JPH0380261A - 静電荷像現像用トナーの製造方法 - 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］ 本発明は電子写真、静電記録、静電印刷などにおける静
電荷像を現像するための静電荷像現像用トナーの製造方
法に関する。

［従来の技術］ 例えば、電子写真法は米国特許！２，２９７，６９１号
明細書等に記載されている如く、多数の方法が知られて
おり、一般には光導電性物質を利用し、種々の手段で感
光体上に電気的潜像を形成し、次いで該潜像をトナーを
用いて現像し、必要に応じて紙等の転写部材にトナー画
像を転写した後、加熱、圧力あるいは溶剤蒸気等により
定着し複写物を得る。トナーで現像する方法、定着する
方法は従来各種の方法が提案され、必要に応じて用いら
れている。また、カラーの多色像を得る為社は、原稿を
色分解フィルターを用いて露光し、上記の工程をイエロ
ー、マゼンタ、シアンなどのカラートナーを用い、複数
回繰り返し、トナー像を重ね合わせ、カラー画像とする
ものである。

従来、これらの目的に用いるトナーとしては、一般に熱
可塑性樹脂中に、着色剤を溶融混合し、均一に分散した
後、微粉砕装置１分級機により所望の粒径を有するトナ
ーを製造してきた。

この製造方法はかなり優れたトナーを製造し得るが、あ
る種の制限、すなわちトナー用材料の選択範囲に制限が
ある。例えば樹脂着色剤分散体が充分に脆く、経済的に
可能な製造装置で微粉砕し得るものでなくてはならない
。この要求から樹脂着色剤分散体を脆くするので、実際
に高速で微粉砕する場合に広い粒径範囲の粒子が形成さ
れやすく、特に比較的大きな割合の微粒子がこれに含ま
れるという問題が生ずる。さらに、このように高度に脆
性の材料は、複写機等において現像用に使用する際、し
ばしば、さらに微粉砕ないし粉化を受ける。また、この
方法では、着色剤等の固体微粒子を樹脂中へ完全に均一
に分散することは困難であり、その分散の度合によって
は、かぶりの増大、画像濃度の低下や混色性、透明性の
不良の原因となるので、分散に注意をはられなければな
らない、また、破断面Ｃ着色剤が露出することにより、
現像特性の変動を引き起こす場合もある。

一方、これら粉砕法によるトナーの問題点を克服する為
、特公昭３６−１０２３１号、同４３−１０７９９号及
び同５１−１４８９５号公報等により懸濁重合法による
トナーの製造方法が提案されている。懸濁重合法におい
ては、重合性単量体、着色剤、重合開始剤さらに必要に
応じて架橋剤、荷電制御剤、その他添加剤を均一に溶解
又は分散せしめて単量体組成物とした後、この単量体組
成物を分散安定剤を含有する連続相、例えば水相中に適
当な攪拌機を用いて分散し、同時に重合反応を行なわせ
、所望の粒径を有するトナーを得る。この方法によれば
粉砕法によるような着色剤の分散不良や表面物性の不均
一性もなく、又、粉砕工程を含まないことによる軟質材
料を使用することができるという特徴を有している。

しかしながら、この方法による着色粒子は表面を分散剤
に被覆されている為、そのままでは現像時に表面の分散
剤が遊離しカブリが発生するなど現像性を著しく悪化さ
せてしまう。これを防止する為に従来は重合反応終了後
にアルカリ水溶液によって洗浄することにより表面の分
散剤を除去していたが、これはトナーのコストアップに
つなかっていた。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は現像性に優れたトナーの製造方法を提供
することはある。

更に本発明の目的はアルカリ処理による分散剤除去工程
を含まない重合法トナーの製造方法を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明の目的は
、少なくとも極性基を有する物質と着色剤を含有する単
量体系を、該極性基と逆極性の分散剤を均一に分散せし
め九分散媒中にて懸濁重合すること（より得られる着色
粒子を、雰囲気温度１０〜９０℃の条件下で回転片と固
定片とから形成される０、５〜１０ｍｍの最短間隙を有
する衝突部又は２種の回転片から形成される０、５〜１
０ｍｍの最短間隙を有する衝撃部に通過させ、該′ａ撃
部Ｃおける機械的衝撃により該着色粒子の表面を被覆し
ている分散剤を固定化することを特徴とする静電荷像現
像用トナーの製造方法により達成される。

以下本発明の詳細な説明する。

従来、少なくとも極性基を有する物質と着色剤を含有す
る重合性単量体系を該極性基と逆極性の分散剤を含有す
る水相中で懸濁重合したのち、トナー表面の分散剤をア
ルカリ洗浄処理することにより除去していた。この分散
剤は除去しないまま使用すると、現像器中などでトナー
から分離しカブリの原因となるなど現像性に悪影響を及
ぼす。

また、アルカリ処理工程は、トナーのコストアップの大
きな要因となっている。

本発明においては、トナーの表面を被覆している分散剤
をアルカリ洗浄処理するかわりに機械的衝撃により固定
化する。これにより、現像中は分散剤が遊離しにくくな
り現像性への悪影響も解消され、またトナーのアルカリ
処理工程を省略できるのでトナーのコストを下げること
が可能となる。

本発明においては、重合性単量体系中に極性基を有する
物質を含有させて懸濁重合を行なう、この極性基を有す
る物質は、重合時に水相中に分散している逆極性の分散
剤と液滴表面で静電気的に引き合い粒子表面を分散剤が
覆うことにより、粒子同士の合一を防ぎ安定化せしめる
と共に、重合時に添加した極性重合体がトナーとなる粒
子表層部に集まるため一種の殻のような形態となり、得
られた粒子は擬似的なカプセルとなる。

比較的高分子量の極性重合体、共重合体または環化ゴム
を用い、トナー粒子にブロッキング性、現像耐摩耗性の
優れた性質を付与する一方で、内部では比較的低分子量
で定着特性向上社寄与する様に重合を行なう事により、
定着性とブロッキング性という相反する要求を満足する
トナーを得ることができる０本発明に使用し得る極性重
合体（極性共重合体を包含する〉及び逆荷電性分散剤を
以下に例示する。

（ｉ）カチオン性重合体としては、ジメチルアミノエチ
ルメタクリレート、ジエチルア主ノエチルアクリレート
等含窒素単量体の重合体もしくはスチレン、不飽和カル
ボン酸エステル等と該含窒素単量体との共重合体がある
。

（ｉｉ　）アニオン性重合体としてはアクリロニトリル
等のニトリル系単量体、塩化ビニル等の含ハロゲン系単
量体、アクリル酸等の不飽和カルボン酸、不飽和二塩基
酸、不飽和二塩基酸の無水物、ニトロ系単量体の重合体
がある。

（ｉｉｉ　）アニオン性分散剤としては、アエロジル＃
２００．　＃３００．　＃３８０　（日本アエロジル社
製）等のコロイダルシリカがある。

（Ｉｖ　）カチオン性分散剤としては酸化アルミニウム
、アミノアルキル変性コロイダルシリカ等の親水性正帯
電性シリカ微粉末等がある。極性重合体のかわりに′環
化ゴムを使用しても良い。

このような分散剤は重合性単量体１００重量部ヒ対して
０．２〜２０重量部が好ましい。さらに好ましくは０．
３〜１５重量部である。

一方、必要に応じて添加される荷電制御性物質としては
、一般公知のものが用いられる０例えばニグロシン、炭
素数２〜１６のアルキル基を含むアジン系染料、モノア
ゾ染料の金属錯塩、サリチル酸、ジアルキルサリチル酸
の金属錯塩等が用いられる。

本発明においては、低融点のワックスを含有させること
が好ましい。低融点のワックスは一般社非極性であり、
トナーの表層部には存在しない為、ブロッキング性など
は損なわずに定着性や低温定着性に寄与する。本発明に
使用する低融点ワックスとしては融点５５〜７０℃のパ
ラフィンワックスが用いられる。トナー中のワックスは
環境の温度がワックスの融点以下であればブロッキング
等の問題はないが、ワックスの融点以上になると内部の
ワックスが融解し表面に浸出し、ブロッキング等をおこ
す、複写機内の温度環境を考慮するとワックスの融点は
５５℃以上が好ましく、又、懸濁重合法では添加物を重
合性単量体系に均一に溶解又は分散しなければならない
が、ワックスの融点が７０℃を越えると千ツマー中は均
一に分散しない。

ワックスの添加量としては重合性単量体１００　ｌｉ重
量部対して５〜５０重量部が好ましい。

本発明に用いられる着色剤としては、従来より知られて
いる染料、カーボンブラック、カーボンブラックの表面
を樹脂で被覆しているグラフト化カーボンブラックの如
き顔料が使用可能である。

本発明中のトナーに適用できる重合性単量体としては、
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、ｐ−エチ
ルスチレン等のスチレンおよびその誘導体；メタクリル
酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル
、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、メタクリル酸ジエチルアミノエチルなどの
メタクリル酸エステル類ニアクリル酸メチル、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ｗｉ２−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などのア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、アクリルア主ド
などのアクリル酸もしくはメタクリル酸誘導体などのビ
ニル系単量体がある。

これらのモノマーは単独ないし混合して使用しうる。上
述したモノマーの中でも、スチレン又はスチレン誘導体
を単独で、または他のモノマーと混合して重合性ＪＩＬ
量体として使用することがトナーの現像特性および耐久
性の点で好ましい。

重合開始剤としては、いずれか適当な重合開始剤、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（シクロヘキサン−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、その他のアゾビスイソブチ
ロニトリル（ＡＩＢＮ）の如きアゾ系またはジアゾ系重
合開始剤；ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケ
トンパーオキサイド、イソプロピルパーオキシカーボネ
ート、キエメンハイドロパーオキサイド、２，４−ジク
ロリルベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキ
サイドの如き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、一般には、重合性単量体の重量の約０
．５〜５％の開始剤で十分である。

本発明のトナーは以下の製造方法により得られる。

重合性単量体、極性基を有する物質、着色剤、重合開始
剤さらに必要に応じて架橋剤、荷電制御剤その他添加剤
を均一に溶解又は分散せしめて単量体組成物とした後、
この単量体組成物を分散安定剤を均一に分散させた連続
相、例えば水相中に適当な撹拌機を用いて分散し、同時
に重合反応を行なわせた後、ｉ濾過、乾燥することによ
り分散剤が表面を被覆した着色粒子を得る。

次に固定化の方法であるが上記着色粒子の表面を被覆し
た分散剤が着色粒子表面に確実に固定化されなければな
らず遊離することは好ましくない。

着色粒子が粉砕されない範囲の衝撃力と融着凝集の発生
しない範囲の温度コントロールを行うことが重要である
。本方法を実施するための固定化装置−例としてリサイ
クル機能を有し多数の回転ビンを有するビンミル（第３
−１図参照）や、回転するブレードやハンマー（回転片
）とライナー（固定片）との間で衝撃を与え、かつリサ
イクル機構を有する粉砕機（第１−１図及び第２−１図
参照）が有効である。

該装置における回転片の先端の周速は３０〜１５０ｍ／
ｓｅｃが好ましい、雰囲気温度は着色粒子の物性により
異なるが２０〜９０℃、好ましくは３０〜７０℃がよく
、又衝撃部の滞留時間は０．０２ｓｅｃ情１２ｓｅｃが
好ましい。ビンミルの場合は粉体の濃度を濃くする必要
がある。第１−１図又は第２−１図のタイプの装置では
遠心力により処理される粉体がライナー近傍に集められ
るので粉体の濃度のラチチュードは広い。ピンセル間も
しくはブレードまたはハンマーとライナーとの間の最短
間隙は０．５〜１０ｍｍ程度が好ましく、更に好ましく
は１ｍｍ〜８ｍｍに調整した場合によい結果が得られる
。

より詳細に第１−１図を参照しながら説明すると前出の
方法により前処理された着色粒子は導入口１３から投入
され人口室９を通り、回転する分散羽根３にそって回転
するブレード４とライナー７の間の′ａｉ部８を通り、
出口室１０を通り、リターン路１１及びブロワ−１４を
通り再び同回路を循環する。固定化処理が終了後、着色
粒子が製品取り出し口１２から取り出される。

ここにおいて、着色粒子は衝撃部８でブレード４とライ
ナー７の間でｉｓを受は固定化処理がなされるものであ
る。ここにおいて必要により、ジャケット１５に冷却水
を流して、雰囲気温度を調整するのは好ましい、第１−
２図において、ブレード４とライナー７との間１！！　
ａが最短間隙であり、ブレード４の幅すに対応する空間
が衝撃部である。

第２−３図は、固定化装置のライナー１８と回転するロ
ータ２０の位！！間係を示すものであり、ライナー１８
とロータ２０の最短間隙とは、ライナー１８との内周へ
の突出部の先端を結んで得られる円周３８とロータ２０
の突出部の軌跡３９の２　ｆｆｆｉの円の半径の差をい
う。ロータ２０のかわりにブレードやハンマーを用いた
場合も同様である。

第３−２図は、ピンミルタイプの固定化装置におけるピ
ンを装置前から見た場合の略図であり、固定ピン２８及
び回転ピン４１の間１！１４２が最短間隙である。尚、
１−２図におけるａは最大間隙を示し、４３は回転ピン
４１の軌跡を示す。

表面を被覆した分散剤を固定化した着色粒子には必要に
応じて流動性改質剤を混合（外添）しても良い。流動性
改質剤としてはコロイダルシリカ、脂肪酸金属塩、テフ
ロン微粉末等がある。また増量の目的で炭酸カルシウム
、微粉末状シリカ等の充填剤を０．５〜２０重量％の範
囲でトナー中に配合しても良い。

本発明で得られた重合トナーは、公知の乾式静電荷像現
像法に特に制限なく適用できる０例えば、カスケード法
、磁気ブラシ法、マイクロトーニング法、二成分ＡＣバ
イアス現像法などの二成分現像法：粉末雲法およびファ
ーブラシ法；トナー担持体上に静電気的力によって保持
されることによってトナーが現像部へ搬送され、現像に
供される非磁性−成分現像法；電界カーテン法によりト
ナーが現像部へ搬送され、現像に供される電界カーテン
現像法などに適用可能である。

［実施例］ 以下実施例に基づいて本発明を更に具体的に説明する。

尚、以下の配合における部数はすべて重量部である。

上記処方を７０℃に加温し、均一に溶解又は分散し、単
量体系を調製した。

別途イオン交換水１２００部を７０℃に加温しコロイダ
ルシリカ［アエロジル＃２００　（日本アエロジル製）
］７ｇを均一に分散して、分散媒系を調製し上記単量体
組成物を投入し、窒素雰囲気下７０℃でＴＫ式ホモミキ
サーを用いて６５００ｒｐｍで６０分間攪拌し単量体組
成物を造粒した。その後パドル攪拌翼で攪拌しつつ７０
℃、１０時間で重合を完結させた。

重合反応終了後、反応生成物を冷却し脱水、乾燥するこ
とにより着色粒子を得た。

次に第１−１図の装置を用いて最短間Ｍ　ｔ　ｍ１ｌｌ
、回転片の周速６０ｍ／ｓｅｅ　、　３分間（衝撃部の
滞留時間は２５ｅｃ）処理した。処理トナーの体積平均
径は１１．５ｇｍであり、鉄粉（２００／３００メッシ
：Ｌ）に対する摩擦帯電量（トリボ値）は−１９，０μ
ｃ／ｇであった。

上記トナー６部に対してアクリルコートフェライトキャ
リア９４部を混合して現像剤とした。

これをキャノンＣＬＣ−１で画出し試験を行なつｋとこ
ろ、耐久１０万枚まで安定した画像が得られ、オフセッ
トもなく定着性も優れたものであった。

上記処方を７０℃に加温した超音波分散器（日本ＰＩ機
製作所製Ｒ［１５−３００、周波数２０ＫＨｚ　、出力
３０Ｗ）で分散しカーボンブラックの疎水化処理を行な
った。

次に、 を７０℃に加温し、溶解又は分散し重合性単量体系を調
製した。上記重合性単量体系を実施例１と同様に調製し
た分散媒系に投入し懸濁重合することにより着色粒子を
得た。次に実施例１と同様の装置を用いて着色粒子表面
を被覆している分散剤の固定化処理を行なった。処理ト
ナーの体積平均径は１２．２μ重であり鉄粉（２００７
３００メツシーＬ）に対する摩擦帯電量（トリボ値）は
−２０，５μｃ／ｇであった。

上記トナー６部に対してアクリルコートフェライトキャ
リア９４部を混合して現像剤とした。

これをキャノンＣＬＣ−１で画出し試験を行なったとこ
ろ、耐久１０万枚まで安定した画像が得られ、オフセッ
トもなく定着性も優れたものであった。

上記処方を７０℃に加温し、均一に溶解又は分散して重
合性単量体系を調製した。

別途イオン交換水１２００部を７０′ｅ＆：加温しシラ
ンカップリング剤（ＫＢＥ９０３　（信越シリコーン製
）］０．２５部を均一に分散したのちコロイダルシリカ
［アエロジル＃２００　（日本アエロジル製）］５５部
え、さらに均一に分散したのちＨｃｉ＋でｐＨ−６に調
整して分散媒系とした。これに上記単量体組成物を投入
し実施例１と同様に懸濁重合することにより着色粒子を
得た。

秋に実施例１と同様の装置を用いて着色粒子表面を被覆
している分散剤の固定化処理を行なった。

処理トナーの体積平均径は１２，５μｍであり、鉄粉（
２００７３００メツシユ）＆：対する摩擦帯電量（トリ
ボ値）は＋１２．５μｃ／ｇであった。

上記トナー６部に対してフッ素樹脂コートフェライトキ
ャリア９４部を混合して現像剤とした。

これをキャノンＮＰ−４８３５にて画出し試験を行なっ
たと・ころ、耐久１０万枚まで安定した画像が得られ、
オフセットもなく定着性も優れたものであった。

辿」Ｌ倒 実施例１と同様の処方で着色粒子を得、固定化処理を行
なわずに現像剤を調整して画出し試験を行なったがカブ
リが発生し実用には供せなかった。

［発明の効果］ 本発明によれば従来大きな負荷となっていた分散剤の除
去工程においてアルカリを使用しなくてすむため、コス
トダウンがはかれる。

また、この方法によるトナーは流動性もよく現像特性に
も優れたものである。

更に、ワックスを内包させることにより定着性にも優れ
ている。

【図面の簡単な説明】 第１−１図は着色粒子の表面を被覆した分散剤を固定化
するための装置の一例を概略的に示した図であり、ｔＪ
ｌ−２図は第１−１図の装置の部分拡大図であり、第２
−１図は着色粒子の表面を被覆する分散剤を固定化する
ための装置の別の一例を概略的に示した図であり、第２
−２図及び第２−３図は第２−１図の装置の部分図であ
り、第３−１図は着色粒子の表面を被覆する分散剤を固
定化するためのビン主ル系の装置の一例を概略的に示し
た図であり、第３−２図は第３−１図の装置の部分図を
示す。 １・・・回転軸　　　　２・・・ロータ３・・・分散羽
根　　　４・・・回転片（ブレード）５・・・仕切円板
　　　６・・・ケーシング７・・・ライナー　　　８・
・・衝撃部９・・・入口室　　　　１０・・・出口室１
１・・・リターン路　　１２・・・製品取出弁１３・・
・原料投入弁　　１４・・・ブロワ−１５・・・ジャケ
ット　　１６・・・回転軸１７・・・ケーシング　　１
８・・・ライナー１９・・・送風羽根　　　２０・・・
ロータ（ブレード付）２１・・・出口　　　　　２２・
・・原料投入口２３・・・リターン路　　２４・・・製
品取出し口２５・・・入口　　　　　２Ｂ・・・ジャケ
ット２７・・・ケーシング　　２８・・・固定ビン２９
・・・入口　　　　　３０・・・原料投入口３１・・・
循環ブロワ−３２・・・リターン路３３・・・製品抜取
口　　３４・・・出口３５・・・ロータ　　　　３６・
・・回転軸３７・・・ジャケラ ト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも極性基を有する物質と着色剤を含有する単量
   体系を、該極性基と逆極性の分散剤を均一に分散せしめ
   た分散媒中にて懸濁重合することにより得られる着色粒
   子を、雰囲気温度１０〜９０℃の条件下で回転片と固定
   片とから形成される０．５〜１０ｍｍの最短間隙を有す
   る衝突部又は２種の回転片から形成される０．５〜１０
   ｍｍの最短間隙を有する衝撃部に通過させ、該衝撃部に
   おける機械的衝撃により該着色粒子の表面を被覆してい
   る分散剤を固定化することを特徴とする静電荷像現像用
   トナーの製造方法。