JPH08248675A - 静電荷像現像用トナーおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 懸濁重合法を用いた製造方法により、定着
性、耐オフセット性、耐ブロッキング性に優れた小粒径
トナーを、簡便に提供すること。 【構成】 少なくとも着色剤を含む重合体トナーの重合
体が極性基を有し、該重合体トナーの表面の重合体にシ
ラン化合物がエチレン性二重結合にもとづいて結合し、
かつ該シラン化合物のシラノール基が前記極性基と結合
して、該重合体トナー表層に該シラン化合物が橋かけ的
に結合している静電荷像現像用トナー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真、静電印刷など
に用いられる静電荷像現像用トナー、およびその製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機やレーザープリンタなどで広く普
及している電子写真法は、一般には光導電性絶縁体層上
に一様な静電荷を与え、その電荷を光像の照射により部
分的に消去して静電潜像を形成し、その静電荷の残った
部分にトナーという微粉を付着させ、付着したトナーを
記録紙に転写、定着させて印刷物を得るものである。

【０００３】かかるトナーは、一般に、高分子化合物よ
りなる結着樹脂に着色剤および帯電制御剤などを分散さ
せ、１０〜２０μｍ程度に粉砕し、分級したものであっ
て、通常、鉄粉またはフェライト粉などの担体物質（キ
ャリア）と混合されて現像剤を形成し、上記の如き電子
写真法による画像形成に用いられるのであり、従って得
られる画像はそのトナーのみからなるのである。

【０００４】この製造方法（粉砕法）では、粉砕時にブ
ロードな粒径分布の粒子が生成しやすく、特に１μｍ未
満の微粒子が多くなって、収率が悪くなるという問題が
生じる。また、大がかりな防音、集塵設備が必要とな
る。また、解像度をより高くするために１０μｍ未満の
小粒径トナーを得ようとすると、さらに収率が悪くな
る。しかして、かかる問題を解決するため、懸濁重合法
によるトナーの製造方法が多数提案されている。

【０００５】懸濁重合法においては、モノマー、重合開
始剤、着色剤、さらに必要に応じて磁性体、帯電制御
剤、架橋剤などを均一に溶解または分散させたモノマー
相を、分散剤および／または界面活性剤を含む水相中に
数μｍの液滴として懸濁させ、引き続いて重合を行わ
せ、目的の粒径を有するトナーを得る。この方法ではト
ナーが収率良く得られるが、分子量分布の制御が難し
く、粉砕法で製造したトナーと比較すると定着性、耐オ
フセット性、耐ブロッキング性において問題がある。こ
れらを改良するために、モノマーに予め高分子量の樹脂
を加える試みや、一度製造したトナーをさらにカプセル
化する試みが多数行われているが、いずれも工数が多
く、複雑なものとなっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、懸濁重合法
を用いた製造方法により、定着性、耐オフセット性、耐
ブロッキング性に優れた小粒径トナーを、簡便に提供す
るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、少なくとも着色剤を含む重合体トナーの重
合体が極性基を有し、該重合体トナーの表面の重合体に
シラン化合物がエチレン性二重結合にもとづいて結合
し、かつ該シラン化合物のシラノール基が前記極性基と
結合して、該重合体トナー表層に該シラン化合物が橋か
け的に結合していることを特徴とする静電荷像現像用ト
ナーを提供する。

【０００８】同様に、本発明は、少なくとも重合開始剤
と着色剤を含みかつ極性基を持つ化合物を含むモノマー
を、分散剤および／または界面活性剤を含む水中に高速
攪拌下に懸濁させ、続いて低速攪拌下に懸濁重合を行う
ことにより得られる静電荷像現像用トナーの製造方法で
あって、重合時に水相に水溶性の二重結合とシラノール
基を持つシラン化合物を存在せしめて、トナー表層部に
前記シラン化合物を結合せしめることを特徴とする静電
荷像現像用トナーの製造方法を提供する。

【０００９】本発明においては、まずモノマーに重合開
始剤、着色剤、必要に応じて磁性粉、架橋剤、帯電制御
剤などを溶解または分散させてモノマー相を得る。この
モノマー相は極性基を有する化合物を含まなければなら
ない。極性基としては水酸基、カルボキシル基などがあ
る。極性基を持つ化合物はモノマーでも、モノマー以外
でもよい。

【００１０】使用できるモノマーとしては、スチレン、
ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチル
スチレン、ｐ−エチルスチレン、２，４−ジメチルスチ
レン、ｐ−フェニルスチレン、ｐ−クロロスチレン、
３，４−ジクロロスチレン、ｐ−ｎ−ブチルスチレン、
ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ヘキシルスチ
レン、ｐ−ｎ−オクチルスチレン、ｐ−ｎ−ドデシルス
チレンなどのスチレン類、エチレン、プロピレン、ブチ
レン、イソブチレンなどのオレフィン類、塩化ビニル、
塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニルなどのハロ
ゲン化ビニル類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪
酸ビニルなどのビニルエステル類、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、アクリル酸２−エチルヘキ
シルなどのアクリル酸エステル類、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−エチルヘキシルなどのメタクリル酸エステル
類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビ
ニルイソブチルエーテルなどのビニルエーテル類、アク
リロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドな
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
ル系モノマーが挙げられる。

【００１１】極性基を持つ化合物としては、アクリル
酸、メタクリル酸などの上記モノマーのほかｎ−トリデ
シレン酸、ミリスチン酸、ｎ−ペンタデシレン酸、パル
ミチン酸、マーガリン酸、ステアリン酸、ｎ−ノナデシ
レン酸、アラキジン酸、ｎ−ヘンアイコサン酸、ペヘニ
ン酸、ｎ−トリコサン酸、リグノセリン酸、ｎ−ペンタ
コサン酸、セロチン酸、ｎ−ヘプタコサン酸、モンタン
酸などの飽和脂肪酸が挙げられる。

【００１２】本発明に使用できる重合開始剤としては、
アゾビスイソブチロニトリル、Ｖ−７０（和光純薬工業
社商標。以下同様）、Ｖ−６８，Ｖ−６５，Ｖ−５９，
Ｖ−４０，Ｖ−６０１などのアゾ系化合物が挙げられ
る。ベンゾイルパーオキサイド（以下ＢＰＯ）などの過
酸化物を用いることもできるが、過酸化物を加えるとモ
ノマーの粘度が上昇し、アゾ系化合物を用いた時より粒
径分布がブロードになり、帯電性、印字特性の低下をも
たらす。

【００１３】本発明に使用できる界面活性剤としては、
ドデシル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸
ナトリウム（以下ＤＢＳ）などが挙げられる。本発明に
使用できる分散剤としては、リン酸カルシウム、炭酸マ
グネシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、硫酸カル
シウム、硫酸バリウムなどの難水溶性無機塩が挙げられ
る。通常の懸濁重合では分散剤としてポリビニルアルコ
ールなどの水溶性有機物を用いることもあるが、これら
は重合後に粒子表面から完全に除去することが困難なの
で、本発明には不適当である。

【００１４】着色剤としては適当な顔料や染料を任意に
使用することができ、さらにワックスを添加することも
できる。次に、このモノマー相を、分散剤および／また
は界面活性剤を含む水相に１０００rpm 以上の高速攪拌
下に懸濁させる。高速攪拌時の温度は、３０〜４０℃で
あるのが好ましい。

【００１５】さらに、低速攪拌（１０００rpm 未満）に
切り換えて昇温させ、モノマー相を重合させる。重合の
温度は、６０℃〜９０℃であるのが好ましい。重合中、
系内に水溶性の反応性化合物として二重結合とシラノー
ル基を持つシラン化合物を加える。これによって重合粒
子の表層部だけが架橋され、定着性、耐オフセット性、
耐ブロッキング性が向上するのである。

【００１６】重合終了後、洗浄、乾燥を行い、トナーを
得る。二重結合とシラノール基を持つシラン化合物とし
ては、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシ
ラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラ
ン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、
メタクリロキシメチルトリメトキシシラン、３−（Ｎ−
スチリルメチル−２−アミノエチルアミノ）プロピルメ
チルジメトキシシラン塩酸塩、３−（Ｎ−スチリルメチ
ル−２−アミノエチルアミノ）プロピルトリメトキシシ
ラン塩酸塩、Ｎ−（トリエトキシシリルプロピル）尿
素、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ
−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩などが挙げ
られる。これらは水溶性ではあるが、pHにより溶解度が
左右される。このため水相に直接加えるより、pH４程度
の酢酸などに溶解させてから加える方が好ましい。

【００１７】このようなシラン化合物はモノマー相にも
とづくトナー粒子の表面を覆うように吸着され、シラン
化合物の二重結合がモノマー中の二重結合と結合すると
共に、シラノール基がトナー粒子中の極性基と結合する
ので、シラン化合物はトナー粒子の表層部に橋かけをし
たような状態で結合する。そのようなトナーの構造を図
１に模式的に例示する。

【００１８】このように懸濁重合トナーの表層部にシラ
ン化合物が橋かけ結合することにより、従来の懸濁重合
トナーにない一種のカプセルトナーの如き特性を有する
ことができ、その結果、定着性、耐オフセット性、耐ブ
ロッキング性をかねそなえた小粒径トナーを簡易に得る
ことができる。例えば、重合トナーのガラス転移温度を
従来の５０〜６０℃から４０〜５０℃に低くすることが
できる。

【００１９】

【実施例】以下、実施例により説明するが、本発明はこ
れによって限定されるものではない。なお、実施例中の
「部」および「％」は重量基準とする。

【００２０】（実施例１） トナー粒子の製造 モノマー相： ・スチレン（和光純薬工業製） ３８０部 ・アクリル酸ｎ−ブチル（和光純薬工業製） １３６部 ・メタクリル酸（和光純薬工業製） ２７部 ・Ｖ−６５（和光純薬工業製） ３３部 ・磁性粉ＢＬ−２００（チタン工業製） ３８０部 水相： ・リン酸三カルシウム（和光純薬工業製） ７０部 ・ＤＢＳ（和光純薬工業製） ０．１部 ・水 ４０００部 水相の各試薬を混合し、３０分間窒素置換した。

【００２１】モノマー相の各試薬を混合し、ホモジナイ
ザー（増田理化工業製）を用いて、５０００rpm で５分
間攪拌した。このモノマー相を４０℃の水浴に浸した水
相に投入し、ヒスコトロン（日音医理科器械製作所製）
を用いて１００００rpm で３０分間攪拌して懸濁させ
た。この懸濁液を７０℃の水浴に移し、スリーワンモー
ター（池田理化製）を用いて、２００rpm で攪拌を始め
た。

【００２２】１時間攪拌した時点で、ＴＳＬ８３７０
（γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、東
芝シリコーン製）１０部を０．１％酢酸水溶液３００部
に溶解させたものを加え、攪拌を続けて重合を完結させ
た。最後に、トナーの洗浄、濾過、乾燥を行った。得ら
れたトナーの収率は９０％、平均粒径は７μｍであっ
た。

【００２３】印字試験 上記のトナー４２部とキャリアＧＦ−１２０（関東電化
製）１１５８部を混合して現像剤を調製し、富士通Ｆ６
１４４Ｂプリンタを用いて４００dpi による印字試験を
行い、画像の鮮明さとオフセットの有無を目視により判
定した。印字の黒ベタ部のＯＤ値（光学濃度）をデンシ
トメータ（コニカ製）で測定した。印字にメンディング
テープを貼り、上から１kgの重りを転がし、テープを剥
離し、再びＯＤ値を測定した。（１）式により定着率を
算出し、定着性を判定した。印字試験の結果を第１表に
示す。

【００２４】

【数１】

【００２５】ブロッキング性試験 上記のトナー２０ｇを５５℃、湿度３０％の条件下で２
４時間放置し、目開き７４μｍのふるいを通した。ブロ
ッキングした分（ふるいを通らなかった分）の重量を測
定し、耐ブロッキング性を判定した。結果を第１表に示
す。

【００２６】（実施例２）ＴＳＬ８３７０のかわりにＴ
ＳＬ８３７５（γ−メタクリロキシプロピルメチルジメ
トキシシラン、東芝シリコーン製）を用いた以外は実施
例１と全く同様にして、収率９０％、平均粒径７μｍの
トナーを得た。このトナーを用いて行った印字試験、ブ
ロッキング性試験の結果を第１表に示す。

【００２７】（実施例３）アクリル酸ｎ−ブチルのかわ
りにメタクリル酸ｎ−ブチルを用いた以外は実施例１と
全く同様にして、収率９０％、平均粒径７μｍのトナー
を得た。このトナーを用いて行った印字試験、ブロッキ
ング性試験の結果を第１表に示す。

【００２８】（比較例１）ＴＳＬ８３７０を用いない以
外は実施例１と全く同様にして、収率９０％、平均粒径
７μｍのトナーを得た。このトナーを用いて行った印字
試験、ブロッキング性試験の結果を第１表に示す。

【００２９】（比較例２）ＴＳＬ８３７０のかわりに二
重結合を持たないＴＳＬ８３５０（γ−グリシドキシプ
ロピルトリメトキシシラン、東芝シリコーン製）を用い
た以外は実施例１と全く同様にしたところ、乾燥時にト
ナーが融着を起こして評価できなかった。

【００３０】（比較例３）ＴＳＬ８３７０ １０部を予
めモノマー相に加え、重合中に加えない以外は実施例１
と全く同様にして、収率９０％、平均粒径７μｍのトナ
ーを得た。このトナーを用いて行った印字試験、ブロッ
キング性試験の結果を第１表に示す。

【００３１】（比較例４）重合開始剤としてＶ−６５の
かわりにＢＰＯを用いた以外は実施例１と全く同様にし
て、収率８０％、平均粒径１０μｍのトナーを得た。こ
のトナーを用いて行った印字試験、ブロッキング性試験
の結果を第１表に示す。第１表中の評価は次の基準によ
る。即ち、画像の鮮明さは、５：非常に鮮明、４：鮮
明、３：実用になる程度、２：不鮮明、１：非常に不鮮
明、耐オフセット性は、○：オフセットなし、×：オフ
セット発生、定着性は、○：定着率９０％以上、×：定
着率９０％未満、耐ブロッキング性は、○：ブロッキン
グ１０％未満、×：ブロッキング１０％以上である。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、定着性、
耐オフセット性、耐ブロッキング性に優れた小粒径トナ
ーが簡便に提供され、鮮明な画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトナーの説明図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも着色剤を含む重合体トナーの
   重合体が極性基を有し、該重合体トナーの表面の重合体
   にシラン化合物がエチレン性二重結合にもとづいて結合
   し、かつ該シラン化合物のシラノール基が前記極性基と
   結合して、該重合体トナー表層に該シラン化合物が橋か
   け的に結合していることを特徴とする静電荷像現像用ト
   ナー。
2. 【請求項２】 少なくとも重合開始剤と着色剤を含みか
   つ極性基を持つ化合物を含むモノマーを、分散剤および
   ／または界面活性剤を含む水中に高速攪拌下に懸濁さ
   せ、続いて低速攪拌下に懸濁重合を行うことにより得ら
   れる静電荷像現像用トナーの製造方法であって、重合時
   に水相に水溶性の二重結合とシラノール基を持つシラン
   化合物を存在せしめて、トナー表層部に前記シラン化合
   物を結合せしめることを特徴とする静電荷像現像用トナ
   ーの製造方法。