JP2682623B2 - 電子写真用現像剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は電子写真用現像剤における乾式及び湿式トナ
ーに関し、詳しくは画像濃度（ID）、解像力、接着性
（コピーの定着性）などが向上し、裏写しの生じない改
良された一成分系又は二成分系電子写真用現像剤に関す
る。 〔従来技術〕 電子写真用現像剤としてポリエチレンワックスを結着
剤としこれにカーボンブラック、フタロシアニンブルー
等の有機又は無機顔料を分散してなるトナーは知られて
いる。しかし、ポリエチレンワックスを含有したトナー
粒子は画像濃度を向上させる効果は有しているが、複写
機における転写工程で画像つぶれを生じさせ解像力が悪
くなるという欠点をもっている。もっとも、ポリエチレ
ンワックスの代りに酸化型ポリエチレンワックスを用い
る（特開昭54−97157号公報）ことによってシャープネ
ス、解像力の低下を防止する試みもなされているが、こ
の場合には画像濃度が上がらないなどの不都合がみられ
るようになる。また、一般に分子量の低いポリオレフィ
ンワックス（分子量3000以下）は現像、転写、定着の工
程特に定着工程で加熱（150〜250℃）されると、分子量
が低いことに起因して、溶融粘度が低下し裏写り（コピ
ーの裏面よりコピーがみえる現象）が生じるので両面コ
ピーをした場合裏面、表面のコピーが混同し読みにくく
なるだけでなく、コピー画像面を消しゴムで消去すると
コピーが消える等定着性が悪いなどの欠点をも持ち併せ
ている。 上記のポリエチレンワックスや酸化型ポリエチレンワ
ックスの他にも、ポリスチレン系、アクリル系、エポキ
シ系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ゴム系など
多くの樹脂類（ゴム類を含む）がトナー用結着剤として
使用されてきているが、いずれも利点があると同時に大
なり小なり前記と同様な欠点を有しているのが実情であ
る。 〔目的〕 本発明の第１の目的は従来の欠陥を解消し、良質の複
写物が得られる電子写真用現像剤を提供するものであ
る。本発明の第２の目的は乾式及び湿式現像法の両方に
使用可能な現像トナーを提供するものである。 〔構成〕 本発明に係る電子写真用現像剤は、トナー粒子に含ま
れる接着剤が、顔料及びアイオノマー樹脂を用いてフラ
ッシング法により製造されたものであり、あるいは、上
記着色剤が、フミン酸、フミン酸塩及びフミン酸誘導体
から選ばれた１種並びに顔料及びアイオノマー樹脂を用
いてフラッシング法により製造されたものである。 ちなみに、本発明者らは電子写真法における画像濃
度、解像力、定着性、裏写り防止などを改良するために
いろいろ検討した結果、アイオノマー樹脂をトナー用結
着剤として用いれば上記目的が十分達成しうることを見
出した。本発明はそれに基づいてなされたものである。 以下に本発明をさらに詳細に説明すると、本発明で用
いられるアイオノマー樹脂はポリオレフィンの分子鎖に
カルボキシル基、水酸基、グリシジル基、アミノ基など
の極性基があり、例えばカルボン酸の一部分が金属イオ
ンなどによって分子間が架橋される構造をもっているも
のである。アイオノマー樹脂はそのような構造を有して
いることから、このアイオノマー樹脂が顔料とともにト
ナー粒子として使用されると、溶媒（担体液）中に分散
された状態において或いは乾式トナー又は湿式トナー粒
子が定着工程に入った場合熱可塑性が生じる。一方、冷
却固化した状態ではイオン結合が強くなり、定着性が増
すことが考えられる。また、このトナー粒子は極性基を
持ったポリマーで被覆されていることから現像特性、転
写特性にすぐれ、従って画像濃度が高く、解像力の向上
がみられると考えられる。 ところで、本発明者らはさらに検討を進めた結果、ト
ナー構成成分として更にフミン酸、フミン酸塩及び／又
はフミン酸誘導体を含有させれば一層望ましい現像トナ
ーが得られることを確めた。即ち、これらフミン酸等が
アイオノマー樹脂とともにトナー（湿式トナー、乾式ト
ナー）中に添加されてていると、他の樹脂との相溶性
や、加熱混練時の溶融粘度が高いことなどから顔料それ
自体の分散は勿論のこと得られた着色剤の分散及び他の
樹脂とのブレンドも容易となる。 このフミン酸等をアイオノマー樹脂と併用したことに
よる別の利点は、例えばカーボンブラック、フタロシア
ニンブルー等の無機又は有機顔料をアイオノマー樹脂以
外の樹脂と混練し、粉砕することによって得られる着色
剤をトナーとして、高絶縁性で低誘導率の担体液中に均
一分散してなる従来の現像液との対比から一層明らかで
ある。従来のこの種の着色剤は、有機又は無機顔料が強
い二次凝集を起こしているため、ボールミル、アトライ
ター、熱ロールミル等でビヒクル中へ分散しても容易に
一次粒子迄には分散できない。これに対して、本発明で
は着色剤にそのような不都合は認められない。 本発明で用いられるアイオノマー樹脂（有機及び無機
の成分が共有結合とイオン結合によって結合されている
ポリマー）については先に触れたとおりであるが、その
一例として下記構造式 で表わされるもの（式中Ｍは一価、二価などの金属元素
である）があげられる。 具体的には （１） エチレン−メタクリル酸アイオノマー樹脂（モ
ル比90:10、金属Na） （２） エチレン−メチルメタクリレート−メタクリル
酸アイオノマー樹脂（モル比70:10:20、金属Zn） （３） プロピレン−アクリル酸−ジエチルアミノエチ
ルメタクリレートアイオノマー樹脂（モル比70:25:5、
金属Mg） （４） プロピレン−イソブチルメタクリレート−グリ
シジルメタクリレート−マレイン酸アイオノマー樹脂
（モル比50:20:15:15、金属Fe） （５） エチレン−プロピレン−ラウリルメタクリレー
ト−アクリル酸アイオノマー樹脂（モル比30:30:20:2
0、金属Zr又はCa） などが例示できる。 これらアイオノマー樹脂は市販されているものもあ
り、例えばハイミラン1554,1555,1557,1601,1605,1650,
1652,1652SR,1652SB,1702,1705,1706,1707,1855,1856な
どであって、イオンタイプはZn,Na,K,Fe,Al,Co,Zr,Ca,M
g,Ni,Sn等金属イオンを用いている（以上いずれも三井
ポリケミカル社製）もの等があげられる。 本発明で使用される顔料（カーボンブラック、有機顔
料など）には次のようなものを例示することができる。 カーボンブラックとしては、フアーネスブラック、ア
セチレンブラック、チャンネルブラックなどいずれも使
用でき、市販品としてプリンテックスＧ、スペシャルブ
ラック15、スペシャルブラック４、スペシャルブラック
４−Ｂ（以上デグサ社製）、三菱＃44、＃30、MA−11、
MA−100（以上三菱カーボン社製）、ラーベン30、ラー
ベン40、コンダクテックスSC（以上コロンビアカーボン
社製）、リーガル800、400、660、ブラックパールＬ
（以上キャボット社製）が知られている。 有機顔料としては、フタロシアニンブルー、フタロシ
アニングリーン、スカイブルー、ローダミンレーキ、マ
ラカイトグリーンレーキ、メチルバイオレットレーキ、
ピーコックブルーレーキ、ナフトールグリーンＢ、ナフ
トールグリーンＹ、ナフトールイエローＳ、リソールフ
アーストイエロー2G、パーマネントレッド4R、ブリリア
ントフアストスカーレット、ハンザイエロー、ベンジシ
ンイエロー、リソールレッド、レーキレッドＣ、レーキ
レッドＤ、ブリリアントカーミン6B、パーマネントレッ
ドF5R、ピグメントスカーレット3Bおよびボルドー10Bな
どがあげられる。 本発明においては、本発明の目的を逸脱しない範囲
で、アイオノマー樹脂の一部を例えば天然樹脂変性石炭
樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、ダンマル、コーパ
ル、シェラック、ガムロジン、硬化ロジン、エステルガ
ムグリセリンエステル変性マレイン酸樹脂、スチレン−
ブタジエン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、
更にはポリオレフィン、ポリオレフィンとの共重合体、
ワックスなどに一部代替させることは可能である。 ここで、アイオノマー樹脂以外の上記樹脂（ワックス
類を含む）の市販品を例示すれば下記のごときものがあ
げられる。 これらアイオノマー樹脂以外の樹脂のうちではエチレ
ン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含有量が1.0〜50
重量％好ましくは10〜40重量％を占めるものであって、
軟化点40〜180℃好ましくは60〜120℃の範囲にあるも
の）の使用が望ましい。そのようなエチレン−酢酸ビニ
ル共重合体の代表例（市販品）をあげれば下記のとおり
である。 フミン酸等（フミン酸、フミン酸塩及び／又はフミン
酸誘導体）について説明すれば次のとおりである。フミ
ン酸等は石炭化度の低い泥炭、亜炭などの若年炭類に含
まれているアルカリ可溶の不定形高分子有機酸である。
このフミン酸等を天然物と人工物（ニトロフミン類を含
む）に大別され、本発明ではいずれも使用可能である。
フミン酸等の工業製品は、分子量分布の違いによりCH
型、CHA型及びCHN型があり、また、それぞれ酸型のもの
あるいは例えばNa、NH₄等による塩型があり、いずれも
使用可能である。 フミン酸、フミン酸塩及びフミン酸誘導体は顔料によ
く吸着するため、記述のとおり、顔料を一次粒子近似ま
で微粒化分散させることや分散安定性の向上（長期保
存）に一層有利である。 本発明の電子写真現像剤（トナー粒子）は、顔料が少
なくともアイオノマー樹脂で被覆された形態を呈してい
るが、この着色剤が（ａ）顔料とアイオノマー樹脂とを
用いてフラッシング法により製造されたもの、又は
（ｂ）顔料とアイオノマー樹脂とフミン酸、フミン酸塩
及び／又はフミン酸誘導体とを用いてフラッシング法に
より製造されたものである。 これらフラッシング法によった着色剤は、以上の原料
（アイオノマー樹脂、フミン酸等）を使用し次のように
して製造される。即ち、フミン酸等を加えない顔料含水
液を樹脂（アイオノマー樹脂）溶液とともにフラッシャ
ーと呼ばれるニーダー中でよく混合するか、顔料含水液
にフミン酸等を顔料含水液の0.1〜30重量％混合し、更
に樹脂溶液（アイオノマー樹脂溶液）を加えニーダー中
でよく混合する。これにより顔料の囲りに存在する水が
アイオノマー樹脂溶液によって置換される。これをニー
ダーより水を捨て、アイオノマー樹脂溶液中に顔料が分
散されたものを乾燥して溶剤を除去して塊りを得る。次
にこの塊りを粉砕することにより着色剤の粉末が得られ
る。この着色剤は顔料が１次粒子の状態でアイオノマー
樹脂によって被覆されており静電写真用トナーとして有
用であるばかりでなく、印刷インキ、塗料などにも有用
である。 担体液としては、高絶縁性（電気抵抗10¹⁰Ωcm以
上）、低誘電率（誘電率３以下）の石油系脂肪族炭化水
素、ｎ−ヘキサン、リグロイン、ｎ−ヘプタン、ｎ−ペ
ンタン、イソドデカン、イソオクタンなどの他に、それ
らのハロゲン誘導体例えば四塩化炭素、パークロルエチ
レンなどがあげられる。前記の石油系脂肪族炭化水素の
市販品にはエキソン社製のアイソパーＥ、アイソパー
Ｇ、アイソパーＬ、アイソパーＨ、アイソパーＫ、ナフ
サNo.6、ソルベッソ100などがある。これらは単独で又
は組合わせて使用される。 なお、カーボンブラック等を水中に分散し、次に樹脂
溶液と共に混練してカーボンブラックをとりまく水を樹
脂溶液により置換せしめた後、水及び溶剤を除去するこ
とによって着色剤を製造するフラッシング法は従来より
知られているところであるが、そうしたフラッシング法
でも、カーボンブラック等が親水性でないため水によく
分散せず微粒化出来ないなどの理由から一次粒子迄に分
散しにくいものであった。従って、従来のアイオノマー
樹脂を使用することなくフラッシング法により製造され
た着色剤を電子写真トナー粒子とし、電子写真用液体現
像剤に使用した場合、担体液中での分散性が十分でない
ため、高濃度で階調性及び定着性の優れた画像を形成す
ることは困難であった。 もっとも、かゝるフラッシング法を採用した着色剤の
製造法を改良するものとして（イ）カーボンブラックな
どの顔料を水中に分散する際アニオン、ノニオン又はカ
チオン界面活性剤や高分子合成ポリマー分散剤等を添加
する方法、 （ロ）フミン酸、フミン酸塩及び／又はフミン酸誘導体
を用いてカーボンブラックなどの顔料を分散し、更に低
分子量ポリエチレンや天然樹脂変性樹脂、ダンマル、コ
ーパル、シエラック、ガムロジン、スチレン−ブタジェ
ン共重合体、ポリオレフィンなどを混練し顔料粒子を被
覆する方法などが検討あるいは開示されている（特開昭
59−102253号公報）。しかし、上記（イ）の方法により
得られた着色剤は担体液中での分散性がいまだ十分でな
いといった欠点がある。また、上記（ロ）の方法により
得られた着色剤は他の樹脂とのブレンドが必ずしも十分
とはいいきれず、従って接着性に若干劣る欠点がある。 次に着色剤の製造例及び本発明の実施例を示す。 着色剤の製造例１ 水 500g カーボンブラック（コンダクテックスSC） 200g フミン酸 10g からなる混合物をフラッシャーでよく撹拌した後、更に
アイオノマー樹脂（ハイミラン1554）600g、トルエン60
0gをフラッシャーに添加して混練した。続いて加熱し、
減圧して水分と溶剤を除去し揮発分0.50％の着色剤の塊
りを得た。これを粉砕して１〜５μｍの粉末とした。 着色剤の製造例２〜12 製造例１と同様の操作でそれぞれ原料だけを表−１に
示すものにかえて製造例２〜７の着色剤粉末を製造し、
フラッシング法によらないで単に混合しただけで製造例
８〜12の着色剤粉末を製造した。 実施例１〜７及び比較例１〜５ 前記製造例１〜12で得られた各々の着色剤粉末20gを
ラウリルメタクリレート−アクリル酸共重合樹脂（重合
モル比90:10）50gとともにアイソパーG100gに添加し、
ボールミルで72時間混練して濃縮トナーとした後、これ
の50gを２のアイソパーＨに分散させて液体現像剤を
調製した。 これら12種の液体現像剤を用いて市販の電子写真複写
機（リコー社製リコピーDT−1200）でコピーに供したと
ころ後記の表−２に示すような結果が得られた。 実施例８〜10 前記着色剤の製造例1,2及び３における着色剤を粒径1
0〜15μｍに乾式粉砕分級し、これらを乾式現像剤（乾
式トナー）とした。 これら３種の乾式現像剤を用いて市販の電子写真複写
機（リコー社製リコピーFT6040）でコピーに供したとこ
ろ表−２に示すような結果が得られた。 比較例６〜９ 製造例1,3,4及び７において、フラッシング法ではな
く、熱溶融混練法により作成した着色剤を用いて実施例
１と同様にして現像剤を調製し、同様に電子写真複写機
でコピーに供した。結果を表−３に示す。比較例10〜16 製造例１のアイオノマー樹脂に替えて、ロジン変性マ
レイン酸樹脂を用いた場合を比較例10とし、アルキッド
樹脂を用いた場合を比較例11とした。また、製造例３の
アイオノマー樹脂に替えて、ポリエチレンワックス（AC
ポリエチレン1702）を用いた場合を比較例12とし、酸化
ポリエチレンワックスを用いた場合を比較例13とし、ポ
リエチレンワックス（サンワックス171−Ｐ）を用いた
場合を比較例14とした。更に、製造例４のアイオノマー
樹脂に替えて、天然樹脂（ダンマル）を用いた場合を比
較例15とし、スチレンブタジエン樹脂を用いた場合を比
較例16とした。 以上得られた着色剤を用いて実施例１と同様にして現
像剤を調製し、同様に電子写真複写機でコピーに供し
た。そして、裏写り及び画像濃度（ID）を測定した。裏
写りの測定法は、ベタ画像部の裏側からマグベス濃度計
にて測定した。数値が大きいほうが裏写り性が大きく悪
いことを示す。結果を表−４に示した。なお、実施例1,
3,4及び７のトナーについても同様の測定を行い同表に
示した。 〔効果〕 本発明方法により製造された乾式又は湿式トナーは、
上記のように、画像濃度が高く、解像力もよく、更に良
好な定着性能を有している。また、顔料として特にカー
ボンブラックを用いた場合には黒色度が一層高められる
が、これは本発明のアイオノマー樹脂にカーボンブラッ
クが良好に分散されていることを示すものと考えられ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−166651（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−2740（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−129438（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−14141（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−139054（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−102253（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．トナー粒子に含まれる着色剤が、顔料及びアイオノ
   マー樹脂を用いてフラッシング法により製造されたもの
   である電子写真用現像剤。 ２．着色剤が、フミン酸、フミン酸塩及びフミン酸誘導
   体から選ばれた１種並びに顔料及びアイオノマー樹脂を
   用いてフラッシング法により製造されたものである特許
   請求の範囲第１項記載の電子写真用現像剤。