JPH03197971A

JPH03197971A - 静電荷像現像用トナー

Info

Publication number: JPH03197971A
Application number: JP1336292A
Authority: JP
Inventors: Haruichi Yamamoto; 晴一山本
Original assignee: Fujikura Kasei Co Ltd
Current assignee: Fujikura Kasei Co Ltd
Priority date: 1989-12-27
Filing date: 1989-12-27
Publication date: 1991-08-29
Anticipated expiration: 2013-10-30
Also published as: JP2818782B2

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、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等にお
いて、光導電性感光体表面に形成される静電荷像を現像
するために用いられるトナーに間し、より詳しくは、特
に熱ローラ定着等による接触加熱定着方式に適した静電
荷像現像用トナーに間するものである。

〔従来の技術及びその問題点〕

従来、静電荷像を現像する際に用いられるトナーとして
は、結着剤樹脂、着色剤、及び、必要に応じて加えられ
る電荷制御剤、磁性粉体もしくはその他の添加剤等の成
分によって構成されており、また、その製造法としては
これら成分を予備混合した後、溶ｒｌ＆混練、粉砕、分
級の各工程を経て所望の粒子径範囲のトナーとして取り
出すのが一般的である。

一方、加熱ローラ一定着法において好ましく使用し得る
トナーであるためには、比較的低い温度で軟化して被定
着シート上に確実に融着する（定着性に優れる）こと、
及び、加熱ローラー温度が比較的高い場合でも該ローラ
ーにトナーが付着しない（非オフセット性に優れる）こ
と等が重要な特性として必要とされており、かかる要求
特性を満足させるためには、トナーの構成成分である結
着剤樹脂として、 ■　定着性に優れている低分子量重合体成分と非オフセ
ット性に優れている高分子量重合体成分との混合重合体
、 ■　低分子量重合体成分と非オフセット性に優れている
架橋重合体成分との混合重合体、■　部分的に架橋構造
を形成せしめてなる低分子量重合体、等を用いるのが好ましいとされており、このことは、例
えば、上記■については特公昭５５−６８９５号公報及
び特開昭５４−１１４２４５号公報等に、■については
特開昭５８−８８５５８号公報等に、また、■について
は特開昭４９−１０１０３１号公報及び同５０−４４８
３６号公報等にそれぞれ開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来のトナー製造法においては、トナー粒子が溶融
混練工程を経て製造されているため、結着樹脂中の高分
子量重合体成分または架橋重合体成分もしくは低分子量
重合体中の架橋構造部分の分子鎖が、溶融混練時の機械
的作用により切断され、一部非オフセット性を悪化させ
る中間分子量成分に移行するため、得られるトナーの非
オフセット性の改善効果が小さいという問題点があり、
また、非オフセット性の改善効果を高めるために高分子
量重合体成分または架橋重合体成分の混合量もしくは低
分子量重合体中の架橋部分の割合をを多くすると、それ
に応じて中間分子量成分の生成も多くなり、定着性に悪
影響を及ぼすという問題点があり、加えて溶融混練時の
機械的作用が重合体成分の分子量、架橋度、及び、溶融
混線条件（温度、混練スピード等）などによって変化す
るので、中間分子量成分の生成が一定せず、トナー特性
を安定化させるのが難しいという問題点もある。

したがって、現状では、低分子量重合体成分と高分子量
重合体成分もしくは架橋重合体成分等のの混合比率を調
整し、定着性と非オフセット性の低下ができるだけ小さ
くなるようにバランスを保っているに過ぎないもので、
充分満足し得るものではない。

また、特に上記■の混合重合体の場合、架橋重合体成分
は、高分子量重合体に比べてより少ない量でその効果を
発揮することができるが、低分子量重合体成分との相溶
性に劣るため、溶融混練によって低分子量重合体中に均
一に混合させることが難しく、成分の不均一なトナーが
生じるという問題点がある。

従って、本発明は、上記従来のトナーにおける定着性及
び非オフセット性に劣るという問題点の解決を目的とす
るもので、定着性及び非オフセット性に悪影響を及ぼす
中間分子量成分を含まない結着剤樹脂を構成成分とする
静電荷像現像用トナーを提供することによって、本発明
の目的を達成し得たものである。

〔問題を解決するための手段〕

本発明によって提供される静電荷像現像用トナー（以下
、　「本発明トナー」と称する）は、結着剤樹脂を構成
する重合性ビニルモノマー及び架橋剤と着色剤とを少な
くとも含有する湛金物を懸濁重合して得られる静電荷像
現像用トナー粒子てあって、該トナー粒子中の結着剤樹
脂がトルエン不溶分３〜３０重量％を含む数平均分子量
（以下、ｒ　Ｍ　ｎ　Ｊと称する）３，０００〜１２，
０００のビニル重合体からなることを特徴とする。

上記構成からなる本発明のトナーは、従来の溶融混練法
によって得られるトナーと異なり、トナー粒子中に含ま
れる結着剤樹脂は、定着性及び非オフセット性に悪影響
を及ぼす中間分子量成分を含まず、部分的に３次元架橋
構造を形成せしめた低分子量ビニル重合体のみによって
構成されるので、低分子量重合体成分は定着性に、架橋
重合体成分は非オフセット性に有効に作用する。

以下、本発明トナーについて詳細に説明する。

ム　ビニルモ　マー：本発明において用いられる重合性ビニルモノマーは、重
合によってトナーの結着剤樹脂の大部分を構成する成分
であり、該ビニルモノマーの具体例としては、スチレン
、０−２ｍ−またはｐ−スチレン等のスチレン類及びそ
の誘導体類；メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル
、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸−２−エチルヘキ
シル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類
；　アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸
ブチル、アクリル酸−２−エチル等のアクリル酸エステ
ル類等であり、これら重合性ビニルモノマーはそれぞれ
単独でまたは２種もしくはそれ以上組合わせて使用する
ことができる。

ｍ：本発明において用いられる架橋剤は、上記重合性ビニル
モノマーと部分的に架橋反応し、形成されるビニル重合
体中にトルエン不溶性の３次元架橋構造を形成せしめ、
これによって得られるトナーに好ましい非オフセット性
を付与するための成分であり、該架橋剤としては共重合
性不飽和基を１分子中に２個又はそれ以上有する化合物
、例えば、エチレングリコールジ（メタ〉アクリレート
、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ブ
タンジオールジ（メタ）アクリレートなどのアルキレン
またはジーもしくはボリーアルキレングリコールジ（メ
タ）アクリレート；　トリメチロールブコバントリ（メ
タ）アクリレートのような多価アルコールのポリ（メタ
）アクリレート類；ジビニルベンゼン等が挙げられる。

症ｌ五閂１：本発明トナーに用いられる結着剤樹脂は、上述のように
、重合性ビニルモノマーと架橋剤との反応によって形成
されるトルエンに不溶性の三次元架橋構造を含有するビ
ニル重合体であり、このようなトルエン不溶分を含有し
た結着剤樹脂を用いることによって得られるトナーに良
好な熱溶融特性、特に優れた非オフセット性が付与され
る。しかしながら、このトルエン不溶分が多過ぎてもま
た少なすぎても本発明の目的である定着性及び非オフセ
ット性に優れたトナーを得ることができないので、該ト
ルエン不溶分は結着剤樹脂中３〜３０重量％の範囲とす
べきである。すなわち、トルエン不溶分が３重量％より
少ないと非オフセット性の改善効果が期待できず、これ
とは反対に、３０重量％を超えると非オフセット性は良
好となるが熱溶融特性が低下して定着性に悪影響を及ぼ
す。

また、上記結着樹脂中のビニル重合体成分（トルエン不
溶分を除いた部分）は、得られるトナーに良好な定着性
を付与するための成分であり、該ビニル重合体はゲルパ
ーミェーションクロマトグラフィーによって測定された
Ｍｎが３，０００〜１２．０００の範囲とすべきである
。その理由は、Ｍｎが３０００より小さいと結着剤樹脂
としたときの溶融粘度が低くなりすぎて非オフセット性
が不良となり、Ｍｎが１２０００より大きくなると定着
性が不良になる等の欠点が生じる。

なお、トルエン不溶分及びＭｎの値が上記特定範囲であ
る結着剤樹脂を得るための上記重合性ビニルモノマーと
架橋剤との共重合比は、用いる重合性ビニルモノマー及
び架橋剤の種類、または、架橋反応に用いる重合開始剤
の種類もしくは重合条件等によって異なるため、その量
を規定することはきわめて困難であるが、一般に重合性
ビニルモノマー９５〜９９．８重量％及び架橋剤０．２
〜５重量％とするのが好ましく、特に前者９７．５〜９
９．５重量％及び後者　０．５〜２．５重量％とするの
が好ましい。

」亘１：本発明において用いられる着色剤は特に制限されるもの
ではなく、広い範囲から選ぶことができ、例えば、カー
ボンブラック、表面処理を施したグラフト化カーボンブ
ラック、カルコオイルブルー（Ｃ、１、Ｎａａｚｏｅｅ
　Ｂｌｕｅ　３）、デュポンオイルレット　（Ｃ，１，
Ｎα２６＋０５＞　、マラカイトグリーンオフサレート
　（Ｃ、Ｉ　、Ｎａ　４２０００）、キノリンイエロー
（Ｃ、Ｉ　、Ｎ（１４７００５）、ローズベンガル（Ｃ
、Ｉ　、Ｎｎ４５４３５）　、ニグロシン染Ｆ４　（Ｃ
、Ｉ　、Ｎａ　５０４１５８）、フタロシアニンブルー
（Ｃ、Ｉ　、Ｎ（１７４１６０）　、ウルトラマリンブ
ルー（Ｃ，１，Ｎα７７１０３）　、ランプブラック（
Ｃ、Ｉ　、Ｎａ　７７２６６）等及びこれらの混合物を
挙げることができる。これら着色剤は、十分な濃度の可
視像が形成されるに必要な割合で配合され、通常、結着
剤樹脂を構成する重合性モノマー１００重量部当り１〜
２０重量部貴重、好ましくは２〜７重量部の範囲内で使
用される。

一ト力：」νＩ孟：本発明トナーは、上述の重合性ビニルモノマー架橋剤、
着色剤、および、適宜の重合開始剤の所望量を、ホモミ
キサーもしくはホモジナイザー等の高速攪拌装置にて充
分に混合分散せしめて混合物を調整し、この混合物を難
水溶性無機質微粉体を分散剤として含有する水系分散媒
中に攪拌下に懸濁せしめ、常法にしたがって懸濁重合す
ることによって得られ、重合反応終了後に適宜の後処理
、例えば、生成した重合体粒子を含む系にブレンステッ
ド酸を加え、難水溶性の無機質分散剤を除去した後、ろ
過、デカンテーション、°遠心分離等の適宜な方法で重
合体粒子を回収し、乾燥することによりトナーとするこ
とができる。

上記懸濁重合に際して用いることのできる重合開始剤と
しては、２，２′−アゾビス−（２，４−ジメチルバレ
ロニトリル）、２，２′−アゾビスイソブチロニトリル
、１，１′−アゾビス−（シクロヘキサン−１−カルボ
ニトリル）、２，２′−アゾビスー４−メトキシー２，
４−ジメチルバレロニトリル等のアゾ系重合開始剤；ベ
ンゾイルパーオキサイド・　メチルエチルケトンパーオ
キサイド、ラウロイルパーオキサイド等の過酸化物系重
合量始剤が挙げられ、これら重合開始剤は、それぞれ単
独で用いることもできるが、得られるトナーに所望の特
性を付与するために２種類またはそれ以上の重合開始剤
を混合して用いることもできる。

また、懸濁重合をおこなう際に分散剤として用いること
のできる難水溶性無機質粉体としては、第３リン酸カル
シウム、リン酸マグネシウム、硫酸カルシウム、炭酸マ
グネシウム、炭酸カルシウム、ヒドロキシアパタイト等
を挙げることができる。

なお、本発明のトナーにおいては、上記に述べた重合性
ビニルモノマー　架橋剤、着色剤の他に、得られるトナ
ーの特性改善の目的で、電子写真業界で慣用されている
種々の添加剤を必要に応じて適宜加えることができる。

例えば、耐オフセット性をさらに向上させる目的で、場
合により離型性を具有する物質、例えば高級脂肪酸類又
は高級脂肪酸の金属塩類、天然もしくは合成のワックス
類、高級脂肪酸エステル類もしくはその部分ケン化物類
、アルキレンビス脂肪酸アミド類、フッ素樹脂、シリコ
ン樹脂等を配合することもできる。その配合量は重合性
とニルモノマー及び架橋剤１００重量部当り一般に１〜
１０重量部の範囲内とすることができ、また、−成分系
トナーの場合には、上記重合性ビニルモノマーを始めと
する各成分と共に、磁性体粉末を用いることができる。

用い得る磁性体粉末としては、例えばフェライト、マグ
ネタイトを初めとする鉄、コバルト、ニッケル等の強磁
性を示す金属もしくは合金またはこれらの元素を含む化
合物、あるいは強磁性元素を含まないが適当な熱処理を
施すことによって強磁性を示すようになる合金、例えば
マンガン−銅−アルミニウム、マンガン−銅−錫などの
マンガンと銅とを含むホイスラー合金と呼ばれる種類の
合金、または、二酸化クロム等をあげることができる。

これらの磁性体は平均粒子径が０．１〜１　ミクロンの
範囲内の微粉末の形でトナー粒子中に均一に分散され、
その配合量は重合性単量体１００重量部当り一般に２０
〜７０重量部、好ましくは４０〜７０重量部である。

〔実　施　例〕

以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明す
る。なお実施例中の各成分の共重合比ないし混合比は特
に断りのない限り重量基準で部で示す。

実施例−１スチレン８０ｇ１　アクリル酸ブチル２０ｇ、架橋剤（
ジメタクリル酸−１，３−ブチレングリコール）１．７
ｇ、及び、カーボンブラック（三菱化成社製、ＭＡ−４
０）５ｇをアトライターを用いて混合し、さらに、重合
開始剤として２，２′−アゾビスイソブチロニトリル６
ｇを加えて重合性とニルモノマー混合物を調製した。

別に、イオン交換水１　ｋｇ中に第３リン酸カルシウム
２０ｇ、アルキルナフタレンスルホン酸ソーダ１ｇを加
えて分散媒体を準備した。

上記の分散媒体中に、上記重合性とニルモノマー混合物
を加え、デイスパー型分散機を用い３５００ｒｐｍの攪
拌下、９０℃で１時間懸濁重合してモノマー混合物の重
合を完了させ、重合反応終了後の反応生成物を冷却し、
硝酸にて反応生成物表面に付着している第３リン酸カル
シウムを除去した後、脱水→水洗→脱水→乾燥の各工程を経てトナーを製造した。

以上のようにして得られたトナーについて下記の方法で
トナー特性を評価し、その結果を後記表−１に示した。

１−皿−１−ユ（１）分子量及び分子量分布：トナー粒子０．０５ｇをテトラヒドロフラン２５ｍ１に
溶解し溶液部分をゲルパーミェーションクロマトグラフ
ィーにより測定し、標準ポリスチレンの分子量を基準に
して算出する。

（２）トルエン不溶分：トナー１ｇ及びろ過助剤（昭和化学工業社製、ラジオラ
イト＃７００）５ｇを２００ｃｃの三角フラスコに入れ
、トルエン１００ｃｃを添加後、３時間振どう器にかけ
て溶解し、ろ過積の減量によりトルエン不溶分く重量％
）を測定する。

（３）定着性及び非オフセット性：トナー５ｇと酸化鉄粉キャリア（日本鉄粉社製、Ｆ−１
００）１００ｇとを混合し、磁石・を用いた簡易磁気ブ
ラシ法で紙上に塗布し、フッソ樹脂／シリコーン樹脂の
加熱ローラー閏（１８０℃）を通過させて（２００ｎ１
ｗ／秒）定着し、非オフセット性を評価する。

また、トナ一定着面に対して、ソフトバットを用いた堅
牢度試験機により試験し、試験前後の画像濃度により定
着性を評価する。

比較例−１スチレン８０ｇ、アクリル酸ブチル２０ｇ、ジメタクリ
ル酸−１，３−ブチレングリコール　３ｇ１及び、２．
２′−アゾビスイソブチロニトリル　６ｇからなるモノ
マー混合物を、上記実施例−１と同様の懸濁重合法で重
合して結着剤樹脂を製造した（Ｍｎ＝８，３００、トル
エン不溶分＝５０％）。

次いでこの結着剤樹脂に三菱カーボンブラックＭＡ−４
０の５ｇを加えて予備混合後、常法にしたがって溶融混
練（温度１５０℃、７０ｒｐｍＸ１０分）、粉砕、分級
して粒子径約　１３μｍのトナーを得た。

上記トナーについて、実施例−１と同様にして評価し、
その結果を後記表−１に示した。

実施例−２スチレン８０ｇ、アクリル酸ブチル２０ｇ、ジメタクリ
ル酸−１，３−ブチレンゲリコール１．２ｇ、及び、カ
ーボンブラック（三菱化成社製、ＭＡ−１００）５ｇを
アトライターを用いて混合し、さらに、重合開始剤とし
て２，２′−アゾビス−（２，４−ジメチルバレロニト
リル）８ｇを加えて重合性ビニルモノマー混合物を調製
し、以下実施例−１と同様に懸濁重合してトナーを得（
但し、重合条件は７０℃×２時閏）、次いで評価した。

評価結果は後記表−１に示した。

実施例−３スチレン８０ｇ５　アクリル酸ブチル２０ｇ、ジメタク
リル酸−１，３−ブチレングリコール１．７ｇ、及び、
カーボンブラック（三菱化成社製、ＭＡ−４０）５ｇを
アトライターを用いて混合し、さらに、重合開始剤とし
て２，２′−アゾビスイソブチロニトリル４ｇを加えて
重合性ビニルモノマー混合物を調製し、以下実施例−１
と同様の方法で８５℃×２時間懸濁重合してトナーを得
た。評価結果は後記表−１に示した。

実施例−４スチレン８０ｇ、アクリル酸ブチル２０ｇ、ジメタクリ
ル酸−１，３−ブチレングリコール１．４ｇ、及び、カ
ーボンブラック（三菱化成社製、ＭＡ−４０）５ｇをア
トライターを用いて混合し、さら表　　−１合物を調製し、以下実施例−１と同様の方法で９０℃×
１時間懸濁重合してトナーを得た。評価結果は後記表−
１に示した。

実施例−５スチレン８０ｇ１　アクリル酸ブチル２０　ｇ、　　ジ
メタクリル酸−１，３−ブチレングリコール２．１ｇ。

及び、カーボンブラック（三菱化成社製、ＭＡ−４０）
５ｇをアトライターを用いて混合し、さらに、重合開始
剤として２，２′−アゾビスイソブチロニトリル６ｇを
加えて重合性ビニルモノマー混合物を調製し、以下実施
例−１と同様の方法で９０℃×１時間懸濁重合してトナ
ーを得た。評価結果は下記表−１に示した。

（以下余白）上記表中の記号説明定着性（画像濃度＝定着面に残存しているトナー粒子の
割合）二〇−画像濃度８０％超、 Δ；画像濃度６０〜８０％、 ×；画像濃度６０％未満、非オフセット性：Ｏ；定着ローラー及び紙面上にオフセット現象が全く認
められずきわめて良好、 Δ；定着ローラーまたは紙面上の何れか一方に僅かにオ
フセット現象が認められる程度で、実用上問題なし、×
；定着ローラー及び紙面上にオフセット現象が認められ
、実用性に乏しい、〔発明の効果〕本発明によって提供される静電荷像現像用トナーは、重
合性とニルモノマー　架橋剤、着色剤からなる混合物の
懸濁重合によって得られるため、トナー粒子中に含まれ
る結着剤樹脂には、定着性及び非オフセット性に悪影響
を及ぼす中間分子量成分を全く含まず、従って、溶融混
線による従来法で得られるトナーに比べ、格段に優れた
トナー特性を有するものである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）結着剤樹脂を構成する重合性ビニルモノマー及び
架橋剤と着色剤とを少なくとも含有する混合物を懸濁重
合して得られる静電荷像現像用トナー粒子であって、該
トナー粒子中の結着剤樹脂がトルエン不溶分３〜３０重
量％を含む数平均分子量３，０００〜１２，０００のビ
ニル重合体である静電荷像現像用トナー。
（２）前記結着剤樹脂が、重合性ビニルモノマー９５〜
９９．８重量％及び架橋剤５〜０．２重量％から構成さ
れてなる請求項１に記載の静電荷像現像用トナー。