JPH11295933A - キャリヤ - Google Patents

キャリヤ

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JPH11295933A
JPH11295933A JP5228499A JP5228499A JPH11295933A JP H11295933 A JPH11295933 A JP H11295933A JP 5228499 A JP5228499 A JP 5228499A JP 5228499 A JP5228499 A JP 5228499A JP H11295933 A JPH11295933 A JP H11295933A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 摩擦帯電値の範囲が広く、所望の伝導率であ
り、また体積平均粒径が約30〜約100μmであるキ
ャリヤを調製する。 【解決手段】 コアと、コアの細孔の一部に含まれるポ
リマーと、コアを覆うコーティングとを含むキャリヤで
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は一般に、現像剤組成
物に関するものであり、更に詳しく述べるならば、本発
明は特定のキャリヤを含む現像剤組成物に関するもので
ある。本発明の実施の形態において、キャリヤ粒子は現
場形成法によって調製することができ、このキャリヤ
は、金属コア又は金属酸化物コア、望ましくは多孔性金
属コア又は多孔性金属酸化物コアとポリマーとを含むも
のである。ポリマーは、細孔の一部、例えば細孔の約7
0〜約90%、又は細孔の全て、つまり細孔のほぼ10
0%に含まれ、このとき各々の細孔は、例えば約50〜
約100%、望ましくは約90〜約100%がポリマー
で充填されている。また、本発明はそのようなコアの調
製法も含むものである。本発明のキャリヤは、樹脂、着
色料及び必要に応じてトナー添加剤を含むトナーと混合
して現像剤とし、静電複写、特に電子写真画像形成装置
及びデジタル装置における、画像の現像に用いることが
できる。
【0002】現場形成とは、例えば、キャリヤ細孔の内
部及びキャリヤコア粒子の表面で同時にモノマーの重合
が行われることであり、多孔性とは、例えば泡様構造又
は多数の細孔を持つことである。
【0003】
【課題を解決するための手段】本発明は、次に述べるよ
うな多くの長所を持つトナー及び現像剤組成物を提供す
るものであり、キャリヤはポリマー又はポリマー混合物
のコーティングを持つものである。例えば、ほぼ一定の
伝導パラメータを持つキャリヤ粒子を調製するための重
合法;キャリヤ細孔中及び表面上でポリマーを架橋し、
キャリヤの機械的性質を向上させる;得られたキャリヤ
は、ポリマーを被覆した固体状コアより例えば約50〜
約500%軽く、衝撃が少ない;摩擦帯電値を調整する
ため、様々なモノマー又はコモノマーを使用できる;ま
た、粉体塗布法のための粒径の小さなポリマー物質を必
要としない又は必要性が少ない。
【0004】更に本発明は、キャリヤ粒子を調製するた
めの現場重合法を提供し、またほぼ一定の伝導パラメー
タを持ち、かつ広い範囲の予め定めた摩擦帯電値であ
る、合成キャリヤを提供するものである。
【0005】更にまた本発明は、摩擦電気系列表におい
てあまり接近していない、つまり摩擦電気系列表上での
位置が異なるモノマーの混合物より生成した、コーティ
ングを含むキャリヤ粒子を提供するものである。
【0006】また本発明は、金属又は金属酸化物コアを
含む絶縁性のキャリヤ粒子を提供するものであり、この
とき、キャリヤは多孔性で、その細孔のほぼ全てに後に
重合して架橋ポリマーなどのポリマーとなるモノマーが
添加され、またキャリヤはその上にポリマー混合物から
生成される連続的なコーティングを保持しており、その
コーティングはキャリヤコアを完全に覆う層となってい
る。
【0007】更に本発明は、金属又は金属酸化物コアを
含む伝導性のキャリヤ粒子を提供するものであり、この
とき、キャリヤは多孔性、例えば約50%の多孔度で、
細孔のほぼ全てに、後に重合して架橋ポリマーなどのポ
リマーとなるモノマーが添加され、またキャリヤはその
上にポリマー混合物から生成されるコーティングを部分
的に保持しているものである。
【0008】本発明は、以下に関するものである。コア
細孔の一部にポリマーを含み、また表面にコーティング
を持つコアを含むキャリヤ;多孔性コアを含むキャリヤ
であって、コア細孔の一部に、ポリマー又はポリマー混
合物(1)が含まれ、キャリヤ上にポリマー又は必要に
応じてポリマー混合物(2)がコーティングされている
もの;前記キャリヤ細孔のほぼ全てに前記ポリマー
(1)が含まれ、前記ポリマー(1)及び(2)の少な
くとも一方に、更に伝導性成分が含まれるキャリヤ;前
記コアの粒径が約30〜約100μmであるキャリヤ;
前記ポリマー(1)が架橋ポリマーであり、前記ポリマ
ー(2)が架橋ポリマーであるキャリヤ;BET面積で
示される多孔性が、約500〜約5,000cm2/g
であるキャリヤ;BET面積で示される多孔性が、約
1,000〜約3,000cm2/gであるキャリヤ;
前記コアが、鉄、鋼又はフェライトであるキャリヤ;前
記ポリマー(1)及び前記ポリマー(2)が、ビニルポ
リマー又は縮合ポリマーであるキャリヤ;ポリマー
(1)が、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレン、ポリ
メタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸トリフルオロエ
チル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、フッ化ビニリデ
ン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリスチレン、
ポリテトラフルオロエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢
酸ビニル、又はそれらの混合物であり、また前記ポリマ
ー (2)が、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレン、
ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸トリフルオ
ロエチル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、フッ化ビニ
リデン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリスチレ
ン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ塩化ビニル、ポ
リ酢酸ビニル、又はそれらの混合物であるキャリヤ;前
記ポリマー(1)が、ポリメタクリル酸メチル、ポリス
チレン、ポリメタクリル酸トリフルオロエチル、又はそ
れらの混合物であり、また前記ポリマー(2)が、ポリ
メタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリメタクリル酸
トリフルオロエチル、又はそれらの混合物であるキャリ
ヤ;前記ポリマー(1)及び前記ポリマー(2)が、ポ
リメタクリル酸メチルとポリメタクリル酸トリフルオロ
エチルとの混合物を含むものであるキャリヤ;前記伝導
性成分が、伝導性カーボンブラック、金属酸化物、金
属、又はそれらの混合物の添加物であるキャリヤ;前記
伝導性成分が、カーボンブラックであるキャリヤ;前記
ポリマー(1)及び前記ポリマー(2)の総含有率が、
前記キャリヤの約0.5〜約10重量%であるキャリ
ヤ;前記ポリマー(1)及び前記ポリマー(2)の総含
有率が、前記キャリヤの約1〜約5重量%であるキャリ
ヤ;前記伝導性成分の含有率が、前記ポリマー(1)又
は前記ポリマー(2)の約10〜約70重量%であるキ
ャリヤ;前記伝導性成分の含有率が、前記ポリマー
(1)又は前記ポリマー(2)の約20〜約50重量%
であるキャリヤ;摩擦帯電値が約−80〜約80マイク
ロクーロン/gであるキャリヤ(以下、マイクロクーロ
ンを「μC」と略す);伝導率が約10-17〜約10-4
モー(mho)/cmであるキャリヤ;摩擦帯電値が約
−60〜約60μC/gであり、伝導率が約10-15
約10-6モー/cmであるキャリヤ;キャリヤコアと、
モノマーと開始剤の混合物と、必要に応じて連鎖移動剤
と、必要に応じて架橋剤とを混合し、加熱によりモノマ
ーを重合して、一部のキャリヤ細孔中及びキャリヤ表面
上に保持されたポリマーとし、また、必要に応じて乾燥
させる、キャリヤ調製法;キャリヤコアと、モノマーと
開始剤の混合物と、必要に応じて連鎖移動剤と、必要に
応じて架橋剤とを混合し、加熱によりモノマーを重合
し、キャリヤ細孔中及びキャリヤ表面上でポリマー又は
架橋ポリマーとし、細孔内部及びキャリヤ表面上にポリ
マー及びモノマー混合物を保持しているキャリヤコア
と、水とを混合し、加熱により、重合及び必要に応じて
架橋を完了し、キャリヤ細孔中及びキャリヤ表面上でポ
リマー又は架橋ポリマーとし、混合物から水を除去し、
また、必要に応じて乾燥させる、キャリヤの現場調製
法;モノマー混合物が更に伝導性添加物を含む方法;余
剰のモノマーをろ過により除く方法;ろ過による混合物
からの水の除去;また、オーブンでの乾燥;混合物を約
50〜約95℃、又は約60〜約85℃に加熱する方
法;混合物を約30分〜約5時間、又は約30分〜約3
時間加熱する方法;モノマーが、スチレン、α−メチル
スチレン、p−クロロスチレン,モノカルボン酸及びそ
の誘導体、二重結合を持つジカルボン酸及びその誘導
体、ビニルケトン類、ビニルナフタレン、不飽和モノオ
レフィン類、ハロゲン化ビニリデン類、N−ビニル化合
物、フッ素化ビニル化合物、及びそれらの混合物から成
るグループより選ばれ、前記モノマーの含有率が必要に
応じて、前記キャリヤコアの約0.5〜約10重量%、
又は約1〜約5重量%である方法;モノマーが、アクリ
ル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル
酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ドデ
シル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸2−クロロ
エチル、アクリル酸フェニル、α−クロロアクリル酸メ
チル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル
酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸オクチ
ル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル及びアクリ
ルアミド、マレイン酸、マレイン酸モノブチル、マレイ
ン酸ジブチル、塩化ビニル、臭化ビニル、フッ化ビニ
ル、酢酸ビニル及び安息香酸ビニル、塩化ビニリデン、
ペンタフルオロスチレン、アリルペンタフルオロベンゼ
ン、N−ビニルピロール、及びメタクリル酸トリフルオ
ロエチル、及びそれらの混合物から成るグループより選
ばれ、前記モノマーの含有率が、前記キャリヤコアの約
0.5〜約10重量%、又は約1〜約5重量%である方
法;モノマーが、メタクリル酸メチル、スチレン、メタ
クリル酸トリフルオロエチル、又はそれらの混合物であ
り、前記モノマーの含有率が、前記キャリヤコアの約
0.5〜約10重量%、又は約1〜約5重量%である方
法;伝導性添加物が、伝導性カーボンブラック、金属酸
化物、金属、及びそれらの混合物から成るグループより
選ばれ、前記伝導性添加物の含有率が、前記モノマー混
合物の約10〜約70重量%、又は約20〜約50重量
%である方法;伝導性添加物が、伝導性カーボンブラッ
クである方法;開始剤が、アゾ化合物、過酸化物及びそ
れらの混合物から成るグループより選ばれ、前記開始剤
の含有率が、前記モノマー混合物の約0.1〜約20重
量%、又は約0.5〜約10重量%である方法;開始剤
が、2,2´−アゾジメチルバレロニトリル、2,2´
−アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシクロヘキサ
ンカルボニトリル、2−メチルブチロニトリル、過酸化
ベンゾイル類、ラウリルペルオキシド、1,1−ビス
(tert−ブチルペルオキシ)−3,3,5−トリメ
チルシクロヘキサン、4,4−ビス(tert−ブチル
ペルオキシ)ペンタン酸n−ブチル、ジクミルペルオキ
シド、及びそれらの混合物から成るグループより選ばれ
る方法;架橋剤が、二つ以上の重合可能な二重結合を持
つ化合物から成るグループより選ばれ、前記架橋剤の含
有率が前記モノマー混合物の約0.1〜約5重量%、又
は約0.5〜約3重量%である方法;架橋剤が、ジビニ
ルベンゼン、ジビニルナフタレン、エチレン=ジアクリ
ラート(エチレングリコール=ジアクリラート)、エチ
レン=ジメタクリラート(エチレングリコール=ジメタ
クリラート)、ジビニルエーテル、亜硫酸ジビニル、ジ
ビニルスルホン、及びそれらの混合物から成るグループ
より選ばれる方法;連鎖移動剤が、メルカプタン類及び
ハロゲン化炭化水素から成るグループより選ばれ、連鎖
移動剤の含有率が、前記モノマー混合物の約0.01〜
約1重量%、又は約0.05〜約0.5重量%である方
法;連鎖移動剤が、ラウリルメルカプタン、ブチルメル
カプタン、四塩化炭素、四臭化炭素、及びそれらの混合
物から成るグループより選ばれる方法;キャリヤとトナ
ーとを含む現像剤;前記キャリヤ細孔の全てにポリマー
(1)が充填されているキャリヤ;前記細孔のほぼ全て
にポリマー(1)が含まれているキャリヤ;前記コア細
孔の全てにポリマー(1)が含まれているキャリヤ;キ
ャリヤとトナーとを含む現像剤;前記のポリマー(1)
を含む細孔の数が、約70〜約100%であるキャリ
ヤ;各キャリヤ細孔に、ポリマーが約50〜約100%
含まれているキャリヤ。前記ポリマー(1)及びポリマ
ー(2)の少なくとも一方に、更に伝導性成分が含まれ
ているキャリヤ;前記のポリマーを含む細孔の数が、前
記細孔のほぼ全てであるキャリヤ;前記ポリマー(2)
が、オルガノシロキサン又はオルガノシランであるキャ
リヤ。 本発明のキャリヤにおいて、その細孔の一部、
例えば細孔の約70〜約100%、望ましくは約80〜
約100%に、ポリマーを含有させることができる。各
キャリヤ細孔には、用いられたポリマーを100%まで
含有させることができる。つまり、各々の細孔は100
%完全に充填され、又は部分的に、例えば約50〜約9
9%、望ましくは約75〜約95%を用いられたポリマ
ーで充填することができる。
【0009】本発明のキャリヤはその性状において、適
当な既知のコアと、コアの細孔中及びその表面上に保持
されたポリマーとを含むものである。このとき、各ポリ
マーは望ましくは同一で、また細孔中のポリマー(1)
とコーティングのポリマー(2)の総含有率は、キャリ
ヤの約0.5〜約10重量%、望ましくは約1〜約5重
量%である。更に詳しく述べるならば、細孔中のポリマ
ー(1)の量は、全ポリマーの約40〜約95重量%、
望ましくは約60〜約90重量%であり、ポリマー
(2)の量は全ポリマーの約5〜約60重量%、望まし
くは約10〜約40重量%の範囲である。
【0010】本発明の方法を用いて絶縁性キャリヤ粒子
が得られ、その方法は不均一系重合である。このとき、
金属コア又は金属酸化物コアなどの適当なコアを、開始
剤を含むモノマー、必要に応じて連鎖移動剤、必要に応
じて架橋剤、及び電荷増強剤などの必要に応じたその他
の添加剤と混合する。このコアは、例えば、クリプトン
ガスを用いたBET単一点法による測定で、約500〜
約5,000cm2/g、望ましくは約1,000〜約
3,000cm2/gのBET面積という高い多孔度で
あり、マルバーン(Malvern) レーザ回折計での測定によ
る体積平均粒径は、例えば約30〜約100μm、望ま
しくは約30〜約50μmである。また、この組成物に
よってコア細孔は満たされ、またほぼ全てのコア表面は
被覆される。加熱などによりモノマーを重合させて、キ
ャリヤ細孔中及びキャリヤ表面上でポリマー又は架橋ポ
リマーとし、次に乾燥する。
【0011】また本発明は、不均一系重合法により調製
される伝導性キャリヤ粒子に関するものである。このと
き、多孔性金属コア又は金属酸化物コアなどの適当なコ
アを、開始剤を含むモノマー、必要に応じて連鎖移動
剤、必要に応じて架橋剤、また電荷増強剤などの必要に
応じたその他の添加剤と混合する。このコアは、マルバ
ーンレーザ回折計での測定による体積平均粒径が、約3
0〜約100μm、望ましくは約30〜約50μmであ
る。また、この組成物によってコア細孔は満たされ、コ
ア表面は部分的に、例えば全表面積の約30〜約90%
が被覆される。次に、加熱などによりモノマーを重合さ
せて、キャリヤ細孔中及びキャリヤ表面上でポリマー又
は架橋ポリマーとし、乾燥する。また、伝導性キャリヤ
粒子は、不均一系重合法により調製される。このとき、
多孔性金属コア又は金属酸化物コアを、開始剤を含むモ
ノマー、伝導性カーボンブラックなどの伝導性添加物、
必要に応じて連鎖移動剤、必要に応じて架橋剤、また既
知の電荷増強剤などのその他の必要に応じた添加剤と混
合する。このコアは、マルバーンレーザ回折計での測定
による体積平均粒径が、約30〜約100μm、望まし
くは約30〜約50μmである。また、この組成物によ
ってコア細孔は満たされ、ほぼ全てのコア表面は被覆さ
れる。加熱などによりモノマーを重合させて、キャリヤ
細孔中及びキャリヤ表面上でポリマー又は架橋ポリマー
とし、乾燥する。また、キャリヤ粒子は、例えば第1モ
ノマー成分と第2モノマー成分との重合により得られた
ポリマー混合物を含むコーティングで充填され、その上
を被覆された金属又は金属酸化物コアを含むものであ
り、このとき、第1モノマー成分と第2モノマー成分は
摩擦電気系列表での位置が接近していない。次に、前述
のキャリヤ粒子を、樹脂粒子と顔料粒子とを含むトナー
組成物と混合して、現像剤組成物とすることができる。
【0012】更に、ポリマー又は共重合体コーティング
の調製に用いられるモノマー混合物に関して言えば、ポ
リマーは、その摩擦電気系列表における位置によって選
ばれる。このため、例えば、第1ポリマーとして摩擦帯
電値が第2ポリマーよりかなり低いものを選ぶ場合もあ
る。例えば、ポリフッ化ビニリデンをコーティングした
鋼製キャリヤコアの摩擦帯電値は、約−75μC/gで
ある。しかし同じキャリヤは、ポリメタクリル酸メチル
のコーティングを用いた場合を除いて、約40μC/g
の摩擦帯電値である。更に詳しく述べるならば、第1及
び第2ポリマーの摩擦電気系列表における位置が近接し
ていないということは、電気的仕事関数値が異なってい
るからであり、このためポリマーの電気的仕事関数値は
同じではない。更に、第1及び第2ポリマーは異なった
成分を含むものである。また、実施の形態において、第
1及び第2ポリマー間の電気的仕事関数の違いは、例え
ば少なくとも0.2電子ボルト、望ましくは約2電子ボ
ルトである。更に、電気摩擦系列表はポリマーの既知の
電気的仕事関数列に対応することが知られている。これ
については、“Electrical Properties of Polymers ”
D.A.シーノア、17章、Polymer Science 、A.
D.ジェンキンス編集、North Holland Publishing(1
972)を参照のこと。また、その内容は全て本願に引
用して援用する。
【0013】キャリヤコーティング混合物中の各ポリマ
ーの含有率は、用いられる特定の成分、コーティング重
量及び所望の特性に従って変えることができる。一般
に、被覆されるポリマー混合物は、第1ポリマーを約1
0〜約90重量%、第2ポリマーを約90〜約10重量
%含むものである。望ましくは、第1ポリマーを約40
〜60重量%、第2ポリマーを約60〜40重量%とし
たポリマー混合物を用いる。本発明の実施の形態におい
て、高い摩擦帯電値、つまり−50μC/gを越える値
としたいときには、フッ化ビニリデンのような第1ポリ
マーを約90重量%、メタクリル酸メチルのような第2
ポリマーを10重量%としたキャリヤコーティングを用
いる。これに対し、摩擦帯電値を低く、約−20μC/
g以下としたいならば、第1ポリマーを約10重量%、
第2ポリマーを90重量%とする。
【0014】また、本発明によれば、例えば、キャリヤ
ビーズを入れ、磁石で保持した0.1インチのギャップ
に10ボルトの電圧をかけた場合、伝導率が約10-17
〜約10-4モー/cm、望ましくは約10-15〜約10
-6モー/cmと比較的一定であるキャリヤ粒子が得られ
る。このとき、キャリヤ粒子の摩擦帯電値は、ファラデ
ーケージによる測定で、約−80〜約80μC/g、望
ましくは約−60〜約60μC/gであり、これらのパ
ラメータは用いられたコーティング、及び先に述べられ
たように、用いた各ポリマーの比率によって決まる。
【0015】
【発明の実施の形態】既知の多孔性コアなどの、様々な
適当な多孔性固体状コアキャリヤ物質を用いることがで
きる。コアの重要な特性は、多孔性で、トナー粒子に陽
電荷又は陰電荷を帯電させ、電子写真画像形成装置内の
現像剤貯蔵部中において所望の流動性をもつことであ
る。キャリヤコアの注目に値すべき性質は、例えば磁気
ブラシ現像法において磁気ブラシの形で用いるのに適し
た柔磁性と、所望のエージング特性である。柔磁性であ
るということは、現像剤が外部磁界にさらされたときに
のみ誘導磁界を発生し、この磁界は外部磁界が除かれる
とすぐに消失するものであることを意味している。使用
し得る多孔性キャリヤコアの例としては、鉄、鉄合金、
鋼、フェライト類、マグネタイト類、ニッケル、及びそ
れらの混合物などが挙げられる。鉄合金には、鉄−ケイ
素、鉄−アルミニウム−ケイ素、鉄−ニッケル、鉄−コ
バルト、及びそれらの混合物が含まれる。フェライトに
は、主な金属成分として鉄を含有し、また必要に応じて
マグネシウム、マンガン、コバルト、ニッケル、亜鉛、
銅、及びそれらの混合物などの第2金属成分を含有す
る、磁性酸化物の一種が含まれる。望ましい多孔性キャ
リヤコアは、鉄、ニッケル、亜鉛、銅、マンガン、及び
それらの混合物を含むフェライト類、及びスポンジ鉄で
あり、その体積平均粒径は、マルバーンレーザ回折計に
よる測定で、約30〜約100μm、望ましくは約30
〜約50μmであり、BET面積で示される多孔度は、
クリプトンガスを用いたBET単一点法による測定で、
例えば約500〜約5,000cm2/g、望ましくは
約1,000〜約3,000cm2/gである。 モノ
マー類又はコモノマー類は、例えばキャリヤコアの約
0.5〜約10重量%、望ましくは約1〜約5重量%含
まれ、キャリヤ細孔中及び表面上で重合させることので
きるものである。モノマー類及びコモノマー類の例に
は、スチレン、p−クロロスチレン、ビニルナフタレン
等のビニルモノマー類;アクリル酸、アクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリ
ル酸イソブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸n−
オクチル、アクリル酸2−クロロエチル、アクリル酸フ
ェニル、α−クロロアクリル酸メチル、メタクリル酸、
メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル
酸ブチル、メタクリル酸オクチル、アクリロニトリル、
メタクリロニトリル、アクリルアミド及びメタクリル酸
トリフルオロエチルなどの、モノカルボン酸及びその誘
導体;マレイン酸、マレイン酸モノブチル、マレイン酸
ジブチルなどの、二重結合を持つジカルボン酸及びその
誘導体;エチレン、プロピレン、ブチレン及びイソブチ
レンなどの不飽和モノオレフィン類;塩化ビニル、臭化
ビニル、フッ化ビニルなどのハロゲン化ビニル;酢酸ビ
ニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル及び酪酸ビ
ニルなどのビニルエステル類;ビニルメチルエーテル、
ビニルイソブチルエーテル及びビニルエチルエーテルを
含むビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルヘ
キシルケトン及びメチルイソプロペニルケトンを含むビ
ニルケトン類;塩化ビニリデン及び塩化フッ化ビニリデ
ンなどのハロゲン化ビニリデン;N−ビニルインドール
及びN−ビニルピロリデンなどのN−ビニル化合物;ペ
ンタフルオロスチレン、アリルペンタフルオロベンゼン
等のフッ素化モノマー類、その他の適当な既知のモノマ
ー類、及びそれらの混合物などが含まれる。
【0016】重合反応の結果、約50〜約100%、望
ましくは約75〜約80%が架橋したポリマーとして
は、ポリアミド、エポキシ樹脂、シリコーンポリマー、
ポリウレタン、ジオレフィン、ビニル樹脂、アクリル酸
スチレン、メタクリル酸スチレン、スチレンブタジエ
ン、ポリエステル、それらの共重合体及び混合物などが
挙げられる。ポリマー又は共重合体混合物の特定の例
は、ポリフッ化ビニリデンとポリエチレン;ポリメタク
リル酸メチルとエチレン−酢酸ビニル共重合体;フッ化
ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体とポリエ
チレン;ポリメタクリル酸メチルとエチレン−酢酸ビニ
ル共重合体;及び、ポリメタクリル酸メチルとポリフッ
化ビニリデンである。その他適当なポリマー及びポリマ
ー混合物としては、例えば、ポリスチレンとポリテトラ
フルオロエチレン;ポリエチレンとポリテトラフルオロ
エチレン;ポリエチレンとポリ塩化ビニル;ポリ酢酸ビ
ニルとポリテトラフルオロエチレン;ポリ酢酸ビニルと
ポリ塩化ビニル;ポリ酢酸ビニルとポリスチレン;及
び、ポリ酢酸ビニルとポリメタクリル酸メチルなどが挙
げられる。
【0017】ポリスチレン、ポリメタクリル酸トリフル
オロエチル、ポリメタクリル酸メチル、及び先に述べた
モノマー類より生成されるポリマーなどのポリマーが、
キャリヤ細孔中及びキャリヤ表面上に形成される。実施
の形態においては、キャリヤ細孔及びキャリヤ表面に
は、架橋ポリマーが望ましい。
【0018】重合開始剤の量は、例えば、モノマーの約
0.1〜約20重量%、望ましくは約0.5〜約10重
量%であり、開始剤の例としては、2,2´−アゾジメ
チルバレロニトリル、2,2´−アゾビスイソブチロニ
トリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、2−
メチルブチロニトリル等のアゾ化合物;過酸化ベンゾイ
ル、ラウリルペルオキシド、1,1−ビス(tert−
ブチルペルオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘ
キサン、4,4−ビス(tert−ブチルペルオキシ)
ペンタン酸n−ブチル、ジクミルペルオキシド等の有機
過酸化物などの既知の開始剤及びそれらの混合物が挙げ
られる。
【0019】本発明の方法において用いられる架橋剤は
既知のもので、二つ以上の重合可能な二重結合を持つ化
合物を用いることができる。このような化合物の例とし
ては、ジビニルベンゼン及びジビニルナフタレンなどの
芳香族ジビニル化合物;エチレン=ジアクリラート、エ
チレン=ジメタクリラート等の、二つの二重結合を持つ
カルボン酸エステル類;ジビニルエーテル、亜硫酸ジビ
ニル、ジビニルスルホン等のジビニル化合物などが挙げ
られるが、ジビニルベンゼンが望ましい。架橋剤の添加
量は、モノマー又はコモノマー混合物の約0.1〜約5
重量%、望ましくは約0.5〜約3重量%である。
【0020】伝導性添加物、又はポリマーキャリヤコー
ティング中に存在する伝導性成分の添加量は、例えば、
モノマー又はコモノマー混合物の約10〜約70重量
%、望ましくは約20〜約50重量%であり、伝導性添
加物の例としては、シェブロンケミカル(Chevron Chemi
cal)より入手できるアセチレン ブラック、AK20よ
り入手できる、ブルカン ブラック(VULCAN BLACK)(商
品名)、ブラック パール(BLACK PEARL) L(商品
名)、ケイトジェン ブラック(KEYTJEN BLACK)EC6
00JD(商品名)、コロンビアン ケミカルズ(Colum
bian Chemicals) より入手できる、コンダクテクス(CON
DUCTEX) SC ウルトラ(商品名)などの伝導性カー
ボンブラック、酸化鉄、TiO、SnO2 などの金属酸
化物、及び鉄粉末などの金属粉末が挙げられる。これら
の添加物は、重合過程の間にポリマーコーティングに混
合することが望ましい。伝導性添加物又は成分の主な目
的は、キャリヤの伝導性を増大させることである。
【0021】連鎖移動剤は、主に鎖の成長を阻害してポ
リマーの分子量を制御するものであり、ラウリルメルカ
プタン、ブチルメルカプタン等のメルカプタン類、又は
四塩化炭素又は四臭化炭素等のハロゲン化炭素など既知
の試薬を用いる。連鎖移動剤の添加量は、望ましくはモ
ノマー又はコモノマー混合物の約0.01〜約1重量
%、更に望ましくは約0.05〜約0.5重量%であ
る。
【0022】細孔中及び表面上に形成された、ポリマー
の直鎖部分の数平均分子量(Mn)は、ゲル浸透クロマ
トグラフィ(GPC)による測定で、例えば約103
約106であり、重量平均分子量(Mw)は、約5×1
4〜約3×106である。
【0023】絶縁性キャリヤ粒子の調製法は、例えば次
のような過程を含むものである。多孔性コアと、望まし
くは1種類〜約5種類のモノマー又はモノマー混合物
と、開始剤と、必要に応じて連鎖移動剤と、必要に応じ
て架橋剤とを混合する。このとき、モノマー又はモノマ
ー混合物の添加量は、キャリヤコアの約0.5〜約10
重量%、望ましくは約1〜約5重量%であり、開始剤の
添加量は、モノマー混合物の約0.1〜約20重量%、
望ましくは約0.5〜約10重量%であり、連鎖移動剤
の添加量は、モノマー混合物の約0.01〜約1重量
%、望ましくは約0.05〜約0.5重量%であり、架
橋剤の添加量は、モノマー混合物の約0.1〜約5重量
%、望ましくは約0.5〜約3重量%である。以上の物
質を反応容器に入れて例えば約5分〜約1時間撹拌し、
混合物をキャリヤ細孔中に拡散させる。例えば約30分
〜約5時間、例えば約50〜約95℃、望ましくは約6
0〜約85℃に加熱して、モノマーの約5〜約20%を
転化し、重合してポリマーとする。この結果、ポリマー
は、ほぼ全て又は一部のキャリヤ細孔を満たし、キャリ
ヤ表面のほぼ全てを被覆しているが、キャリヤ粒子相互
は実質的に癒着していない。余剰のモノマーを、ろ過な
どによりキャリヤ表面から除く。細孔の内部及びキャリ
ヤ表面にポリマー及びモノマー混合物を含むキャリヤコ
アを、水に混合する。二次加熱により重合及び望ましく
は架橋を完了する。このとき、温度範囲は、例えば約5
0〜約95℃、望ましくは約60〜約85℃であり、混
合時間は、例えば約1〜約5時間であり、撹拌速度は、
混合の段階とほぼ同じである。混合物から傾しゃなどに
より水を除く。次に乾燥して、例えば、細孔中及び表面
上に架橋ポリマーを保持した絶縁性キャリヤを得る。
【0024】伝導性キャリヤ粒子の調製法は、例えば次
のような過程を含むものである。望ましくは伝導性多孔
性コアであるコアと、モノマー又はモノマー混合物と、
開始剤と、必要に応じて連鎖移動剤と、必要に応じて架
橋剤とを混合する。このとき、モノマー又はモノマー混
合物の添加量は、キャリヤコアの約0.5〜約10重量
%、望ましくは約1〜約5重量%であり、これは表面の
ほぼ全てをコーティングするために必要なモノマー混合
物の量の約30〜約95%である。開始剤の添加量は、
モノマー混合物の約0.1〜約20重量%、望ましくは
約0.5〜約10重量%である。連鎖移動剤の添加量
は、モノマー混合物の約0.01〜約1重量%、望まし
くは約0.05〜約0.5重量%である。架橋剤の添加
量は、モノマー混合物の約0.1〜約5重量%、望まし
くは約0.5〜約3重量%である。以上の物質を反応容
器に入れ、例えば約5分〜約1時間撹拌し、前述の混合
物をキャリヤ細孔中に拡散させる。例えば約30分〜約
5時間、例えば約50〜約95℃、望ましくは約60〜
約85℃に加熱して、モノマーの約5〜約20%を転化
し、ポリマーとする。この結果、ポリマーは、キャリヤ
細孔のほぼ全て又は一部を満たし、キャリヤ表面を部分
的に被覆しているが、キャリヤ粒子相互は癒着していな
い。余剰のモノマーを、ろ過などによりキャリヤ表面よ
り除く。細孔の内部及びキャリヤ表面にポリマー及びモ
ノマー混合物を含んでいるキャリヤコアを、水に混合す
る。例えば約50〜約95℃、望ましくは約60〜約8
5℃に加熱し、例えば約1〜約5時間、混合の段階とほ
ぼ同じ撹拌速度で混合して重合及び望ましくは架橋を完
了させる。混合物から、傾しゃなどにより水を除く。次
に乾燥し、細孔中及び表面上に架橋ポリマーを保持した
伝導性キャリヤを得る。
【0025】伝導性キャリヤ粒子の調製法は、また次の
ような過程を含むことができる。コアと、モノマー又は
モノマー混合物と、伝導性カーボンブラックなどの伝導
性添加物と、開始剤と、必要に応じて連鎖移動剤と、必
要に応じて架橋剤とを混合する。このとき、モノマー又
はモノマー混合物の添加量は、キャリヤコアの約0.5
〜約10重量%、望ましくは約1〜約5重量%であり、
伝導性添加物の量は、モノマー又はモノマー混合物の約
10〜約70重量%、望ましくは約20〜約50重量%
であり、開始剤の添加量は、モノマー又はモノマー混合
物の約0.1〜約20重量%、望ましくは約0.5〜約
10重量%であり、連鎖移動剤の添加量は、モノマー又
はモノマー混合物の約0.01〜約1重量%、望ましく
は約0.05〜約0.5重量%であり、架橋剤の添加量
は、モノマー又はモノマー混合物の約0.1〜約5重量
%、望ましくは約0.5〜約3重量%である。以上の物
質を反応容器に入れ、例えば約5分〜約1時間撹拌し、
前述の混合物をキャリヤの細孔中に拡散させる。例えば
約30分〜約5時間、例えば約50〜約95℃、望まし
くは約60〜約85℃に加熱して、モノマーの約5〜約
20%を転化し、ポリマーとする。その結果、ポリマー
は、キャリヤ細孔のほぼ全てを満たし又はキャリヤ細孔
に含まれ、キャリヤ表面のほぼ全てを被覆しているが、
キャリヤ粒子相互は癒着していない。余剰のモノマー
を、ろ過などによりキャリヤ表面より除く。細孔の内部
及びキャリヤ表面にポリマー及びモノマー混合物を含む
キャリヤコアを、水に混合する。例えば約50〜約95
℃、望ましくは約60〜約85℃に加熱し、例えば約1
〜約5時間、混合の段階とほぼ同じ撹拌速度で混合して
重合及び架橋を完了させる。混合物から、傾しゃなどに
より水を除く。次に乾燥して、細孔中及び表面上に架橋
ポリマーを保持した伝導性キャリヤを得る。
【0026】本発明の重合法により、摩擦帯電値の範囲
が広く、所望の伝導率であり、また粒径の小さな、例え
ば、マルバーンレーザ回折計での測定による体積平均粒
径が約30〜約100μm、望ましくは約30〜約50
μmである、キャリヤを合成することができる。更に、
本発明の重合法により樹脂を被覆したキャリヤ粒子は、
ポリマー又はポリマー類などのコーティング物質の大部
分、つまり90%以上がキャリヤ表面に融解しているた
め、キャリヤ物質にトナーが入り込む場所が少ない。ま
た、本発明の調製法により、所望の摩擦帯電特性と伝導
率がそれぞれ独立したキャリヤを得ることができる。つ
まり、例えば、米国特許第4,233,387号の調製
法においては、キャリヤ粒子上のコーティング重量の増
加により摩擦帯電値も増加すると考えられたが、本来、
摩擦帯電パラメータはキャリヤコーティング重量に依存
しない。すなわち、本発明のキャリヤ組成物及び調製法
を用いて、様々な異なった摩擦帯電特性及び/又は伝導
率の組み合わせである現像剤を調製することができる。
【0027】本願の発明により、例えば次のような特性
を持つキャリヤを調製することができる。磁気ブラシ伝
導セルによる測定で、伝導率が約10-17〜約10-4
ー/cm、望ましくは約10-15〜約10-6モー/c
m;既知のファラデーケージ法による測定で、キャリヤ
粒子の摩擦帯電値が、約80〜約−80μC/g、望ま
しくは約60〜約−60μC/gである。本発明の現像
剤は、例えばキャリヤ粒子上のコーティングの重量を一
定にし、ポリマーコーティングの比率を変えることによ
り、伝導率を一定にしたまま摩擦帯電特性を変えること
ができる。同様に、コーティングのポリマーの比率を一
定に保ったままキャリヤ粒子のコーティング重量を変え
ることにより、摩擦帯電値が一定で伝導率が変化した現
像剤組成物を調製することができる。
【0028】トナーはキャリヤと混合して現像剤とする
ことができる。望ましいトナー樹脂としては、米国特許
第3,590,000号に述べられている、ジカルボン
酸とジフェノールなどのジオールとのエステル化物、米
国特許第5,227,460号に述べられているよう
な、反応性押し出し成形ポリエステルなどを用いること
ができる。望ましいトナー樹脂には、スチレン−メタク
リル酸エステル共重合体;スチレン−ブタジエン共重合
体;ビスフェノールAとプロピレンオキシドとの反応よ
り得られたポリエステル樹脂;テレフタル酸ジメチル、
1,3−ブタンジオール、1,2−プロパンジオール及
びペンタエリトリトールの反応より得られた分枝ポリエ
ステル樹脂などが含まれる。先に挙げた特許を一部を含
む、幾つかの米国特許において、その他のトナー樹脂も
言及されている。
【0029】通常、約1〜約5重量部のトナーと、約1
0〜約300重量部のキャリヤ粒子とを混合する。
【0030】顔料又は染料などの周知の適当な着色料
を、トナー粒子の着色料として用いることができる。こ
れらは、例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、レッ
ド、ブルー、カーボンブラック、ニグロシン染料、ラン
プブラック、酸化鉄、マグネタイト、及びそれらの混合
物などである。着色料は、望ましくはカーボンブラック
であり、トナー組成物が濃く着色するまで十分な量を添
加する。このように、着色料粒子の添加量は、トナー組
成物の総重量を基に、約3〜約20重量%、望ましくは
約3〜約12重量%であるが、それ以下、又はそれ以上
の着色料粒子を添加することもできる。着色料は、顔
料、染料、それらの混合物、顔料混合物、染料混合物、
等である。
【0031】マグネタイトは酸化鉄の混合物であり(F
eO.Fe23)、マピコブラック(Mapico Black)など
の商品名で入手できるものである。マグネタイトを含む
着色料粒子を用いる場合、トナー組成物における含有率
は、約10〜約70重量%、望ましくは約20〜約50
重量%である。
【0032】樹脂粒子は十分かつ効果的な量含まれる。
顔料、又はカーボンブラックなどの着色料を10重量%
用いる場合、樹脂は約90重量%とする。通常、トナー
組成物は、トナー樹脂粒子を約85〜約97重量%、カ
ーボンブラックなどの着色料粒子を約3〜約15重量%
含有している。
【0033】現像剤組成物は、トナー熱可塑性樹脂粒
子、キャリヤ粒子、及び着色料として、マゼンタ、シア
ン及び/又はイエローの粒子、同様にそれらの混合物を
含むことができる。更に詳しく述べるならば、マゼンタ
の例としては、1,9−ジメチル置換キナクリドン及び
カラーインデックスにC.I.60720、C.I.デ
ィスパーズ レッド(Dispersed Red) 15と記載されて
いる、アントラキノン染料、カラーインデックスにC.
I.26050、C.I.ソルベント レッド(Solvent
Red) 19と記載されている、ジアゾ染料等が挙げられ
る。シアンの例は、銅=テトラ−4(オクタデシルスル
ホンアミド)フタロシアニン、カラーインデックスに
C.I.74160、C.I.ピグメント ブルー(Pig
ment Blue)と記載されている、X−銅フタロシアニン顔
料、及びカラーインデックスにC.I.69810、ス
ペシャル ブルー(Special Blue) X−2137と記載
されている、アントラトレン ブルー(Anthrathrene Bl
ue) 等である。イエローの例としては、ジアリール化イ
エロー 3,3−ジクロロベンジジン アセトアセトア
ニリド類、カラーインデックスにC.I.12700、
C.I.ソルベント エロー(Solvent Yellow) 16と
記載されている、モノアゾ顔料、カラーインデックスに
ホロン イエロー(Foron Yellow) SE/GLN、C.
I.ディスパーズエロー(Dispersed Yellow) 33と記
載されているニトロフェニルアミンスルホンアミド、
2,5−ジメトキシ−4−スルホンアニリドフェニルア
ゾ−4´−クロロ−2,5−ジメトキシアセトアセトア
ニリド、パーマネント イエロー(Permanent Yellow)
FGL、等である。トナー組成物中における着色料の含
有量は通常、トナー樹脂粒子の重量を基に、約1〜約1
5重量%である。
【0034】更に、ここに述べた現像剤組成物の陽電荷
特性を高めるため、必要に応じて、米国特許第4,29
8,672号に述べられている、アルキルピリジニウム
ハロゲン化物;米国特許第4,338,390号に述べ
られている、有機硫酸エステル又はスルホン酸エステル
化合物;ジステアリルジメチルアンモニウム硫酸塩;金
属錯体 E−88(商品名)、ナフタレンスルホン酸4
級アンモニウム化合物;などの既知の電荷増強剤、及び
その他の同様な物質を添加することができる。これらの
添加剤のトナーへの添加量は、通常約0.1〜約20重
量%、望ましくは約1〜約7重量%である。
【0035】本発明のトナー組成物は、いくつかの既知
の方法で調製することができる。本発明では、トナー樹
脂粒子と顔料粒子又は着色料を溶融混合し、次に機械的
に磨砕する。その他、エマルション凝集体スプレードラ
イ、溶融分散、分散重合及び懸濁重合などの方法があ
る。分散重合法では、樹脂粒子と着色料粒子の溶媒分散
液を、管理された条件下でスプレードライし、所望の生
成物を得る。
【0036】画像形成部材の例としては、セレン、セレ
ン合金、及び、ハロゲンなどの添加剤又はドーパント(d
opants) を含むセレン又はセレン合金が挙げられる。更
に、用いられる有機光受容体の例としては、その内容を
すべて本件に引用して援用する、米国特許第4,26
5,990号、米国特許第4,585,884号、米国
特許第4,584,253号及び米国特許第4,56
3,406号に述べられている、輸送層と光発生層とを
含む積層感光デバイス、及びその他の同様な積層感光デ
バイスなどが挙げられる。光発生層の例としては、三方
晶系セレン、金属フタロシアニン類、金属を含まないフ
タロシアニン類、及びバナジルフタロシアニン類が挙げ
られる。電荷輸送分子としては、米国特許第4,26
5,990号に開示されている、アリールジアミン類を
用いることができる。また、光発生顔料としては、スク
アレイン化合物、チアピリジニウム物質、ヒドロキシガ
リウムフタロシアニン等を用いることができる。これら
の積層部材は、通常陰電荷に帯電するため、陽電荷を帯
びたトナーを引きつける。本発明で使用できる他の感光
剤(感光デバイス)としては、ポリビニルカルバゾール
4−ジメチルアミノベンジリデン、ベンゾイルヒドラ
ジン;2−ベンジリデンアミノカルバゾール、4−ジメ
チルアミノベンジリデン、(2−ニトロベンジリデン)
−p−ブロモアニリン;2,4−ジフェニルキナゾリ
ン;1,2,4−トリアジン;1,5−ジフェニル−3
−メチルピラゾリン、2−(4´−ジメチルアミノフェ
ニル)ベンゾオキサゾール;3−アミノカルバゾール、
ポリビニルカルバゾール−トリニトロフルオレノン電荷
移動錯体;及びそれらの混合物などが挙げられる。更に
本発明の現像剤組成物は特に、移動輸送法及び移動荷電
法を用いる、また下向きに湾曲した可撓性積層画像形成
部材を用いる、静電複写画像形成法及び装置に有用であ
る。下向きに湾曲した可撓性積層画像形成部材について
は、米国特許第4,394,429号及び米国特許第
4,368,970号を参照のこと。またその内容はす
べて本件に引用して援用する。 この現像剤組成物を用
いて得られた画像は、十分な強度と、優れたハーフトー
ン及び所望の線解像度を持ち、バックグラウンドの汚れ
が殆ど見られず良好であった。
【0037】
【実施例】実施例1 98gのメタクリル酸メチルと、2gのジビニルベンゼ
ン架橋剤と、2gの2,2´−アゾジメチルバレロニト
リルと、1gの過酸化ベンゾイルとから成る混合物、1
03gと、パウダーテック社(Powdertech Corp.)より入
手の、平均粒径が約32μm、BET表面積が約1,6
00cm2/gである、多孔性CuZnフェライト粉末
30gとを混合して、キャリヤ粒子を調製した。これら
の成分を500mlのガラス製反応器に計り取り、約3
00rpmの速度で約60分間撹拌した。次にこの反応
器を約55℃の水浴に浸し、約60分間バルク重合を行
った。この間、ほぼ同じ速度、300rpmで撹拌し、
キャリヤ細孔中のメタクリル酸メチルを一部重合して
(転化率 約5〜約40%)ポリメタクリル酸メチルと
し、また同時にキャリヤ表面上でもメタクリル酸メチル
を一部重合し(転化率約5〜約40%)、ポリメタクリ
ル酸メチルで表面を全て被覆した。次に反応混合物を#
3ワットマン(Whatman) フィルタでろ過し、キャリヤ表
面から余分のモノマーを除いた。ろ過した物質を、次に
150gの水の入った500mlのガラス製反応器に入
れ、約300rpmで撹拌した。反応器を約55℃の水
浴に浸し、水浴の温度を徐々に上げて約95℃とした。
この温度で約60分間混合物を撹拌し、重合及び架橋反
応を完了させた。この後、混合物から水を傾しゃし、混
合物を一夜、約80℃のオーブン中で約18時間乾燥さ
せた。得られた生成物は、ほぼ全ての細孔の約95〜9
9%がほぼ充填され、各細孔の約90〜100%が架橋
ポリメタクリル酸メチルで満たされ、表面が架橋ポリメ
タクリル酸メチルポリマーで被覆されている、CuZn
フェライトのキャリヤコアを含むものである。熱重量分
析での測定によれば、生成物は、細孔中及び表面上で十
分に架橋したポリマーを約5.1重量%、上記の多孔性
CuZnフェライトコア物質を約94.9重量%含むも
のである。後方散乱電子画像を用いた走査型電子顕微鏡
でキャリヤ粒子を分析したところ、架橋ポリマーが細孔
を満たし、キャリヤ粒子の表面を完全に被覆しているこ
との実質的な証拠が示された。
【0038】次に、上記で調製したキャリヤ24gと、
トナー1gと混合して、現像剤混合物を調製した。トナ
ーは、約30%のゲルを含む部分的に架橋したプロポキ
シ化ビスフェノールAフマル酸ポリエステルを押し出し
成型したものを89重量%と、リーガル(REGAL) 33
0(商品名)カーボンブラックを5重量%と、日本のサ
ンヨー ケミカルズより入手できる、低分子量の660
P ワックスを6重量%と、表面添加剤として、デグサ
ケミカルズ(Degussa Chemicals) より入手できる、T
S530 エアロシル(AEROSIL) (商品名)フュームド
シリカを1%と、から成るものである。部分的に架橋し
たプロポキシ化ビスフェノールAフマル酸ポリエステル
については、米国特許第5,227,460号に開示さ
れており、その内容は全て本願に引用して援用する。
【0039】トナーを約3〜10重量%、キャリヤを約
90〜97重量%含む現像剤を調製し、キャリヤの摩擦
帯電値を測定したところ、約32μC/gであった。更
に、長さ0.1インチのキャリヤ粒子の磁気ブラシを形
成し、ブラシに10ボルトの電位差をかけてキャリヤの
伝導率を測定したところ、約1×10-15 モー/cmで
あった。ゆえに、キャリヤ粒子は絶縁性であると言え
る。
【0040】全ての実施例において、摩擦帯電値及び伝
導率は、前述の方法により測定を行った。
【0041】実施例2 98gのスチレンと、2gのジビニルベンゼン架橋剤
と、2gの2,2´−アゾジメチルバレロニトリルと、
1gの過酸化ベンゾイルとから成る混合物、103g
と、パウダーテック社より入手の、平均粒径が約32μ
m、BET表面積が約1,600cm2/gである、多
孔性CuZnフェライト粉末30gとを混合して、キャ
リヤ粒子を調製した。これらの成分を500mlのガラ
ス製反応器に計り取り、約300rpmの速度で約60
分間撹拌した。次にこの反応器を約55℃の水浴に浸
し、約60分間バルク重合を行った。この間、ほぼ同じ
速度、300rpmで撹拌し、キャリヤ細孔中のスチレ
ンを一部重合して(転化率 約5〜約40%)ポリスチ
レンとし、また同時にキャリヤ表面上でもスチレンを一
部重合し、ポリスチレンで表面を全て被覆した。次に反
応混合物を#3ワットマンフィルタでろ過し、キャリヤ
表面から余分のモノマーを除いた。ろ過した物質を、次
に150gの水の入った500mlのガラス製反応器に
入れ、約300rpmで撹拌した。反応器を約55℃の
水浴に浸し、水浴の温度を徐々に上げて約95℃とし
た。この温度で約60分間混合物を撹拌し、重合及び架
橋反応を完了させた。この後、混合物から水を傾しゃ
し、混合物を一夜、約80℃のオーブン中で約18時間
乾燥させた。得られた生成物は、全ての細孔の約95〜
99%がほぼ充填され、各細孔の約90〜100%が架
橋ポリスチレンで満たされ、表面が架橋ポリスチレンで
被覆されている、CuZnフェライトのキャリヤコアを
含むものである。熱重量分析での測定によれば、生成物
は、細孔中及び表面上で十分架橋したポリマーを約5.
0重量%、上記の多孔性CuZnフェライトコア物質を
約95.0重量%含むものである。後方散乱電子画像を
用いた走査型電子顕微鏡でキャリヤ粒子を分析したとこ
ろ、ポリマーが細孔を満たし、キャリヤ粒子の表面を完
全に被覆していることの実質的な証拠が示された。キャ
リヤの摩擦帯電値は、約5μC/gであり、伝導率は、
約3×10-15モー/cmであった。ゆえに、キャリヤ
粒子は絶縁性であるといえる。
【0042】実施例3 98gのメタクリル酸トリフルオロエチルと、2gのジ
ビニルベンゼン架橋剤と、2gの2,2´−アゾジメチ
ルバレロニトリルと、1gの過酸化ベンゾイルとから成
る混合物、103gと、パウダーテック社より入手の、
平均粒径が約30μm、BET表面積が約1,600c
2/gである、多孔性CuZnフェライト粉末30g
とを混合して、キャリヤ粒子を調製した。これらの成分
を500mlのガラス製反応器に計り取り、約300r
pmの速度で約60分間撹拌した。次にこの反応器を約
55℃の水浴に浸し、約60分間バルク重合を行った。
この間、ほぼ同じ速度、300rpmで撹拌し、キャリ
ヤ細孔中のメタクリル酸トリフルオロエチルを一部重合
して(転化率 約5〜約40%)ポリメタクリル酸トリ
フルオロエチルとし、また同時にキャリヤ表面上でもメ
タクリル酸トリフルオロエチルを一部重合し、メタクリ
ル酸トリフルオロエチルポリマーで表面を全て被覆し
た。次に反応混合物を#3ワットマンフィルタでろ過
し、キャリヤ表面から余分のモノマーを除いた。ろ過し
た物質を、次に150gの水の入った500mlのガラ
ス製反応器に入れ、約300rpmで撹拌した。反応器
を約55℃の水浴に浸し、水浴の温度を徐々に上げて約
95℃とした。この温度で約60分間混合物を撹拌し、
重合及び架橋反応を完了させた。この後、混合物から水
を傾しゃし、混合物を一夜、約80℃のオーブン中で約
18時間乾燥させた。得られた生成物は、全ての細孔の
約95〜99%がほぼ充填され、各細孔の約90〜10
0%が架橋ポリメタクリル酸トリフルオロエチルで満た
され、キャリヤコアが架橋ポリメタクリル酸トリフルオ
ロエチルで被覆されている、CuZnフェライトのキャ
リヤコアを含むものである。熱重量分析での測定によれ
ば、生成物は、細孔中及び表面上で十分に架橋したポリ
マーを約4.8重量%、上記の多孔性CuZnフェライ
トコア物質を約95.2重量%含むものである。後方散
乱電子画像を用いた走査型電子顕微鏡でキャリヤ粒子の
分析を行ったところ、ポリマーが細孔を満たし、キャリ
ヤ粒子の表面を完全に被覆していることの実質的な証拠
が示された。キャリヤの摩擦帯電値は、約−29μC/
gであり、伝導率は、約2×10-15モー/cmであっ
た。ゆえに、キャリヤ粒子は絶縁性であるといえる。
【0043】実施例4 83.3gのメタクリル酸メチルと、1.7gのジビニ
ルベンゼン架橋剤と、1.7gの2,2´−アゾジメチ
ルバレロニトリルと、0.85gの過酸化ベンゾイルと
から成る混合物、87.55gと、ヘガニース社(Hoega
naes Corp.) より入手の、平均粒径が約35μm、BE
T表面積が約1,400cm2/gである、多孔性スポ
ンジ鉄粉末30gとを混合して、キャリヤ粒子を調製し
た。これらの成分を500mlのガラス製反応器に計り
取り、約300rpmの速度で約60分間撹拌した。次
にこの反応器を約55℃の水浴に浸し、約60分間バル
ク重合を行った。この間、ほぼ同じ速度、300rpm
で撹拌し、キャリヤ細孔中のメタクリル酸メチルを一部
重合して(転化率 約5〜約40%)ポリメタクリル酸
メチルとし、また同時にキャリヤ表面上でもメタクリル
酸メチルを一部重合し、ポリメタクリル酸メチルで表面
を部分的に被覆した。次に反応混合物を#3ワットマン
フィルタでろ過し、キャリヤ表面から余分のモノマーを
除いた。ろ過した物質を、次に150gの水の入った5
00mlのガラス製反応器に入れ、約300rpmで撹
拌した。反応器を約55℃の水浴に浸し、水浴の温度を
徐々に上げて約95℃とした。この温度で約60分間混
合物を撹拌し、重合及び架橋反応を完了させた。この
後、混合物から水を傾しゃし、混合物を一夜、約80℃
のオーブン中で約18時間乾燥させた。得られた生成物
は、全ての細孔の約95〜99%がほぼ充填され、各細
孔の約90〜100%が架橋ポリメタクリル酸メチルで
満たされ、表面が架橋ポリメタクリル酸メチルで被覆さ
れている、スポンジ鉄のキャリヤコアを含むものであ
る。熱重量分析での測定によれば、生成物は、細孔中及
び表面上で十分に架橋したポリマーを約4.3重量%、
上記の多孔性スポンジ鉄コア物質を約95.7重量%含
むものである。後方散乱電子画像を用いた走査型電子顕
微鏡でキャリヤ粒子の分析を行ったところ、ポリマーが
細孔を満たし、キャリヤ粒子表面の約52%を被覆して
いることの実質的な証拠が示された。キャリヤの摩擦帯
電値は、約48μC/gであり、伝導率は、約2×10
-8モー/cmであった。ゆえに、キャリヤ粒子は伝導性
であるといえる。
【0044】実施例5 83.3gのスチレンと、1.7gのジビニルベンゼン
架橋剤と、1.7gの2,2´−アゾジメチルバレロニ
トリルと、0.85gの過酸化ベンゾイルとから成る混
合物、87.55gと、ヘガニース社より入手の、平均
粒径が約35μm、BET表面積が約1,400cm2
/gである、多孔性スポンジ鉄粉末30gとを混合し
て、キャリヤ粒子を調製した。これらの成分を500m
lのガラス製反応器に計り取り、約300rpmの速度
で約60分間撹拌した。次にこの反応器を約55℃の水
浴に浸し、約60分間バルク重合を行った。この間、ほ
ぼ同じ速度、300rpmで撹拌し、キャリヤ細孔中の
スチレンを一部重合して (転化率 約5〜約40%)
ポリスチレンとし、また同時にキャリヤ表面上でもスチ
レンを一部重合し、ポリスチレンで表面を部分的に被覆
した。次に反応混合物を#3ワットマンフィルタでろ過
し、キャリヤ表面から余分のモノマーを除いた。ろ過し
た物質を、次に150gの水の入った500mlのガラ
ス製反応器に入れ、約300rpmで撹拌した。反応器
を約55℃の水浴に浸し、水浴の温度を徐々に上げて約
95℃とした。この温度で約60分間混合物を撹拌し、
重合及び架橋反応を完了させた。この後、混合物から水
を傾しゃし、混合物を一夜、約80℃のオーブン中で約
18時間乾燥させた。得られた生成物は、全ての細孔の
約95〜99%がほぼ充填され、各細孔の約90〜10
0%が架橋ポリスチレンで満たされ、表面が架橋ポリス
チレンで被覆されている、スポンジ鉄のキャリヤコアを
含むものである。熱重量分析での測定によれば、生成物
は、細孔中及び表面上で十分架橋したポリマーを約4.
4重量%、上記の多孔性スポンジ鉄コア物質を約95.
6重量%含むものである。後方散乱電子画像を用いた走
査型電子顕微鏡でキャリヤ粒子の分析を行ったところ、
ポリマーが細孔を満たし、キャリヤ粒子表面の約47%
を被覆していることの実質的な証拠が示された。キャリ
ヤの摩擦帯電値は、約15μC/gであり、伝導率は、
約3×10-8モー/cmであった。ゆえに、キャリヤ粒
子は伝導性であるといえる。
【0045】実施例6 83.3gのメタクリル酸トリフルオロエチルと、1.
7gのジビニルベンゼン架橋剤と、1.7gの2,2´
−アゾジメチルバレロニトリルと、0.85gの過酸化
ベンゾイルとから成る混合物、87.55gと、ヘガニ
ース社より入手の、平均粒径が約35μm、BET表面
積が約1,400cm2/gである、多孔性スポンジ鉄
粉末30gとを混合して、キャリヤ粒子を調製した。こ
れらの成分を500mlのガラス製反応器に計り取り、
約300rpmの速度で約60分間撹拌した。次にこの
反応器を約55℃の水浴に浸し、約60分間バルク重合
を行った。この間、ほぼ同じ速度、300rpmで撹拌
し、キャリヤ細孔中のメタクリル酸トリフルオロエチル
を一部重合して(転化率 約5〜約40%)ポリメタク
リル酸トリフルオロエチルとし、また同時にキャリヤ表
面上でもメタクリル酸エステルモノマーを一部重合し、
ポリメタクリル酸トリフルオロエチルで表面を部分的に
被覆した。次に反応混合物を#3ワットマンフィルタで
ろ過し、キャリヤ表面から余分のモノマーを除いた。ろ
過した物質を、次に150gの水の入った500mlの
ガラス製反応器に入れ、約300rpmで撹拌した。反
応器を約55℃の水浴に浸し、水浴の温度を徐々に上げ
て約95℃とした。この温度で約60分間混合物を撹拌
し、重合及び架橋反応を完了させた。この後、混合物か
ら水を傾しゃし、混合物を一夜、約80℃のオーブン中
で約18時間乾燥させた。得られた生成物は、全ての細
孔の約95〜100%がほぼ充填され、各細孔の約90
〜100%が架橋ポリメタクリル酸トリフルオロエチル
で満たされ、表面が架橋ポリメタクリル酸トリフルオロ
エチルで被覆されている、スポンジ鉄のキャリヤコアを
含むものである。熱重量分析での測定によれば、生成物
は、細孔中及び表面上で十分に架橋したポリマーを約
4.2重量%、上記の多孔性スポンジ鉄コア物質を約9
5.8重量%含むものである。後方散乱電子画像を用い
た走査型電子顕微鏡でキャリヤ粒子の分析を行ったとこ
ろ、ポリマーが細孔を満たし、キャリヤ粒子表面の約5
3%を被覆していることの実質的な証拠が示された。キ
ャリヤの摩擦帯電値は、約−10μC/gであり、伝導
率は、約4×10-8モー/cmであった。ゆえに、キャ
リヤ粒子は伝導性であるといえる。
【0046】実施例7 98gのメタクリル酸メチルと、20gのコンダクテク
ス SC ウルトラ(商品名)伝導性カーボンブラック
と、2gのジビニルベンゼン架橋剤と、2gの2,2´
−アゾジメチルバレロニトリルと、1gの過酸化ベンゾ
イルとから成る混合物、123gと、パウダーテック社
より入手の、平均粒径が約32μm、BET表面積が約
1,600cm2/gである、多孔性CuZnフェライ
ト粉末30gとを混合して、キャリヤ粒子を調製した。
これらの成分を500mlのガラス製反応器に計り取
り、約300rpmの速度で約60分間撹拌した。次に
この反応器を約55℃の水浴に浸し、約60分間バルク
重合を行った。この間、ほぼ同じ速度、300rpmで
撹拌し、キャリヤ細孔中のメタクリル酸メチルを一部重
合して(転化率 約5〜約40%)ポリメタクリル酸メ
チルとし、また同時にキャリヤ表面上でもメタクリル酸
エステルモノマーを一部重合し、ポリメタクリル酸メチ
ルで表面を全て被覆した。次に反応混合物を#3ワット
マンフィルタでろ過し、キャリヤ表面から余分のモノマ
ーを除いた。ろ過した物質を、次に150gの水の入っ
た500mlのガラス製反応器に入れ、約300rpm
で撹拌した。反応器を約55℃の水浴に浸し、水浴の温
度を徐々に上げて約95℃とした。この温度で約60分
間混合物を撹拌し、重合及び架橋反応を完了させた。こ
の後、混合物から水を傾しゃし、混合物を一夜、約80
℃のオーブン中で乾燥させた。得られた生成物は、全て
の細孔の約95〜99%がほぼ充填され、各細孔の約9
0〜100%が架橋ポリメタクリル酸メチルとその中に
分散したカーボンブラックとで満たされ、表面が架橋ポ
リメタクリル酸メチルとその中に分散したカーボンブラ
ックとで被覆されている、CuZnフェライトのキャリ
ヤコアを含むものである。熱重量分析での測定によれ
ば、生成物は、細孔中及び表面上で十分に架橋したポリ
マーを約5.0重量%、細孔中及び表面上のカーボンブ
ラックを約1.0重量%、上記の多孔性CuZnフェラ
イトコア物質を約94.0重量%含むものである。後方
散乱電子画像を用いた走査型電子顕微鏡で粒子の分析を
行ったところ、ポリマーが細孔を満たし、キャリヤ粒子
の表面を完全に被覆していることの実質的な証拠が示さ
れた。キャリヤの摩擦帯電値は、約21μC/gであ
り、伝導率は、約4×10-7モー/cmであった。ゆえ
に、キャリヤ粒子は伝導性であるといえる。
【0047】実施例8 98gのスチレンと、20gのコンダクテクス SC
ウルトラ(商品名)伝導性カーボンブラックと、2gの
ジビニルベンゼン架橋剤と、2gの2,2´−アゾジメ
チルバレロニトリルと、1gの過酸化ベンゾイルとから
成る混合物、123gと、パウダーテック社より入手
の、平均粒径が約32μm、BET表面積が約1,60
0cm2/gである、多孔性CuZnフェライト粉末3
0gとを混合して、キャリヤ粒子を調製した。これらの
成分を500mlのガラス製反応器に計り取り、約30
0rpmの速度で約60分間撹拌した。次にこの反応器
を約55℃の水浴に浸し、約60分間バルク重合を行っ
た。この間、ほぼ同じ速度、300rpmで撹拌し、キ
ャリヤ細孔中のスチレンを一部重合して(転化率 約5
〜約40%)ポリスチレンとし、また同時にキャリヤ表
面上でもスチレンを一部重合し、ポリスチレンで表面を
全て被覆した。次に反応混合物を#3ワットマンフィル
タでろ過し、キャリヤ表面から余分のモノマーを除い
た。ろ過した物質を、次に150gの水の入った500
mlのガラス製反応器に入れ、約300rpmで撹拌し
た。反応器を約55℃の水浴に浸し、水浴の温度を徐々
に上げて約95℃とした。この温度で約60分間混合物
を撹拌し、重合及び架橋反応を完了させた。この後、混
合物から水を傾しゃし、混合物を一夜、約80℃のオー
ブン中で乾燥させた。得られた生成物は、全ての細孔の
約95〜99%がほぼ充填され、各細孔の約90〜10
0%が架橋ポリスチレンとその中に分散したカーボンブ
ラックとで満たされ、表面が架橋ポリスチレンとその中
に分散したカーボンブラックとで被覆されている、Cu
Znフェライトのキャリヤコアを含むものである。熱重
量分析での測定によれば、生成物は、細孔中及び表面上
で十分に架橋したポリマーを約5.1重量%、細孔中及
び表面上のカーボンブラックを約1.0重量%、上記の
硬質多孔性CuZnフェライトコア物質を約93.9重
量%含むものである。後方散乱電子画像を用いた走査型
電子顕微鏡で粒子の分析を行ったところ、ポリマーが細
孔を満たし、キャリヤ粒子の表面を完全に被覆している
ことの実質的な証拠が示された。キャリヤの摩擦帯電値
は、約2μC/gであり、伝導率は、約2×10-7モー
/cmであった。ゆえに、キャリヤ粒子は伝導性である
といえる。
【0048】実施例9 98gのメタクリル酸トリフルオロエチルと、20gの
コンダクテクス SCウルトラ(商品名)伝導性カーボ
ンブラックと、2gのジビニルベンゼン架橋剤と、2g
の2,2´−アゾジメチルバレロニトリルと、1gの過
酸化ベンゾイルとから成る混合物、123gと、パウダ
ーテック社より入手の、平均粒径が約32μm、BET
表面積が約1,600cm2/gである、多孔性CuZ
nフェライト粉末30gとを混合して、キャリヤ粒子を
調製した。これらの成分を500mlのガラス製反応器
に計り取り、約300rpmの速度で約60分間撹拌し
た。次にこの反応器を約55℃の水浴に浸し、約60分
間バルク重合を行った。この間、ほぼ同じ速度、300
rpmで撹拌し、キャリヤ細孔中のメタクリル酸トリフ
ルオロエチルを一部重合して(転化率 約5〜約40
%)ポリメタクリル酸トリフルオロエチルとし、また同
時にキャリヤ表面上でもメタクリル酸エステルモノマー
を一部重合し、ポリメタクリル酸トリフルオロエチルで
表面を全て被覆した。次に反応混合物を#3ワットマン
フィルタでろ過し、キャリヤ表面から余分のモノマーを
除いた。ろ過した物質を、次に150gの水の入った5
00mlのガラス製反応器に入れ、約300rpmで撹
拌した。反応器を約55℃の水浴に浸し、水浴の温度を
徐々に上げて約95℃とした。この温度で約60分間混
合物を撹拌し、重合及び架橋反応を完了させた。この
後、混合物から水を傾しゃし、混合物を一夜、約80℃
のオーブン中で乾燥させた。得られた生成物は、全ての
細孔の約96〜100%がほぼ充填され、各細孔の約9
0〜99%が架橋ポリメタクリル酸トリフルオロエチル
とその中に分散したカーボンブラックとで満たされ、表
面が架橋ポリメタクリル酸トリフルオロエチルとその中
に分散したカーボンブラックとで被覆されている、Cu
Znフェライトのキャリヤコアを含むものである。熱重
量分析での測定によれば、生成物は、細孔中及び表面上
で十分に架橋したポリマーを約5.0重量%、細孔中及
び表面上のカーボンブラックを約1.0重量%、上記の
多孔性CuZnフェライトコア物質を約94.0重量%
含むものである。後方散乱電子画像を用いた走査型電子
顕微鏡で粒子の分析を行ったところ、ポリマーが細孔を
満たし、キャリヤ粒子の表面を完全に被覆していること
の実質的な証拠が示された。キャリヤの摩擦帯電値は、
約−11μC/gであり、伝導率は、約5×10-7モー
/cmであった。ゆえに、キャリヤ粒子は伝導性である
といえる。
【0049】以上の全ての実施例において、摩擦帯電値
及びその他の値は、例えば実施例1に示したように、現
像剤に調製した後に測定したものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス イー エンライト カナダ オンタリオ州 ブラッドフォード センター ストリート 61 アパートメ ント #4 (72)発明者 ジョン エイ クリーチュラ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 オンタ リオ レイク ロード 426 (72)発明者 マリー エル オット アメリカ合衆国 ニューヨーク州 フェア ポート パトナム サークル 12 (72)発明者 ケイ デリク ヘンダーソン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ロチェ スター エス グッドマン ストリート 34 アパートメント 501 (72)発明者 ポール ジェイ ガーオイル カナダ オンタリオ州 オークビル サー ル コート 2074

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多孔性コアを含むキャリヤであって、コ
    ア細孔の一部にポリマー又はポリマー混合物(1)が含
    まれ、キャリヤ上にポリマー又は必要に応じてポリマー
    混合物(2)がコーティングされていることを特徴とす
    るキャリヤ。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のキャリヤであって、前
    記キャリヤコア細孔のほぼ全てに前記ポリマー(1)が
    含まれ、前記ポリマー(1)及び(2)の少なくとも一
    方に、更に伝導性成分が含まれることを特徴とするキャ
    リヤ。
  3. 【請求項3】 キャリヤの現場調製法であって、 キャリヤコアと、モノマーと開始剤の混合物と、必要に
    応じて連鎖移動剤と、必要に応じて架橋剤とを混合し、 加熱によりモノマーを重合し、キャリヤ細孔中及びキャ
    リヤ表面上でポリマー又は架橋ポリマーとし、 細孔の内部及びキャリヤ表面上にポリマー及びモノマー
    混合物を保持しているキャリヤコアと、水とを混合し、 加熱により、重合及び必要に応じて架橋を完了し、キャ
    リヤ細孔中及びキャリヤ表面上でポリマー又は架橋ポリ
    マーとし、 混合物から水を除去し、 必要に応じて乾燥させることを特徴とする調製法。
JP05228499A 1998-03-09 1999-03-01 キャリヤの現場調製法 Expired - Fee Related JP4113297B2 (ja)

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