JPS6252562A - 電子写真法用トナ− - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、成子写真用トナーに関するもので、より詳細
には、トナーの色相に悪影響を及ぼすことなしに、強い
プラス帯電特性を付与し得るトナーに関する。また、本
発明はカラー用トナー、特に重ね合せ現像処理が可能で
、カラーコピー及びオーバーヘッドグロジェクト用トラ
ン４アレンシー等の作成に有利に使用し得る透光性カラ
ートナーに関する。

（従来の技術及び発明の技術的課題） 電子写真法における静電潜像の現像に使用するトナーは
、静電像の極性とは逆の極性に帯電特性が制御されてい
ることが重要である。例えばマイナスの電荷像の現像に
は、トナー粒子はプラスの帯電特性を有することが重要
であり、この目的のために、グラスへの電荷制御剤をト
ナー粒子中に配合することが必要である。従来使用され
ている正電荷制御剤の殆んどのものは、染料系のもの、
例えば油溶性染料系のものであり、これらはトナー自身
を固有の色相に着色するのを避は得ない。

特に、カラートナーでは、正規の着色剤に電荷制御用の
染料が混入することにより、カラートナーの色調に悪い
影響が及ぼされ、オーバーヘッドプロジェクト用トラン
スペアレンジ−等の作成に用いる透光性カラートナーの
場合には、カラーの鮮明さが失われることになる。

固有の色相を示さない正電荷制御剤も既に知られており
、例えば特公昭５３−２２４４７号公報には、アミノシ
ラン処理した金属酸化物粉末をトナーの正電荷制御剤と
して用いることが提案されている。

（発明の要旨及び発明の目的） 本発明者等は、比表面積が５０ｔ１７１１以上の気相法
シリカをビニル基含有シランで表面処理し、次−でアミ
ノ基含有エチレン系不飽和単量体をグラフト処理して成
る微粒子は、トナー粒子中に配合したとき、極めて強い
正電荷制御作用を示すと共に、正電荷制御作用の持続性
及び安定性にも優れていることを見出した。

即ち、本発明の目的は、極めて強い正電荷制御作用を有
すると共に、正電荷制御作用の持続性と安定性とに優れ
ている制御剤を含有した電子写真用トナーを提供するに
ある。

本発明の他の目的は、トナー粒子を固有の色調に着色す
ることなく、上記作用を有する制御剤を含有した′電子
写真用トナーを提供するにある。

本発明の更に他の目的は、透光性に優れ、重ね合せ現像
処理が可能なカラートナーを提供するにある。

（発明の構成） 本発明によれば、比表面積が５０ｒｔ／ｉ以上の気相法
シリカをビニル基含有シランで表面処理し、次いでアミ
ノ基含有エチレン系不飽和単量体をグラフト結合して成
る微細被覆粒子を含有することを特徴とする電子写真用
トナーが提供される。

（発明の特徴及び作用効果） 本発明は、気相法シリカに先ずビニル基含有シランを反
応させ、次いでこれにアミノ基含有エチレン系不飽和単
量体を反応させるという２段の反応手段を採用すること
により、この反応生成物はトナー粒子中に配合したとき
、極めて強い正電荷制御作用を示すと共に、正電荷制御
作用の持続性及び安定性にも優れているという知見に基
ずくものである。

気相法シリカはエアロジルの名前で一般に知られており
、種々の無機充填剤の内でも粒径の最も小さいものの一
つであり、樹脂バインダー中への分散性に優れており、
しかもそれ自体透明性を損わないという特性を有してい
る。気相法シリカは、通常の非晶質シリカと同様に、そ
れ自体負電荷への帯電性を有しており、一方塩基性窒素
原子を含む有機化合物は一般に正電荷への帯電性を有し
ている。本発明においては、かかる見地から上述した微
細非晶質シリカ粒子を塩基性窒素原子を含有し且つそれ
自体発色団を有しない有機化合物、即ちアミノ類で表面
処理するのであるが、この際、気相法シリカをビニル基
含有シランと反応させ次いでこのビニル基を重合開始点
として、アミノ基含有エチレン系不飽和単量体をグラフ
ト重合させることが本発明の目的に重要である。

先ず、本発明で用いるビニル基含有シラン類は、シリカ
表面のシラノール基に対して易反応性であると共に、重
合開始点となる炭素−炭素二重結合を有するという特徴
を有している。かくして、気相法シリカに対してビニル
シランを反応させた後、これにアミノ基含有エチレン系
不飽和単量体を作用させれば、ビニルシランの二重結合
を重合開始点としてグラフト反応が生じシリカ表面にア
ミノ類を化学的に結合させ、シリカ表面に高濃度のアミ
ノ基を固定させ得ることになる。気相法シリカは、通常
の非晶質シリカ、例えば湿式法シリカに比べれば、表面
シラノール基の濃度が著しく小さく、従ってアミノシラ
ン類を直接作用させた場合には、アミノシラン類が化学
的に固定される割合いが比較的小さく、これが十分に大
きな正電荷制御作用が得難く、またその接続性及び安定
性が十分でない原因と考えられる。

これに対して、本発明によれば、気相法シリカの表面シ
ラノール濃度が小さく、従ってシラン類の固定される量
が比較的小さい場合にも、ビニル基の重合開始性により
多量のアミ７基含有モノマーをグラフトさせ、シリカ表
面に化学的に結合されたアミノ基濃度を増大させること
が可能となる、ものである。

また、本発明の上記正電荷制御剤を使用すると、このも
のの着色がなく、透明性にも優れていることから、透光
性カラーの用途に有利に使用できることになる。更に、
高価なシラン類の使用ｔを低減させて、電荷制御剤のコ
ストを安価できるという利点もある。

（発明の好適実施態様） 本発明において、気相法シリカとしては、その比表面積
が５０ｒｒ？／１１以上、特に１５０ｒｒ？／、９以上
のものが使用される。この気相法シリカはシリカ単独の
ものでもよいし、若干のＡｔ２０３やＴｌＯ２を有する
ものであってもよい。シリカ粒子の粒径は、粒径０．２
μｍ以下、特に０．０５μｍ以下の範囲にあることが望
ましい。

ビニル基含有シランとしては、ケイ素原子に結合したビ
ニル基、アクリルオ中ジアルキル基、メタクリルオキシ
アルキル基、グロペニルアミノアルキル基等を有するト
リクロルシラン又はトリアルコキシシラン等が使用され
、その適当な例は次の通りである。

ビニルトリクロロ７ラン、 ビニルトリエトキシシラン、 ビニル−トリス（β−メトキシエトキシ）〃ン、γ−メ
タクリルオキシグロビルトリメトキシシラン、γ−プロ
ベニルアミノグロビルトリメトキシシラン。

グラフト処理に使用するアミノ基含有エチレン系不飽和
単量体とは、ビニル基、アクリル基、メタクリル基等の
エチレン系不飽和と７ミノ基とを兼え備えた化合物であ
り、その適当な例として次のものを挙げることができる
。

３−アミノグロビルアクリレート、 ３−　Ｎ、Ｎ−ヅエチルアミノグロビルアクリレート、
３−アミノプロピルメタクリレート。

３−Ｎ、Ｎ−ジエチルアミノメタクリレート、３−（２
−アミノエチル）アミノプロピルメタクリレート、３−
（２−Ｎ、Ｎジエチルアミノエチル）アミノプロピルメ
タクリレート、 アミノスチレン、 ジメチルアミノスチレン、 ビニルピリジン、 ビニルカルバゾール、 ジエチルビニルアミノ。

気相法シリカのビニル基含有シラ／による表面処理は、
上記シラン類又はその溶液とシリカとを、十分に接触さ
せることにより行われ、この処理は、例えば攪拌注下法
、攪拌スプレー法等により容易に行われる。ビニルシラ
ン処理シリカに対するアミノ基含有量体のグラフト処理
は、溶媒中ラジカル開始剤の存在下に前記単量体を作用
させることにより容易に行われる。ラジカル開始剤とし
ては、クメンヒドロペルオキシド、ジ−ｔ−ブチルペル
オキシド等の過酸化物やアゾビスイソブチロニトリル等
のアゾ化合物を用いることができ、不活性雰囲気中でグ
ラフト反応を行う。反応は室温でも十分に進行するが、
必要により加熱して反応を促進させることができる。反
応処理は、同一容器内で逐次的に行ってもよいし、また
異なる容器内で行わせることもできる。

気相法シリカに対するビニル基含有シランの添加量は、
広範囲に変化させ得るが、一般にシリカ当り０．０１乃
至１０重量％、特に０．１乃至５重量％の範囲が適当で
あり、一方アミノ基含有単量体の添加量は０．００５乃
至５重量％、特に０．０５乃至０．５重量％の範囲が適
当である。未反応の成分。

は、洗浄、抽出等の手段で除去することができる〇上述
した電荷制御剤は、定着用樹脂当り０．１乃至２０重量
％、特に０．２乃至１５重量％の量で使用することも重
要であり、上記量よりも少ない場合には、所望の電荷制
御作用が得られず、一方上記範囲よりも多いと透光性が
損われる傾向がある。

本発明においては、着色剤として粒径０．２μｍ以下、
特に０．０５μｍ以下の有機顔料又は染料を用いること
が望ましく、これにより最終トナー像に透光性を与え且
つ重ね合せ現像処理を可能とすることができる。無機顔
料の多くのものは、その粒径が上記粒径範囲よりもかな
り粗大であり、本発明の目的には適さない。また、有機
顔料でも上述した粒径よりも粗大なものでは透光性が著
しく損われる。

有機顔料の種類は、上述した粒度を有する限り特に制限
されないが、例えば育色−緑色系の７タロシアニン系顔
料、黄色−赤色素のアゾ系顔料、金属錯塩顔料、トリフ
ェニルメタン系顔料、バット染料近縁顔料等が使用され
る。上記粒度の有機顔料は、顔料製造最終段階で、顔料
の結晶化を微細結晶となるようにすることにより得られ
る。また、染料としては、プラスチックの着色に使用さ
れる油溶性染料が使用される。

これらの有機顔料又は染料は、定着用樹脂媒質当り１乃
至２０重量％、特に２乃至１５重量％の量モ用いるのが
よい。

定着用樹脂媒質としては、この種のトナーの製造に使用
されている樹脂類が使用され、特に好適なものとして種
々のモノ乃至はジエチレン系不飽和単量体、特に （ａ）　　ビニル芳香族単量体、 （ｂ）　　アクリル系単量体の単独重合体や共重合体等
が使用される。

上記（ａ）の単量体としては、スチレン、ビニルトルエ
ン、α−メチルスチレン、α−クロルスチレン、ビニル
キシレン等やビニルナフタレン等ヲ挙げることができ、
また（ｂ）の単量体としては、アクリル酸、メタクリル
酸、エチルアクリレート、メチルメタクリレート、ブチ
ルアクリレート、ブチルメタクリレート、２−エチルへ
キシルアクリトド、２−エチルへキシルメタクリレート
、３−ヒドロキシグロピルアクリレート、２−ヒドロキ
シエチルメタクリレ、−）、３−アミノグロビルアクリ
レート、３−Ｎ、Ｎ−ジエチルアミノプロピルアクリレ
ート、アクリルアミド等を挙げることができる。

これらの単量体（、）或いは（ｂ）と組合せで、或いは
単独で使用される他の単量体としては、ブタジェン、イ
ソグレン、クロログレン等信−には無水マレイン酸、７
マル酸、クロトン酸、イタコン酸等の他のエチレン系不
飽和カル♂ン酸或いはそのエステル類や、酢酸ビニル等
のビニルエステル類、ビニルピリシン、ビニルピロリド
ン、ビニルエーテル類、アクリロニトリル、塩化ビニル
、塩化ビニリデン等を挙げることもできる。

これらの樹脂の分子量は３，０００乃至は３００．００
０、特に５，０００乃至２００，０００の範囲にあるの
が望ましい。

この定着用樹脂媒質に、前述した着色剤及び除電制御剤
を、必要により他の配合助剤と共に配合し、これを均−
且つ一様に混練し、次いで粒状化してトナーとする。配
合剤としては、例えば、現像剤を熱ロールで定着する方
式では、シリコーンオイル、低分子量オレフィン樹脂類
、各種ワックス類等のオフセット防止剤を、全体当υ２
乃至１５重量％の量で使用できる。また、現像剤を圧力
ロールで定着する用途には、Ａラフインワックス、各種
動・植物ロウ、脂肪酸アミド等の圧力定着性賦与剤を全
体当り５乃至３０重量％の量で使用してもよい。

成形に当っては、前述した混線組成物を冷却した後、こ
れを粉砕し、必要により篩分けすることにより得られる
。勿論、不定形粒子の角取りを行うために、機械的な急
速攪拌を行っても特に差支えはない。このトナー粒子の
粒度は、解像力等にも関連するが、一般に５乃至３５ミ
クロンの範囲内にあることが望ましい。

本発明によるトナーは、四三酸化鉄、フェライト、鉄粉
等の磁性キャリヤーとの組合せで、カラー現像用の二成
分系磁性現像剤として使用され、鮮明でしかも透光性の
ある多色コピーの作成に有用である。

本発明を次の例で説明する。

（実施例１）　本発明のトナーに用いる電荷制御剤の製
造 メタノール２００ｍ、水２０ゴから成る混合溶媒にビニ
ルトリエトキシシランＩＩＩを溶かして処理溶液とした
。これにシリカ（アエロジル２００：１次粒子平均径０
．０１２μｍ　）２０ＪＦを分散させ、約１０時間還流
した。反応後、メタノールにて２回洗浄し真空デシケー
タで２４時間乾燥した。続いてトルエン２００−中にて
、ジメチルビニルアミノｏ、ｓＩｉと反応させた（還流
）。反応後トルエンにて２回洗浄し真空デシケータで１
２時間乾燥した。最後に、粉砕を行ない電荷制御剤とし
た。

本発明のトナーの帯電特性 電荷制御剤；本発明のもの　　　　　　　　５１上記の
材料をミキサにて均一攪拌混合した。この混合物ｆｔ２
本ロールを用いて１５０℃で混練し、次にこれをカッテ
ィングミルで粗粉砕した後、ジェットミルで微粉砕した
。最後に分級して５〜２５μｍ　（平均粒径１５μｍ）
のトナーとした。

このトナーを鉄粉系キャリア（日本鉄粉製５ＴＶ−２５
Ｔ　　）と１：２０（重量比）の割合で混合攪拌し現像
剤とした。この本発明のトナーの帯電量をブローオフ法
により測定した所、正に強く（２１μｃ７ｇ）帯電する
事を確認した。製造した黄色現像剤を、複写機ＤＣ−１
６１改造機（三田工業社製）にセットしてＯＨＰフィル
ム上にサンプル原稿を用いて複写を行なった所、鮮明な
画像を得た。同時に、この複写物は透光性に優れ、ｆａ
−）エフター用の原稿とした場合、スクリーン上に鮮や
かな黄色画像が映し出された。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）比表面積が５０ｍ＾２／ｇ以上の気相法シリカを
   ビニル基含有シランで表面処理し、次いでアミノ基含有
   エチレン系不飽和単量体をグラフト結合して成る微細被
   覆粒子を含有することを特徴とする電子写真用トナー。