JPH04223479A - 水メニスカストーニングのためのトナー - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は静電記録（ｅｌｅｃｔｒ
ｏｓｔａｔｏｇｒａｐｈｙ）、及び、より詳細には、持
続性内部分極型の比較的低い表面電荷の静電潜像を画像
に応じて接触トーニングするために適用されるトナー組
成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】静電潜像が絶縁性又は無極性の液体中に
分散されたトナー粒子によって現像され得ることはすで
に知られている。このようなトナー粒子は通常、分散樹
脂又はワニス等とともに粉砕された、又は、これらと結
合された顔料のような着色剤から成る。かかるトナー粒
子は、必ずというわけではないが、一般には熱可塑性の
重合性物質である定着剤とともに組みあわされる。その
上、トナー粒子の極性及び電荷質量比を制御するために
、極性制御剤又はチャージディレクティング（ｃｈａｒ
ｇｅ　　ｄｉｒｅｃｔｉｎｇ）剤が通常含められる。こ
のような分散された物質は液体トナー又は液体現像剤と
して知られている。

【０００３】当初、液体現像剤は、紙シート上の酸化亜
鉛／樹脂結合剤の光導電性コーティング上の静電潜像が
現像され、かつ定着される、非転写型のオフィス複写機
の場合に商業的に使用された。トナー粒子は、他のリセ
プター表面に転写可能であることは要求されない。その
後、静電転写法を使用してリセプター表面にかかるトナ
ー付着層を転写することが望まれた場合には、転写効率
、イメージシフト、液体の浸出及び解像度の損失に関し
て、当業者によく知られているように問題が生じた。

【０００４】上記の転写問題を克服する観点から調製さ
れたことが知られている早期の液体トナー組成物は、現
在では期間の満了した米国特許第３　　４１９　　４１
１号明細書において、ライト（Ｗｒｉｇｈｔ）により明
らかにされた。この開示において、画像転写の間の着色
剤の望ましくないシフトを抑制するために、いわゆる格
子形成物質がトナー組成物中に含められた。この格子形
成物質はトナー付着層（ｄｅｐｏｓｉｔ）内で繊維状の
マトリックスを形成し、そのことにより着色物質はこの
画像付着層（ｉｍａｇｅ　　ｄｅｐｏｓｉｔ）の場所に
制止され、かつ水平方向のシフトを生ずることなく、慣
用の静電転写法を使用して受け取り側の用紙に正確に転
写されることを可能とする。また、かかる格子形成物質
は、画像付着層を転写しやすい状態に維持し、そのこと
により、９０％を越える転写効率が容易に得られるもの
と考えられた。さらに、画像付着層内に含まれる分散液
体は転写後除去されるので、このような画像付着層は受
け入れ用紙に機械的に固定され、その後画像形成された
付着層がその上に転写されても、転写を逆行させなかっ
た。 開示された格子形成物質はゴム変性ポリスチレン、パラ
フィン、ワックス、及びエチルセルロースであった。エ
チルセルロースはポリイソブチルメタアクリレートのよ
うな熱可塑性結合材料と合わせて使用されたのに対して
、パラフィンワックスは重合した亜麻仁油／樹脂酸カル
シウムワニスと合わせて使用された。

【０００５】米国特許第４，８４２，９７４号明細書に
おいて、特にランダ（Ｌａｎｄａ）は、エチルセルロー
ス又はゴム変性ポリスチレンの格子形成特性に関するラ
イト（Ｗｒｉｇｈｔ）の開示に対して論争を起こした。 パラフィンワックスに対する彼の議論は特殊なものでは
なく、実際に、非極性液体分散剤のＫＢ値制御が液体ト
ナーの絶対的解像能力に影響を及ぼすことを認めており
、これはライトの議論の妥当性を承認するものとなりう
る。しかしながら、ランダは高められた温度で熱可塑性
ポリマーと顔料を非極性液体で可塑化し、冷却してスポ
ンジを形成させ、さらに、このスポンジを他の非極性液
体とともに粉砕して粒子と粒子を引き離し、その結果フ
ァイバーを形成させ、これを引き伸ばすこと、そして、
これがライトの格子と機械的に等価なものになりうるで
あろうと記載し、かつ、説明している。

【０００６】また、ミッチェル（Ｍｉｔｃｈｅｌｌ）も
米国特許第４　　６３１　　２４４号明細書において樹
脂性の“ファイバー”を含む液体トナーの調製を開示し
ており、この語は繊維、巻きひげ状物、触手、細糸、フ
ィブリル、ひも、毛髪、剛毛および同様なものにまで形
成された着色トナー粒子を意味すると述べている。熱可
塑性ポリマーは、特に、アクリルポリマー及び共重合体
及びエチレンビニルアセテート共重合体を開示している
。必要な粒子径範囲のトナー粒子を得るために温度制御
アトライター粉砕機が使用されている。非極性分散溶液
に加えて、より高いＫＢ値をもつ他の液体が粉砕工程の
間に加えられるが、このことも一部ライトにより予想さ
れている。制御剤も加えられるが、一般には、オイル又
はワニスのような分散液に対する他の助剤は省略され、
さらに、ワックスのような格子あるいはファイバー形成
物質も省かれる。

【０００７】本発明は従来技術における物質の多くを使
用しており、加えて、トナー調製のための公知の粉砕方
法を使用しているが、しかし先行技術との観点から、生
成した液体トナーは以下に明らかになるように驚くべき
特徴を示す。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、静電記録に
一般的に適用しうるが、液体分散剤中で波形（ｗａｖｅ
ｆｏｒｍ）を発生させることにより特徴づけられる現像
プロセスにより強誘電体に画像形成させるのに適した液
体トナーの調製に関連して特に重要である。このような
トーニングは水メニスカストーニング（ｈｙｄｒａｕｌ
ｉｃ　　ｍｅｎｉｓｃｕｓ　　ｔｏｎｉｎｇ）として記
載される。このようなトナーにおいて、低い電気伝導性
を維持し、粒子が機械的又は電気的結合により互いに相
互に関連することなく、別個の存在として保持されるこ
とを確保することが望ましい。

【０００９】

【問題点を解決するための手段】本発明において、この
特性の組みあわせは、周囲室温でトナーキャリアー液体
又は分散剤中にて実質的に不溶性の、電気的に絶縁性で
あるポリマーを、ポリマーファイバーの形成を防止する
ポリマー変性剤と組みあわせて使用してトナーを調製す
ることにより達成される。

【００１０】電気的に絶縁性のポリマーは通常熱可塑性
であり、高められた温度で分散剤に溶解させることがで
き、加熱した溶液を冷却すると、元の固体形に戻るとい
うのが、このトナーの特色である。トナー粒子を着色す
るために使用される顔料又は他のものは、種々の粉砕手
段によって加熱溶液中に含められるが、最も制御しやす
いものは、加熱液体又は冷却液体を循環させることがで
きるジャケットにより取り囲まれている粉砕容器である
。かかる装置は、パールミル、サンドミル、ボールミル
及びアトライターでありうる。好ましい装置は、粉砕速
度を変えることができ、所望の場合には連続した態様で
物質が都合よく添加しうるものである。アトライターは
、この好ましい装置である。

【００１１】もし顔料が高められた温度で可溶化するポ
リマー中に分散されると、粉砕を続けながら冷却してい
くと、ポリマーが沈澱し、ポリマーの被覆の中に顔料粒
子をカプセル化し、又は、これをつつみ込むということ
が見い出された。これは顔料粒子を効果的に分離し、ト
ナー分散液中において有用な低い電導性を維持する。し
かしながら、ランダが記載しているように、かかる方法
は、ポリマーファイバーのネットワークによる粒子の相
互作用として示される望ましくない機械的効果を生ずる
。この効果は実質的に減少させ、かつ、排除することが
でき、そのため、格子構造内において共に結合するとい
うよりはむしろ別個の存在物として顔料粒子を作用させ
ることができる。この分離性が達成されると、メニスカ
ストーニングが可能となることが見い出された。

【００１２】ファイバーのポリマー架橋による粒子のネ
ットワーク化を減少させ、又は、排除する目的で適当な
ポリマー変性剤は分散剤中に含められる。この変性剤は
、周囲温度及び高められた温度においてポリマーと化学
的に相容性であり、かつ周囲温度及び高められた温度に
おいて分散剤液体中で完全に溶解しうるものである。 この変性剤、即ち、より正確には可塑剤は、ポリマーの
物理的特性を変更し、これは高められた温度における分
散剤中での溶解度を増大させ、かつ冷却させるとポリマ
ーの融通性を増大し、そのことにより、ファイバーの形
成に関連するポリマーの切断又は***は促進されない。 変性された沈澱ポリマーを粉砕することにより形成され
た粒子は、冷却が進行するにつれて、滑らかな表面を有
するようになり、近傍の粒子と互いに結合するのを可能
とする拡張的な突出がなくなる。

【００１３】かかるトナー調製物のための分散剤液体は
、商業的に受け入れられるものであり、かつ所望の態様
で機能するという特性を有しなければならない。高沸点
の脂肪族炭化水素が特に利用しうる。好ましい液体は、
アイソパーという商標名でエクソン（Ｅｘｘｏｎ）社か
ら購入されるもの、特にアイソパーＬ（沸点範囲１９０
〜２０６℃）、アイソパーＭ（沸点範囲２０７〜２５４
℃）及びアイソパーＶ（沸点範囲２７３〜３１０℃）の
等級のものである。さらに、エクソン製品において、こ
の目的で使用しうる溶剤の範囲は、ノルパー（Ｎｏｒｐ
ａｒ）の範囲であり、脱芳香化した溶剤のうちで、幾つ
かのものはエクソール（Ｅｘｘｓｏｌ）Ｄとして知られ
ている。

【００１４】このトナーシステムにおける第一次ポリマ
ーは、高められた温度で選択された分散剤中に可溶であ
るが、室温では実質的に不溶性でなければならない。使
用しうるポリマーのうち、アクリル樹脂（ａｃｒｙｌｉ
ｃｓ）及びその共重合体、ポリエチレン及びポリエチレ
ンビニルアセテート共重合体が特に適当である。好まし
い物質は、ユニオンカーバイトオーストラリア社（Ｕｎ
ｉｏｎ　　Ｃａｒｂｉｄｅ　　Ａｕｓｔｒａｌｉａ　　
Ｌｔｄ．）により提供されるエチレンビニルアセテート
共重合体のエルバックス（Ｅｌｖａｘ）の範囲、および
、ロームアンドハースオーストラリア社により提供され
るアクリレートのアクリロイド（Ａｃｒｙｌｏｉｄ）の
範囲である。又、ＩＣＩオーストラリアオペレーション
ズＰｔｙ社により提供されるアクリレートの或る種のネ
オクリルの範囲も使用しうる。

【００１５】ポリマーのための変性剤は、トナーの製造
時に遭遇する温度でポリマーと相容性で、かつ、同様の
条件下で分散剤中に可溶でなければならない。このよう
な物質は、通常選択されたポリマーに特異的であるが、
一般には脂肪族溶剤に溶解性のロジン、ロジンエステル
及びその誘導体、フタレートエステル及びアビエチン酸
エステルがこの観点で良好に機能することが見い出され
た。

【００１６】使用された顔料は、印刷インク又は塗料工
業界において通常見い出される有機又は無機の顔料のい
ずれであってもよい。

【００１７】付加的な成分としては、チャージディレク
ター又はチャージオーグメンター（ｃｈａｒｇｅ　　ａ
ｕｇｍｅｎｔｅｒ）を製剤中に含めることができる。こ
れらは良く知られており、正に荷電したトナーに対して
は、最も一般的に使用される化合物は金属石ケンであり
、その中で、ジルコニウムオクトエート、ナフテン酸マ
ンガン及びステアリン酸アルミニウムが典型的な例であ
る。

【００１８】このように、本願発明は低い電気伝導性の
分散剤において懸濁している別個のトナー粒子から本質
的に成る、静電記録の場合に水メニスカストーニングし
かつ強誘電体に画像形成させるためのトナーであって、
かかる個々のトナー粒子は電気的に絶縁性の熱可塑性ポ
リマーとそのための可塑剤の層によりとり囲まれた顔料
粒子であるものに関し、上記の電気的に絶縁性の熱可塑
性ポリマーがアクリル樹脂、アクリル共重合体、ポリエ
チレン及びポリエチレンビニルアセテート共重合体から
成る群より選択されることを特徴とするものであり、さ
らに、上記の可塑剤が脂肪族溶剤に可溶のロジン、ロジ
ンエステル、ロジンエステル誘導体、フタレートエステ
ル及びアビエチン酸エステルから成る群より選ばれるこ
とを特徴とするものであり、さらに、上記の電気的に絶
縁性の熱可塑性ポリマーは９０〜１００℃という範囲の
高められた温度において低い電気伝導性の上記分散剤中
で溶解しうるものであり、かつ周囲温度で不溶であり、
さらに、上記の可塑剤が高められた温度と周囲温度の双
方において低い電気伝導性の上記分散剤中で溶解可能な
ものであることを特徴とするものである。

【００１９】

【実施例】以下の例は、本発明の原則をより完全に示す
ために使用されるであろう。しかしながらこれらの実施
例は単に説明の意味で読まれるべきであり、本発明の範
囲を記載されている物質に限定するように考えられるべ
きではない。

【００２０】例１以下の成分を加熱したアトライターに
充填した。

【００２１】 エルバックス２１０　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　１０ｇペンタリンＨ　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　１５ｇ６％オクタン酸ジルコニウム　　　　　　　　
　　　　　　　　　　１０ｇアイソパーＬ　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２
５０ｇ上記成分を遅いスピードで撹拌しつつ、９０℃に
加熱し、溶剤中における固体物質の溶液とし、この時点
でイルガリット（Ｉｒｇａｌｉｔｅ）ブルーＬＧＬＤ１
５ｇを添加した。

【００２２】混合物を９０から１００℃に保つ程度に加
熱を維持し、かつ粉砕が起こる点まで撹拌スピードを上
げた。このスピードは使用する装置の大きさに依存する
。この高められた温度で粉砕を２時間続け、この時点で
加熱を停止させ、さらに、粉砕が続くので、アトライタ
ー及び内容物を室温まで冷却させる。約２５０ｍｌの容
積の粉砕のためには、この段階の粉砕に約３時間かかる
が、所望の場合には、さらに続けてもよい。

【００２３】このようにして製造されたトナーは、分散
剤１ｌ当たり５〜１００ｍｌ濃度の実用濃度に希釈され
るが、これは、適当なトーニング装置で使用すると水メ
ニスカストーニングを示し、走査電子顕微鏡で調べると
、粒子間で最小の架橋を有する平滑な個々の粒子から構
成されることが見い出された。ファイバー又は巻きひげ
状のものは存在しない。

【００２４】例２以下の成分を、例１に示したようにし
て調製すると、所望のトーニング特性を示し、かつファ
イバー状の伸長を有しない粒子から構成される青色トナ
ーを生成する。

【００２５】 　　イルガリット　　ブルー　　ＬＧＬＤ　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　１５ｇ　　アクリロイド
　　　　　　　　　　Ｂ６７　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　１０ｇ　　コルフレックス　　　
　　　　　４００　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　１５ｇ　　ステアリン酸マグネシウム　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
２ｇ　　エクソール　　　　　　　　　　　　Ｄ６０　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２５０ｇ例３
次の処方は、例１に記載したとおりに調製すると、所望
のトーニング特性を示し、ファイバー状の伸長を有しな
い粒子から成る赤色トナーを生成する。

【００２６】 　　ホスタパーム（Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ）ピンクＥ　　
　　　　　　１５ｇ　　エルバックス２１０　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　１０ｇ　　アバリン（Ａｂａｌｙｎ）　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２０ｇ　　
４％ナフテン酸マンガン　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　５ｇ　　ノルパー１
２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　２５０ｇ以下に、例に示した
物質を記載する。

【００２７】イルガリットブルーＬＧＬＤは、チバガイ
ギーオーストラリア社から提供される、Ｃ．Ｉ．顔料ブ
ルー１５：３である。

【００２８】ホスタパームピンクＥは、ヘキストオース
トラリア社から提供される、Ｃ．Ｉ．顔料レッド１２２
である。

【００２９】エルバックス２１０は、ユニオンカーバイ
トオーストラリア社から提供されるメルトインデックス
が３５５〜４６５で、ビニルアセテート含量が２７〜２
９％である、エチレンビニルアセテート共重合体である
。

【００３０】アクリロイドＢ６７は、ロームアンドハー
スオーストラリアＰｔｙ社から提供される、軟化点が５
０℃のイソブチルメタアクリレートポリマーである。

【００３１】ペンタリンＨは、Ａ．Ｃ．ハトリックケミ
カルＰｔｙ社から提供される、酸価が７〜１６で、融点
が１０２〜１１０℃の範囲のロジンのペンタエリスリト
ールエステルである。

【００３２】コルフレックス４００は、ＣＳＲオースト
ラリア社から提供される、ジブチルフタレートである。

【００３３】ジルコニウムオクトエートは、Ａ．Ｃ．ハ
トリックケミカルＰｔｙ社からホワイトスピリット中の
溶液として提供され、６％の金属を含有する。

【００３４】ナフテン酸マンガンは、Ａ．Ｃ．ハトリッ
クケミカルＰｔｙ社からホワイトスピリット中の溶液と
して提供され、４％の金属を含有する。

【００３５】ステアリン酸アルミニウムは、ハルクロス
オーストラリアＰｔｙ社から提供される、融点１５６℃
のものである。

【００３６】アイソパーＬは、エクソンケミカルオース
トラリアＰｔｙ社から提供される、沸点が１９０〜２０
６℃の範囲のイソパラフィン炭化水素である。

【００３７】ノルパー１２は、エクソンケミカルオース
トラリアＰｔｙ社から提供される、沸点１８８〜２１７
℃の範囲のノルマルパラフィン炭化水素である。

【００３８】エクソールＤ６０は、エクソンケミカルオ
ーストラリアＰｔｙ社から提供される、沸点１８２〜２
１５℃の脱芳香族化炭化水素である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　低電導性の分散剤中に懸濁している個
   々のトナー粒子から本質的になり、この個々のトナー粒
   子は電気的に絶縁性の熱可塑性ポリマーとそのための可
   塑剤の層によって囲まれている顔料粒子から成る、静電
   記録の場合に水メニスカストーニングしかつ強誘電体に
   画像形成させるためのトナーにおいて、上記の電気的に
   絶縁性の熱可塑性ポリマーがアクリル樹脂、アクリル共
   重合体、ポリエチレン及びポリエチレンビニルアセテー
   ト共重合体から成る群より選択されるものであり、さら
   に、上記の可塑剤が脂肪族溶剤可溶性のロジン、ロジン
   エステル、ロジンエステル誘導体、フタレートエステル
   及びアビエチン酸エステルから選ばれるものであり、又
   、さらに、上記の電気的に絶縁性の熱可塑性ポリマーが
   ９０℃〜１００℃の範囲の高められた温度で低電気伝導
   性の上記分散剤中に溶解しうるものであり、周囲温度で
   不溶であり、かつ上記可塑剤は高められた温度及び周囲
   温度の両方の温度の場合に低い電気的伝導性をもつ上記
   分散剤中に溶解しうるものであることを特徴とする、水
   メニスカストーニングのためのトナー。
2. 【請求項２】　　ジルコニウムオクトエート、ステアリ
   ン酸アルミニウム、及びナフテン酸マンガンから成る群
   より選択されるチャージディレクター剤を含有すること
   をさらに特徴とする、請求項１に記載の水メニスカスト
   ーニングのためのトナー。
3. 【請求項３】　　上記のトナー粒子が本質的に個々の形
   態で存在し、かつ繊維、巻きひげ状のもの、フィブリル
   、毛髪、剛毛又はそれと同種のものの形状の表面突起を
   有しないものであることを特徴とする、請求項１に記載
   の水メニスカストーニングのためのトナー。
4. 【請求項４】　　上記の高抵抗性の熱可塑性ポリマーと
   上記の可塑剤を、上記の低伝導性の溶媒とともに、アト
   ライター内で低速度で撹拌しつつ、９０℃に加熱して、
   溶剤内にて固体物質の溶液を得、次いで、上記の顔料を
   添加し、粉砕が生じる点まで撹拌速度を増大させ、この
   高められた温度で一定時間粉砕し、次いで、アトライタ
   ーとその内容物を粉砕を続けながら冷却して、上記の高
   抵抗性熱可塑性ポリマーの可塑化した層で上記の顔料粒
   子のコーティングを行うことを特徴とする、請求項１に
   記載の水メニスカストーニングのためのトナー。
5. 【請求項５】　　分散剤１リットル当たり５〜１００ｍ
   ｌの濃度の使用濃度に希釈された、請求項４の記載のよ
   うにして製造された、水メニスカストーニングのためト
   ナー。