JP2797294B2

JP2797294B2 - バインダー型キヤリア

Info

Publication number: JP2797294B2
Application number: JP62019177A
Authority: JP
Inventors: 俊太郎郡; 純二町田
Original assignee: ミノルタ株式会社
Priority date: 1987-01-29
Filing date: 1987-01-29
Publication date: 1998-09-17
Anticipated expiration: 2013-09-17
Also published as: JPS63186254A; US4868082A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、磁気ブラシ現像法に適したキャリアに関す
る。従来の技術静電潜像の現像は、感光体上に形成された正または負
の電荷を有する静電潜像に対し、負または正に摩擦帯電
されたトナーを静電的に吸着させることにより行われ
る。このトナーを帯電させるため、正または負荷電のキ
ャリアが用いられる。しかし、バインダー型キャリアの
荷電性を任意に変えることができれば、１種類の中性ト
ナーを正・負両荷電性トナーとして使用することができ
る。従来、バインダー型キャリアの荷電性を変える方法と
しては、特開昭61−6660号公報記載のバインダー樹脂中
に各種の荷電制御剤を含有させる第１の方法、および特
開昭53−100242号公報や特開昭54−79634号公報に記載
された磁性粉またはバインダー型のキャリア表面を荷電
制御剤を含んだ樹脂でコートする第２の方法等が提案さ
れている。発明が解決しようとする問題点上記第１の方法では、トナーに比べキャリア中の磁性
粉の比率が極めて高い（バインダー樹脂100重量部に対
して200〜900重量部）為に、バインダー樹脂中に荷電制
御剤を入れても磁性粉の荷電性への影響が強く、従って
荷電制御剤の効果はほとんど見られなかった。又上記第
２の方法でも、バインダー型キャリアの場合、バインダ
ー樹脂が、コート樹脂又は荷電制御剤を溶かした溶剤に
溶解されてしまうという問題が有るため、実質的には無
機物の磁性粉（鉄粉・マグネタイト粉・フェライト粉
等）やガラスビーズ等の溶剤に溶けない物質を芯材とし
て使用したキャリアに限られており、バインダー型キャ
リアに対しては不向きであった。問題点を解決するための手段本発明は、少なくとも熱塑塑性樹脂と磁性粉よりなる
バインダー型キャリアにおいて、このキャリアが前記熱
可塑性樹脂と前記磁性粉よりなる芯材粒子と、この芯材
粒子表面に固着した荷電制御剤粒子よりなり、この荷電
制御剤粒子が前記芯材粒子表面の熱可塑性樹脂部分のみ
に粒子状態で直接固着されていることを特徴とするバイ
ンダー型キャリアに関する。本発明のキャリアは、少なくとも熱可塑性樹脂と磁性
粉よりなるバインダー型キャリア粒子と荷電制御剤粒子
を機械的に混合・撹拌し、このキャリア粒子表面に荷電
制御剤粒子を静電的に付着させるとともに、前記キャリ
ア粒子の表層部を加熱し、荷電制御剤粒子を固着させる
ことにより得られる。本発明に使用しうるバインダー樹脂は、カルボキシル
基、水酸基、グリシジル基、アミノ基などの極性基を有
するアクリル系樹脂、例えば、メタクリル酸、アクリル
酸、マレイン酸、イタコン酸などの不飽和酸；ビドロキ
シポリプロピレンモノメタクリレート、ポリエチレング
リコールモノメタクリレートなどの水酸基を有するモノ
マー；ジメチルアミノエチルメタクリレートなどアミノ
基を有するモノマー：グリシジルメタクリレートなど、
およびメチルメタクリレート、エチルメタクリレートな
どのメタクリル酸低級アルキルエステル、およびこれら
のアルキルエステルを有するアクリレートなど、および
スチレンの三つのうち少なくとも二つを共重合させたも
のがあげられる。また、ポリエステル樹脂、例えばエチ
レングリコール、トリエチルングリコール、1,2−プロ
ピレングリコール、1,4ブタンジオール、ビスフェノー
ルＡ、エチレンオキサイド付加物、又はプロピレンオキ
サイド付加物などのポリジオールとジカルボン酸、例え
ばテレフタール酸、フタール酸、マレイン酸、イタコン
酸、マロン酸など、又適宜ポリカルボン酸例えばトリメ
リット酸などを縮合させて得られるポリエステル樹脂、
さらにはエポキシ樹脂があげられる。また磁性体微粉末
としては、体積固有抵抗が10⁷Ωcm以上の磁性材料であ
れば何でも良く特に制限はない。その中でも、フェライ
トが好適である。荷電制御剤粒子をバインダー型キャリア粒子の表面に
付着させる方法としては、通常のヘンシェルミキサーや
スーパーミキサーの様に回転用の羽根がついている槽の
中にキャリア粒子と荷電制御剤粒子を入れ高速回転させ
ることで、お互いが摩擦帯電してキャリア粒子の回りに
均一に荷電制御剤粒子を付着させる方法がある。キャリ
ア粒子表面に荷電制御剤粒子を付着させる方法として
は、これ以外のどの様な混合方法でも良い。キャリア粒子に付着させる荷電制御剤粒子の量は、荷
電のコントロール及びキャリア粒子の粒径、荷電制御剤
粒子の粒径によって決定される。キャリア粒子の粒径は
20〜100μm,荷電制御剤粒子の粒径は0.02μｍ〜15μｍ
の範囲内で使用可能であり、荷電制御剤粒子付着量とし
て0.05wt％〜15wt％の範囲で使用できる。好ましくはキ
ャリア粒子の粒径を50〜70μm,荷電制御剤粒子の粒径を
0.1〜10μｍとし、荷電制御剤粒子付着量を0.1wt％〜10
wt％とする。本発明に使用しうる荷電制御剤粒子としては、トナー
と摩擦帯電して荷重を与えるものであり超微粒子シリ
カ、超微粒子酸化チタン、超微粒子アルミナなどの金属
酸化物、金属合金の油溶性染料、ニグロシン系の染料及
び四級アンモニウム塩、イミダゾール、ピリジンなどの
含窒素環状化合物及びその誘導体の塩、各種有機顔料な
どがあげられる。キャリア粒子表層部を加熱する方法としては、特開昭
60−117258号公報にある様な瞬間加熱装置、又奈良機械
製作所（株）より発売されたバイブリダイザー、ヘンシ
ェルミキサーなどの撹拌装置の中に入れて高速撹拌し表
面の発熱を促す方法、マイクロウェーブなどによる加熱
など種々の装置を用いることができるが、方式、装置、
手段には拘らずどの様な方法を用いても良い。実施例１バインダー樹脂（１）の合成ポリオキシプロピレン（2.2）−2,2−ビス（４−ヒド
ロキシフエニル）プロパン490g及びポリオキシエチレン
（2.2）−2,2−ビス（４−ヒドロキシフエニル）プロパ
ン190g及びテレフタール酸170g、ｎ−ドデシルコハク酸
320g、及び0.05gのジブチル錫オキシドを加え、１の
４つ口フラスコに入れ、温度計、ステンレススチール製
撹拌器、流下式コンデンサー及び窒素導入管をつけマン
トルヒーターで、270℃に昇温し、窒素気流中で反応
し、水の流出がなくなった時点で、トリメリット酸58g
加え更に反応を進め酸価が9mgKOH/gになった時点で冷却
し反応を停止させる。得られたポリエステルの酸価は9mgKOH/g、水酸価は16
mgKOH/gであった。またフローテスターにおける測定値は、軟化点（T
m）:124℃、100℃における粘度（η₁₀₀）:3×10⁶ポイ
ズ、−ｄ（logη）/dT:4.0×10²、吸湿量:0.66％であっ
た。キャリアＡの調整下記組成物を充分混合したあと、加熱混練し、冷却後
粉砕、分級してキャリアＡを作成した。キャリアＡ組成前記ポリエステル樹脂 :100重量部カーボンブラック（三菱化成（株）製、MA＃８） :2重量部シリカ（アエロジル＃200アエロジル（株）製） :1.5重量部 Zn系フエライト（最大磁化:72emu/g、Hc:110、体積
固有電気抵抗:3×10⁸Ω・cm） :600重量部平均粒子径61μｍのキャリアＡを得た。キャリＩの作成先に準備したキャリアA100重量部とニグロシン（ボン
トロンＮ−01:オリエント化学工業製）３重量部を10
ヘンシェルミキサーに入れ2000rpmの回転数で２分間撹
拌し、キャリアＡの回りに均一にニグロシンを付着させ
た。次に、320℃に加熱した気流内に個々の粒子を分散し
て入れ、約１〜３秒間の瞬間加熱を行い、キャリア表層
部を加熱溶融し、ニグロシンをキャリア表面に固着させ
キャリアＩを得た。実施例２キャリアA100重量部を含金染料（ボントロンＳ−34:
オリエント化学工業社製）２重量部を10ヘンシェルミ
キサーに入れ、2000rpmの回転数で２分間撹拌し、キャ
リアＡの回りに均一に含金染料を付着させた。次に、回転数を100rpmに減速し、20分間撹拌して表面
の加熱を行い含金染料をキャリア表面に固着させキャリ
アIIを得た。実施例３キャリアA100重量部とコロイダルシリカ（Ｒ−972:日
本アエロジル製）２重量部を実施例１と同様の方法で混
合・撹拌、瞬間加熱を行いキャリアIIIを得た。実施例４キャリアA100重量部と四級アンモニウム塩（Ｐ−51:
オリエント化学工業社製）３重量部を実施例１と同様の
方法で混合・撹拌、瞬間加熱を行いキャリアIVを得た。実施例５キャリアA100重量部とニグロシン（ボントロンＮ−0
1:オリエント化学工業社製）0.5重量部を実施例１と同
様の方法で混合・撹拌、瞬間加熱を行いキャリアＶを得
た。実施例６キャリアA100重量部とニグロシン（ボントロンＮ−0
1:オリエント化学工業社製）10重量部を実施例１と同様
の方法で混合・撹拌、瞬間加熱を行いキャリアVIを得
た。実施例７バインダー樹脂（２）の合成スチレ650g、ｎ−ブチルメタクリレート300g及びアク
リル酸5g、アゾビスイソブチロニトリル20g、ベンゼン1
000gを３の４つ口フラスコに入れ、温度計、ステンレ
ススチール製撹拌器、流下式コンデンサー及び窒素導入
管をつけマントルヒーターで70℃に昇温し窒素気流中で
６時間反応した。反応終了後ベンゼンを減圧蒸留にて留
去し、固体の樹脂（２）を得た。得られた共重合樹脂は酸価が39mgKOH/gでガラス転移
点が62℃、またフローテスターにおける測定値は、軟化
点（Tm）:125℃、100℃における粘度（η₁₀₀）:4×10⁶
ポイズ、−ｄ（logη）/dTは3.8×10²であった。キャリアＢの調整下記組成物を充分に混合したあと、加熱混練し、冷却
後粉砕、分級してキャリアＢを作成した。キャリアＢ組成前記スチレンアクリル樹脂（２） :100重量部カーボンブラック（三菱化成（株）製、MA＃８） :2重量部シリカ（アエロジル＃200;アエロジル（株）製） :1.5重量部 Zn系フェライト（最大磁化:72emu/g、Hc:110、体積
固有電気抵抗:3×10⁸Ω・cm） :600重量部以上より平均粒子径63μｍのキャリアＢを得た。キャリアVIIの作成キャリアB100重量部とニグロシン（ボントロンＮ−0
1:オリエント化学工業社製）３重量部を10ヘンシェル
ミキサーに入れ2000rpmの回転数で２分間撹拌し、キャ
リアＢの回りに均一にニグロシンを付着させた。次に320℃に加熱した気流内に個々の粒子を分散して
入れ、約１〜３秒間の瞬間加熱を行い、キヤリアの表層
部を加熱し、ニグロシンをキャリア表面に固着させキャ
リアVIIを得た。比較例１実施例１で調整したキャリアＡを比較例として使用し
た。比較例２実施例７で調整したキャリアＢを比較例として使用し
た。トナーの調整ハイマーSBM600（三洋化成工業（株）製：スチレン・
アクリル共重合樹脂）100重量部、カーボンブラック（M
A＃100、三菱化成工業（株）製）５重量部を充分混合
し、三本ロールで混練した後、jet粉砕機で微粉砕し、
微粉・粗粉の分級を行い５〜25μｍ、平均径13μｍのト
ナーを得た。フイルム現像帯電量テスト上記のトナーと各実施例及び比較例のキャリアを、ト
ナー混合比が10％となる様に混合して30gの現像剤を作
り、次に120rpmで10分間撹拌した時の帯電量を測定し
た。それらの結果を表−１に示す。耐刷テストキャリアＩ〜VIIで作った現像剤を複写機EP−470Z及
びEP−650Z（ミノルタカメラ（株）製）を用いて６万枚
の耐刷テストを行った。その結果Ｉ〜VIIについてすべ
てカブリが無く、又感光体上へのトナー等の付着も生じ
なかった。また比較例については、帯電量が不十分で測
定不能であった。以上のように、本発明のキャリアは、使用する帯電制
御剤によって正・負の帯電性を任意に変えることがで
き、また現像剤として使用する場合、トナーに良好な帯
電量を与えることが確認された。また、耐刷テストにお
いても、カブリは発生しなかった。発明の効果本発明のキャリアは、熱可塑性樹脂と磁性粉よりなる
芯材と、この芯材表面に固着した荷電制御剤より形成さ
れるので、磁性粉の荷電性への影響を受けることなく有
効にバインダー型キャリアの荷電性を任意に変えること
ができる。本発明のキャリアを使用することにより、中性のトナ
ーに任意の荷電性を与えることができる。本発明のキャリアは、安定した摩擦帯電性を有し、安
定した帯電量をトナーに提供でき、耐刷性にも優れてい
る。また本発明は、粉体／粉体の乾式でキャリアの表面処
理を行うので、簡単にかつ低コストでキャリアを得るこ
とができる。

Claims

(57)【特許請求の範囲】１．少なくとも熱可塑性樹脂と磁性粉とを含有したバイ
ンダー型キャリアにおいて、このキャリアが、前記熱可
塑性樹脂と前記磁性粉よりなる芯材粒子と、この芯材粒
子表面に固着した荷電制御剤粒子よりなり、この荷電制
御剤粒子が前記芯材粒子表面の熱可塑性樹脂部分のみに
粒子状態で直接固着されていることを特徴とするバイン
ダー型キャリア。２．前記キャリアが、前記芯材粒子表面に前記荷電制御
剤粒子を静電気的に付着させ、次いでその表層部に熱を
加えて前記荷電制御剤を固定処理することにより得られ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のバイン
ダー型キャリア。