JP3232349B2

JP3232349B2 - 現像剤

Info

Publication number: JP3232349B2
Application number: JP04570893A
Authority: JP
Inventors: 紀行逢坂
Original assignee: Soken Chemical and Engineering Co Ltd
Current assignee: Soken Chemical and Engineering Co Ltd
Priority date: 1993-02-09
Filing date: 1993-02-09
Publication date: 2001-11-26
Anticipated expiration: 2016-11-26
Also published as: JPH06236064A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、現像剤、詳しくは、高
温・高湿下で使用しても、或いは、複写枚数が約５万枚
を越えても、トナーフイルミング現象やカブリ現象の発
生が可及的に少ない現像剤に関するものである。なお、
本発明における「カブリ」とは、電子写真法や静電記録
法において複写した紙に発生する非画像部の汚れを意味
する。

【０００２】

【従来の技術】周知の通り、電子写真法や静電記録法に
使用されている現像剤（「電子写真トナー」とも呼ばれ
ている）には性能を改善・向上させるために種々の外添
剤が添加されているが、その内の一種に球形の重合体微
粉末がある。

【０００３】例えば、特公平4-9299号公報（対応公開公
報：特開昭 60-186851号）−以下「第１公報」という−
には、「トナー粉末と、このトナー粉末の平均粒径より
小さい 0.1〜２μm の平均粒径を有する液滴状態を経て
得られる実質的に球形のアクリル酸アルキルエステルま
たはメタクリル酸アルキルエステルの単独重合体もしく
は共重合体の微粉末とを混合してなる現像剤は、５万枚
の複写を行ったとしてもクリーニング不良やトナーのフ
イルミングが生じない」旨が記載されている。例えば、
特公平 2-60179号公報（対応公開公報：特開昭 60-1868
52号）−以下「第２公報」という−には、「トナー粉末
と、このトナー粉末の平均粒径より小さい 0.1〜２μm
の平均粒径を有する実質的に球形のアクリル酸アルキル
エステルまたはメタクリル酸アルキルエステルとスチレ
ン系モノマーとの共重合体の微粉末とを前記トナー粉末
に対し0.01〜10重量％混合してなる現像剤であって、前
記共重合体の微粉末におけるアクリル酸アルキルエステ
ルまたはメタクリル酸アルキルエステルとスチレン系モ
ノマーとの割合が、アクリル酸アルキルエステルまたは
メタクリル酸アルキルエステル80〜15重量％、スチレン
系モノマー20〜85重量％である現像剤は、５万枚の複写
を行ったとしてもクリーニング不良やトナーのフイルミ
ングが生じない」旨が記載されている。例えば、特公平
2-3172号公報（対応公開公報：特開昭 60-186854号）−
以下「第３公報」という−には、「トナー粉末と、この
トナー粉末の平均粒径よりも小さい平均粒径を有する微
粉末とを混合してなり、前記微粉末は、アクリル酸エス
テルモノマー、メタクリル酸エステルモノマー、スチレ
ン系モノマー、含窒素付加重合性モノマー、重合性不飽
和カルボン酸モノマーから選択される１種類以上のモノ
マーを水媒質中で過硫酸塩系開始剤により重合せしめる
か、水溶性ポリマーを乳化剤の代わりに用いて重合せし
める無乳化剤乳化重合によって得られるほぼ球形の0.05
〜５μm の平均粒径を有する重合体微粉末である電子写
真トナーは、５万枚の複写を行ったとしてもクリーニン
グ不良やトナーのフイルミングが生じない」旨が記載さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近時、乾式電子複写機
の普及がめざましく、空調設備の整っているオフィス等
における使用に止まらず、高温・高湿下の劣悪な環境で
使用されている例も稀ではない。ところが、当業者間に
よく知られている通り、現在市販されている現像剤を高
温・高湿下で使用する場合には、トナーフイルミング現
象やカブリ現象が発生することがある。例えば、本発明
者が行った追試結果によれば、前掲第１〜３公報に開示
されている球形の重合体微粉末を外添剤とする現像剤に
あっても、これらを高温・高湿下で使用する場合には、
トナーフイルミング現象やカブリ現象の発生が認めら
れ、特に、複写枚数が約５万枚を越えると顕著に発生し
た。

【０００５】本発明者は、高温・高湿下で使用しても、
或いは、複写枚数が約５万枚を越えても、トナーフイル
ミング現象やカブリ現象の発生が可及的に少ない現像剤
を提供することを技術的課題として、研究を重ねて来た
ものであるが、その途上において、外添剤として用いる
球形重合体微粉末の製造工程における諸条件が、トナー
フイルミング現象やカブリ現象発生の一因となっている
ことを知った。

【０００６】即ち、例えば、第１、２公報に開示されて
いる球形の重合体微粉末を、アニオン性乳化剤，ノニオ
ン性乳化剤，カチオン性乳化剤等の周知乳化剤を用いる
乳化重合法によって製造した場合には、生成したポリマ
ー粒子に付着している乳化剤の存在によって得られた球
形の重合体微粉末が吸湿性をもっていることが、高温・
高湿下におけるトナーフイルミング現象やカブリ現象発
生の要因となっているのである。また、第３公報に開示
されている球形の重合体微粉末は、その製造に当って、
上記の周知乳化剤を用いるものではないが、反面、当該
周知乳化剤を用いない重合反応によっているために重合
安定性が悪く、生成したポリマー粒子中に凝集物が混在
しており、得られた球形の重合体微粉末中に凝集物が混
在していると、トナーと均一に混合できないので、複写
枚数が約５万枚を越えると帯電量が変化することが、ト
ナーフイルミング現象やカブリ現象発生の要因となって
いるのである。なお、上記凝集物を濾過によって除去す
るときには収率が60〜70％に低下してしまう。

【０００７】本発明者は、前述の通りの現況に鑑み、外
添剤として用いる球形の重合体微粉末の種類とその製造
工程における諸条件について、多くの実験・試作を重ね
た結果、前記技術的課題を達成したものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記技術的課題は、次の
通りの本発明によって達成できる。

【０００９】即ち、本発明は、スチレン系モノマー90〜
99.5部とアクリル系モノマー0.5 〜10部とを、アニオン
性乳化剤，ノニオン性乳化剤及びカチオン性乳化剤から
選ばれる乳化剤0.005 〜0.200 部の存在下において、重
合開始剤を用いて乳化重合させて得た平均粒径0.15〜1.
00μm の球形の共重合体微粉末を、トナー粉末に対して
0.1 〜2.0 ％を混合してなる現像剤である。

【００１０】本発明の構成を詳しく説明すれば次の通り
である。先ず、外添剤として用いる球形の重合体微粉末
について述べる。本発明における球形の重合体微粉末の
出発物とするモノマーは、外添剤として用いる球形の重
合体微粉末の出発物として前掲第１〜３公報にも記載さ
れている通り、周知の各種モノマーの内からスチレン系
モノマーとアクリル系モノマーとを用いる。

【００１１】スチレン系モノマーとしては、スチレン、
メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレ
ン、エチルスチレン、ジエチルスチレン、トリエチルス
チレン、プロピルスチレン、ブチルスチレン、ヘキシル
スチレン、ヘプチルスチレン及びオクチルスチレンなど
のアルキルスチレン；フロロスチレン、クロロスチレ
ン、ブロモスチレン、ジブロモスチレン及びヨードスチ
レンなどのハロゲン化スチレン；さらに、ニトロスチレ
ン、アセチルスチレン、メトキシスチレンを挙げること
ができる。

【００１２】アクリル系モノマーとしては、（メタ）ア
クリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）
アクリル酸ブチル及び（メタ）アクリル酸ラウリルなど
の（メタ）アクリル酸アルキル；（メタ）アクリル酸２
−ヒドロキシメチル及び（メタ）アクリル酸２−ヒドロ
キシプロピルなどの（メタ）アクリル酸ヒドロキシアル
キル；トリメチロールプロパンモノ（メタ）アクリレー
ト及びトリメチロールエタンモノ（メタ）アクリレート
などの多価アルコールの（メタ）アクリル酸モノエステ
ル；ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート
及びポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレー
トなどのポリアルキレングリコールの（メタ）アクリレ
ート；ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレートなど
のジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート；
（メタ）アクリルアミドならびにグリシジル（メタ）ア
クリレートを挙げることができる。また、本発明におい
ては、上記の（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキルモ
ノエステル、多価アルコールの（メタ）アクリル酸モノ
エステル及びポリアルキレングリコールの（メタ）アク
リレートモノエステルのアルキルエーテルをも用いるこ
ともできる。なお、上記において「（メタ）アクリ」と
は、メタクリ又はアクリを意味している。

【００１３】本発明においては、スチレン系モノマーと
アクリル系モノマーの使用量が重要であり、前者を90〜
99.5部、後者を 0.5〜10部の各範囲内で使用しなければ
ならない。

【００１４】本発明においては、所定量のスチレン系モ
ノマーとアクリル系モノマーとを、アニオン性乳化剤,
ノニオン性乳化剤及びカチオン性乳化剤から選ばれる乳
化剤の存在下において、重合開始剤を用いて乳化重合さ
せる。上記の各乳化剤は、乳化重合に当って汎用されて
いる周知のものであるが、具体的には、高級アルコール
硫酸エステルナトリウム、アルキルジフエニルエーテル
ジスルホン酸ナトリウム、アルキルベンゼンスルホン酸
ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、
スルホコハク酸ジアルキルエステルナトリウム、脂肪酸
ナトリウム、脂肪酸カリウム、アルキル（又はアルキル
フエニル）エーテル、硫酸エステルナトリウム、硫酸エ
ステルアンモニウム，アルキルフエノールエチレンオキ
サイド付加物、高級アルコールエチレンオキサイド付加
物、ポリプロピレングリコールオキサイド付加物，第４
級アンモニウム塩等が挙げられる。

【００１５】また、重合開始剤は乳化重合に当って常用
されているものを常法に従って使用すればよく、具体的
には、過硫酸塩系（例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ア
ンモニウム等）重合開始剤やアゾビス系（例えば、アゾ
ビスイソブチロニトリル等）重合開始剤を適量用いる。

【００１６】本発明においては、前記各乳化剤の使用量
が重要であり、 0.005〜 0.200部の範囲内で使用しなけ
ればならない。

【００１７】本発明における乳化重合反応自体は、水を
媒質として常法通り行う。即ち、水に前記各モノマーの
各所定量と前記乳化剤の所定量を加え、攪拌下におい
て、適量の重合開始剤を用いて、分散しているモノマー
を乳化重合させれば、平均粒系0.15〜1.00μm の範囲内
にある球形の共重合体微粒子が生成する。反応終了後、
媒質とした水を除去するには、粉体製造に常用されてい
る種々の乾燥手段と解砕手段とが適用できるが、噴霧乾
燥によって乾燥して水を揮散させた後、乾燥物をジェッ
トミル等を用いて解砕することが適切である。

【００１８】次に、本発明に係る現像剤は、前記の通り
にして得られた平均粒径0.15〜1.00μm の範囲内にある
球形の共重合体微粉末を、トナー粉末に対して0.1 〜2.
0 ％の範囲内で混合したものである。上記の平均粒径の
数値範囲と混合量の数値範囲とは、いずれもこの種の外
添剤を用いる場合に採られている通常の数値範囲であ
る。トナー粉末は、電子写真用トナーとして市販されて
いるものを対象とすることができ、また、一成分系、二
成分系のいすれのトナー粉末も対象とできるが、平均粒
径８〜12μm 程度のトナー粉末を対象とすることが好ま
しい。なお、本発明における球形の共重合体微粉末を外
添剤としてトナー粉末に混合するに当っては、他の既知
外添剤と併用することも可能である。

【００１９】

【作用】前記の構成を採る本発明の作用は次の通りであ
る。先ず、本発明において外添剤として用いる球形の共
重合体微粉末は、スチレン系モノマー90〜99.5部とアク
リル系モノマー 0.5〜10部との共重合体であり、スチレ
ン分が主体であるから、高温・高湿下における吸湿性が
非常に小さい。なお、スチレン分単体では外添剤として
の性能が充分でないが、アクリル分を上記範囲で用いる
ことによって、外添剤として要求される諸性能を発揮す
ることが保証できる。

【００２０】また、本発明においては、前記各乳化剤の
使用量を 0.005〜 0.200部と、従来法と比較して、極め
て少量としているから、前述した乳化剤に起因する高温
・高湿下における吸湿性の問題が生じない。なお、上記
範囲内の使用量であれば、重合安定性がよく、且つ、高
温・高湿下における使用に当ってトナーフイルミング現
象やカブリ現象の発生が防止できることを保証できる
が、 0.005部未満の使用量では乳化重合時に凝集物が混
在し、0.200部を越える使用量では高温・高湿下におけ
る使用に当ってトナーフイルミング現象やカブリ現象、
特にカブリ現象が発生する。

【００２１】従って、本発明における球形の共重合体微
粉末を外添剤として混合してなる現像剤は、前記作用か
らして当然のことではあるが、高温・高湿下で使用し
て、その複写枚数が約５万枚を越えても、トナーフイル
ミング現象やカブリ現象の発生が可及的に少ないのであ
る。

【００２２】

【実施例】実施例と比較例とを挙げて本発明をより詳し
く説明する。なお、以下において「部」は重量部を、
「％」は「重量％」を意味する。実施例１攪拌器、温度計及びコンデンサーが装着された１l の三
つ口フラスコに、イオン交換水 400部、スチレンモノマ
ー91部、メタクリル酸メチルモノマー９部及びドデシル
ベンゼンスルホン酸ナトリウム0.05部を入れ、攪拌しな
がら、温浴にて75℃に加温し、過硫酸カリウム 0.5部を
添加して、攪拌下、75℃に保持して８時間乳化重合反応
を行った後、加温を停止し室温まで冷却し、その後、反
応液を粉霧乾燥器にて乾燥し、ジェットミルで解砕し
て、平均粒径0.35μm の球形の共重合体微粉末95部を得
た（なお、この微粉末の重合安定性と吸湿性の測定結果
を表１に示した）。ここに得られた微粉末２部を、スチ
レンとｎ−ブチルメタアクリレートとの共重合体を結着
剤樹脂として着色剤にカーボンブラックを用いた平均粒
径12μm の電子写真用トナー粉末 100部に加え、ヘンシ
ルミキサーによって混合して現像剤とした。

【００２３】比較例１ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの量を0.25部に
変更した以外は、実施例１と全く同様にして、平均粒径
0.2μm の球形の共重合体微粉末96部を得（なお、この
微粉末の重合安定性と吸湿性の測定結果を表１に示し
た）、ここに得られた微粉末を用いた以外は、実施例１
と全く同様にして、現像剤とした。

【００２４】比較例２ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの量を 0.001部
に変更した以外は、実施例１と全く同様にして、平均粒
径 0.4μm の球形の共重合体微粉末69部を得（なお、こ
の微粉末の重合安定性と吸湿性の測定結果を表１に示し
た）、ここに得られた微粉末を用いた以外は、実施例１
と全く同様にして、現像剤とした。

【００２５】比較例３スチレンモノマーの量を50部に、メタクリル酸メチルモ
ノマーの量を50部に、それぞれ変更した以外は、実施例
１と全く同様にして、平均粒径0.35μm の球形の共重合
体微粉末88部を得（なお、この微粉末の重合安定性と吸
湿性の測定結果を表１に示した）、ここに得られた微粉
末を用いた以外は、実施例１と全く同様にして、現像剤
とした。

【００２６】比較例４攪拌器、温度計、窒素導入管及びコンデンサーが装着さ
れた１l 四つ口フラスコに、イオン交換水 300部、メチ
ルメタクリレートモノマー94部を入れ、重合開始剤とし
て過硫酸カリウムとチオ硫酸ナトリウムとからなるレド
ックス系触媒を５×10^{- 3}mol/l、重合促進剤として硫酸
銅を 2.5×10^{- 3}mol/lになるように、それぞれ添加し、
攪拌下、温浴にて60℃に保持して窒素気流中で90分間重
合反応を行った後、加温を停止し室温まで冷却し、その
後、反応液を限外濾過装置にて濾過洗浄し、熱風乾燥器
にて乾燥し、ジェットミルで解砕して、平均粒径0.45μ
mの重合体微粉末62部を得た（なお、この微粉末の重合
安定性と吸湿性の測定結果を表１に示した）。ここに得
られた微粉末を用いた以外は、実施例１と全く同様にし
て、現像剤とした。

【００２７】（測定結果）実施例１及び比較例１〜４で
得た各微粉末の重合安定性と吸湿性を次の手法によって
測定した結果を表１に示す。重合安定性は、各微粉末の
電子顕微鏡写真（×40〜500 ）を目視で観察して、凝集
物の存在が殆ど認められない場合を◎とし、凝集物の存
在が認められても少ない場合を○とし、多くの凝集物の
存在が認められた場合を×とした。吸湿性は、各微粉末
を、それぞれ40℃・水分99％のデシケータ中に７日間放
置した後、当該各微粉末の含有水分値（％）を測定し
た。

【００２８】

【表１】

【００２９】（使用テスト）実施例１及び比較例１〜４
の各現像剤のそれぞれに、現像剤３部に対して平均粒径
100μm の球形酸化鉄粉にスチレン−メチルメタクレー
ト共重合体をコートしたキャリヤ 100部を混合し、当該
各混合物を使用して、温度30℃・湿度80％の環境下で、
電子複写機（富士ゼロックス4370）にて６万枚の連続複
写を行った。その結果を表２に示す。トナーフイルミン
グ現象の発生度合は、６万枚複写後の感光体表面を目視
で観察して、トナーフイルミングが殆ど認められない場
合を◎とし、トナーフイルミングが認められても少ない
場合を○とし、多くのトナーフイルミングが認められた
場合を×とした。カブリ現象の発生度合は、複写した６
万枚目以降の紙面における非画像部を目視で観察して、
カブリ（汚れ）が殆ど認められない場合を◎とし、カブ
リが認められても少ない場合を○とし、多くのカブリが
認められた場合を×とした。帯電量は、ブローオフ粉体
帯電量測定装置（ＴＢ− 200型・東芝ケミカル株式会社
製）にて、複写開始前と６万枚複写後の前記混合物の帯
電量値（μc ／g ）を測定した。

【００３０】

【表２】

【００３１】実施例２メタクリル酸メチルモノマーをアクリル酸メチルモノマ
ーに変更した以外は、実施例１と全く同様にして、平均
粒径0.36μm の球形共重合体微粉末94部を得、ここに得
られた微粉末を用いた以外は、実施例１と全く同様にし
て、現像剤とした。本実施例で得た微粉末の重合安定性
と吸湿性の測定結果並びに本実施例の現像剤の使用テス
ト結果は、いずれも実施例１の場合とほぼ同じであっ
た。

【００３２】

【発明の効果】本発明に係る現像剤は、前出実施例・比
較例にも示した通り、高温・高湿下で使用しても、或い
は、複写枚数が約５万枚を越えても、外添剤として用い
ている前記特定微粉末の性状によって、トナーフイルミ
ング現象やカブリ現象の発生が、公知現像剤と比較し
て、少ない。

【００３３】また、本発明における前記特定微粉末の製
造に当っては、前記乳化剤を用いていることによって、
重合安定性に優れているので凝集物の生成が殆どなく、
粒径のそろったものが高収率で得られる。

【００３４】従って、本発明の産業利用性は大きいとい
える。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 9/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】スチレン系モノマー90〜99.5部とアクリル
系モノマー0.5 〜10部とを、アニオン性乳化剤，ノニオ
ン性乳化剤及びカチオン性乳化剤から選ばれる乳化剤0.
005〜0.200 部の存在下において、重合開始剤を用いて
乳化重合させて得た平均粒径0.15〜1.00μm の球形の共
重合体微粉末を、トナー粉末に対して0.1 〜2.0 ％を混
合してなる現像剤。
【請求項２】重合開始剤が過硫酸塩系重合開始剤又は
アゾビス系重合開始剤である請求項１記載の現像剤。