JP2002372799A - カラートナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】耐久性及び耐オフセット性に優れたカラートナ
ー及びその製造方法を提供すること。 【解決手段】結着樹脂、離型剤、着色剤及び外添剤を含
有してなるカラートナーであって、前記離型剤の融点が
６０〜１１５℃であり、前記離型剤の含有量がトナー中
１〜２０重量％であり、前記カラートナーの体積中位粒
子径が５〜１５μｍであり、粒径が３μｍ以下の粒子の
含有量が５個数％以下であるカラートナー、並びに少な
くとも、結着樹脂、融点が６０〜１１５℃の離型剤及び
着色剤を溶融混練して得られる溶融混練物と、外添剤と
を混合した後、得られた混合物を粉砕し、分級する工程
を有する、前記カラートナーの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法、静電
記録法、静電印刷法等において形成される潜像の現像に
用いられるカラートナーの製造方法及びその製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、急速に普及しているフルカラープ
リンタの普及とともに、定着ローラーのオイルレス化等
のためにトナーのより一層の高性能化が要望されてい
る。

【０００３】カラートナーとしては、ＯＨＰでの透過性
を向上させるために、軟化点及び溶融粘度が低く、シャ
ープメルト性を有するトナーを使用しているが、このよ
うなトナーは耐オフセット性が不十分で、トナーに多量
の離型剤が添加されている。また、離型剤としては、従
来、ポリプロピレンワックスが多用されているが、低温
定着性等の観点から、近年では、低融点のエステルワッ
クス、ポリエチレンワックス等が使用されている。

【０００４】しかし、低融点のワックスを多量に添加す
ると、定着性、オフセット性が向上するが、キャリアへ
のスペントや現像ローラー、感光体へのフィルミングが
発生し、耐久性が低下する。

【０００５】そこで、特開２０００−２５０２６８号公
報では、５μｍ以下の粒子の個数を、特開２０００−２
９８３９４号公報、特開２０００−３５２８４１号公報
では、４μｍ以下の粒子の個数を規定しているものの、
耐久性の改善は不十分である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、耐久
性及び耐オフセット性に優れたカラートナー及びその製
造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、 （１） 結着樹脂、離型剤、着色剤及び外添剤を含有し
てなるカラートナーであって、前記離型剤の融点が６０
〜１１５℃であり、前記離型剤の含有量がトナー中１〜
２０重量％であり、前記カラートナーの体積中位粒子径
が５〜１５μｍであり、粒径が３μｍ以下の粒子の含有
量が５個数％以下であるカラートナー、並びに （２） 少なくとも、結着樹脂、融点が６０〜１１５℃
の離型剤及び着色剤を溶融混練して得られる溶融混練物
と、外添剤とを混合した後、得られた混合物を粉砕し、
分級する工程を有する、前記項（１）記載のカラートナ
ーの製造方法に関する。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明における結着樹脂として
は、ポリエステル、スチレン−アクリル樹脂、エポキシ
樹脂、ポリカーボネート、ポリウレタン等が挙げられ、
特に限定されないが、これらの中では、定着性及び耐久
性の観点から、ポリエステルが好ましい。ポリエステル
の含有量は、結着樹脂中、５０〜１００重量％が好まし
く、９０〜１００重量％がより好ましく、１００重量％
が特に好ましい。

【０００９】ポリエステルの原料モノマーとしては、公
知のアルコール成分と、カルボン酸、カルボン酸無水
物、カルボン酸エステル等の公知のカルボン酸成分が用
いられる。

【００１０】アルコール成分としては、式（Ｉ）：

【００１１】

【化１】

【００１２】（式中、Ｒは炭素数２又は３のアルキレン
基、ｘ及びｙは正の数を示し、ｘとｙの和は１〜１６、
好ましくは１．５〜５．０である）で表される化合物が
含有されていることが好ましい。

【００１３】式（Ｉ）で表される化合物としては、ポリ
オキシプロピレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒド
ロキシフェニル）プロパン、ポリオキシエチレン（２．
０）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパ
ン等のビスフェノールＡのアルキレン（炭素数２〜３）
オキサイド（平均付加モル数１〜１６）付加物等が挙げ
られる。また、他のアルコール成分としては、エチレン
グリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ペン
タエリスリトール、トリメチログリコールプロパン、水
素添加ビスフェノールＡ、ソルビトール、又はそれらの
アルキレン（炭素数２〜４）オキサイド（平均付加モル
数１〜１６）付加物等が挙げられ、これらの１種以上を
含有することが好ましい。

【００１４】式（Ｉ）で表される化合物のアルコール成
分中の含有量は、５モル％以上、好ましくは５０モル％
以上、より好ましくは１００モル％が望ましい。

【００１５】また、カルボン酸成分としては、フタル
酸、イソフタル酸、テレフタル酸、フマル酸、マレイン
酸等のジカルボン酸、ドデセニルコハク酸、オクチルコ
ハク酸等の炭素数１〜２０のアルキル基又は炭素数２〜
２０のアルケニル基で置換されたコハク酸、トリメリッ
ト酸、ピロメリット酸、それらの酸の無水物及びそれら
の酸のアルキル（炭素数１〜３）エステル等が挙げら
れ、これらの１種以上を含有するものが好ましい。

【００１６】ポリエステルは、例えば、アルコール成分
とカルボン酸成分とを不活性ガス雰囲気中にて、要すれ
ばエステル化触媒を用いて、１８０〜２５０℃の温度で
縮重合することにより製造することができる。

【００１７】ポリエステルの酸価は１〜４０ｍｇＫＯＨ
／ｇ、水酸基価は３〜６０ｍｇＫＯＨ／ｇ、軟化点は９
５〜１４０℃、ガラス転移点は５２〜７５℃であること
が、それぞれ好ましい。

【００１８】離型剤としては、低温定着性の観点から、
融点が、６０〜１１５℃、好ましくは８０〜１１０℃の
ワックスであれば、特に限定されないが、本発明では、
結着樹脂との相溶性の観点から、カルナバワックス、ラ
イスワックス等のエステルワックス及びポリエチレンワ
ックスが好ましい。これは、単独又は２種以上の併用で
あってもよい。

【００１９】離型剤の含有量は、トナー中、１〜２０重
量％、好ましくは２〜１０重量％、より好ましくは３〜
８重量％である。

【００２０】着色剤としては、トナー用着色剤として用
いられている染料、顔料等のすべてを使用することがで
き、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、パーマ
ネントブラウンFG、プリリアントファーストスカーレッ
ト、ピグメントグリーンB 、ローダミン−B ベース、ピ
グメントレッド238 、ソルベントレッド49、ソルベント
レッド146 、ソルベントブルー35、キナクリドン、カー
ミン6B、ジスアゾエロー等が挙げられ、これらは単独又
は２種以上の併用であってもよい。着色剤の含有量は、
結着樹脂１００重量部に対して、１〜４０重量部が好ま
しく、３〜１０重量部がより好ましい。

【００２１】外添剤としては、例えば、シリカ、アルミ
ナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、酸化亜鉛等の無機
酸化物微粒子が挙げられ、これらは単独又は２種以上の
併用であってもよいが、本発明においては、トナーの小
粒径化および流動性確保の観点から、シリカが好まし
い。

【００２２】シリカは、帯電の均一化及びかぶり防止の
観点から、少なくとも１種が疎水化処理されているのが
好ましい。疎水化の方法は特に限定されず、疎水化処理
剤としては、シリコーンオイル、ジメチルジクロロシラ
ン、ヘキサメチルジシラザン等が挙げられるが、これら
の中ではシリコーンオイルが好ましい。疎水化処理剤の
処理量は、シリカの表面積当たり１〜７ｍｇ／ｍ² が好
ましい。

【００２３】外添剤の平均粒子径は、０．００１〜３μ
ｍが好ましく、０．００８〜２μｍがより好ましい。

【００２４】外添剤の含有量は、結着樹脂１００重量部
に対して、０．１〜１０重量部が好ましく、０．２〜５
重量部がより好ましい。

【００２５】さらに、本発明のトナーには、荷電制御
剤、流動性向上剤、導電性調整剤、体質顔料、繊維状物
質等の補強充填剤、酸化防止剤、老化防止剤、クリーニ
ング性向上剤等の添加剤が適宜含有されていてもよい。

【００２６】結着樹脂、離型剤、着色剤及び外添剤を含
有した本発明のカラートナーは、その粒度分布に特徴を
有する。即ち、カラートナーの体積中位（５０％）粒子
径は５〜１５μｍ、好ましくは７〜１２μｍ、より好ま
しくは８〜１０μｍであり、粒径が３μｍ以下の粒子の
含有量は、５個数％以下、好ましくは０．５〜５個数
％、より好ましくは２〜４．５個数％である。小粒径の
トナー、特にワックスを含有した小粒径のトナーは、現
像ローラーや感光体に付着しやすく、トナーの耐久性を
低下させる原因となる。そこで、粒径が３μｍ以下の微
粒子の含有量を調整することにより、低融点ワックスを
併用していても、優れた耐久性を維持することができ
る。また、粒径が４μｍ以下の微粒子の含有量は、９個
数％以下が好ましく、１〜９個数％がより好ましい。

【００２７】本発明のカラートナーの製造方法は、公知
の方法、即ち、結着樹脂、離型剤、着色剤等の原料をヘ
ンシェルミキサー、ボールミル等の混合機で混合した
後、溶融混練し、得られた溶融混練物を粉砕、分級して
得られた未処理トナーと、外添剤とを混合して得ること
ができる。しかしながら、比表面積が大きい小粒径のト
ナーは凝集力が強く、他のトナーに付着しやすいため、
通常の分級工程では十分に分級することが困難である。
特に離型剤を含有したトナーはさらに凝集性が強くな
る。そこで、粒径が３μｍ以下の微粒子の含有量を本発
明の範囲に調整するために、通常より時間をかけて分級
することも可能だが、収率が低下する。

【００２８】そのため、本発明では、結着樹脂、離型
剤、着色剤等を混合した後、溶融混練し、冷却した溶融
混練物と外添剤とを混合した後に、粉砕、分級してトナ
ーを得ることが好ましい。溶融混練物と外添剤とを混合
した後に、粉砕、分級することにより、短時間の分級操
作でも、高収率で、本発明のトナーを得ることができ
る。なお、外添剤は、溶融混練物と混合して、粉砕、分
級した後、さらに得られたトナーに添加してもよい。

【００２９】原料の溶融混練には、オープンロール型連
続混練機、密閉式ニーダー、１軸又は２軸の押出機等を
用いることができるが、本発明では、ワックスの分散性
を高めるために、オープンロール型連続混練機が好まし
い。

【００３０】オープンロール型連続混練機は、熱媒体を
通すことにより加熱又は冷却を行うことができる２本の
ロールが並行に近接して配設された混練機が好ましい。
加熱媒体の温度は、好ましくは８０〜１５０℃、より好
ましくは９０〜１４０℃であり、冷却媒体温度は、好ま
しくは０〜７０℃、より好ましくは１０〜５０℃であ
る。

【００３１】分級は、旋回気流を用いた分級機やコアン
ダ効果を用いた分級機を用いて行うことができる。

【００３２】本発明のカラートナーは、磁性体微粉末を
含有するものであるときには、単独で現像剤として用い
られ、また磁性体微粉末を含有しないものであるとき
は、非磁性一成分系現像剤として、またはキャリアと混
合して二成分系の現像剤として用いることができる。

【００３３】また、本発明のカラートナーは、モノカラ
ー用トナーとしてだけでなく、フルカラー用トナーとし
ても、好適に用いることができる。

【００３４】

【実施例】〔軟化点〕ＡＳＴＭ Ｄ８６−３６の方法に
より測定する。

【００３５】〔ガラス転移点〕示差走査熱量計「ＤＳＣ
２１０」（セイコー電子工業社製）を用いて昇温速度１
０℃／分で測定する。

【００３６】〔酸価及び水酸基価〕ＪＩＳ Ｋ００７０
の方法により測定する。

【００３７】〔トナーの粒度分布〕 測定機：コールターマルチサイザーII（ベックマンコー
ルター社製） アパチャー径：１００μｍ 測定粒径範囲：２〜６０μｍ 解析ソフト：コールターマルチサイザーアキュコンプ
バージョン １．１９（ベックマンコールター社製） 電解液：アイソトンII（ベックマンコールター社製） 分散液：エマルゲン１０９Ｐ（花王社製、ポリオキシエ
チレンラウリルエーテルＨＬＢ １３．６）５％電解液 分散条件：分散液５ｍｌに測定試料１０ｍｇを添加し、
超音波分散機にて１分間分散させ、その後、電解液２５
ｍｌを添加し、さらに、超音波分散機にて１分間分散さ
せる。 測定条件：ビーカーに電解液１００ｍｌと分散液を加
え、３万個の粒子の粒径を２０秒で測定できる濃度で、
３万個の粒子を測定し、その粒度分布を求める。

【００３８】樹脂製造例 ポリオキシプロピレン（２．２）−２，２−ビス（４−
ヒドロキシフェニル）プロパン２４５００ｇ、ポリオキ
シエチレン（２．０）−２，２−ビス（４−ヒドロキシ
フェニル）プロパン９７５０ｇ、テレフタル酸８３００
ｇ、トリメリット酸４８００ｇ、ドデセニルコハク酸６
７００ｇ及び酸化ジブチル錫１５ｇを、窒素雰囲気下、
２３０℃で、軟化点が１２１℃に達するまで反応させ
て、樹脂Ａを得た。樹脂Ａのガラス転移点は６１℃、酸
価は３２．１ｍｇＫＯＨ／ｇ、水酸基価は３４．００ｍ
ｇＫＯＨ／ｇであった。

【００３９】実施例１ 表１に示す原料を、予めヘンシェルミキサーを用いて混
合した後、二軸押出機により溶融混練し、冷却後、衝突
板式粉砕機により粉砕し、ディスパージョンセパレータ
ーにより約６時間かけて分級を行い、未処理トナーを得
た。分級後の未処理トナーの収率は７０％未満であっ
た。なお、収率とは、原料の総量に対する分級後のトナ
ーの重量比率を指す。

【００４０】得られた未処理トナー１００重量部に、疎
水性シリカ「アエロジル Ｒ−９７２」（日本アエロジ
ル社製）０．５重量部を添加し、１０リットル容のヘン
シェルミキサーを用いて、３０００ｒ／ｍｉｎで１２０
秒間攪拌し、トナーを得た。

【００４１】実施例２ 表１に示す原料を、予めヘンシェルミキサーを用いて混
合した後、二軸押出機により溶融混練した。得られた溶
融混練物１００重量部に、疎水性シリカ「アエロジル
Ｒ−９７２」（日本アエロジル社製）１．０重量部を混
合し、衝突板式粉砕機により粉砕し、ディスパージョン
セパレーターにより約２時間かけて分級を行い、トナー
を得た。トナーの収率は８０％以上であった。

【００４２】実施例３ 粉砕、分級の条件を変更し、表２に示す粒度分布のトナ
ーを得た以外は、実施例２と同様して、トナーを得た。
トナーの収率は８０％以上であった。

【００４３】実施例４、５ 表１に示す原料を、予めヘンシェルミキサーを用いて混
合した後、二軸押出機により溶融混練した。得られた溶
融混練物１００重量部に、疎水性シリカ「アエロジル
Ｒ−９７２」（日本アエロジル社製）１．０重量部を混
合し、衝突板式粉砕機により粉砕し、ディスパージョン
セパレーターにより約２時間かけて分級を行い、トナー
を得た。トナーの収率はいずれも８０％以上であった。

【００４４】得られたトナー１００重量部に、疎水性シ
リカ「アエロジル Ｒ−９７２」（日本アエロジル社
製）０．５重量部を添加し、１０リットル容のヘンシェ
ルミキサーを用いて、３０００ｒ／ｍｉｎで１２０秒間
攪拌し、トナーを得た。

【００４５】実施例６ 表１に示す原料を使用し、二軸押出機の代わりに、オー
プンロール型連続混練機を使用した以外は、実施例４と
同様にして、トナーを得た。トナーの収率は８０％以上
であった。

【００４６】比較例１ 表１に示す原料を使用し、分級を約２時間かけて行って
表２に示す粒度分布のトナーを得た以外は実施例１と同
様にして、トナーを得た。トナーの収率は８０％以上で
あった。

【００４７】比較例２ 表１に示す原料を使用し、分級を約２時間かけて行って
表２に示す粒度分布のトナーを得た以外は実施例１と同
様にして、トナーを得た。トナーの収率は８０％以上で
あった。

【００４８】比較例３ 表１に示す原料を使用し、表２に示す粒度分布のトナー
を得た以外は実施例２と同様にしてトナーを得た。トナ
ーの収率は８０％以上であった。

【００４９】比較例４ 表１に示す原料を使用し、表２に示す粒度分布のトナー
を得た以外は、実施例４と同様にしてトナーを得た。ト
ナーの収率は８０％以上であった。

【００５０】

【表１】

【００５１】実施例１〜６、比較例１〜４で得られたト
ナーの粒度分布を表２に示す。

【００５２】試験例１ 「ＳＰＥＥＤＩＡ Ｎ４−６１２」（カシオ電子工業
（株））を改造した装置にトナーを実装し、連続印刷を
行い、ブレードへのトナーの融着に起因する画像上のス
ジが発生するか否かを目視にて判断し、耐久性を評価し
た。結果を表２に示す。

【００５３】〔耐久性の評価基準〕 ◎：６５００枚以上の連続印刷においても鮮明な画像が
得られる。 ○：５０００枚以下の連続印刷では鮮明な画像が得られ
る。 ×：５０００枚以下の連続印刷で画像劣化が生じる。

【００５４】試験例２ 試験例１と同じ装置にトナーを実装し、得られた未定着
画像を、外部定着器で温度を変化させながら定着させ、
オフセットを生じるか否かを目視にて判断し、耐オフセ
ット性を評価した。結果を表２に示す。

【００５５】〔耐オフセット性の評価基準〕 ◎：非オフセット域が７０℃以上ある。 ○：非オフセット域が３０℃以上、７０℃未満である。 ×：非オフセット域が３０℃未満である。

【００５６】

【表２】

【００５７】以上の結果より、実施例１〜６のトナー
は、耐久性及び耐オフセット性のいずれにも優れている
ことが分かる。特に、外添剤を溶融混練物と予め混合し
た後に、粉砕、分級を行なうことにより、収率を損なう
ことなく、所望のトナーを得ることができる。また、比
較例１〜３より、たとえ、粒径が４μｍ以下や５μｍ以
下の粒子が少量であっても、３μｍ以下の粒子の含有量
が調整されていなければ、耐久性を向上させることはで
きないことが分かる。比較例４は、高融点のワックスを
使用しているために、耐オフセット性に欠けている。

【００５８】

【発明の効果】本発明により、耐久性及び耐オフセット
性に優れたカラートナーを提供することができる。さら
に、本発明の製造方法により、本発明のトナーを、短時
間の分級操作でも、高収率で、得ることができる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 結着樹脂、離型剤、着色剤及び外添剤を
   含有してなるカラートナーであって、前記離型剤の融点
   が６０〜１１５℃であり、前記離型剤の含有量がトナー
   中１〜２０重量％であり、前記カラートナーの体積中位
   粒子径が５〜１５μｍであり、粒径が３μｍ以下の粒子
   の含有量が５個数％以下であるカラートナー。
2. 【請求項２】 離型剤が、エステルワックス及び／又は
   ポリエチレンワックスである請求項１記載のカラートナ
   ー。
3. 【請求項３】 少なくとも、結着樹脂、融点が６０〜１
   １５℃の離型剤及び着色剤を溶融混練して得られる溶融
   混練物と、外添剤とを混合した後、得られた混合物を粉
   砕し、分級する工程を有する、請求項１又は２記載のカ
   ラートナーの製造方法。
4. 【請求項４】 溶融混練をオープンロール型連続混練機
   により行う請求項３記載の製造方法。