JPH023076A - トナーの製造法 - 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） 本発明は複写機等で使用されるトナーの製造方法に関す
るものでちり、より詳しくはトナー用樹脂原料であるエ
チレン性不飽和二重結合を有するモノマーとトナー用各
種添加剤を混合分肢し懸濁重合することにより一段階で
トナーを製造する方法に関するものである。。

（従来の技術） 従来より、トナーは顔料、帯電制御剤、ワックス及びス
チレン−アクリル酸エステル等の共重合樹脂等を配合し
て、熱溶融させ、次いでこれをロールで混練し冷却した
ものを粉砕して所望の粒度として製造されていた。

しかしながら、この様な従来の製造法はその工程が繁雑
であり、かつエネルギー損失も大であった。

そこで、近年になり、かかる方法の問題点を改良スヘく
、スチレンとアクリル酸エステルとの混合物等のエチレ
ン性不飽和二重結合を有するモノマー混合物とカーボン
ブラック等の顔料、ニグロシン等の帯電制御剤及びポリ
プロビレ／ワックス等のワックス成分等のトナー用添加
剤を混合して一段で重合してトナーを得る方法がいくつ
か提案されている（例えば特公昭５５−５０９６２号公
報、特公昭！；ｌ、−！；０ｇｇ３号公報、特開昭！；
６−／１０９’ｌ！：号公報参照）。

（発明が解決し【うとする課題） しか１７ながら、かかる方法でけモノマー成分へのトナ
ー用添加剤の分散が不十分であるため、共重合物中での
これらの分散が不均一となシ、トナーとしての性能を十
分に発揮できず、未だ実用化されるに到っていない。

（課題を解決するだめの手段） そこで、本発明者等はこれらの欠点を克服すべく鋭意検
討を重ねた結果、エチレン性不飽和二重結合を有するモ
ノマーにトナー用添加剤を分散させる際に特定構造式で
表わされる化合物を添加し分散させた後に懸濁重合反応
を行なうと、上記の問題点が解消できることを見い出し
本発明に到達した。

すなわち、本発明の目的は、ｌ・ナー用添加剤が十分に
均一に分散されたトナーを一段反応により得る方法を提
供するものである。

そして、この目的はエチレン性不飽和二重結合を有する
単量体に、顔料、添加剤及び下記−般式（１）で表わさ
ノする構浩を有する化合物（式中、Ｒは炭素数ｇ　−−
ｔ　ｆｆのアルキル基を示し、ｎは２〜２００の整数を
示す。）を添加して分散し、次いで該分散体を水性懸温
浴で懸濁重合することを特徴とするトナーの製造法によ
シ答易に達成される。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明において用いられるエチレン性不飽和二重結合を
有する単量体とは、トナーを製造する際に用いられるも
のであれば特に限定されるものではなく、具体的には、
スチレン系単量体、あるいはアクリル酸系単量体が用い
られることが好ましい。

スチレン系単量体としてはスチレン、ビニルトルエン、
エチルスチレン、ｐ−クロルスチレン、Ｉ）ｎ−ブチル
スチレン等が挙げられ、好ましくはスチレン又はビニル
トルエンが用いられる。

アクリル酸系単量体としてはアクリル酸エチル、メタク
リル酸エチル、アクリル酸ブチルあるいはメタクリル酸
ブチル、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アク
リル酸プロピル等が挙げられ、好ましくはアクリル酸ｎ
−ブチル、メタクリル酸ｎ−ブチル又はメタクリル酸メ
チルが用いら・れる。

なお、これらの単量体は夫々単独でも、また混合しても
よく、更に必要ならばＮ、Ｎ−ジメチルアミンエチルメ
タクリレ−）、Ｎ、Ｎ−ジエチルアミノエチルメタクリ
レート、ビニルピリジン等のカチオン性の単量体も併用
してもよい。

以下、これらの単量体を「重合性単量体」と総称する。

顔料としては、従来のトナーで用いられているものであ
れば特に限定なく用いることができ、具体的にはカーボ
ンブラック、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化チタン等を用いる
ことができる。

カーボンブラックとしては、チャンネルブラックあるい
はファーネスブラック等の通常トナーに使用されるもの
であって、粒径／Ｓ−ざＯｍμ程度であるようなものが
好ましい。その添加量としては重合性単量体に対して／
〜１０重量係が好ましく、特に３〜７重量係が好ましく
、少なすぎると黒度が十分に出す、又過剰に加えても黒
変の顕著な向上が見られず経済的ではない。添加剤とし
ては、通常、帯電制御剤及びワックスが用いられ、帯電
制御剤は通常使用されるものでよく、例えばニグロシン
、アニリンフルー　フタロシアニンプルτアゾ系含金染
料、クロムイエロー等が挙げられる。帯電制御剤として
ニグロシンを用いる場合には分散時間を短縮するために
粒径の小さいものが好ましく、具体的には３〜３０μｍ
程度のものが好ましい。

その添加１は重合性単量体に対して／〜５重量チ、好ま
しくは２〜３重量％とするのがよい。

少なすぎるとトナーのＭ主制御特性が不十分で安定した
画像が得られない傾向であり、まか過剰であっても特性
のｍ１ｌ向上が見ｒ・れないことから好ましくない。ワ
ックスとしては、トナーに離型性を付与するものであわ
ば特に限定されるものではなく、例えばポリプロピ゛１
・・ンワンクス、ポリエチレン′ワックス、マイクロク
リスタリンワックス等、通常トナーに使用されるワック
スが挙げられる。その添加量としＣは、重合性単量体に
対し、て７〜５重量％が！ｌＸｊ：ま［２く、特に−〜
３重量％とするのがよい。少なすぎると離型性が不十分
であり、又、過剰でる・りても離型性の顕著な向上がみ
られないこと力・ら好ましくない。

本発明では、上記の単量体に顔料及び添加剤を分散させ
る際に、下記一般式（１）で示される構造を有する化合
物を添加することが重要である。

ここで、一般式（１）においてＲは炭素数ｇ〜Ｓｇ２好
ましくは／２〜グｇ、ｎは−〜・、ｌＯθの整数を示す
ものである。かかる化合物は、例えばα−オレフィンと
無水マレイン酸全重合開始剤の存在下に常法に従って共
重合させた際に、反応生成物として得られる。なお、か
かる化合物に＋ｉ夫々単独で又はこれらの混合物として
用いらｔ）る。その添加量としては、重合性単量体に対
し、て０．５〜７０重量部が好ましく、特に／〜ｓＭ量
部とするのがよい。

添加量が小さすぎると十分な分散効果が得らねず、また
過剰に用いても分散効果においで顕著な向上がみられな
いため経済的な面から好斗１−１＜ない。

尚、一般式（１）中ＯＲの炭素数がｇより小さいとモノ
マーとの相溶性が悪くな、り十分な分散効果が得られず
、又Ｒの炭素数が５ｇよか大きいと軟化点が高くなり溶
解に時間がかかるため作業性の点で劣り、好ましくない
。

本発明では上記の各種成分を均一に分散さゼるが、その
際重合物が所望のゲル化率となるように架橋剤を重合性
単量体に対［４て０，１〜２重量％添加するのがよい。

ゲル化率としては重合物総量に対し７てテトラヒドロフ
ランに不溶の樹脂分含量が、ＩＯ−！；０重量％、好ま
しくは３Ｓ−９５重量％とするのがよい。ゲル化率が低
すぎると、重合物が柔らかすぎて得られるｌ・ナーがケ
ーキングを生じゃすく、またゲル化率が高すぎると得ら
れるトナーの軟化点が高くなりすぎ、トナーを使用する
際に溶融するためのエネルギーが多く必要となるので好
ましくない。

かかる架橋剤としては通常使用されているものであれば
よく、例えばジビニルベンゼン、ジビニルナフタレ／、
エチレングリコールジメタクリレート、ジビニルエーテ
ル等の二個ノビニル基を有する化合物あるいはトリメチ
ロールプロパントリアクリレート等の３個でビニル基を
有する化合物が挙げられ、これらは夫々単独に、あるい
はこれらを混合して用いられる。

なお、更に本発明の分散体には重合開始剤が添加される
。重合開始剤としても通常使用されているものであれば
よく、例えばアゾピスイ。

ブチロニトリル、アゾビスー二、ｑ−ジメチルバレロニ
トリル等が用いられる。

本発明では、これらの各種成分を均一に分散させること
が重要であシ、そのために一般式ｆｌ）で表わされる化
合物を用いるが、得られた均一分散体は重合工程でも安
定しておシ、良好なトナー物性を有するトナーが一段で
得られる。

そして、かかる均一な分散体を調製するためには、例え
ば単量体をり５〜／θＯ℃に加熱し、通常の分散機ある
いは攪拌機、例えばホモミキサーやホモジナイザー等で
攪拌下、順次、顔料、添加剤及び一般式（１）の化合物
を夫々が均一に分散する様に添加する。

得られた均一溶液を徐々に室温まで冷却したのち、重合
開始剤を添加して本発明の分散体が得られる。

尚、この分散体を調製する際に各種成分の添加順序は特
に限定されるものではなく、順次１つづつ添加してもよ
いし、−括で添加してもよいが、好ましくはワックス成
分を最初に均一に溶解した後に他の添加剤を順次添加、
分散するのがよい。

次いで、得られた分散体を、水性懸濁浴中で懸濁重合さ
せる。通常は、分散体を注下してホモミキサーやホモジ
ナイザー等で強力攪拌し、所望の粒径の懸濁粒子を形成
させた後、ゆっくり攪拌しながら所定温度まで昇温し懸
濁重合を行なうが、攪拌機はホモミキサーやホモジナイ
ザー等で１１０００ｒｐ以下の低速で継続してもよく、
又、その他の攪拌機に交換して懸濁重合してもよい。

水性懸温浴とは、通常懸濁重合に使用される無機系及び
有機系の懸濁安定剤例えばシリカ粉末ベントナイト、リ
ン酸カルシタム、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエ
チルセルロース、メチルヒドロキシエチルセルロース、
ゼラチン等の懸濁安定剤を好ましくは０．００　／　−
５重量部を、水１００重量部に均一に分散させたもので
ある。これらの懸濁安定剤は夫々単独又は二種以上の混
合物としても使用でき、更に界面活性剤、例えばラウリ
ル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリ
ウム等を水１０　。

重量部に対し、ｏ、ｏｏｉ−ｏ、ｓ重量部併用してもよ
い。

注下する分散体は水性懸温浴ｉｏｏ重量部に対し、通常
１０〜１００重量部、好ましくは２０−、！ｒＯ重量部
とし、また重合条件としては、通常、不活性ガス雰囲気
下夕０〜９０℃、６〜１０時間程時間表えばよい。

得られるトナー粒子の粒径は攪拌速度によって異なるが
、通常ｑｏｏｏ　〜ｇｏｏｏｒｐｍの攪拌速度で！−−
、２ｊμｍの真球状のトナー粒子とするのがよい。

重合反応終了後は、反応液を室温まで冷却後、トナー粒
子を濾過、乾燥して目的のトナーが得られる。

（発明の効果） 本発明によれば、トナー用添加剤が均一に分散されたト
ナーを製造することができる。

（実施例） 実施例／ スチレン７９部とｎ−ブチルアクリレート２０部及び、
ジビニルベンゼン１部を混合しく以下モノマーと称す。

）ｑｒ℃に加温しホモミキサーで１０００〜／！；θＯ
ｒｐｍにて攪拌しながら、ポリプロピレンワックス（ｓ
ｓｏｐ、三洋化成社製）コ部を添加し、３０分攪拌して
溶解した。

次に一般式（１）で示されＲ＝炭素数７６のアルキル基
、ｎ＝コの化合物ｉ０ｇ部を加えｉｏ分攪拌したのち、
ニグロシンλ部を加え６０分攪拌しスポットテストを行
なったところ、均一に分散していた。次にカーボンブラ
ック５部を添加し３０分分散を続けた後、室温まで攪拌
しながら冷却してアゾビスインブチロニトリル２部を加
え３０分攪拌した。このモノマー混合物をポリビニルア
ルコール１部を含む懸濁浴ｔＩｏｏ部に注下し、窒素で
十分置換した後ホモミキサーで６　ｏ　ｏ　ｏ　ｒｐｍ
で３部分攪拌して懸濁微粒子を形成させ、次いで７０℃
で９時間、更にｇｏ’ｃで９時間重合を行なった。

その後冷却して重合を停止した。反応物を取り出し、濾
過、洗浄後、乾燥し平均粒径／４’μｍの重合物１０５
部を得た。このものを顕微鏡観察したところ、添加剤が
均一に分散した真球状の黒色粒子であった。

実施例コ 一般式（１）の化合物としてＲ＝　０２８〜，８のアル
キル基、ｎ＝１０の化合物７部を使用した以外は実施例
／と同じ方法で行なった。スポットテストでは均一に分
散していることが判った。

また重合物の顕微鏡観察では実施例１と同様良好であり
、平均粒径は／　Ｆ、ｔμｍ収量は７０ｇ部であった。

実施例３ 一般式（１）の化合物としてＲ＝Ｃ：８のアルキル基、
ｎ＝、１００の化合物を９部使用した以外は実施例１と
同じ方法で行なった。スポットテストはほぼ均一に分散
していた。また重合物は実施例／とほぼ同様であったが
、少量の半透明状の粒子が含まれていた。この重合物の
平均粒径は７５μｍ１収量は１０７部であった。

実施例リ 一般式（１）の化合物としてＲ＝　Ｃ，、〜１６のアル
キル基、ｎ−二ざの化合物７０部を使用した以外は実施
例／と同じ方法で行なった。スポットテストは均一に分
散していた。また、重合物の顕微鏡観察では実施例／と
同様良好であり、平均粒径は／　ＪＪ　ｔｔｉＴｌ　％
収量は／１５部であった。

比較例／ 一般式（１）の化合物を使用しない以外は実施例１と同
様に処理した。

スポットテストでは、殆どが凝集体の寸まで、添加剤と
七ツマ−が分離したスポットマークを呈し殆ど分散され
ていないことが判った。

また、このものの重合物は粒子内で添加剤が凝集して局
在化した透明ないし半透明の粒子であった。

比較例コ 一般式（１）においてＲ＝　Ｃ６のアルキル基、ｒ、　
＝＝　／　ｊの化合物９部を使用した以外は実施例／と
同様に処理した。スポットテストでは僅かに分散されて
いるのが認められたが添加剤とモノマーがかなり分離し
ており、分散不十分でちった。このものの重合物は粒子
内で添加剤が・凝集局在化してまだら模様になっている
粒子が多く認められた。

実施例／〜グ、比較例１及び二の結果を表−ｌにまとめ
て記す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エチレン性不飽和二重結合を有する単量体に、顔
   料、添加剤及び下記一般式（１）で表わされる構造を有
   する化合物 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（１） （式中、Ｒは炭素数８〜５８のアルキル基を示し、ｎは
   ２〜２００の整数を示す。） を添加して分散し、次いで該分散体を水性懸濁浴で懸濁
   重合することを特徴とするトナーの製造法。