JPH03228067A

JPH03228067A - カプセルトナー

Info

Publication number: JPH03228067A
Application number: JP2022801A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Arima; 弘朗在間; Kazuo Kitamura; 和夫北村
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1990-02-01
Filing date: 1990-02-01
Publication date: 1991-10-09
Anticipated expiration: 2014-07-28
Also published as: JP2926828B2

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、電子写真法、静電記録法および磁気記録法な
どに用いられるカプセルトナーに関するものであり、さ
らに詳しくは、圧力定着に適したトナーに関するもので
ある。

［従来技術の説明コ従来、電子写真法としては、一般に光導電性物質からな
る感光体上に、種々の方法で電気的潜像を形成した後、
該潜像をトナーを用いて現像し、このトナー像を紙等の
転写材に転写した後、定着して可視化する方法が汎用さ
れており、上述のトナー像を紙などに定着する方法とし
ては熱定着、溶剤定着、圧力定着の３方式が知られてい
る。

昨今、環境上の問題等から溶剤定着はほとんど用いられ
ていない。現在量も一般的な方式は熱ローラによる熱定
着方式である。この方法は、熱ローラにより転写材上の
トナー像を軟化・圧着するため定着の強度が優れている
。しかしながら、定着ローラの加熱は電気ヒーターで行
なうため、スイッチを入れてから複写可能になるまでヒ
ートアップ時間を必要とし、さらに、常時定着ローラを
高温に加熱しておく必要がある。そのため、熱定着方式
を採用しているほとんどのプリンタ・複写機は、消費電
力かｌｋｗを越え、さらにその半分以上の電力が定着器
を加熱するのに消費されている。一方、圧力定着方式は
、上述の様な待時間を必要とせず、加熱のための電気エ
ネルギーを消費しない、定着装置か簡単な構造であるな
どの利点かあり有用である。しかし、従来の圧力定着ト
ナーは、圧力ローラーに３０　ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍもの
高い圧力を付与しなければ良好な定着画像か得られず、
このような高い圧力を付与することにより、紙のカール
、光沢化、シワ等が生しる欠点がある。

そこで、可能な限り低い圧力で定着可能なトナーの開発
か強く望まれている。

このような問題を解決する手段として、低圧力で定着可
能な芯物質を樹脂等の殻物質で包んだいわゆるカプセル
トナーというものか提案されている。例えば、特開昭４
８−７１６４８号公報に開示されているような液状物質
を芯とするカプセルトナー、また特開昭４８−７５０３
２号公報に開示されているような軟質固体物質を芯とす
るカプセルトナーか知られている。

しかし、従来知られている液状物質を芯とするカプセル
トナーは、トナーとして本来必要とされる緒特性を必す
しも具備していない。この理由としてオフセット現象の
発生と定着直後は定着強度か弱いため画像か剥がれやす
いことを挙げることができる。カプセルトナーは、定着
ローラーの圧力でカプセルが破壊されて外に放出された
定着物質が紙に接着することで定着するが、この時放出
された定着物質は接触している定着ローラにも接着しや
すく、そうした場合トナー像の一部がローラー表面に付
着・転移し、次の被定着シートにこれが再転移する所謂
オフセット現象を生じ被定着シートを汚すことがある。

こうしたオフセット現象を防ぐ方法として芯中にシリコ
ンオイル等を含有させる方が提案されている。

また、定着に際してカプセル内部より放出された該定着
物質は液状であるため乾燥固化または硬化して十分な定
着強度が得られるまでに時間かかかる。そのため定着直
後から定着物質か乾燥固化または硬化するまでは画像か
剥がれやすく、裏写りしやすい等の問題か生じるため、
定着物質が乾燥固化または硬化するまでの時間はできる
たけ短いことか望まれている。この問題に関しては、現
在具体的な解決方法は提案されていない。

［発明か解決しようとする課題］上述のような方法によってオフセット現象は防止できる
か、本発明者の検討によると、オフセット現象の防止は
完全でなく、また、シリコンオイル等はひじょうに揮発
あるいは硬化しにくいため、それを含有する定着物質の
乾燥固化または硬化する時間は長くなり、定着性に悪影
響を及ぼす等の問題点があることがわかった。

本発明は以上のごとき事情に基づいてなされたものであ
って、その目的は、オフセット現象をともなわずに低圧
力で定着でき、しかも定着後、定着画像の剥かれや裏写
りの発生しないトナーを提供することにある。

［課題を解決するための手段］かかる本発明の目的は、定着成分と着色剤を含む芯物質
と該芯物質の周囲を被覆する外殻とから構成されるマイ
クロカプセル形態のトナーにおいて、該芯物質を構成す
る定着成分が重量平均分子量５００〜１００．０００の
樹脂と該樹脂を溶解もしくは膨潤することのできる有機
溶剤とからなり、該樹脂を定着成分全体に対して４０〜
９５重量％含有することを特徴とするカプセルトナーに
より達成される。

本発明における定着成分を構成する樹脂は、重量平均分
子量がゲルパーミュエーション・クロマトグラフィー（
Ｇ　Ｐ　Ｃ）によって測定された値が５００〜１００．
０００であることが必要であり、より好ましくは１．０
００〜５０．０００である。

樹脂の重量平均分子量が５００より小さいと樹脂のフィ
ルム形成性が悪いために定着画像を折り曲げたりすると
はがれやすくなる。また、１００゜０００より大きいと
定着成分の粘度が著しく高（なるためオフセット現象が
発生しやすく、また十分な定着強度の得られるまでの時
間が長くなるため好ましくない。

また、定着成分を構成する樹脂は、定着成分全体に対し
て４０重量％〜９５重量％含有されることが必要であり
、より好ましくは５０重量％〜８５重量％である。定着
成分中の樹脂の含有量が４０重量％より少ないと、定着
に寄与する固形分が少ないため、定着後残存するカプセ
ルトナーの殻を紙上に固定できず、十分な定着強度が得
られない。また、９５重量％より多いと定着成分の粘度
が著しく高くなるためオフセット現象が発生しやす（、
また十分な定着強度の得られるまでの時間か長くなり本
発明の目的を達成できなくなる。

本発明において定着成分に用いられる樹脂としては、ス
チレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、スチレン−無水マ
レイン酸樹脂、その他ロンン系、テルペン系、石油系、
クマロン系、脂肪族炭化水素系樹脂、または、スチレン
、ｐ−メチルスチレン、ｐ−クロルスチレン等のスチレ
ン及びその誘導体、酢酸ビニル等のビニルエステル類、
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
クリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸グリシジ
ル等のメタクリル酸エステル類、アクｊル酸ｎ−ブチル
、アクリル酸２−エチルへキシル等のアクリル酸エステ
ル類等のビニル系単量体を重合して得られる樹脂等を挙
げることかでき、これらは単独もしくは２種類以上組合
せて用いることができる。

具体的には、例えば“ハイマー　５Ｔ−７３、Ｓ　ＢＭ
−１００，Ｓ　ＢＭ−７３（工注化成製スチレン系樹脂
）、“Ａ−Ｃ”ポリエチレン（米国アライド社製低分子
量ポリエチレン）、“ＳＭＡ”レジン（アーコケミカル
社製低分子量スチレン−無水マレイン酸樹脂）、“ピコ
ラスチック”Ｄ−７５、同Ｄ１００．同Ｄ−１２５、同
Ｄ−１５０、同Ｅ−５０、同Ｅ−７５、同Ｅ−１００、
同Ｅ１２５（エツゾ・スタンダード石油製スチレン樹脂
）などが挙げられるが、これらに限定されない。

定着成分を構成する有機溶剤としては、上記樹脂を溶解
もしくは膨潤させるが、後の工程で形成する殻を溶解も
しくは膨潤することかない沸点１００°Ｃ〜３５０°Ｃ
のものか好ましいか、樹脂を溶解しないものであっても
有機溶剤の一部として用いることかできる。

かかる有機溶剤の例としては、例えばノナン、デカン、
ドデカン、フェニルキンリルエタン、ジエチルジフェニ
ル、“アイソパー　■−１、Ｌ、、Ｍ（エクソン化学製
脂肪族炭化水素）、ナフサＮｏ。

６（エクソン化学製炭化水素）および“シェルソーノビ
７１　（シェル化学製炭化水素）等が挙げられる。

着色剤としては、従来のトナーに用いられている各種の
顔料や染料等の全てを用いることかでき、例えば、カー
ボンブラック、ニグロシン染料、ランプブラック、アニ
リンブルー、フタロシアニンブルー、ウルトラマリンブ
ルー、クロムイエローヘンジジンエロー、黄鉛、ベンガ
ラ、ローダミンレーキＢル−キレッド、クロムグリーン
、マラカイトグリーン、あるいはこれらの混合物を挙げ
ることができる。

また、本発明のトナーは磁性トナーとして構成させるこ
とができ、この場合、使用される磁性体としてはフェラ
イト、マグネタイトを始めとする鉄、コベルト、ニッケ
ルなどの強磁性を示す金属もしくは合金またはこれらの
元素を含む化合物、或いは強磁性元素を含まないが適当
な熱処理によって強磁性を示すようになる合金、例えば
マンガン−銅〜アルミニウム、マンガン−銅、二酸化ク
ロム等を挙げることかできる。この場合、磁性体は着色
剤の役割も果す。なお、磁性体をトナーに含有させる場
合、そのまま、つまり未処理のままで使用しても良いが
、シラン系やチタン系のカップリング剤で処理してから
使用しても良い。

本発明におけるカプセル構造の形成は公知のカプセル化
技術、例えば界面重合法や１ｎ−ｓｉｔＵ重合法が有効
に利用できる。勿論、スプレードライ法や相分離法等も
利用できる。

ここで界面重合法とはお互に相溶しない２つの液体の界
面で各液体に別々に添加しであるリアクタントを重縮合
せしめ、両液体に不溶のポリマー被膜を界面に形成させ
るもので、通常は油相に酸クロライドやイソシアネート
等を含ませ、水相にアミン、アルコール等を加えている
ことが多い。

これらの例としては特開昭５４−７６２３３号、同５７
−１７９８６０号、特公昭３８−１９５７８号等の公報
に記載されている。またｉｎ−ｓｉｔｕ重合法とは、マ
イクロカプセル被膜を連続層の片方のみから形成させる
方法で、これらの例としては特公昭３６−９１６８号、
同４９−．４５１３３号などの公報に記載されている。

本発明のカプセルトナーの外殻を構成する物質は特に制
限はないか、ポリウレア樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ
アミド樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン−ホルムアル
デヒド樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、ビニル系樹
脂、エポキシ樹脂などか実用上好ましく用いられる。特
に好ましくはポリウレア樹脂およびポリウレタン樹脂で
ある。

これらの樹脂は単独もしくは２種類以上組合せて用いる
ことかできる。

ポリウレアは多官能イソシアネートと多官能アミンの反
応によって得られ、ポリウレタンは多官能イソシアネー
トと多官能ヒドロキシ化合物の反応によって得られる。

かかる多官能イソシアネートとしては、ヘキサメチレン
ジイソシアネート、ｐ−フェニレンンイソシアネート、
２．４−トリレンジイソシアネート、２．６−１−リレ
ンンイソシアネート、３．３゛−ジメチル−ジフェニル
−４，４゛−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−４
，４゛−ジイソシアネート、３．３゛　−ジメチル−ジ
フェニルメタン−４，４゛　−ジイソシアネート、ナフ
タレン−１，５−ジイソシアネート１、トリフェニルメ
タン−トリイソシアネート、ポリメチレンポリフェニル
イソシアネート、ヘキサントリオールとへキサメチレン
ジイソシアネートの付加物、トリレンジイソシアネート
とトリメチロールプロパンの付加物、キシリレンジイソ
シアネートとトリレンジイソシアネートの付加物等を挙
げることができ、これらは単独もしくは組合せて使用す
ることができる。

以上のごとき多官能イソシアネートと反応してポリウレ
アを与える多官能アミンとしては、エチレンジアミン、
ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、フェ
ニレンジアミン、キシリレンジアミン、トリエチレンテ
トラミン、ピペラジン、２．５−ジメチルピペラジン等
を挙げることができる。

また、上記多官能イソシアネートと反応してボッウレタ
ンを与える多官能ヒドロキシ化合物としては、エチレン
グリコール、プロピレングリコール、グリセリン、トリ
メチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ビスフェ
ノールＡ１水などを挙げることができる。これら多官能
アミンと多官能ヒドロキシ化合物は併用することもでき
る。

本発明のカプセルトナーの製造法を一例を挙げて説明す
ると、まず樹脂、有機溶剤、着色剤と多官能イソシアネ
ートまたはをサンドグラインダー等を用いて均一に混合
して原料混合物を調整する。

このようにして得られた原料混合物は次いで水中に投入
され、ホモミキサー等により所望の粒径にまで微粒子化
される。微粒子の大きさとしては、特に制限はないか、
好ましくは３〜３０μｍ１より好まし、くは５〜２０μ
ｍである。

微粒←化の工程で微粒子同志の凝集を防ぎ、微粒子の大
きさを均一にする為に分散安定剤を添加することか好ま
しい。使用可能な分散安定剤としては、パ−ラビアゴム
、アルギン酸ソーダ、カルボキシメチルセルロース、ポ
リアクリル酸、ビニルベンゼンスルホン酸系共重合体、
ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、可溶
性デンプン、ポリビニルアルコール、ゼラチン等の水溶
性高分子、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナ、リ
ン酸三カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化第二鉄
、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、硫酸バリウム、ベン
トナイト等の無機微粒子、カチオン系界面活性剤、アニ
オン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤等を単独ある
いは２種以上混合して用いることができる。

このようにして得られた微粒子分散液に多官能アミンま
たは多官能ヒドロキシ化合物を加えて界面重合反応を行
ないカプセル構造を形成する。この時に殻の形成を十分
に行なうために反応系を加熱しても良い。加熱する温度
としては４００Ｃ〜６０℃が好ましい。

界面重合反応によりカプセル構造を形成した後、トナー
分散液からトナーを洗浄・分離して、トナー粒子をオー
ブン等で乾燥することにより本発明のカプセルトナーが
得られる。

［実施例］以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが本
発明はこれらに限定されない。

実施例１ハイマー　ＳＢＭ−１００（三重化成製スチレンーアク
リル系樹脂、重量平均分子量１５．０００）３０ｇをフ
ェニルキシリルエタン２５ｇに溶解し、次いでこの樹脂
溶液５５ｇと磁性体（ＥＰＴ−１０００：戸田工業（練
製）３５ｇ、“コロネート”Ｌ（多官能性イソンアネー
ド日本ポリウレタン■製）２２ｇを１５℃に冷却しなが
らサンドグラインターで３０分混合してトナー原料液を
得た。この原料液を１％ポリビニルアルコール水溶液４
００ｍ１にホモミキサー（特殊機化工業■製）を用いて
乳化して平均粒子径１２μの懸濁液を得た。この懸濁液
を三つロフラスコに移し、撹拌しながらキシリしレジア
ミン１０％水溶液３０ｇを１５分かけて滴下した。滴ト
′後６０℃で４時間撹拌して殻を形成した。殻形成後、
トナーを遠心分離機を用いて純水３１で洗浄し、乾燥し
てカプセルトナーを得た。

このトナーをジャンピング現像器で画出し、未定着画像
を線圧１５ｋｇ／ｃｍの圧力定着器で定着したところ定
着性は良好であり、オフセット現象も発生しなかった。

実施例２スチレンモノマー（君津製薬掬製）５０ｇ、２−エチル
ヘキシルアクリレートモノマー（ナカライテスク（練製
）３０ｇ、フェニルキシリルエタン２０ｇ１アゾビスイ
ソブチロニトリル（和光紬薬玉業■製）１．６ｇ、ドデ
シルメルカプタン１゜５ｇを冷却管付三ロフラスコにい
れ、窒素気流下で８０℃８時間重合して、樹脂含有量８
０重量％のポリマー溶液を得た。この溶液中の樹脂の重
量平均分子量はＧＰＣの測定により２４，０００であっ
た。このポリマー溶液５５ｇと磁性体（ＥＰＴ−１００
０：戸田工業■製）３５ｇ、　　“コロネート”２０３
０　（、多官能性イソシアネート、日本ポリウレタン（
練製）２２ｇを１５°Ｃに冷却しなからサンドグライン
ダーで３０分混合してトナー原料液を得た。この原料液
を１％ポリビニルアルコール水溶液４００ｍ１にホモミ
キサー（特殊機化工業（練製）を用いて乳化して平均粒
子径１２μの懸濁液を得た。この懸濁液を三つロフラス
コに移し、撹拌しなからジエチレントリアミン２．５％
水溶液５０ｇを１５分かけて滴下した。滴下後６０℃で
４時間撹拌してカプセル構造を形成した。

カプセル構造形成後、遠心分離機を用いて純水３１で洗
浄し、乾燥してカプセルトナーを得た。

このトナーをジャンピング現像器で画出し、未定着画像
を線圧１５ｋｇ／ｃｍの圧力室０着器で定着したところ
定着性は良好であり、オフセット現象も発生しなかった
。

実施例３スチレンモノマー（君津製薬（ｍ製）　２０　ｇ１２エ
チルヘキシルアクリレートモノマー（ナカライテスク（
練製）１５ｇ、“アイソパー”Ｍ（脂肪族炭化水素・エ
クソン化学製）１５ｇ、アブビスイソブチロニトリル（
和光紬薬工業（中型）０，５ｇ１四臭化炭素１．２ｇと
磁性体（ＥＰＴ−１０００二戸田工業■製）３５ｇ、“
コロネート”Ｌ（多官能性イソシアネート二日本ポリウ
レタン■製）２２ｇを１５°Ｃに冷却しながらサンドグ
ラインターで３０分混合してカプセル原料液を得た。

この原料液を水酸化アルミニウムの１．８％分散液４０
０ｍ１にホモミキサー（特殊機化工業■製）を用いて乳
化して平均粒子径１３μの懸濁液を得た。この懸濁液を
三つロフラスコに移し、撹拌しなからキシリレンジアミ
ン１０％水溶液３０ｇを１５分かけて滴下した。滴下後
フラスコ内を窒素置換し７０℃に昇温しで６時間撹拌し
てカプセル化および芯モノマーの重合を行なった。

反応終了後水酸化アルミニウムを塩酸で分解し、遠心分
離機を用いて純水３Ｉで洗浄し、乾燥してカプセルトナ
ーを得た。

このトナーの芯中の樹脂含有量は７０重量％で、その重
量平均分子量はＧＰＣの測定により７，０００であった
。

比較例１実施例１において重量平均分子量２００．０００のスチ
レン−アクリル系樹脂を用いた他は同様にしてカプセル
トナーを得た。このトナーを実施例１と同様にして定着
したところオフセット現象が発生し、定着性も悪かった
。

比較例２実施例２において定着成分としてＧＰＣの測定による重
量平均分子量が３０．０００で、樹脂含有量が３０重量
％のポリマー溶液を用いる以外は、同様にしてカプセル
トナーを得た。このトナーを実施例１と同様にして定着
したところオフセット現象は発生しなかったが、定着性
は悪かった。

比較例３実施例３において四臭化炭素を用いない以外は同様にし
てカプセルトナーを得た。このトナーの芯中のポリマー
の重量平均分子量はＧＰＣの測定により１３０．０００
であった。このトナーを実施例１と同様にして定着した
ところオフセット現象が発生し、定着性も悪かった。

［定着性評価コ定着性の評価は次のようにして行なった。

定着後１５分経過した定着サンプルのベタ黒部を用いて
、これに市販の粘着テープを１ｋｇの分銅で圧着した後
、ゆっくりと剥がして、この操作の前後の反射濃度の変
化（残存率）を百分率で評価した。結果を次に示す。

以上のように本発明のカプセルトナーは定着画像の剥が
れや裏写りの発生せず、定着性か良好であることがわか
る。

［発明の効果］本発明は上述のごとく構成したので、耐オフセット性が
よく十分な定着強度が得られるまでの時間が短いカプセ
ルトナーを提供することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

定着成分と着色剤を含む芯物質と該芯物質の周囲を被覆
する外殻とから構成されるマイクロカプセル形態のトナ
ーにおいて、該芯物質を構成する定着成分が重量平均分
子量５００〜１００，０００の樹脂と該樹脂を溶解もし
くは膨潤することのできる有機溶剤とからなり、該樹脂
を定着成分全体に対して４０〜９５重量％含有すること
を特徴とするカプセルトナー。