JPH026052B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明は、静電写真あるいは磁気記録などに用
いられるカプセルトナーの製造方法に関する。 ［従来の技術］ 電子写真現像法として、従来から、パウダーク
ラウド法、フアーブラシ法、カスケード現像法、
磁気ブラシ現像法等が知られているが、これらの
方法に用いられるトナーは天然或いは合成樹脂中
に染料、顔料を分散させた着色微粉末が使用され
ている。例えば、現在広く実用化されている磁気
ブラシ現像法ではキヤリアと呼ばれる鉄粉とトナ
ーとを混合した二成分系の現像剤が用いられてい
る。この様な二成分系の現像剤の場合には、良好
な現像を維持するためにはキヤリア汚染、トナー
濃度変動等に対する保守・調整を必要とし、煩雑
であるので、トナー中にマグネタイト等の磁性粉
を含有させた一成分系の現像剤を用いる現像法が
開発・実用化され始めている。 現像されたトナー画像を保持したい場合には、
いわゆる「定着」という操作が行なわれる。その
ような定着方法としては、ヒートチヤンバーでト
ナーを溶融・付着させる方法、熱ローラーで溶融
させると同時にトナーを支持体面上に圧着せしめ
る方法、溶剤を用いてトナーを溶解して付着させ
て後に溶剤を除去する方法、定着液と称する樹脂
溶液等を画像上に塗布し固定する方法などが知ら
れているが、省エネルギー及び無公害性の点から
剛体ローラーによる加圧定着法などの省エネルギ
ー定着法へと変りつつある。加圧定着方法は複写
シートの焼け焦げの危険がないこと、複写機の電
源を入れれば待ち時間なしで複写が行なえるこ
と、高速定着が可能なこと、定着装置が簡単な構
造であることなどの利点が多い。 しかしながら、現在の圧力定着方法には上記の
ような大きな利点がある半面いくつかの重大な欠
点がある。その一つは定着するための圧力は一般
に30〜40Kg／cmという線圧が必要であり、これだ
けの圧力を加えるためには定着器がかなりの強度
をもつことが要求され、定着器が大型化・重量化
し好ましくない。更に、上記のような圧力を紙に
均一に加えることはきわめて困難で、転写紙がシ
ワになつたり、カールしたりする。他の欠点は上
記のような圧力を画像上にローラーで加えると、
画線表面が平滑化してしまい画像に光沢が生じ画
像の品位を低下させることである。 これらの欠点を克服するためには例えば低い定
着圧で定着を行なうように低いエネルギーで定着
を行うことであり、低い圧力で定着するトナーな
どの開発が積極的に行なわれている。しかしなが
ら、低いエネルギーでの定着性に優れ、加圧ロー
ラへのオフセツト現象を起こさず、繰り返し使用
に対して現像性能及び定着性能が安定しており、
キヤリア、金属スリーブ、感光体表面への癒着を
起こさず、保存中に凝集やケーキングしない保存
安定性の優れた実用的な低エネルギー定着トナー
は得られていない。 ［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、上記の点に鑑みなされたものであ
る。 本発明の目的は低いエネルギーでも高性能な定
着性をもつマイクロカプセルトナーの製造方法を
提供することである。 本発明の更に他の目的は、圧力に対する定着性
の変化の少ない圧力定着性マイクロカプセルトナ
ーの製造方法を提供することである。 本発明の更に他の目的は速度依存性のない、高
速度で定着するのに適したマイクロカプセルトナ
ーの製造方法を提供することである。 本発明の更に他の目的は加圧ローラーへのオフ
セツト現象のない、金属スリーブや感光体表面へ
の癒着を起こさないマイクロカプセルトナーの製
造方法を提供することである。 本発明の更に他の目的は繰り返し使用に対して
現像性能及び定着性能の安定した、保存中に凝集
やケーキングを起こさないマイクロカプセルトナ
ーの製造方法を提供することである。 ［問題点を解決するための手段及び作用］ 具体的には、本発明は、芯物質と該芯物質を覆
う外殻とから構成されるカプセルトナーの製造方
法において、100℃における溶融粘度１〜30cpsの
炭化水素連鎖を有する化合物と着色材料を少なく
とも含有している混合物を加熱溶融し、溶融して
いる混合物を固体メデイアとともに混練して該着
色材料が2μ以下の粒子状に分散されている混練
物を調製したのち固体メデイアを除去し、調製さ
れた混練物から芯物質粒子を調製し、調製した芯
物質粒子を殻物質で被覆し、カプセルトナー粒子
の50％以上が、平均粒径±4μ以内にあるカプセ
ルトナーを生成することを特徴とするカプセルト
ナーの製造方法に関する。 100℃における溶融粘度が１〜30cpsの炭化水素
鎖を有する化合物とはC₁₂〜C₅₀の炭化水素、脂肪
酸およびそのエステルや金属石ケン、脂肪アルコ
ール、多価アルコールおよびその金属塩か、その
塩化物、フツ化物アミド、ビスアミドなどであ
る。 上述のC₁₂〜C₅₀の炭素連鎖を有する長鎖化合物
として具体的には次のようなものがある。 (1) CnH₂n＋２（ｎ＝12〜50）で示されるノルマ
ル及びイソパラフインまたそれらに多少の不飽
和結合を有する化合物 １例としては C₂₈ ｎ−Octacosane C₃₂ ｎ−Dotriacontane C₃₆ ｎ−Hexatriacontane であり、 スクアレンC₃₀H₅₀や スクアラン〔２、６、10、15、19、23ヘキサ
メチルテトラコサン（C₃₀H₆₂）〕のようなもの
も含まれる。 (2) 上記のような炭化水素鎖を有する脂肪酸であ
り、例えば次表のごときものがある。

【表】

【表】 (3) 又、そのアルコールやエステルも用いること
ができ、例えば次表のごときものである。

【表】 (4) また上記物質の塩化物たとえば塩化パラフイ
ン等も用いることができる。 (5) またC₁₂〜C₅₀の炭化水素鎖を有するアミドお
よびビスアミドも用いることができ、例えば次
表のごときものである。

【表】 これらのものは単体又は混合物で市販されてい
る。一般にはパラフインワツクス、ミクロクリス
タリンワツクス、モンタンワツクス、セレミンワ
ツクス、、オゾケライト、カルナバワツクス、ラ
イスワツクス、シエラツクワツクス、ザソールワ
ツクス、金属セツケン、アミドワツクス、滑剤と
して知られるものである。 メーカー及び商品名としてはパラフインワツク
ス（日本石油）、パラフインワツクス（日本精
蝋）、マイクロワツクス（日本石油）、マイクロク
リスタリンワツクス（日本精蝋）、ヘキストワツ
クス（hoechst AG）、ダイヤモンドワツクス
（新日本理化）、サンタイト（精工化学）、パナセ
ート（日本油脂）等がある。 代表的グレードとしては、たとえばパラフイン
ワツクスとしては、次表のようなものがある。

【表】

【表】 その他例えば ヘキストワツクスOP （モンタン酸の部分ケン
化エステルワツクス、ヘキストAG） Ｅ （モンタン酸のエステルワツクス、ヘキスト
AG） GL3 （部分ケン化合成ワツクス、ヘキストAG） 等がある。 もちろん必要に応じて高分子物質を何種類か
と、そして長鎖化合物の中でいくつかを組み合わ
せて用いても良い。 これらの物資を着色材料と混合し適当な方法で
微粒化したのち、殻物質を用いてマイクロカプセ
ル化する。 本発明者らは低い定着圧で定着させるための圧
力定着性マイクロカプセルトナーについて検討を
進めたところ、従来の低い定着圧で定着するため
の圧力定着性マイクロカプセルトナーとはその成
分と低溶融粘度物質を用いるために分散が不充分
でトナー粒子内部に着色材料が存在しない粒子、
あるいはトナー粒子中の着色材料が偏在する粒子
が多数生成し、これがトナーとしての性能を低下
させ、ひいては画像性、耐久性、安定性などに悪
影響をおよぼすことを見出した。さらにこのよう
な低い定着圧で定着するための圧力定着性マイク
ロカプセルトナーにおいて実用上充分な性能を得
るためには、粒度分布の均一さが必要で特に低圧
力での定着性に大きな影響があることを見出し
た。 そして本発明者らはトナー粒子中に着色材料の
粒子が5μ以下、さらに好ましくは2μ以下になる
ように分散することと同時に、トナーが粒度分布
を有し、かつその粒子の50％以上が平均粒子±
4μ以内にすることにより、実用的なマイクロカ
プセルトナーが得られることを見出した。 本発明のカプセルトナーを得る一つの方法は分
散装置として固体メデイアを利用した分散装置を
用いて着色材料の粒子を5μ以下にすることであ
る。 固体メデイアを用いた分散装置としてはボール
ミル類、サンドミル類、アトライタ類があり、ガ
ラスビーズ、スチールボール、アルミナ、セラミ
ツクなど各種のものが用いられ、また形状、大き
さも各種のものが用いられる。 従来よりトナー成分の溶融分散方法としては三
本ロール、二軸型押出機ニーダー等様々な方法が
知られているが、従来のこれらを利用した分散方
法では100℃における溶融粘度が１〜30cpsの炭化
水素鎖を有する化合物と着色材料を有するトナー
においては、本発明の目的とするトナー微粒子は
得られず含有される着色材料が5μあるいはそれ
以上の粒子としてトナー微粒子中に存在し、また
溶融分散品を粉砕等の既知の方法で微粒子化した
際に粒子中での着色材料の偏在化あるいは成分比
率の不均一化を生じている。このことにより各ト
ナー微粒子の持つ静電特性、磁気特性、色特性、
平滑性等の物理特性に不均一また不均衝を生じ、
例えば着色材料の分散不足によるトナー自体の色
の違い、あるいはそれによる複写機によるくり返
し画出しの際の初期とくり返し使用後での色相や
濃度の違いが生ずる。 また例えば、トナー粒子中で樹脂中の着色材料
の偏在や着色材料比率がトナー粒子ごとに極端に
異なることにより、各粒子ごとに強度が違つてく
るために画像形成プロセス上での様々なトナーの
瘉着現象が生じたり、あるいは画像定着性が不均
一となり未定着、オフセツトなどが生じやすくな
る。 また例えば同様に着色材料の偏在や比率が粒子
ごとに異なることにより、各トナー粒子のもつ静
電特性、磁気特性等が不均一となり（すなわち現
像性、転写性等が不均一あるいは不安定とする）、
画像性や耐久性例えば画像濃度変化等の悪影響が
生じ易い。 本発明においては、着色材料の分散を良くする
ことによりこれらの問題を生じないようにさせ、
トナー性能を向上させることができた。 本発明のカプセルトナーの芯粒子を得るには、
原料混練分散物を加熱状況下（溶融状態で微粒子
化）において粒子を得、冷却することにより粒子
を安定化させる方法を採用するのが好ましい。 この方法としては、スプレードライ法、懸濁
法、乳化法などを用いることができる。 これらの方法により、芯粒子を形成することに
より、芯粒子中心から表面に向つて着色材料が均
一に分布しているトナー粒子が容易に得られる。
本発明者らは、該方法により作成された芯粒子
は、芯粒子表面に着色材料粒子が芯粒子表面に表
われてくる可能性が少なくなつていることを見出
した。このことにより、粒子の電気的特性等の物
理的特性の均一化、表面の平滑化あるいは化学的
に均一であることによつてカプセル化しやすい
等、トナーにとつて有効な性質が多く得られてい
る。 本発明において、必要な粒度分布（トナー粒子
の50％以上が平均粒径±4μ以内）を得るために
は、コントロールされた造粒方法により粒子を得
るか、もしくは分級操作により目的の粒子を得、
さらにカプセル化したのち必要に応じて分級して
用いる。 着色物質の分散の程度を見るためにはトナーを
エポキシ樹脂などの包埋樹脂中に分散させ硬化し
たのちにミクロトームなどで超薄切片にし、透過
型の電子顕微鏡で観察することにより知ることが
できる。 また粒度分布を知るためには各種の粒度分布測
定器が利用できるが、好ましいものはできるだけ
大量の粒子個数を測定できる装置である。 好ましい測定装置の１例としては、電気伝導性
の液体中に粒子を分散し透過電導度の変化で粒度
を測定する装置で、いわゆるコールターカウンタ
ーとして市販されているものであり、アパーチヤ
ーを適当に選ぶことにより各種の粒度のトナーを
製造できる。 本発明のマイクロカプセルトナーの殻物質とし
ては公知の樹脂が使用可能であり、例えば、ポリ
スチレン、ポリｐ−クロルスチレン、ポリビニル
トルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合
体、スチレン−ｐ−クロルスチレン共重合体、ス
チレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニル
トルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタレン
共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合
体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチ
レン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−ア
クリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタアク
リル酸メチル共重合体、スチレン−メタアクリル
酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸ブ
チル共重合体、スチレン−αクロルメタアクリル
酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル
共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重
合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合
体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、ス
チレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプ
レン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−イ
ンデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合
体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体など
のスチレン系共重合体、ポリメチルメタクリレー
ト、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニ
ル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミ
ド、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ロジ
ン、変性ロジン、テルペン樹脂、フエノール樹
脂、モ脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系
石油樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂などが単独或
いは混合して使用できる。 また、マイクロカプセル化法としては公知の方
法が適用される。例えば、スプレードライ法、液
中乾燥法、相分離法、及びin−situ重合法等が使
用でき、本発明のトナーに絶縁性及び適正な摩擦
帯電特性を持たせるために、多層殻構造を設けて
もよい。 さらに本発明のトナーは１成分磁性トナーとし
て必要に応じて鉄粉、ガラスビーズ、ニツケル
粉、フエライト粉などのキヤリア粒子と混合され
て、電気的潜像の現像剤として用いられる。また
粉体の自由流動性改良の目的で疎水性コロイド状
シリカ微粉末やトナー固着防止のために酸化セリ
ウムなどの研磨剤微粒子と混合して用いることも
できる。 ［実施例］ 次に実施例を挙げて本発明を説明する。 実施例 １ 融点70℃のパラフイン（100℃における粘度
10cps） 70部 ポリエチレンワツクス（100℃における粘度
100cps） 30部 フタロシアニンブルー 10部 上記混合物を加熱溶融し、回転数100rpmのミ
キサーで10分間混合したのち、固体メデイアとし
て直径２mmのガラスビーズ製のボールを入れたサ
ンドミルで１時間混練した。混練中のポツトはオ
イルで110℃に加温された。 ガラスビーズ製のボールを除去しながらサンド
ミルから混練物を取り出したのち、200℃に加熱
された４Kg／cm²の圧縮空気の供給装置のついた二
流体ノズルに供給し霧化したのち空気中で冷却し
たのちサイクロンで捕集した。得られた粒子は平
均約12μの球状の粒子であり、エポキシ樹脂に包
埋してミクトームで超薄切片を作り、透過型電子
顕微鏡で観察したところ、着色材料は最大の粒子
でも1.5μであつた。 これをスプレー法によりカプセル化し平均0.2μ
の壁厚のカプセルとした。壁材料はスチレンアク
リル樹脂を用いた。 また得られた粒子をコールターカウンタTA−
型で粒度分布を測定したところ平均粒径は
11.66μであり、体積による分布データから平均粒
子±4μに55.2％があることが見いだされた。 得られたカプセルトナーを平均粒径200μの鉄
粉キヤリアと混合し、正の静電潜像を現像したと
ころ、鮮明な画像が得られた。現像画像を転写紙
に転写し線圧25Kg／cmの加圧ローラーを通したと
ころ完全に定着した画像が得られた。 比較例 １ 実施例１において融点70℃のパラフインの代り
にすべてポリエチレンワツクスのみにして、他は
同様にして実験を行なつた。 得られた粒子は平均約25μの球状であり、着色
粒子の形状は最大のものは2.5μであつた。 この粒子を用いてカプセルトナーを製造した。
コールターカウンター測定による平均粒径は
25.3μであり、体積による分布データから平均粒
子±4μに存在する粒子は43.2％であることが見出
された。画像評価実験を行なつたところ、極めて
不鮮明な画像しか得られず、また画像は手で軽く
こすつただけで落ちてしまつた。また数枚でほと
んど画像が出なくなつてしまつた。 実施例 ２ 融点70℃のパラフイン（100℃における粘度
10cps） 40部 カルナバワツクス 60部 磁性体（マグネタイト） 60部 上記混合物を加熱溶融し、回転数100rpmのミ
キサーで10分間混合したのち、直径1.5mmのガラ
スビーズ製のボールを入れたサンドミルで１時間
混練した。混連中のポツトはオイルで120℃に加
温された。 混練物を取り出したのち、95℃に加熱された熱
水中に供給し高速の撹拌機を用いて分散し、さら
に分散液を急冷したのち、遠心過しさらに乾燥
して粒子を得た。 これを相分離法により、カプセル化し平均約
0.18μの壁厚のカプセルとした。壁材料はスチレ
ン・アクリル樹脂を用いた。 コールターカウンタによるトナーの粒度分布を
測定したところ、平均粒径は10.58μであり体積に
よる分布データから平均粒径±4μに65％がある
ことが見出された。 得られたカプセルトナーを磁性のスリーブを有
する現像装置に適用したところ鮮明な画像が得ら
れた。現像画像を転写紙に転写し線圧17Kg／cmの
加圧ローラーを通したところ完全に定着した画像
が得られた。またトナー中の着色材料の大きさは
最大で2.0μであつた。 比較例 ２ 実施例２においてサンドミルによる混練を除く
他は同様に行なつた。 得られたトナーは平均が20.5μであり、平均粒
径±4μは23％であることが認められた。またト
ナー中の着色材料の大きさは最大で7.8μのものが
あつた。 このトナーを用いて実施例２と同様に現像した
ところカブリの多い不鮮明な画しか得られず、ま
た数枚で画が出なくなつてしまつた。また、転写
画像は指で軽くコスるだけで落ちてしまつた。 比較例 ３ 融点70℃のパラフインと、カルナバワツクスの
代りに100℃における粘度0.8cpsのパラフインを
用いる他は実施例２と同様に行なつた。 得られたトナーの平均粒径は8.2μであり、平均
粒径±4μに存在する粒子は35％であることが見
出された。 このトナーにより得られた画像は不鮮明で低い
温度であつた。また数10枚でほとんど画が出なく
なつた。 ［発明の効果］ 本発明のマイクロカプセルトナーは従来のトナ
ーに比べて低いエネルギーでの定着が可能にな
り、また画像濃度の高くカブリのない鮮明な画像
が得られる。 またこのようなトナーは低いエネルギーで定着
が可能であり、多数枚連続でコピーをとるような
場合でも特性が変化することなく均質な画像が得
られる。またさらに保存時の安定性、各種の環境
における安定性にも優れている。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 芯物質と該芯物質を覆う外殻とから構成され
   るカプセルトナーの製造方法において、100℃に
   おける溶融粘度１〜30cpsの炭化水素連鎖を有す
   る化合物と着色材料を少なくとも含有している混
   合物を加熱溶融し、溶融している混合物を固体メ
   デイアとともに混練して該着色材料が2μ以下の
   粒子状に分散されている混練物を調製したのち固
   体メデイアを除去し、調製された混練物から芯物
   質粒子を調製し、調製した芯物質粒子を殻物質で
   被覆し、カプセルトナー粒子の50％以上が、平均
   粒径±4μ以内にあるカプセルトナーを生成する
   ことを特徴とするカプセルトナーの製造方法。