JPS5967554A - トナ−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】 本発明は、電子写真法、静電写真法、磁気記録法或いは
静電印刷法などに用いられるトナーの製造方法に関する
。

従来、静電潜像、磁気潜像などをトナーと称する着色微
粉末で現像し、しかる後にその画像を保存しておきたい
ときは、いわゆる「定着」という操作が行われる。その
ような定着の方法としては、該潜像担持面をそのまま、
もしくは転写体に転写した後、ヒートチャンバーでトナ
ーを溶解させると同時にトナーをうめ込む方法、溶剤を
用いてトナーを溶解して付着させた後に溶剤を除去させ
る方法、定着液と称する樹脂溶液等を画像上に塗布して
固定する方法などが知られている。

またトナーを電気的潜像を用いて可視化する現像方法も
、例えば米国特許第２，８７４，０６３号明細書に記載
されている磁気ブラシ法、同２，８１８，５５２号明細
書に記載されているカスケード現像法及び同２．２２１
，７７θ号明細書に記載されている粉末雲法及びファー
ブラシ現像法、液体現像法等、多数の現像法か知られて
いる。

これらの現像定着法において用いられるトナーは、上記
各種の現像定着法を満足し、充分な性能が得られるよう
に構成される。従来このような目的に対しては、カーボ
ンブランク、酸化鉄のような着色材料をポリスチレン、
フェノール樹脂のような結着材料と混合し、粉砕して微
粉末とし、必要に応じて分級等の操作をした後、各現像
法の必要に応じて磁性体やガラスピーズのようなキャリ
ア粒子か導電化剤と混合して適用する。

このような形で用いられるトナーは、従来、各種のもの
が知られている。それらは上記現像方法、定着方法に適
合するように構成されたものである。このように現像特
性と定着特性を満足するような形でトナーは構成される
が、一般に、このような現像特性と定着特性をバランス
するのはむずかしい。それはトナーが定着するためには
本質的に付着力、凝集力をそなえていなくてはならず、
また現像するためにはトナーは各々独立に運動しなくて
はならないという基本的に相反する要求性能があるから
である。特に最近要求される高性能なｌ・ナー、高速度
で現像、定着するようなトナー、少ないエネルギー（例
えば極〈わずかの圧力）で定着するトナーが要求される
とき、このような条件はますますきびしいものとなる。

すなわち、定着性が良いトナーを作ろうとすればするほ
ど現像特性はきびしくなる。

このような矛盾を解決するために、現像性と定着性を殻
と芯に分離してカプセル状にしたトナーも提案されてい
る。しかしながら、実際にはトナーのような超微細粒子
状のカプセルを作るのはきわめてむずかしく、実際に充
分な特性を得ることは容易ではない。

また、前述の如く、従来トナーの一般的な製造方法は、
熱可塑性樹脂と染料又は顔料の如き着色剤を１昆合して
高温で溶融混合し、ン昆合物を室温になるまで冷却して
微粒子に粉砕したものである。

しかしながらこのような製造法によるトナーは、その製
造法の故に、形状、粒径が一定にならず、またトナー同
士の均一性、トナー内部での均一性を得ることが木質的
に困難であり、それに起因するトナーの実用性能上の不
充分さは様々な形であられれた。また、このような製造
法によりトナーを製造するためには多大の経費がかかり
、特に微粒子を得るための工程は極めて多くのエネルギ
ーを要し、装匂コスト面にもランニングコストの面でも
多くをしめた。また、このような製造法は使用する材料
をも大きく限定するものであった。すなわち、微粒子状
で均一なものを得るためにはかなり均一な混練が必要で
、材料も混練性の良い材料を選択する必要があった。ま
た、微粉状トナーを得るためには、特に材料の粉砕特性
が生産性上大きな問題であった。すなわち、トナーとし
て作られるためにはそのバインダーには先ず脆性が必要
であり、それは必ずしもトナーの性能から要求される７
＜イングーの特性とは一致せず、トナーの要求性能から
希望する特性のバインダーを従来の製造法に用いること
はできなかった。

これらの問題点を解決するために、いわゆる乳化重合等
の方法を用いて粒子を形成すると同時に重合を行なわせ
しめ、トナー粒子を得るという方法も提案されている。

しかしながら、このような方法でトナーを製造する場合
、分散を安定化させるために使用する乳化剤や分散剤を
完全にとりさることはむずかしく、トナー特性として充
分な性能を有するものを得るのは極めて困難であった。

本発明の目的は、トナーの製造方法を提供することであ
る。

本発明の目的は、特に加圧定着性にすぐれかつ良好な現
像性能を有するトナーの製造方法を提供することである
。

本発明の目的は繰り返し使用した場合でも安定した性能
が得られ、凝集したり、キャリアや金属スリーブや感光
体表面を汚染したりすることがないトナーの製造方法を
提供することである。

本発明の目的は、加圧ローラーへのオフセットを起こさ
ずキャリア、現像スリーブ、感光体への汚染を起こｙな
い圧力定着トナーの製造方法を提供することである。

ざらに本発明の目的は、多数回の使用に対しても安定で
変化したりしなく、かつ長期間の保存に対しても安定で
、保存容器中で変化したりしないトナーの製造方法を提
供することである。

本発明の目的は、均一な形状と均質な組成を有するトナ
ーの製造方法を提供することにある。

またさらに本発明の目的は、特に顔料が均一に分散した
トナー粒子の製造方法を提供することにある。

またさらに本発明の目的は、より安価なトナーの製造方
法を提供することにある。

その特徴とするところは、ＣＩ２〜Ｃ５０の炭素連鎖を
有する長鎖化合物と着色剤とを含有するトナー材料を溶
融混練したのち、溶融状態において微粒子化せしめ、次
に該微粒子中で単量体を重合せしめるトナーの製造方法
にある。

ＣＩ２〜Ｃ５０の炭素連鎖を有する長鎖化合物とは、　
ＣＩ２〜Ｃ５０の炭化水素、脂肪酸、およびそのエステ
ルや金属石ケン、脂肪アルコール、多価アルコール、お
よびその金属塩やその塩化物、フ。

化物、アミド、ビスアミドなどである。市販品としては
パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、
アミドワックスとして売られているものである。

Ｃ１２〜Ｃ５０の炭素連鎖を有する長鎖化合物としては
次のようなものがある。

（１）　ＣｎＨ２ｎ＋２（ｎ　＝　１２〜５０）で示さ
れるノルマル及びイソパラフィンまたはそれらに多少の
不飽和結合を有する化合物。

例としては ＣＢ　　　　　　　　　　　ｎ　−ＤｏｄｅｃａｎｅＣ
Ｉ２　　　（−２Ｈ）　　　ｉ　　−Ｄｏｄｅｃｅｎｅ
ＣＩ３　　　　　　　　　　　　ｎ　−Ｔｒｉｄｅｃａ
ｎｅＣ１３（−２Ｈ）　　　ｉ　−Ｔｒｉｄｅｃｅｎｅ
Ｃ１４ｎ　−Ｔｅｔｒａｄｅｃａｎｅ ＣＨ（−２Ｈ）　　　ｉ　−ＴｅｔｒａｄｅｃｅｎｅＣ
１５ｎ　−Ｐｅｎｔａｄｅｃａｎｅ Ｃ１５（−２Ｈ）　　　ｉ　　−Ｐｅｎｔａｄｅｃｅｎ
ｅＣＡＢ　　　　　　　　　　　　ｎ　−Ｈｅｘａｄｅ
ｃａｎｅＣ１６（−２Ｈ）　　　ｉ　　−Ｈａｘａｄｅ
ｃｅｎｅＣＡＢ　　　　　　　　　　　　ｎ　−０ｃｔ
ａｄｅｃａｎｅＣＡＢ　　　（−２Ｈ）　　　ｉ　　−
０ｃｔａｄｅｃｅｎｅＣＩ９　　　　　　　　　　　　
ｎ　−ＮｏｎａｄｅｃａｎｅＣ１９（−２Ｈ）　　　ｉ
　−Ｎｏｎａｄｅｃｅｎｅ０２０　　　　　　　　　　
　　ｎ　−ＥｉｃｏｓａｎｅＣ２０（−２Ｈ）　　　ｉ
　−ＥｉｃｏｓｅｎｅＣ２２ｎ　−Ｄｏｃｏｓａｎｅ Ｃ２４ｎ　−Ｔｅｔｒａｃｏｓａｎｅ Ｃ２Ｂ　　　　　　　　　　　　ｎ　−０ｃｔａｃｏｓ
ａｎｅＣ３２ｎ　−ＤｏｔｒｉａｃｏｎｔａｎｅＣ３６
ｎ　−Ｈｅｘａｔｒｉａｃｏｎｔａｎｅであり、 スクアレンＣ３０Ｈ２Ｏや スクアラン２，８．＋０．１５．１９．２３へキサメチ
ルテトラコサンＣＣ５０８６２）のようなものも含まれ
る。

（２）上記のような炭化水素鎖を有する脂肪酸であり、
例えば次表のごときのものがある。

／ ／ コ 第　１　表　飽和直鎖脂肪酸 名　　　　称　　　　　分子式　　　融点（°Ｃ）ｎ−
トリコサン酸　　　　　　Ｃ１２８２５ＧＯ２８４１，
５ミリスチン酸　　　　　　　　　Ｃ１３Ｈ２７ＣＯ２
）１　　　　５３．９ｎ−ペンタデシＬ／７酸　　　　
　Ｃ４４Ｈ２９ＣＯ２Ｈ５２，３バルミチン酸　　　　
　　　Ｃ１５Ｈ３１ＣＯ２Ｈ８３，１マーガリン酸　　
　　　　　Ｃ１６８３３ＧＯ２８Ｂ　１．３ステア　’
）　７％　　　　　　　　Ｃｌ７８３５ＧＯ２Ｈ８９，
８ｎ−ノナデシレン酸　　　　　Ｃｌ８８３７ＧＯ２Ｈ
Ｅｉ８．６アラキシン酸　　　　　　　Ｃ２９Ｈ５９Ｃ
Ｏ２Ｈ７５，３ｎ−ヘンアイコサン酸　　　　Ｃ２０）
１４１ＣＯ２Ｈ？４．３ベヘニン酸　　　　　　　　Ｃ
２１）１４３Ｃ０２Ｈ７９，９ｎ−トリコサン酸Ｃ２２
Ｈ４５ＣＯ２Ｈ７９，１リグノセリン酸　　　　　　　
Ｃ２３）＋４７ＣＯ２Ｈ８４，２ｎ−ペンタコサン酸　
　　　　　Ｃ２４Ｈ４９ＣＯ２Ｈ８３，５セロチン酸　
　　　　　　　Ｃ２５Ｈ５１ＣＯ２Ｈ８７，？ｎ−へブ
タコサン酸　　　　　　Ｃ２８Ｈ５３ＧＯ２８８７，６
モンタン酸　　　　　　　　　Ｃ２７）１５５Ｃ０２Ｈ
８０，Ｏｎ−ノナコサンｍ　　　　　　　Ｃ２ＢＨ５７
ＧＯ２Ｈ９０，３メリシン酸　　　　　　　　　Ｃ２９
Ｈ５９ＣＯ２Ｈ９３，８ｎ−ヘントリアコンタン酸　　
Ｃ３０Ｈ６１ＧＯ２８９３，１ｎ−トドリアコンタン酸
　　　　Ｃ３１）ＩＢ３ＣＯ２Ｈ９６，２ｎ−テトラト
リアコンタン酸　Ｃ３３）ＩＢ７Ｃ：０２ＨＨ，４セロ
プラスチン酸　　　　　０３４Ｈ６３ＧＯ２８９８，３
〜９８．５１−ヘキサトリアコンタン酸　ＣＩ！’１８
７１ｃＯりＨ９９，９第　２　表　　モノ不飽和脂肪酸 （３）又、そのアルコールやエステルも用いることかで
き、例えば次表のこときものである。

／ ／ ／″ ／ 第　３　表　　飽和アルコ−ノー項 ヱステルとしては次のようなものかある。

エチレングリコールモノステアレート ＨＯＣＨ２−ＣＨ２００ＣＣ１７）１３５グリセリルモ
ノステアレート ）１０８２ｃｍＣ）ＩＯＨ−ＣＨ２００ＣＣ１７Ｈ３５
ンルビタンモノステアレート Ｃ６ＨＢ（ＯＨ）５ＣＯＯＣ１７Ｈ３５ブチルステアレ
ート Ｃ４Ｈ９００ＣＣＩ７Ｈ３５ （４）また上記物質の塩化物たとえば塩化パラフィン等
も用いることができる。

（５）またそれらの金属塩である金属石けんも用いるこ
とができる。例えば次表のごときものである。

／ ７７′ 第４表　金属石けん （６）また０１２〜Ｃ３ｏ（７）ｉ＆化水素釦な有する
アミドおよびヒスアミドも用いることかできる。

例えは次表のごときものである。

第　５　表　　脂肪酸アミドおよびＮ、Ｎ−メチレンヒ
スアミドこれらのものは単体又は４昆合物で市販されて
いる。一般的にはバラフィンワンクス、ミクロクリスタ
リンワンクス、モンタンワツクス、セレシンワ・ンクス
、オシケライト、カルナバワックス、ライスワックス、
シェラツクワックス、ザゾールワンクス、金属センケン
、アミドワンクヌ、滑剤として知られるものである。

メーカー及び商品名としてはパラフィンワックス（日本
石油）、パラフィンワフクス（日木精噂）、マイクロワ
・ンクス（日本石油）、マイクロクリスタリンワックス
（日木精幅）、ヘキストワンクス（Ｈｏｅｃｓｔ　ＡＣ
ｉ）、ダイヤモンドワックス（新日本理化）、サンタイ
ト（精工化学）、パナセート（日本油脂）等かある。

代表的グレードとしては、たとえばパラフィンワックス
としては次表のようなものがある。

第　６　表　　パラフィンワックスおよυマイクロヮッ
クヌ（８氷石油′！Ａ） 第　７　表　　パラフィンワックス（ｔ：ｌ幻Ｍ崇裂）
その他例えば、ヘキストワンクスＯＦ（モンタン酸の部
分ケン化エステルワックス、ヘキストＡＧ）、ヘキスト
ワンクスＥ（モンタン酸のエステルワックス、ヘキスト
ＡＧ）、ヘキストワックスＧＬ３　（部分ケン化合成ワ
ックス、ヘキストＡＧ）、バナセートＳ−２１８（日本
油脂）、スパームアセチ（日本油脂）、ニンサン力スタ
ーワンクスＡ（日本油脂）、オリメスＨ（用研ファイン
ケミカル）等がある。

またアミドワンクスには飽和脂肪酸アミド系として、ベ
ヘニン酸アミド（ダイヤミドＫＮ（日本水素））、ステ
アリン酸アミド（アーマイドＨＴ（ライオン油脂）、ア
マイドＳ（日東化学）、アマイドＴ（日東化学）、ダイ
ヤミツド２００　（日本水素）、ダイヤミツＩ”ＡＰ−
１（日本水素））、パルミチン酸アミド（ニュートロン
Ｓ−１８（日本樟脳）、アマイドＰ（日東化学））、ラ
ウリン酸アミド（アーマイドＣ（ライオンアーマ−）、
Ｃ日東化学）、ダイヤミツド（日本水素））等がある。

また、不飽和脂肪酸アミド系として、エルカ酸アミド（
ＲＡ　Ｍ　（Ｆｉｎｅ　０ｒｅａｎｉｃｓ　Ｉｎｃ　、
）　、−ニートロンＳ（日本樟脳）　　、　ＬＵＢＲＯ
Ｌ　ＥＡ（ＴＩ：、Ｌ）　、アルフローＰ−１０（日本
油脂）、ダイヤミツドＬ−２００（日本水素））、ブラ
イジン酸アミド、オレイン酸アミド（アーモスリップＣ
Ｐ（ライオン油脂）、ニュートロン（日本樟脳）、アマ
イドＯ（日東化学）、タイヤミツド０−２００　（日本
水素）、ダイヤミツドＧ−２００（日本水素）。

ニュートロンＥ１８（日本樟脳））、エライジン酸アミ
　ド、 ビス脂肪酸アミド系として、メチレンビスベヘニン酸ア
ミド（ダイヤミツドＮＫビス（日本水素））、メチレン
ビスステアリン酸アミド（ダイヤミツド２００ビス（日
本水素）、アーモワックス（ライオンアーマ−）、ビス
アマイド（日東化学））、メチレンビスオレイン酸アミ
ド（ルブロンＯ（日本水素））、エチレンビスステアリ
ン酸アミド（アーモワックスＥＢＳ　（ライオンアーマ
−）ｌ　エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレ
ンビスステアリン酸アミド（アマイド６５（用研ファイ
ンケミカル））、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド
（アマイド６０（用研ファインケミカル））、オクタメ
チレンビスエルカ酸アミド、モノアルキロールアミド、
Ｎ−（２ヒドロキシエチル）ラウリン酸アミド（＋−−
ホールＮ１３０　（東邦化学）、アミゾールＬＭＥＩ、
Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）エルカ酸アミ！・、Ｎ−
（２−ヒドロキシエチル）ステアリン酸アミド（アミゾ
ール（用研ファインケミカル））、Ｎ−（２−ヒドロキ
シエチル）オレイン酸アミド、Ｎ−（２−ヒドロキシメ
チル）ステアリン酸アミド（メチロールアマイド（日東
化学））のような脂肪族アミドがある。

）・ナーの結着樹脂としては、前記長鎖化合物の他に別
の公知の樹脂を混合してもよい。例えば、ポリエステル
樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン、
ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、な
どがあるが、その量は結着樹脂全体の３０重量パーセン
トを越えてはならない。

本発明のトナーに用いる着色剤としては、公知のものが
すべて使用でき、例えば、カーボンブラック、鉄黒、ニ
グロシン、ベンジジンイエロー。

キナクリドン、ローダミンＢ、フタロシアニンブルーな
どがある。

また本発明のトナーを磁性トナーとして用いるめに、磁
性粉を含有せしめてもよい。このような磁性粉としては
、磁場の中に置かれて磁化される物質が用いられ、鉄、
コノヘルド、ニンケルなとの強磁性金属の粉末もしくは
マグネタイト、ヘマタイト、フェライＩ・なとの化合物
がある。

これらのトナー材料は加熱混合されたのち、溶融状態で
微粒子化される。溶融状態において微粒子化するために
は、従来公知の各種の液体微粒子化方法が応用できる。

すなわち、圧力による一流体ノズル、高圧気流による二
流体ノズル、回転ディスクを用いたディスクアトマイザ
−等を用いてもよい。また必要に応じて静電気力、超音
波力等を併用してもよい。

微粒子化された材料は空中で冷却し、微粉末として補集
してもよいし、また水その他の液体中に補集してもよい
。

次の工程においてこの微粒子はビニル単量体又はビニリ
チン単量体等を含浸せしめ、しかるのちに重合反応によ
り該粒子中で重合反応を進行せしめる。

重合反応において重合粒子の安定化のためには界面活性
剤を使用することができる。例えばアニオン活性剤とし
ては、パルミチン酸カリウム、ステアリン酸カリウム、
カプリン酸カリウム、オレイン酸カリウム、ドデシルス
ルホン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ロジン酸
ナトリウム、アルキルナＩ・リウムスルホコハク酸エス
テル等。カチオン活性剤としては、長鎖４級アミン塩等
。非イオン活性剤としては、リルン酸、ラウリン酸、リ
シルイン酸、カプロン酸のエチンオキサイド縮合物、オ
レイルアルコール、等がある。界面活性剤濃度は、一般
に臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）以下が良好であるが、エマ
ルジョン粒子の増大や粒子の安定化を目的としてＣＭＣ
以−ヒ添加してもよい。たたしこの際、チオシアン化ア
ンモニウムなどの重合禁止剤を使用して水相ての乳化重
合を防止して新粒子の発生を抑制する方法をとる必要が
あることもある。

このようにして製造されたトナーは、極めて均質で充分
な定着性と現像特性の安定性を有する。

次に実施例を示す。部数は重量部である。

〔実施例１〕 り下のトナー材料を混合した。

カーボンブラック　　　　　　　　　３０部以トを１５
０°Ｃに加熱溶融混練し、均一な溶融物としたのち、２
００°Ｃの加熱圧縮空気を用いた２流体ノズルに供給し
て体積平均径５．０ルの微粒子を得た。この微粒子をア
ルキルベンゼンスルホン酸ソーダ０．５ｇを溶解した水
１０１００Ｏ中に分散した。さらに、この分散液に室温
中で、スチレン　　　　　　　　　　　４０　部ブチル
メタクリレート　　　　　　１０　部ラウロイルパーオ
キサイド　　　　０，４部を混合し、高剪断力を有する
高速攪拌機で５０００回転で５分間攪拌を継続した後、
温度７０°Ｃに昇温せしめ、昇温後３０分間攪拌を継続
した後、通常の攪拌機により回転数１１００ＲＰで７０
’Ｃで６時間重合した。重合終了後、冷却し、固形物を
濾別し、十分水洗したのち乾燥せしめて体積平均径１１
．３ルを有するトナーを得た。

〔実施例２〕 以下のトナー材料を混合した。

カルナバワックス（野田ワックス）　　　５０部パラフ
ィンワックス１５５（日本製＠）　５０　部マグネタイ
ト　　　　　　　　　　　　５０部以上の材料を１５０
°Ｃに加熱溶融混合したのち、回転ディスクアトマイザ
−を用いた微粒子化装置を用いて体積平均粒径６，５ル
に微粒子化し、ラウリル酸ソーダ１ｇを溶解した水２文
中に補集した。

内容量３文のオートクレーブ内に上記微粒子分散液を入
れ、攪拌により懸濁させた。別に重合開始剤としてｔ−
ブチルパーオキシベンゾエート０．５０ｇをスチレン３
００ｇに溶解させ、これを前記分散系に投入し、オート
クレーブ内温度を１０℃に昇温させ、該温度で３時間保
持して重合開始剤を含むスチレンを微粒子に含浸させた
。この水性分散液を１０５°Ｃに昇温し、該温度で２時
間維持して重合を完結させた。冷却後内容物を取り出し
、水洗して乾燥し、体積平均粒径１２．５ルの粉末微粒
子を得た。

上記実施例１，２の微粉末トナー１００部に対し超疎水
性微粉末状シリカ０．３部を加えて現像剤としたのちＮ
Ｐ−１２０（キャノン（株）製複写装置）に適用したと
ころ、いずれも極めて鮮明な画像が得られた。

出願人　キャノン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＣＩ２〜Ｃ５０の炭素連鎖を有する長鎖化合物と着色剤
   とを含有するトナー材料を溶融混練したのち、溶融状態
   において微粒子化せしめ、次に該微粒子中で単量体を重
   合せしめるトナーの製造方法。