JPH03179364A - トナー及びその製造方法 - 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、電子写真、静電記録等で使用する静電荷像現
像用トナーに関し、さらに詳しくは帯電制御剤を含有せ
ずかつ良好な帯電性を有するトナー及びその製造方法に
関するものである。

〈従来の技術〉 静電荷像現像用トナーは、通常バインダーとしての熱可
塑性樹脂と着色剤釦よび帯電制御剤等からなり、−数的
には、熱可塑性樹脂８０〜９０重量％、着色剤５〜１５
重量％、帯電制御剤１〜５重量％の組成比を有し、熱可
塑性樹脂としては、ポリスチレン類、スチレン−メタク
リル酸エヌテル共重合体やスチレン−アクリル酸エステ
ル共重合体等のスチレン系共重合体、ポリ塩化ビニル、
ポリ酢酸ビニル、ポリメタクリル酸エステル、ポリアク
リル酸エステル、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ
エチレン、ポリウレタン、エチレン−酢酸ビニル共重合
体、石油系樹脂、パラフィンワックス等の樹脂が単独筐
たは混合されて用いられ、着色剤としてはカーボンブラ
ック、染、顔料等が用いられ、帯電制御剤としては正帯
電用のニグロシン系染料、負帯電用のアゾ系金属錯体等
が用いられている。

そして、これら組成物を混合し、溶融、混練した後粉砕
、分級することによって製造されている。

寸た、上記粉砕工程等を要しない液中乾燥法、懸濁重合
法等の溶液系での製造法により製造されている。

ところで、粉体の帯電現象はそのごく表面に限られたも
のであるため上記帯電制御剤はトナーの表面でのみ効力
を発し、従って帯電制御剤はトナーの表面にのみ存在す
れば十分である。しかしながら、上記従来の方法では、
帯電制御剤は原料系に添加されているため、トナー内部
に１で均一に混合され、そのほとんどが本来不要なトナ
ー内部に存在することになり、製造コストの増大につな
がっている。筐た、帯電制御剤の混合状態や製造時にむ
ける濃度の変化により帯電特性が変化しやすく、きわめ
て慎重な工程管理が要求されている。

さらに、懸濁重合法等の重合法によるトナーの製造の場
合には、帯電制御剤の存在により重合安定性が阻害され
るといった問題も生じる。

このため最近では、トナー粒子形成後に帯電制御剤をト
ナー表面にのみ添加することにより帯電性を付与する方
法が検討されている。この方法としては、帯電制御剤を
溶解または分散した溶液中にトナーを分散させ、この帯
電制御剤をトナー表面に吸着筐たは析出させる方法や、
トナー表面上に帯電制御剤を機械的エネルギーにより付
着させる方法等がある。

また、帯電制御剤を用いない方法も提案されてかり、古
くには界面活性剤の溶液でトナーを処理することにより
トナー粒子表面に静電荷を付与する方法（特公昭３６−
１０２３１）、最Ｒではトナー粒子表層に電荷制御性官
能基を含有する重合物層を形成する方法（特開昭６２−
７３２７７）等がある。

〈発明が解決しようとする課題〉 従来の帯電制御剤をトナー表面にのみ添加する方法は、
帯電制御剤の使用量が従来の添加量の１／１ｏ〜１／２
ｏで充分な帯電性付与ができるという利点を有している
が、付着後の帯電制御剤の安定性の問題から安定した帯
電性を継続させるのが困難である。

また、特公昭３６−１０２３１によるトナーは界面活性
剤を吸着させているために、安定性に問題を残してかり
、特開昭６２−７８２７７によるトナーは安定性の問題
を解決しているが、このために粒子表層に新たに重合物
層を設けている。

以上に鑑み本発明は従来技術における問題点を解消しか
つ改善して、トナー表面に、より簡単にかつ安定な状態
で帯電性を付与することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 上記目的を遠戚するために、本発明は、粒子表面に帯電
性官能基が結合していることを特徴とするトナーを提供
する。

また、本構造のトナーを製造するために、ラジカル発生
剤を溶解した溶液中にトナーとなる粒子を分散し、この
後ラジカル発生剤よりラジカルを発生させて上記トナー
となる粒子表面に帯電性官能基を結合させることを特徴
とするトナーの製造方法を提供する。

さらに、前記製造方法にかいてラジカルをアニオン系界
面活性剤の存在下に訃いて発生させることを特徴とする
製造方法と前記製造方法にかいてアニオン系界面活性剤
の代わりにカチオン系界面活性剤を用いることを特徴と
する製造方法を提供する。

本発明において使用されるトナーとなる粒子は従来法に
より作成され、帯電制御剤を含有しない以外は従来と同
じ組成を有している。ラジカル発−］吃 主剤には、水溶中である過硫酸カリウム、過硫酸アンモ
ニウム等の過硫酸塩や油溶性であるアゾビスインブチロ
ニトリル等のアゾビヌ系化合物等、従来のラジカル重合
に用いられる開始剤が使用される。このラジカル発生剤
の使用量はトナー重量に対して１−１０％程度が適当で
あり、水溶性の過硫酸塩を用いる場合には水に、油溶性
のアゾビヌ系化合物を用いる場合には、アルコール等の
トナーバインダーを溶解しない溶媒に溶解させて溶液と
するのが適している。ラジカル発生剤よりうシカ／Ｌ／
を発生させるには、例えば、ラジカル発生剤を溶解しト
ナーとなる粒子を分散した溶液に、熱エネルギーや光エ
ネルギー等を与えてラジカル発生剤を分解する。熱によ
る方法の場合、例えば過硫酸カリウムでは約７０℃、ア
ゾビスイソブチロニトリルの場合では約５０℃に溶液を
加熱し、分解温度を下げるために酸化亜硫酸塩やアミン
類を系に添加しても良い。光による方法の場合、主とし
てアゾビヌ系のラジカル発生剤に用いるのが適しており
、例えばアゾビスイソブチロニトリルでは約８００　ｎ
ｍの紫外光を照射する。

また界面活性剤の存在下においてフジ力ｌｖを発生させ
るには、界面活性剤を上記溶液中に加えれば良く、アニ
オン系界面活性剤としてはラウリル硫酸ナトリウム、ド
デシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等、カチオン系界
面活性剤としては塩化ベンザルコニウム等ヲ用いる。

く作　用〉 トナーとなる粒子をラジカル発生剤を溶解させた溶液中
に分散し、この後ラジカル発生剤に熱またはその他のエ
ネルギーを与えてラジカル発生剤よりラジカルを発生さ
せると、発生したラジカルが粒子表面の活性サイトと結
合する。フジカル発生剤にはラジカル重合に用いられる
開始剤を用いるのであるが、このようなフジカル発生剤
ではフジ力／Ｌ／は電子吸引基により安定化されて釦り
、発生するラジカルは電子吸引基を有している。すなわ
ち、粒子表面に化学的に結合した電子吸引基が導入され
て負帯電性官能基を形成し、負帯電性トナーとなる。例
えば、過硫酸塩の場合には、硫酸アニオンラジカル（・
５Ｏ４）が、アゾビスイソブチロニトリルの場合にはシ
アノイソプロピルフジ力＃（・ＣＣＮ（ＣＨ３）２　　
）が発生し、粒子表面に硫酸基やシアノプロピル基を形
成し、負帯電性トナーとなる。

尚、ラジカルが結合する粒子表面の活性サイトについて
は現在のところ不明であるが、カーボンシ ブラックに存在するヒドロキデラジカルや樹脂中のエス
テル部や芳香族環等が考えられる。このようなフジ力ｐ
による負帯電性官能基の導入処理には、フジ力／Ｌ／＃
に度、温度、その他条件により必要とされる時間は変わ
るが、通常１〜６時間程度必要である。

また、上記溶液中に界面活性剤を加え、界面活ルを発生
させると、界面４？？ｒ剤がアニオン系の場合には負帯
電性の、カチオン系の場合には正帯電性の、トナーが得
られる。これは、フジカル発生剤の分解により生じた一
次うシカｐが界面活性剤の炭素鎖を攻撃し、その結果イ
オン性官能基を有する新たなラジカルが発生し、これが
粒子表面に化学的に結合することによるものと考えられ
る。

尚、水系媒質中にｋいてはミセルを形成した界面活性剤
への一次フシカμの攻撃は行われないため、界面活性剤
は臨界ミセ／Ｌ’濃度以下の量を加えるのが好ましい。

上記発生したフジ力ｐの結合により帯電性官能基がトナ
ー表面に導入された後は、水洗による共存物質の除去、
トよび乾燥処理が施されトナーが分離される。

以上のようにして得られたトナーは粒子表面に帯電性官
能基が結合した構造となり、該帯電性官能基が電子吸引
基を有するか電子供与基を有するかによって、それぞれ
負または正の帯電性をトナに付与する。また、帯電性官
能基は表面に結合しているので安定であり、最も効率良
く帯電性の付与をする。

〈実施例〉 以下、実施例によりこの発明の詳細な説明するが、これ
によりこの発明は限定されるものではない。

実施例１ フラスコにカーボンブラック７重量％、樹脂（スチレン
ープチルメタクリレートーエｆｔ＆へキシルメタクリレ
ート共重合体）９３重量％からなる着色粒子（平均粒径
１３μｍ　）を１部、水１００ｇ、ラウリル硫酸ナトリ
ウム０．０１部、過硫酸カリウム０．１部ｆ、混合した
後、窒素雰囲気下で６０〜７０℃にて６時間攪拌を行っ
た。

その後、粒子を濾過、水洗し、乾燥することにより帯電
性付与処理を行ったトナーを得た。

このトナーを粒径２００μｍの鉄粉をキャリアーとし、
トナー／キャリアー比５．５％にてダシ上 ローオナタより帯電性を評価した。処理前の粒子は、帯
電量が殆ど０であったが、処理後の粒子には一１４μＣ
／ｇの負帯電性が得られた。

この粒子は、キャリアーとの長期摩擦にも安定した帯電
性を保ち、良好な帯電特性を示した。

実施例２ 界面活性剤を塩化ベンザルコニウムに変更し、その使用
量を００３部とする以外ｆｉ実施例１と同様にして帯電
性付与を行った。ただし、反応時間は２時間とした。十
分に水洗し乾燥されたトナーの帯電性を実施例冨と同条
件で評価したところ、＋１５μＣ／ｇの正帯電性が付与
された。帯電安定性も良好であった。

比較例 フラスコに上記帯電性を有しない着色粒千金１部、エチ
ルアルコ−／Ｖ２０部、クロム系負帯電制御剤０．０１
部を混合した後、エチルアルコ−／Ｉ／を蒸発させ帯電
性付与を行った。得られた粒子は実施例と同様にして帯
電性を評価したととが判明した。捷た、この粒子は、キ
ャリアーとの長期摩擦により劣化し、帯電性が劣化する
ことが判明した。

〈発明の効果〉 本発明のトナーは表面の帯電性官能基が従来の帯電制御
剤の役割をするので帯電制御剤が不要であり、帯電性官
能基は粒子表面と化学的に結合しているため結合が強く
安定な帯電性を有する。咬た、帯電性官能基は表面に単
独で結合しているので、効率が良く材料が少量で足り安
価なトナーとなる。

本発明の方法によれば、帯電制御剤を使用せずに、しか
も簡単に安定な帯電性を有するトナーを製造することが
できる。また、界面活性剤のイオン種を選択することで
、得られる帯電性の極性を容易に制御できる。さらに、
トナー本体を製造した後帯電性を付与できるので、帯電
性付与の工程がトナー本体の製造に制約を与えることが
ない。

さらには、簡単にトナーの表面にのみ効果的に安定な帯
電性を付与できるので製造コヌトの減少さらに各種高機
能化が可能となる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、粒子表面に帯電性官能基が結合していることを特徴
   とするトナー。 ２、ラジカル発生剤を溶解した溶液中にトナーとなる粒
   子を分散し、この後ラジカル発生剤よりラジカルを発生
   させて上記トナーとなる粒子表面に帯電性官能基を結合
   させることを特徴とするトナーの製造方法。 ３、アニオン系界面活性剤の存在下においてラジカルを
   発生させることを特徴とする請求項２記載のトナーの製
   造方法。 ４、カチオン系界面活性剤の存在下においてラジカルを
   発生させることを特徴とする請求項２記載のトナーの製
   造方法。