JPS6366563A - 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） 本発明は電子写真、イオノグラフィ−等における静電潜
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９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。結着剤の主成分ば、ポリスチレン系樹脂、ポ
リエステル系樹脂、ニボキシ系樹脂、ボリアクリル酸エ
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
ミングアンプ時間が長い。

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。

ウオーミングアツプ時間短縮に関してはフラッシュ定着
、ｆ４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
状である。

（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２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
て融点が５０℃以上１５０℃以下の低分子量エステル化
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
。

本発明の低分子量エステル化合物の概念は１例えば、下
記一般式で表されるが、必ずしもこのような構造に限定
されるものではない。

Ａ−Ｃｏｏ−Ｂ Ｂ−ＯＣＯ−Ａ−Ｃｏｏ−Ｂ Ａ−Ｃｏｏ−Ｂ−ＯＣＯ−Ａ Ｂ−ＯＣＯ−Ａ−Ｃｏｏ−Ｂ Ｃｏｏ−Ｂ Ａ−Ｃｏｏ−Ｂ−ＯＣＯ−Ａ 〇〇〇−Ａ （上記一般式において、Ａはカルボン酸残基を表し、Ｂ
はアルコール残基を表す。式中、Ａ、Ｂは。

同一であっても異なる残基であってもよい。）本発明の
低分子量エステル化合物は、１価もしくは多価カルボン
酸と１価アルコールまたは１価カルボン酸と多価アルコ
ールを縮合反応することにより得られるものである。

上記アルコール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程度の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
ルコール等の芳香族アルコール、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。

上記カルボン酸としてはギ酸、酢酸、プロピオン酸等飽
和脂肪酸が使用できるが、炭素数が少ない場合１分子量
の大きいアルコールもしくは多価アルコールとのエステ
ルである必要があり９分子量の小さなアルコールに対し
てはウンデシル酸、ラウリン酸。

トリデシル酸、ステアリン酸等炭素数が１０以上である
ことが望ましい、他にカルボン酸としてはマレイン酸、
アクリル酸２、クロトン酸、オレイン酸、エライジン酸
、セトレイン酸、ブラシジン酸、ソルビン酸等の不飽和
脂肪酸、安息香酸、サリチル酸、フタル酸、テレフタル
酸、ケイ皮酸、アントラニル酸等芳香族カルボン酸とそ
の誘導体等広く選択できる。

本発明におけるエステル化合物は、エステル化棉合反応
は一般に知られているように有機溶剤中で加熱するが、
無溶剤で加熱してもよい。

本発明の熱溶融性エステル化合物は９分子量としては１
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１本発明の熱熔融性エステ
ル化合物は。

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０分子量が１５００以上になると
融点が１５０℃より高くなって１本発明の目的を達成で
きない場合がある。

本発明のエステル化合物は、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、熱溶融性エステル化合物。

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１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、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、リソールレツド。

ピラゾロンレッド、ウオソチャンレツドＣａ塩、ウオッ
チャンレッドＭｎ塩、レーキレフトＣ，レーキレッドＤ
、ブリリアントカーミン６Ｂ、ブリリアントカーミン３
Ｂ。

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、オイルブラックのような白色。

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、フエソトシュバルツー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、セレスシュバルツＲＧ、ｌｑフタロシアニン染
料などの染料９合金染料があり、その他Ｃ，１，ソルベ
ントブラック１，２，３．５．７゜Ｃ，１，アシフドプ
ランク１２３，２２．２３，８．４２．４３．オイルブ
ラック（Ｃ，１，６１５０）　、スピロンブラックなど
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７０ｅｍｕ／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、正へ面体、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ンプリング剤処理
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「正９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） エステル化合物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（
戸田工業層、ＥＰＴ５００）　　　　３５部カーボンブ
ラック（キャボット社製、　Ｍｏｇｕｌ−Ｌ　）２部 電荷制御剤（保土谷化学製、スピロンブランクＴＲＥ（
）　　　　　　　　　　　　　　　　　１部注１）エス
テル化合物Ａはヘプタデシルアルコールのフクル酸モノ
エステル。分子量３９０；融点６７℃、ＤＳＣ測定によ
る（以下も同じ）。

これを２軸押出混練喝にて加熱溶融混練し、冷却後。

衝突式気流粉砕機（日本ニューマチツク工業製。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ＴＡ−ｎ
型による）のトナーを得た。さらにトナ−１００部に対
し、０．３部のコロイダルシリカ（日本アニロジルｉＪ
、Ｒ−９７２）を添加し、市販の複写機（キャノン製Ｎ
Ｐ−３００２）にて印字し未定着画像を取り出した。

また比較例としてエステル化合物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　龍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９次の組成のトナー原料を試作した。

エステル化合物Ａ　　　　　　　　　　　　　５８部磁
性粉（戸田工業部、ＥＰＴ５００）　　　　３５部カー
ボンブラック（キャボソト社製＊　Ｍｏｇｕｌ−Ｌ　）
２部 電荷制御剤（オリエント化学製、ボントロン隘１）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１２．８μｍ（コールタ−カウン
ター、ＴＡ−ｎ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（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２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においてエステル化合物Ａに代えてオクタデカ
ンのジカルボン酸塩しメチルエステル（分子ｔｔ３７０
；融点６６℃）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。

実施例４ 実施例２においてエステル化合物へに代えてペンタエリ
スリットテトラステアレート（分子量１２００、融点５
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が５０〜１５０　’Ｃの低分
子量エステル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エス
テル化合物が溶融し、かつ粘度が急激に低下するので、
フラッ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、低分子量エステル化合物の融点は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、該結着剤として融点が５０〜１
   ５０℃の低分子量エステル化合物を使用することを特徴
   とする上記粉体トナー。 ２、低分子量エステル化合物の分子量が１５００以下で
   ある特許請求の範囲第１項記載の粉体トナー。 ３、低分子量エステル化合物が１分子中に１個ないし４
   個のエステル基を有する化合物である特許請求の範囲第
   １項記載の粉体トナー。 ４、低分子量エステル化合物が、１価もしくは多価カル
   ボン酸と１価アルコールまたは１価カルボン酸と多価ア
   ルコールを縮合反応することにより得られるものである
   特許請求の範囲第１項記載の粉体トナー。