JPS5917827B2 - 静電写真用固形トナ−及び現像粉 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光静電複写技術による静電潜像を現像する現
像粉に於ける結合剤として便利な検電性１５固形トナー
に係る。

特にアクリルを基剤とする熱可塑性樹脂を用いて処方さ
れた検電性固形トナーに係る。■Ｃに− 一般的によく知られている静電複写法では原稿を通る光
に露光されることによつて光導電性媒体が電荷され、検
電性現像粉により現像され得る静電荷が生ずる。

光導電性媒体としては無機光導電材、有機光導電体及び
元素光導電体等多種の光導電性媒体を使用してもよい。
電荷された光導電性媒体を現像するための、磁気ブラシ
法、パウダークラウド法、現像液法及びカスケード法等
の多種の技術が知られている。

特殊な光静電複写状況においても使用され得る検電現像
粉の処方は当業者により研究されてきており、この開発
も進んでいる。最もよく市販されている検電性現像粉は
２種或いはそれ以上の熱可塑性樹脂から成り、これらの
組合せは適切な摩擦電気的帯電と適当な溶融に充分な低
軟化点とを備えている。しかし種々のタイプの樹脂を固
形トナーに使用するため、使用と共に粘結性、湿感度、
不充分な加工コントロール、摩擦帯電の変差等のいくつ
かの好ましくない問題が生じている。更に全ての溶融技
術は同−ではない。放射溶融技術では、加熱又は加圧溶
融ローラを使用する場合とは異なり、熱伝達が複写と直
接接触しないことから特に問題が多い。放射溶融技術で
当面する上記問題点は、適当な摩擦電気的特質及び溶融
特質を有するトナーを与える樹脂の選択により解消され
ることが判明した。

樹脂は、７５〜１００℃の融点、２０〜３０のメルトイ
ンデツクス、４〜５の誘電率並びに紙を湿り易く浸透し
易い性質を有していなければならない。樹脂は又普通に
使用される着色剤に適合するものでなければならない。
本明細書中で使用されるメルトインデツクスとはアメリ
カ材料試験協会規格１２３８による測定法で温度１５０
℃で１０分間に何グラムの現像粉が流動するかを測定す
る。

ここでいう誘電率、導伝度及び散逸フアクタ一の値はア
メリカ材料試験協会規格Ｄ−１５０−７０によつて測定
された。融点はフイツシヤージヨーンズ（Ｆｉｓｈｅｒ
ＪＯｎｅｓ）融点測定装置により測定された。ビニルト
ルエン−ブタジエン共重合体とアクリルを基剤とする特
殊な樹脂を組み合わせて使用すると、これら樹脂の特質
が相互に補足し合う為、結合剤として利用されると、良
質の現像粉が生成される。

この種の組合せは、ブチル、イソブチル、エチル、プロ
ピル及びイソプロピルのグループから選択されたアクリ
レート又はメタクリレートとスチレンとから成る共重合
体樹脂を含み、そしてその樹脂とビニルトルエン−ブタ
ジエン共重合体とを組み合わせたものである。この組合
せは、スチレン−アクリレート又はスチレン−メタクリ
レートが４０〜９０％、ビニルトルエン−ブタジエンが
１０〜６０％の範囲内である。その結果、現像粉は７５
〜１００℃の範囲の融点、２０〜３０の範囲のメルトイ
ンデツクス及び４〜５の範囲の誘電率を有する。放射加
熱溶融器を利用する複写機の現像粉として種々の樹脂を
試験した結果、実質的に全ての市販されている樹脂が単
一で現像粉として使用されると欠点を生じることが判明
した。

例えばスチレン−ブチルメタクリレート共重合体を現像
粉に混合して使用するとあまりにも硬質すぎ且つメルト
インデツクスが低い粉が得られた。この硬度は砕け易く
加工し難い固形トナーを生成せしめる結果となる。更に
放射溶融器を利用した場合、トナーの溶融に問題が生じ
た。複写紙に悪影響を及ぼす高溶融温度が必要であつた
。スチレン−ブチルメタクリレートを基剤とする検電性
固形トナーを使用すると良い複写が得られたが、これら
の良質な複写を得るためのパラメータはスチレン−ブチ
ルメタクリレート共重合体を現像粉に於ける使用に不適
当な樹脂とした。より軟質の樹脂も又スチレン−アクリ
レート共重合体を含有する現像粉に混合され試された。
この種の樹脂はその電気特性が適当ではなく且つ樹脂の
流動跡が残り良い複写が得られなかつた。スチレン−ブ
チルメタクリレートとポリスチレン−アクリレートとを
含有する樹脂の組合せも試験されたが、良い結果は得ら
れなかつた。

その溶融特性は硬質樹脂によつて得られたものよりも良
質であつたが、放射溶融器を使用した場合、依然として
問題が残り、樹脂の流動跡が残る特性からして不適当で
あると判断される。更にビニルトルエン−ブタジエンも
試験されたが、固形トナーで結合剤として使用されると
この共重合体は悪質の複写を生成した。更に研究された
共重合体樹脂の別の組合せはスチレン−ブチルメタクリ
レートとビニルトルエンブタジエンとの前者９部に対す
る後者１部の比率の組合せである。

この組合せでは、特性がいくらか改良されたものの、溶
融量が適当でない為容認されなかつた。次にこれら二種
の共重合体樹脂を適切な比率で使用した場合現像粉用の
満足し得る結合剤を生成し得るかという問題を判断すべ
く、この組合せの比率を種々変更した。そして良い結果
が得られた。スチレンーブチルメタクリレート量を４０
〜９００ｔ）の範囲内とし、ビニルトルエン−ブタジエ
ン量を１０〜６０％の範囲内とすることにより、現像粉
用の良質な結合剤が生成された。良い結果が得られたも
う一つの組合せはスチレン−アクリレートとビニルトル
エン−ブタジエンとであり、その比率は前者４０〜９０
％に対し後者１０〜６０％である。この場合も適切な比
率により現像粉用良質の樹脂質結合剤を生成する。いく
つかの他の組合せも試みられ、そしてアクリリツク又は
メタクリリツクのいずれかから成る共重合体において、
ブチル、イソブチル、プロピル又はイソプロピルを含む
グループが容認されることが判明した。固形トナーを形
成すべく樹脂に好ましくは１〜１０％の顔料が加えられ
る。

現像トナーの粒子サイズは１０〜２０ミクロンでなけれ
ばならない。適当なサイズを得る手段は当業者によく知
られている。本発明の固形トナー処方で使用されてもよ
い顔料の例を以下に列記する。スターリング（Ｓｔｅｒ
ｌｉｎｇ）Ｒカーボンブラツク、モーカル（ＭＯｇｕｌ
）Ｌカーボンブラツク、カーボラツク（ＣａｒｂＯｌａ
ｃ）２カーボンブラツク、〔カボツト社（ＣａｂＯｔＣ
Ｏｒｐ．）、ボストン、マサチユーセツツ〕；ピラミツ
ド グリーン ピグメント ３Ｙ，〔マツクズ マーク
ス染料及び化学会社（ＭａｘＭａｒｘＣＯｌＯｒａｎｄ
ＣｈｅｍｉｃａｌＣＯ．）、アーヴイングトン、Ｎ．Ｊ
．〕；ダイアリーライド（Ｄｉａｒｙｌｌｄｅ）イエロ
ーピグメント、アルカリブルーＲ１グラフイツク（Ｇｒ
ａｐｈｉｃ）レツドＭ１〔シヤーウイン ウイリアムス
化学工業（Ｓｈｅ一ＲｗｉｎＷｉｌｌｉａｍｓＣｈｅｍ
ｉｃａｌｓ）、シカゴ、イリノイ〕；メチル バイオレ
ツト、〔ケメトロン社（ＣｈｅｍｅｔｒＯｎＣＯｒｐ．
）ホランド、ミシガン〕；及びソジウム りゾール〔ビ
ルトン デイヴイス化学工業（ＨｉｌｔＯｎＤａｖｉｓ
ＣｈｅｍｉｃａｌＣＯ．）、シンシナテイ、オハイオ〕
である。像に着色すべく任意に８％迄の染料をトナーに
加えてもよい。この目的の為に使用される染料は当業者
にはよく知られているニグロシン、アルカリブルーＧ１
アルカリブルーＲ１アニリンブルー、カルコ（Ｃａｌｃ
Ｏ）オイルブルー、デユポンオイルレツド、メチレンブ
ルークロライド及びフタロシアニンブルーである。当業
者には公知の如く固形トナー処方に於いて多種多様の顔
料及び染料を使用してもよく、これらの選択は本発明の
要旨ではない。

樹脂、顔料及び染料を調合し製造された固形トナ一は摩
擦電気的に帯電可能なキヤリヤ粒子に付加される。

現像粉は０．５〜５％の固形トナーを含むことが好まし
い。キヤリヤの粒子サイズは４０〜３００ミクロンでな
ければならない。又キヤリヤ粒子は鉄充填物等の鉄材料
であるのが好ましい。摩擦電気的に帯電可能の粒子とし
てはＡＰ−７〔ライト工業（ＷｒｉｇｈｔＩｎｄｕｓｔ
ｒｉｅｓｌブルツクリン、ニユーヨーク〕及びアンカー
スチール（ＡｎｃｈＯｒＳｔｅｅｌ）１０００Ｓ（ホー
ガネース社（ＨＯｅｇａｎａｅｓＣＯｒｐ．）リバート
ン、ニューシャーシ一）等を使用すると良い。下記の実
施例すべてに於いて、特殊トナーの試験は放射加熱溶融
器を利用するＰＢＣ複写機〔ピツトニーバウズ社（Ｐｉ
ｔｎｅｙ−ＢＯｗｅｓＩｎｃ・）複写機部〕で実施され
た。

実施例 １ 以下の調合により固形トナーが調製された。

トナー２部に対してＡＰ−７鉄粒子９８部の比率の調合
により現像粉が調製された。得られた現像粉は以下の特
性を備えていた。結果として得られたトナーは比較的硬
質であり、比較的高温（２１５〜２５０℃）を要し、所
望のようには流動しなかつた。

これにも拘わらず現像トナーはＰＢＣ複写機に導入され
、多数の複写が生成され、良い結果が得られた。実施例
２ 下記の成分が固形トナーを形成すべく混合されたＯこの
固形トナーはアンカースチール１０００Ｓ鉄粒子に付加
され、現像粉の２．７％を占めるトナーを含有する最終
的な現像粉は以下の物理的特性を示した。

このトナーは比較的軟質のタイプのもので、比較的低温
の溶融操作温度１５０〜２００℃で良い結果が得られた
。

実施例 ３ 上記のもの２部に対してＡＰ−７を９８部の比率で混合
し、以下の特性が得られた。

実施例２と同程度の軟質トナーが得られ結果も同じ程度
に良かつた。

この現像トナーの低温の溶融範囲は溶融器に於ける出力
が少なくても良いという利点がある。実施例 ４ 上記トナー２部に対してＡＰ−７鉄粒子９８部分の比率
で混合され、以下の特性が生じた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ａ）着色剤と、ｂ）１０〜６０重量％のビニルトル
   エン−ブタジエン共重合体と４０〜９０重量％のスチレ
   ン−アクリレート共重合体及び／又はスチレン−メタク
   リレート共重合体から成る結合剤とより成る静電ネガ潜
   像を現像する際に使用するトナー。 ２ 前記着色剤が一つ又は二つ以上の顔料及び／又は染
   料より成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載のトナー。 ３ トナー重量の、１〜１６重量％の前記着色剤を含む
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記
   載のトナー。 ４ ８重量％迄の前記染料と１〜８重量％の顔料とを含
   むことを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載のトナ
   ー。 ５ 顔料がカーボンブラックであることを特徴とする特
   許請求の範囲第２項又は第４項に記載のトナー。 ６ 前記結合剤が１０〜６０重量％のビニルトルエン−
   ブタジエン共重合体と４０〜９０重量％のスチレン−メ
   タクリレート共重合体とより成り、メタクリレートがブ
   チル、イソブチル、エチル、プロピル及び／又はイソプ
   ロピルメタクリレートであることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項から第５項までのいずれかの項に記載のト
   ナー。 ７ 前記結合剤が１０〜６０重量％のビニルトルエン−
   ブタジエン共重合体と４０〜９０重量％のスチレン−ア
   クリレート共重合体とより成り、アクリレートがブチル
   、イソブチル、エチル、プロピル及び／又はイソプロピ
   ルアクリレートであることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項から第５項までのいずれかの項に記載のトナー。 ８ １）微粒子状の摩擦電気的に帯電可能のキャリヤと
   、２）特許請求の範囲第１項から第７項までのいずれか
   の項に記載のトナー。 とより成り、静電ネガ潜像を現像する際に使用する現像
   粉。 ９ 現像粉重量の、０．５〜５重量％のトナーを含むこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の現像粉。 １０ 前記キャリヤ粒子が鉄であることを特徴とする特
   許請求の範囲第８項又は第９項に記載の現像粉。