JPH0812450B2 - カプセルトナ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の分野］ 本発明は、電子写真法等の記録方法において形成され
た潜像を可視画像とするために用いられるトナーに関す
る。

［発明の背景］ 電子写真法などの記録方法におけるトナー像の定着方
法としては、加熱定着、溶剤定着および圧力定着の三種
類の方法が知られている。そして、環境上の問題などか
ら昨今は溶剤を使用しない加熱定着方法および加圧定着
方法が利用されることが多い。

加熱定着法には従来から表示記録材料をバインダーで
固結してなるトナーが使用されている。加圧定着法にお
いても、同種のトナーが利用されているが、最近におい
てカプセルトナーの利用が検討されている。

カプセルトナーは、カーボンブラックのような表示記
録材料とバインダーとを含む芯物質の周囲に、圧力の付
与により破壊する性質を持つ樹脂外殻を形成させて得ら
れるマイクロカプセル形態のトナーである。

［従来技術および問題点］ 従来知られているカプセルトナーは、電子写真用トナ
ーとして本来必要とされる諸特性において必ずしも満足
できるものとはいえない。

すなわち、電子写真用現像液として用いるトナーは、
粉体特性が良く、現像性能において優れ、潜像を形成す
る表面である感光体表面を汚すことがないことなどが必
要とされており、さらに二成分現像方式の場合には使用
するキャリア粒子の表面を汚すことがないことなどが必
要とされる。また圧力定着法に用いるトナーとしては、
圧力定着性が良いこと、そして圧力定着に用いる加圧ロ
ーラーへのオフセット現象（トナーが加圧ローラー表面
に付着してローラーが汚れる現象）が発生しにくいこと
などが必要となる。

従って、圧力定着法に用いるトナーは、粉体特性、紙
などの支持媒体への定着性（定着された画像の保存性も
含む）、非オフセット性、また利用する現像方式に応じ
て帯電性および／または導電性などの諸特性の全てにお
いて高いレベルになければならない。しかしながら、こ
れまでに知られているカプセルトナーは上記のような諸
特性について必らずしも満足できるものではなかった。

例えば、磁性粒子を含有するカプセルトナーにおいて
は、通常磁性粒子の表面は親水的であり、一方芯物質は
親油的であるためその芯物質中に含まれるべき磁性粒子
が外殻の内部に存在しており、さらにその磁性粒子の一
部が外殻表面に露出して存在する傾向がある。そのため
外殻の緻密性が充分でなく、従って、芯物質中の油性溶
剤の揮散（カプセルトナーの貯蔵時に外殻を通り抜けて
芯物質の油性溶剤成分が消失する現象）を防止すること
が困難であるとの問題がある。このように芯物質中の油
性溶剤が揮散したカプセルトナーは定着性が悪くなる。
すなわち、このようなカプセルトナーは製造直後は良好
な定着性を有していても経時において定着性が悪化する
傾向がある。これを改善するための方法として、例えば
磁性粒子などの表面をポリマーで被覆することで磁性粒
子に親油性を付与する方法が既に提案されいる（米国特
許第4307169号の明細書）。しかし、本発明者の検討に
よれば、被覆されたポリマーが芯物質のバインダーの成
分として用いられる油性溶剤に溶解する傾向があり、こ
のため、磁性粒子などの表面をポリマーで被覆する効果
が充分に得られにくく、従って、定着性が充分に改善さ
れない傾向がある。さらに、このようなカプセルトナー
の粉体特性が特に経時において低下する傾向がある。

［発明の目的］ 本発明は、定着性が向上した電子写真用カプセルトナ
ーを提供することを目的とする。

特に、本発明は、経時においても良好な定着性が保持
された電子写真用カプセルトナーを提供することを目的
とする。

［発明の要旨］ 本発明は、バインダーポリマーと該ポリマーを溶解も
しくは膨潤しうる油性溶剤とを含むバインダー、表示記
録材料および磁性粒子を含有する芯物質と、該芯物質の
周囲に形成された外殻よりなるカプセルトナーであっ
て、該バインダーポリマーが、アクリル系ポリマーであ
り、且つ該磁性粒子の表面が該油性溶剤に実質的に溶解
しないアクリル系ポリマーで被覆処理されたことを特徴
とするカプセルトナーにある。

［発明の効果］ 本発明のカプセルトナーは、芯物質に含有された磁性
粒子の表面がバインダーの成分として用いられた油性溶
剤に実質的に溶解しないポリマーで被覆処理されている
ため、磁性粒子が芯物質中に安定して存在し、外殻中に
局在するか、あるいは外殻表面に露出することが極めて
少なく、従って、外殻の緻密性が優れており油性溶剤が
外殻から揮散することがなく、定着性に優れており、特
に経時においても優れた定着性を保持したカプセルトナ
ーである。

さらに本発明のカプセルトナーは、粉体特性が優れて
おり、特に経時においても優れた流動性を保持したカプ
セルトナーである。

［発明の詳細な記述］ 本発明のカプセルトナーは、芯物質と、該芯物質の周
囲に形成された外殻よりなる基本構造を有するものであ
る。

本発明のカプセルトナーの芯物質には、ポリマーおよ
び油性溶剤よりなるバインダー、表示記録材料並びに磁
性粒子が含まれる。

本発明のカプセルトナーの芯物質を構成する成分のう
ちバインダーの成分であるバインダーポリマーには、ポ
リイソブチルメタクリレート、アクリル酸エステルのホ
モポリマーもしくはコポリマーおよびアクリル酸と長鎖
アルキルメタクリレートとの共重合体オリゴマー等のア
クリル等ポリマーが使用される。

本発明のバインダーの成分として用いることのできる
油性溶剤は、上記のポリマーを溶解もしくは膨潤させう
る沸点150℃以上の高沸点溶媒（以下、単に高沸点溶媒
ともいう）である。このような高沸点溶媒の例として
は、フタル酸エステル類（例、ジエチルフタレート、ジ
ブチルフタレート）；脂肪族ジカルボン酸エステル類
（例、マロン酸ジエチル、シュウ酸ジメチル）；リン酸
エステル類（例、トリクレジルホスフェート、トリキシ
レリルホスフェート）；クエン酸エステル類（例、ｏ−
アセチルトリエチルシトレート、トリブチルシトレー
ト）；安息香酸エステル類（例、ブチルベンゾエート、
ヘキシルベンゾエート）；脂肪酸エステル類（例、ヘキ
サデシルミリステート、ジオクチルアジペート）；アル
キルナフタレン類（例、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）；アルキルジフェニルエーテル類（例、
ｏ−、ｍ−、ｐ−メチルジフェニルエーテル）；高級脂
肪酸または芳香族スルホン酸のアミド化合物類（例、N,
N−ジメチルラウロアミド、Ｎ−ブチルベンゼンスルホ
ンアミド）；トリメリット酸エステル類（例、トリオク
チルトリメリテート）；ジアリールアルカン類（例、ジ
メチルフェニルフェニルメタンなどのジアリールメタ
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−フェニルエタンなどのジアリールエタン）な
どを挙げることができ、これらは単独、混合状態のいず
れの状態で用いられていてもよい。

油性溶剤として、上記高沸点溶媒に加えて更に上記ポ
リマーを実質的に溶解もしくは膨潤することのない沸点
が100〜250℃の範囲内にある有機溶媒（以下、単に低沸
点溶媒ともいう）を用いることができる。

低沸点溶媒の具体的な例としては、脂肪族飽和炭化水
素、もしくは脂肪族飽和炭化水素、もしくは脂肪族飽和
炭化水素を主成分とする有機性液体混合物を挙げること
ができる。

低沸点溶媒は上記の高沸点溶媒に対して任意の割合に
て混合することができるが、一般には、高沸点溶媒／低
沸点溶媒の重量比で9/1〜1/9の範囲内で混合することが
望ましい。

バインダーは、ポリマーと高沸点溶媒を含む組成物で
あることが好ましい。また、ポリマー、高沸点溶媒およ
び低沸点溶媒の三者を含む組成物も好ましい。

ポリマーと高沸点溶媒との混合比は、ポリマー／高沸
点溶媒の重量比で0.1〜100の範囲内にあることが望まし
い。また、［ポリマー＋高沸点溶媒］と低沸点溶媒の混
合比についても、［ポリマー＋高沸点溶媒］／低沸点溶
媒の重量比で0.1〜100の範囲内にあることが望ましい。

電子写真用トナーのための表示記録材料としては、カ
ーボンブラック、グラフト化カーボンブラックなどの黒
色トナーが一般的に用いられているが、また青色、赤
色、黄色などの各種の有彩色着色剤も用いられている。
本発明のカプセルトナーも表示記録材料としてそれらの
公知の表示記録材料を用いることができる。

本発明のカプセルトナーの芯物質に含有される磁性粒
子としては公知の磁性トナー用の磁性粒子（磁化しうる
粒子状物質）を用いることができる。そのような磁性粒
子の例としては、コバルト、鉄、またはニッケルなどの
金属単体、合金もしくは金属化合物などからなる磁性粒
子を挙げることができる。なお、磁性粒子として黒色の
マグネタイトなどの有色磁性粒子を用いる場合には、そ
のマグネタイトなどの有色磁性粒子を磁性粒子と着色材
料の両者の役目を兼ねる成分として用いることもでき
る。

本発明のカプセルトナーの芯物質に含有される磁性粒
子は、該表面がポリマーで被覆されたことを特徴とす
る。磁性粒子の表面に被覆されたポリマー（以下、単に
表面被覆層ポリマーともいう）は、上記のバインダーの
成分として用いられる高沸点溶媒に実質的に溶解しない
ものである。ポリマーが高沸点溶媒に溶解する場合に
は、カプセルトナーの製造過程で、磁性粒子の表面被覆
層ポリマーが高沸点溶媒に溶け出して磁性粒子の表面処
理の効果が失われる。このような表面被覆層ポリマーに
は、ポリメチルメタクリレート及び／又はポリアクリロ
ニロリル等のアクリル系ポリマーが使用される。なお、
磁性粒子の表面被覆層ポリマーと上記のバインダー用ポ
リマーとを上記のように共にアクリル系ポリマーを使用
することにより、磁性粒子が安定に分散されることか
ら、長期保存後であっても良好な定着性を得ることがで
きる。

磁性粒子の表面をポリマーで被覆する方法としては、
磁性粒子表面でモノマーを重合させることにより磁性粒
子の表面にポリマー被覆層を形成する方法あるいは適当
な溶媒に溶解したポリマー溶液中に磁性粒子を浸漬した
後磁性粒子を乾燥することにより磁性粒子表面にポリマ
ー被覆層を形成する方法等の公知の方法を用いることが
できる。

本発明の磁性粒子の表面被覆層ポリマー、バインダー
用ポリマーおよび高沸点溶媒の間には、前述のように、
表面被覆層ポリマーは高沸点溶媒に実質的に溶解しない
こと、そしてバインダー用ポリマーは高沸点溶媒に溶解
もしくは膨潤することなどの相互関係があり、このよう
な表面被覆層ポリマー（Ａ）、バインダー用ポリマー
（Ｂ）および高沸点溶媒（Ｃ）の組合せの態様として、
例えば、（Ａ）ポリメチルメタクリレート、（Ｂ）ポリ
イソブチルメタクリレート、（Ｃ）１−イソプロピルフ
ェニル−２−フェニルエタン、あるいは（Ａ）ポリアク
リロニトリル、（Ｂ）ポリイソブチルメタクリレート、
（Ｃ）１−イソプロピルフェニル−２−フェニルエタン
などを挙げることができる。

カプセルトナーの外殻を形成する樹脂の種類には特に
制限はないが、カプセルトナーとしての特性を考慮する
と、その外殻樹脂は、ポリウレタン、ポリウレア、ポリ
アミドあるいはエポキシ樹脂であることが好ましい。こ
れらの樹脂は単独であっても、また混合物としても外殻
形成用の樹脂として用いることができる。

次に本発明のマイクロカプセルトナーを製造する方法
について、ポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂或いはポ
リアミド樹脂の外殻からなるカプセルトナーを製造する
方法を例にして説明する。

カプセルトナーの製造に際しては、水系液体中などに
て界面重合法あるいは外部重合法などのマイクロカプセ
ル製造方法、特に重合反応に基づくマイクロカプセル製
造方法を利用して芯物質の周囲に外殻を形成したのち、
水洗する方法などの公知の方法が利用できる。

ポリウレタン樹脂あるいはポリウレア樹脂の外殻から
なるカプセルトナーを製造する方法として利用できる外
殻形成方法としては、たとえば、界面重合法を挙げるこ
とができる。

ポリウレタン樹脂および／またはポリウレア樹脂から
なる外殻は、ジイソシアナート、トリイソシアナート、
テトライソシアナート、ポリイソシアナートポリマーな
どのポリイソシアナートと、ジアミン、トリアミン、テ
トラアミンなどのポリアミン、アミノ基を二個以上含む
プレポリマー、ピペラジンおよびその誘導体、ポリオー
ルなどとを水系溶媒中で界面重合法により反応させるこ
とにより、容易にマイクロカプセルの外殻として形成す
ることができることが知られている。

また、ポリウレタン樹脂および／またはポリウレア樹
脂、そしてポリアミド樹脂からなる複合壁、たとえば、
ポリウレタン樹脂とポリアミド樹脂からなる複合壁、ポ
リウレア樹脂とポリアミド樹脂からなる複合壁、あるい
は、ポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂およびポリアミ
ド樹脂からなる複合壁は下記の方法により製造すること
ができる。

ポリウレタン樹脂とポリアミド樹脂からなる複合壁
は、たとえば、ポリイソシアナートと酸クロライドそし
てポリアミンとポリオールを用い、反応液となる乳化媒
体のpH調整、ついで加温を行なうことからなる界面重合
法により調製することができる。また、ポリウレア樹脂
とポリアミド樹脂からなる複合壁は、ポリイソシアナー
トと酸クロライドそしてポリアミンを用い、反応液とな
る乳化媒体のpH調製、ついで加温を行なうことにより調
製することができる。これらのポリウレタン樹脂とポリ
アミド樹脂からなる複合壁、およびポリウレア樹脂とポ
リアミド樹脂からなる複合壁の製造方法の詳細について
は特開昭58−66948号公報に記載がある。このような複
合壁からなる外殻は、特に磁性粒子を芯物質内に含有す
るカプセルトナーを形成するために適している。外殻樹
脂の形成のための重合反応に関与するモノマーは、外殻
を形成する樹脂によっても相違するが、通常は二種類以
上のモノマーを組合わせて用いる。そのようなモノマー
の組合わせの例としてはイソシアナート基、ビスクロロ
ホルメート基、酸クロライド基およびスルホニルクロラ
イド基からなる群より選ばれる基を含む二官能基性化合
物のうちの少なくとも一つと、水、多価アミン、多価ア
ルコール、多価アミンおよび多価カルボン酸からなる群
より選ばれる化合物のうちの少なくとも一つとの組合せ
を挙げることができる。

表示記録材料、バインダーおよび表面をポリマーで被
覆した磁性粒子を含有する芯物質および外殻形成物質の
一方の原料化合物を水性媒体（外殻形成物質の他方の原
料化合物を含む）に油滴状に分散した後、この芯物質の
周囲にポリウレタン樹脂あるいはポリウレア樹脂からな
る外殻を形成させてマイクロカプセルを製造することが
できる。この油滴状に分散された芯物質の周囲に外殻を
形成してマイクロカプセルを製造する方法自体は、前述
のように既に公知であり、それらの公知方法を利用する
ことによって製造するができる。

芯物質の周囲に外殻を形成させることによりマイクロ
カプセルを調製した後、このマイクロカプセルは液相か
ら分離乾燥される。この分離乾燥のための操作は通常、
マイクロカプセルを含有する分散液を噴霧乾燥する方法
あるいはマイクロカプセルを含有するスラリーを加熱乾
燥する方法などにより行なわれる。乾燥に用いられる装
置、器具については特に制限はなく、装置の例として
は、電気炉、マッフル炉、ホットプレート、電気乾燥
器、流動層乾燥器、赤外線乾燥器などを挙げることがで
きる。

本発明のカプセルトナーの外殻には、所望により、金
属含有染料、ニグロシンなどの荷電調節剤あるいはその
他の任意の添加物質たとえば疎水性シリカなどの固体微
粒子を加えることができる。これらの添加物質は、外殻
形成時、あるいはカプセルトナーの分離乾燥後など任意
の時点でカプセルトナーの外殻に含有させることができ
る。

次に本発明の実施例および比較例を示す。尚、実施例
および比較例において「％」は、特に記載のない限り
「重量％」を意味する。

［実施例１］ マグネタイト磁性粒子（商品名:EPT−1000:戸田工業
（株）製）40gとポリメチルメタクリレート（分子量300
00）の0.1％酢酸エチル溶液400gを攪拌混合した後、酢
酸エチルを蒸散させ、次いで粉砕してポリメチルメタク
リレート被覆層を有するマグネタイト磁性粒子を得た。

上記マグネタイト磁性粒子30gと、ポリイソブチルメ
タクリレート（商品名：アクリベース、MM−2002−２、
平均分子量:70000:藤倉化成（株）製）30gおよび１−イ
ソプロピル−フェニル−２−フェニルエタン40とをサン
ドミルを用いて攪拌分散して分散液（磁性インク）を調
製した。

次いで、トリメチロールプロパンのキシレンジイソシ
アナート３モル付加物4gを前記の分散液（磁性インク）
と攪拌混合して油性相混合液体を調製した。

20℃の水60gにメチルセルロース（メトキシ基置換度
1.75、平均分子量:20000、メトキシ基に対するヒドロキ
シプロポキシ基の置換度18％）2gを溶解して得た水溶液
中に、上記の油性相混合液体を激しく攪拌しながら徐々
に注ぎ、水中油滴型エマルジョンを調製した。このエマ
ルジョンの調製は、容器の外部を冷却することによりそ
の液温を20℃以下に調節しながら実施した。エマルジョ
ンが形成されたのちも更に攪拌を続け、20℃のジエチレ
ントリアミン水溶液（濃度５重量％）100mlを添加し、
次に、このエマルジョンの液温を徐々に上昇させ、30分
後に60℃とした。

エマルジョンの液温をこの温度に保ち、エマルジョン
中に含有される有機溶媒を除去する操作を行ないながら
２時間攪拌してカプセル化を終了させた。このマイクロ
カプセル分散液を遠心分離操作（5000rpm）にかけて、
マイクロカプセルとメチルセルロース含有水溶液とを分
離し、得られたマイクロカプセルを水に分散して30重量
％分散液を調製した。この分散液を再度遠心分離操作
（5000rpm）にかけたのち水に再分散を行なうことから
なる水洗操作を更に四回実施した。その後60℃で乾燥し
平均粒径12μｍのトナーを得た。このカプセルトナー
は、一つ一つのカプセル粒子が独立して存在し、かつ非
常にサラサラした流動性を示す状態であった。

［比較例１］ ポリメチルメタクリレートで処理しないマグネタイト
磁性粒子を用いる以外は実施例１の操作と同様の操作に
よってトナーを得た。

［比較例２］ ポリメチルメタクリレートの代りにポリイソブチルメ
タクリレート（分子量70000）で処理したマグネタイト
磁性粒子を用いて、実施例１と同様のポリイソブチルメ
タクリレートおよび１−イソプロピル−フェニル−２−
フェニルエタンとを用いて攪拌分散して分散液（磁性イ
ンク）を調製した。以下、実施例１の操作と同様の操作
によってトナーを得た。

［比較例３］ 分散液（磁性インク）に添加するポリマーとしてポリ
イソブチルメタクリレートの代わりにポリメチルメタク
リレート（分子量30000）を用いる以外は、実施例１の
操作と同様の操作によってトナーを得た。

［比較例４］ ポリメチルメタクリレート被覆層を有するマグネタイ
ト磁性粒子の代わりに、下記のようにして得られるパラ
フィンワックス（ポリエチレンワックス）で表面を被覆
処理したマグネタイト磁性粒子を用いた以外は、実施例
１と同様にしてトナーを得た。

マグネタイト磁性粒子（商品名:EPT−1000、戸田工業
（株）製）40gとパラフィンワックス（商品名：ヘキス
トWax PE190、融点60℃、ヘキスト（株）製）0.4gを90
℃に加熱して混合した後、冷却した。次いで粉砕して、
表面がパラフィンワックスで被覆されたマグネタイト磁
性粒子を得た。

［比較例５］ ポリメチルメタクリレート被覆層を有するマグネタイ
ト磁性粒子の代わりに、下記のようにして得られるシリ
コーンで表面を被覆処理したマグネタイト磁性粒子を用
いた以外は、実施例１と同様にしてトナーを得た。

マグネタイト磁性粒子（商品名:EPT−1000、戸田工業
（株）製）40gとシリコーンの50重量％キシレン溶液
（商品名：信越シリコーンKR−271、信越化学工業
（株）製）0.8gを乳鉢で攪拌混合した後、キシレンを揮
散させた。次いで粉砕して、表面がシリコーンで被覆さ
れたマグネタイト磁性粒子を得た。

［圧力定着特性の評価］ 上記で得られたカプセルトナーの圧力定着特性を次の
方法により評価した。

紙支持体の上に形成されたトナー画像（OD＝1.20）を
対向した２本のローラーからなる圧力定着器（定着圧力
180Kg/cm²）を用いて定着して複写画像を得た。得られ
た複写画像のベタ黒の部分をマクベス反射濃度計で測定
して、各複写画像の濃度を調べた。

次いで複写画像を、砂消ゴムを用いて７回擦った後、
前記と同様の方法で各複写画像の濃度を調べ、この操作
の前後の複写画像の濃度の比の値をもって製造直後にお
けるカプセルトナーの定着性の尺度とした。

また、カプセルトナーを30℃、65％RHの雰囲気下で６
箇月間保存した後、前記と同様の評価を行なった。

以上の結果をまとめて第１表に示す。

第１表に示された結果から明らかなように、芯物質中
にポリマーと該ポリマーを溶解もしくは膨潤させる油性
溶剤からなるバインダーおよび該油性溶剤に実質的に溶
解しないポリマーで表面被覆処理された磁性粒子並びに
表示記録材料が含有された本発明のカプセルトナーは、
定着性に優れており、特に長時間保存後においても定着
性が良好である。

さらに、本発明のカプセルトナーは、流動性に優れて
おり、特に長時間保存後においても流動性が良好であ
る。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バインダーポリマーと該ポリマーを溶解も
   しくは膨潤しうる油性溶剤とを含むバインダー、表示記
   録材料および磁性粒子を含有する芯物質と、該芯物質の
   周囲に形成された外殻よりなるカプセルトナーであっ
   て、該バインダーポリマーが、アクリル系ポリマーであ
   り、且つ該磁性粒子の表面が該油性溶剤に実質的に溶解
   しないアクリル系ポリマーで被覆処理されたことを特徴
   とするカプセルトナー。
2. 【請求項２】該磁性粒子の表面に被覆処理されたアクリ
   ル系ポリマーが、ポリメチルメタクリレート及び／又は
   ポリアクリロニトリルである特許請求の範囲第１項記載
   のカプセルトナー。
3. 【請求項３】該磁性粒子の表面に被覆処理されたアクリ
   ル系ポリマーが、ポリメチルメタクリレートである特許
   請求の範囲第１項記載のカプセルトナー。
4. 【請求項４】該バインダーポリマーが、ポリイソブチル
   メタクリレートおよびアクリル酸エステルのホモポリマ
   ーもしくはコポリマーからなる群より選ばれたものであ
   る特許請求の範囲第１項記載のカプセルトナー。
5. 【請求項５】該バインダーポリマーが、ポリイソブチル
   メタクリレートである特許請求の範囲第１項記載のカプ
   セルトナー。
6. 【請求項６】油性溶剤が、バインダーポリマーを溶解も
   しくは膨潤しうる沸点150℃以上の高沸点溶媒である特
   許請求の範囲第１項記載のカプセルトナー。
7. 【請求項７】油性溶剤が、ジアリールアルカン類である
   特許請求の範囲第１項記載のカプセルトナー。