JPS60117254A - 静電荷像現像用トナ− - Google Patents

静電荷像現像用トナ−

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JPS60117254A
JPS60117254A JP58224353A JP22435383A JPS60117254A JP S60117254 A JPS60117254 A JP S60117254A JP 58224353 A JP58224353 A JP 58224353A JP 22435383 A JP22435383 A JP 22435383A JP S60117254 A JPS60117254 A JP S60117254A
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toner
particles
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cationic polymer
monomer
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笹川 真澄
Yoshihiko Hyozu
兵主 善彦
Seiichi Takagi
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、静電荷像現像用トナーに関し、IJIにli
¥′細には、好ましくは#f、濁m合法により製1:’
jされた、球形度、粒度分布等の粒子1t、l、性に優
れ11つ現像特性と定着特性の調和した+lII’II
+’、 4+i像現像川1・す−に関する。
従来、静電荷像の現像に用いられるトナーは、一般に熱
可塑性樹脂中に、着色剤、その他添加剤を溶融混合し、
均一・に分11シシた後、固化物を微粉砕、分級して、
所91の粒径の着色微粒子として製造してきた。この製
造法はかなリイaれた1ナーを製造し得るが、ある種の
制限がある。
すなわち粉砕方法を用いてfltられるトナーは、その
材料がある程度粉砕されやすくするため脆性をもってい
なくてはならない。しかし、あまりにも脆性の高いもの
は、微粉化され過ぎて後に適切な粒亀分4jのトナーを
得るため、割に合わない微粉カットをしなくてはならず
、そのためコストアンプになってしまう。さらに複写機
の現像器の中で、l111としてさらに微粉化されてし
まう場合がある。また、熱定着刊を改瀉するために低融
点の材料を用いたり、圧定着性の材料を用いた場合、粉
砕装置、あるいは分級装h″1の中で融着現象を生じ、
連続生産できない場合が生ずる。
トナーの他の必・冴条件として、現像に適した摩擦帯電
特性を有すること、優れた像を形成すること、放置して
性能の変化がなく、凝固(プロンキングなど)しないこ
と、相当な熱あるいはハミ定着特性を有すること、感光
体表面なとをlり染しないことなどがあげられる。41
.に1゛γ−においては、トナーが定着ローラーに付ノ
1″し5次にきたコピー紙1−に再転写されるオフセッ
ト現曽か沖、に間1lIf1となっており、それを防1
1−するため定、f10−ラーにシリコーンオイルのよ
うな2111!Ill /I11を塗711することが
行なわれてきた。しかし111年、1リ−一中にポリプ
ロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィンを含有さ
せ、定着ローラーに!、I111!Il/1+1を塗4
tゼずにj−フセットを防11−する方法か・般的とな
ってきた。
しかしこの方法は、定着ローラー自体がオフセ。
ト防1■二に充分な効里を発揮しないため、補助的な定
着ローラークリーニング装置が必・&・であったり、メ
ンテナンスなしに人1.1コピーすることができないと
いう問題があった。そこで、ポリオレフィンをさらに大
ji)に加えるか、あるいはより低融点のポリオレフィ
ンを用いることが試みられたが、粉砕機もしくは分級器
で融着を牛じたり、あるいはトナー表面に低融点のポリ
オレフィンが露出するためブロッキングしたり、諺、動
性が悪くなり現像性を勇しく低下させるぢ゛の不都合を
11ニジた。
そこで、このような粉砕法の欠点を克11μするために
、懸濁重合により、そのままトナーとして用いられる寸
法の着色爪合体微第1γ子を得る方法、すなわちIIざ
、濁重合法によるトナーの製造方法が提案された。この
方法によれば、粉砕−1程が全く含まれないため、トナ
ーにllb +1は必要でなく、得られるトナー形状も
球形であるため流動性に優れ、そのためPr擦クイ1シ
゛屯均一である等の、各種の利点が得られる。
しかしながら、合一のない安定に懸濁した系で正合を行
うこと、また、正合によって均一な粒径分iIを有する
微細な重合体粒子なイ1#ることは技術的に必ずしも容
易なことではない。そこで、重合性単Iii体中に、カ
チオン性重合性単41体または難水溶性有機アミン化合
物を添加し、重合性単量体粒子の界面をカチオンに帯電
させ、アニオン生分散剤の存在下に懸濁重合を行なう力
υ、が提案されている。すなわち、これにより重合+’
l中111体粒子の表面にアニオン性分11シ剤がイオ
ン的に結合して、合一を防ごうとするものである。
しかしながら、やはりこのノ1u、においても充分に満
足できる程に狭い粒径分A+のトナーはス11られてい
ない。その理由は、理論にとられれるわけではないが、
上記の方法において、中1.1体系中にカチオン性重合
性単(I4体又は髄水溶(’1石機アミン化合物などを
添加した場合、これらの物IC1jが懸濁粒子表面に集
まり、単Il1体系中から分11シ奴系中へわずかに分
配し、粒子と分11& 奴の界面が不確実になり、その
ためM&ii粒子が若十小安″Ji″になるため、充分
に狭い粒度分1+jlz< 1’、’lられなくなるも
のと考えられる。
またさらに、この方法によるトナーはオフセント性、定
着性とブロンキング+’l及び現像刊という相反する性
質を満イさせることがむずかしい。この方法によるトナ
ーは、粒C−表面にカチオン性〕、(か集まっているが
、仝休がほとんど均量11な集合体であるため、熱定着
性改善のため、分子量を小さくし、Tg(ガラス転移点
)を低くすると、ブロッキング性が悪くなり、またそれ
は現像にも反映し、画質を悪くすることにもなる。その
逆にブロッキング性を改善するため、高分子ljl化あ
るいは架4^などを行うと、今度は熱定着性が悪くなる
という悪循環におちいる。
本発明の目的は、−に記した問題点を解決し、流動性、
+flN庁耗4ノ1等の粒子特性が優れ、旦つ優れた現
像特性ならびに耐オフセット性をも含む定着性+Iを有
する静電荷像現像用トナーを提供することにある。
本発明の静電荷像現像用トナーは、−上述の目的を達成
するために開発されたものであり、より詳しくは、ワー
デルの実用球形1a′が0.95〜1゜00の実質上球
形で、個斂平均径が5〜25用のトナーであって、数平
均分子品が5000以ヒのカチオン性重合体を含有する
ことを特徴とするものである。
すなわち上述の従来法による静電荷像現像川トナーの欠
点を除くためには、球形で粒径のそろった磁性トナーを
用いることが望ましい6木発明名らによれは、このよう
な」未j杉トナーは、ワーデルの実用球形度が0 、9
5−1 、00で、個数+li、均径が5〜25JLで
あることにより満たされる。しかして、本発明において
は、このj:うな球形I・ナーを、好ましくは懸、前重
合法をはじめとする湿式分散法により得るものであり、
例えば懸濁手合に際しては重合性+1’11ii体中に
化4iQ的高分子品のカチオン性重合体を含有させるこ
とにより11する。このようなカチオン性重合体を含む
ことにより優れた特性のトナーが得られるJqr +I
+は、必ずしも1!11らかではないが、次のように4
flt ’+i:’される。すなわちこのようなカチオ
ン性重合体は、懸薊重合をはじめとする湿式分散に際し
て、懸濁11表面に集まる傾向にあり、これを−・種の
殻とした疑似的なカプセル粒子が形成される。4.Vに
本発明の場合、カチオン性重合体として比較的品分(1
11のものを用いるため、重合条件の調整あるいはその
他旧料の選択等により、内部に比較的紙分(、1,1の
’ir: 、77 !1.ν性の1盆れた4、(料を内
包させれば、低、l/)定着温度で定着呵能であるとと
もに、耐オフセント性、耐ブロッキング+1ならびにi
+ I磁性も良好なトナーを得ることができる。更に高
分子量のカチオン性重合体は、懸f’A粒子表面に集ま
っても、単1i1′体系中から分散媒系中に分配される
ことがなく、そのため懸濁粒子の表面が安定になり球形
で粒径のそろったトナーを得ることができる。
以下、本発明を更に詳細に説明する。以下の記載におい
て、Iil比を表わす「%」および「部」は、特に断わ
らない限り重h1基準とする。
本発明の静電荷像現像用トナーは、一般に湿式分散Jノ
、により71)られるが、特にll’fましくは懸VJ
A重合法により得られる。より詳しくは、単量体中にカ
チオン性重合体、着色剤、その他の添加剤ならびに適当
な重合開始剤を混合ないし分11&させ、得られた東金
性混合物を水性分散媒中に分散させ、1伏、1蜀重合に
牛jすことにより1t−1られる。
Qi品体としては、以下のようなものが1■いられる。
すなわち、スチレン、0−メチルスチレン、m−メチル
スチレン、p−メチルスチレン、p−メトキシスチレン
、P−フェニルスチレン、p−クロルスチレン、3.4
−ジクロルスチレン、I)−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
erL−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、
p −11−オクチルスチレン、p−n−ノニルスヂレ
ン、P−11−テシルスチレン、P−n−ドテシルスチ
レン。
等のスチレンおよびその誘導体:エチレン、プロピレン
、ブチレン、イソブチレンなどのエチレン不飽和モノオ
レフィン類; lit化ビエビニルll化ヒニリデン、
臭化ビニル、フン化ビニルなどのハロゲン化ビニル類;
酢酸ビニル、プロピオン醇ビニル、ベンジェ酸ビニルな
どのヒニルエステル類;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、メタクリル酩11
−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸II
−オクチル、メタクリル酸ドテシル、メタクリル酪−2
−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリ
ル酸フェニル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メ
タクリル酸ジエチルアミノエチルなどのα−メチレン1
111肋族モノカルボン酸エステル類;アクリル酪メチ
ル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリ
ル醇イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリルm n
−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酪2−エチ
ルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−ク
ロルエチル、アクリル酸フェニルなどのアクリル酸エス
テル類;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル
、ビニルインブチルエーテルなどのビニルエーテル類1
ビニルメチルケトン、ヒニルヘキシルケI・ン、メチル
インプロペニルケトンなどのヒニルケトン類;N−ヒニ
ルピロール、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルイン
ドール、N−ビニルピロリドンなとのN−ビニル化合物
;ビニルナフタリン類;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iし酸誘導体などがある。
本発明に用いるカチオン性重合体としては、ジメチルア
ミノエチルメタクリレ−1・、ジメチルアミノエチール
アクリレ−1−、ジェヂルアミノエチルメタクリレート
、ジェチルアミノエヂルアクリレート、N−n−ブトキ
シアクリルアミド、ダイア七トンアクリルアミド、アク
リルアミド、N−ビニルカルバゾール、ビニルピリジン
、2−ビニルイミダゾール、2−ヒドロキシ−3−メタ
クリルオキシプロピルトリメチルアンモニ雷ンl、クロ
リド等、若しくはこれらの窒素を4級化したt)の等の
分子内に窒素原子を含むモノマーのrat独屯独仏合体
げられるほか、これらモノマーと1記したQj品体との
共重合体が用いられる。本発明に従い、これらカチオン
性重合体としては、数=1’1分子早が5000以に、
より好ましくは5000〜50000のものが用いられ
る。 これらカチオン性重合体は、 Jz記Lりrlj
 !+l休1体0 o j+ll:Thl シテ、1〜
30部の割合で用いることがorましい。
また重合性混合物には、1−記したカチオン性重合体に
加えて、」−記した単14体のrlt独または共重合体
を、更に加えることもできる。
更に重合性混合物中には、本発明のi・ナーの2′着f
1およぼ耐オフセット性を向にするために、ノ々ラフイ
ン、ポリオレフィンなどの炭化水素化合物ないしはワッ
クス類を加えることもできる。適当な炭化水素化合物の
例としては、パラフィンワックス(1」木石油製)、パ
ラフィンワフクス(日本製IIIfl製)、マイクロワ
ックス(1」木石油v)、マイクロクリスタリンワック
ス(1コ木製!L’lit製)、PIE−130(ヘキ
スhv) 、 E、フI バイア ックス11、OF(
三片石油化学製)、三片ハイワックス220P(正月°
石抽化学製)、三片ハイワックス660P(E井石油化
学製)等が挙げられる。これら炭化水素化合物を加える
場合は、1−記した単量体100部に対して、0.5〜
15部の割合で加えることが好ましい。
重合性混合物中には1次のような架橋剤を存在さゼて重
合し、架橋重合体としてもよい。
ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、シヒニルエー
テル、ジビニルスルホン、ジエチレングリコールジメタ
クリレート、I・ジエチレングリコールジメタクリレー
ト、エチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレ
ンクリコールジメタクリレ−1・、ジエチレングリコー
ルジアクリレ−1・、I・リエチレングリコールジアク
リレ−1・、l。
3−ブチレングリコールジメタクリレート、l。
6ヘキサングリコールジメタクリレーI・、ネオペンチ
ルグリコールジメタクリレーI・、ジプロピレングリコ
ールシメタクリレ−1・、ポリプロピレングリコールジ
メタクリレ−1・、2,2°ビス(4−メタクリロキシ
ジエI・キシフェニル)プロパン、2.2’ビス(4−
アクリロギシジェI・キシフェニル)プロパン、I・リ
メチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロー
ルプロパン!・リアクリレート、テトラメチロールメタ
ンテトラアクリレート、ジブロムネオペンデルクリコー
ルジメタクリレート、フタル醇ジアリルなと、 ・1l
l)の架橋剤を適宜用いることができる。
これら架橋剤は、使用量が多いと:I!’ 77性が劣
ることとなる。また使用1i1が少ないとトナーとして
必要な耐ブロッキング性、1ml久性などの性γ′■が
悪くなり、熱ロール定着において、トナーの一部が紙に
完全に固着しないでローラー表面に付着し、次の紙に転
移するというオフセット現象を防ぐことができにくくな
る。故に、これら架橋剤の使用j11は、重合性混合物
に対して0.001−15重1■1%(より好ましくは
0.1〜10重ii1%)で使用するのが良い。
更に、重合性混合物中には、カーボンブラック、染、顔
料等の着色剤あるいは磁に1トナーを与えるための磁性
体粉末を、適宜混合することができる。
重合開始剤としてはいずれか適当な重合開始剤、例えば
アゾビスイソブチロニI・リル(AIBN)、ベンツイ
ルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド
、イソプし1ピルパーオキシカーポネー;・、キュメン
ハイドロバーオキサイIS、2,4−ジクロロベンゾイ
ルパーオギザイド、ラウロイルパーオキ勺イド等を使用
してモノマーの重合を行なわせることができる。一般的
にはモノマーの総ff(Iff:(7)約0.1−10
%(ヨ’J IIFt L < t* 0.5−5%)
の開始剤で十分である。
本発明のトナーは、一般に、1−4各成分を混合して得
られた重合性混合物を、たどえば約o、l〜lO%の適
当な分散剤を含む水(’1分11に媒中に投入し、撹拌
して、一般に251L以1・の粒径となるように懸濁さ
せ、50°C以1−1lI(ましくは7o〜90°Cの
温度で重合することによリイ11・られる。
本発明においては、特にアニオン性分散剤を用いること
が、重合系を安定化させ、おf度分布の揃ったトナーを
与えるので々〔ましい。これは、アニオン性分散剤が、
カチオン性用合体とイオン的に結合し、懸濁粒子表面を
Yaうことにより、合一・のない安定な系が形成される
ためである。かかるアニオン性分散剤としては、酢酸ビ
ニルの?it独または共重合体の部分ケン化物等の水溶
(’1品分子;例えはアエロシール#200あるいは1
t300(II本アエロシール製)、ニブシールE−2
2OA (日本シリカ製)、ファインシール’l’−3
2(徳111四達製)などのコロイダルシリカのような
微粉末状無機化合物等を挙げることができる。
また」−記したような無機微粉末分散剤の微細な分散の
ために0.001〜0 、1 屯+i)%の範囲内の界
面活性剤を使用することもよい。これは上記分散剤の所
期の作用を促進するためのものであり、その具体例とし
ては、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、テトラ
デシル&iaすトリウム、ペンタデシル硫耐すトリウム
、オクチル硫、酸ナトリウム、アリル−アルキル−ポリ
エーテルスルホン酸ナトリウム、オし・イン酸すI・リ
ウム、ラウリン酪ナトリウム、カプリン酸すトリウム、
カプリル酸すトリウム、カプロン酸すI・リウム、ステ
アリン酪カリウム、オレイン酊カルシウム、3.3−ジ
スルホンジフェニル尿!−4,4−ジアゾ−ビス−アミ
ノ−8−ナノトール−6−スルポン酸すトリウム、オル
ト−カルボキシベンゼン−アゾ−ジメチルアニリン、2
,2.5.5−テトラメチル−トリフェニルメタン−4
,4−ジアゾ−ヒス−β−ナフト−ル−ジスルホン酸ナ
トリウム、その他を挙げることができる。
上記したような懸%IJ重合により得られた微粒状重合
体を洗浄、p過、デカンテーション、遠心分離等により
処理し、回収して乾僅することにより、トナーが得られ
る。
本発明の静電荷像現像用トナーは、このようにして、ワ
ーデルの実用法11ぞI8’が(1、95〜i、。
Oの実質」二球形で、個数平均径が5〜25ILのトナ
ーとして得られる。ここでワーデルの実用球歴度は、対
象とする粒子の投影ir1目古にi〜・しいil’+i
 J/i□を有する円の直径と、当該粒子の投影像に外
接する最小円の直径との比で表わされるi+(iであり
、より其体的には、下記の方法により側方゛シた。tな
わち、スライドグラスIに1ナーを層′″17. !、
(とり、個々のトナー粒子が相17″に接触したり、申
なったりしないように分1ikさせる。これらトナー粒
子を、ルーセックス450(L1本レギュレーター製)
により、CRT画面1〕に顕微鈴の15“7=t450
0イj〜で写しだす。ここでルーゼンクス450は、個
々の粒子が分離して存在すれば、(I’ Is:のもの
をl’l Il+に選び、その投影面積を測定すること
かできるので、これから等しい面積を有する円の直径が
1;1算できる。一方、このCR7画面を、そのまま:
’t l’l:撮影し[粒子の投影像に外接する最小円
の直径を作図によりめる。ここでは、に配化をランダム
に選んだI・ナー粒子lOO個について、il算: l
、、その平均イ1’lをめて、[ワーデルの実用球形度
」としたまた個数平均径は、コールタ−カウンター′r
yp e II、アパーチャー径100 gにより、ポ
リスチレン標準サンプルで検定して、′A11定した。
本発明によるi% F!4重合法によるI・ナーは、粉
砕1−程を全く含まずに得られるため、脆性は必要でな
く、形状も一般に球彫で、粒径性Iuも狭いものが11
1・られる。特に、ワーデルの実用球形10′が0゜9
5〜1.00で、個数平均経が5〜25gのトナーのト
ナーは、流動性に優れ、特にほとんど真珠に近く、微粉
および粗粉が少ないため、摩擦帯電が均一で、カブリ、
トビチリ等のない画像が得られる。実際に球形度が0.
95未満では、得られる画像にカブリが目立ち、粒径も
5川未満の場合は、微粉が多く、カブリが1」立ち、2
5川を超える場合は、粗粉が多いためトビチリが1」立
ち。
高品位画像とは云い難いものとなる。
本発明のトナーには、必要に応して、荷電制御剤、流動
性改質剤を、更に混合(外添)して用いても良い。
得られたトナーは、公知の静゛:1c荷像現像V、の仝
てに適用できる。例えば、カスケードυ1、磁気ブラシ
法、マイクロトーニング法などの二成分現像法;導電性
−成分現像法、絶縁性−・成分現像法、ジャンピング現
像法などのω刊トナーを使用する一成分現像法;粉末雲
法およびファーブラシ法。
トナー相持体上に静電気的力によって保J11されるこ
とによって現像部へ搬送され、現像されるJ1磁性−成
分現像法などに用いられる。
以下、実施例、比較例により史に几体的に未発明を説明
する。
支崖遺l ラフインワックス、開始剤などをスチレンモノマーに溶
解し、更に高酸断力混合装置であるTKホモミキサー(
特殊機化工業fM)を備えた容器の中で約60°Cに加
熱しながら、約5分間混合しマモノマー系を11)だ。
 別に水1000ccにアエロシール#200を4g分
散し、約60°Cに加温し、TKホモミキサーの撹拌下
に−1−記モノマー系を役人し、400 Orpmで約
1時間撹拌した。そののち、この程合系をパドル撹拌翼
で撹拌し重合を完結さゼた。こののち分散剤を除去後水
洗し、濾過、乾煙し、トナーを得た。
(1)られたトナーは、個数平均径が9.8gmであっ
た(コールタ−カウンター、アノく−チャー100μ)
。また、実用球形爪は、0.99であった。
このトナーを、鉄粉キャリアE I? V ”/4m+
 (11本鉄粉)とトナーをI・ナー濃度10wt%に
なるように混合し、現像剤とし、複りjll N P 
5500により反転現像して、画像を111だ。
得られた画像は、カブリ、トビチリのない解像の優れた
ものであり、20000枚161久テストの後も初期の
画像と同等の優れたものが111られた。
また、現像器内の流動性も良?、定着性テストの結果は
、160℃で定着が■「能となり、230°Cにおいて
もオフセットは発生しなかった。また、50 ’0の温
度下でも、ブロッキングは起こらなかった。ここで、定
着性テストは、シリコーンオイルなどの離型剤を塗布し
ないPC−10の′li1着器を用いて行なった。流動
性は実際の現像器内での目視によって判断した。
同様に懸濁正合し、トナーを得た。このI・ナーの個数
平均径は9.5gmであった。また実用球形面は、0.
98であった。
このトナーを実施例1と同様に両出し、定着性、lAl
1動性、ブロッキング性をテストしたところ、初期画像
は、実施例1のトナーとほぼ同等であったか耐久テスト
において、10000枚でカブリかひとくなった。また
流動性もやや悪く、50℃の11.h度ドでプロンキン
グが発生した。
」二足各成分を用いる以外は、実施例1と同様にして、
トナーを得た。得られた1・す−の個9−゛l′均径は
8.5pLmであった。
ル10江ヱ スチレン−ジエチルアミンエチルメタクリレート共重合
体の代わりに、ジエチル゛7ミノエチルメタクリレート
モノマー1gとスチレン9gを加えた以外は、実施例2
と同様にして11・ナーを1′1成した。
」二記実施例2及び比較例2で11またトナーを、実施
例1と同様の方法で評価した。結果を次表にノ1りす。
*1:f価基準: ○:非tθによい、 OΔ:よい、 △:普通Δ×=悪
い、 ×:非常に悪い

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■、クワ−ルの実用抹彫IWが0.95〜1.00の実
    質玉球形で、個ぞシ・11均径が5〜2.5 ILのト
    ナーであッテ、I& ’I’ 均分子11L カ500
    0 AJ l:(7) 、IJチオン性重重合体含有す
    ることを!1lIi″2に、とする静電41f像現像用
    トナー。 2、懸濁重合法により製i+Jされたことを4.′l′
    徴どする特許請求の範囲第t Jnに記載の静電41f
    像現像用トナー。 3、アニオン性分散剤を用いる懸t’4’i II′c
    合法により製造されたことを特徴とするり、S +iM
    −請求の篩、間第1ダ1に記載の静電荷像現像111ト
    ナー。
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