JP4605379B2 - 電子写真用トナー - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真用トナーに関する。
近年、電子写真法を利用した複写機やプリンター等は、デジタル化、カラー化について著しい進歩を遂げている。フルカラー画像の場合、発色性を良好にし、低温定着性を実現するために、比較的低分子量の結着樹脂が用いられている。しかし、低分子量の結着樹脂を用い、ヒートロール定着方式で定着すると、ヒートロールにトナーが付着するオフセット現象が発生しやすいという問題がある。
この欠点を解決するために、特許文献1(特開昭59−197048号公報)では、結着樹脂と着色剤とを主成分とするトナーに対し、シリコーンオイルを含有させることにより、耐オフセット性を向上させる方法、特許文献2(特開昭63−271369号公報)では、トナー表皮の軟化点温度を高くして、内核の軟化点を低くし、更に、内核にシリコーンオイルをトナーと結着樹脂と着色剤と共に含有させるいわゆるカプセルトナーにより、耐オフセット性を向上させる方法が提案されている。しかし、これらの方法は、シリコーンオイルと結着樹脂の相溶性が悪く、シリコーンオイルがトナー表面に移行して経時的にトナー同士がブロッキングしたり、帯電性が変化して画像を悪化するなどの問題がある。特許文献3(特開2003−147081号公報)では、高級脂肪酸残基含有シリコーンワックス、高級アルコール残基含有シリコーンワックス、特許文献4(特開2003−155449号公報)では、フリーのシリコーンオイルを含有しないカルナウバシリコーンワックスが提案されているが、上記欠点の十分な解決には至っていない。
樹脂からなる外殻とシリコーンオイルを含有する芯物質とで構成されるマイクロカプセルとしては、外殻樹脂がポリウレタン樹脂(特許文献5:特開平4−13147号公報)、メラミンホルムアルデヒド樹脂(特許文献6:特開2002−75056号公報)、尿素ホルムアルデヒド樹脂(特許文献7:特開2004−333589号公報)のものが知られているが、熱可塑性樹脂であるビニル樹脂、ポリエステル樹脂については知られていない。また、上記マイクロカプセルの用途としては、感光材料(特許文献5:特開平4−13147号公報)、碍子等の撥水剤(特許文献6:特開2002−75056号公報)、画像表示装置(特許文献7:特開2004−333589号公報)が知られているが、耐オフセット性を付与するためのトナー組成物への添加は知られていない。
また、マイクロカプセル内にシリコーンオイルと共に結着樹脂や着色剤を共に内包した場合には、上記同様にシリコーンオイルと結着樹脂の相溶性が悪く、トナー同土がブロッキングし、耐電性が変化し、その結果、画像が悪化するといった、外殻の樹脂に関係なく不都合が発生する。
特開昭59−197048号公報 特開昭63−271369号公報 特開2003−147081号公報 特開2003−155449号公報 特開平4−13147号公報 特開2002−75056号公報 特開2004−333589号公報
本発明は、上記の問題点を解消し、ヒートロール定着方式におけるオフセットを防止して定着させることができ、経時での耐ブロッキング性に優れる電子写真用トナーを提供することを目的とするものである。
本発明者らは、前記の課題を解決するため鋭意検討の結果、ビニル樹脂又はポリエステル樹脂からなる外殻と少なくともシリコーンオイルを含有する芯物質とで構成されるマイクロカプセルがこの課題を解決することを見出した。
この場合、ビニル樹脂又はポリエステル樹脂からなる外殻のガラス転移点が50〜100℃である前記マイクロカプセル、また体積平均粒径が0.1〜3μmである前記マイクロカプセルがこの課題を更に有利に解決することを見出した。
従って、本発明は、下記電子写真用トナーを提供する。
請求項1:
水性媒体又はアルコールに分散させた結着樹脂構成単量体を着色剤及びビニル樹脂又はポリエステル樹脂からなる外殻樹脂シリコーンオイルを含有する芯物質するマイクロカプセルの存在下、懸濁重合してなるマイクロカプセル内添重合法による電子写真用トナー
請求項2:
結着樹脂構成単量体が、スチレン系単量体、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドからなる群より選ばれる単量体である請求項1記載の電子写真用トナー。
請求項3:
着色剤が、カーボンブラック、鉄黒、染料、顔料から選ばれるものである請求項1又は2記載の電子写真用トナー。
本発明は、上記の構成を採用し、芯物質がシリコーンオイルであるマイクロカプセルをトナーに配合することにより、トナー中にシリコーンオイルを微分散させた形態にすることができ、また、カプセルの外殻樹脂の効果によりトナー表面にシリコーンオイルの滲み出しを防止することができ、そして芯物質がシリコーンオイルであるマイクロカプセルは定着時の加熱、加圧により初めて外殻を壊して内部のシリコーンオイルを放出することができ、その結果、耐オフセット性、耐ブロッキング性を向上させることができる。
本発明で芯物質として使用されるシリコーンオイルは、常温(25℃)で液状を示すもので、ジメチルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のストレートシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、カルビノール変性シリコーンオイル、メタクリル変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、メチルスチリル変性シリコーンオイル、炭素数1〜20のアルキル変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、高級脂肪酸含有シリコーンオイル等の変性シリコーンオイル等を挙げることができる。上記のシリコーンオイルの中で、ジメチルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル及びメチルフェニルシリコーンオイルは、離型性が優れているので好適である。
シリコーンオイルの沸点は、トナーのブロッキング性に影響するため、沸点が150℃以上、特に200℃以上のものが好ましく用いられる。150℃未満のものでは、カプセル表面、更にはトナー表面にシリコーンオイルが移行しやすくなる場合がある。
また、シリコーンオイルの動粘度は、25℃において1〜10,000,000mm2/s、好ましくは1〜10,000mm2/sの範囲である。なお、粘度は回転粘度計を用いて測定される。
シリコーンオイルの添加量は、外殻を構成する樹脂に対して5〜60質量%、好ましくは5〜40質量%の範囲が適しており、5質量%を下回ると、離型性が不十分となり、60質量%を超えると、マイクロカプセルの強度が低下し、複写機内の熱的、機械的ストレスによりマイクロカプセルが劣化する場合がある。
ビニル樹脂は、エチレン性不飽和単量体と(メタ)アクリル酸エステルを組み合わせたもの、又はアクリル酸エステルを2種以上組み合わせたものを重合開始剤を用いて重合させた樹脂である。
エチレン性不飽和単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、(メタ)アクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等の不飽和アミド及び不飽和アミドのアルキロール又はアルキコシアルキル化物、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等のヒドロキシル基含有不飽和単量体、(メタ)アクリル酸、無水マレイン酸、クロトン酸、イタコン酸等のカルボキシル基含有不飽和単量体、N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基含有不飽和単量体等が例示され、1種又は2種以上組み合わせて用いることができる。
アクリル酸エステルとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート等のアルコキシアルキル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート等のシクロアルキル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート等のアリール(メタ)アクリレート等が例示され、1種又は2種以上組み合わせて用いることができる。
また、上記エチレン性不飽和単量体と(メタ)アクリルエステルの共重合体又は(メタ)アクリルエステル共重合体にジビニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリアクリルホルマール、桂皮酸ビニル、クロトン酸ビニル、マレイン酸ビニル、フマル酸ビニル、ジシクロペンテニルアクリレート等の単量体をガラス転移点が高くなりすぎないように上記共重合体に対し、3質量%以下の量で共重合させることができる。
重合開始剤としては、公知のいずれの重合開始剤でもよく、例えば、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビス(シクロヘキシル−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系又はジアゾ系重合開始剤、t−ブチルハイドロペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒドロペルオキシド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド等の過酸化物系重合開始剤が挙げられる。これら重合開始剤は、重合性単量体の0.1〜20質量%の添加量が好ましい。
ポリエステル樹脂は、多価カルボン酸及び/又はその誘導体と多価アルコールとの縮重合により得られるものである。
多価カルボン酸成分で2価の単量体として、例えばマレイン酸、フマール酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、マロン酸、n−ドデセニルコハク酸、n−ドデシルコハク酸、n−オクチルコハク酸、イソオクテニルコハク酸、イソオクチルコハク酸、及びこれらの酸の無水物、もしくは低級アルキルエステル等が挙げられる。
3価以上のカルボン酸成分としては、例えば1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、エンポール三量体酸及びこれらの酸無水物、低級アルキルエステル等が挙げられる。これらの2価のカルボン酸単量体及び3価以上のカルボン酸単量体は単独で、あるいは複数の単量体を組み合わせて用いることができる。
2価アルコール成分としては、例えばポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(3.3)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2.0)−ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(6)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等のビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノールA、ビスフェノールAのプロピレン付加物、ビスフェノールAのエチレン付加物、水素添加ビスフェノールA等が挙げられる。
3価以上のアルコール成分としては、例えばソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等が挙げられる。これらの2価のアルコール単量体及び3価以上の多価アルコール単量体は単独で、あるいは複数の単量体を組み合わせて用いることができる。
ポリエステルの製造方法は、特に限定されることなく、上記の単量体を用いてエステル化、エステル交換反応により製造することができる。
上記のうちでは、複写機内の熱的・機械的ストレスに対する耐性の点でビニル樹脂を用いることが好ましく、更にその中でも単官能又は多官能エチレン性不飽和単量体と(メタ)アクリル酸エステルの1種又は2種以上の組み合わせである樹脂を用いることが好ましい。
本発明のビニル樹脂又はポリエステル樹脂からなる外殻のガラス転移点は50〜100℃であることが好ましい。50℃未満であるとトナーの保存安定性が悪くなる場合があり、100℃を超えるとトナーの定着性が悪くなる場合がある。
外殻を形成する方法としては、界面重合法、in−situ重合法、相分離法、液中硬化被覆法、コアセルベーション法等の公知の方法が適用可能である。これらの方法の中でも、水と非混和性の油性相(芯物質)に疎水性モノマーが含まれ、これが水性相中に微小滴の形で分散し、水性相に親水性モノマーを存在させて、水性相と油性相の界面で重合させる界面重合法、あるいは、芯物質の表面層で生成するポリマーが、芯物質の表面層を均質にとりまくような重合条件で、芯物質の内相あるいは外相のどちらか一方のみよりモノマーや重合開始剤を供給して重合させるin−situ重合法が好ましい。
芯物質を水性相中に乳化するために、芯物質は有機溶媒に溶解又は分散して水性相中に添加してもよい。有機溶媒としては、例えば、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル及びメチレンクロライド等が好適である。
芯物質を乳化するための水性相には、予め、保護コロイドを含有させてもよい。保護コロイドとしては、水溶性高分子が使用でき、公知のアニオン性高分子、ノニオン性高分子、両性高分子の中から適宜選択することができるが、ポリビニルアルコール、ゼラチン、セルロース誘導体などが好ましい。
芯物質を水性相中に乳化するために、水性相及び油性相に界面活性剤を含有させてもよい。界面活性剤としては、アニオン性又はノニオン性の界面活性剤の中から、上記保護コロイドと作用して沈澱や凝集を起こさないものを適宜選択して使用することができる。好ましい界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、ラウリル硫酸ナトリウム塩、スルホコハク酸ジオクチルナトリウム塩、ポリアルキレングリコールエーテル(例えば、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル)、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテル等を挙げることができる。
外殻の形成は、芯物質を水性相中に機械力で乳化した後、芯物質の油滴の周囲に高分子物質(ビニル樹脂、ポリエステル樹脂)の膜を形成してマイクロカプセル化して形成される。この場合、高分子物質を生成するモノマーを油滴の内部及び/又は油滴の外部に添加する。このとき必要に応じて重合開始剤を添加する。
以上のようにして、マイクロカプセルを調製した後、このマイクロカプセルを水相から分離し、水洗した後、乾燥して芯物質がシリコーンオイルであるマイクロカプセルが製造される。この分離・乾燥のための操作は、通常のマイクロカプセルを含有するスラリーの乾燥方法などで行うことができる。
また、必要により、常温から100℃で加熱して重合させることが望ましい。本発明のマイクロカプセルの形態としては、芯物質が複核を形成していてもよいが、耐オフセット性の向上のため、芯物質が単核を形成していることがより好ましい。
本発明のマイクロカプセルの体積平均粒径は、0.1〜3μmが好ましく、0.1μmより小さいと耐オフセット性が発現せず、3μmより大きいと数μm〜10μmの粒径のトナーに対して大きすぎて適用できない場合がある。なお、体積平均粒径の測定法は後述の通りである。
本発明で用いられるトナーは、重合法トナー、粉砕法トナーのいずれでもよいが、上記シリコーンオイルを内包するマイクロカプセルを重合時に内添することが容易な重合法トナーがより好ましい。
本発明で用いられるシリコーンオイルを内包するマイクロカプセル内添重合法トナーは、重合性単量体を水系媒体中でシリコーンオイルを内包するマイクロカプセル存在下、懸濁重合して得られるものである。より詳しくは、以下のような方法にて得られる。即ち、重合性単量体(結着樹脂構成単量体)に、通常、着色剤及び重合開始剤の他に、必要に応じて荷電制御剤、その他の添加剤を加え、ホモジナイザー・超音波分散機等によって均一に溶解又は分散せしめた単量体系を、分散安定化剤を含有する水系媒体やアルコール中に通常の撹拌機又はホモミキサー・ホモジナイザー等により分散せしめる。好ましくは単量体液滴が所望のトナー粒子のサイズ、一般に30μm以下の粒径を有するように撹拌速度・時間を調整し、造粒する。離型剤としてのシリコーンオイルを内包するマイクロカプセルは、カプセル構造が壊れない造粒工程の適当な時期に加えればよい。造粒後は分散安定剤の作用により、粒子状態が維持され、かつ粒子の沈降・浮遊が防止される程度の撹拌を行えばよい。重合反応は40℃以上、一般的には50〜90℃の温度で行う。反応終了後、懸濁液に水系媒体を添加しつつ、水系媒体を留去して、分散安定剤を除去し、生成したトナー粒子を洗浄、濾過により回収し、乾燥する。通常、単量体系100質量部に対して水300〜3,000質量部を分散媒として使用するのが好ましい。
重合性単量体としては、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−エチルスチレン等のスチレン系単量体、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−クロルエチル、アクリル酸フェニル等のアクリル酸エステル類、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸エチルアミノエチル等のメタクリル酸エステル類その他アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等の単量体が挙げられる。
これらの単量体は1種単独で又は2種以上混合して使用し得る。上述の単量体の中でも、スチレン又はスチレン誘導体を単独で、又は他の単量体と混合して使用することがトナーの現像特性及び耐久性の点から好ましい。
重合開始剤としては、公知のいずれかの重合開始剤を用いることができ、例えば、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビス(シクロヘキシル−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系又はジアゾ系重合開始剤、ベンゾイルペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒドロペルオキシド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド等の過酸化物系重合開始剤が挙げられる。これら重合開始剤は、重合性単量体の0.1〜20質量%の添加量が好ましい。
着色剤としては、重合阻害性や水相移行性のないものであれば公知のものが使用でき、例えば、カーボンブラック、鉄黒、染料、顔料等がある。これらは疎水化表面処理を行って用いるのが好ましい。添加量としては、結着樹脂に対し1〜20質量%、好ましくは5〜15質量%がよい。
シリコーンオイル内包マイクロカプセルは、得られたトナーを実際に使用する際に熱ロール定着時の離型性、耐ブロッキング性をよくする目的で添加される。離型剤としてのシリコーンオイルを内包するマイクロカプセルの添加量は、結着樹脂に対して1〜50質量%、好ましくは1〜30質量%の範囲が適しており、1質量%を下回ると、トナーの耐オフセット性が不十分となり、50質量%を超えると、トナー強度が低下し、複写機内の熱的、機械的ストレスによりトナーが劣化する場合がある。更に、通常トナー中に離型剤として添加される炭化水素系化合物等、特に公知のワックス類をシリコーンオイルを内包するマイクロカプセルと併用してもよい。
荷電制御剤はトナーの帯電性を制御する目的で添加される。荷電制御剤としては、重合阻害性・水相移行性のほとんどないものであれば公知のものが使用できる。
更に、磁性体を添加してもよい。これは疎水化表面処理を行って用いるのが好ましい。
分散安定化剤としては、例えば、無機化合物として、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ベントナイト、シリカ、アルミナ等が挙げられる。有機化合物として、ポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、ポリアクリル酸及びその塩、デンプン等が挙げられる。この分散安定化剤は、重合性単量体100質量部に対して、0.2〜20質量部を使用することが好ましい。
また、これら分散安定化剤の微細な分散のために、重合性単量体100質量部に対して0.001〜0.5質量部の界面活性剤を使用してもよい。これは上記分散安定剤の所期の作用を促進するためのものであり、その具体例としては、ドデシルベンゼン硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウム等が挙げられる。
これら分散安定剤の中で、無機化合物を用いる場合、市販のものをそのまま用いてもよいが、より細かい粒子を得るために、水系媒体中にて該無機化合物を生成させてもよい。例えばリン酸カルシウムの場合、高撹拌下において、リン酸ナトリウム水溶液と塩化カルシウム水溶液を混合するとよい。
本発明のトナー組成物には、所望により公知のシリカ、チタニア、アルミナ等の流動化剤やポリスチレン微粒子、ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリフッ化ビニリデン微粒子等のクリーニング助剤等の外添剤を添加することができる。
本発明のトナー組成物は、キャリアを用いない一成分系現像剤であってもよく、また、キャリアを用いる二成分系現像剤として用いてもよい。特に、二成分系現像剤として用いるのが好ましい。キャリアを使用する場合は、公知のキャリアであれば特に制限されるものではないが、鉄粉系キャリア、フェライト系キャリア、表面コートフェライトキャリア、磁性粉末分散型キャリアが使用できる。
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、下記例において部は質量部を示す。また、動粘度は25℃での値である。
[体積平均粒径の測定]
微粒子を侵さない分散媒(水)に微粒子を質量比で1対0.005となるよう添加し、超音波照射器により微粒子を分散媒に分散させた。このように処理した微粒子の粒度分布をレーザー回折散乱式粒度分布測定装置((株)堀場製作所製:LA910)で測定し、体積平均粒子径を求めた。
[ガラス転移点の測定]
示差走査熱量計(「DSC 220型」、セイコー電子工業社製)を用い、昇温速度10℃/minで測定した際に、ガラス転移点以下のベースラインの延長線とピークの立ち上がり部分からピークの頂点までの間での最大傾斜を示す接線との交点の温度をガラス転移点とした。
[実施例1]
[芯物質がシリコーンオイルであるマイクロカプセル(1)の合成]
(1)シリコーンオイルを含むコア層の製法
ジメチルシリコーンオイル(信越化学工業(株)製:KF−96−1000cs、動粘度1000mm2/s(25℃))1,000部、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム(花王(株)製:ラテムルWX)45部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(花王(株)製:エマルゲン109P)70部に40℃の純水400部を加え、混合し、ホモミキサーで撹拌乳化した。次に、圧力300barのホモジナイザーに2回通して安定なエマルジョンを作り、最後に純水を600部加え、流動性のある安定なジメチルシリコーンオイルのエマルジョンを得た。
(2)外殻の製法
撹拌機、コンデンサー、温度計及び窒素ガス導入口を備えた反応容器に、上記で得たジメチルシリコーンオイルのエマルジョン240部と純水480部を仕込み、窒素ガス気流下に器内を60℃に調整した後、t−ブチルハイドロペルオキシド1.0部、L−アスコルビン酸0.8部、硫酸第一鉄7水和物0.005部を加え、次いで器内温度を60℃に保ちながら、メチルメタクリレート212部、ブチルアクリレート53部の混合物を3時間かけて滴下し、滴下終了後に更に2時間撹拌を続けて反応を完結させた。次いで、このシリコーンアクリルエマルジョンを真空下低温で撹拌を継続しながら乾燥し、60℃以下でドライタッチな白色粉末を得た。得られたマイクロカプセルの体積平均粒径は1.0μm、ガラス転移点は80℃であった。
[マイクロカプセル(1)内添重合法トナーの合成]
イオン交換水710gに0.1M−Na3PO4水溶液450gを投入し、60℃に加温した後、TK式ホモミキサー(特殊機化工業(株)製)を用いて12,000rpmにて撹拌した。これに1.0M−CaCl2水溶液68gを徐々に添加し、Ca3(PO42を含む水系分散液を得た。
スチレン180g、2−エチルヘキシルアクリレート20g、C.I.ピグメントイエロー17 10gを60℃に加温し、TK式ホモミキサー(特殊機化工業(株)製)を用いて12,000rpmにて均一に溶解、分散した。これに、重合開始剤、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)10g、及びジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート1gを溶解し、重合性単量体系を調製した。前記の水系分散液中に上記重合性単量体系を投入し、60℃、N2雰囲気下において、TK式ホモミキサーにて9,000rpmで20分間撹拌し、重合性単量体系を造粒し、更に上記マイクロカプセル(1)18gを添加し、TK式ホモミキサーにて6,000rpmで1分間撹拌し、造粒した。その後、パドル撹拌翼で撹拌しつつ、60℃で5時間反応させた後、液温を80℃とし、10時間反応させた。
その後、冷却し、塩酸を加えてCa3(PO42を溶解させ、濾過、水洗、乾燥をして、シリコーンオイルを内包するマイクロカプセル内添重合法トナー221gを得た。得られたトナーの体積平均粒径は8.0μmであった。
[実施例2]
[芯物質がシリコーンオイルであるマイクロカプセル(2)の合成]
撹拌機、コンデンサー及び温度計を備えた反応容器に、実施例1で得たジメチルシリコーンオイルのエマルジョン240部と純水480部を仕込み、撹拌下にレゾルシノール26部、マロン酸ジエチル4.3部、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン0.6部、イオン交換水50部からなる混合溶液を滴下した後、80℃で10時間加熱して反応した。
次いで、このシリコーンポリエステルエマルジョンを真空下低温で撹拌を継続しながら乾燥し、60℃以下ではドライタッチな白色粉末を得た。得られたマイクロカプセルの体積平均粒径は0.8μm、ガラス転移点は80℃であった。
[マイクロカプセル(2)内添重合法トナーの合成]
実施例1のマイクロカプセル(1)に換えて上記マイクロカプセル(2)を用いたこと以外実施例1と同様にしてマイクロカプセル(2)内添重合法トナーを得た。
参考例1
[マイクロカプセル(1)外添粉砕法トナーの合成]
スチレン−ブチルアクリレート共重合体(80/20質量比)100部、カーボンブラック(リーガル330:キャボット製)、低分子量ポリエチレン(ビスコール660P:三洋化成社製)1部、帯電制御剤(ボントロンP−51:オリエント化学社製)2部からなる組成の成分をバンバリーミキサーにより溶融混練し、冷却後、ジェットミルにより微粉砕を行い、更に、微粉砕物を分級機により分級し、体積平均粒径10μmのトナー粒子を得た。このトナー粒子100部に実施例1記載の方法で合成したマイクロカプセル(1)10部をヘンシェルミキサーにて混合し、マイクロカプセル(1)外添粉砕法トナーを得た。
[比較例1]
[シリコーンオイル内添重合法トナーの合成]
イオン交換水710gに0.1M−Na3PO4水溶液450gを投入し、60℃に加温した後、TK式ホモミキサー(特殊機化工業(株)製)を用いて12,000rpmにて撹拌した。これに1.0M−CaCl2水溶液68gを徐々に添加し、Ca3(PO42を含む水系分散液を得た。
スチレン180g、2−エチルヘキシルアクリレート20g、C.I.ピグメントイエロー17 10g、ジメチルシリコーンオイルKF−96−1000cs(信越化学工業(株)製:25℃における動粘度100mm2/s)6gを60℃に加温し、TK式ホモミキサー(特殊機化工業(株)製)を用いて12,000rpmにて均一に溶解、分散した。これに、重合開始剤、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)10g、及びジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート1gを溶解し、重合性単量体系を調製した。前記の水系分散液中に上記重合性単量体系を投入し、60℃、N2雰囲気下において、TK式ホモミキサーにて9,000rpmで20分間撹拌し、重合性単量体系を造粒した。その後、パドル撹拌翼で撹拌しつつ、60℃で5時間反応させた後、液温を80℃とし、10時間反応させた。
その後、冷却し、塩酸を加え、Ca3(PO42を溶解させ、濾過、水洗、乾燥をして、シリコーンオイル内添重合法トナー208gを得た。得られたトナーの体積平均粒径は8.3μmであった。
[比較例2]
[シリコーンワックスの合成]
純度92%のベヘン酸とグリセリンモノアリルエーテルの反応により誘導されたグリセリンモノアリルエーテルジベヘネート[BAOCH2CH(OBA)CH2OCH2CH=CH2、ここでBAはC2143C(=O)−を示す。]1,707g(2.2モル)、同量のトルエン、及び塩化白金酸の中和テトラメチルジビニルジシロキサン錯体化物5g(0.5%トルエン溶液)をフラスコに仕込み、80℃で、平均構造式がHMe2SiO(Me2SiO)8SiMe2Hであるハイドロジェンシロキサン726g(1.0モル)を滴下した。次いで、トルエン還流下で5時間反応させ、溶剤をストリップによって除去することにより、シリコーンワックスを2,310g(収率95%)得た。
[シリコーンワックス内添重合法トナーの合成]
比較例1におけるジメチルシリコーンオイルに換えてシリコーンワックス6gを用いて、比較例1と同様にしてシリコーンワックス内添重合法トナー209gを得た。得られたトナーの体積平均粒径は7.8μmであった。
[試験1]
得られた各々のトナー10部に疎水性シリカR972(日本アエロジル(株)製)0.3部をサンプルミルにて混合し、外添剤混合トナーを得た。
上記外添剤混合トナー3部と、キャリアであるフェライト(商品名:FL100、パウダーテック社製)97部とを混合して現像剤を調製した。
得られた現像剤を、オイル塗布装置を取り除き、定着温度を変更できるように改造した市販の電子写真複写機(印字速度:255mm/sec)に実装し、定着温度を70〜220℃まで10℃おきに上昇させながら、画像出しを行い、以下の方法により最低定着温度、離型性及び非オフセット域を測定した。結果を表1に示す。
(1)最低定着温度
500gの荷重をかけた底面が15mm×7.5mmの砂消しゴムで、定着機を通して定着された画像を5往復こすり、こする前後の光学反射密度を反射濃度計「RD−915」(マクベス社製)を用いて測定し、両者の比率(こすり後/こすり前)が最初に70%を超える定着ローラーの温度を最低定着温度とする。
(2)離型性
ベタ、ハーフトーン及び文字からなる印字率15%のチャートの画像出しを行った際の、ジャム(紙詰まり)の発生の有無を目視にて観察し、以下の評価基準に従って判断する。
[評価基準]
○:70〜220℃の全評価領域においてジャムが発生しない。
×:70〜220℃の評価領域のいずれかでジャムが発生する。
(3)非オフセット域
各温度で画像出しを行った後、続けて白紙の転写紙を同様の条件下で定着ローラーに送る。白紙のトナー汚れを目視により観察し、低温オフセットが消滅してから、高温オフセットが発生するまでの温度域を非オフセット域とする。
[試験2]
得られた各々のトナー20gを底面が取り外し可能な円筒形容器に入れて20gの荷重をのせ、密栓し、50℃の恒温槽に48時間放置する。その後、容器の円筒形部分を取り外し円柱状のトナーの状況を観察する。更に、上から荷重することで凝集発生の程度を目視により観察する。以下の基準に従って耐ブロッキング性を評価した。結果を表1に示す。
[評価基準]
○:凝集なし。円柱が崩れるあるいは荷重により円柱が崩れる。
×:凝集あり。荷重をかけても円柱が崩れない。
Figure 0004605379

Claims (3)

  1. 水性媒体又はアルコールに分散させた結着樹脂構成単量体を着色剤及びビニル樹脂又はポリエステル樹脂からなる外殻樹脂シリコーンオイルを含有する芯物質するマイクロカプセルの存在下、懸濁重合してなるマイクロカプセル内添重合法による電子写真用トナー
  2. 結着樹脂構成単量体が、スチレン系単量体、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドからなる群より選ばれる単量体である請求項1記載の電子写真用トナー。
  3. 着色剤が、カーボンブラック、鉄黒、染料、顔料から選ばれるものである請求項1又は2記載の電子写真用トナー。
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