JPH02199460A - 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】 ［産業上の利用分野コ 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、内部に導電性粉末を添加する
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粉末を外添する方
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はん
による方法、溶媒中にトナーと結着剤と導電性粉末を分
散させ、スプレードライヤーにより噴霧乾燥してトナー
表面に結着剤と共に導電性粉末を被覆させる方法、水溶
液中にトナーと導電性粉末を分散させ、導電性粉末をト
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微粉末の付着
力が弱く、トナー搬送時及び現像時に導電性微粉末がト
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、画像濃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
がれた導電性微粉末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。　　従
って本発明の目的は、上記課題を解決するトナーの製造
方法である。つまり、１）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。２）保存性に優れた導電
性トナーを提供すること。３）流動性の優れた導電性ト
ナーを提供すること。４）経時変化の無い安定な導電性
トナーを提供すること。５）製造が簡単で安価な導電性
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］ 本発明のトナーの製造方法は、少なくとも樹脂と着色剤
よりなる粒子の周りに導電層を有するトナーにおいて、
該導電層として、熱可塑性樹脂を表面に被覆した導電性
微粉末をトナー粒子表面に固着することを特徴とする。

また、熱可塑性樹脂被覆した導電性微粉末をメカノケミ
カル反応により固着させ、導電層を形成、することを特
徴とする。

［作用コ メカノケミカル反応は熱的かつ機械的エネルギーを併用
する反応であるため、粒子表面に樹脂層を被覆形成する
ことが知られている。この点についてはまだ不明な点が
多いが、鋭意研究を行った結果、すでに、我々は既報特
許で樹脂被覆層に導電性物質を分散させることができる
ことを明かにした。さらに、今回、熱可塑性樹脂で被覆
した導電性微粉末においてもトナー粒子表面にメカノケ
ミカル反応により強固に固着させることができることが
明かとなった。この原因は被覆した導電付微粉末が静電
気力などの力で少なくとも樹脂と着色剤よりなる粒子（
以下、母粒子とする。）に付着する。同時に熱的かつ機
械的エネルギーが加えられることにより、樹脂の一部が
溶解し薄膜化が形成されるものと考えられる。さらに、
導電層形成用の樹脂量が導電性微粉末に被覆した量だけ
であるため比較的少なく、これにより母粒子の粘度特性
を変化させることがなく、導電化することができ、また
、該樹脂により母粒子を完全被覆するるため、低粘度の
母粒子の流動性及びブロッキング特性を改善することが
できる。また、メカノケミカル反応はその機械的エネル
ギーにより導電層を強固に母粒子に付着させるため、剥
がれなどによる特性の劣化がないものと考えられる。

［実施例］ 以下の実施例により本発明を具体的に説明する。

本発明に用しする母粒子は一般の混線粉砕法、スプレー
ドライ法、重合法によって作製された平均粒径約１０μ
ｍのものを使用することができる。次に、カーボンブラ
ックを熱可塑性樹脂で被覆させる方法としては、重合法
、スプレードライ法などにより処理する。樹脂層の膜厚
は０．０２μｍ以下が好ましい。次に、これらの母粒子
と樹脂処理カーボンブラックを混合し、メカノケミカル
反応により母粒子表面に導電層を形成させる。導電層の
厚さは、定着性及び流動性を考慮して０．１〜０・　５
μｍの範囲が好ましい。

また、メカノケミカル反応における処理温度Ｘ（℃）は
、母粒子のガラス転葛点あるいはカーボンブラックの被
覆に使用した樹脂のガラス転移点のうち低い方をＴ（’
Ｃ）とすると、ＴとＴ−１０の範囲内（Ｔ−１０＜Ｘ＜
Ｔ）で行なう。処理温度が高いと母粒子同士、または樹
脂被覆カーボンブラック同士の凝集が生じてしまい、導
電層を形成することができないからである。また、処理
温度が低いと樹脂に熱的変化が与えられないため導電層
を形成することができない。メカノケミカル反応を行う
方法としては、いわゆる、高速流動攪はん機を使用する
。例えば、メカノフュージョンシステム（細用ミクロン
製）、ナラハイブリタイゼイションシステム（奈良機械
製作所製）などを用いることができる。しかし、メカノ
ケミカル反応を行う装置としては、決して、これらに限
定されるものではなく、機械的かつ熱的エネルギーを加
えることができる装置であれば上記装置以外でも構わな
い。

母粒子の組成としては特に限定されるものではなく、−
船釣なものを使用することができる。例えば、熱可塑性
樹脂として、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、　ＡＡＳ樹脂
、　　ＡＣ８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、ボリウレ汐ン樹脂、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、フヨツシャー・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へん性ワックス、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、パ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
用のトナーも母粒子とすることができ着色剤としてはカ
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。この他に磁性剤としてＦｅ
５Ｏａ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏなどの磁
性粉を添加する。

さらに、分散剤として、電子受容性の有機錯体、塩素化
ポリエステル、ニトロフニン酸、第４級アンモニウム塩
、ピリジニル塩などを添加することができる。

次に本発明に用いる導電性微粒子被覆形成用熱可塑性樹
脂としては上記母粒子用の熱可塑性樹脂を同様に用いる
ことができるが、特に好ましくは、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）コポリマー　　（ＰＶＣ，ＰＶＡ、ＰＶＡｃ
）：Ｉポリマーポリγ−メチル−Ｌ−グルタメートなど
を用いる。

さらに導電性微粉末としては特に限定されるものではな
く、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレン
ブーラック等のカーボンブラック、金属・金属酸化物等
の微粉末を用いる。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０．０２μ
ｍ〜０．０５μｍの導電性微粉末を用いる。

以上前記方法と原料を使用して着色用かつ定着用母粒子
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］ 〔母粒子の作製〕 スチレン・アクリル共重合体　　　５５重量部Ｆｅ３０
ａ　　　　　　　　　　　　　４０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）の母粒子を作製した。

〔導電性微粒子への樹脂層の形成〕

導電性微粒子としてカーボンブラック、熱可塑性樹脂と
してポリブチルメタアクリレート（ＰＢＭＡ）を使用し
、これらをアセトンに溶解、分散させスプレードライ法
により噴霧乾燥して、カーボンブラックの周りに樹脂層
を被覆形成した。以下に組成を示す。

アセトン　　　　　　　１００重量部 ＰＢＭＡ　　　　　　　　　１０重量部カーボンブラッ
ク　　　　　８重量部 上記溶液中のカーボンブラックは超音波ホモジナイザー
により分散させ、この分散溶液を噴霧乾燥した。　　噴
霧方式は二流体ノズルを用いた。噴霧条件は圧力５ｋｇ
／Ｃｍ２、乾燥温度３０°Ｃで行った。得られた粉末を
電子顕微鏡で観察したところ、粒径０．０５μｍ、被覆
樹脂の膜厚０，０１μｍの微粉末であった。

〔導電層の形成〕

上記方法で作製した母粒子と樹脂被覆したカーボンブラ
ックを混合して、メカノフュージョンシステム（細用ミ
クロン製）を用いて、メカノケミカル反応により母粒子
表面に樹脂被覆カーボンブラック微粒子を固着させ導電
層を形成した。混合比を以下に示す。

母粒子　　　　　　　　　　１００重量部樹脂被覆カー
ボンブラック　　　８重量部さらに前記スチレン・アク
リル樹脂のガラス転移点６５°Ｃ，ＰＢＭＡ樹脂のガラ
ス転移点６０°Ｃである。また処理温度は、５５℃で行
った。この結果得られた導電性トナーの導電層の厚みは
約０゜１μｍであった。また導電性トナーの比抵抗は１
０３Ωｃｍであった。　（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、１５ｋ
ｇ／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３９°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ＺｎＯ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°Ｃ−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コ 実施例１で作製した母粒子と樹脂被覆カーボンブラック
を混合し、ヘンシェルミキサーを用いて樹脂被覆カーボ
ンブラックを母粒子の表面に付着させた。次に該トナー
を用いて実施例１と同様に画像形成を行ったところ、本
実施例で作製した導電性トナーは比抵抗が１０１Ｂ以上
であり、安息角は４８６で画像を形成することができな
かった。

［比較例２コ 比較例１のヘンシェルミキサーの変わりに母粒子表面へ
の導電層の形成をボールミルによって行ったが、比較例
１と同様な結果であった。

［実施例２］ 〔母粒子の作製〕 パラフィンワックス　　　　　　　４０　ｗ　ｔ％エチ
レン・酢酸ビニル共重合体　　１０ｗｔ％カーボンブラ
ック　　　　　　　　　４　ｗ　ｔ％Ｆｅ３０ｚ　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　４６ｗｔ　％上
記組成の原料を使用して、スクリュウ押出機で混練、冷
却、祖粉砕する。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）のトナーを作製
した。

〔導電性微粒子への樹脂層の形成〕

導電性微粒子への樹脂被覆をシード重合法により行った
。以下に組成を示す。

カーボンブラック　　　　　　　　２０重量部スチレン
樹脂　　　　　　　　　　２５重量部過硫酸カリウム（
重合開始剤）０．４重量部純水　　　　　　　　　　　
　　２５０重量部これらの原料を使用して、まず始めに
カーボンブラックを純水中に超音波ホモジナイザーとメ
カニカルスターラーにより分散させ、次に重合開始剤で
ある過硫酸カリウムを加え上記方法と同様にして分散さ
せる。その後、スチレン樹脂を半分量（２０重量部）加
え、分散液の温度を４５°Ｃに設定して重合を２時間行
う。さらに残りのスチレン樹脂をを加え、温度を７５°
Ｃに上げて４時間重合を行う。重合が終了したら、溶液
を遠心分離にかけ、固形分を分離して濾別、アセトン洗
浄を行い、その後減圧乾燥を行って樹脂被覆カーボンブ
ラックを作成した。得られた粉末を電子顕微鏡で観察し
たところ粒径は０．０５μｍであり、樹脂層の膜厚は０
．０１μｍであった。

〔導電層の形成〕

実施例１と同様にメカノケミカル反応により母粒子表面
に導電層を形成して、導電性トナーを作製した。この時
、母粒子のガラス転移点４５°Ｃ、スチレン樹脂のガラ
ス転移点６０°Ｃであり、導電層形成メカノケミカル処
理温度は４０°Ｃで行った。

次に本実施例で作製した導電性トナーを実施例１と同様
に評価した。その結果、比抵抗１０’Ωｃｍ、安息角３
９°であった。さらに、実施例１と同様に画像形成を行
ったところ、実施例１と同様な結果を得た。また、本実
施例で作製した導電性トナーを用いて、−成分磁気ブラ
シ現像法により、絶縁性フィルム上にバイアス電圧を印
加しなからベタ画像を形成し、熱定着することにより、
熱転写用のインクシートを作製することができた。従っ
て、本実施例で作製したトナーは再生熱転写用のインキ
ング材料としても用いることができる。

［実施例３］ 実施例２の導電性トナー製造において、メカノケミカル
反応の処理温度を変えて作製した。その他は実施例２と
同様に行った。結果を第１表に示す。

第１表 第１表の中で、導電性の結果のＯは比抵抗が１０３ΩＣ
ｍ以下であるもの。×は比抵抗が前記以外のものである
。

第１表に示す導電性トナーにおいて、実施例１と同様に
画像形成を行ったところ、Ｎｏ、３とＮ０１４の導電性
トナーは実施例１と同様な結果となり鮮明な画像を形成
することができた。しかし、Ｎｏ、　　１．　　Ｎｏ、
　　２．　　Ｎｏ、　　５については画像を形成するこ
とができなかった。

［比較例３］ 実施例３の導電層の形成を比較例１と比較例２と同様に
して行った。その結果、母粒子が凝集してしまい、粉体
としてさえも得ることができながった。

以上本発明の実施例を示したが、本発明の導電性微粉末
への樹脂被覆の方法及び母粒子への導電層の形成はこれ
らの実施例に限定されるものではない。さらに本発明の
製造方法によって作製された導電性トナーは本実施例の
画像形成方法に限定されるものではなく全ての導電性ト
ナーを用いた画像形成方法に用いることができる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明のトナーの製造方法によれば、
少なくとも樹脂と着色剤よりなる粒子の周りに導電層を
有するトナーにおいて、該導電層として、熱可塑性樹脂
を表面に被覆した導電性微粉末を粒子表面にメカノケミ
カル反応により固着することにより、母粒子の粘度特性
など定着性に影響を与える特性を変化させることなく導
電性の機能を付加させることができる。さらに、導電性
微粒子に被覆した少量の樹脂により母粒子の表面に完全
な被膜化を行うことができるので低粘度の母粒子を用い
た場合でも保存性、流動性、安定性が著しく向上すると
いう効果を有する。さらに処理後分級などの操作が不用
であるため非常に簡単に導電特性と定着特性の双方が優
れた導電性トナーを製造することができ、安価な導電性
トナーを提供することができるというこれまでにない多
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。

以上 出願人　セイコーエプソン株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも樹脂と着色剤よりなる粒子の周りに導
   電層を有するトナーにおいて、該導電層として、熱可塑
   性樹脂を表面に被覆した導電性微粉末を粒子表面に固着
   することを特徴とするトナーの製造方法。
2. （２）請求項１記載の熱可塑性樹脂被覆導電性微粉末を
   メカノケミカル反応によりトナー表面に固着させ、導電
   層を形成することを特徴とするトナーの製造方法。