JP2801507B2 - 電子写真キャリア用コーティング剤及びそれを用いた電子写真用キャリア - Google Patents
電子写真キャリア用コーティング剤及びそれを用いた電子写真用キャリアInfo
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Description
ティング剤に関し、特に、複写耐久性に優れる上、帯電
特性の安定性に優れた電子写真キャリア用コーティング
剤及びそれを用いた電子写真用キャリアに関する。
剤は、微細なトナーとそれより大きいキャリアの二成分
から構成され、両者を混合攪拌することによって生ずる
摩擦により、トナーとキャリアが夫々異なった符号に静
電帯電する。このようにして帯電したトナーを、感光体
上に形成されている静電潜像に静電付着させることによ
り可視像が形成され、この像を転写シートに転写、定着
することにより複写が達成される。
れた、又は未酸化の鉄粉が使用されるが、これをそのま
まトナーと混合して使用した場合には、トナーに対する
摩擦帯電特性が不十分な上、使用中に、トナーがキャリ
ア表面に固着してトナー膜を形成するために(スペント
化現象)キャリアの帯電特性が経時的に変化し、結局現
像剤の寿命が短くなるという欠点があった。更に、乾燥
時と湿潤時ではキャリアの帯電特性の差が大きいという
欠点もあった。
ア表面にフッ素樹脂、アクリル樹脂、スチレン−アクリ
ル共重合体、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂等の樹
脂を被覆することが主流となっている。しかしながら、
水酸基含有ポリエステル樹脂やアクリル樹脂等を被覆し
た場合には、イソシアネートやメラミン等で架橋を行う
ため(特開昭59−53875号公報、同60−593
69号公報等)、架橋が完全に進行しないと、未反応の
水酸基やイソシアネート基が残存して帯電特性を悪化さ
せるという欠点があった。
共重合体等を被覆した場合には、初期の帯電特性に優れ
ているものの、被膜がもろいために耐久性が劣るという
欠点がある。一方、フッ素樹脂やシリコーン樹脂等につ
いては、これらの樹脂の表面エネルギーが小さいことか
ら、スペント化現象を低下させることができる点で注目
されている(特開昭54−21730号公報、同58−
40557号公報、特公昭59−26945号公報、同
59−131944号公報)。
の選択により多様な分子構造を作り得るため、その選択
により、帯電量について多様な水準のキャリアを作り得
るという利点がある上、多種の溶剤に溶解させることが
できるのでキャリアの表面に均一に塗布し易く、更に比
較的低温でも硬化させることもできる等の、数多くの作
業上の利点を有している。
する、従来使用されているシリコーン樹脂は、アクリル
樹脂ほどではないものの、一般に機械的強度が弱いとい
う欠点を有しており、前記キャリアとして長時間使用さ
れるうちに、摩耗・はがれ・クラック等が発生して欠落
し、キャリアとしての優れた特性が失われる結果、複写
性能が低下する等、長時間使用に対する寿命(耐久性)
の面で満足できるものではない上、帯電特性の安定性に
ついても十分なものではなかった。
フッ素含有アクリル樹脂等が提案されている(特開平2
−73372号公報、同2−103563号公報等)
が、やはり、耐久性及び帯電特性の安定性が未だ十分な
ものではなかった。これに対し、錫化合物を含有したシ
リコーン樹脂を用いて上記の欠点を改善する方法(特公
平2−3181号公報)も提案されているが、複写枚数
が増加するに従ってキャリアの帯電量が増加し、帯電特
性の安定性に欠けるという欠点があった。
耐久性及び帯電特性の安定性に優れたキャリアを得るた
めに鋭意検討した結果、シリコーン樹脂にフッ素置換ア
ルキル基を導入することによって、シリコーン樹脂の優
れた帯電特性を生かすと共に、フッ素置換アルキル基に
よって、滑り性・剥離性・撥水性等の特徴をキャリア表
面の硬化被膜に付与することができるのみならず、スペ
ント化現象も抑制することができ、現像剤の寿命を長く
することができる上、キャリア帯電特性の温度依存性を
も小さくすることができると共に安定性も良好とするこ
とができることを見出し、本発明に到達した。
に耐え、キャリア帯電特性の安定性に優れる、電子写真
キャリア用コーティング剤を提供することにある。本発
明の第2の目的は、摩耗・はがれ・クラック等が発生し
難い上、スペント化現象の発生をも防止することができ
る電子写真キャリア用コーティング剤を提供することに
ある。本発明の第3の目的は、帯電特性の温度依存性が
小さいのみならずその安定性にも優れる、長寿命の電子
写真用キャリアを提供することにある。
は、下記式で表されるオルガノポリシロキサンを主成分
とすることを特徴とする電子写真キャリア用コーティン
グ剤及びそれを用いた電子写真用キャリアによって達成
された。 Rf a R1 b Si(OR2 )c O(4-(a+b+c))/2 上式中、Rf はCp F2p+1Qで表される基であり、式中
pは1〜12の整数であり、Qは炭素原子数2〜12の
2価の有機基である。また、R1 は炭素原子数1〜12
のアルキル基又はフェニル基、R2 は炭素原子数1〜6
のアルキル基であり、a、b及びcは、0<a≦1、0
≦b<2であり、0≦c≦3及び0≦a+b+c≦4を
満足する数である。
ンの具体例としては、Rf R3 d Si(OR4 )3-d で
表されるパーフロロアルキル基含有有機ケイ素化合物
を、単独で或いは2種以上を同時に加水分解した物、若
しくはアルコキシシランと共加水分解した物、又は、R
f R3 d SiCl3-d で表されるパーフロロアルキル基
含有有機ケイ素化合物の塩素化物を、単独で又はクロロ
シランと共に加水分解した物等を挙げることができる。
き、pはパーフロロアルキル基の炭素原子数を示し、p
が12を越えると有機溶剤への溶解性がなくなることか
ら、1〜12の整数である。上記の各式中におけるR3
及びR4 はメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソ
プロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル
基等の炭素原子数1〜6のアルキル基であり、dは0又
は1である。特に、R4 は加水分解性の高いメチル基又
はエチル基であることが好ましい。
体例としては、−CH2 CH2 −、−CH2 OCH2 C
H2 CH2 −、−CONHCH2 CH2 CH2 −、−C
ONHCH2 CH2 NHCH2 CH2 CH2 −、−SO
2 NHCH2 CH2 CH2 −、−CH2 CH2 OCON
HCH2 CH2 CH2 −等が挙げられる。
ケイ素化合物の具体例としては、CF3 CH2 CH2 S
i(OCH3 )3 、C4 F9 CH2 CH2 Si(C
H3 )(OCH3 )2 、C8 F17CH2 CH2 Si(O
CH3 )3 、C8 F17CH2 CH2 Si(OC2 H5 )
3 、(CF3 )2 CF(CF2 )8 CH2 CH2 Si
(OCH3 )3 、C7 F15CONHCH2 CH2 CH2
Si(OC2 H5 )3 、C8F17SO2 NHCH2 CH
2 CH2 Si(OC2 H5 )3 、C8 F17CH2 CH2
OCONHCH2 CH2 CH2 Si(OCH3 )3 等で
表される化合物が挙げられる。
イ素化合物と共加水分解するために、必要に応じて使用
する前記アルコキシシランの具体例としては、メチルト
リメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチ
ルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェ
ニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラ
ン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキ
シシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、メチルフ
ェニルジエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テト
ラエトキシシラン等が挙げられる。
化合物の塩素化物の具体例としては、CF3 CH2 CH
2 SiCl3 、C4 H9 CH2 CH2 Si(CH3 )C
l2、C8 F17CH2 CH2 SiCl3 、(CF3 )2
CF(CF2 )8 CH2 CH2 SiCl3 等で表される
化合物が挙げられる。
ルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、フェニ
ルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、メチ
ルフェニルジクロロシラン等が挙げられる。パーフロロ
アルキル基含有有機ケイ素化合物と前記アルコキシシラ
ン等との共加水分解は、公知の酸或いはアルカリ触媒の
存在下で容易に行うことができる。また、パーフロロア
ルキル基含有有機ケイ素化合物又は本発明のオルガノポ
リシロキサンは、シリコーン樹脂に含有させて用いるこ
ともできる。
ング剤を硬化させて、キャリア核体粒子表面に被覆する
に際しては、硬化触媒を使用する。使用する硬化触媒と
しては、チタン、錫、亜鉛、コバルト、鉄或いはアルミ
ニウム系の有機金属化合物、又は、アミン類であること
が好ましい。これらは併用しても良い。
トラブチルチタネート又はそのホモポリマー、テトライ
ソプロピルチタネート又はそのホモポリマー、ジブチル
錫ジアセテート、ジブチル錫ジオクテート、ジブチル錫
ジラウレート、又は亜鉛、コバルト、鉄等のナフテン酸
塩若しくはオクチル酸塩、γ−アミノプロピルトリメト
キシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、
N−(β−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシ
シラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、
N−(β−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメト
キシシラン等が挙げられる。これらの触媒の使用量は、
樹脂固形分の0.05〜5.0重量%であることが好ま
しい。
子としては、鉄粉、フェライト粉が代表的なものである
が、その他、ニッケル、コバルト等の磁性金属又はその
酸化物、銅、カーボランダム、ガラスビース、二酸化ケ
イ素等、キャリア核体粒子の素材として公知のものの中
から適宜選択して用いることができる。キャリア核体粒
子の粒径は、10〜1,000μm、好ましくは50〜
300μmである。
物を、必要であれば有機溶剤(例えばトルエン、キシレ
ン、溶剤揮発油等の炭化水素系溶剤、アルコール、エス
テル等)に溶解した後、例えば流動化ベット法、浸漬
法、スプレー法等によってキャリア核体粒子上に塗布
し、次いで乾燥、硬化せしめる。被覆層の膜厚は0.1
〜20μmであることが好ましい。必要により重ね塗り
することも可能であり、目的によっては各層の成分を変
えて重ね塗りすることもできる。
も硬化可能であるが、100〜250℃程度に加熱して
硬化させた方が、塗膜の特性が安定する上生産速度も上
がるので好ましい。現像剤として、キャリアと共に使用
されるトナーについては、特に制限がなく、天然樹脂、
天然及び合成樹脂を組み合わせた改良剤を含む広い材料
に、既知の各種合成染料類を分散させて製造したものを
使用することができる。
ャリア用コーティング剤は、キャリアの摩耗・はがれ・
クラック等が発生し難い上、スペント化現象の発生をも
防止することができ、長時間使用に耐え、キャリア帯電
特性の安定性に優れるので、電子写真キャリア用コーテ
ィング剤として優れている。又、本発明のコーティング
剤を用いたキャリアは、キャリアの帯電特性の、温度依
存性が小さいのみならず安定性に優れる。
が、本発明はこれによって限定されるものではない。
滴下ロート及び温度計を備えた1リットルのフラスコ
に、平均組成式がCH3 (OCH3 )2 SiOSi(O
CH3 )2 CH3で表される化合物84.7g、CF3
CH2 CH2 Si(OCH3 )3 で表される化合物2
1.8g、(CH3 )2 Si(OCH3 )2 で表される
化合物12.0g、HO(CH3 )2 SiO(SiO
(CH3 )2 )8 Si(CH3 )2 OHで表される化合
物3.7g及びトルエン135.0gを仕込み、メタン
スルホン酸3.8gを攪拌しながら投入した後、更に水
21.5gを1時間掛けて滴下し、30℃で12時間熟
成させた。
を留去し、水洗し、脱水・濾過した後、不揮発分が40
重量%となるようにトルエンを用いて希釈し、粘度が5
csで水酸基の量が1.2重量%のフッ素置換アルキル
基含有シリコーン樹脂を得た。得られたシリコーン樹脂
100重量部に、メチルトリス(メチルエチルケトオキ
シム)シラン12重量部、ジブチル錫ジオクテート50
重量%含有キシレン溶液0.4重量部を、不揮発分が2
5重量%となるように揮発油に添加・混合し、粘度が
1.5csの硬化性フッ素置換アルキル基含有シリコー
ン樹脂液を得た。更に、上記のシリコーン樹脂液をトル
エンで希釈し4重量%溶液とした。
00μmのフェライト1kgに、流動化ベット装置(ス
パイラーフローミニ:フロイント産業株式会社製の商品
名)を用いて上記のシリコーン樹脂液500gを散布し
た後、150℃で10分間加熱してシリコーン成分を硬
化させた。上記の如く処理されたキャリア粉96部に、
正帯電型トナー(Able3300/1300シリーズ
トナー:富士ゼロックス株式会社製の商品名)4重量部
を加えて振とう帯電させた後、東芝ケミカル株式会社製
のブローオフ粉体帯電量測定装置により、トナーの帯電
量を測定した。結果は表1に示した通りである。
CH3 )2 SiOSi(OCH3 )2 CH3 で表される
化合物の使用量84.7gを94.9gに変え、CF3
CH2 CH2 Si(OCH3 )3 で表される化合物2
1.8gをC8 F17 CH2 CH2 Si(OCH3 )3
で表される化合物5.7gに変えた他は、実施例1と全
く同様にしてシリコー樹脂液を調製し、実施例1と全く
同様にしてトナーの帯電量を測定した。結果は表1に示
した通りである。
CH3 )2 SiOSi(OCH3 )2 CH3 で表される
化合物の使用量84.7gを96.0gに変え、CF3
CH2 CH2 Si(OCH3 )3 で表される化合物を使
用しなかった他は、実施例1と全く同様にしてシリコー
ン樹脂液を調製し、実施例1と全く同様にしてトナーの
帯電量を測定した。結果は表1に示した通りである。
リアを使用したトナーは、帯電の立ち上がりが速い上、
帯電量が経時的に増加(チャージアップ)することもな
く安定であることを示しており、この結果は、本発明の
有効性を実証するものである。
Claims (2)
- 【請求項1】 下記式で表されるオルガノポリシロキサ
ンを主成分とすることを特徴とする電子写真キャリア用
コーティング剤; Rf a R1 b Si(OR2 )c O(4-(a+b+c))/2 上式中、Rf はCp F2p+1Q(pは1〜12の整数、Q
は炭素原子数2〜12の2価の有機基)で表される基で
あり、R1 は炭素原子数1〜12のアルキル基又はフェ
ニル基、R2 は炭素原子数1〜6のアルキル基であり、
a、b及びcは、0<a≦1、0≦b<2、0≦c≦3
及び0≦a+b+c≦4を満たす数である。 - 【請求項2】 請求項1に記載の電子写真キャリア用コ
ーティング剤を、キャリア核体粒子表面に被覆し、硬化
させてなる電子写真用キャリア。
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