JPH01145664A - 正帯電性トナーの製造方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、懸濁重合法による正帯電性トナーの製造方法
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より電子写真感光体などの潜像保持面上に形成され
る静電荷像を可視化するために、乾式の着色微粒子、い
わゆるトナーが用いられてきている。

トナー粒子の製造方法としては、熱可塑性樹脂に帯電制
御剤やカーボンブラックなどの着色剤を加えて混練・分
散し、冷却固化の後、微粉砕し、所定の粒径のものを得
るために分級する方法が一般的である。

この製造方法は、かなり優れたトナーを製造し得るが、
以下のような問題点も有している。

（１）主成分である樹脂の特性によっては、混線や微粉
砕工程でのエネルギー消費が増大したり、過粉砕に起因
する分級工程での歩留りの悪化が生ずるため製造コスト
が高くなる。

（２）得られる粒子の形状が不定形であり、各粒子が異
なる形状を持つため、流動性が悪く、また個々の摩擦帯
電特性にバラツキを生じ易い。

このような従来法による問題点を回避するため、懸濁重
合法によって最初からトナー粒子を製造する方法が提案
されている（たとえば特公昭ＪＡ−１０２３／号公報参
照）。この方法は着色剤などの添加剤と重合開始剤とを
重合性単量体中に分散して油相とした後、懸濁安定剤を
含有する水相中で懸濁重合させることによってトナー粒
子を得るものである。懸濁時に適当なせん断力を加える
だけで、トナーとして好ましい大きさの微粒子が容易に
得られるので製造工程が簡素化できる上、エネルギーの
消費も少なく、コスト面で有利となる。また、粒子の形
状が球状で一定となるため、流動性や個々の摩擦帯電性
などのトナー性能も改善されるという利点も有する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

懸濁重合法においては、単量体中へ着色剤などの添加剤
を均一に分散させることが最も重要な点である。この分
散が不充分のまま重合すると、得られるトナーは個々の
粒子の表面や内部にこれらの添加剤が偏在したものとな
るため、摩擦帯電性や転写性などのトナーとして必要な
性能を損なう場合がある。

しかし、通常トナー用の着色剤として多用されるカーボ
ンブラックは、凝集性の強い微粉体でおるため、単量体
中へ均一分散すること自体が困難であるばかりでなく、
分散後の経時的な安定性も悪い。従って、重合によって
得られる粒子もカーボンブラックが偏在しやすく、はな
はだしい場合は、着色剤を含まない透明粒子が混在する
などの重大な欠陥が生じることもある。

このため、これらの問題点を改良すべく種々の分散手段
あるいは分散方法について検討がなされているが、今の
ところ必ずしも満足すべき結果は得られていない。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の目的は、特定のニグロシン染料およびカーボン
ブラックを単量体に分散させることによって、懸濁重合
法の上記問題点を改善し、添加剤、特にカーボンブラッ
クの偏りのない微粒状重合体、詳しくは正帯電性の乾式
トナーを簡単に製造する方法を提供することである。

すなわち、本発明の要旨は、 Ａ）ビニル系単量体 Ｂ）炭素数１０−コＯの脂肪酸で変性されたニグロシン
染料 および Ｃ）比表面積が／θ０〜λθｏ　ｍ’　／　ｙであり、
かつ吸油量がりＯ〜／ｊＯゴ／１００？であるカーボン
ブラック を含有する油相を懸濁安定剤によシ水相中に分散せしめ
た状態で、懸濁重合してトナー粒子を形成させることを
特徴とする正帯電性トナーの製造方法に存する。

以下、本発明の詳細な説明する。

ビニル系単量体は、通常のトナーの製造に用いられる、
付加重合により重合体を与える公知のビニル化合物は全
て含まれるが、例えばスチレン、α−メチルスチレン、
ビニルトルエン等の芳香族ビニル化合物；メチルメタク
リレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート
等のα−不飽和カルボン酸エステル；メタクリレートリ
ル、アクリロニトリル等のα、β−不飽和二）　ＩＪル
化合物；塩化ビニル、臭化ビニル等のハロゲン化ビニル
などが挙げられる。これらのビニル系単量体は単独もし
くはλ種以上混合して用いられる。また、ジビニルベン
ゼン等の架橋性ビニル化合物も前記ビニル系単量体に対
して０．０　／〜／７１：’ｗｔ％の範囲で用いること
ができる。

本発明で使用する変性ニグロシン染料は、炭素数１０−
２０の脂肪酸で造塩処理されたものである。脂肪酸とし
ては、例えばステアリン酸（Ｃｌ７Ｈ３ＳＣＯＯＨ）や
オレイン酸（Ｃ１７Ｈ３３Ｃ０ＯＨ）などが挙げられ、
炭素数が１０−．２０の範囲内であれば飽和又は不飽和
脂肪酸のいずれであってもよく、２種以上の脂肪酸の混
合物を用いてもよい。ニグロシン染料はこれらの脂肪酸
には容易に溶けるが、その変性量としては、全重量中に
占める脂肪酸の割合を１０〜ｊＯｗｔ％とするのが好ま
しい。これらの変性ニグロシン染料は、市販されている
ものを使用することができ、具体例は、例えばステアリ
ン酸変性のものとしては、ボントロンＮ０２（ステアリ
ン酸変性量約３ｒｗｔ％）、ＢＳ弘！（約３１ｗｔ％）
、ボンドロンＮ／／　（約２３ｗｔ％）、Ｂ５ｌ０（約
りｗｔ％）などが挙げられ、オレイン酸変性としては、
ボントロンＮ０３（オレイン酸変性量約３０ｗｔ％）〔
以上、いずれもオリエント化学工業■製、商品名〕など
が挙げられる。なお、これらの変性ニグロシン染料はビ
ニル系単量体に対して／　−！　ｗｔ％の範囲で添加し
て使用することが好ましい。

本発明で使用するカーボンブラックは前記したように比
表面積が／　００−２００　ｍ２／　ｔでかつ吸油量が
り０−　／　ｊ　Ｏｍｅ／　／　００　ｔであることを
必要とする。本発明において比表面積は窒素吸着法（Ｂ
ＥＴ法）により測定したものであり、吸油量はＪＩＳ　
Ｋｔ２２１−／９♂コに示される方法によりカーボンブ
ラックに対するＤＢＰの吸収量を求めた。これらの条件
を満たすカーボン（以上、いずれも三菱化成工業■製）
などが挙げられる。カーボンブラックの使用量はビニル
系単量体に対して３〜１０ｗｔ％の範囲が好ましい。

本発明の特徴は、以上のように特定の変性処理を施され
たニグロシン染料と特定の物性値を有スるカーボンブラ
ックを併用することにある。

単量体中へのこれらの分散が極めて容易かつ均一になる
ばかりでなく、分散後の経時安定性も良好となる。従っ
て、それらを含む油相を、懸濁安定剤により水相中に分
散させ、懸濁重合すれば容易に本発明の正帯電性トナー
を得ることができる。

用いる懸濁安定剤はビニル系単量体、ニグロシン染料及
びカーボンブラックを含む油相が水相中の懸濁状態を保
持し得るものが使用される。

例えばポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等
の水溶性高分子物質；燐酸カルシウム、炭酸カルシウム
、シリカ等の水に難溶性の無機質粉体等が挙げられる。

これらは、水相に対して／　Ｏｗｔ％以下で用いること
が好ましい。

本発明のトナーを製造するだめの懸濁重合方法は特に限
定されるものではな、いが、その−例を挙げると以下の
通りである。

まず、ビニル系単量体と、前記したニグロシン染料及び
カーボンブラックをホモミキサー、ホモジナイザーある
いはサンドミル等により適宜分散させた後、通常重合開
始剤を加えて重合性組成物（油相）の分散液を調製する
。

次いで水および懸濁安定剤から成る水相に、上記の油相
の分散液を加え前述のホモミキサー、ホモジナイザーな
どを用いる分散手段により、５〜３０μｍの油滴に分散
する。

油相と水相の好ましい比はｌ：／〜／”、１０の範囲で
あり、重合中に粒子の凝集が起らないよう設定される。

油相を水相中に均一に分散した分散液を攪拌装置、コン
デンサー、温度計及び窒素導入管を付した重合缶に移し
、重合開始剤の分解する温度（≠０，１００℃）に昇温
し、窒素気流下で重合を行なわせる。重合完了後、遠心
分離は濾別により水相を除き、水・アルコールなどを用
いた洗浄の後、噴霧乾燥、真空乾燥などの手段で水分を
除き目的とするトナーが得られる。

なお、上記油相を形成する重合性組成物中には重合開始
剤の他に、トナーの製造に用いられるオフセット防止剤
その他の添加剤を使用することができる。

重合開始剤は、ビニル系単量体のラジカル重合に慣用さ
れる有機溶媒可溶性の重合開始剤から選定される。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
ド等の過酸化物；λ、λ′−アゾビスイソブチロニトリ
ル、λ、２′−アゾビス（２，≠−ジメチルバレロニト
リル）等のアゾ化合物などが用いられる。これらは、ビ
ニル系単量体に対し２０ｗｔ％以下が好ましく、更には
０．１−　／　Ｏｗｔ％の範囲で添加することが好まし
い。用いる重合開始剤の種類によっては、該重合開始剤
を溶解させることを目的として、重合反応に対して不活
性な有機溶媒を油相へ適量使用してもよい。

オフセント防止剤は、熱ロール定着器に対するトナーの
離型性を向上させるものであり、従来より公知のものが
使用され、例えば低分子量ポリエチレン、ポリプロピレ
ン等のポリオレフィンが例として挙げられる。オフセッ
ト防止剤は、通常ビニル系単量体に対して１０ｗｔ％以
下用いることが好ましい。

また、重合体の分子量を所定の範囲に抑えるためにドデ
シルメルカプタンなどの連鎖移動剤を用いてもよい。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。なお
、実施例中「部」は「重量部」を示す。

実施例１ 上記の重合性組成物をマルチディスパーサ−（三田村理
研製）により、約♂、０００　ｒｐｍの回転数で３０分
間分散させた後、λ、２′−アゾビスイソブチロニトリ
ル３部を溶解させ、油相混合物とした。

一方、水相としてポリビニルアルコール（商品名ＧＭ−
／≠、日本合成化学展）の／％水溶液７ｇθ部を用いた
。

上記油相の水相への分散は、ＴＫホモミキサー（特殊機
化工業製）を用い、回転数的ｔ、ｏ　ｏ　。

ｒｐｒｒｌでｉｓ分分間外った。その後、分散液を攪拌
機、温度計及び窒素導入管を備えたステンレス製重合缶
に移し、回転数的ｓ　ｏ　ｏ　ｒｐｍで攪拌しながら、
窒素気流下１０℃でｔ時間加熱し、重合を完了した。

この得られた重合液から遠心分離機により重合粒子を固
型分として分離し、さらに水洗、濾別を繰り返した後真
空乾燥して、粒度分布が５〜１０μｍのトナー粒子を得
た。

このトナー粒子を顕微鏡で観察したが、いずれの粒子に
もカーボンブラックなどの偏りは見られず、分散状態が
良好であることがわかった。

また、このトナー５部と鉄粉キャリア（商品名ＴＥＦＶ
−２ｓｏ／ｇｏｏ、日本鉄粉製）　タｊ部とを混合して
現像剤としたが、ブローオフ法によるこの現像剤の帯電
量は２０μＣ／ｆであった。

さらに上記の現像剤を用いて、有機光導電体を感光体と
する市販の複写機で実写テストを行なったところ、鮮明
な画像が得られた。

実施例λ 実施例１において、三菱カーボンブラックＭＡ　４００
に代えて三菱カーボンブラック＃≠Ｏ（比表面積／３！
ｒｍ２７？、吸油量／１０ＷＬｇ／１００９）を用いる
他は実施例１と同様にしてトナーを作製した。

その結果、おおむね実施例１と同様の良好な結果を得た
。

実施例３ 実施例１においてボントロンＮ／／に代えてボントロン
ＮＯ３を用いる他は実施例１と同様にしてトナーを作製
した。

その結果、おおむね実施例／と同様の良好な結果を得た
。

比較例／および２ 実施例１において、三菱カーボンブラックＭＡ　ｘ　ｏ
　ｏの代わりにそれぞれ 三菱カーボンブラック＃３０　（比較例／）比表面積　
　ざｊ　７７１２／　ｆ 吸油量　／　／　３　ｒｒｔｌ／　／　００　？（三菱
化成工業■製） および 三菱カーボンブラックＭＡｌｒ　（比較例、２）比表面
積　１３７ｍ２７？ 吸油量　ｊ♂ｍｌ／　／　００　？ （三菱化成工業■製） を用いる他は同様にしてトナーを作製し、比較例１．λ
とした。

しかし、いずれのトナーも顕微鏡観察でトナー粒子内で
のカーボンブラックの偏在がはなはだしく、分散状態は
良くなかった。

また、実施例１と同様にして現像剤を作製したが、いず
れも帯電量は１０μＣ７’ｒ以下と低く、実写テストで
もカブリが多く、得られた画像は不鮮明であった。

比較例３ 実施例／において、ボンドロンＮｌｌの代りに、脂肪酸
で変性されていないニグロシン染料（商品名ニグロシン
ベースＥＸ、オリエント化学工業■製）を用いる他は全
く同様にしてトナーを作製した。

その結果、顕微鏡観察により、カーボンブラックの分散
不良が見られた。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明の正帯電性トナ
ーの製造方法は、脂肪酸変性のニグロシン染料と、特定
の物性値を有するカーボンブラックとを併用することに
よって、ビニル単量体中への均一分散を容易にしかつ水
相への懸濁後あるいは重合中においても粒子内でのこれ
らの偏在がなく安定な分散状態が保持されるという効果
を有する。

従って、本発明によれば、良好なトナー諸特性を有し、
形状性に優れた微粒子状重合体を比較的簡単な工程で製
造することができるので、本発明は工業的に極めて有用
である。

出　願　人　　三菱化成工業株式会社 代　理　人　　弁理士　長谷用　　− ほか／名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ａ）ビニル系単量体、 Ｂ）炭素数１０〜２０の脂肪酸で変性されたニグロシン
   染料 および Ｃ）比表面積が１００〜２００ｍ＾２／ｇであり、かつ
   吸油量が９０〜１５０ｍｌ／１００ｇであるカーボンブ
   ラック を含有する油相を、懸濁安定剤により水相中に分散せし
   めた状態で、懸濁重合してトナー粒子を形成させること
   を特徴とする正帯電性トナーの製造方法。