JP2004029522A - マイクロカプセルトナー、マイクロカプセルトナーの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】電子写真装置において、短時間の加熱および加圧で現像剤の十分な定着を実現し、電子写真装置の複写速度を印刷機の印刷速度なみに向上する。また、クリーニング性を向上する。
【解決手段】カプセル樹脂壁に複数の貫通孔が存在しているマイクロカプセルトナーを用いる。
【選択図】 図１
【解決手段】カプセル樹脂壁に複数の貫通孔が存在しているマイクロカプセルトナーを用いる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多孔性マイクロカプセルトナー、多孔性マイクロカプセルトナーの製造方法、多孔性マイクロカプセルトナーの用途に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一つの原稿を多量に複製する方法としては、原稿を高速、多量および安価に複製できるため、印刷が一般的であった。しかしながら、近年、パーソナルユースを目的とする複製の需要が増加し、ある程度の部数の複製は、コピー機などの電子写真装置を用いて行われつつある。電子写真装置は、印刷機と異なり版などを必要としないため、少量および多品種の複製に好適だからである。
【０００３】
電子写真装置において、画像は、現像剤が紙などの支持体に定着されて形成される。現像剤には、トナーとトナーに電荷を付与する別粒子（キャリア）とを含む二成分現像剤と、電荷制御能を有するトナー単独の一成分現像剤とに大別される。これらの現像剤において、トナーは帯電機能を有する着色粒子であり、バインダー、色材、電荷制御剤、離型剤などを用いて作製される。これらの材料の種類および配合量などは注意深く至適化され、帯電性、電気抵抗性、磁気性および流動性などの現像特性、定着性および着色性などの定着特性、保存性、取扱性などのトナーに要求される性能の良好なバランスが実現される。
【０００４】
これら要求性能を総合的に向上する目的で、マイクロカプセルトナーが提案されている。マイクロカプセルトナーとは、芯物質（内包物とも言う）を薄い皮膜の壁材（カプセル壁とも言う）により被膜した微小なカプセル状のトナーであり、トナーの要求性能のうち、帯電性、保存性および取扱性などをカプセル壁に、電気抵抗性、磁気性、流動性、定着性および着色性などを内包物に分離し、これらの性能を高度に制御するものである。
【０００５】
マイクロカプセルトナーを支持体に定着し画像形成する方式としては、圧力定着方式および熱定着方式などが提案されており、例えば、圧力定着方式用のマイクロカプセルトナーが、特開昭５９−６５８５４号公報、特開平７−１２０９６３号公報、特開平７−３３３８８６号公報、特開平８−３００１８号公報などに記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらのマイクロカプセルトナーを含有する現像剤を用いて電子写真装置により原稿の複製を行った場合、電子写真方式としては十分な複写速度を実現しているにも関わらず、印刷機と比較すれば複製速度が遅いため、複製の完了に長時間を要する場合があった。特に、印刷機の複製能力からすれば少量で多品種の複製を印刷機で行うと、版などの作製に要する費用および時間が多大となる場合がある。したがって、少量および多品種の複製には電子写真装置が好適と考えられるが、印刷機と比較して電子写真装置の複写は遅いため、複製の完了に長時間を要する場合があった。
【０００７】
印刷機と比較して電子写真装置の複写が遅い理由の一つに、現像剤の定着に時間を要することが挙げられる。現像剤は、ローラー及びフィルム等により熱および圧力を受け、紙などの支持体に定着されるが、現像剤を十分に定着するためには、現像剤を所定時間、加熱および加圧する必要がある。このため、現像剤が付着された支持体を、ローラー及びフィルム等により形成されるニップ部に所定の時間かけて通過させる必要があり、定着時間の短縮には限界がある。ローラーの回転およびフィルムの摺動を速くし過ぎると、支持体がニップ部を通過する時間が短くなり過ぎ、現像剤の加圧および加熱が不足し、現像剤の定着が不十分となる場合がある。
【０００８】
また、トナーを感光体から支持体に転写した後に感光体上に残存するトナーは、クリーニングブレード及びクリーニングブラシなどでクリーニングされるが、マイクロカプセルトナー等の球形トナーを用いた場合、残存トナーがクリーニングブレード及びクリーニングブラシを潜通するためクリーニングが不完全となる場合がある。更に、この様な不具合を回避するために、マイクロカプセルトナーを歪んだ形状や多数の突起を有する形状とすると、感光体に対するマイクロカプセルトナーの付着が不十分となる場合があった。
【０００９】
この様な状況に鑑み、本発明においては、短時間の加熱および加圧で現像剤の十分な定着を可能とするマイクロカプセルトナーを提供し、電子写真装置の複写速度を印刷機の印刷速度なみに向上することを目的とする。
【００１０】
また、クリーニング性を向上することも目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明によれば、複数の貫通孔がカプセル樹脂壁に形成されているマイクロカプセルトナーが提供される。
【００１２】
従来のマイクロカプセルトナーのカプセル樹脂壁には、カプセル樹脂壁を貫通する孔は実質的に存在していない。一方、本発明のマイクロカプセルトナーのカプセル樹脂壁には、カプセル樹脂壁を貫通する孔が複数存在する。このため、現像剤を定着する際の加熱および加圧により、カプセル樹脂壁が容易に破砕され、色材を含む内包物が放出され、支持体に素早く定着される。また、カプセル樹脂壁が破砕に至らない場合でも、加熱および加圧により貫通孔を通じて内包物が洩出される。この結果、短時間の加熱および加圧により、現像剤を良好に定着できるため、定着時間を短縮できる。
【００１３】
以上の結果、現像剤が付着された支持体を、ローラー及びフィルム等で形成されるニップ部に短時間で通過させても、十分な現像剤の定着を実現でき、定着時間を短縮できる。例えば、ローラーの回転およびフィルムの摺動を高速としたり、ローラー及びフィルムを小型化して、加圧および加熱の時間を短縮しても、現像剤を十分に定着できる。
【００１４】
また、カプセル樹脂壁に貫通孔が形成されているため、例えば、カプセル樹脂壁を薄くしたり、軟化する等しなくとも内包物を良好に放出できる。このため、カプセル樹脂壁の材質、壁厚、架橋密度および硬度などの設計において、自由度が高い。この結果、帯電性、電気抵抗性、磁気性および流動性などの現像特性、定着性および着色性などの定着特性、保存性、取扱性などのトナーに要求される性能を損なうことなく、定着時間を短縮できる。
【００１５】
以上より、本発明のマイクロカプセルトナーを使用すれば、トナーに要求される各種の性能を十分確保した状態で、短時間の加熱および加圧で現像剤の十分な定着を実現でき、電子写真装置の複写速度を印刷機の印刷速度なみに向上できる。
【００１６】
電子写真装置は印刷機の異なり版を必要とせず、また、定着時間を短縮でき、定着装置を小型化できるため、経済的である。
【００１７】
また、マイクロカプセルトナーのカプセル樹脂壁に多数の貫通孔が形成されていると、クリーニングブレード及びクリーニングブラシなどで感光体上の残存トナーをクリーニングする際に、クリーニングブレード及びクリーニングブラシとマイクロカプセルトナーとの摩擦が増加するため、残存トナーがクリーニングブレード及びクリーニングブラシを潜通することを抑制できる。よって、マイクロカプセルトナーを歪んだ形状や多数の突起を有する形状とすることなく、マイクロカプセルトナーの感光体に対する十分な付着性を確保した状態で、クリーニング性を向上できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
【００１９】
（マイクロカプセルトナーの構造）
図１には、カプセル樹脂壁に、多数の貫通孔が存在しているマイクロカプセルトナーを模式的に示した。この場合、マイクロカプセルトナーの平均粒子径は１０μｍ、孔の平均孔径は０．１μｍ、孔の平均密度は１個／μｍ２として描かれている。これらの数値を実際に計測するには、多孔性マイクロカプセルトナーの電子顕微鏡写真を用いて計測し、計測結果を数平均して求める。
【００２０】
なお、マイクロカプセルトナーの平均粒子径は、例えばＣｏｕｌｔｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社（英国）製コールターマルチサイダーを用いて測定することもできる。
【００２１】
貫通孔の平均孔径は、内包物の保持性および放出性、カプセル強度、製造の容易性などの観点から、０．００１μｍ以上が好ましく、０．０１μｍ以上がより好ましく、０．０５μｍ以上が更に好ましく、一方、５μｍ以下が好ましく、１μｍ以下がより好ましく、０．５μｍ以下が更に好ましい。
【００２２】
貫通孔の平均密度は、内包物の保持性および放出性、カプセル強度、製造の容易性などの観点から、０．０１個／μｍ２以上が好ましく、０．１個／μｍ２以上がより好ましく、０．５個／μｍ２以上が更に好ましく、一方、１００個／μｍ２以下が好ましく、５０個／μｍ２以下がより好ましく、１０個／μｍ２以下が更に好ましい。
【００２３】
カプセルの平均粒子径は、内包物の保持性および放出性、カプセル強度、クリーニング性、製造の容易性などの観点から、５〜１５μｍが好ましい。
【００２４】
また、マイクロカプセルの強度は、取扱い時にマイクロカプセルが破壊されない程度以上とし、マイクロカプセルを使用する用途に応じて所定の範囲内とする。
【００２５】
マイクロカプセルの強度は、カプセル樹脂壁の平均壁厚に依存するため、カプセル樹脂壁の平均壁厚も注意深く所定の範囲内とする。カプセル樹脂壁の平均壁厚は、マイクロカプセルをエポキシ樹脂中などで固定し、切断して、断面を電子顕微鏡で観察することにより計測できる。この様にして計測されるカプセル樹脂壁の平均壁厚は、０．０００１μｍ以上が好ましく、０．００１μｍ以上がより好ましく、０．００５μｍ以上が更に好ましく、一方、５μｍ以下が好ましく、１μｍ以下がより好ましく、０．５μｍ以下が更に好ましい。
【００２６】
また、マイクロカプセル内包物の保持性および放出性は、マイクロカプセルの内包物がマイクロカプセルの外部に溶出または放出される様子を追跡することにより、検討できる。この溶出試験の外部物質としては、水および水溶液などの水系物質；ＩＰＡ、酢酸エチル、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ＴＨＦ、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロホルム、ジクロルメタン、ヘキサン、ＭＥＫ、アセトン、アセトニトリル、ＤＭＳＯ、ＤＭＦ、ピリジン等の有機系物質などを使用できる。
【００２７】
溶出試験の結果は、マイクロカプセルの内包物、溶出試験の外部物質、温度および時間などに強く依存する。特に外部物質の性質に左右され、適当な外部物質を選択することにより、例えば、カプセル樹脂壁に貫通孔が存在していることを確認できる。即ち、同一の内包物のマイクロカプセルを、カプセル樹脂壁に貫通孔が生じる条件と、貫通孔が生じない条件とで作製する。そして、得られたマイクロカプセルを、例えばＴＨＦ等の適当な外部物質に、それぞれ浸漬し例えば４０℃等の適当な温度で内包物が溶出する挙動を追跡する。この結果、例えば３０分の溶出試験で、外部に放出された内包物を定量すれば、貫通孔の有無を確認できる。例えば、貫通孔が形成されているマイクロカプセルの場合、内包物の９５質量％以上が放出されるのに対し、貫通孔が形成されていないマイクロカプセルの場合、放出量は５質量％以下となる。
【００２８】
（マイクロカプセルトナーの製造方法）
マイクロカプセルトナーは、界面重合法、ｉｎ ｓｉｔｕ重合法、液中硬化被覆法、コアセルベーション法などの主に化学反応を利用する方法により製造できるが、得られるマイクロカプセルトナーの構造を精密に制御できる等の理由から、界面重合法およびｉｎ ｓｉｔｕ重合法が好ましい。
【００２９】
界面重合法においては、マイクロカプセルの内部媒体とマイクロカプセルの外部媒体との何れにもカプセル樹脂壁の原料が存在しており、マイクロカプセルの内部媒体に含まれる原料とマイクロカプセルの外部媒体に含まれる原料とが反応してカプセル樹脂壁が形成される。
【００３０】
一方、ｉｎ ｓｉｔｕ重合法においては、マイクロカプセルの内部媒体とマイクロカプセルの外部媒体との何れか一方のみにカプセル樹脂壁の原料が存在しており、マイクロカプセルの内部媒体に含まれる原料のみが反応してカプセル樹脂壁が形成されか、マイクロカプセルの外部媒体に含まれる原料のみが反応してカプセル樹脂壁が形成される。
【００３１】
以上の様な重合法において、カプセル樹脂壁の第１原料を含む第１液媒体と、第１原料と強く結合する第１界面活性剤と、第１原料と弱く結合する第２界面活性剤とを少なくとも用いる。この様に、カプセル樹脂壁の原料を、カプセル樹脂壁の原料との結合力が異なる２種類の界面活性剤を用いて重合する。この場合、原料との結合力が弱い界面活性剤が存在する位置で形成されたカプセル樹脂壁は、重合終了後にマイクロカプセルから脱落すると考えられる。この結果、カプセル樹脂壁が脱落した位置に孔が形成され、多孔性のマイクロカプセルが得られると考えられる。
【００３２】
この様な機構において、良好なマイクロカプセルトナーを形成する観点から、界面活性剤とカプセル樹脂壁原料との強い結合は共有結合であることが好ましく、弱い結合はイオン結合と分子間力による結合との少なくとも何れか一方であるが好ましい。この場合、得られるカプセル樹脂壁には界面活性剤が共有結合しているため、カプセル樹脂壁の特性の自由度を広げることができる。
【００３３】
また、同様の観点から、カプセル樹脂壁の第１原料１００質量部に対する第１界面活性剤の量は、１０質量部以上が好ましく、１５質量部以上がより好ましく、２５質量部以上が更に好ましく、一方、８０質量部以下が好ましく、６０質量部以下がより好ましく、４５質量部以下が更に好ましい。
【００３４】
また、カプセル樹脂壁の第１原料１００質量部に対する第２界面活性剤の量は、０．４質量部以上が好ましく、１．０質量部以上がより好ましく、１．５質量部以上が更に好ましく、一方、１５．４質量部以下が好ましく、９．６質量部以下がより好ましく、５．８質量部以下が更に好ましい。
【００３５】
また、第１界面活性剤の量と第２界面活性剤の量との比として、第１界面活性剤１００質量部に対して、第２界面活性剤は、１質量部以上が好ましく、３質量部以上がより好ましく、６質量部以上が更に好ましく、一方、４０質量部以下が好ましく、２５質量部以下がより好ましく、１５質量部以下が更に好ましい。
【００３６】
なお、カプセル化反応の際の全体に対して、第１界面活性剤の使用量は０．５質量％以上が好ましく、１質量％以上がより好ましく、一方、１０質量％以下が好ましく、５質量％以下がより好ましい。また、第２界面活性剤の使用量は０．００５質量％以上が好ましく、０．０１質量％以上がより好ましく、一方、１質量％以下が好ましく、０．５質量％以下がより好ましい。
【００３７】
一方、カプセル樹脂壁の第１原料を含む第１液媒体と、第１原料と親和性を有する重合体界面活性剤と、第１原料と親和性を有する単量体界面活性剤とを少なくとも用いることもできる。この様に、カプセル樹脂壁の原料を、分子量が異なる２種類の界面活性剤を用いて重合する。この場合、低分子量の界面活性剤は高分子量の界面活性剤と比較してアンカー効果が低いため、低分子量の界面活性剤が存在する位置で形成されたカプセル樹脂壁は、重合終了後にマイクロカプセルから脱落すると考えられる。この結果、カプセル樹脂壁が脱落した位置に孔が形成され、多孔性のマイクロカプセルが得られると考えられる。
【００３８】
この様な機構において、良好なマイクロカプセルトナーを形成する観点から、重合体界面活性剤の重量平均分子量は１，０００〜１０００，０００であることが好ましく、単量体界面活性剤の分子量は１００〜１，０００であることが好ましい。
【００３９】
また、カプセル樹脂壁原料は重合体界面活性剤と共有結合していることが好ましい。この場合、得られるカプセル樹脂壁には界面活性剤が共有結合しているため、カプセル樹脂壁の特性の自由度を広げることができる。
【００４０】
また、カプセル樹脂壁の第１原料１００質量部に対する重合体界面活性剤の量は、１０質量部以上が好ましく、１５質量部以上がより好ましく、２５質量部以上が更に好ましく、一方、８０質量部以下が好ましく、６０質量部以下がより好ましく、４５質量部以下が更に好ましい。
【００４１】
また、カプセル樹脂壁の第１原料１００質量部に対する単量体界面活性剤の量は、０．４質量部以上が好ましく、１．０質量部以上がより好ましく、１．５質量部以上が更に好ましく、一方、１５．４質量部以下が好ましく、９．６質量部以下がより好ましく、５．８質量部以下が更に好ましい。
【００４２】
また、重合体界面活性剤の量と単量体界面活性剤の量との比として、重合体界面活性剤１００質量部に対して、単量体界面活性剤は、１質量部以上が好ましく、３質量部以上がより好ましく、６質量部以上が更に好ましく、一方、４０質量部以下が好ましく、２５質量部以下がより好ましく、１５質量部以下が更に好ましい。
【００４３】
なお、カプセル化反応の際の全体に対して、重合体界面活性剤の使用量は０．５質量％以上が好ましく、１質量％以上がより好ましく、一方、１０質量％以下が好ましく、５質量％以下がより好ましい。また、単量体界面活性剤の使用量は０．００５質量％以上が好ましく、０．０１質量％以上がより好ましく、一方、１質量％以下が好ましく、０．５質量％以下がより好ましい。
【００４４】
なお、必要に応じて、３種以上の界面活性剤を使用できる。
【００４５】
界面活性剤は特に制限されず、アニオン性単量体、カチオン性単量体、ノニオン性単量体、アニオン性重合体、カチオン性重合体、ノニオン性重合体の何れでも使用できる。中でも、乳化能が高い、カプセル内包物の保護性が高い、カプセル樹脂壁の凝集性に優れる、カプセル樹脂壁形成反応を阻害しない等の理由から、アニオン性単量体、アニオン性重合体などが好ましい。
【００４６】
具体的には、ベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルフォン酸塩、ポリオキシエチレン硫酸塩、エチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、イソブチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリビニルアルコール、ヘキサエチルセルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カイゼン、アラビアゴム、ゼラチン、ロート油などを使用する。
【００４７】
例えば、トリメチロールメラミンからｉｎ ｓｉｔｕ重合法によりカプセル樹脂壁を形成する際には、第１界面活性剤としてスチレン−無水マレイン酸共重合体の無水マレイン酸の部分加水分解による開環物などが好ましく、第２界面活性剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等が好ましい。スチレン−無水マレイン酸共重合体の無水マレイン酸部分加水分解開環物を使用すると、開環により生成したカルボキシル基は水相に配向し、トリメチロールメラミンを凝集し更にアミド結合を形成する。また、スチレン−無水マレイン酸共重合体の無水マレイン酸の部分加水分解による開環物は高分子量であるため、十分なアンカー効果を有する。一方、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムは分子間力によりトリメチロールメラミンを凝集するが、反応することはなく共有結合しない。また、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムは低分子量であるため、アンカー効果が弱く、重合反応終了後に脱落する。
【００４８】
以上の様な観点から、無水マレイン酸の開環率は３０〜８０％が好ましい。
【００４９】
なお、開環により生成したカルボキシル基は、トリメチロールメラミンの自己縮合反応を酸性触媒として加速するので更に好ましい。
【００５０】
マイクロカプセルの内包物に高純度が要求される場合には、第１液媒体がマイクロカプセルの外部媒体であることが好ましい。この場合、マイクロカプセルの外部媒体のみに原料が存在し、この原料が反応してカプセル樹脂壁が形成されるため、マイクロカプセルの内部に未反応の原料は残存せず、反応副生物も存在しない。
【００５１】
また、界面重合法を採用する場合には、第１原料と反応してカプセル樹脂壁を構成する第２原料を含む第２液媒体を更に使用する。この場合、第１液媒体がマイクロカプセルの外部媒体であれば、第２液媒体はマイクロカプセルの内部媒体となる。
【００５２】
カプセル樹脂壁としては熱軟化性および熱硬化性の何れでも良く、カプセル内包物の性質、所望のマイクロカプセルの構造などを考慮して選択する。中でも、マイクロカプセルの構造を制御し易いなどの理由から、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、ウレタン−尿素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスルホンアミド樹脂、ポリスルホネート樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、フェノール樹脂などが好ましく、必要に応じて２種類以上の樹脂を併用できる。
【００５３】
具体的には、例えば、カプセル樹脂壁を尿素樹脂から作製する場合、メチロール化尿素系化合物を用いたｉｎ ｓｉｔｕ重合法、尿素系化合物とホルムアルデヒドとを用いた界面重合法、ハロゲン化カルボニル化合物とアミン類とを用いた界面重合法などにより作製できる。
【００５４】
また、カプセル樹脂壁をメラミン樹脂から作製する場合、メチロール化メラミン系化合物を用いたｉｎ ｓｉｔｕ重合法、メラミン系化合物とホルムアルデヒドとを用いた界面重合法などにより作製できる。
【００５５】
また、カプセル樹脂壁をポリウレタン樹脂から作製する場合、イソシアネート化合物とヒドロキシル化合物とを用いた界面重合法、カルボニルモノオキシ化合部とアミン類とを用いた界面重合法、アミノ−カルボニルモノオキシ化合部を用いたｉｎ ｓｉｔｕ重合法などにより作製できる。
【００５６】
また、カプセル樹脂壁をウレタン−尿素樹脂から作製する場合、イソシアネート化合物と水とを用いた界面重合法、イソシアネート化合物とアミン類とを用いた界面重合法などにより作製できる。
【００５７】
また、カプセル樹脂壁をポリアミド樹脂から作製する場合、アミノ酸誘導体を用いたｉｎ ｓｉｔｕ重合法、カルボン酸誘導体とアミン類とを用いた界面重合法などにより作製できる。
【００５８】
また、カプセル樹脂壁をポリエステル樹脂から作製する場合、カルボン酸誘導体とヒドロキシル化合物とを用いた界面重合法などにより作製できる。
【００５９】
また、カプセル樹脂壁をポリエーテル樹脂から作製する場合、カルボン酸誘導体とヒドロキシル化合物とを用いた界面重合法などにより作製できる。
【００６０】
また、カプセル樹脂壁をポリオレフィン樹脂から作製する場合、エチレン、プロピレン、スチレン、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸エステル、酢酸ビニル、スチレン−ジビニルベンゼン等を用いたｉｎ ｓｉｔｕ重合法などにより作製できる。
【００６１】
また、カプセル樹脂壁をポリスルホンアミド樹脂から作製する場合、スルホン酸誘導体とアミン類とを用いた界面重合法などにより作製できる。
【００６２】
また、カプセル樹脂壁をポリスルホネート樹脂から作製する場合、スルホン酸誘導体とヒドロキシル化合物とを用いた界面重合法などにより作製できる。
【００６３】
また、カプセル樹脂壁をエポキシ樹脂から作製する場合、エポキシドとヒドロキシル化合物とを用いた界面重合法、エポキシドとアミン類とを用いた界面重合法などにより作製できる。
【００６４】
また、カプセル樹脂壁をポリカーボネート樹脂から作製する場合、ヒドロキシ化合物とハロゲン化カルボニル化合物とを用いた界面重合法などにより作製できる。
【００６５】
また、カプセル樹脂壁をフェノール樹脂から作製する場合、芳香族ヒドロキシ化合物とホルムアルデヒドとを用いた界面重合法、尿素系化合物と芳香族ヒドロキシ化合物とを用いた界面重合法などにより作製できる。
【００６６】
なお、カプセル樹脂壁の原料としては、上記以外にも、ポリイソシアネート、ポリイソチオシアネート、ポリアミン、ポリカルボン酸、多塩基酸クロライド、酸無水物、エポキシ化合物、ポリオール、（メタ）アクリル化合物、ポリサルファイド、有機アミン類、酸アミド類、水溶性エポキシ化合物、フェノール類、ホルマリン、ホスゲン、スピロアセタール系複素環状アミン、アルデヒド等も使用できる。
【００６７】
以上に記載したカプセル樹脂壁のうち、メラミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂などは熱硬化性樹脂である。また、ポリウレタン樹脂、ウレタン−尿素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスルホンアミド樹脂、ポリスルホネート樹脂およびポリカーボネート樹脂などは熱軟化性樹脂である。これらの樹脂のうち、熱硬化性樹脂は熱軟化性樹脂と比べ硬度が高いため、カプセル樹脂壁が熱硬化性樹脂から形成されている場合、カプセル樹脂壁に多数の貫通孔を形成してもカプセル強度を大きく低下することなく内包物の放出性を向上できる。この様な観点から、熱硬化性樹脂の中でも、例えばメラミン樹脂が好ましい。
【００６８】
なお、以上に説明してきたカプセル化反応において、反応温度は、普通５０〜１００℃とされる。
【００６９】
（マイクロカプセルトナーの内包物）
マイクロカプセルトナーの内包物は、バインダーおよび色材などと、これらの分散媒体である内部媒体である。また、必要に応じて、電荷制御剤、離型剤、シリコーンオイル等の定着性改良剤などの添加剤を加えることもできる。
【００７０】
マイクロカプセルトナーの内部媒体は、内包物の性質、マイクロカプセルトナーの要求性能、クリーニング性、マイクロカプセルトナーの用途分野などを考慮して選択されるが、良好なマイクロカプセルトナーを作製する観点から例えば可塑剤が好ましく、具体的には、ジメチルフタレート（ＤＭＰ）、ジエチルフタレート（ＤＥＰ）、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）、ジヘプチルフタレート（ＤＨＰ）、ジ−２−エチルヘキシルフタレート（ＤＯＰ）、ジ−ｎ−オクチルフタレート、ジイソデシルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジイソノニルフタレート、エチルフタリルエチルグリコレート等のフタル酸エステル類；トリメチルホスフェート（ＴＭＰ）、トリエチルホスフェート（ＴＥＰ）、トリブチルホスフェート（ＴＢＰ）、トリ−２−エチルヘキシルホスフェート（ＴＯＰ）、トリブトキシエチルホスフェート、トリオレイルホスフェート、トリフェニルホスフェート（ＴＰＰ）、トリクレジルホスフェート（ＴＣＰ）、トリキシレニルホスフェート（ＴＸＰ）、クレジルジフェニルホスフェート（ＣＤＰ）、キシレニルジフェニルホスフェート（ＸＤＰ）、２−エチルヘキシルジフェニルホスフェート等のリン酸エステル類；トリ−２−エチルヘキシルトリメリテート等のトリメリット酸エステル類；ブチルベンゾエート、ヘキシルベンゾエート等の安息香酸エステル類；サリチル酸イソアミル、サリチル酸ベンジル、サリチル酸メチル、サリチル酸エチル等のサリチル酸エステル類；ジメチルアジペート（ＤＭＡ）、ジイソブチルアジペート（ＤＩＢＡ）、ジブチルアジペート（ＤＢＡ）、ジ−２−エチルヘキシルアジペート（ＤＯＡ）、ジイソデシルアジペート、ジブチルジグリコールアジペート、ジブチルジグリコールアジペート、ジ−２−エチルヘキシルアゼテート、ジメチルセバケート、ジブチルセバケート、ジ−２−エチルヘキシルセバケート、メチルアセチルリシノレート等の脂肪酸エステル類；フマル酸ジブチル、マロン酸ジエチル、しゅう酸ジメチル等の脂肪族ジカルボン酸エステル類；ｏ−アセチルトリエチルシトレート等のクエン酸エステル類；メチルナフタレン、ジメチルナフタレン、モノイソプロピルナフタレン、ジイソプロピルナフタレン等のアルキルナフタレン類；ｏ−メチルジフェニルエーテル、ｍ−メチルジフェニルエーテル、ｐ−メチルジフェニルエーテル等のアルキルジフェニルエーテル類；Ｎ，Ｎ−ジメチルラウリロアミド、Ｎ−ブチルベンゼンスルホンアミド等の高級脂肪酸または芳香族スルホン酸のアミド化合物類；トリオクチルトリメリテート等のトリメリット酸エステル類；ジメチルジフェニルメタン等のジアリールメタン、１−フェニル−１−メチルフェニルエタン、１−ジメチルフェニル−１−フェニルエタン、１−エチルフェニル−１−フェニルエタン等のジアリールエタン等のジアリールアルカン類；塩素化パラフィン類；アクリル酸エステル系重合性化合物、アクリルアミド系重合性化合物、メタクリル酸系重合性化合物、メタクリル酸エステル系重合性化合物、メタクリルアミド系重合性化合物、無水マレイン酸系重合性化合物、マレイン酸エステル系重合性化合物、スチレン系重合性化合物、ビニルエーテル系重合性化合物、ビニルエステル系重合性化合物、アリルエーテル系重合性化合物などのビニル重合性媒体などを使用する。
【００７１】
バインダーとしては、定着用樹脂などを用いることができ、具体的には、ポリ（メタ）アクリル酸メチル、ポリ（メタ）アクリル酸エチル、ポリ（メタ）アクリル酸ブチル、ポリ（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、ポリ（メタ）アクリル酸ラウリル等の（メタ）アクリル酸エステル重合体；スチレン系モノマーと（メタ）アクリル酸エステルとの共重合体；ポリ酢酸ビニル、ポリプロピオン酸ビニル、ポリ酪酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン等のエチレン系重合体及びその共重合体；スチレン・ブタジエン共重合体、スチレン・イソプレン共重合体、スチレン・マレイン酸共重合体等のスチレン系共重合体；ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ゴム類、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂などを単独または混合して用いる。
【００７２】
特に、バインダーとして、メタクリル酸ラウリルホモポリマー又はコポリマー等の長鎖アルキル基を有する重合体（例えば、スチレン・ラウリルメタクリレート共重合体）を用いる場合は、脂肪族飽和炭化水素または脂肪族飽和炭化水素を主成分とする有機溶剤（例えば、イソプロピレン系溶剤）が好ましい。
【００７３】
色材としては、カーボンブラック、ベンガラ、紺青、酸化チタン等の無機顔料；ファストイエロー、ジスアゾイエロー、ピラゾロンレッド、キレートレッド、ブリリアントカーミン、パラブラウン等のアゾ顔料；銅フタロシアニン、無金属フタロシアニン等のフタロシアニン顔料；フラバントロンイエロー、ジブロモアントロンオレンジ、ペリレンレッド、キナクリドンレッド、ジオキサジンバイオレット等の縮合多環系顔料を挙げることができる。また、分散染料、油溶性染料などを用いることもできる。
【００７４】
また、磁性トナーを用いる場合は、磁性粉として、マグネタイト、フェライト、コバルト、鉄、ニッケル等の金属単体または、その合金を用いることができる。
【００７５】
また、内包物としてインキを使用することもできる。インキを内包する多孔性マイクロカプセルはトナーとして好適に使用でき、圧力定着方式および熱定着方式によりインキを十分に放出し、インキが支持体に素早く定着する。
【００７６】
この様なインキとしては、油性インキ、グリコールインキ、昇華性インキ、樹脂系インキ、あまに油インキ、ワックスインキ、顔料インキ、染料インキ、金属粉インキ、ペーストインキ、固体状インキ、ソルベントインキ等を使用できる。
【００７７】
本発明のマイクロカプセルトナーは、圧力定着方式および熱定着方式の何れの場合においても好適に使用できるが、内包物の放出性および洩出性に優れるため、特に、圧力定着方式に好適である。
【００７８】
【実施例】
以下、実施例および比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に制限されるものではない。なお、特に明記しない限り、試薬等は市販の高純度品を使用する。
【００７９】
（実施例１）マイクロカプセルトナー１
スチレン−無水マレイン酸共重合体の無水マレイン酸の部分加水分解による開環物（重量平均分子量：３５０，０００、無水マレイン酸の開環率：７０％）１５質量部と、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム１質量部とを、水２８４質量部に溶解し、９０℃に保温した。これに、９０℃に保温された黒色インキ（帝国インキ社製、商品名：ＢＦＴ ＤＸ−１）の溶解物２００質量部を混合し、ホモミキサーを用いて３分間、乳化した。その後、得られた乳化液を７０℃とし、トリメチロールメラミン初期重合物（住友化学社製、商品名：スミレーズレジン６０７）６５質量部を混合し、プロペラ型攪拌機を用いて７０℃で２時間攪拌して、カプセル化反応を行い、マイクロカプセルトナー１を得た。
【００８０】
得られたマイクロカプセルトナー１を電子顕微鏡により観察したところ、カプセル樹脂壁には多数の貫通孔が形成されていることが分かった。カプセルの平均粒子径は７μｍ、孔の平均孔径は０．１μｍ、カプセル１個当たりの平均孔数は２９４個であり孔の平均密度は２．０個／μｍ２であった。
【００８１】
また、カプセル樹脂壁の平均壁厚は０．２μｍであり、マイクロカプセルトナー１は十分な強度を有していた。
【００８２】
更に、４０℃で３０分のＴＨＦ、ＩＰＡ、ｎ−ヘキサン及びアセトニトリルに対する溶出試験を行ったところ、黒色インキの９９質量％、９７質量％、１質量％、１００質量％が、それぞれ溶出した。
【００８３】
この様なマイクロカプセルトナー１を用いて、圧力定着方式により画像を形成すれば、高品位な画像を高速に作製できる。また、良好なクリーニング性を実現できる。
【００８４】
（比較例１）マイクロカプセルトナー２
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを使用しないこと以外はマイクロカプセルトナー１と同様にして、マイクロカプセルトナー２を製造した。
【００８５】
得られたマイクロカプセルトナー２を電子顕微鏡により観察したところ、カプセル樹脂壁に貫通孔は形成されていなかった。また、４０℃で３０分のＴＨＦ、ＩＰＡ、ｎ−ヘキサン及びアセトニトリルに対する溶出試験を行ったところ、内包物の１質量％、２質量％、１質量％、１００質量％が、それぞれ溶出した。
【００８６】
この様なマイクロカプセルトナー２を用いて、圧力定着方式により画像を形成すると、定着速度が低い。また、クリーニング性も不十分である。
【００８７】
【発明の効果】
カプセル樹脂壁に複数の貫通孔が存在しているマイクロカプセルトナーを用いることにより、短時間の加熱および加圧で現像剤の十分な定着を実現し、電子写真装置の複写速度を印刷機の印刷速度なみに向上する。また、クリーニング性を向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】多孔性マイクロカプセルトナーを説明するための模式図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、多孔性マイクロカプセルトナー、多孔性マイクロカプセルトナーの製造方法、多孔性マイクロカプセルトナーの用途に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一つの原稿を多量に複製する方法としては、原稿を高速、多量および安価に複製できるため、印刷が一般的であった。しかしながら、近年、パーソナルユースを目的とする複製の需要が増加し、ある程度の部数の複製は、コピー機などの電子写真装置を用いて行われつつある。電子写真装置は、印刷機と異なり版などを必要としないため、少量および多品種の複製に好適だからである。
【０００３】
電子写真装置において、画像は、現像剤が紙などの支持体に定着されて形成される。現像剤には、トナーとトナーに電荷を付与する別粒子（キャリア）とを含む二成分現像剤と、電荷制御能を有するトナー単独の一成分現像剤とに大別される。これらの現像剤において、トナーは帯電機能を有する着色粒子であり、バインダー、色材、電荷制御剤、離型剤などを用いて作製される。これらの材料の種類および配合量などは注意深く至適化され、帯電性、電気抵抗性、磁気性および流動性などの現像特性、定着性および着色性などの定着特性、保存性、取扱性などのトナーに要求される性能の良好なバランスが実現される。
【０００４】
これら要求性能を総合的に向上する目的で、マイクロカプセルトナーが提案されている。マイクロカプセルトナーとは、芯物質（内包物とも言う）を薄い皮膜の壁材（カプセル壁とも言う）により被膜した微小なカプセル状のトナーであり、トナーの要求性能のうち、帯電性、保存性および取扱性などをカプセル壁に、電気抵抗性、磁気性、流動性、定着性および着色性などを内包物に分離し、これらの性能を高度に制御するものである。
【０００５】
マイクロカプセルトナーを支持体に定着し画像形成する方式としては、圧力定着方式および熱定着方式などが提案されており、例えば、圧力定着方式用のマイクロカプセルトナーが、特開昭５９−６５８５４号公報、特開平７−１２０９６３号公報、特開平７−３３３８８６号公報、特開平８−３００１８号公報などに記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらのマイクロカプセルトナーを含有する現像剤を用いて電子写真装置により原稿の複製を行った場合、電子写真方式としては十分な複写速度を実現しているにも関わらず、印刷機と比較すれば複製速度が遅いため、複製の完了に長時間を要する場合があった。特に、印刷機の複製能力からすれば少量で多品種の複製を印刷機で行うと、版などの作製に要する費用および時間が多大となる場合がある。したがって、少量および多品種の複製には電子写真装置が好適と考えられるが、印刷機と比較して電子写真装置の複写は遅いため、複製の完了に長時間を要する場合があった。
【０００７】
印刷機と比較して電子写真装置の複写が遅い理由の一つに、現像剤の定着に時間を要することが挙げられる。現像剤は、ローラー及びフィルム等により熱および圧力を受け、紙などの支持体に定着されるが、現像剤を十分に定着するためには、現像剤を所定時間、加熱および加圧する必要がある。このため、現像剤が付着された支持体を、ローラー及びフィルム等により形成されるニップ部に所定の時間かけて通過させる必要があり、定着時間の短縮には限界がある。ローラーの回転およびフィルムの摺動を速くし過ぎると、支持体がニップ部を通過する時間が短くなり過ぎ、現像剤の加圧および加熱が不足し、現像剤の定着が不十分となる場合がある。
【０００８】
また、トナーを感光体から支持体に転写した後に感光体上に残存するトナーは、クリーニングブレード及びクリーニングブラシなどでクリーニングされるが、マイクロカプセルトナー等の球形トナーを用いた場合、残存トナーがクリーニングブレード及びクリーニングブラシを潜通するためクリーニングが不完全となる場合がある。更に、この様な不具合を回避するために、マイクロカプセルトナーを歪んだ形状や多数の突起を有する形状とすると、感光体に対するマイクロカプセルトナーの付着が不十分となる場合があった。
【０００９】
この様な状況に鑑み、本発明においては、短時間の加熱および加圧で現像剤の十分な定着を可能とするマイクロカプセルトナーを提供し、電子写真装置の複写速度を印刷機の印刷速度なみに向上することを目的とする。
【００１０】
また、クリーニング性を向上することも目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明によれば、複数の貫通孔がカプセル樹脂壁に形成されているマイクロカプセルトナーが提供される。
【００１２】
従来のマイクロカプセルトナーのカプセル樹脂壁には、カプセル樹脂壁を貫通する孔は実質的に存在していない。一方、本発明のマイクロカプセルトナーのカプセル樹脂壁には、カプセル樹脂壁を貫通する孔が複数存在する。このため、現像剤を定着する際の加熱および加圧により、カプセル樹脂壁が容易に破砕され、色材を含む内包物が放出され、支持体に素早く定着される。また、カプセル樹脂壁が破砕に至らない場合でも、加熱および加圧により貫通孔を通じて内包物が洩出される。この結果、短時間の加熱および加圧により、現像剤を良好に定着できるため、定着時間を短縮できる。
【００１３】
以上の結果、現像剤が付着された支持体を、ローラー及びフィルム等で形成されるニップ部に短時間で通過させても、十分な現像剤の定着を実現でき、定着時間を短縮できる。例えば、ローラーの回転およびフィルムの摺動を高速としたり、ローラー及びフィルムを小型化して、加圧および加熱の時間を短縮しても、現像剤を十分に定着できる。
【００１４】
また、カプセル樹脂壁に貫通孔が形成されているため、例えば、カプセル樹脂壁を薄くしたり、軟化する等しなくとも内包物を良好に放出できる。このため、カプセル樹脂壁の材質、壁厚、架橋密度および硬度などの設計において、自由度が高い。この結果、帯電性、電気抵抗性、磁気性および流動性などの現像特性、定着性および着色性などの定着特性、保存性、取扱性などのトナーに要求される性能を損なうことなく、定着時間を短縮できる。
【００１５】
以上より、本発明のマイクロカプセルトナーを使用すれば、トナーに要求される各種の性能を十分確保した状態で、短時間の加熱および加圧で現像剤の十分な定着を実現でき、電子写真装置の複写速度を印刷機の印刷速度なみに向上できる。
【００１６】
電子写真装置は印刷機の異なり版を必要とせず、また、定着時間を短縮でき、定着装置を小型化できるため、経済的である。
【００１７】
また、マイクロカプセルトナーのカプセル樹脂壁に多数の貫通孔が形成されていると、クリーニングブレード及びクリーニングブラシなどで感光体上の残存トナーをクリーニングする際に、クリーニングブレード及びクリーニングブラシとマイクロカプセルトナーとの摩擦が増加するため、残存トナーがクリーニングブレード及びクリーニングブラシを潜通することを抑制できる。よって、マイクロカプセルトナーを歪んだ形状や多数の突起を有する形状とすることなく、マイクロカプセルトナーの感光体に対する十分な付着性を確保した状態で、クリーニング性を向上できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
【００１９】
（マイクロカプセルトナーの構造）
図１には、カプセル樹脂壁に、多数の貫通孔が存在しているマイクロカプセルトナーを模式的に示した。この場合、マイクロカプセルトナーの平均粒子径は１０μｍ、孔の平均孔径は０．１μｍ、孔の平均密度は１個／μｍ２として描かれている。これらの数値を実際に計測するには、多孔性マイクロカプセルトナーの電子顕微鏡写真を用いて計測し、計測結果を数平均して求める。
【００２０】
なお、マイクロカプセルトナーの平均粒子径は、例えばＣｏｕｌｔｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社（英国）製コールターマルチサイダーを用いて測定することもできる。
【００２１】
貫通孔の平均孔径は、内包物の保持性および放出性、カプセル強度、製造の容易性などの観点から、０．００１μｍ以上が好ましく、０．０１μｍ以上がより好ましく、０．０５μｍ以上が更に好ましく、一方、５μｍ以下が好ましく、１μｍ以下がより好ましく、０．５μｍ以下が更に好ましい。
【００２２】
貫通孔の平均密度は、内包物の保持性および放出性、カプセル強度、製造の容易性などの観点から、０．０１個／μｍ２以上が好ましく、０．１個／μｍ２以上がより好ましく、０．５個／μｍ２以上が更に好ましく、一方、１００個／μｍ２以下が好ましく、５０個／μｍ２以下がより好ましく、１０個／μｍ２以下が更に好ましい。
【００２３】
カプセルの平均粒子径は、内包物の保持性および放出性、カプセル強度、クリーニング性、製造の容易性などの観点から、５〜１５μｍが好ましい。
【００２４】
また、マイクロカプセルの強度は、取扱い時にマイクロカプセルが破壊されない程度以上とし、マイクロカプセルを使用する用途に応じて所定の範囲内とする。
【００２５】
マイクロカプセルの強度は、カプセル樹脂壁の平均壁厚に依存するため、カプセル樹脂壁の平均壁厚も注意深く所定の範囲内とする。カプセル樹脂壁の平均壁厚は、マイクロカプセルをエポキシ樹脂中などで固定し、切断して、断面を電子顕微鏡で観察することにより計測できる。この様にして計測されるカプセル樹脂壁の平均壁厚は、０．０００１μｍ以上が好ましく、０．００１μｍ以上がより好ましく、０．００５μｍ以上が更に好ましく、一方、５μｍ以下が好ましく、１μｍ以下がより好ましく、０．５μｍ以下が更に好ましい。
【００２６】
また、マイクロカプセル内包物の保持性および放出性は、マイクロカプセルの内包物がマイクロカプセルの外部に溶出または放出される様子を追跡することにより、検討できる。この溶出試験の外部物質としては、水および水溶液などの水系物質；ＩＰＡ、酢酸エチル、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ＴＨＦ、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロホルム、ジクロルメタン、ヘキサン、ＭＥＫ、アセトン、アセトニトリル、ＤＭＳＯ、ＤＭＦ、ピリジン等の有機系物質などを使用できる。
【００２７】
溶出試験の結果は、マイクロカプセルの内包物、溶出試験の外部物質、温度および時間などに強く依存する。特に外部物質の性質に左右され、適当な外部物質を選択することにより、例えば、カプセル樹脂壁に貫通孔が存在していることを確認できる。即ち、同一の内包物のマイクロカプセルを、カプセル樹脂壁に貫通孔が生じる条件と、貫通孔が生じない条件とで作製する。そして、得られたマイクロカプセルを、例えばＴＨＦ等の適当な外部物質に、それぞれ浸漬し例えば４０℃等の適当な温度で内包物が溶出する挙動を追跡する。この結果、例えば３０分の溶出試験で、外部に放出された内包物を定量すれば、貫通孔の有無を確認できる。例えば、貫通孔が形成されているマイクロカプセルの場合、内包物の９５質量％以上が放出されるのに対し、貫通孔が形成されていないマイクロカプセルの場合、放出量は５質量％以下となる。
【００２８】
（マイクロカプセルトナーの製造方法）
マイクロカプセルトナーは、界面重合法、ｉｎ ｓｉｔｕ重合法、液中硬化被覆法、コアセルベーション法などの主に化学反応を利用する方法により製造できるが、得られるマイクロカプセルトナーの構造を精密に制御できる等の理由から、界面重合法およびｉｎ ｓｉｔｕ重合法が好ましい。
【００２９】
界面重合法においては、マイクロカプセルの内部媒体とマイクロカプセルの外部媒体との何れにもカプセル樹脂壁の原料が存在しており、マイクロカプセルの内部媒体に含まれる原料とマイクロカプセルの外部媒体に含まれる原料とが反応してカプセル樹脂壁が形成される。
【００３０】
一方、ｉｎ ｓｉｔｕ重合法においては、マイクロカプセルの内部媒体とマイクロカプセルの外部媒体との何れか一方のみにカプセル樹脂壁の原料が存在しており、マイクロカプセルの内部媒体に含まれる原料のみが反応してカプセル樹脂壁が形成されか、マイクロカプセルの外部媒体に含まれる原料のみが反応してカプセル樹脂壁が形成される。
【００３１】
以上の様な重合法において、カプセル樹脂壁の第１原料を含む第１液媒体と、第１原料と強く結合する第１界面活性剤と、第１原料と弱く結合する第２界面活性剤とを少なくとも用いる。この様に、カプセル樹脂壁の原料を、カプセル樹脂壁の原料との結合力が異なる２種類の界面活性剤を用いて重合する。この場合、原料との結合力が弱い界面活性剤が存在する位置で形成されたカプセル樹脂壁は、重合終了後にマイクロカプセルから脱落すると考えられる。この結果、カプセル樹脂壁が脱落した位置に孔が形成され、多孔性のマイクロカプセルが得られると考えられる。
【００３２】
この様な機構において、良好なマイクロカプセルトナーを形成する観点から、界面活性剤とカプセル樹脂壁原料との強い結合は共有結合であることが好ましく、弱い結合はイオン結合と分子間力による結合との少なくとも何れか一方であるが好ましい。この場合、得られるカプセル樹脂壁には界面活性剤が共有結合しているため、カプセル樹脂壁の特性の自由度を広げることができる。
【００３３】
また、同様の観点から、カプセル樹脂壁の第１原料１００質量部に対する第１界面活性剤の量は、１０質量部以上が好ましく、１５質量部以上がより好ましく、２５質量部以上が更に好ましく、一方、８０質量部以下が好ましく、６０質量部以下がより好ましく、４５質量部以下が更に好ましい。
【００３４】
また、カプセル樹脂壁の第１原料１００質量部に対する第２界面活性剤の量は、０．４質量部以上が好ましく、１．０質量部以上がより好ましく、１．５質量部以上が更に好ましく、一方、１５．４質量部以下が好ましく、９．６質量部以下がより好ましく、５．８質量部以下が更に好ましい。
【００３５】
また、第１界面活性剤の量と第２界面活性剤の量との比として、第１界面活性剤１００質量部に対して、第２界面活性剤は、１質量部以上が好ましく、３質量部以上がより好ましく、６質量部以上が更に好ましく、一方、４０質量部以下が好ましく、２５質量部以下がより好ましく、１５質量部以下が更に好ましい。
【００３６】
なお、カプセル化反応の際の全体に対して、第１界面活性剤の使用量は０．５質量％以上が好ましく、１質量％以上がより好ましく、一方、１０質量％以下が好ましく、５質量％以下がより好ましい。また、第２界面活性剤の使用量は０．００５質量％以上が好ましく、０．０１質量％以上がより好ましく、一方、１質量％以下が好ましく、０．５質量％以下がより好ましい。
【００３７】
一方、カプセル樹脂壁の第１原料を含む第１液媒体と、第１原料と親和性を有する重合体界面活性剤と、第１原料と親和性を有する単量体界面活性剤とを少なくとも用いることもできる。この様に、カプセル樹脂壁の原料を、分子量が異なる２種類の界面活性剤を用いて重合する。この場合、低分子量の界面活性剤は高分子量の界面活性剤と比較してアンカー効果が低いため、低分子量の界面活性剤が存在する位置で形成されたカプセル樹脂壁は、重合終了後にマイクロカプセルから脱落すると考えられる。この結果、カプセル樹脂壁が脱落した位置に孔が形成され、多孔性のマイクロカプセルが得られると考えられる。
【００３８】
この様な機構において、良好なマイクロカプセルトナーを形成する観点から、重合体界面活性剤の重量平均分子量は１，０００〜１０００，０００であることが好ましく、単量体界面活性剤の分子量は１００〜１，０００であることが好ましい。
【００３９】
また、カプセル樹脂壁原料は重合体界面活性剤と共有結合していることが好ましい。この場合、得られるカプセル樹脂壁には界面活性剤が共有結合しているため、カプセル樹脂壁の特性の自由度を広げることができる。
【００４０】
また、カプセル樹脂壁の第１原料１００質量部に対する重合体界面活性剤の量は、１０質量部以上が好ましく、１５質量部以上がより好ましく、２５質量部以上が更に好ましく、一方、８０質量部以下が好ましく、６０質量部以下がより好ましく、４５質量部以下が更に好ましい。
【００４１】
また、カプセル樹脂壁の第１原料１００質量部に対する単量体界面活性剤の量は、０．４質量部以上が好ましく、１．０質量部以上がより好ましく、１．５質量部以上が更に好ましく、一方、１５．４質量部以下が好ましく、９．６質量部以下がより好ましく、５．８質量部以下が更に好ましい。
【００４２】
また、重合体界面活性剤の量と単量体界面活性剤の量との比として、重合体界面活性剤１００質量部に対して、単量体界面活性剤は、１質量部以上が好ましく、３質量部以上がより好ましく、６質量部以上が更に好ましく、一方、４０質量部以下が好ましく、２５質量部以下がより好ましく、１５質量部以下が更に好ましい。
【００４３】
なお、カプセル化反応の際の全体に対して、重合体界面活性剤の使用量は０．５質量％以上が好ましく、１質量％以上がより好ましく、一方、１０質量％以下が好ましく、５質量％以下がより好ましい。また、単量体界面活性剤の使用量は０．００５質量％以上が好ましく、０．０１質量％以上がより好ましく、一方、１質量％以下が好ましく、０．５質量％以下がより好ましい。
【００４４】
なお、必要に応じて、３種以上の界面活性剤を使用できる。
【００４５】
界面活性剤は特に制限されず、アニオン性単量体、カチオン性単量体、ノニオン性単量体、アニオン性重合体、カチオン性重合体、ノニオン性重合体の何れでも使用できる。中でも、乳化能が高い、カプセル内包物の保護性が高い、カプセル樹脂壁の凝集性に優れる、カプセル樹脂壁形成反応を阻害しない等の理由から、アニオン性単量体、アニオン性重合体などが好ましい。
【００４６】
具体的には、ベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルフォン酸塩、ポリオキシエチレン硫酸塩、エチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、イソブチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリビニルアルコール、ヘキサエチルセルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カイゼン、アラビアゴム、ゼラチン、ロート油などを使用する。
【００４７】
例えば、トリメチロールメラミンからｉｎ ｓｉｔｕ重合法によりカプセル樹脂壁を形成する際には、第１界面活性剤としてスチレン−無水マレイン酸共重合体の無水マレイン酸の部分加水分解による開環物などが好ましく、第２界面活性剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等が好ましい。スチレン−無水マレイン酸共重合体の無水マレイン酸部分加水分解開環物を使用すると、開環により生成したカルボキシル基は水相に配向し、トリメチロールメラミンを凝集し更にアミド結合を形成する。また、スチレン−無水マレイン酸共重合体の無水マレイン酸の部分加水分解による開環物は高分子量であるため、十分なアンカー効果を有する。一方、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムは分子間力によりトリメチロールメラミンを凝集するが、反応することはなく共有結合しない。また、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムは低分子量であるため、アンカー効果が弱く、重合反応終了後に脱落する。
【００４８】
以上の様な観点から、無水マレイン酸の開環率は３０〜８０％が好ましい。
【００４９】
なお、開環により生成したカルボキシル基は、トリメチロールメラミンの自己縮合反応を酸性触媒として加速するので更に好ましい。
【００５０】
マイクロカプセルの内包物に高純度が要求される場合には、第１液媒体がマイクロカプセルの外部媒体であることが好ましい。この場合、マイクロカプセルの外部媒体のみに原料が存在し、この原料が反応してカプセル樹脂壁が形成されるため、マイクロカプセルの内部に未反応の原料は残存せず、反応副生物も存在しない。
【００５１】
また、界面重合法を採用する場合には、第１原料と反応してカプセル樹脂壁を構成する第２原料を含む第２液媒体を更に使用する。この場合、第１液媒体がマイクロカプセルの外部媒体であれば、第２液媒体はマイクロカプセルの内部媒体となる。
【００５２】
カプセル樹脂壁としては熱軟化性および熱硬化性の何れでも良く、カプセル内包物の性質、所望のマイクロカプセルの構造などを考慮して選択する。中でも、マイクロカプセルの構造を制御し易いなどの理由から、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、ウレタン−尿素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスルホンアミド樹脂、ポリスルホネート樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、フェノール樹脂などが好ましく、必要に応じて２種類以上の樹脂を併用できる。
【００５３】
具体的には、例えば、カプセル樹脂壁を尿素樹脂から作製する場合、メチロール化尿素系化合物を用いたｉｎ ｓｉｔｕ重合法、尿素系化合物とホルムアルデヒドとを用いた界面重合法、ハロゲン化カルボニル化合物とアミン類とを用いた界面重合法などにより作製できる。
【００５４】
また、カプセル樹脂壁をメラミン樹脂から作製する場合、メチロール化メラミン系化合物を用いたｉｎ ｓｉｔｕ重合法、メラミン系化合物とホルムアルデヒドとを用いた界面重合法などにより作製できる。
【００５５】
また、カプセル樹脂壁をポリウレタン樹脂から作製する場合、イソシアネート化合物とヒドロキシル化合物とを用いた界面重合法、カルボニルモノオキシ化合部とアミン類とを用いた界面重合法、アミノ−カルボニルモノオキシ化合部を用いたｉｎ ｓｉｔｕ重合法などにより作製できる。
【００５６】
また、カプセル樹脂壁をウレタン−尿素樹脂から作製する場合、イソシアネート化合物と水とを用いた界面重合法、イソシアネート化合物とアミン類とを用いた界面重合法などにより作製できる。
【００５７】
また、カプセル樹脂壁をポリアミド樹脂から作製する場合、アミノ酸誘導体を用いたｉｎ ｓｉｔｕ重合法、カルボン酸誘導体とアミン類とを用いた界面重合法などにより作製できる。
【００５８】
また、カプセル樹脂壁をポリエステル樹脂から作製する場合、カルボン酸誘導体とヒドロキシル化合物とを用いた界面重合法などにより作製できる。
【００５９】
また、カプセル樹脂壁をポリエーテル樹脂から作製する場合、カルボン酸誘導体とヒドロキシル化合物とを用いた界面重合法などにより作製できる。
【００６０】
また、カプセル樹脂壁をポリオレフィン樹脂から作製する場合、エチレン、プロピレン、スチレン、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸エステル、酢酸ビニル、スチレン−ジビニルベンゼン等を用いたｉｎ ｓｉｔｕ重合法などにより作製できる。
【００６１】
また、カプセル樹脂壁をポリスルホンアミド樹脂から作製する場合、スルホン酸誘導体とアミン類とを用いた界面重合法などにより作製できる。
【００６２】
また、カプセル樹脂壁をポリスルホネート樹脂から作製する場合、スルホン酸誘導体とヒドロキシル化合物とを用いた界面重合法などにより作製できる。
【００６３】
また、カプセル樹脂壁をエポキシ樹脂から作製する場合、エポキシドとヒドロキシル化合物とを用いた界面重合法、エポキシドとアミン類とを用いた界面重合法などにより作製できる。
【００６４】
また、カプセル樹脂壁をポリカーボネート樹脂から作製する場合、ヒドロキシ化合物とハロゲン化カルボニル化合物とを用いた界面重合法などにより作製できる。
【００６５】
また、カプセル樹脂壁をフェノール樹脂から作製する場合、芳香族ヒドロキシ化合物とホルムアルデヒドとを用いた界面重合法、尿素系化合物と芳香族ヒドロキシ化合物とを用いた界面重合法などにより作製できる。
【００６６】
なお、カプセル樹脂壁の原料としては、上記以外にも、ポリイソシアネート、ポリイソチオシアネート、ポリアミン、ポリカルボン酸、多塩基酸クロライド、酸無水物、エポキシ化合物、ポリオール、（メタ）アクリル化合物、ポリサルファイド、有機アミン類、酸アミド類、水溶性エポキシ化合物、フェノール類、ホルマリン、ホスゲン、スピロアセタール系複素環状アミン、アルデヒド等も使用できる。
【００６７】
以上に記載したカプセル樹脂壁のうち、メラミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂などは熱硬化性樹脂である。また、ポリウレタン樹脂、ウレタン−尿素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスルホンアミド樹脂、ポリスルホネート樹脂およびポリカーボネート樹脂などは熱軟化性樹脂である。これらの樹脂のうち、熱硬化性樹脂は熱軟化性樹脂と比べ硬度が高いため、カプセル樹脂壁が熱硬化性樹脂から形成されている場合、カプセル樹脂壁に多数の貫通孔を形成してもカプセル強度を大きく低下することなく内包物の放出性を向上できる。この様な観点から、熱硬化性樹脂の中でも、例えばメラミン樹脂が好ましい。
【００６８】
なお、以上に説明してきたカプセル化反応において、反応温度は、普通５０〜１００℃とされる。
【００６９】
（マイクロカプセルトナーの内包物）
マイクロカプセルトナーの内包物は、バインダーおよび色材などと、これらの分散媒体である内部媒体である。また、必要に応じて、電荷制御剤、離型剤、シリコーンオイル等の定着性改良剤などの添加剤を加えることもできる。
【００７０】
マイクロカプセルトナーの内部媒体は、内包物の性質、マイクロカプセルトナーの要求性能、クリーニング性、マイクロカプセルトナーの用途分野などを考慮して選択されるが、良好なマイクロカプセルトナーを作製する観点から例えば可塑剤が好ましく、具体的には、ジメチルフタレート（ＤＭＰ）、ジエチルフタレート（ＤＥＰ）、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）、ジヘプチルフタレート（ＤＨＰ）、ジ−２−エチルヘキシルフタレート（ＤＯＰ）、ジ−ｎ−オクチルフタレート、ジイソデシルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジイソノニルフタレート、エチルフタリルエチルグリコレート等のフタル酸エステル類；トリメチルホスフェート（ＴＭＰ）、トリエチルホスフェート（ＴＥＰ）、トリブチルホスフェート（ＴＢＰ）、トリ−２−エチルヘキシルホスフェート（ＴＯＰ）、トリブトキシエチルホスフェート、トリオレイルホスフェート、トリフェニルホスフェート（ＴＰＰ）、トリクレジルホスフェート（ＴＣＰ）、トリキシレニルホスフェート（ＴＸＰ）、クレジルジフェニルホスフェート（ＣＤＰ）、キシレニルジフェニルホスフェート（ＸＤＰ）、２−エチルヘキシルジフェニルホスフェート等のリン酸エステル類；トリ−２−エチルヘキシルトリメリテート等のトリメリット酸エステル類；ブチルベンゾエート、ヘキシルベンゾエート等の安息香酸エステル類；サリチル酸イソアミル、サリチル酸ベンジル、サリチル酸メチル、サリチル酸エチル等のサリチル酸エステル類；ジメチルアジペート（ＤＭＡ）、ジイソブチルアジペート（ＤＩＢＡ）、ジブチルアジペート（ＤＢＡ）、ジ−２−エチルヘキシルアジペート（ＤＯＡ）、ジイソデシルアジペート、ジブチルジグリコールアジペート、ジブチルジグリコールアジペート、ジ−２−エチルヘキシルアゼテート、ジメチルセバケート、ジブチルセバケート、ジ−２−エチルヘキシルセバケート、メチルアセチルリシノレート等の脂肪酸エステル類；フマル酸ジブチル、マロン酸ジエチル、しゅう酸ジメチル等の脂肪族ジカルボン酸エステル類；ｏ−アセチルトリエチルシトレート等のクエン酸エステル類；メチルナフタレン、ジメチルナフタレン、モノイソプロピルナフタレン、ジイソプロピルナフタレン等のアルキルナフタレン類；ｏ−メチルジフェニルエーテル、ｍ−メチルジフェニルエーテル、ｐ−メチルジフェニルエーテル等のアルキルジフェニルエーテル類；Ｎ，Ｎ−ジメチルラウリロアミド、Ｎ−ブチルベンゼンスルホンアミド等の高級脂肪酸または芳香族スルホン酸のアミド化合物類；トリオクチルトリメリテート等のトリメリット酸エステル類；ジメチルジフェニルメタン等のジアリールメタン、１−フェニル−１−メチルフェニルエタン、１−ジメチルフェニル−１−フェニルエタン、１−エチルフェニル−１−フェニルエタン等のジアリールエタン等のジアリールアルカン類；塩素化パラフィン類；アクリル酸エステル系重合性化合物、アクリルアミド系重合性化合物、メタクリル酸系重合性化合物、メタクリル酸エステル系重合性化合物、メタクリルアミド系重合性化合物、無水マレイン酸系重合性化合物、マレイン酸エステル系重合性化合物、スチレン系重合性化合物、ビニルエーテル系重合性化合物、ビニルエステル系重合性化合物、アリルエーテル系重合性化合物などのビニル重合性媒体などを使用する。
【００７１】
バインダーとしては、定着用樹脂などを用いることができ、具体的には、ポリ（メタ）アクリル酸メチル、ポリ（メタ）アクリル酸エチル、ポリ（メタ）アクリル酸ブチル、ポリ（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、ポリ（メタ）アクリル酸ラウリル等の（メタ）アクリル酸エステル重合体；スチレン系モノマーと（メタ）アクリル酸エステルとの共重合体；ポリ酢酸ビニル、ポリプロピオン酸ビニル、ポリ酪酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン等のエチレン系重合体及びその共重合体；スチレン・ブタジエン共重合体、スチレン・イソプレン共重合体、スチレン・マレイン酸共重合体等のスチレン系共重合体；ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ゴム類、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂などを単独または混合して用いる。
【００７２】
特に、バインダーとして、メタクリル酸ラウリルホモポリマー又はコポリマー等の長鎖アルキル基を有する重合体（例えば、スチレン・ラウリルメタクリレート共重合体）を用いる場合は、脂肪族飽和炭化水素または脂肪族飽和炭化水素を主成分とする有機溶剤（例えば、イソプロピレン系溶剤）が好ましい。
【００７３】
色材としては、カーボンブラック、ベンガラ、紺青、酸化チタン等の無機顔料；ファストイエロー、ジスアゾイエロー、ピラゾロンレッド、キレートレッド、ブリリアントカーミン、パラブラウン等のアゾ顔料；銅フタロシアニン、無金属フタロシアニン等のフタロシアニン顔料；フラバントロンイエロー、ジブロモアントロンオレンジ、ペリレンレッド、キナクリドンレッド、ジオキサジンバイオレット等の縮合多環系顔料を挙げることができる。また、分散染料、油溶性染料などを用いることもできる。
【００７４】
また、磁性トナーを用いる場合は、磁性粉として、マグネタイト、フェライト、コバルト、鉄、ニッケル等の金属単体または、その合金を用いることができる。
【００７５】
また、内包物としてインキを使用することもできる。インキを内包する多孔性マイクロカプセルはトナーとして好適に使用でき、圧力定着方式および熱定着方式によりインキを十分に放出し、インキが支持体に素早く定着する。
【００７６】
この様なインキとしては、油性インキ、グリコールインキ、昇華性インキ、樹脂系インキ、あまに油インキ、ワックスインキ、顔料インキ、染料インキ、金属粉インキ、ペーストインキ、固体状インキ、ソルベントインキ等を使用できる。
【００７７】
本発明のマイクロカプセルトナーは、圧力定着方式および熱定着方式の何れの場合においても好適に使用できるが、内包物の放出性および洩出性に優れるため、特に、圧力定着方式に好適である。
【００７８】
【実施例】
以下、実施例および比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に制限されるものではない。なお、特に明記しない限り、試薬等は市販の高純度品を使用する。
【００７９】
（実施例１）マイクロカプセルトナー１
スチレン−無水マレイン酸共重合体の無水マレイン酸の部分加水分解による開環物（重量平均分子量：３５０，０００、無水マレイン酸の開環率：７０％）１５質量部と、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム１質量部とを、水２８４質量部に溶解し、９０℃に保温した。これに、９０℃に保温された黒色インキ（帝国インキ社製、商品名：ＢＦＴ ＤＸ−１）の溶解物２００質量部を混合し、ホモミキサーを用いて３分間、乳化した。その後、得られた乳化液を７０℃とし、トリメチロールメラミン初期重合物（住友化学社製、商品名：スミレーズレジン６０７）６５質量部を混合し、プロペラ型攪拌機を用いて７０℃で２時間攪拌して、カプセル化反応を行い、マイクロカプセルトナー１を得た。
【００８０】
得られたマイクロカプセルトナー１を電子顕微鏡により観察したところ、カプセル樹脂壁には多数の貫通孔が形成されていることが分かった。カプセルの平均粒子径は７μｍ、孔の平均孔径は０．１μｍ、カプセル１個当たりの平均孔数は２９４個であり孔の平均密度は２．０個／μｍ２であった。
【００８１】
また、カプセル樹脂壁の平均壁厚は０．２μｍであり、マイクロカプセルトナー１は十分な強度を有していた。
【００８２】
更に、４０℃で３０分のＴＨＦ、ＩＰＡ、ｎ−ヘキサン及びアセトニトリルに対する溶出試験を行ったところ、黒色インキの９９質量％、９７質量％、１質量％、１００質量％が、それぞれ溶出した。
【００８３】
この様なマイクロカプセルトナー１を用いて、圧力定着方式により画像を形成すれば、高品位な画像を高速に作製できる。また、良好なクリーニング性を実現できる。
【００８４】
（比較例１）マイクロカプセルトナー２
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを使用しないこと以外はマイクロカプセルトナー１と同様にして、マイクロカプセルトナー２を製造した。
【００８５】
得られたマイクロカプセルトナー２を電子顕微鏡により観察したところ、カプセル樹脂壁に貫通孔は形成されていなかった。また、４０℃で３０分のＴＨＦ、ＩＰＡ、ｎ−ヘキサン及びアセトニトリルに対する溶出試験を行ったところ、内包物の１質量％、２質量％、１質量％、１００質量％が、それぞれ溶出した。
【００８６】
この様なマイクロカプセルトナー２を用いて、圧力定着方式により画像を形成すると、定着速度が低い。また、クリーニング性も不十分である。
【００８７】
【発明の効果】
カプセル樹脂壁に複数の貫通孔が存在しているマイクロカプセルトナーを用いることにより、短時間の加熱および加圧で現像剤の十分な定着を実現し、電子写真装置の複写速度を印刷機の印刷速度なみに向上する。また、クリーニング性を向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】多孔性マイクロカプセルトナーを説明するための模式図である。
Claims (7)
- 複数の貫通孔がカプセル樹脂壁に形成されているマイクロカプセルトナー。
- 前記貫通孔の平均孔径は０．００１〜５μｍであり、前記カプセル樹脂壁の単位外表面積当たりの前記貫通孔の平均密度は０．０１〜１００個／μｍ２であり、前記カプセルの平均粒子径は５〜１５μｍであることを特徴とする請求項１記載のマイクロカプセルトナー。
- 前記カプセル樹脂壁は、主に熱硬化性樹脂よりなることを特徴とする請求項１又は２記載のマイクロカプセルトナー。
- インキを内包することを特徴とする請求項１乃至３何れかに記載のマイクロカプセルトナー。
- 前記カプセル樹脂壁の第１原料を含む第１液媒体と、
該第１原料と強く結合する第１界面活性剤と、
該第１原料と弱く結合する第２界面活性剤と
を少なくとも用いて前記カプセル樹脂壁を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１乃至４何れかに記載のマイクロカプセルトナーの製造方法。 - 前記強い結合は共有結合であり、前記弱い結合はイオン結合と分子間力による結合との少なくとも何れか一方であることを特徴とする請求項５記載のマイクロカプセルトナーの製造方法。
- 前記カプセル樹脂壁の第１原料を含む第１液媒体と、
該第１原料と親和性を有する重量平均分子量１，０００〜１０００，０００の重合体界面活性剤と、
該第１原料と親和性を有する分子量１００〜１，０００の単量体界面活性剤と
を少なくとも用いて前記カプセル樹脂壁を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１乃至４何れかに記載のマイクロカプセルトナーの製造方法。
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