JPS5857105B2 - 加圧定着性マイクロカプセルトナ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は静電写真用トナーに関し、更に詳しくは加圧に
よって定着可能なマイクロカプセルトナーに関する。

従来の静電写真用トナーとしては加熱定着性のものが主
に使用されている。

この種のトナーは、熱可塑性樹脂を主体とするもので、
熱可塑性樹脂を加熱軟化させ、これに着色剤を加えて混
練した後、粉砕して作られる。

しかし加熱定着性トナーを用いる定着法においては次の
ような欠点がある。

（１）定着装置の温度をトナーの軟化点以上まで昇温さ
せるため長時間を要する。

（２）定着装置の温度をトナーの軟化点以上の温度に保
持するため大電力を要する。

（３）高速複写をするには定着装置の温度を過大にする
ため、コピー紙が焦げたり、最悪の場合には火災の危険
を生ずる。

一方、このような加熱定着の欠点を除き、特に複写の高
速化をはかるため軟化点の低いトナー又は加圧だけで定
着可能なトナーに関する提案もなされている。

例えば特公昭４４−９８８０号にはＣ６〜Ｃ２５の脂肪
族成分からなる加圧定着性トナー組成物が、また特開昭
４８−７５０３２号、同４８−７５０３３号、同４８−
７８９３１号、同４８−７８９３６号には夫々軟質重合
体からなる静電写真用トナーが開示されている。

しかしこれらの加圧定着性トナーは粉砕法で作られるも
ので、製造上及び使用上次のような多くの欠点を持って
いる。

（１）粉砕性の点から脆化点以下の温度に冷凍して粉砕
する必要がある。

（２）軟質重合体に硬質樹脂を混入すれば粉砕性の向上
も可能であるが、粉砕性の点から混入できる軟質重合体
の量が限定されるため定着圧力を低くすることが困難と
なる。

（３）この方法で作られたトナーは粒度分布が広いため
、分級を必要とする。

（４）トナーの製造中又は貯蔵中に凝集、ブリッジ現象
、ケーキ化等を生ずる。

（５）複写機を作動中、キャリア粒子と癒着するので、
トナーの劣化を生じやすい。

（６）静電潜像保持表面に塗膜状の汚れを生じ、繰返し
使用を困難にする。

更に特公昭３４−８５６１号及び米国特許第３０８０３
１８号明細書にはカプセル化した油性着色剤からなる加
圧定着性トナーが、また米国特許第３０８０２５０号明
細書、同第３３８６８２２号明細書及び特開昭４８−７
１６４８号には溶剤を含むカプセルからなる加圧定着性
トナーが夫々開示されて見・るが、これらのトナーでは
カプセルの芯物質が液体自体であり、形成される画像に
”にじみゞや“流れ１を生じたりひどい溶剤臭を与える
等の欠点がある。

また更に軟質重合体をカプセル化した加圧定着性トナー
が特開昭４８−７５０３２号に記載されているが、この
トナーは流動性が悪いため、疎水性シリカ等の流動性付
与剤を混入する必要があり、これによって加圧定着性が
阻害され、定着に要すする加圧力が増大し、実用性に乏
しい等の欠点を有している。

本発明の目的は以上の欠点を除去し、製造コストの低い
加圧定着性マイクロカプセルトナーを提供するものであ
る。

また本発明の目的は凝集、ケーキ化等の不都合を生ぜず
、従って静電潜像表面に何らの汚染も与えない加圧定着
性マイクロカプセルトナーを提供するものである。

更に本発明の他の目的は低加圧力で定着可能な実用的な
加圧定着性マイクロカプセルトナーを提供するものであ
る。

即チ本発明のカプセルトナーは軟質物質を主成分とする
芯物質の外側にフィルム形成性高分子物質を主体とする
第１壁と、軟質重合体を含有する硬質樹脂を主体とする
第２壁とを順次段げて複層構造とし、且つ前記芯物質、
第１壁及び第２壁のうちの少くとも１カ所に着色剤を含
有せしめたことを特徴とするもので、芯物質中の軟質物
質は固体状であっても或いは溶液又は分散液状であって
もよい。

このようなトナーを作る基本的な方法は軟質物質又はそ
の非水溶液或いは非水分散液を乳化し、この乳化液滴を
芯物質としてフィルム形成性高分子物質の水溶液又は水
分散液中でカプセル化を行なって前記芯物質Ｑ外側にフ
ィルム形成性高分子物質の皮膜を第１壁として形成した
後、このカプセル化液を、軟質重合体を含有した硬質樹
脂を有する複合ポリマーラテックス（第２壁を形成する
）と混合してカプセルスラリーとし、これを噴霧乾燥す
ることにより２重カプセル化するというものである。

この場合芯物質、第１壁及び／又は第２壁を構成する素
材中に着色剤が混入される。

芯物質のカプセル化法としてはコンプレックスコアセル
ベーション法、シンプルコアセルベーション法、ソルト
コアセルベーション法、水相液からの相分離法、界面重
合法、Ｉｎ−８ｉｔｕ重合法等水媒体中において疎水性
物質をカプセル化する公知の方法がいずれも採用できる
。

また複合ポリマーラテックスは第２１回 （１９７２年）高分子討論会講演要旨集Ｐ１１３９、第
２４回（１９７５年）高分子討論会講演要旨集Ｐ３０１
及び３０７に記載されているように過硫酸塩と還元剤と
からなるレドックス系重合開始剤と２価Ｑ銅塩とを溶解
した水溶液に、疎水性軟質重合体を形成し得る疎水性重
合性モノマーを添加し乳化重合を行なった後、疎水性硬
質樹脂を形成し得る疎水性重合性モノマー及び必要あれ
ば過硫酸塩を更に添加し、再び乳化重合を行なうことに
より得られる。

ここで本発明のトナーに使用される各素材の割合は次の
通りである。

まず軟質物質の使用量は軟質物質とフィルム形成性高分
子物質との合計量に対して２０〜９５重量％、好ましく
は７０〜９０重量％が適当で、軟質物質が９５重量％以
上では造粒（カプセル化）できず、２０重量％以下では
加圧定着性が低下する。

また軟質重合体の使用割合は軟質重合体と硬質樹脂との
合計量に対して２０〜８０重量％、好ましくは４０〜６
０重量％が適当で、８０重量％以上では造粒できず、ま
た２０重量％以下では圧力定着性が悪くなる。

またトナー中の芯物質（軟質物質）及び第１壁（フィル
ム形成性高分子物質）の合計量は着色剤を除くトナー全
量に対して２０〜９５重量％、好ましくは４０〜８０重
量％がよい。

なお着色剤の使用量は特に限定されない。

以上のようにして得られる本発明のトナーの構成例を第
１〜３図に示す。

第１図のトナー６は着色剤が第２壁の硬質樹脂中に含ま
れた例で、軟質物質１を芯物質としてその外側をフィル
ム形成性高分子物質２からなる第１壁と、軟質重合体３
及び着色剤５を含む硬質樹脂４からなる第２壁７とで被
覆したものである。

第２図のトナー６′は着色剤が軟質物質中に含まれた例
で、このトナーは軟質物質１及び着色剤５からなる芯物
質と、フィルム形成性高分子物質２からなる第１壁と、
軟質重合体３を含む硬質樹脂４からなる第２壁７とで構
成されている。

また第３図のトナー６“は着色剤が第２壁の軟質重合体
中に含まれた例で、このトナーは軟質物質１からなる芯
物質と、フィルム形成性高分子物質２からなる第１壁と
、着色剤５を含む軟質重合体３を内包した硬質樹脂４か
らなる第２ｉ７とで構成されている。

本発明のマイクロカプセルの芯物質として用いラレル軟
質物質としてはステアリン酸、パルミーｆ−ン酸、ミリ
スチン酸、ラウリン酸、カプリン酸等の高級脂肪酸類及
びこれらの金属塩、水添ヒマシ油、ココア脂、メチルヒ
ドロキシステアレート、グリセロールモノヒドロキシス
テアレート等の高級脂肪酸誘導体、オクタデカンアミド
、ヘキサデカンアミド、テトラデカンアミド、ドデカン
アミド、デカンアミド、オクタンアミド、ヘキサンアミ
ド等の高級脂肪族アミド類、密ろう、木ろう、カルナウ
バろう、白ろう、マイクロクリスタリンワックス等のワ
ックス類、ロジン、水添ロジン、ロジンエステル等のロ
ジン誘導体、乾性油型又は半乾性油型アルキド、ロジン
変性アルキド、フェノール変性アルキド、スチレン化ア
ルキド等のアルキド樹脂類、エポキシ変性フェノール樹
脂、天然樹脂変性フェノール樹脂等のフェノール樹脂類
、アミノ樹脂、シリコン樹脂、ポリウレタン、ユリア樹
脂、ポリエステル等の縮合系樹脂類、アクリル酸と長鎖
アルキルアクリレートとの共重合オリゴマー、アクリル
酸と長鎖アルキルメタクリレートとの共重合オリゴマー
、メタクリル酸と長鎖アルキルアクリレートとの共重合
オリゴ−？−１＃クリル酸と長鎖アルキルメタクリレー
トとの共重合オリゴマー、スチレンと長鎖アルキルアク
リレートとの共重合オリゴマー、スチレンと長鎖アルキ
ルメタクリレートとの共重合オゴマー エチレンへ酢酸
ヒニル共重合体、エチレンルビニルアルキルエーテル共
重合体、エチレンへ無水マレイン酸共重合体、ポリスチ
レン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル等のビニル樹脂
、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸及びそれらのエス
テル等の重合体、イソブチレン、スチレン〜ブタジェン
ゴム、ニトリルゴム、塩化ゴム等のゴム類、ポリエチレ
ン等のポリオレフィン類、アスファルト、ギルツナイド
等の石油系残置等が挙げられる。

これらの軟質物質はいずれも常温で加圧接着性を有して
いるものであるが、軟質物質として樹脂を使用する場合
は低分子量のものが適当である。

以上の軟質物質は単独で、或いは非水溶媒中に溶解、膨
潤又は分分散した状態で使用される。

また第１壁を形成するフィルム形成性高分子物質として
はアラビアゴム、ゼラチン、アルブミン、アルギン酸ソ
ーダ、カルボキシメチルセルロースヒドロキシエチルセ
ルロース、エチレンゝ無水マレイン酸共重合体、ビニル
メチルニーテルル無水マレイン酸共重合体、尿素〜ホル
ムアルデヒド縮合物、ポリカーボネート、ポリエステル
、ポリアミド、ポリエーテル等が使用される。

更に第２壁の複合ポリマーラテックスに用いられる軟質
重合体としてはポリアクリル酸エステル、ポリメタクリ
ル酸エステル、長鎖アルキルアクリレートオリゴマー、
アクリル酸と長鎖アルキルアクリレートとの共重合オリ
ゴマー、アクリル酸と長鎖アルキルメタクリレートとの
共重合オリゴマー、メタクリル酸と長鎖アルキルアクリ
レートとの共重合オリコマ−、メタクリル酸と長鎖アル
キルメタクリレートとの共重合オリゴマー、スチレンと
長鎖アルキルアクリレートとの共重合オリゴマー、スチ
レンと長鎖アルキルメタクリレートとの共重合オリゴマ
ー、スチレンとブタジェンとの共重合オリゴマー等があ
る。

これらの軟質重合体はいずれも常温において加圧接着性
を有し、夫々対応するモノマーの乳化重合によって形成
されるものである。

第２壁の複合ラテックスの硬質樹脂としてはポリスチレ
ン、スチレンルアクリレート共重合体、スチレンルアク
リル酸〜長鎖アルキルメタクリレート共重合体、スチレ
ン−メタクリレート共重合体、スチレン−酢酸ビニル共
重合体、ポリ酢酸ビニル等が挙げられる。

これらの重合体も夫々対応するモノマーの乳化重合によ
って形成されるものである。

なおこうして得られる硬質樹脂はいずれも８０℃以下、
特に常温で軟化することはない。

着色剤としてはカーボンブラック等の顔料や染料が使用
できる。

以下に実施例を示す。

実施例 １ 酢酸ビニル−ラウリルメタクリレートグラフト共重合体
の４０重量％脂肪族炭化水素分散液（溶媒はエッソスタ
ンダード社製アイソパー／１／Ｈ）６２．５？にカーボ
ンブラック（三菱化成■製三菱カーボン＝＃＝４４）、
１１を分散し、更にこれにテレフタロイルクロライドの
１０重量％トルエン溶液２１’を溶解し芯物質溶液とす
る。

ついでこの溶液を、重炭酸ソーダ及びポリビニルアルコ
ールを各々２．５１溶解した水溶液５００ｍ１中に分散
乳化せしめた後、攪拌しながら１０％へキサメチレンジ
アミン水溶液３３１を添加することにより芯物質溶液の
液滴をポリアミド皮膜で被覆したカプセル液を調製した
。

一方、過硫酸力１．０８Ｐ、チオ硫酸す） ＩＪつｉ、
ｏｏｙ及び硫酸銅３．６ ｍ９を溶解した水溶液８００
７７１１を７０℃前後に加温し、攪拌しながらこれにｎ
−ブチルアクリレート５０ｉを添加して乳化重合を行な
った後、更に過硫酸カリウム２１６■及びスチレン５０
′？を添加して再び乳化重合を行ない、ポリブチルアク
リレートを含有するポリスチレンよりなる複合ポリマー
ラテックス粒子を作成した。

次にこのラテックスにカーボンブラック（米国コロンビ
アカーボン社製コロイデツクス／１６５）ｉｏＰを分散
させ顔料分散液を調製した。

次にこの分散液を前記カプセル液と均一に混合してカプ
セルスラリーとし、これをニトアトマイザーにより入口
温度１３５℃、出口温度８５℃、噴射圧（コンプレッサ
ー圧力として）６．０ｋｇ／ｃａの条件で噴霧乾燥する
ことにより２重カプセル化し加圧定着性マイクロカプセ
ルトナーを得た。

実施例 ２ ラウリルメタクリレート重合体の２０重量％トルエン溶
液６２．５？にカーボンブラック（三菱カーボン＃４４
）３１を分散し、更にテレフタロイルクロライド１．０
５？を溶解し芯物質溶液とした。

ついでこの芯物質溶液を重炭酸ソーダ及びポリビニルア
ルコールを各々２．５１溶解した水溶液５ＱＱｍ４中に
乳化分散し、攪拌しながら１０％へキサメチレンジアミ
ン水溶液１６．５９を添加して前記芯物質溶液の液滴を
ポリアミド皮膜で被覆したカプセル液を得た。

一方、実施例１で用いた複合ポリマーラテックス９００
？を前記カプセル液と均一に混合しカプセルスラリーと
した。

次にこのカプセルスラリーをニトロアトマイザ−を用い
て入口温度１３５℃、出口温度８５℃、コンプレッサー
圧力５．６ｋｇ／ｃ４の条件で噴霧乾燥することにより
２重カプセル化し加圧定着性マイクロカプセルトナーを
得た。

実施例 ３ ５重量％アラビアゴム水溶液１００１を ｌＮＮａＯＨでｐＨ１０に調整し、更にｐＨ１００）Ｎ
ａＯＨ水溶液５．０１を加え、ついでこの液にカーボン
ブラック（三菱カーボン＝＃＝４４）：ｌを分散させ、
更にラウリルメタクリレート共重合体の２０重量％トル
エン溶液１ｏｏｙを添加し、ホモミキサーで均一に乳化
分散する。

これに予め用意したｐＨ１０の５重量％ゼラチン水溶液
１００Ｐを混合し、温度を５０±１℃に保ち、ゆっくり
攪拌しながら約２時間に亘って酢酸を滴下してｐＨを４
．８迄下げ、上記ラウリルメタクリレートのトルエン溶
液分散筒の周りをゼラチン−アラビアゴム混合物でカプ
セル化した。

ついでこの系に５℃の水１３０グを加え、液温を５℃に
保ちながら３０分間攪拌を続け、これにビニルメチルニ
ーテルル無水マレイン酸共重合体（米国ＧＡＦ社製ＧＡ
ＮＴＲＥＺ ＡＮ−１１９）の１０重量％水溶液３０
グを加え、カプセル粒子の凝集を防止しながら、３７％
ホルムアルデヒド水溶液３グを加えて後、液のｐＨを１
０に上昇せしめた。

引続き攪拌しながら約■時間に亘って５０℃に昇温せし
めてカプセル壁を硬化させた。

一方、実施例１の複合ポリマーラテックス９００Ｐにカ
ーボンブラック（米国コロンビアカーボン社製コロイデ
ックスＡｓ）１１’を混合分散し、これを上記カプセル
液と混合し、充分に攪拌してカプセルスラリーを調製し
た。

次にこのカプセルスラリーを実施例２と同じ条件で噴霧
乾燥して加圧定着性マイクロカプセルトナーを得た。

実施例 ４ ３７％ホルムアルデヒド水溶液２７５ｒに尿素１ｏｏｙ
を加え、更に１０％エタノールアミン溶液を加えてｐＨ
を７．５に調節した後、７０℃の温度で約２時間攪拌し
尿素〜ホルムアルデヒド初期縮合物を形成せしめる。

この初期縮合物１０Ｌ？を水１９Ｍ’に溶解し、これに
カーボンブラック（三菱カーボン＃４４）５ｆ及びステ
アリン酸アルミニウムの１０重量％トルエンゾル１５０
１ニー加え、ホモミキサーで約３０分間乳化分散させた
。

次にこの分散液を攪拌しながらクエン酸を添加してｐＨ
を３．５迄下げ、温度４８±２°Ｃに保ちながら約５時
間攪拌し、上記ステアリン酸アルミニウムゾルの乳化滴
の周りに尿素〜ホルムアルデヒド樹脂を硬化析出させ、
カプセル化を行なった。

一方、実施例１の複合ポリマーラテックスの調製におい
て、ポリスチレンの代りにスチレン〜ｎブチルメタクリ
レート〜アクリル酸共重合体を用いて複合ラテックスを
調製した。

次にこのラテックス９００Ｐにカーボンブラック（米国
コロンビアカーボン社製コロイデツクス４ｓ）ｉｏＰを
混合分散し、これを上記カプセル液と混合攪拌して均一
なカプセルスラリーとし、以下実施例２と同じ条件で噴
霧乾燥して加圧定着性マイクロカプセルトナーを得た。

実施例 ５ インブチルメタクリレート重合体の５０重量％トルエン
溶液６２．５９にテレフタロイルクロライド２．６１を
溶解し芯物質溶液とする。

ついでこの溶液を重炭酸ソーダ及びポリビニルアルコー
ルを各々２．５１を溶解した水溶液５００ｍ１中に乳化
分散せしめ、攪拌しながら１０％エチレンジアミン水溶
液４１．３９を添加して上記芯物質溶液の液滴をポリア
ミドの皮膜で被覆したカプセル液を作成した。

一方、実施例４で用いた複合ポリマーラテックス９００
？にカーボンブラック（米国コロンビアカーボン社製コ
ロイデツクス４５）１０７を混合分散し、これを上記カ
プセル液と混合攪拌して均一なカプセルスラリーとし、
以下実施例２と同じ条件下で噴霧乾燥して加圧定着性マ
イクロカプセルトナーを得た。

実施例 ６ スチレン−ブタジェンゴム（米国Ａ、Ａ、ケミカル社製
ツルプレン３０３）の１０重ｔ％トルエンに一溶液６２
．５Ｐにテレフタロイルクロライド０．６６１を溶解し
芯物質溶液とする。

ついでこの溶液を、重炭酸ソ・−ダ及びポリビニルアル
コールを各各２．５を溶解した水溶液５００ｒｆＬｌと
混合乳化せしめ、攪拌しながら、エチレングリコール０
．２０Ｐと水酸化ナトリウム０．１３ ？を溶解した水
溶液１０Ｐを添加して上記芯物質溶液の液滴をポリエス
テル皮膜で被覆したカプセル液を作成した。

一方、実施例４で用いた複合ポリマーラテックス９００
Ｐにカーボンブラック（米国コロンビアカーボン社製コ
ロイデツクスＡ、 ５ ） １０ Ｓ’を分散せしめ、
これを上記カプセル液と混合攪拌して均一なカプセルス
ラリーとし、以下実施例２と同じ条件で噴霧乾燥して加
圧定着性マイクロカプセルトナーを得た。

比較例 比較のため特開昭４８−７５０３２号の実施例に記載さ
れた方法に従ってトナーを作成した。

即ち容量比４：３のクロロホルム〜シクロヘキサンの混
合溶媒４５０１にポリスチレン（米国ダウケミカル社製
ＰＳ−２）２，１及びフェノール−ホルムアルデヒド樹
脂（米国ユニオンカーバイド社製ＥＲＬＢ−０４４９）
２４グを溶解して樹脂の混合溶液を調製した。

この溶液にカーボンブラック（米国コロンビアカーボン
社製ピアレス１５５）２．５１を添加し、ホモミキサー
で均一に分散した。

次にこの分散液をニロアトマイザーを用いて入口温度６
８℃、出口温度５３℃、コンプレッサー圧力６ ｋｙ／
ｃｒＡの条件で噴霧乾燥した。

得られたトナー粒子は凝集する傾向があり、このため粒
子を真空乾燥量中で一昼夜減圧乾燥して残留溶媒を除去
した後、更に流動性を改良するため疎水性シリカ（エロ
ジル）を０．５重量％添加混合して最終トナー粒子とし
た。

以上のようにして得られた実施例及び比較例の各トナー
を用いて、市販の電子写真感光材料に形成された静電潜
像を現象し転写後、鋼製圧力可変型定着ローラーで定着
を行ったところ下記表に示す結果が得られた。

（但し定着圧力は定着ローラーを通して得られた画像を
セロハンテープで接着し、このテープを剥した時にテー
プへの画像転移を起こさない場合の定着ローラーに加え
た最大圧力）

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は夫々本発明トナーの構成例を示す断面図で
ある。 １・・・・・・芯物質（軟質物質）、２・・・・・・第
−壁（フィルム形成性高分子物質）、３・・・・・・軟
質重合体、４・・・・・・硬質樹脂、５・・・・・・着
色剤、６ 、６’、 ６”・・・・・・マイクロカプセ
ルトナー、７・・・・・・第二壁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軟質物質を主成分とする芯物質の外側にフィルム形
   成性高分子物質を主体とする第１壁と、軟質重合体を含
   有する硬質樹脂を主体とする第２壁とを順次設けて複層
   構造とし、且つ前記芯物質、第１壁及び第２壁のうち少
   くとも１カ所に着色剤を含有せしめたことを特徴とする
   加圧定着性マイクロカプセルトナー。 ２ 軟質物質が芯物質内で固体状、溶液状又は分散液状
   に存在する特許請求の範囲第１項記載の加圧定着性マイ
   クロカプセルトナー。