JPH0612459B2 - カプセルトナ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の分野］ 本発明は、電子写真法の記録方法において形成された潜
像を可視画像とするために用いられるカプセルトナーに
関する。本発明は、特に正の摩擦帯電性が優れたカプセ
ルトナーに関する。

［発明の背景］ 電子写真法などの記録方法におけるトナー像の定着方法
としては、加熱定着、溶剤定着および圧力定着の三種類
の方法が知られている。そして、環境上の問題などから
昨今は溶剤を使用しない加熱定着方法および加圧定着方
法が利用されることが多い。

加熱定着法には従来から表示記録材料をバインダーで固
結してなるトナーが使用される。加圧定着法において
も、同種のトナーが利用されているが、最近においてカ
プセルトナーの利用が検討されている。

カプセルトナーは、カーボンブラックのような表示記録
材料とバインダーを含む芯物質の周囲に、圧力の付与に
より破壊する性質を持つ樹脂外殻を形成させて得られる
マイクロカプセル形態のトナーである。

［従来技術および問題点］ 電子写真用現像剤として用いるトナーは、粉体特性が良
く、現像性等において優れ、潜像を形成する表面である
感光体表面を汚すことがないことが必要とされる。また
圧力定着法に用いるトナーとしては、圧力定着性が良い
こと、そして圧力定着に用いる加圧ローラーへのオフセ
ツト現象（トナーが加圧ローラー表面に付着して汚れる
現象）が発生しにくいことなどが必要となる。

従って、圧力定着法に用いるトナーは、トナーの流動
性、保存安定性、非オフセツト性、また利用する現像方
式に応じて帯電性など種々の面において優れた特性が要
求され、これらの諸特性のうち劣るものがあると、得ら
れた可視画像の品質低下をもたらす。

さらに、電子写真用の現像剤として従来は表面を絶縁性
にしたトナーが一般的に用いられてきたが、最近ではト
ナー表面に適当な正または負の摩擦帯電性が付与させた
トナーが開発されている。

すなわち、鉄粉などのキャリアー粒子あるいは毛皮など
とトナーとを摩擦することによりトナーを帯電させ、こ
の帯電トナーを潜像に吸引させる方式の電子写真法に利
用するトナーは、装置の種類により正あるいは負に規定
される潜像の帯電性に対応した負あるいは正の摩擦帯電
性を有することが必要となる。

これまでに摩擦帯電性などに優れたカプセルトナーとし
て、例えばイソシアネートとポリオールそしてポリアミ
ンなどから形成されたポリウレタン樹脂あるいはポリウ
レア樹脂を外殻としたカプセルトナーが提案されている
（特開昭５７−１７９８６０号公報）。

これによれば、ポリウレタン樹脂あるいはポリウレア樹
脂の負が摩擦帯電性を有する樹脂であるため、該樹脂を
外殻とするカプセルトナーの表面は負に摩擦帯電する。

さらに、ポリウレタン樹脂あるにはポリウレア樹脂は外
殻材料として適度の強度と柔軟性を有するため、該樹脂
からなるカプセルトナーの外殻は極めて緻密となり、粉
体特性も向上する。

したがつて、装置の種類により正に規定される潜像の帯
電性に対応した負の摩擦帯電性を有することが必要な場
合には、該ポリウレタン樹脂あるいはポリウレア樹脂を
外殻とするカプセルトナーは現像剤として特に有効であ
る。

しかし、前述の場合と反対に正の摩擦帯電性を有するこ
とが必要となる場合には、該ポリウレタン樹脂あるいは
ポリウレア樹脂を外殻とするカプセルトナーは現像剤と
して用いることが不適当となる。

［発明の目的］ 本発明は、新規な正の摩擦帯電性の優れた電子写真用カ
プセルトナーを提供することを目的とする。

［発明の要旨］ 本発明は、ポリマーと油性溶剤とを含むむバインダーお
よび表示記録材料を含有する芯物質と該芯物質の周囲に
形成された外殻とから構成されたカプセルトナーであっ
て、繰返しイソシアネート単位としてイソシアヌレート
構造のイソシアネート単位を含むポリウレタン樹脂およ
び／またはポリウレア樹脂から該外殻がなるものである
ことを特徴とするカプセルトナーからなるものである。

［発明の効果］ 本発明のカプセルトナーは、外殻が繰返しイソシアネー
ト単位としてイソシアヌレート構造のイソシアネート単
位を含むポリウレタン樹脂および／またはポリウレア樹
脂からなるため、高い正の摩擦帯電性を示し、かつ外殻
が緻密であり、得られる画像が鮮明となる。従って、本
発明のカプセルトナーは電子写真法の実施のために用い
る正の摩擦帯電性を有することが必要な現像剤として優
れたものである。

［発明の詳細な記述］ 本発明のカプセルトナーは、芯物質と、該芯物質の周囲
に形成された外殻よりなる基本構造を有するものであ
る。

本発明のカプセルトナーの芯物質は高粘度油状を示し、
ポリマーおよび油性溶剤よりなるバインダー並びに表示
記録材料が含まれる。

本発明のカプセルトナーの芯物質を構成する成分のうち
バインダーの成分として用いるポリマーに特に制限はな
い。ポリマーの例としては、ポリオレフィン、オレフィ
ンコポリマー、スチレン系樹脂、スチレン・ブタジエン
コポリマー、エポキシ樹脂、ポリエステル、ゴム類、ポ
リビニルピロリドン、ポリアミド、クマロン・インデン
共重合体、メチルビニルエーテル・無水マレイン酸共重
合体、アミノ樹脂、ポリウレタン、ポリウレア、アクリ
ル酸エステルのホモポリマーもしくはコポリマー、メタ
クリル酸エステルのホモポリマーもしくはコポリマー、
アクリル酸と長鎖アルキルメタクリレートとの共重合体
オリゴマー、ポリ酢酸ビニルおよびポリ塩化ビニルなど
を挙げることができ、これらを単独であるいは混合して
使用することができる。

バインダー用ポリマーとして特に好ましいものは、アク
リル酸エステルのホモポリマーもしくはコポリマー、メ
タクリル酸エステルのホモポリマーもしくはコポリマ
ー、またはスチレン・ブタジエンコポリマーである。

バインダーの成分として用いる油性溶剤にも特に制限は
ないが、上記のポリマーを溶解もしくは膨潤させうる沸
点１５０℃以上の高沸点溶媒（以下、単に高沸点溶媒と
もいう）を使用することが好ましい。

高沸点溶媒の例としては、フタル酸エステル類（例、ジ
エチルフタレート、ジブチルフタレート）；脂肪酸ジカ
ルボン酸エステル類（例、マロン酸ジエチル、シユウ酸
ジメチル）；リン酸エステル類（例、トリクレジルホス
フェート、トリキシレリルホスフェート）；クエン酸エ
ステル類（例、ｏ−アセチルトリエチルシトレート、ト
リブチルシトレート）；安息香酸エステル類（例、ブチ
ルベンゾエート、ヘキシルベンゾエート）；脂肪酸エス
テル類（例、ヘキサデシルミリステート、ジオクチルア
ジペート）；アルキルナフタレン類（例、メチルナフタ
レン、ジメチルナフタレン、モノイソプロピルナフタレ
ン、ジイソプロピルナフタレン）；アルキルジフェニル
エーテル類（例、ｏ−、ｍ−、ｐ−メチルジフェニルエ
ーテル）；高級脂肪酸または芳香族スルルホン酸のアミ
ド化合物類（例、Ｎ，Ｎ−ジメチルラウロアミド、Ｎ−
ブチルベンゼンスルホンアミド）；トリメリット酸エス
テル類（例、トリオクチルトリメリテート）およびジア
リールアルカン類（例、ジメチルフェニルメタンなどの
ジアリールメタン、１−フェニル−１−メチルフェニル
エタン、１−ジメチルフェニル−１−フェニルエタン、
１−エチルフェニル−１−フェニルエタンなどのジアリ
ールエタン）などを挙げることができる。

バインダーは、ポリマーと高沸点溶媒を含む組成物であ
ることが好ましい。

ポリマーと高沸点溶媒との混合比は、ポリマー／高沸点
溶媒の重量比で、０．１〜１００の範囲にあることが望
ましく、またこのバインダーは粘度が１０００〜１００
０００ｃｐ（２５℃）の範囲（好ましくは、５０００〜
４００００ｃｐ）の高粘度の油性液体であることが望ま
しい。

なお、バインダーは、上記ポリマーを実質的に溶解もし
くは膨潤することのない沸点が１００〜２５０℃の範囲
内にある有機液体（以下、単に非溶解性有機液体ともい
う）を更に併用することによりポリマー、高沸点溶媒お
よび非溶解性有機液体の三者を含む組成物であることも
好ましい。

非溶解性有機液体の例としては、パラフィン系炭化水
素、ナフテン系炭化水素もしくはそれらを主成分とる有
機性液体混合物などを挙げることができる。本発明の芯
物質に含有させる非溶解性有機液体として用いるのに適
した例としては、沸点範囲（初留点〜乾点）が１５８〜
１７７℃のパラフィン系炭化水素（例、Isopar G、商品
名、エクソン化学（株）製、以下同じ）、沸点範囲が１
７４〜１８９℃のパラフィン系炭化水素（例、Isopar
H）、沸点範囲が１８８〜２１０℃のパラフィン系炭化
水素（例、Isopar L）、沸点範囲が２０７〜２５８℃の
パラフィン系炭化水素（例、Isopar M）、沸点範囲が１
６２〜１９７℃のナフテン系炭化水素（例、SHELLSOL-D
40、商品名、シェル化学（株）製、以下同じ）、沸点範
囲が１８５〜２２０℃のナフテン系炭化水素（例、SHEL
LSOL-D60）そして沸点範囲が１９５〜２５１℃のナフテ
ン系炭化水素（例、SHELLSOL-D70）を挙げることができ
る。

非溶解性有機液体は上記の高沸点溶媒に対して任意の割
合にて混合することができるが、一般には、高沸点溶媒
／非溶解性有機液体の重量比で９／１〜１／９の範囲で
混合することが好ましい。

また、［ポリマー＋高沸点溶媒］と非溶解性有機液体の
混合比は、［ポリマー＋高沸点溶媒］／非溶解性有機液
体の重量比で０．１〜１００の範囲にあることが望まし
い。

電子写真用トナーのための表示記録材料としては、カー
ボンブラック、グラフト化カーボンブラックなどの黒色
トナーが一般的に用いられているが、また青色、赤色、
黄色などの各種の有彩色着色剤も用いられている。本発
明のカプセルトナーも表示記録材料としてそれらの公知
の表示記録材料を用いることができる。

本発明のカプセルトナーの芯物質には磁性粒子が含有さ
れていてもよい。この磁性粒子としては公知の磁性トナ
ー用の磁性粒子（磁化しうる粒子状物質）を用いること
ができる。そのような磁性粒子の例としては、コバル
ト、鉄、またはニッケルなどの金属単体、合金もしくは
金属化合物などからなる磁性粒子を挙げることができ
る。なお、磁性粒子として黒色のマグネタイトなどの有
色磁性粒子を用いる場合には、そのマダネタイトなどの
有色磁性粒子を磁性粒子と着色材料の両者の役目を兼ね
る成分として用いることもできる。

本発明のカプセルトナーの外殻は、繰返しイソシアネー
ト単位としてイソシアヌレート構造のイソシアネート単
位を含むポリウレタン樹脂および／またはポリウレア樹
脂からなるものであることを特徴とするものである。

本発明のカプセルトナーの外殻は、正の摩擦帯電性を有
し、かつ緻密性に優れた外殻であり、従って負に荷電し
た潜像に吸着されやすい。

本発明のカプセルトナーの外殻の重量は、カプセルトナ
ーの全重量に対して５〜３０重量％の範囲内にあること
が好ましい。

次に、本発明の繰返しイソシアネート単位としてイソシ
アヌレート構造のイソシアネート単位を含むポリウレタ
ン樹脂および／またはポリウレア樹脂の外殻からなるカ
プセルトナーを以下に説明する。

水性媒体中において、表示記録材料およびバインダー
（そして所望により磁性粒子など）を含有する油滴状に
分散された芯物質の周囲に、ポリウレタン樹脂および／
またはポリウレレア樹脂からなる外殻を形成させること
によりカプセルトナーを製造する方法は既に公知であ
り、本発明のカプセルトナーを製造するためにそれらの
公知方法を利用することができる。

たとえば、カプセルトナーの製造のために利用すること
のできる重合反応を利用したマイクロカプセルの製造方
法としては、界面重合法、内部重合法および外部重合法
を挙げることができる。

本発明のポリウレタン樹脂および／またはポリウレア樹
脂からなる外殻は、ポリウレヌレート構造のイソシアネ
ートとポリオールおよび／またはポリアミンなどとを水
性媒体中で界面重合法により反応させることにより、容
易にマイクロカプセルの外殻として形成することができ
る。

外殻を形成する反応の際には、反応系に含有される有機
性溶媒を除去する操作を行ないながら外殻形成反応を行
なうことが好ましい。

上記のポリウレタン樹脂および／またはポリウレア樹脂
を生成させるために用いられるイソシアヌレート構造の
イソシアネートの例としては、ヘキサメチレンジイソシ
アネートの三重体、トリレンジイソシアネートの三量体
およびこれらの混合物から誘導されたものを挙げること
ができる。

ヘキサメチレンジイソシアネートの三量体の例として
は、コロネートＥＨ（日本ポリウレタン（株）製）およ
びデスモジュールＮ３３９０（住友バイエルウレタン
（株）製）；トリレンジイソシアネートの三量体の例と
しては、スミジュールＦＬ（住友バイエルウレタン
（株）製）；これらの混合物の例としては、デスモジュ
ールＨＬ（住友バイエルウレタン（株）製）、コロネー
ト２０３１（日本ポリウレタン（株）製）、スプラセッ
ク３２４０および３３４０（日本ポリウレタン（株）
製）、タケネートＤ２００おつびＤ２０２（武田薬品工
業（株）製）、デスモジュールＩＬ（住友バイエルウレ
タン（株）製）およびバーノックＤ８００（大日本イン
キ化学工業（株）製）など一般に市販されているものを
挙げることができる。

ポリアミンの具体的な化合物の例としては、エチレンジ
アミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジア
ミン、ヘキサメチレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミ
ン、ｍ−フェニレンジアミン、２−ヒドロキシトリメチ
レンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテ
トラアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、テトラエ
チレンペンタミン、エポキシ化合物とアミンの付加物を
挙げるこができる。

ポリオールの具体的な化合物の例としては、エチレング
リコール、１，４−ブタンジオール、ヘキサメチレング
リコール、ヒドロキノン、レゾルシン、グリセリン、ペ
ンタエリトリット、ビスフェノールＡ、４−クロルレゾ
ルシンのアルカリ塩、２，２′−ビス（４−ヒドロキシ
フェニル）プロパンのアルカリ塩、１，５−ジヒドロキ
シナフタリンのアルカリ塩、フェノールフタレンのアル
カリ塩、フェノールホルムアルデヒド初期縮合物のアル
カリ塩、４，４′−ジヒドロキシジフェニルスルホンの
アルカリ塩、２，４−ジヒドロキシベンゾフエノンのア
ルカリ塩、４，４′−ジヒドロキシベンゾフェノンのア
ルカリ塩、２，４−ジヒドロキシベンズアルデヒドのア
ルカリ塩、メラミン・ホルムアルデヒド初期縮合物、ユ
リア・ホルムアルデヒド初期縮合物を挙げることができ
る。

外殻が形成されたマイクロカプセルは、次いで水洗され
る。

マイクロカプセルは次に液相から分離乾燥される。この
分離乾燥のための操作は通常、マイクロカプセルを含有
する分散液を噴霧乾燥する方法あるいはマイクロカプセ
ルを含有するスラリーを加熱乾燥する方法などにより行
なわれる。

なお分離乾燥されたマイクロカプセルは、更に加熱処理
を施すことが望ましい。この加熱処理によりカプセルト
ナーの粉体特性が特に向上する。加熱処理は５０〜３０
０℃の範囲の温度で行なうのが好ましく、またさらに８
０〜１５０℃の範囲の温度で加熱することが特に好まし
い。加熱時間は、加熱温度および使用した芯物質の種類
などにより適宜決定することができるが、好ましくは２
〜２４時間加熱される。

本発明のカプセルトナーの外殻には、所望により、ニグ
ロシンなどの荷電調節剤あるいはその他の任意の添加物
質を加えることができる。これらの添加物質は、外殻形
成時、あるいはカプセルトナーの分離乾燥後など任意の
時点でカプセルトナーの外殻に含有させることができ
る。

次に本発明の実施例および比較例を示す。尚、実施例お
よび比較例において「％」は、特に記載のない限り「重
量％」を意味する。

［実施例１］ ポリイソブチルメタクリレート（商品名：アクリベー
ス、ＭＭ−２００２−２：藤倉化成（株）製）２０重量
％とポリイソブチルメタクリレート（商品名：アクリベ
ース、ＭＭ−２００２−１：藤倉化成（株）製１０重量
％とを含有する１イソプロピル−フェニル−２−フェニ
ルエタンの溶液４０ｇと、マグネタイト磁性粒子７０ｇ
とを自動乳鉢中で混練分散して分散液（磁性インク）を
調製した。

別に、酢酸エチル６０ｇに沸点１７０℃〜１９０℃のパ
ラフインオイル２０ｇ、ジメチルフェニルシロキサン
（商品名：シリコーンＫＦ５０、３０００ｃｓ：信越化
学工業（株）製）３ｇ、ヘキサメチレンジイソシアネー
トの三量体（商品名：コロネートＥＨ：日本ポリウレタ
ン（株）製）２０ｇを溶解した溶液を調製し、この溶液
を前記の分散液（磁性インク）と混合して油性相を調製
した。ただし、この油性相混合液体（芯物質と外殻形成
材料との混合体）の調製は、その液温を２５℃以下に調
節しながら実施した。

メチルセルロース（メチレン基置換度：１．８、平均分
子ン：１５０００）の４重量％水溶液２００ｇにジエチ
レントリアミン０．２ｇを添加して水製媒体を調製し、
この水性媒体の液温を１５℃に冷却した。

この水性媒体中に前記の油性相混合液体を乳化分散させ
て、乳化液中の油滴粒子の平均サイズが約１２μｍの水
中油滴型エマルジヨンを得た。

エマルジヨンを調製して約１０分後にジエチレントリア
ミンの２．５重量％水溶液５０ｇを徐々に滴下し、溶剤
を除去しつつ３時間撹拌しカプセル比を終了させた。次
にこのマイクロカプセル分散液を５０００ｒｐｍの遠心
分離操作にかけ、生成したマイクロカプセルとメチルセ
ルロース含有水溶液（上済み液）とを分離し、得られた
マイクロカプセルスラリーを水に分散させて３０％分散
液を調製した。得られた分散液を、再び遠心分離にか
け、得られたマイクロカプセルスラリーを水に分散させ
て再び３０重量％の分散液を調製した。上記の遠心分
離、分散よりなる水洗操作を更に一回行ない、遠心分離
して得られたマイクロカプセルスラリーに２重量％の疎
水性シリカ（ＲＡ−２００Ｈ、日本アエロジル（株）
製）を添加し、混合した後、オーブンで６０℃で乾燥し
て外殻がポリウレア樹脂からなるカプセルトナーを製造
した。

得られたカプセルトナーをキャリアー（ＤＳＰ−１３
２、同和鉄粉工業（株）製）と混合してブローオフ帯電
量を測定した所、＋３．６μｇｑ／ｇであった。

また、得られたカプセルトナーを用いて通常の電子写真
法により形成された負帯電性静電潜像を磁気ブラシ法に
より現像したのち、普通紙に転写して１５０ｋｇ／ｃｍ
^２の圧力で定着した。定着された可視画像は鮮明でカブ
リのない画像であった。

［比較例］ 実施例１において、イソシアヌート構造のイソシアネー
トに代え、ヘキサメチレンジイソシアネート３モルとト
リチロールプロパン１モルの付加化合物（商品名：バー
ノックＤ−９５０：大日本インキ化学工業（株）製）１
０ｇおよびトリレンジイソシアネート３モルとトリメチ
ロールプロパン１モルの付加化合物（商品名：バーノッ
クＤ−７５０：大日本インキ化学工業（株）製）１０ｇ
を使用した以外は実施例１の操作と同様に操作して外殻
がポリウレア樹脂からなるカプセルトナーを得た。

得られたカプセルトナーの帯電量を実施例１と同様の方
法で求めた所＋０．５μｇｑ／ｇであった。

また、得られたカプセルトナーを用いて実施例１と同様
の電子写真法により形成された負帯電性静電潜像を磁気
ブラシ法により現像した後、普通紙の転写して１５０Ｋ
ｇ／ｃｍ^２の圧力で定着したところ、画像濃度が低く実
用に耐えるものではなかった。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリマーと油性溶剤とを含むバインダーお
   よび表示記録材料を含有する芯物質と該芯物質の周囲に
   形成された外殻とから構成されたカプセルトナーであっ
   て、繰返しイソシアネート単位としてイソシアヌレート
   構造のイソシアネート単位を含むポリウレタン樹脂およ
   び／またはポリウレア樹脂から該外殻がなるものである
   ことを特徴とするカプセルトナー。
2. 【請求項２】イソシアヌレート構造のイソシアネート単
   位が、ヘキサメチレンジイソシアネートの三量体および
   トリレンジイソシアネートの三量体からなる群より選ば
   れる少なくとも一種のイソシアヌレート構造のイソシア
   ネートから誘導されたものであることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のカプセルトナー。
3. 【請求項３】外殻の重量が、カプセルトナーの全重量に
   対して５〜３０重量％の範囲内にあることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のカプセルトナー。