JPH0478860A - トナー及びトナー製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電子写真法などに使用される乾式現像用トナー
　詳しくは、導電性トナーとその製造方法に関する。

［従来の技術］ 従来、感光紙を用いる導電性磁性−成分現像法などに使
用される導電性トナーは、内部に導電性粒子を添加する
か、さらに最も一般的な方法としては、例えば、特公昭
６３−３３６９６、特開昭４９−５０３５などに提示さ
れているように、トナー表面に導電性粒子を外添する方
法などがある。

外添させる方法としては、混合機を用いた粉体の攪拌に
よる方法、溶媒中にトナーと結着成分と導電性粒子を分
散させ、スプレードライヤーにより噴霧乾燥してトナー
表面に結着成分と共に導電性粒子を被覆させる方法、水
溶液中にトナーと導電性粒子を分散させ、導電性粒子を
トナー表面に付着させた後、乾燥させる方法などがある
。

［発明が解決しようとする課題及び目的］しかしながら
、前述の方法では、表面に付着した導電性粒子の付着力
が弱く、トナー搬送時及び現像時に導電性粒子がトナー
表面から剥がれてしまい、電荷注入が充分に行われず、
現像特性が低下し、画像温度の低下及びトナー飛散によ
る地かぶりなどにより画質が劣化する。また、凝集が起
こり易くなるという欠点を有している。さらに、剥がれ
た導電性粒子により装置内汚染が生じ、機械故障などの
悪影響を及ぼすという欠点を有している。また、結着成
分を用いて、スプレードライ法による方法、あるいは、
溶媒中にトナーと導電性粉末を分散付着、乾燥させる方
法では製造工程が複雑になるという欠点を有している。

従って本発明の目的は、上記課題を解決するトナー及び
トナーの製造方法である。つまり、１）製造が簡単で安
価な導電性トナーを提供すること。

２）導電特性及び定着性に優れた導電性トナーを提供す
ること、３）保存性に優れた導電性トナーを提供するこ
と、４）流動性の優れた導電性トナーを提供すること、
５）経時変化の無い安定な導電性トナーを提供すること
である。

［課題を解決するための手段］ 本発明のトナーは乾式現像法に使用するトナーにおいて
、少なくとも結着成分と着色成分よりなる内核粒子の外
表面に導電性粒子と樹脂微粒子を用いて導電層を有する
事を特徴する。また、本発明のトナー製造方法は乾式現
像法に使用するトナーの製造方法において、少なくとも
結着成分と着色成分よりなる内核粒子を作製する工程、
次に内核粒子外表面に導電性粒子と樹脂微粒子の混合粒
子を付着させる工程、次に前記樹脂微粒子を溶解させる
溶剤を処理する工程により導電層を形成することを特徴
とする。また、内核粒子外表面への導電性粒子と樹脂微
粒子の混合粒子の付着を乾式で行うことを特徴とする。

［作用コ 内核粒子よりも粒径の小さい樹脂微粒子と導電性粒子及
び内核粒子を混合してメカノケミカル反応等により処理
すると、樹脂微粒子と導電性粒子の混合されたものが内
核粒子表面に静電気力、化学的吸着力、物理的吸着力等
により均一に付着する。このとき同時に導電性粒子は樹
脂微粒子の表面に付着された状態になっている０次に、
樹脂微粒子を溶解する溶剤を内核粒子表面に付着してい
る樹脂微粒子に接触させる事により樹脂微粒子が溶解し
、内核粒子表面に導電性粒子が分散された樹脂成分から
なる被覆層が形成される。この被覆層内には導電性粒子
のチェーンが形成されており導電特性が得られる。また
、このときの被覆状態は溶剤の種類及び接触時間をコン
トロールすることにより行う、また接触、溶解させた後
溶剤を速やかに除去させるため粒子同士の凝集を防止す
事ができる。この様に内核粒子表面に樹脂を主成分とす
る導電層を形成するため、内核粒子に溶剤による影響を
与える事無く、更に例えば、内核粒子が微粒子より軟化
点が低く柔らかい場合でも導電層を確実に形成させる事
が出来る。

［実施例］ 以下の実施例により本発明を具体的に説明する。

第１図に本発明のトナーの概略断面図を示す、内核粒子
１は結着樹脂２、着色剤３、磁性剤４、離型剤５等から
構成されている。更に、内核粒子１の外表面に、導電性
の被覆層６が形成されている。

この被覆層６は導電性粒子７と樹脂８より構成されてい
る。内核粒子の組成はこれらに限定されるものではなく
、種種のものを用いる事ができる。

結着樹脂２としては例えば、ポリスチレン及び共重合体
、例えば、水素添加スチレン樹脂、スチレン・イソブチ
レン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、Ａｓ樹脂、Ａ
ＡＳＡｓ樹脂Ｃ３樹脂、ＡＢＳ樹脂、スチレン・Ｐ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・ブタジェン架橋ポリマー　スチレン・ブタジ
ェン・塩素化パラフィン共重合体、スチレン・アリル・
アルコール共重合体、スチレン・ブタジェンゴムエマル
ジョン、スチレンマレイン酸エステル共重合体、スチレ
ン・イソブチレン共重合体、スチレン・無水マレイン酸
共重合体、アクリレート系樹脂あるいはメタアクリレー
ト系樹脂及びその共重合体、スチレン・アクリル系樹脂
及びその共重合体、例えば、スチレン・アクリル共重合
体、スチレン・ジエチルアミノ・エチルメタアクリレー
ト共重合体、スチレン・ブタジェン・アクリル酸エステ
ル共重合体、スチレン・メチルメタアクリレート共重合
体、スチレン・ｎ−ブチルメタアクリレート共重合体、
スチレン・ジエチルアミノ・エチルメタアクリレート共
重合体、スチレン・メチルメタアクリレート・ｎ−ブチ
ルアクリレート共重合体、スチレン・メチルメタアクリ
レート・ブチルアリレート・Ｎ−（エトキシメチル）ア
クリルアミド共重合体、スチレン・グリシジルメタアク
リレート共重合体、スチレン・ブタジェン・ジメチル・
アミノエチルメタアクリレート共重合体、スチレン・ア
クリル酸エステル・マレイン酸エステル共重合体、スチ
レン・メタアクリル酸メチル・アクリル酸２−エチルヘ
キシル共重合体、スチレン・Ｎ−ブチルアリレート・エ
チルグリコールメタアクリレート共重合体、スチレン・
ｎ−ブチルメタアクリレート・アクリル酸共重合体、ス
チレン・ｎ−ブチルメタアクリレート・無水マレイン酸
共重合体、スチレン・ブチルアクリレート・イソブチル
マレイン酸ハーフエステル・ジビニルベンゼン共重合体
、ポリエステル及びその共重合体、ポリエチレン及びそ
の共重合体、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリプロ
ピレン及びその共重合体、フッソ樹脂、ポリアミド樹脂
、ポリビニールアルコール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポ
リビニルブチラール樹脂などを一種類あるいは、二種類
以上ブレンドしたものを使用することができる。

また、ワックス状物質として、キャンデリラワックス、
カルナバワックス、ライスワックス等の植物系天然ワッ
クス、みつろう、ラノリン等の動物系天然ワックス、モ
ンタンワックス、オシケライト等の鉱物系天然ワックス
、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス
、ペトロラタム等の天然石油系ワックス、ポリエチレン
ワックス、フィシャー・トロプシュワックス等の合成炭
化水素ワックス、モンタンワックス誘導体、パラフィン
ワックス誘導体等の変性ワックス、硬化ひまし油、硬化
ひまし油誘導体等の水素化ワックス、合成ワックス等の
ワックス類、ステアリン酸、バルミチン酸等の高級脂肪
酸類、低分子量ポリエチレン、酸化ポリエチレン、ポリ
プロピレン等のポリオレフィン、エチレン・アクリル酸
共重合体、エチレン・アクリル酸エステル共重合体、エ
チレン・酢酸ビニル共重合体等のオレフィン共重合体の
中から一種あるいは二種以上を加えた低温低圧定着用の
トナーも内核粒子とする事ができる。着色Ｍ３としては
カーボンブラック、スピリットブラック、ニグロシンな
どの黒色染・顔料を使用する。カラー用としては、フタ
ロシアニン、ローダミンＢレーキ、ソーラとュアイエロ
ー８Ｇ、キナクリドン、ポリタングストリン酸、インダ
スレンブルー　スルホンアミド誘導体などの染料を使用
することができる。また磁性剤４としてはＦｅ３Ｏ４、
Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉなどを用いる。Ｈ型剤５
としてはヒートローラへのオフセットを防止するために
ワックス類、特にポリエチレン、ポリプロピレンワック
スなどを用いる事ができる。

更に、その他の添加剤として、金属石鹸、ポリエリレン
ゲリコールなどの分散剤も添加することができる。

被覆層６を構成する導電性粒子７としては、ファーネス
ブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、ラ
ンプブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラッ
ク、Ａｌ粉、Ｃｕ粉等の金属粉、ＩＴＯ粉、Ｓ　ｎｏ２
粉等の有機導電性剤等を用いることができる６　粒径は
、０．０１μｍ〜０゜１μｍの粒子のものが好ましく、
さらに好ましくは０．０２μｍ〜０．０５μｍの導電性
粒子を用いる。樹脂８としては樹脂微粒子１１のものを
用いるものであり、内核粒子１に用いる結着樹脂２と同
様な組成のものでも良いが、好ましくは樹脂微粒子１１
としてはポリメチルメタアクリレート、ポリエチルメタ
アクリレート、ポリｎ−ブチルメタアクリレート、ポリ
エステル、　（スチレン−ブタジェン）コボ’ＪＴ−（
ＰＶＣ，ＰＶＡ、ＰＶＡｃ）コポリマー　ポリγ−メチ
ルーグルタメート、フッ素樹脂、フッ化ビニリデン樹脂
、ペンゾクアナミン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹
脂、ないろん６６／６、ナイロン１１、ナイロン１２、
ポリスチレン樹脂、架橋ポリスチレン樹脂、フェノール
樹脂、メラミン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエチレ
ン樹脂、セルロース等を使用する。

次に、第２図に本発明のトナー製造方法のフローチャー
トを示す。結着樹脂２と着色剤３等からなる原料を用い
て混線粉砕法、スプレードライ法、重合法等により内核
粒子１を作製する。次に、内核粒子１に樹脂微粒子１１
と導電性粒子７を付着させる外添処理１３を行い樹脂及
び導電性粒子外添内核粒子１４を作製する。次に樹脂及
び導電性粒子外添内核粒子１４に樹脂微粒子を溶解する
溶剤１２を接触させ被覆処理１５を行い、導電性トナー
１６を作製する。

内核粒子表面に導電性粒子と樹脂微粒子の混合粉体を付
着させる乾式の方法としては、通常の混合機、例えば、
ボールミル、Ｖ型混合機なども使用できるが、いわゆる
高速流動攪拌機を使用することが好ましい。高速流動攪
拌機としては、いわゆる、ヘンシェルミキサー　メカノ
フュージョンシステム（線用ミクロン）、ナラハイブリ
タイゼーションシステム（奈良機械製作所）、メカノミ
ル（開田精工）等を用いる。しかし、内核粒子表面に微
粒子を固着させる装置としては、決して、これらに限定
されるものではない。次に溶剤を処理する方法としては
噴霧乾燥法、液浸法などがあるが接触時間を制御できる
ものであれば何でも良い。好ましくは粉体コーティング
装置、例えば、デイスパーコート（日清製粉）、コート
マイザー（フロイント産業）などを使用する。

内核粒子の表面に樹脂微粒子を付着させた粒子を処理す
る溶剤としては、内核粒子及び微粒子の材質により決定
される。この為水系、有機溶剤系等のものを使用する事
ができる。例えば有機溶剤系としては、ジクロロメタン
、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロエタン、クロロ
ベンゼン等のハロゲン化炭化水素、メタノール、メチル
セルソルブ、ベンジルアルコール等のアルコール類、ジ
オキサン、テトラヒドロフラン、ベンジルエーテル等の
エーテル類等、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類
、フルフラール、アセトン、メチルエチルケトン、シク
ロヘキサン等のケトン類、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン等の芳香族類、ニトロベンゼン、アセトニトリル、ジ
エチルアミン、アニリン、ジメチルホルムアミド、ピロ
リドン等の窒素化合物を用いることができる。

以上前ｄ己原料と方法を使用して着色用かつ定着用内核
粒子の表面に導電層を形成することができる。　　以下
に本実施例をより詳細に説明する。

［実施例１］ （内核粒子の作製） スチレン・アクリル共重合体　　　５５重１部Ｆｅ３Ｏ
４４０重量部 ニグロシン　　　　　　　　　　　　５重量部上記組成
の原料を使用し、スクリュウ押出機で混練し、冷却、粗
粉砕する。次にジェット粉砕機で微粉砕し、分級して５
〜２０μｍ（平均粒径１０μｍ）の内核粒子を作製した
。

（導電性粒子と樹脂微粒子の外添） 前記内核粒子に無機物微粒子として粒径０．０４μｍの
カーボンブラック、樹脂微粒子としてポリブチルメタア
クリレート（ＰＢＭＡ）を用いた。

ＰＢＭＡの粒径は０．４μｍ、ガラス転移点８３°Ｃの
ものを使用した。この導電性粒子と樹脂微粒子と上」己
内核粒子を下記に示す組成に混合して、メカノフュージ
ョンシステム（線用ミクロン製）を用いて内核粒子表面
に付着させた。組成と条件を以下に示す。

カーボンブラック　　　　　　６ｗｔ％ＰＢＭＡ微粒子
　　　　　　１５ｗｔ％内核粒子　　　　　　　　　７
９ｗｔ％この時カーボンブラックの含有量は樹脂被覆層
において約２８ｗｔ％であった。メカノ条件として、回
転数１５０Ｏｒｐｍ、処理時間３０分で行った。

得られた粉体はＰＢＭＡ粒子とカーボンブラック粒子が
内核粒子の表面に剥がれず付着している事が電子顕微鏡
観察により明かとなった。また、電子顕微鏡により断面
観察を行ったところ内核粒子表面に、カーボンブラック
粒子がＰＢＭＡ粒子表面に付着し、球形のまま僅かに埋
め込まれた状態にある事が観察された。

（溶剤処理） 上記方法で作製した導電性粒子と樹脂微粒子を付着した
内核粒子に対して溶剤処理を行った。溶剤としてアセト
ンを用いた。この溶剤に粉体を１゜０秒接触させ、その
後、乾燥温度６０°Ｃで噴霧乾燥してアセトンを蒸発さ
せた。この溶剤処理により得られた粒子は粒子同士の結
着も無く、粒子それぞれが独立した状態の集合体であっ
た。また、本実施例で作製した粒子を電子顕微鏡により
断面観察したところ、内核粒子の表面に、０．２〜０゜
３ミクロンの樹脂被覆層が形成されていた。更に、樹脂
被覆層にカーボンブラックが分散され、被覆層表面にも
カーボンブラックが露出しているのが確認された。また
得られたトナーの比抵抗は１０３Ωｃｍであり、充分な
導電性を有する事ができた。

（比抵抗は圧力セル法によって測定した。つまり、二つ
の電極間に試料をいれ、１５ｋｇ／ｃｍ２の圧力を印加
して抵抗を測定した。）次に流動性の指針として、電磁
振動式安息角測定装置により安息角を測定した。結果は
３５″であった。さらに本発明の導電性トナーを用いて
、−成分磁気ブラシ法によりＺｎ○感光紙に画像形成を
行ったところ、光学濃度（以下０．　　Ｄ、　　値とす
る。）１．５の定着性に優れた画像を形成することがで
きた。さらに、３万回の耐久テストを行ったところ、地
力ブリや、画像濃度の低下はなく初期と同様な鮮明な画
像を形成することができた。さらに、本実施例で作製し
た導電性トナーを容器に密閉し、３０℃−８０％の環境
化に３力月間保存して上記と同様なテストを行ったとこ
ろ特性上の劣化はなく鮮明な画像を形成することができ
た。

［比較例１］ 実施例１で作製した内核粒子と導電性粒子と樹脂微粒子
を用いて実施例１と同様に導電性粒子と樹脂微粒子の付
着をメカノフュージョンシステムにより行った。次にこ
の粒子を溶剤処理を行わないで実施例１と同様に画像形
成を行ったところ、導電性粒子及び樹脂微粒子の飛散が
生じ、画像形成を行う事ができなかった。

［実施例２］ 実施例１の内核粒子を用い、カーボンブラック含有量を
変化させてトナーを作製した。その他、（導電性粒子と
樹脂微粒子の外添）、　（溶剤処理）は実施例１と同様
にし゛て行った。第１表にカーボンブラック含有量と比
抵抗測定結果を示す。

次に、実施例１と同様に画像形成を行った。その結果を
第２表に示す。

この様に第１表、第２表より明らかなようにカーボンブ
ラック含有量が５ｗｔ％以下ではトナーの抵抗が高く、
画像を形成する事ができない。更に、カーボンブラック
含有量が６０　ｗ　ｔ％以上では過剰カーボンブラック
が遊離、飛散して地かぶりの原因となり画質を劣化させ
た。これより、カーボンブラックの含有量は１０ｗｔ％
以上、６０ｗｔ％未満が好ましい。

第１表 カーボンブラック量は被覆層に対する重量％とす第２表 （ＰＢＭＡ）、粒径０．８μｍ　（ＰＭＭＡ）、粒径１
．０μｍ　（ＰＭＭＡ）のものを用いた。また、カーボ
ンブラック量は実施例１と同様に約２８ｗｔ％なるよう
に調製した。第３表に外添条件を示す。次に、これらの
粒子を実施例１と同様に溶剤処理した。得られた粒子に
ついて実施例１と同様に電子顕微鏡により、粒子表面と
粒子断面観察を行い膜厚を測定した。第４表に処理条件
と結果を示す。この様に内核粒子表面に付着させる粒子
の粒径を変化させる事により、任意の膜厚を有する被覆
層を形成できる。更に、実施例１と同様に比抵抗を測定
し、画像形成を行った。結果を第５表に示す。

実施例３ 実施例１と同様な内核粒子を用い、内核粒子に外添させ
る樹脂微粒子の粒径を変えて被覆層の膜厚を制御した。

樹脂微粒子としては粒径０．４μｍ第３表 第４表 ＊処理時間： ０分で全て行った。

＊溶媒： アセト ン 第５表 実施例４ 内核粒子として以下に示す組成と製造方法により作製し
たものを用いた。

エチレン・酢酸ビニル共重合体　　３０重量部パラフィ
ンワックス　　　　　　　３０重量部磁性粉Ｆｅ３Ｏ４
４０重量部 上記組成の原料を使用し、スクリュウ押出機で混練し、
冷却、粗粉砕する。次にジェット粉砕機で微粉砕し、分
級して５〜２０μｍ（平均粒径１０μｍ）の内核粒子を
作製した。以下、　（導電性粒子と樹脂微粒子の外添）
、（溶剤処理）の工程は実施例１と同様にして行った。

得られたトナーを実施例１と同様に画像形成したところ
実施例１と同様な結果を得る事ができた。

〔実施例５〕 内核粒子として以下の組成と製造方法で作製したものを
用いた。

マイクロクリスタリンワックス　２０重量部カルナバワ
ックス　　　　　　　２０重量部エチレン・酢酸ビニル
共重合体　１８重量部Ｆｅ５Ｑ４　　　　　　　　　　
　４０重量部カーボンブラック　　　　　　　　２重１
部上記組成の原料を使用し、バッチ式混練機で混練し、
冷却粗粉砕する。次に、ジェット粉砕機で微粉砕後、分
級して平均粒径１０ミクロン、分布５〜２５μｍの内核
粒子を作製した。以下、　（導電性粒子と樹脂微粒子の
外添）、（溶剤処理）の工程は実施例１と同様にして行
った。得られたトナーを実施例１と同様に画像形成した
ところ実施例１と同様な結果を得る事ができた。

以上本発明の実施例を述べたが本発明はこれらの実施例
に限定されるものではない。

［発明の効果コ 以上述べたように本発明のトナー及びトナー製造方法に
よれば、少なくとも結着成分と着色成分よりなる内核粒
子の外表面に導電性粒子と樹脂微粒子を用いて導電層を
有する事により、導電特性及び定着特性に優れ、導電性
粒子の剥がれを生じる事無く、経時変化の無い安定な導
電性トナーを提供する事ができる。また、内核粒子を作
製する工程、内核粒子外表面に導電性粒子と樹脂微粒子
の混合粒子を被覆させる工程、次に前記樹脂微粒子を溶
解させる溶剤を処理する工程により導電層を形成し、さ
らに、内核粒子外表面への導電性粒子と樹脂微粒子の混
合粒子の付着を乾式で行う製造方法により、内核粒子の
材料特性に係わらず種種の材料を任意の膜厚に制御して
均一な被覆層からなる導電層を有するトナーを簡単に製
造することできる。これにより今までよりも安価な導電
性トナーを提供することができるという多大の効果を有
する。

本発明のトナーの製造方法は、複写機、プリンター　フ
ァクシミリなどに使用される導電性トナーにも応用する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のトナーの概略断面図 第２図は本発明のトナーの製造方法を示すフローチャー
ト ド・・内核粒子 ２・・・結着樹脂 ３・・・着色剤 ４・・・磁性剤 ５・・・離型剤 ６・・・被覆層 ７・・・導電性粒子 ８・・・樹脂 １１・・・樹脂微粒子 １２・・・溶剤 １３・・・外濫処理 樹脂及び導電性粒子外添内核粒子 被覆処理 ・導電性トナー 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）乾式現像法に使用するトナーにおいて、少なくと
   も結着成分と着色成分よりなる内核粒子の外表面に導電
   性粒子と樹脂微粒子を用いて導電層を有する事を特徴す
   るトナー。（２）乾式現像法に使用するトナーの製造方
   法において、少なくとも結着成分と着色成分よりなる内
   核粒子を作製する工程、次に内核粒子外表面に導電性粒
   子と樹脂微粒子の混合粒子を付着させる工程、次に前記
   樹脂微粒子を溶解させる溶剤を処理する工程により導電
   層を形成することを特徴とするトナー製造方法。 （３）内核粒子外表面への導電性粒子と樹脂微粒子の混
   合粒子の付着を乾式で行うことを特徴とする請求項２記
   載のトナー製造方法。