JPH0727283B2 - 分散性の改善された荷電制御剤及びその製造方法 - Google Patents

分散性の改善された荷電制御剤及びその製造方法

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JPH0727283B2
JPH0727283B2 JP61099232A JP9923286A JPH0727283B2 JP H0727283 B2 JPH0727283 B2 JP H0727283B2 JP 61099232 A JP61099232 A JP 61099232A JP 9923286 A JP9923286 A JP 9923286A JP H0727283 B2 JPH0727283 B2 JP H0727283B2
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良之 柳田
隆司 桐生
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は電子写真法、静電印刷法、静電記録法等におい
て形成される静電荷像を現像するために使用されるトナ
ー調製用の荷電制御剤に関する。
[従来の技術] 一般に静電荷像は着色粉体であるトナーにより現像され
てトナー像とされ、このトナー像がそのままあるいは転
写紙等に転写された上で定着される。
しかして該トナーは通常バインダー成分としての重合
体、カーボンブラック等の着色剤及び荷電制御剤として
の特定の染料を主剤とする組成から構成されており、そ
の調製法としては前記各成分を所定の比率で加熱下に
溶融混合する方法、着色剤及び荷電制御剤としての染
料の共存下に重合性不飽和単量体を重合することによっ
て、バインダーの製造とトナーの調製とを一挙に行なう
方法等が知られている。
上記のうちの方法はトナー製造工程の簡略化という面
ではメリットがあるものの、品質の一定した製品が得難
く、更に製品がブロッキングしたり異臭が発散する上、
トナーの帯電性が劣り、たとえ荷電制御剤の使用量を多
くても改善は困難で実用化は期待できないのが実情であ
ることから、通常はの方法が実施されている。
[発明が解決しようとする問題点] しかし、該方法で得られるトナーは充分な帯電性を付与
するにはかなり多量の荷電制御剤を混合する必要がある
ため、該制御剤の取り扱い面つまり使用時のハンドリン
グ性、環境汚染の面、更にはトナーの均一分散性の面か
ら制約が多い。
従って、該制御剤の分散性を向上させて荷電制御効果を
高めたり、帯電量の分布をシャープにすること、換言す
れば該制御剤の使用割合を低減化することは実用上極め
て有用なことである。
かかる改善は複写や印刷を長期にわたって続けても画像
面にカブリや濃度斑の発生のない鮮明な画像が得られる
効果をもたらすと共に荷電制御剤の着色がトナーの最終
目的とする色調に悪影響を及ぼす恐れがないため、多岐
の種類の着色トナーへの応用が可能となる利点をも付与
するのである。
[問題点を解決するための手段] 本発明者等はかかる問題を解決するため鋭意研究を重ね
た結果、 一般式 [但し、R1,R2,R3はH,NO2,ハロゲン,炭素数1〜9のア
ルキル基,S2CH3、R4はH,炭素数1〜9のアルキル基,COO
H,OH、MはCr,Fe,Co、AはH,Na,K,NH4,4級アンモニウム
塩等を示す] で示される金属錯体とビニル系重合体とからなる荷電制
御剤が目的に合致し得ること、並びにかかる制御剤は上
記金属錯体の共存下で不飽和単量体を重合、特に溶液重
合する場合、有利に製造出来ること等の新規な事実を見
出し本発明を完成するに到った。
本発明で用いる前記金属錯体自体は周知のものである
が、これとビニル系重合体との組合せに特徴がある。
本発明の荷電制御剤を構成する金属錯体としては次のも
のが例示される。
かかる金属錯体の市販品としては例えば C.I.Solvent Black 1,2,6,15,22,27,2829,34,36,37,3
8,40,41,42,45,47,48, C.I.Solvent Brown 28,34,35,37,42,43,44,49,52,58, C.I.Solvent Violet 1,21,24, オリエント化学社製BONTRON S−31,S−32,S−34,S−3
7、等が挙げられる。一方本発明の荷電制御剤を構成す
るもう一つの成分はビニル系重合体である。
上記重合体はエチレン性の不飽和単量体を単独重合又は
共重合して用いられる。
本発明で用いることの出来る不飽和単量体としては、例
えばスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレ
ン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−エ
チルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−(n−ブ
チル)スチレン、p−(tert−ブチル)スチレン、p−
(n−ヘキシル)スチレン、p−(n−ドデシル)スチ
レン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレン、
p−クロルスチレン、3,4−ジクロルスチレン等のスチ
レン単量体、この他エチレン、プロピレン、ブチレン、
イソブチレン等の不飽和モノオレフィン、塩化ビニル、
塩化ビニルデン、臭化ビニル、弗化ビニル等のハロゲン
化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸
ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル、(メタ)アク
リル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)ア
クリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、
(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸n−
オクチル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アク
リル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシ
ル、(メタ)アクリル酸2−クロルエチル、(メタ)ア
クリル酸フェニル、α−クロル(メタ)アクリル酸メチ
ル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メ
タ)アクリル酸ジエチルアミノエチル、(無水)マレイ
ン酸エステル、フマル酸エステル、クロトン酸エステ
ル、イタコン酸エステル等のカルボン酸エステル、(メ
タ)アクリル酸、(無水)マレイン酸、クロトン酸、イ
タコン酸、フマル酸等のカルボン酸、(メタ)アクリロ
ニトリル、(メタ)アクリルアミド、アルキルビニルエ
ーテル、アルキルビニルケトン、N−ビニルピロール、
N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−
ビニルピロリドン等が挙げられる。これらの単量体は単
独又は併用して用いられる。
好ましい単量体はスチレン及び(メタ)アクリル酸エス
テルであり、単独又は混合して用いられる。
本発明の荷電制御剤を製造するには、前記した金属錯体
の共存下で上記不飽和単量体を溶液重合する。
溶液重合の溶媒は使用する金属錯体及び不飽和単量体の
種類によって変わるが、通常はメタノール、エタノー
ル、(イソ)プロパノール、(イソ)ブタノール等のア
ルコール、トルエン、メチルエチルケトン、アセトン、
メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジ
メチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチ
ルピロリドン、γ−ブチロラクトン、テトロヒドロフラ
ン、ジオキサン等が用いられる。
重合時に使用される開始剤としてはアゾ系開始剤、過酸
化物系開始剤等任意のものが挙げられるが、アゾ系開始
剤の使用が有利である。
アゾ系開始剤としては2,2′−アゾビスイソブチロニト
リル、2,2′−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリ
ル、2,2′−アゾビス−2−シクロプロピルプロピオニ
トリル、2,2′−アゾビス−2−メチルブチロニトリ
ル、2,2′−アゾビス−2,3−ジメチルブチロニトリル、
2,2′−アゾビス−2−メチルバレロニトリル、2−
(t−ブチル)アゾ−2−シアノ−4−メトキシ−4−
メチルペンタン、2−t−ブチルアゾ−2−シアノプロ
パン、2−(t−ブチル)アゾ−2−シアノ−4−メチ
ルペンタン、2−(t−ブチル)アゾ−2−シアノブタ
ン、1−(t−ブチル)アゾ−1−シアノシクロヘキサ
ン、2,2′−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバ
レロニトリル、1,1′−アゾビスシクロヘキサン−1−
カルボニトリル、4,4′−アゾビス−4−シアノバレリ
ックアシッド、ジメチル−2−アゾビス−イソブチレー
ト等が挙げられる。
反応は金属錯体、開始剤の共存下で不飽和単量体を重合
させれば良く、かかる原料は一括仕込み、分割仕込み、
連続仕込み等の任意の方法で系内に供給される。
各原料の使用量は目的とする荷電制御剤の性能によって
変動するので一概には規定出来ないが、通常金属錯体を
不飽和単量体に対して10〜150重量%、開始剤は不飽和
単量体に対して2〜20重量%の割合で用いる。
最終的に得られる荷電制御剤においてビニル系重合体に
対する金属錯体の比率は10〜150重量%、好ましくは10
〜50重量%となる様に調整するのが望ましい。
重合温度は、通常は40〜130℃程度であり、又重合時間
は5〜25時間程度が実用的である。
重合終了後は常法に従って未反応の不飽和単量体、溶媒
を除去して目的とする荷電制御剤を粉末状、粒状あるい
はブロック状で得る。
上記制御剤を用いてトナーを調製するにはこれとカーボ
ンブラック等の適当な顔料、染料及びバインダー成分と
しての重合体を混合すれば良い。制御剤の混合量はトナ
ー中に占める金属錯体換算基準で0.01〜10重量%、好ま
しくは0.1〜2重量%が適当である。かかる混合量は従
来のトナー製造時に用いられる荷電制御剤の量に比べて
極端に少量であり、このことは本発明の制御剤がそれだ
けすぐれた荷電制御効果を有していると言える。
着色剤としては、カーボンブラック、ランプブラック、
鉄黒、ニグロシン染料、アニリンブラック、ベンジンイ
エロー、ハンザイエロー、クロムイエロー、ローダミン
6Gレーキ、キナクリド、ローズベンガル、フタロシアニ
ン系染・顔料、群青、トリアリルメタン系染・顔料、ア
ントラキノン系染料、モノアゾ系・ジアゾ系染・顔料
等、従来公知の染・顔料を単独あるいは混合して使用し
得る。
バインダーとしては前述した如き不飽和単量体の単独重
合体、共重合体が適宜用いられる。更にワックス、ポリ
エステル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッソ
樹脂、ポリウレタン樹脂等の使用も可能である。トナー
の調製時には前記以外の助剤、例えば本発明以外の荷電
制御剤等を適宜混合し得る。
[作用] 本発明の荷電制御剤はトナー調製用として有用である。
[実施例] 次に実例を挙げて本発明の荷電制御剤を更に具体的に説
明する。「部」又は「%」は特に断わりのない限り重量
基準である。
使用した金属錯体 金属錯体[I] 金属錯体[II] 金属錯体[III] 金属錯体[IV] 金属錯体[V] 実施例1 スチレン72部、アクリル酸ブチル18部、金属錯体[I]
10部、ジメチルホルムアミド135部、アゾビスイソブチ
ロニトリル6部を還流冷却管付三つ口フラスコにとり、
70〜80℃にて16時間重合した。反応終了後、減圧下に加
熱乾燥して荷電制御剤を得た。乾燥品の初期トリボ荷電
量は−46μc/gであった。
実施例2 スチレン72部、アクリル酸ブチル18部、金属錯体[II]
10部、ジメチルホルムアミド135部、アゾビスイソブチ
ロニトリル6部を還流冷却管付三つ口フラスコにとり、
70〜80℃にて16時間重合した。反応終了後、減圧下に加
熱乾燥して荷電制御剤を得た。乾燥品の初期トリボ荷電
量は−50μc/gであった。
実施例3 スチレン72部、アクリル酸ブチル18部、金属錯体[II
I]10部、ジメチルホルムアミド135部、アゾビスイソブ
チロニトリル6部を還流冷却管付三つ口フラスコにと
り、70〜80℃にて16時間重合した。反応終了後、減圧下
に加熱乾燥して荷電制御剤を得た。乾燥品の初期トリボ
荷電量は−38μc/gであった。
実施例4 ステレン70部、メタクリル酸グリシジル20部、金属錯体
[I]10部、ジメチルホルムアミド135部、アゾビスブ
チロニトリル6部を還流冷却管付三つ口フラスコにと
り、70〜80℃にて16時間重合した。反応終了後、減圧下
に加熱乾燥して荷電制御剤を得た。乾燥品の初期トリボ
荷電量は−45μc/gであった。
実施例5 スチレン72部、アクリル酸ブチル18部、金属錯体[IV]
10部、メチルエチルケトン135部、アゾビスイソブチロ
ニトリル6部を実施例1と同一のフラスコにとり、70〜
80℃にて16時間重合した。反応後、減圧下に加熱乾燥し
て荷電制御剤を得た。乾燥品の初期トリボ荷電量は−49
μc/gであった。
荷電制御剤を用いたトナー物性の測定 試験1〜5 スチレン/n−ブチルメタクリレート共重合体(重量組成
比65/35、平均分子量40000、Tg62℃)100部、カーボン
ブラック5部及び実施例1の荷電制御剤5部をV型ブレ
ンダーで1時間均一に予備混合し、次いでニーダーにて
150℃、30分間溶融混練した。混練物を冷却し振動ミル
で粗粉砕し更にエアーミルで微粉砕しのち分級して平均
粒度15μの粉末トナーを得た。(トナー中に占める荷電
制御剤の割合は金属錯体として0.5%)このトナー3部
と鉄粉キャリアー(日本鉄粉社製、TEFV200)97部を混
合して現像物を調製した。
トナーの初期トリボ荷電量は−31μc/gであった。又、
セレンドラムを有する複写機でドラムクリーニング後の
回収トナーが自動的にトナー供給部に循環される様に改
造された装置を用いて画像形成をを行ったところ、初期
画像はカブリ、濃度ムラのない鮮明なものであり、5000
0枚後の画像も全く変わりなく鮮明なものであった。ト
ナー飛散による複写機の汚染も全く認められなかった。
更に実施例2〜5で得られた荷電制御剤についても同様
の試験を行った。
トナー中に占める荷電制御剤の割合は金属錯体が0.5%
にもかかわらず、初期のトリボ帯電量はそれぞれ−28μ
c/g、−29μc/g、−28μc/g、−30μc/gであり50000枚
後の画像も全く変わりなく鮮明であった。
又、対照試験1としてスチレン72部、アクリル酸ブチル
18部からなる共重合体溶液(実施例1において金属錯体
の使用を省略した以外は同じ方法で重合を行って製造)
90部と金属錯体[I]10部を溶解させ充分撹拌後、減圧
下に加熱乾燥して得られた組成物を荷電制御剤として実
施例1と同一の試験を行ったところ、トナーの初期トリ
ボ荷電量はわずか−5μc/gに過ぎなかった。
更に対照試験2としてスチレン72部、アクリル酸ブチル
18部からなる共重合体(実施例1において金属錯体の使
用を省略した以外は同じ方法で重合を行って製造)90部
と金属錯体[I]10部を溶融ブレンドして得られた荷電
制御剤を用いて同一の試験を行ったところ、トナーの初
期トリボ荷電量はわずかに−7μc/gに過ぎなかった。
初期画像ですらカブリの多い不鮮明なものであった。
実施例6〜10 次表に示す如き薬剤を用いて実施例1に準じて実験を行
った。結果を表に示す。
[発明の効果] 本発明の荷電制御剤は分散性が向上し、かつ帯電量の分
布がシャープであるので、少量の使用でもって画像面の
カブリや濃度斑の発生のない鮮明な画像を発現させるト
ナーの調製を可能ならしめる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 菅野 芳男 (56)参考文献 特開 昭61−59347(JP,A) 特開 昭59−64851(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記一般式で示される金属錯体の共存下で
    不飽和単量体を溶液重合してなり、かつ該不飽和単量体
    に対して金属錯体10〜150重量%を配合してなる分散性
    の改善された荷電制御剤。 〔但し、R1,R2,R3はH,NO2,ハロゲン,炭素数1〜9のア
    ルキル基,SO2CH3、R4はH,炭素数1〜9のアルキル基,CO
    OH,OH,MはCr,Fe,Co、AはH,Na,K,NH4,4級アンモニウム
    塩等を示す〕
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