【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は直接及び間接の電子写真用の乾式現像
剤に関するものである。
一般に電子写真法は静電気を利用し静電潜像に
摩擦帯電させた潜像と逆の電荷を有す現像剤粒子
(トナー)を電気的引力(クーロン力)により付
着させる方法(正現像)、又は潜像と同じ電荷を
有すトナーを磁気ブラシと記録面間の電界により
付着させる方法(反転現像)で直接又は間接的に
受像シート上にトナーを付着現像し、さらにトナ
ー粒子に溶剤蒸気を接触させる。加圧する・加熱
する等の方法により定着させて記録が完了する。
これらの定着方式のうち加熱ロール定着方式は発
熱体とトナー粒子の直接接触であり記録の高速度
化が可能である。反面熱ロールと受像シート上に
付着しているトナー粒子との接触によりトナー粒
子が受像シートに定着するだけでなく熱ロールへ
の付着が起り熱ロールが汚染され次の受像シート
に転写するいわゆるオフセツト現像という好まし
くない現像が発生する。又熱ロール上で融解した
トナー粒子の融着力により受像シートがロールに
巻き取られる問題が発生する。このためロール表
面はたとえばシリコンゴムや弗素系樹脂などの剥
離性の良い素材により形成され、さらにシリコン
オイルなどの剥離剤を塗布する方式が提案されて
いる。しかし剥離剤塗布方式では定着装置及び装
置の保守が複雑化するので耐オフセツト性の良い
トナーの開発が望まれている。
本発明の目的は電子写真用乾式現像剤として上
述した熱ロール定着方式におけるオフセツト性を
改良しさらに帯電性が良好で使用中も常に安定し
た帯電量を保持し鮮明でカブリのない画像の得ら
れる熱ロール定着用のトナーを提供するものであ
る。
本発明者らは鋭意検討の結果、結合剤樹脂の接
着活性化温度と熱溶融温度の格差は樹脂の分子
量、分子量分布および架橋構造などによつてその
温度格差が変化し部分的架橋構造を有すものが温
度格差が拡大し、定着温度とオフセツト温度との
温度領域が拡大しオフセツト性が改良されること
を見出し、特に架橋剤として不飽和ポリエステル
樹脂を用いて架橋構造を構成させた結合剤樹脂が
定着性を損うことなくオフセツト性を改良できる
ことを見い出し本発明に到達した。
即ち、本発明は結合剤樹脂と着色剤とを主成分
とする電子写真用乾式現像剤において、該結合剤
樹脂が、(イ)スチレン系単量体、(ロ)(メタ)アクリ
ル酸系単量体、(ハ)不飽和ポリエステル樹脂の共重
合体であつて、(ハ)を2〜5重量%含有したもので
あることを特徴とする電子写真用乾式現像剤を提
供するものである。
本発明に係る不飽和ポリエステル樹脂の製造の
ために使用される二塩基酸成分としては、マレイ
ン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸な
どの不飽和二塩基酸の少なくとも一種であり、コ
ハク酸、無水コハク酸、アジピン酸、無水フタル
酸、イソフタル酸、テレフタル酸などの飽和二塩
基酸を二塩基酸成分中の80モル%以下で使用する
ことができる。又本発明に係る不飽和ポリエステ
ル樹脂の製造のために使用されるグリコール成分
としてはエチレングリコール、ジエチレングリコ
ール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレング
リコール、ポロプロピレングリコール、2,2―
ビス(4―シクロヘキサノール)プロパン、4,
4―ビス(2―ヒドロキシエトキシフエニル)―
2,2―プロパン、4,4―ビス(2―ヒドロキ
シプロポキシフエニル)―2,2―プロパンなど
のポリエステル形成性グリコールの一種以上の任
意のものが挙げられる。さらに該不飽和ポリエス
テル樹脂の構成成分の一部に通常のポリエステル
化反応に使用される多塩基酸又は多価アルコール
を用いることもできる。
これらの不飽和ポリエステル構成成分のカルボ
キシル基の総和を(A)及びヒドロキシル基の総和を
(B)とした時、(A)に対し(B)が0.5ないし1.5当量、好
ましくは0.8ないし1.2当量の範囲で使用される。
本発明に係る不飽和ポリエステル樹脂を製造す
るためのポリエステル化反応は不活性ガス気流下
において上記二塩基酸成分と上記グリコール成分
を150℃ないし240℃に数時間加熱撹拌して行な
う。その時必要に応じて少量のシリコーン系消泡
剤及び不飽和二塩基酸の重合や酸化を禁止する日
的でハイドロキノンやパラメトキシフエノールな
どを添加する。反応は反応時の酸価、軟化点及び
溶融粘度などの指標により制御、追跡することが
できる。このようにして本発明に使用される不飽
和ポリエステル樹脂を製造することができる。
本発明に係る結合剤樹脂は部分架橋した共重合
体であつて、(イ)スチレン、α―メチルスチレン、
p―クロルスチレン、ビニルトルエンなどのスチ
レン系単量体、(ロ)アクリル酸、メタクリル酸、ア
クリル酸エステル、メタクリル酸エステルなどの
(メタ)アクリル酸系単量体、(ハ)前述の不飽和ポ
リエステル樹脂を共重合成分として得られる。こ
の結合剤樹脂を構成する成分の内(ハ)不飽和ポリエ
ステル樹脂は部分架橋構造を付与し、(イ)スチレン
系単量体は、樹脂の主骨核を形成し、(ロ)(メタ)
アクリル酸系単量体は樹脂の軟化点などの熱特性
の調節及び電荷の決定及び帯電量を調節する成分
となる。共重合成分中の不飽和ポリエステル樹脂
含量が2重量%未満では、本発明の目的であるオ
フセツト性を改良することができず、又5重量%
を超えると定着性が低下する。
(メタ)アクリル酸系単量体の使用量は(メ
タ)アクリル酸単量体の種類、希望する結合剤樹
脂の熱特性などにより大幅に変るが、通常結合剤
樹脂の5〜70重量%程度を占める量が使用され
る。また、この成分として通常の(メタ)アクリ
ル酸アルキルエステルのみを使用すると負帯電の
結合剤樹脂が得られ、第3級アミノ基を含む(メ
タ)アクリル酸エステル、例えばジメチルアミノ
エチル―(メタ)アクリレート、を使用すると正
帯電のものが得られる。
本発明の不飽和ポリエステル樹脂を架橋剤成分
としてスチレン系単量体及び(メタ)アクリル酸
系単量体を共重合し結合剤樹脂を製造する方法は
遊離基、陰イオン、陽イオン重合法の如き周知の
付加重合反応により行なわれる。
次に実施例により本発明を説明する。実施例に
示す組成割合はすべて重量部であらわすものであ
る。
実施例 1
フマル酸242部、4,4―ビス(2―ヒドロキ
シプロポキシフエニル)―2,2―プロパン726
部、ポリエチレングリコール(平均分子量1000)
31部、ハイドロキノン0.5部を窒素ガス気流中で
200℃で約7時間反応させ酸価20、軟化点90℃
(環球法)の不飽和ポリエステル樹脂を合成した。
撹拌装置、窒素導入管、温度計、還流用冷却管
および滴下ロートをそなえた反応器にキシレン
300部を仕込み温度を80℃に調節する。窒素気流
下にてスチレン800部、メタクリル酸n―ブチル
180部及びα,α′―アゾビスイソブチロニトリル
18部の混合液を4時間かけ滴下重合する。次いで
上記不飽和ポリエステル樹脂20部、キシレン20部
及びα,α′―アゾビスイソブチロニトリル2部の
混合液を2時間かけ滴下重合する。滴下終了後
120℃に昇温し4時間熟成し重合完結後冷却しア
ルコール中へ再沈させ乾燥し樹脂粉末を得た。
実施例 2
上記実施例1と同じ反応器を使用して窒素気流
下80℃300部キシレン中へα―メチルスチレン400
部、ビニルトルエン225部、メタクリル酸n―ブ
チル280部、メタクリル酸ジメチルアミノエチル
75部及びα,α′―アゾビスイソブチロニトリル18
部の混合液を4時間かけ滴下し、次いで実施例1
記載の不飽和ポリエステル樹脂20部とキシレン20
部及びα,α′―アゾビスイソブチロニトリル2部
の混合液を2時間かけ滴下し重合する。滴下終了
後120℃まで昇温し4時間熟成反応を行ない冷却
後アルコール中へ再沈させ乾燥し樹脂を得た。
実施例 3
フマル酸100部、コハク酸120部、ネオペンチル
グリコール20部、4,4―ビス(2―ヒドロキシ
プロポキシフエニル)―2,2―プロパン580部
及びパラメトキシフエノール0.4部を窒素ガス気
流下200℃で約10時間反応させ酸価15、軟化点105
℃(環球法)の不飽和ポリエステル樹脂を得た。
上記実施例1の反応器を用いて80℃の300部キ
シレン中へビニルトルエン450部、スチレン400
部、アクリル酸n―ブチル100部及び過酸化ベン
ゾイル18部の混合液を4時間かけ滴下し、次いで
上記不飽和ポリエステル樹脂20部、キシレン20部
及び過酸化ベンゾイル2部を2時間かけ滴下し、
さらに120℃まで昇温し4時間熟成後100mmHgに
減圧し温度を200℃まで徐々に上昇させながらキ
シレンを留去し溶融した樹脂をステンレススチー
ルバツト中へ取り出し放冷・粉砕し粉末状の樹脂
を得た。
実施例 4
上記実施例1の反応器を用いて80℃のキシレン
300部中へスチレン700部、アクリル酸n―ブチル
225部、メタクリル酸ジエチルアミノエチル30部
α,α′―アゾビスイソブチロニトリル18部の混合
液を4時間かけ滴下後実施例3記載の不飽和ポリ
エステル樹脂45部、キシレン50部及びα,α′―ア
ゾビスイソブチロニトリル2部の混合液を2時間
かけ滴下し滴下後120℃まで昇温し4時間熟成さ
せる。次いで100mmHgに減圧し温度を200℃まで
除々に上昇させながらキシレンを留去させ溶融し
た樹脂をステンレススチールバツト中へ取り出し
放冷・粉砕し粉末状樹脂を得た。
比較例 1
実施例1の反応器を用いて80℃300部のキシレ
ン中へスチレン850部、メタクリル酸n―ブチル
150部及び過酸化ベンゾイル20部の混合液を4時
間かけ滴下後、120℃に昇温し4時間熟成させた。
その後実施例3の方法でキシレンを留去・粉砕し
粉末状樹脂を得た。
比較例 2
比較例1の樹脂85部と実施例1記載の不飽和ポ
リエステル樹脂15部を160℃から170℃で溶融混合
し冷却・粉砕し粉末状樹脂を得た。
比較例 3
実施例1の反応器を用いて80℃300部キシレン
中へスチレン850部、アクリル酸n―ブチル140
部、ジビニルベンゼン10部及び過酸化ベンゾイル
20部の混合液を4時間かけ滴下し、120℃で4時
間熟成後アルコール中へ再沈し乾燥させ粉末状樹
脂を得た。
比較例 4
実施例1の反応器を用いて、80℃0.5重量%の
ポリビニルアルコール(日本合成(株)製ゴーセノー
ルGH―23)水溶液200部中へスチレン60部、メ
タクリル酸n―ブチル35部、メタクリル酸ジメチ
ルアミノエチル5部及びα,α′―アゾビスイソブ
チロニトリル2部の混合液を2時間かけ滴下しさ
らに90℃で5時間熟成反応を行い重合を完結せし
め冷却後濾過乾燥し粉末状樹脂を得た。
実施例
実施例、比較例で合成した樹脂95部とカーボン
ブラツク5部とをボールミルにて混合後、熱ロー
ルを用いて融解混練し、冷却固化させてからハン
マーミルで粗粉砕しさらにジエツトミルで微粉砕
し粒子径が5μm以下及び20μm以上のものを除き
トナーとした。このトナー5gを150メツシユか
ら200メツシユの鉄粉95部と混合し磁気ブラシ方
式で且つ熱ロール定着方式の市販の現像機及びプ
リンターでトナーを評価した。その結果表―1に
示す結果が得られ、本発明の結合剤樹脂を用いた
トナーは画像形成性及び耐オフセツト性が良好で
あることがわかつた。
The present invention relates to dry developers for direct and indirect electrophotography. In general, electrophotography is a method in which developer particles (toner) having a charge opposite to that of the triboelectrically charged latent image are attached to the electrostatic latent image by electrical attraction (Coulomb force) using static electricity (positive development). Alternatively, toner having the same charge as the latent image is deposited on the image-receiving sheet directly or indirectly by a method (reversal development) in which toner is deposited by an electric field between a magnetic brush and the recording surface, and then solvent vapor is applied to the toner particles. bring into contact. The recording is completed by fixing it by applying pressure, heating, etc.
Among these fixing methods, the heated roll fixing method involves direct contact between a heating element and toner particles, and can achieve high speed recording. On the other hand, due to the contact between the hot roll and the toner particles adhering to the image receiving sheet, the toner particles are not only fixed on the image receiving sheet but also adhere to the hot roll, contaminating the hot roll and transferring to the next image receiving sheet, which is called offset. Undesirable development occurs. Further, there is a problem in that the image receiving sheet is wound up on the roll due to the fusing force of the toner particles melted on the heated roll. For this reason, a method has been proposed in which the roll surface is formed of a material with good releasability, such as silicone rubber or fluorine-based resin, and a release agent such as silicone oil is further applied. However, since the release agent application method complicates maintenance of the fixing device and the device, it is desired to develop a toner with good offset resistance. The purpose of the present invention is to improve the offset properties of the above-mentioned hot roll fixing method as a dry type developer for electrophotography, and furthermore, it has good charging properties and maintains a stable charge amount even during use, so that clear and fog-free images can be obtained. The present invention provides toner for heat roll fixing. As a result of extensive studies, the present inventors found that the difference between the adhesive activation temperature and thermal melting temperature of the binder resin changes depending on the molecular weight, molecular weight distribution, crosslinked structure, etc. of the resin, and that We have found that the temperature difference is expanded, the temperature range between the fixing temperature and the offset temperature is expanded, and the offset properties are improved. The inventors have discovered that the resin can improve offset properties without impairing fixing properties, and have arrived at the present invention. That is, the present invention provides an electrophotographic dry developer containing a binder resin and a colorant as main components, in which the binder resin contains (a) a styrene monomer, and (b) a (meth)acrylic acid monomer. The present invention provides a dry developer for electrophotography, which is a copolymer of (c) an unsaturated polyester resin and contains 2 to 5% by weight of (c). The dibasic acid component used for producing the unsaturated polyester resin according to the present invention is at least one unsaturated dibasic acid such as maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid, and succinic acid. , succinic anhydride, adipic acid, phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, and the like can be used in an amount of 80 mol % or less in the dibasic acid component. Further, glycol components used for producing the unsaturated polyester resin according to the present invention include ethylene glycol, diethylene glycol, neopentyl glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, 2,2-
Bis(4-cyclohexanol)propane, 4,
4-bis(2-hydroxyethoxyphenyl)-
One or more polyester-forming glycols such as 2,2-propane and 4,4-bis(2-hydroxypropoxyphenyl)-2,2-propane may be used. Furthermore, polybasic acids or polyhydric alcohols used in ordinary polyesterification reactions can also be used as part of the constituent components of the unsaturated polyester resin. The sum of carboxyl groups of these unsaturated polyester components is (A) and the sum of hydroxyl groups is
When (B) is used, (B) is used in an amount of 0.5 to 1.5 equivalents, preferably 0.8 to 1.2 equivalents relative to (A). The polyesterification reaction for producing the unsaturated polyester resin according to the present invention is carried out by heating and stirring the above-mentioned dibasic acid component and the above-mentioned glycol component at 150°C to 240°C for several hours under a stream of inert gas. At that time, if necessary, a small amount of silicone antifoaming agent and hydroquinone or paramethoxyphenol are added to inhibit the polymerization and oxidation of unsaturated dibasic acids. The reaction can be controlled and tracked using indicators such as acid value, softening point, and melt viscosity during the reaction. In this way, the unsaturated polyester resin used in the present invention can be produced. The binder resin according to the present invention is a partially crosslinked copolymer comprising (a) styrene, α-methylstyrene,
Styrenic monomers such as p-chlorostyrene and vinyltoluene, (b) acrylic acid monomers such as (b) acrylic acid, methacrylic acid, acrylic acid esters, and methacrylic acid esters, (c) unsaturation as mentioned above. Obtained using polyester resin as a copolymer component. Among the components constituting this binder resin, (c) unsaturated polyester resin provides a partially crosslinked structure, (b) styrene monomer forms the main skeleton of the resin, and (b) (meth)
The acrylic acid monomer becomes a component that controls the thermal properties such as the softening point of the resin, determines the charge, and controls the amount of charge. If the unsaturated polyester resin content in the copolymerization component is less than 2% by weight, the offset property, which is the objective of the present invention, cannot be improved;
If it exceeds this, fixing performance will decrease. The amount of (meth)acrylic acid monomer used varies greatly depending on the type of (meth)acrylic acid monomer, the desired thermal properties of the binder resin, etc., but it is usually around 5 to 70% by weight of the binder resin. is used. In addition, when only a normal (meth)acrylic acid alkyl ester is used as this component, a negatively charged binder resin is obtained, and a (meth)acrylic ester containing a tertiary amino group, such as dimethylaminoethyl-(meth) When using acrylate, a positively charged material can be obtained. The method for producing a binder resin by copolymerizing a styrene monomer and a (meth)acrylic acid monomer using the unsaturated polyester resin of the present invention as a crosslinking agent component is based on free radical, anion, and cation polymerization methods. This is carried out by a well-known addition polymerization reaction such as Next, the present invention will be explained with reference to Examples. All composition ratios shown in Examples are expressed in parts by weight. Example 1 242 parts of fumaric acid, 726 parts of 4,4-bis(2-hydroxypropoxyphenyl)-2,2-propane
parts, polyethylene glycol (average molecular weight 1000)
31 parts and 0.5 parts of hydroquinone in a nitrogen gas stream
React at 200℃ for about 7 hours to achieve acid value of 20 and softening point of 90℃.
(ring and ball method) unsaturated polyester resin was synthesized. Add xylene to a reactor equipped with a stirrer, nitrogen inlet, thermometer, reflux condenser and dropping funnel.
Prepare 300 parts and adjust the temperature to 80℃. 800 parts of styrene and n-butyl methacrylate under nitrogen stream
180 parts and α,α′-azobisisobutyronitrile
18 parts of the mixed solution was dropwise polymerized over 4 hours. Next, a mixture of 20 parts of the unsaturated polyester resin, 20 parts of xylene, and 2 parts of α,α'-azobisisobutyronitrile was dropwise polymerized over a period of 2 hours. After dripping
The mixture was heated to 120°C and aged for 4 hours, and after completion of polymerization, it was cooled, reprecipitated in alcohol, and dried to obtain a resin powder. Example 2 Using the same reactor as in Example 1 above, 400 parts of α-methylstyrene was poured into 300 parts of xylene at 80°C under a nitrogen stream.
parts, vinyltoluene 225 parts, n-butyl methacrylate 280 parts, dimethylaminoethyl methacrylate
75 parts and α, α′-azobisisobutyronitrile 18
of the mixture was added dropwise over 4 hours, and then Example 1
20 parts of the unsaturated polyester resin listed and 20 parts of xylene
A mixture of 1 part and 2 parts of α,α'-azobisisobutyronitrile was added dropwise over 2 hours to polymerize. After the dropwise addition was completed, the temperature was raised to 120°C, and an aging reaction was carried out for 4 hours. After cooling, the mixture was reprecipitated in alcohol and dried to obtain a resin. Example 3 100 parts of fumaric acid, 120 parts of succinic acid, 20 parts of neopentyl glycol, 580 parts of 4,4-bis(2-hydroxypropoxyphenyl)-2,2-propane, and 0.4 parts of paramethoxyphenol were mixed in a nitrogen gas stream. React at 200℃ for about 10 hours with acid value of 15 and softening point of 105.
C. (ring and ball method) unsaturated polyester resin was obtained. Using the reactor of Example 1 above, 450 parts of vinyltoluene and 400 parts of styrene were added to 300 parts of xylene at 80°C.
100 parts of n-butyl acrylate and 18 parts of benzoyl peroxide were added dropwise over 4 hours, and then 20 parts of the unsaturated polyester resin, 20 parts of xylene, and 2 parts of benzoyl peroxide were added dropwise over 2 hours.
The temperature was further raised to 120℃, and after aging for 4 hours, the pressure was reduced to 100mmHg, and the temperature was gradually raised to 200℃, while xylene was distilled off. The molten resin was taken out into a stainless steel vat, left to cool, and crushed to form a powdered resin. Obtained. Example 4 Using the reactor of Example 1 above, xylene at 80°C
700 parts of styrene in 300 parts, n-butyl acrylate
After dropping a mixture of 225 parts of diethylaminoethyl methacrylate, 30 parts of α,α'-azobisisobutyronitrile and 18 parts of α,α′-azobisisobutyronitrile over 4 hours, 45 parts of the unsaturated polyester resin described in Example 3, 50 parts of xylene, and α,α A mixture of 2 parts of '-azobisisobutyronitrile was added dropwise over 2 hours, and after the addition, the temperature was raised to 120°C and aged for 4 hours. Next, the pressure was reduced to 100 mmHg and the temperature was gradually raised to 200° C. while xylene was distilled off, and the molten resin was taken out into a stainless steel vat, left to cool, and crushed to obtain a powdered resin. Comparative Example 1 Using the reactor of Example 1, 850 parts of styrene and n-butyl methacrylate were added to 300 parts of xylene at 80°C.
A mixed solution of 150 parts of benzoyl peroxide and 20 parts of benzoyl peroxide was added dropwise over 4 hours, and then the temperature was raised to 120°C and aged for 4 hours.
Thereafter, xylene was distilled off and pulverized by the method of Example 3 to obtain a powdered resin. Comparative Example 2 85 parts of the resin of Comparative Example 1 and 15 parts of the unsaturated polyester resin described in Example 1 were melt-mixed at 160°C to 170°C, cooled and pulverized to obtain a powdered resin. Comparative Example 3 Using the reactor of Example 1, 850 parts of styrene and 140 parts of n-butyl acrylate were added to 300 parts of xylene at 80°C.
parts, 10 parts of divinylbenzene and benzoyl peroxide
20 parts of the mixed solution was added dropwise over 4 hours, and after aging at 120°C for 4 hours, it was reprecipitated in alcohol and dried to obtain a powdered resin. Comparative Example 4 Using the reactor of Example 1, 60 parts of styrene, 35 parts of n-butyl methacrylate, A mixed solution of 5 parts of dimethylaminoethyl methacrylate and 2 parts of α,α'-azobisisobutyronitrile was added dropwise over 2 hours, followed by an aging reaction at 90°C for 5 hours to complete the polymerization, and after cooling, it was filtered and dried to form a powder. A resin was obtained. Examples 95 parts of the resin synthesized in Examples and Comparative Examples and 5 parts of carbon black were mixed in a ball mill, then melted and kneaded using hot rolls, cooled and solidified, coarsely ground in a hammer mill, and finely ground in a jet mill. The particles were pulverized and used as toner except those with particle diameters of 5 μm or less and 20 μm or more. Five grams of this toner was mixed with 95 parts of iron powder of 150 to 200 meshes, and the toner was evaluated using a commercially available developing machine and printer using a magnetic brush method and a hot roll fixing method. The results shown in Table 1 were obtained, and it was found that the toner using the binder resin of the present invention had good image forming properties and offset resistance.
【表】【table】
【表】
*1 環球法
*2 ブローオフ法(電子写真VoL16、No.2、
10(1978))
[Table] *1 Ring and ball method *2 Blow-off method (electrophotography VoL16, No.2,
10 (1978))