JPH11258850A - 乾式カラートナーおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 負帯電性に優れ、繰り返し使用しても高い画
像濃度を維持し、カブリやトナー飛散の少ない非磁性１
成分乾式カラートナーとその製造法を提供する。 【解決手段】 カラートナーの製造において、第１の混
練がポリエステル樹脂と着色顔料、およびポリエーテル
アルキル、エポキシ基および／またはアルキルアルコー
ルにて変性したシリコーンオイルとから少なくとも構成
される混合物を混練するものであり、第２の混練が第１
の混練にて得られた混練物とポリエステル樹脂とから少
なくとも構成された混合物を混練するものである非磁性
１成分現像に使用される乾式カラートナーの製造方法、
および該方法により得られた乾式カラートナー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電荷現像方式を
採用した複写機またはプリンターなどの画像出力装置に
使用する乾式カラートナーおよびその製造方法に関す
る。さらに詳しくは、負帯電性に優れ、繰り返し使用し
ても高い画像濃度を維持し、カブリやトナー飛散の少な
い非磁性１成分乾式カラートナーおよびその製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】フルカラートナーにおいては、単色また
は混色時の良好な発色性および透過性が求められる。一
方、画像安定性という面ではカラートナーの帯電安定性
が求められる。発色性、透明性、帯電安定性はトナー中
の顔料の分散性の良否に大きく左右され、分散が悪い場
合には鮮やかな画像が得られないばかりか、透明性低下
および帯電性不良が生じ、カブリ、濃度薄などが発生し
やすいことが分かっている。このため、顔料分散の向上
については種々の提案がされている。例えば顔料マスタ
ーバッチの使用、ウェットケーキ状顔料の使用、界面活
性剤の使用などがある。一方、帯電の均一化や帯電の安
定化を図るためには、荷電制御剤の選択や結着樹脂に極
性基を導入するなどの提案がされている。しかしなが
ら、これらの方法の組合せでは充分な効果が得られな
い。特に、マゼンタ顔料には耐候性や色目からC.I Pig
ment Red57や122が使用され、シアン顔料にはC.I Pigme
nt Blue15-3,15-4が使用されるが、これらは顔料の凝集
粒子が多く且つ粒間結合が強いため結着樹脂であるポリ
エステル樹脂やスチレン系樹脂に対する分散性が悪く、
現像スリーフ゛や帯電ブレードに汚染を起こしやすい。
また負帯電トナーにおいては、顔料自体の帯電極性が正
極性側にあるため、または、現像スリーブと帯電ブレー
ドとの接触によりトナー表面の外添剤がトナーに埋没す
るため、繰り返し使用している間に負帯電量が低下し、
カブリや濃度薄、トナーの飛散が発生しやすい。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、負帯
電性に優れ、繰り返し使用しても高い画像濃度を維持
し、カブリやトナー飛散の少ない非磁性１成分乾式カラ
ートナーとその製造法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、カラート
ナーの製造において、第１の混練を、ポリエステル樹脂
と着色顔料、およびポリエーテルアルキル、エポキシ基
および／またはアルキルアルコールにて変性したシリコ
ーンオイルとから少なくとも構成される混合物を混練し
て実施し、ついで第２の混練を、第１の混練にて得られ
た混練物とポリエステル樹脂とから少なくとも構成され
た混合物を混練することにより、顔料がよく分散し、長
期間使用しても現像スリーブや帯電ブレードの汚染がな
く、カブリ、濃度薄、トナー飛散等の問題が発生しない
カラートナーが得られることを見いだし本発明を完成し
た。そして、第１の混練物の混合を特定の周速すなわち
周速40〜120ｍ／ｓのミキサーにより行なうことによ
り、上記特性をさらに向上せしめた、すなわち長期間の
使用において帯電量の低下が緩和され、高い画像濃度が
維持でき、カブリやトナー飛散が少ない非磁性１成分カ
ラートナーが得られることを見いだした。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明で使用される結着樹脂とし
ては、ジアルコール成分、ジカルボン酸成分と多価アル
コール成分または多価カルボン酸成分から成るポリエス
テル樹脂、または一部がウレタン結合を有するポリエス
テル樹脂など公知のポリエステル樹脂が使用可能であ
る。保存安定性の面から樹脂のＴｇ（ガラス転移点）は
５５℃以上であることが好ましく、その酸価は高い方が
顔料分散は良好となるが、耐湿特性を考慮すると４０以
下であることが好まし、更に好ましくは３〜２０であ
る。

【０００６】本発明のトナーに使用される着色顔料とし
ては、CI Pigment Red57、Red122、CI Pigment Bule15-
3、Bule15-4、CI Pigment Yellow17、Yellow180等が好
ましく使用される。これらは定着画像の光学濃度を維持
するのに必要充分な量であればよく、通常、樹脂１００
重量部に対し２〜１０重量部、好ましくは３〜７重量部
添加される。

【０００７】負帯電性あるいは正帯電性の荷電制御剤と
しては、透明性を有する公知のものが適宜使用される。
定着熱ローラーへのオフセット防止や定着強度向上を目
的にワックス類も適宜使用される。これらの材料は第１
の混練に使用する混合物に混合しても良いし、第２の混
練に使用する混合物に混合しても良い。トナー表面に付
着または固着させる流動向上剤としては、平均一次粒子
径5〜100nm程度の疎水性のシリカ、酸化チタン、アルミ
ナなどが適宜使用される。場合によっては各種無機酸化
物、導電性微粒子、樹脂微粒子などを使用することもで
きる。

【０００８】本発明で使用される変性シリコーンオイル
としては、ポリエーテル基、アルキルアルコール基およ
び／またはエポキシ基にて変性した粘度が３００センチ
ストークス以下のオイルが使用しやすく、また粉体であ
るポリエステル樹脂と着色顔料の表面に均一に付着させ
やすく好ましい。好ましくは２００センチストークス以
下である。市販品としても容易に入手できる。本発明の
変性シリコーンオイルは分子鎖の片方、両方、あるいは
側鎖に上記変性基を有するものである。変性シリコーン
オイルは、例えば式（１） （式中、ＸおよびＹはそれぞれ独立にポリアルキレンオ
キシド、グリシジル基または脂環式エポキシ基を示
す。）の構造を有する化合物である。変性シリコーンオ
イルの適正添加量は、顔料や樹脂の種類、トナー径によ
り異なるため一慨には決定しにくいが、おおよそポリエ
ステル樹脂１００重量部、着色顔料３０重量部に対し、
１〜１０重量部、好ましくは１〜５重量部である。１重
量部より少ないと顔料分散や、負帯電性の均一化と安定
化に対する効果が小さい。逆に１０重量部より多く添加
しても更なる効果は認めらず、且つトナーの流動性低下
につながり好ましくない。混合は、ポリエステル樹脂１
００重量部と顔料３０重量部とをミキサーにて混合した
後、これに変性シリコーンオイル１〜１０重量部を添加
し更に混合し第１の混練を行う方法、またはポリエステ
ル樹脂と顔料、変性シリコーンオイルを同時に混合し第
１の混練を行う方法のどちらかにて実施すれば良い。ミ
キサーは公知のヘンシェルミキサーやＱ型ミキサーを使
用すれば良く、２０リットル容量のＱ型ミキサーの場
合、撹拌羽根の先端部の周速は４０〜１２０ｍ／ｓにす
ることが好ましい。３０〜４０未満ｍ／ｓの周速であっ
ても本発明の変性シリコーンオイルの添加効果は得られ
るが、４０〜１２０ｍ／ｓの周速である方が、凝集した
顔料の解砕が進み、結果的にトナーの顔料分散が進み好
ましい。120ｍ／ｓより高めても特にトナーの透明性や
帯電特性の向上は認めらない。

【０００９】上記の変性シリコーンオイルがトナーの負
帯電性維持に効果がある理由は、明確ではないが、変性
基を有さないジメチルシリコーンオイルではこの効果が
認められないことから、以下のことが考えられる。変性
基を有するためにポリエステル樹脂および顔料との濡れ
性が良好となり、混練時の顔料分散が向上すること、お
よび粉砕分級後のトナー表面にシリコーンオイルが均一
に付着し帯電量の保持機能を有するためと考えられる。
第１または第２の混練には、公知の混練機が使用でき
る。例えば、バッチ式二本ロール、連続二本ロール、連
続押出機が挙げられる。第１の混練を実施した混練物
は、冷却後に0.5〜2mmに粗砕し、ポリエステル樹脂、場
合によっては荷電制御剤やワックス類などと混合され第
２の混練を行う。その後、冷却され粉砕分級工程にて所
望の粒度分布に調整される。

【００１０】以下具体的実施例によって本発明を説明す
るが、本発明は何らこれらに限定されるものではない。 実施例１ 第１の混練 結着樹脂ポリエステルＡ(Tg62℃、Mn=3400、Mw=19500、THF不溶分=0%) 100重量部 マゼンタ顔料(クラリアントシ゛ャハ゜ン社製：Toner Magenta E02) 30重量部 上記材料をＱ型ミキサー(三井鉱山社製)に投入し、60ｍ
／ｓの周速にて10分間混合した。次に、上記混合物に３
重量部のポリエーテル変性シリコーンオイル(東レ・タ゛ウコー
ニンク゛シリコーン社製：BY16-005) を添加し、同一周速で更に
１０分間混合した。上記の混合材料を、二本ロールによ
り混練物温度110〜120℃の範囲にて混練し、冷却後に粗
砕し、第１の混練物の粗砕品を得た後、下記第２の混練
工程に供した。 第２の混練と後処理工程 結着樹脂ポリエステルＡ 100重量部 第１の混練物の粗砕品 28重量部 荷電制御剤(オリエント化学工業製：ホ゛ントロンE-81) 3重量部 上記の材料をＱ型ミキサーに投入し、30ｍ／ｓの周速に
て５分間混合した。その後、２軸押出機にて溶融混練を
実施した。混練物は、冷却後に粗粉砕してジェットミル
にて微粉砕し気流分級機にて体積平均粒子径約８．８μ
ｍ、粒子径５μｍ以下の個数（以下個数粒子径５μｍ以
下という）の割合が２０％の粉体を得た。この粉体１０
０重量部と疎水性シリカ(キャホ゛ット社製：TSー530)０．３５
重量部と疎水性シリカ(日本アエロシ゛ル社製：RX-50)１．５
重量部とをヘンシェルミキサーに投入し、２分間撹拌し
マゼンタトナーＡを得た。

【００１１】実施例２ 実施例１の着色顔料をシアン顔料(クラリアントシ゛ャハ゜ン社製：H
ostaperm Blue B2G)に変更し、且つ第１の混練を行う前
の材料混合をミキサー周速60ｍ／ｓにて実施した以外は
実施例１と同様な混練を行った。但し、第２の混練にお
いては、ポリエステル樹脂１００重量部に対し、第１の
混練物２４重量部とした。第２の混練物は冷却後に粗粉
砕してジェットミルにて微粉砕し気流分級機にて体積平
均粒子径約８．３μｍ、個数粒子径５μｍ以下の割合が
２０％の粉体を得た。この粉体１００重量部と疎水性シ
リカ(キャホ゛ット社製：TSー530)０．３０重量部と疎水性シリ
カ(日本アエロシ゛ル社製：RX-50)１．５重量部とをヘンシェ
ルミキサーに投入し、２分間撹拌しシアントナーＢを得
た。

【００１２】実施例３ 実施例１の着色顔料をイエロー顔料(クラリアントシ゛ャハ゜ン社
製：Toner Yellow HG VP2155)に変更し、且つ第１の混
練を行う前の材料混合をミキサー周速40m/sにて実施し
た以外は実施例１と同様な混練を行った。但し、第２の
混練においては、ポリエステル樹脂１００重量部に対
し、第１の混練物２５重量部とした。第２の混練物は冷
却後に粗粉砕してジェットミルにて微粉砕し気流分級機
にて体積平均粒子径約８．５μｍ、個数粒子径５μｍ以
下の割合が２２％の粉体を得た。この粉体１００重量部
と疎水性シリカ(キャホ゛ット社製：TSー530)０．３５重量％と
疎水性シリカ(日本アエロシ゛ル社製：RX-50)１．５重量％を
ヘンシェルミキサーに投入し、2分間撹拌しイエロート
ナーＣを得た。

【００１３】実施例４ 実施例１にて使用した変性シリコーンオイルをアルコー
ル変性シリコーンオイル(東レ・タ゛ウコーニンク゛シリコーン社製：BY1
6-848)５重量部に変更した以外は、実施例１と同様に第
１及び第２の混練物を得た。第２の混練物は冷却後に粗
粉砕してジェットミルにて微粉砕し気流分級機にて体積
平均粒子径約８．５μｍ、個数粒子径５μｍ以下の割合
が２５％の粉体を得た。この粉体100重量部と疎水性シ
リカ(キャホ゛ット社製：TSー530)０．３５重量部と疎水性シリ
カ(日本アエロシ゛ル社製：RX-50)１．５重量部とをヘンシェ
ルミキサーに投入し、２分間撹拌しマゼンタトナーＤを
得た。

【００１４】実施例５ 実施例１にて使用した変性シリコーンオイルをエポキシ
変性シリコーンオイル(東レ・タ゛ウコーニンク゛シリコーン社製：BY16-
855B)３重量部に変更した以外は、実施例１と同様に第
１及び第２の混練物を得た。第２の混練物は冷却後に粗
粉砕してジェットミルにて微粉砕し気流分級機にて体積
平均径粒子約８．１μｍ、個数粒子径５μｍ以下の割合
が２６％の粉体を得た。この粉体１００重量部と疎水性
シリカ(キャホ゛ット社製：TSー530)０．３５重量部と疎水性シ
リカ(日本アエロシ゛ル社製：RX-50)１．５重量部とをヘンシ
ェルミキサーに投入し、２分間撹拌しマゼンタトナーＥ
を得た。

【００１５】実施例６ 第１の混練に使用するポリエステル樹脂とマゼンタ顔料
の混合を周速120m/sで5分間行い、その後実施例１にて使
用した変性シリコーンオイルを同量添加、その後に再度
周速120m/sにて10分間混合を実施し第２の混練に使用し
た。第２の混練以降は実施例１と同様にしてマゼンタト
ナーＦを得た。分級品の体積平均粒子径は約８．７μ
ｍ、個数粒子径５μｍ以下の割合が２１％であった。

【００１６】実施例７ 実施例１にて第１の混練に使用したポリエステル樹脂と
マゼンタ顔料の混合を周速30m/sで10分間し、その後実
施例１にて使用した変性シリコーンオイルを同量添加し
て10分混合し第２の混練に使用した。第２の混練以降は
実施例１と同様にしてマゼンタトナーＧを得た。分級品
の体積平均粒子径は約８．６μｍ、個数粒子径５μｍ以
下の割合が２３％であった。

【００１７】比較例１ 変性シリコーンオイルを使用せず、且つ第１の混練の前
に実施したポリエステルとマゼンタ顔料との混合を30ｍ
／ｓのミキサー周速にて実施した以外は、実施例１と同
様にしてマゼンタトナーＨを得た。シリカ外添前の粉体
の体積平均粒子径は約８．９μｍ、個数粒子径５μｍ以
下の割合は２１％であった。

【００１８】比較例２ 変性シリコーンオイルを使用せず、且つ第１の混練の前
に実施したポリエステルとシアン顔料との混合を40ｍ／
ｓのミキサー周速にて実施した以外は、実施例２と同様
にしてシアントナーＩを得た。シリカ外添前の粉体の体
積平均粒子径は約９．０μｍ、個数粒子径５μｍ以下の
割合は１７％であった。

【００１９】比較例３ 変性シリコーンオイルを使用せず、且つ第１の混練の前
に実施したポリエステルとイエロー顔料との混合を30ｍ
／ｓのミキサー周速にて実施した以外は、実施例３と同
様にしてイエロートナーＪを得た。シリカ外添前の粉体
の体積平均粒子径は約８．５μｍ、個数粒子径５μｍ以
下の割合は２２％であった。

【００２０】比較例４ 変性シリコーンオイルを使用せず、実施例１と同様にし
てマゼンタトナーＫを得た。シリカ外添前の粉体の体積
平均粒子径は約８．６μｍ、個数粒子径５μｍ以下の割
合は１９％であった。

【００２１】トナー評価方法と結果 トナーの実写評価は、市販のカラープリンタ(非磁性１
成分現像．Tektronix社製：Paser540)を使用し、カブ
リ、画像濃度推移、ゴースト、ベタ追従性を確認した。
また、第２の混練にて作製した混練物中の顔料分散は、
ミクロトームにて該混練物を数ミクロンに切断し、光学
顕微鏡にて観察した。

【００２２】（１）混練物の顔料分散評価 光学顕微鏡にて倍率４００倍の５視野を写真撮影し粒径
５μｍ以上の粗大顔料の個数を求め、１視野当たりの個
数を平均値として算出し、その個数が３個以下を◎、４
〜７個を○、８から１１を△、１２個以上を×とした。
評価結果を表１に示す。 実施例の各混練物の分散は、
比較例に比べ良好である。

【００２３】表１ 顔料分散状態の評価混練物 顔料分散レベル(５視野平均) 実施例１ ○ 実施例２ ○ 実施例３ ◎ 実施例４ ○ 実施例５ ○ 実施例６ ○ 実施例７ ○ 比較例１ × 比較例２ × 比較例３ △ 比較例４ ×

【００２４】（２）画像濃度とカブリの評価 ２０〜２５℃／５５〜６５％ＲＨの環境にて、初期画像
をプリント後、現像機中に投入されたトナーが現像され
にくい１％印字率チャートにて５０００枚のプリントを
行った。この時２５００枚プリントごとに画像とスリー
ブ上の帯電量を測定した。また、５０００枚後に現像機
から飛散したトナーの量を確認しトナー落ちとして各ト
ナー間にて比較した。画像濃度はＡ４サイズ紙に３cm角
のベタ部３点をプリントし、マクベス濃度計(マクヘ゛ス社
製:RD-914)にて測定し平均値を求めた。カブリは先記の
画像濃度測定用画像の非画像部の３ヶ所をハンター白色
度計(日本電色工業社製)にて測定し平均値として求め
た。評価結果を表２および表３に示す。その結果、本発
明のトナーは繰り返しプリントを行っても帯電量の低下
が比較例トナーに比べ緩和され、画像濃度維持性、カブ
リとトナー飛散が少ないことが明らかになった。

【００２５】 表２ 画像濃度とカブリ 初期 2500枚後 5000枚後 トナー落ち 濃度 カフ゛リ 濃度 カフ゛リ 濃度 カフ゛リ 実施1 マセ゛ンタトナーA 1.52 0.36 1.50 0.51 1.47 0.62 少 実施4 マセ゛ンタトナーD 1.49 0.22 1.46 0.38 1.45 0.60 少 実施5 マセ゛ンタトナーE 1.48 0.33 1.45 0.53 1.44 0.74 少 実施6 マセ゛ンタトナーF 1.54 0.41 1.52 0.61 1.48 0.61 少 実施7 マセ゛ンタトナーG 1.49 0.46 1.45 0.68 1.43 0.73 少 比較1 マセ゛ンタトナーH 1.48 0.52 1.31 0.68 1.12 1.96 多 比較4 マセ゛ンタトナーK 1.50 0.38 1.38 0.89 1.28 1.25 多 実施2 シアントナーB 1.60 0.11 1.55 0.32 1.55 0.44 少 比較2 シアントナーH 1.58 0.60 1.47 0.66 1.35 0.87 多 実施3 イエロートナーC 1.53 0.08 1.50 0.11 1.46 0.15 少 比較3 イエロートナーJ 1.58 0.09 1.46 0.35 1.38 0.56 多

【００２６】 表３ 現像スリーブ上の帯電量(μC/g) 初期 1000枚後 2000枚後 実施1 マセ゛ンタトナーA -35.3 -30.8 -27.3 実施4 マセ゛ンタトナーD -31.5 -29.6 -22.8 実施5 マセ゛ンタトナーE -30.1 -27.0 -26.3 実施6 マセ゛ンタトナーF -38.4 -34.3 -29.6 実施7 マセ゛ンタトナーG -33.1 -27.9 -25.4 比較1 マセ゛ンタトナーH -28.6 -18.6 -11.2 比較4 マセ゛ンタトナーK -26.5 -20.2 -14.3 実施2 シアントナーB -38.7 -29.6 -24.7 比較2 シアントナーI -30.2 -22.0 -16.6 実施3 イエロートナーC -44.7 -36.6 -29.0 比較3 イエロートナーJ -38.5 -27.6 -19.1

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、顔料の分散状態に優
れ、かつ長期間、繰り返し使用しても高い画像濃度を維
持し、カブリやトナー飛散が少なく、かつ帯電量の低下
が少ない乾式カラートナーの製造方法、および該製造方
法により得られた乾式カラートナーが提供される。

フロントページの続き (72)発明者 佐藤 和弘 静岡県静岡市用宗巴町３番１号 株式会社 巴川製紙所化成品事業部内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カラートナーの製造において、第１の混
   練がポリエステル樹脂と着色顔料、およびポリエーテル
   アルキル、エポキシ基および／またはアルキルアルコー
   ルにて変性したシリコーンオイルとから少なくとも構成
   される混合物を混練するものであり、第２の混練が第１
   の混練にて得られた混練物とポリエステル樹脂とから少
   なくとも構成された混合物を混練するものであることを
   特徴とする非磁性１成分現像に使用される乾式カラート
   ナーの製造方法。
2. 【請求項２】 第１の混練物の混合が周速４０〜１２０
   ｍ／ｓのミキサーにより行われることを特徴とする請求
   項１記載の乾式カラートナーの製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の製造方法で得られたこと
   を特徴とする乾式カラートナー。