JPH01234858A - 磁性トナー及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 交亙欠Ｉ 本発明は電子写真、静電気録、静電印刷などにおける静
電荷像を現像するためのトナー及びその製造方法に関す
る。

従来技術 乾式現像方式を用いる電子写真法では、通常、トナーで
静電荷像を現像した後に定着が行われる。この定着は、
現像によって得られたトナー像を光導電性感光体上から
紙などの転写用シート上に転写した後、これを転写用シ
ートないしコピーシート上に固着させることによりおこ
なわれる。

その際の定着方式としては加熱ロールによって圧着加熱
する熱ロール定着方式が一般に広く採用されている。

上記熱ロール定着方式は、熱効率が高く、迅速に定着で
きるという点で優れており、特に高速複写機用として最
適である。

しかし、この熱ロール定着方式では、定着中にトナーの
一部が、転写用シートから加熱ロールに付着し、次にく
るコピーシートを汚してしまう、いわゆるオフセット現
象が発生しゃすい。従来、かかるオフセット現象を防止
するために種々の試みがなされているが、一般には、特
開昭５０−２７５４６号、特開昭５０−９３６４７号、
特開昭５１−４７６２２号各公報号外記載されているポ
リオレフィンワックスを添加せしめ、溶融トナーに離型
性を付与する方法が用いられている。

さらに、特開昭５５−１５６９５８号公報において、一
定範囲の粘度をもつポリオレフィンワックスを添加する
と、クリーニング性が改良されることが開示されている
。このようなポリオレフィンワックスの内でも、ポリエ
チレンワックスが有機感光体に対して特に優れたクリー
ニング性を有することを本発明者は見い出した。

しかし、ポリエチレンワックスを車に添加せしめただけ
では、バインダー用樹脂とポリエチレンワックスとの相
溶性が著しく悪い。従って、ポリエチレンワックスがバ
インダー用樹脂中に取り込まれにくくなり、トナー粒子
の外に遊離したポリエチレンワックス粒子を生じる。こ
の遊離ポリエチレンワックス粒子によって、トナーの帯
電性が不安定になり、画像濃度が低くなる。また遊離ポ
リエチレンワックス粒子がトナー中に存在することによ
って、トナーの流動性を著しく低下させ、さらに遊離ポ
リエチレンワックス粒子がキャリアや現像用シリンダー
等のトナー相持体の表面を汚染し、トナーの耐久寿命を
減少させるというような問題点を有していた。

ｌ胛皮ｌ遊 したがって、本発明の目的は帯電性の安定した、オフセ
ット性に優れたトナー及びその製造方法を提供すること
にある。

本発明の別の目的は、流動性が優れ且つトナー担持体へ
の汚染の少ない、クリーニング性の優れたトナー及びト
ナーの製造方法を提供することにある。

間　点を解　するための手段および作用本発明の上記の
目的は、少なくともバインダー用樹脂と着色剤から成り
、ポリエチレンワックスを０．５〜１０重量％含有する
トナーにおいて、トナー粒子１００個につきトナー粒子
の外部に遊離した１μ以上のポリエチレンワックス粒子
が１０個以下であるトナーによって達成される。

このような遊離ポリエチレンワックス粒子の少ないトナ
ーは、少なくともバインダー用樹脂と着色剤から成り、
ポリエチレンワックス０．５〜１０重量％含有するトナ
ーの製造方法において、該バインダー用樹脂の溶融粘度
が１０３ボイズ以上となる条件下で、該樹脂、着色剤お
よびポリエチレンワックスを溶融混練する工程を有する
トナー製造方法によって与えることかできる。

すなわち、ポリエチレンワックスを０．５〜１０重量％
含有するように配合したトナー原料を、バインダー用樹
脂の溶融混練時の粘度が１０３ボイス未満となる条件下
で溶融混練すると、更に粉砕及び分級して製品化した後
でトナー粒子の外部に遊離したポリエチレンワックス粒
子が、トナー粒子１００個当り１０個を超えて生成する
ようになる。このように遊離ポリエチレンワックス粒子
が多いと、遊離ポリエチレンワックス粒子の帯電性がト
ナー粒子の帯電性と異なるために、得られるトナーのｆ
電性が不均一かつ不安定になり、画像濃度の低下を起こ
す原因となる。さらに、ポリエチレンワックスは、バイ
ンダー用樹脂に比べて、機械的衝撃によって著しく変形
しやすいので、現像器内でのトナーに加わる力によって
、キャリアや現像用シリンダーといったトナー担持体表
面に遊離ポリエチレンワックス粒子が付着し、汚染を引
き起こし、トナーの耐久寿命を減少させる原因となって
いる。また、遊離ポリエチレンワックス粒子がトナー中
に存在すると、ポリエチレンワックスはバインダー用樹
脂よりも常温において高い粘着性を有するために、トナ
ーの流動性が低下し、この点からもトナーの耐久寿命を
縮める原因となる。

一方、バインダー用樹脂の溶融混練時の粘度が１０”ポ
イズ以上となる条件でポリエチレンワックス０．５〜１
０重景％を含有するトナー原料を溶融混練すると、溶融
混練時にバインダー用樹脂によってポリエチレンワック
スに高い粘性剪断力がかかり、微細な粒子となってバイ
ンダー用樹脂中に分散させることができる。このような
ポリエチレンワックスが微細な粒子で分散している混練
物を、粉砕及び分級すると、微粒子化したトナー中にお
いて、なおポリエチレンワックス微細粒子がバインダー
用樹脂中に保持された状態が維持され、トナー粒子の外
部に遊離したポリエチレンワックス粒子の生成が著しく
減少し、トナー粒子１００個につき１０個以下の条件が
達成される。

その結果、帯電性の安定した、トナー担持体表面への汚
染の少ない、流動性の優れたトナーが得られ、有機感光
体に対しても優れたクリーニング性を示す。

バインダー樹脂の溶融粘度は、ポリエチレンワックスの
微細分散の観点からは高い程好ましい。

しかし、バインダー用樹脂が、粘度が１０６ポイズを超
える条件で溶融混練すると、非常に大きな剪断力がバイ
ンダー用樹脂に作用し、バインダー用樹脂のポリマー鎖
の切断が起こり、その分子量が低下し、オフセット現象
を発生しやすくなるので好ましくない。

本発明で、ポリエチレンワックスの分散性の指標°とし
て用いるトナー粒子の外部に遊離した１μ以上のポリエ
チレンワックス粒子の個数の測定は、光学顕微鏡を用い
て行うことができる。最初に、トナーをシリコーンオイ
ルや流動パラフィン等の分散媒中に０．２ｇ／ｆｆ１１
程度の割合で均一に分散させ、その約０．０２ｍ１をス
ライドガラス上に約２０Ｘ４０ｍｍの広さに塗布しくこ
のとき、トナー粒子が１個１個に分離した状態になるま
で十分に分散させる）、その写真を取り、トナーの個数
を求める。次に、同じ視野で、同じ倍率で偏光板を通し
て写真を取る。このと籾、１μ以上の遊離ポリエチレン
ワックス粒子は、その結晶性のために、トナー色による
暗視野中に明るい白い粒子として観察されるので、この
白い粒子の個数を求めることにより、トナーの外部に遊
離した１μ以上のポリエチレンワックス粒子のトナー１
００個当り個数を算出する。

本発明で用いられるバインダー用樹脂としては、ポリス
チレン、ポリｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエン
などのスチレン及びその置換体の単重合体；スチレン−
ｐ−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−ビニルトルエン共重合体、スチレン
−ビニルナフタレン共重合体、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−２−エチルヘキシル共重合体、スチレン−アク
リル酸オクチル共重合体、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、スチレン−α
−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アク
リロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテ
ル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体
、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−
ブタジェン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、
スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチ
レン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エス
テル共重合体などのスチレン系共重合体；ポリメチルメ
タクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビ
ニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリウレタン、
ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポ
リアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂
、フェノール樹脂、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂、
芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィンなどがあげられ、
単独あるいは混合して使用できる。これらの樹脂の中で
も、特に、スチレン系樹脂及びポリエステル樹脂が好ま
しい。

さらに、本発明のバインダー用樹脂は、その重量平均分
子量が１０万以上でかつ、重量平均分子量／数平均分子
量の比が１０以上のものが好ましく、このような樹脂を
使用すると、遊離ポリエチレンワックス粒子の少ないト
ナーが得られる。バインダー用樹脂の分子量の測定はゲ
ル・パーミェーション・クロマトグラフィーによって行
う。測定条件は、温度２５℃で溶媒としてテトラヒドロ
フランを毎分１ｍｌの梳速で流し、試料濃度８　ｍｇ／
ｍ１のテトラヒドロフランの試料溶液を０．５ｍｌ注大
して測定する。なお、カラムとしては、１０３〜２ｘ１
０’の分子量領域を適確に測定するために、市販のポリ
スチレンゲルカラムを複数木組合せるのが良く、例えば
、昭和電工社製の５ｈｏｄｅｘＡ−８０２，８０３，８
０４，８０５の組合せが良い。試料の分子量測定にあた
っては、試料の有する分子量分布を、数種の単分散ポリ
スチレン標準試料により作製された検量線の対数値とカ
ウント数との関係から算出した。検量線作成用の標準ポ
リスチレン試料としては、例えば、ＰｒｅｓｓｕｒｅＣ
ｈｅ＋ｎ１ｃａｌ　Ｃｏ、製或いは東料ツーダニ業社製
の分子量が６Ｘ１０’、２．ｌＸＩＯ３，４Ｘ１０３．
１．７５ｘｌＯ’、５．１ｘｌＯ’、１．１ｘ１０’、
３．９ｘｌＯ’、８．６ｘｌＯ５，２ｘＩ０６，４．４
８ｘｌＯ’のものを用い、少なくとも１０点程度の標準
ポリスチレン試料を用いるのが適当である。また、検出
器にはＲ１（屈折率）検出器を用いる。

なお、バインダー用樹脂の溶融粘度は、島津製の高化式
フローテスターを用いて測定した。

また、本発明で用いるポリエチレンワックスとしては、
ＪＩＳ　　Ｋ６７６０法によって測定した密度が０．９
以上で、１４０℃における溶融粘度が１０２〜１０５セ
ンチボイスのものが好ましい。ポリエチレンワックスの
添加量としては、トナー中に０．５〜１０重二％、特に
１〜５重量％が好ましい。ポリエチレンワックスの添加
量を０．５重量％未満にすると、オフセット現象防止効
果やクリーニング性の改良効果が認められず、１０重量
％を超えると遊離したポリエチレンワックス粒子が本発
明の規定する個数以上になりやすく、好ましくない。

本発明で使用する着色剤としては、従来公知のカーボン
ブラック、銅フタロシアニン、鉄黒などが使用できる。

またトナーを磁性トナーとする場合には、鉄、コバルト
、ニッケルなどの強磁性元素、あるいは、マグネタイト
、ヘマタイト、フェライトなどの鉄、コバルト、ニッケ
ル、マンガンなどの合金や化合物などの磁性体を含有せ
しめても良い。

さらに、本発明のトナーには、必要に応じて、従来公知
の荷電制御剤、潤滑剤、導電性付与剤など、例えば、カ
ーボンブラック、ニグロシン、金、属錯塩、コロイド状
シリカ粉末、フッ素系樹脂粉末、高級脂肪酸の金属塩な
どを添加せしめても良い。

また、本発明で使用する製造方法としては、トナー用材
料の予備混合工程、溶融混練工程、粉砕工程及び分級工
程を有する製造方法が好ましく、特に溶融混練工程は、
ロールミル、ニーダ−５工。

クストルーダー等を用いて上述の溶融粘度を与えるべく
例えば８０〜２３０℃、特に１００〜２００℃の温度で
行うことが好ましい。

トナーは、必要に応じて鉄粉、ガラスピーズ、ニッケル
粉、フェライト粉などのキャリア粒子と混合され、電気
的潜像の現像剤として用いられる。本発明のトナーは、
いずれの感光体上の潜像の現像にも用い−うる。例えば
、表面に有機重合体層を有するもの、有機光導電体、無
定形セレン、無定形シリコン、酸化亜鉛等の感光体に適
用可能であるが、特に表面に有機重合体を有する層を持
つものがポリエチレンワックスによる優れたクリーニン
グ効果を発揮させるために好ましい。

ｌｉ二二速 １述したように本発明によれば、ポリエチレンワックス
を良好な分散状態で含むことにより、オフセット防止特
性、流動性に優れ、トナー担持体への汚染が少なく耐久
ないし連続複写特性の優れたトナーならびにその製造方
法が提供される。

以下、実施例、比較例により本発明を更に具体的に説明
する。

釆」「■」エ スチレン−２−エチルへキシルアクリレート共重合体（
共重合比＝８２．５：１７．ｓ；重量平均分子Ｊｉ（Ｍ
ｗ）＝４３００００、重量平均分子量（ＭＷ）／数平均
分子量（Ｍｎ）＝４７）１００Ｍ量部、ポリエチレンワ
ックス（密度＝９．５〜０．９７．１４０℃での溶融粘
度＝約２．７ｘｌＯ’センチポイズ）６重量部、マグネ
タイト６０重量部及びニグロシン２Ｍ量部を予備混合し
た後、１６０℃でエクストルーダーにより溶融混練した
。１６０℃でのスチレン−２−エチルへキシルアクリレ
ート共重合体の溶融粘度は約１０４ボイズであった。

溶融混練物を冷却した後、エアジェツト方式の粉砕機で
トナー粒径まで粉砕し、その後、分級によって５〜１５
μの粒子を集めトナーとした。

光学顕微鏡を用いて、このトナーの遊離した１μ以上の
ポリエチレンワックス粒子の個数を測定した所、トナー
粒子１００個につき、遊離ポリエチレンワックス粒子は
およそ３個であった。

このトナー１００重量部に対して、コロイダルシリカ０
．４重量部を添加し、現像剤とした。この現像剤を、有
機感光体を使用する市販の複写機（商品名ＮＰ−５５４
０、キャノン製）を用いて評価した。１０万枚の耐久テ
ストを行った所、オフセット現象は認められず、さらに
有機感光体に対しても優れたクリーニング性を有してお
り、現像用シリンダーへのポリエチレンワックスの汚染
もなく、画像濃度は初期から１０万枚終了後まで１．３
５〜１．４３の間の値を維持した。

比較例１ 実施例１での溶融混練時の温度を２００℃に上げる以外
は実施例１と同様にして実験を行なった。スチレン−２
−エチルへキシルアクリレート共重合体の２００℃にお
ける溶融粘度は約２．５×１０２ボイズであった。

得られたトナーにおける、遊離ポリエチレンワックス粒
子は、トナー１００個当り２０個であり、耐久テストに
おいて、３万枚を経過したころから、現像用シリンダー
表面にポリエチレンワックスの汚染が観察され出した。

この汚染により、ゆるやかな濃度低下と濃度の変動が起
った。初期において画像濃度が１．２２であったものが
、３万枚では１．１０．５万枚では１．０Ｂ、１０万枚
では１．０５であった。

なお、オフセット現象およびクリーニング性には大きな
問題はなかった。

１Ｈユ スチレン−ブチルアクリレート共重合体（共重合比＝７
５：２５、Ｍｗ＝２７００００．Ｍｗ／Ｍｎ＝３１）１
００重量部、ポリエチレンワックス（密度＝０．９５〜
０．９７．１４０℃での溶融粘度＝約２．６Ｘ１０’セ
ンチボイズ）８重量部、マグネタイト６０重量部、及び
ニグロシン２重量部を実施例１と同様にして行なった。

混練温度である１６０℃におけるバインダー用樹脂の粘
度は約５Ｘ１０’であった。

得られたトナーにおける、遊離したポリエチレンワック
スの量は、トナー１００個当り７個であり、良好な結果
が得られた。

ｇユ スチレン−ブチルアクリレート共重合体（共重合比＝７
５：２５、Ｍｗ＝４５００００、Ｍｗ／Ｍｎ＝３５）８
０重量部、溶剤（たとえばキシレン）に対して不溶分（
約５％）を有するスチレン−ブタジェン共重合体（共重
合比＝８５：１５）２０重量部、ポリエチレンワックス
（密度＝０゜９２．１４０℃での溶融粘度＝３．４Ｘ　
１０’センチボイズ）２重量部、マグネタイト６０重量
部、ニグロシン２重量部の配合により、実施例１と同様
に予備混合、溶融混練、粉砕、分級を経てトナーを得た
。

混練時の温度は１４０℃であり、この温度におけるバイ
ンダー用樹脂の粘度は約５ｘｔｏ’ボイスであり、生成
トナー中における遊離ポリエチレンワックス粒子の存在
は認められなかった。

複写機を用いての評価においても、良好な結果が得られ
た。

え１里１ スチレン−ブチルメタクリレート共重合体（共重合比−
６０：　４０　；Ｍｗ＝３８００００、Ｍｗ／　Ｍ　ｎ
　＝　１７　）　１００重量部を用いる以外は実施例１
と同様にして、トナーを製造し、耐久テストを行った。

バインダー用樹脂の１６０℃での溶融粘度は約３Ｘ１０
’ポイズであり、得られたトナー中の遊離ポリエチレン
ワックス粒子の数はトナー１００個当り４偏であり、良
好な結果が得られた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくともバインダー用樹脂と着色剤から成り、ポ
   リエチレンワックスを０．５〜１０重量％含有するトナ
   ーにおいて、トナー粒子１００個につきトナー粒子の外
   部に遊離した１μ以上のポリエチレンワックス粒子が１
   ０個以下であることを特徴とするトナー。 ２、少なくともバインダー用樹脂と着色剤から成り、ポ
   リエチレンワックスを０．５〜１０重量％含有するトナ
   ーの製造方法において、該バインダー用樹脂の溶融粘度
   が１０＾３ポイズ以上となる条件下で、該樹脂、着色剤
   およびポリエチレンワックスを溶融混練することを特徴
   とするトナーの製造方法。