JP2625468B2 - トナーの製法 - Google Patents

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、静電記録法、静電印刷法等にお
いて形成される静電潜像を現像するためのトナーの製造
方法に関する。

（従来技術およびその課題） 従来トナーは一般に熱可塑性樹脂中に着色剤および帯
電制御剤、離型剤等の添加剤を溶融混合したのち粉砕
機、分級機により所定の粒径を有するものが製造されて
きた。

しかしながらかかる製造方法によるトナーには、着色
剤、添加剤等の混合の不均一さから生ずる電気特性のバ
ラツキ、粒子形状が不定形であるための流動性の悪さお
よび小粒径化を図る場合の収率の低さといった種々の問
題点を含んでいる。

かかる問題点を解決する製造方法として特開昭57−53
756号、特開昭59−161号公報、特開昭59−123851号公報
等には懸濁重合法による方法が提案されている。この懸
濁重合法は、粉砕を必要とせず、製造工程も簡略化さ
れ、比較的エネルギー消費も少なく、前述の欠点を改良
したものと言えるが、着色剤および添加剤等の分散には
問題が残る。すなわち重合体粒子がトナーとしての機能
を発現するためには、着色剤、摩擦帯電性を改良する帯
電制御剤、定着ローラーへのトナー付着を防止する離型
剤等を重合体粒子中に均一に存在させる必要がある。こ
れらの材料は必ずしも単量体との親和性を有するもので
はなく、このような材料を低粘度の単量体に安定に混合
分散するのは困難であり、時として重合中に水相に移行
し、重合体粒子中に添加した材料が存在しないことがあ
る。特に一次粒子径の小さなカーボンブラックの如き着
色剤はかなり強固な二次凝集体となっている場合が多
く、単量体中への分散不良を起こし、トナー粒子の帯電
量、画像濃度等のバラツキを拡大することとなる。

（課題を解決するための手段） 本発明の目的は、前述した着色剤等を単量体組成物に
均一に分散させることにより帯電量および画像濃度のバ
ラツキを抑制したトナーの製造方法を提供することにあ
る。

即ち、本発明は（１）ビニル系単量体100重量部、
（２）分子量5,000〜200,000のポリオレフィングラフト
化樹脂10〜100重量部および（３）着色剤２〜30重量
部、を含む重合性組成物を水性媒体中に分散懸濁させた
のち重合を行なうことを特徴とするトナーの製法を提供
する。

本発明に用いられるビニル系単量体の具体例として
は、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンな
どのエチレン不飽和モレオレフィン類；塩化ビニル、塩
化ビニリデン、臭化ビニル、弗化ビニル等のハロゲン化
ビニル類；酢酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル
類；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、アクリル酸プロピル、アクリル酸ｎ−オク
チル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸メ
チル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メ
タクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸２−エチルヘキシ
ル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジエチルアミ
ノエチル等のα−メチレン脂肪酸モノカルボン酸エステ
ル類；アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリ
ルアミド等のアクリル酸またはメタクリル酸誘導体；お
よびスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレ
ン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−
フェニルスチレン、ｐ−クロルスチレン等のスチレンお
よびその誘導体等が挙げられる。

本発明に用いられるポリオレフィングラフト化樹脂は
重量平均分子量が5,000〜200,000、好ましくは10,000〜
100,000である。分子量が5000未満であるとトナーの耐
ブロッキング性が低下し、200,000を越えると定着性が
低下する。重量平均分子量はゲルパーミエーションクロ
マトグラフィーにより、標準ポリスチレンによる検量線
を用いて測定される。ポリオレフィンのグラフト量とし
ては、主鎖重合体100重量部に対して５〜50重量部、好
ましくは15〜35重量部であり、５重量部未満では分散性
改善効果はなく、50重量部を超えるとビニル系単量体へ
の溶解性が低下する。

ポリオレフィングラフト化樹脂は種々の方法により得
られるが、好ましくはポリオレフィン（例えば、ポリエ
チレン、ポリプロピレン等）の存在下に主鎖を形成する
重合性単量体を単独または共重合させて得られる。主鎖
を形成する重合性単量体の例としてはスチレン、クロル
スチレン、ビニルスチレン等のスチレン類；酢酸ビニ
ル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステ
ル類；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、アクリル酸オクチル、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−ブチル等の
α−メチレン脂肪族モノカルボン酸のエステル；ビニル
メチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチル
エーテル等のビニルエーテル類が挙げられる。

またグラフト鎖としてのポリオレフィンの重量平均分
子量は2,000〜100,000、好ましくは5,000〜50,000であ
る。2,000未満ではトナーの耐ブロッキング性が低下
し、100,000を超えるとビニル系単量体への溶解性が低
下する。

ポリオレフィングラフト化樹脂のビニル系単量体に対
する配合量は、ビニル系単量体100重量部に対して10〜1
00重量部、好ましくは30〜80重量部である。配合量が10
重量部未満では着色剤および添加剤類の分散性は向上せ
ず、また定着時の耐オフセット性も発現しない。また、
100重量部を超えるとビニル系単量体に溶解した時の粘
度が高くなり、著しく分散効率の低下を招く。

また着色剤としてはトナー用として公知の材料が挙げ
られ、例えばカーボンブラック、ニグロシン染料、フタ
ロシアニンブルー、アニリンブルー、クロムイエロー、
キノリンイエロー、デュポンオイルレッド、ローズベン
ガル等が挙げられる。更に必要に応じて他の添加剤、例
えばニグロシン染料、第４級アンモニウム塩、モリブデ
ン酸キレート、ナフテン酸金属塩、脂肪酸金属塩等の帯
電制御剤や低分子量ポリオレフィン系ワックス、脂肪酸
金属塩、脂肪酸エステル系ワックス、高級脂肪酸、パラ
フィンワックス等の離型剤が適用できる。着色剤の重合
性組成物中への配合量はビニル単量体100重量部に対し
１〜30重量部、好ましくは５〜20重量部である。

本発明の重合性組成物には上記ビニル系単量体、ポリ
オレフィングラフト化樹脂、着色剤の他に、トナー用の
樹脂として他の公知の樹脂を含んでもよい。このような
樹脂の例としてはスチレン、クロルスチレン、ビニルス
チレン等のスチレン類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニ
ル、酪酸ビニル等のビニルエステル類；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
ル酸オクチル、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−ブチル等のα−メチレン脂肪族モ
ノカルボン酸のエステル；ビニルメチルエーテル、ビニ
ルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエ
ーテル類等の単独重合体あるいは共重合体が挙げられ
る。

上記材料を均一混合する方法としては、予めビニル系
単量体にポリオレフィングラフト化樹脂および必要なら
前記のトナー用樹脂として公知の樹脂を溶解したのち、
着色剤および必要なら前記添加剤類を混合・分散する方
法またはビニル系単量体に樹脂類および着色剤、必要な
ら添加剤類を混合・溶解したのち分散する方法が挙げら
れるが、樹脂の溶解を促進するためには前者の方法が好
ましい。なお着色剤等の分散にあたってはサンドグライ
ンドミル、ロールミル、ボールミル等の従来公知の分散
機が用いられる。

得られた分散液にオキシカーボネート、キュメンハイ
ドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド等の過
酸化物やα，α′−アゾビスイソブチロニトリル、アゾ
ジメチルバレロニトリル等のアゾ化合物の如き油溶性重
合開始剤を混合溶解する。次いで、ポリビニルアルコー
ル、ゼラチン、澱粉等の水溶性高分子物質、硫酸バリウ
ム、硫酸カリシウム、炭酸カルシウム、リン酸カルシウ
ム等の難水溶性塩類、タルク、粘土、珪酸等の無機高分
子物質、ドデシルベンゼンスルホン酸、ドデシル硫酸ナ
トリウム等の界面活性剤などを懸濁安定剤として含む水
系分散触媒中に分散懸濁して造粒を行う。次いで、得ら
れた懸濁液を通常の懸濁重合と同様な方法で重合せしめ
て着色重合体粒子を生成する。

重合反応終了後冷却し、水洗または稀酸処理後水洗を
行う。分散剤の除去された懸濁液からトナー粒子を粉体
で取り出すためには、濾過して乾燥機で乾燥しても良い
が、スプレードライヤーで噴霧乾燥することでも粉体化
することが可能である。

（発明の効果） 本発明によれば、トナー粒子中への顔料の分散性がよ
くなり、画質および画像濃度の低下が改善される。ま
た、トナーとしての帯電量も安定化し、種々の静電潜像
の現像剤として有効である。

（実施例） 以下、本発明を実施例により説明する。本発明はこれ
ら実施例に限定されない。

実施例１ スチレンとアクリル酸ｎ−ブチルの80:20の混合単量
体（Ａ）100重量部に、スチレン−アクリル酸ｎ−ブチ
ルの共重合体（組成比80:20）を主鎖とし、該共重合体1
00重量部に対して20重量部の割合でポリプロピレン（重
量平均分子量8,600）をグラフト化した重量平均分子量7
0,000のポリプロピレングラフト化樹脂50重量部および
市販のスチレン樹脂（ピコラスチックD150;Hercules社
製）50重量部を溶解して樹脂ワニス（Ａ）を得た。下記
配合により着色剤および添加剤を予備混合したのちサン
ドグラインドミルにて分散を行った。

樹脂ワニス（Ａ） 93.8（重量部） カーボンブラック 4.4 （モナーク880;Cabot社製） 負帯電性帯電制御剤 1.8 （ボントロンＳ−40;オリエント化学社製） かくして得られた液100重量部にα，α′−アゾビス
イソブチロニトリル1.0重量部を混合溶解して混合液を
得た。

次いでポリビニルアルコール（ゴーセノールGH−17;
日本合成化学社製）の５重量％水溶液150部と前記混合
液100部を万能混合攪拌機（三英製作所社製）の混合容
器に仕込んだのち回転数150r.p.m.で20分間攪拌して分
散懸濁液を得た。

該分散懸濁液250重量部を攪拌機、温度計、還流冷却
器、加熱装置、窒素ガス導入管を有する重合反応器に仕
込み、攪拌を行いながらイオン交換水500重量部を仕込
んだのち窒素雰囲気下、85℃まで昇温し、該温度で５時
間保持することにより懸濁粒子中の単量体で重合せしめ
た。

しかるのち濾過操作によって着色重合体粒子とポリビ
ニルアルコール水溶液を分離し、次いで35〜40℃の温水
で該着色重合体粒子を繰返し洗浄したのち減圧乾燥装置
により乾燥した。かくして得られた着色粒子を気流分級
機を用いて５〜10μの粒径範囲に分級してトナー（Ａ）
を得た。

実施例２ 実施例１において、混合単量体（Ａ）をスチレン単量
体にする以外は実施例１と同様な材料，装置を用いてト
ナー（Ｂ）を得た。

実施例３ 実施例１で用いた混合単量体（Ａ）100重量部にスチ
レン重合体を主鎖とし、該重合体100重量部に対して50
重量部の割合でポリプロピレン（重量平均分子量8,60
0）をグラフト化した重量平均分子量90,000のポリプロ
ピレングラフト化樹脂40重量部および市販のスチレン樹
脂（ピコラスチックD150;Hercules社製）60重量部を溶
解して樹脂ワニス（Ｃ）を得た。

実施例１の予備混合配合において樹脂ワニス（Ａ）を
樹脂ワニス（Ｃ）に変更する以外は実施例１と同様な方
法によりトナー（Ｃ）を得た。

実施例４ 実施例１で用いた混合単量体（Ａ）100重量部に、ス
チレン−アクリル酸ｎ−ブチルの共重合体（組成比80:2
0）を主鎖とし、該共重合体100重量部に対して５重量部
の割合でポリエチレン（重量平均分子量18,000）をグラ
フト化した重量平均分子量140,000のポリエチレングラ
フト化樹脂10重量部および市販のスチレン樹脂（ピコラ
スチックD125;Hercules社製）90重量部を溶解して樹脂
ワニス（Ｄ）を得た。

実施例１の予備混合配合において樹脂ワニス（Ａ）を
樹脂ワニス（Ｄ）に変更する以外は実施例１と同様な方
法によりトナー（Ｄ）を得た。

比較例１ 実施例１で用いた混合単量体（Ａ）100重量部に市販
のスチレン樹脂（ピコラスチックD150;Helcules社製）1
00重量部を溶解して樹脂ワニス（Ｅ）を得た。

実施例１の予備混合配合において樹脂ワニス（Ａ）を
樹脂ワニス（Ｅ）に変更する以外は実施例１と同様な方
法によりトナー（Ｅ）を得た。

実施例１〜４および比較例１で得た５種類のトナーに
ついて画像濃度の評価を行った結果を表−１に示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−123854（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−91668（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−23860（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−97154（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（１）ビニル系単量体100重量部、 （２）分子量5,000〜200,000のポリオレフィングラフト
   化樹脂10〜100重量部および （３）着色剤２〜30重量部 を含む重合性組成物を水性媒体中に分散懸濁させたのち
   重合を行なうことを特徴とするトナーの製法。
2. 【請求項２】ポリオレフィングラフト化樹脂が主鎖100
   重量部に対しポリオレフィンが５〜50重量部の割合でグ
   ラフト化したものである請求項１記載の製法。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の製法により得られ
   たトナー。