JP2706545B2 - 静電荷像現像用トナー - Google Patents

静電荷像現像用トナー

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JP2706545B2 JP2016759A JP1675990A JP2706545B2 JP 2706545 B2 JP2706545 B2 JP 2706545B2 JP 2016759 A JP2016759 A JP 2016759A JP 1675990 A JP1675990 A JP 1675990A JP 2706545 B2 JP2706545 B2 JP 2706545B2
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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、電子写真法、静電記録法等の静電潜像を現
像するための粉体トナーに関する。
(従来の技術) 静電潜像を可視画像とするための粉体トナーとして
は、染料,顔料,磁性粉等をトナー用樹脂に溶融混練に
よって分散し、冷却後これを機械的に粉砕、その後分級
して得る方法が一般的である。
しかしながら、この方法で得られるいわゆる粉砕法ト
ナーは、不定形であるため、均一な電荷が得られにくい
こと、流動性が悪い等の欠点が指摘されている。
また、製造において、溶融混練、粉砕に要する電気エ
ネルギーの消費は厖大であり、粉砕法以外の方法にて、
粉体トナーを得ることが検討されている。
上記の溶融混練、この後の粉砕にて製造するいわゆる
粉砕法以外の粉体トナーの製造方法としては、噴霧乾燥
法、乳化重合法、懸濁重合法、界面重合法等が知られて
いる。
しかしながら、噴霧乾燥法にして製造する方法は、球
状のトナーが生成するため、均一な電荷が得られ、流動
性が良好になるが噴霧乾燥機の防爆の対応および溶剤の
回収等を必要とすること、乾燥時に要する熱エネルギー
の消費が厖大であること、乾燥後にもトナー中に溶剤が
残存し、除去が困難であること等の欠点があり、また、
十分なトナーの物性を付与させるときには、材料に対す
る制約があって、この方法のみでは十分な特性のトナー
がなかなか得られない。
また、乳化重合法、懸濁重合法、界面重合法等によ
り、水中で球状のトナー粒子を生成する方法は、水中で
のトナー粒子の製造時に使用する分散剤、安定剤がトナ
ー粒子表面に残存し、これが空気中の水分を吸着してト
ナーの電気抵抗を低下させ普通紙複写を困難にし、また
トナー表面の電荷を不均一にするという欠点等が指摘さ
れており、この点が最大の問題点となって未だに実用化
に至っていない。
以上のような状況から、いわゆる粉砕法の欠点を改良
するため、前記種々の方式以外に、近年、例えば特開昭
62−209541,同63−2075,同63−318570等各公報に示され
るように、熱可塑性樹脂粒子表面に着色剤その他必要な
微粒子を固定させてなるトナーが提案されている。しか
しながら、この製法により得られるトナーには以下のよ
うな問題点があり、未だ実用に至っていない。
すなわち、現在、一般に用いられている普通紙複写
(PPC)方式に適用するためにはトナーの体積固有抵抗
が少なくとも1013Ωcm以上必要であるが、通常黒色着色
剤として使用されているカーボンブラックは導電性であ
るため、実用上十分な黒色度を達成するための使用量と
するとトナーの体積固有抵抗値が低下してしまい地汚れ
が発生したり、はなはだしい場合には転写不良となって
しまう。また、カーボンブラックの他に黒色顔料として
知られている四三酸化鉄(鉄黒)には体積固有抵抗値が
106Ωcm以下程度と比較的小さい上着色力が小さいため
に十分な黒色を得るために添加量を多くする必要があ
る。このためカーボンブラックを使用した場合と同じよ
うにトナーの体積固有抵抗が低下してしまう。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は熱可塑性粒子表面に黒色着色剤を固定したト
ナーにおいて普通紙複写方式にも適用できるトナーを提
供するものである。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段) 本発明は、平均粒径が1〜15μmの熱可塑性樹脂粒子
表面に粒径が0.5μm以下の黒色着色剤微粒子を単独ま
たは電荷制御剤等その他の必要な微粒子と共に固定した
静電荷像現像用トナーであって、上記黒色着色剤微粒子
は上記熱可塑性樹脂粒子100重量部を基準として、2〜1
5重量部の非鉄金属酸化物もしくは鉄/非鉄金属混合酸
化物および0.5〜2.5重量部のカーボンブラックからなる
ことを特徴とする上記静電荷像現像用トナーに関する。
本発明の静電荷像現像用トナーは黒色着色剤微粒子と
して非鉄金属酸化物もしくは鉄/非鉄金属混合酸化物を
含む。非鉄金属酸化物としてはCuCr2O4(C.I.ピグメン
トブラック28)があり、鉄/非鉄金属混合酸化物として
は、Fe2TiO4(C.I.ピグメントブラック12)、Cu(Cr,F
e)2O4(C.I.ピグメントブラック23)、(Fe,Mu)(Fe,
Mn)2O4(C.I.ピグメントブラック26)、C.I.ピグメン
トブラック27等がある。非鉄金属酸化物もしくは鉄/非
鉄金属酸化物の体積固有抵抗値は5×106Ωcm以上のも
のが好ましい。
これらの非鉄金属酸化物もしくは鉄/非鉄金属混合酸
化物は0.5μm以下の微粒子とする。これより大きな粒
子は、着色力が小さく、また熱可塑性樹脂粒子表面への
固定が不十分である。
金属酸化物黒色着色剤の使用量は熱可塑性樹脂粒子10
0重量部に対し2〜15重量部、好ましくは5〜10重量部
であり、上記数値を超えるとトナーの電気抵抗が低下す
るので好ましくない。本発明においては黒色着色剤とし
て上記金属酸化物と共にカーボンブラックを使用する。
これは金属酸化物の黒色度の不足を補うものである。し
たがってカーボンブラックの使用量は熱可塑性樹脂粒子
100重量部に対して0.5〜2.5重量部、好ましくは1.0〜2.
0重量部である。上記数値の上限はトナーの電気抵抗が
低下することにより制限を受ける。
本発明の熱可塑性樹脂微粒子に用いることのできる樹
脂としては、着色剤、磁性粉等を保持し、紙面にて可視
画像を定着させる機能を有するもので、エチレン−酢酸
ビニル共重合体、ポリスチレン系、スチレンとアクリル
酸エステルもしくはメタクリル酸エステル、アクリロニ
トリルあるいはマレイン酸エステルとのスチレンを含む
共重合体系、ポリアクリル酸エステル系、ポリメタクリ
ル酸エステル系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリ
酢酸ビニル系、エポキシ系、フェノール系、炭化水素
系、石油系の樹脂を例示することができ、これらを単独
ないし混合して用いることができる。なお、前記熱可塑
性樹脂粒子は、適用する現像プロセスによっては磁性粉
を含有させる。ここで言う磁性粉とは各種フェライト、
マグネタイト、ヘマタイト等の鉄、亜鉛、コバルト、ニ
ッケル、マンガン等の合金ないし化合物等を使用するこ
とができる。これら磁性粉は、球状ないし立方体状、正
八面体、針状、偏平状等で0.05〜1.0ミクロンの平均粒
径を有するものが好ましく、樹脂への良好な分散を有す
るように表面処理、例えば、脂肪酸等による疎水処理、
シランカップリング剤処理、樹脂コート処理等を施した
ものであってもよい。
前記熱可塑性樹脂粒子は懸濁重合法、ソープフリー乳
化重合法、乳化重合法、分散重合法等により生成したま
まの微細粒子、または、溶解・析出法、スプレードライ
法等で生成した粒子を使用してもよく、また、それら
を、必要に応じて溶融混練した上で粉砕機等により粉砕
した粒子を使用してもよい。これらの樹脂粒子の粒度に
関しては特に限定されないが、平均粒径として1〜15μ
mが好ましく、特に3〜10μmが好ましい。
本発明の静電荷像現像用トナーは、公知の種々の方法
を用いて製造することができる。好ましくは、球状の分
散媒体を有する媒体撹拌ミル、例えば、サンドミル、ア
トライタ、パールミル、ボールミル等を使用し、熱可塑
性樹脂粒子、黒色着色剤、その他電荷制御剤、滑剤、研
磨剤等を必要に応じて充填し、衝撃力、剪断力、摩擦力
等により熱可塑性樹脂粒子の表面を軟化させこれら微粒
子を固定させる。
(発明の作用および効果) 本発明によれば、熱可塑性樹脂粒子表面に導電性の小
さい非鉄金属酸化物もしくは鉄/非鉄金属酸化物を黒色
着色剤としてカーボンブラックとともに固定しているの
で、カーボンブラックを単独使用した場合に比較してト
ナーの体積固有抵抗値が下がらない。そのため熱可塑性
樹脂粒子表面に着色剤を固定したトナーの欠点とされて
いる普通紙複写方式への適用が可能となった。
(実施例) 以下、実施例により本発明を説明する。例中、部とは
重量部を、%とは重量%をそれぞれ表わす。
実施例1 懸濁重合法により生成した、球状のスチレン−アクリ
ル樹脂微粒子(平均粒径9.6μ)100部、C.I.ピグメント
ブラック27(商品名:ダイピロキサイドブラック9580,
大日精化工業(株)製Fe及びCrの酸化化合物,体積固有
抵抗値1×107Ωcm)10部、カーボンブラック(商品
名:#44,三菱化成工業(株)製)1.0部、電荷制御剤
(商品名:PNR−BE、オリエント化学工業(株)製)1.0
部の混合物150gを棒状撹拌羽根を有する容量約1.2の
試験用媒体撹拌ミルに導入した。球形媒体としては3/16
インチのクロム鋼球を1kg用い撹拌羽根を500rpmで回転
させて15分間処理した。なお、分散助剤として水をトナ
ー原料に対し1%添加し、また容器はジャケットにより
水冷した。こうして得られたトナー粒子は平均粒径10.4
μであり、20μ以上は3.0%と凝集も問題なかった。ま
た電子顕微鏡による目視観察では分散媒体の衝撃力によ
りやや不規則に変形しているが、概ね球形であり、ま
た、光学顕微鏡による目視観察では均一に着色してお
り、未着色粒子及び遊離の顔料は存在しなかった。ま
た、このトナーを400kg/cm2で加圧し、直径2cm、厚さ約
2mmのペレットとし、ガード電極を設けて100Vの印加電
圧で体積固有抵抗を測定したところ8×1013Ωcmであっ
た。
次に上記トナー粒子2部に市販のキャリア粒子(商品
名:TY−100関東電化工業(株)製)98部を加え、十分撹
拌した後、ブローオフ帯電量測定装置(商品名。東芝ケ
ミカル(株)製)にて帯電量を測定したところ、−17.5
μC/gと良好に帯電していた。また、上記トナー100部に
対し、コロイダルシリカ(商品名R−972、日本アエロ
ジル(株)製)0.5部を加えた後、市販の複写機(商品
名レオドライ4140、(株)東芝製)にて印字試験を行な
ったところ、高湿中(30℃,80%RH)でも良好な画像を
得ることができた。
なお、黒色酸化物微粒子の体積固有抵抗は上記の方法
による成形物が得られないため以下の測定方法により求
めた。エレクトロメータ/ソース617型(KEITHLEY社
製)と、粉体用電極P−616およびシールド箱(いずれ
も川口電気製作所製)を用い、直径5cmの主電極とその
外部にあるガード電極からなる上記粉体用電極に100Vの
電圧を印加し、体積固有抵抗値を測定した。
実施例2 溶液重合法により生成したスチレン−アクリル樹脂
(商品名:XPA−3336、三井東圧化学(株)製)をジェッ
トミルにて粉砕し、平均粒径9.7μの樹脂微粒子を製造
した。この粒子100部に、実施例1で使用したダイピロ
キサイドブラック5部、カーボンブラック2.0部および
電荷制御剤1.0部の混合物150gを1/8インチのスチールビ
ーズ1kgに加え、実施例と同様に処理した。
こうして得られたトナー粒子は平均粒径10.5μである
が、20μ以上の粗大粒子は5%以下であり、電子顕微鏡
による観察でも粗大な凝集粒子は存在しなかった。ま
た、光学顕微鏡による観察でも表面は黒色金属酸化物微
粒子等で均一に着色されていた。
また、このトナーを実施例1と同様な方法で体積固有
抵抗を測定したところ4×1014Ωcmであり、帯電量も−
21.5μC/gと良好であった。実施例1と同様に画像試験
を行なったところ良好な結果を得た。
実施例3 懸濁重合法により生成した球状のスチレン−アクリル
樹脂微粒子(平均粒径9.6μ)100部、ピグメントブラッ
ク28(C.I.77428,Cu及びCrの酸化化合物,体積固有抵抗
値1×107Ωcm)10部、実施例1で使用したカーボンブ
ラック1.0部および電荷制御剤1.0部の混合物を、実施例
1と同様にして試作を行った。得られた粒子は帯電量が
−19.8μC/gと良好に帯電しており、体積固有抵抗も4
×1013Ωcmを有し実施例1と同様な印字試験を行った結
果、良好な画像を得た。
実施例4 ソープフリー乳化重合法により生成した平均粒径約6
μのスチレン−アクリル樹脂球形粒子を実施例3と同様
に実験したところ、良好な画像が得られた。
実施例5 実施例2において、ダイピロキサイドブラック5部に
代えてチタンブラック(体積固有抵抗値6×106)10部
を用いて同様な試験を行ったところ同様に良好な結果を
得た。
実施例6 懸濁重合法により生成した球状のスチレン−アクリル
樹脂微粒子(平均粒径9.6μ)100部、実施例1で使用し
たダイピロキサイドブラック14部、カーボンブラック1.
0部および電荷制御剤1.0部の混合物150gを実施例1と同
様な方法で処理した。帯電量は−14.8μC/gとなり体積
固有抵抗も2×1013Ωcmとやや不足気味であった。しか
しながら、実施例1と同様に印字試験を行ったところ、
画像性は問題なかった。
比較例1 実施例1においてダイピロキサイドブラックだけを20
部使用しトナーを作製した。このトナーを用いて実施例
1と同様の印字試験を行ったところ地汚れ発生が顕著に
なり、体積固有抵抗も4×1012Ωcmと低下し画像性も不
適であった。
比較例2 実施例1においてダイピロキサイドブラックに代えて
鉄黒(四三酸化鉄)(商品名:BL−100,チタン工業
(株)製)を使用してトナーを作製した。このトナーの
体積固有抵抗は4×1012Ωcmであった。このトナーを実
施例1と同様の印字試験を行ったところ普通紙に対する
転写が不十分なために十分な画像濃度が得られなかっ
た。
比較例3 実施例2で用いた樹脂微粒子100部に、実施例1で使
用したダイピロキサイドブラック5部、カーボンブラッ
ク3部および電荷制御剤1.0部を用い同様な試験を行っ
たところ、十分な画像が得られなかった。また、帯電量
は不足気味であり、体積固有抵抗も2×1011Ωcmとなっ
た。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】平均粒径が1〜15μmの熱可塑性樹脂粒子
    表面に粒径が0.5μm以下の黒色着色剤微粒子を単独ま
    たは電荷制御剤等その他の必要な微粒子と共に固定した
    静電荷像現像用トナーであって、上記黒色着色剤微粒子
    は上記熱可塑性樹脂粒子100重量部を基準として、2〜1
    5重量部の非鉄金属酸化物もしくは鉄/非鉄金属混合酸
    化物および0.5〜2.5重量部のカーボンブラックからなる
    ことを特徴とする上記静電荷像現像用トナー。
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