JPH02111967A - 縣濁重合法によるトナーの製造方法 - 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、静電記録法および静電印刷法に
おいて用いられるトナーの製造方法に関し、詳しくは懸
濁重合法によるトナーの製造方法に関する。

〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕従来よ
り電子写真感光体などの潜像保持面上に形成される静電
荷像を可視化するために、乾式の着色微粒子、いわゆる
トナーが用いられて／ 二 いる。

トナー粒子の製造方法としては、熱可塑性樹脂に帯電制
御剤やカーボンブラックなどの着色剤を加えて混練・分
散し、冷却固化の後、微粉砕し、所定の粒径のものを得
るために分級する方法が一般的である。

この製造方法は、かなり優れたトナーを製造し得るが、
主成分である樹脂の特性によっては、混練や微粉砕工程
でのエネルギー消費が増大したり、過粉砕に起因する分
級工程での歩留まりの悪化が生ずるため製造コストが高
くなるというような問題点も有している。

このような従来法による問題点を回避するため、懸濁重
合法によって最初からトナー粒子を製造する方法が提案
されている（たとえば特公昭、３Ａ−１０，２，３／号
公報参照）。この方法は着色剤などの添加剤と重合開始
剤とを重合性単量体に分散して油相とした後、懸濁安定
剤を含有する水相中で懸濁重合させることによってトナ
ー粒子を得るものである。懸濁時に適当なせん断力を加
えるだけで、トナーとして好ましい大きさの微粒子（球
状粒子）が容易に得られるので製造工程が簡素化できる
上、エネルギーの消費も少なく、コスト面で有利となる
。

その反面、重合法により得られる球形のトナー粒子は、
不定形の粒子と比較して感光体表面への付着力が大きい
。このためクリーニング部材としてゴムブレードを用い
る場合、感光体上にトナーが残留し画像汚染が発生する
問題点を有している。これは、ブレードによる掻き落と
しの際、摩擦力の小さい球形トナー粒子が、ブレードと
感光ドラムの間隙に入り込むことによるものと推定され
る０さらに、この種のクリーニング不良は、感光体の種
類によっても程度に差があり、近年多用されるようにな
った有機光導電体（ＯＰＣ）のような軟質の表面を有す
る感光体で顕著に発生することも指摘されている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記した問題点は、非球形の形状を有するトナーが重合
法によって容易にかつ安定的に製造できれば解決するも
のと考えられた。

本発明はこのような事情に基づいてなされたもので、そ
の目的は、クリーニング不良が発生せず長期にわたって
良好な画質を有する懸濁重合法による非球形のトナーの
製造方法を提供することにある。

そこで、本発明者らはかかる目的を達成するため鋭意検
討した結果、水相中に膨潤性クレー粉体と水溶性高分子
物質とを段階的に添加して懸濁重合することによって、
上記の目的を満足することを見出し本発明に到達した。

すなわち、本発明の要旨は、添加剤と油溶性重合開始剤
とを重合性単量体に分散あるいは溶解した油相混合物を
、膨潤性クレー粉体を含有する水相に分散して懸濁液と
した後、該懸濁液中に水溶性高分子物質を加えて重合反
応を行うことを特徴とする懸濁重合法によるトナーの製
造方法に存する。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明においては、重合性単量体中に内添剤および油溶
性重合開始剤が分散あるいは溶解されて油相混合物とな
る。添加剤は、トナーに各種の機能を付与したり、改善
するために添加混合されるもので、具体的には染料・顔
料などの着色剤、摩擦帯電性を改良する帯電制御剤、定
着ローラへのトナーの付着を防止するオフセット防止剤
などがある。

重合性単量体としては、重合可能な全ての単量体が含ま
れるが、特にスチレン、メチルメタクリレート、メチル
アクリレート、塩化ビニル、エチレン、アクリロニトリ
ル、Ｎ−ビニルカルバゾールなどのビニル化合物が好ま
しい。また、ジビニルベンゼン、トリメチロールプロパ
ントリアクリレートなどの架橋性ビニル化合物も前記ビ
ニル化合物に対し０．０／〜１０ｗｔ％の範囲で用いる
ことができる。

重合開始剤としては、ベンゾイルパーオキサイド、ラウ
ロイルパーオキサイドなどの過酸化物、コツ２−アゾビ
スイソブチロニトリル、コ、２−７７”ヒス（２，ｔａ
−ジメチルバレロニトリル）などのアゾ化合物が油溶性
のラジカル発生剤として用いられる。これらは通常単量
体に対して２０ｖｒｔ、チ以下、好ましくはθ、／〜１
０ｖｙｔ、チの範囲で使用される。

着色剤としては、各種の染料や有機および無ｆ％［料が
使用できる。具体的には、カーボンフラッフ、ベンジジ
ンイエロー　レーキレットＣ１フタロシアニンブルー、
紺青などが挙げられ、これらは単量体に対して通常／−
，２０ｗｔ％好ましくは３〜１０ｗｔ％で添加される。

帯電制御剤としては、従来トナーへの７擦帯電性付与の
目的で使用されるものは全て使用できる。具体的には、
正帯電性トナー用としては、ニグロシン染料、ポリアミ
ン樹脂など、負帯電性トナー用としては、クロロ、鉄な
どを含む含金属アゾ染料などが挙げられる。その使用量
は単量体に対して／−ｊｖｔ％が好ましい。

オフセット防止剤としては、熱ロール定着器に対するト
ナーの離型性を向上させるために従来より公知のものが
使用される。例えば、低分子ｉｔノポリエチレン、ポリ
プロピレンなどのポリオレフィンが例として挙げられる
。オフセント防止剤は、単量体に対し、／　Ｏｗｔｔ！
６以下で添加して用いることが好ましい０ その他、トナー粒子の表面性を改善する目的でシラン系
、チタネート系などのカップリング剤を単量体に対し＆
ｗｔ％以内で加えてもよい。

前記したように、油相成分混合物は、膨潤性クレー粉体
を含む水相中に分散され懸濁液となる。この時、水中に
分散された不定形状の膨潤性クレー粉体が、水および油
相成分を吸収してそのまま膨張することにより、得られ
る懸濁粒子の形状は非球状のものとなる。

本発明において膨潤性クレー粉体とは、層状構造を有す
るＡｔ、ＭｇまたはＦｅなどの含水ケイ酸塩のことであ
って、膨潤は層間への液体の侵入によって生ずる。これ
らの具体例としては。

モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サ
ポナイト、ヘクトライトなどの天然鉱物があるが、より
一般的にはモンモリロナイトを主成分とするベントナイ
トが挙げられる。添加量は、水相全体に対し／　Ｏｗｔ
％以下が好ましく、、曵０．１〜３ｗｔ％がより好まし
い。

しかし、このクレー粉体による懸濁液の経時的安定性は
必ずしも充分ではないため、懸濁粒子同志の凝集が生じ
やすく、そのまま重合を続けると最終的には合一して塊
状物を生成してしまうという問題がある。

このため本発明においては、上記の懸濁液に対して、さ
らに懸濁安定性に優れた水溶性高分子物質を添加して重
合反応を行う。これにより不定形状の懸濁粒子を重合に
よりそのままトナー粒子として取り出すことが可能とな
る。

水溶性高分子物質としては、例えばポリビニルアルコー
ル、ポリビニルピロリドン、メチルセルロース、ヒドロ
キシセルロース、ゼラチンなどが挙げられ、その使用量
としては水相に対して、ｔｗｔ％以下、好ましくはＯ，
ＯＳ〜ＪＷｔ係がよい。

本発明の特徴は、以上述べたように油相成分を水相中の
膨潤性クレーに吸収させて非球状の懸濁粒子とし、その
状態で安定にトナー粒子として取り出すために水溶性高
分子物質を追加するところにある。従って、水相へのこ
れらの添加の１序が重要であり、水溶性高分子物質を先
に加えたり、あるいは水溶性高分子物質とクレーとを同
時に加える場合には、結果的に非球状トナー粒子が得ら
れず、本発明の目的を達成できないので好ましくない。

次に本発明における悪濁重合法トナーの製造方法の好ま
しい例について説明する。

まず、重合性単量体と前記した各種添加剤とをボールミ
ル、サンドグラインダーミルなどにより適宜分散させた
後、重合開始剤を加えて重合性の油相混合物の分散液を
調製する。

次いで水および膨潤性クレー粉体から成る水相に、上記
の油相の分散液を加えホモミキサーホモジナイザーなど
を用いる分散手段により、５〜３０μｍの油滴に分散す
る。その後、水溶性高分子物質を水溶液として上記の懸
濁液に添加する。

油相と水相の好ましい比は／：ｌ〜／：１０の範囲であ
り、重合中に粒子の凝集が起こらないよう設定される。

油相を水相中に均一に分散した懸濁液を攪拌装置、コン
デンサー　温度計および窒素導入管を付した重合缶に移
し、重合開始剤の分解する温度（ｌＩＯ〜／　００　’
Ｃ）に昇温し、窒素気流下で重合を行わせる。重合完了
後、遠心分離または濾別により水相を除き、水アルコー
ルなどを用いた洗浄の後、噴７易乾燥、真空乾燥などの
手段で水分を除き目的とするトナーが得られる。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。な
お、実施例中「部」は「重量部」を示す。

実施例 スチレン　　　　　　　　　　ｑｇ部 ｎ−ブチルアクリレート　　　　　　　　　７．２部ニ
グロシン染料ボントロンＮ　／　／　　　　　ｔ、ｇ　
部（オリエント化学製、商品名） カーボンブラックＭＡＡＯＯ，７部 （三菱化成製、商品名） 上記の重合性組成物をサンドグラインダーミルにより、
氷冷しながら約／　０００　ｒｐｍの回転数で３時間分
散させた後、重合開始剤として−２２−アゾビスイソブ
チロニトリル３部を溶解させ、油相混合物とした。

一方、水相としてベントナイト粉末（平均粒径約５μｍ
）を水中に／　ｗｔ％の濃度で加えた分散液１ｇＯ部を
用いた。

上記油相の水相への分散は、ＴＫホモミキサー（特殊機
化工業製）を用い、回転数約６００゜ｒｐｍで７０分間
行い、懸濁液を作製した。この時点で、憑濁粒子の顕微
鏡観察を行ったところ、その形状は不定形であった。

次いで上記懸濁液に対し、ポリビニルアルコールＧＭ−
／４１（日本合成化学展、商品名）の水溶液を加えた。

なお、その使用量は水相に対してθ、！ｒｗｔ％となる
ようにした。

その後、懸濁液を攪拌数、温度計および窒素導入管を備
えたステンレス製重合缶に移し、回転数約５０θｒｐｍ
で攪拌しながら、窒素気流下ｇｏ℃でｇ時間加熱し重合
を完了した。

この得られた重合液から遠心分離機により重合粒子を固
形分として分離し、さらに水洗、濾別を繰り返した後真
空乾燥して、粒度分布が５〜２０　ｐｍのトナー粒子を
得た。

このトナー粒子を顕微鏡で観察したが、その形状はほと
んどが不定形であった。

また、このトナーＳ部と鉄粉キャリアＴＥＦＶ−２３０
／１）００（日本鉄粉製、商品名）９３部とを混合して
現像剤とした。この現像剤を用いて、ＯＰＣを感光体と
する市販の複写機で実写テストを行ったところ、約２万
枚後においても高濃度、高画質でクリーニング不良に起
因する画像汚染のない洋間なコピーが得られた。

比較例 実施例において、水相に１次添加されるベントナイトと
ポリビニルアルコールを最初の段層から同時に加えて水
相を形成する他は実施例と同様にしてトナーを作製した
。

その結果、懸濁状態の粒子の形状は、顕微鏡観察による
と球状となっていた。これは、重合終了後得られたトナ
ー粒子においても同様に球状粒子であった。

このトナーを用いて実施例と同様に現像剤の実写テスト
を行ったところ、初期においては良好な画質のコピーが
得られたが、約７０００枚でクリーニング不良による画
像の汚染が激しくなり、はとんど実用に耐えな（なった
。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明は懸濁重合法を
用いて従来とは異なる非球状トナーを製造するものであ
る。

従って、本発明によれば、クリーニング不良による画像
汚染の問題がない高濃度高画質の乾式トナーを比較的簡
単な工程で製造することができるので、本発明は、工業
的に極めて有用である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）添加剤と油溶性重合開始剤とを重合性単量体に分
   散あるいは溶解した油相混合物を、膨潤性クレー粉体を
   含有する水相に分散して懸濁液とした後、該懸濁液中に
   水溶性高分子物質を加えて重合反応を行うことを特徴と
   する懸濁重合法によるトナーの製造方法。