JPH01137264A - トナー組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一般にトナーおよび現像剤組成物、並びにそれ
らの製造方法に関する。さらに詳細には、本発明は中に
シリコーンオイルを含むカプセル化成分を含有するトナ
ー組成物に関する。さらに詳細には、本発明のトナー組
成物は鉱油、シリコーンオイルまたは他の同様なはく雑
成分を内包させたある種のポリマーのドメインに対して
カプセル化用物質どして機能するトナー樹脂粒子と顔料
粒子とを含む。さらにまた、本発明のトナーおよび現像
剤組成物は、トナー樹脂粒子に正電荷を付与して感光性
像形成部材が負帯電されている像形成装置においてこれ
ら組成物を使用できるようにすることを主目的とする帯
電促進添加剤を含み得る。

さらに、本発明のトナーおよび現像剤組成物にはコロイ
ド状シリカ、脂肪酸の金属塩または金属塩のような他の
成分も添加し得る。本発明のトナーおよび現像剤組成物
は電子写真像形成装置で像の現像を行うのに有用であり
、シリコーンオイルを含む成分ははく離剤がポリマー樹
脂粒子中に含有されているので必要としない。

〔従来の技術〕

ワックス含有組成物を包含する多くのトナーおよび現像
剤組成物は公知である（例えば、英国特許第１，４４２
，８３５号参照）。この英国特許はスチレンホモポリマ
ーまたはコポリマー樹脂と少なくとも１種のポリアルキ
レン化合物とを含むトナー組成物を開示している。この
英国特許の記載によれば、出発ポリマー樹脂はスチレン
のホモポリマーまたはスチレンと他の不飽和上ツマ−と
のコポリマーでもよ（（第２頁９０行よりの記載参照）
、その具体的例は第３頁、１行に開示されている。

この英国特許に開示されているトナー樹脂に含有させる
ためのポリアルキレン樹脂には平均分子量約２．　ＯＯ
Ｏ〜約６．０００のポリエチレンおよびポリプロピレン
のような低分子量を有するものがある。

さらに、“ポジティプリーチャージッド　トナーコンポ
ジションズ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙ　Ｃｈａｒｇｅｄ　
ＴｏｎｅｒＣｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ）”なる名称の米
国特許第４，４６０，６７２号には、樹脂粒子、顔料粒
子、分子量約５００〜約２０，０００を有する低分子量
ワックス物質とからなる静電トナー粒子を含み、さらに
約０．５〜約１０重四％の、例えば、アルキルピリジニ
ウムハライド、有機スルホン酸塩化合物、および有機硫
酸塩化合物から選ばれた帯電促進添加剤を含む現像剤組
成物が開示されている。この米国特許の記載はすべて参
考として本明細書に引用する。

さらに、米国特許第４．５１７，２７２号には、シリコ
ーンオイルと混合した微分割高分子粒子を含む静電ドラ
イトナー組成物が開示されている（例えば、第１ａ６２
行〜第２欄、６５行参照）。

現像剤組成物はトナー像を、紙のような永久基体に、表
面がトナー粒子の粘着を防止し得る材料から形成されて
いるロールと紙とを接触させることによって定着させる
ような静電像の現像に用いることができる。しかしなが
ら、この方法においては、加熱定着ロールの表面はトナ
ー像との接触を受け、即ち、トナー像の一部がロール表
面に付着しロール表面上に残存し得る。このため、トナ
ー像がトナー像を連続的に定着すべき次のシートの表面
に転写し、その結果、周知の望ましくないオフセット現
像が生ずる。

オフセット化を実質的に排除するためには、さらに詳し
くは、トナー粒子の定着ロール表面への付着を防止する
ためには、表面をシリコーンオイルのようなオフセット
防止液の薄膜で被覆し得るある種のロールを用いている
。これらのオイルは高度に有効であるが、これらオイル
を含ませた装置は、例えば、オイルの供給手段を必要と
するので、複雑であり費用高である。また、シリコーン
オイルは望ましくない臭いを発するだけでなく、機械構
成部分に付着しトナー粒子をシリコーンオイルに望まし
くなく集積し付着させる。トナー粒子の装置構成部分へ
の集積は検品質が悪影響を受けさらにこれらの装置構成
部分を周期的にクリーニングおよび／または取り換えな
ければならず装置系の保守費用を増大させる点で問題が
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

従って、シリコーンオイルはく離装置を回避した静電複
写像形成装置で使用できるトナーおよび現像剤組成物が
求められている。さらに、安定な摩擦帯電特性を有しか
つオフセット化を実質的に排除した改良されたトナーお
よび現像剤組成物が求められている。また電子写真像形
成法で静電潜像を現像し定着させるのに使用するトナー
粒子が実質的に凝集しないように使用できる改良された
トナーおよび現像剤組成物が求められている。さらにま
た、はく離剤を中に含有しておりそれによって装置環境
内でのはく離オイルの移行を防止する樹脂粒子を含むト
ナーおよび現像剤組成物が求められている。また、鉱油
またはシリコーンオイルのようなはく離剤を含有させた
とき凝集または一緒に粘着しないトナー組成物が求めら
れている。

さらにまた、ホスト樹脂を含みその中に鉱油またはシリ
コーンオイルを含む成分がカプセル化され現像後に最終
コピー上に何ら望ましくないオイルが存在しない結果と
なるカプセル化された非粘着性トナー組成物が求められ
ている。

本発明の目的は上述の利点を有するトナーおよび現像剤
組成物を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の上記および他の目的は、（１）トナー樹脂粒子
と顔料粒子とを含むホスト成分；および（２）その中に
カプセル化した、鉱油またはシリコーンオイルのような
はく離削を内包または溶解させたポリマーを含むドメイ
ンとを含むトナーおよび現像剤組成物を提供することに
よって達成される。さらに詳細には、本発明の１つの実
施態様においては、（１）スチレンアクリレート、スチ
レンメタクリレートまたはスチレンブタジェン樹脂、お
よびカーボンブラック、マグネタイトまたはこれらの混
合物の顔料粒子とを含むホスト成分；および（２）その
中にカプセル化された、クラトン（Ｋｒａｔｏｎ）のよ
うなスチレン−ブタジェンブロックポリマー、スチレン
ブタジェンコポリマーまたはスチレンシロキサンを含み
これら成分がその中に鉱油またはシリコーンオイルを内
包または溶解しているドメインとを含むトナー組成物が
提供される。さらに本発明に関しては、その好ましい実
施態様においては、鉱油はスチレンブタジェンブロック
またはスチレンブタジェンコポリマー中に内包または存
在し、シリコーンオイルはスチレンシロキサン中に内包
または存在する。さらにまた、本発明の別の実施態様に
おいては、トナー組成物中にホスト樹脂、帯電促進添加
剤を、トナー組成物の表面上にコロイド状シリカ、脂肪
酸の金属塩、金属塩およびこれらの混合物のような外部
添加剤を含有させ得る。

上記のトナー組成物によって、非凝集；像の定着が行な
われるまで鉱油および／またはシリコーンオイルがトナ
ー組成物中に永久的に残存しそれによって装置の汚染を
回避すること；および実質的にシリコーンまたは鉱油が
付着していない最終現像等を包含する前記の利点が達成
される。

ホスト樹脂中に含まれるドメインは鉱油、シリコーンオ
イルまたはこれらの混合物を内包または溶解する限り種
々のポリマーを含み得る。これらの物質の例にはクラト
ンとして入手でき条スチレンブタジェンブロックポリマ
ー、スチレンブタジェンコポリマー、スチレンシロキサ
ン等がある。

さらに詳細には、上記ドメインはスチレンセグメントが
例えば約２０，０００〜約１５０．０００好ましくは約
３０，０００〜約７５，０００の重量平均分子量を有し
、シロキサンセグメントが約１．０００〜約７５，００
０好ましくは約３．０００〜約８．０００の重量平均分
子量を有する約３〜約２５重量％好ましくは約６〜約１
５重世％のスチレンシロキサンコポリマーを含み、これ
らの樹脂がその中にシリコーンオイルを約２０〜約８０
重量％の量好ましくは約３０〜約５０重量％の量で含有
即ち内包している。本発明の別の実施態様においては、
上記ドメインは、例えば、スチレンセグメントが約２０
，０００〜約３００、０００の重量平均分子量を有し、
ブタジェンセグメントが約３０，０００〜約１５０，０
００の重量平均分子量を有するクラトンポリマー例えば
シェルケミカル社より入手できるクラトン１０００ポリ
マー、またはスチレンブタジェンコポリマーを含み、こ
れらの樹脂は約３〜約２５重量％好ましくは約６〜約１
５重量％の量で存在し、かつ鉱油を約２０〜約８０重量
％好ましくは約３０〜約５０重量％の量で含有即ち内包
している。

上記のドメインはトナー樹脂粒子と顔料粒子とを含むト
ナーホスト材料内にカプセル化される。

使用できるトナー樹脂粒子の例にはスチレンアクリレー
ト、スチレンメタクリレート、ポリエステル、ビニル樹
脂、ポリオレフィンおよび前記した他の樹脂がある。特
定の樹脂、例えば、スチレンメタクリレート、スチレン
ブタジェンは前述した特許に開示され、またポリエステ
ルは米国特許第３、６５５．３７７号および第３．５９
０．０００号に開示されており、その記載はすべて参考
として本明細書に引用する。

種々の適当な着色剤および／または顔料粒子、例えば、
カーボンブラック、ニグロシン染料、マピコブラックの
ような磁性粒子、酸化鉄混合物等を使用できる。顔料粒
子は得られるトナー組成物を高度に着色して記録部材上
に可視像を形成させるのに十分な量で存在する。例えば
、磁性物質以外の顔料粒子は約２〜約１５重量％の量好
ましくは約２〜約１０重量％の量で存在すべきである。

マピコブランクのような磁性顔料に関しては、これら顔
料は一般に約１０〜約７０重量％の量好ましくは約２０
〜約５０重量％の量で含有させる。

磁性粒子はトナー組成物中に唯一の顔料として存在し得
るけれども、これら顔料はカーボンブラックのような他
の顔料と組合せることもできる。

例えば、本発明のこの実施態様においては、約１０〜約
１５重量％の量で存在する他の顔料を約１０〜約６０重
量％の磁性顔料と混合する。他の割合の組合せも本発明
の目的が達成される限り使用できる。

追加の成分として、ホストカプセル化樹脂組成物中に、
セチルピリジニウムクロライドを包含するアルキルピリ
ジニウムハライド；ジステアリルジメチルアンモニウム
エチルサルフェート；有ｌｕ硫酸塩およびスルホン酸塩
化合物（前述の各米国特許参照）；および他の同様な添
加剤のような帯電促進添加剤を含有させ得る。これらの
添加剤は一般に約０．１〜約１０重量％の量で存在し、
好ましくは約１〜約５重量％の量で存在する。

通常約０．１〜約５重量％の量で存在する外部添加剤と
しては、エーロジル（Ａｅｒｏｓｉｌ）　Ｒ９７２を包
含するコロイド状シリカ（米国特許第４．０５１．０７
７号および第３．９００．５８８号参照）、および金属
塩または脂肪酸の金属塩（米国特許第３．５９０．００
０号および第３．６５５．３７４号参照）を本発明のト
ナー組成物において使用できる。

本発明のカプセル化トナー組成物を調製するには、現場
重合（ｉｎｓｉｔｕ　ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ　
）および他の同様な方法を包含する種々の有効な適当な
方法を使用できる。現場重合においては、トナー組成物
は、一般に、適当な量で水、リン酸三カルシウムのよう
なリン酸塩、およびメタノールのようす脂肪族アルコー
ル（このアルコールには、ホスト樹脂とはく離削含有ド
メイン樹脂との溶液を加えることができ、この溶液はま
たアゾビス化合物（ＡＩＢＮ）のような重合開始剤およ
びカーボンブラックのような顔料粒子も含有する）を混
合することによって調製する。その後、混合物を一般に
約り０℃〜約７０℃の温度に重合が完了するまでの十分
な時間、例えば、１０〜１５時間加熱する。引き続いて
、得られる生成物を室温に冷却し、硝酸のような酸を酸
性化目的で加え、次いで得られた生成物を濾過し、水洗
し、乾燥する。その後、トナー樹脂粒子と顔料粒子とを
含有するカプセル化ホストポリマー成分、およびシリコ
ーンオイルおよび鉱油を内包したポリマー粒子を含むド
メインとを含む得られたトナー組成物を微小化して自由
流動性トナー組成物粉末を得ることができる。

上述のトナー組成物と混合して現像剤の調製を行うのに
使用する種々のキャリヤー物質の具体的例にはトナー粒
子の極性と反対極性の電荷を摩擦電気的に取得できる物
質、例えば、スチール、鉄、フェライト等がある。これ
らのキャリヤーはコーティングありまたはなしで使用で
きるが、そのコーティングはＥ、１．デュポン社より商
業的に入手できるポリフッ化ビニリデンを包含するフル
オロポリマー、メチルターポリマー、ポリメチルメタク
リレート（米国特許第３．４６７．６３４号および第３
．５２６，５３３号参照）等を含み得る。さらに、米国
特許第３，８４７，６０４号および第３．７６７．５９
８号に記載されているような再生性の凹凸表面に特徴を
有し従って比較的大きい外表面積を有するニッケルの果
粒状キャリヤービーズも使用できる。コーティングキャ
リヤー粒子の直径は約５０〜約１．０００ミクロンであ
り、かくしてキャリヤー粒子に十分な密度と慣性を与え
て現像工程中の静電像への付着を回避する。

キャリヤー粒子はトナー組成物と種々の適当な割合で混
合するが、最良の結果は１０００ｉｉｆｉ部のキャリヤ
ー粒子当り約１〜約１００重量部のトナー粒子によって
得られる。好ましいのはトナー濃度が約１〜約５％で変
化する現像剤組成物である。

使用できる像形成部材の例には、種々の公知感光体、特
に、負帯電させる感光体があり、通常、これは多層型感
光体部材を包含する有機材料によって生ずる。多層型感
光性材料の具体的例には米国特許第４．２６５，９９０
号に記載されているような基体、励起層、および移送層
を有するものがある。

励起層の例には三方晶セレン、金属フタロシアニン、無
金属フタロシアニンおよびバナジルフタロシアニンがあ
り、移送層の例には樹脂バインダー中に分散させた各種
のアリールアミンがある。本発明の実施において使用で
きる他の有機感光性材料にはポリビニルカルバゾール、
４−ジメチル−アミノベンジリデン、２−ベンジリデン
−アミノ−カルバゾール、（２−ニトロ−ベンジリデン
）−ｐ−ブロモアニリン、２，４−ジフェニル−キナゾ
リン、１．２．４−）リアジン、１．５−ジフェニル−
３−メチルピラゾリン２−（４’−ジメチル−アミノフ
ェニル）−ベンズオキサゾール、３−アミノ−カルバゾ
ール、ポリビニルカルバゾール−トリニトロフルオレノ
ン電荷移送コンプレックス、およびこれらの混合物があ
る。また、像形成部材としては、セレン、セレン−ひ素
、セレン−アンチモンを包含するセレン合金、および水
素化無定形ケイ素像形成部材を包含する他の同様な無機
成分も使用できる。

部およびパーセントは特に指示のない限り重量当りであ
る。

大上班上 先ず、スチレンジメチルシロキサンブロックコポリマー
を調製したが、このコポリマーはスチレンとへキサメチ
ルクロロトリシロキサンとの継続的アニオン重合によっ
て商業的に入手できる。即ち、反応容器に、水素化カル
シウムペレットからシクロヘキサンの沸点で蒸留したの
ちのシクロヘキサン１２００ｇを入れた。この蒸留は大
気圧で水および酸素の除去を主目的として行った。その
後、反応容器に、４０℃、１０ｍｍＨｇで窒素パージ容
器中の水素化カルシウム懸濁液から蒸留したのちのスチ
レン２０８ｇを加えた。重合開始はシクロヘキサン中１
．３モル第２級ブチルリチウムのストック溶液３．８１
ｍｌを加えることによって行った。

その後、ポリ　（スチリルリチウム）の重合を２０℃で
１時間続行した。続いて、６００…！テトラヒドロフラ
ン中１５０ｇへキサメチルシクロトリシロキサンの溶液
を反応容器にシリンジによって加えてスチリルリチウム
とのカップリングを迅やかに起し次いで６時間のジメチ
ルシロキサン重合を行った。シラノール酸リチウム重合
の終結は１ｇのクロロトリメチルシランを反応容器に加
えることによって行い、その後、スチレン／ジメチルシ
ロキサンブロックコポリマーの単離を１６１のメタノー
ルにより反応溶液を沈澱させ所望固形ポリマーを真空乾
燥させることによって行った（収量３１６ｇ）。

上記で得られたブロックコポリマーのスチレンセグメン
トの重量平均分子量は約４１，６００であり、一方、同
ブロックコポリマーのポリジメチルシロキサンセグメン
トの重量平均分子量はサイズ除外クロマトグラフィーで
測定したとき約１０、０００であった。

次に、トナー組成物を次の如（して現場重合法により調
製した：撹拌器、温度計および還流コンデンサーを備え
た３ツロフラスコに４００ｆｆＩ！！の水、４ｇの分散
剤リン酸三カルシウム、および０．８ｇの界面活性剤ア
ルカノール（Ａｌｋａｎｏｌ、登録商標）を加え、これ
に、５３ｇのスチレン、３７ｇのｎ−ブチルメタクリレ
ート、６ｇの上記で調製したスチレンジメチルシロキサ
ンジブロックコポリマー、３ｇのシリコーンオイル、１
．８ｇのアゾビスイソブチルニトリル（ＡＩＢＮ）、お
よび５、３４　ｇのライン４２０カーボンブラツクとの
溶液を加えた。次いで、この混合物を１２時間、６０℃
〜６５℃に加熱し、次いで室温に冷却し、その後硝酸を
混合物に加えた。混合物を濾過し、生成物を水洗し、乾
燥して、微小化後、シリコーンオイルが上記ブロックコ
ポリマー内に内包され、この成分がドメインを形成し、
これらのドメインがスチレンｎ−ブチルメタクリレート
コポリマーとカーボンブラック粒子とを含むトナー組成
物によってカプセル化されている自由流動性トナー組成
物を得た。

次いで、このトナーを定着機オイルウィッキング装置を
取り外した硬質テフロンコーティング定着ロールヲ有ス
るゼロックスコーポレーション２８３０像形成装置で用
いて、実質的に背景付着物のない優れた像が得られ、ま
た定着ロール表面上にはオフセント化は生じなかった。

定着処理中、ポリマードメイン内に存在するシリコーン
オイルの幾分かが放出された。定着許容範囲、即ち、ロ
ールに対する最低定着温度とホットオフセット温度との
差は５０°Ｆ（１０℃）であった。

去施炎１ 実施例１の組成物と同様なトナー組成物を、８９重量％
のスチレンと１１重量％のブタジェンを含有するスチレ
ンブタジェンコポリマー６２．３ｇ、シーガル３３０カ
ーボンブラツク４．２ｇ（６重量％）、および実施例１
で調製したようなスチレンシロキサンブロックコポリマ
ー（スチレンセグメントの分子ｆｆ１５０，０００、シ
ロキサンセグメントの分子量５，０００）　２．８　ｇ
　（４重量％）とゼロックスコーポレーション９２００
像形成装置で商業的に用いるシリコーン定着機オイル０
．０７ｇ（１重量％）とのプレブレンドとを溶融混合す
ることによって調製した。混合は１００℃で実験室プラ
ストグラフ上で行った。プレブレンドは上記のブロック
コポリマーをシリコーンオイルとシクロヘキサン中に溶
解することによって調製し、真空下で乾燥させることに
よって自由流動性ポリマーを得た（実施例１参照）。冷
却したトナー組成物を粗粉砕し、次いで約１０ミクロン
平均粒径に微細化し、その後、０．５％のエーロジルを
外部添加剤として加えた。

次に、像を実施例１の手順を繰返すことによって現像し
、実質的に同様な結果を得た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）はく離物質を分散させたポリマー成分を含有する
   ドメイン、および、その上の、（２）トナー樹脂粒子お
   よび顔料粒子とを含むホスト樹脂成分とを含むカプセル
   化トナー組成物。