JP2634308B2 - トナー用樹脂組成物及びトナー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電子写真等において、静電荷像の現像に使
用するトナー用樹脂組成物及びこの樹脂組成物を用いた
トナーに関する。

（従来の技術） 電子写真等において、静電荷像を現像する方式とし
て、乾式現像方式が多用されている。この乾式現像方式
では、樹脂にカーボンブラック等の着色剤を分散含有さ
せたトナーと呼ばれる微粉末に、鉄粉やガラスビーズ等
のキャリアーを混合した摩擦帯電性の微粉末現像剤が用
いられる。

通常、摩擦によって帯電したトナーは、電気的引力に
より感光体上の静電潜像に付着してトナー像が形成さ
れ、次いでこのトナー像が用紙上に転写され、トナーに
対して離型性を有する熱圧定着ローラーで定着されて永
久可視像とされる。

このような熱圧定着加熱ローラー定着法においては、
低い消費電力で且つ複写速度を上げるために、使用する
トナーには、低温定着性（トナーが低温で用紙に固着す
ること）、耐オフセット性（熱圧定着ローラーにトナー
が付着しこれが用紙に移らないこと）、耐ブロッキング
性（トナー粒子が凝集しないこと）等の性能が主に要求
される。

この種のトナーとして、バインダー樹脂に常温で固形
のアルコールを含有させたトナーが提案されている（例
えば、特開昭63−113558号公報参照）。また、バインダ
ー樹脂に低分子量ポリプロピレンを含有させたトナーも
提案されている（例えば、特公昭52−3304号公報参
照）。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上記従来のトナーにあって、上記の三つの
主な性能をバランス良く全て充足させることは困難であ
る。例えば、前者のトナーは、特に耐オフセット性が充
分でない。また、後者のトナーは、特に低温定着性が充
分でない。さらに、いずれのトナーにおいても耐ブロッ
キング性に問題が生じる場合もある。

本発明は、上記の問題を解決するものであり、その目
的とするところは、低温定着性、耐オフセット性及び耐
ブロッキング性のいずれにも優れるトナー用樹脂組成物
及びトナーを提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明のトナー用樹脂組成物は、重量平均分子量４〜
40万、ガラス転移点65℃以上のビニル系重合体100重量
部と、炭素数15〜90、融点90℃以下の脂肪族アルコール
を少なくとも90重量％含有する脂肪族アルコール５〜20
重量部と、25℃での針入度４以下のポリオレフィンワッ
クス２〜７重量部とを主要成分として含有することを特
徴とする。

また、本発明のトナーは、上記トナー用樹脂組成物を
含有することを特徴とする。

本発明に用いるビニル系重合体としては、スチレン系
モノマーと（メタ）アクリル酸エステル系モノマーの共
重合体をはじめ、スチレン系モノマーの単独重合体、
（メタ）アクリル酸エステル系モノマーの単独重合体が
好ましい。

スチレン系モノマーとしては、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−ドデシルスチレン、ｐ−メト
キシスチレン、ｐ−フェニスチレン、ｐ−クロロスチレ
ン、3,4−ジクロロスチレン等が挙げられる。これ等の
中でもスチレンが好ましい。

（メタ）アクリル酸エステル系モノマーとしては、
（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチ
ル、（メタ）アクリル酸プロピル、（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ｎ−オクチル、（メタ）アクリル酸ドデシ
ル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）
アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸ステアリル、
（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチル、（メタ）ア
クリル酸ジエチルアミノエチル、α−クロロアクリル酸
メチル等が挙げられる。これ等の中でも、（メタ）アク
リル酸メチル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メ
タ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸２−エチ
ルヘキシルが好ましい。

また、このようなビニル系モノマーに、（メタ）アク
リル酸、α−エチルアクリル酸、クロトン酸、イソクロ
トン酸、β−メチルクロトン酸、フマル酸、マレイン
酸、イタコン酸；琥珀酸モノ（メタ）アクリロイルオキ
シエチルエステル、琥珀酸モノ（メタ）アクリロイルオ
キシプロピルエステル、グルタル酸モノ（メタ）アクリ
ロイルオキシエチルエステル、フタル酸モノ（メタ）ア
クリロイルオキシエチルエステル、フタル酸モノ（メ
タ）アクリロイルオキシプロピルエステル；（メタ）ア
クリロニトリル、（メタ）アクリルアミド；その他、酢
酸ビニル、塩化ビニル、エチレン等のビニル系モノマー
を共重合してもよい。

本発明に用いる上記のビニル系重合体は、溶液重合、
懸濁重合、乳化重合及び塊状重合など従来公知の重合方
法により製造することができる。

また、本発明に用いるビニル系重合体は、重量平均分
子量が４〜40万、ガラス転移点が65℃以上である。ここ
で、重量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグ
ラフィー（GPC）により測定した値である。また、ガラ
ス転移点は示差走査熱量計（DSC）により測定した値で
ある。ビニル系重合体の重量平均分子量が４万未満では
耐オフセット性が悪くなり、逆に重量平均分子量が40万
を超えると低温定着性が悪くなる。また、ガラス転移点
が65℃未満ではトナーの耐ブロッキング性が悪くなる。

さらに、本発明においては、炭素数が15〜90で融点が
90℃以下の脂肪族アルコールを用いる。炭素数が14以下
の脂肪族アルコールを用いると、ビニル系重合体との相
溶性が増しビニル系重合体が可塑化され、トナーの耐ブ
ロッキング性が悪くなる。また、炭素数が91以上或いは
融点が90℃を超えると、その融点粘度が高くなるためト
ナーの低温定着性が悪くなる。

このような脂肪族アルコールとしては、ペンタデカノ
ール、ヘキサデカノール、ヘプタデカノール、オクタデ
カノール、ノナデカノール、エイコサノール、ドコサノ
ール、テトラコサノール、ヘキサコサノール、オクタコ
サノール、トリアンコサノール、ドトリアンコサノー
ル、及び日本精蟻社製のNSP−9210（アルコール型ワッ
クス）が挙げられる。

このような脂肪族アルコールは、通常、不純物として
炭素数が14以下の脂肪族アルコールを多少含有してい
る。本発明に用いる上記の脂肪族アルコール中に、炭素
数が14以下の脂肪族アルコールが10重量％よりも多く含
有されていると、ビニル系重合体との相溶性が増しビニ
ル系重合体が可塑化され、トナーの耐ブロッキング性が
悪くなる。それゆえ、本発明においては、炭素数が15〜
90で融点が90℃以下の脂肪族アルコールを少なくとも90
重量％含有する脂肪族アルコールを用いる。

また、このような脂肪族アルコールは、ビニル系重合
体100重量部に対して５〜20重量部、の範囲で配合され
る。脂肪族アルコールの配合量が５重量部未満では、ト
ナーの低温定着性が殆ど向上しない。逆に、20重量部を
超えると充分な帯電が得られない。

さらに、本発明においては、25℃での針入度が４以下
のポリオレフィンワックスを用いる。ポリオレフィンワ
ックスとしては、ポリプロピレンワックス、ポリエチレ
ンワックス、ポリブテン−１ワックス等が挙げられる。
ここで、針入度は、JIS K 2235に準拠して測定（温度25
℃、全荷重100g、時間５秒で測定）した値である。この
針入度が４を超えるとトナーの耐ブロッキング性が悪く
なる。

このようなポリオレフィンワックスは、ビニル系重合
体100重量部に対して２〜７重量部の範囲で配合され
る。ポリオレフィンワックスの配合量が２重量部未満で
は耐オフセット性が充分に得られない。逆に、７重量部
を超えるとトナーよりポリオレフィンワックスが遊離し
易くなり、感光ドラムを汚すことになる。

本発明において、トナー用樹脂組成物及びトナーを製
造するには、ビニル系重合体に脂肪族アルコールとポリ
オレフィンワックスとを配合し、これをロールミル、ニ
ーダー、押出機等を用いて適当な温度で溶融混練し、冷
却して微粉砕する方法や、脂肪族アルコールの存在下で
ビニル系モノマーを溶液重合させた後、ポリオレフィン
ワックスを系内に投入して撹拌し、その後溶剤を留去
し、これをロールミル、ニーダー、押出機等を用いて適
当な温度で溶融混練し、冷却して微粉砕する方法等が好
適に採用される。

なお、本発明のトナー用樹脂組成物及びトナーには、
本発明の目的を達成し得る範囲内で、ポリスチレン、ポ
リ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリアミド樹脂、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリエステル樹脂、アクリ
ル樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂、その他のトナー用添加
剤が配合されていてもよい。

（作用） 本発明のトナー用樹脂組成物及びトナーは、主要成分
として、特定のビニル系重合体と特定の脂肪族アルコー
ルと特定のポリオレフィンワックスとを特定割合で含有
し、このビニル系重合体によりトナーに要求される基本
的性能が得られる。そして、脂肪族アルコールは、加熱
により速やかに溶融してトナーの用紙に対する融着温度
を低下させ、またポリオレフィンワックスは加熱により
速やかに溶融してトナーの定着ロールに対する離型性を
向上させる。さらに、脂肪族アルコールはトナー中のポ
リオレフィンワックスの遊離を防ぎ、トナーが感光ドラ
ムに付着し汚れるのを防止する。

（実施例） 以下、本発明の実施例及び比較例を示す。

実施例１ ビニル系重合体の製造 ３のセパラブルフラスコにトルエン900gを入れ、さ
らに炭素数14以下の脂肪族アルコールを0.5重量％以下
含有するドコサノール75gを入れ、気相を窒素ガスで置
換した後、この系をトルエンの沸点まで加温した。トル
エンの還流が起きた状態で撹拌しながら、スチレン400
g、メタクリル酸メチル50g、アクリル酸ｎ−ブチル50g
及び重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル1gを
溶解した混合物を2.5時間かけて滴下しながら溶液重合
を行った。

滴下終了後、さらにトルエンの沸騰する温度で撹拌し
ながら、10時間熟成した。その後、系の温度を180℃ま
で徐々に上げながら、減圧下にトルエンを留去させて、
ドコサノールを含有するスチレン−メタクリル酸メチル
−アクリル酸ｎ−ブチル共重合体を製造した。

なお、上記のドコサノールを入れないこと以外は同じ
条件で得られるスチレン−メタクリル酸メチル−アクリ
ル酸ｎ−ブチル共重合体は、スチレン成分80重量％、メ
タクリル酸メチル成分10重量％、アクリル酸ｎ−ブチル
成分10重量％からなり、重量平均分子量７万、ガラス転
移点67℃である。

トナー用樹脂組成物及びトナーの製造 上記のドコサノールを含有するスチレン−メタクリル
酸メチル−アクリル酸ｎ−ブチル共重合体を、窒素ガス
で置換したニーダーで160℃で10分間混練した後、これ
を冷却して粉砕した。この粉砕物100重量部にカーボン
ブラック（MA−100:三菱化成社製）５重量部と針入度２
のポリプロピレンワックス４重量部とを溶融混練し、冷
却後粗粉砕し、さらにジェットミルで微粉砕して平均粒
度が約13〜15μｍのトナー粉末を作成した。このトナー
粉末に疎水性シリカ微粉末（Ｒ−972:日本アエロジル社
製）0.6重量部を添加してトナーを製造した。

トナーの性能評価 （１）耐ブロッキング性 トナー10gを100mlのサンプル瓶に採取し、これを50℃
の恒温槽中に16時間放置した後、パウダーテスター（ホ
ソカワミクロン社製）で耐ブロッキング性を評価した。
トナー粒子に凝集（ケーキ化）が認められない場合を○
で示し、凝集（ケーキ化）が認められる場合を×で示し
た。この条件で凝集（ケーキ化）が認められないものが
優れたトナーといえる。

（２）低温定着性 トナー４重量部を平均粒度が約50〜80μｍの鉄粉キャ
リアー96重量部と均一に混合して現像剤を作り、この現
像剤及び市販の電子写真複写機（富士ゼロックス3500）
を用いて低温定着性を評価した。

電子写真複写機の定着ロールの温度を変えて複写物を
得た。得られた複写物をタイプライター用消しゴムで摩
擦し、複写画の濃度が変化しない最低の定着ロール温度
を最低定着温度として示した。この温度が約160℃以下
のものが優れたトナーといえる。

（３）耐オフセット性 電子写真複写機の定着ロールの温度を変えて複写物を
得た。この場合、複写物を得た後に白紙を供給し、白紙
へのトナーの汚れを目視で判定した。白紙にトナーの汚
れが発生する最低の温度をオフセット発生温度として示
した。なお、この試験は定着ロールの耐熱性を考慮して
200℃で打ち切った。この温度が約200℃以上のものが優
れたトナーといえる。

（４）感光ドラムの汚れ 2000枚連続して複写を行った後、電子写真複写機の感
光ドラムの汚れ（画像のかぶりや画像濃度の低下の原因
となる）を目視で判定した。感光ドラムに汚れが認めら
れない場合を○で示し、汚れが認められる場合を×で示
した。なお、トナー粒子の荷電状態は安定であり、得ら
れた画像はかぶりが一切なく鮮明であった。以上の結果
をまとめて第１表に示す。

実施例２ ビニル系重合体として、スチレン成分70重量％、メタ
クリル酸メチル成分15重量％、アクリル酸ｎ−ブチル成
分15重量％からなり、重量平均分子量20万、ガラス転移
点68℃のスチレン−メタクリル酸メチル−アクリル酸ｎ
−ブチル共重合体を用いた。

上記のビニル系共重合体100重量部と、炭素数14以下
の脂肪族アルコールを0.5重量％以下含有するヘキサデ
カノール10重量部とを、窒素ガスで置換したニーダーで
160℃で10分間混練した後、これを冷却して粉砕した。
この粉砕物100重量部にカーボンブラック（MA−100:三
菱化成社製）５重量部と針入度２のポリプロピレンワッ
クス４重量部とを溶融混練し、冷却後粗粉砕し、さらに
ジェットミルで微粉砕して平均粒度が約13〜15μｍのト
ナー粉末を作成した。このトナー粉末に疎水性シリカ微
粉末（Ｒ−972:日本アエロジル社製）0.6重量部を添加
してトナーを製造した。

このトナーについて、その性能を実施例１と同様にし
て評価した。その結果を第１表にまとめて示す。

実施例３ ビニル系重合体として、重量平均分子量４万、ガラス
転移点90℃のポリスチレン100重量部を用いた。また、
脂肪族アルコールとして、炭素数14以下の脂肪族アルコ
ールを0.5重量％以下含有するドトリアンコンタノール2
0重量部を用いた。また、ポリオレフィンワックスとし
て、針入度２のポリエチレンワックス６重量部を用い
た。それ以外は、実施例２と同様に行った。その結果を
第１表にまとめて示す。

比較例１ ポリプロピレンワックスを全く用いないこと以外は、
実施例２と同様に行った。その結果を第１表にまとめて
示す。

比較例２ ドトリアンコンタノールを全く用いないこと以外は、
実施例３と同様に行った。その結果を第１表にまとめて
示す。

比較例３ ビニル系重合体として、重量平均分子量50万、ガラス
転移点80℃のスチレン−メタクリル酸メチル−アクリル
酸ｎ−ブチル共重合体を用いた。それ以外は、実施例２
と同様に行った。その結果を第１表にまとめて示す。

比較例４ ビニル系重合体として、重量平均分子量１万、ガラス
転移点55℃のスチレン−メタクリル酸メチル−アクリル
酸ｎ−ブチル共重合体を用いた。それ以外は、実施例２
と同様に行った。その結果を第１表にまとめて示す。

比較例５ 脂肪族アルコールとして、炭素数14以下の脂肪族アル
コールを15重量％含有するドコサノールを用いた。それ
以外は、実施例１と同様に行った。その結果を第１表に
まとめて示す。

比較例６ 脂肪族アルコールとして、炭素数14以下の脂肪族アル
コールを0.5重量％以下含有する炭素数約100の脂肪族ア
ルコールを用いた。また、ポリプロピレンワックス４重
量部を20重量部に変更した。それ以外は、実施例１と同
様に行った。その結果を第１表にまとめて示す。

（発明の効果） 上述の通り、本発明のトナー用樹脂組成物及びトナー
は、主要成分として、重量平均分子量４〜40万、ガラス
転移点65℃以上のビニル系重合体100重量部と、炭素数1
5〜90、融点90℃以下の脂肪族アルコールを少なくとも9
0重量％含有する脂肪族アルコール５〜20重量部と、25
℃での針入度４以下のポリオレフィンワックス２〜７重
量部とを含有し、このような特定の範囲において、低温
定着性、耐オフセット性、耐ブロッキング性のいずれに
も優れ、さらに感光ドラムの汚れが防止される。また、
トナー粒子の荷電状態は安定であり、得られた画像はか
ぶりが一切なく鮮明である。

したがって、本発明のトナー用樹脂組成物及びトナー
は、低速から高速に亘る熱圧ローラー定着方式の電子写
真複写機に好適に使用され得る。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重量平均分子量４〜40万、ガラス転移点65
   ℃以上のビニル系重合体100重量部と、炭素数15〜90、
   融点90℃以下の脂肪族アルコールを少なくとも90重量％
   含有する脂肪族アルコール５〜20重量部と、25℃での針
   入度４以下のポリオレフィンワックス２〜７重量部とを
   主要成分として含有するトナー用樹脂組成物。
2. 【請求項２】請求項１記載のトナー用樹脂組成物を含有
   するトナー。