JPH1063036A - 液体トナー組成物及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】保管時及び現像時は凝集力が強く、転写時には
トナー粒子間の凝集力を小さく転写時の画像の潰れ・流
れを抑制できない。 【解決手段】担体液中に着色剤及び樹脂を主成分とする
トナー粒子を分散してなり、電気粘性流体としての特性
を有することを特徴とする液体トナー組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体トナー組成物
及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真用の液体トナーとして電
気絶縁性の担体液、その担体液に分散した着色粒子及び
着色粒子の分散，定着を目的とした電気絶縁性液体に可
溶性の樹脂、着色粒子を正または負に帯電させる荷電調
節剤などからなるものが知られている。この種の液体ト
ナーはトナー粒径が小さいため、分散性及び解像度が優
れるという長所を有する一方、定着性が悪く、更に画線
部のトナー粒子の凝集力が小さいため、感光体から支持
シートへ画像を転写する際に、像の潰れ，流れが発生し
やすく画質を低下させるという欠点を有する。

【０００３】上記の欠点を改良するため、顔料及び室温
では電気絶縁性液体に実質的に不溶性の樹脂からなるト
ナー粒子を該電気絶縁性に分散させた液体トナーの提案
例もある。更に、この種のトナー粒子の形状をファイバ
ー状突起をもつ形状にし、トナー粒子間の凝集力を高め
たとする提案もある（特公平５−８７８２５）。

【０００４】しかし、液分散状態でトナー粒子間の凝集
力が強いと、凝集・粗大化して沈降しやすく、更に感光
体表面の静電潜像を現像する工程において、凝集粒子は
解像度の低下をもたらす。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこうした事情
を考慮してなされたもので、保管時及び現像時は凝集力
が強くなく分散性に優れ、転写時にはトナー粒子間の凝
集力を増大させて転写時の画像の潰れ・流れを抑制して
画質を改善しえる液体トナー組成物及びその製造方法を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願第１の発明は、担体
液中に着色剤及び樹脂を主成分とするトナー粒子を分散
してなり、電気粘性流体としての特性を有する（以下、
ＥＲ特性を有すると呼ぶ）ことを特徴とする液体トナー
組成物である。

【０００７】第１の発明において、担体液中に着色剤及
び樹脂を主成分とするトナー粒子を分散してなり、前記
トナー粒子の少なくとも表面に無機微粒子が付着もしく
は含有されていることが好ましい。ここで、前記無機微
粒子としては、例えばシリカもしくは疎水性処理された
シリカ、あるいは酸化チタンもしくは水酸化チタンが挙
げられる。

【０００８】本願第２の発明は、熱可塑性樹脂を該熱可
塑性樹脂に対する溶解性において温度依存牲が高くかつ
トナー粒子の粒径を調節するために溶解度パラメータを
調整した溶媒中で加熱・溶解及び混合・分散した後、冷
却してトナー粒子を析出させる工程の遅くともトナー粒
子析出開始直前までに、無機微粒子を添加してトナー粒
子を析出させることを特徴とする液体トナー組成物の製
造方法である。

【０００９】以下、本発明を詳細に説明する。まず、本
発明の液体トナー組成物において、着色剤としては、一
般にインキ、トナー等に使用されている顔料を用いるこ
とができる。即ち、黒色顔料としては各種のカーボンブ
ラックが挙げられるが、具体的にはファーネス法やコン
タクト法、アセチレン法等で製造し、ゴム用、カラー
用、導電性用として市販されている全てのカーボンブラ
ックが挙げられる。

【００１０】更に具体的には、平成７年４月発行のカー
ボンブラック便覧（２９０〜２９１頁）の分類によるＨ
ＣＦ、ＭＣＦ、ＲＣＦ、ＬＣＦ、ＬＦＦ（以上はファー
ネス法製造品）や、ＨＣＣ、ＭＣＣ、ＲＣＣ、ＬＣＣ
（以上はチャネル法製造品）、並びに同便覧２９４頁記
載の各種アセチレンブラック等が挙げられる。

【００１１】また、非黒色顔料としては、例えばフタロ
シニンブルー，フタロシアニングリーン，スカイブル
ー，ローダミンレーキ，マラカイトフリーンレーキ，ハ
ンザイエロー，ベンジジンイエロー，ブリリアントカー
ミン６Ｂが挙げられる。

【００１２】なお、前記顔料を次に示す染料と併用する
こともできる。即ち、オイルブラック，オイルレッドな
どの油溶性アゾ染料、ビスマルクブラウン等の塩基性ア
ゾ染料、ブルーブラックＨＦ等の酸性アゾ染料，ニグロ
シン等のキノンイミン染料が挙げられる。さらには、上
記顔料の表面に樹脂をコーティングしたいわゆる加工顔
料と呼ばれる顔料も同様に使用することができる。

【００１３】前記着色剤は、あらかじめ熱可塑性樹脂に
加熱・混練等の方法により添加しておくか、または本発
明の製造工程中のトナー粒子析出前に着色剤を添加する
等の手段を採用すればよい。

【００１４】本発明の樹脂としては熱可塑性樹脂が好適
である。例えば、塩化ビニル樹脂，塩化ビニリデン樹
脂，酢酸ビニル樹脂，ポリビニルアセタール樹脂，スチ
レン系樹脂，メタクリル酸系樹脂，ポリエチレン樹脂，
ポリプロピレン樹脂，フッ素系樹脂，ポリアミド系樹
脂，ポリアセタール樹脂，飽和ポリエステル樹脂が挙げ
られる。特に好適なものとしは、カルボキシル基又はエ
ステル基を有するオレフィン系樹脂であり、例えばエチ
レン・酢酸ビニル共重合体，エチレン・酢酸ビニル共重
合体の部分ケン化物，エチレン・（メタ）アクリル酸共
重合体，エチレン・（メタ）アクリル酸エステル共重合
体，（メタ）アクリル酸エステル樹脂，スチレン・（メ
タ）アクリル酸共重合体，スチレンン・（メタ）アクリ
ル酸エステル共重合体が挙げられる。これらの中から１
種又は２種以上混合して使用することも可能である。前
記樹脂と着色剤の配合比は、樹脂５０〜９９％に対し、
顔料５０〜１重量％が良い。

【００１５】担体液としては、例えば直鎖もしくは分岐
鎖の脂肪族炭化水素，脂環式炭化水素及びこれらのハロ
ゲン置換体，更にシリコーンオイルが挙げられる。担体
液の具体例としては、エクソン社製の商品名「アイソパ
ーＧ」，「アイソパーＨ」，「アイソパーＫ」，「アイ
ソパーＬ」，「アイソパーＭ」，「アイソパーＶ」，シ
ェル石油社製の商品名「シェルゾール７１」，出光石油
化学社製の商品名「ＩＰ１６２０」，「ＩＰ２０２
８」，「ＩＰ２８３５」，シクロオクタン，シクロデカ
ン，東芝シリコーン社製のシリコーンオイル「ＴＳＦ４
５１シリーズ」が好ましい。

【００１６】本発明の樹脂を溶解する溶媒は、加熱時に
樹脂を溶解し、常温で実質的に樹脂を溶解しないことが
必要である。更に、前記溶媒は析出するトナー粒子の粒
径を調節するためにＳＰ値を調節した溶媒であり、樹脂
自体のＳＰ値と溶媒のＳＰ値の差ΔＳＰ値が小さい程、
トナー粒子径を小さくすることができる。前記溶媒は単
一溶媒でも混合溶媒でもよい。このような溶媒として
は、例えば直鎖もしくは分岐鎖の脂肪族炭化水素，ハロ
ゲン化脂肪族炭化水素，芳香族炭化水素，脂肪族アルコ
ール，エーテルが挙げられ、これら単独あるいは二種以
上を組み合わせても使用することができる。

【００１７】本発明において、無機微粒子としては、例
えばシリカ及びシリカゲル等のシリカ系粒子、酸化チタ
ン及び水酸化チタン等のチタン系粒子が挙げられる。こ
れらの粒子の粒子径，比表面積は必要に応じて選ぶこと
ができるが、一次粒子径としては２ｎｍ〜５００ｎｍ，
比表面積としては２０〜５００ｍ² ／ｇ程度の中から選
ぶのが好ましい。

【００１８】また、無機微粒子の分散性あるいは樹脂と
の親和性を調節するため、無機微粒子表面を有機物又は
水酸化物等で表面処理したものでもさしつかえない。こ
のような無機微粒子として、シリカ系粒子としては日本
アエロジル社のアエロジルの「１３０」，「２００」，
「２００ＳＶ］，「２００ＣＦ」，「３００］，「３０
０ＣＦ」，「３８０」，「Ｒ９７２」，「Ｒ９７４］，
「Ｒ２０２」，「Ｒ８０５」「Ｒ８１２」，「ＯＸ５
０」，「ＴＴ６００」，「ＭＯＸ８０」，「ＭＯＸ１７
０］，「ＣＯＫ８４」，触媒化成工業社の「ＯＳＣＡＬ
−１２３５」，富士シリシア化学社のシリカゲル「ＣＡ
ＲＩＡＣＴ−１５」，「ＣＡＲＩＡＣＴ−３０」，「Ｃ
ＡＲＩＡＣＴ−５０」の粉砕品、チタン系粒子として
は、堺化学工業社の「ＳＴＲ−４０」，「ＳＴＲ−６
０」，「ＳＴＲ−６５」，「ＳＴＲ−８０」，「ＳＴＲ
−１００」，石原産業社の「Ｃ−ll」等があるが、これ
に限るのではない。

【００１９】更に、本発明の液体トナー用顔料組成物に
は、帯電制御剤及び／又は分散剤を配合しえる。帯電制
御剤としては、従来現像剤の帯電制御に使用されている
もの、例えばニグロジン系染料，ナフテン酸マンガン，
ナフテン酸カルシウム，ナフテン酸ジルコニウム，ナフ
テン酸コバルト，ナフテン酸鉄，ナフテン酸鉛，ナフテ
ン酸ニッケル，ナフテン酸クロム，ナフテン酸亜鉛，ナ
フテン酸マグネシウム，オクチル酸マンガン，オクチル
酸カルシウム，オクチル酸ジルコニウム，オクチル酸
鉄，オクチル酸鉛，オクチル酸コバルト，オクチル酸ク
ロム，オクチル酸亜鉛，オクチル酸マグネシウム，ドデ
シル酸マンガン，ドデシル酸カルシウム，ドデシル酸ジ
ルコニウム，ドデシル酸鉄，ドデシル酸亜鉛，ドデシル
酸コバルト，ドデシル酸ニッケル，ドデシル酸クロム，
ドデシル酸亜鉛，ドデシル酸マグネシウム等の金属石
鹸、ドデシルベンゼンスルホン酸カルシウム，ドデシル
ベンゼンスルホン酸ナトリウム，ドデシルベンゼンスル
ホン酸バリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩，レ
シチン，セハリン等の燐脂質、ｎ−デシルアミン等の有
機アミン類が挙げられ、単独あるいは二種以上を併用す
ることができる。

【００２０】前記帯電制御剤の添加量は、帯電制御効果
を示す最低限の量でよいが、通常液体トナー固形分中の
０．５〜５０重量％、好ましくは１〜３０重量％とする
のが良い。

【００２１】次に、本発明で用いる分散剤としては、親
水基としてはエチレンオキサイドを付加した界面活性剤
が好適である。具体的には、例えばアニオン系界面活性
剤の中でリン酸エステル塩に分類される、高級アルコー
ルエチレンオキサイド付加物のリン酸エステル塩が挙げ
られる。また、非イオン系界面活性剤では、高級アルコ
ールエチレンオキサイド付加物、アルキルフェノール脂
肪酸エステルエチレンオキサイド付加物，脂肪酸エチレ
ンオキサイド付加物，多価アルコール脂肪酸エステルエ
チレンオキサイド付加物，高級アルキルアミンエチレン
オキサイド付加物，脂肪酸アミドオキサイド付加物，油
脂のエチレンオキシド付加物，ポリプロピレングリコー
ルエチレンオキシド付加物，その他が挙げられ、単独あ
るいは二種以上を併用することができる。これらの分散
剤の添加量は、通常、液体トナー固形分中の０．５〜８
０重量％、好ましくは１〜５０重量％とするのが良い。

【００２２】（作用）以下、本発明の作用について述べ
る。液体トナーを用いた電子写真方式で、感光体表面の
静電潜像を現像する場合、トナー粒子の分散性が良い方
がトナーの解像度が優れ、感光面上で現像された画質の
品質は良い。

【００２３】一方、感光面上の画像（トナー層）を紙等
の支持シートへ転写する場合は、トナー粒子間の凝集力
が強くトナー層の粘度が高い方が、転写時の像のつぶ
れ，流れ等の画像の崩れが抑制され支持シート上の画像
の品質はよい。

【００２４】本発明によるＥＲ特性を有する液体トナー
によれば、現像時、トナー固形分濃度が低い場合はトナ
ー粒子の分散性は良く、感光面上に高品質の画像を形成
することができ、一方現像工程を経て感光面に画像（ト
ナー層）が形成されて固形分濃度が高くなった状態で、
転写のための電界がトナー層に作用すると、ＥＲ効果に
より瞬時にトナー粒子間に凝集力が作用しトナー層の粘
度が高くなり、転写時の画像の崩れを抑制できることが
判明した。

【００２５】このようなＥＲ特性を有した液体トナー
は、前記の無機微粒子をトナー製造工程中で添加するこ
とによって得られ、特に本発明のトナー粒子析出直前ま
での適切な段階で添加するのが良いことが判明した。お
そらく、無機微粒子がトナー粒子の少なくとも表面に付
着もしくは含有されていることにより、ＥＲ効果が発現
するものと考えられる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を参照して
説明する。なお、実施例中の部は重量部を、％は重量％
を夫々示す。 （実施例１）アイソパーＬ（エクソン化学社製）４８
％，トルエン（片山化学社製）３２％，エタノール（片
山化学社製）２０％の混合溶媒３０００ｇに含水酸化チ
タンＣ−ll（石原産業社製）９００ｇを加え、粉砕室容
積１．４リットルの「ダイノーミルＫＤＬ−パイロット
型」（シンマルエンタープライゼス社販売）にて分散さ
せて無機微粒子分散液を得た。

【００２７】次に、攪拌機，温度計，還流冷却器を備え
た容器に上記の無機微粒子分散液４３ｇ，上記混合溶媒
３７５０ｇ，エチレン・酢酸ビニル共重合体の部分ケン
化物「デュミランＣ−２２８０」（武田薬品社製）５０
ｇ，予め混合溶媒中でダイノミルにより分散混合処理を
したフタロシアニンブルーＣ．Ｉ．Ｐigment Ｂlue
（大日精化工業社製）１０ｇを加えて７０℃で３０分間
攪拌し、「デュミランＣ−２２８０」を完全に溶解した
後、室温まで冷却してトナー粒子を析出させた。このト
ナー粒子分散液の混合溶媒を「アイソパーＬ」に置換
し、帯電剤としてナフテン酸ジルコニウムを加え正帯電
トナーとした。

【００２８】液体トナーとしての物性及び画質の評価結
果を、下記表１に示す。トナー粒径は（株）堀場製作所
のレーザ回析／散乱式粒度分布計ＬＡ−７００で測った
体積基準のメディアン径である。ゼータ電位は大塚電子
（株）のレーザ・ゼータ電位計「ＬＥＺＡ−６００」を
用いて測定した。ＥＲ特性の評価は、オストワルド粘度
計を用いて図１に示すような方法で評価した。図１中、
符番１はオストワルド粘度計、符番２は液体トナー（粒
子濃度１０％）、符番３は電極（銅板）、符番４は裸銅
線（０．２ｍｍφ）、符番５は高圧電源を示す。画質は
「三菱電子印刷システム」を用いてコート紙上に印刷
し、目視により評価した。画像濃度はマクベス濃時計を
用いて測定した。

【００２９】

【表１】

【００３０】（実施例２）実施例１の含水酸化チタンＣ
−llの代わりに、表面を疎水化したシリカ微粒子「Ｒ９
７２」（日本アエロジル社製）を用いて微粒子分散液を
調整した以外は、同様にして正帯電トナーを調製した。
物性及び画質の評価結果を表１に示す。

【００３１】（比較例１）実施例１において、無機微粒
子分散液を加えない以外は全て同様に実施した。物性及
び画質の評価結果を上記表１に示す。

【００３２】（実施例３）攪拌機，温度計及び還流冷却
器を備えた容器に、アイソパ−Ｌ４８％，トルエン３２
％，エタノール２０％の混合溶媒３７５０ｇ，エチレン
・酢酸ビニル共重合体の部分ケエン化物「デュミランＣ
−２２８０」５０ｇ，予め混合溶媒中でダイノミルによ
り分散混合処理をしたブリリアントカーミン6B Ｃ．
Ｉ．ＰigmentＲed５７：１（大日精化工業社製）１０ｇ
を加えて７０℃で３０分間攪拌し、「デュミランＣ−２
２８０」を完全に溶解した後、実施例１の無機微粒子分
散液４３ｇを加えて室温まで冷却し、トナー粒子を析出
させた。このトナー粒子分散液の混合溶媒を「アイソパ
ーＬ」に置換し、帯電剤としてオクチル酸ジルコニウム
を加え正帯電トナーとした。物性及び画質の評価結果を
上記表１に示す。

【００３３】（比較例２）実施例３において、トナー粒
子析出前に加えた無機微粒子分散液を、混合溶媒を「ア
イソパーＬ」に置換した後、帯電剤と同時に加える以外
は全て同様に実施した。物性及び画質の評価結果を上記
表１に示す。

【００３４】上記実施例によれば、液体トナー組成物を
電子写真方式の画像出力機に用いると、感光体表面上の
静電潜像を現像する場合にトナー粒子の分散性に優れ、
感光体面上に現像された像の品質に優れる一方、感光体
から支持シートへ画像を転写する際はＥＲ効果により画
像部のトナー層の粘度が急速に増大するために、転写時
の画像のつぶれ，流れ等が抑制された優れた品質の画像
が出力される。

【００３５】本発明の液体トナー組成物の製造方法によ
れば、トナー粒子の少なくとも表面層に無機微粒子が付
着もしくは含有されることにより、ＥＲ特性を有する液
体トナーを得ることができる。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、保
管時及び現像時は凝集力が強くなく分散性に優れ、転写
時にはトナー粒子間の凝集力を増大させて転写時の画像
の潰れ・流れを抑制して画質を改善しえる液体トナー組
成物及びその製造方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に液体トナーのＥＲ特性評価方法を示す
説明図。

【符号の説明】

１…オスワルド粘度計、 ２…液体トナー、 ３…電極（銅板）、 ４…裸銅線、 ５…高圧電源。

【手続補正書】

【提出日】平成９年１０月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願第１の発明は、担体
液中に着色剤及び樹脂を主成分とするトナー粒子を分散
してなり、該トナー粒子分散液が電気粘性流体としての
特性を有する（以下、ＥＲ特性を有すると呼ぶ）ことを
特徴とする液体トナー組成物である。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】本発明によるＥＲ特性を有するトナー粒子
分散液を用いた液体トナーによれば、現像時、トナー固
形分濃度が低い場合はトナー粒子の分散性は良く、感光
面上に高品質の画像を形成することができ、一方現像工
程を経て感光面に画像（トナー層）が形成されて固形分
濃度が高くなった状態で、転写のための電界がトナー層
に作用すると、ＥＲ効果により瞬時にトナー粒子間に凝
集力が作用しトナー層の粘度が高くなり、転写時の画像
の崩れを抑制できることが判明した。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】このようなＥＲ特性を有したトナー粒子分
散液を用いた液体トナーは、前記の無機微粒子をトナー
製造工程中で添加することによって得られ、特に本発明
のトナー粒子析出直前までの適切な段階で添加するのが
良いことが判明した。おそらく、無機微粒子がトナー粒
子の少なくとも表面に付着もしくは含有されていること
により、ＥＲ効果が発現するものと考えられる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２８】液体トナーとしての物性及び画質の評価結
果を、下記表１に示す。トナー粒径は（株）堀場製作所
のレーザ回析／散乱式粒度分布計ＬＡ−７００で測った
体積基準のメディアン径である。ゼータ電位は大塚電子
（株）のレーザ・ゼータ電位計「ＬＥＺＡ−６００」を
用いて測定した。ＥＲ特性の評価は、帯電剤を加える直
前のトナー粒子分散液についてオストワルド粘度計を用
いて図１に示すような方法で評価した。図１中、符番１
はオストワルド粘度計、符番２は液体トナー（粒子濃度
１０％）、符番３は電極（銅板）、符番４は裸銅線
（０．２ｍｍφ）、符番５は高圧電源を示す。画質は
「三菱電子印刷システム」を用いてコート紙上に印刷
し、目視により評価した。画像濃度はマクベス濃時計を
用いて測定した。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３５】本発明の液体トナー組成物の製造方法によ
れば、トナー粒子の少なくとも表面層に無機微粒子が付
着もしくは含有されることにより、ＥＲ特性を有するト
ナー粒子分散液を得ることができる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 担体液中に着色剤及び樹脂を主成分とす
   るトナー粒子を分散してなり、電気粘性流体としての特
   性を有することを特徴とする液体トナー組成物。
2. 【請求項２】 担体液中に着色剤及び樹脂を主成分とす
   るトナー粒子を分散してなり、前記トナー粒子の少なく
   とも表面に無機微粒子が付着もしくは含有されているこ
   とを特徴とする請求項１記載の液体トナー組成物。
3. 【請求項３】 前記無機微粒子がシリカもしくは疎水性
   処理されたシリカであることを特徴とする請求項２記載
   の液体トナー組成物。
4. 【請求項４】 前記無機微粒子が酸化チタンもしくは水
   酸化チタンであることを特徴とする請求項２記載の液体
   トナー組成物。
5. 【請求項５】 熱可塑性樹脂を該熱可塑性樹脂に対する
   溶解性において温度依存牲が高くかつトナー粒子の粒径
   を調節するために溶解度パラメータを調整した溶媒中で
   加熱・溶解及び混合・分散した後、冷却してトナー粒子
   を析出させる工程の遅くともトナー粒子析出開始直前ま
   でに、無機微粒子を添加してトナー粒子を析出させるこ
   とを特徴とする液体トナー組成物の製造方法。