JPH03200158A - トナー - 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、バインダー樹脂中にカーボンブランクが分散
含有されてなるトナーに関する。

〔従来の技術〕

トナーのバインダー樹脂としては、従来、ポリエステル
樹脂が知られているが、通常のポリエステル樹脂は吸湿
性が大きいために、トナーの感光体に対する物理的な付
着力が大きく、そのため転写時の転写効率が低くなって
画像濃度が低下する傾向にある。

斯かる観点から、バインダー樹脂としては、吸湿性の少
ない架橋されたポリエステル樹脂（以下「架橋ポリエス
テル樹脂ｊという。）を用いるのが好ましい。

一方、カーボンブラックを含有してなるトナーとしては
、従来法に掲げるものが提案されている。

■　表面積が２７５〜８００ｍ’／ｇ、酸素含有率が３
〜１０％、ＤＢＰ吸油量が７０〜２５０　ｃｃ／１００
ｇ、粒径が５〜７５１Ｔｉμのファーネスカーボンブラ
ックを５〜２０重量部の割合で含有してなるトナー（特
開昭５０−８０１３７号公報）。

■　表面の活性水素含有量が０〜１０．　ＯＸ　１０−
５ｍｏｌ／ｇであるカーボンブラックを含有してなるト
ナー（特公平１−１９１４２号公報）。

■　表面の活性水素含有量が１５．０ＸｌＯ−５〜３０
．　ＯＸ１０−５ｍｏｌ　／　ｇである力、−ボンブラ
ックを含有してなるトナー（特公平１−３３８２２号公
報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記■、■、■の技術では、バインダー樹脂と
して、特に、架橋ポリエステル樹脂を用いた場合には、
当該架橋ポリエステル樹脂に対するカーボンブラックの
分散性が悪い問題がある。

この、ように架橋ポリエステル樹脂に対するカーボンブ
ラックの分散性が悪い理由としては、架橋ポリエステル
樹脂は、その分子鎖が架橋されているために、スチレン
−アクリル系共重合体樹脂に比較して分子が相当に入り
組んでおり、このためカーボンブラ／りの分散が妨げら
れるからであると考えられる。

このように架橋ポリエステル樹脂に対するカーボンブラ
ックの分散性が悪いことから、以下の問題がある。

り１）カーボンブラックは荷電制御剤としても機能する
ため、トナーの摩擦帯電性が不安定となって、帯電量分
布がブロードになり、弱帯電トナーあるいは逆帯電トナ
ーによってカブリやトナー飛散が発生しやすい。

（２）カーボンブラックの凝集物がトナー粒子の表面に
露出した状態で存在しやすいため、現像器内においてト
ナーとキャリアとが繰り返して撹拌混合されると、キャ
リア粒子の表面が次第にカーボンブラックの凝集物によ
り汚染され、キャリアの摩擦帯電性が早期に劣化しやす
い。

一方、架橋ポリエステル樹脂に対するカーボンブランク
の分散性を向上させる手段としては、トナーの製造プロ
セスにおいて、混練を２度行う、混練時間を延長する、
混練前の混合時に最適な混合機を選択する、混合時間を
延長する、等の手段が考えられる。

しかし、このような手段では、！２造コストの上昇を招
くため、実用上の不利益が大きい。

本発明の目的は、架橋ポリエステル樹脂中にカーボンブ
ラックが良好に分散されたトナーであって、優れた摩擦
帯電性が発揮されてカブリおよびトナー飛散が発生せず
、また転写効率が良好であって高い画像濃度が得られ、
しかもカーボンブランクに起因するキャリアの汚染が生
じにくくて多数回にわたり良好な画像を形成することが
できるトナーを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明においては、バインダ
ー樹脂中にカーボンブラックが分散含有されてなるトナ
ーにおいて、前記バインダー樹脂が、架橋ポリエステル
樹脂からなり、前記カーボンブラックが、その表面がオ
ゾンにより酸化処理され、かつ表面のカルボキシル基量
が０．１０Ｘ１０−’ｍｏｌ／ｇ未満であるファーネス
カーボンブランクからなる構成を採用する。

すなわち、本発明では、カーボンブラックとして、表面
がオゾンにより酸化処理され、かつ表面のカルボキシル
基量が０．１０　ｘｌＯ−３ｍｏｌ／　ｇ未満であるフ
ァーネスカーボンブラックを用いることにより、架橋ポ
リエステル樹脂に対するカーボンブラックの分散性を格
段に向上させたものである。

詳しく説すすると、表面がオゾンにより酸化処理された
カーボンブラックは、流動性が良好となって、従来と同
様の！！イプロセスによって架橋ポリエステル樹脂中に
カーボンブラックが均一に分散含有されたトナーを得る
ことができ、製造コストの上昇を招くことがない。

従って、本発明のトナーによれば、トナーの帯電量分布
がンヤーブとなって、弱帯電トナーおよび逆帯電トナー
が相当に少なくなり、カブリおよびトナー飛散を伴わず
に良好な画像を形成することができる。

また、架橋ポリエステル樹脂中にカーボンブラックが良
好に分散されるため、トナー粒子の表面にはカーボンブ
ラックの凝集物が存在せず、従って現像器内においてト
ナーとキャリアとが繰り返して混合撹拌されたときにも
、カーボンブラックの凝集物に起因するキャリアの汚染
が生ぜず、多数回にわたり画像を形成する場合にもキャ
リアの摩擦帯電性が安定して発揮され、キャリアの耐久
性が格段に向上する。

また、カーボンブラックの表面のカルボキシル基量が特
定の値未満であるので、カーボンブラックの吸湿性が小
さく、従って、トナーにおける吸湿性も小さくなって、
吸湿性に起因するトナーの感光体の表面に対する物理的
な付着力が軽減され、転写プロセスにおけるトナーの転
写効率が向上し、画像濃度の高い画像を形成することが
できる。

以下本発明の構成を具体的に説明する。

本発明に用いるカーボンブラックは、その表面がオゾン
により酸化処理され、かつ表面のカルボキシル基量が０
．１０　ＸＩＯ−３ｍｏｌ／　ｇ未満である７フーネス
カーボンブラツクである。

カーボンブラックの表面をオゾンにより酸化処理するこ
とにより、カーボンブラックの流動性を高めることがで
き、架橋ポリエステル樹脂からなるバインダー樹脂に対
する分散性を向上させることができる。

カーボンブラックの表面のカルボキシル基量を０、　Ｉ
Ｑ　ｘｌＯ−’　ｍｏｌ／　ｇ未満に規定することによ
り、カーボンブラックの吸湿性を相当に小さく抑制する
ことができる。従って、トナーの吸湿性が小さくなり、
感光体の表面に対する物理的な付着力を軽減して転写効
率を高めることができる。これに対して、カーボンブラ
ックの表面のカルボキシル基量が０．１０　Ｘ　１０−
３ｍｏｌ／　ｇ以上のときニハ、カーボンブラックの吸
湿性に起因してトナーの感光体の表面に対する物理的な
付着力が大きくなり、その結果転写効率が低くなって画
像濃度の低下を招く。

ここで、カルボキシル基量は、炭酸水素ナトリウム法（
Ｒａｇｏｓｓ、＾１Ｈｏｆｍａｎｎ、　Ｖ、、　Ｈｏ１
ｓｔ、　Ｒ，：　Ｋｏｌ　１ｏａｄ−２，１０５，１１
８（１９４３）　）により測定される値をいう。

また、本発明に用いるカーボンブラックにおいては、カ
ーボンブラックの粒子表面の凸部の表面積の合計（ＣＴ
　Ａ　Ｂ）　　と、カーボンブラックの粒子全体のＢＥ
Ｔ比表面積（ＢＥＴ）　　との比ＣＴＡＢ／ＢＥＴの値
が０．８０以上であることが好ましい。

当該比ＣＴＡＢ／ＢＥＴの値が０．８０以上であるカー
ボンブラックは、表面の凹凸が少なくてぬれ性が良好で
あり、架橋ポリエステル樹脂に対する分散性が良好とな
る。

ここで、ＣＴＡＢは、＾ＳＴＭ　（＾ｍｅｒｉｃａｎ　
５ｏｃｉｅｔｙ［ｏｒ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　Ｍａｔｅｒｉ
ａｌｓ）　Ｄ３７５５−３９に基づいて測定される値で
ある。

また、ＢＥＴは、ＢＥＴ１点法の原理に基づいて、クラ
オンタフローム（ＱｕａｎｔａＣｈｒＯｍｅ、米国）社
製のモノソーブ（ＭＯＮＯ９ＯＲＢ＞により測定される
値であり、単位はｍ２　／　ｇである。

また、カーボンブラックのＢＥＴ比表面積が過大である
と架橋ポリエステル樹脂に対する分散性が妨げられて凝
集しやすいので、ＢＥＴ比表面積の値は、５０〜２００
ｍ’／ｇの範囲が好ましい。

カーボンブラックの配合量は、バインダー樹脂１００重
量部に対して、通常、１〜２０重量部の範囲である。

本発明に用いるバインダー樹脂は、架橋ポリエステル樹
脂である。

架橋ポリエステル樹脂は、３価以上の多価単量体を含む
アルコール成分と酸成分とからなる単量体組成物を縮重
合反応して得られる樹脂である。

３価以上のアルコール成分としては、ソルビトール、グ
リセリン、１．２，３．６−へ牛すンテトローノペ　１
．４−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエ
リスリトール、トリペンタエリスリトーノペンヨ糖、１
，２．４−ブタントリオール、ｌ、２．５−ペンタント
リオーツへグリセローノベ　２−メチルブロパントリオ
ーノペ　２メチル−１，２，４−ブタントリオール、ト
リメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１゜３
．５−）リヒドロキシメチルベンゼン等を挙げることが
できる。

３価以上の酸成分としては、１．２４−ベンセントリカ
ルボン酸、１，３．５−ベンゼントリカルボン酸、１．
　２．　４−シクロヘキサントリカルホン１２．５．７
−ナフタレントリカルボン酸、１．　２．　４−ナフタ
レントリカルボン酸、ｌ。

２．４−ブタントリカルボン酸、１，２．５−ヘキサン
トリカルボン酸、１．３−ジカルボキシル２−メチル−
２−メチレンカルボキンプロパン、テトラ（メチレンカ
ルボキシ）メタン、１，２７．８−オクタンテトラカル
ボン酸、エンボール三量体酸、これらの酸、の無水物ま
たは低級アルキルエステル等を挙げることができる。

２価のアルコール成分としては、エチレングリコーノペ
ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テト
ラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、１
．２−プロピレングリコール１．１．　３−プロピレン
グリコール、ジブロピレ、／　りＩＪコール、トリプロ
ピレングリコール、１１−７”タンジオール、４．５−
ベンタンジオール、１、　６−ヘキサンジオール、ネオ
ペンチルグリコール、ンクロヘキサンジメタノール、ビ
スフェノールＡ、　水１加ビスフェノールΔ、ポリオキ
シエチレン化ビスフェノールＡ１ポリオキンプロピレン
化ビスフエノールＡ等を挙げることができる。

２価の酸成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸、
フタル酸、マレイン酸、フマール酸、メサコン酸、ント
ラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、ンクロヘキサン
ジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セパチン酸、マ
ロン酸、これらの酸の無水物もしくは低級アルキルエス
テル、リルイン酸の二量体、その他の２官能の有機酸単
量体等を挙げることができる。

本発明のトナーには、必要に応じて、定着性改良剤等の
内部添加剤が含有されていてもよい。

定着性改良剤としては、低分子量ポリプロピレン等を用
いることができる。

本発明のトナーの１４法の一例においては、架橋ポリエ
ステル樹脂からなるバインダー樹脂と、上記特定のカー
ボンブランクと、必要に応じて用いられる内部添加剤と
を、混合した後、二本ロール等により溶融混練し、その
後冷却し、次いでハンマーミル等により粗粉砕し、さら
にジェットミル等により微粉砕し、次いで分級して、ト
ナーを得る。

以上のようにして得られるトナーは、特定のバインダー
樹脂と、特定のカーボンブラックを用いていることから
、優れた負帯電性を示すものとなる。

本発明のトナーと組合せて用いられるキャリアとしては
、磁性体粒子からなるキャリアを用いることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を比較例とともに説明するが、本
発明の実施の態様はこれらに限定されるものではない。

なお、以下において「部」は「重量部Ｊを表す。

〈架橋ポリエステル樹脂の製造〉 テレフタル酸３１５ｇと、ネオペンチルグリコール１８
０ｇと、ジエチレングリコール８９　ｇとを、温度計と
、ステンレススチール製撹拌器と、ガラス製窒素ガス導
入管と、流下式コンデンサとを備えてなる容量１ｐの４
つロ丸底フラスコ内に入れ、このフラスコをマントルヒ
ーターにセットし、窒素ガス導入管より窒素ガスを導入
してフラスコ内を不活性雰囲気に保った状態で昇温させ
た。次いで、フラスコ内に０．０５　ｇのジブチルスズ
オキシドを加えて温度２００℃に保って反応させ、その
後、無水！、２．４−ベンゼントリカルボン酸１７ｇを
加えてさらに反応させることにより、架橋ポリエステル
樹脂１を得た。

〈実施例１〉 架橋ポリエステル樹脂１１００部 後記第１表のカーボンブラックＡ　　　　１０１ｍポリ
プロピレン　　　　　　　　　　　　３部以上の材料を
混合した後、二本ロールにより、１００〜１５０℃の温
度で十分に溶融混練し、その後冷却し、次いでハンマー
ミルにより粗粉砕し、さらにジェットミルにより微粉砕
し、次いで分級して、平均粒径が１１．０μｍのトナー
１を製造した。

〈実施例２〉 実施例１において、カーボンブラック八を、後記第１表
のカーボンブラックＢの１０１に変更したほかは同様に
して、平均粒径が１１．０μｍのトナー２を得た。

〈実施例３〉 実施例１において、カーボンブラックＡを、後記第１表
のカーボンブラックＣの１０部に変更したほかは同様に
して、平均粒径が１１０μｍのトナー３を得た。

〈実施例４〉 実施例１において、カーボンブラック八を、後記第１表
のカーボンブラックＤの１０部に変更したほかは同様に
して、平均粒径が１１．０μｍのトナー４を得た。

〈比較例１〉 実施例１において、カーボンブラック八を、後記第１表
の比較用カーボンブラックａの１０部に変更したぽかは
同様にして、平均粒径が１１．０μｍの比較トナーｊを
得た。

〈比較例２〉 実施例１において、カーボンブラック八を、後記第１表
の比較用カーボンブラックｂの１０２に変更したほかは
同様にして、平均粒径が１１．０μｍの比較トナー２を
得た。

〈現像剤の調製〉 以上の実施例および比較例で得られた各トナー５０部と
、磁性体よりなるキャリア９５０部とを混合して、現像
剤１〜４および比較現像剤１〜２を調製した。

〈実写テスト〉 以上の各現像剤を用いて、コニカ側製の電子写真複写機
ＫＯＮＩＣＡ　５０７０改造機により、温度３０℃、相
対湿度８０％の環境条件において、実写テストを行い、
下記の項目について評価した。

なお、現像剤１〜４については、１５万回にわたりコピ
ー画像を形成したが、比較現像剤１〜２については、途
中で画像不良が著しくなったため、１万回で実写テスト
を中止した。

（１）カブリ コニカ■製のデンシトメーターにより、コピー画像にお
ける白地（原稿濃度が０．００の白地に対する部分）の
相対濃度を測定して判定した。なお、白地反射濃度を０
．００とした。評価は、相対濃度が００１未満の場合を
「○Ｊ、０．０１以上で０．０３未満の場合を「△Ｊ、
０．０３以上の場合を「×」とした。

（２）トナー飛散 電子写真複写機の内部とコピー画像の両方を目視により
観察し、トナー飛散がほとんど認められず良好である場
合を「○」、トナー飛散が若干認められるが実用レベル
にある場合を「△」、トナー飛散が多く認められ実用的
には問題のある場合を「×」とした。

（３）　転写効率 ３ｃｍｘ３ｃｍの正方形のべた黒の原稿を用いてコピー
画像を形成し、転写後の感光体表面がりＩＪ　−ニング
される前であってかつ転写紙が定着部に進入する前に電
源を切って、電子写真複写機を停止し、転写紙上にのっ
ているトナーの質量Δ（ｍｇ）と、感光体上に残ったト
ナーの質ＩＢ　（ｍｇ）を測定し、次式により転写効率
を算出した。

（４）トナーの帯電量 ブローオフ法により測定した。

（５）キャリアの汚染度 実写テスｌ了後において、現像器内の現像剤を取り出し
、界面活性剤で現像剤を洗浄してトナーを取り除いた。

得られたキャリア３ｋｇを１００−の溶剤に浸してキャ
リア表面の汚染物質を溶解し、その溶液の波長５００ｎ
ｍにおける透過率（％）を分光光度計により測定して、
キャリアの汚染度を評価した。この透′ｊＩＪ率が高い
ほどキャリアの汚染度は小さくて良好である。

結果を第２表および第３表に示す。

第２表および第３表から明らかなように、本発明に係る
トナー１〜４を用いた現像剤１〜４によれば、初期から
１５万コピー後に至るまで、カブリおよびトナー飛散が
発生せず、また転写効率が高くて画像濃度の高い画像が
得られ、しかもトナーの帯′ｉｒＬ量も安定しており、
キャリアの汚染もきわめて少ない。

これに対して、比較トナー１〜２を用いた比較現像剤１
〜２によれば、初期からカブリおよびトナー飛散が発生
し、また転写効率も低かった。また、１万コピー後にお
いては、カブリおよびトナー飛散が顕著に発生し、トナ
ーの帯電量も相当に低下し、キャリアの汚染が相当に進
んでいた。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明のトナーによれば、
バインダー樹脂として架橋ポリエステル樹脂を用い、カ
ーボンブラックとして、その表面がオゾンにより酸化処
理され、かつ表面のカルボキシル基量が０．１０　ｘｌ
Ｏ−’　ｍｏｌ／　ｇ未満であるファーネスカーボンブ
ラックを用いるので、カーボンブラックのバインダー樹
脂に対する分散性が格段に向上する。

従って、トナーの帯電量分布がシャープとなって、カブ
リおよびトナー飛散を伴わずに良好な画像を形成するこ
とができる。

また、トナー粒子の表面にはカーボンブラックの凝集物
が存在しないため、カーボンブラックの凝集物に起因す
るキャリアの汚染が生ぜず、現像剤の耐久性が格段に向
上する。

また、カーボンブラックの吸湿性が小さいため、吸湿性
に起因するトナーの感光体の表面に対する物理的な付着
力が軽減され、転写プロセスにおけるトナーの転写効率
が向上し、画像濃度の高い画像を形成することができる
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 バインダー樹脂中にカーボンブラックが分散含有されて
   なるトナーにおいて、 前記バインダー樹脂が、架橋されたポリエステル樹脂か
   らなり、 前記カーボンブラックが、その表面がオゾンにより酸化
   処理され、かつ表面のカルボキシル基量が０．１０×１
   ０＾−＾３ｍｏｌ／ｇ未満であるファーネスカーボンブ
   ラックからなることを特徴とするトナー。