JPH05257320A - 静電荷像現像用トナー - Google Patents

静電荷像現像用トナー

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JPH05257320A
JPH05257320A JP4052784A JP5278492A JPH05257320A JP H05257320 A JPH05257320 A JP H05257320A JP 4052784 A JP4052784 A JP 4052784A JP 5278492 A JP5278492 A JP 5278492A JP H05257320 A JPH05257320 A JP H05257320A
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幹夫 海野
Takashi Shintaku
隆 新卓
Takatsugu Takehara
隆次 竹原
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Abstract

(57)【要約】 【構成】少なくとも樹脂及び粒子硬さが2g以下の造粒
カーボンブラックを含有してなることを特徴とする静電
荷像現像用トナー。 【効果】トナー製造時の作業環境を著しく改善し、しか
もトナー中のカーボンブラックの分散性を悪化すること
がない。又、使用環境の条件に係わらず、連続複写時に
もコピー画像濃度の変化が少なく、カブリが安定でトナ
ー飛散状態が良好なトナーが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法、静電記録
法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】電子複写機等の電子写真方法で使用され
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せしめら
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方法が
よく知られ、一般に広く使われている。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、キャリアーとトナーとから成る二成分系現像剤お
よびキャリアーを必要としない一成分系現像剤(磁性ト
ナー又は非磁性トナー)が知られている。これらの現像
剤に含有されるトナーは、通常樹脂、着色材等を主成分
とする着色微粒子である。またトナーには、正荷電性ト
ナーと負荷電性トナーがある。従来より正又は負の帯電
性をトナーに付与するものとして、公知の帯電制御剤や
キャリアに所望の帯電性を付与するコーティング剤等が
知られている。
【0003】そして、トナー粒子の製造方法としては、
バインダー樹脂、着色材、等の各成分を適量配合し、混
合し、続いてニーダー等で混練、冷却した後、粉砕し分
級する方法が知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、通常、黒色
トナーの着色材としては一般的に粉末状のカーボンブラ
ックが使用されている。ところが、粉末状のカーボンブ
ラックを用いるとトナー製造工程での原材料取扱い作業
時にカーボンブラックの飛翔が多く、作業者の身体や作
業場周囲の環境汚染等が問題となっていた。又、このよ
うな問題を解決するために、一部には転動造粒等した湿
式法又は乾式法の粒状カーボンブラックの使用が提案さ
れている。しかしながら、その粒状カーボンを通常の方
法で混練すると、カーボンブラックが十分にほぐれ難く
分散不良を招く。又、適度な帯電の安定性を有せず、連
続コピー時の画像安定性、機内のトナー飛散等の問題を
生じていた。
【0005】又他の一部には、カーボンブラックを樹脂
とマスターバッチ化して使用する方法も提案されている
が、マスターバッチ化作業時でのカーボンブラック飛翔
及び、製造工程の複雑化(生産能率ダウン)等により十
分に満足するものではなかった。すなわち、本発明の目
的は、トナー製造時の作業環境の汚染を軽減することが
でき、貯蔵及び輸送時等の取扱い作業を容易にすること
ができるカーボンブラックを使用したトナーを提供する
ことにある。他の目的は、樹脂、他の内添材とカーボン
ブラックが高度で安定した水準の分散したトナーを提供
することにあり、本発明の更なる目的は、連続複写、印
刷時の優れた画像濃度安定性を示し、カブリが安定して
少なく、トナー飛散状態が良好な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】しかしてかかる本発明の
目的は、本発明者らが鋭意に種々検討した結果、カーボ
ンブラックの硬さや密度、つぶれ易さ(分散性)を調整
した適度に造粒されたカーボンブラックを使用すること
により達成されることを見い出した。すなわち、本発明
は、少なくとも樹脂及び粒子硬さが2g以下の造粒カー
ボンブラックを含有してなる静電荷像現像用トナーを提
供するものである。更に、好ましくは該造粒カーボンブ
ラックの粗充填嵩密度が0.10〜0.50g/cm3
静電荷像現像用トナーを提出するものである。以下に本
発明を詳細に説明する。
【0007】本発明に、使用し得る樹脂成分としては、
静電荷像現像用トナーに適した公知の種々のものが使用
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−塩化ビニル共重合体、
スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸
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およびス
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およびス
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およびスチレン
−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、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリ
プロピレン、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、キシレン樹脂並びにポリビニルブチラー
ル樹脂等があるが、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
ステル樹脂およびエポキシ樹脂等を挙げることができ
る。また、上記樹脂は単独で使用するに限らず、2種類
以上併用する亊もできる。
【0008】更に、上記樹脂は、定着性能及び現像剤の
耐久性能等を考慮して、例えば特公昭55−6895、
特公昭63−32180等に記載されている低分子量成
分と高分子量成分より構成される、少なくとも2つの分
子量ピークを有した樹脂、或るいは特公昭51−233
54、特開昭50−44836に記載されている一部を
架橋した樹脂としてもよい。
【0009】そして、樹脂のガラス転移温度は、示差熱
分析計又は示差走査熱量計で測量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℃未満の場合は、40℃以上の高温で長
時間にトナーを放置した時に、トナーの凝集或いはトナ
ーの固着をまねき使用上問題がある。本発明に用いられ
る造粒カーボンブラックの原料は通常の粉状カーボンブ
ラックであれば特に限定されない。粉状カーボンブラッ
クを造粒する方法は、例えば特開平2−142858、
特開平3−193129に記載されているロール圧縮成
形機等の圧縮造粒装置を利用した圧縮造粒法により行な
うのが好ましい。原料粒状カーボンブラックとしては、
BET法比表面積が50〜500m2/gのものが好ま
しい。
【0010】原料カーボンブラックを圧縮する荷重は、
原料の嵩密度、粒径を考慮に、圧縮後の造粒カーボンブ
ラックの硬さが平均で2g以下、好ましくは0.1〜1
gとなるように、又、更に粗充填嵩密度が0.10〜
0.50g/cm3、好ましくは0.15〜0.45g
/cm3となるように適宜選択すればよい。粗充填嵩密
度が0.10g/cm3、以下だと、カーボンの作業時
の飛散が多く、原料の嵩さを大きく、混練時のシェアー
がかかりにくく、分散性が悪化して、トナー性能が劣
る。
【0011】又、粗充填嵩密度が0.50g/cm3
上だと、カーボンの取扱い性は良いが、カーボンの凝集
力が増大しすぎ、混練時に十分な分散性が得られず、ト
ナー性能が劣る。又、トナーの連続複写・印字時におけ
る画像濃度の安全性、カブリの安定性、トナー飛散の状
態が本願発明の粒子硬さが2g以下の造粒カーボンブラ
ックを用いると、良好に改善される。
【0012】試験方法 イ. 粗充填嵩密度とは、JISK6221による造粒
カーボンブラックの見掛比重の測定方法に準拠して行い
単位はg/cm3で表わした。 ロ. 造粒粒子の硬さは、JISK6221による造粒
カーボンブラックの硬さ測定法に準拠して行い単位はg
で表わした。
【0013】本発明のトナーには、トナーの帯電性を調
整する目的で、正荷電性トナーの場合にはニグロシン系
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、イミダゾール化合物等の公知の帯電制御
剤、負荷電性トナーの場合には含金アゾ系染料、サリチ
ル酸金属化合物及びアルキルサリチル酸金属化合物等の
公知の帯電制御剤を適量添加してもよい。その添加量は
樹脂100部に対し0.05〜10重量部が好ましい。
【0014】この他、トナー中には熱特性、物理特性等
を調整する目的で各種可塑剤、離型剤等の助剤を添加す
ることも可能である。その添加量は樹脂100部に対し
0.1〜10重量部が好ましい。さらに、トナー半粒に
チタニア、アルミナ、シリカ等の微粉末を添加し、これ
らでトナー粒子表面を被覆せしめることによってトナー
の流動性、耐凝集性の向上を図ることができる。その添
加量はトナー粒子100重量部に対して0.05〜5重
量部が好ましい。
【0015】また、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、現像剤中のキャリアーとトナーの含有比は100:
1〜10重量部が好ましい。磁性キャリアーとしては、
粒径30〜200μm程度の鉄粉、フェライト粉、マグ
ネタイト粉、磁性樹脂キャリアなど従来から公知のもの
が使用せきる。また、これらの表面に公知のシリコーン
系樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂など、あるいは
これら樹脂の混合物をコーティングしたものも好適に使
用できる。
【0016】また、本発明のトナーは、キャリアを使用
しない一成分系現像剤であるマグネタイト等の磁性物を
含有した磁性一成分トナー或いは磁性物を含有しない非
磁性一成分トナーとしても用いることができる。トナー
粒子の製造方法は、従来から用いられている各種トナー
製造法が適用できるが、例えば一般的製造法として次の
例が挙げられる。
【0017】まず、樹脂、着色材、帯電制御剤等を公知
の混合機で均一に分散する、次いで分散物を密閉式ニー
ダー或いは、1軸又は2軸押出機等で溶融混練し、冷却
後、粉砕し、分級すればよい。混練機は、連続生産でき
る等の優位性から、近年は、1軸又は2軸押出機が主流
であり、例えば、神戸製鋼所社製KTK型2軸押出機、
東芝機械社製TEM型2軸押出機、ケイ・シー・ケイ社
製2軸押出機、池具鉄工社製PCM型2軸押出機、ブス
社製コニーダー等がよい。トナーの平均粒径は、3〜2
0μmが好適である。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撹拌機等で撹拌・混合す
ればよい。
【0018】
【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以下の実施例
により何ら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。
【0019】<実施例1>
【表1】 ・スチレン/n−ブチルアクリレート=モノマー重量比 82/18の共重合樹脂 100部 (フロー軟化点130℃、ガラス転移点62℃) ・着色材カーボンブラックMA7F 5部 (三菱化成(株)製、造粒タイプ) ・帯電制御剤ボントロンP51 2部 (オリエント化学(株)製4級アンモニウム塩) ・低分子量ポリプロピレン ビスコール550P 2部 (三洋化成(株)製)
【0020】を配合し、連続2軸押出機を用いて混練、
粉砕し、分級して平均粒径10μmの黒色トナーを得
た。この黒色トナー100部に対して、シリカ粉末(日
本アエロジル(株)製R972)0.2部をヘンシェル
ミキサーにて外添処理にトナーAを得た。得られたトナ
ーA4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のフェライト粉キャリア100部
を混合、撹拌し現像剤を作製した。
【0021】次に、この現像剤について有機光導電体を
感光体とする複写機を用いて40℃/85〜90%RH
の高温/高湿条件下で100,000枚の実写テストを
実施した。尚、実写テストに使用した補給用トナーは、
上記現像剤に用いられたトナーと同一組成物のトナーA
である。実写テストの結果100,000枚後の実写で
もコピー黒色部の均一性及び濃度も高く、安定したもの
であり、又コピー白地部の汚れであるカブリの増加がほ
とんどなく、しかも機内のトナー飛散による汚染もほと
んどなく、高温、高湿下の厳しい環境下でも耐久性に優
れたトナー及び現像剤であった。尚、黒色トナーA中の
カーボンブラックの分散度を光学顕微鏡で観察した所、
良好な分散が確認された。
【0022】<実施例2>実施例1の着色材を表1に示
す#33F(三菱化成(株)製造粒タイプ)使用した以
外は、実施例1と同様にトナー及び現像剤を作製し、1
00,000枚の実写テストを実施した結果を表1に示
す。
【0023】<実施例3>
【表2】 ・スチレン/n−ブチルアクリレート=モノマー重量比 82/18の共重合樹脂 100部 (フロー軟化点130℃、ガラス転移点62℃) ・着色剤カーボンブラックMA100F 7部 (三菱化成(株)製、造粒タイプ) ・帯電制御剤ボントロンS34 1部 (オリエント化学(株)製クロム含金染料) ・低分子量ポリプロピレン ビスコール550P 2部 (三洋化成(株)製)
【0024】のトナー配合とした以外は実施例1と同様
にトナー及び現像剤を作製した。次に、この現像剤につ
いてセレン系感光体を装着した複写機を用いて、40℃
/85〜90%RHの高温/高湿下で100,000枚
の実写テストを実施例1と同様に実施した。実写テスト
結果を表1に示すが、高温、高湿下の厳しい環境下でも
耐久性の優れたトナー及び現像剤であった。
【0025】<比較例1〜2>実施例1の着色剤を表1
に示すカーボンブラックに変更して使用した以外は、実
施例1と同様にトナー及び現像剤を作製し、100,0
00枚の実写テストを実施した結果を表1に示す。 <比較例3>実施例3の着色剤を表1に示すカーボンブ
ラックに変更して使用した以外は、実施例3と同様にト
ナー及び現像剤を作製し、100,000枚の実写テス
トを実施した結果を表1に示す。
【0026】
【表3】
【0027】
【発明の効果】本発明の静電荷像現像用トナーを使用す
ることにより、トナー製造時の作業環境を著しく改善
し、しかもトナー中のカーボンブラックの分散性を悪化
することがない。又、使用環境の条件に係わらず、連続
複写時にもコピー画像濃度の変化が少なく、カブリが安
定で、トナー飛散状態が良好である等の優れたトナー性
能を示すため、多大な工業的利益を提供するものであ
る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも樹脂及び粒子硬さが2g以
    下の造粒カーボンブラックを含有してなることを特徴と
    する静電荷像現像用トナー。
  2. 【請求項2】 該造粒カーボンブラックの粗充填嵩密
    度が0.10〜0.50g/cm3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。
  3. 【請求項3】 該造粒カーボンブラックが圧縮造粒法
    により製造された造粒カーボンブラックであることを特
    徴とする請求項1記載の静電荷像現像用トナー。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02142858A (ja) * 1988-11-25 1990-05-31 Mitsubishi Kasei Corp 易分散性カーボンブラック
JPH02291568A (ja) * 1989-05-01 1990-12-03 Tomoegawa Paper Co Ltd 静電荷像用トナーの製造方法

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