JPH0114582B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、静電写真潜像の現像に使用するトナ
ー組成物に関し、更に詳しく云えば、磁性トナー
組成物とその製造方法に関する。

磁性トナー粒子は、近年、単一成分現像剤とし
て静電写真像の現像に使用されるようになつてい
る。単一成分磁性現像剤は、特に小型の複写機に
応用されるものであり、この場合は、キヤリヤー
材料が必要とされないのでその粒子径の範囲が重
要な一側面である。

単一成分磁性現像剤に関して存在する１つの問
題は、そのトナー粒子の電気的性質が、静電潜像
の現像と現像した像の平らな紙への転写の両方が
容易に達成し得るような性質でなければならない
ことである。この点に関する問題は、トナー粒子
それ自身の電気抵抗が、使用した磁性粒子の種
類、使用した磁性粒子の量および各々のトナー粒
子内の磁性粒子の配置によつて変化するという理
由で生じている。

電場依存性であり、且つそれ故に誘電現像方法
により現像できる単一成分磁性トナー粒子を製造
するのが望ましく、この場合には、その粒子が導
電体として作用し、且つ次いでトナー粒子が絶縁
体として作用する静電技術により転写する。米国
特許出願第921410号明細書（出願日；1978年７月
３日、発明の名称；単一成分磁性トナー、発明
者；チン（Chin）H.ルー（Lu）、出願人；ゼロツ
クスCorp.）中には、電場依存性の磁性トナー組
成物とその製造方法が記載されている。この技術
においては、被覆した磁性粒子を含有する樹脂
を、該樹脂用の溶剤に溶解し、且つ噴霧乾燥して
電場依存性トナー粒子を得る。残念ながら、噴霧
乾燥は高価な方法であり、且つ静電写真複写機中
において流動性の劣る粒子が得られることにな
る。

従つて、改良された電気的性質、すぐれた流動
性質および高い磁性粒子負荷容量を有する改良さ
れた電場依存性磁性トナーを提供するのが望まし
い。

本発明の磁性トナー組成物は分散重合方法によ
り調製し、この重合方法では、２種の磁性粒子を
最初に重合開始剤とともにビニルモノマーと混合
し、且つ該モノマー中に分散させて不連続相を形
成する。

第１の種類の磁性粒子は親水性の表面特性を有
しており、且つ第２の種類の磁性粒子は疎水性の
表面特性を有している。その結果得られるトナー
粒子は、その表面あるいはその近くに配置した親
水性の磁性粒子を有し、且つ疎水性表面特性を有
する第２のタイプのものはその粒子の残りの部分
全体に均一に分配している。

このように、本発明は、懸濁重合方法により単
一成分磁性現像剤を調製する際に２種の明らかに
異なるタイプの磁性粒子を使用することからな
る。

本発明のトナー粒子の調製に際しては、例えば
鉄、酸化鉄、ニツケル、酸化ニツケル、これらの
金属の合金およびそれらの混合物、マグネタイト
等の如きいずれか適当な粒状常磁性（すなわち、
磁気により吸引され得る）材料が使用できる。磁
性材料の粒子径はできるだけ小さくあるべきであ
るが、その粒子は約0.01〜約0.5ミクロンでよい。

親水性の磁性粒状材料は、通常その上に何らの
被覆もないそれ自体粒状の材料であるが、その粒
子の表面を、例えばその粒子を高度に親水性の材
料、例えばラウロイル硫酸ナトリウム、Ｎ−セチ
ル−Ｎ−エチルモルホリニウムエトサルフエー
ト、ステアリン酸ナトリウム、チタニウムジ（キ
ユミルフエノレート）オキシアセテート、チタニ
ウムジ（ジオクチルピロホスフエート）オキシア
セテート、イソプロピルトリ（ジブチルプロポホ
スフエート）チタネート等の如き材料で処する如
き技術により一層親水性にするのが望ましい。不
連続相、すなわちモノマー相中に存在するモノマ
ーの重量あたりの磁性粒子の総重量は、約40〜約
75重量％、好ましくは約45〜約55重量％である。
親水性の表面特性を有する磁性粒子：疎水性の表
面特性を有する磁性粒子の比は約５：95〜約95：
５、好ましくは約５：95〜約35：65である。

疎水性の表面特性を有する第２のタイプの磁性
材料は、例えばステアリン酸、パルミチン酸の如
き脂肪酸、ソルビタントリオレエート、グリセリ
ンモノステアレート、プロピレングリコールモノ
ステアレート、エチレングリコールモノステアレ
ート、グリセリンモノステアレート、ソルビタン
モノステアレート、ステアリン酸マグネシウム、
パルミチン酸マグネシウム、ステアリン酸バリウ
ム、オレイン酸バリウム、ナフテン酸マグネシウ
ム、チタンブトキサイド、トリエタノールアミン
チタネート等の如き疎水性材料で被覆した粒子で
ある。

疎水性の表面特性を有する磁性粒子を得るため
に、上記のいずれか適当な疎水性材料を粒状の磁
性材料上にいずれか適当な公知の技術、例えば流
動床被覆、溶液被覆、ロールミル被覆等により被
覆することができる。

本発明のトナー粒子は、両方の種類の磁性粒子
をモノマーおよび重合開始剤と共に不連続相中に
包含させる分散重合方法により調製する。すなわ
ち、すべてのこれらの三成分を一緒に混合し、重
合開始剤と磁性粒子をモノマー中に緊密に分散さ
せる。これは、例えばワーリング・ブレンダー
（Waring Blender）の如きいずれか適当な混合
装置により行うことができる。適当な混合を達成
後、この不連続相を、懸濁安定剤を含有する水相
すなわち連続相中に高剪断力下に急速に分散させ
る。この段階において、この懸濁液を高剪断力下
に撹拌して、この水性連続相中に均一且つ細分し
たモノマー液滴を達成するのが望ましい。好まし
くは、その液体は、所望のトナー粒子のサイズ、
一般的には約35ミクロンの大きさに等しい大きさ
を有するべきである。このようにすれば、次に粉
砕等によりトナーの粒径を減少させる必要が無く
なる。重合は反応混合物の温度を高めることによ
り行われる。50℃以上、そして一般的には約70℃
〜約90℃の温度を使用して重合を行う。反応完了
後、生成したトナー粒子を、洗浄、過、デカン
テーシヨン、遠心等の如き適当な技術により回収
する。

モノマー相、すなわち不連続相の調製において
は、いずれか適当なモノマー、例えばアルキルア
クリレートおよびメタクリレート、ハロアクリレ
ート、ジエチルマレーエトおよびそれらの混合物
の如き、飽和アルコールとモノおよび多塩基性不
飽和酸とのエステル；塩化ビニル、フツ化ビニ
ル、塩化ビニリデン、フツ化ビニリデン、テトラ
フルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン
およびそれらの混合物の如きハロゲン化ビニルお
よびハロゲン化ビニリデン；酢酸ビニルの如きビ
ニルエステル；スチレンおよび各種のアルキルス
チレン、α−メチルスチレン、パラクロロスチレ
ン、パラブロモスチレン、２，４−ジクロロスチ
レン、ビニルナフタレン、パラメトキシスチレン
およびそれらの混合物の如き不飽和芳香族化合
物；アクリルアミド、メタクリルアミドおよびそ
れらの混合物の如き不飽和アミド；アクリロニト
リル、メタクリロニトリル、ハロアクリロニトリ
ル、フエニルアクリロニトリル、ビニリデンシア
ナイドおよびそれらの混合物の如き不飽和ニトリ
ル；Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−メチ
ルアクリルアミド、およびそれらの混合物の如き
Ｎ−置換不飽和アミド；ブタジエン、イソプレン
およびそれらの混合物の如き共役ブタジエン；ジ
ビルエーテル、ジアリルエーテル、ビニルアルキ
ルエーテルおよびそれらの混合物の如き不飽和エ
ーテル；ジビニルケトン、ビニルアルキルケトン
およびそれらの混合物の如き不飽和ケトン；アク
ロレインおよびそのアセタール、メタクロレイン
およびそのアセタールおよびそれらの混合物の如
き不飽和アルデヒドおよびアセタール；ビニルピ
リジン、ビニルフラン、ビニルクマロン、Ｎ−ビ
ニルカルバゾールおよびそれらの混合物の如き不
飽和複素環化合物；ビニル−シクロペンタン、ビ
ニル−シクロヘキサンおよびそれらの混合物の如
き不飽和脂環式化合物；ビニルチオエーテルの如
き不飽和チオ化合物；エチレン、プロピレン、ク
マロン、インデン、テルペン、重合性炭化水素留
分、イソブチレン、およびそれらの混合物の如き
不飽和炭化水素；アルキルアルコール、アリルエ
ステル、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌ
レートおよびそれらの混合物の如きアルキル化合
物が使用できる。上述のタイプの重合性モノマー
のいずれか適当な混合物も本発明の方法に使用す
ることができる。

いずれか適当な重合開始剤、例えばアゾビスイ
ソブチロニトリル（AIBN）、ベンゾイルパーオ
キサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、
イソプロピルパーオキシカーボネート、キユメン
ハイドロパーオキサイド、２，４−ジクロリルベ
ンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサ
イド等を使用してモノマーの重合を行わせること
ができる。一般的にはモノマーの重量の約0.5〜
５％の開始剤で十分である。

いずれか適当な安定化剤、例えばポリビニルア
ルコール、ゼラチン、メチルセルローズ、メチル
ハイドロプロピルセルローズ、エチルセルロー
ズ、カルボキシメチルセルローズのナトリウム
塩、ポリアクリル酸およびそれらの塩、デンプ
ン、ガム、アルギン酸塩、ゼイン、カゼイン、リ
ン酸三カルシウム、タルク、硫酸バリウム、ベン
トナイト等を水性相に包含させるのに使用でき
る。この安定化剤は連続相中で安定化する量、好
ましくは約0.1〜約１重量％、最も好ましくは約
0.1〜約0.4重量％の量で存在する。

もし必要であれば、他の適当な着色剤、例えば
カーボンブラツク、適当な染料、顔料をモノマー
相に添加してトナー粒子を適当に着色することが
できる。

本発明方法を使用して得られるトナー粒子は、
その表面あるいはその表面の近くに親水性粒子を
有し、且つその粒子の残りの部分全体に実質的に
均一に分散した疎水性の粒子を有している。この
ような構成によつて本発明によりすぐれた電気的
性質が得られるようになる。更に、電圧破壊点に
より示される粒子の導電性は、これらのトナー粒
子の電場依存性を実質的に変更すること無く、親
水性の表面特性を有する磁性材料の量によりコン
トロールすることができる。親水性材料を多く加
えれば加えるほど、この値が導電性である方に変
化し、親水性材料が粒子表面上に配置されること
になる。

次に実施例により本発明を更に説明する。特に
断りの無い限り、部とあるのは重量部である。

実施例 （対照） 約400部のスチレンと約0.01〜0.2μの粒子径を
有する約325部のマグネタイトを、ポリトロン
（Polytron）ヘツドの如き高剪断力混合装置を備
えたブレンダー中で約20分間一緒に混合した。そ
の間にその温度は大体50℃に達した。この温度に
よつてマグネタイトがスチレンモノマー中に容易
に且つ均一に分散した。上記のマグネタイトは流
動床中でステアリン酸により予め被覆されたもの
であり、該マグネタイト粒子上に存在するステア
リン酸の量はマグネタイトの重量の約0.68重量％
である。

約28部のラウロイルパーオキサイドを上記のマ
グネタイト含有モノマー中に撹拌混合して均一な
混合物とした。約120部のこのスラリーを、ポリ
トロンヘツドを有するワーニング・ブレンダー中
の約600容量部の1.5％ポリビニルアルコール水溶
液に加えた。水性連続相中の不連続相の液滴が約
15ミクロンになるまで急速撹拌を続けた。この反
応混合物を、約100回転／min.に設定したパドル
刃撹拌機を有する反応室に移し、且つその温度を
重合が完了するまで約70℃に保つた。重合が完了
後、反応室の内容物を容器中にあけ、この容器中
に3000容量部の水を加えた。トナー粒子を容器の
底に沈澱させ、その上澄液を注ぎ出した。このよ
うに分離したトナー粒子は互にゆるく接着してお
り、崩壊させて、45ミクロンの篩を通した。この
分離したトナーは電場依存性を示し、且つ約
15000／cmの電圧破壊点を示した。

実施例 実施例の操作を繰返したが、約290部の同じ
被覆マグネタイトを約35部の被覆してないマグネ
タイトと共に使用した。その操作は実施例の操
作と同一である。得られたトナー粒子は同じ電場
依存性を示したがその電圧破壊点は約8500ボル
ト／cmであつた。このことはこれらの粒子が更に
導電性であることを示している。

実施例 実施例の操作を繰返したが、約250部の被覆
マグネタイトと約75部の被覆していないマグネタ
イトを使用した。最終的に得られたトナーは電場
依存性と約6000ボルト／cmの電圧破壊点を示し
た。

実施例 （対照） 約325部の被覆してないマグネタイトを使用し
て実施例を繰返した。その電圧破壊点は約1000
ボルト／cmであつた。

本明細書において適当なものとして上述した成
分および条件のいずれも前記の実施例におけるそ
の対応物に代替し得るものであり、いろいろな変
形は当業者にとつて自明である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 樹脂および該樹脂中に分散した磁性粒子から
   なる粒子を含む磁性トナー組成物であつて、該磁
   性粒子は親水性の表面特性を有する第１の磁性粒
   子および疎水性の表面特性を有する第２の磁性粒
   子の２種からなる磁性トナー組成物。 ２ 親水性表面特性を有する第１の磁性粒子：疎
   水性表面特性を有する第２の磁性粒子の重量比が
   約５：95〜約95：５である特許請求の範囲第１項
   に記載の磁性トナー組成物。 ３ 重量比が約５：95〜約35：65である特許請求
   の範囲第２項に記載の磁性トナー組成物。 ４ トナー組成物中の磁性粒子の総濃度が約40〜
   約75重量％である特許請求の範囲第１項または第
   ３項に記載の磁性トナー組成物。 ５ トナー組成物中の磁性粒子の総濃度が約45〜
   約55重量％である特許請求の範囲第１項または第
   ３項に記載の磁性トナー組成物。 ６ 親水性の表面特性を有する第１の磁性粒子が
   未被覆のマグネタイトである特許請求の範囲第１
   項に記載の磁性トナー組成物。 ７ 疎水性の表面特性を有する第２の磁性粒子
   が、疎水性薬剤で被覆したマグネタイトである特
   許請求の範囲第１項に記載の磁性トナー組成物。 ８ 親水性の表面特性を有する第１の磁性粒子が
   トナー粒子の表面の近くに位置し、且つ疎水性の
   表面特性を有する第２の磁性粒子が粒子の残り全
   体に均一に分布している特許請求の範囲第１項に
   記載の磁性トナー組成物。 ９ 親水性の表面特性を有する第１の磁性粒子、
   疎水性の表面特性を有する第２の磁性粒子および
   重合開始剤をビニルモノマー中に分散させて、不
   連続モノマー相を形成し、懸濁重合安定剤を含有
   する連続水性相中に上記の不連続相を懸濁させ、
   磁性粒子を含有するモノマーの重合を行い、且つ
   トナー粒子を回収することからなる、分散重合技
   術により樹脂および該樹脂中に分散した磁性粒子
   からなる粒子を含む磁性トナー組成物であつて、
   該磁性粒子は親水性の表面特性を有する第１の粒
   子および疎水性の表面特性を有する第２の粒子の
   ２種からなる磁性トナー組成物を製造する方法。 １０ 第１の磁性粒子：第２の磁性粒子の重量比
   が約５：95〜約95：５である特許請求の範囲第９
   項に記載の方法。 １１ 重量比が約５：95〜約35：65である特許請
   求の範囲第１０項に記載の方法。 １２ 不連続モノマー相中の磁性粒子の総濃度が
   約40〜75重量％である特許請求の範囲第９項また
   は第１１項に記載の方法。 １３ 不連続モノマー相中の磁性粒子の総濃度が
   約45〜約55重量％である特許請求の範囲第９項ま
   たは第１１項に記載の方法。 １４ 親水性の表面特性を有する第１の磁性粒子
   が未被覆のマグネタイトである特許請求の範囲第
   ９項に記載の方法。 １５ 疎水性の表面特性を有する第２の磁性粒子
   が疎水性薬剤で被覆したマグネタイトである特許
   請求の範囲第９項に記載の方法。