JP3209991B2 - トナー - Google Patents

トナー

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JP3209991B2
JP3209991B2 JP37126799A JP37126799A JP3209991B2 JP 3209991 B2 JP3209991 B2 JP 3209991B2 JP 37126799 A JP37126799 A JP 37126799A JP 37126799 A JP37126799 A JP 37126799A JP 3209991 B2 JP3209991 B2 JP 3209991B2
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貞夫 木村
良 船渡
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は電子写真の現像に用
いられる乾式トナーに関する。 【0002】 【従来の技術】従来、乾式トナー用樹脂については数多
くの発明がなされ、種々のトナー物性が改良されてきて
いる。しかしながら、従来使用されているトナー用樹脂
又はトナー中には残存モノマーが多く、トナー製造時、
特に溶融混練時に臭気を発する為に職場環境が悪くなっ
たり、又はコピー時に臭気を発し、不快感を与えるとい
った問題を有しており、その改善に対する要望が強い。 【0003】このような状況において、この問題を解決
すべく重合終了後に重合温度あるいはそれ以上の温度に
長時間維持したり、重合終了後の脱水乾燥して得られた
固形状樹脂を押出機等を用いて溶融状態で残存モノマー
を除去する方法等が開示されている。しかしながら、こ
れらの方法は工程が繁雑でコストアップになったり、溶
融混練等による品質低下の問題を残しており、短時間で
簡単でかつ残存モノマーの非常に少ないトナー用樹脂又
はトナーの出現が期待されている。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記目
的を達成すべく鋭意検討を実施してきたが、驚くべきこ
とにトナー用樹脂中の残存モノマーを特定濃度以下にす
ることにより、トナー用樹脂及びトナーとしたときの臭
気が大幅に改善され、かつトナーの耐ブロッキング性及
び耐塩ビ可塑剤性も同時に改善されることが、又、樹脂
の製造法において特定の処理工程を採用することによっ
て短時間に樹脂中の残存モノマーを除去できることが判
明し、本発明に至った。 【0005】 【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、少なくともバインダー樹脂および着色剤を、少な
くとも混練および粉砕することにより得られるトナーで
あって、該バインダー樹脂が、その重合のための単量体
と可塑剤の合計重量に対して10重量%以上の可塑剤が
存在しない条件下に重合することによって得られる、ス
チレン及び/又はその誘導体、(メタ)アクリル酸エス
テルを主要な構成成分とするものであり、且つ、該バイ
ンダー樹脂のガラス転移点が50〜100℃であり、そ
の残存モノマー量が200ppm 以下であることを特徴と
する磁性を有さないトナーにある。 【0006】 【発明の実施の形態】まず、本発明のトナーに使用され
るバインダー樹脂について説明する。本発明に用いられ
るバインダー樹脂としては、懸濁重合で製造することが
できる通常公知のラジカル重合物を適用することができ
る。これらの樹脂を得るために用いられる単量体の具体
例としては、スチレン、α−メチルスチレン、置換基と
してp−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−メチキシ基、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わす)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、s−ブチル基、t−
ブチル基、n−ベンチル基、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
またはメタクリル酸誘導体類などの単量体を挙げること
ができ、目的に応じて単量体単独又は混合物として使用
すればよい。 【0007】例えば、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
とする単量体混合物等が代表例として挙げられる。バイ
ンダー樹脂の製造時には、これらの単量体混合物ととも
に、必要に応じて種々の添加剤を使用することができる
が、添加剤として可塑剤を大量に使用することは、得ら
れるトナーの耐塩ビ可塑剤性を損ねるので好ましくな
い。又、得られるバインダー樹脂のガラス転移点(T
g)としては、耐ブロッキング性や定着性の点から50
〜100℃、特に55〜80℃が好ましい。一般にTg
は測定法および測定条件により若干異なるが、本発明で
のTgは示差走査熱量計(以下DSCと記す)で昇温速
度を10℃/分として測定したチャートのベースライン
とTg近傍での吸熱カーブの交点として定義される。 【0008】本発明においては、バインダー樹脂中の残
存モノマー量は200ppm 以下である必要がある。残存
モノマー量が200ppm を超えると耐ブロッキング性及
び耐塩ビ可塑剤性が低下し、又、臭気の問題も残り好ま
しくない。この残存モノマー量は、好ましくは110pp
m 以下の範囲であり、さらに好ましくは90ppm 以下の
範囲である。バインダー樹脂中の残存モノマー量を20
0ppm 以下とする具体的な方法としては、バインダー樹
脂を構成する単量体混合物を懸濁重合等の重合法により
合成し、次いで該分散液を得られる樹脂のTg以上の温
度に加熱しながら分散液中の水量に対して5〜50重量
%の水を水蒸気として溜去するものである。又、更に多
量の空気や窒素等の吹込みを導入したり、分散液の沸点
近傍まで加温するとより短時間の処理で目的を達成する
ことができる。 【0009】本発明においては、水を水蒸気として溜去
するための加熱温度は得られる樹脂のTg以上であるこ
とが必要であり、Tg未満では樹脂中の残存モノマーが
樹脂内にとじ込められ、残存モノマー量を200ppm 以
下とすることが難しい。上記方法においては、溜去する
水の量は懸濁重合後の樹脂分散液中の水量に対して5重
量%以上であることが必要であり、これより低いと樹脂
中の残存モノマーを200ppm 以下とすることが難し
い。又、60重量%を超えても残存モノマーの低減効果
は少なく、樹脂の二次凝集やカレット量の増大等の問題
が生じ易く好ましくない。 【0010】本発明における懸濁重合は実質的に重合が
終了するまでは公知の方法で行われる。まず温度計を備
えた反応器に単量体に対して1ないし10倍、好ましく
は2ないし4倍の水、懸濁分散安定剤および必要ならば
分散助剤を入れ攪拌を行い、次いで常温または加温しな
がら単量体、重合開始剤および必要ならば連鎖移動剤を
添加し所定の重合温度にまで加温し、実質的に重合が完
了する、すなわち重合率が少なくとも95%になるまで
加温を続ける。 【0011】本発明における重合開始剤としては公知の
ラジカル重合活性のあるものが使用される。その具体例
としては、ジ−t−ブチルパーオキシド、t−ブチルク
ミルパーオキシド、ジグミルパーオキシド、アセチルパ
ーオキシド、イソブチリルパーオキシド、オクタノニル
パーオキシド、デカノニルパーオキシド、ラウロイルパ
ーオキシド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパー
オキシド、ベンゾイルパーオキシド、m−トルオイルパ
ーオキシド、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブ
チルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシ
ピパレート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、
クミルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオ
キシ2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ
3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパ
ーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシベンゾエー
ト、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネートな
どを挙げることができるが、中でも単量体に対する重合
活性の持続性と比較的短時間で重合を完了させる点から
オクタノニルパーオキシド、デカノニルパーオキシド、
ラウロイルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、m
−トルオイルパーオキシドなどの過酸化物が本発明にお
いて特に有効である。又、これ以外にもアゾ化合物、例
えばアゾビスイソブチロニトリルや2,2′−アゾビス
−(2,4−ジメチルバレロニトリル)などを挙げるこ
とができる。これらの重合開始剤は比較的短時間で重合
を完結させるのに必要な量が使用されるが、一般には単
量体100重量部に対して0.1ないし10重量部、好
ましくは0.5ないし5重量部が用いられる。本発明は
重合開始剤の少なくとも一部として過酸化物を用いる場
合に適用され、アゾ化合物、たとえば、アゾビスイソブ
チルニトリルや2,2′アゾビス−(2,4−ジメチル
バレロニトリル)などを一部併用する場合も包含され
る。 【0012】本発明において必要に応じて使用される連
鎖移動剤としては公知のもの、たとえば、n−オクチル
メルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシ
ルメルカプタン、チオグリコール酸2−エチルヘキシル
などを挙げることができる。これらの連鎖移動剤は樹脂
中に残存すると溶融時の悪臭の原因となるので使用する
場合には必要最小限とすべきである。 【0013】本発明における懸濁分散安定剤としては公
知のものが使用される。その具体例としては、ポリビニ
ルアルコール、部分鹸化ポリビニルアルコール、アクリ
ル酸またはメタクリル酸の単独重合体または共重合体の
ナトリウム塩またはカリウム塩、カルボキシメチルセル
ロース、ゼラチン、デンプンなどの水溶性樹脂類、硫酸
バリウム、硫酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸カルシ
ウム、炭酸マグネシウム、リン酸カルシウムなどの水難
溶性または不溶性の無機粉末類などを挙げることができ
る。これらの懸濁分散安定剤は生成する樹脂粒子が重合
およびアルカリと溶剤による処理(以下アルカリ・溶剤
処理と記す)中に凝固することなく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ないし5重量部、好ましくは0.05な
いし2重量部使用される。また本発明で必要ならば使用
される分散助剤としては塩化ナトリウム、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。 【0014】本発明における懸濁重合の条件は重合され
る単量体の種類や重合開始剤の種類および量によって異
なるが、一般に温度は50ないし130℃、好ましくは
70ないし100℃で、時間は1ないし10時間程度が
適当である。本発明のトナーは、以上のようなバインダ
ー樹脂とカーボンブラック等の着色剤を少なくとも含有
するものであり、使用するバインダー樹脂の残存モノマ
ー量を低減することに伴って、トナーの残存モノマー量
が低減されるものである。 【0015】本発明のトナー中における各成分の組成比
は特に限定されるものではなく、一般的に使用されてい
るトナーと同程度の比率とすることができる。例えば、
バインダー樹脂と着色剤とは、重量比で60〜98:2
〜40程度の範囲で使用することができる。また、本発
明のトナーは、例えば、バインダー樹脂と着色剤等から
なる混合物を、二軸押出機等の混練機を用いて、150
℃程度の温度で混練した後、ジェットミル等を用いて微
粉砕、分級を行いトナー化される。得られたトナー粒子
は、平均粒径が5〜15μm程度であることが好まし
い。なお、本発明のトナーには、バインダー樹脂や着色
剤の他に、荷電制御剤、オフセット防止剤、磁性粉等の
添加剤を使用してもよい。 【0016】 【実施例】次に実施例を示し、本発明を説明する。なお
実施例における部数は、特に明記しない限り重量部を示
す。 実施例1〜3、比較例1 スチレン79.7部、n−ブチルアクリレート20部、
ジビニルベンゼン0.3部を水300部、部分鹸化ポリ
ビニルアルコール(日本化学工業(株)製ゴーセノール
GH−20)0.2部の混合物中に添加、攪拌し、次い
でベンゾイルパーオキサイド3部を添加し、85℃に昇
温後、懸濁重合を2時間行い、重合を完結した。その
後、103℃まで昇温し表1に示すように、水をそれぞ
れ系中の水量に対して5%、20%、40%、50%溜
去した。得られた樹脂中の残存モノマーをガスクロマト
グラフ法により測定したところ、それぞれ200ppm 、
110ppm 、90ppm 、80ppm であった。又、水を6
0%溜去しようとしたものは途中で二次凝集が激しく、
トナー用樹脂粉が得られず中止した。 【0017】得られた各樹脂92.5部に対してカーボ
ンブラック(三菱化成工業(株)製#30)5部、荷電
制御剤(オリエント化学工業(株)製ボントロンS−3
1)25部を二軸の押出機にて150℃で5分程混練
し、冷却後、ジェットミルで微粉砕し、5〜15μの粒
子を集めてトナーを製造した。製造したトナーにつき、
それぞれTgを測定し、耐ブロッキング性、耐塩ビ可塑
剤性、臭気を評価した。得られた結果を表1に示す。 比較例2〜4 実施例1〜3と同様にして懸濁重合を完結した後、直ち
に樹脂を取り出したもの、重合後92℃に昇温し2時間
保持した後に樹脂を取り出したもの、及び重合後直ちに
樹脂を取り出し、50℃で20時間乾燥した後に150
℃で5分間押出機を通じて脱残存モノマー処理したもの
について、実施例1〜3と同様の評価を実施した。得ら
れた結果を表1に示す。 【0018】 【表1】 【0019】 【発明の効果】以上詳述したように、本発明のトナー
は、残存モノマー量が少ないバインダー樹脂を使用する
ことによって、臭気がなく、かつ耐ブロッキング性及び
耐塩ビ可塑剤性に優れた効果を発揮するものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 桂二 愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目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61−72258(JP,A) 特開 昭59−135478(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 9/08

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.少なくともバインダー樹脂および着色剤を、少なく
    とも混練および粉砕することにより得られるトナーであ
    って、該バインダー樹脂が、その重合のための単量体と
    可塑剤の合計重量に対して10重量%以上の可塑剤が存
    在しない条件下に重合することによって得られる、スチ
    レン及び/又はその誘導体、(メタ)アクリル酸エステ
    ルを主要な構成成分とするものであり、且つ、該バイン
    ダー樹脂のガラス転移点が50〜100℃であり、その
    残存モノマー量が200ppm 以下であることを特徴とす
    磁性を有さないトナー。 2.バインダー樹脂の残存モノマー量が110ppm 以下
    であることを特徴とする請求項1記載のトナー。 3.バインダー樹脂の残存モノマー量が90ppm 以下で
    あることを特徴とする請求項1記載のトナー。 4.バインダー樹脂のガラス転移点が50〜80℃であ
    ることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のト
    ナー。
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