃のトナーを得た。得られたトナーの耐ブロッキング性は良好であった。得られたトナーの定着温度領域は１５０〜２４０℃であった。
【0040】（実施例９）樹脂（Ｂ）９０質量部、１２−ヒドロキシステアリン酸３質量部、カーボンブラック（三菱化学社製＃４０）４質量部、荷電制御剤（オリエント化学社製ボントロンＳ−３４）１質量部、ポリプロピレンワックス（三洋化成社製６６０Ｐ）２質量部を、２軸押出し機を用いて、１７０℃で溶融混練した。次いで、ジェットミル粉砕機で粉砕し、分級して平均粒子径１０μｍ、Ｔｇ６０℃のトナーを得た。得られたトナーの耐ブロッキング性は良好であった。得られたトナーの定着温度領域は１４０〜２４０℃であった。
【0041】（実施例１０）樹脂（Ｂ）８８質量部、１２−ヒドロキシステアリン酸５質量部、カーボンブラック（三菱化学社製＃４０）４質量部、荷電制御剤（オリエント化学社製ボントロンＳ−３４）１質量部、ポリプロピレンワックス（三洋化成社製６６０Ｐ）２質量部を、２軸押出し機を用いて、１７０℃で溶融混練した。次いで、ジェットミル粉砕機で粉砕し、分級して平均粒子径１０μｍ、Ｔｇ５８℃のトナーを得た。得られたトナーは極くわずかなブロッキングが確認されたが、使用可能なレベルであった。得られたトナーの定着温度領域は１３５〜２４０℃であった。
【0042】（比較例１）樹脂（Ａ）９３質量部、カーボンブラック（三菱化学社製＃４０）４質量部、荷電制御剤（オリエント化学社製ボントロンＳ−３４）１質量部、ポリプロピレンワックス（三洋化成社製６６０Ｐ）２質量部を、２軸押出し機を用いて、１９０℃で溶融混練した。次いで、ジェットミル粉砕機で粉砕し、分級して平均粒子径１０μｍ、Ｔｇ５７℃のトナーを得た。得られたトナーの耐ブロッキング性は良好であった。得られたトナーの定着温度領域は１７５〜２４０℃であった。
【0043】（比較例２）樹脂（Ｂ）９３質量部、カーボンブラック（三菱化学社製＃４０）４質量部、荷電制御剤（オリエント化学社製ボントロンＳ−３４）１質量部、ポリプロピレンワックス（三洋化成社製６６０Ｐ）２質量部を、２軸押出し機を用いて、１７０℃で溶融混練した。次いで、ジェットミル粉砕機で粉砕し、分級して平均粒子径１０μｍ、Ｔｇ６４℃のトナーを得た。得られたトナーの耐ブロッキング性は良好であった。得られたトナーの定着温度領域は１７０〜２４０℃であった。
【0044】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明によれば、低温定着性に優れたトナーを提供することができ、工業上極めて有用である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６０３５
【氏名又は名称】三菱レイヨン株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年４月１８日（２０００．４．１８） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３０５７７８（Ｐ２００１−３０５７７８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１１月２日（２００１．１１．２） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１１７０１９（Ｐ２０００−１１７０１９） |
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