JPS62209542A - 電子写眞用トナーの製造方法 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は電子写真などの静電潜像を乾式現像するための
トナーに関する。

（従来の技術） 従来、乾式現像法としては、トナー粒子にキャリア粒子
、すなわち、ガラスピーズもしくは鉄粉を混合した二成
分系の現像剤を使用する方法、およびトナー粒子自体に
磁性を付与した一成分系トナーを用いる方法があり。

さらには最近では耐環境性に優れた非磁性一成分系トナ
ーを用いる方法などが提案されている。

これらのトナーを製造する従来の方法としては、熱可塑
性樹脂、顔料・染料などの着色剤、ワックス、可塑剤、
電荷制御剤などの添加剤を加熱−・熔融し、二次凝集し
ている顔料を強い剪断力をかけて練肉し、必要に応じて
磁性粉を加熱・熔融して均一な組成物とし。

これを冷却後、粉砕し１分級する方法がほとんどであつ
た。

しかしながら、この粉砕方法より得られるトナーは品質
の面においては、トナー粒子の大きさ、形状がまちまち
であり、一般に不定形であるために、摩擦帯電特性がそ
れぞれ異なり地汚れ、あるいは機内飛散の原因となり。

また、トナーの流動性が悪く補給が困難となってトラブ
ルの原因となるなどの欠点があり。

改良が望まれている。また、！ｌｌ造工程の面からは、
練肉工程に多大のエネルギーを要すること９分級を要す
るため工数が多いことなどの問題点がある。

このために、スプレー乾燥方式、および懸濁重合によっ
て１球状トナーを得ようとする試みが提案されている。

しかし、前者においては溶液への溶解性の良い樹脂の選
択が必要であり、定着ドラムへのオフセット現象におい
て問題が残っており、また、後者においてはブロッキン
グ、オフセット現象においての問題が残っているため工
業化がされていない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記のような問題点を解決し、トナーの分級工
程が不用であり、かつ９粒子の形状が従来のトナーと比
較して丸味を帯び（角がとれた状態）、かつ１粒径が比
較的に揃っており、優れた流動性と摩擦帯電特性を持つ
トナーを提供することを目的とするものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、５μ以下の微粒子
を含み平均粒径５〜１５μの電子写真用トナーを、平均
粒径が５〜２０μであり、実質的に５μ以下の微粒子が
不存在となる条件において機械的歪力をかけて混合して
なる電子写真用トナーを提供するものである。なお２本
明細書においては２粒径の測定はコールタ−カウンター
ＴＡｎ型（コールタ−エレクトロニクス社製）を用い１
体積基準で示している。

本発明において用いられるトナーとしては。

従来法、すなわち、粉砕法あるいはスプレー法などによ
り得たものをそのまま使用することもできるが、２５μ
以上の粗大粒子がないことが好ましいが、５μ以下の微
粒子があっても後述するように９本発明においては混合
処理によって整粒されるという利点がある。

トナー用樹脂としては、ポリスチレン系。

スチレンとアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル
、アクリルニトリルあるいはマレイン酸エステルなどと
のスチレンを含む共重合体系、ポリアクリル酸エステル
系、ポリメタクリル酸エステル系、ポリエステル系、ポ
リアミド系、ポリ酢酸ビニル系、エポキシ系樹脂、フェ
ノール系樹脂、炭化水素系樹脂。

石油系樹脂、塩素化パラフィンなど自体公知の結着剤樹
脂を例示することができ、これらは単独もしくは混合し
て使用することができる。その他の添加剤としては、顔
料・染料などの着色剤、電荷制御剤、磁性粉の他にワッ
クスなどの滑剤、コロイダルシリカなどの流動性付与剤
、低分子量ポリオレフィンなどを目的に応じて併用する
ことができる。

着色剤としては、　亜鉛黄、黄色酸化鉄。

ハンザエロー、ジスアゾエロー、キノリンエロー、パー
マネントエロー、パーマネントレッド、ベンガラ、リソ
ールレッド、ウオッチャンレッドＣａ塩、ウオッチャン
レッドＭｎ塩、ピラゾロンレッド、レーキレッドＣ２し
一キレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ。

ブリリアントカーミノ３Ｂ、紺青、フタロシアニンブル
ー、無金属フタロシアニン、この他に、必要により橙色
、紫色、緑色などの有色顔料、酸化チタン、オイルブラ
ックのような白色、黒色の顔料もしくは染料を使用する
ことができる。

本発明において、前述の５μ以下の微粒子を含み平均粒
径５〜１５μの電子写真用トナーを、平均粒径が５〜２
０μであり、実質的に５μ以下の微粒子が不存在トなる
条件において機械的歪力をかけて混合する方法としては
、トナーが融着して大きい塊となったり。

逆に歪力が大き過ぎて微細に粉砕されたりすることがな
い条件であり、かつ、トナーの表面に電荷制御剤の少な
くとも一部が埋め込まれているような条件である。この
両条件を満たす具体的な方法としては、実験室的には乳
鉢が使用される。工業的には、乳鉢と同様な効果を示す
磨砕機、ボールミル、サンドミルなどの分散機などの運
転条件、処理量９分散媒体などの条件を上記の目的が達
成されるように変更すればよい。

しかしながら、乳鉢では数時間〜数十日間を要し、ボー
ルミル、サンドミルでも長時間を要するため、工業的に
は、粉体が流動床状態で、気流と共に高速で運動するよ
うな混合機、または衝撃を与える羽根、ハンマーなどが
取り付けられているような混合機であり。

このような混合機の例としては、ＳＩミル（東洋インキ
製造■製、その概要は特公昭５７−４３０５１号参照）
、アトマイザ−２自由粉砕機（（＄１）奈良機械製作所
）、川崎重工業■製粉砕機（ＫＴＭ−１）などを例示す
ることができ。

これらの装置はそのまま、もしくは適宜本発明の目的に
合わせて改良して使用することができる。できれば循環
式であり、密閉系の装置が望ましい。

このような混合処理によって微粒子トナーが存在しなく
なり、整粒されるという効果が生ずるのは、トナー粒子
が粉体同士、あるいは、粉体が壁１羽根、ビーズなどの
分散媒体などと衝突して、瞬間的、かつ２部分的にかな
り高温となり無機化学の分野でいうメカノケミカル反応
と同様な現象が惹起されているものと考えられ、系内の
気流温度は樹脂のＴｇ近くまで上昇し、系を冷却するこ
とも場合によっては必要となる。上記現象は、予備混合
しただけの処理前および混合処理後の電子顕微鏡写真の
観察によって理解される。すなわち、混合処理前におい
ては比較的に角のある大きいトナー粒子と、微細なトナ
ーが一部凝集した状態であり、処理後はトナーの表面は
滑らかとなっており微細なトナー粒子はほとんど見られ
ず、複写機でのランニングテストによっても壊れ難い粒
子となついる。また。

粒度分布の測定によると混合処理後では平均粒径が１副
側度大きくなっていることが認められる。

また、処理後のトナーは粒度が揃っており。

かつ２粒子の角が丸くなっていることが観察される。す
なわち、小さな粒径のトナー粒子は、混合処理によって
、一定の大きさの粒子に整粒されているものと考えられ
る。

上記のような効果を得るためのファクターとしては１種
々考えられるが５本発明者等の研究によると気流の速度
が最も大きく、数十ｍ／秒〜数百ｍ／秒とすることが好
ましい。

本発明に係るトナーの粒度としては、平均粒径が数μ〜
２０μの範囲であり、５μ以下および２５μ以上のトナ
ーを実質的に含まないことが好ましい。５μ以下の粒径
のトナーが多くなると、流動性が悪化し、地汚れが生ず
る。また、２５μ以上のトナーが多くなると１画像がア
レで商業上の価値を減するが。

本発明のトナーのおいては５μ以下の粒子が整粒される
ため、格別の分級を必要としない。

本発明において、−成分系磁性トナーとする場合には磁
性粉を含有する自体公知のトナーを使用すればよく、磁
性粉としては、各種のフェライト、マグネタイト、ヘマ
タイトなどの鉄、亜鉛、コバルト、ニッケル、マンガン
などの合金もしくは化合物などの自体公知のものを使用
することができ、これら磁性粉は目的によっては分級Ｑ
たものであってもよいし、自体公知の表面処理９例えば
疎水処理あるいはシランカップリング剤処理などを施し
たものであってもよい。

本発明において使用される電荷制御剤は自体公知のもの
であり１例えば、フエソトシュバルッーＨＢＮ、ニグロ
シンベース、ブリリアントスピリット、ザボンシュバル
ツＸ、セレスシュバルツＲＧ、銅フタロシアニン染料な
どの染料２合金染料があり、その他Ｃ，Ｉ。

ソルベントブラック１，２，３．５，７．Ｃ。

■、アシッドブラック１２３．２２．２３，２８．４２
．４３．オイルブランク（Ｃ，１，２６１５０）、スピ
ロンブラックなどの染料。

第４級アンモニウム塩、ナフテン酸金属塩。

脂肪酸もしくは樹脂酸の金属石ケン、コロイダルシリカ
などがある。

以下具体例によって本発明を説明する。例中部は重量部
を示す。

実施例１ スチレン−アクリル樹脂（三洋化成■製。

商品名ハイマーＳＢＭ−７３）８８部、電荷制御剤（オ
リエント化学（ｔ１製、商品名ボントロンＳ−３４）４
部、カーボンブラック５部および低分子量ポリプロピレ
ン（三洋化成■製２商品名ビニコール５５０Ｐ）３部を
ヘンシェルミキサーにて予備混合し、これを二軸のエク
ストルーダーで溶融・混練し、放冷し。

この混練物を粗砕したものを■式ジェットミル粉砕機で
上限粒度が２５μ以下、平均粒径が約１０μとしたトナ
ーを用意した。このトナーには５μ以下の微粒子は約３
％含まれていた。

このトナーをスーパーミキサーにて２５００ｒｐｍの回
転速度で１分間予備混合した後。

これを自由ミルＭ−３に導入し、内部の回転数を５００
Ｏｒｐｍとした。このときの自由ミル中の気流速度は約
９０ｍ／秒となり、導入された混合物の系内の平均滞留
時間は約３秒であり、補集機へ排出した混合物を計７回
自由ミルに通して目的とするトナーを得た。

このトナー粒子の平均粒径は１１μであり。

５μ以下および２５μ以上の粒子は実質的になく２分級
を必要としなかった。

このトナー８０部と鉄粉キャリア（同和鉄粉Ｉｌｌ　製
、商品名ＤＳＰ　　１２８Ｂ）７２０部をボールミルに
て１時間回転混合し、二成分現像剤として調整し、これ
を市販の複写機（三田工業■製、商品名ＤＣ−２３２）
内にセットし、テストチャートを用いて普通紙に連続運
転で複写した。

この複写において、トナーの定着性、荷電安定性、耐ブ
ロッキング性、および耐オフセット性は極めて良好であ
り、また、複写機内のトナー補給ホッパーに本発明のト
ナーを投入するランニング画像テストでは６万枚にわた
り初期画像と同等の画像が維持されており。

トナーの補給性も良好であった。

実施例２ 実施例１において、カーボンブラックに代えて赤色有機
顔料（隘２８リオノールレッド。

東洋インキ製造■製商品名）を用いた以外は同様の操作
によってトナーを得、同様のテストをしたところ、やは
り優れた効果を示すものであり、従来法によって有機顔
料を着色剤としたトナーを用いる場合にしばしば問題と
なる顔料の感光体へのフィルミング現象が皆無であった
。

比較例１ 実施例２の混合処理前のトナーから５μ以下の微粒子を
カットしたものを用い、実施例１と同様のテストをした
ところ１本発明のトナーと比較すると、ベタ部にややカ
スレが見られ、ランニングテストによると約５千枚で画
像濃度の低下が認められ、赤色顔料の感光体へのフィル
ミング現象が生じ、また、補給用水・ツバ−中でブリッ
ジ現象が観察された。

実施例３ スチレン−アクリル樹脂（日本カーバイド工業■製、商
品名二カライド−ＮＣ−６１００）５３部、カーボンブ
ラック２部、低分子量ポリプロピレン（三洋化成■製、
商品名ビニコール５５０Ｐ）３部と電荷制御剤（オリエ
ント化学＠製、商品名ボンドロンＥ−８１）４部、およ
びマグネタイト（戸田工業■製、商品名ＥＰＴ−５００
）４０部を、実施例１と同様な操作で平均粒径が約１０
μのトナーを用意した。このトナーには５μ以下の微粒
子は約３％含まれていた。

このトナーをスーパーミキサーにて２８０Ｑｒｐｍの回
転数で１分間予備混合し、これを密閉系としたアトマイ
ザ−に導入し、内部の回転羽根の回転速度を４５０Ｏｒ
ｐｍとした。この時の気流速度は８０ｍ／秒となり。

導入された混合物は３０秒間滞留した後サンクロン補集
機へ排出してトナーを得た。

このトナーの平均粒径は１２．５μで、５μ以下および
２５μ以上の粒子は計測されなかった。

この磁性トナー２００ｇを市販の複写機（Ｃａｎｏｎ　
　ＮＰ−５００＋キャノン■商品名）内の現像機にセッ
トし普通紙上にテストチャートを複写して鮮明な画像を
得た。

トナーの定着性、荷電安定性および耐ブロッキング性、
耐オフセント性は極めて良好であり、トナーを追加しな
がらランニングテストをしたところ、５万枚にわたって
初期画像と同等の画像が得られ、トナーのブリッジ現象
も観察されなかった。

比較例２ 実施例３の混合処理前のトナーから５μ以下の微粒子を
カットしたものを用い、実施例２と同様のテストをした
ところ、約１万枚で画像濃度が低下し、地汚れの発生が
あり、ホッパー内でのブリッジ現象が観察された。

実施例５ 実施例１において、スチレン−アクリル樹脂に代えて、
ポリエステル樹脂（＠花王製。

商品名ＫＴＲ−２５００）を用いた以外は同様にして得
たトナーは、同様の良好な適性を示した。

（発明の効果） 本発明に係る電子写真用トナーは、角のない粒子であり
、壊れ難い表面となっており。

また９粒径が比較的揃っているために、流動性、荷電安
定性に優れ、長時間のランニングテストにおいても良好
な特性を示す。また。

この特性のために、従来のトナーではいろいろ問題のあ
った１例えば特開昭６０−２２１５０号公報に示されて
いるような非磁性一成分系トナーを用いる現像装置にも
適合する優れたトナである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、５μ以下の微粒子を含み平均粒径５〜１５μの電子
   写真用トナーを、平均粒径が５〜２０μであり、実質的
   に５μ以下の微粒子が不存在となる条件において機械的
   歪力をかけて混合してなる電子写真用トナー。 ２、磁性粉を含有するトナーを用いることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の一成分系磁性トナー。 ３、磁性粉を含有しないトナーを用いることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の非磁性一成分系トナー。