JPH0475499B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子写真用圧力定着性マイクロカプ
セルトナーの製造方法に関する。

電子写真現像法として従来から、パウダークラ
ウド法、フアーブラシ法、カスケード現像法、磁
気ブラシ現像法等が知られているが、これらの方
法に用いられるトナーは天然あるいは合成樹脂中
に染料・顔料を分散させた着色微粉末が使用され
ている。例えば、現在広く実用化されている磁気
ブラシ現像法ではキヤリアと呼ばれる鉄粉とトナ
ーとを混合した二成分系の現像剤が用いられる
が、この様な二成分系の現像剤の場合には良好な
現像を維持する為にキヤリアー汚染、トナー濃度
変動等に対する保守・調整が煩雑であり、近年は
トナー中にマグネタイト等の磁性微粒子を含有さ
せた一成分系の現像剤を用いる磁気ブラシ現像法
が開発実用化され始めた。

現像されたトナー画像を定着する方法として
は、赤外線ヒーターあるいは熱ローラーなどによ
り加熱熔融して支持体に融着固化させる方法が一
般的であるが、火災の危険防止、消費電力の節減
等の理由から剛体ローラーによる加圧定着方式へ
と変りつつある。

トナーは各々の定着法に適する様に材料を選択
され、特定の定着法に使用されるトナーは他の定
着法に使用出来ないのが一般的である。特に赤外
線ヒーターによる熱融着定着用トナーを熱ローラ
ー定着用トナーとして流用する事は不可能であ
り、まして熱定着用トナーと圧力定着用トナーと
の互換性は殆んどない。従つて、個々の定着法に
適したトナーが研究開発されており、一成分圧力
定着法用のトナーは更に改良が重ねられている。
トナーを加圧により定着する方法は、複写シート
の焼け焦げの危険がないこと、複写機の電源を入
れれば待時間なしで複写が行なえること、高速定
着が可能なこと、定着装置が簡単なことなど利点
が多い。

この様な加圧定着可能なトナーとしては構成樹
脂が加圧定着に適した特性を有している必要があ
り、この目的に合つた樹脂の開発が積極的に行な
われている。しかしながら、加圧定着性が優れ、
加圧ローラーへのオフセツト現象を起さず、繰り
返し使用に対して現像性能、定着性能が安定して
おり、キヤリア、金属スリーブ、感光体表面への
癒着を起さず、保存中に凝集、ケーキ化しない保
存安定性の良好な実用的な圧力定着トナーは得ら
れていない。特に加圧定着性の点で普通紙への定
着性に問題が残されている。

例えば、軟質物質からなる圧力定着トナーは圧
力定着性は比較的良好であるが、微粉砕してトナ
ー化するのが困難であり、加圧ローラーへのオフ
セツト現象を起し易く、癒着・凝集・ケーキ化を
起すなど種々問題が多い。

また、硬質樹脂はトナー化が容易で、荷電性、
保存性等に優れているトナーを得やすいが、圧力
定着性が極めて不良である。これらの事から、軟
質物質あるいは液体を芯とし、硬質樹脂の殻を設
けたカプセル型のトナーも種々提案されている。

例えば特開昭50−139745に開示されているよう
に脂肪族性化合物と磁性粉の混練物を粉砕したも
のを被膜形成ポリマーを溶解した有機溶媒中に分
散したものをスプレードライングすることでカプ
セル化を行つている、しかしながら脂肪族性化合
物は有機溶媒に若干溶解性を有しているために、
得られたカプセルの表面に芯物質である脂肪族性
化合物が存在するためにトナーの流動性を著るし
く低下させる、トナーが保存中にブロツキングを
生じる、などの欠点を有している。また
USP4254201に示されているマイクロカプセルト
ナーは膜形成ポリマーで被覆された圧力定着性芯
材料と磁性体、カーボンブラツクなどの添加剤と
ラテツクスエマルジヨンを混合したものをスプレ
ードライヤーで噴霧乾燥することでマイクロカプ
セルトナーを得ているがこのようにして得られた
トナーはラテツクスエマルジヨンの分散安定のた
めに入つている水溶性の樹脂または活性剤がその
ままトナー表面に含まれているために高湿条件下
ではトナーの電気抵抗が下るために、現像性転写
性が悪くなるという欠点を有している。本発明の
目的は上記の如き欠点を改良した電子写真用圧力
定着性マイクロカプセルトナーの製造方法を提供
することにある。

本発明の他の目的は、カプセルの表面に芯材の
圧力定着成分が存在しないマイクロカプセルトナ
ーの製造方法を提供することにある。

本発明のさらに他の目的はトナー表面に界面活
性剤が存在しないトナーを提供することにある。

具体的には、本発明は、ポリオレフインを含有
する芯材の表面に、冷却した水溶液からのコンプ
レツクスコアセルベーシヨン法により析出した親
水性高分子化合物のコアセルベート滴で被覆して
親水性第１外殻層を形成し、この親水性第１外殻
層上にさらに、有機溶液中からの相分離により析
出した第２のポリマー外殻層で被覆して第２外殻
層を形成することを特徴とする電子写真用定着性
マイクロカプセルトナーの製造方法に関する。

ここで、芯物質に含有させる圧力定着性成分と
して適用する材料は、線圧20Kg／cm程度の圧力に
よつて普通紙の繊維に絡みやすいものが良く、次
のようなものがある。ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリ４弗化エチレン等のポリオレフイン、
エチレン−アクリル共重合体、ポリエチレンビニ
ルアセテート、ポリエステル、ポリスチレン、ス
チレン−ブタジエン共重合体、ポリスチレンアク
リルなどのスチレン系樹脂、パルミチン酸、ステ
アリン酸、ラウリン酸などの高級脂肪酸、ポリビ
ニルピロリドン、エポキシ樹脂、フエノール−テ
ルペン共重合体、ポリメチルシリコン、マレイン
酸変性フエノール樹脂、メチルビニルエーテル−
無水マレイン酸共重合体等があるが定着性、離型
性、現像性等からポリエチレンが最も良い。

本発明の第１外殻を形成する水溶液中からコン
プレツクスコアセルベーシヨンを生じるものとし
ては、等電点をもつた両性電解質としてはゼラチ
ンがあり、このゼラチンとコンプレツクスコアセ
ルベートを形成するポリアニオンコロイドとして
はアラビアゴム、アルギン酸ソーダ、寒天、カル
ボキシメチルセルロース、ポリビニルメチルエー
テル、無水マレイン酸共重合体、ポリビニルベン
ゼンスルホン酸、カルボキシメチルセルロース、
ホルマリンとナフタレンスルホン酸の縮合物、な
ど分子中に酸基を有するポリマー界面活性剤、有
機化合物などが適宜に利用しうる。またゼラチン
同志でも等電点の異なつたものを組合せて使用で
きる。

本発明の第２外殻層のポリマー物質としては、
例えばポリスチレン、ポリｐ−クロルスチレン、
ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換
体の単重合体、スチレン−ｐ−クロルスチレン共
重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレ
ン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニル
ナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エチ
ル共重合体スチレン−アクリル酸エチル共重合
体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチ
レン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−
メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタク
リル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸
ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリ
ル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリ
ル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共
重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合
体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、ス
チレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプ
レン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−イ
ンデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合
体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体など
のスチレン系共重合体、ポリメチルメタクリレー
ト、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニ
ル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミ
ド、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリ
アマイド、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロ
ジン、テルペン樹脂、フエノール樹脂、脂肪族又
は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、など
が単独或いは混合して使用できる。

また、外殻樹脂中に従来よりトナーに用いられ
ている含金属染料、ニグロシンなどの荷電制御剤
を適当量添加してもよい。

更に、荷電制御剤微粒子をトナーと混合（外
殻）して用いることもできる。

本発明のカプセルトナーには必要に応じて従来
よりトナー用の着色剤として用いられている染
料、顔料などがすべて使用可能であり、芯物質ま
たは外殻の一方或いは両者に添加すればよい。

また、本発明において添加する磁性物質として
は磁性を示すか、磁化可能な材料であればよく、
例えば鉄、マンガン、ニツケル、コバルト、クロ
ムなどの金属微粉末、各種フエライト、マンガン
などの合金や化合物、その他の強磁性合金など、
従来より磁性材料として知られているものが適宜
に使用できる。

本発明のトナーにより得られた画像は圧力を負
荷された一対のローラー間を通過させることなど
により定着されるが補助的な加熱が行われてもよ
い。

圧力定着装置に関しては、特公昭44−12797号、
米国特許第3269626号、同第3612682号、同第
3655282号、同第3731358号などに記載があり、本
発明のカプセルトナーが使用可能である。

次に本発明のカプセル化方法について説明す
る。第１外殻層形成方法は、例えば芯物質をゼラ
チンとアラビアゴムの水溶液中に分散し、系のPH
をゼラチンの等電点以上のPHから除々にPHの低い
方に下げてゆくことでゼラチンとアラビアゴムの
コアセルベート滴が生じ、それが芯物質の周囲に
析出して被膜を形成する。この場合同時に冷却し
た方がコアセルベート滴は析出しやすい。芯材料
の周囲に析出した被膜はアルデヒド類を用いて硬
化しても良い。第１外殻層で被覆された芯材は
過乾燥又は、分散液をそのままスプレードライン
グすることで粉体化しうる。第１外殻層の膜厚は
0.001〜1μであり好ましくは0.1〜0.2μである。第
２外殻層のカプセル化方法としては、例えば有機
溶液系からの相分離法を使用する。すなわち、第
２外殻層のポリマー溶液中へ第１外殻層で被覆さ
れた芯物質を分散し、ポリマーを溶解している良
溶媒とは混和しうるがポリマーを溶解しない貧溶
媒を滴下することで相分離したポリマーを第１外
殻層で被覆された芯材料の上に析出させ被覆する
ものである。第２外殻層の厚みとしては0.01〜1μ
が好適であり更に好ましくは0.1〜0.2μである。

本発明のカプセルトナーは第１外殻層をゼラチ
ンとアラビアゴムまたはカルボキシメチルセルロ
ースの如き親水性高分子化合物で形成することに
より第２外殻層のカプセル化時にポリオレフイン
が相分離時に使用する有機溶媒に微小なりとも溶
解することがないのでカプセル表面に圧力定着成
分が存在することがない。さらに界面活性剤は使
用していないので、トナーの電気特性に悪影響を
与えることがない。

以下本発明を実施例により説明する。

実施例 １ 低分子量ポリエチレン 100重量部 磁性体 60重量部 上記組成物を混練したものを溶融スプレードラ
イングで造粒することで平均粒径8μの芯材料を
得た。上記芯材料200部を５％アラビアゴム水溶
液100部中にホモミキサーを用いて分散を行つた。
撹拌を続けながら水100重量部を加え１規定可性
ソーダでPH10にした。次いで撹拌をスリーワンモ
ータにして５％ゼラチン水溶液100部を加え１％
の酢酸水溶液を加えて、２時間半でPHを4.4まで
下げた。次いで０℃の水500部を加え反応槽を氷
で冷却しながら30分撹拌を続けてから37％のホル
マリン５部を加えてから１規定可性ソーダでPH
4.4からPH９まで上昇させ次で５℃から１℃／
minの速度で50℃まで昇温することで、ゼラチン
アラビアゴムのカプセル被膜の硬化を行つた。上
記スラリーをデイスク回転型スプレードライヤー
を使つて噴霧乾燥することで、第１外殻層である
ゼラチンアラビアゴムで被覆された芯材料を得
る。第１外殻層で被覆された芯材料500ｇをオー
トホモミキサー（特殊機化工業製）を使つて下記
処方の スチレン−ジメチルアミノエチルメタクリレー
ト 25ｇ DMF ２ の溶液中に分散を行つた。オートホモミキサーの
撹拌を続けながらイオン交換水を10c.c.／minの速
度で500c.c.滴下しスチレン−ジメチルアミノエチ
ルメタアクリレートを相分離させ第１外殻層の周
囲に析出させた。この水分散系を真空過機で
過洗浄したものを45℃の乾燥器に入れて、24時間
乾燥し第２外殻層で被覆された２重壁マイクロカ
プセルトナーを得た。上記トナーをキヤノン製
PC−10の定着器だけを圧力定着器（定着圧力110
Kg／cm）に置き換えたもので画出ししたところカ
ブリのない鮮明な画像が得られた。定着状態も良
好であつた。また2000枚の耐久試験においても画
像の劣化は見られなかつた。

比較例 １ 実施例１で行つたのと第１外殻層を設けない以
外は実施例１と同じ方法でカプセル化した后過
洗浄乾燥して得られたものを実施例１と同様に画
出しようとしたがトナーの流動性が悪いためにス
リーブ上にトナーが均一に付着しないで得られた
画像は黒いスジ状の汚れた部分と画像部にトナー
が付着していない部分とが存在し、劣つた画像で
あつた。

実施例 ２ 実施例１で用いたのと同じ芯材料700ｇをPH8.0
で60℃酸処理ゼラチン2.5wt％のゼラチン水溶液
１中にオートホモミキサーで分散した后、５％
のカルボキシメチルセルロース50ｇを加え撹拌を
スリーワンモーターの撹拌に変えてから撹拌を続
けて１％の酢酸水溶液を滴下しながら約60分でPH
を5.5まで下げたのち10℃に冷却し、コアセルベ
ート滴を芯材の周囲に析出させた。これに10％の
ホルマリン25ｇを加えてPH10にしてから１分間１
℃の速度で50℃まで昇温を行い、カプセル壁の硬
化を行つた。上記スラリーをスプレードライヤー
で噴霧乾燥することで第１外殻層であるゼラチン
とカルボキシメチルセルロースで被覆された芯材
を得た。上記第１外殻層で被覆された芯材500ｇ
を ポリスチレン 25ｇ スピロンブラツクBHH 0.25ｇ キシレン 1.5 の40℃溶液中にオートホモミキサーで撹拌しなが
ら分散を行つた。さらに撹拌を続けながら石油エ
ーテル200c.c.を加えてから系の温度を１℃／２分
の速度で下げてゆき５℃まで冷却することで、ポ
リスチレンをスピロンブラツクBHHを外殻層の
周りに析出させた。上記分散物を過洗浄過し
たものを乾燥器中に入れて24時間乾燥し２重壁マ
イクロカプセルを得た。上記トナーをNP−
400REの定着部だけを線圧10Kg／cmの圧力定着機
に変えたものに供したところ、カブリのない鮮明
な画像が得られた。また定着性も秀れていた。さ
らに２万枚の耐久下でも画像の劣化は見られなか
つた。

比較例 ２ 実施例２のゼラチンとカルボキシメチルセルロ
ースからなる第１外殻層で被覆された段階の芯材
500ｇを、ポリスチレン25ｇ、スピロンブラツク
BHH0.25ｇ及びキシレン5000mlの溶液（液温40
℃）中にオートホモキミサーで撹拌しながら分散
を行なつてスラリーを調製した。得られたスラリ
ーを、入口温度10℃、出口温度25℃になるように
設定したデイスク回転型スプレードライヤーを使
つて噴霧乾燥することで、ポリスチレンとスピロ
ンブラツクBHHからなる第２外殻層で被覆され
た２重壁カプセルトナーを得た。

上記カプセルトナーを、実施例２と同様にNP
−400REの定着部だけを線圧10Kg／cmの圧力定着
器に変えたものに供したところ、初期画像濃度は
1.25と実施例２の初期画像濃度が1.50であるのに
比べて0.2以上低かつた。更に100枚画出しを続け
ると画像濃度は1.40まで回復したが、更に連続し
て画出しを続けると画像濃度は再び低下し出し
た。1000枚画出しをした時点で、画像濃度は0.8
を下回り、ミミズ腫れ状のカブリを生じていた。
現像器を取り出し、現像スリーブ上のカプセルト
ナーを観察すると、カブリ画像に対応したカプセ
ルトナーの凝集塊が存在した。上部のカプセルト
ナーを粘着テープ等で剥ぎとると、下層部のスリ
ーブ上にやや紫がかつた白色の微粉末が密集して
いた。この微粉末は、主としてポリスチレンとス
ピロンブラツクBHHからなるものであつた。ス
リーブ上の微粉末を清掃し、再びカプセルトナー
を供給すると画像濃度は1.05まで回復したが、そ
れ以上には戻らなかつた。また、カブリも完全に
はなくならなかつた。

以上、実施例２及び比較例２に見えるように、
第２段目のカプセル化工程にスプレードライ法を
採用すると、一般に加熱を要し、溶媒の揮散時に
溶媒に僅かに溶解したオレフイン成分が表面に運
ばれて且つ表面に残留し易いこと、さらにスプレ
ー時に殻材だけの粒子を生成し易いこと等カプセ
ルトナーの品質上問題となる点を含んでいる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポリオレフインを含有する芯材の表面に、冷
   却した水溶液からのコンプレツクスコアセルベー
   シヨン法により析出した親水性高分子化合物のコ
   アセルベート滴で被覆して親水性第１外殻層を形
   成し、この親水性第１外殻層上にさらに、有機溶
   液中からの相分離により析出した第２のポリマー
   外殻層で被覆して第２外殻層を形成することを特
   徴とする電子写真用定着性マイクロカプセルトナ
   ーの製造方法。