JPH10288864A - 染着トナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粒度分布が狭く、小粒子径でも耐光性、昇華
性に優れ、濃度の高い赤色系及び青色系の染着トナーを
提供すること。 【解決手段】 赤色系の染着トナーは、熱可塑性樹脂を
主成分とする粉体粒子に着色剤が染着されており、着色
剤が下記一般式 【化１】 （上記一般式中、Ｒ１は、水素原子、アルキル基、フェ
ニル基、メチルフェニル基であり、Ｒ２は、水素原子、
アルキルエステル基である。）で表される化合物である
ので、粒度分布が狭く、小粒子径でも耐光性、昇華性に
優れ、赤色系の濃度が高い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
ー等の画像記録装置に使用されるトナーに関し、特に、
粉体粒子に着色剤が染着された染着トナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、プリンター、ＦＡＸ等の
印刷装置に使用される画像記録方法は、インパクト記録
方法とノンインパクト記録方法とに大別される。また、
ノンインパクト記録方法には、熱転写記録法、感熱記録
法、電子写真記録法、静電記録法、インクジェット記録
法等の記録方法があり、これらのうち、電子写真記録法
及び静電記録法においては、画像を用紙等の被記録媒体
に現像するためにトナーが使用されている。

【０００３】ここで、トナーを利用した電子写真法の一
般的な原理について簡単に説明する。この方法は、ま
ず、光導電性物質によって構成された感光体の表面を一
様な電位に帯電する。その後、その感光体の表面を、出
力しようとする画像に沿って露光し、電気的な潜像を形
成する。そこで形成された潜像は、現像部において、現
像器に収納されたトナーによって現像され、可視画像が
形成される。そして、感光体表面に形成された可視画像
は、用紙等の被記録媒体に転写された後、定着器の熱及
び圧力によって被記録媒体に定着される。

【０００４】以上説明した電子写真法に利用されるトナ
ーは、結着樹脂成分と着色成分とを主に含んだ微粒子で
あり、感光体上の潜像に現像されるトナーのみを成分と
する１成分現像剤と、トナーとガラスビーズ、フェライ
ト、鉄粉粒子等とを混合した２成分現像剤とに大別され
る。

【０００５】従来、前記トナーは、結着樹脂及び着色剤
を溶融混練した後、粉砕装置により所定の大きさに粉砕
して製造する粉砕法によって製造されていた。しかし、
この方法により粉砕された粒子には、大量の微粉が含有
されていたため、粒度分布を揃える分級行程により余分
な微粉を除去しなければならないという問題があった。

【０００６】また、除去された微粉は、不要な粒子とし
て回収されるので、仕込量に対して製品として得られる
粒子の収率が悪いという問題があった。

【０００７】前記問題を解消するために、重合法により
トナーを製造する方法、例えば、懸濁重合法、乳化重合
凝集法及び分散重合染着法が提案されている。

【０００８】懸濁重合法とは、単量体の溶けない貧溶媒
中に、単量体と着色剤とを混合し、撹拌翼で単量体を分
散させた後に、重合を行って、着色粒子を製造するもの
である。

【０００９】この方法は、１回の重合操作で着色粒子を
製造できるものの、溶媒中に分散された単量体の粒子径
によって、着色粒子の粒子径が制御されるため、７μｍ
以下の小粒子径を製造するためには、撹拌による加熱を
制御しながら重合する必要があった。しかし、撹拌の強
さには限界があるため、粒子径を７μｍ以下にすること
は非常に困難であった。

【００１０】また、懸濁重合によって製造された粒子に
は、粉砕法ほどではないが、多量の微粉が含有されてい
るので、着色粒子を乾燥した後に分級工程を必要として
いた。

【００１１】乳化重合凝集法とは、単量体の溶けない貧
溶媒中に単量体と貧溶媒に溶ける重合開始剤を混合し、
単量体の分散粒子とは別のところで重合を開始させ、１
μｍ程度の粒子を大量に発生させる。その後、その粒子
と着色剤とを分散した溶媒を、操作することによって、
１μｍ程度の小粒子を凝集させ、５μｍ以上の小粒子凝
集体を製造するものである。

【００１２】しかし、この方法によって製造された粒子
の粒度分布は、粒子が凝集するときの撹拌に影響される
ため、粉砕法により製造された粒子の粒度分布と同程度
であった。

【００１３】分散重合染着法において、分散重合とは、
単量体の溶ける良溶媒に重合開始剤も同時に溶かし、重
合の進行につれて溶媒に溶けなくなった高分子成分を析
出させ、粒子を形成するものである。

【００１４】この方法によって製造された粒子は、粒度
分布が狭く、粒子径が均一であるが、重合の際に着色剤
を混合して、重合と同時に着色することが困難であるの
で、分散重合で得られた粒子と着色剤とを溶媒中に再度
分散して、重合粒子に着色剤を染着していた。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記分
散重合染着法により製造されたトナー（以下、染着トナ
ーという）を、記録材料としてカラーの印刷物に使用す
る場合、４色の染着トナーを用いてすべての色を表現す
るため、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックが必
要である。しかし、４色ですべての色を表現する場合に
は、それぞれの色の再現範囲が広くなければ、あらゆる
色を忠実に再現することができない。

【００１６】また、色の再現範囲を広くとるためには、
染料の色が限定される。

【００１７】重合粒子への染着は、染料を重合粒子の内
部に移行させることで可能となるが、染着するための調
整溶液が十分な濃度を呈している場合においも、染着完
了後の着色粒子には、染料が少ししか移行していないこ
とがほとんどである。従って、染着完了後の染着濃度が
薄いという問題があった。

【００１８】また、染料の種類によっては耐光性が劣る
ものがあったり、樹脂フィルムを重ねて色移りを調べる
昇華性の点でも劣るという問題があった。

【００１９】本発明は、上述した問題を解決するために
なされたものであり、粒度分布が狭く、耐光性、昇華性
に優れ、濃度の高い赤色系及び青色系の染着トナーを提
供することを目的としている。

【００２０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の請求項１に記載の赤色系の染着トナーは、
熱可塑性樹脂を主成分とする粉体粒子に着色剤が染着さ
れたものを対象として、特に、前記着色剤を下記一般式

【００２１】

【化１】

【００２２】（上記一般式中、Ｒ１は、水素原子、アル
キル基、フェニル基、メチルフェニル基であり、Ｒ２
は、水素原子、アルキルエステル基である。）で表され
る化合物を少なくとも一つ含有したことを特徴としてい
る。

【００２３】上記構成を有する本発明の請求項１に記載
の赤色系の染着トナーは、熱可塑性樹脂を主成分とする
粉体粒子に着色剤が染着されており、着色剤が上記一般
式で表される化合物であるので、粒度分布が狭く、耐光
性、昇華性に優れ、赤色系の濃度が高い。

【００２４】また、請求項２に記載の青色系の染着トナ
ーは、熱可塑性樹脂を主成分とする粉体粒子に着色剤が
染着されたものを対象として、特に、前記着色剤を下記
一般式

【００２５】

【化２】

【００２６】（上記一般式中、Ｒ１は、水素原子、アル
キル基、ヒドロキシエチルフェニル基であり、Ｒ２は、
水素原子、アルキルエステル基であり、Ｒ３は、水酸
基、ニトロ基、アミン基であり、Ｒ４は、水酸基、アミ
ン基である。）で表される化合物を少なくとも一つ含有
したことを特徴としている。

【００２７】上記構成を有する請求項２に記載の青色系
の染着トナーは、熱可塑性樹脂を主成分とする粉体粒子
に着色剤が染着されており、着色剤が上記一般式で表さ
れる化合物であるので、粒度分布が狭く、耐光性、昇華
性に優れ、青色系の濃度が高い。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。

【００２９】本発明に用いられる熱可塑性樹脂粒子は、
粉砕法、懸濁重合法、もしくは乳化重合凝集法で得られ
た粒子を適用することができる。粒度分布の狭い粒子を
得るためには、シード重合、分散重合等の方法を用いる
ことが望ましい。分散重合は、析出重合とも呼ばれ、モ
ノマーを溶解する有機溶媒に重合開始剤及び高分子分散
剤を同時に溶解し、一定温度に保持しながら重合を開始
する。また、必要に応じて界面活性剤や架橋剤を添加す
ることも可能である。

【００３０】以下、分散重合染着法に使用する材料につ
いて例を挙げながら説明する。

【００３１】（有機溶媒）本発明で使用する重合性モノ
マーを溶解する有機溶媒は、例えば、メタノール、エタ
ノール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブタノール、ｓ
−ブタノール、ｔ−ブタノール、ｎ−アミルアルコー
ル、ｓ−アミルアルコール、ｔ−アミルアルコール、イ
ソアミルアルコール、イソブチルアルコール、イソプロ
ピルアルコール、２−エチルブタノール、２−エチルヘ
キサノール、２−オクタノール、ｎ−オクタノール、ｎ
−デカノール、シクロヘキサノール、ｎ−ヘキサノー
ル、２−ヘプタノール、３−ヘプタノール、３−ペンタ
ノール、メチルシクロヘキサノール、２−メチル−２−
ブタノール、３−メチル−２−ブタノール、３−メチル
−１−ブチン−３−オール、４−メチル−２−ペンタノ
ール、３−メチル−１−ペンチン−３−オール等のアル
コール類を１種または２種類以上を混合したものであ
る。

【００３２】さらに、これらのアルコール類と併用して
使用する有機溶剤は、例えば、ヘキサン、トルエン、シ
クロヘキサン、ベンゼン、キシレン等の炭化水素溶剤、
エチルベンジルエーテル、ジブチルエーテル、ジプロピ
ルエーテル、ジベンジレエーテル、ジメチルエーテル、
テトラヒドロフラン、ビニルメチルエーテル、ビニルエ
チルエーテル等のエーテル類、アセトアルデヒド、アセ
トン、アセトフェノン、ジイソブチルケトン、ジイソプ
ロピルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、ギ酸エ
チル、酢酸エチル、酢酸メチル、ステアリン酸エチル、
サリチル酸メチル等のエステル類と水である。これらの
溶剤は、アルコールのＳＰ値を調整するために用いられ
る。

【００３３】また、有機溶媒とモノマーの重量比は、１
００対５〜８０が適当である。

【００３４】（モノマー）重合可能な官能基を有するモ
ノマーは、ビニル基を含有した化合物を使用することが
でき、例えば、スチレン、メチルスチレン、エチルスチ
レン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｎ−ブチルスチ
レン、ｐ−ｔ−ブチルスチレン等のスチレン系モノマ
ー、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−ブ
チルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、
シクロヘキシルアクリレート、メチルメタクリレート、
エチルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、２
−エチルヘキシルメタクリレート、ステアリルメタクリ
レート、ラウリルメタクリレート等のメチル脂肪酸モノ
カルボン酸エステル類、メチルビニルエーテル、エチル
ビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエーテル、ｎ−ブ
チルビニルエーテル等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、酢酸ビニル、塩化ビニ
ル、エチレン、プロピレン、クロロプレン等のビニル系
化合物を単独または２種類以上の混合物である。

【００３５】（重合開始剤）上記モノマーを重合させる
ための重合開始剤は、０．００１〜１０重量％の添加量
が適当で、例えば、ラウリルパーオキシド、ベンゾイル
パーオキシド、アゾビスイソブチロニトリル等である。

【００３６】（分散剤）重合が進行して粒子が形成され
始めると同時に、形成された重合粒子の凝集を防ぐ目的
で分散剤が重合初期の段階から有機溶媒中に混合されて
いる。その混合量は、有機溶媒とモノマーとの混合物１
００重量部に対して、０．１〜３０重量部が適当であ
る。この分散剤は、例えば、ポリスチレン、ポリ酢酸ビ
ニル、ポリメチルメタクリレート、ポリジメチルシロキ
サン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリラウリルメタクリレート、ポリオキシエチレ
ン、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリメタ
クリル酸、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリド
ン、ポリエチレンイミン、ポリビニルメチルエーテル、
ポリ−４−ビニルピリジン、ポリスチレンスルホン酸等
である。

【００３７】前記有機溶剤中にモノマー、分散剤を適宜
混合し、窒素パージを行った後に、重合開始剤を投入し
て、分散溶液を昇温して重合を開始する。３０〜４０℃
の温度に達すると溶液が白濁し始め、溶剤中に溶解でき
ない高分子成分が析出し始めるのが確認できる。

【００３８】粒度分布と転化率とを確認しながら、５〜
２４時間重合が完了するまで、一定温度に保ち続け、撹
拌を継続する。重合完了後、一定温度に保たれた重合粒
子分散溶液は、常温まで温度を下げて一連の重合操作を
完了する。重合粒子分散溶液は、遠心分離器にかけて、
粒子と溶液を分離し、粒子表面に付着した未反応のモノ
マーや分散剤を洗い流すために、再度溶剤中に分散され
る。洗浄操作を繰り返して行い、粒子表面の残留物が無
くなったと認められた段階で、熱可塑性微粒子を乾燥さ
せる。

【００３９】こうして合成された熱可塑性微粒子は、再
度染着用の溶媒に分散される。染着に使用される溶媒
は、熱可塑性微粒子を溶解しないことが条件となる。例
えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコー
ル、ｎ−ブタノール、ｓ−ブタノール、ｔ−ブタノー
ル、ｎ−アミルアルコール、ｓ−アミルアルコール、ｔ
−アミルアルコール、イソアミルアルコール、イソブチ
ルアルコール、イソプロピルアルコール、２−エチルブ
タノール、２−エチルヘキサノール、２−オクタノー
ル、ｎ−オクタノール、ｎ−デカノール、シクロヘキサ
ノール、ｎ−ヘキサノール、２−ヘプタノール、３−ヘ
プタノール、３−ペンタノール、メチルシクロヘキサノ
ール、２−メチル−２−ブタノール、３−メチル−２−
ブタノール、３−メチル−１−ブチン−３−オール、４
−メチル−２−ペンタノール、３−メチル−１−ペンチ
ン−３−オール等のアルコール類を１種または２種類以
上を混合して使用することができる。

【００４０】上記有機溶媒１００重量部あたり、熱可塑
性微粒子は、１〜５０重量部、着色剤は、１〜３０重量
部混合されることが望ましい。

【００４１】本発明で用いられる着色剤としての染料
は、ディスパーズレッド４、１５、５３、５５、５９、
６０、９１、９２、ディスパーズブルー７２、ディスパ
ーズバイオレット２３、３０、３７、ソルベントバイオ
レット１３等であり、これら化合物の構造式を以下に示
す。

【００４２】

【表１】

【００４３】熱可塑性微粒子と着色剤を分散した溶液
は、３０〜４０℃に昇温されて一定に保たれ、３０分〜
５時間かけて撹拌しながら、染着される。染着終了後
は、温度を常温まで下げ、遠心分離器によって着色粒子
と溶媒とを分離する。さらに、着色粒子の表面に付着し
た残留着色剤を洗い流すために、溶剤によって洗浄、分
離を繰り返す。溶剤から分離された着色粒子の塊は、吸
収している溶剤を取り除くため、３０〜４０℃に保持さ
れた撹拌乾燥機で乾燥され、染着された熱可塑性微粒子
とする。

【００４４】染着された熱可塑性微粒子には、耐久性、
定着性を満足させるために、微粒子や離型剤をハイブリ
ダイザー、メカノフュージョン等の機械を利用して打ち
込むことも可能である。

【００４５】以下に、染着トナーの実施例について説明
する。

【００４６】（重合粒子製造例１）攪拌翼、冷却器、温
度計、ガス導入管を取り付けた４つ口フラスコにメタノ
ール４５０重量部、イソプロピルアルコール１５０重量
部を混合し、さらに、ポリビニルピロリドン（Ｋ−３
０）２０重量部を溶解する。これにスチレン１５０重量
部、ｎ−ブチルアクリレート４０重量部及び２，２−ア
ゾビスイソブチロニトリル８重量部を添加、攪拌し透明
溶液とした。攪拌しながらフラスコ内を窒素ガスで置換
し、６０℃まで温度を上昇させ、１００ｒｐｍの攪拌翼
回転数で重合を開始した。加熱後１０分すると白濁し始
め、この状態で１０時間重合した。重合を開始してから
７時間後に水とメタノールの１対１混合溶媒２００重量
部を１時間かけて滴下しながら常温に戻し、重合を完了
した。

【００４７】このスラリーを３μｍのフィルターを用い
て１回目の遠心分離を行い、さらに、メタノールと水と
の混合溶媒に再分散させた後、３μｍのフィルターを用
いて２回目の遠心分離を行い、１昼夜乾燥させた熱可塑
性微粒子は、体積平均粒子径Ｄｖ＝７．２μｍ、体積平
均粒子径Ｄｖ／個数平均粒子径Ｄｐの比（分散度）は、
１．０７だった。

【００４８】（重合粒子製造例２）重合粒子製造例１の
モノマーの組成をスチレン１５０重量部、エチルアクリ
レート４０重量部に変更した以外は、同様の処方、同様
の操作を行ってできた粒子は、Ｄｖ＝７．１１μｍ、Ｄ
ｖ／Ｄｐ＝１．１２の熱可塑性微粒子であった。

【００４９】（実施例１）

【００５０】３００ｍｌのビーカーにメタノール１００
重量部を注ぎ、

【表１】のＣ．Ｉ．ＤＩＳＰＥＲＳＥ ＲＥＤ４を３重
量部加えて攪拌しながら４０℃の水浴中で溶解し、重合
粒子製造例１で得られた熱可塑性乾燥微粒子３０重量部
を分散する。加熱環流下で１時間撹拌し染着を行った。
３μｍのフィルターで１回目の遠心分離を行い、さら
に、メタノールと水との１対１の溶媒１００重量部に再
分散して、２回目の遠心分離を行った。この粒子を１昼
夜乾燥して、赤色の着色粒子を得ることができた。

【００５１】この粒子１００重量部に対して、疎水性シ
リカ（ＲＡ２００Ｈ）３重量部を混合し、ミキサーで撹
拌して正帯電性の染着トナーとした。帯電量は、鉄粉１
００重量部に対して、染着トナー４重量部混合し、ブロ
ーオフ帯電量測定器により測定したところ、＋３２μＣ
／ｇであった。

【００５２】この染着トナーを開口部を有し、開口部ご
とに配列された電極に印加される電圧を制御して、トナ
ーの飛翔を制御する現像プロセスに充填して印字したと
ころ、熱定着においてもオフセットのない、反射濃度
１．５１の十分な濃度の得られる赤色の画像を得ること
ができた。

【００５３】反射濃度は、マクベス濃度計ＲＤ−９１７
を用いて測定しており、濃度が濃く、むらのない赤色画
像を得ようとすれば、反射濃度１．４以上であることが
望ましい。

【００５４】（実施例２）

【００５５】３００ｍｌのビーカーにメタノール１００
重量部を注ぎ、

【表１】のＣ．Ｉ．ＤＩＳＰＥＲＳＥ ＢＬＵＥ２７を
３重量部加えて攪拌しながら４０℃の水浴中で溶解し、
重合粒子製造例１で得られた熱可塑性乾燥微粒子３０重
量部を分散する。加熱環流下で１時間撹拌し染着を行っ
た。３μｍのフィルターで１回目の遠心分離を行い、さ
らに、メタノールと水との１対１の溶媒１００重量部に
再分散して、２回目の遠心分離を行った。この粒子を１
昼夜乾燥して、青色の着色粒子を得ることができた。

【００５６】この粒子１００重量部に対して、疎水性シ
リカ（ＲＡ２００Ｈ）３重量部を混合し、ミキサーで撹
拌して正帯電性の染着トナーとした。帯電量は、鉄粉１
００重量部に対して、染着トナー４重量部混合し、ブロ
ーオフ帯電量測定器により測定したところ、＋３２μＣ
／ｇであった。

【００５７】この染着トナーを開口部を有し、開口部ご
とに配列された電極に印加される電圧を制御して、トナ
ーの飛翔を制御する現像プロセスに充填して印字したと
ころ、熱定着においてもオフセットのない、反射濃度
１．５１の十分な濃度の得られる青色の画像を得ること
ができた。

【００５８】反射濃度は、マクベス濃度計ＲＤ−９１７
を用いて測定しており、濃度が濃く、むらのない青色画
像を得ようとすれば、反射濃度１．４以上であることが
望ましい。

【００５９】（実施例２）及び（実施例４〜７）と（比
較例１〜３）については、（実施例１）及び（実施例
２）と同様の溶媒、仕込量で染着しており、その方法と
結果については以下に示す。

【００６０】

【表２】

【００６１】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の請求項１に記載の赤色系の染着トナーは、熱可塑
性樹脂を主成分とする粉体粒子に着色剤が染着されてお
り、着色剤が下記一般式

【００６２】

【化１】

【００６３】（上記一般式中、Ｒ１は、水素原子、アル
キル基、フェニル基、メチルフェニル基であり、Ｒ２
は、水素原子、アルキルエステル基である。）で表され
る化合物であるので、粒度分布が狭く、耐光性、昇華性
に優れ、赤色系の濃度が高い。

【００６４】また、請求項２に記載の青色系の染着トナ
ーは、熱可塑性樹脂を主成分とする粉体粒子に着色剤が
染着されており、着色剤が下記一般式

【００６５】

【化２】

【００６６】（上記一般式中、Ｒ１は、水素原子、アル
キル基、ヒドロキシエチルフェニル基であり、Ｒ２は、
水素原子、アルキルエステル基であり、Ｒ３は、水酸
基、ニトロ基、アミン基であり、Ｒ４は、水酸基、アミ
ン基である。）で表される化合物であるので、粒度分布
が狭く、耐光性、昇華性に優れ、青色系の濃度が高い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｇ 9/087 Ｇ０３Ｇ 9/08 ３８４

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂を主成分とする粉体粒子に
   着色剤が染着された染着トナーにおいて、 前記着色剤を下記一般式 【化１】 （上記一般式中、Ｒ１は、水素原子、アルキル基、フェ
   ニル基、メチルフェニル基であり、Ｒ２は、水素原子、
   アルキルエステル基である。）で表される化合物を少な
   くとも一つ含有したことを特徴とする赤色系の染着トナ
   ー。
2. 【請求項２】 熱可塑性樹脂を主成分とする粉体粒子に
   着色剤が染着された染着トナーにおいて、 前記着色剤を下記一般式 【化２】 （上記一般式中、Ｒ１は、水素原子、アルキル基、ヒド
   ロキシエチルフェニル基であり、Ｒ２は、水素原子、ア
   ルキルエステル基であり、Ｒ３は、水酸基、ニトロ基、
   アミン基であり、Ｒ４は、水酸基、アミン基である。）
   で表される化合物を少なくとも一つ含有したことを特徴
   とする青色系の染着トナー。