JPS6333697B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、静電写真用トナーの製造方法に関
し、詳しくは、圧力によつて定着可能な圧力定着
トナーの製造方法に関する。 一般に、電子写真法又は静電記録法等において
は、ZnOを樹脂に分散した感光層から成る感光
体、フタロシアニン系顔料を樹脂に分散した感光
層から成る感光体、Se、Se−Te、Se−As等を蒸
着した非晶質Se系感光体、CdSを樹脂に分散した
感光層から成る感光体、ポリＮビニルカルバゾー
ル／トリニトロフルオレノンなどの有機光半導体
による感光体等の光導電性感光体又は静電記録
紙、樹脂加工紙などの誘導体等の像の支持体上に
直接又は転写して、静電荷像である静電潜像を形
成しておき、これを結着剤樹脂と着色剤とからな
る微細粒子であるトナーそして、還元鉄粉又はガ
ラスビーズ等の微細粒子であるキヤリアの相互が
混合された現像剤により現像し、トナーで可視像
化して記録画像を得ている。 現像装置内機構は通常、現像剤溜めと回転撹拌
しながら、感光体上の静電潜像へトナーを供給す
る磁気ブラシ等の現像部から成るものが普通用い
られている。 ここで現像剤を構成するキヤリアとトナーは現
像装置内の現像剤溜めから現像部の感光体近傍ま
での搬送の過程で、撹拌されながら相互に摩擦す
る。この際、摩擦される表面材料相互の摩擦帯電
系列と仕事関数に見合つた電荷がトナー粒子表面
に誘起される。このトナー表面の電荷は感光体表
面の静電潜像の電荷とは反対極性としてあるの
で、現像の過程で前記トナー粒子は像支持体上の
静電潜像に静電的に付着して、可視像化され顕著
となる。得られたトナー像は、支持体に直接定着
されるか、又は紙等の転写材に転写されてから定
着される。 従来の静電写真用トナーとしては、加熱定着性
のものが主に使用されている。この種のトナーは
熱可塑性樹脂を主体とするもので、熱可塑性樹脂
と着色剤とを溶融練肉した後、粉砕、分級して作
られる。 普通、加熱定着性トナーを用いる定着法におい
ては、トナー像が転写された紙を定着装置内を通
過させ、直接的に、又は間接的に加熱してトナー
樹脂を可塑化させ、溶融固着させるか、加熱され
たローラー間を通過させながら可塑化させて、紙
表面に固着、定着させていた。しかしながら、前
記定着法においては、次のような欠点があつた。
即ち、 (1) 定着装置の温度をトナーの軟化点以上に昇温
させるためには長時間を要する。 (2) 定着装置の温度をトナーの軟化点以上に保持
するためには大電力を必要とする。 (3) 高速化のため、瞬間的にトナーを可塑化させ
るように、定着装置の温度を過大にすると、コ
ピー紙が焦げたり、例えばローラ間に紙が詰つ
た時など最悪の場合には火災の危険がある。 これらの欠点を除くために、軟化点の低いトナ
ーあるいは圧力定着性樹脂を用いたトナーを使用
した定着法が提案されている。例えば、特開昭48
−75032号公報には、70℃〜250℃で接着性のある
樹脂を用いる低熱エネルギー定着性トナー、特開
昭48−45033号、同48−78931号公報等には、それ
ぞれ軟質性重合体からなるトナーについての記載
がある。しかし、これらトナーを従来の練肉粉砕
法で作るには、加熱２本ロール型練肉機等で樹脂
と着色剤などの処方構成要素を溶融練肉させ、均
一混合した後、冷却し、団塊状樹脂混合物を粉砕
し、粉体化し、ジエツトミル等で微細化してゆく
が、この際に、 (1) 粉砕する場合、脆化点以下の温度まで冷却し
て行なう必要があること、 (2) 粒度分布が約0.5μ〜50μ位に広くなるので、
粒径分布を分級により約1μ〜10μ位に揃える必
要があること、 などのことから製造が容易ではない。また、これ
らトナー自体としては、 (3) トナーの製造、又はは貯蔵中にトナー粒子が
相互に粘着して凝集し、ケーキ化を生じやすい
こと、 (4) 現像剤として使用している際、経時的に極微
細トナー粒子がキヤリアに対して付着、融着す
るというスペントが起りやすいこと、 (5) 感光体表面へ極微細トナー粒子が塗膜状に付
着し、汚れを生じること、 などの欠点があつた。 更に、特開昭51−80235号、同51−81134号公報
には、磁性液体を芯材とするマイクロカプセルト
ナーについての記載があるが、製造コストが高
く、さらに製造法として、２重壁膜であるため、
製造法が容易ではない。また、特開昭51−119231
号公報には芯材として単量体をカプセル化せし
め、重合させる方法が示されているが、製造工程
が複雑である。 他方、マイクロカプセルトナーは、上記のよう
にトナースペントが生じないようにするため外壁
をあまり強くしすぎても好ましくなく、圧力定着
する際に、カプセルが低圧力で容易に破壊される
ものが望まれている。 本発明の目的は前記の欠点を除去する、製造の
容易な圧力定着トナーの製造方法を提供するもの
である。 さらに、本発明の他の目的は、粒径分布の狭
い、従つて解像力の高い圧力定着トナーの製造方
法を提供するものである。 更に、本発明の他の目的は、長期の保存によつ
ても凝集等の不都合の生じない、即ち、極微細粒
子のトナー粒子を制御してあることで、キヤリア
に対するスペント、感光体表面に対する付着のな
い圧力定着トナーの製造方法を提供することにあ
る。 また、本発明の他の目的は、外壁を脆しくて低
圧力で定着可能な、さらに実用的な圧力定着トナ
ーの製造方法を提供することにある。 かかる目的は、重合性モノマーと架橋剤を含有
する重合性物質をトナー全体に対し10〜40wt％
になるように含み、かつ液状物質、着色剤を含む
油滴を水系中に分散し、懸濁させた後、前記重合
性物質を重合させることにより、前記液状物質に
不溶性のポリマーを生成し、懸濁粒子の外壁を形
成させ、前記液状物質を被覆すること特徴とする
圧力定着トナーの製造方法によつて達成される。 本発明の基本的手法は、次のようである。本発
明に用いられる重合性モノマーは液状であつても
粉末であつてもよく、かかる重合性モノマーに架
橋剤を添加してなる重合性物質を液状物質と混合
溶解せしめ、必要に応じて、重合開始剤を添加
し、該溶液と着色剤とを混合し、ついでこの組成
物を分散媒中に懸濁分散せしめ、微粒子化させ
る。このとき粒径を顕微鏡等により観察すること
で粒径及び分散度を制御することができる。粒径
コントロールは、例えば懸濁分散させる際に用い
るホモミキサーの回転を制御する事により行なわ
れるが、この時、回転数は4000〜8000rpmの範囲
が好ましい。 ついで、該微粒子を懸濁分散させながら、重合
性物質の反応条件を設定し重合させる。前述の重
合性物質が重合してゆくことにより、液状物質中
から析出し、前記微粒子の外壁が形成される。こ
の重合が完結した時点で、均一で平滑な外壁をも
つトナーが得られる。 得られる微細粒子の外壁を形成する重合体の特
性としては、重合体の組成、構成により異なる
が、ガラス転移点温度Tgは60℃以上が好ましく、
重合体の分子量は5000以上が好ましい。 本発明で用いられる液状物質は、加圧接着性を
トナーに付与するためのものであり、流動性が高
すぎると圧力定着を行なつた場合、液状物質によ
り裏抜けや透き通しが起り、画質が低下し、さら
に両面コピーが不可能になる。また、流動性が特
に低いと、定着の際の圧力定着の可能な圧力が高
くなり、コピー紙にカレンダリングや光沢が発生
し、細線画像はつぶれてしまい、画質が低下す
る。そのため、液状物質として、ある程度の粘度
を有するものが好ましく、液状物質の粘度として
は、60℃で10〜100万cpsの粘度を有するものが好
ましい。具体的に示すと、例えば液状ポリブテ
ン、液状ポリクロロプレン、液状ポリブタジエ
ン、エポキシ化大豆油、エポキシ化トリグリセラ
イド、エポキシ化モノエステル、アジピン酸系ポ
リエステル、液状ポリエステル、塩素化パラフイ
ン、トリメリツト酸エステル、大豆油などの植物
油、シリコンオイル、鉱油、ポリアクリル酸メチ
ル、ポリアクリル酸ブチル、ポリメタクリル酸ブ
チル、ポリメタクリル酸ラウリル、アクリル酸エ
ステルのオリゴマー、メタクリル酸エステルのオ
リゴマー、スチレン系モノマーのオリゴマー、ス
チレンとアルキルアクリレート共重合体オリゴマ
ー、スチレンとアルキルメタクリレート共重合体
オリゴマー、ポリ酢酸ビニル、アスフアルト、ギ
ルソナイド等の石油系残査などがあげられる。ま
た、重合性物質は、主に重合性モノマーと架橋剤
とからなり、該重合性モノマーとしては、ラジカ
ル重合性物質、縮合性物質、開環重合性物質など
が用いられる。本発明に用いられる架橋剤として
は、エチレングリコールジメタクリレート、ジエ
チレングリコールジメタクリレート、トリエチレ
ングリコールジメタクリレート、テトラエチレン
グリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリ
コールジメタクリレート、ジプロピレングリコー
ルジメタクリレート、トリメチロールプロパンメ
タクリレート、トリメチロールエタンメタクリレ
ート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレー
ト、などの多価アルコールメタクリレート、ジエ
チレングリコールジアクリレート、トリエチレン
グリコールジアクリレート、テトラエチレングリ
コールジアクリレート、ネオペンチルグリコール
ジアクリレート、トリメチロールプロパントリア
クリレート、テトラメチロールメタンクトアクリ
レート、ペンタエリスリトールテトラアクリレー
ト、などの多価アルコールアクリレート、ジビニ
ルベンゼンなどの多官能性ビニルベンゼン類な
ど、一般にビニル重合系架橋剤として知られてい
るものであり、これらは単独もしくは複合して使
用できる。これらの架橋剤を使用することによ
り、外壁を架橋して脆くすることができる。これ
により圧力定着性は向上する。 さらに、ラジカル重合性モノマーとしては、ス
チレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレ
ンなどのスチレン類、アクリル酸メチル、アクリ
ル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル
酸ステアリル、アクリル酸２−エチルヘキシル、
アクリル酸フエニル、メタクリル酸メチル、メタ
クリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタ
クリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸フエ
ニルなどのα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エ
ステル類、アクリロニトリル、メタクリロニトリ
ルなどのビニルニトリル類、ビニルメチルエーテ
ル、ビニルイソブチルエーテルなどのビニルエー
テル類、２−ビニルピリジン、４−ビニルピリジ
ンなどのビニルピリジン類、Ｎ−ビニルピロリド
ンなどのＮ−ビニル環状化合物類、ビニルメチル
ケトン、ビニルエチルケトン、メチルイソプロペ
ニルケトンなどのビニルケトン類、プロピレン、
エチレン、イソブチレン、ブタジエン、イソプレ
ンなどの不飽和炭化水素類、クロロプレンなどの
ハロゲン系不飽和炭化水素類、などのビニル重合
系単量体と組み合わせて使用できる。 さらに開環重合性物質としては、エポキシ樹
脂、エポキシ基をもつポリエステルと水不溶性多
価アミン類との組み合わせなどがある。 また、縮重合性物質としては、アジピン酸、セ
バチン酸、テレフタル酸、トリメリツト酸などの
多価カルボン酸及びそれらの酸塩化物と、水不溶
性多価アルコール、例えばアジピン酸系ポリエス
テル（ニツポラン4002、4010、4032など日本ポリ
ウレタン工業社製、及びADK、Cizer Ｐ−200、
Ｐ−300、PN−150、PN−220、PN−230、PN
−250、PN−260、PN−280、PN−310、PN−
350、PN−400、Drepex 7.7などアデカアーガス
化学社製）などとの組み合わせ、さらに多価カル
ボン酸又はそれらの酸塩化物と、水不溶性多価ア
ミン類との組み合わせなどがある。また、以上に
挙げた物質を単独又は組み合わせて用いてもよ
く、更にジブチルフタレート、ジオクチルフタレ
ート、トリクレジルホスフエート、ジブチルアジ
ペート等のいわゆる高沸点溶媒を用いて、液状物
質の粘度を適当に調整し用いてもよい。 重合性物質と液状物質及び着色剤とからなる組
成物を微粒子状に分散させる分散媒としては、水
が最も適当であり、水中に分散させる場合には
種々の分散安定剤を使用することができる。例え
ばゼラチン、ゼラチン誘導体、ポリビニルアルコ
ール、ポリスチレンスルホン酸、ヒドロキシメチ
ルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒ
ドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチル
セルロースナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウ
ムなどの水溶性高分子物質、HLB10以上のアニ
オン系界面活性剤や非イオン性界面活性剤、カチ
オン系界面活性剤、さらに親水性無機コロイド物
質として、コロイダルシリカ、アルミナ、リン酸
三カルシウム、水酸化第二鉄、水酸化チタン、水
酸化アルミニウムなどがあり、それぞれ単独もし
くは組み合わせて使用することができる。 本発明で重合性物質及び液状物質と組み合わせ
て使用できる着色剤は、カーボンブラツク、有色
顔料、磁性粒子、さらにカーボンブラツクと磁性
粒子の混合物、有色顔料と磁性粒子の混合物など
が使用できる。 さらに磁性粒子を用いた場合には、重合性物質
と液状物質への分散性を上げるために、チタン系
カツプリング剤、シラン系カツプリング剤、レシ
チンなどの一般に有機質と無機質との親和性を改
良することのできる、いわゆるカツプリング剤を
使用することができる。 また、定着性を向上させるために、例えば、ス
テアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、ラウ
リン酸、カツプリン酸等の高級脂肪酸及びこれら
の金属塩、密ロウ、木ロウ、カルナウパロウ、白
ロウ、マイクロクリスタリンワツクス、合成ワツ
クス、などを添加することもできる。 さらに、重合性物質として、ラジカル重合性物
質を用いた場合には、ラジカル重合開始剤を使用
することが好ましく、例えば、ベンゾイルパーオ
キサイド、ラウロイルパーオキサイドなどの過酸
化物、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスイ
ソバレロニトリルなどのアゾビス系開始剤など、
一般にラジカル重合開始剤として知られているも
のならばすべて使用することができ、その量はラ
ジカル重合性物質に対し0.1〜10wt％、好しくは
0.2〜5wt％使用することができる。 定着性及び保存性の点から重合性物質と、液状
物質、着色剤等の量はほぼ決定される。すなわ
ち、本発明において、重合性物質の含有量は、ト
ナー全量に対した10〜40wt％である。10wt％未
満の場合には、外壁が弱いためにブロツキングが
起こり、また40wt％を越えると外壁として厚く
なり、定着に必要な圧力が高くなり、画質が低下
し、定着不良となる。また、液状物質は定着性を
トナーに与えられるものであるため、極端に少な
いと定着ができなくなる。このため、液状物質は
トナー全体に対し90〜10wt％、好ましくは85〜
15wt％使用することができる。 さらに着色剤はトナーに充分な黒化度を与える
ものであり、カーボンブラツク、有色顔料、染
料、磁性粉など従来トナー用着色剤として用いら
れている染料、顔料はすべて使用可能であり、黒
化度を与えるに必要な量だけ使用することがで
き、必要に応じて組み合わせて使用することがで
きる。さらに一成分系現像剤として使用する場合
には、現像器に充分に保持されうるだけの磁性粉
を含有していなくてはならない。このため一成分
系現像剤として使用する場合には、磁性粉をトナ
ーに対し30〜70wt％、好ましくは40〜65wt％使
用することが望ましく、この場合にさらに前述の
黒化度を与えるためのカーボンブラツク、有色顔
料、染料などを必要な黒化度を与える量だけ添加
することができる。また、本発明においては、荷
電調整剤、オフセツト防止剤、流動化剤等を必要
に応じて添加してもよい。 以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本
発明がこれらに限定するものではない。 実施例 １ エチレングリコールジメタクリレート 100ｇ スチレン 50ｇ ラウロイルパーオキサイド 7.5ｇ ポリブテン5H（出光石油化学社製） 150ｇ 磁性粉 300ｇ レシチン 10ｇ 上記組成物をよく撹拌、混合し、磁性インクを
調整した。ついで、この磁性インクをコロイド状
リン酸カルシウム20ｇ、ドデシルベンゼンスルホ
ン酸ナトリウム0.2ｇを分散させた水6000にホ
モジナイザーを用いて、5000rpmで30分間分散し
た。このとき、粒径を制御し、光学顕微鏡での観
察結果で、平均粒径が10〜15μ程度になるように
調整した。ついで、四ツロフラスコにあけ、
300rpmで撹拌しながら10時間反応させた。塩酸
で処理した後、過、水洗、乾燥し、平均粒径
12μの磁性トナーを得た。得られた磁性トナーは
電子顕微鏡での観察により、表面に磁性粉が露出
しておらず、エチレングリコールジメタクリレー
トとスチレンの共重合体による被膜が形成されて
いることがわかつた。本磁性トナーを「トナー
１」とする。 実施例 ２ エチレングリコールジメタクリレート 100ｇ スチレン 50ｇ 塩素化パラフイン・エンパラＫ−50（味の素社
製） 150ｇ ラウロイルパーオキサイド 7.5ｇ 磁性粉 300ｇ レシチン 10ｇ 上記組成物をよく撹拌、混合し、磁性インクを
調整した。ついで、実施例１と同様に分散し、75
℃、10時間反応させ、塩酸により後処理を行なつ
た後、平均粒径12μの磁性トナーを得た。本トナ
ーも均一で平滑な表面状態をもつことがわかつ
た。本トナーを「トナー２」とする。 実施例 ３ テトラエチレングリコールジメタクリレート
100ｇ スチレン 50ｇ 塩素化パラフイン・エンパラＫ−50 150ｇ ラウロイルパーオキサイド 7.5ｇ 磁性粉 300ｇ レシチン 10ｇ 上記組成物をよく撹拌、混合し、磁性インクを
調整した。ついで、実施例１と同様に分散、反
応、後処理を行ない、平均粒径11μの磁性トナー
を得た。本トナーの表面も均一で平滑な表面状態
であることがわかつた。本トナーを「トナー３」
とする。 実施例 ４ ネオペンチルグリコールジメタクリレート
100ｇ スチレン 50ｇ ポリブテン5H 150ｇ ラウロイルパーオキサイド 7.5ｇ 磁性粉 300ｇ レシチン 10ｇ 上記組成物をよく撹拌、混合し、磁性インクを
得た。ついで、実施例１と同様に分散、反応、後
処理を行ない、磁性トナーを得た。本トナーを
「トナー４」とする。 実施例 ５ トリメチロールプロパントリメタクリレート
100ｇ スチレン 50ｇ 塩素化パラフイン・エンパラＫ−50 150ｇ ラウロイルパーオキサイド 7.5ｇ 磁性粉 300ｇ レシチン 10ｇ 上記組成物を撹拌、混合し、磁性インクを調整
した。ついで、実施例１と同様に分散、反応、後
処理し、磁性トナーを得た。本トナーを「トナー
５」とする。 エチレングリコールジメタクリレート 100ｇ 実施例 ６ スチレン 50ｇ 塩素化パラフイン・エンパラＫ−50 150ｇ ラウロイルパーオキサイド 7.5ｇ 磁性粉 300ｇ レシチン 10ｇ カーボンブラツク 30ｇ 上記組成物を撹拌、混合し、磁性インクを得
た。ついで、実施例１と同様に分散、反応、後処
理し、磁性トナーを得た。本トナーを「トナー
６」とする。 実施例 ７ エチレングリコールジメタクリレート 100ｇ スチレン 50ｇ ラウロイルパーオキサイド 7.5ｇ 大豆油 150ｇ 磁性粉 300ｇ レシチン 10ｇ 上記組成物を撹拌、混合し、磁性インクを得
た。ついで、実施例１と同様に分散、反応、後処
理し、磁性トナーを得た。本トナーを「トナー
７」とする。 実施例 ８ エチレングリコールジメタクリレート 100ｇ スチレン 50ｇ 塩素化パラフイン・エンパラＫ−50 150ｇ ラウロイルパーオキサイド 7.5ｇ 磁性粉 300ｇ イソプロピルトリステアロイルチタネート10ｇ 上記組成物を撹拌、混合し、磁性インクを得
た。ついで、実施例１と同様に分散、反応、後処
理し、磁性トナーを得た。本トナーを「トナー
８」とする。 実施例 ９ ジビニルベンゼン 100ｇ ステレン 50ｇ 塩素化パラフイン・エンパラＫ−50 150ｇ ラウロイルパーオキサイド 7.5ｇ 磁性粉 300ｇ レシチン 10ｇ 上記組成物を撹拌、混合し、磁性インクを得
た。ついで、実施例１と同様に分散、反応、後処
理し、磁性トナーを得た。本トナーを「トナー
９」とする。 比較例 １ エチレン−酢酸ビニル共重合体 300ｇ 磁性粉 300ｇ 上記組成物を混合し、練肉、粉砕し、平均粒径
12μの磁性トナーを得た。 実施例 10 以上で得たトナー１〜９及び比較例１のトナー
を用いて圧力定着性をテストした。その結果を表
−１に示す。

【表】 表−１から明らかなように、本発明に係るトナ
ーは、低い圧力で完全なる定着性を示すことがわ
かる。 実施例 11 以上の各トナーについて、実施例10に示した各
定着圧力によつて画像を定着した。これら得られ
た各画像について、画質のチエツク及び画像濃度
の測定を行なつた。その結果を表−２に示す。

【表】 さらに、各トナーについて、25000枚のロング
ランコピーテストを行なつたところ、トナー１〜
９については25000枚コピー後でも鮮明でかつ良
好な画像が得られた。これに対し、比較例のトナ
ーでは25000枚コピー後では、カブリが発生して
画質が低下していることがわかつた。また、定着
後の紙質は、トナー１〜９については普通紙同様
で、定着前となんら変化はなかつたが、比較例の
トナーを用いた場合では、定着圧力が高いため、
紙に光沢が発生し、さらにカレンダリングが起こ
る、といつた現象が見られた。 比較例 ２ エチレングリコールジメタクリレート 32ｇ スチレン 16ｇ ラウロイルパーオキサイド 2.4ｇ ポリブテン5H 184ｇ 磁性粉 368ｇ レシチン 1.2ｇ 実施例１において、上記組成物（重合性物質の
含有量８％）を撹拌、混合し、磁性インクを調整
し、同様にトナーを得ようとした。しかし濾過
し、乾燥する際に凝集が起こり、トナー様のもの
は得ることができなかつた。 比較例 ３ エチレングリコールジメタクリレート 200ｇ スチレン 100ｇ ラウロイルパーオキサイド 15ｇ ポリブテン5H 50ｇ 磁性粉 250ｇ レシチン ５ｇ 実施例１において、上記組成物（重合性物質の
含有量50％）を撹拌、混合し、磁性インクを調整
し、同様にトナーを得た。しかし20Kg／mmの圧力
でも定着されなかつた。さらに高い圧力とする
と、紙が圧力により、延伸され、非常に脆くな
り、使用に耐えられなくなつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 重合性モノマーと架橋剤を含有する重合性物
   質をトナー全体に対し10〜40wt％になるように
   含み、かつ液状物質、着色剤を含む油滴を水系中
   に分散し、懸濁させた後、前記重合性物質を重合
   させることにより、前記液状物質に不溶性のポリ
   マーを生成し、懸濁粒子の外壁を形成させ、前記
   液状物質を被覆すること特徴とする圧力定着トナ
   ーの製造方法。 ２ 重合性モノマーがラジカル重合性モノマーで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の圧力定着トナーの製造方法。 ３ 油滴が油溶性ラジカル重合開始剤を含有して
   いることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   の圧力定着トナーの製造方法。