JP3819319B2 - Toner for electrostatic image development - Google Patents

Toner for electrostatic image development Download PDF

Info

Publication number
JP3819319B2
JP3819319B2 JP2002131341A JP2002131341A JP3819319B2 JP 3819319 B2 JP3819319 B2 JP 3819319B2 JP 2002131341 A JP2002131341 A JP 2002131341A JP 2002131341 A JP2002131341 A JP 2002131341A JP 3819319 B2 JP3819319 B2 JP 3819319B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
resin
carbon black
styrene
developer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2002131341A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2002333738A (en
Inventor
幹夫 海野
重徳 早川
隆 新卓
信忠 藤武
隆次 竹原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to JP2002131341A priority Critical patent/JP3819319B2/en
Publication of JP2002333738A publication Critical patent/JP2002333738A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3819319B2 publication Critical patent/JP3819319B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は電子写真法、静電記録等において使用される静電荷像現像用トナーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子複写機等で使用される現像剤は、その現像工程において、例えば静電荷像が形成されている感光体等の像担持体に一旦付着され、次に転写工程において感光体から転写紙に転写された後、定着工程においてコピー紙面に定着される。その際、潜像保持面上に形成される静電荷像を現像するための現像剤として、キャリアとトナーから成る二成分現像剤及びキャリアを必要としない一成分現像剤(磁性トナー、非磁性トナー) が知られている。
【0003】
該現像剤に含有されるトナーとしては、正荷電性トナーと負荷電性トナーがあり、従来より正荷電性トナーに帯電性を付与するものとしては、ニグロシン系染料、4級アンモニウム塩等、また負荷電性トナーに帯電性を付与するものとしては含金染料等の帯電制御剤やキャリアに所定の帯電性を付与するコーティング剤等が知られていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら従来のトナーでは帯電立上り性、帯電量分布、帯電保持性等の帯電特性が充分でなく、更に一層改善されるべき課題をかかえている。
例えば、トナーの帯電立上り性(複写機等を始動させてキャリアとの混合を始めてから所定の帯電量を得るまでの時間) や、連続使用時における画像濃度の安定性、カブリの発生(画像汚れ) や複写機内部のトナー飛散による機内汚れ発生などの点が問題になっていた。他の例として、トナーの適度な帯電性を環境条件(温度、湿度等) によらず安定的に維持し、その帯電性の経時変化が好ましい形態を得るのは難しく、現像剤を環境条件を変更して複写機等で使用した場合に画像濃度の安定性、カブリ等の画像汚れの発生、或いはトナー飛散による機内汚れの発生などの点が問題になっていた。
【0005】
本発明の目的は、トナーの帯電立上り性が良く、連続使用時における画像濃度の安定性が良く、カブリの発生や複写機内部のトナー飛散による機内汚れ発生などが少ない現像剤を提供することにある。
又、温度、湿度等の環境条件によらず、適度な帯電性、安定な画像濃度が得られ、カブリやトナー飛散の少ない現像剤を提供することにある。
更には、逆極性のトナーが少なく、且つ良好な帯電量分布を示す帯電特性の優れたトナーを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、かかる問題を鋭意検討した結果、以下の手段を施すことでトナーに適度の帯電制御効果を付与すると共に逆極性の少なく、且つ良好な帯電量分布を示す等の帯電特性の優れたトナーが得られることを見い出し、本発明に到達した。
即ち、本発明の要旨は、少なくとも樹脂及びカーボンブラックを含有し、カーボンブラックがファーネス法で製造されたpH6以下の酸性カーボンブラックであって、そのDBP吸油量が50〜120ml/100gであり、かつトルエン抽出濾液の紫外線吸光度が0.02以下であることを特徴とする静電荷像現像用トナー、に存する。
【0007】
【作用】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に使用し得る樹脂成分としては、トナーに適した公知の種類のものが使用できる。例えば、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体(スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体及びスチレン−アクリル
酸フェニル共重合体等) 、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体(スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体及びスチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等) 、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体及びスチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂(スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体) 、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、並びにポリカーボネート樹脂等があるが、本発明に用いるのに特に好ましい樹脂としてはスチレン系樹脂、飽和もしくは不飽和ポリエステル樹脂及びエポキシ樹脂等が挙げることかできる。また、上記樹脂は単独に使用するに限らず、2種以上併用することもできる。
【0008】
更にまた、特公昭51−23354、特開昭50−44836号公報に記載されている架橋系バインダー樹脂、或いは特公昭55−6895、特公昭63−32180号公報に記載されている非架橋系バインダー樹脂も使用できる。
そして、該トナー用バインダー樹脂のガラス転移温度は、熱分析法(示差熱分析装置、示差走査熱量分析装置等) で測定した時の転移開始温度(変曲点) が50℃以上であることが好ましい。ガラス転移温度が50℃未満の場合には、40℃以上の高温で長時間にトナーを放置した時、トナーの凝集或いは固着を招き使用上問題がある。
【0009】
本発明で用いる着色剤としては、少なくともカーボンブラックを使用し、その他従来から用いられるものを併用しても、特に制限されるものではない。他の着色剤としては、任意の適当な顔料または染料が使用できる。例えば、酸化チタン、亜鉛華、アルミナホワイト、炭酸カルシウム、紺青、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローG、ローダミン系染料、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料、アントラキノン染料、モノアゾ及びジスアゾ系染顔料などを相当するトナーの色に着色剤を単独または混合して併用できる。
【0010】
着色剤の含有量は、現像により可視像を形成することができるようトナーを着色するに十分な量あればよく、例えば樹脂100重量部に対して1〜20重量部とするのが好ましい。更に、好ましくは3〜15重量部が好適である。
本発明で使用されるカーボンブラックの紫外線吸光度は0.05以下、好ましくは0.04以下であり、0.05より高いとトナーの帯電特性が不良となり好ましくない。つまり、本発明者らは、特にトルエン抽出分の紫外線吸光度が特定値以下のカーボンブラックに制限することに着目した。
【0011】
カーボンブラックの紫外線吸光度(λc) は、次の方法で求める。まずカーボンブラック3gをトルエン30mlに充分に分散、混合させて、続いてこの混合液をNo.5C濾紙を使用して濾過する。その後、濾液を吸光部が1cm角の石英セルに入れて市販の紫外線分光光度計を用いて波長336nmの吸光度を測定した値(λs) と、同じ方法でリファレンスとしてトルエンのみの吸光度を測定した値(λo) から、紫外線吸光度はλc=λs−λoで求める。
【0012】
市販の分光光度計としては、例えば島津製作所製紫外可視分光光度計(UV−3100PC) などがある。
本発明のカーボンブラックはファーネス法で製造されたものである。
また、カーボンブラックのBET法での窒素吸着による比表面積は20〜500m2 /gで、ジブチルフタレート(DBP) 吸油量が30〜150ml/100g程度の範囲のものが好ましい。特に、BET法比表面積が20m2 /gより低いと粒子が大きくなり過ぎカーボンブラックの分散性が悪くなり、また500m2 /gより高いと粒子が細かく練り時にシェアーがかかりにくくなりカーボンブラックの分散不良になる。トナー混練時の樹脂へのカーボンブラックの分散性を更に良くすることを考慮すれば、比表面積が80〜150m2 /gでDBP吸油量50〜120ml/100gのものが好ましい。
【0013】
更に、トナーの帯電特性を向上するには、特に酸性カーボンブラックが好ましい。酸性カーボンブラックとは、カーボンブラックと純水とを沸騰した後の懸濁液のpHを測定した時の値が6以下のものをいい、更に好ましくはpH5以下が好適である。pH6以下にするには公知の方法でカーボンブラックに酸化処理を施せばよく、これによりカーボンブラック表面に酸化化合物等が存在することで、トナー中の樹脂とカーボンブラックの混和性を増すものと推定する。ファーネス法で製造された酸性タイプのカーボンブラックとしては、三菱化成社製のMA7,MA8,MA11,MA100,#1000,#2200B,#2350,#2400B等、キャボット社製のMOGUL L,REGAL 400R,MONARCH 1000等、コロンビア社製のREVENシリーズの1035,1040,1255,3500等が具体例として掲げられ、これらカーボンブラックの紫外線吸光度を低減するには、例えば使用する原材料の不純物の低減、ファーネス法での製造時条件(例えば処理流量、処理時間等の条件) を適正に管理すればよい。
【0014】
また、カーボンブラックは表面改質の目的で、必要に応じて金属石鹸等で表面処理を施してもよく、使用時に未処理のものと表面処理したものを併用して用いてもよい。
更に、本発明現像剤のトナーは公知の正荷電性または負荷電性の帯電制御剤を単独または併用して使用してもよく、その使用量は所望する帯電量見合いで選定すればよく、帯電制御剤の添加量は樹脂100重量部に対し0.05〜10重量部程度が好ましい。正荷電性帯電制御剤としては、例えばニグロシン系染料、4級アンモニウム塩、トリアミノトリフェニルメタン系化合物、イミダゾール系化合物、ポリアミン樹脂などがある。負荷電性の制御剤としては、Cr,Co,Al,Fe等の金属含有アゾ染料、サリチル酸金属化合物、アルキルサリチル酸
金属化合物などがある。
【0015】
その他、本発明現像剤のトナー構成成分として定着性や流動性を向上させるために、低分子量オレフィン重合体や微粉末のシリカ、アルミナ、チタニア等の添加剤、さらには抵抗調整や滑剤の目的でマグネタイト、フェライト、酸化セリウム、チタン酸ストロンチウム、導電性チタニア等の無機微粉末や、アクリル樹脂等の有機微粉末を内添剤または外添剤として含有せしめてもよい。これら添加剤の使用量は所望する性能により適時選定すればよく、例えば樹脂100重量部に対し0.05〜10重量部程度が好ましい。
【0016】
また、本発明現像剤のトナー粒子の製造法は、従来から用いられる各種トナー製造方法が適用できるが、例えば一般的な例としては、まず樹脂、着色剤、ワックス、帯電制御剤等を混合機で均一に分散混合し、次いで混合物を密閉式ニーダー、或いは1軸または2軸の押出機等で溶融混練し、冷却後、クラッシャー、ハンマーミル等で粗砕し、ジェット式ミル、高速ローター回転式ミル等で細粉砕し、風力分級機(例えば、感性分級方式のエルボジェット、遠心分級方式のミクロプレックス、DSセパレーターなど) 等で分級すればよい。トナーの平均粒径は、3〜20μmが好適である。
【0017】
更に、トナーに外添処理する場合には、分級トナーと外添剤を高速攪拌機等で攪拌混合すればよい。
得られた本発明現像剤のトナーは、キャリアを使用しない1成分系現像剤(マグネタイト等の磁性物を含有した磁性1成分トナー、或いは磁性物を含有しない非磁性1成分トナー) としても用いることができる。
【0018】
本発明のトナーを2成分系現像剤に用いる場合には、磁性キャリアと混合して用いればよく、磁性キャリアとしては、平均粒子径20〜200μm程度の鉄粉、フェライト粉、磁性樹脂キャリアなど従来から公知のものが使用できる。また、これら表面に公知のシリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、スチレン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂など、或いはこれら樹脂の混合物を、単層または多層に表面コーティングしたものも使用できる。尚、フェライトの芯材としては、一般式(MO)m (Fe2 O3 ) n で示されるフェライト粉が好ましく、(MO) 成分としては、CuO、ZnO、NiO、FeO、MnO、MgO、BaO等の成分を1種または2種以上選定して使用すればよい。
これらのキャリア粒径には特に制限ないが、10〜200μmの平均粒子径を有するものが好ましい。キャリアとトナーの混合比は、トナー1重量部に対してキャリア5〜100重量部とするのが好ましい。
【0019】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限りは以下の実施例により何等制限されるものではない。
尚、下記実施例中、単に「部」とあるのはいずれも「重量部」を意味するものとする。
参考例1>
【0020】
【表1】
・スチレン/n−ブチルアクリレート=82/18共重合樹脂 100部
(フロー軟化温度135℃,ガラス転移温度64℃)
・着色剤 カーボンブラック S パウダー品 6部
(三菱化成社製、UV吸光度0.03,BET法比表面積126m2 /g、
DBP吸油量100ml/100g,pH3,嵩密度0.15g/cc)
・低分子量ポリプロピレン 550P 2部
(三洋化成工業社製)
・帯電制御剤 ボントロンS34 1部
(オリエント化学工業社製,Cr含金染料)
【0021】
を配合し、連続式の2軸押出機を用いて混練し、冷却し、粉砕し、分級して、平均粒径12μmの黒色トナーaを得た。この黒色トナーa100部に対してシリカ粉末(日本シリカ社製SS50) 0.3部をヘンシェルミキサーにて外添処理してトナーAを得た。得られたトナーA9部とノンコート平均粒子径70μm、飽和磁化65emu/gのCu−Znフェライト粉キャリア91部を混合、攪拌して現像剤Aを作製した。
【0022】
次に、これらスタート用現像剤Aと補充用トナーAを用いて、有機光導電体を感光体とし、熱ロール定着方式、ブレードクリーニング方式、現像槽内現像剤へのトナー補給コントロールに透磁率センサー方式を採用したプリント速度12枚(A4) /分の反転現像方式(感光体表面電位DC−550V,バイアイ電圧DC−350V) のページプリンタで、通常環境の温度23〜25℃、湿度50〜55%RHの環境下で5,000枚の実写テストを実施した。
【0023】
この実写テストの結果、5,000枚実写中でもプリント黒地部の画像濃度が安定して高く、プリント白地部の汚れであるカブリの増加がなく、またトナー飛散量も少なくプリンタ機内の汚染もなく良好であり、更にトナー紙への転写効率も良好であり、連続プリントしても耐久性能、プリント画質安定性に優れたトナー及び現像剤であった。
【0024】
更に、高温高湿の温度35〜37℃、湿度83〜87RH%の環境下で同上の現像剤/トナーとプリンタを用いて5,000枚の実写テストを実施した。
この実写テストの結果、5,000枚実写中でも通常環境下比較して顕著な差もなくほぼ同様にプリント耐久性、プリント画質安定性に優れたものであった。
通常環境(NN) 及び高温高湿環境(HH) 下での実写データーを図1に、また通常環境下での逆極性トナーを評価する一手法として、プラスのバイアイ電圧を印加した時のカブリ変化を図2にそれぞれ示す。
参考例2
【0025】
【表2】
・スチレン/n−ブチルアクリレート=82/18共重合樹脂 100部
(フロー軟化温度135℃,ガラス転移温度64℃)
・着色剤 カーボンブラック N パウダー品 6部
(三菱化成社製、UV吸光度0.10,BET法比表面積126m2 /g、
DBP吸油量100ml/100g,pH3,嵩密度0.15g/cc)
・低分子量ポリプロピレン 550P 2部
(三洋化成工業社製)
・帯電制御剤 ボントロンS34 1部
(オリエント化学工業社製,Cr含金染料)
【0026】
とした以外は参考例1と同様に製造しトナーbを得、更に外添しトナーB、及びキャリアとの混合、攪拌して現像剤Bを得、次いで参考例1と同様の5,000枚実写テストを通常環境及び高温高湿の環境下で実施した。
通常環境での結果を、トナー消費量がやや多く、転写効率もやや悪く、現像槽のトナー飛散による汚れもやや多かった。また、逆極性トナーの評価として、バイアス電圧を変化させた時のカブリ変化を見るとカブリレベルが高く、逆極性トナーが多いと推定された。(図2を参照)
高温高湿環境での結果は、転写効率が悪く、現像槽のトナー飛散による汚れも多かった。
【0027】
通常環境及び高温高湿環境下での実写データーを図3に、また通常環境下でのバイアス電圧とカブリの変化を図2にそれぞれ示す。
<実施例
【0028】
【表3】
・スチレン/n−ブチルアクリレート=82/18共重合樹脂 100部
(フロー軟化温度130℃,ガラス転移温度61℃)
・着色剤 カーボンブラック S 造粒品 6部
(三菱化成社製、UV吸光度0.02,BET法比表面積130m2 /g、
DBP吸油量100ml/100g,pH3,嵩密度0.28g/cc)
・低分子量ポリプロピレン 550P 2部
(三洋化成工業社製)
・帯電制御剤 ボントロンP51 1部
(オリエント化学工業社製,4級アンモニウム塩)
【0029】
とした以外は参考例1と同様に製造し、平均粒径9.5μmの黒色トナーcを得た。この黒色トナーc100部に対して、シリカ粉末(日本アエロジル社製R972) 0.2部とマグネタイト粉末(平均粒径0.3μm) 0.3部をヘンシェルミキサーにて外添処理してトナーCを得た。得られたトナーC4部とメチルシリコーン含有樹脂で表面コートされた平均粒径100μm、飽和磁化55emu/gのCu−Znフェライトキャリア96部を混合、攪拌し現像剤Cを作製した。
【0030】
次に、これらスタート用現像剤Cと補充用トナーCを用いて、有機光導電体を感光体とし、熱ロール定着方式、ブレードクリーニング方式、現像槽内現像剤へのトナー補給コントロールに透磁率センサー方式を採用したコピー速度50枚(A4) /分の正規現像方式(感光体表面電位;通常モードDC−700V、写真モードDC−500V,バイアス電圧;DC−200V) の複写機で、通常環境の温度23〜25℃、湿度50〜55%RHの環境下で50,000枚の実写テストを実施した。
【0031】
この実写テストの結果、50,000枚実写中でもコピー画像濃度が安定して高くコピー白地部の汚れであるカブリの増加がなく、またトナー飛散量も少なく複写機内の汚染もなく良好であり、連続複写しても耐久性能、コピー画質安定性の優れた現像剤及びトナーであった。
通常環境下での実写データーを図4に示す。
また、トナーcの帯電量立上り特性は図6に示す通り良好であった。
<比較例
【0032】
【表4】
・スチレン/n−ブチルアクリレート=82/18共重合樹脂 100部
(フロー軟化温度130℃,ガラス転移温度61℃)
・着色剤 カーボンブラック N 造粒品 6部
(三菱化成社製、UV吸光度0.10,BET法比表面積130m2 /g、
DBP吸油量100ml/100g,pH3,嵩密度0.28g/cc)
・低分子量ポリプロピレン 550P 2部
(三洋化成工業社製)
・帯電制御剤 ボントロンP51 1部
(オリエント化学工業社製,4級アンモニウム塩)
【0033】
とした以外は実施例と同様に製造しトナーdを得、更に外添しトナーD、及びキャリアとの混合、攪拌して現像剤Dを得、次いで実施例と同様の50,000枚実写テストを通常環境下で実施した。
その結果、写真モードの画像濃度安定性が悪く、初期カブリが高く、現像槽底部に堆積したトナー飛散量も多く(実施例の約4倍以上のトナー飛散量であった) 、また転写効率も若干悪くて、複写時の耐久性能及び画像安定性に問題があった。
通常環境下での実写データーを図5に示す。
また、トナーdの帯電量立上り特性は図6に示す通り好ましくなかった。
【0034】
【表5】

Figure 0003819319
【0035】
【数1】
Figure 0003819319
【0036】
【表6】
Figure 0003819319
【0037】
【発明の効果】
本発明の静電荷像現像用トナーは、帯電量分布がよく、常に適度で且つ安定した帯電性を示す等の帯電性能が良好で、連続使用した場合にも安定した画像濃度が得られ、カブリ等の画像汚れもなく、或いはプリンタや複写機内のトナー飛散による汚染も少なく、更に環境変化に対しても安定した画像特性を安定して維持するなどの多大な工業的利益を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 参考例1の通常環境及び高温高湿環境下で5,000枚のプリント実写テストを実施した場合のデーター。
【図2】 参考例1と参考例2の通常環境下で逆極性トナーを評価したデーター。
【図3】 参考例2の通常環境及び高温高湿環境下で5,000枚のプリント実写テストを実施した場合のデーター。
【図4】 実施例の通常環境下で50,000枚のコピー実写テストを実施した場合のデーター。
【図5】 比較例の通常環境下で50,000枚のコピー実写テストを実施した場合のデーター。
【図6】 実施例のトナーcと比較例のトナーdの帯電立上り特性。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an electrostatic image developing toner used in electrophotography, electrostatic recording and the like.
[0002]
[Prior art]
The developer used in an electronic copying machine or the like is temporarily attached to an image carrier such as a photoreceptor on which an electrostatic charge image is formed in the development process, and then transferred from the photoreceptor to transfer paper in the transfer process. Then, it is fixed on the copy paper surface in the fixing step. At that time, as a developer for developing an electrostatic charge image formed on the latent image holding surface, a two-component developer composed of a carrier and a toner and a one-component developer not requiring a carrier (magnetic toner, non-magnetic toner) ) It has been known.
[0003]
As the toner contained in the developer, there are a positively charged toner and a negatively charged toner. Conventionally, those that impart chargeability to the positively charged toner include a nigrosine dye, a quaternary ammonium salt, and the like. Known examples of imparting chargeability to negatively charged toners include charge control agents such as gold-containing dyes and coating agents that impart predetermined chargeability to carriers.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, these conventional toners do not have sufficient charging characteristics such as charge rising property, charge amount distribution, and charge holding property, and have problems to be further improved.
For example, toner charge rise characteristics (the time from when the copier is started to start mixing with the carrier until a predetermined charge amount is obtained), stability of image density during continuous use, occurrence of fog (image contamination) ) And contamination inside the machine due to toner scattering inside the copier. As another example, it is difficult to stably maintain the proper chargeability of the toner regardless of the environmental conditions (temperature, humidity, etc.), and to change the chargeability over time. When changed and used in a copying machine or the like, there are problems such as stability of image density, occurrence of image contamination such as fogging, or occurrence of internal contamination due to toner scattering.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a developer with good toner charge rising, good image density stability during continuous use, and less occurrence of fog and internal contamination due to toner scattering inside a copying machine. is there.
It is another object of the present invention to provide a developer that can obtain an appropriate chargeability and a stable image density regardless of environmental conditions such as temperature and humidity, and has less fog and toner scattering.
It is another object of the present invention to provide a toner with excellent charging characteristics that has a small amount of reverse polarity toner and exhibits a good charge amount distribution.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a result of diligent examination of the problem, the present inventors have given the following means to impart an appropriate charge control effect to the toner, have a low reverse polarity, and exhibit a good charge amount distribution. The inventors have found that an excellent toner can be obtained, and have reached the present invention.
That is, the gist of the present invention is at least a resin and carbon black, and the carbon black is an acidic carbon black having a pH of 6 or less produced by a furnace method, and its DBP oil absorption is 50 to 120 ml / 100 g, and An electrostatic charge image developing toner, wherein the toluene extract filtrate has an ultraviolet absorbance of 0.02 or less.
[0007]
[Action]
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
As the resin component that can be used in the present invention, known types suitable for toner can be used. For example, polystyrene, chloropolystyrene, poly-α-methylstyrene, styrene-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-chlorocopolymer, styrene-vinyl acetate copolymer Styrene-acrylic acid ester copolymer (styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, and styrene-acrylic acid) Phenyl copolymer, etc.), styrene-methacrylic acid ester copolymer (styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, and styrene-phenyl methacrylate copolymer) Styrene-α-chlorac Styrenic resins (monopolymer or copolymer containing styrene or styrene-substituted product), vinyl chloride resin, rosin-modified maleic acid resin, phenol, etc., such as methyl oxalate copolymer and styrene-acrylonitrile-acrylic acid ester copolymer Resin, epoxy resin, polyester resin, polyethylene resin, polypropylene resin, ionomer resin, polyurethane resin, silicone resin, ketone resin, ethylene-ethyl acrylate copolymer, xylene resin, polyvinyl butyral resin, polycarbonate resin, etc. Particularly preferred resins for use in the invention include styrenic resins, saturated or unsaturated polyester resins and epoxy resins. Moreover, the said resin is not restricted to being used alone, but can be used in combination of two or more.
[0008]
Furthermore, a crosslinked binder resin described in JP-B-51-23354 and JP-A-50-44836, or a non-crosslinked binder described in JP-B-55-6895 and JP-B-63-32180. Resin can also be used.
The glass transition temperature of the toner binder resin is such that the transition start temperature (inflection point) when measured by a thermal analysis method (differential thermal analyzer, differential scanning calorimetric analyzer, etc.) is 50 ° C. or higher. preferable. When the glass transition temperature is less than 50 ° C., when the toner is left for a long time at a high temperature of 40 ° C. or more, the toner is agglomerated or fixed, causing a problem in use.
[0009]
The colorant used in the present invention is not particularly limited even if at least carbon black is used and other conventionally used colorants are used in combination. Any other suitable pigment or dye can be used as the other colorant. For example, titanium oxide, zinc white, alumina white, calcium carbonate, bitumen, carbon black, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, Hansa Yellow G, rhodamine dye, chrome yellow, quinacridone, benzidine yellow, rose bengal, triallylmethane dye, An anthraquinone dye, monoazo and disazo dyes and pigments can be used alone or in combination with a corresponding color of toner.
[0010]
The content of the colorant may be an amount sufficient to color the toner so that a visible image can be formed by development. For example, it is preferably 1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin. Further, 3 to 15 parts by weight is preferable.
The ultraviolet absorbance of the carbon black used in the present invention is 0.05 or less, preferably 0.04 or less. If it is higher than 0.05, the charging characteristics of the toner are deteriorated, which is not preferable. In other words, the present inventors particularly focused on limiting the carbon absorbance of the toluene extract to a specific value or less.
[0011]
The ultraviolet absorbance (λc) of carbon black is determined by the following method. First, 3 g of carbon black was sufficiently dispersed and mixed in 30 ml of toluene. Filter using 5C filter paper. Thereafter, the filtrate was placed in a quartz cell having a 1 cm square light absorption part, and the value (λs) obtained by measuring the absorbance at a wavelength of 336 nm using a commercially available ultraviolet spectrophotometer, and the value obtained by measuring the absorbance of toluene alone as a reference using the same method. From (λo), the ultraviolet absorbance is obtained by λc = λs−λo.
[0012]
Examples of commercially available spectrophotometers include an ultraviolet-visible spectrophotometer (UV-3100PC) manufactured by Shimadzu Corporation.
The carbon black of the present invention is produced by a furnace method.
Carbon black preferably has a specific surface area of 20 to 500 m 2 / g by nitrogen adsorption by the BET method and a dibutyl phthalate (DBP) oil absorption of about 30 to 150 ml / 100 g. In particular, BET method specific surface area of 20m 2 / g as low as worse particle dispersion of the increases and the only carbon black than, also dispersion of Scheer takes less of carbon black when 500m 2 / g high and the particles are kneaded finer than breaking bad. In consideration of further improving the dispersibility of carbon black in the resin during toner kneading, a specific surface area of 80 to 150 m 2 / g and a DBP oil absorption of 50 to 120 ml / 100 g is preferable.
[0013]
Furthermore, acidic carbon black is particularly preferable for improving the charging characteristics of the toner. Acidic carbon black refers to one having a pH of 6 or less, more preferably 5 or less, when the pH of the suspension after boiling carbon black and pure water is measured. In order to reduce the pH to 6 or less, it is only necessary to subject carbon black to an oxidation treatment by a known method. As a result, the presence of an oxidation compound or the like on the surface of carbon black is assumed to increase the miscibility of resin and carbon black in the toner. To do. Examples of the acidic type carbon black manufactured by the furnace method include MA7, MA8, MA11, MA100, # 1000, # 2200B, # 2350, # 2400B manufactured by Mitsubishi Kasei Co., Ltd., MOGUL L, REGAL 400R manufactured by Cabot Corporation, MONARCH 1000 and the like, REVEN series 1035, 1040, 1255, 3500, etc. made by Colombia are listed as specific examples. To reduce the ultraviolet absorbance of these carbon blacks, for example, by reducing the impurities of the raw materials used, by the furnace method The manufacturing conditions (for example, conditions such as processing flow rate and processing time) may be appropriately managed.
[0014]
Carbon black may be subjected to surface treatment with a metal soap or the like, if necessary, for the purpose of surface modification, or may be used in combination with an untreated one and a surface treated one at the time of use.
Furthermore, the toner of the developer of the present invention may be used with a known positively charged or negatively charged charge control agent alone or in combination, and the amount used may be selected according to the desired charge amount. The addition amount of the control agent is preferably about 0.05 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin. Examples of the positive charge control agent include nigrosine dyes, quaternary ammonium salts, triaminotriphenylmethane compounds, imidazole compounds, and polyamine resins. Examples of negative charge control agents include metal-containing azo dyes such as Cr, Co, Al, and Fe, salicylic acid metal compounds, and alkylsalicylic acid metal compounds.
[0015]
In addition, in order to improve the fixability and fluidity as a toner component of the developer of the present invention, additives such as low molecular weight olefin polymer, fine powder silica, alumina, titania, and further resistance adjustment and lubricant Inorganic fine powders such as magnetite, ferrite, cerium oxide, strontium titanate, and conductive titania, and organic fine powders such as acrylic resins may be included as internal or external additives. The amount of these additives to be used may be appropriately selected depending on the desired performance. For example, about 0.05 to 10 parts by weight is preferable with respect to 100 parts by weight of the resin.
[0016]
In addition, as a method for producing toner particles of the developer of the present invention, various conventional toner production methods can be applied. For example, as a general example, first, a resin, a colorant, a wax, a charge control agent, and the like are mixed. Then, the mixture is melt-kneaded with a closed kneader or a single-screw or twin-screw extruder, etc., cooled, and then roughly crushed with a crusher, hammer mill, etc., jet mill, high-speed rotor rotary type Finely pulverize with a mill or the like, and classify with an air classifier (for example, a sensitivity classification type elbow jet, a centrifugal classification type microplex, a DS separator, etc.). The average particle diameter of the toner is preferably 3 to 20 μm.
[0017]
Further, when externally adding to the toner, the classified toner and the external additive may be stirred and mixed with a high-speed stirrer or the like.
The obtained toner of the developer of the present invention can also be used as a one-component developer (a magnetic one-component toner containing a magnetic material such as magnetite or a non-magnetic one-component toner containing no magnetic material) that does not use a carrier. Can do.
[0018]
When the toner of the present invention is used for a two-component developer, it may be used by mixing with a magnetic carrier. As the magnetic carrier, iron powder, ferrite powder, magnetic resin carrier and the like having an average particle diameter of about 20 to 200 μm are conventionally used. Can be used. In addition, these surfaces may be coated with a known silicone resin, acrylic resin, fluorine resin, styrene resin, epoxy resin, polyester resin, polyamide resin, or a mixture of these resins in a single layer or multiple layers. Can also be used. The ferrite core material is preferably a ferrite powder represented by the general formula (MO) m (Fe2 O3) n, and the (MO) component includes CuO, ZnO, NiO, FeO, MnO, MgO, BaO and the like. One or more components may be selected and used.
Although there is no restriction | limiting in particular in these carrier particle sizes, What has an average particle diameter of 10-200 micrometers is preferable. The mixing ratio of the carrier and the toner is preferably 5 to 100 parts by weight with respect to 1 part by weight of the toner.
[0019]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not restrict | limited at all by the following example, unless the summary is exceeded.
In the following examples, “parts” simply means “parts by weight”.
< Reference Example 1>
[0020]
[Table 1]
Styrene / n-butyl acrylate = 82/18 copolymer resin 100 parts (flow softening temperature 135 ° C., glass transition temperature 64 ° C.)
Colorant: Carbon black S powder product 6 parts (manufactured by Mitsubishi Kasei Co., Ltd., UV absorbance 0.03, BET specific surface area 126 m 2 / g,
DBP oil absorption 100ml / 100g, pH 3, bulk density 0.15g / cc)
・ Low molecular weight polypropylene 550P 2 parts (manufactured by Sanyo Chemical Industries)
-Charge control agent Bontron S34 1 part (Orient Chemical Industries Co., Ltd., Cr metal-containing dye)
[0021]
Were mixed, kneaded using a continuous twin screw extruder, cooled, pulverized, and classified to obtain black toner a having an average particle diameter of 12 μm. To 100 parts of the black toner a, 0.3 part of silica powder (SS50 manufactured by Nippon Silica Co., Ltd.) was externally added using a Henschel mixer to obtain toner A. The developer A was prepared by mixing and stirring 9 parts of the obtained toner A and 91 parts of a Cu—Zn ferrite powder carrier having a non-coated average particle diameter of 70 μm and a saturation magnetization of 65 emu / g.
[0022]
Next, using the start developer A and the replenishment toner A, the organic photoconductor is used as a photoconductor, and a magnetic permeability sensor is used for a heat roll fixing method, a blade cleaning method, and a toner replenishment control for the developer in the developing tank. This is a page printer with a reverse development method (photoreceptor surface potential DC-550V, buy-eye voltage DC-350V) at a printing speed of 12 sheets (A4) / min. 5,000 live-action tests were performed in an environment of% RH.
[0023]
As a result of this live-action test, the image density in the black background of the print is stable and high even during 5,000 actual shots, there is no increase in fog that is a stain on the white background of the print, and there is little toner scattering and no contamination inside the printer. Further, the toner and the developer were excellent in the transfer efficiency to the toner paper and excellent in durability performance and print image stability even after continuous printing.
[0024]
Further, 5,000 sheets of live-action tests were performed using the same developer / toner and printer as described above in an environment of high temperature and high humidity of 35 to 37 ° C. and humidity of 83 to 87 RH%.
As a result of this live-action test, the print durability and print image stability were almost the same, even in the case of 5,000-shot real shots, with no noticeable difference compared to the normal environment.
Figure 1 shows actual image data under normal environment (NN) and high-temperature and high-humidity environment (HH). As a method for evaluating reverse polarity toner under normal environment, fog change when a positive buy-eye voltage is applied. Are shown in FIG.
< Reference Example 2 >
[0025]
[Table 2]
Styrene / n-butyl acrylate = 82/18 copolymer resin 100 parts (flow softening temperature 135 ° C., glass transition temperature 64 ° C.)
Colorant: Carbon black N powder product 6 parts (manufactured by Mitsubishi Kasei Co., Ltd., UV absorbance 0.10, BET specific surface area 126 m 2 / g,
(DBP oil absorption 100ml / 100g, pH 3, bulk density 0.15g / cc)
・ Low molecular weight polypropylene 550P 2 parts (manufactured by Sanyo Chemical Industries)
-Charge control agent Bontron S34 1 part (Orient Chemical Industries Co., Ltd., Cr metal-containing dye)
[0026]
A toner b was produced in the same manner as in Reference Example 1 except that the toner B was externally added and mixed with the toner B and carrier and stirred to obtain a developer B, and then 5,000 sheets as in Reference Example 1. The live-action test was conducted under normal environment and high temperature and high humidity.
The results in the normal environment showed that the toner consumption was slightly higher, the transfer efficiency was slightly worse, and the contamination of the developing tank due to toner scattering was slightly higher. Further, as an evaluation of the reverse polarity toner, it was estimated that the fog level was high when the bias change when the bias voltage was changed, and the reverse polarity toner was large. (See Figure 2)
As a result of the high temperature and high humidity environment, the transfer efficiency was poor, and the developer tank was often contaminated with scattered toner.
[0027]
FIG. 3 shows actual image data in a normal environment and a high temperature and high humidity environment, and FIG. 2 shows changes in bias voltage and fog in a normal environment.
<Example 1 >
[0028]
[Table 3]
Styrene / n-butyl acrylate = 82/18 copolymer resin 100 parts (flow softening temperature 130 ° C., glass transition temperature 61 ° C.)
-Colorant Carbon black S Granulated product 6 parts (manufactured by Mitsubishi Kasei Co., Ltd., UV absorbance 0.02, BET specific surface area 130 m 2 / g,
(DBP oil absorption 100ml / 100g, pH 3, bulk density 0.28g / cc)
・ Low molecular weight polypropylene 550P 2 parts (manufactured by Sanyo Chemical Industries)
-Charge control agent Bontron P51 1 part (Orient Chemical Industries, quaternary ammonium salt)
[0029]
A black toner c having an average particle diameter of 9.5 μm was obtained in the same manner as in Reference Example 1 except that. To 100 parts of this black toner, 0.2 part of silica powder (R972, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) and 0.3 part of magnetite powder (average particle size: 0.3 μm) are externally added using a Henschel mixer to prepare toner C. Obtained. A developer C was prepared by mixing 4 parts of the toner C obtained and 96 parts of a Cu—Zn ferrite carrier having an average particle diameter of 100 μm and a saturation magnetization of 55 emu / g, which was surface-coated with a methylsilicone-containing resin.
[0030]
Next, using the developer C for starter and the toner C for replenishment, an organic photoconductor is used as a photoconductor, and a magnetic permeability sensor is used for a heat roll fixing method, a blade cleaning method, and a toner replenishment control for the developer in the developing tank. A normal development system (photoconductor surface potential: normal mode DC-700V, photographic mode DC-500V, bias voltage; DC-200V) with a copy speed of 50 sheets (A4) / min. 50,000 live-action tests were performed in an environment of a temperature of 23 to 25 ° C. and a humidity of 50 to 55% RH.
[0031]
As a result of this live-action test, the copy image density is stable and high even when 50,000 sheets are taken, there is no increase in fog, which is a stain on the white background of the copy, and there is little toner scattering and no contamination inside the copier. The developer and toner had excellent durability performance and copy image stability even after copying.
FIG. 4 shows live-action data under a normal environment.
Further, the charge amount rising characteristic of the toner c was good as shown in FIG.
<Comparative Example 1 >
[0032]
[Table 4]
Styrene / n-butyl acrylate = 82/18 copolymer resin 100 parts (flow softening temperature 130 ° C., glass transition temperature 61 ° C.)
-Colorant Carbon black N granulated product 6 parts (manufactured by Mitsubishi Kasei, UV absorbance 0.10, BET specific surface area 130 m 2 / g,
(DBP oil absorption 100ml / 100g, pH 3, bulk density 0.28g / cc)
・ Low molecular weight polypropylene 550P 2 parts (manufactured by Sanyo Chemical Industries)
-Charge control agent Bontron P51 1 part (Orient Chemical Industries, quaternary ammonium salt)
[0033]
A toner d was produced in the same manner as in Example 1 except that the toner d was added, and the externally added toner D and a carrier were mixed and stirred to obtain a developer D, and then 50,000 sheets as in Example 1 were obtained. A live-action test was conducted in a normal environment.
As a result, the image density stability in the photographic mode is poor, the initial fog is high, the amount of toner scattered on the bottom of the developing tank is large (the amount of toner scattered is about 4 times or more that in Example 1 ), and the transfer efficiency is high. However, there was a problem in durability and image stability during copying.
FIG. 5 shows actual photograph data in a normal environment.
Further, the charge amount rising characteristic of the toner d was not preferable as shown in FIG.
[0034]
[Table 5]
Figure 0003819319
[0035]
[Expression 1]
Figure 0003819319
[0036]
[Table 6]
Figure 0003819319
[0037]
【The invention's effect】
The toner for developing an electrostatic charge image of the present invention has a good charge amount distribution, a good charging performance such as always exhibiting an appropriate and stable chargeability, a stable image density even when continuously used, and a fog. The present invention provides great industrial benefits such as stable image characteristics that are stable against image changes, and is free from contamination caused by toner scattering in printers and copiers. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows data when a 5,000 print live-action test was performed in a normal environment and a high temperature and high humidity environment of Reference Example 1.
FIG. 2 shows data obtained by evaluating a reverse polarity toner in the normal environment of Reference Example 1 and Reference Example 2 .
FIG. 3 shows data obtained when 5,000 print live-action tests were performed in a normal environment and a high-temperature and high-humidity environment of Reference Example 2 .
4 shows data obtained when a copy live-action test of 50,000 sheets was performed in the normal environment of Example 1. FIG.
FIG. 5 shows data obtained when a copy live-action test of 50,000 sheets was performed in the normal environment of Comparative Example 1 .
[6] charge rising properties of the toner d of the electrophotographic toner c Example 1 of Example 1.

Claims (2)

少なくとも樹脂及びカーボンブラックを含有し、カーボンブラックがファーネス法で製造されたpH6以下の酸性カーボンブラックであって、そのDBP吸油量が50〜120ml/100gであり、かつトルエン抽出濾液の紫外線吸光度が0.02以下であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。At least a resin and carbon black are contained, the carbon black is an acidic carbon black having a pH of 6 or less produced by a furnace method, the DBP oil absorption is 50 to 120 ml / 100 g, and the ultraviolet absorbance of the toluene extraction filtrate is 0 A toner for developing an electrostatic image, wherein the toner is .02 or less. カーボンブラックのBET法比表面積が20〜500m2 /gであることを特徴とする請求項1記載の静電荷像現像用トナー。 2. The electrostatic image developing toner according to claim 1, wherein the carbon black has a BET specific surface area of 20 to 500 m 2 / g.
JP2002131341A 2002-05-07 2002-05-07 Toner for electrostatic image development Expired - Fee Related JP3819319B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002131341A JP3819319B2 (en) 2002-05-07 2002-05-07 Toner for electrostatic image development

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002131341A JP3819319B2 (en) 2002-05-07 2002-05-07 Toner for electrostatic image development

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP32336692A Division JP3650137B2 (en) 1992-12-02 1992-12-02 Toner for electrostatic image development

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002333738A JP2002333738A (en) 2002-11-22
JP3819319B2 true JP3819319B2 (en) 2006-09-06

Family

ID=19194364

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002131341A Expired - Fee Related JP3819319B2 (en) 2002-05-07 2002-05-07 Toner for electrostatic image development

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3819319B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002333738A (en) 2002-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2876898B2 (en) Toner for developing electrostatic images
JP2002521736A (en) Electrostatic toner composition for enhancing copy quality due to ghost reduction and method of making the same
JP3650137B2 (en) Toner for electrostatic image development
JP5514752B2 (en) Two component developer
JPH04335649A (en) Toner for developing electrostatic charge image
JP3819319B2 (en) Toner for electrostatic image development
JP3650350B2 (en) Electrostatic image developer
JP3650136B2 (en) Toner for developing electrostatic image and method for producing the same
JP3480053B2 (en) Two-component developer for electrostatic image development and image forming method
JP2787896B2 (en) Electrophotographic toner composition, electrophotographic developer and image forming method
JP2004227000A (en) Positive charge type electrostatic charge image developing toner
JP3598570B2 (en) Electrostatic image developer
JPH0822191A (en) Image forming method
JP3503336B2 (en) Image forming method
JP2884922B2 (en) Positively charged toner and developer
JP3395253B2 (en) Developer for developing electrostatic images
JP2012068497A (en) Positively chargeable toner
JP3412838B2 (en) Magnetic toner
JP3601244B2 (en) Non-magnetic one-component developer and image forming method
JPH02187769A (en) Electrostatic charge image developing toner
JPH09329910A (en) Electrostatic charge image developing toner and image forming method
JP3601246B2 (en) Non-magnetic one-component developer and image forming method
JP6287272B2 (en) Magnetic toner and electrophotographic cartridge
JP2024039350A (en) Carrier for electrostatic image development, electrostatic image developer, process cartridge, image forming apparatus and image forming method
JP6237381B2 (en) Electrostatic image developing carrier, electrostatic image developer, developer cartridge, process cartridge, and image forming apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20040420

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060511

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060614

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100623

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100623

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110623

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120623

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees