JPH03101748A - 静電潜像現像用トナーの製法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は電子写真、静電記録および静電印刷における静
電潜像を現像するための静電潜像現像用トナーの製造方
法に関する。

従来、トナーとしては、熱可塑性の樹脂に着色剤などと
ともに荷電制御剤を混合、溶融、混練した後、冷却固化
し、粉砕・分級してトナー粒子を得るいわゆる粉砕法に
よって製造されたものが知られている。しかしながら、
従来の粉砕法によっては、トナーの帯電量の分布が広〈
なり、またそれに伴いトナーの飛散、カブリの問題が生
じてくるものであった。またトナーの粉体流動性が悪く
なる等の問題があった。

また近年、静電潜像現像用トナーに対しては、ライン再
現性などの点における高画質化が要求されるようになり
、加えて静電潜像現像用トナーの多様化に伴い、低速か
ら高速領域までの幅広い使われ方などに対応する必要性
が生じてきている。

そのためには、トナーの小粒径化とともに流動性の改良
を必要とするが、トナー帯電量分布、飛散、カブリ等の
問題も解決されなければならない。粉砕法改良の技術と
しては、例えば特開昭５６−１６７１４８号公報に発泡
剤を分散させた後、発泡させ、粉砕分級するものが知ら
れている。しかし、発泡剤では、体積が大きくなり、制
御が難しい等の問題があり、残留の発泡剤も定着時問題
となる。

発明が解決しようとする課題 したがって、本発明は上記したような問題点を解消して
なる新規なトナーの製造方法を提供することを目的とす
る。本発明は特に帯電量分布にすぐれた粉体流動性、定
着性を改良し、カブリが少なく安定して高精細な画像が
得られるトナーを製造する方法を提供することを目的と
するものである。

課題を解決するだめの手段 上記目的は非水溶性樹脂、非水溶性着色剤および水溶性
樹脂から少な〈ともなる混線物から水溶性樹脂の少なく
とも一部を水性溶媒で抽出除去し、所望粒径粉砕物を得
ることを特徴とする静電潜像現像用トナーの製法により
達戊される。

本発明は、このような分離可能な水溶性樹脂を混合する
ことによって、混線物の粉砕効率が向上し、小粒径の現
像剤を比較的得やすくなる。

水溶性樹脂としては、後で詳述するようにトナーに使用
されるアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン樹脂
等と混練物を形成できれば特に制限されるものではない
が、例えばポリビニルアルコル、メチルセルロース、ポ
リヒニルブチラールアクリル樹脂等か挙げられる。

本発明の製法は、まず上記水溶性樹脂を、非水溶性のト
ナー構成材料、すなわち、少なくとも樹脂と着色剤を混
合し、混練する。

トナー構成樹脂としては、非水溶性樹脂、例えばポリス
チレン、ボリｐ−クロルスチレン、ポリビニルトルエン
などのスチレンおよびその置換体の単重合体、スチレン
＝ｐ−クロルスチレン共重合体、スチレンープロピレン
共重合体、スチレンービニルトルエン共重合体、スチレ
ンービニルナ７タリン共重合体、スチレンーアクリル酸
メチル共重合体、スチレンーアクリル酸エチル共重合体
、スチレンー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、スチレンーメタアクリル酸メ
チル共重合体、スチレン−（メタクリル酸）エチル共重
合体、スチレンーメタクリル酸ブチル共重合体、スチレ
ンーｄ−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン
ーアクリロニトリル共重合体、スチレンービニルメチル
エーテル，ｔＬ＝［ｉ、スチレンービニルエチルエーテ
ル共重合体、スチレンービニルメチルケトン共重合体、
スチレンープタジエン共重合体、スチレンーイソプレン
共重合体、スチレンーアクリロニトリルインデン共重合
体、スチレンーマレイン酸共重合体、スチレンーマレイ
ン酸エステル共重合体なと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、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、
エポキン樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアマイド、
ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性口ジン、テルペン樹
脂、７エノール樹脂、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、バラフィンワ
ックスなどが単独あるいは混合して使用できる。

本発明の静電潜像現像剤トナーにおける原料に含有され
る着色剤としては、以下に示すような、非水溶性の有機
ないし無機の各種、各色の顔料、染料が使用可能である
。

すなわち、黒色顔料としては、カーポンブランク、酸化
銅、二酸化マンガン、アニリン、ブランク、活性炭等が
ある。

黄色顔料としては、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー
、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエ口、ニンケノレチ
タンエロー、不−フ′ノレスエローナフトールエロ−５
１バンザーイエロー０１ハンザーイエロー１０Ｇ，ペン
ジジンエ口一Ｇ１ベンシシンエローＧＲ，キノリンエロ
ーレーキ、パマ不ントエローＮＣＧ，タートラジンレー
キ等カある。

橙色顔料としては、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、パ
ーマネントオレンジＧＴＲ，　ピラゾロンオレンジ、バ
ルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジＲ
Ｋ，ベンジジンオレンジＧ１インダスレンブリリアント
オレンジＧＫ等がある。

赤色着色剤としては、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛
丹、硫化水銀、カドミウム、パーマ不ントレンド４Ｒ，
　　リソーノレレソド、ビラゾロンレノド、ウォンチン
グレント、カノレンウム塩、レーキレノドＤ１　ブリリ
アントカーミン６Ｂ，　ブリリアントカーミン３Ｂ１エ
オシンレーキ、ローダミンレーキＢ１アリザリンレーキ
等の顔料、ローズベンガル等の染料などがある。

紫色用着色剤としては、マンガン紫、ファストバイオレ
ントＢ１　ファストバイオレットＢ１　メチルバイオレ
ットケーキ等の顔料がある。

青色用着色剤としては、紺青、コバルトブルーアルカリ
ブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、７タロシアニ
ンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニ
ンブル一部分塩素化物、ファストスカイブルー、インダ
ンスレンブルーＢＣ等の顔料、メチレンブルー、ウルト
ラマリンブルー等の染料がある。

緑色用着色剤としては、クロムグリーン、酸化クロム、
ヒグメントグリーンＢ１マラカイトグリーンレーキ、フ
ァイナルイエローグリーン等の顔料がある。

白色用着色剤としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモ
ン白、硫化亜鉛等の顔料がある。

体質顔料としては、バライト粉、炭酸バリウム、クレー
、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイ
ト等の顔料がある。

本発明においては上記したような、トナー構威樹脂、着
色剤および樹脂粒子を所定量混合、混練する。樹脂およ
び着色剤の混入量は使用されるシステムに応じて適宜選
定した量で使用すればよく、本発明において特に異なら
しめる理由はない。

混入する水溶性樹脂の量は、トナー構成樹脂に対して約
５〜約５０重量％、好ましくは５〜３０重量％である。

その量が約５０％より多いと抽出除去に時間がかかりす
ぎ、又残留樹脂が無視できなくなり、この影響によって
特性が悪化することがあり、約５％より少ないと粉砕効
率の向上が十分に図れなくなる。

混練方法は、通常知られている方法を適用すればよく、
十分混練後、得られた混練物を粒径１００〜５００μｍ
，好ましくは１００−３００μｍに粉砕する。この時の
粉砕粒子の大きさがあまり大きいと、後の工程で、その
粒子中から水溶性樹脂を除去できない。しかし、水溶性
樹脂を除去後、さらに粉砕・分級を行うので、この段階
では、１００μｍ以下に粉砕する必要はない。

このようにして得られた粗粉砕粒子を、水性溶媒中に投
入し、粒子中の水溶性樹脂を水性溶媒溶液中へ除去する
。水性溶媒としては、水、水＋アルコール等が挙げられ
る。

投入する粗粉粒子の量は、水性溶媒１００ＣＣに対して
、最大５０重量部、好ましくは水性溶媒の量が多い程よ
い。水性溶媒１００ＣＣに対して投入粒子の量が５０ｆ
Ｉｉ部より多いと効率よく水溶性樹脂を抽出できない。

さらに効果的に水溶性樹脂を除去するには、高めの水性
溶媒温度（４０゜Ｃぐらいにする）にしたり、激しい撹
拌、抽出、ろ過をくり返す等の条件を選択してもよい。

水溶性樹脂の除去の程度は粗粉粒子の表面形状の目視に
よって決定され、ある程度の凹凸が観察される程度で十
分である。

以上のようにして水溶性樹脂を除去後、粒子と水溶性樹
脂を分離し、粒子を十分乾燥後、さらに粉砕、分級し、
平均粒径が３〜２０μｍ程度のトナーを得る。

従来粉砕法において、粒径の小さな粒子を得るためには
、極めて多くのユ不ルギーを要し、装緩、コスト面にお
いても、まｔ；はランニングコスト面においても大きな
ウェイトを占めたが、本発明では、大幅に改善すること
ができ、また、微粉をある程度除去したトナーが得られ
る。

このようにして得られたトナーは、トナー表面に凹凸が
でき、帯電特性や、流動性、圧力定着性に良好な影響を
与える。

具体的には、例えば圧力定着性法においては、トナー粒
子が凹凸構造を有することによって現像剤粒子が脆化さ
れ、そのために現像剤粒子はより低い圧力で圧壊され定
着する。

また、帯電性については、現像剤粒子が凹凸構造を有す
ることにより表面積が大きくなり、摩擦帯電の接触面積
が増え、帯電性が良好となる。製造面においても、現像
剤粒子の凹凸は、分離可能な樹脂ビーズの粒径によって
ある程度制御できるため、粉砕効率の向上による微小粒
子化と、表面形状の設定が容易にできる。

流動性については、トナー粒子表面に形戊された凹凸に
より、その向上が達成される。

本発明のトナーにはさらに、荷電制御剤や導電率調整剤
、流動化剤等を含有してもよい。また、磁性トナーとし
て磁性粉を含有してもよく、他の添加剤等を含有しても
よい。

以上、本発明は、トナー粒子中に、着色剤、その他の添
加剤を内添する場合について述べたが、少なくともトナ
ー構戊樹脂と水溶性樹脂を混入させて混練し、その混練
物を粉砕して、水溶性樹脂を除去し、さらにその粉砕物
を粉砕、分級して得られた樹脂表面に、着色剤、その他
の添加剤をファンデルワールスカおよび静電気力等の作
用により付着させた後、機械的衝撃力などにより固定化
させればよい。このような方法において、好適に用いら
れる装置としては、高速気流中衝撃法を応用したハイブ
リダイゼーションシステム（奈良機械製作所製）、オン
グミル（ホン力ワミクロン社製）、メカノミル（岡田精
工社製）などがある。しかしながら、もちろん、このよ
うな方法に限定されるものではない。

本発明のトナーは一成分現像剤として使用することも、
適当な磁性キャリアと配合して二戒分現像剤として使用
することもできる。二戊分現像剤の態様で使用する場合
には、磁性キャリアとしては、鉄、ニッケル、コバルト
等の金属、これらの金属と亜鉛、アンチモン、アルミニ
ウム、鉛、スズ、ビスマス、ベリリウム、マンガン、セ
レン、タングステン、ジルコニウム、バナジウム等の金
属との合金あるいは混合物、酸化鉄、酸化チタン、酸化
マグ不ンウム等の金属酸化物、窒化クロム、窒化バナジ
ウム等の窒化物、炭化ケイ素、炭化タングステン等の炭
化物との混合物および強磁性フエライト、ならびに、こ
れらの混合物等を挙げることができ、これらのキャリア
は、バインダー型（マイクロ）キャリア、磁性粒子コー
トキャリア、樹脂粒子コートキャリア等の種々の態様で
使用されてもよい。

キャリアの平均粒径は２０−１００μｍ１好ましくは３
０〜８０μｍが望ましい。平均粒径が２Ｏμｍ未満では
静電潜像担体へのキャリア付着が生し易くなり、また、
帯電量が制御も困難となる。

また、平均粒径か１００μｍを上回るとキャリアスジの
発生など鮮明な画像が得られず、画質が低下する。

現像剤の組戒比は、トナーが３〜２５重量％の割合で使
用する。２５重量％より多いとトナー１個当りの帯電量
が低下し、カブリが発生する恐れがあり、３重量％より
少ないとトナー１個当りの帯電量が上昇し、画像濃度の
低下を招くからである。

以下本発明を実施例により、さらに具体的に説明する。

実施例ｌ（トナーＡ） 成分　　　　　　　　　　　　　　　重量部スチレン−
２エチルヘキシル　　　　　１００アクリレート共重合
体 （軟化点１３５゜Ｃ１　ガラス転移点５７゜Ｃ）（花王
社製夕７トンＮＥ−３８２） ブリリアントカーミン６　Ｂ　（ｃ＋　１５８５０）　
　　　　３ボリビニルアルコール（和光純薬試薬）２０
ニグロシンベースＥＸ　　　　　　　　　　　４（オリ
エント化学社製） 上記材料をポールミルで十分混合した後、１４０゜Ｃに
加熱した３本ロール上で混練した。混練物を放置冷却後
、フェザーミルを用い粗粉砕し、さらにジェットミルで
微粉砕した。得られた微粉末１０重量部を４０゜Ｃの水
５００Ｑ中で分散させ、水溶性樹脂を溶解した後、濾過
し、乾燥後、微粉砕し風力分級し、平均粒径１１μｍの
微粉末を得ｔこ。

実施例２（トナーＢの製造） 成分　　　　　　　　　　　　　　　重量部スチレン／
プチルアクリレート（８／２）　　ｌ　０　０共重合体 （重量平均分子量Ｍｗ約３０μ） 銅フタロシアニンブルー顔料５ 低分子量ポリプロピレンワックス　　　　　２メチルセ
ルロース　　　　　　　　　　　６０上記材料をプレン
ダーでよく混合した後、１４０°Ｃに加熱した３本ロー
ル上で混練した。混練物を放置冷却後、フェザーミルを
用い粗粉砕し、さらにジェットミルで微粉砕した。得ら
れた微粉末１０重量部を４０゜Ｃの水ｌＱ中で分散させ
、水溶性樹脂を溶解した後、濾過し、乾燥後、微粉砕し
、風力分級し、粒径５〜２０μの微粉体を得た。次に、
ここで得られた微粒子１００重量部に対し、帯電制御剤
として四級アンモニウム塩Ｐ−５　１（オリエント化学
工業社製）を０．３重量部をへ冫シェルミキサーに入れ
、１５００ｒｐｍの回転数で２分間混合撹拌し、微粉体
表面に微小粒子をファンデルフールスカおよび静電的に
付着させた。次に、奈良機械ハイブリダイゼーションシ
ステムＮＨＳｌ型を用い６　０　０　０　ｒｐｍで３分
間処理を行い、トナーＢを得た。

比較例１（トナーＣの製造） 実施例１においてポリビニルアルコールヲ添加せずに他
の条件は全く同様にして平均粒径ｌ１μｍのトナーＭの
微粉末を得た。

［キャリアの製造１ トナーを後述する評価に供するため、以下のごとくバイ
ンダー型キャリアを製造した。

戊分　　　　　　　　　　　　　　　重量部ポリエステ
ル樹脂　　　　　　　　　　１００（花王社製二ＮＥ−
１１１０） 無機磁性粉　　　　　　　　　　　　　５００（戸田工
業社製、ＥＰＴ−１０００） カーボンブラック　　　　　　　　　　　　　２（三菱
化或社製、ＭＡ＃８） 上記材料をヘンシェルミキサーにより十分混合、粉砕し
、次いでシリンダ部１８０℃、シリンダヘッド部１７０
℃に設定した押し出し混練機を用いて、溶融、混練した
。混練物を冷却後、ジェットミルで微粉砕したのち、分
級機を用いて分級し、平均粒径５５μｍの磁性キャリア
を得た。

［粒径測定］ なお、トナーおよびキャリアの粒径測定は以下のように
行った。

（１）キャリア粒径 キャリア粒径は、マイクロトラックモデル７９９５−１
０ＳＲＡ（日機装社製）を用い測定し、その平均粒径を
求めた。

（２）トナー粒径 トナー平均粒径の測定は、コールタカウンタＨ（コール
タカウンタ社製）を用い、１００μｍのアバチャーチュ
ーブで粒径別相対重量分布を測定することにより求めた
。

諸特性に対する評価の方法 このようにして得られた実施例Ｌ　２および比較例ｌの
トナーＡ−Ｃに対して、以下に述べるように諸特性の評
価を行った。なお、各トナー１００重量部に対してコロ
イダルシリカＲ−９７２（Ｅ１本アエロジル社製）：０
．１重量部で後処理を行い、諸特性に対する評価に用い
ｔ；。

帯電量（Ｑ／Ｍ）および飛散量 ここで表面処理されたトナー２ｇと上記したキャリア２
８ｇと５０ｃｃのポリ瓶に入れ、回転架台にのせて１２
００ｒｐｍで回転させたときのトナーの帯電量の立ち上
がりを調べるために、ｌＯ分間撹拌後の帯電量を測定し
、また、その時の飛散量を調べた。また、同様にトナー
とキャリアをポリ瓶に入れ、３５゜Ｃ１相対湿度８５％
下に２４時間保Ｖ後の帯電量および飛散量を測定し耐湿
性も調べ飛散量測定は、デジタル粉塵計Ｐ５Ｈ２型（柴
田化学社製）で測定した。前記粉塵計とマグ不ツトロー
ルとを１０ｃｍ離れたところに設置し、このマグ不ツト
ロールの上ｌこ現像剤２ｇをセットした後、マグ不ツト
を２０００ｒｐｍで回転させたとき発塵するトナーの粒
子を前記粉塵計が粉塵として読み取って、１分間のカウ
ント数ｃｐｍで表示する。

ここで得られた飛敢量が３　０　０　ｃｐｍ以下を０，
　　５００ｃｐｍ以下を△、５　０　０　ｃｐｍより多
い場合×として３段階の評価を行った。△ランク以上で
実用上使用可能であるが○が望ましい。帯電量および飛
散量の測定結果を表１に示す。

画出し評価 表ｌに示す所定のトナーおよび上記キャリアをトナー／
キャリア−７７９３の割合で混合し、２戊分系現像剤を
調製した。この現像剤を用い、実施例ｌ〜２、比較例ｌ
に対し、ＥＰ−４７０２システムスピードｌ　８ｃ＋＋
＋／ｓｅｃ；ミノルタカメラ社製）を用いて表１に示す
各種画像評価を行った。

ｌ）画像上のカブリ 前記した通り各種トナーおよびキャリアの組み合わせに
おいて、上記複写機を用いて画出しを行った。画像上の
カブリについては、白地画像上のトナー力ブリを評価し
、ランク付けを行った。△ランク以上で実用上使用可能
であるが、○以上が望ましい。

２）耐刷テスト Ｂ／Ｗ比６％のチャートを用い１０万枚の耐刷テストを
行い、画像およびカブリの評価を行った。

結果を表１に示した。表中○は実用上使用可能領域であ
り、×は実用上問題となる領域であることを意味する。

表ｌ 発明の効果 本発明に従うと、粉砕効率が向上し、小粒径トナーを得
やすい。また、得られるトナーは、帯電特性、流動性向
上、圧力定着性において優れている。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、非水溶性樹脂、非水溶性着色剤および水溶性樹脂か
   ら少なくともなる混練物から水溶性樹脂の少なくとも一
   部を水性溶媒で抽出除去し、所望粒径粉砕物を得ること
   を特徴とする静電潜像現像用トナーの製法。