JPH023075A - トナーの製造方法 - 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） 本発明は複写機等で使用されるトナーの製造方法に関す
るものであシ、より詳しくはトナー用樹脂原料であるエ
チレン性不飽和二重結合を有するモノマーとトナー用各
種添加剤を混合分散し懸濁重合することにより一段階で
トナーを製造する方法に関するものである。

（従来の技術） 従来よシ、トナーは顔料、帯電制御剤、ワックス及びス
チレン−アクリル酸エステル等の共重合樹脂等を配合し
て、熱溶融させ、次いでこれをロールで混練し冷却した
ものを粉砕して所望の粒度として製造されていた。

しかしながら、この様な製造法はその工程が繁雑であり
、かつエネルギー損失も犬であった。

そこで近年になり、かかる方法の問題点を改良すべく、
スチレンとアクリル酸エステルとの混合物等のエチレン
性不飽和二重結合を有するモノマー混合物とカーボンブ
ラック等の顔料、ニグロシン等の帯電制御剤及びポリプ
ロピレンワックス等のワックス成分等のトナー用添加剤
を混合して一段で重合してトナーを得る方法がいくつか
提案されている（例えば特公昭！夕一！θデごグ号公報
、特公昭！ざ一タ０♂！３号公報、特開昭！ご−／１０
９ゲタ号公報参照）。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、かかる方法ではモノマー成分へのトナー
用添加剤の分散が不十分であるため、共重合物中でのこ
れらの分散が不均一とな、Ｃ）ナーとしての性能を十分
に発揮できず、未だ実用化されるに到っていない。

（課題を解決するための手段） そこで、本発明者等はこれらの欠点を克服すべく鋭意検
討を重ねた結果、エチレン性不飽和二重結合を有するモ
ノマーにトナー用添加剤を分散させる際に特定構造式で
表わされる化合物を添加し分散させた後に懸濁重合反応
を行なうと、上記の問題点が解消できることを見い出し
本発明に到達した。

すなわち、本発明の目的はトナー用添加剤が十分に均一
に分散されたトナーを一段反応により得る方法を提供す
るものである。

そして、この目的はエチレン性不飽和二重結合を有する
単量体に、顔料、添加剤及び下記−般式（１）で表わさ
れるアルケニルコノ・り酸無水物（式中、Ｒは炭素数７
〜！７のアルキル基を示す。） を添加して分散し、次いで該分散体を水性懸温浴で懸濁
重合することを特徴とするトナーの製造方法により容易
に達成される。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明において用いられるエチレン性不飽和二重結合を
有する単量体とは、トナーを製造する際に用いられるも
のであれば特に限定されるものではなく、具体的にはス
チレン系単量体、あるいはアクリル酸系単量体が用いら
れることが好ましい。スチレン系単量体としてはスチレ
ン、ビニルトルエン、エチルスチレン、ｐ−クロルスチ
レン、ｐ−ｎ　−”チルスチレン等カ挙げられ、好まし
くはスチレン又は、ビニルトルエンが用いられる。

アクリル酸系単量体としてはアクリル酸エチル、メタク
リル酸エチル、アクリル酸ブチルあるいはメタクリル酸
ブチル、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アク
リル酸プロピル等が挙げられ、好ましくは、アクリル酸
ｎ−ブチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、又はメタクリル
酸メチルが用いられる。

なお、これらの単量体は夫々単独でも、また混合しても
よく、更に必要ならばＮ、Ｎ−ジメチルアミンエチルメ
タクリレート、Ｎ、Ｎ−ジエチルアミノエチルメタクリ
レート、ビニルピリジン等のカチオン性の単量体も併用
してもよい。

以下、これらの単量体を「重合性単量体」と総称する。

顔料としては、従来のトナーで用いられているものであ
れば特に限定なく用いることができ、具体的にはカーボ
ンブラック、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化チタン等を用いる
ことができる。

カーボンブラックとしては、チャンネルブラックあるい
はファーネスブラック等の通常トナーに使用されるもの
であって、粒径／ｊ−♂Ｏにμ程度であるようなものが
好ましい。その添加量としては重合性単量体に対して７
〜１０重量％が好ましく、特に３〜７重量％が好ましく
、少なすぎると黒度が十分に出す、又、過剰に加えても
黒度の顕著な向上が見られず経済的ではない。

添加剤としては、通常帯電制御剤及びワックスが用いら
れ、帯電制御剤は通常使用されるものでよく、例えばニ
グロシン、アニリンプルーフタロシアニンブルー　アゾ
系合金染料、クロムイエロー等が挙げられる。帯電制御
剤としてニグロシンを用いる場合には分散時間を短縮す
るために粒径の小さいものが好ましく、具体的には３〜
３０μｍ程度のものが好ましい。その添加量゛は重合性
単量体に対して／〜！重量％が好ましく、特には２〜３
重量％とするのがよい。

少なすぎるとトナーの帯電制御特性が不十分で安定した
画像が得られない傾向であり、また過剰でちっても特性
の顕著な向トが見られないことから好ましくない。

ワ。クスと１７てｉ−ｉ、ト廿・−・〜；・こ群型性を
付与するものでちれば特に限定されるものではなく、例
、ｔ　Ｉｄポリプロビレ、・・ワ２．−クス、ポリエチ
レン１ノ ワックス、マイクロクリスタヂンワックス等、通常トナ
ーに使用すれるワッ、゛スが挙げられる。

その添加量としては重合性単量体に対して／〜！重量％
が好ましく、特に２〜３重量％とするのがよい。少なす
ぎると、離型性が不十分であり、又過剰であっても離型
性の顕著を向上がみられないことから好゛まＩ２．＜な
い、。

本発明では、上記の単量体に顔料及び添加剤を分散させ
る際に、下記の一般：ｊ’１Ｊ（Ｄで示されるアルケニ
コハク酸無水物を添加することが重要である。

（式中、Ｒは炭素数夕〜！２のアルキル基を示す。） かかるアルケニルコハク酸無水物とし、では、通常Ｈの
炭素数が７〜タク、好寸しくば／／〜４ｔ７の化合物が
用いられる。

かかるアルケニルコハク酸無水物は、夫々単独又はこれ
らの混合物として用いられる。その添加量としては重合
性単量体に対してθ、ターフ０重量部が好ましく、特に
／へ・５重量部とするのが好ましい。添加量が小さすぎ
ると十プ）な分散効果が得られず、また過剰に用いても
分散効果において顕著な向上がみられないため経済的な
面から好ましくない。

尚、一般式（（）中ＯＲの炭素数が小さくなるとモノマ
ーとの相溶性が悪くなり十分な分散効果が得られず、又
ＲＯ炭素数が太きすぎると融点が高くなり、溶解に時間
がかかるため作業性の点で劣り、好ましくない。

本発明では上記の各種成分を均一に分散させるが、その
際、重合物が所望のゲル化率となるように架橋剤を重合
性単量体に対して０，１〜２重量％添加するのがよい。

ゲル化率としては重合物総量に対してテトラヒドロフラ
ンに不溶の樹脂分含量が３θ〜夕Ｏ重量％、好ましくは
３ｊ−’ｌｊ重量％とするのがよい。上記比率が低すぎ
ると重合物が柔らかすぎて得られるトナーがケーキング
を生じ易く、また不溶分が多すぎると得られるトナーの
軟化点が高くなシすぎ、トナーを使用する際に溶融する
ためのエネルギーが多く必要となるので好ましくない。

かかる架橋剤としては通常使用されているものであれば
よく、例えばジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、
エチレングリコールジメタクリレート、ジビニルエーテ
ル等の２個のビニル基を有する化合物、あるいはトリメ
チロールプロパントリアクリレート等の３個のビニル基
を有する化合物が挙げられ、これらは夫々単独に、ある
いはこれらを混合して用いられる。

なお、更に本発明の分散体には重合開始剤が添加される
。重合開始剤としても通常使用されているものであれば
よく、例えばアゾビスイソブチロニトリル、アゾビス−
λ、ダグ−メチルバレロニトリル等が用いられる。

本発明では、これらの各種成分を均一に分散させること
が重要であり、そのために一般式（１）で表わされるア
ルケニルコハク酸無水物を用いるが、得られた均一分散
体は重合工程でも安定しており、良好なトナー物性を有
するトナーが一段で得られる。そして、かかる均一な分
散体を調製するためには、例えば単量体を９よ〜１００
℃に加熱し、通常の分散機あるいは攪拌機、例えばホモ
ミキサーやホモジナイザー等で攪拌下、順次、顔料、添
加剤及び一般式（１）のアルケニルコハク酸無水物を夫
々が均一に分散する様に添加する。得られた均一溶液を
徐々に室温まで冷却したのち、重合開始剤を添加して本
発明の分散体が得られる。尚、この分散体を調製する際
に各種成分の添加順序は特に限定されるものではなく、
順次７つづつ添加してもよいし、−括で添加してもよい
が、好ましくはワックス成分を最初に均一に溶解した後
に他の添力ｈ剤を順次添加、分散するのがよい。

次いで、得られた分散体を水性懸濁浴中で懸濁重合させ
る。通常、分散体を注下して、ホモミキサーやホモジナ
イザー等で強力攪拌し、所望の粒径の懸濁粒子を形成さ
せた後、ゆっくり攪拌しながら所定温度まで昇温し懸濁
重合を行なうが、攪拌機はホモミキサーやホモジナイザ
ー等で１１０００ｒｐ以下の低速で継続してもよく、又
、その他の攪拌機に交換して懸濁重合してもよい。

水性懸温浴とは、通常懸濁重合に使用される無機系及び
有機系の懸濁安定剤、例えばシリカ粉末、ベントナイト
、リン酸カルシウム、ポリビニルアルコール、ヒドロキ
シエチルセルロース、メチルヒドロキシエチルセルロー
ス、ゼラチン等の懸濁安定剤を、好ましくは０．θＯ／
〜！重量部を水１００重量部に均一に分散させたもので
ある。これらの懸濁安定剤は夫々単独又は二種以上の混
合物としても使用でき、更に界面活性剤、例えばラウリ
ル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンヌルホン酸ナトリ
ウム等を水１００重量部に対し、０．００　／〜０３重
量部併用してもよい。

注下する分散体は水性懇濁浴１００重量部に対し、通常
１０〜／θ０重量部、好ましくはコθ〜！０重量部とし
、また重合条件としては、通常不活性ガス雰囲気下！θ
〜９０℃、６〜／θ時間程度行なえばよい。

得られるトナー粒子の粒径は攪拌速度によって異なるが
、通常グθ００−♂０θｏ　ｒｐｍの攪拌速度で夕〜２
よμｍの真球状のトナー粒子とするのがよい。

重合反応終了後は反応液を室温まで冷却後、トナー粒子
を濾過、乾燥して目的のトナーが得られる。

（発明の効果） 本発明によれば、トナー用添加剤が均一て分散されたト
ナーを製造することができる。

（実施例） 以下実施例にて本発明を具体的に説明する。

実施例／ スチレン２り部とｎ−ブチルアクリレート２０部及び、
ジビニルベンゼン／部を混合しく以下モノマーと称す。

）９部℃に加温し、ホモミキサーで１０００〜／夕０θ
ｒｐｍにて攪拌しながらポリプロピレンワックス（りｊ
Ｏｐ、三洋化成社製）−２部を添加し、３０分攪拌して
溶解した。次に一般式（１）で示されＲが炭素数／！の
アルキル基である化合物／、♂部を加え７０分攪拌した
のち、ニグロシンコ部を加え３０分攪拌し、スポットテ
ストを行なったところ、均一に分散していた。次にカー
ボンブラックを部ｔ−添加し３０分分散を続けた後、室
温まで攪拌しながら冷却してアゾビスイソブチロニトリ
ル２部を加え３０分攪拌した。このモノマー混合物をポ
リビニルアルコール／部を含む懸濁浴＜１００部に注下
し、窒素で十分置換した後、ホモミキサーで６θθｏ　
ｒｐｍにて３０分攪拌して懸濁微粒子を形成させ、次い
で７０℃で９時間、更知♂０℃でダ時間重合を行なった
。

その後冷却して重合を停止した。反応物を取シ出し、濾
過、洗浄後、乾燥し、平均粒径／夕、！μｍの重合物／
１０部を得た。このものを顕微鏡観察したところ、添加
剤が均一に分散した真球状の黒色粒子であった。

実施例コ 一般式（１）の化合物としてＲが炭素数２２〜タフのア
ルキル基である化合物９部を使用した以外は実施例／と
同じ方法で行なった。スポットテストでは均一に分散し
ていることが判った。

また重合物の顕微鏡観察では実施例／と同様良好であり
、平均粒径は／４ｔμｍ４部は７７２部であった。

実施例３ 一般式（１）の化合物としてＲが炭素数２のアルキル基
である化合物をグ部使用した以外は実施例／と同じ方法
で行なった。スポットテストはほぼ均一に分散していた
。また重合物は実施例／とほぼ同様であったが、夕景の
半透明状の粒子が含まれていた。この重合物の平均粒径
は／り、！μｍ１収量は７０９部であった。

実施例グ 一般式〇）の化合物としてＲが炭素数７３〜／夕のアル
キル基である化合物７０部を使用した以外は実施例／と
同じ方法で行なった。スポットテストは均一に分散して
いた。また重合物の顕微鏡観察では実施例／と同様良好
であり、平均粒径は７３μｍ、収量は７７２部であった
。

比較例／ 一般式（１）の化合物を使用しない以外は実施例／と同
様に処理した。

スポットテストでは、殆どが凝集体のままで添加剤とモ
ノマーが分離したスポットマークを呈し殆ど分散されて
いないことが判った。またこのものの重合物は粒子内で
添加剤が凝集して局在化した透明ないし半透明の粒子で
あった。

比較例コ 一般式（１）　においてＲが炭素数５のアルキル基であ
る化合物９部を使用した以外は実施例／と同様に処理し
た。スポットテストでは僅かに分散されているのが認め
られだが添加剤とモノマーがかなり分離しており、分散
不十分であった。

このものの重合物は粒子内で添加剤が凝集局在化してま
だら模様になっている粒子が多く認められた。

実施例／〜グ、比較例／及び−の結果を表−／にまとめ
て記す。

表−／　スポットテスト評価及び 重合物の顕微鏡観察結果 ＊　評価基準　　！：均一に分散している。

グ　：はぼ均一に分散している。

３　：やや凝集物が存在している。

２：僅かに分散している。

／　：殆ど分散していない。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エチレン性不飽和二重結合を有する単量体に、顔
   料、添加剤及び下記一般式（ I ）で表わされるアルケ
   ニルコハク酸無水物 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・（ I ） （式中、Ｒは炭素数７〜５７のアルキル基を示す） を添加して分散し、次いで該分散体を水性懸濁浴で懸濁
   重合することを特徴とするトナーの製造方法。