JPS5926018B2 - 磁性トナ−の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子写真法或いは静電印刷法などに於いて、電
気的潜像または磁気的潜像を現像するのに適した磁性ト
ナーの製造方法に関する。

従来、電子写真法としては米国特許第 ２２９７６９１号明細書、特公昭４２−２３９１０号公
報及び特公昭４３−２４７４８号公報等に記載されてい
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、種々の手段により感光体上に電気的潜
像を形成し、次いで該潜像をトナーを用いて現像し、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り定着し複写物を得る
ものである。

また、電気的潜像をトナーを用いて可視化する方法も種
々知られている。

例えば米国特許第２８７４０６３号明細書に記載されて
いる磁気プラン法、同２６２８５５２号明細書に記載さ
れているカスケード現像法及び同２２２１７７６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が知られている。

これらの現像法などに用いられるトナーとしては、従来
、天然或いは合成樹脂中に染料、顔料を分散させた微粉
末が使用されている。更に、第３物質を種々の目的で添
加した現像微粉末を使用することも知られている。現像
されたトナー画像は、必要に応じて紙などの転写材に転
写され定着される。トナー画像の定着方法としては、ト
ナーをヒーター或いは熱ローラーなどにより加熱熔融し
て支持体に融着固化させる方法、有機溶剤によりトナー
のバインダー樹脂を軟化或いは溶解し支持体に定着する
方法、加圧によりトナーを支持体に定着する方法などが
知られている。

本出願人は先に特願昭５３−４６０９２号によつて、磁
性トナーを用いた新規な現像方法を提案した。

これは、１７０エルステッド以上の高い保磁力を有する
トナーを用いる事により、磁界の作用によるトナーの撹
乱作用を強力にし、トナー相互、又はトナーと現像装置
のスリープ等との接触、離脱、摩擦等を活発化し、トナ
ー粒子とスリーブの摩擦帯電又はトナー粒子の接触にと
もなう電荷の移送等を利用して現像するものである。こ
のように、保磁力の高いトナーを使用すれば、現像特性
の面できわめて有効である。

しかし一般に保磁力の高い磁性体は茶色又は赤色のもの
が多く純黒色のトナーを得るためには、はなはだ不都合
である。黒色のトナーを得るためには、もちろん、磁性
体とは別にカーボン等の異色の物質を加え、着色すれば
良い。しかし、磁性体とは別にカーボン等を加えると相
対的にトナー中の樹脂成分が少なくなり、定着性等に悪
影響を及ぼす。つまり、前記特願昭５３−４６０９２号
に記したように、保磁力の高い磁性体を使用すれば、従
来の磁性トナーに比べて、比較的少い量の磁性体で十分
現像効果を発揮する事ができるが、カーボン等を加える
と結果的には樹脂成分の量が従来のものと変らなくなり
、その利点が生かされない。本発明の目的は、黒色の磁
性トナーの製造方法を提供することである。さらに他の
目的は、黒色染顔料をほとんどあるいは全く用いなくて
も、定着性が良く保磁力の高い黒色磁性トナーが容易に
得られる製造方法を提供することである。

さらには、比較的茶色または赤色の鉄酸化物を主体とす
る磁性粉を用いながら、その磁気特性をほとんど変えな
いで純黒調の磁性トナーを製造する方法を提供するもの
である。その特徴とするところは、３価の鉄を含み保磁
力が１７０エルステツド以上である磁性粉と還元剤とを
混合して加熱、混練する工程を有する磁性トナーの製造
方法にある。ここで、さらに好ましくは、還元剤として
ポリアミド樹脂あるいはピリジンを有する樹脂などの樹
脂を用いると良い６一般に２価の鉄をふくむ化合物は青
昧をおびており、３価の鉄をふくむ化合物は赤昧をおび
て（・る。保磁力の高い酸化鉄粉は、一般的に３価の鉄
を多くふくんでおり、２価の鉄の量が少いため、茶色又
は赤色のものが多い。

鉄の他に少量のＣＯ、Ｎｉ等をふくむものもあるが、こ
れらも保磁力の高いものは一般的に３価の鉄を多くふく
んでおり茶色又は赤色である。鉄をふくまないもので、
保磁力の高いものも有るが、これはきわめて高価である
ため、トナー材料としては不適当である。その他、保磁
力の高い磁性体として鉄、Ｎ１等の合金も有るが、これ
らはトナーの製造行程で樹脂とともに加熱混練する時空
気中の酸素により急速に酸化して爆発する危険があり、
これをさけるため特殊な製造方法をとらねばならず好ま
しくない本発明に適用する磁性粉としては、３価鉄を含
有し、１７０エルステツド以上の保磁力を有するものが
用いられる。

例えばα−ＦｅＯＯＨ針状結晶を水素気流中で脱水還元
して得られるＦｅ３Ｏ４を空気中で低温酸化して生成す
る針状γ−Ｆｅ２Ｏ３やＦｅ３Ｏ４中にＣＯＯ−Ｆｅ２
Ｏ３を少量固溶させて生成する物質ＥＳＤ（ＥｌＯｎｇ
ａｔｅｄｓｉｌｌｇｌｅ−ＤＯｍａｉｎ）粒子、あるい
は微量のＮｉ．Ｃｕ等を含むもの、あるいは針状γ−Ｆ
ｅ２Ｏ３に他の後処理を施したもの、またはコパルトを
原料として製造したものなどがある。磁気テープの分野
で磁気テープ用磁性粉として市販されているものの中で
は、チタンエ業社製ＭＲＤ−ＢＬ．ＭＲ−ＢＬｌ関東電
化社製ＣＪ−３０００Ｂ．．ＣＪ３０００ＢＨ１東京電
気化学工業社製ＴＤ−４、ＴＤ−５、ＴＤ−６、ＴＭ−
２、ＴＭ−３、ＴＰ−３、戸田工業社製ＭＴＡ−７４０
．ＣＤＸ−６５０などが適用できる。これらの磁性粉を
、平均粒径約０．１〜５μｍ１好ましくは０．１〜１μ
ｍの微粉末として用いる。この磁性粉をトナー中に５重
量％以上含有させる。本発明に適用する還元剤としては
樹脂と樹脂以外のものがある。樹脂としてはポリアミド
樹脂あるいはピリジンを含む樹脂などがある。樹脂以外
の還元剤としては亜硫酸ナトリウム、硫化ナトリウム、
銅粉等がある。これらの還元剤の中でも樹脂は、加熱混
練時に液状となつて、粉体である磁性体と反応し易いし
、また樹脂以外の還元剤を加えたときのように定着性を
阻害する虞れもないので好適である。還元剤の含有量は
、磁性粉の量の１／１０以上、好ましくは１／５以上の
量である。上記の還元剤を前記の磁性粉と混合して加熱
、混練させる。このときの加熱温度は使用した樹脂種中
＝畢−｝＝―――二により、茶色ないし赤色であつた磁
性粉は黒色に；；神ニ：；こ丁；：；＝：；二：鉄が２
価の鉄に還元されていると推定される。

あるいはまた、加熱混練時に還元雰囲気になる事によつ
て、磁性粉の酸化が進行する事を防止しているとも推定
される。いずれにせよ、前記の還元剤と磁性粉とを加熱
、混練することにより保磁力の高い黒色磁性トナーが容
易に得られた。本発明に係る磁性トナーには、他の成分
として結着樹脂がある。

この結着樹脂としては公知のものがすべて使用可能であ
るが、例えばポリスチレン、ポリＰ−クロルスチレン、
ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単
重合体、スチレン−Ｐ−クロルスチレン共重合体、スチ
レンプロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共
重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレ
ン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸
エチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合
体、スチレン−メタアクリル酸メチル共重合体、スチレ
ン−メタアクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタア
クリル酸ブチル共重合体、スチレン一αクロルメタアク
リル酸メチル共重合体、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−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビ
ニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重
合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレンーアク
リロニトリルーインデン共重合体、スチレン−マレイン
酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体な
どのスチレン系共重合体、ポリメチルメタクリレート、
ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸
ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル
、ポリウレタン エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール
、ポリアマイド、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロ
ジン、テルペン樹脂、フエノール樹脂、脂肪族又は脂環
族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフイン
、パラフインワツクスなどが単独或いは混合して使用で
きる。さらに本発明に使用されるトナー中には着色調色
、荷電制御等の目的で、カーボンブラツク等各種染顔料
等が含有されてもよい。またトナー粒径は一般には約０
．５〜１００μｍ程度であるが、好ましくは約１〜４０
μｍ程度で用いられる。

次に実施例を示す。

実施例中の部数は重量部である。実施例 １ をロールミルで、約１３５℃で３０分混練し、自然冷却
した後カツターミルで粗粉砕し、さらにジニットミルで
平均粒径８μ前後に粉砕した。

これに１．４部のカーボン（リーガル４００Ｒギアポッ
ト社製）を、その表面に付着せしめ、磁性トナーを得た
。次に、この磁性トナーのみを市販の乾式電子複写機（
商品名；ＮＰ−５０００、キヤノン製）及び、一成分磁
性トナー用現像器（内部にマグネツトを設けた現像スリ
ーブを有する。

マグネツトは８極均等着磁で回転し、スリーブは回転し
ない。）を用いて複写したところ、純黒調の美しい画像
が得られた。このとき、シリコンゴム製加熱定着ローラ
ーにオフセツトすることはなく、定着性も良好であつた
。比較例 １ 実施例１のトナー材料からポリビニルピリジンを除いた
。

すなわちを用いて実施例１と同様に製造した。

このときは、現像特性は前述のトナーと同等であつたが
、色調が茶色であり、不満足な画像であつた。比較例
２ 比較例１よりも色調を黒くする為にトナー材料中にカー
ボンを多量に加えた。

すなわちを用いて実施例１と同様に製造した。

このトナーから得られた画像は、比較例１よりは改良さ
れていたが、実施例１よりは茶色かつた。さらに、定着
性が悪かつた。実施例 ２ を用いて実施例１と同様にして、磁性トナーを得た。

このトナーで現像した画像は使用した酸化鉄粉が赤茶色
であるにもかかわらず、純黒調の美しいものであつた。
なお、このときの定着は、実施例１の複写機の定着器を
上下２本のクロムメツキされた剛体ローラー（全圧４６
０ｋ９）に変えて圧力定着で行なつた。

実施例 ３ 実施例１のポリビニルピリジンに代えて、トーマィド＋
９０、トーマィド◆１３１０（いずれも富士化成社製で
、ダイマー酸とアミン類との縮合によつて作られたポリ
アミド樹脂）、バーサミド９５０（日本ゼネラルミルズ
化学社製で、リノール酸の二量体であるダイマー酸とジ
一又はポリアミンの反応により生成したポリアミド樹脂
）の３種のポリアミド樹脂の各々を用いて実施例１と同
様に行なつたが、実施例１と同様に良好な結果が得られ
た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ３価の鉄を含み保磁力が１７０エルステッド以上で
   ある磁性粉と還元剤とを混合して加熱、混練する工程を
   有することを特徴とする磁性トナーの製造方法。 ２ 還元剤が樹脂である特許請求の範囲第１項記載の製
   造方法。 ３ 樹脂がポリアミド樹脂である特許請求の範囲第２項
   記載の製造方法。 ４ 樹脂がピリジンを有する特許請求の範囲第２項記載
   の製造方法。 ５ ３価の鉄を含み保磁力が１７０エルステッド以上で
   ある磁性粉と還元剤とを含有する混合物を加熱、混練し
   て粉砕したことを特徴とする磁性トナー。