JPH02298954A - 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］ 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粉末の付着力
が弱く、トナー搬送時及び現像時に導電性粉末がトナー
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。また、結着剤
を用いて、スプレードライヤ法による方法、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！こ優れた
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］ 本発明のトナーの製造方法は、乾式現像法に使用するト
ナーにおいて、ワックス類、高級脂肪酸類、ポリオレフ
ィン、オレフィン共重合体の少なくとも一種類を含むト
ナー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微粒子の周りに導電性微粉末を
固着した粒子を用いることを特徴とする。また、熱可塑
性樹脂微粒子の粒径が１μｍ以下であることを特徴とす
る。また、熱可塑性樹脂微粒子への導電性微粉末の固着
、及び該導電化処理した熱可塑性樹脂微粒子を用いたト
ナー粒子表面への導電層の形成をメカノケミカル反応に
より形成することを特徴とする。

［作用］ メカノケミカル反応は熱的かっ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。しかしワックスを主体とする粘度
の低いトナー粒子（以下母粒子とする。）の周りに導電
性粉末のような微粒子を固着させる場合、微粒子の凝集
力が強固で母粒子表面への均一被覆が困難である。さら
に、母粒子の粘度が低いと前記のような微粒子は深く内
部に埋め込まれてしまい、増粘作用が生じると共に、必
要量以上の分量を加えなければならない。

これらの欠点を改良するため我々は、鋭意研究を行った
結果、熱可塑性樹脂微粒子に導電性微粒子を固着したも
のを用いることにより上記問題を解決することができる
ことが明らかとなった。この原因は熱可塑性樹脂微粒子
の表面に導電性微粒子が静電気力などの力で付着し、さ
らに、メカノケミカル反応により熱的かつ機械的エネル
ギーが加えられることにより、熱可塑性樹脂微粒子の表
面に均一に固着する。この導電性微粒子を固着した熱可
塑性樹脂微粒子は、表面の導電性微粒子の影響により粒
子同士の凝集がなく、きわめて流動性のよい粉末となる
。５この為、粘度の低い、凝集性の大きいトナー粒子を
母粒子としてメカノケミカル処理を行うと子粒子である
前記導電化処理した熱可塑性樹脂微粒子が母粒子表面に
一層均一に付着して固着されるものと考えられる。これ
により、母粒子中の粘着成分をブロッキングし流動性を
向上させることができる。

［実施例］ 以下の実施例により本発明を具体的に説明する。

本発明に用い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的１０μｍ
のものを使用することができる。熱可塑性樹脂微粒子と
しては粒径１μｍ以下のものを使用する。次に、熱可塑
性樹脂微粒子を母粒子とし、導電性微粉末を子粒子とし
て混合し、メカノケミカル反応により母粒子である熱可
塑性樹脂微粒子の表面に導電性微粉末を固着させる。導
電処理のための導電性物質の含有率は樹脂及び導電性物
質の種類により任意に設定することができる。

また、メカノケミカル反応における処理温度Ｘ（℃）は
、母粒子に用いる熱可塑性樹脂微粒子のガラス転移温度
をＴ（”Ｃ）とすると、ＴとＴ−１０の範囲内（Ｔ−１
０＜Ｘ＜Ｔ）で行う、ガラス転移温度以上であると熱可
塑性樹脂微粒子同士の凝集が生じてしまい、導電性微粒
子を形成することができないからである。また、ガラス
転移温度よりも１０℃低い温度以下では熱可塑性樹脂微
粒子に熱的変化が与えられないため導電処理を行うこと
ができない。次に、前記処理した導電性熱可塑性樹脂微
粒子と前記母粒子トナー粒子を所定量混合し同様にメカ
ノケミカル処理により母粒子トナー粒子表面に導電性熱
可塑性樹脂微粒子を固着させる。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（線用ミク
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。しがし、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。

本発明に用いるトナーの主成分として、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、フヨッシャー・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用いる。更
に、必要に応じてワックスの結着剤として以下に示す樹
脂を添加する。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、　　ＡＡＳＡ
ｓ樹脂ＡＣ３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
レイン酸ハーフェステル・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−モレ樹脂、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事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
Ｆｅ３Ｏ４、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熱可塑性樹脂微粒子としては上記母
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、　（Ｐ　Ｖ　Ｃ。

ＰＶＡ、ＰＶＡｃ）コポリマー、ポリγ−メチルーＬ−
グルタメートなどを用いる。　　また、熱可塑性樹脂微
粒子としては０．　１μｍ〜１μｍの範囲が好ましい。

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〜０．５μｍの
粒子のものが好ましく、さらに好ましくは０．０２μｍ
〜０．１μｍ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。

これにより乾式で簡単に導電性トナーを製造することが
できる。

以下に本実施例をより詳細に説明する。

［実施例１］ （母粒子トナーの作製） パラフィンワックス　　　　　　　　４０重量部エチレ
ン・酢酸ビニル共重合体　　　１０重量部カーボンブラ
ック　　　　　　　　　　４重量部ＦｅａＯａ　　　　
　　　　　　　　　４６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。

（熱可塑性樹脂微粒子への導電性微粒子の固着）熱可塑
性樹脂微粒子としてポリブチルメタアクリレート（ＰＢ
ＭＡ）樹脂微粒子、導電性微粉末としてカーボンブラッ
クを使用した。組成を以下に示す。

ＰＢＭＡ微粒子　　　　　５０重量部 カーボンブラック　　　　６０重量部 これらの原料を混合して、メカノフュージョンシステム
（線用ミクロン製）を用いて、メカノケミカル反応によ
り熱可塑性樹脂微粒子表面に導電性微粒子を固着させ導
電性微粒子を作製した。

尚、前記ＰＢＭＡ微粒子は粒径０．　２μｍ、ガラス転
移温度は８５°Ｃである。また処理温度は、８０℃で行
った。カーボンブラックの粒径は０゜０３μｍである。

この結果得られた導電化処理熱可塑性樹脂微粒子の比抵
抗は１０３Ωｃｍ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、１５ｋｇ／ｃｍ２の圧力を印加
して抵抗を測定した。） （母粒子トナーの導電化処理） 前記作製した母粒子トナーと前記導電化処理した熱可塑
性樹脂微粒子を用いて、メカノケミカル処理により母粒
子トナーを導電化した。製法を以下に示す。

母粒子トナー　　　　　　　　　　１００］ｉｌＬ部導
電化熱可塑性微粒子（ＰＢＭＡ）　　１０重量部これら
の原料を混合して、メカノフュージョンシステムを用い
て、母粒子トナー表面に導電化熱可塑性樹脂微粒子を均
一に固着させ、母粒子トナーを導電化した。この結果得
られた導電性トナーの比抵抗は１０３ΩＣｍ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、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３８″であった。さらに本発明の導電性トナーを
用いて、−成分磁気ブラシ現像法により、絶縁性フィル
ム上【；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。従つて、本実施例で作製したトナ
ーを再生熱転写用のインキング材料として用い、記録紙
に画像を形成したところ、転写むらも無く、光学濃度（
以下ＯＤ値とする。）１．５以上の鮮明な画像を形成す
ることができた。さらに再生回数１０００回後において
も初期と同様な鮮明な画質であった。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−８
０％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。

さらにまた、本発明の導電性トナーを一成分磁気ブラシ
法によりＺｎＯ感光紙に画像形成を行ったところ、ＯＤ
値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。

［実施例２］ 実施例１の導電性トナー製造において、熱可塑性樹脂微
粒子の粒径とカーボンブラック量を変えて作製した。そ
の他は実施例１と同様に行った。粒径とカーボンブラッ
ク量を第１表に、トナー評価結果を第２表に示す。

第１表 第２表 第２表の付着性の項目のＯとＸは一成分磁気ブラシ法に
より記録媒体上にトナーを擦過した時の記録媒体上への
付着の有無を示したものである。

第１表、第２表に示す導電性トナーにおいて実施例１と
同様に画像を形成したところ、Ｎｏ２、Ｎｏ３、Ｎｏ４
の導電性トナーにおいては実施例１と同様に画像を形成
することができた。しかし、Ｎｏｌのトナーにおいては
地力ブリが多く鮮明な画像を形成することができなかっ
た。また、Ｎ。

５のトナーにおいては画像を形成することができなかっ
た。

［実施例３］ 実施例１の導電性トナーの製造において、熱可塑性樹脂
微粒子への導電性微粉末を固着させる時のメカノケミカ
ル処理温度を変え、そのほかは実施例１と同様にして導
電性トナーを作製した。結果を第３表に示す。

第３表 第３表に示すトナーにおいて、実施例１と同様に画像形
成を行ったところ、Ｎｏ７とＮｏ８のトナーにおいては
実施例１と同様な鮮明な画像を形成することができた。

しかし、Ｎｏ６とＮｏ９については画像を形成すること
ができなかった。

これより、メカノケミカル処理温度が低すぎるとカーボ
ンブラックの固着が十分行われず、また高すぎるとカー
ボンブラックが樹脂表面に深く埋まるためストラフチャ
ーが形成できず導電性が発現されないものと考えられる
。従って、本実施例に用いたＰＢＭＡ熱可塑性樹脂微粒
子の場合にはメカノケミカル処理温度は７５℃以上８５
℃以下が好ましい。

［実施例４］ （母粒子トナーの作製） 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　　　　　　　　１５重量部エチレン・酢酸ビ
ニル共重合体　　１０重量部Ｆｅ５０４　　　　　　　
　　　　５０重量部カーボンブラック　　　　　　　　
　５重量部を用い実施例１と同様に母粒子トナーを作製
した。

以下、　（熱可塑性微粒子への導電性微粉末の固着）、
（母粒子トナーの導電化処理）については実施例１と同
様に行った。次に該導電化処理したトナーについて、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。

以上本発明の実施例を示したが、本発明の導電性トナー
はこれらの実施例に限定されるものではなく、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、
乾式現像法（こ使用するトナーにおいて、ワックス類、
高級脂肪酸類、ポリオレフィン、オレフィン共重合体の
少なくとも一種類を含むトナー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微粒
子の周りに導電性微粉末を固着した粒子を用い、熱可塑
性樹脂微粒子の粒径が１μｍ以下であり、さらに、熱可
塑性樹脂微粒子への導電性微粉末の固着、及び該導電化
処理した熱可塑性樹脂微粒子を用いたトナー粒子表面へ
の導電層の形成をメカノケミカル反応により行うことに
より、粘度の低いトナーにおいても簡単に導電化処理を
することができ、さらに母粒子トナーの粘着成分を完全
にブロッキングするため、導電特性と定着特性の双方が
優れ、かつ保存性、流動性、安定性が優れているという
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

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）乾式現像法に使用するトナーにおいて、ワックス
   類、高級脂肪酸類、ポリオレフィン、オレフィン共重合
   体の少なくとも一種類を含むトナー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
   微粒子の周りに導電性微粉末を固着した粒子を用いるこ
   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微粒子の粒径が１μ
   ｍ以下であることを特徴とするトナーの製造方法。
3. （３）熱可塑性樹脂微粒子への導電性微粉末の固着、及
   び該導電化処理した熱可塑性樹脂微粒子を用いたトナー
   粒子表面への導電層の形成をメカノケミカル反応により
   形成することを特徴とする請求項（１）記載のトナーの
   製造方法。