JPS60130750A - 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、静電印刷法等において、電気的
潜像又は磁気的潜像を現像するのに用いられる磁性トナ
ーに関する。

従来、電子写真法あるいは静電印刷法としては、たとえ
は画ｇ１．電子学会誌（１９７６年発行、５巻、４号、
１７５頁〕等に記載されているように多数の方法が知ら
れているが、一般には、光導゛電性物質をオＵ用した感
光棒上に拙々の手段により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、又必資に応じて紙等の
転写材にトナーから成る粉像を転写した候、加熱、圧力
、或いは、溶剤蒸気等により定沼し、コピーを得るもの
である。

現像剤としては、合成樹脂、ワックスあるいは天然樹脂
中に染料、顔料を分散させたトナーと還元鉄あるいはフ
ェライト造粒物キャリアとからなる二成分トナー現像剤
と、合成樹脂、ワックスあるいは天然樹脂中にマグネタ
イトなどの磁性粉を分散させた磁性トナーからなる一成
分トナー現像剤がある。

一成分系現像方法は現像剤にキャリアを用いないので、
キャリアとトナーの混合比率の１整が不要であり、また
、キャリアとトナーを充分均一に混合するための攪拌操
作を特に心安としないから現像装置全体を簡略且つコン
パクトに構成できると云うオＵ点を有する。

更に、キャリアの経時的劣化に基づ（、現像画質の低下
と云った不都合も生じない。

しかしながら、これらの磁性トナーは大きな表面エネル
ギーを持つ無機磁性粉を、小さな表面エネルギーの樹脂
やワックス中に均一に分散させることが心安であり、磁
性粉とかかる４１１脂等との親和性が乏しいために、均
一に分散させることは容易ではない。そのため、両者の
混線工程に長時間を費したり、大きな混練エネルギーを
有する混線機を用いて均一分散を達成させようとする試
みがなされているが、それでもなお、磁性粉が偏在する
ことが多い。また、均一に分散したとしても、両者間の
接着エネルギーが小さいために、混ａ物を粉砕してト；
−化する際、あるいはトナーを央原に複写・誠で使用す
る際に、磁性粉がトナーから遊離することもある。この
遊離磁性粉は感光体を損傷させたり、感光体特性に好ま
しくない影響を与え、その結果安定した画像を得ること
ができなくなる。

磁性トナーに関するかかる欠点を解消させるために、種
々の方法が考えられている。例えば融点４０〜２００’
Ｃの脂肪族化合物で磁性粉の表面を被覆することにより
、トナーとしての物理的中化学的安定性を高めようと１
゛る試み（特開昭５０−１５９７４５）、アクリル樹脂
あるいはスチレン樹脂で磁性粉の表面を被凌することに
より、高湿度雰囲気下におり゛る転写効率の低下を防止
しようとする試み（％開昭５４−１３０１３０）、反応
性のシラン化合物で処理された磁性粉を共重合性モノマ
ー中に分散させ、懸濁重合で重合せしめることにより樹
脂中への磁性粉の分散性を高め、さらに磁性粉のトナー
からの遊離を防止しようとする試み（特開昭５ｓ−７６
４６）等が提案されている。しかしながら、かかる試み
によってもなお、マグネタイト等の磁性粉を樹脂やワッ
クス中に容易にして均一に分散せしめることは困難であ
り、また磁性粉と樹脂あるいはワックスとのｆｆａの結
合強度の面でも満足されるものとは伺い難い。

本発明者らは、磁性トナーに関する上述の現状に鑑みさ
らに鋭意研究の結果、アミノ基を有するシランカップリ
ング剤と、ある種のリン酸エステルとの反応生成物で磁
性粉を被覆すると、磁性粉の分散性に優れ、かつ磁性粉
と樹脂あるいはワックスとの結合強度が大きい磁性トナ
ーが得られることを見い出し本発明を完成さセた。

すなわち本発明は、アミノ基を有するシランカップリン
グ剤と、下記一般式（Ｉｌ　ｔ　（川および（ＩＱで表
わされるリン酸エステルからなる群より選ばれる１種又
は２種以上のリン酸エステルとの反応生成物によって被
覆された磁性粉末を含有することを特徴とする磁性トナ
ーを提供ブるものである。

（ＲＯ）、ＰＯ（ＣＲＯ３−、（ＩＩ （式中、Ｒは炭素数３〜２２のアルキル基又はアルケニ
ル基を表わし、ｌは１．１．５又は２を表わす。） ＣＲＯ（ＡＯ）　］　ＰＯＣＯＨ）、、Ｉｎ＋ｌ （式中、Ｒは炭素数３〜２２のアルキル基又はアルケニ
ル基を表わし、Ａは炭素数２〜４のアルキレン基を表わ
し、ｌは１，１．５又は２を表わし、ｎは１〜３０の整
俄を衣わす。）［Ｒ’Ｃ００（ＡＯ）ｎ］、ＰＯ（ＯＨ
）、、　（＋１１１（式中、Ｒ′は炭素数２〜２１のア
ルキル基又はアルケニル基を表わし、Ａは炭素にり２〜
４のアルキレン基を表わし、ｌは１．１．５又は２な表
わし、ｎは１へ６０の整叡を表わす。）本発明に用いる
ことができるアミノ＆　’ｒ　＋４″ｆるシランカップ
リング剤としては、例えばＨ２Ｎ　Ｃ２Ｈ４ＭＨＯ５Ｈ
６１３ｉ　（Ｏ０Ｈ３）、　、　Ｈ２Ｎ　０２Ｈ４Ｎ　
ＨＣ，Ｈ，Ｓ　ｉ　（ＯＨ３）Ｃｏｏ　Ｈ，）２゜Ｈ２
ＮＣ３Ｈ６Ｓ１（０Ｇ２Ｈ５）３．Ｈ２ＮＧＯＮＨＯ３
Ｈ６Ｓ１（０Ｃ２Ｈ５）３゜Ｈ２ＮＸ＝ＸＳｉ（ＯＣＨ
３ン６等の化合物を挙げることができる。

本発明に係わる前記の式（ＩＩで表わされる化合物は、
リン酸と炭素数３〜２２のアルカノール又はアルクノー
ルから誘導されるリン酸モノエステル、リン酸シ′エス
テル又はリンばセスキエステルであり、具体的な化合物
としては、モノドデシルホスフェート、ジドデシルホス
フェート、セスキドデシルホスフェート、セスキグロビ
ルホス７エート、セスキオクチルホスフェート、セスキ
オレイルホスフェート、モノへキシルホスフェート、ジ
ドデシルホスフェート、モノオレイルホスフェート等を
挙げることができる。

本発明に係わる前記の式（Ｉｌｌで表わされる化合物は
、リン酸と炭素数３〜２２のアルカノール又はアルクノ
ールの低級アルキレンオキサイド付加物から誘導される
リン酸モノエステル、リン酸ジエステル又はリン故老ス
キエステルであり、具体的な化合物としては、セスキド
デシルポリオキシエチレン（３）ホスフェート、セスキ
ドデシルポリオヤシエチレン（９）ホスフェート、モノ
ドデシルポリオキシエチレン（５）ホスフェート、モノ
オクタデシルポリオキシエチレン（５）ホスフェート、
セスキオククデシルポリオキシエチレン（１Ｇホスフエ
ート、ジオクチルポリオキシエチレン（６）ホスフェー
ト、セスキドデシルポリオキシプロピレン（９）ホスフ
ェート、モノオクチルポリオキシエチレンａ４ホスフェ
ート、モノオクタデシルポリオキシエチレン（８）ホス
フェート等を挙げることかできる。

又、前記の式（則で表わされる化合物は、リン酸と炭素
数６〜２２の脂肪酸の低級アルキレンオキサイドから誘
導されるリン酸モノエステル、リン酸ジエステル又はリ
ン酸七スキエステルであり、具体的な化合物としては、 （０４，Ｈ２５Ｃ００（ＯＨ２０Ｈ２０）、。〕１．５
Ｐ０（０Ｈ）１．５Ｃ１，Ｈ，Ｃｏｏ（（ｌｊＨ２Ｃｔ
Ｈ２０）　３ＰＯ（ＯＨ）　２０１．Ｈ３５０００（Ｏ
Ｈ２０Ｈ２０）　１５ＰＯ（ＯＨ）　２〔Ｃ３Ｈ１１Ｃ
００（ＣＨ２ＣＨ２０）２〕２Ｐｏ（ｏＨ）等を挙げる
ことができる。

本発明の―性トナーに用いることができる磁性粉として
は、従来より磁性トナーに用いられてきた磁性材料はす
べて使用可能であり、例えば、マグネタイト、フェライ
ト、鉄、ニッケル、コバルト等の粉末を挙げることがで
きる。

本発明において、アミノ基を有するシランカップリング
剤とリン酸エステルとの反応生成物によって被覆された
磁性粉を得る方法は特に限定されず、例えば以下に示す
方法が例示される。

イ）不活性有機溶媒中で磁性粉（１）に先ずアミノｉ含
イｊシランカップリング剤（Ｉｌｌを加熱処理し、その
後リン酸エステル（ｔｉｌ＋　を加熱処理１“る方法。

口〕　不活性有機溶媒中で上記（１）と（＃１と（Ｉｌ
ｌを一括混合し加熱処理する方法。

ハ）不活性有機溶媒中で先ず上記（ＩＩと（１；Ｏを反
応させ、その後（１）を務加して加熱処理する方法。

本発明に係わるアミノ基を有１“るシランカップリング
剤の使用量は、磁性粉に対して０．１〜５Ｍ量％程度で
あり、好ましくは０．５〜１．５重量％である。また、
前記一般式（ＩＩ〜（１１１１で表わされるリン酸エス
テルからなる群より選はれる１種又は２種以上のリン酸
エステルの使用量は、アミノ基を有するシランカッブリ
ング／４１Ｊの２〜５倍ｔ（Ｍ量基準）が適当である。

磁性粉の処理において用いることができる不活性溶媒と
しては、ベンビン、トルエン、キシレン、メチルエチル
ケトン、メチルインブチルケトン、ジエチルケトン、シ
クロヘキサノン等を挙げることができる。溶媒の使用量
は特に限定されず、反応物を仕込んだとぎの粘度が適当
になるように加減すれはよい。

本発明においては、アミノ基ヲ１１″ｆるシランカップ
リング剤と前記一般式（ＩＩ〜（卯で表わされるリン酸
エステルとの反応生成物で被覆′１−ることが重賛であ
り、アミノ基を−Ｈ−ｆるシランカップリング剤と反応
し？Ｉない化合物？用い°Ｃ磁性粉を被覆しても、性ｖ
目的に満足される磁性トナーをイＧることはできない。

以下、実施例により本発明を更に詳しく説明するが、本
発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、
実施例および比較例中の部はすべて虚Ｍ部を意味する。

実施例１ 伶却管付４ツロフラスコに、マグネタイト（戸ＬＩ］工
業のＥＰＴ−５００）１００部、トルエン３００部、シ
ランカップリング剤であるＨ２Ｎｏ、Ｈ，５ｉ（ＱＣ２
Ｈ５）５を１部および七スキドデシルポリオキシエチレ
ン（３）ホスフェート３部をとり、８０℃で２時間攪拌
し、その接炎Ｊｔのトルエン３００部・タイトを洗い、
次いで乾燥させた。

く磁性トナー製造■） １）Ｉｊ記の方法により得られた表面被覆マグネタイト
５５部と、ビスフェノール系ポリエステル樹脂（花王石
鹸（休）製のニュートラツク３８２Ａ）４５部とを混合
し、該混合物を２軸押出し混線機に一度通して混練し、
次いで、ホンカワミクロン（株）の粉砕機（登録商１３
名：バルベライザー〕で粗粉砕し、さらに気泥式ジエツ
）＜ルで微粉砕した。該微粉砕物を２３０℃の熱風で球
状化処理を行い、サイクロンより分級し、平均粒径１２
〜１３μｍ　の磁性トナーを得た。

く磁性トナー製造■〉 表面被覆された上を己マグ坏クイトロ０都とａ点１ｏａ
℃のポリエチレンワックス４０部とを混合し、磁性トナ
ー製造■に記載の方法により、平均粒径１２〜１６μｍ
　ｏ）磁性トナーを得た。

く磁性トナー製造■〉 表面被覆された上記マグネタイト８ｏ＠とメチルメクク
リレート（ＭＭＡ）／スチレン（ｓｔ）共重合体（共重
合モル比ＭＭＡ／５ｔ−５０１５０、分子量２万）？混
合し、磁性トナー製造■に記載の方法により、微粉砕物
を得た。該＠粉砕物を２５０℃の熱風で球状化処理を行
い、サイクロンより分赦し、平均粒径２５μｍ　の磁性
トナーを得た。

く磁性粉の分散性の評価〉 前述の磁性トナー製造■および■で得られた磁性トナー
を、それぞれ別々に一定量白紙上に取り、磁性粉の分散
状態を顕′ｅ、鏡で観察した。マグネタイトの偏在が全
く確認できない状態を６（分散性良好）とし、マグネタ
イトの偏在がはっきりと確認され、その偏在量も多い状
態を１（分散性不良）とし、１〜３の数値で表わした。

この結果は表−１に示す。

く磁性粉の遊離性の評価〉 ｉ１ｊ述の磁性トナー製造■で得られた磁性トナーを、
試験用磁気プツシユニット中で８時間攪拌し、磁性トナ
ーからのマグネタイトの遊離祉を調べた。マグネタイト
の遊離が全（認められない場合を５（良好）とし、マグ
ネタイトのほぼ全量が遊離した場合を１（不良）とし１
〜５の数値で表わした。この結果は表−１に示す。

実施例２ 実施例１で用いたセスキドデシルポリオキシエチレン（
３）ホスフェートの代りに、モノオクチルポリオキシプ
ロピレン（９）ホスフェート３．５９３を用いる以外は
、実施例１と同様にして、表面被覆されたマグネタイト
を得た。次いで、該表面被覆マグネタイトを用いて実、
梅劣１の方法に準じて３種類の磁性トナーを製造し、実
施例１と同一の方法により、マグネタイトの分散性およ
び遊離性の評価を行った。これらの結果は表−１に示す
。

実施例３ 実施例１で用いたセスキドデシルポリオキシエチレン（
３）ホスフェートの代りに、ジドデシルホスフェートを
２．５部用いる以外は実施例１と同様にして、表面被覆
されたマグネタイトを得た。次いで、該表面被覆マグネ
タイトを用いて実施例１の方法に準じて３ｍｍの磁性ト
ナーを製造し、実施例１と同一の方法により、マグネタ
イトの分散性および遊離性の評価を行った。

これらの結果は表−１に示す。

実施例４ 実施例１で用いたシランカップリング剤の代りにＨ２Ｎ
０２Ｈ４ＮＨＣｊ３Ｈ６Ｓ工（ＯＣＨ５，１３で表わさ
れるシランカップリング剤を１部、またセスキドデシル
ポリオキシエチレン（３）ホスフェートのかわりに、〔
Ｃ１１Ｈ２５Ｃ０Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２０）、。〕１．５Ｐ
Ｏ（ＯＨ）１．５　で表わされるリン酸エステル５部を
用いる以外は実施例１と同様にして、表面被覆されたマ
グネタイトを得た。次いで、該表面被覆マグネタイトを
用いて実施例１の方法に準じて６ｓ類の磁性トナーを製
造し、実施例１と同一の方法により、マグネタイトの分
散性および遊離性の評価を行った。これらの結果は表−
１に示す。

比較例１ 実施例１で用いたマグネタイトを何ら表面被覆すること
な（そのまま用いて、実施例１の方法に準じて６種類の
磁性トナーを製造し、実施例１と同一の方法により、マ
グネタイトの分散性および遊離性の評価を行った。これ
らの結果は表−１に示す。

比較例２ 実施例１で用いたマグネタイトおよびシランカップリン
グ剤を用いて、実施例１と同様にしてシランカップリン
グ剤のみで表面被覆されたマグネタイトを得た。次いで
該表面処理マグネタイトを用いて、実施例１の方法に準
じて３種類の磁性トナーを製造し、実施例１と同一の方
法により、マグネタイトの分散性および遊離性の評価を
行った。これらの結果は表−１に示１−０比較例６ 実施例１で用いたセスキドデシルポリオキシエチレン（
３）ホスフェートの代りに、アミノ基含有シランカップ
リング剤とは反応しない化合物であるメチルメタクリレ
ート（ＭＭＡ、ｌ／スチレ／（ｓｔ）　共重合体（共重
合モル比ＭＭＡ／５ｔ＝ｓ　ｏ／７０、分子量１０万）
３部を用いる以外は、実施例１と同様にして、シランカ
ップリング剤と前記共重合体で表面被覆されたマグネタ
イトを得た。次いで、該表面被覆マグネタイトを用いて
、実施例１の方法に準じて３稙類の磁性トナーを製造し
、実施例１と同一の方法により、マグネタイトの分散性
および遊離性の評価を行った。これらの結果は表−１に
示す。

出願人代理人　古　谷　馨

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 アミノ基を有１−るシランカップリング剤と、下記一般
   式（ＩＩ　、　（川および−で表わされるリン酸エステ
   ルからなる群より選ばれる１種又は２種以上のリン酸エ
   ステルとの反応生成物によって被覆された磁性粉末を含
   有１′ることを特徴とする磁性トナー。 （ＲＯ）、ＰＯ（ＯＨ）５−、　（ＩＩ（式中、Ｒは炭
   素数３〜２２のアルキル基又はアルケニル基を表わし、
   ｌは１．１．５又は２を表わす。） （ａｏ（Ａｏ）ｎｌ、ｐｏ（ｏｎ）、−、（ｎｌ（式中
   、Ｒは炭素数３〜２２のアルキル基又はアルケニル基を
   表わし、Ａは炭素数２〜４のアルキレン基を表わし、ｌ
   は１．１．５又は２を表わし、ｎは１〜６０の整数を表
   わす。）ｒＲ’ｃＯｏ（ＡＯ）−１，ＰＯ（ＯＨ）ｘ−
   、叫（式中、Ｒ′は炭素数２〜２１のアルキル基又はア
   ルケニル基を表わし、人は炭素数２〜４のアルキレン基
   を表わし、ｌは１．１．５又は２を表わし、ｎは１〜３
   ０の整数を表わす。）