JP2855447B2 - トナー - Google Patents

トナー

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JP2855447B2
JP2855447B2 JP15053789A JP15053789A JP2855447B2 JP 2855447 B2 JP2855447 B2 JP 2855447B2 JP 15053789 A JP15053789 A JP 15053789A JP 15053789 A JP15053789 A JP 15053789A JP 2855447 B2 JP2855447 B2 JP 2855447B2
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/087Binders for toner particles
    • G03G9/08702Binders for toner particles comprising macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は特定の重合法によって得たビニル重合体をバ
インダーとしたトナーに関し、更に詳しくは多数枚複写
した場合においても優れた画質安定性(ライフ)を備え
た複写画像を形成しうるトナーに関する。
〔従来の技術及び解決すべき課題〕
従来、乾式トナー用バインダー樹脂に関して数多くの
発明がなされている。トナー用バインダー樹脂の製法と
しては、懸濁重合法、塊状重合法、溶液重合法、乳化重
合法等によって重合性ビニルモノマーを得ているが、バ
インダー用樹脂製造コストの点で懸濁重合法が最も優れ
ている。
しかしながら、懸濁重合を実施するに際して用いる分
散剤や開始剤の分解副生物等がバインダー用樹脂中に残
存することはさけられず、このような樹脂をバインダー
としたトナーはその帯電性、特にライフに悪影響を及ぼ
すという問題点がある。
〔課題を解決する為の手段〕
そこで本発明者等は上述した課題のないトナーを開発
することを目的として検討し本発明を完成したものであ
り、そのノニオン系分散剤とアゾ系開始剤を用いて重合
性ビニルモノマーを重合することにより得た樹脂をバイ
ンダーとしたことを特徴とするトナーにあり、さらに、
上記重合性ビニルモノマー組成として0.5〜10重量%の
酸モノマーを使用して得た樹脂をバインダーとしたトナ
ーにある。
本発明を実施する際に使用される重合性ビニルモノマ
ーンは、懸濁重合によりラジカル重合体を与えるような
ものであればいかなるものであってもよく、例えば、ス
チレン、α−メチルスチレン、置換基として、o−メチ
ル基、m−メチル基、p−メチル基、p−エチル基、2,
4−ジメチル基、p−ブチル基、p−ヘキシル基、p−
オクチル基、p−ノニル基、p−デシル基、p−メトキ
シ基、p−フェニル基などを有するスチレン誘導体類、
一般式:CH2=CR−COOR′(但し、Rは水素またはメチル
基を表す)において、R′がメチル基、エチル基、n−
プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチ
ル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル
基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、2−エチルヘキ
シル基、n−ノニル基、イソノニル基、デシル基、ドデ
シル基、トリデシル基、ステアリル基、ドコシル基、シ
クロヘキシル基、ベンジル基、フェニル基、メトキシエ
チル基、エトキシエチル基、ブトキシエチル基、フェノ
キシエチル基などであるアクリル酸エステル類またはメ
タクリル酸エステル類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニ
ルなどのビニルエステル類、アクリロニトリル、メタク
リロニトリルなどのアクリル酸またメタクリル酸誘導体
類、ビニル重合性酸モノマーとしては、分子中に重合性
ビニル基の他に、1個以上の酸性の置換基を有するモノ
マーであり、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタ
コン酸、シトラコン酸、マレイン酸、フマール酸、クロ
トン酸、イタコン酸モノブチルエステル、マレイン酸モ
ノメチルエステル、マレイン酸モノブチルエステル、マ
レイン酸モノオクチルエステル、イタコン酸モノオクチ
ルエステル、2−スルホエチルメタクリレート、2−ス
ルホエチルアクリレート、2−アクリルアミド−2−メ
チルプロパンスルホン酸、ビニルベンゼンスルホン酸等
が挙げられる。これらは1種もしくは2種以上の混合系
で使用される。2種以上の重合性ビニルモノマー混合系
の例としてはスチレン及び/又はその誘導体、(メタ)
アクリル酸アルキルエステルを主要な構成成分とするモ
ノマー混合物が挙げられる。
本発明においては、ノニオン系分散剤として重合した
ビニル重合体をバインダーとしたトナーとしているた
め、従来法によって得た重合体をバインダーとしたトナ
ーに比べて大幅にそのライフが改善される。
更に、ビニル重合体を構成するビニルモノマーの1成
分として酸モノマーを共重合すると、さらに得られるト
ナーのライフが改善される。その使用量は、モノマー全
体の0.5〜10重量%が好ましい。該モノマーを0.5重量%
未満の範囲で重合したビニル重合体をバインダーとした
トナーでは酸モノマーを共重合せしめた効果が発揮され
ず、一方該モノマーを10重量%を越える割合で共重合し
たビニル重合体をバインダーとしたトナーは他のトナー
特性に悪影響を及ぼす。
本発明において用いられるビニル重合体を得るには懸
濁重合法を採用するが、この際用いるアゾ系開始剤とし
ては、特に限定されるものではなく公知のものを用いる
ことができる。例えば、アゾビスイソブチロニトリル、
2,2′−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、
ジメチル−2,2′−アゾビスイソブチロニトリル、2,2′
−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)、1,1′−
アゾビス−(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、
2,2′−アゾビス−(2−シクロプロピルプロピオニト
リル)、2,2′−アゾビス−(4−メトキシ−2,4−ジメ
チルバレロニトリル)等が挙げられる。これらの重合開
始剤は1種もしくは2種以上の混合系で使用される。こ
れらの中でも、モノマーに対する重合活性の持続性と比
較的短時間で重合を完了させ、得られる重合体中に分解
副生成物が残存しにくいアゾビスイソブチロニトリル、
2,2′−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、
ジメチル−2,2′−アゾビスイソブチロニトリル、2,2′
−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)を用いるこ
とが好ましい。
また、懸濁重合を実施するに際して用いられるノニオ
ン系分散剤としては、ポリビニルアルコール、メチルセ
ルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセル
ロース、ゼラチン、ポリエチレンオキサイド等がある。
これらノニオン系分散剤のうち、ケン化度70〜90%で重
合度500〜3000のポリビニルアルコールが、得られる樹
脂のトナー用バインダー特性を向上させるので好まし
い。
前記ノニオン系分散剤の使用量は、生成する樹脂粒子
が重合中に凝集することなく重合操作を完了させ得るに
必要な量が使用されるが、一般には水100重量部に対し
て0.01〜5重量部、好ましくは0.05〜2重量部が使用さ
れる。
また、必要ならば使用される分散助剤を使用すること
もでき、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸
ナトリウム、硫酸カリウムなどの電解質類などを挙げる
ことができる。
懸濁重合の重合条件としては重合に供する重合性ビニ
ルモノマーの種類やアゾ系開始剤の種類及びその使用量
によって異なるが、一般に30〜130℃、好ましくは60〜1
00℃で、時間は1〜10時間程度が適当である。
懸濁重合が終了した反応系は濾過し、充分な洗浄、脱
水、及び乾燥を実施し、トナー用バインダー樹脂を着色
剤その他の添加剤を添加して本発明のトナーとするので
あるが、かくして得たトナーは極めて優れたライフを備
えたものとなっている。
以下に本発明を実施例を用いて説明する。尚、実施例
中、部は重量部を示す。
参照例1 スチレン83部、2−エチルヘキシルアクリレート17
部、及びジビニルベンゼン0.3部からなるモノマー混合
物に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル3部を
溶解した混合物を、部分ケン化ポリビニルアルコール
((株)クラレ製PVA−224E)0.2部を脱イオン水220部
に溶かした重合媒体柱に添加し、80℃まで昇温後90分間
懸濁重合を行った。得られた分散液を室温まで冷却し、
濾過した后充分に洗浄、脱水を行ない乾燥してビーズ状
のバインダー樹脂を得た。
上記バインダー樹脂92部、カーボンブラック(三菱化
成(株)製#40)7部、帯電制御剤(オリエント化学工
業(株)製ボントロンS−34)1部を2軸押出機を用い
て150℃で約5分間混練し、冷却後ジェットミルにより
微粉砕し、分級して粒径5〜15μのものをトナーとし
た。このトナーの体積平均粒径は9.6μであった。
上記トナーを用いて、市販の複写機((株)リコー製
リコピーFT4510)で複写試験を行ったところ、初期及び
10000枚複写後はカブリのない高解像度の鮮明な画像が
得られたが、20000枚の複写後はわずかにカブリ気味と
なり解像度がやや低下した画像が得られたが、実用上問
題とならない程度であった。
実施例1 使用モノマーとしてスチレン82部、2−エチルヘキシ
ルアクリレート17部、メタクリル酸1部、及びジビニル
ベンゼン0.3部を用いる以外は、参照例1と同様にして
懸濁重合を行って得た樹脂をバインダーとしてトナーを
得た。このトナーの性能を評価したところ、20000枚の
複写後もカブリのない高解像度の鮮明な画像が得られ
た。
実施例2 使用モノマーとしてスチレン82.5部、2−エチルヘキ
シルアクリレート17部、メタクリル酸0.5部、及びジビ
ニルベンゼン0.3部とする以外は、参照例1と同様にし
てバインダー用樹脂を得、このバインダー用樹脂を用い
てトナーを作り、このトナーの性能を評価したところ、
初期及び10000枚の複写後はカブリのない高解像度の鮮
明な画像が得られたが、20000枚の複写後はわずかにカ
ブリ気味の画像が得られたが、実用上問題とならない程
度であった。
実施例3 使用モノマーとしてスチレン73部、2−エチルヘキシ
ルアクリレート17部、メタクリル酸10部、及びジビニル
ベンゼン0.3部とする以外は、参照例1と同様にしてバ
インダー樹脂を得、このバインダー樹脂を用いてトナー
を得その性能を評価したところ、20000枚複写後もカブ
リのない高解像度の鮮明な画像が得られたが、定着性及
び粉砕性がやや低下した。
比較例1 重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイド3部を用
い、重合温度を85℃とする以外は、参照例1と同様にし
てバインダー用樹脂を得、このバインダー用樹脂を用い
て得たトナーの性能を評価したところ、初期画像はカブ
リのない高解像度の鮮明なものであったが、5000枚複写
後は、カブリ気味の解像度が低下した画像しか得られな
かった。
比較例2 開始剤としてベンゾイルパーオキサイド3部を用い、
重合温度85℃とする以外は、実施例1と同様にしてバイ
ンダー用樹脂を得、このバインダー用樹脂を用いて得た
トナーの性能を評価したところ、初期画像はカブリのな
い高解像度の鮮明なものであったが、10000枚複写後
は、カブリ気味の解像度が低下した画像しか得られなか
った。
比較例3 分散剤としてアニオン変性ポリビニルアルコール
((株)クラレ製KL−318)0.2部を用いる以外は、参照
例1と同様にしてバインダー用樹脂を得、このバインダ
ー用樹脂を用いて得たトナーの性能を評価したところ、
初期画像はカブリのない高解像度の鮮明なものであった
が、5000枚複写後は、カブリ気味の解像度が低下した画
像しか得られなかった。
比較例4 分散剤としてアニオン変性ポリビニルアルコール
((株)クラレ製KL−318)0.2部を用いる以外は、実施
例1と同様にしてバインダー用樹脂を得、このバインダ
ー用樹脂を用いて得たトナーの性能を評価したところ、
初期画像はカブリのない高解像度の鮮明なものであった
が、10000枚複写後は、カブリ気味の解像度が低下した
画像しか得られなかった。
比較例5 分散剤としてカチオン変性ポリビニルアルコール
((株)クラレ製C−318)0.2部を用いる以外は、参照
例1と同様にしてバインダー用樹脂を得、このバインダ
ー用樹脂を用いて得たトナーの性能を評価したところ、
初期画像はカブリのない高解像度の鮮明なものであった
が、5000枚複写後は、カブリ気味の解像度が低下した画
像しか得られなかった。
比較例6 分散剤としてカチオン変性ポリビニルアルコール
((株)クラレ製C−318)0.2部を用いる以外は、実施
例1と同様にしてバインダー樹脂を得、このバインダー
樹脂を用いて得たトナーの性能を評価したところ、初期
画像はカブリのない高解像度の鮮明なものであったが、
10000枚複写後は、カブリ気味の解像度が低下した画像
しか得られなかった。
〔発明の効果〕
以上詳述したように、本発明の方法により、低コスト
で多数枚複写した場合の画質安定性(ライフ)に優れた
トナー用樹脂を提供することができ、その効果は極めて
大きいものである。
フロントページの続き (72)発明者 久保 伸司 愛知県名古屋市東区砂田橋4丁目1番60 号 三菱レイヨン株式会社内 (72)発明者 稲垣 元司 愛知県名古屋市東区砂田橋4丁目1番60 号 三菱レイヨン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−155362(JP,A) 特開 昭49−101031(JP,A) 特開 昭59−78202(JP,A) 特開 昭60−88003(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03G 9/087

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ノニオン系分散剤及びアゾ系開始剤とを用
    い懸濁重合法によって0.5〜10重量%の酸モノマーを含
    む重合性ビニルモノマーを懸濁重合して得られた重合体
    をバインダーとしたトナー。
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