JPH05107798A - 静電荷像現像用白色トナー - Google Patents

静電荷像現像用白色トナー

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JPH05107798A
JPH05107798A JP3270859A JP27085991A JPH05107798A JP H05107798 A JPH05107798 A JP H05107798A JP 3270859 A JP3270859 A JP 3270859A JP 27085991 A JP27085991 A JP 27085991A JP H05107798 A JPH05107798 A JP H05107798A
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Ichiro Izumi
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 荷電安定性、隠蔽力に優れた白色トナーを提
供すること 【構成】 少なくとも結着樹脂と熱硬化性樹脂小粒子ま
たは該結着樹脂より高軟化点を有する樹脂小粒子からな
る白色トナー。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、静電荷像現像用トナ
ー、特に白色トナーに関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真の複写画像の色は一般に黒色で
あるが、最近は、種々の色彩の複写画像(カラー画像)を
得ることも可能である。カラー画像の内、白色画像は白
色トナーから黒等の着色紙の上に形成され、黒色画像と
は異なる視覚的美しさがある。白色トナーは二酸化チタ
ンに代表される白色顔料、結着樹脂、その他の添加剤か
らなり、白色トナーから複写画像を形成する場合、特に
隠蔽特性が要求される。隠蔽特性とはトナーを紙等に定
着させたとき紙等の素地を見えなくする能力である。黒
色画像の場合はこの隠蔽特性がそれ程十分で無くても、
画像から気になるほどの不鮮明感を感じないが、白色画
像の場合、隠蔽特性が黒色トナーの場合と同じ程度の場
合でも、画像に不鮮明感を感じる。従来の白色トナー
は、隠蔽特性が不十分であり、不鮮明感を覚えない鮮明
な白色画像を得ることはできない。
【0003】隠蔽特性を良くするためには白色トナーに
含有させる二酸化チタン等の白色顔料の量を多くするこ
とが考えられるが、二酸化チタン等の無機材料は、結着
樹脂との相溶性が悪い(ぬれ性が悪い)ため、添加量を増
やすことが難しく、また30重量%程度の添加で隠蔽力
が飽和してしまうため、白色度の向上を図れないばかり
か、添加量が多くなると荷電性の制御ができないという
問題、さらにトナー飛散、耐湿性の悪さ等の問題が生じ
る。これらの問題は顔料の分散性、相溶性等の悪さに起
因すると考えられているが、トナー飛散は複写画像にカ
ブリ等を発生させる原因となるし、耐湿性の悪さは、ト
ナーの帯電性低下の原因になる。さらに、遊離顔料によ
るキャリアスペントが生じたりする。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みなされたものであって、その目的とするところは、荷
電の安定性および隠蔽特性に優れ、かつ、トナー飛散が
なく、耐湿性にも優れたトナー、特に白色トナーを提供
することを目的とする。上記目的は、トナー粒子に一定
の大きさの樹脂小粒子を含ませることにより達成され
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、少な
くとも結着樹脂と熱硬化性樹脂小粒子または該結着樹脂
より高軟化点を有する樹脂小粒子からなる白色トナーに
関する。樹脂小粒子は、結着樹脂に比べ、軟化点が高い
もの、好ましくは10℃以上の差のあるものを使用す
る。かかる軟化点を有するものであれば樹脂小粒子は、
通常、トナー構成用結着樹脂として常用される熱可塑性
樹脂と同種のもの、例えばスチレン系樹脂、(メタ)アク
リル系樹脂、あるいはスチレン−(メタ)アクリル系共重
合樹脂等が使用可能で、また熱硬化性樹脂としてはベン
ゾグアナミン樹脂、メラミン樹脂、テフロン樹脂、シリ
コーン樹脂等を用いることができる。このような樹脂小
粒子は、乳化重合法、ソープフリー乳化重合法、非水分
散重合法等の湿式重合法、気相法等により合成すること
ができる。かかる樹脂小粒子をトナーに適用することに
より、トナー画像形成後、樹脂小粒子と結着樹脂との間
に界面が生じ、その部分で光の散乱が効率よく行なわれ
る結果、隠蔽力、白色度に優れたトナーを得ることがで
きる。結着樹脂と樹脂小粒子の軟化点の差がないと、樹
脂小粒子と結着樹脂が、トナー混練時あるいはトナー定
着時に溶融一体となって、上記したような界面を生じせ
しめ得ないため本発明の目的を達成することができな
い。
【0006】なお、本発明においては、軟化点は島津製
作所社製:フローテスターCFT−500により、測定
した値を言うが、その他の方法で測定した場合でも上記
したように軟化点の差が認められる樹脂の組合せで使用
すればよい。
【0007】樹脂小粒子としては、平均粒径が0.1〜
1μm、好ましくは0.2〜0.7μmのものを使用す
る。この大きさは、可視領域の波長の数分の1から数倍
の値に相当するものである。そのため、結着樹脂と樹脂
小粒子との界面における光の散乱がより効率的に行なわ
れ、より隠蔽力、白色度に優れたトナーとすることがで
きる。その範囲外の粒径のものを使用しても、トナー画
像は、十分な反射率を有さず、隠蔽力の向上による白色
度の向上を図ることは難しい。
【0008】本発明のトナーは樹脂小粒子(1)を、トナ
ーの母粒子(2)表面に付着あるいは固定された態様(図
1A)。樹脂小粒子(1)を結着樹脂(2)に分散させた態
様(図1B)、さらに、表面に白色顔料(4)を付着あるい
は固定させた樹脂小粒子(1)を結着樹脂(3)中に分散さ
せた態様(図1C)のトナー等種々の態様において使用可
能であり、平均粒径5〜30μmで使用される。以下さ
らに各形態ごとに詳述する。
【0009】図1Aに示したトナーは少なくとも母粒子
(2)および前述した樹脂小粒子(1)からなる。母粒子
(2)は結着樹脂からなり、他の図1Bおよび図1Cで示
した態様のトナーにおける結着樹脂(3)と同様のもので
ある。母粒子(2)は、所望するトナーの大きさにより、
適宜選定すればよく、粉砕法、懸濁重合法等いずれの方
法により形成したものをも使用可能である。
【0010】図1Aに示した態様のトナーにおいては母
粒子を構成する結着樹脂100重量部に対して樹脂小粒
子20〜100重量部、好ましくは30〜80重量部使
用する。この程度の使用により、8%以下の反射率を有
する黒紙上でトナー定着したとき、25%以上の反射率
を有する白色画像を形成することができ、隠蔽率、白色
度に優れた画像を形成することができる。樹脂小粒子の
使用量が20重量部より少ないと隠蔽力の向上が図れ
ず、100重量を越えると、全小粒子を母粒子の表面に
付着できずに遊離した小粒子のために、トナーの流動性
の低下、帯電性の低下、定着不良が生じる。
【0011】樹脂小粒子(1)を母粒子(2)表面に付着あ
るいは付着固定するには、樹脂小粒子(1)と母粒子(2)
を単に混合し、ファンデルワールス力、静電気力等によ
り付着させてもよいし、さらに熱による融着、衝撃力に
よる打込み等により小粒子を母粒子中に、固定化させて
もよい。付着固定するには、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(奈良機械製作所社
製)、コスモスシステム(川崎重工業社製)等、乾式メカ
ノケミカル法を応用したメカノフュージョンシステム
(ホソカワミクロン社製)、メカノミル(岡田精工社製)
等、熱気流中改質法を応用したサフュージングシステム
(日本ニューマチック工業社製)等、湿式コーティング法
を応用したディスパーコート(日清製粉社製)、コートマ
イザー(フロイント産業社製)等の装置を使用することに
より行なうことができる。
【0012】母粒子(2)中には、白色顔料を含有させて
もよい。白色顔料は、複写画像の白色度を増すのに有効
であり、複写画像形成後に前述したように反射率25%
以上が確保されるように使用量を調整する。本発明にお
いては、白色顔料を従来程使用しなくても隠蔽力、白色
度に優れた白色トナーを得ることができる。従って、白
色顔料を多量に含むことから生じる耐湿性、帯電特性の
劣化、トナー飛散、それに伴うトナーカブリ等が問題と
なることもない。
【0013】具体的には、また白色顔料の添加量は母粒
子を構成する結着樹脂100重量部に対して40重量部
以下、好ましくは10〜30重量部である。白色顔料が
40重量部を越えると、顔料と結着樹脂との結着性、分
散性が悪くなり、耐湿性劣化、トナー飛散、カブリ、定
着性等に悪影響を及ぼす。尚、樹脂小粒子と白色顔料を
併用する場合は、前述した樹脂小粒子の添加量よりも少
量であってもよい。
【0014】白色顔料としては、二酸化チタン、亜鉛
華、鉛白、硫酸鉛、リトポン、硫化亜鉛、酸化アンチモ
ン、鉛亜鉛華、塩基性硫酸塩、ケイ酸鉛、酸化ジルコ
ン、メタ硼酸バリウム、パッチンソン白、マンガン白、
酸化錫、タングステン白、鉛酸カルシウム、あるいはそ
れらの混合物が使用される。特に、二酸化チタンが好ま
しい。二酸化チタンを白色顔料として用いる場合は、従
来より比較的粒径の大きな二酸化チタンを使用すること
により隠蔽力の大きな複写画像を得ることができる。
【0015】酸化チタンとしては、硫酸法、塩素法、気
相法等いずれの方法により製造されたものでもよく、結
晶形はアナターゼ型、ルチル型、あるいはブルカイト型
いずれの結晶形のものでも使用可能であり、粒径は0.
05〜0.5μm、好ましくは0.1〜0.4のものを
使用する。粒径が0.05μmより小さいものを使用す
ると十分な隠蔽力が得られず、0.5μmより大きいも
のを使用すると結着樹脂との結着性が劣るため、トナー
飛散、それに伴うトナーカブリが発生する。
【0016】図1Bに示した態様のトナーにおいては、
樹脂小粒子(1)は結着樹脂(3)100重量部に対して2
0〜100重量部、好ましくは30〜80重量部使用す
る。20重量部より少ないと、所望の隠蔽力が得られ
ず、100重量部を越えると定着性が劣化する。
【0017】図1Bに示した態様のトナーにおいて白色
顔料を結着樹脂中に添加する場合は、図1Aのトナーに
おいて白色顔料を併用する場合と同様の理由により、白
色顔料は結着樹脂(3)100重量部に対して40重量部
以下、好ましくは10〜30重量部である。
【0018】図1Bに示した態様のトナーは結着樹脂
(2)、樹脂小粒子(1)および所望により白色顔料を溶融
混練し、粉砕分級することにより得ることができる。但
し、溶融混練温度は、樹脂小粒子の構成樹脂の軟化点よ
り低い温度に設定する必要がある。軟化点温度以上で混
練を行なうと結着樹脂および樹脂小粒子が相互に相溶し
てしまい、樹脂小粒子を使用する本発明の意義が失われ
てしまう。
【0019】図1Cに示したトナーは、表面に白色顔料
(4)を付着又は固定させた樹脂小粒子(1)をトナー結着
樹脂中に分散させた構成を有している。図1Bに示した
トナーとは、樹脂小粒子表面に白色顔料が付着又は固定
されている点で異なる。
【0020】樹脂子粒子に付着固定する白色顔料は、樹
脂子粒子100重量部に対して1〜30重量部、好まし
くは5〜20重量部が適当である。その量が1重量部よ
り少ないと白色顔料を樹脂子粒子表面に付着固定した効
果を達成することができない。30重量部を越えると、
子粒子表面に付着固定できない白色顔料が生じ、30重
量部より多く使用することの意味がなくなる。
【0021】白色顔料(4)を樹脂小粒子(1)の表面に付
着あるいは固定するには、図1Aのトナー調製におい
て、母粒子(2)に樹脂小粒子(1)を付着又は固定させた
同様の方法により達成することができる。さらに別の方
法として、樹脂小粒子の表面にTiCl4等の液体を塗布
し、酸化により二酸化チタン(TiO2)白色顔料を形成す
る化学的方法も適用可能である。
【0022】このような白色顔料付着樹脂子粒子は、結
着樹脂100重量部に対して20〜80重量部、好まし
くは30〜60重量部である。その量が20重量部より
少ないと所望の隠蔽力が得られず、80重量部より多い
と結着樹脂との結着性が劣るため、トナー飛散、それに
伴うトナーカブリが発生する。
【0023】図1Cの態様のトナーにおいて白色顔料を
結着樹脂中に添加する場合は、図1の態様のトナーに白
色顔料を併用する場合と同様の理由により、結着樹脂1
00重量部に対して、白色顔料40重量部以下、好まし
くは10〜30重量部である。
【0024】以上説明した本発明のトナーには、さらに
トナーの荷電制御するために荷電制御剤を添加してもよ
い。この場合、白色を損なわず、隠蔽力を害しないよう
にその種類、使用量等を選択調整する必要がある。
【0025】そのような観点からは荷電制御剤としては
正荷電制御剤、例えば第4級アンモニウム塩P−51、
ポリアミン化合物P−52(以上オリエント化学工業社
製)等、負荷電制御剤、例えばクロム錯塩E−81、亜
鉛錯塩E−84(以上オリエント化学工業社製)等が適当
である。具体的使用量としては、トナー内部に含有させ
る場合は、トナー結着樹脂100重量部に対して1〜2
0重量部、好ましくは、1〜10重量部である。0.1
重量部より少ないと所望の荷電が得られず、20重量部
より多いと帯電量が不安定になり、また、定着性が低下
する。
【0026】一方、荷電制御剤を、トナー表面に付着固
定化させて使用する場合は、トナー粒子100重量部に
対して0.001〜10重量部、好ましくは、0.05
〜2重量部、さらに、好ましくは0.1〜1重量部用い
る。0.001重量部より少ないとトナー粒子表層部に
存在する制御剤の量が少ないため帯電量が不足し、10
重量部より多い場合、トナー表面への荷電制御剤の付着
が不十分となり、使用時にトナー表面からの荷電制御剤
の遊離が問題となる。荷電制御剤は、樹脂小粒子と同様
にしてトナー内部、表面に存在させることが可能であ
る。
【0027】本発明のトナーは、流動性向上のためにシ
リカ、酸化アルミニウム、二酸化チタン等の流動化剤を
添加してもよく、適当なキャリアと配合して2成分系現
像剤として複写機に適用される。ただし、定着に際して
は、およそ定着温度を結着樹脂の軟化点温度に設定する
ことが必要である。以下、本発明を実施例を用いて説明
する。
【0028】合成例1 窒素雰囲気中で25℃に保った水10リットル中に平均
粒径0.4μmの熱可塑性樹脂粒子ポリメチルメタクリ
レート樹脂粒子(Tg:120℃、軟化点:170℃)を
撹拌機で撹拌(500rpm)しながら分散させる。その
後、25℃に保った四塩化チタンを0.5g/minの滴下
速度で滴下した後窒素雰囲気中でろ別し、24時間放置
した後、150℃の空気中で約1時間乾燥した。このよ
うにして酸化チタンで処理された白色の樹脂小粒子が得
られた。
【0029】実施例1 ・スチレン−アクリル系樹脂 100重量部 (Mw=16,000、Mw/Mn=13.4、Tg=68℃、軟化点:125℃) ・二酸化チタン 20重量部 (石原産業社製、CR−50) ・帯電抑制剤 ボントロンP−51 3重量部 (オリエント化学社製) 以上の原料をヘンシェルミキサーで充分混合した後、2
軸押出機で混練後冷却した。混練物を粗粉砕し、その
後、ジェット粉砕機で粉砕し風力分級により、5〜30
μm(平均粒径13.1μm)の粒径のものを得た。その後
に、アエロジルR972(疎水性シリカ:日本アエロジル
社製)を0.2重量部及び熱硬化性樹脂小粒子10重量
部(ベンゾグアナミン樹脂エポスターS:日本触媒社
製;0.3μm)を混合し、トナー1とした。
【0030】実施例2 実施例1において、熱硬化性樹脂小粒子10重量部を2
5重量部とする以外は実施例1と同様に行い平均粒径1
2.9μmのトナー2を得た。
【0031】実施例3 ・スチレン−アクリル系樹脂 100重量部 (Mn=10,500 Mw/Mn=16.2、Tg=61℃、軟化点:122℃) ・二酸化チタン(石原産業社製CR−90) 15重量部 ・帯電制御剤(オリエント化学社製 ボントロンP−51) 5重量部 以上の原料を実施例1と同様に行い、微粒子を得た。こ
れをアエロジル974(疎水性シリカ 日本アエロジル
社製)の0.2重量部と熱可塑性樹脂小粒子10重量部
(ポリメチルメタクリレート樹脂 MMP1000;綜
研化学社製、0.4μm、軟化点190℃)を混合しトナ
ー3とした。
【0032】実施例4 実施例3において熱可塑性樹脂小粒子25重量部とする
以外は、実施例3と同様に行い、平均粒径13.0μm
のトナー4を得た。
【0033】実施例5 ・スチレン−アクリル系樹脂 100重量部 (Mw=16,000、Mw/Mn=13.4、Tg=68℃、軟化点:125℃) ・スチレン−ジメチルアミノエチルアクリレート共重合樹脂 10重量部 (60:40、Tg=56℃、アミン価=174) ・熱可塑性樹脂小粒子(ポリメチルメタクリレート樹脂 30重量部 (MMP1000;綜研化学社製0.4μm、軟化点190℃) 以上の原料をヘンシェルミキサーで充分混合した後、2
軸押出機で混練後冷却した。混練物を粗粉砕し、その
後、ジェット粉砕機で粉砕し風力分級により、5〜30
μm(平均粒径13.1μm)の粒径のものを得た。その後
に、アエロジルR972(疎水性シリカ:日本アエロジル
社製)を0.2重量部混合し、トナー5とした。
【0034】実施例6 ・スチレン−アクリル系樹脂 100重量部 (Mw=16,000、Mw/Mn=13.4、Tg=68℃、軟化点;125℃) ・二酸化チタン(石原産業社製CR−50) 10重量部 ・スチレン−ジメチルアミノエチルアクリレート共重合樹脂 10重量部 (60:40、Tg=56℃、アミン価=174) ・熱可塑性樹脂小粒子ポリメチルメタクリレート樹脂 40重量部 (MMP1000;綜研化学社製0.4μm軟化点190℃) 以上の原料を実施例5と同様に行い、平均粒径13.0
μmのトナー6とした。
【0035】実施例7 実施例5において熱可塑性樹脂小粒子を60重量部とす
る以外は全く同様に行い平均粒径13.0μmのトナー
7を得た。
【0036】実施例8 実施例5において熱可塑性樹脂小粒子30重量部の代わ
りに合成例1で得られた白色微粒子を30重量部とする
以外は実施例5と全く同様に行い、平均粒径13.2μ
mのトナー8を得た。
【0037】実施例9 実施例6において二酸化チタン10重量部と熱可塑性樹
脂子粒子40重量部の代わりに同一の二酸化チタン10
重量部と、合成例1で得られた白色微粒子を40重量部
とする以外は実施例6を全く同様にして行い、平均粒径
13.2μmのトナー9を得た。
【0038】実施例10 実施例7において熱可塑性樹脂子粒子60重量部の代わ
りに合成例1で得られた白色微粒子を60重量部とする
以外は実施例7と同様にして行い、平均粒径13.3μ
mのトナー10を得た。
【0039】比較例1 実施例1において熱硬化性樹脂小粒子を添加しない原料
で同様につくったトナーをトナー11とし平均粒径1
3.2μmであった。
【0040】比較例2 実施例1において熱硬化性樹脂小粒子を添加せず、かつ
二酸化チタンの添加量を70重量部とする以外、実施例
1と同様にしてトナー12を作製した。得られたトナー
の平均粒径は13.3μmであった。
【0041】キャリアの製造例 トナーを後述する評価に供するため、以下の如くバイン
ダー型キャリアを製造した。 成分 重量部 ・ポリエステル樹脂(花王社製:NE−1110) 100 ・無機磁性粉(戸田工業社製:EPT−1000) 500 ・カーボンブラック(三菱化成社製:MA#8) 2 上記材料をヘンシェルミキサーにより十分混合し、粉砕
し、次いでシリンダ部180℃、シリンダヘッド部17
0℃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、粗粉砕後、ジェットミルで微粉砕
し、さらに、風力分級機を用いて分級し、平均粒径55
μmの磁性キャリアを得た。
【0042】評価 (粒径測定) 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) トナー粒径 トナー平均粒径の測定は、コールターカウンタTA−I
I型(コールターカウンタ社製)を用い、100μmのア
パ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。 (2) 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−
10 SRA(日機装社製)を用い測定し、その平均粒径
を求めた。
【0043】諸物性に対する評価の方法 帯電量(Q/M) 得られたトナー2gと上記したキャリア28gとを50cc
のポリ瓶に入れ、回転架台にのせて1200rpm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、10分間撹拌後の帯電量を測定した。また、35
℃、相対湿度85%下に24時間曝した後の帯電量を測
定し耐湿性も調べた。
【0044】画出し評価 各実施例で得られたトナーおよび上記キャリアをトナー
/キャリア=8/92の割合で混合し、2成分系現像剤
を調製した。この現像剤を用い、実施例1〜10、比較
例1、2に対し、EP−470Z(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。 (1) 地肌カブリ 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、黒地画像上のトナーカブリを評価し、
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) 隠蔽力 黒紙(反射率8%以下)の上にトナーを定着したときの視
感反射率により評価した。白色トナーによる隠蔽力は視
感反射率15%未満を×、15〜25%を△、25%以
上を○とした。 △で実用上使用可能であるが、○以上が望ましい。耐刷性テスト B/W比6%のチャートを用い1万枚の耐刷テストを行
い、帯電量、地肌カブリおよび隠蔽力の評価を行った。
結果を表1に示した。表1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。なお、カブリの評価については、黒紙上の白トナー
によるカブリについて評価を行った。
【0045】
【表1】
【0046】
【発明の効果】本発明の白色トナーは、耐久性、耐環境
性に優れ長期使用に際しても帯電特性が予定しており、
隠蔽特性に優れ、カブリ等のない鮮明な白色画像と形成
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 A:樹脂小粒子が表面に存在しない白色トナ
ーの概略断面図である。 B:樹脂小粒子が結着樹脂中に分散している白色トナー
の概略断面図である。 C:白色顔料を表面に有する樹脂小粒子が結着樹脂中に
分散している。
【符号の簡単な説明】
1:樹脂小粒子、2:母粒子、3:結着樹脂、4:白色顔料

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも結着樹脂と熱硬化性樹脂小粒
    子または該結着樹脂より高軟化点を有する樹脂小粒子を
    含む白色トナー。
  2. 【請求項2】 表面に熱硬化性樹脂小粒子または母粒子
    構成樹脂より高い軟化点を有する樹脂小粒子を有する白
    色トナー。
  3. 【請求項3】 結着樹脂中に熱硬化性樹脂小粒子または
    該結着樹脂より高い軟化点を有する樹脂小粒子を有する
    白色トナー。
  4. 【請求項4】 樹脂小粒子の表面に白色顔料を有する請
    求項3記載の白色トナー。
JP3270859A 1991-10-18 1991-10-18 静電荷像現像用白色トナー Pending JPH05107798A (ja)

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