JPH0261646A - カプセルトナーの製造方法 - 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） 本発明は電子写真、静電記録、静電印刷業に用いられる
静電荷現像用で圧力定着あるいは弱い加圧下での熱定着
可能なトナーの製造方法に関するものである。

（従来の技術） 電子写真を利用した複写方法として、光導電性物質を利
用した感光体上に種々の手段により静電潜像を形成し、
次いで該潜像をトナーを用いて現像し、紙に転写後定着
して複写物を得る方法が一般的である。

この複写方法において、トナー像の定着方法としてはオ
ーブンあるいは熱ロールによる加熱定着方法、加圧によ
り定着させる圧力定着方法等がある。

現在、複写の高速化、省電力化、小型化、さらに電子写
真方式による端末プリンターの普及により、電源を入れ
れば待ち時間なしに複写が行えること、及び定着装置が
簡単であること等の利点を有する低温での熱ローラ一定
着及び圧力定着が普及しつつある。

しかし、これらの定着方式では従来のトナーによっては
充分な定着性が得られない。なぜなら低温で充分な定着
性を得るには、バインダー樹脂として低Ｔｇまたは低融
点の材料を使用する必要があるが、これはトナーの保存
性において問題があるばかりでなく、現像時にキャリア
ーの汚染、感光体表面への融着などが起こる等の問題も
ある。

又、圧力定着方式に用いるトナーとしては所定の圧力下
（３〜３００　ｋｇ／ｃ＋＋１程度）で塑性変形を起こ
すもの、具体的にはポリエチレンワックス、ポリオレフ
ィンワックス、ポリアミドワックス等のワックス類が使
用されるが、上記ワックス類のうち軟化点の低いものは
圧縮降伏値が低く定着性が良好であるものの、トナー製
造時の粉砕性、トナーの保存性等に問題がある。

これらの問題を解決することは、従来のような粉砕法に
よるトナーでは不可能である。

そこで最近、軟質成分の芯物質と硬質成分の外殻よりな
る、いわゆるカプセル型のトナーの研究がなされている
。

マイクロカプセル化方法を利用してトナーを製造する方
法として、高分子合成反応を利用した界面重合法、１ｎ
−ｓｉｔｕ重合法重合量昭５５−７０８５１＞、重合体
のエマルジョンを使用し噴霧乾燥によりカプセル化する
方法（特開昭５１−１２４４３５、特開昭５２１０８１
３４　）　、スプレードライング法（特開昭４８−９０
９７７　）　、高分子の性質を変化させる方法を使う液
中硬化被覆法、有機溶液又は水溶液からの相分離ヲ行わ
せるコアセルベージジン法（特開昭４８−８０４７８　
）等の取組がなされているが、従来の手法では芯物質、
殻物質として選択される物質に制限があり、均一な殻膜
の形成が困難であり、均一な粒径のトナーが作りに（い
、また有機溶剤を使用するためプロセスが複雑である等
の問題がある。

低温で定着又は比較的低い圧力で定着し、しかも保存時
若しくは現像機内で熱凝集を起こさずに粉体としての流
動性を保つには、均一なカプセル構造、殻膜のコントロ
ールが極めて重要であり、従来の手法では上記構造、性
能を有するトナーの作成は不可能であり、実用的に満足
できるカプセルトナーはいまだに得られていない。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は上述の従来技術の欠点を排除し、均一な
カプセル構造、殻膜、トナーの粒径を制御できる新規な
製法であり、特に低温及び又は低圧力で良好な定着性を
示し、かつ高温での保存性が良好なトナーの製造方法を
提供することにある。

（課題を解決するだめの手段） 本発明のかかる目的は、沸点が１００℃以下である揮発
性溶剤により電子写真用トナー成分を溶解又は分散させ
た液と、水溶性高分子水溶液を溶解した水とを混合撹拌
して乳化させる工程と、上記乳化工程で得られた乳化液
に樹脂エマルジョンを混合し、樹脂エマルジョンの樹脂
粒子を前記乳化液中の乳化液滴の周囲に凝集させる工程
と、上記凝集工程で得られた分散液中から揮発性溶剤を
除去しつつ前記乳化液滴の周囲に凝集した樹脂エマルジ
ョンの樹脂粒子層を成膜する工程よりなるカプセルトナ
ーの製造方法により達成される。

芯粒子となるトナー成分を構成する軟質物質としては、
比較的低温で（好ましくは１００℃以下）軟化し、しか
も溶融粘度が低い樹脂、又は所定の圧力下（３〜３００
　ｋｇ／ｃｆｆｌ程度）で塑性変形を起こす樹脂が使用
され、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレンアク
リル系樹脂、スチレンジエン系樹脂、エポキシ樹脂、ポ
リエステル樹脂、ポリアミド樹脂、天然ワックス、合成
ワックス、高級脂肪酸及びその誘導体、ポリオレフィン
等があり、これらのなかから単独又は組み合わせて用い
られる。

芯粒子を溶解させる溶剤としては、水より沸点が低く疎
水性であり、殻膜となる樹脂エマルジョンを膨潤若しく
は溶解するものが用いられる。例えば塩化メチレン、ト
リクロルエチレン等の低沸点ハロゲン溶剤を用いること
ができる。

芯粒子溶液を水中で乳化させる水溶性高分子物質として
はアルキルセルロース、ポリビニルアルコール、ゼラチ
ン、デンプン、カルボキシメチルセルロース、ポリアク
リル酸、ポリメタクリル酸、スチレンマレイン酸共重合
体、ポリアクリルアミド、ポリ酢酸ビニル等が挙げられ
、これらのなかから単独又は組み合わせて用いる。

殻膜を構成する樹脂エマルジョンは、ビニル系モノマー
を通常の方法で乳化重合したものを用いることができる
。そのビニル系モノマーとしては、例えばスチレン、ビ
ニルトルエン、α−メチルスチレン等のスチレン系モノ
マー；アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、
アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブ
チル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタアクリル酸
エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、
メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ジメチ
ルアミノエチル、アクリロニトリル、アクリルアミド等
のアクリル酸若しくはメタクリル酸の誘導体；エチレン
、プロピレン、ブチレン等のエチレン性不飽和モノオレ
フィン；塩化ビニル、塩化ヒニリデン、フッ化ビニル等
のハロゲン化ビニル；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル
等のビニルエステル；ビニルメチルエーテル、ビニルエ
チルエーテル等のビニルエーテル；ビニルメチルケトン
、メチルイソプロペニルケトン等のビニルケトン；２−
ビニルピリジン、４−ビニルピリジン、Ｎ−ビニルピロ
リドン等の含窒素ビニル化合物等が挙げられる。これら
のビニル系モノマーは単独で用いても良いし、複数の七
ツマ−を組み合わせて用いて共重合させても良い。また
、これらのモノマーとともに任意の架橋剤、例えば、ジ
ビニルベンゼン、ジビニルナフタレン及びその誘導体等
の芳香族ジビニル化合物；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等の
ジエチレン性不飽和カルボン酸エステル、　　Ｎ、Ｎ−
ジビニルアニリン、ジビニルエーテル等のジビニル化合
物及び３個以上のビニル基を有する化合物を単独あるい
は２種以上を組み合わせて用いることができる。

樹脂粒子で構成される殻物質は軟質物質を主成分とする
芯粒子の外殻を形成し、トナーの保存時の凝集、及び現
像機内での熱凝集を防止し、粉体としての流動性を保つ
機能を持つことが必要である。従って、殻物質のガラス
転移温度は４０℃以上であることが好ましく、上記七ツ
マー組成、分子量の設定は得られる殻物質ポリマーのガ
ラス転移温度が４０℃以上になるようにすることが好ま
しい。

さらに、殻物質のもう一つの働きとして定着ロール圧力
下でカプセル破壊が起こり易いことが必要で、この点を
加味すると上記七ツマ−の中ではスチレン系モノマーが
好ましい。

樹脂エマルジョンを作成する際に、適当な乳化剤を使用
することは有効である。乳化剤としてはドデシルベンゼ
ンスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、ジ
アルキルスルホコハク酸塩、オレイン酸カリウム等が挙
げられる。これらは単独又は組み合わせて用いられる。

乳化剤の使用量はビニル系モノマー１００重量部当たり
０．００１〜２０重量部、好ましくは０．０１〜１０重
量部である。

重合に使用される開始剤としては、例えば過硫酸カリウ
ム等の過硫酸塩、クメンハイドロパーオキサイド、パラ
メンタンハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキ
サイド、レドックス系開始剤等の水溶性開始剤、並びに
過酸化ラウリル、過酸化ベンゾイル等の過酸化物、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
等のアブ系化合物が挙げられる。

前記芯粒子溶液を乳化した分散液に上記樹脂エマルジョ
ンを撹拌下に混合した後、減圧加熱等により揮発性溶剤
を除去することによって、樹脂エマルジョンの樹脂でカ
プセル化した球状のトナーが得られる。この現象は、樹
脂エマルジョンが芯粒子溶液の乳化液滴周囲に凝集し、
芯粒子溶液の乳化液滴から揮発性溶剤を除去する過程で
樹脂エマルジョンが揮発性溶剤により膨潤若しくは溶解
することにより生じるものと推察される。

上記の成膜状態は芯粒子液滴表面に吸着した水溶性高分
子の種類、及び水和の程度、樹脂エマルジョンの水中で
の安定の程度によって異なる。混合撹拌系中の温度、ｐ
Ｈ等の条件もあわせ考慮して、好ましくは芯粒子表面に
樹脂粒子をサブミクロン又はサブミクロン以下の凝集粒
子径で存在させることが均一カプセル化の点で好ましい
。

本発明によるカプセル１−チー中に種々の顔料を使用す
ることができる。顔料としては例えば酸化チタン、酸化
亜鉛、カーボンブラック、その他各種の色材を用い黒色
トナー、カラートナーとすることができる。さらに磁性
粉を含ませることにより磁性トナーとして使用すること
もできる。

上記顔料はカプセルトナー中、芯粒子内部、芯粒子／外
殻の界面、外殻のどこに存在させてもよい さらに、本発明によるカプセルトナーには帯電性、導電
性、流動性あるいは感光体又は定着ロールへの付着性を
制御するための添加剤を含有もしくは外添させることが
できる。添加剤としては含金属染料、ニグロシン系染料
等の染料、カーボンブラック、シリカ、酸化セリウム、
酸化亜鉛等の無機微粉末、ステアリン酸等の長鎖脂肪酸
及びその誘導体、フッ素樹脂等の樹脂微粉末等がある。

〈発明の効果） か（して本発明の製造方法によれば、低温ないし低圧力
の定着条件下で支持体への定着性を保持するのに充分な
性質を持つ軟質重合体を主成分とする芯粒子の表面が、
高いガラス転移温度又は高融点の物質で均一に覆われた
、しかも外殻の膜厚が均一に制御された構造のカプセル
トナーが製造できる。

かかる構造のトナーは、低温及び又は低圧力下で良好な
定着性を示し、かつ保存時並びに現像機内で熱凝集をお
こさず粉体としての流動性が良い。

（実施例） 次に実施例により本発明を具体的に説明する。

部は重量基準である。

実施例１ 水２００部にラウリル硫酸ナトリウム１部、炭酸ソーダ
０．２部を混合溶解した液に、スチレンモノマー１００
部、過硫酸カリウム０．３部を加え撹拌乳化後、５０℃
で１０時間重合させて樹脂エマルジョンを得た。

Ｔｇ２０℃１分子量５０００のスチレン−ブチルアクリ
レート系樹脂８０部中とカーボンブラック２０部を塩化
メチレン５００部に溶解分散した液を、メチルセルロー
ス４部を水２０００部に溶解した液に投入し、強い撹拌
により乳化させた。

この乳化液に前記樹脂エマルジョン３００部を撹拌上混
合し分散液を得た。この分散液を光学顕微鏡で観察した
ところ、乳化液滴周囲に樹脂エマルジョンが凝集付着し
ているのが確認できた。

上記分散液を減圧加熱することにより平均粒径１１．５
μｍのカプセルトナーを得た。さらに得られた粒子を切
断し、透過型電子′ｒＪ４微鏡（ＴＥＭ）で観察したと
ころ、芯粒子の回りに均一な膜が見られ完全なカプセル
粒子となっていることが判明した。

上記製法により得たトナーをセレン感光体ＰＰＣ複写機
に適用しコピーを行い、１５０℃の定着ローラーで定着
させたところ、充分な定着性が得られた。さらにこのト
ナーを５０℃で一昼夜保存後に凝集度を測定した結果、
２％以下の凝集度であった。

実施例２ 融点が４０℃の結晶性ポリエステル２５部、マグネタイ
ト５０部を塩化メチレン５００部に溶解分散した液を、
ポリビニルアルコール４部を水２０００部に溶解した液
に投入し強い撹拌により乳化させた。乳化液に前記樹脂
エマルジョン３００部を撹拌上混合し分散液を得た。こ
の分散液を光学顕微鏡で観察したところ、乳化液滴周囲
に樹脂エマルジョンが緩く凝集付着しているのが確認で
きた。上記分散液を減圧加熱することにより平均粒径１
０．５μｍのカプセルトナーを得た。さらに得られた粒
子を切断しＴＥＭで観察したところ、芯粒子の回りに凹
凸のある膜が見られカプセル粒子となっていることが判
明した。

上記製法により得たトナーをセレン感光体ＰＰＣ複写機
に適用しコピーを行い、室温下圧力２００ｋｇ　／　ｃ
ｎｔの加重で定着を行った。得られた像の定着性は良好
であり、オフセットも認められず光沢の無い良好な画像
であった。さらにこのトナーは５０℃で一昼夜保存後の
凝集はまったく起こらなかった。

比較例１ 水溶性高分子を使わない以外は実施例１と同様な方法で
トナー分散液を得た。上記製法により得たトナー分散液
中には、凝集付着しなかった樹脂エマルジョンが多数残
存し、トナーのＴＥＭでの切断面の観察の結果カプセル
化されていない芯粒子が多く見られ、均一なカプセル化
が成されていないことが判明した。又、ＰＰＣ複写機の
現像機内で凝集を起こし、現像ローラー上での穂立ちも
不均一となり、極めて画質の悪いコピーとなった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 沸点が１００℃以下である揮発性溶剤により電子写真用
   トナー成分を溶解又は分散させた液と、水溶性高分子水
   溶液を溶解した水とを混合撹拌して乳化させる工程と、
   上記乳化工程で得られた乳化液に樹脂エマルジョンを混
   合し、樹脂エマルジョンの樹脂粒子を前記乳化液中の乳
   化液滴の周囲に凝集させる工程と、上記凝集工程で得ら
   れた分散液中から揮発性溶剤を除去しつつ前記乳化液滴
   の周囲に凝集した樹脂エマルジョンの樹脂粒子層を成膜
   する工程よりなるカプセルトナーの製造方法。