JPH0611896A - トナー組成物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、顔料分散が改善されたトナー組成
物の製造法を提供することを目的とする。 【構成】 本発明は、少なくとも一種の樹脂モノマー、
重合開始剤、架橋成分及び連鎖移動成分の混合の工程；
ゲル効果の発生の近くに至る部分重合が達成されるまで
塊状重合し、それによって、部分的に重合している成分
を含む有機相を形成する工程；前述の部分重合された成
分の有機相を、顔料又は染料粒子と混合する工程；水中
トナー粒子の懸濁液を得るよう、得られた有機相を、安
定剤を含む水の中に分散する工程；及び、加熱によっ
て、このトナー懸濁液を重合する工程を含むトナー組成
物の製造法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般にトナー組成物の製
造方法に関する。さらに詳細に述べると、本発明は、黒
色、及びシアン、イエロー、マゼンタなどに着色された
トナーを製造するための、半懸濁重合法に関する。ある
実施態様において、本発明は、例えば、平均体積直径が
約３〜約25μm 、好ましくは約３〜約７μm であるトナ
ーの経済的な製造を行うための半懸濁重合法に関する。
この方法においては、モノマー又はコポリマー、重合開
始剤、架橋成分及び連鎖移動成分の混合物を、ゲル効果
が発生する程度に部分重合が達成されるまで塊状重合
し；続けて、形成された部分的に重合されたポリマー
に、顔料又は染料、さらに、帯電制御物質や低分子量ワ
ックス（例えばポリプロピレン又はポリエチレン）など
の任意の添加剤を添加して、有機相を形成し、その後こ
の有機相を、均質な有機混合物を得るために、例えば高
剪断ミキサーを用いて混合し；次に、得られた有機混合
物を、安定成分を含む水の中に分散し、この分散は例え
ば高剪断ミキサーを用いて達成することができ；得られ
た懸濁液を反応容器に移し；かつ、それを重合し；続い
て、冷却、任意に洗浄、及び乾燥する。得られたトナー
組成物は、流動性助剤として機能することができるコロ
イドシリカなどのような表面添加剤と、任意に混合する
ことができる。ゲル効果は重合工程における公知の現象
であり、かつゲル効果の開始は、その後に重合速度及び
重合の間に生じたポリマーの分子量の両方が急速に増加
するような転化率（重合率）として表すことができる。
転化率は、重量分析で決定される。ゲル効果が発生する
転化率は、ポリマーの体積、ポリマーの分子量及び具体
的なモノマー系に関係する。この転化率 Xb は、 Xb ＝
Kcd_p ／dMn^0.5で表すことができ、ここで、 K_cは特定
の系に特有の絡み合いパラメーター、 d_p は重合の間に
生じた純粋なポリマーの密度、 d はモノマー/ ポリマー
混合物の全体の密度、 及びMnは重合の間に生じたポリマ
ーの数平均分子量である。 所定の重合システムのための
ゲル効果の発生の転化率(X_b ) は、この等式を用いて算
出することができる。ゲル効果がない場合、重合の間、
いずれの時間ｔにおいても、転化率化X は、X ＝1-exp
(-kt)(ここで、 X はポリマーへのモノマーの部分的転化
率、 t は反応時間、 及びk は反応速度定数である。)で表
すことができる。 さらに、ゲル効果の発生は、実際の転
化率が、等式x ＝1-exp(-kt)( 係数1.2 ) によって予期
される転化率を越える、つまり実際の転化率が、ゲル効
果の無い状態で得られる転化率を20％まで越えるよう
な、反応の時間として決定することができる。

【０００２】ある実施態様において、本発明の方法は、
スチレン-n- ブチルメタクリレートのようなスチレンメ
タクリレート、又はスチレンブチルアクリレートのよう
なスチレンアクリレートなどのコモノマー、及びトナー
樹脂に適したものなどを、開始剤／触媒を用い、ゲル効
果が発生する転化率より約１〜約５％低い、ポリマーへ
のコモノマーの転化率に至るまで、塊状重合し；部分的
に重合したモノマー又はコモノマーを冷却することによ
って、前述の塊状重合を停止させ；顔料、及び他の任意
の添加剤、例えば帯電添加剤を添加し、続いて、有機相
を形成するために、例えば高剪断ミキサーを用いて混合
し；この有機相を、懸濁液安定剤の水溶液及び任意にヨ
ウ化カリウムなどの水性相阻害剤を含む水性相の中に分
散させ；例えば高剪断ホモジェナイザーを用いて、平均
体積粒径が約３〜約７μm の粒子を含む懸濁液を形成
し；懸濁重合を開始するために加熱し、かつこの混合物
を、約50〜約120 ℃( ここで使用された約は、引用され
たパラメーター間の点を含む。) の高温、好ましくは約
60〜約80℃に保ち、それによってコモノマーのポリマー
への転化を完了し；冷却した後、ろ過によって、このポ
リマー生成物を分離し；かつ、次に安定剤を除去するた
めに洗浄し；続いてろ過、及び乾燥、例えば凍結乾燥、
真空乾燥、噴霧乾燥又は流動床乾燥し、これによって、
平均粒径が約３〜約７μm であるポリマー粒子を得る工
程を含む。実施態様における、本発明の方法の利点は、
改善された顔料分散、凝集の実質的回避、例えば約1.1
〜1.3 の狭い粒度分布、実施態様において例えば直径が
３〜７μm のような小さい、高い投影効果及び高い光沢
を持つ黒色及び着色トナーの製造、並びにその表面に残
留界面活性剤が少なく、その結果、流動性が良いトナー
粒子が得られることである。

【０００３】

【従来の技術】トナーは、一般に顔料（着色剤）、帯電
制御剤及び他の添加剤を、熱可塑性樹脂中に均一に分散
するように溶融混合することによって製造されている。
混合物の高い粘度のため、トナー樹脂中に顔料及び他の
添加剤を均一に分散するには、かなりの量のエネルギー
が必要である。この混合物は、その後冷却し、続けて所
望の粒度及び粒度分布に、微粉砕並びに分級する。この
方法において微粉砕がエネルギー集約的なステップであ
ることは公知である。この製造法は、優れたトナーを製
造することが可能であるが、経費がかかる、エネルギー
集約的ないくつかのステップの使用を必要とし、かつい
くつかの点で制限される。微粉砕によるトナー製造法に
おいて、一定の範囲で容易に粉砕されるように、材料は
通常砕けやすくなければならない。したがって、砕けや
すくないが優れた融合性能を持ついくつかの熱可塑性樹
脂は、前述の先行技術の方法のためには、通常選択され
ない。さらに、材料が必要以上に砕けやすいならば、そ
れは過度に微粉砕され、その結果、この粒子の微細な部
分は不経済なことだが除去されなければならない。これ
らの制限は、さらに小さい粒度のトナーではますます厳
しくなる。さらに、低い融点を有する材料がトナーの融
合性を向上するために使用される場合、このような物質
の融解が、微粉砕装置及び分級器でおこる。

【０００４】従って、微粉砕法の不利な点を回避又は最
少にするために、トナー粒子が形成され、並びに反応容
器の中で適当な粒度分布が生じるようなトナー製造法が
提案されてきた。これらの方法は、分散重合、懸濁重
合、乳化重合などを含む。いくつかの先行技術のトナー
製造法の別の不利な点は、重合の間の個々の粒子内の混
合の不足、及び顔料の凝集を生じる重合で形成されるポ
リマーと顔料の不相溶性のために起こると思われる、生
じた粒子内の顔料及び他の添加剤の不十分な分散であ
る。さらに、いくつかの先行技術の粒子製造法は、費用
がかかるか、又は所望程には経済的でない。これら及び
他の不利な点は、本発明の半懸濁重合によるトナー組成
物の製造方法によって、回避又は最少にできる。

【０００５】有機相の最初の粘度は、半懸濁重合を用い
て、重合で製造されたポリマー濃度及び／又はポリマー
の分子量の増加、もしくは温度を下げることによって、
増加することができる。分散を生じるのに必要な時間の
減少は、重合速度が非常に高い、例えば0.05〜１モル／
リットル／分の範囲であるように、ゲル効果の状況で懸
濁重合を行うことによって達成することができる。した
がって、これらの目的は、ゲル効果が発生するより１〜
５％低くまで塊状重合を行うことによって達成される。
ゲル効果の発生の前にこの塊状重合が停止された場合、
粘度は増加し、かつ重合するトナー粒子の転化率の増加
は、ポリマー濃度の二次の増加率が少ないだろうから、
塊状重合がゲル効果の発生時で停止する場合よりも、さ
らに漸進的であろう。及びこの粘度は、転化率（ポリマ
ー濃度）の増加に非常に影響されやすい。この低い粘度
の増加率は、該粒子表面への顔料の制御不能な分散、及
び主要な顔料粒子のクラスターの形成、かつその結果、
全体に不十分な顔料の分散を生じるであろう。塊状重合
がゲル効果の発生点を過ぎて行われるならば、この粒子
の広範囲のGSD を生じる粘度の急激な増加のために、こ
の反応は制御するのが非常に困難となるであろう。その
結果、ゲル効果の発生点より１〜５％低く塊状重合を停
止することによって、微混合が制御され、顔料分散が改
善され、本発明の実施態様において、高い投影効果及び
高い光沢を有するトナーが得られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、本願明細書中で述べた多くの利点を有するトナー組
成物の製造方法を提供することである。本発明の他の目
的は、７〜100 ％の高い投影効果及び高い光沢を可能に
する、改善された顔料分散を伴う、小さい粒子及び狭い
粒度分布を有する黒色及び着色トナーの、簡便かつ経済
的な製造方法を提供することである。ここで50％以下の
光沢レベルを低いと見なし、50％以上の光沢レベルを高
いと見なす。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のこれら及び他の
目的は、トナーの製造方法の提供によって達成される。
さらに詳細に述べると、モノマー又はコモノマー、重合
開始剤、架橋剤及び連鎖移動成分の混合物を、ゲル効果
の発生点より約１〜約５％低い程度まで塊状重合し；そ
の後、部分的に重合された生成物を、顔料、任意の帯電
制御剤及び他の添加剤と、均一な有機相を形成するため
に、例えば高剪断ホモジナイザーを用いて混合し；狭い
粒度のトナー懸濁液を製造、かつこの懸濁された粒子
を、例えば平均体積粒径約３〜約７μm とするために、
該有機相を、安定成分を含む水の中に、例えば高剪断ミ
キサーを用いて分散し；加熱することによって、この懸
濁液を重合し、かつその後冷却するような、半懸濁重合
トナー製造方法によって達成される。得られたトナー
を、その後、洗浄／乾燥し、かつ表面流動性補助添加剤
と混合乾燥して、約1.1 〜約1.35の狭い粒度分布、及び
主要な顔料／添加剤粒子の均一の分布を有し、かつトナ
ー粒子の内部に一次粒子の密集部分がなく、及びトナー
粒子の表面で主として濃縮されない、約３〜約７μm と
粒度が小さいトナーを製造することができる。

【０００８】さらに詳細に述べると、本発明の方法は以
下の工程を含む：(1) モノマー又はコモノマーを、重合
開始剤、架橋成分及び連鎖移動成分と混合し；(2) この
混合物の温度を、約50℃から約120 ℃に、好ましくは60
℃から80℃に上げることによる、その転化率がゲル効果
が発生する点よりも約１〜約５％低い水準になるまで、
塊状重合し、ここでゲル効果が発生する転化率は、ポリ
マーの体積、ポリマーの分子量、及びゲル効果の発生時
の転化率Xbが、Xb＝ Kcd_p ／dMn^0.5 (ここで、Kcは特定
の系に特有の絡み合いパラメーター、 d_p は重合の間に
生じた純粋なポリマーの密度、 d はモノマー/ ポリマー
混合物の全体の密度、 及びMnは重合の間に生じたポリマ
ーの数平均分子量である。)で与えられるような具体的な
ポリマー／モノマー系に関連し；(3) 前述の部分的に重
合されたモノマー生成物と、顔料、帯電制御剤及び他の
添加剤を、高剪断ミキサーを用いて混合することによ
り、均一な有機相を形成し；(4) この有機相を、約１〜
約５重量％の安定成分を含む２〜約５倍量の水の中で、
高剪断ミキサーを用いて分散して、平均粒度が約５〜約
25μm で、 粒度分布が約1.1 〜約1.3 であるトナー懸濁
液を形成し、；(5) 得られたトナー懸濁液を反応容器へ
移し、かつ約55℃から約120 ℃に処理の温度を上げて重
合して、モノマー又はコモノマーのポリマー生成物への
転化を完了し、；(6) この生成物を、 水及び／又は炭素
数１から約20のアルキルアルコール、例えばメタノール
で洗浄し；(7) ポリマー粒子を、例えばろ過又は遠心分
離によって分離し；(8) 得られたトナー粒子を乾燥し；
かつ、(9) 任意に、コロイドシリカなどの流動性添加剤
及び／又は帯電制御剤と混合乾燥する工程である。

【０００９】さらに、本発明の方法は、いずれか所望の
平均分子量、例えば数平均分子量約5,000 〜約500,000
、 重量平均分子量約10,000〜約2,000,000 、 及び所望
の分子量分布、 例えば約１〜約４のピークがある分子量
分布を持つように合成された樹脂結合剤を含有する、平
均体積粒径が約５〜約25μm 、好ましくは約３〜約７μ
m である、黒色及び着色トナー粒子の製造に関する。さ
らに、本発明の方法は、数平均分子量5,000 〜約100,00
0 の範囲、 及び重量平均分子量25,000〜約400,000 、 並
びに１〜３のピークがある分子量分布を有する樹脂結合
剤を含有する、平均直径が約５〜約25μm 、粒度分布が
1.1 〜約1.3 である、黒色及び着色トナー粒子の製造に
関する。

【００１０】本発明の実施態様において、少なくとも一
種の樹脂モノマーを、重合開始剤、架橋成分及び連鎖移
動成分と混合し；ゲル効果が発生するより約１〜約５％
低い部分重合が達成されるまで、塊状重合し、ここでゲ
ル効果が発生する転化率は、ポリマーの体積、ポリマー
の分子量、及びゲル効果が発生する転化率Xbが、Xb＝Kc
d_p ／dMn^0.5 (ここで、 Kcは特定の系に特有の絡み合い
パラメーター、 d_p は重合の間に生じた純粋なポリマー
の密度、 d はモノマー/ ポリマー混合物の全体の密度、
及びMnは重合の間に生じたポリマーの数平均分子量であ
る。)で与えられるような具体的なポリマー／モノマー系
に関連し、；前述の部分的に重合されたモノマー生成物
を、顔料又は染料粒子、及び帯電強化成分と、均一な有
機相が形成されるまで混合し；この有機相を、安定成分
を含む水の中に分散して、水中トナー粒子の懸濁液を得
て；かつ、このトナー懸濁液を重合する工程を含む、ト
ナー粒子の製造法を提供する。本発明の別の実施態様に
おいて、樹脂モノマー、コモノマー又はそれらの混合物
を、重合開始剤、架橋成分及び連鎖移動成分と混合し；
ゲル効果が発生するよりも約１〜約５％低い水準まで、
塊状重合し、ここでゲル効果が発生する転化率は、ポリ
マーの体積、ポリマーの分子量、及びゲル効果の開始の
転化率Xbが、Xb＝ Kcd_p ／dMn^0.5 (ここで、 Kcは特定の
系に特有の絡み合いパラメーター、 d_p は重合の間に生
じた純粋なポリマーの密度、 d はモノマー/ ポリマー混
合物の全体の密度、 及びMnは重合の間に生じたポリマー
の数平均分子量である。)で与えられるような具体的なポ
リマー／モノマー系に関連し；この部分的に重合された
モノマー生成物に、顔料又は染料、及び帯電制御物質
を、均一な有機相が形成されるまで混合し；この有機相
を、安定成分を含む水の中に分散して、水中トナー粒子
の懸濁液を得て；トナー生成物が中で形成されるトナー
懸濁液を重合し；かつ、続いてこのトナー粒子を洗浄及
び乾燥する工程を含む、トナー粒子の製造法を提供す
る。

【００１１】他の実施態様の本発明の方法は、下記の工
程を含む：(1) モノマー又はコモノマーと、重合開始剤
を、モノマー又はコモノマーの開始剤に対する比が約10
0/2から約100/20であるように、架橋成分を、モノマー
又はコモノマーの触媒成分に対する比が約100/0.1 から
約100/5 であるように、かつ連鎖移動成分を、モノマー
及びコモノマーの連鎖移動成分に対する比が約100/0.01
から約100/1 であるように混合する工程；(2) 数平均分
子量5,000 から約50,000、及び重量平均分子量約10,000
から約200,000 を有するポリマー又は複数のポリマーを
形成するために、この混合物の温度を、約50℃から約12
0 ℃に上げることによって、前述の等式で定められたゲ
ル効果の発生時より１〜５％低い転化率に至るまで、塊
状重合する工程；(3) 部分的に重合されたモノマー生成
物を、顔料約５〜約70重量％、及び帯電制御剤１〜５重
量％、並びに他の添加剤とを、高剪断ミキサーを用いて
混合し、均一な有機相を形成する工程；(4) この均一な
有機相を、安定成分、好ましくは重量平均分子量が1,00
0 〜約10,000であるポリビニルアルコール又はヒドロキ
シプロピルセルロースを約１〜約５重量％含有する、約
２〜約５倍量の水の中に、高剪断ミキサーを用いて分散
し、粒度が約５〜約25μm で、 粒度分布が約1.1 〜約1.
3 であるトナー懸濁液を形成する工程；(5) 得られたト
ナー懸濁液を反応容器に移し、約55℃から約120 ℃に温
度を上げて重合させ、モノマー又はコモノマーをポリマ
ーへ完全に転化させる工程；(6) この生成物を、 等量の
メタノール及び／又は水で、３〜５回洗浄する工程；
(7) トナー粒子を、ろ過又は遠心分離によって、水／メ
タノールから分離する工程；(8) このトナー粒子を乾燥
する工程；並びに(9) 流動性添加剤などの必要な添加剤
とトナーの混合乾燥などの工程である。

【００１２】本願明細書に記載された、本発明の方法の
ために選択され、有効な量で存在するモノマー又はコモ
ノマーの具体的な例は、スチレンのビニルモノマー及び
その誘導体、例えばスチレン、α−メチルスチレン、ｐ
−クロロスチレンなど；モノカルボン酸及びその誘導
体、例えばアクリル酸、メチルアクリレート、エチルア
クリレート、ブチルアクリレート、ドデシルアクリレー
ト、オクチルアクリレート、フェニルアクリレート；二
重結合を有するカルボン酸及びその誘導体、例えばマレ
イン酸である。一般に、本発明の方法のために、スチレ
ンアクリレート、スチレンメタクリレート、スチレンブ
タジエンなどを選択することができる。本願明細書に記
載された、本発明のために選択された開始剤は、約0.1
〜約10重量％、さらに好ましくは約１〜５％の有効な量
で存在し、例えば、アゾイソブチロニトリル、アゾジメ
チルバレロニトリル、アゾビスシクロヘキサニトリル、
2-メチルブチロニトリル、ジアゾアミン−アゾベンゼ
ン、これらの混合物などのアゾ及びジアゾ化合物、並び
にジベンゾイルペルオキシド、ジ-(n-プロピル) ペルオ
キシカーボネート、t-ブチルベンゾエート、t-アミル(2
- エチルヘキシル)モノペルオキシジカーボネート、2,2
-ジ-(t-ブチルペルオキシ) ブタン、ジクミルペルオキ
シド、t-ブチルペルオキシド、及びそれらの混合物など
の過酸化物を含む。塊状重合の温度は、例えば、使用さ
れる開始剤によって選択する。一般に、ポリマーの分子
量は、開始剤の量又は重合温度の上昇に従って減少す
る。例えば、開始剤の濃度が約1.5 ％から約６％に増加
するにともない、分子量は、約5000から約25000 に減少
するであろう。塊状重合の温度、開始剤の種類及び濃度
は、モノマーがゲル効果の発生時より１〜５％低い水準
まで重合され、かつ重量平均分子量が10,000から約200,
000 の範囲のポリマーが可能であるように、選択されな
ければならない。このポリマーは、顔料の分散を助け、
さらに顔料粒子を被覆することができ、その結果、顔料
の凝集を減少させることによって顔料の分散をさらに促
進することに加えて、懸濁重合における顔料の抑制作用
を最小にする。

【００１３】実施態様のポリマーは、改善されたトナー
及び／又は像の裏移りしない(imageanti-offset) 特性
を付与するために、ある程度架橋結合されるのが好まし
い。本発明の方法のために選択された架橋剤の例は、２
個又はそれ以上の重合できる二重結合を有する化合物を
含む。このような化合物の具体的な例は、芳香族ジビニ
ル化合物、例えばジビニルベンゼン及びジビニルナフタ
レンなどの；２個の二重結合を有するカルボン酸エステ
ル、例えばエチレングリコールジアクリレート、エチレ
ングリコールのような脂肪族グリコール；ジメチルアク
リレートなど；ジビニル化合物、例えばジビニルエーテ
ル、ジビニルスルフィド、ジビニルスルホンなどであ
る。該架橋成分は、モノマー又はコモノマーの混合物10
0 重量部中に、約0.1 〜約５重量部の量で存在するのが
好ましい。

【００１４】本願明細書に記載された、本発明の方法の
ために選択された安定剤は、約0.01〜約５％、好ましく
は約0.1 〜約２％の有効な量で存在し、例えば、非イオ
ン性及びイオン性水溶性重合安定剤、例えば、メチルセ
ルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセル
ロース、PLURONIC E87（登録商標）（BASF社）などのブ
ロック共重合体、カルボキシメチルセルロースのナトリ
ウム塩、ポリアクリル酸及びそれらの塩、ポリビニルア
ルコール、ゼラチン、スターチ、ガム、アルギン酸、ゼ
イン、カゼインなど；及びバリヤー安定剤、例えばトリ
カルシウムリン酸、タルク、硫酸バリウムなどである。
選択された連鎖移動成分は、鎖の成長を抑制することで
分子量を調節するように作用する。本発明の方法に使用
される典型的な連鎖移動成分は、メルカプタン、例えば
ラウリルメルカプタン、ブチルメルカプタンなど、もし
くはハロゲン化した炭素、例えば四塩化炭素又は四臭化
炭素などである。この連鎖移動剤は、モノマー又はコモ
ノマー混合物の約0.01〜約１重量％の量で存在するのが
好ましいい。

【００１５】多くの周知の適した顔料、例えば、CI Pig
ment Black 7のようなカーボンブラック、REGAL 330(登
録商標）カーボンブラック、ニグロシン染料、アニリン
ブルー、フタロシアニン誘導体、磁鉄鉱及びそれらの混
合物を含むものを、トナー粒子の着色剤として選択する
ことができる。一般に、この顔料粒子は、約３〜約20重
量％の量で存在する。この顔料粒子が、磁鉄鉱又は酸化
鉄（CI Pigment Black 11 として市販されているものを
含む。）を含む場合、これらはトナー組成物中に、約10
〜約70重量％の量、好ましくは約10〜約30重量％の量で
存在する。代わりに、顔料粒子として、カーボンブラッ
ク又は同様な顔料及び磁鉄鉱の混合物を選択することも
できる。この混合物は、例えば、磁鉄鉱を約６〜約70重
量％、及びカーボンブラックを約２〜約15重量％含む。
特に顔料として好ましいのは、磁鉄鉱である。その理由
は、例えば、４種の像形成部材を含むパネル(panel) に
対する約400,000 の像形成サイクルに相当する、100,00
0 画像の現像を越えるような長い期間にわたって、トナ
ーのスポットがない像を可能にするからである。さらに
実施態様において本発明の範囲に含まれた、着色された
トナー組成物は、顔料又は着色剤として、レッド、ブル
ー、グリーン、ブラウン、マゼンタ、シアン、及び／又
はイエロー粒子、同様にそれらの混合物を含む。

【００１６】任意の帯電強化剤の具体的な例は、セチル
ピリジニウム（米国特許第4,298,672 号参照）のような
アルキルピリジニウムハロゲン化物、米国特許第4,338,
390号に開示されたスルホネート帯電制御剤、ステアリ
ルフェネチルジメチルアンモニウムトシレート（米国特
許第4,338,390 号参照）、ジステアリルジメチルアンモ
ニウムメチル硫酸塩（米国特許第4,560,635 号参照）で
あり、これらは例えば約0.1 〜約20重量％、好ましくは
約１〜約３重量％のいろいろな有効な量で存在する。

【００１７】さらに本発明のトナー及び現像剤組成物に
関して、他の存在する任意の成分は、重合鎖の少なくと
も約80％が、一つの鎖端で水酸基を末端基とした、完全
に飽和した炭化水素主鎖を含む、線状高分子アルコール
である。このアルコールは、下記式で表される： CH₃(CH₂)_n CH₂OH （式中、ｎは約30〜約300 、好ましくは約30〜約100 の
数）。このアルコールは、ペトロライト(Petrolite) 社
から市販されている。トナー粒子の表面の安定剤は、所
望であれば、１〜約25個の炭素原子を含む脂肪族アルコ
ール、例えばメタノール、プロパノール、エタノール、
ブタノールなど又は水で、洗浄することによって、実質
的に除去することができる。洗浄したトナー粒子の溶液
からの分離は、ろ過、遠心分離などのいずれか公知の通
常の分離技術を選択することによって達成される。本ト
ナーの乾燥のために、真空乾燥、凍結乾燥、噴霧乾燥、
流動床乾燥などの、通常の乾燥技術を選択することがで
きる。

【００１８】

【実施例】実施例１ スチレン90ｇに、ブチルメタクリレート60ｇ及び2,2'ア
ゾ- ビス(2,4- ジメチルバレロニトリル）７ｇを加え、
これらの成分を溶解するまで混合した。その後、重量分
析で測定した場合、このコモノマーの38％が、ゲル透過
クロマトグラフィーで測定して数平均分子量が18,000及
び重量平均分子量が31,000であるポリマーに転化される
まで、この混合物を、TEFLON（登録商標）プロペラで攪
拌しながら、１リットルのガラス反応容器の中で油浴を
用いて60℃まで加熱して、塊状重合した。これらの条件
下で、ゲル効果の発生は、39％の転化率で現れ、その結
果この塊状転化率は、発生転化率より１％低かった。そ
の後得られたコモノマー／ポリマー混合物に、顔料Pigm
ent Red 48を６ｇ及び塩化セチルピリジニウムを６ｇ加
え、均一な有機相を形成するために、ブリンクマン(Bri
nkmann) PT456G高剪断ホモジナイーを用いて、１分間に
10,000回転の速さで２分間混合した。その後、この均一
な有機相を、２リットルのステンレス鋼ビーカーに、ヒ
ドロキシプロピルセルロース0.75重量％を含む水500ml
と共に注いだ。このビーカーを氷浴に置き、かつその後
水中トナー微小懸濁液を作るために、ブリンクマン PT4
56G ポリトロンホジェナイザーを用いて、この混合物
を、１分間に10,000回転の速さで４分間、強力に攪拌し
た。その後この懸濁液を、１分間に300 回転の速度で攪
拌するTEFLON（登録商標）プロペラを装備した１リット
ルのガラス反応容器に移し、かつ反応容器の内容物を、
60℃に加熱し、油浴を用いてその温度に調節した。４時
間後、この懸濁液の重合は完了し、得られたトナー生成
物を、２リットルの温水(50 ℃) に注いだ。得られた希
釈された懸濁液を、その後15分間攪拌した。希釈された
ヒドロキシプロピルセルロースを含む上澄液をデカント
し、新しい水を加え、かつ粒子を分散するために15分間
攪拌した。この洗浄工程を脱イオン水を用いて、４回繰
り返した。最後の洗浄の後、このスラリーをトレーに注
ぎ、凍結乾燥して、スチレン／n-ブチルメタクリレート
のコポリマーを93％、顔料Pigment Red 48を3.5 ％及び
塩化セチルピリジニウムを3.5 ％含む、純粋な、乾燥し
た単一トナー粒子を得た。

【００１９】コールターカウンター粒度計を用いて、こ
の乾燥トナー生成物の分析を実施した結果、平均体積粒
度が６μm であることが明らかになった。ゲル透過クロ
マトグラフィーで測定した場合、スチレンブチルメタク
リレートトナー樹脂の数平均分子量は23,000、及び重量
平均分子量は67,000であった。形成されたトナー生成物
は、一組の異なるメッシュの大きさの振動篩上に残った
トナーの大変低い画分（３％以下）で測定した場合に、
優れた流動特性を持つトナーを提供するために、コロイ
ドシリカ(R972)0.3 重量％と混合した。透過性電子顕微
鏡を用いて、この乾燥トナー生成物の顕微鏡写真を撮
り、トナー粒子中の優れた顔料の分散を明らかにした。
即ち、顔料粒子はトナー粒子のすみずみにいたるまで均
一に広がり、かつトナー粒子内部又はその表面に凝集し
ていなかった。溶融されたトナー像を透過した正透過及
び拡散透過光の強度の、該像に投射された全部の光度に
対する比で計算した場合の投影効率は、81％であった。
像を透過した正透過光の部分によって測定された投影効
率は、顔料が粒子内又は粒子の表面に凝集した場合より
も、顔料がさらに均一に分散した場合のほうが大きくな
るので、優れた顔料分散は有益である。高い投影効率
は、優れたカラー品質を生じる。その結果、少ない顔料
を必要とし、かつコストを下げることができる。前述の
製造されたトナーの粘着性の評価は、該トナー20ｇを55
℃のサーモスタットオーブンセットの中に24時間保った
後に、室温にまで冷やして実施した。前述の製造された
トナーで、トナー凝集である粘着が認められなかった。
折りじわ(crease)試験法で測定した印刷品質は、65平方
μm 以下の折りじわ面積を示したので、優れたレベルを
証明した。

【００２０】実施例２ 有機相をヒドロキシプロピルセルロース1.0 重量％を含
む水に分散した以外は、実施例１の方法を繰り返した。
ゲル効果の発生は再び39％であって、塊状転化は転化率
が38％になるまで実施した。得られたトナーの平均粒径
は、４μm であった。製造されたトナーの他の特性は、
実施例１のトナーのそれと実質的に同じであった。実施例３ 有機相をヒドロキシプロピルセルロース0.50重量％を含
む水に分散した以外は、実施例１の方法を繰り返した。
ゲル効果の発生は再び39％であって、塊状転化は38％の
転化率になるまで実施した。得られたトナーの平均粒径
は、９μm であった。製造されたトナーの他の特性は、
実施例１のトナーのそれと実質的に同じであった。

【００２１】実施例４ スチレン90ｇに、ブチルメタクリレート60ｇ及び2,2'ア
ゾ- ビス(2,4- ジメチルバレロニトリル）７ｇを加え、
これらの成分が溶解するまで混合した。重量分析によっ
て、このコモノマーの34重量％が、ゲル透過クロマフィ
ーで測定して数平均分子量が29,000及び重量平均分子量
が55,000であるポリマーに転化されるまで、この混合物
を、TEFLON（登録商標）プロペラで攪拌しながら、１リ
ットルのガラス反応容器の中で油浴を用いて50℃まで加
熱して、塊状重合した。ゲル効果の発生は、33％の転化
率で現れるように決定した。その結果、塊状転化率とゲ
ル効果の発生の間の差は、１％であった。その後得られ
たコモノマー／ポリマー混合物に、顔料ヘリオゲンブル
ー(Heliogen Blue) を６ｇ、ジビニルベンゼン架橋剤を
0.6 ｇ、及び数平均分子量600 の線状高分子アルコール
UNILIN（登録商標）( ペトロライト(Petrolite) 社) を
１ｇ加え、ブリンクマン PT456G 高剪断ホモジナイーを
用いて、１分間に10,000回転の速さで約３分間混合し
た。その後、得られた均一な有機相を、２リットルのス
テンレス鋼ビーカーに、ヒドロキシプロピルセルロース
0.75重量％を含む水500ml と共に注いだ。このビーカー
を氷浴に置き、かつその後水中トナー微小懸濁液を提供
するために、この混合物を、ブリンクマン PT456G ポリ
トロンホモジナイザーを用いて１分間に10,000回転の速
さで、４分間強力に攪拌した。その後得られたトナー懸
濁液を、電磁攪拌機、アルミニウムブロックヒーター及
び冷却用冷水を装備した１リットルのパール(Parr)反応
容器に移した。この懸濁重合温度を、55℃に上げて、そ
の温度で２時間維持し、その後２時間かけて80℃に上げ
て、その温度で１時間維持し、その後25℃に冷却して、
トナー生成物を２リットルの温水に注いだ。得られた希
釈された懸濁液を、15分間攪拌した。希釈されたヒドロ
キシプロピルセルロースの上澄液をデカントし、新しい
水を加え、かつこの混合物を15分間攪拌した。この洗浄
工程を４回繰り返した。最後の洗浄の後、このスラリー
をトレーに注ぎ、減圧乾燥して、純粋な、乾燥した単一
トナー粒子を得た。

【００２２】コールターカウンター粒度計を用いて、こ
の乾燥トナー生成物の分析を実施し、平均粒度直径7.5
μm が明らかになった。ゲル透過クロマトグラフィーで
測定した場合、スチレン-n- ブチルメタクリレートトナ
ー樹脂の数平均分子量は36000 、及び重量平均分子量は
101000であり、かつ分子量分布は２つのピークを示し
た。このトナー生成物は、優れた流動特性を持つトナー
を生じるために、コロイドシリカ(R972)0.3 重量％と混
合した。透過性電子顕微鏡を用いて、この乾燥トナー生
成物の顕微鏡写真を撮り、該粒子中の優れた顔料の分散
を明らかにした。即ち、顔料粒子は該粒子のすみずみに
いたるまで均一に広がり、かつ該粒子内部又はその表面
に凝集していなかった。このトナーによって形成された
該像の投影効率は、83％であった。このトナーの粘着性
の評価は、実施例１の方法を繰り返して実施し、かつそ
の結果は、非粘着を示した。折りじわ試験法で測定した
印刷品質は、65平方μm 以下の折りじわ面積を示したの
で、優れたレベルを明らかにした。

【００２３】実施例５ 分子量3000のポリビニルアルコール１重量％を含む水50
0ml を用いた以外は、実施例４の方法を繰り返した。ゲ
ル効果の発生は33％であって、塊状重合は35％まで実施
した。得られたトナーの平均( 全ての例で体積直径) 粒
径は、３μm であった。このトナーは実施例４の方法を
繰り返すことによって評価し、類似の結果が得られた。実施例６ PLURONIC F87（登録商標)(BASF社) 安定剤0.4 重量％を
含む水500ml を用いた以外は、実施例４の方法を繰り返
した。ゲル効果の発生は33％であって、塊状重合は34％
まで実施した。得られた生成物の平均体積粒度直径は、
８μm であった。このトナーは実施例４の方法を繰り返
すことによって評価し、類似の結果が得られた。

【００２４】比較例 顔料分散及び投影効率に対する塊状重合転化率の変化の
影響を説明するために、２種の追加実験を実施し、下記
に記載する。両者において、ゲル効果の発生は39％の転
化率で生じた。モノマーの10％がポリマーに転化される
までコモノマー混合物を塊状重合した以外は、実施例１
の方法を繰り返した。その結果、開始転化率及び塊状転
化率の差は、29％であった。得られたトナーの平均体積
粒度直径は、４μm であった。透過型電子顕微鏡の顕微
鏡写真は、顔料がトナー粒子の縁に凝集されていること
を示した。この投影効率は、実施例１の81％と比較し
て、52％であった。モノマーの30％がポリマーに転化さ
れるまでコモノマー混合物を塊状重合した以外は、実施
例１の方法を繰り返した。その結果、発生転化率及び塊
状転化率の差は、９％であった。得られたトナーの平均
粒度直径は、５μm であった。透過型電子顕微鏡の顕微
鏡写真は、顔料がトナー粒子の縁に凝集されていること
を示した。この投影効率は、実施例１の81％と比較し
て、65％であった。実施例１及びこの比較例の結果の概
略を表１に示し、かつ本発明の方法で、最初の転化率が
ゲル効果の開始に近い場合に、顔料分散が改善されるこ
とを証明する。

【００２５】

【表１】 表１ ─────────────────────────── Xb(%) ＞X _GE(%) PE(%) 顔料分散 ─────────────────────────── 10 29 52 不良 ─────────────────────────── 30 9 65 普通 ─────────────────────────── 38 1 81 優良 ─────────────────────────── Xbは、塊状転化の割合を表し；＞X _GEは、ゲル効果の発
生時の転化率39％−Xbを表し；PEは、投影効率を表し；
及び顔料分散は、透過型電子顕微鏡による評価である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル カニンガム カナダ エル７ジー ３ピー８ オンタリ オ ジョージタウン ユニット 19 マウ ンテンヴィュー ロード ノース 119 (72)発明者 ヒーザー ライト カナダ ケイ７エル ３エス９ オンタリ オ バーリントン １ サイドロード 2164 (72)発明者 サンドラ ジェイ ガードナー カナダ エム２エイチ ３ジェイ８ オン タリオ ウィローデイル ドン ミルズ ロード 310−4001

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一種の樹脂モノマーと、重合
   開始剤、架橋成分及び連鎖移動成分を混合する工程；ゲ
   ル効果が発生する程度に部分重合が達成されるまで、塊
   状重合し、それによって部分的に重合された成分を含む
   有機相を形成する工程；前述の部分的に重合された成分
   の有機相を、顔料又は染料粒子と混合する工程；得られ
   た有機相を、安定剤を含む水の中に分散し、水−トナー
   粒子懸濁液を得る工程；及び、加熱によってこのトナー
   懸濁液を重合する工程を含むトナー組成物の製造法。