JPH03155565A - 静電荷現像用光重合トナーの製造方法 - 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】 〔４既　　要〕 懸濁重合による静電荷現像用トナーの製造方法に関し、 粒度分布が狭く且つ真球形であって、帯電安定性及び定
着性に優れた低コストの静電荷現像用トナーを短時間で
製造する方法を提供することを目的とし、 分散媒中に分散させた光重合可能な単量体に水溶性の光
重合開始剤の存在下で活性エネルギー光線を照射し、そ
れにより該光重合可能な単量体を懸濁重合させてトナー
粒子を生成させるように、あるいは、分散媒中に分散さ
せた光重合及び熱重合の可能な単量体に水溶性光重合開
始剤及び水溶性熱重合開始剤の存在下で活性エネルギー
光線を照射し、更に加温して、それにより該光重合及び
熱重合可能な単量体を懸濁重合させてトナー粒子を生成
させるように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、電子写真法で用いられるトナーの製造方法に
関する。より詳しくは、本発明は、光重合可能な単量体
に水溶性の光重合開始剤の存在下で活性エネルギー光線
を照射してそれを懸濁重合させることによって、静電荷
現像用トナーを製造する方法に関する。本発明のトナー
製造方法においては、水溶性光重合開始剤及び水溶性熱
重合開始剤を併用し、活性エネルギー光線の照射及び加
温を行って懸濁重合させることも可能である。

〔従来の技術〕

電子写真法としては米国特許第２２９７６９１号明細書
などに記載された方式が周知であるが、これは、一般に
は光導電性絶縁体くフォトコンドラムなど）を利用し、
コロナ放電などにより該光導電性絶縁体上に−様な静電
荷を与え、様々な手段により該光導電性絶縁体上に光像
を照射することによって静電潜像を形成し、次いで、該
潜像をトナーと呼ばれる微粉末を用いて現像可視化し、
必要に応じて紙等にトナー画像を転写した後、加圧、加
熱、溶剤蒸気、光等により該トナー画像を溶融させて紙
等に定着させ、印刷物を得るものである。

これらの静電潜像を現像するトナーとしては、従来より
天然または合成高分子物質よりなるバインダー樹脂中に
染料、カーボンブラックなどの着色剤等を分散させたも
のを５〜２０／−程度に微粉砕した粒子が用いられてい
た。

かかる粉砕トナーの製造方法は、混練、粗粉砕、微粉砕
、分級の順で行い、トナーとしてはかなり優れたものを
製造できるが、多くの欠点も有している。例えば粉砕ト
ナーは粒度分布がかなり広くなるため分級工程を必要と
し、また粉砕工程では騒音や粉塵がひどく、これらを回
避するため多くの安全設備が必要となる。これらの問題
点を解決するために、近年懸濁重合によってトナーを製
造する方法の検討がなされている。

〔発明が解決しようとする課題〕

懸濁重合法によって生成されたトナーは真球状であるた
め帯電が均一に行われる利点をもつ。しかし周知のよう
な温水中で懸濁重合することによって得られたトナーの
場合でも、粒度分布はかなり広くなる傾向がある。すな
わち重合性単量体組成物の長時間の懸濁微粒子化中にそ
のあるものは更に微細化し、乳化重合を起こすため２−
以下の微粒子が生成されることや、長時間の重合中にト
ナー粒子どうしが強くぶつかるため合一が起こり、２０
１Ｍ以上の合一トナー粒子の生成が３忍められることか
多かった。

そこで、かかる懸濁重合トナーの製造方法において乳化
重合を防止するために提案された対策として、例えば特
開昭６０−８３０２号公報における水性重合禁止剤の添
加、特開昭６３−５０８６４号公報における塩化ナトリ
ウムや塩化カリウムなどの添加、特開昭５９−１２３８
５２号公報及び特開昭６３−１９８０７１号公報におけ
るシリカ微粒子の添加などが挙げられる。

更に生成された２−以下の微粒子を取り除く手段として
、特開昭６３−２４７７６１号公報におけるイオン交換
樹脂の利用などがある。またトナー粒子どうしの合一を
防ぐ手段として、特開昭６３−２４７７６１号公報にお
ける単量体と分散安定剤の極性の違いを利用する方法、
特開昭６３−２７１４８０号公報における水溶性の開始
剤を用い、表面をより早く硬化させる方法や粘性の高い
分散媒を用いて重合を行う方法などがある。このほか、
分散安定剤の種類についても多くの検討がなされている
。しかしこれら従来の対策によっても未だ充分な解決に
は至っていない。したがってよりシャープな粒度分布を
もつ真球形の静電荷現像用トナーの生成が切望されてい
る。

また、従来の懸濁重合トナーの製造方法では熱重合が採
用されており、例えば特開昭６３−１９５６６１号公報
、特開昭６３−１９９３６７号公報、特開昭６３１９８
０７６号公報、特開昭６３−１９８０７５号公報、特開
昭６３−１７８１０３号公報、特開昭６３−２１０８５
０号公報などに記載される懸濁重合トナー製造方法の多
くは、長時間（３時間〜１０時間以上）かけて熱重合を
行うことにより所望の硬化物を得ている。そのためそれ
らは、重合のリサイクル率が低く、また熱エルギーも膨
大になり、極めて生産性が低く、コスト高になる等の欠
点を有している。

本発明は以上の実情に鑑みなされたものであって、粒度
分布が狭く且つ真球形であり、帯電安定性及び定着性に
優れた低コストの静電荷現像用トナーを極めて短時間で
製造する方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の静電荷現像用トナー製造方法は、分散媒中に分
散させた光重合可能な単量体に水溶性の光重合開始剤の
存在下で活性エネルギー光線を照射し、それにより該光
重合可能な単量体を懸濁重合させてトナー粒子を生成さ
せる方法である。

また、本発明の静電荷現像用トナー製造方法においては
、水溶性の光重合開始剤と水溶性の熱重合開始剤の両方
を使用し、光重合及び熱重合を併用することも可能であ
る。すなわちこの場合には、分散媒中に分散させた光重
合及び熱重合の可能な単量体に水溶性光重合開始剤及び
水溶性熱重合開始剤の存在下で活性エネルギー光線を照
射し、更に加温して、それにより該単量体を懸濁重合さ
せてトナー粒子を生成させる。

ここにいう活性エネルギー光線とは、単量体組成物を硬
化せしめることのできる光線のことであって、すなわち
可視光線（レーザー光線等）、紫外線または放射線（γ
線等）等である。またその光源としては、キセノンラン
プ、アーク灯、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯
などがある。

水溶性光重合開始剤及び水溶性熱重合開始剤は、公知の
どのような開始剤であってもよく、またこれら両方の機
能を持つ開始剤でもよい。水溶性光重合開始剤としては
、例えば２．３−ブタンジオーノベ３，４−ヘキサンジ
オール、ナトリウムホルムアルデビドジスルフィット、
４−ピペリジツールヒドロクロリド等を使用することが
できる。

また水溶性の光又は熱重合開始剤として、例えば２・２
−アゾビス（２−アミジノプロパン）ジアセテート、２
．２−アゾビス（２−アミジノプロパン）ジヒドロクロ
リド等を使用することができる。各水溶性光重合開始剤
及び熱重合開始剤は、１種だけを使用してもよく、ある
いは複数種を組み合わせて使用してもよい。これらの開
始剤の使用量は、重合性単量体１００重量部当り０．０
００１〜５重量部、好ましくは０．０１〜２重量部であ
る。

静電荷現像用トナーの原料となる光重合可能な又は光重
合及び熱重合可能な単量体としては、ラジカル重合可能
な公知の単量体を利用できる。具体例を挙げれば、スチ
レン、α−メチルスチレン、０−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、クロロスチレン、ブロモスチレン、ジクロロス
チレン、ジプロモスチレン、ｐ−フェニルスチレン、ｔ
ｅｒｔ−プチルスチレン、メチルメタクリレート、’ｎ
−ブチルメタクリレート、ｎ−オクチルメタクリレート
、メチルアクリレート、ジビニルベンゼン、ジアリルフ
タレート、マレイン酸、マレイン酸半エステル、アクリ
ロニトリル、エチレングリコールジアクリレート、エチ
レングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパ
ントリメタクリレート、１．３−ブタジェン等がある。

これらの単量体は単独もしくは混合して使用することが
できる。

光重合だけを利用して本発明を実施する場合には、重合
性単量体に着色剤、帯電制御剤及びワックスをよく混合
する。この混合物を、水溶性光重合開始剤並びに分散剤
又は（及び）界面活性剤入りの水性分散媒中に分散させ
、活性エネルギー光線を照射することによって重合を完
結させ、トナーを分取する。

光重合に加えて熱重合をも利用して本発明を実施する場
合には、重合性単量体に着色剤、帯電制御剤及びワック
スをよく混合する。この混合物を、水溶性光重合開始剤
及び水溶性熱重合開始剤並びに分散剤又は（及び）界面
活性剤入りの水性分散媒中に分散させ、活性エネルギー
光線を照射し、更に加温（６０〜８０℃程度に）するこ
とによって重合を完結させ、そしてトナーを分取する。

いずれの場合にも、重合性単量体に着色剤、帯電制御剤
及びワックスを混合して得られた混合物を分散媒中に分
散させるためには、ディスパーサ−や超音波ホモジナイ
ザー等を使用することができる。単量体と共に使用する
着色剤及び帯電制御剤の合計量は、単量体の重量を基準
として０．５〜１０重量％であるのが好ましい。また、
乳化重合を禁止する手段として、分散安定媒中に塩化す
）　ＩＪウムなどの塩類及びシリカ微粒子を添加しても
よい。

〔作　用〕

光重合開始剤は、活性エネルギー光線の照射により反応
性重合体のラジカル重合を開始させ、それにより単量体
組成物が硬化する。この場合、分散媒中に分散されてい
る単量体組成物粒子はその表面から硬化し、トナー粒子
の合一を防止する。

光重合は、低温でも容易に素早く起り、単量体の乳化を
抑制する。

光重合開始剤と共に熱重合開始剤を使用する場合には、
光重合開始剤に基づく上記の作用に加えて、熱重合開始
剤が加温によって熱ラジカルを発生し、単量体組成物粒
子の外側から熱重合を開始させる。

〔実施例〕

次に、実施例により本発明を更に詳しく説明する。以下
の実施例において使用する部数は、特別に指示がない限
り重量部数である。また、トナーの粒径は全てコールタ
−カウンターで測定した。

実施例１ 次に掲げる重合性単量体、着色剤、帯電制御剤、水溶性
光重合開始剤及びワックスを使用した。

単量体 スチレン（和光純薬社製）９０部 ブチルアクリレート（和光純薬社製）１０部着色剤 グラフト化カーボンブラック （デグサ社製）　　　　　２部 帯電制御剤 ニグロシン染料 （Ｓ−３４；　オリエント社製）　　　　　　　２部水
溶性光重合開始剤 ４−ピペリジツールヒドロクロリド （緑化学社製）　　　１部 ワックス ビスコール５５０−Ｐ　　（三洋化成社製）　　　　２
部上記単量体、着色剤、帯電制御剤及びワックスを、デ
ィスパーサ−（ヤマト科学社製）を用いて３分間攪拌し
、単量体組成物を調製した。次に、上記開始剤を入れ且
つ分散剤としてポリビニルアルコール（和光純薬社製）
を０．０２部入れた蒸留水５００部中にこの単量体組成
物を入れ、室温（２０℃）でディスパーサ−（４，００
０ｒｐｍ）を用いて３分間攪拌した。その後ディスパー
サ−をスリーワンモータに変え、１１００ｒｐにて攪拌
しながら２００Ｗ／インチの高圧水銀灯を用いて液面か
らｉｏａｍの匝離で１５分間紫外線を照射し、完全に単
量体組成物を重合せしめた。次に水に分散した生成トナ
ーを遠心分離し、ろ別した。このトナーをｐＨが８以下
になるまで水洗を３回繰り返し、平均粒径４．９１／ｌ
ｌ＋の大きさの球形トナー粒子が得られた。粒径１〇−
以上のトナー粒子は確認されなかった。

得られたトナー５部、キャリアとしてフェライト粉ＣＸ
３００Ｄ　（富士電気化学社製）９５部からなる現像剤
を調製し、熱ロール定着方式を採用しているＭ３７１２
Ｌレーザプリンタ　（富士通社製）を用いて画像出しを
したところ、カブリのない、鮮明な画（象が得られた。

また１万枚の画像出しテストを行ったところ、カブリが
少なく、十分満足いく結果が得られた。

実施例２ 次の単量体、着色剤、帯電制御剤、重合開始剤及びワッ
クスを使用し、実施例１と同様の条件でトナーを製造し
た。

単量体 スチレン（和光純薬社製）７５部 ブチルアクリレート（和光純薬社製）１５部着色剤 グラフト化カーボンブラック （デグサ社製）　　　　　　３部 帯電制御剤 ニグロシン染料 （Ｓ−３４；　オリエント社製） ２部 水溶性光重合開始剤 ２．３−ブタンジオール （緑化学社製）０．５部 ワックス ビスコール５５０−Ｐ　　（三洋化成社製）　　　　２
部結果として、平均粒径５．１−の大きさの真球形トナ
ー粒子が得られ、また粒径１０声以上のトナー粒子は認
められなかった。

実施例１と同様に、得られたトナー５部、キャリアとし
てフェライト粉ＣＸ３００Ｄ　９５１からなる現像剤を
調製して画像出しをしたところ、カブリのない鮮明な画
像が得られた。また１万枚の画像出しテストを行ったと
ころ、カブリがなく、良好な結果が得られた。

実施例３ 次に掲げる重合性単量体、着色剤、帯電制御剤、重合開
始剤及びワックスを使用した。

単量体 スチレン（和光純薬社製）　　　　　　　　９０部ブチ
ルアクリレート（和光純薬社製）　　　５部ｎ−ブチル
メタクリレート （和光純薬社製）　　　　　５部 着色剤 帯電制御剤 水溶性光重合開始剤 水溶性光及び熱重合開始剤 ワックス ビスコール５５０−Ｐ　　（三洋化成社製）　　　　２
部上記単量体、着色剤、帯電制御剤及びワックスを、デ
ィスパーサ−（ヤマト科学製）を用いて３分間攪拌し、
単量体組成物を調製した。次に、上記開始剤を入れ且つ
分散剤としてポリビニルアルコール（和光純薬社製）を
０．０２部入れた蒸留水５００部中にこの単量体組成物
を入れ、室温（２０℃）でディスパーサ−（４，ＯＯＯ
ｒｐｍ）を用いて３分間攪拌した。その後ディスパーサ
−をスリーワンモータに変え、ｔｏｏｒｐｍにて攪拌し
ながら２部０Ｗ／インチの高圧水銀灯を用いて液面から
１０ｃｍの距離で１５分間紫外線を照射し、次いで６０
〜７０℃で２時間後重合を続け、完全に単量体組成物を
重合せしめた。

次に水に分散した生成トナーを遠心分離し、ろ別した。

このトナーをｐＨが８以下になるまで水洗を３回繰り返
し、平均粒径５．６Ｊａの大きさの球形トナー粒子が得
られた。粒径１〇−以上のトナー粒子は確言忍されなか
った。

実施例１と同様に、得られたトナー５部、キャリアとし
てフェライト粉ＣＸ３００Ｄ　９５部からなる現像剤を
調製して画像出しをしたところ、カブリのない鮮明な画
像が得られた。また１万枚の画像出しテストを行ったと
ころ、カブリがなく、良好な結果が得られた。

以上の実施例１〜３により製造されたトナーはいずれも
、従来の懸濁重合トナー製造法にあって認められるよう
な乳化重合に由来する微小粒子（２１Ｍ以下）や重合操
作中の粒子の会合に基づく合一粒子（２部如以上）が実
質的に見られない、狭い粒度分布の真球形トナーである
ことが示された。

また、これらのトナー現像試験を通じて、これらのトナ
ーが帯電安定性及び定着性に優れていることが示された
。

〔発明の効果〕

本発明の％５５部合トナー製造方法によれば、水溶性光
重合開始剤を使用し、トナー原料の反応性単量体組成物
を低温で光重合させて硬化させることができる。そのた
め、単量体組成物を分散媒中に分散させた後に、単量体
組成物の微量が分散媒に溶解して起こる乳化重合を効果
的に抑制することが可能となり、且つ単量体組成物の分
散粒子の表面を素早く硬化させて粒子の会合を防止する
ことが可能になる。従って、本発明の方法により粒度分
布の狭いトナーを製造することができる。また、光重合
は熱重合よりもはるかに短い時間で完結するので、従来
の熱重合法によるよりも短い時間でトナーを製造するこ
とができ、しかもそのトナーは真球形であり、且つ帯電
防止性及び定着性に優れている。

本発明において更に水溶性熱重合開始剤を使用して光重
合後に更に熱重合させる場合には、分散した単量体組成
物のより完全な硬化を果すことが可能になる。この場合
においてさえも、反応時間は従来法の場合の３〜１０時
間以上と比べて短く、従って省エネルギー及び生産性向
上に寄与する。

以上の如く、本発明は、粒度分布が狭く且つ真球形であ
り、帯電安定性及び定着性に優れた低コストの静電荷現
像用トナーを短時間で製造する方法を特徴する

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、分散媒中に分散させた光重合可能な単量体に水溶性
   の光重合開始剤の存在下で活性エネルギー光線を照射し
   、それにより該光重合可能な単量体を懸濁重合させてト
   ナー粒子を生成させることを特徴とする静電荷現像用ト
   ナーの製造方法。 ２、分散媒中に分散させた光重合及び熱重合の可能な単
   量体に水溶性光重合開始剤及び水溶性熱重合開始剤の存
   在下で活性エネルギー光線を照射し、更に加温して、そ
   れにより該光重合及び熱重合可能な単量体を懸濁重合さ
   せてトナー粒子を生成させることを特徴とする静電荷現
   像用トナーの製造方法。