JP2012048167A - 樹脂被覆キャリアおよび樹脂被覆キャリアの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 樹脂被覆キャリアの製造方法は、複合粒子作製工程s1、分散液調製工程s2および被覆工程s3を含む。複合粒子作製工程s1では、磁性微粒子の表面に樹脂微粒子が付着した複合粒子を得る。分散液調製工程s2では、被覆用樹脂が溶剤に溶解した溶液中に複合粒子が分散された分散液を調製する。そして、被覆工程s3では、前記分散液とキャリア芯材とを混合して、キャリア芯材の表面に分散液を付着させた後、加熱下で溶剤を除去することによってキャリア芯材の表面に樹脂被覆層を形成する。
【選択図】 図1
Description
磁性微粒子と樹脂微粒子とを撹拌下で混合し、磁性微粒子の表面に樹脂微粒子が付着した複合粒子を得る複合粒子作製工程と、
前記複合粒子と、被覆用樹脂と、前記樹脂微粒子が不溶でかつ被覆用樹脂が可溶である溶剤とを撹拌下で混合し、被覆用樹脂が溶剤に溶解した溶液中に前記複合粒子が分散された分散液を調製する分散液調製工程と、
キャリア芯材と前記分散液とを混合して、キャリア芯材の表面に前記分散液を付着させた後、加熱下で前記溶剤を除去することによって、キャリア芯材の表面に、前記被覆用樹脂と前記複合粒子とを含む樹脂被覆層を形成する被覆工程と、を含むことを特徴とする樹脂被覆キャリアの製造方法である。
平均1次粒子径が0.2μm以上、前記磁性微粒子の平均1次粒子径以下の樹脂微粒子を用い、
前記磁性微粒子に対する前記樹脂微粒子の被覆率が30%以上150%以下となる複合粒子を得ることを特徴とする。
前記磁性微粒子の添加量が前記被覆用樹脂100重量部に対して40重量部以上120重量部以下であり、前記樹脂微粒子の添加量が前記被覆用樹脂100重量部に対して15重量部以上60重量部以下となるように、分散液を調製することを特徴とする。
前記磁性微粒子が、マグネタイトおよびフェライトより選ばれる少なくとも1種の磁性体からなり、
前記被覆用樹脂が、シリコーン樹脂からなることを特徴とする。
キャリア芯材と、
前記キャリア芯材の表面に形成される樹脂被覆層であって、磁性微粒子の表面に樹脂微粒子が付着した複合粒子が分散された樹脂被覆層と、を含むことを特徴とする樹脂被覆キャリアである。
図1は、本発明の実施の一形態に係る樹脂被覆キャリア1の構成を示す図である。樹脂被覆キャリア1は、電子写真方式の画像形成装置における2成分現像剤として、トナーとともに用いられ、トナーに電荷を付与してトナーを帯電させる機能を有する。
キャリア芯材2としては、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、鉄、銅、ニッケル、コバルトなどの磁性金属、フェライト、マグネタイトなどの磁性金属酸化物などが挙げられる。キャリア芯材2が前記のような磁性体であると、磁気ブラシ現像法に用いる現像剤に好適なキャリアが得られる。キャリア芯材2は、体積平均粒子径が25μm以上150μm以下であることが好ましく、25μm以上90μm以下であることが特に好ましい。キャリア芯材2の体積平均粒子径は、粒度測定器(商品名:マイクロトラックMT3000、日機装株式会社製)を用いて測定することができる。
<被覆用樹脂>
キャリア芯材2の表面に形成される樹脂被覆層3は、被覆用樹脂を含む。被覆用樹脂としては、特に限定されず、公知のものを使用できるが、トナー離型性およびキャリア芯材2との密着性を両立できる点から、シリコーン樹脂を含むものを使用することが好ましい。
樹脂被覆層3には、複合粒子4が分散されている。この複合粒子4は、磁性微粒子41の表面に樹脂微粒子42が付着した粒子である。
樹脂被覆層3には、上記の複合粒子4以外のその他の添加剤を添加することができる。その他の添加剤としては、二官能性シリコーンオイル、導電性微粒子、シランカップリング剤などを挙げることができる。二官能性シリコーンオイルは、樹脂被覆層3の耐湿性、離型性などを向上することができる。
(Y)nSi(R)m …(1)
(式中、m個のRは同一または異なってアルキル基、アルコキシ基または塩素原子を示す。n個のYは同一または異なってアミノ基を含有する炭化水素基を示す。mおよびnはそれぞれ1〜3の整数を示す。ただし、m+n=4である。)
H2N(H2C)3Si(OCH3)3
H2N(H2C)3Si(OC2H5)3
H2N(H2C)3Si(CH3)(OCH3)2
H2N(H2C)2HN(H2C)3Si(CH3)(OCH3)2
H2NOCHN(H2C)3Si(OC2H5)3
H2N(H2C)2HN(H2C)3Si(OCH3)3
H2N−Ph−Si(OCH3)3(式中、Phはp−フェニレン基を示す。)
Ph−HN(H2C)3Si(OCH3)3(式中、Phはフェニル基を示す。)
(H9C4)2N(H2C)3Si(OCH3)3
図2は、本発明の実施の一形態に係る樹脂被覆キャリアの製造方法を示す工程図である。本実施形態の樹脂被覆キャリアの製造方法は、複合粒子作製工程と、分散液調製工程と、被覆工程とを含む。
ステップs1の複合粒子作製工程では、磁性微粒子41と樹脂微粒子42とを撹拌下で混合し、磁性微粒子41の表面に樹脂微粒子42が付着した複合粒子4を得る。複合粒子作製工程において、磁性微粒子41と樹脂微粒子42との混合は、乾式法および湿式法のいずれの方法も採用できる。乾式法では、乾燥状態の磁性微粒子41と樹脂微粒子42とを撹拌下で混合する。湿式法では、磁性微粒子41と樹脂微粒子42とを溶剤中に添加し、その溶剤中で磁性微粒子41と樹脂微粒子42とを撹拌混合する。
ステップs2の分散液調製工程では、複合粒子作製工程で得られた複合粒子4と、被覆用樹脂と、必要に応じて二官能性シリコーンオイル、導電性微粒子、シランカップリング剤などの添加剤と、樹脂微粒子42が不溶でかつ被覆用樹脂が可溶である溶剤とを撹拌下で混合し、被覆用樹脂が溶剤に溶解した溶液中に複合粒子4が分散された分散液を調製する。溶剤としては、トルエン、キシレン、リグロインなどの有機溶剤が挙げられる。なお、複合粒子作製工程において、湿式法にて複合粒子4を作製する場合、複合粒子作製工程と分散液調製工程とを同時に行ってもよい。
ステップs3の被覆工程では、分散液調製工程で調製した分散液とキャリア芯材2とを混合して、キャリア芯材2の表面に分散液を付着させた後、加熱下で溶剤を除去することによって、キャリア芯材2の表面に、被覆用樹脂と複合粒子4とを含む樹脂被覆層3を形成する。
以上のような樹脂被覆キャリア1は、トナーとともに2成分現像剤として用いることができる。
マイクロトラックMT3000(日機装株式会社)を用いて、分散剤(アルキルエーテル硫酸エステルナトリウム)を入れた水溶液に粒子を加えて、超音波分散器にかけて分散させて測定した。
マイクロトラックMT3000(日機装株式会社)を用いて、分散剤(アルキルエーテル硫酸エステルナトリウム)を入れた水溶液に粒子を加えて、超音波分散器にかけて分散させて測定した。
Nova4200e(ユアサアイオニクス株式会社)を用いて、N2ガスを用いてガス吸着法により測定した。
振動試料型磁力計BHV−50(理研電子株式会社)を用いて測定した。
Nova4200e(ユアサアイオニクス株式会社)を用いて、N2ガスを用いて測定した。
下記の表1に示す使用量(重量部)の磁性微粒子および樹脂微粒子と、トルエン12重量部を加えて、スリーワンモータにて5分間撹拌して複合粒子がトルエン中に分散した複合粒子分散液を作製した。
樹脂微粒子を用いないこと以外は、上記の実施例1と同様にして、表1に示す比較例1の樹脂被覆キャリアを製造した。
磁性微粒子(1):マグネタイト、平均1次粒子径0.1μm、比表面積11.0m2/g、保磁力120 Oe、真比重5.2
磁性微粒子(2):マグネタイト、平均1次粒子径0.28μm、比表面積5.5m2/g、保磁力52 Oe、真比重5.2
磁性微粒子(3):マグネタイト、平均1次粒子径1.0μm、比表面積2.5m2/g、保磁力215 Oe、真比重5.2
磁性微粒子(4):マグネタイト、平均1次粒子径3.0μm、比表面積1.1m2/g、保磁力68 Oe、真比重5.2
磁性微粒子(5):フェライトBaO−6Fe2O3、平均1次粒子径0.8μm、比表面積4.8m2/g、保磁力2750 Oe、真比重5.1
磁性微粒子(6):Mn−Znフェライト、平均1次粒子径1.7μm、比表面積1.3m2/g、保磁力30 Oe、真比重5.0
樹脂微粒子(1):メラミン樹脂微粒子、平均1次粒子径0.2μm、真比重1.5
樹脂微粒子(2):メラミン樹脂微粒子、平均1次粒子径0.4μm、真比重1.5
樹脂微粒子(3):メラミン樹脂微粒子、平均1次粒子径1.5μm、真比重1.5
樹脂微粒子(4):シリコーン樹脂微粒子、平均1次粒子径0.7μm、真比重1.3
樹脂微粒子(5):シリコーン樹脂微粒子、平均1次粒子径2.0μm、真比重1.3
実施例1〜19および比較例1の樹脂被覆キャリアの表面を電子顕微鏡で観察し、樹脂被覆層における磁性微粒子の分散性を評価した。樹脂被覆層において磁性微粒子が均一に分散されている場合を「○」とし、磁性微粒子が偏在し均一に分散されていない場合を「×」とした。
2成分現像剤を、複写機(MX−5500、シャープ株式会社製)に充填し、常温常湿下においてA4用紙の全面にベタ画像を50000枚実写した。その後、2成分現像剤からトナーを吸引除去し、樹脂被覆キャリアを回収した。回収した樹脂被覆キャリアの表面を電子顕微鏡で観察し、樹脂被覆層からの磁性微粒子の脱離性を評価した。樹脂被覆層からの磁性微粒子の脱離がない場合を「○」とし、磁性微粒子の脱離がある場合を「×」とした。
2成分現像剤を、複写機(MX−5500、シャープ株式会社製)に充填し、常温常湿下においてA4用紙の全面にベタ画像を50000枚実写した。その後、2成分現像剤からトナーを吸引除去し、樹脂被覆キャリアを回収した。回収した樹脂被覆キャリアのカーボン量と、使用前(実写前)の樹脂被覆キャリアのカーボン量とを炭素分析装置(EMIA−921V、株式会社堀場製作所製)を用いて測定し、その測定結果から、回収後の樹脂被覆キャリアにおける、トナー量に換算したトナーのスペント量を算出した。トナーのスペント量が0.25質量%未満の場合を「○」とし、0.25質量%以上0.45質量%未満の場合を「△」とし、0.45質量%以上の場合を「×」とした。
2成分現像剤を、複写機(MX−5500、シャープ株式会社製)に充填し、常温常湿下においてA4用紙の全面にベタ画像を50000枚実写した。その後、2成分現像剤からトナーを吸引除去し、樹脂被覆キャリアを回収した。回収した樹脂被覆キャリアの体積抵抗値と、使用前(実写前)の樹脂被覆キャリアの体積抵抗値とを、図3に示す測定治具を用いて測定した。図3は、測定治具9の構成を模式的に示す図である。
以下の基準で総合評価を行った。
◎:上記の評価項目において、すべての評価結果が「○」である。
○:上記の評価項目において、評価結果が「×」の項目はなく、「△」が1項目以上ある。
△:上記の評価項目において、評価結果が「×」の項目が1つある。
×:上記の評価項目において、評価結果が「×」の項目が2つ以上ある。
評価結果を表2に示す。
2 キャリア芯材
3 樹脂被覆層
4 複合粒子
41 磁性微粒子
42 樹脂微粒子
Claims (6)
- キャリア芯材と、キャリア芯材の表面に形成された樹脂被覆層とを有する樹脂被覆キャリアの製造方法であって、
磁性微粒子と樹脂微粒子とを撹拌下で混合し、磁性微粒子の表面に樹脂微粒子が付着した複合粒子を得る複合粒子作製工程と、
前記複合粒子と、被覆用樹脂と、前記樹脂微粒子が不溶でかつ被覆用樹脂が可溶である溶剤とを撹拌下で混合し、被覆用樹脂が溶剤に溶解した溶液中に前記複合粒子が分散された分散液を調製する分散液調製工程と、
キャリア芯材と前記分散液とを混合して、キャリア芯材の表面に前記分散液を付着させた後、加熱下で前記溶剤を除去することによって、キャリア芯材の表面に、前記被覆用樹脂と前記複合粒子とを含む樹脂被覆層を形成する被覆工程と、を含むことを特徴とする樹脂被覆キャリアの製造方法。 - 前記複合粒子作製工程では、平均1次粒子径が0.2μm以上2μm以下の磁性微粒子を用いて複合粒子を得ることを特徴とする請求項1に記載の樹脂被覆キャリアの製造方法。
- 前記複合粒子作製工程では、
平均1次粒子径が0.2μm以上、前記磁性微粒子の平均1次粒子径以下の樹脂微粒子を用い、
前記磁性微粒子に対する前記樹脂微粒子の被覆率が30%以上150%以下となる複合粒子を得ることを特徴とする請求項1または2に記載の樹脂被覆キャリアの製造方法。 - 前記分散液調製工程では、
前記磁性微粒子の添加量が前記被覆用樹脂100重量部に対して40重量部以上120重量部以下であり、前記樹脂微粒子の添加量が前記被覆用樹脂100重量部に対して15重量部以上60重量部以下となるように、分散液を調製することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の樹脂被覆キャリアの製造方法。 - 前記樹脂微粒子が、架橋型のシリコーン樹脂またはメラミン樹脂からなり、
前記磁性微粒子が、マグネタイトおよびフェライトより選ばれる少なくとも1種の磁性体からなり、
前記被覆用樹脂が、シリコーン樹脂からなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の樹脂被覆キャリアの製造方法。 - 請求項1〜5のいずれか1つに記載の樹脂被覆キャリアの製造方法によって製造される樹脂被覆キャリアにおいて、
キャリア芯材と、
前記キャリア芯材の表面に形成される樹脂被覆層であって、磁性微粒子の表面に樹脂微粒子が付着した複合粒子が分散された樹脂被覆層と、を含むことを特徴とする樹脂被覆キャリア。
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