JPS606951A - 磁性トナ− - 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、静電印刷法、磁・気記録法など
に用いられる磁性トナーに関するものである。

電子写真法は、米国特許第２２９７６９１号明細書、英
国特許第１１６５４０６号明細書及び英国特許第１１６
５４０５号明細書に記載されている如く、多数の方法が
知られているが、一般には光導電性物質を利用し、種々
の手段によ多感光体上に電気的潜像を形成し、次いで該
潜像をトナ〜を用いて現像し、必要に応じて紙等の転写
材にトナー画像を転写した後、加熱、圧力或いは溶剤蒸
気などによシ定着し複写物を得るものである。

電子印刷法は、電界を利用して荷電粉末トナーを記録材
料上に導き定着して印刷する方法である。

静電記録法は、誘電体層上に電荷を画像状に付与し、そ
れに荷電トナー粉末を付着させ定着する方法であシ、ま
た磁気印刷法もこれと同様に記録材料上に磁気潜像を形
成し、これを磁性材料を含むトナー粉末で現像し、転写
材料へ転写し定着する方法である。

このような、電気的、磁気的潜像をトナーを用いて可視
化する現像方法も種々知られているが、大別して、乾式
現像法と湿式現像法とがある。前者はさらにキャリア粒
子を使用する二成分現像剤を用いる方法と、キャリア粒
子を使用しない一成分現像剤を用いる方法とに二分され
る。

二成分現像方法に属するものには、トナーを搬送するキ
ャリアの種類によシ、鉄粉キャリアを用いる磁気ブラシ
法、ビーズキャリアを用いるカスケード法等が広く実用
化されている。

一方、トナーのみよシなる一成分現像剤を用いる現像方
法が各種提案されているが、中でも磁性トナーを使用し
た方法に優れたものが多く実用化されている。磁性−成
分現像剤を使用する現像方法としては、導電性トナーを
使用するマグ坏ドライ法、トナー粒子の誘電分極を使用
する方法、トナーの撹乱による電荷移送の方法、また、
近年本、出願人が提案した現像方法として、特開昭５４
−４２１４１号公報、特開昭５５−１８６５６号公報の
如き潜像に対してトナー粒子を飛翔させて現像する方法
が実用化されている。

最近では、前述の電子写真等の使用目的が多種多様とな
り、必要に応じて所望の色の画像が得られる小型で安価
なカラーコピー用の複写機が望まれている。

前述した磁性−成分現像方式は、小型で安価な複写機に
は適しているが、磁性−成分トナーにはその磁性体とし
て従来マグネタイトあるいはフェライト等を使用してお
シ、これらの磁性体の色は黒または暗褐色でらシ、黒色
トナーを得るためには有効であるが、いわゆるカラート
ナーを得るためには大きな障害となっていた。

この障害を克服するために、黒い磁性体を白色化したり
、おるいは着色することが、知らねている。しかしなが
ら、上記の方法では、トナー中に含まれる磁性体が微粉
末であるために白色化１着色の方法がむずかしく、工程
も複雑になってしまうため高価なものになってしまう。

また、かなり多量の着色剤を用いないと磁性体の色を消
すことができない等の欠点があった。

一方、磁性体の粒径を大きくし、磁性体の着色力を小さ
くする方法を検討したが、大舞な磁性体は樹脂中に不均
一に存在し易いため、磁性トナーの現像性たとえば画質
低下、磁性体を含まない粒子による地汚れ耐久における
画像劣化等の欠点があった。

先に、本出願人は、ある特定の粒子径で、特定の粒度分
布の磁性体を用いた時に、上記欠点を克服した磁性カラ
ートナーの得られることを見出したが、磁性体の比表面
積が小さくなることによシ、トナーの電気抵抗が高くな
シすぎ、連続コピーを行うと、特に低湿環境下でトナー
がチャージアップして、画質の向上および画像濃度の向
上には不十分でおっだ。

本発明者らは、このトナーのチャージアップ等の欠点を
克服するために鋭意検討を行った結果、ある特定の粒子
径で特定の粒度分布を持つ磁性体と帯電防止剤を樹脂に
よって結着させることによ−りさらに大きな粒径の磁性
体においても上記欠点を克服した磁性カラートナーの得
られることを見出した。

すなわち、本発明の目的は、上述の如き欠点を解消した
鮮明な画像の得られる磁性トナーを提供することにある
。

さらに本発明の目的は、製造工程が簡単で、安価な磁性
カラートナーを提供することにある。

さらに本発明の目的は、現像性、転写性、定着性、クリ
ーニング性が一段と優れた磁性カラートナーを提供する
ことにある。

さらに本発明の１的は、耐久性および環境変化に対する
安定性の優れた磁性カラートナーを提供することにおる
。

本発明の特徴とするところは、少なくとも磁性体と帝′
亀防止剤および両者を結着する樹脂からなる磁性トナー
において、前記磁性体の体檀基４績算５０饅径が１．５
〜６．５μ（好ましくは２．０〜５．５μ）、同２５チ
径が１．０〜５．０μ（好ましくは１．５〜４，５μ）
、同７５チ径が２．５〜７．５μ（好ましくは２．５〜
６．５μ）の粒度分布７’、　ｌｐ３している磁性体を
含むことにある。

本発明に使用される磁性粉としては、体積基準積算５０
チ径が１．５〜６．５μ、同２５チ径が１．０〜５．５
μ、同７５チ径が２．５〜７．５μの粒度分布を有する
強磁性の元素およびこれらを含む合金。

化合物などの粉末がおり、例えばマグネタイト。

γ−へマタイト、フェライト等の鉄、コバルト。

ニッケル、マンガンなどの合金や化合物、その他の強磁
性合金など従来より磁性材料として知られているものが
あるが、特にマグネタイト等は青または縁糸、γ−へマ
タイト等は黄または赤系の磁性トナーに適する。

本発明に使用する磁性体の粒度範囲が、上記に示したも
のであるのは、磁性粉の粒度がこれより太きいと着色剤
による着色は容易になるが、トナー粒子中における磁性
粉の分散が不均一になシ易く、また磁性体を含まないト
ナー粒子もできやすくなり、画質の低下、地汚れ等が生
じ、特に低湿環境下においてその傾向が強くなる。

、　−万、磁性体の粒度がこれらの範囲よシ小さいと磁
性体による着色が強くなシ、磁性体以外の着色剤による
着色が困難となると同時に定着温度が高くなシ定着性が
低下する。

また、上記磁性体の製造は、粉砕による方法、湿式沈降
時に粒子成長を行う方法、磁性体の焼結による方法ある
いは、フシックスによる粒子成長の方法等のどれでも製
造可能でおるが、磁性体の粒度分布を狭くできることか
ら焼結法またはフラックス法が望ましい。さらに必要に
応じて磁性体を表面処理しても良い。

本発明における磁性トナーは、少なくとも磁性体と帯電
防止剤および両者を結着する樹脂を含むが、その組成比
は結着樹脂１００重量部に対して、磁性体２０〜１２０
重量部（好ましくは４０〜８０重量部）、必要に応じて
着色剤１〜２０重量部（好ましくは５〜１５重量部）、
帯電防止剤０．１〜１５重量部（好ましくは０．３〜５
重量ｌ：部）であることが望ましい。帯電防止剤は、こ
れより少ないと、特に低湿において画質の向上が十分で
なく、逆にこれより多いと特に高湿において画像濃度が
低下してしまう。

本発明に使用される帯電防止剤としては、イオン電導性
の大きい化合物と電子電導性の大きい化合物が使用でき
るが、トナーの体積抵抗率が１０１２０゜以上となる範
囲内で含有することが望ましい。

ここで体積抵抗率は、トナーを５００　ｋｇ／ｃ＋ｎ”
加圧下で圧縮成形したサンプルに１００ＯＶ／ｍの電界
を１分間印加後測定される。例えば、アニオン系。

カチオン糸１両性系、非イオン系の各種界面活性剤が使
用できるが、化学的、熱的に安定なフェニルエーテルＭ
などの非イオン系帯電防止剤わるいは、イミダシリン型
両性界面活性剤金属塩などが望ましい。

また、本発明に使用される結着樹脂としては、ポリスチ
レン、ポリＰ−クロルステＶン、ポリビニルトルエン、
スチレン−Ｐ−クロルスチレン共重合体、スチレンビニ
ルトルエン共重合体等のスチレンおよびその置換体の単
独重合体およげそれらの共重合体、スチレン−アクリル
酸メチル共重合体、スチレン−アクリルｆｉｌ　−ｎ　
−７”チル共重合体等のスチレンとアクリルばエステル
との共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体
、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−
メタクリル酸−ｎ−ブチル共重合体等のスチレンとメタ
クリル酸エステルとの共重合体、スチレンとアクリル酸
エステル及びメタクリル酸エステルとの多元共重合体、
その他、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレ
ン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ブタジ
ェン共重ハ体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体
、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、ス
チレン−マレイン酸エステル共重合体等ＣＤ　ステＬ／
　７と他のビニル系モノマーとのスチレン糸共重合体、
ポリメチルメタクリレート、ポリズチルメタクリレート
ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリアミド、エポキシ
樹脂、ポリビニルブチラール、４ぜリアクリル酸、フェ
ノール樹脂、脂肪族゛または脂環族炭化水素樹脂、石油
樹脂、塩素化ツクラフイン等公知の結着物質が単独また
は混合して使用でさる。

さらには、圧力定着方式に供せられるトナー用の結着樹
脂として、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリエチレ
ン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン酢酸ビニ
ル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、
高級脂肪酸、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等が単
独または混合して使用できる。

必要に応じて本発明に使用する着色剤としては、無機の
顔料、有機の染顔料を任意に使用できるが、水溶性染料
は画像定着後もぬれに弱いことがら好ましくなく、また
、カーボンブラック等の黒色の顔料もカラートナーを得
る上では軽重しくはないが、緒特性向上の目的のために
、本発明トナーの特性を著しく低下させない範囲で使用
することができる。

本発明に使用する顔料としては、例えば、ペンソソンイ
エ０−　、ハンディエロー、フタロシアニンブルー、フ
タロ／アニングリーン、紺青９群首。

コバルトブルー、キナクリドン、トルイジントーナー　
、　）！−マネントイエロー、パルカンフアースｌイー
ｆ−ｏ−、ｚｅ−マネントオレンソ、パルカフ７アース
トオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジ、パ
ーマネントレッド、バルカンファーストヒンク、　７”
　ＩＪ　ＩＪアントヵーミン、インダンスレンツルー、
ナフトールグリーンなどがおる。

また染料としては、Ｃ１１２７００、Ｃ１１８６９０。

Ｃ１１８７３’６Ａ　、　Ｃ１２６０２０、ＣＩ　１２
１５０　、Ｃ１１２７１５、ＣＩ　６０７２５　、　Ｃ
Ｉ　７４３５０　、　Ｃ１６１５６５。

Ｃ１１０３４５、Ｃ１４８０００、ＣＩ　１１０８０　
、Ｃｌｌｌ１００゜ＣＩ　６２０１５　、ＣＩ　＋１５
４５００　、ｃｒ　６２５００などかわるが、使用する
バインダーと相溶性の良いものが好ましい。

また本発明のトナーには、さらに必要に応じて添加剤を
混合しても良いが、そのような添加剤としては、例えば
ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、
ステアリン酸亜鉛の如き滑剤、あるいは定着助剤として
例えば低分子蓋ポリエチレンなど、また流動性付与剤、
ケーキング防止剤として例えばコロイダルシリカなど、
また研磨剤として酸化セリウムなどがある。

一本磁性トナーの製造にあたっては、熱ロール。

ニーダ−、エクス、トルーダー等の熱混練機によって構
成材料を良く混練した後、機械的な粉砕１分級によって
得る方法、あるいは、結着樹脂溶液中に磁性粉等の材料
を分散した後、噴霧乾燥することによシ得る方法、おる
いは、結着樹脂を構成すべき単量体に所定材料を混合し
た後、この乳化懸濁液を重合させることによシ磁性トナ
ーを得る重合トナー製造法等それぞれの方法が応用でき
る。

なお、本発明において、磁性粉の粒度分布は、コールタ
−カウンターモデルＴＡ−Ｉ［Ｗ、５０μ径のア／ｅ−
チャーチューブを用いて適正な条件下で測定した。

以下、実施例をもって、本発明の詳細な説明するが、本
発明はこれをもってなんら限定されるものではない。

なお、以下の配分における部はすべて重量部である。

実施例　１ スチレン−アクリル酸ブチル（７ｏ： ３０）共重合体　１００部 磁性粉（マグネタイト、体積基準積 算５０％径４．９８μ、同２５チ径 ４．３５μ、同７５襲径５．９６μ）　６０部フタロ７
アンプルー　１０部 帯電防止剤（商品名　エレクトロスト リッパーＨ２花王石けん製）０．５部 上記混合物をロールミルで１５０℃で混練し、冷却後ス
ピードミルで粗粉砕する。その後、ジェットミルで微粉
砕し風力分級機にて５〜２０μの粉体を得、これに０．
５部のコロイダルシリカを添加して青色の磁性トナーを
得た。

この磁性トナーを市販の普通紙複写機（商品名、ＰＣ２
０，ギヤ７）製）を用いて画出しを行ったところ、鮮明
で窩１ａ度の青色画像が有られた。ざらに、低温低湿下
（１５℃、１０チＲＨ）で２０００枚の連続コピーを行
ったところ、その後においても高濃度の鮮明な画像が得
られ、色調の変化もなかった。

比較例　１ 帯電防止剤を使用しない以外は実施例１と同様にして磁
性トナーを得、画出しを行ったところ、青色の画像は得
られたが、画質はやや粗かった。

またこの磁性トナーを用いて連続コピーを行ったところ
低温低湿下（１５℃、１０４ＲＨ）では、１００枚程度
の連続コピーで画質が低下してしまった。

比較例　２ 磁性体として次の磁性体（マグネタイト、体積基準積算
５０％径１．８８μ、同２５ｑ６径１，４９μ。

同７５チ径２．２８μ）を使用した以外は実施例１と同
様にして磁性トナーを得、画出しを行ったところ、やや
背味の黒色画像しか得られず、高温高湿下（３０℃、９
０１ＲＨ）で画像濃度が低下した。

比較例　３ 磁性体として次の磁性体（マグネタイト、体積基準積算
５０チ径６．５８μ、同２５チ径５．４６μ。

同７５チ径７．６２μ）を使用した以外は実施例１と同
様にして磁性トナーを得、画出しを行ったところ、青色
の画像は得られたが、連続コピーを行ったところ、特に
低温低湿下で画質が低下してしまった。

実施例　２ 帯電防止剤としてケミスタット３ｏｏ４（三洋化成製）
２部を使用した以外は実施例１と同様にして青色トナー
を得、画出しを行ったところ、実施例１同様高濃度で鮮
明な画像が得られた。さらに、２０００枚の連続コピー
を行ったところ、　その後においても高濃度の鮮明な画
像が得られ、色調の変化もなかった。

実施例　３ スチレン−メタクリル酸ブチル（７５ ：２５）共重合体　１００部 磁性体（マグネタイト、体積基準積 算５０％径４．６０μ、同２５条 径３．８１μ、同７５％径５．２０μ）　６０部３．５
−ジ−ターシャリ−グチルサリチル酸クロム錯塩　２自 侭分子量ポリエチレン　５部 フタロシアニンブルー　１０部 帯電防止剤（商品名、エレクトロン 東京スリー？ンド製）　１部 を用いて実施例１と同様にして青色トナーを得、市販の
複写機（商品名ＮＰ２Ｏ０Ｊキヤノン製）で画出しを行
ったところ、高濃度の鮮明な青色画像が得られた。さら
にこの磁性トナーを使用して１万枚の耐久テストを行っ
たところ、トナー補給時を含めて鮮明な画像が得られた
。さらに低湿条件下でも同様に鮮明な画像が得られた。

実施例　４ スチレン−メタクリル酸ブチル（７５ ；２５）共重合体　１００部 磁性粉（ｒ　−ｖｅ２ｏ３．体積基準積算５０％径４．
７４μ、同２５％径 ４．０２／ｊ、同７５チ径５．０３μ）　７０部３．５
−ジ−クーツヤリーブチルサリ チル酸クロム錯塩　２自 侭分子甘ポリエチレン　５部 ブリリアントカーミン６Ｂ　８′ｓ 帝篭防止剤（閾品名エレクトロスト リッパー■花王石けん＃）　０．５部 を用いて実施例１と同様にして赤色トナーを得、市販の
収写機（商品名ＮＰ２Ｏ０Ｊキヤノン製）で画出しを行
ったところ、高濃度の鮮明な赤色画像が得られた。さら
に、この磁性トナーを使用して１万枚の耐久テストを行
ったが、トナー補給時を含めて高濃度の鮮明な画像が得
られた。また低湿条件下でも同様であった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　少なくとも、磁性体と帯電防止剤および両者を結着
   する樹脂からなる磁性トナーにおいて前記磁性体の体積
   基準積算５０％径が１゜５〜６．５μ、２５チ径が１．
   ０〜５．５μ、７５チ径が２．５〜７．５μの粒度分布
   を有していることを特徴とする磁性トナー。 ２　帯電防止剤は結着樹脂に対して０．１〜１０重量部
   含有していることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の磁性トナー。