JP2009244572A - 電子写真現像剤用キャリア芯材及びその製造方法、キャリア及びその製造方法並びに該キャリアを用いた電子写真現像剤 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】鉄の含有量が36〜78重量%の中空の粒子を3〜100個数%含有することを特徴とする電子写真現像剤用キャリア芯材及び該キャリア芯材の表面に樹脂を被覆してなる電子写真現像剤用キャリア、これらの製造方法、並びに該キャリアを用いた電子写真現像剤を採用する。
【選択図】なし
Description
本発明に係る電子写真現像剤用キャリア芯材は、鉄の含有量が36〜78重量%の中空の粒子を3〜100個数%、好ましくは3〜60個数%、より好ましくは3〜40個数%含有する。鉄の含有量が36重量%よりも小さい場合には鉄が主成分ではなくなることを意味している。最も鉄を含有する鉄酸化物はFeOとなるので78重量%よりも大きくなることはない。中空の粒子が3個数%よりも小さい場合には、中空の粒子を含まない通常の芯材粒子と変わらず、本発明の効果が得られない。中空の粒子の割合は、芯材粒子の断面をSEMにより写真を倍率200倍にて撮影し、1視野に含まれる中空粒子/1視野に含まれる全粒子数として求められる。また、Feの含有量、並びに後述するMg及びTiの含有量は、下記により測定される。
キャリア芯材0.2gを秤量し、純水60mlに1モル/lの塩酸20ml及び1モル/lの硝酸20mlを加えたものを加熱し、キャリア芯材を完全溶解させた水溶液を準備し、ICP分析装置(島津製作所製ICPS−1000IV)を用いてFe、Mg及びTiの含有量を測定した。
平均粒径は、レーザー回折散乱法により測定した。装置として日機装株式会社製マイクロトラック粒度分析計(Model9320−X100)を用いた。屈折率は2.42とし、25±5℃、湿度55±15%の環境下で測定を行った。ここで言う平均粒径(メジアン径)とは、体積分布モード、ふるい下表示での累積50%粒子径である。キャリアサンプルの分散は、分散液として0.2%ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を用い、超音波工業社製ウルトラソニックホモジナイザー(UH−3C)にて1分間の超音波処理とした。
真比重は、JIS R9301−2−1に準拠して、ピクノメーターを用いて測定した。ここで、溶媒としてメタノールを用い、温度25℃にて測定を行った。
見掛け密度の測定は、JIS−Z2504(金属粉の見掛け密度試験法)に従って測定される。
磁化は、振動試料型磁気測定装置(型式:VSM−C7−10A(東英工業社製))を用いた。測定試料は、内径5mm、高さ2mmのセルに詰めて上記装置にセットした。測定は、印加磁場を加え、最大5K・1000/4π・A/m(5KOe)まで掃引した。次いで、印加磁場を減少させ、記録紙上にヒステリシスカーブを作製した。このカーブのデータより磁化を求めた。
粒子断面についてはエポキシ系樹脂にキャリア芯材を包埋させたのち、樹脂を硬化させて樹脂中にキャリア芯材が分散したままの状態で固定するようにした後、回転研磨機で上記キャリア芯材を包埋させた樹脂組成物を研磨することでキャリア芯材断面をSEMにて写真撮影するための試料を作製した。作製した撮影用試料はSEM(日本電子社製JSM−6060A)にて適度な倍率にてサンプリングする粒子が200〜300個になるように複数の視野を撮影し、得られた画像は日本電子社製画像ビューアーソフトウエア(SmileView)の測長モードで芯材粒子の外径(最大径)及び芯材内部に中空部がある粒子については中空部の外径(最大径)を測定し、それぞれの平均を芯材粒子の外径(最大径)d1及び中空部の外径(最大径)d2とした。
日本電子社製JSM−6060Aを用い、加速電圧は20kVとし、キャリアSEMを450倍視野にて、粒子が重ならないように分散させて撮影し、その画像情報を、インターフェースを介してメディアサイバネティクス社製画像解析ソフト(Image−Pro PLUS)に導入して解析を行い、Area(面積)及びフェレ径(最大)を求め、下記式より算出し得られた値である。キャリアの形状が球形に近いほど100に近い値となる。形状指数SF−1は、1粒子毎に算出し、100粒子の平均値をそのキャリアの形状指数SF−1とした。
比表面積は、島津製作所社製比表面積測定装置GEMINI2360を用いて測定した。測定試料を測定用セルに約10〜15g入れ、精密天秤で正確に秤量し、秤量し終えたら、装置付帯のガスポートにて200℃で60分間真空吸引熱処理を行った。次いで、測定ポートに試料をセットし、測定を開始した。測定は10点法で行い、測定終了時に試料の重量を入力すると、BET比表面積が自動的に算出される。
測定用セル:球形外形1.9cm(3/4インチ)、長さ3.8cm(1−1/2インチ)、セル長さ15.5(6.1インチ)、容積12.0cm3、サンプル容量約6.00cm3
環境:温度;10〜30℃、湿度;相対湿度で20〜80% 結露なし
本発明に係る電子写真現像剤用キャリアは、上記キャリア芯材の表面に樹脂を被覆してなる。
次に、本発明に係る電子写真現像剤用樹脂被覆キャリアの製造方法について説明する。
UV硬化樹脂を用いる場合は、UV加熱器を用いる。焼き付けの温度は使用する樹脂により異なるが、融点又はガラス転移点以上の温度は必要であり、熱硬化性樹脂又は縮合架橋型樹脂等では、充分硬化が進む温度まで上げる必要がある。
次に、本発明に係る電子写真用現像剤について説明する。
キャリア芯材原料としてFe成分原料をFeOOHからFe2O3に変えた以外は、実施例1と同様にして平均粒径33.22μmの中空の粒子を含有しないキャリア芯材を得た。
キャリア芯材原料としてFe成分原料をFeOOHからFe3O4に変えた以外は、実施例1と同様にして平均粒径35.34μmの中空の粒子を含有しないキャリア芯材を得た。
バインダー量を0.1重量%に変えた以外は、実施例1と同様にして平均粒径9.71μmの中空の粒子を含有しないキャリア芯材を得た。
バインダー量を5.0重量%に変えた以外は、実施例1と同様にして平均粒径3.41μmの中空の粒子を含有しないキャリア芯材を得た。
溶射条件の粉体供給量を100kg/hrに変えた以外は、実施例1と同様にして平均粒径43.21μmの中空の粒子を含有するキャリア芯材を得た。
溶射条件の粉体供給量を5kg/hrに変えた以外は、実施例1と同様にして平均粒径31.02μmの中空の粒子を含有するキャリア芯材を得た。
Claims (13)
- 鉄の含有量が36〜78重量%の中空の粒子を3〜100個数%含有することを特徴とする電子写真現像剤用キャリア芯材。
- 平均粒径が20〜150μmである請求項1記載の電子写真現像剤用キャリア芯材。
- 真比重が2.5〜4.75g/cm3である請求項1又は2に記載の電子写真現像剤用キャリア芯材。
- 見掛け密度が1.5〜2.6g/cm3である請求項1、2又は3記載の電子写真現像剤用キャリア芯材。
- 磁化が5〜95Am2/kg(emu/g)である請求項1〜4記載の電子写真現像剤用キャリア芯材。
- 芯材の外径(平均粒径)をd1、芯材内部に存在する中空部の外径をd2とした時に0.10<d2/d1<0.90である請求項1〜5のいずれかに記載の電子写真現像剤用キャリア芯材。
- 請求項1〜6のいずれかに記載のキャリア芯材の表面に樹脂を被覆してなる電子写真現像剤用キャリア。
- キャリア芯材原料をバインダーと共に調製して得られた造粒物を、大気中で溶射してフェライト化し、次いで急冷凝固することを特徴とする電子現像剤用キャリア芯材の製造方法。
- 上記造粒物の見掛け密度が0.4〜1.0g/cm3である請求項8記載の電子現像剤用キャリア芯材の製造方法。
- 上記キャリア芯材原料の鉄成分原料としてFeOOHを用いる請求項8又は9記載の電子現像剤用キャリア芯材の製造方法。
- 上記造粒物中のバインダーの含有量が固形分換算で0.8〜3.5重量%である請求項8、9又は10記載の電子現像剤用キャリア芯材の製造方法。
- 請求項8〜11のいずれかの製造方法によって得られキャリア芯材の表面に樹脂を被覆することを特徴とする電子現像剤用キャリアの製造方法。
- 請求項7記載のキャリアとトナーとからなる電子写真現像剤。
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