JPH0812451B2 - カプセル化されたトナー組成物の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、カプセル化されたトナー組成物の製造方法
に関する。

先行技術 ワックス状物質を含むトナーおよび現像剤組成物は公
知である。即ち、例えば、英国特許第1,442,835号に
は、スチレンホモポリマーまたはコポリマー樹脂と、ポ
リエチレンおよびポリプロピレンから選ばれた少なくと
も１種のポリアルキレン化合物とを含むトナー組成物が
記載されている。この英国特許の記載によれば、出発ポ
リマー樹脂はスチレンのホモポリマーでも他のエチレン
系不飽和モノマーとのコポリマーでもよく（第２頁90行
よりの記載参照）、エチレン系不飽和モノマーの例は第
３頁１行よりに記載されている。該英国特許のトナー組
成物に混入するのに用いられるポリアルキレン化合物に
は平均分子量約2,000〜約6,000のポリエチレンとポリプ
ロピレンとが含まれている。

さらに、英国特許第4,460,672号には、樹脂粒子、顔
料粒子、分子量約500〜約20,000のワックス状物質から
なる静電トナー粒子からなり、さらに約0.5〜約10重量
％の帯電促進添加剤、例えば、アルキルピリジニウムハ
ライド類、有機スルホン酸塩化合物類または有機硫酸塩
化合物を含む現像剤組成物が開示されている。

また、米国特許第4,206,247号には、低分子量ポリオ
レフィンとアルキル変性フェノール樹脂を含む樹脂混合
物からなる現像剤組成物が開示されている。さらに詳し
くは、該米国特許には、その発明が少なくとも１種のグ
ループＡから選ばれた樹脂と少なくとも１種のグループ
Ｂから選ばれた樹脂とをある割合で含むトナー粒子によ
る像の現像工程を含む方法に関し、グループＡの樹脂と
して低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレンお
よび同様の物質がありグループＢの樹脂としては天然樹
脂変性マレイン酸樹脂、天然変性ペンタエリスリトール
樹脂、および他の樹脂があることが示されている。（第
４欄、６行参照）。グループＡ樹脂の例としてはポリス
チレン、スチレン系コポリマー、ポリエステル、エポキ
シ樹脂等が述べられている（第５欄、47行の記載）。使
用するポリプロピレンまたはポリエチレンの分子量は約
1,000〜約10,000好ましくは約1,000〜約5,000である。

さらにまた、“トナー コンポジション ウィズ ク
ロスリンクド レジンス アンド ローモレキュラー
ウェイト ワックス（Toner Compositions with Crossl
inked Resins and Low Molecular Weight Wax）”なる
名称の米国特許出願第655,381号には、例えば、ジビニ
ルベンゼンで架橋したスチレンアルキルメタクリレート
またはこれら架橋コポリマー樹脂と第２樹脂例えばスチ
レンブタジエンコポリマー樹脂とのポリブレンド混合物
を包含する架橋コポリマー樹脂；顔料粒子；ポリエチレ
ンおよびポリプロピレンからなる群から選ばれた低分子
量ワックス状混合物；および任意成分としての、アルキ
ルピリジニウムハライドおよび有機スルホン酸塩化合物
からなる群から選ばれた帯電促進添加剤とからなるトナ
ー組成物が記載されている。

他の代表的な従来技術には米国特許第4,187,194号及
び第3,788,994号があり、これらは使用する液体または
圧縮定着性トナー粒子が低分子量ポリエチレンによって
保護されるカプセル化方法を開示している。背景的に興
味がありまた特許性調査の結果として存在する特許に
は、トナー組成物を調製するのに低分子量ポリプロピレ
ンを含む樹脂の組合せを用いている米国特許第4,206,24
7号および第4,418,137号；第4,022,776号；第4,254,201
号；第4,262,076号；第4,293,632号および第4,739,825
号がある。これらの特許は一般にトナー組成物中でのポ
リエチレンのカプセル化および／または使用に関する。

また、同様に背景的に興味ある従来技術としては、次
のものがある。

米国特許第3,079,342号には、長鎖熱可塑性可塑剤の
ような高分子変性剤によるポリスチレンからなるトナー
の変性が開示されている。これら可塑剤の例は第３欄、
46行よりに例記されポリエチレンを包含している。

米国特許第4,329,415号には、バインダー媒質が、単
独または２種以上の混合物の形で用い得るワックス、樹
脂およびゴムからなり得る磁性現像剤組成物が開示され
ている（第５欄、63行よりの記載参照）。使用し得るワ
ックスの例は第６欄、２行よりに例示されており植物ワ
ックス、動物ワックス、蜜蜂ワックス、くじらワック
ス、およびポリエチレンワックス、ポリプロピレンワッ
クスおよび類似物質のような合成ワックスがある。

米国特許第4,362,803号には、好ましい実施態様とし
て、バインダー化合物に加え、低分子量ポリエチレン、
低分子量ポリプロピレンまたは類似物質である炭化水素
ワックスを含む一成分磁性現像剤が開示されている（第
７欄、23行よりの記載参照）。

米国特許第4,385,717号には、特定のグラフトコポリ
マーと特定の無定形ポリマーからなるトナー組成物が開
示されている。グラフトポリマーとして使用される結晶
性ポリマーの例にはポリエチレンとポリプロピレンがあ
る（第４欄、33行よりの記載参照）。

米国特許第4,148,741号には、ビーズ重合法を用いた
トナー組成物の調製方法が例示されている。トナーとし
て使用されるバインダー樹脂の例にはエチレンおよびプ
ロピレンの如き各種ワックスがあり（第６欄、５行より
の記載）、さらに第８欄、59行よりには、任意の適当な
連鎖移動剤または架橋剤、またはこれらの混合物を用い
て高分子粒子を変性し所望する性質を得ることができる
ことが示唆されている。架橋剤の例はジビニルベンゼン
のような芳香族ジビニル化合物である（第８欄63行より
の記載参照）。

さらに他の背景的興味ある従来技術には、米国特許第
4,409,312号；第2,891,911号；第3,916,064号；第3,94
2,979号；第4,108,653号および第4,140,644号がある。

さらに、ゼロックスコーポレーション6500（Xerox Co
rporation6500、登録商標）複写装置はマゼンタトナー
組成物、シアントナー組成物、およびイエロートナー組
成物を包含する個々のトナー組成物を使用する。ある場
合には、6500機によっては乏しいコピー品質の像が得ら
れることが知られている。即ち、これらの像は、カラー
トナー組成物の各々がエージング（aging）するときの
異なる摩擦電気帯電特性に由来する望ましくない背景付
着物および現像剤混合物のバイアスを調製するまでの低
密度とを有する。この問題は、主に、トナー顔料粒子表
面上に存在する低分子量ワックス状化合物のシェル（外
殻）の存在の結果としてカラートナー組成物の実質的に
同一の安定な摩擦電気帯電特性を得ることのできる本発
明のトナー組成物によって解決できる。さらに、本発明
のトナー組成物によれば、多くの従来技術の現像剤によ
る場合のような異なる組成物のトナー粒子を使用する必
要はない。さらにまた、限られた数の有用なカラー顔料
のみしか使用できないので、実質的な努力は、延長した
使用による改良されたコピー品質を得るために上述のカ
ラートナー組成物へ調整を加えることに払われている。

発明の解決しようとする問題点 従って、改良された電気的安定性を有するトナー組成
物が要求されている。また、生成した個々のトナーが実
質的に等しい摩擦電気帯電値を有するカラートナー組成
物が要求されている。さらに、得られる個々のトナーが
多数回のコピーサイクルによって著しく変化しないカラ
ートナー組成物が要求されている。さらに、マゼンタ、
シアン、イエロー、およびレッド、ブルー、グリーンの
ような強彩色のトナー組成物であって、同一摩擦帯電特
性を有し、これらの特性が多数回の像形成サイクルにお
いて維持されるトナー組成物が要求されている。また、
改良された安定な電気的性質を有しそれによって多数回
の像形成サイクルいおいて実質的に同じカラー強度を与
えるカラートナー組成物が要求されている。

発明の目的 本発明の目的は、カプセル化されたトナー組成物の製
造方法を提供することにより、上述の欠点を克服できる
カラートナー組成物が得られるようにすることである。

発明の構成 本発明の目的は、所定の工程を有するカプセル化され
たトナー組成物の製造方法を提供することにより達成さ
れる。

本発明のトナー組成物の各々に有用な樹脂の具体的な
例は、ポリエステル、スチレン／ブタジエン、スチレン
／メタクリレート樹脂のようなスチレンコポリマー、ポ
リアミド、エポキシ、ポリウレタン、ビニル樹脂、およ
びジカルボン酸とジフェノールを含むジオールとの高分
子エステル交換生成物である。適当なビニル樹脂にはホ
モポリマーまたは２種以上のビニルモノマーのコポリマ
ーがある。ビニルモノマー単位の例はスチレン;p−クロ
ロスチレン；エチレン、プロピレン、ブチレンおよびイ
ソブチレンのようなエチレン系不飽和モノオルフィン
類；酢酸ビニルのようなビニルエステル類；メチルアク
リレート、エチルアクリレートおよびブチルアクリレー
トを包含するα−メチレン樹脂族モノカルボン酸類；ア
クリロニトリル、メタクリロニトリル、およびアクリル
アミド；ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエー
テルのようなビニルエーテル類等である。また、トナー
樹脂としては高割合のスチレンを含むスチレンブタジエ
ン類およびその混合物も使用できる（米国特許第4,469,
770号参照）。

本発明のトナー用として好ましい樹脂はポリスチレン
メタクリレート；スチレンブタジエン；米国特許第3,65
5,374号および第3,590,000号に記載されているようなポ
リエステル樹脂；ジメチルテレフタレート、1,3ブタン
ジオールおよびペンタエリスリトールとの縮合により得
られるポリエステル；およびグッドイヤー（Goodyear）
社よりS5Aとして商業的に入手できるプリオライト（Pli
olite）樹脂がある。プリオライト樹脂は、スチレンが
約80重量％〜約95重量％の量で存在し、ブタジエンが約
５重量％〜約20重量％の量で存在するスチレンとブタジ
エンのコポリマー樹脂であると信じられている。

本発明のトナー組成物用のマゼンタ、シアンおよびイ
エロー顔料即ち着色剤の具体的な例は良く知られてお
り、例えば、マゼンタ化合物として、2,9−ジメチル−
置換キナクリドン、カラーインデックスでCl60719とし
て示されているアンスラキノン染料；ホスタパームピン
ク（Hosta−perm Pink）;Clディスパーストレッド15、
カラーインデックスにＣ16050として示されているジ
アゾ染料;Clソルベントレッド19等がある。顔料として
使用できるシアン物質の例は、銅テトラ−４（オクタデ
シルスルホンアミド）フタロシアニン；カラーインデッ
クスにCl74160としてリストされているＸ−銅フタロシ
アニン顔料;Clピグメントブルー；スダンブルー；カラ
ーインデックスにCl69810として示されているアントラ
スレンブルー；スペシャルブルーＸ−2137等があり、ま
た使用できるイエロー顔料の具体的例としてはジアリラ
イドイエロー3,3−ジクロロベンジジンアセトアセトア
ニライド；カラーインデックスにＣ12700として示さ
れているモノアゾ顔料;Clソルベントイエロー16、カラ
ーインデックスにフォロンイエローSe/GLNとして示され
ているニトロフェニルアミンスルホンアミド;Clディス
パースドイエロー33;2,5−ジメトキシ−４−スルホンア
ニライドフェニルアゾ−４′−クロロ−2,5ジメトキシ
アセト−アセトアニライド；およびパーマネントイエロ
ーFGLである。これらの顔料は、一般に、トナー組成物
中にトナー樹脂粒子の重量基準で約２重量％〜約15重量
％の量で存在する。

本発明のカラートナー組成物のカプセル化シェルとし
て用いる一般には分子量約500〜約20,000好ましくは分
子量約1,000〜約6,000を有するワックス状物質はアライ
ドケミカルおよびペトロライト社より商業的に入手でき
るポリエチレン、イーストマンケミカルプロダクツ社よ
り商業的に入手できるエポレンＮ−15（EpoleneN−1
5）、サンヨーカセイK.Kより入手できるビスコール550P
（Viscol 550P）等である。使用する商業的に入手でき
るポリエチレンは約1,000〜1,500の分子量を有し、一方
商業的に入手できるポリプロピレンは約4,000の分子量
を有している。本発明で使用できるポリエチレンおよび
ポリプロピレンの多くは英国特許第1,442,835号に記載
されている。

例えば、公知の加熱球形化法（heat spheroidization
process）によってシェルに形成できる低分子量ワック
ス材料は種々の量で存在するが、一般にはこれらワック
スはシェルとして約１重量％〜約３重量％の量好ましく
は約10重量％〜約20重量％の量で存在する。このシェル
は、約0.25ミクロン〜約１ミクロンの厚さで存在し、個
々に調整されたカラートナー組成物の各々が実質的に等
価な摩擦電気帯電特性を有するのを可能にする。

また、本発明のトナー組成物中には、コロイド状シリ
カのような流動助剤を含む種々の添加剤が混入される
（米国特許第3,720,617号および第3,900,588号参照。）
一般に約0.1重量％〜約１重量％好ましくは約0.65重量
％のエアロジルR972（Aerosil R972）のようなシリカを
本発明のカラートナー組成物の各々に混入する。

任意成分の添加剤として、本発明のカラートナー組成
物中にスタアリン酸亜鉛を包含する脂肪酸の金属塩を加
えることができる（米国特許第3,983,045号参照）。こ
れら金属塩は一般に約0.1重量％〜約１重量％の量好ま
しくは約0.35重量％の量で添加する。

現像剤の調製には上記トナー組成物とそのトナー粒子
を正帯電となし得るキャリヤー粒子との混合を必要とす
る。従って、キャリヤーコアとしては、表面にポリフッ
化ビニリデン、テトラフルオロエチレンと塩化ビニルの
コポリマーのようなフルオロポリマーのコーティングを
有するスチール、ニッケル、鉄フェライト等を使用でき
る。さらに、米国特許第3,847,604号および第3,767,598
号に記載されているようなニッケル果粒状キャリヤーも
使用できる。コーティングしたキャリヤー粒子の直径は
約500ミクロン〜約1,000ミクロンであり、かくしてキャ
リヤ粒子が十分な密度と慣性を有して現像工程中静電像
へ付着するのを回避できるようにする。

キャリヤー粒子はトナー組成物と種々の組合せで混合
するが、最良の結果は約100〜200重量部のキャリヤーに
対し約１重量部〜約３重量部のトナー粒子によって得ら
れる。

トナー摩擦電気生成物（トナー摩擦により増大された
トナー濃度、マイクロオーム/g）は、例えば、トナー中
に含まれる各成分および使用するキャリヤー粒子に依存
している。しかしながら、トナー摩擦生成物は約マイナ
ス（負）またはプラス（正）30〜マイナス（負）または
プラス（正）90であり得る。

本発明のトナーおよび現像剤組成物と共に使用できる
像形成部材の例には、各種公知の光励起体、例えば、セ
レン；セレンひ素、セレンテルル、セレンひ素テルルを
包含するセレン合金；ハロゲン含有セレンおよびハロゲ
ンでドーピングしたセレン合金がある。また、正帯電さ
せたトナーは多層型感光性装置上に存在する像の現像に
使用できる（米国特許第4,265,990号参照）。

以下の実施例は本発明の好ましい特定の実施態様を記
載するものであり、これらの実施例は単に例示を目的と
し本発明の範囲を限定するものでないことに注意された
い。部およびパーセントは特に断わらない限り重量によ
る。

実施例１ 70重量％のスチレンブタジエン樹脂（グッドイヤー社
よりプリオライトとして商業的に入手できるもの）、20
重量％のポリプロピレンワックス（ビスコール550P）、
および10重量％のピグメントヘリオゲンブルーＬ（BASF
社から入手できる無金属フタロシアニン）とをバンバリ
ーゴムミル中で混合し次いで微細化することによってト
ナー組成物を調製した。トナーはまた0.2重量％の流動
助剤エアロジルR972を含んでおり、この添加剤は加熱球
形化処理後でも添加できる。

こうして、約８〜約12ミクロンの粒径を有するトナー
粒子を得た。

その後、上記で調製したトナーをボーウェン（Bowe
n）30インチスプレードライヤー中に適当なパワーフィ
ーダーにより10g/分の供給速度で装入した。このスプレ
ードライヤーの入口温度は600°Ｆ（315℃）に維持し
た。上述の加熱球形化処理のあと、自由流動性であり、
各々の粒子が、透過型電気顕微鏡（TEM）で観察したと
き、ポリプロピレンワックスの0.25ミクロン厚連続シェ
ル中にカプセル化された球状形のトナー粒子を得た。

25ミクロン/gの正帯電トナーは上記エアロジルの代り
に酸化アルミニウムを混入させた場合も得ることができ
る。

実施例２ トナー組成物を実施例１の手順を繰返すことによって
調製した。ただし、10重量％のヘリオゲンブルーＬの代
りに10重量％のホスタパームピンク（アメリカンヘキス
ト社より入手できる）および0.2重量％のエアロジルR97
2の代りに0.5重量％のエアロジルR972を用いた。プロピ
レンワックスの連続カプセル化シェルを有するトナー粒
子を得た。

実施例３ トナー組成物を実施例１の手順を繰返すことによって
調製した。ただし、550Pポリプロピレンワックスの代り
にバレコＥ−2020（Bareco E−2020）ワックスを用い
た。E2020ワックスの連続シェルでカプセル化されたト
ナー粒子を得た。

実施例４ トナー組成物を実施例１の手順を繰返すことによって
調製した。ただし、550Pポリプロピレンワックスの代り
にバレコポリワックス1000を用いた。ポリワックス1000
の連続シェル内にカプセル化されたトナー粒子を得た。

実施例５ トナー組成物を実施例１の手順を繰返すことによって
調製した。ただし、ヘリオゲンブルーＬの代りにアメリ
カンヘキスト社のパーマネントイエローFGLを用いた。5
50Pポリプロピレンワックスの連続シェル中にカプセル
化されたトナー粒子を得た。

実施例６ 実施例２で得たトナー組成物の1.2gと、0.6重量％の
スチレン、メチルメタクリレート、トリエトキシシラン
ターポリマーコーティングと20重量％のバルカン（Vulc
an）カーボンブラックとを含むフェライトコアからなる
キャリヤー粒子の60gとを混合することによって現像剤
組成物を調製した。混合は小容器で行い、次いでロール
ミルで15分間混合した。得られた現像剤の各サンプルを
用い、各場合において約−40マイクロクローン/gである
トナー上の摩擦電気電荷を吹き出し法（blow−off proc
ess）を用いて公知のファラディケージ法により測定し
た。その後、現像剤を24時間ロールミル処理し、トナー
の各々の摩擦電荷を再び測定した。さらに、上記の手順
を繰返すことによって実施例２のトナーにより２つの現
像剤組成物組成物を調製した。ただし、加熱回転楕円処
理は行なわなかった。即ち、ワックスは連続カプセル化
シェルとして存在するよりもむしろトナー粒子の塊り中
に存在した。これら現像剤上の摩擦電荷も上述の手順に
より測定した。

次のデータはエージングテスト装置中で得たもので、
第１図は上記４種の現像剤組成物の時間に対する摩擦生
成物をプロットしたものである。さらに詳細には、線１
と２は加熱回転楕円処理なしで調製した現像剤の摩擦生
成物を示すもので、線１は70重量％のスチレンブタジエ
ンと10重量％のホスタパームピンクを含むもの、線２は
10重量％のスタンブルーと70重量％のスチレンブタジエ
ンを含むものである。

線３（ホスタパームピンク）および線４（スダンブル
ー）実施例２により調製し各々トナーの加熱回転楕円処
理を行いトナー上にカプセル化連続シェルを得た現像剤
組成物の摩擦生成物を示す。

図中の各線グラフはトナーがその表面にカプセル化ワ
ックスの連続シェルを含まない現像剤の不安定な摩擦生
成物（線１および２参照）と比較したとき、本発明の現
像剤組成物の比較的安定な摩擦生成物（線３および４参
照）を明らかに示している。

このグラフにおいて、摩擦生成物はトナー濃度によっ
て増大したマイクロクーロン/gでのトナー上の摩擦電荷
として計算した。

さらに、実施例６で調製した加熱回転楕円処理トナー
を含む現像剤組成物をゼロックスコーポレーション6500
装置で使用してすぐれた解像力を有し、背影付着物のな
い10,000回以上の像形成サイクルで安定なエーシング特
性を有するカラー像を得た。

本発明の他の変形は本明細書の記載から当業者にとっ
て容易であろう。これらの変形は本発明の範囲に属する
ものとする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の現像剤組成物のエージング特
性を示す線グラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポール シー ジュリアン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14580 ウエスト ウェブスター リーデイル ドライヴ 23 (72)発明者 ジョン エフ ナップ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14450 フェアポート ランベス ループ 38 (72)発明者 スティーブン ビー ボルト アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14625 ロチェスター デノンヴィル リッジ ３ (56)参考文献 特開 昭57−185444（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−186757（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−5633（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−231548（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−85756（ＪＰ，Ａ) 米国特許4879199（ＵＳ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カプセル化されたトナー組成物の製造方法
   であって、樹脂粒子、カラー顔料粒子及び分子量500〜2
   0,000のワックス状物質を混合する工程、得られた混合
   物を微細化処理して、トナーサイズの粒子を含むトナー
   組成物を形成する工程、及び形成されたトナー組成物の
   粒子を、各トナー粒子上に前記ワックス状物質がシェル
   を形成するのに十分な温度下で分散し、各トナー粒子の
   表面に、ワックス状物質でカプセル化された連続シェル
   を形成する工程を含む製造方法。