JPS6156352A - 熱ロ−ラ−定着用マイクロカプセル型トナ− - 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、電子写真法、静電印刷法、磁気記碌法などに
用いられるトナーに関するものである。

〔従来技術〕

こりよプな目的におけるトナーとは画像を形成し、記録
させるためのものである。例えば電子写真法は米国特許
２，２９７，６９１号明細書、特公昭４２−２３９１０
号公報及び特公昭４３−２４７４８号公報等に記載され
ている如く、多数の方法が知られているが、一般には光
導電性物質を利用し、種々の手段により、感光体上に電
気的潜像を形成し、次いで該潜像をトナーを用いて現像
し、必要に応じて紙等の転写材にトナー画像を転写した
後、加熱、圧力、或いは溶剤蒸気などにより定着し、複
写物を得るものである。

上述の最終工程であるトナー像を紙などのシートに定着
する工程に関しては０々の方法や装置が開発されている
。現在段も一般的な方法は熱ローラーによる圧着加熱方
式である。

加熱ローラーによる圧着加熱方式はトナーに対して離製
性を鳴する材料で表面を形成した熱ローラーの表顛に被
定着シートのトナー面を加圧下で接触しながら通過せし
めることにより定着を行なうものである。この方法は熱
ローラーの表面と被定着シートのトナー像とが加圧下で
接触するため、トナー像をシート上に融着する際の熱効
率が極めて良好であり、迅速に定着を行なうことができ
、高速度電子写真複写機において非常に有効である。

しかしながら使用するトナーの軟化、定着する温度が高
いと熱ローラーの温度も高くする必要が生じ、その結果
、その設定温度にまで述するに必要な時間「ウオームア
ツプタイム」が長くなったり、消費電力が余分にかかっ
たり、あるいは機械内に高温の熱源を組込むことによっ
て感光体等の劣化が速まる等といりた問題を生じている
。

トナーの軟化、定着する温度を低くし、低温定着化すれ
ば前述の問題は生じないが、その代り、トナーの保存安
定性が悪く、高温時にブロッキング等の現象がおきやす
い。保存安定性の良好でかつ低温で定着するトナーの開
発が強く望まれている。

上記の目的の為、軟質の樹脂からなるトナーを硬質の樹
脂で包んだ所謂カプセルトナーというものが知られてい
る。例えば特開昭５８−１７６６４２号、同４８−９０
９７７号、特公昭５３−８４９３号公報などに記載され
ている。しかしながら、これらに記載のスプレードライ
による製造は製造設備に負荷がかかり、またコアセルベ
ージ１ン、相分離法による合成では、ポリマーの組成が
限定されたり、大量の溶媒を使う。

これらの方法を使用しない簡易なカプセル化方法として
シード重合がある。すでにシード重合法は特開昭５ｊ−
６２８７０号、同５９−６１８４３号公報に記載されて
いる。しかしながら公知の方法では低温定着でかつ保存
安定性の良好なトナーは得られていない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は低温で定着しかつ保存安定性のよいトナ
ーを提供することにある。本発明の第二の目的は容易に
合成できるマイクロカプセルトナーを提供することにあ
る。

〔発明の構成ぢよび効果〕

本発明の目的は、ＴＩが１０℃以上の熱可胆性樹脂を芯
とし、界面重合法、あるいは１ｎ−ｓｉｔｕ重合法によ
って壁が得られるカプセルトナーによって達成された。

界面重合法も１ｎ−ｓｉｔｕ重合法もともに水中に懸濁
させてカプセルを合成でき、特別な装置を必要としない
優れた方法である。

界面重合とは互いに相溶りない２つの液体の界面で各液
体に別々に添加しであるリアクタントを重縮合せしめ、
両液体に不溶のポリマー皮膜を界面に形成させるもので
、通常は油相に酸クロライド、インシアナート等を含ま
せ、水相にアミン、アルコールなどを加えていることが
多い。これらの例としては特開昭５４−７６２３３号、
同５７−１７９８６０号、特公昭３８−１９５７８号等
の各公報に記載されている。１ｎ−ｓｉｔｕ　重合法と
は芯材材料と外壁材料をあらかじめ混和しておき、水中
に分散後、重合反応を進めてポリマー皮膜を芯材の周り
に形成させるもので、これらの例としては特公昭３６−
９１６８号、同４９−４５１３３号等の公報に記載され
ている。

本発明のマイクロカプセルトナーの好ましい製造法は、
芯材にふくまれる樹Ｊｉｉｔを単量体の形で分散し、壁
形成後に重合せしめる。

すなわち、芯材用の単量体と着色剤（磁性粉）および壁
形成材料その他の添加剤を混会し、分散媒（水）中に分
散させ、壁を形成後に重合させるものである。

芯に使われる樹脂としては、Ｔｆが１０′Ｃ以上８０’
Ｑ以下ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹
脂などが挙げられる。ビニル樹脂の単量体としては例え
ば酢酸ビニル、スチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−ｔ
ｅｒｔ−７’チルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、３
．４−ジクロルスチレン、アクリル酸メチル、アクリル
酸エチル、アクリル酸ｎブチル、アクリル酸イソブチル
、アクリル酸プロピル、アクリルＥｆｆｌｎオクチル、
アクリル酸２エチルヘキシル、アクリル酸フェニル、メ
タクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸
ｎブチル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ステア
リル、メタクリル酸フェニル、Ｎ−ビニルピロリドン、
Ｎ−ビニルインドール等を挙げることができる。

これらの単量体は単独でもまた組合せて共重合体として
も用いることができる。また、ジビニルベンゼン、エチ
レングリコールジメタクリレートなどの架橋剤を使用し
て一部を架橋してもよい。

またｌ窪状ズタジエン、不飽和ポリエステルの存在下に
重合させてグラフト重合体としてもよい。

油相に加えられる壁形成材料としては、酸クロライド、
イソシアナート、エポキシ化会物等がある。

酸クロライドとしては、セバシン酸ジクロライド、イソ
フタル酸ジクロライド、ｍ−ベンゼンジスルホニルクロ
ライドなどを挙げることができ、またエボキン化合物と
しては、例えば次のようなものである。

＜　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　■＜　　七′ イソシアネートとしては例えば次のものを好適なものと
して挙げることができる。

Ｂ−１）　　へキサメチレンジイソシアネート０ＣＮ（
ＣＨ２）６ＮＣＯ 市販品：「スミジェールＨ」 住友バイエルウレタン社製 市販品：「スミジェールＮ」 住友バイエルウレタン社製 Ｂ−３）　　メタフェニレンジイソシアネートＢ−４）
ｌ−ルイレンジイソンアネートＣＯ 市販品：「スミネート８０」 住友化学工業社製 １゛ハイレンＴＪ デュポン社製 ｚ４−トリレン−ジイソシアネート 市販品：１スミジユールＴ」 住友バイエルウレタン社製 トルイレンイソシアネートとトリメチ ロールプロパンとの反応生成物 市販品；「スミジュールＬ」 １ぞ友バイエルウレタン社製 「コロネートＬ」 日本ポリウレタン工業社製 Ｂ−７）　　３．３’−ジメチル−ジフェニル−４，４
’　−ジイソシアネート 市販品二「ハイレンＨＪ デュポン社製 「　ス　ミ　不　−）ＢＴ、ＩＪ 住友化学工業社製 Ｂ−８）　　ジフェニルメタン−４，４−ジイソ、シア
ネート 市販品゛：「ミリオネートＭＴ」 Ｂ−９）　　３．３’−ジメチル−ジフェニルメタン−
４，４１−ジインシアネート 市販品：［ハイレンＤＭＭＪ デュポン社製 Ｂ−１０）　　トリフェニルメタンートリイソシアネ市
販品：「スミジェールＢ」 住友バイエルウレタン社製 Ｂ−１１）　　ポリメチレンフェニルインシアネート市
販基＝［ミリオネートＭＲ，Ｊ 日本ポリウレタン工業社製 Ｂ　−１２）　　ナフタレン−１，５−ジイソシアネー
トＣＯ 市販品：「スミジェール１５」 住友バイエルウレタン社製 その他の市販品ポリイソシアネートとして好適なものと
して、「スミジェール４４Ｖ１０Ｊ　、「デスモジュー
ルＶＫＪ、「８　Ｂ　Ｕ　ｌ５ｏｃｙａｎａｔｅ　０３
８９　Ｊ（以上、住友バイエルウレタン社製）、［コロ
ネートＨＬＪ、［コロネート３０４１　Ｊ、「コロネー
ト２０１４Ｊ、［ミリオネートＭ几−４００Ｊ（以上、
日本ポリウレタン工業社製）、「プーラネート２４Ａ−
９０ｃｘＪ（旭化成工業社製）などが挙げられる。

これらの壁形成物質と反応してポリマーを形成するもの
としては、ポリオール、ポリアミンがある。

ポリオールおよびポリアミンの具体例としては。

次のものを挙げることができる。

Ｃ−１）　ポリオール エチレングリコール、ブチレングリコール、ブチレング
リコール、ヘキサメチレングリコール等のジオール類、
グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロール
エタン、１，２．６−ヘキサントリオール等のトリオー
ル類、ペンタエリスリトール、及び水、その他。

Ｃ−２）　ポリアミン エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレ
ントリアミン、イミノビスプロピルアミン、フェニレン
ジアミン、キシリンンジアミン、トリエチレンテトラミ
ン、その他。

これらのアミン、アルコール類は界面重合では水相に添
加されるが、カプセル合成に１ｎ−ｓｉｔｕ　ｉ７　　
仕法を採るときは油相に添加される・本発明ｌｃオいて
、マイクロカプセルトナーＣζは、着色剤が含有される
が、従来のトナー用着色剤に用いられている染料、顔料
などのすべてを使用でき、芯材材料又は外壁拐料のどち
らかあるいは両方に添加させてもよい。磁性トナーどし
て用いた場合は、前記着色剤と同様に磁性体微粉末を添
加させればよいが、絶縁性トナーを得る場合には、芯材
材料に添加するのが好ましい。

着色剤としては、カーボンブラック、ニグロシン染料（
Ｃ０工、／Ｊｔｉ５０４１５Ｂ）、アニリングルー（Ｃ
，１，４５０４０５）、カルコオイルブルー（Ｃ，１，
Ａ６ａｚｏｅｃ　Ｂｌｕｅ　３　）、クロムイエロー（
Ｃ０１，況１４０９０）、ウルトラマリンブルー（Ｃ１
Ｉ。

瀕７７１０３　）　、デエボンオイルレノド（Ｃ９１，
ｚｆ６２６１０５　）、キノリンイエロー（Ｃ，ＬＡ　
４７００５　）、メチレンブルークロライド（Ｃ，１，
／％　５２０１５　）、フタロシアニンブルー（Ｃ，Ｉ
、腐７４１６０　）、マラカイトグリーンオフサレート
（ＣＩ　４４２０００　）、ランプブラック（ＣＩΔ６
７７２６６　）、ローズベンガル（Ｃ，１，／％　４５
４３５　）、これらの温合物、その他を挙げることがで
きる。

これら着色剤は、十分な製置の可視像が形成されるに十
分な割合で含有されることが必要であり。

通常トナー１００重量部に対して１〜２０重量部重量部
側合とされる。

本発明によって一成分トナーを得る場合に用いられる磁
性体としては、フェライト、マグネタイトを始めとする
鉄、ツバルト、ニッケルなどの強磁性を示す金属石しく
は合金又はこれらの元素を含む化合物、或いは強磁性元
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、又は二酸化クロム
、その他を挙げることができる。これらの磁性体は平均
粒径ｏ、ｉ〜１μの微粉末の形で流動性芯材中に均一に
分散される。そしてその含有量は、トナー１００重量部
当り２０〜７０重量部、好ましくは４０〜７０重量部で
ある。

なお、磁性トナーとするために磁性体微粉末を含鳴せし
める場合には、着色剤の場合と同様に処理すればよいが
、そのままでは芯材材料、単量体等の有機物質に対する
親和性が低いので、磁性体微粉末をチタンカップリング
剤、シランカップリング剤、レシチン等のいわゆるカン
プリング剤と共Ｃζ或いはカップリング剤により処理し
た上で用いると、磁性体微粉末を均一１ζ分散せしめる
ことができる。本発明において特に好ましいのはチタン
カップリング剤処理したもので、例えばＢＬ−１２０、
Ｂ　Ｌ　−５２０、ＲＢ−２０（チタン工業社製）など
が挙げられる。

本発明のマイクロカプセルの製造法によれば、疎水性高
分子外壁材料および芯材材料を分散媒に乳化分散させる
が、粒子の凝集、合体を防ぐために分散媒中に分散安定
剤を混合しておくことが必要である。添加Ｊλは、トナ
ー１００重量部当り０．１〜２０重量部、好ましくは０
．５〜１０重盆部である。

分散安定剤としては、例えばゼラチン、ゼラチン誘導体
、ポリビニルアルコール、ポリスチレンスルホン酸、ヒ
ドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロー
ス、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチル
セルロースナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウムなど
の水溶性高分子物質類、アニオン系界面活性剤、非イオ
ン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤等の界面活性剤
類、コロイダルンリ力、アルミナ、リン酸三カルシウム
、水酸化第二鉄、水酸化チタン、水酸化アルミニウム等
の親水性無機コロイド物質類、その他を有効に用いるこ
とができる。これらの分散安定剤は勿論二種以上を併用
してもよく、また適当な助剤等を共に用いてもよい。

前記分散安定剤の分散媒としては、水溶液は勿論のこと
、メタノール、エタノール、プロパツール、ブタノール
、エチレングリコール、グリセリン、アセトニトリル、
アセトン、イソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン
、ジオキサン等が挙げられる。これらを単独あるいは混
合して用いることも可能である。

本発明法において［疎水性高分子外壁材料で外壁を形成
した後」とは、カプセルを形成し終った後に限られず、
従って、本発明では該外壁形成過程で芯材材料中のモノ
マーの重合工程が行なわれ↑ る場合も含む。

また、本発明によるマイクロカプセルの外壁材料中には
荷電制御剤として、従来よりトナーに用いられている含
金現染料、ニグロシンなとを逝にぢＳ加してもよい。ま
た、この荷電制御剤をトナーと混合して用いることもで
きる。

才だ、本発明のマイクロカプセルトナーにこれらの他に
低分子量ポリエチレン、パラフィンワックス、カルナバ
ワックス等のワックス類や、シリコンオイル等の離型剤
（溶融したトナーの一部が熱ロールに付着するのを防ぐ
）等を添加してもよい０ なお、本発明法によるマイクロカプセルトナーの粒径は
別設制約を受けるものではないか、平均粒径は通常５〜
５０μ、好ましくは５〜３０μとされる。また、外壁の
厚み及び芯材の粒径は従来のマイクロカプセルトナーの
場合と同様でよい。

本発明法によるマイクロカプセルトナーは、磁性体微粉
末な含有するものであるときには単独で現像剤として用
いられ、又磁性体微粉末を含鳴しないものであるときは
、キャリアと混合して二成分糸の現像剤を調整して用い
ることができる。キャリアとしては、特に限定されない
が、鉄粉、カラスビーズ等又はそれらの樹脂被覆したも
のが用いられ、トナーのキャリアに対する混合比は０．
５〜１０　ｗｔ％、好ましくは１〜５ｗｔ％である。ま
たキャリアの粒径としては、２５〜１０００μ、好まし
くは３０〜５００μのものが用いられる。

〔実施例〕 以下本発明の実施例について説明するが、これらによっ
て本発明の実施態様が限定されるものではない。

実施例１ スチレン（Ｔｇ　１００°Ｃ）　１３０　ｇ、２−エチ
ルへキシルアクリレ−）　（Ｔ９５０℃）６０１．カー
ボンブラックｒ　ＭＯＮＡＲＣＨ８ａｏＪ　（キャボッ
ト社製）１５Ｉ。

２．２１−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル
）５ｇ、ジフェニルメタン−４，４−ジイソシアネート
［ミリオネートＭＴＪ　（日本ウレタン工業社製）１０
　、？、エポキシ化合物［エビコー）　８１９Ｊ　（油
化シェルエポキシ社製）５Ｉを加え、サンドスターラー
にて混合分散し、重合性組成物を得た。これをリン酸カ
ルシウム２重量％、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリ
ウム０．０２　ｘ　ｉｔ％の水性コロイド液に１５ＭＩ
ｋ％になる量だけ加え、ＴＫホモジェンター（特殊機化
工業社製）を用いて懸濁させた０これに１．６−　　へ
キサメチレンジアミン８９を加え、ついで６０°Ｃで２
０時間加熱して重合させた。冷却後、塩酸で分散剤を溶
り、濾過、水洗してカプセルトナーな得た。

このトナー２部と鉄粉キャリア１００部からなる現像剤
をもって調整り、ＵＢｉＸＶ（小西六写真工業社製）の
感光体をＯＰＣ（有機光半導体）にかえた改造機をもっ
て未定着のトナー像を得た。これを、表層がテフロン（
デュポン社製、ポリテトラフルオロエチレン）で形成さ
れている熱ローラーと、表層カシリコンゴムｒ　Ｋ　Ｅ
　−１３００ＲＴＶＪ（信越化学工業社！８りで形成さ
れている圧着ローラーとの間を線速度９０籠／秒で）σ
ｌす操作を熱ローラーの温度を５°Ｑｇきに変化させて
行なった。１２０°Ｃで良好な定着像が得られた。この
トナーを５０°Ｃ１湿度６０％の高温下に２時間おいて
も凝集はみられなかった。

比較例１ ジフェニルメタン−４，４−ジイソシアナートとエポキ
シ化合物をのぞいて実施例１と同様の操作を行ない、ト
ナーを得た。

このトナーは１１０’Ｑで定着するものの５０°Ｃ１湿
度６０％に２時間おくと凝集した。

実施例２ ブチルアクリレート３０ｇ１スチレン７０Ｉ、過酸化ベ
ンゾイル３．０．９にエポキシ樹脂［エピコート８３４
Ｊ（シェル石油社製）１０．！ｉ＋、リン酸エステル系
界面活性剤［ｏｐ−ｏＪ　（日光ケミカルズ社Ｎ）０．
２５９を加えて溶解し均一溶液とし、これに磁性粉１”
ＢＬ−１２０Ｊ（チタン工業社製）　１００　ｇを加え
て分散した。この混合物をリン酸カルシウム２重量％、
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．０２重量％
の水性コロイド液に１５重量％になる量たけ加えてホモ
ジェッターを用いて懸濁させた。

これにキシリレンジアミン５！１を水３０ｍ１に溶かし
だ液を加え、ついで８０℃に昇温し、同温で２０時間反
応させた。

塩酸を加えて処理し、濾過水洗してカプセルトナーな得
た。

このトナーなＵＨｉＸ　１２００（小西六写真工業社製
）にて現像し、未定着のトナー像を得た０ついで実施例
１と同様に評価したところ、ローラー温度１３０℃で良
好な定着像を得た。このトナーは５０゛Ｃで２時間おい
ても凝集はみられなかった０実施例３ ２−エチルへキシルメタクリレート５（１，スチレン６
０．９．ポリイソシアナート「ミリオネートＭＲＪ（日
本ポリウレタン工業社ｍ）１（１、ラウロイルバーオキ
サイｌ’３．０＆、界面活性剤ｒ　’Ｌ’ＯＰ　−ＯＪ
ｏ、３０ｙ、ネオペンチルグリコール１０，９、磁性粉
ｒＢＬ５２０　Ｊ　１００　、Ｆを加えて分散させた。

この分散溶液を１０％アラビアゴム水溶液中に乳化分散
させて２時間攪拌し、ついで７５〜８０°Ｃに昇温し１
同温度で２０１１１１Ｊ１１″″°″″°Ｐ″ａ　Ｌ　
ｙｋ　＆　Ｌ　”’Ｃｆｚ　Ｌ／　９７　Ｍ’ｔ　　　
。

もったカプセルトナーな得た。

このトナーを実施例２と同様にＵＢｉＸ　１２００にて
画像を出し、評価したところ定着温度は１２５℃であり
た。５０°Ｃにおける保存テストでも凝集はおきなかっ
た。

実施例４ スチレン５５！！とメタアクリル酸ブチル６０９、エポ
キシ化合物「エピコート５１ｓＪ（油化シェルエポキシ
社製）１０Ｉ、エポキシ硬化剤「エボメートＢ−００１
Ｊ（油化シェルエポキシ社Ｒ）　１．５，９　、磁性粉
ｒＢＬ−１ｏｏＪ（チタン工業社製）　１００．９　。

界面活性剤としてレシチン０．５０Ｊｉ’、　ラウロイ
ルパーオキサイド３．０９を加えて混合分散せしめた。

ついでこれをコロイド状リン酸カルシウム懸濁液に加え
、ホモジェッターにて懸濁分散した。

この懸濁′ｒｉを７５°Ｃに昇温しでスチレン−メタク
リル酸ズチルの重合を開始させると同時に「エピコート
８１５」と［エボメートＢ　−００１Ｊを反応させ、エ
ポキシ樹脂皮膜を粒子表面に生成せしめた。

同温度で２０時間反応させトナーを得た。

このトナーを実施例３と同様に評価したところ定着温度
は１３５°Ｃであり、ｓｏ’ｏの保存テストでも凝集は
おこらなかった。

〔発明の効果〕

以上の実施例からも明らかな様１こ、本発明１こよれば
低温で定着し、かつ保存安定性にすく゛れた熱ローラー
定着用マイクロカプセル型トナーを提供することができ
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）芯材と該芯材を被覆するための外壁とを有する熱
   ローラー定着用マイクロカプセル型トナーにおいて芯材
   としてガラス転移点（Ｔｇ）１０℃以上８０℃以下の熱
   可塑性樹脂をふくみ界面重合法、あるいはｉｎ−ｓｉｔ
   ｕ重合法によって壁が作られることを特徴とする熱ロー
   ラー定着用マイクロカプセル型トナー。
2. （２）芯材に含まれる樹脂が外壁形成後に単量体を重合
   せしめて得られることを特徴とする特許請求の範囲第一
   項記載の熱ローラー定着用マイクロカプセル型トナー。
3. （３）芯材に含まれる樹脂がビニル重合体であることを
   特徴とする特許請求の範囲第一項または第二項記載の熱
   ローラー定着用マイクロカプセル型トナー。