JPH04182669A - 電子写真用トナーの製造方法 - 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］ 本発明はプリンター、複写機、ファックス等に用いる電
子写真用トナーの製造方法に関する。さらに詳しくは耐
オフセット性を改善したトナーの方法に関する。

［従来の技術］ 電子写真用トナーを用いた画像形成装置では記録紙上に
永久像を形成する方法として熱ローラー定着が主流にな
っている。しかしこの方式ではローラー表面にトナーの
一部が融着し再び記録紙上に転写して画像を汚すオフセ
ット現象を起こし易い欠点がある。

従来このオフセット防止の方法として、ローラー表面を
比較的離型性の優れた材料で形成しかつシリコンオイル
等の液体で表面を被覆する方法、トナー用結着樹脂の分
子量分布をブロードにする方法（特開昭５Ｏ−１３６４
２５）、トナーに離型剤を添加してトナー自体に前型性
を持たせる方法（特公昭５２−３３０４）等があった。

し発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のシリコンオイル等を使用する方法
では装置が複雑になりまたオイルの補給が必要で価格的
に高価になる。また分子量分布をブロードにし高分子量
成分を多くした場合、軟化点が高くなり消費電力の増加
や定着器の耐久性に支障をきたすようになる。低分子量
成分を多くした場合は軟化点を下げることには効果があ
るが同時にガラス転移点も低下しトナーの保存性が悪く
なる。従って良好な定着性を維持する性質を同時に満足
するトナーを得ることは困難であった。

トナー中に離型剤を添加してトナー自体に離型性を持た
せることは簡便な方法であるが、耐オフセットに対して
十分な効果を得るためには離型剤を多量に含有させるこ
とが必要で、そうするとトナーの保存性が悪くなり、ま
たこうした離型剤は結着樹脂との相溶性が悪いためトナ
ー組成が不均一となり帯電性等現像特性に悪影響を与え
るという課題を有していた。

そこで本発明の目的は上記課題を解決するもので、その
目的とするところは装置を複雑化せずに良好な定着性・
耐オフセット性を確保することが可能な電子写真用トナ
ーの製造方法を提供することにある。

さらに本発明の目的は製造工程を複雑化させること無し
に流動性、帯電性等の電子写真特性を満足する電子写真
用トナーの製造方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の電子写真用トナーの製造方法は内核粒子表面に
少なくとも樹脂微粒子を付着する工程、該樹脂微粒子を
溶解する溶剤に少なくとも機能性付与剤かつ／または離
型材を添加した混合溶剤により処理する工程、処理した
粒子を乾燥・回収する工程から成ることを特徴とする。

［作用コ 粒径の大きな母粒子と粒径の小さい子粒子とを混合して
メカノケミカル反応等により処理を行うことにより、子
粒子は母粒子表面に静電気力、化学的吸着力、物理的吸
着力等により均一に付着する。子粒子として樹脂微粒子
を付着させた場合、これを溶解する溶剤を樹脂微粒子に
接触させる事により樹脂が溶解し、母粒子表面に樹脂成
分からなる被膜形成が行われる。

ここでメカノケミカル反応時に小粒子と共に離型剤粒子
を混合することで該製造方法に従うと母粒子表面に離型
剤が分散された被膜層が形成される。

さらに樹脂微粒子を溶解する溶剤に流動性向上剤、帯電
制御剤等の機能性付与剤を混合して樹脂微粒子を処理す
ることで被覆層にこれら機能性付与剤が固定されたトナ
ーを一度に作製することが可能となる。

上記トナーを用いて画像形成を行った場合、定着時ロー
ラーと接するトナー表面は離型剤の作用で融着が起こら
ずこれによりオフセット現象が防止される。また離型剤
はトナー表面のみに添加されているためトナー全体に対
する含有量が少なく保存時の凝集を抑止することができ
る。

以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明するが本発明
がこれらに限定されるものでないことは言うまでもない
。

［実施例］ 第１図に本発明の電子写真用トナーの断面図を示す。ト
ナー内核１は結着樹脂２、着色剤３、磁性粉４等からな
り、これらの内核粒子は一般の混練粉砕法、スプレード
ライ法、重合法によって作製された粒径１〜４０μｍの
ものを使用する。形状は球形でも不定型でも構わない。

結着樹脂２としてはポリスチレン及び共重合体、例えば
、水素添加スチレン樹脂、スチレン・イソブチレン共重
合体、ＡＢＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＡＳ樹脂
、ＡＣ３樹脂、ＡＢＳ樹脂、スチレン・Ｐクロロスチレ
ン共重合体、スチレン・プロピレン共重合体、スチレン
・ブタジェン架橋ポリマー、スチレン・ブタジェン・塩
素化パラフィン共重合体、スチレン・アリル・アルコー
ル共重合体、スチレン・ブタジェンゴムエマルジョン、
スチレン・マレイン酸エステル共重合体、スチレン・イ
ソブチレン共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合
体、アクリレート系樹脂あるいはメタアクリレート系樹
脂及びその共重合体、スチレン・アクリル系樹脂及びそ
の共重合体、例えば、スチレン・アクリル共重合体、ス
チレン・ジエチルアミノ・エチルメタアクリレート共重
合体、スチレン・ブタジェン・アクリル酸エステル共重
合体、スチレン・メチルメタアクリレート共重合体、ス
チレン・ｎ−ブチルメタアクリレート共重合体、スチレ
ン・ジエチルアミノ・エチルメタアクリレート共重合体
、スチレン・メチルメタアクリレート°ｎ−ブチルアク
リレート共重合体、スチレン・メチルメタアクリレート
・ブチルアリレート・Ｎ−（エトキシメチル）アクリル
アミド共重合体、スチレン・グリシジルメタアクリレー
ト共重合体、スチレン・ブタジェン・ジメチル・アミノ
エチルメタアクリレート共重合体、スチレン・アクリル
酸エステル・マレイン酸エステル共重合体、スチレン・
メタアクリル酸メチル・アクリル酸２−エチルヘキシル
共重合体、スチレン・ｎ−ブチルアリレート・エチルグ
リコールメタアクリレート共重合体、スチレン・ｎ−ブ
チルメタアクリレート・アクリル酸共重合体、スチレン
・ｎ−ブチルメタアクリレート・無水マレイン酸共重合
体、スチレン・ブチルアクリレート・イソブチルマレイ
ン酸ハーフエステル・ジビニルベンゼン共重合体、ポリ
エステル及びその共重合体、ポリエチレン及びその共重
合体、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリプロピレン
及びその共重合体、フッソ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ
ビニールアルコール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリビニ
ルブチラール樹脂などを一種類あるいは、二種類以上ブ
レンドしたものを使用する事ができる。また、樹脂以外
の物質としてワックス等も使用することができる。例え
ば、キャンデリラワックス、カルナバワックス、ライス
ワックス等の植物系天然ワックス、みつろう、ラノリン
等の動物系天然ワックス、モンタンワックス、オシケラ
イト等の鉱物系天然ワックス、パラフィンワックス、マ
イクロクリスタリンワックス、ペトロラタム等の天然石
油系ワックス、ポリエチレンワックス、フィッシャー・
トロプシュワックス等の合成炭化水素フックス、モンタ
ンワックス誘導体、パラフィンワックス誘導体等の変性
ワックス、硬化ひまし油、硬化ひまし油誘導体等の水素
化ワックス、合成ワックス等のワックス類、ステアリン
酸、バルミチン酸等の高級脂肪酸類、低分子量ポリエチ
レン、酸化ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレ
フィン、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・ア
クリル酸エステル共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重
合体等のオレフィン共重合体を一種あるいは二種以上を
用いる。

着色剤３としてはカーボンブラック、スピリットブラッ
ク、ニグロシンなどの黒色染・顔料を使用する。カラー
用としては、フタロシアニン、ローダミンＢレーキ、ソ
ーラピュアイエロー８Ｇ、キナクリドン、ポリタングス
トリン酸、インダスレンブルー、スルホンアミド誘導体
などの染料、または顔料を使用することができる。

磁性粉４としては、Ｆｅ３Ｏ４、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ、Ｏ
ｒ、Ｎｉなどを用いる。

被覆層５は結着樹脂６、離型性微粒子７、及び必要に応
じて荷電制御剤、流動化剤からなる。

結着用樹脂微粒子６としてはポリメチルメタアクリレー
ト（ＰＭＭＡ）、ポリエチルメタアクリレート、ポリブ
チルメタアクリレ−）　（ＰＢＭＡ）、ポリエステル、
（スチレン−ブタジェン）コポリマー、（ＰＶＣ，ＰＶ
Ａ、ＰＶＡｃ）ニアポリマー、ポリγ−メチルーグルタ
メート、フッ素樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、ペンゾク
アナミン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ナイロ
ン６６／６、ナイロン１１、ナイロン１２、ポリスチレ
ン樹脂、架橋ポリスチレン樹脂、フェノール樹脂、メラ
ミン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエチレン樹脂、セ
ルロース等を使用する。

離型性微粒子７としては結着樹脂の中であげたワックス
類、高級脂肪酸類、及びオレフィン系重合体と同様なも
のが使用される。

荷電制御剤（以下ＯＣＡという）としては電子受容性の
有機錯体、塩素化ポリエステル、ニトロフニン酸、第４
級アンモニウム塩、ピリジニル塩などを添加することが
できる。

流動化剤としては５ｉｎ２、ＴｉＯ２、（ルチル、アナ
ターゼ）、Ｚｎ○等の酸化物の微粉末、ポリビニリデン
フルオライド等のフッ素樹脂微粉末どうが使用される。

第２図に本発明の電子写真用トナーの製造方法のフロー
チャートを示す。

内核粒子表面に微粒子を付着外添させる方法としてはス
プレードライ法、界面沈澱法、ペテロ凝集法、湿式ミリ
ング法等の湿式による方法、メカノケミカル法等の乾式
による方法が可能である。

乾式の場合、通常の混合機、例えば、ボールミル、Ｖ型
混合機なども使用できるが、いわゆる高速流動攪拌機を
使用したメカノケミカル反応を行わせるものが好ましい
。高速流動攪拌機としては、いわゆる、ヘンシェルミキ
サー、メカノフュージョンシステム（紀州ミクロン）、
ナラハイブリタイゼーションシステム（奈良機械製作所
）、メカノミル（開田精工）等を用いる。しかし、内核
粒子表面に微粒子を付着させる装置としては、訣して、
これらに限定されるものではない。次に溶剤を処理する
方法としては噴霧乾燥法、液浸法などがあるが接触時間
を制御できるものであれば何でも良い。好ましくは粉体
コーティング装置、例えば、デイスパーコート（日清製
粉）、コートマイザー（フロイント産業）などを使用す
る。

内核粒子の表面に樹脂微粒子を付着させた粒子を処理す
る溶剤としては、内核粒子及び微粒子の材質により決定
される。この為水系、有機溶剤系等のものを使用する事
ができる。例えば有機溶剤系としては、ジクロロメタン
、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロエタン、クロロ
ベンゼン等のハロゲン化炭化水素、メタノール、メチル
セルソルブ、ベンジルアルコール等のアルコール類、ジ
オキサン、テトラヒドロフラン、ベンジルエーテル等の
エーテル類等、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類
、フルフラール、アセトン、メチルエチルケトン、シク
ロヘキサン等のケトン類、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン等の芳香族類、ニトロベンゼン、アセトニトリル、ジ
エチルアミン、アニリン、ジメチルホルムアミド、ピロ
リドン等の窒素化合物を用いることができる。

以下に本実施例をより詳細に説明する。

［実施例１］ （内核粒子の作製） スチレン・アクリル共重合体　　　　９７重量部含金属
アゾ染料　　　　　　　　　　　１重量部カーボンブラ
ック　　　　　　　　　　２重量部上記組成の原料を使
用し、２軸エクストルーダで混練し、冷却粗粉砕する。

次に、ジェット粉砕機で微粉砕後、分級して平均粒径１
０μｍ、分布５〜２５μｍの内核粒子を作製した。

（微粒子の外添） オフセット防止のためポリプロピレンワックス粒子（以
下Ｐ　Ｐ　Ｗ　ａ　ｘという）を使用した。

ＰＢＭＡ　　　　　　　　　　　　　　６０重量部Ｐ　
Ｐ　Ｗ　ａ　ｘ　　　　　　　　　　　　　４０重量部
ＰＢＭＡは粒径０．４μｍ、　　ガラス転移点８３℃の
ものを使用した。この微粒子と上記内核粒子を下記に示
す組成に混合して、メカノフュージョンシステム（紀州
ミクロン製）を用いて外添微粒子を内核粒子表面に付着
させたく以下メカノ処理という）。組成と条件を以下に
示す。

内核粒子　　　　　　　　　８０ｗｔ％外添微粒子　　
　　　　　　２０ｗｔ％メカノ条件として、回転数１５
０Ｏｒｐｍ、処理時間３０分で行った。得られた粉体粒
子の過剰な、付着に寄与していない微粒子は分級機によ
り除去した。（分級機による過剰粒子の除去は外添微粒
子の仕込量を調整する事により省く事ができる。）しか
し、除去後においてもＰＢＭＡ粒子及びＰＰＷ　ａ　ｘ
粒子は内核粒子の表面に剥がれず、付着している事が表
面の電子顕微鏡観察により明かとなった。また、電子顕
微鏡により断面観察を行ったところ内核粒子表ｍｌに、
ＰＢＭＡ粒子及びＰＰＷａＸ粒子が球形のまま、外添付
着された状態にある事が観察された。

（溶剤処理） 上記方法で作製した微粒子を外添した内核粒子に対して
粉体コーティング装置により溶剤処理を行った。溶剤と
してはＰＢＭＡ粒子を溶解するア七トンを使用し、機能
性付与剤として下記材料を使用した。

ＯＣＡ　　　　　　　　　　　　・・・　５重量部５ｉ
０２　　　　　　　　　　　・・・　５重量部アセトン
　　　　　　　　　　・・・９０重量部ここで各成分の
搬送量は粉体、混合溶液とも１ｋ　ｇ　／　ｈ　ｒとな
るよう気流圧、粉体、溶剤供給量を調整した。これらを
接触・混合させた後この混合体を噴霧乾燥させ、得られ
たトナーをサイクロンにより回収した。

この溶剤処理により得られた粒子は粒子同士の結着も無
く、粒子それぞれが独立した状態の集合体であった。ま
た、本実施例で作製した粒子を電子顕微鏡により断面観
察したところ、内核粒子の表面に、０．２μｍの被覆層
が形成されており、かつ被覆層中にＯＣＡ、５ｉ０２と
思われる微小粒子の存在が確認された。

前記作製したトナーを用いて、−成分非接触型現像機と
ＯＰＣ感光体を有するレーザプリンターに搭載して画像
形成を行った。熱定着ローラー表面はふっ素糸樹脂で形
成されたものを用いた。その結果２０ＰＰＭの印字スピ
ードで、鮮明な画像を形成する事が確認された０画像の
Ｏ，Ｄ値は１゜２〜１．５が確保され、また、１万回の
印字テストでも特に画像汚れもなく良好な印字が再現性
良く得られた。また画像は熱ローラーの表面温度１４０
°Ｃ〜２００℃の範囲でオフセット無く良好に定着でき
ることがわかった。さらにこの電子写真用トナーは温度
５０°Ｃ，湿度６０％の恒温恒湿槽中で１０日間放置し
ても凝集を起こさず、保存性も良好である。この結果は
ＰＰＷａｘがトナー表面近傍に存在しローラーとの離型
性効果が十分に発揮され、また含有量が小でかつワック
ス成分が樹脂でガードされているため電子写真特性、お
よび保存性が当初の設計通りであることを示すものであ
る。

これにより後工程無しで流動性、帯電性等十分トナー特
性を維持できるマイクロカプセル型トナーが作製できる
ことが可能となった。

［実施例２コ 内核粒子へのメカノ処理は多段処理が可能である。本実
施例ではまずＰ　Ｐ　Ｗ　ａ　ｘを積層し、その後樹脂
微粒子を付着させ、均一な層からなる多層構造を形成し
た。この粉体粒子に実施例１と同様なアセトンを主とし
た混合溶剤により溶剤処理を行い、マイクロカプセルト
ナーを作製した。ＰＰＷ　ａ　ｘはアセトンに不溶なた
め断面ｔ！！察すると樹脂層がＰ　Ｐ　Ｗ　ａ　ｘをガ
ードするように被覆された構成である事が確認された。

前記作製したトナーを用いて印字試験を行ったところオ
フセットもなく良好な画像が形成された。

また、繰り返し試験でも画像汚れはほとんどａ認されな
かった。

［実施例３］ 本実施例では内核粒子にメカノケミカル法にて樹脂微粒
子を付着し、その後の溶剤処理工程にＰＰ　Ｗ　ａ　ｘ
及び機能付与剤を樹脂溶液に分散したものを用いてマイ
クロカプセルトナーを作製した。

樹脂溶液の組成を以下に示す。

アクリル樹脂　　　　　　　　・・・　９重量部Ｐ　、
Ｐ　Ｗ　ａ　ｘ　　　　　　　　　　・・・　９重量部
ＯＣＡ　　　　　　　　　　　　・・・　１重量部５ｉ
０２　　　　　　　　　　　　・・・　１重量部アセト
ン　　　　　　　　　　・・・８０重量部上記組成の混
合溶液を用意し、実施例１と同様な装置を用いてマイク
ロカプセルトナーを作製した。またこのときの圧縮空気
による高速気流での搬送量を粉体、分散溶液とも１ｋｇ
／ｈｒとなるよう気流圧、粉体、溶剤供給量を調整した
。この方法で作製したトナーを用いて印字試験を行った
ところオフセットもなく良好な印字が可能であった。

［実施例４］ 実施例３では離型剤のバインダー用としてアクリル樹脂
溶液で溶剤処理したが樹脂を用いないスラリー系でもＰ
　Ｐ　Ｗ　ａ　Ｘの固定は可能である。実施例３の内核
粒子を用いて下記組成の混合溶剤により溶剤処理を行っ
た。

ＰＰＷａｘ　　　　　　　　　　−−−１０重１部ＯＣ
Ａ　　　　　　　　　　　　・・・　５重量部５ｉ０２
　　　　　　　　　　　　・・・　５重１部アセトン　
　　　　　　　　　・・・８０重１部本実施例で得られ
たトナーを用いて印字試験を行ったところオフセットも
なく良好な印字が可能であった。

［実施例５コ 本実施例では内核粒子にメカノケミカル法にて樹脂微粒
子及び機能性付与材として荷電制御剤をを付着し、その
後の溶剤処理工程にＰ　Ｐ　Ｗ　ａ　ｘ及び流動化剤を
樹脂溶液に分散したものを用いてマイクロカプセルトナ
ーを作製した。

［実施例６コ 内核粒子の処理剤として樹脂微粒子、及び流動化剤を添
加し、溶剤処理工程にＰ　Ｐ　Ｗ　ａ　ｘ及び荷電ｌ！
ｉｌ制御剤を樹脂溶液に分散したものを用いてマイクロ
カプセルトナーを作製した。

［実施例７］ 内核粒子の外添処理に樹脂微粒子及び機能性付与剤とし
て荷電制御剤、流動化剤を用い、溶剤処理工程にｐ　ｐ
　ｗ　ａ　ｘを樹脂溶液に分散したものを用いてマイク
ロカプセルトナーを作製した。

実施例５〜７のトナーを用いて印字試験を行ったところ
オフセットもなく良好な印字が可能であった・ ［実施例８］ 実施例１と同様な装置及び内核粒子を用い、内核粒子に
外添させる微粒子の粒径を変えて被覆層の膜厚を制御し
た。樹脂微粒子としては粒径０゜４μｍ（ＰＢＭＡ）、
粒径０．８μｍ　（ＰＭＭＡ）、粒径１．０μｍ　（Ｐ
ＭＭＡ）のものを用いた。第１表に微粒子外添条件を示
す。次に、これらの粒子を実施例１と同様に溶剤処理し
た。得られた粒子について実施例１と同様に電子顕微鏡
により、粒子表面と粒子断面観察を行い膜厚を測定した
。

第２表に処理条件と結果を示す、この様に内核粒子表面
に付着させる粒子の粒径を変化させる事により、任意の
膜厚を有する被覆層を形成できる。

第１表 ＊処理時間：３０分で全て行った。

第２表 ＊溶媒：アセトン 以上、本発明の実施例を示したが、本発明の電子写真用
トナーの製造方法はこれらの実施例に限定されるもので
はなく、被覆層に離型剤を添加した構成の全てのトナー
に応用する事が可能である。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明の電子写真用トナーの製造方法
によれば内核粒子表面に少なくとも樹脂微粒子を付着す
る工程、該樹脂微粒子を溶解する溶剤に少なくとも機能
性付与剤かつ／または離型材を添加した混合溶剤により
処理する工程、処理した粒子を乾燥・回収する工程から
成ることによりトナー全周に渡り均一に、かつトナーに
対して少量の添加量で離型剤及び機能性付与剤を含有し
たトナーを作製する事が可能になった。これにより十分
なトナー特性を持ち、かつオフセットのない良好な印字
が可能になった。本発明による電子写真用トナーは、複
写機・ＦＡＸ・プリンター等に応用可能で、本発明の電
子写真用トナーの製造方法を用いるならば、トナーの保
存性において良好で、かつ繰り返しの画像形成において
品質の安定した印字が可能なトナーを簡単に製造可能と
いう多大の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子写真用トナーの断面を示す図。 第２図は本発明の電子写真用トナーの製造方法の一例の
フローチャートを示す図。 以　　上 出願人　セイコーエプソン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被覆層の構成物として離型材を含むマイクロカプ
   セル型電子写真用トナー製造方法において、内核粒子表
   面に少なくとも樹脂微粒子を付着する工程、該樹脂微粒
   子を溶解する溶剤に少なくとも機能性付与剤かつ／また
   は離型材を添加した混合溶剤により処理する工程、処理
   した粒子を乾燥・回収する工程から成ることを特徴とす
   る電子写真用トナーの製造方法。