JP2000010338A - トナー組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オイル塗布装置を必要とせず、透明性に優
れ、且つ広い定着温度域をもち耐オフセット性に優れた
トナーを得ること。 【解決手段】 長鎖アルキルアルコールまたはアミンも
しくはフルオロアルキルアルコールまたはアミンのうち
1種または2種以上（ａ）、不飽和多価カルボン酸または
その無水物（ｂ）および融点５０〜１５０℃の合成炭化
水素ワックス（ｃ）を反応させることによって得られる
ワックス状生成物、もしくはこれとフルオロアルキル化
合物、シロキサン化合物またはフルオロシロキサン化合
物とを遊離基存在下で反応させることによって得られる
付加生成物を含有したトナーとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式によ
るトナー、特にフルカラー画像形式に用いられるカラー
トナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真方式を用いた複写機やプ
リンターが普及してきているが、これに伴い複写機また
はプリンターの多機能化を目的として低エネルギー化、
高速化、あるいは定着ロールの簡素化による機械コスト
の低減などが望まれている。さらに複写機やプリンター
に使用される電子写真用トナーには定着温度が低く、耐
オフセット性にすぐれ、且つ定着強度の優れたものが望
まれている。

【０００３】一般に、フルカラー画像はマゼンダ、シア
ン、イエローおよびブラックの4種のトナーをそれぞれ
複数回に分けて転写材に加熱融解して転写し、画像を形
成するものであり、ここで用いられるトナーは加熱した
際の溶融性および混色性が良いことが必要であり、且つ
軟化点および溶融粘度が低いことが要求される。また、
原稿に忠実なカラー画像を得るため、シャープメルト性
が高いことが望まれるが、このようなシャープメルト性
トナーは定着ロールとの親和性が高くてオフセットが生
じやすく、また、カラー画像の定着装置においては転写
材上に複数のトナー層が形成されるために特にオフセッ
トしやすくなってしまう。

【０００４】ここで、このオフセット現象を防ぐ方法と
して従来、定着ローラーからのトナーの離型性を向上さ
せるため、離型剤としてシリコーンオイルのようなもの
を定着ローラーに塗布することが行われている。しかし
ながら、このようなオイル等の離型剤を用いた画像形成
方法では、本体の構成が複雑になることやオイル塗布に
よるロ−ラーの短寿命化などの問題が生じていた。

【０００５】さらに複写機の高級化にともない両面コピ
ー機や原稿自動送り装置を搭載した複写機が広く普及し
てきており、上記のオイルの如き離型剤をローラーに塗
布するシステムでは、２回目の定着時に先に定着してい
る画像のトナーの一部がオフセットしやすくなってしま
うといった問題も生じている。

【０００６】上記のような問題に対し、例えば特開平３
−５０５５９、特開平４−３６２９５３、特公平６−７
３０２３、特公平７−１０４６１６、特開平８−２２０
８０８で開示されているようにトナー中にワックス状の
離型剤を含有させ、オイル塗布を必要としないものが種
々提案されている。

【０００７】しかしながらこのようなトナーにおいて
は、離型性や定着後の透明性が不十分であり、さらにワ
ックスのバインダー樹脂との分散性や相溶性に問題があ
るためにトナー中の離型剤の含有量にばらつきが出てし
まい、これが定着性に悪影響を与えてしまうといった問
題も残されており、さらなる改善が待たれている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
における上記のような問題を解決しようとするものであ
り、透明性に優れ、且つ広い定着温度域をもち耐オフセ
ット性に優れたトナーを提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、長鎖ア
ルキルアルコールまたはアミンもしくはフルオロアルキ
ルアルコールまたはアミン（ａ）、不飽和多価カルボン
酸またはその無水物（ｂ）および融点５０〜１５０℃の
合成炭化水素ワックス（ｃ）とを反応させることによっ
て得られるワックス状生成物、またはこのワックス状生
成物とフルオロアルキル化合物、シロキサン化合物また
はフルオロシロキサン化合物とを遊離基存在下で反応さ
せることによって得られる付加生成物をトナー中に含有
させることにより、広い定着温度域をもち、かつ透明性
に優れたトナーを得ることができる。

【００１０】これにより、複写機の低エネルギー化はも
ちろんのこと、高速化や両面印刷時に起こるオフセット
を防止することができる。

【００１１】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１２】本発明におけるワックス状生成物は、不飽
和多価カルボン酸またはその無水物（ｂ）をアルコール
またはアミン類（ａ）を用いて修飾し、つぎにこれを遊
離基存在下で合成炭化水素ワックス（ｃ）に付加させる
か、もしくは先に遊離基存在下で合成炭化水素ワックス
（ｃ）に不飽和多価カルボン酸またはその無水物（ｂ）
を付加させてからアルコールやアミン類（ａ）と反応さ
せることによって得ることができる。ここで、合成炭化
水素ワックス（ｃ）としてα−オレフィン類を用いた場
合には不飽和多価カルボン酸またはその誘導体との反応
に遊離基を使用せずともよく、高温におけるエン反応も
利用することができる。また、上記３成分（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）の量的関係は特に限定されるものではな
いが、高い離型性能やバインダー樹脂への分散、相溶性
能を発揮させるため、合成炭化水素ワックス（ｃ）に対
して不飽和多価カルボン酸（ｂ）０．５〜１．５モル当
量、アルコールやアミン類（ａ）０．２〜３．０モル当
量使用することが好ましい。

【００１３】アルコールやアミン類（ａ）としては、例
えば、オクタノール、ドデカノール、ステアリルアルコ
ール、ノナコサノール、ペンタデカノール、Ｎ−メチル
ヘキシルアミン、ノニルアミン、ステアリルアミン、ノ
ナデシルアミンなどの長鎖アルキル鎖をもつものを使用
することができ、また２−（パーフルオロブチル）エタ
ノール、２−（パーフルオロヘキシル）エタノール、２
−（パーフルオロオクチル）プロパノール、１Ｈ，１
Ｈ，７Ｈ−ドデカフルオロヘプタノール、４，４−ヘキ
サフルオロイソプロピリデンジフェノール、２，２，
３，３，３−ペンタフルオロプロピルアミン、フルオロ
アニリンなどのフルオロアルコールやアミン類などの１
種または２種以上の混合物が使用できる。

【００１４】不飽和多価カルボン酸またはその無水物
（ｂ）としては、たとえばマレイン酸、無水マレイン
酸、イタコン酸、無水イタコン酸、シトラコン酸、無水
シトラコン酸などの１種または２種以上の混合物が使用
できる。アルコールやアミン類（ａ）を用いて修飾する
場合において、その反応性が優れている点から、無水物
が好ましい。

【００１５】本発明に使用する合成炭化水素ワックス
（ｃ）としては、ポリエチレンワックス、ポリプロピレ
ンワックス、フィッシャートロプシュワックス、α−オ
レフィンなどがあげられるが、上記のような反応を行っ
た場合、一部未反応のものが残り、融点が低く特に液状
のものを用いたときにはこの未反応物により定着ロール
の汚染やトナーのブロッキングが生じてしまう場合があ
り、一方、融点が高いワックス類を用いた場合には反応
生成物自体の融点が高くなり、低温における定着性が悪
くなってしまう。よって、本発明に使用する合成炭化水
素ワックスとしては融点が５０〜１５０℃のものが好ま
しい。

【００１６】遊離基を存在させる方法として有機過酸化
物を使用するが、ジターシャリーブチルパーオキサイ
ド、ターシャリーブチルハイドロパーオキサイド、ジク
ミルパーオキサイド、ターシャリーブチルクミルハイド
ロパーオキサイド、クミルハイドロパーオキサイド、
２，５−ジメチル−２，５−ジ（ターシャリーブチルパ
ーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ
（ターシャリーブチルパーオキシ）ヘキシン−３、ター
シャリーブチルパーオキシイソプロピルモノカルボナー
ト、１，１−ビス（ターシャリーブチルパーオキシ）
３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、メチルエチル
ケトンパーオキサイドなどの１種または２種以上の混合
物が使用できる。

【００１７】本発明において、遊離基存在下での付加に
使用できるフルオロアルキル化合物としては、例えば１
−メトキシ−（パーフルオロ−２−メチル−１−プロペ
ン）、へキサフルオロアセトン、３−パーフルオロオク
チル−１，２−エポキシプロパン、３−（１Ｈ，１Ｈ，
５Ｈ−オクタフルオロペンチルオキシ）−１，２−エポ
キシプロパン、３−（２，２，３，３−テトラフルオロ
プロポキシ）−１，２−エポキシプロパン、２−（パー
フルオロブチル）エチルブロマイド、パーフルオロオク
チルブロマイドなどの1種または2種以上の混合物が使用
できる。また、長いフルオロアルキル鎖をもつものほど
効果を発揮するものであるが、長いアルキル鎖を持つも
のほど反応性は低くなり、系内に未反応物が残ることと
なる。よって好ましくは沸点が２００℃以下で反応終了
後に容易に留去できるものが望ましい。

【００１８】また、ポリシロキサン化合物、フルオロシ
ロキサン化合物として、例えば下記の一般式で示される
さまざまな種類のものを使用することができる。

【００１９】

【化１】

【００２０】〔式中、ｍ，ｎは整数、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３
は水素、アルキル、フルオロアルキル、アルケニル、ア
ルキルエステル、アルキルエーテル、メタクリル、エポ
キシ基を示す。〕また、上記の一般式で示されるもの以
外にも、環状のシロキサン化合物も使用することができ
る。反応終了後、一部未反応のフルオロアルキル化合
物、シロキサン化合物、またはフルオロシロキサン化合
物が付加生成物中に残る場合があり、これがトナーの耐
ブロッキング性に悪影響を与えてしまうことが考えられ
る。よって好ましくは沸点が２００℃以下で反応終了後
に容易に留去できるものを使用することが望ましい。

【００２１】本発明では上記ワックス状生成物または付
加生成物をトナー１００重量部中に０．５〜２０重量
部、さらに好ましくは１〜１０重量部添加することによ
り、効力を発揮するものである。

【００２２】次に上記ワックス状生成物または付加生成
物を含有するトナーについて以下説明する。

【００２３】本発明に使用されるバインダー樹脂とし
て、トナー用に一般に使用されるポリエステル系樹脂を
含むさまざまな低軟化点熱可塑性樹脂を用いる事ができ
る。上記ワックス状生成物または付加生成物は各種バイ
ンダー樹脂への分散性が良好であり、トナー粉砕時にお
ける離型剤の離脱現象を防止することができる。また、
本発明におけるワックス状生成物または付加生成物は溶
融粉砕トナーに限定されるものではなく、重合トナーに
も使用することができる。

【００２４】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
料など従来知られているいかなる染顔料をも単独もしく
は混合して使用することができる。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３〜２０ｗｔ％である。

【００２５】荷電制御剤としてはできるだけ無色のもの
が好ましく、サリチル酸やサリチル酸誘導体などの亜鉛
塩などを使用することができる。

【００２６】外添剤としてはシリカ、アルミナ、チタニ
アなどの無機微粒子およびそれらを疎水化したもの、シ
リコーン樹脂、フッ素系樹脂などの有機微粒子、高級脂
肪酸の金属塩等の滑剤などがある。

【００２７】以上、これまで挙げたトナーの構成材料と
本発明によるワックス状生成物または付加生成物とを混
練してトナーとして評価した結果、低分子量ポリエチレ
ン、低分子量ポリプロピレンやカルナバワックスを離型
剤として配合したトナーに比べて透明性、低温における
定着性に優れたトナーを得ることができた。

【００２８】次に製造例、実施例および比較例をあげて
本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されるもの
ではない。

【００２９】

【実施例】

【００３０】 製造例１ 炭素数５０の末端アルコール型ワックス（ペトロライト
社製品、商品名ユニリン７００アルコール、分子量７０
０）１００重量部をフラスコに仕込み、１２０℃に加熱
した後、撹拌下でこれに無水マレイン酸（分子量９８）
２０重量部を添加し、１２０℃で２時間反応させた。つ
ぎにこれに融点９５℃のフィッシャートロプシュワック
ス（サゾール社製品、商品名サゾール・ワックスＨ１、
分子量６８０）１２０重量部を添加して１５０℃に加熱
し、ジクミルパーオキサイド（日本油脂製品、パークミ
ルＤ、分子量２７０）５重量部とキシレン１０重量部の
溶液を１時間かけて滴下後１時間熟成した。ついで減圧
下で溶媒や開始剤の分解生成物を留去して目的とするワ
ックス状生成物を得た。

【００３１】 製造例２ 第１級ステアリルアミン（花王製品、商品名ファーミン
８０、分子量２７０）１００重量部をフラスコに仕込
み、１２０℃に加熱した後、撹拌下でこれに無水マレイ
ン酸４０重量部を添加し、１２０℃で２時間反応させ
た。つぎにこれに融点９４．２℃のポリエチレンワック
ス（ペトロライト社製品、商品名ポリワックス６００、
分子量６００）３００重量部を添加して１５０℃に加熱
し、ターシャリーブチルパーオキシイソプロピルモノカ
ルボネート（日本油脂製品、パーブチルＩ、分子量１６
０）８重量部とキシレン２５重量部の溶液を１時間かけ
て滴下後１時間熟成した。ついで減圧下で溶媒や開始剤
の分解生成物を留去して目的とするワックス状生成物を
得た。

【００３２】 製造例３ 融点１０５℃のフィッシャートロプシュワックス（日本
精蝋製品、商品名ＦＴ−１００、分子量７００）１００
重量部をフラスコに仕込み、１５０℃に加熱した後、無
水マレイン酸１５重量部およびターシャリーブチルパー
オキシイソプロピルモノカルボネート５重量部とキシレ
ン２０重量部の溶液を１時間かけて滴下した。つぎに１
時間熟成した後、溶媒を減圧下で留去し、１−オクタノ
ール（分子量１３０）１０重量部を加えて１５０℃で６
時間撹拌した。

【００３３】つぎに上記で得たワックス状生成物１００
重量部に対して沸点１５３℃の液状シリコーン（信越化
学製品、商品名ＫＦ−９６Ｌ−１．０ＣＳ、分子量２４
０）１０重量部を添加し、これに１，１−ビス（ターシ
ャリーブチルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシク
ロヘキサン（日本油脂製品、パーヘキサ３Ｍ、分子量３
０３）７重量部を１５０℃で１時間かけて滴下した。滴
下終了後、１５０℃で１時間熟成し、溶媒および未反応
のシリコーン、開始剤の分解生成物等を減圧下で留去し
てワックス状のシリコーン付加物を得た。

【００３４】 製造例４ 製造例２で用いた融点９４℃のポリエチレンワックス１
００重量部をフラスコに仕込み、１５０℃に加熱した
後、無水マレイン酸１５重量部およびターシャリーブチ
ルパーオキシイソプロピルモノカルボネート５重量部と
キシレン２０重量部の溶液を１時間かけて滴下した。つ
ぎに１時間熟成した後、２，２，３，３，４，４，５，
５−オクタフルオロ−１−ペンタノール（分子量２３
２）１０重量部を加えて１５０℃で６時間撹拌し、溶媒
を減圧下で留去して目的とするワックス状生成物を得
た。

【００３５】 実施例１ 上記製造例１で得たワックス状生成物３重量部、ポリエ
ステル樹脂（Ｔｇ６２℃）９０重量部およびキナクリド
ン顔料１０重量部を２００℃で溶融混練し、冷却後に粉
砕分級し、平均粒子径１２μｍのトナーを得た。このト
ナーを１０ｇ／ｍ２処理されるようにＰＰＣ紙に塗布
し、ヒートロール温度を可変可能に改造した市販複写機
の定着部（ヒートロール径：２５ｍｍ、材質：フッ素樹
脂コート）に紙送り速度１２０ｍｍ／ｓｅｃにて送り、
定着可能な温度域を目視にて確認した。これにより得た
トナーの定着温度域は１５５〜１９０℃であった。ま
た、上記トナーをＯＨＰシートにヒートロール温度１９
０℃で定着させ、オーバーヘッドプロジェクターにて投
影してみたところ優れた透明性を有していた。

【００３６】 実施例２ 実施例１で使用したワックス状生成物を製造例２で得た
ものに変えた以外は実施例１と同様の評価を行った。こ
こで得たトナーの定着温度域は１６０〜１９０℃であ
り、透明性は実施例１と同等であった。

【００３７】 実施例３ 実施例１で使用したワックス状生成物を製造例３で得た
ものに変えた以外は実施例１と同様の評価を行った。こ
こで得たトナーの定着温度域は１４５〜１９０℃と実施
例１に比べてより低温での耐オフセット性に優れ、透明
性は同等であった。

【００３８】 実施例４ 実施例１で使用したワックス状生成物を製造例４で得た
ものに変えた以外は実施例１と同様の評価を行った。こ
こで得たトナーの定着温度域は１４５〜１９０℃であ
り、透明性は同等であった。

【００３９】 比較例１ 比較試料としてワックス状生成物の代わりにカルナバワ
ックス１号を用いた以外は実施例１と同様の評価を行っ
た。この時の透明性は実施例１と同等であったものの、
定着温度域は１８５〜１９０℃と実施例１、２に比べて
非常に狭く、これ以下の温度では定着ロールの汚染や基
材のロールへの巻き付きなどがみられた。

【００４０】 比較例２ ワックス状生成物の代わりに低分子量ポリプロピレンワ
ックス（三洋化成製品、商品名ビスコール５５０Ｐ）を
用いた以外は実施例１と同様の評価を行った。この時の
定着温度域は１５５℃から１９０℃と実施例１と同様で
あったが、透明性に劣る結果となった。

【００４１】

【発明の効果】本発明のワックス状生成物または付加生
成物をトナー中に含有させることにより、広い定着温度
域をもち耐オフセット性に優れ、且つ透明性に優れたト
ナーを得ることができる。よって、このトナーを用いる
電子写真システムはオイル塗布装置を必要とせず、機械
コストの削減、小型化を達成できる。また、透明性や定
着性、特に低温定着性に優れているため、低エネルギー
化、高速化に対応でき、カラートナーを用いるフルカラ
ー電子写真システムに最適である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長鎖アルキルアルコールまたはアミンも
   しくはフルオロアルキルアルコールまたはアミンのうち
   1種または2種以上（ａ）、不飽和多価カルボン酸または
   その無水物（ｂ）および融点５０〜１５０℃の合成炭化
   水素ワックス（ｃ）を反応させることによって得られる
   ワックス状生成物を含有することを特徴とする電子写真
   に適したトナー組成物。
2. 【請求項２】 請求項１で得られるワックス状生成物
   と、フルオロアルキル化合物、シロキサン化合物または
   フルオロシロキサン化合物とを遊離基存在下で反応させ
   ることによって得られる付加生成物を含有することを特
   徴とする電子写真に適したトナー組成物。
3. 【請求項３】 上記合成炭化水素ワックス（ｃ）がポリ
   エチレンワックス、ポリプロピレンワックス、フィッシ
   ャートロプシュワックス、α−オレフィンのいずれか１
   種または２種以上の混合物であることを特徴とする請求
   項１記載の電子写真に適したトナー組成物。
4. 【請求項４】 フルオロアルキル化合物が二重結合、カ
   ルボニル基またはエポキシ基などの官能基や他のハロゲ
   ン原子を含むものである請求項２記載の電子写真に適し
   たトナー組成物。
5. 【請求項５】 シロキサン化合物やフルオロシロキサン
   化合物が下記式 【化１】 〔式中、ｍ，ｎは整数、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は水素、アル
   キル、フルオロアルキル、アルケニル、アルキルエステ
   ル、フルオロアルキルエステル、アルキルエーテル、メ
   タクリル、エポキシ基を示す〕で示されるものである請
   求項２記載の電子写真に適したトナー組成物。