JPH1083096A - 電子写真用トナー - Google Patents
電子写真用トナーInfo
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- JPH1083096A JPH1083096A JP23645996A JP23645996A JPH1083096A JP H1083096 A JPH1083096 A JP H1083096A JP 23645996 A JP23645996 A JP 23645996A JP 23645996 A JP23645996 A JP 23645996A JP H1083096 A JPH1083096 A JP H1083096A
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Abstract
の点で劣った性能の球形のトナーの改良を行い、帯電立
ち上がり時に速やかに飽和帯電量に達し、またその帯電
量分布の均一性が極めて高く、且つ良好な環境安定性を
有する電子写真トナーを得る。 【解決手段】着色剤が結着用樹脂に内包された球形着色
樹脂粒子の表面に、導電性微粒子およびシリカ微粒子
が、球形着色樹脂粒子に対しそれぞれ0.05〜3重量
%添加された電子写真用トナー。
Description
した複写機、プリンター、フアックス等に用いられる帯
電性に優れ、良好な画像の得られる球形トナーに関する
ものである。
乾式法としては粉砕法が、また湿式法としては重合法や
特開平5ー66600号公報などに記載の所謂転相乳化
法などがある。
湿式法では条件によって不定形あるいは球形のトナーが
得られる。球形トナーと不定形トナーでは、その形状や
表面状態の差異から、結着用樹脂や着色剤が同一であっ
ても、帯電挙動等のトナーの基本特性がかなり異なる。
に内包された球形トナーは、残存する微量の分散剤や乳
化剤の吸湿性のために、あるいは分散剤や乳化剤を使用
しない場合でも粒子表面に吸湿性の極性基が存在するた
めに、どうしても環境安定性(温度・湿度が変化した時
の帯電量の安定性の程度)が十分ではなく、着色剤が結
着用樹脂に内包された球形トナーを複写機やプリンター
に用いて良好な画像を得るためには、永年実用に供され
ている粉砕法による不定形トナーに比べて種々困難性が
あった。
形トナーを、鉄粉やフエライト、マグネタイトなどのキ
ャリアーとの摩擦帯電による二成分現像剤として、ある
いは現像スリーブとブレードとの間隙に於ける摩擦帯電
による一成分現像剤として使用するいずれの場合でも、
帯電の立ち上がりが遅く(飽和帯電量に達する時間が長
く)、また立ち上がり時の帯電量分布の均一性が不十分
で、結果として複写機やプリンターに使用した場合にカ
ブリの発生が避けられなかった。加えて、環境安定性が
不十分で、特に高湿度時の帯電量低下が大きく、改善が
必要であった。
ころは、帯電立ち上がり時に速やかに飽和帯電量に達
し、またその帯電量分布の均一性が極めて高く、且つ良
好な環境安定性を有する着色剤が結着用樹脂に内包され
た球形トナーの組成を見いだし、この球形トナーが二成
分現像剤あるいは一成分現像剤のいずれとして使用され
る場合においても、カブリの発生のない高品質の画像が
得られるようにするものである。
に鑑みて、もともと不定形のトナーよりも基本帯電特性
の点で劣った性能の球形のトナーの改良について検討を
行ったところ、例えば不定形のトナーに導電性微粒子及
びシリカ微粒子を添加した場合の、上記評価項目におけ
る改良の程度(向上率)に比べて、球形のトナーに導電
性微粒子及びシリカ微粒子を添加した場合の、上記評価
項目における改良の程度が、予想以上に著しく大きいこ
とを見い出した。
結着用樹脂に内包された球形着色樹脂粒子に、導電性微
粒子およびシリカ微粒子、特に好ましくは疎水性を有す
る、導電性微粒子およびシリカ微粒子を外添した球形ト
ナーが、前述の課題を解決できることを見いだし本発明
を完成するに至った。
用樹脂に内包された球形着色樹脂粒子、について述べ
る。これは、例えば転相乳化法や重合法などの湿式法で
作られる、形状がワーデルの実用球形度(粒子の投影面
積に等しい面積を持つ円の直径と粒子の投影像に外接す
る最小円の直径との比)で0.90〜1.00なる球形
で、平均粒子径が4〜15μm程度であって、該粒子表
面に着色剤の露出が見られない着色樹脂粒子である。
は、例えば粒子の断面をTEM(透過型電子顕微鏡)で
観察することにより容易に判定できる。本発明で使用し
た球形着色樹脂粒子を樹脂包埋し、ミクロトームで切断
した断面をTEMで観察すると、着色剤は粒子に内包さ
れてほぼ均一に分散していることが明瞭に分かる。
は、必要に応じてワックスや帯電制御剤等を内包させた
ものでもよく、この場合も粒子の断面をTEM観察する
ことにより、ワックスや帯電制御剤等が表面に露出して
いないことが確認できる。
また必要に応じて帯電制御剤やワックス等を均一に分散
させた後、粉砕して不定形の原体粒子を得、通常これに
無機や有機の微粒子等を外添してトナーとしているが、
原体粒子表面は勿論、トナー粒子表面には、着色剤や帯
電制御剤、ワックスなどの一部が明瞭に露出している。
や帯電制御剤、ワックスなどは摩擦帯電性などトナーと
しての基本特性に大きく影響を及ぼすため、着色剤等が
内包された本発明の対象とするトナーとは、原料の結着
用樹脂や着色剤等が同一であっても、帯電挙動がかなり
異なるわけである。
のように球形であるために、例えばキャリアー等との摩
擦帯電にしても点接触的に行われ、粉砕法等による不定
形トナーの摩擦帯電が主として面接触的に行われること
に比べ、効率の低いことが考えられる。
いは請求項5記載の重合法トナーなどに於いては、後述
のように、一般的に製造過程に於いて乳化剤や分散剤を
使用し、洗浄してもこれらがトナーに微量残存し、これ
らの吸湿性に起因する環境安定性の低下は避け難い。
剤を使用しない転相乳化法トナーにおいては、後述のよ
うに、粒子表面に極性基が多数存在することとなり、そ
れが親水性を有することからやはり環境安定性の低下は
避け難い。全く同一の結着用樹脂と着色剤を使用して、
粉砕法で作ったトナーと乳化剤や分散剤を使用しない転
相乳化法で作ったトナーの環境安定性を比較すると、後
者の方がかなり劣ることを本発明者らは既に確認済みで
ある。
ている、例えば湿式法によって作られる、着色剤が結着
用樹脂に内包された球形トナーの帯電挙動は、従来から
広く実用に供せられている着色剤等が表面に露出してい
る粉砕法による不定形トナーとかなり異なり、特に帯電
の立ち上がり性が不十分で、また用途によっては環境安
定性も不十分であり、着色剤が結着用樹脂に内包された
球形着色樹脂粒子を電子写真用トナーとして幅広く使用
してゆくためには解決しなければならない問題であっ
た。
ナー用粒子」の意)表面に導電性微粒子およびシリカ微
粒子を外添することにより帯電の立ち上がり性(飽和帯
電量に到達する速度および帯電の均一性)を大きく改善
し、またそれら導電性微粒子およびシリカ微粒子として
疎水性処理を施したものを使用することにより環境安定
性をも改善し、前述のような着色剤が結着用樹脂に内包
された球形トナーの帯電性の問題点の解決を図り、複写
機やプリンター等に於いて高品質な画像が得られた。
有する微粒子であればよく特に限定はないが、例えば酸
化スズ・アンチモンで表面処理された酸化チタン微粒
子、アンチモンでドープされた酸化第二スズ微粒子、あ
るいは酸化第二スズ微粒子などで、一次粒子径の平均が
1μm程度以下、中でも5〜500nmのものが好適で
ある。導電性カーボンブラックの外添でも似たような効
果は見られるが、容易に剥離してしまうために実用的で
はなく、それ以外の無機の微粒子が好適である。
電性酸化チタン微粒子としては、例えばEC−300
(チタン工業株式会社)、ETー300、HJ−1,H
I−2(以上、石原産業株式会社)、W−P(三菱マテ
リアル株式会社)などが挙げられる。
としては、例えばT−1(三菱マテリアル株式会社)や
SN−100P(石原産業株式会社)などが、また市販
の酸化第二スズとしては、SH−S(日本化学産業株式
会社)などが挙げられる。
が、なかでも疎水性を有するものがより好適に用いられ
る。ここで「疎水性」は、メタノール疎水化度(水面に
浮いている粉体を完全に濡らすのに必要なメタノールの
容積%)で評価することができ、その値が20%程度以
上の導電性微粒子が用いられる。この様なものは、例え
ば前述のような酸化スズ・アンチモンで表面処理された
酸化チタン微粒子、アンチモンでドープされた酸化第二
スズ微粒子、あるいは酸化第二スズ微粒子などの導電性
微粒子を攪拌しながら疎水化処理剤液を添加し、均一に
混合してから加熱処理して解砕するか、あるいは該導電
性微粒子を疎水化処理剤および有機溶媒/水と混合し均
一な分散状態にしてから、有機溶剤を蒸留等の方法で除
去し、加熱し解砕することなどの方法により疎水化処理
することにより得ることが出来、これらが好適である。
身が、あるいはその反応物や加水分解物等が疎水性を発
現するものであればよく、特に限定はないが、例えば各
種の有機ケイ素化合物や、チタネート系カップリング
剤、アルミニウム系カップリング剤、フッ素系有機化合
物、フルオロ(メタ)アクリレート(共)重合体の様な
フッ素樹脂などが好適である。
種シリコーンオイルおよびオルガノクロルシラン(トリ
クロルメチルシラン、ジクロルジメチルシラン、クロル
トリメチルシラン、トリクロルエチルシラン、ジクロル
ジエチルシラン、クロルトリエチルシラン、クロルトリ
フエニルシラン等)、オルガノシラザン(トリエチルシ
ラザン、トリフエニルシラザン、ヘキサエチルジシラザ
ン、ヘキサメチルジシラザン等)やオルガノアルコキシ
シラン(ジメトキシジメチルシシラン、トリメトキシメ
チルシラン等)などのシランカップリング剤が挙げられ
る。
は、例えばイソプロピルトリイソステアロイルチタネー
トやイソプロピルトリス(ジオクチルパイロホスフエー
ト)チタネートなど、アルミニウム系カップリング剤と
してはアセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレー
トなどが挙げられる。
子構造中に少なくとも−CF3基を有する有機化合物
(ポリマーを含む)で、パーフルオロアルキルアクリレ
ート樹脂やパーフルオロアルキル基含有のアルコキシシ
ラン、アルキルシランあるいはクロロシラン化合物など
が好適である。具体的な例としては、例えば次の様なも
のがある。
ート樹脂のトルエン分散液) CF3−(CH2)9−Si(OCH3)3 CF3−(CH2)2−Si(OCH3)3 C8F17−(CH2)2−Si(OCH3)3 C8F17−(CH2)2−Si(CH3)(OCH3)2 C8F17−(CH2)2−Si(CH3)3 C8F17−(CH2)2ーSiCl3 C8F17ーSO2NH(CH2)3NH2
径の平均が5〜100nm程度のシリカであればよく特
に限定はないが、疎水性の表面処理を施されたメタノー
ル疎水化度20%程度以上のものものがより好適であ
る。疎水化処理は前記導電性微粒子の場合のような一般
的に知られた方法で行えばよいが、市販されている疎水
性シリカ微粒子の使用が好都合である。
カ微粒子としては、例えばHDKH2000,HDKH
1303(以上ワッカーケミカルズイーストアジア株式
会社)、SLM 50650(ヘキストインダストリー
株式会社)、R972,R976,RX200,RX1
70,NAX50、RY200(以上日本アエロジル株
式会社)などが挙げられる。
も、球形着色樹脂粒子に対して0.05〜3重量%添加
される。導電性微粒子とシリカ微粒子との重量割合は、
特に制限されるものではないが、通常、重量比にして8
0/20〜20/80、好ましくは70/30〜30/
70である。
された球形トナーでは帯電の立ち上がり性が不十分であ
るという欠点があり、本発明者らが鋭意研究した結果、
前記のような酸化スズ・アンチモンドープの酸化チタン
などの導電性微粒子とシリカ微粒子を外添することによ
りそれを完全に克服できることを見いだした。この理由
は必ずしも明確ではないが、本発明者は次のような推定
をしている。
ーでは、その表面の絶縁性が高いために、摩擦により発
生した電荷を近傍に存在するトナー粒子へのトランスフ
アー/交換がスピーデイーには行われにくい。トナー粒
子表面にある程度の導電性を付与すると、帯電量そのも
のは減少するが、近傍トナー粒子間の電荷の移動・交換
のスピードがアップし、結果として飽和帯電量に達する
時間が早まると同時に、帯電量分布の均一性が高まるわ
けである。
などの導電性微粒子は親水性であるために、これらの外
添ではトナーとしての環境安定性は必ずしも十分とは言
えない状況であった。前記導電性微粒子の表面に疎水化
処理を施すことにより良好な帯電の立ち上がり性に加
え、良好な環境安定性も確保することができた。
樹脂に内包された球形着色樹脂粒子(原体粒子)は、ど
の様な製造方法で製造されたものであってもよいが、例
えば種々な湿式法で作ることができ、一般的には、次の
方法が挙げられる。
須成分とする有機溶媒溶液と、水性媒体とを混合し、乳
化させて球形着色樹脂粒子を形成後、有機溶媒を除去
し、水性媒体中に分散している該粒子を乾燥粉体として
取り出す方法。これは転相乳化法と呼ぶ。
液媒体中で重合させて球形粒子を形成後、液媒体中に分
散している該粒子を乾燥粉体として取り出す方法。これ
はいわゆる重合法と呼ばれる。
非水溶性結着用樹脂として、それ自体では水性媒体に安
定的に分散しないものを用いると共に、分散剤及び/又
は界面活性剤をも併用する方法と、分散安定剤及び/又
は乳化剤を実質的に用いず、それ自体が水性媒体に分散
しうる非水溶性結着用樹脂を用いる方法がある。
して、中和により自己水分散性となりうる樹脂を中和し
た、自己水分散性樹脂が好適に用いられる。
着色樹脂粒子の表面に、帯電制御剤(以下、CCAと略
記する。)を固着させた原体粒子においても好適であ
る。
定はなく、先ず導電性微粒子を外添し次いでシリカ微粒
子を外添するという二段階に分けて行う方法でも、導電
性微粒子とシリカ微粒子を混合してから一度に外添する
方法でもよい。
内包された球形着色樹脂粒子は、着色剤及び非水溶性の
結着用樹脂を必須成分とする有機溶媒溶液と、水性媒体
とを混合し、乳化させて球形着色樹脂粒子を形成後、有
機溶媒を除去し、水性媒体中に分散している該粒子を乾
燥粉体として取り出す方法で作ることができる。
例えば、カーボンブラック、銅フタロシアニン系顔料、
アゾ系顔料、ベンジジン系顔料、キナクリドン系顔料等
のトナー用材料として公知慣用の各種顔料類や染料類が
挙げられる。着色剤の含有量としては、着色剤と結着用
樹脂との全重量に対し、3〜15重量%とすることが好
ましい。
ために用いられる前記有機溶媒としては、例えばペンタ
ン、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン、シクロヘキサン、石油エーテルなどの炭化水素類;
塩化メチレン、クロロホルム、ジクロロエタン、ジクロ
ロエチレン、トリクロロエタン、トリクロロエチレン、
四塩化炭素などのハロゲン化炭化水素類;メタノール、
エタノール、イソプロピルアルコール、n−プロピルア
ルコール、ブタノールなどのアルコール類;アセトン、
メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケ
トン類;酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類、な
どが挙げられ、これらの二種以上を混合して用いてもよ
い。
可溶であればよく、特に限定はないが、上記した様に、
それ自体では水性媒体に分散せず乳化剤または分散安定
剤を用いて初めて水性媒体に分散しうる非水溶性樹脂
と、それ自体で水性媒体に分散しうる、「自己水分散
性」を有する非水溶性樹脂とがある。
は、例えばスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン
アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系
樹脂あるいはエポキシ系樹脂などが好適である。スチレ
ン系樹脂、アクリル系樹脂は、例えば後述する様なラジ
カル重合性単量体の1種以上を(共)重合したものが挙
げられる。
現するに必要なレベルの分子量、通常重量平均分子量と
して3000〜300000、アクリル系樹脂の場合に
は、10000〜300000を有するもので、かつ、
DSC(示差走査熱量計)測定において、ガラス転移温
度(Tg)が50〜100℃であるものが好適である。
とは、中和によりアニオン型あるいはカチオン型の親水
性基となりうる官能基を含有した樹脂で、それら親水性
となりうる官能基の一部または全部が塩基あるいは酸で
中和された、水性媒体の作用下で、乳化剤または分散安
定剤を用いることなく安定した水分散体を形成できる樹
脂をいう。
ては、アニオン型樹脂の場合には、例えば、カルボキシ
ル基、燐酸基、スルホン酸基などのいわゆる酸性基が挙
げられ、一方、カチオン型樹脂の場合には、例えば、ジ
メチルアミノ基、ジエチルアミノ基などのいわゆる塩基
性基が挙げられる。これら官能基を含有する樹脂として
は、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレンアクリ
ル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、
エポキシ系樹脂などが挙げられる。
シ基含有アニオン型樹脂を例にとると、当該樹脂の、中
和によりアニオン性の親水性基となりうるカルボキシル
基の含有量は、特に制限されるものではないが、酸価
(樹脂1gを中和するに必要なKOHのmg数)5程度
以上が、上記転相乳化法による粒子形成が容易であるの
で好ましい。スチレン系樹脂、アクリル系樹脂およびス
チレンアクリル系樹脂においては、特に好ましくは酸価
40〜150である。
は、特に限定はないが、例えば、水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウム、炭
酸ナトリウム、アンモニアなどの無機アルカリや、ジエ
チルアミン、トリエチルアミン、イソプロピルアミンな
どの有機塩基が挙げられる。
なく、例えば、塩酸、硫酸、燐酸などの無機酸や、蟻
酸、酢酸、プロピオン酸などの有機酸が挙げられる。
記した様なそれ自体で水に分散しない、即ち自己水分散
性を有しない非水溶性樹脂を用いる場合には、樹脂溶液
及び/又はそれと混合する水性媒体(水性媒体とは、水
または水を主成分とした液媒体をいう)に、乳化剤及び
/又は分散安定剤を添加することが必要である。
合物が好ましく、例えばポリビニルアルコール、ポリビ
ニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、カルボ
キシメチルセルロースなどが挙げられる。また乳化剤と
しては、例えばポリオキエチレンアルキルフェノールエ
ーテル等のノニオン系、アルキルベンゼンスルホン酸ナ
トリウム等のアニオン系、或いはカチオン系の各種界面
活性剤が挙げられる。勿論、乳化剤の2種以上を併用し
てもよいし、分散安定剤の2種以上を併用してもよい
し、乳化剤と分散安定剤とを併用してもよいが、分散安
定剤を主体にして乳化剤を併用するのが一般的である。
分散性となりうる樹脂を使用する場合であっても、必要
に応じて、乳化剤及び/又は分散安定剤を使用してもよ
い。
合には、その水性媒体中における濃度は、0.5〜3重
量%程度となる様にするのが適当である。
に内包された球形着色樹脂粒子には、必要に応じて、ク
ロム系含金属錯塩染料、ニグロシン等の帯電制御剤や、
ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、パラ
フインワックスなどのワックス類(離型剤)、さらにシ
リコンオイル等の添加剤を、結着用樹脂に対し0.1〜
10重量%程度内包させてもよい。
ては、結着用樹脂の有機溶媒溶液にこれらを添加後、ボ
ールミルや連続式ビーズミルのような一般的な混合・分
散機を用いて十分に粉砕・混合させるなどの方法でよ
い。
粒子の分散液は、蒸留等の手段により先ず有機溶媒を除
去してから、水性分散液を濾過等の手段で濾別して、粒
子を乾燥することにより、原体粒子を得る。乳化剤や分
散安定剤を用いて得た着色樹脂微粒子は、より充分に洗
浄して用いることが好ましい。
オン性の親水性基となる、酸性基を有する非水溶性樹脂
を塩基性の中和剤で中和して得た自己水分散性樹脂を用
いて樹脂微粒子を本発明で得る場合においては、有機溶
剤を予め除去した後、前記酸性の中和剤で、微粒子表面
の、塩基性化合物でもって中和されて得られた親水性基
をもとの官能基に戻す逆中和処理を行い、微粒子そのも
のの親水性をより低下させてから、水を除去して濾別乾
燥するという方法を採用することが好ましい。この操作
により、球形着色樹脂粒子の表面の中和塩となった官能
基は、もとの中和により自己水分散性を有するアニオン
性基又は同カチオン性基となり、より疎水性なものとな
る。
用できるが、例えばトナー粒子が熱融着や凝集しない温
度で、常圧下又は減圧下で乾燥してもよいし、凍結乾燥
するという方法も挙げられる。また、スプレードライヤ
ー等を用いて、水性媒体からのトナー粒子の分離と乾燥
とを同時に行うという方法もある。当然、着色樹脂粒子
の乾燥条件は、それら微粒子が融着したり凝集したりし
ない温度で行うことが好ましい。
樹脂粒子は、転相乳化法とは別に、上記の方法でも得
られる。
存在下に、着色剤と、結着剤樹脂を形成しうる反応性モ
ノマーとを液媒体中に懸濁もしくは乳化分散させ、重合
開始剤の存在下、攪拌しながら、ラジカル重合によるポ
リマー化反応を行って、球形の、結着用樹脂中に着色剤
を内包したトナー粒子の水性分散液を得ることができ
る。
具体的には、例えばスチレン、α−メチルスチレン、ク
ロロスチレン、ビニルスチレン等のスチレン類、エチレ
ン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のモノオレ
フィン類、酢酸ビニル、プロピオンビニル、酪酸ビニ
ル、安息香酸ビニル等のビニルエステル類、アクリル酸
メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリ
ル酸オクチル、アクリル酸ドデシルアクリル酸フェニ
ル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチルメタクリ
ル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂
肪族モノカルボン酸エステル類、エチレングリコールモ
ノアクリレート、プロピレングリコールモノアクリー
ト、テトラメチレンエーテルグリコールモノアクリレー
ト等のグリコールモノ(メタ)アクリル酸エステル、ビ
ニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブ
チルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケト
ン、ビニルヘキシルケトン、ビニルプロペニルケトン等
のビニルケトン類等のアクリルモノマーが挙げられ、こ
れらは、それぞれ単独で、もしくは二種類以上を組み合
わせて使用することができる。
は、重合体のガラス転移温度(Tg)が50〜80℃と
なる様に調製される。
ン性不飽和二重結合を有する反応性モノマーをそれに併
用しても良い。2つ以上のエチレン性不飽和二重結合を
有する反応性モノマーとしては、例えばブタジエン、イ
ソプレン等の共役ジエン、ジビニルベンゼン、ビスフェ
ノールAアルキレンオキサイド付加物のジ(メタ)アク
リレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリ
レート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレ
ート等が挙げられる。
される重合開始剤としては、勿論、通常の油溶性又は水
溶性のものが使用できるが、例えば過酸化ベンゾイル、
ジ−t−ブチルペルオキシド、クメンヒドロペルオキシ
ド、t−ブチルペルオキシドもしくは2−エチルヘキサ
ノエートの如き、各種の過酸化物;またはアゾビスイソ
ブチロニトリルもしくはアゾビスイソバレロニトリルの
如き、各種のアゾ化合物などが挙げることができる。
に不溶かつ単量体可溶の重合開始剤を必須として選択し
て用い、乳化重合に際しては、水溶性重合開始剤を必須
として選択して使用される。重合開始剤の使用量は、特
に制限されないが、全反応性モノマー(総単量体)重量
100重量部当たり、0.01〜5重量部である。
合条件等により任意に調製することができるが、重量平
均分子量として、10,000〜500,000となる
様にするのが好ましい。
剤、ワックスなどは、前記転相乳化法トナーの場合と同
様で、公知慣用のものを用いることができる。
としては、一般的には、水溶性高分子化合物が用いら
れ、例えばポリビニルアルコール、ポリビニルピロリド
ン、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセ
ルロース、セルロースガム、ラムザンガム等が挙げられ
る。
mの無機微粉末も、懸濁分散安定剤として使用でき、例
えばリン酸三カルシウム、タルク、ベントナイト、カオ
リン、酸化チタン、アルミナ、亜鉛華、水酸化アルミニ
ウム、水酸化マグネシウム、塩基性ケイ酸マグネシウ
ム、水酸化チタン、水酸化第二鉄、硫酸バリウム、シリ
カ、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム等が挙げられ
る。
し、2種以上の併用でもよい。その使用量は、全反応性
モノマー100重量部当たり、通常0.1〜10重量部
である。
は、例えばドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラ
ウリル硫酸ナトリウム、ドデシルジフェニルオキサイド
ジスルホン酸ナトリウム等のアニオン性界面活性剤、ポ
リオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレ
ンニニルフェノールエーテル等の非イオン性界面活性剤
等を挙げることができる。これらは単独使用でもよい
し、2種以上の併用でもよい。その使用量は、全反応性
モノマー100重量部当たり、通常0.01〜5重量部
である。
を一部併用してもよいし、乳化重合に当たって、乳化剤
に分散安定剤を一部併用してもよい。また、上記分散安
定剤や乳化剤に代えて、自己乳化性エポキシ樹脂や自己
乳化性ポリウレタン樹脂を用いることもできる。
記単量体不溶の液媒体、前記液媒体に不溶かつ前記単量
体に可溶の重合開始剤を同時に加えて、攪拌して単量体
液滴を重合してもよいが、重合性単量体及び着色剤を、
例えばボールミルやコロイドミル等で、予め充分に混合
して、次いでそれを重合開始剤、分散安定剤を含む前記
液媒体に加えて、例えばホモジナイザー、ローターステ
ーター式ミキサー、スタティックミキサー等により攪拌
を行い、重合性単量体を必須とする単量体液滴を液媒体
中に懸濁させ、攪拌を続けながら、所定の粒子径のトナ
ー粒子が形成されるまで重合を行うことが好ましい。
る液媒体としては、蒸留水、イオン交換水等の水の他、
例えばトルエン、キシレンもしくはベンゼンの如き、各
種の芳香族炭化水素;メタノール、エタノール、プロパ
ノールもしくはブタノールの如き、各種のアルコール
類;セロソルブもしくはカルビトールの如き、各種のエ
ーテルアルコール類;アセトン、メチルエチルケトンも
しくはメチルイソブチルケトンの如き、各種のケトン
類;酢酸エチルもしくは酢酸ブチルの如き、各種のエス
テル類;またはブチルセロソルブアセテートの如き、各
種のエーテルエステル類などが挙げられる。
シェル重合処方、パワーフィード重合処方、グラフト重
合処方を採用することにより、粒子の化学構造・層構造
等に変化をつけることもできる。上記各発明の各懸濁重
合法及び乳化重合法における、反応条件は、特に制限さ
れるものではなく、いずれの方法においても、通常室温
〜80℃で、15分〜24時間である。
分散液は、液媒体を除去し、乾燥することにより、容易
に球形着色樹脂粒子の粉体を得ることができる。尚、前
記分散液中の分散安定剤や乳化剤を除去するために、洗
浄を繰り返し行うことが好ましい。液媒体除去・乾燥工
程を実施するに当たっては、球形着色樹脂粒子を濾別
後、該粒子が融着しない温度で熱風乾燥したり、凍結乾
燥を行うこともできるし、スプレードライヤー等で液媒
体除去と乾燥を同時に行う様にしてもよい。
着色樹脂粒子の表面に帯電制御剤(CCA)が固着され
たものは、例えば次のようにして得られる。
樹脂の有機溶剤溶液に帯電制御剤(CCA)を加えて分
散し、中和剤を加えてから、攪拌しながら水を加えて転
相乳化を行い、「粒子径がサブミクロンである帯電制御
剤を内包する自己水分散性樹脂粒子」を形成する。減圧
蒸留で有機溶媒を除去してから、帯電制御剤を内包する
自己水分散性樹脂粒子の水分散液を得る。
された、着色剤が結着用樹脂に内包された球形着色樹脂
粒子の水分散液に、該球形着色樹脂粒子の重量に対し添
加CCA重量が、例えば0.01〜2重量%程度になる
ように、前記帯電制御剤を内包する自己水分散性樹脂粒
子の水分散液を計量し、添加し均一に混合する。攪拌し
ながら前記中和剤と逆極性の中和剤を添加し、着色剤が
結着用樹脂に内包された球形着色樹脂粒子の表面に、帯
電制御剤が内包された自己水分散性樹脂粒子を析出させ
る。これから液媒体を除去し、乾燥させることにより、
帯電制御剤が表面にほぼ均一に固着された球形着色樹脂
粒子の粉体が得られる。
着色樹脂粒子はそのような処理を施さないものに比べ帯
電量を高くすることができるので、必要に応じてこのよ
うなCCA処理を行うことが実用上効果的である。
化時にCCAを含ませる様にして得た、CCAが粒子内
に微分散した原体粒子を用いるのに比べれば、CCAが
粒子表面に局在化している結果、より少量で良好な帯電
性能が得られるという長所もある。
ーは、そのままで非磁性一成分現像剤として、着色剤と
して磁性粉を用いたトナーは、磁性一成分現像剤として
用いることが出来る。また、このトナーは公知慣用のキ
ャリアと組み合わせて、二成分型現像剤として用いるこ
とができる。
がいずれも使用できるが、例えばフェライト、マグネタ
イト、鉄粉等が挙げられる。勿論、樹脂被覆されたもの
も本発明では使用できる。樹脂被覆キャリアとしては、
例えばアクリル樹脂被覆キャリア、シリコーン樹脂被覆
キャリア、フッ素樹脂被覆キャリアなどがある。
限されるものではないが、通常キャリア100重量部当
たり1〜10重量部である。
必須成分とする有機溶媒溶液と、水性媒体とを混合し、
乳化させて球形着色樹脂粒子を形成後、有機溶媒を除去
し、水性媒体中に分散している該粒子を乾燥粉体として
取り出す方法で作られた着色剤が結着用樹脂に内包され
た球形着色樹脂粒子(1)、着色剤を分散させた重合性
モノマーを液媒体中で重合させて球形粒子を形成後、液
媒体中に分散している該粒子を乾燥粉体として取り出す
方法で作られた着色剤が結着用樹脂に内包された球形着
色樹脂粒子(2)、前記着色剤が結着用樹脂に内包され
た球形着色樹脂粒子(1)あるいは(2)の表面に、帯
電制御剤(CCA)が該球形着色樹脂粒子に対し0.0
1〜2重量%固着された球形着色樹脂粒子(3)、上記
球形着色樹脂粒子(1)、(2)あるいは(3)に、導
電性微粒子およびシリカ微粒子、特に好ましくは、一次
粒子の平均径が5nm〜500nmの疎水性の導電性微
粒子およびシリカ微粒子を、該球形着色樹脂粒子に対し
それぞれ0.05〜3重量%外添することによって得ら
れる電子写真用トナー。
により、具体的に説明をする。部および%は、特に断り
の無い限りは、すべて重量基準である。
て80℃にしてから、以下に示されるような割合の混合
物を、約2時間に亘って滴下した。その間、反応は窒素
気流下で行った。
「パーブチル O」の2部を、反応液に加え、さらに、
そののち4時間おきに、「パーブチル O」の2部を加
え、24時間のあいだ80℃に保持して反応を続行させ
た。反応終了後、樹脂固形分が50%となるようにメチ
ルエチルケトンで希釈し、重量平均分子量が52,00
0なる共重合体の溶液を得た。これは、酸価60、ガラ
ス転移温度70℃の中和によりアニオン型自己水分散性
となりうる樹脂のメチルエチルケトン溶液である。
トルエンの250部に溶解する。これに導電性酸化チタ
ンEC−300(チタン工業製)50部を加え、攪拌し
て充分に分散後、トルエン溶剤を蒸留除去し、約100
℃で加熱処理してから解砕し、疎水性の導電性酸化チタ
ン微粒子を調製した。
整された樹脂溶液の700部に対して、カーボンブラッ
ク[キャボット社製のエルフテックスー8]の38.8
部を加えて、攪拌混合して分散した。
トリエチルアミンの1.5部およびイソプロピルアルコ
ールの13部を加え〔ここで、樹脂は自己水分散性樹脂
となった〕、攪拌しながら水の200部を滴下し転相乳
化させた。
し、水性分散液(1)を得た。これに1規定塩酸水溶液
を加えてPHを約3とし、濾過、水洗後、ウエットケー
キを乾燥して、中和により自己水分散しうる非水溶性樹
脂を結着用樹脂とする球形着色樹脂粒子の粉末を得た。
ーによる測定で、体積平均粒子径が8.4μmで、SE
M(走査型電子顕微鏡)で観察するとワーデルの実用球
形度が約0.98の球形であった。この粒子を樹脂包埋
しミクロトームで切削した断面をTEM(透過型電子顕
微鏡)で観察したところ、カーボンブラックは粒子に内
包されて均一に分散し、ボイド(空隙)の存在は認めら
れなかった。
酸化チタン EC−300(チタン工業製)の0.3部
および疎水性シリカ AEROSIL R972(日本
アエロジル社製)の0.5部をヘンシェルミキサーを使
用して外添しトナーAを調製した。
整された樹脂溶液の700部に対して、帯電制御剤ボン
トロンS―34(オリエント化学社製)の38.8部を
加えて、混合し分散した。
1N−水酸化ナトリウム水溶液の20部を加え〔ここで
樹脂は自己水分散性樹脂となった〕、攪拌しながら水の
200部を滴下し転相乳化させた。
し、水性分散液(2)を得た。ここで得られた水分散液
中の、帯電制御剤を内包する自己水分散性樹脂粒子の平
均粒子径は50nmであった。
固形分(球形着色樹脂粒子)に対して水性分散液(2)
の固形分が0.5%(トナーに対する帯電制御剤添加量
0.05%)になる量の水性分散液(2)とを均一に混
合し、全体の固形分含有量が20%となるように、蒸留
水で調節した。この混合体中に、攪拌しながら0.1N
の塩酸水溶液を溶液のpHが2となるまで滴下して、帯
電制御剤を含有した中和により自己水分散性となりうる
樹脂を球形着色樹脂粒子の表面に固着した。
ットケーキの水洗を行い、そのウェットケーキを凍結乾
燥することで、体積平均粒子径8.4μmの表面に帯電
制御剤の固着した球形着色樹脂粒子の粉体を得た。これ
をSEM(走査型電子顕微鏡)で観察すると、表面にC
CA/樹脂の微粒子が均一に固着された球形粒子であ
り、粒子を樹脂包埋しミクロトームで切削した断面をT
EM(透過型電子顕微鏡)で観察したところ、カーボン
ブラックは粒子に内包されて均一に分散していた。
シェルミキサーを用いて、参考例2の疎水化処理された
導電性酸化チタンの1部、および市販の疎水性シリカR
972の0.5部を外添しトナーBを調製した。
後、ポリビニルアルコールを2%溶解した蒸留水に投入
し、ホモミキサーで攪拌して重合性単量体組成物の液滴
を形成した。これを撹拌翼の付いた反応器に入れ、65
℃で8時間攪拌して重合反応を行い、着色剤が内包され
た球形樹脂粒子の水分散液を調製した。
に分散するという洗浄作業を数回繰り返し、水性分散液
(3)を得た。水性分散液(3)と、(3)の固形分に
対して実施例2で得られた水性分散液(2)の固形分が
0.5重量%(樹脂粒子に対する帯電制御剤添加量0.
05重量%)になる量の水性分散液(2)を均一に混合
し、全体の固形分含有量が20%となるように、蒸留水
で調節した。
水溶液を、溶液のpHが2となるまで滴下して、帯電制
御剤を含有した中和により自己水分散性となりうる樹脂
を球形着色樹脂粒子表面に固着した。
ットケーキの水洗を行い、そのウェットケーキを凍結乾
燥することで、体積平均粒子径8.8μmの表面に帯電
制御剤の固着した球形着色樹脂粒子の粉体を得た。これ
をSEMで観察すると、表面にCCA/樹脂の微粒子が
均一に固着された球形粒子であり、粒子を樹脂包埋しミ
クロトームで切削した断面をTEMで観察したところ、
カーボンブラックは粒子に内包されて均一に分散してい
た。
を用いて、参考例2で調製した疎水性を有する導電性酸
化チタンの1部および市販の疎水性シリカR972の
0.5部を外添しトナーCを調製した。
脂粒子の100部に、ヘンシェルミキサーを用いて疎水
性シリカR972の0.5部を外添してトナーDを調製
した。
脂粒子の100部に、ヘンシェルミキサーを用いて、導
電性酸化チタンEC−300の0.5部を外添してトナ
ーEを調製した。
水性シリカ及び疎水性導電性酸化チタンは、いずれも、
上記本発明の好適な範囲内のものであった。
A〜Eの各3部と粒径80μmのシリコンコートフエラ
イトキャリアー(パウダーテック社製)97部をボール
ミルを用いて混合し、混合時間1分と30分に於ける帯
電量をブローオフ法(東芝ケミカル社製の帯電量測定器
を使用)で測定した。
アナライザー(ホソカワミクロン社製)を用いて、前
記現像剤の逆帯電比率(個数)を測定した。
各3部と前記シリコンコートフエライトキャリアー(パ
ウダーテック社製)97部を、HH(高温・高湿条件、
28℃ー85%)およびLL(低温・低湿条件、10℃
ー15%)に約12時間暴露し、それぞれボールミルを
用いて30分間混合してから帯電量をブローオフ法(東
芝ケミカル社製の帯電量測定器を使用)で測定し、(H
Hでの帯電量)/(LLでの帯電量)の比率を環境安定
性の目安とした。
リコー社製複写機イマジオMF530を用いて画出しを
行い、カブリの発生、画像濃度等の画像品質をチェック
した。
>試作トナーをIBM社製レーザープリンター4019
を用いて画出しを行い、カブリの発生、画像濃度等の画
像品質をチェックした。
したトナーA,B,Cはいずれも帯電の立ち上がり性お
よび帯電の均一性が非常に優れ、シリカ微粒子のみを外
添したトナーDおよび導電性微粒子のみを外添したトナ
ーEではそれらの性能が不十分である。
粒子を外添剤に使用したトナーAは不十分であり、疎水
性の導電性微粒子を外添剤として使用したトナーB,C
は大幅に向上した。
B,Cはいずれも画像濃度1.5〜1.6で、カブリは
認められず、良好な品質の画像が得られた。一方、トナ
ーDでは画像濃度は1.5と良好であったが若干カブリ
が発生し、トナーEでは画像濃度0.9でカブリが多か
った。
A、B,Cはいずれも画像濃度1.5〜1.6で、カブ
リは認められず、良好な品質の画像が得られた。一方、
トナーDでは画像濃度は1.2と低下しカブリが発生
し、トナーEでは画像濃度1.0とかなり低下しカブリ
が非常に多かった。
脂に内包された球形樹脂粒子の表面に、導電性微粒子お
よびシリカ微粒子を外添しているので、帯電の立ち上が
り速度、帯電の均一性および環境安定性が格段に優れ、
二成分現像あるいは一成分現像のいずれの場合において
もカブリのない良好な画像の得られる電子写真用トナー
が得られる。
Claims (7)
- 【請求項1】着色剤が結着用樹脂に内包された球形着色
樹脂粒子の表面に、導電性微粒子およびシリカ微粒子
が、球形着色樹脂粒子に対しそれぞれ0.05〜3重量
%添加された電子写真用トナー。 - 【請求項2】導電性微粒子が、疎水性の表面処理を施さ
れたものである請求項1記載の電子写真用トナー。 - 【請求項3】導電性微粒子およびシリカ微粒子が、いず
れも、疎水性の表面処理を施されたものである請求項1
記載の電子写真用トナー。 - 【請求項4】着色剤が結着用樹脂に内包された球形着色
樹脂粒子が、着色剤及び非水溶性の結着用樹脂を必須成
分とする有機溶媒溶液と、水性媒体とを混合し、乳化さ
せて球形着色樹脂粒子を形成後、有機溶媒を除去し、水
性媒体中に分散している該粒子を乾燥粉体として取り出
す方法で作られたものである請求項1、2あるいは3記
載の電子写真用トナー。 - 【請求項5】着色剤が結着用樹脂に内包された球形着色
樹脂粒子の結着用樹脂が、中和により自己水分散性とな
りうる樹脂を中和したものである請求項4記載の電子写
真用トナー。 - 【請求項6】着色剤が結着用樹脂に内包された球形着色
樹脂粒子が、着色剤を分散させた重合性モノマーを液媒
体中で重合させて球形粒子を形成後、液媒体中に分散し
ている該粒子を乾燥粉体として取り出す方法で作られる
ものである請求項1、2あるいは3記載の電子写真用ト
ナー。 - 【請求項7】着色剤が結着用樹脂に内包された球形着色
樹脂粒子の表面に、帯電制御剤が固着されたものである
請求項1、2、3、4、5あるいは6記載の電子写真用
トナー。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23645996A JPH1083096A (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | 電子写真用トナー |
| US08/979,786 US5885743A (en) | 1996-09-06 | 1997-11-26 | Electrophotographic toner and process for the preparation thereof |
| US09/090,333 US6017670A (en) | 1996-02-29 | 1998-06-04 | Electrophotographic toner and process for the preparation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23645996A JPH1083096A (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | 電子写真用トナー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1083096A true JPH1083096A (ja) | 1998-03-31 |
Family
ID=17001068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23645996A Pending JPH1083096A (ja) | 1996-02-29 | 1996-09-06 | 電子写真用トナー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1083096A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001022119A (ja) * | 1999-06-28 | 2001-01-26 | Xerox Corp | トナー組成物および現像剤組成物 |
| JP2002123037A (ja) * | 2000-07-28 | 2002-04-26 | Canon Inc | 乾式トナー、画像形成方法及びプロセスカートリッジ |
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| WO2005024522A1 (ja) * | 2003-09-03 | 2005-03-17 | Zeon Corporation | トナー |
| US6873816B2 (en) | 2001-08-20 | 2005-03-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Developing assembly, process cartridge and image-forming method |
| US6924076B2 (en) | 2001-08-20 | 2005-08-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Developing assembly, process cartridge and image-forming method |
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-
1996
- 1996-09-06 JP JP23645996A patent/JPH1083096A/ja active Pending
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