JP2011164480A - 静電潜像現像用キャリア及び静電潜像現像用現像剤 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】芯材と、芯材を被覆し樹脂を含む被覆層と、を有し、樹脂の硬さが100N/mm2以下であり、樹脂の戻り率が60%以上である、静電潜像現像用キャリアである。
【選択図】なし
Description
芯材と、
前記芯材を被覆し、樹脂を含む被覆層と、を有し、
前記樹脂の硬さが100N/mm2以下であり、
前記樹脂の戻り率が60%以上である、静電潜像現像用キャリアである。
前記樹脂の硬さが20N/mm2以下であり、前記樹脂の戻り率が70%以上である、請求項1に記載の静電潜像現像用キャリアである。
前記樹脂は、ヒドロキシル基を有する炭素数10以上の側鎖を含むアクリル樹脂と、イソシアネートと、の重合体である、請求項1又は請求項2に記載の静電潜像現像用キャリアである。
前記樹脂は、ヒドロキシル基を有する側鎖を含むアクリル樹脂と、炭素数6以上のポリオールと、イソシアネートと、の重合体である、請求項1又は請求項2に記載の静電潜像現像用キャリアである。
前記樹脂は、フッ素原子を含む、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の静電潜像現像用キャリアである。
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の静電潜像現像用キャリアと、トナーと、を有する静電潜像現像用現像剤である。
本実施形態に係る静電潜像現像用キャリア(以下、「キャリア」と称する場合がある)は、芯材と、芯材を被覆する被覆層と、を含む。また被覆層は、樹脂を含み、前記樹脂の硬さが100N/mm2以下であり、前記樹脂の戻り率が60%以上である。
具体的には、測定装置としてフィッシャースコープHM2000(フィッシャー社製)を用い、ポリイミドフィルムに塗布し重合して形成したサンプル樹脂層を、スライドガラスに接着剤で固定し、上記測定装置にセットして測定を行う。
図1に、戻り率の測定における荷重(F)と押し込み深さ(h)との関係を示す。まず、サンプル樹脂層に室温(23℃)で0.5mNまで15秒間かけて荷重をかけていき(図1の点Aから点Bまでの矢印)0.5mNで5秒間保持する(図1の点Bから点Cまでの矢印)。その際の最大変位を「h1」とする。その後、15秒かけて0.005mNまで除荷していき(図1の点Cから点Dまでの矢印)、0.005mNで1分間保持する(図1の点Dから点Eまでの矢印)。そのときの変位(荷重をかける前の位置からの変位)を「h2」として、戻り率「(h1−h2)/h1」を計算する。
従来のキャリアは、被覆層を剥がれにくくするために、硬い樹脂によって芯材を被覆したものが一般的であった。そのように、被覆層に含まれる樹脂が硬い(すなわち樹脂の硬さが上記範囲よりも大きい)場合は、樹脂が塑性変形しにくく、キャリアが受けた衝突のエネルギーが吸収されにくいため、衝撃に弱く、キャリアの被覆層に亀裂が生じやすいと考えられる。そして、キャリアの被覆層に亀裂が生じると、そこから被覆層が割れて、芯材から剥がれやすくなると考えられる。
一方、本実施形態では、従来に比べて軟らかい樹脂を被覆層に用いている。すなわち本実施形態のキャリアは、被覆層に含まれる樹脂の硬さが上記範囲であるため、上記範囲よりも大きい場合に比べ、例えば現像器中の撹拌によってキャリア同士が衝突しても、被覆層の樹脂が柔軟に塑性変形してエネルギーを吸収するため、被覆層が割れにくいと考えられる。
本実施形態のキャリアにおいては、被覆層に含まれる樹脂の戻り率は、上記の通り60%以上であり、70%以上が好ましく、90%以上がさらに好ましく、被覆層の剥がれにくさという観点においては大きければ大きいほど好ましく、100%がもっとも理想的である。
具体的には、例えば、ヒドロキシル基を有する炭素数10以上の側鎖(以下、「ヒドロキシル長側鎖」と称する場合がある)を含むアクリル樹脂と、イソシアネートと、を重合して得られた樹脂が挙げられる。
また、例えば、ヒドロキシル基を有する側鎖(以下、「ヒドロキシル側鎖」と称する場合がある)を含むアクリル樹脂と、炭素数6以上のポリオール(以下、「長鎖ポリオール」と称する場合がある)と、イソシアネートと、を重合して得られた樹脂も挙げられる。
以下、上記ヒドロキシル長側鎖等を重合して得られた樹脂、及び上記長鎖ポリオール等を重合して得られた樹脂を、「特定樹脂」と称する場合がある。
このように、上記特定樹脂は、架橋部の炭素数が長いことにより硬さ及び戻り率が上記範囲内となるため、キャリアの被覆層に用いられると、被覆層が剥がれにくくなると推測される。
また、長鎖ポリオール全体の炭素数として、例えば6以上が挙げられる。そして、長鎖ポリオールの1つのヒドロキシル基からもう1つのヒドロキシル基までをつなぐ鎖に含まれる炭素の数のうち最も多い炭素数(以下、「長鎖炭素数」と称する場合がある)としては、例えば6以上が挙げられる。長鎖炭素数としては、好ましくは20以上がよい。
(特定樹脂)
被覆層に含まれる樹脂の一例として、上記特定樹脂について説明する。
上記特定樹脂は、上記の通り、少なくともヒドロキシル側鎖を含むアクリル樹脂とイソシアネートとを用いて重合して得られた樹脂であり、その架橋部にヒドロキシル長側鎖に由来する成分及び長鎖ポリオールに由来する成分の少なくとも一方が含まれている。
上記特定樹脂の重合に用いられるアクリル樹脂は、少なくともヒドロキシル側鎖を有する。また長鎖ポリオールを用いない場合はヒドロキシル長側鎖を有するアクリル樹脂を用いる必要がある。
前記アクリル樹脂の製造には、少なくともヒドロキシル基を有するモノマー及びカルボキシ基を有するモノマーの少なくとも一種が用いられ、その他にヒドロキシル基を有さないモノマーがさらに用いられてもよい。
また、カルボキシ基を有するモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸等のカルボキシ基を有するエチレン性モノマーが挙げられる。
さらに、ヒドロキシル基を有さないモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸n−ドデシル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル等のエチレン性モノマーが挙げられる。
また、アクリル樹脂に含まれるヒドロキシル側鎖及びヒドロキシル基を有さない側鎖全体に対する、ヒドロキシル側鎖の割合としては、例えば10モル%以上80モル%以下の範囲が挙げられる。
上記フッ素原子を含有するモノマーの含有量としては、前記アクリル樹脂の合成に用いる全モノマーに対して0.1以上0.7以下(モル比)であることが好ましく、0.2以上0.5以下(モル比)であることがより好ましい。
また上記アクリル樹脂は、1種のみ用いてもよいし、2種以上用いてもよい。
前記長鎖ポリオールとしては、炭素数6以上のポリオールであれば特に制限はないが、例えば、下記一般式(1)で表される化合物に代表される2官能ポリカプロラクトンジオール類、下記一般式(2)で表される化合物に代表される3官能ポリカプロラクトントリオール類、その他4官能ポリカプロラクトンポリオール等が挙げられる。長鎖ポリオールは1種のみでもよいし2種以上であってもよい。
上記フッ素原子を含有する長鎖ポリオールの含有量としては、例えば、前記アクリル樹脂が有するヒドロキシル基のモル数に対する、添加するフッ化ポリオール(長鎖ポリオール)中のヒドロキシル基のモル数の比が、0.1倍以上10倍以下である範囲が挙げられる。
前記イソシアネートは、前記アクリル樹脂と前記長鎖ポリオール、アクリル樹脂同士、又は長鎖ポリオール同士を架橋する架橋剤として機能する。またイソシアネートは、1分子中にイソシアネート基を2以上有するものであれば特に制限されるものではないが、例えば、メチレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等が挙げられる。またイソシアネートがフッ素原子を含んでもよい。そして、用いられるイソシアネートは1種のみであってもよいし2種以上であってもよい。
尚、上記イソシアネートの含有量としては、用いられるイソシアネート基のモル数(C)が、前記アクリル樹脂のヒドロキシル基のモル数(A)と前記ポリオールのヒドロキシル基のモル数(B)との合計モル数((A)+(B))に対し、0.5倍量以上3倍量以下であることが好ましい。
導電剤は、例えばキャリアの抵抗値を調整する目的で、必要に応じて用いられるものであり、例えば被覆層に含まれる樹脂中に分散させて用いられる。
また導電剤は、上記被覆層とは別の層に用いられてもよい。被覆層とは別の層に用いられる形態としては、例えば、芯材を導電剤で被覆して導電剤層を形成した後に、被覆層を形成する形態が挙げられる。導電剤層を形成する形態において被覆層中に導電剤を含んでもよいが、上記導電剤層の形成によって目的の抵抗値が得られれば、被覆層中に導電剤が含まれていなくてもよい。
上記金属ナノ粒子の材料としては、例えば、周期律表の8族、9族、10族、11族、12族、13族、14族および15族から選択される1種以上の単体、合金、または酸化物が挙げられ、Au、Ag、Cu、Pt、Ni、Alの金属や、Au、Ag、Cu、Pt、Ni、Al、Sn、Bi、Zn、Fe、Coの中から選択される二種以上の金属からなる合金や、Ag、Cu、Pt、Ni、Al、Sn、Bi、Zn、Fe、Coの中から選択される金属の酸化物が挙げられる。また、上記金属、合金、または金属酸化物に、Ga,Al,Tb,Nb等をドープ(添加)したものが挙げられる。
被覆層を形成する方法としては、例えば、上記樹脂の原料及び被覆層に含有させるその他の成分(導電剤等)を混合した溶液(被覆層形成用塗布液)を、芯材(又は導電剤層が形成された芯材)に付着させ、加熱する方法等が挙げられる。
例えば、被覆層に含まれる上記樹脂として上記特定樹脂を用いる場合、被覆層形成用塗布液として、上記アクリル樹脂、上記イソシアネート、必要に応じて上記長鎖ポリオール、及び被覆層に含有させるその他の成分を混合した溶液を用いる。そして、芯材等の表面に被覆層形成用塗布液を付着させた後、85℃で60分加熱し、130℃で0.5時間加熱することにより、樹脂を硬化させ、被覆層を形成する。
また被覆層の膜厚としては、例えば1μm以上2μm以下の範囲が挙げられ、0.1μm以上5μm以下の範囲であってもよい。
芯材は、特に限定されるものではなく、具体的には、例えば、鉄、鋼、ニッケル、若しくはコバルト等の磁性金属粒子、これらの磁性金属とマンガン、クロム、若しくは希土類等との合金、フェライト若しくはマグネタイト等の磁性酸化物粒子、又は磁性粒子とバインダー樹脂とを含む磁性粒子分散型の芯材等が挙げられる。
芯材の体積電気抵抗としては、例えば、1×105Ω・cm以上1×1010Ω・cm以下の範囲が挙げられる。
なお、上記体積電気抵抗は、以下の方法で測定した値をいう。中温中湿下(温度20℃、湿度50%RH)で、芯材を2×10−4m2の断面積を有する容器に厚み1mmになるように充填し、その後、充填した芯材に、金属製部材により、1×104kg/m2の荷重をかける。該金属製部材と、容器の底面電極との間に106V/mの電界が生じる電圧を印加し、その際の電流値から算出した値を体積電気抵抗値とする。
なお、この体積平均粒径は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(LS Particle Size Analyzer:LS13 320、BECKMAN COULTER社製)を用いて測定された値をいう。得られた粒度分布を分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、小粒径側から体積累積分布を引いて、累積50%となる粒径を体積平均粒径とする。
次に本実施形態の静電潜像現像用現像剤(以下、「現像剤」と称す場合がある)について説明する。本実施形態の現像剤は、上記キャリアと、トナーと、を含むものである。
ここで、トナーとキャリアとの混合比(質量比)としては、例えば、トナー:キャリア=1:100から20:100程度の範囲、3:100から15:100程度の範囲が挙げられる。
なお、トナーの体積平均粒径は、LS−Particle−Size−Analyzer(COULTER社)を用い、体積粒度分布に対し小径側から累積分布を描き、累積50%となる粒径として求めたものである。
本実施の形態で用いられるトナーは、磁性材料を内包する磁性トナーであってもよく、磁性材料を含有しない非磁性トナーであってもよい。
本実施形態における現像剤は、公知の電子写真方式の画像形成方法を用いる画像形成装置で用いられる。
公知の電子写真方式の画像形成方法としては、像保持体の表面を帯電する帯電工程と、帯電された像保持体の表面を露光して潜像を形成する潜像形成工程と、本実施の形態の現像剤によって、像保持体表面に形成された潜像を現像してトナー像を形成する現像工程と、像保持体表面に形成されたトナー像を記録媒体表面に転写する転写工程と、記録媒体表面に転写されたトナー像を定着する定着工程と、転写工程を終えた後の像保持体表面に付着した付着物を除去する除去工程とを含むものが挙げられる。
(特定樹脂A1の合成)
<アクリル樹脂プレポリマーA1の合成>
ヒドロキシル基を有し炭素数3のヒドロキシル側鎖を形成するモノマーであるヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)91.0部と、ヒドロキシル基を有し炭素数21のヒドロキシル長側鎖を形成するモノマーであるプラクセルFM3(ダイセル化学社製、化合物名:ラクトン変性メタアクリレート)660.8部と、ノルマルブチルメタクリレート(nBMA)298.2部と、重合開始剤(過酸化ベンゾイル、BPO)27部と、酢酸ブチル60部と、からなるモノマー溶液を滴下ロートに入れ、窒素還流下で110℃に昇温した酢酸ブチル300部中に、攪拌下3時間かけて滴下し重合した。さらに酢酸ブチル135部とBPO3部とからなる液を1時間かけて滴下し、反応を簡潔させた。尚、反応中は110℃に保持して攪拌し続けた。こうしてアクリル樹脂プレポリマーA1を合成した。
下記A1液に下記C1液を加え10分間減圧下で脱泡した。それを90μm厚のポリイミドフィルムにキャストして、85℃で1時間、さらに130℃で30分硬化して40μmの膜厚の樹脂層サンプルA1を得た。
・C1液(イソシアネート、旭化成ケミカルズ社製、デュラネートV3000):21.7部
なお上記弾性率は、上記戻り率の測定によって得られた荷重変位曲線(図1)から、以下のようにして求められる値であり、以下同様である。具体的には、図1で示される点ABCDEFで囲まれた面積に相当する仕事量を「Welastic」とし、点CDEFGで囲まれた面積に相当する仕事量を「Wplastic」とすると、弾性率は、「Welastic/(仕事Wplastic+仕事Welastic)」で表される。
以下のようにして、上記特定樹脂A1を含む被覆層を有するキャリアA1を製造した。
芯材としてMn−Mg−Srフェライト粒子(体積平均粒径:35μm)を用い、導電剤としてカーボンブラック粒子(キャボット社製、VXC72)を用い、上記A1液と上記C1液とを上記割合で混合した混合溶液に、芯材を500部と導電剤を1.4部加え、真空脱気型ニーダーに入れ、70℃に加熱しながら30分間攪拌し、その後、130℃に上昇させ、さらに30分間攪拌し、減圧しながら攪拌して溶剤を除去した。製造した試料を75μm目開きメッシュにて篩分することによって、キャリアを得た。篩分によって得られたキャリアの質量は、篩分前の質量の40%であった。なお、キャリアの被覆層に含まれる樹脂の含有量は99.7質量%である。
得られたキャリア2gとジルコニアビーズ20gとをポッドにいれ、ボールミリングで6時間の加速を行い、ミリング前のキャリアとミリング後のキャリアについてSEM(走査型電子顕微鏡)による観察を行った。
その結果、被覆層の剥がれが僅かに観察されたが、許容範囲のレベルであった。
(特定樹脂A2の合成)
<アクリル樹脂プレポリマーA2の合成>
ヒドロキシル基を有し炭素数3のヒドロキシル側鎖を形成するモノマーであるヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)91.0部と、ヒドロキシル基を有し炭素数21のヒドロキシル長側鎖を形成するモノマーであるプラクセルFM3(ダイセル化学社製、化合物名:ラクトン変性メタアクリレート)660.8部と、ノルマルブチルメタクリレート(nBMA)298.2部と、重合開始剤(過酸化ベンゾイル、BPO)27部と、酢酸ブチル60部と、からなるモノマー溶液を滴下ロートに入れ、窒素還流下で110℃に昇温した酢酸ブチル300部中に、攪拌下3時間かけて滴下し重合した。さらに酢酸ブチル135部とBPO3部とからなる液を1時間かけて滴下し、反応を簡潔させた。尚、反応中は110℃に保持して攪拌し続けた。こうしてアクリル樹脂プレポリマーA2を合成した。
下記A2液に下記C2液を加え10分間減圧下で脱泡した。それを90μm厚のポリイミドフィルムにキャストして、85℃で1時間、さらに130℃で30分硬化して40μmの膜厚の樹脂層サンプルA2を得た。
・C2液(イソシアネート、旭化成ケミカルズ社製、デュラネートMHG80B):36.2部
以下のようにして、上記特定樹脂A2を含む被覆層を有するキャリアA2を製造した。
芯材としてMn−Mg−Srフェライト粒子(体積平均粒径:35μm)を用い、導電剤としてカーボンブラック粒子(キャボット社製、VXC72)を用い、上記A2液と上記C2液とを上記割合で混合した混合溶液に、芯材を500部と導電剤を1.4部加え、真空脱気型ニーダーに入れ、70℃に加熱しながら30分間攪拌し、その後、130℃に上昇させ、さらに30分間攪拌し、減圧しながら攪拌して溶剤を除去した。さらに製造した試料を75μm目開きメッシュにて篩分することによって、キャリアを得た。篩分によって得られたキャリアの質量は、篩分前の質量の51%であった。なお、キャリアの被覆層に含まれる樹脂の含有量は99.7質量%である。
得られたキャリア2gとジルコニアビーズ20gとをポッドにいれ、ボールミリングで6時間の加速を行い、ミリング前のキャリアとミリング後のキャリアについてSEM(走査型電子顕微鏡)による観察を行った。
その結果、被覆層の剥がれが僅かに観察されたが、許容範囲のレベルであった。
(特定樹脂A3の合成)
<アクリル樹脂プレポリマーA3の合成>
ブチルメタクリレート(BMA、ヒドロキシル基を有さないモノマー)342.1部と、プラクセルFM3(ダイセル化学社製、ヒドロキシル基を有し炭素数21のヒドロキシル長側鎖を形成するモノマー)1242.1部と、重合開始剤(過酸化ベンゾイル、BPO)27部と、酢酸ブチル60部と、からなるモノマー溶液を滴下ロートに入れ、窒素還流下で110℃に昇温した酢酸ブチル300部中に、攪拌下3時間かけて滴下し重合した。さらに酢酸ブチル135部とBPO3部とからなる液を1時間かけて滴下し、反応を簡潔させた。尚、反応中は110℃に保持して攪拌し続けた。こうしてアクリル樹脂プレポリマーA3を合成した。
下記A3液と下記B3液とを、下記の割合で混合したのち、下記C3液をさらに加え10分間減圧下で脱泡した。それを90μm厚のポリイミドフィルムにキャストして、85℃で1時間、さらに130℃で30分硬化して40μmの膜厚の樹脂層サンプルA3を得た。
・B3液(プラクセル312、ダイセル化学工業社製、長鎖ポリオールである長鎖炭素数42のポリカプロラクタントリオール):103.5部
・C3液(デュラネートTKA100、旭化成ケミカルズ社製、ヘキサメチレンジイソシアネートのポリイソシアヌレート体):138.2部
なお、アクリル樹脂プレポリマーA3が有するヒドロキシル基に対する、長鎖ポリオールが有するヒドロキシル基のモル比は、0.5倍であった。
以下のようにして、上記特定樹脂A3を含む被覆層を有するキャリアA3を製造した。
芯材としてMn−Mg−Srフェライト粒子(体積平均粒径:35μm)を用い、導電剤としてカーボンブラック粒子(キャボット社製、VXC72)を用い、上記A3液と上記B3液と上記C3液とを上記割合で混合した混合溶液に、芯材を500部と導電剤を1.4部加え、真空脱気型ニーダーに入れ、70℃に加熱しながら30分間攪拌し、その後、130℃に上昇させ、さらに30分間攪拌し、減圧しながら攪拌して溶剤を除去した。さらに製造した試料を75μm目開きメッシュにて篩分することによって、キャリアを得た。篩分によって得られたキャリアの質量は、篩分前の質量の48%であった。なお、キャリアの被覆層に含まれる樹脂の含有量は99.7質量%である。
得られたキャリア2gとジルコニアビーズ20gとをポッドにいれ、ボールミリングで6時間の加速を行い、ミリング前のキャリアとミリング後のキャリアについてSEM(走査型電子顕微鏡)による観察を行った。
その結果、被覆層の剥がれがほとんど観察されなかった。
(特定樹脂A4の合成)
<アクリル樹脂プレポリマーA4の合成>
ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)95.3部と、プラクセルFM3(ダイセル化学社製)を692.0部と、FAMAC6(ユニマテック株式会社製、化合物名:2−(パーフルオロヘキシル)エチルメタクリレート、フッ素原子含有)を950.0部と、重合開始剤(過酸化ベンゾイル、BPO)27部と、酢酸ブチル60部と、からなるモノマー溶液を滴下ロートに入れ、窒素還流下で110℃に昇温した酢酸ブチル300部中に、攪拌下3時間かけて滴下し重合した。さらに酢酸ブチル135部とBPO3部とからなる液を1時間かけて滴下し、反応を簡潔させた。尚、反応中は110℃に保持して攪拌し続けた。こうしてアクリル樹脂プレポリマーA4を合成した。
下記A4液に下記C4液を加え10分間減圧下で脱泡した。それを90μm厚のポリイミドフィルムにキャストして、85℃で1時間、さらに130℃で30分硬化して40μmの膜厚の樹脂層サンプルA4を得た。
・C4液(デュラネートK6000(TKA100のブロック剤)、旭化成ケミカルズ社製、ヘキサメチレンジイソシアネートのポリイソシアヌレート体):72部
以下のようにして、上記特定樹脂A4を含む被覆層を有するキャリアA4を製造した。
芯材としてMn−Mg−Srフェライト粒子(体積平均粒径:35μm)を用い、導電剤としてカーボンブラック粒子(キャボット社製、VXC72)を用い、上記A4液と上記C4液とを上記割合で混合した混合溶液に、芯材を500部と導電剤を1.4部加え、真空脱気型ニーダーに入れ、70℃に加熱しながら30分間攪拌し、その後、130℃に上昇させ、さらに30分間攪拌し、減圧しながら攪拌して溶剤を除去した。さらに製造した試料を75μm目開きメッシュにて篩分することによって、キャリアを得た。篩分によって得られたキャリアの質量は、篩分前の質量の90%であった。実施例1から実施例3までと比べて、キャリアの凝集が抑制されたため、メッシュを通る割合が多くなったものと思われる。なお、キャリアの被覆層に含まれる樹脂の含有量は99.7質量%である。
得られたキャリア2gとジルコニアビーズ20gとをポッドにいれ、ボールミリングで6時間の加速を行い、ミリング前のキャリアとミリング後のキャリアについてSEM(走査型電子顕微鏡)による観察を行った。
その結果、被覆層の剥がれが僅かに観察されたが、許容範囲のレベルであった。
(その他の樹脂B1の合成)
<アクリル樹脂プレポリマーB1の合成>
ブチルメタクリレート(BMA、ヒドロキシル基を有さないモノマー)313.2部と、ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA、ヒドロキシル基を有し炭素数3のヒドロキシル側鎖を形成するモノマー)313.2部と、重合開始剤(過酸化ベンゾイル、BPO)27部と、酢酸ブチル60部と、からなるモノマー溶液を滴下ロートに入れ、窒素還流下で110℃に昇温した酢酸ブチル300部中に、攪拌下3時間かけて滴下し重合した。さらに酢酸ブチル135部とBPO3部とからなる液を1時間かけて滴下し、反応を簡潔させた。尚、反応中は110℃に保持して攪拌し続けた。こうしてアクリル樹脂プレポリマーB1を合成した。
下記A5液に下記C5液を加え10分間減圧下で脱泡した。それを90μm厚のポリイミドフィルムにキャストして、85℃で1時間、さらに130℃で30分硬化して40μmの膜厚の樹脂層サンプルB1を得た。
・C5液(デュラネートTKA100、旭化成ケミカルズ社製、ヘキサメチレンジイソシアネートのポリイソシアヌレート体):45.3部
以下のようにして、上記その他の樹脂B1を含む被覆層を有するキャリアB1を製造した。
芯材としてMn−Mg−Srフェライト粒子(体積平均粒径:35μm)を用い、導電剤としてカーボンブラック粒子(キャボット社製、VXC72)を用い、上記A5液と上記C5液とを上記割合で混合した混合溶液に、芯材を500部と導電剤を1.4部加え、真空脱気型ニーダーに入れ、70℃に加熱しながら30分間攪拌し、その後、130℃に上昇させ、さらに30分間攪拌し、減圧しながら攪拌して溶剤を除去した。製造した試料を75μm目開きメッシュにて篩分することによって、キャリアを得た。篩分によって得られたキャリアの質量は、篩分前の質量の40%であった。なお、キャリアの被覆層に含まれる樹脂の含有量は99.7質量%である。
得られたキャリア2gとジルコニアビーズ20gとをポッドにいれ、ボールミリングで6時間の加速を行い、ミリング前のキャリアとミリング後のキャリアについてSEM(走査型電子顕微鏡)による観察を行った。
その結果、被覆層の剥がれが観察され、許容範囲を超えていた。
(その他の樹脂B2の合成)
<樹脂層サンプルB2(その他の樹脂B2)の形成>
以下のようにして、樹脂層サンプルB2を形成した。具体的には、シクロヘキシルメタクリレートとメタクリレートとの共重合体樹脂液(濃度15質量%)100部をとり、それを90μm厚のポリイミドフィルムにキャストして、85℃で1時間、さらに130℃で30分硬化して40μmの膜厚の樹脂層サンプルB2を得た。
以下のようにして、上記その他の樹脂B2を含む被覆層を有するキャリアB2を製造した。
芯材としてMn−Mg−Srフェライト粒子(体積平均粒径:35μm)を用い、導電剤としてカーボンブラック粒子(キャボット社製、)を用い、上記シクロヘキシルメタクリレートとメタクリレートとの共重合体樹脂液100部に、芯材を500部と導電剤を1.4部加え、真空脱気型ニーダーに入れ、70℃に加熱しながら30分間攪拌し、その後、130℃に上昇させ、さらに30分間攪拌し、減圧しながら攪拌して溶剤を除去した。製造した試料を75μm目開きメッシュにて篩分することによって、キャリアを得た。篩分によって得られたキャリアの質量は、篩分前の質量の98%であった。なお、キャリアの被覆層に含まれる樹脂の含有量は99.7質量%である。
得られたキャリア2gとジルコニアビーズ20gとをポッドにいれ、ボールミリングで6時間の加速を行い、ミリング前のキャリアとミリング後のキャリアについてSEM(走査型電子顕微鏡)による観察を行った。
その結果、被覆層の剥がれが顕著に観察され、許容範囲を超えていた。
以上のようにして得られたキャリアを100重量部と、トナー(富士ゼロックス社製、商品名A−Color935用マジェンタトナー,平均粒径8μm)を6質量部と、を混合して現像剤を調整した。
特に実施例4においては、実施例1から実施例3までと比べて、形成された画像における画像濃度の低下が抑制されていた。
(特定樹脂C1の合成)
<アクリル樹脂プレポリマーC1の合成>
ブチルメタクリレート(BMA、ヒドロキシル基を有さないモノマー)313.2部と、プラクセルFM3(ダイセル化学社製、ヒドロキシル基を有し炭素数21のヒドロキシル長側鎖を形成するモノマー)313.2部と、重合開始剤(過酸化ベンゾイル、BPO)27部と、酢酸ブチル60部と、からなるモノマー溶液を滴下ロートに入れ、窒素還流下で110℃に昇温した酢酸ブチル300部中に、攪拌下3時間かけて滴下し重合した。さらに酢酸ブチル135部とBPO3部とからなる液を1時間かけて滴下し、反応を簡潔させた。尚、反応中は110℃に保持して攪拌し続けた。こうしてアクリル樹脂プレポリマーC1を合成した。
下記A6液に下記C6液を加え10分間減圧下で脱泡した。それを90μm厚のポリイミドフィルムにキャストして、85℃で1時間、さらに130℃で30分硬化して40μmの膜厚の樹脂層サンプルC1を得た。
・C6液(デュラネートTKA100、旭化成ケミカルズ社製、ヘキサメチレンジイソシアネートのポリイソシアヌレート体):20.7部
<アクリル樹脂プレポリマーC2の合成>
ブチルメタクリレート(BMA、ヒドロキシル基を有さないモノマー)313.2部と、ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA、ヒドロキシル基を有し炭素数3のヒドロキシル側鎖を形成するモノマー)104.4部と、プラクセルFM3(ダイセル化学社製、ヒドロキシル基を有し炭素数21のヒドロキシル長側鎖を形成するモノマー)208.8部と、重合開始剤(過酸化ベンゾイル、BPO)27部と、酢酸ブチル60部と、からなるモノマー溶液を滴下ロートに入れ、窒素還流下で110℃に昇温した酢酸ブチル300部中に、攪拌下3時間かけて滴下し重合した。さらに酢酸ブチル135部とBPO3部とからなる液を1時間かけて滴下し、反応を簡潔させた。尚、反応中は110℃に保持して攪拌し続けた。こうしてアクリル樹脂プレポリマーC2を合成した。
下記A7液に下記C7液を加え10分間減圧下で脱泡した。それを90μm厚のポリイミドフィルムにキャストして、85℃で1時間、さらに130℃で30分硬化して40μmの膜厚の樹脂層サンプルC2を得た。
・C7液(デュラネートTKA100、旭化成ケミカルズ社製、ヘキサメチレンジイソシアネートのポリイソシアヌレート体):25.5部
<アクリル樹脂プレポリマーC3の合成>
ブチルメタクリレート(BMA、ヒドロキシル基を有さないモノマー)313.2部と、ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA、ヒドロキシル基を有し炭素数3のヒドロキシル側鎖を形成するモノマー)208.8部と、プラクセルFM3(ダイセル化学社製、ヒドロキシル基を有し炭素数21のヒドロキシル長側鎖を形成するモノマー)104.4部と、重合開始剤(過酸化ベンゾイル、BPO)27部と、酢酸ブチル60部と、からなるモノマー溶液を滴下ロートに入れ、窒素還流下で110℃に昇温した酢酸ブチル300部中に、攪拌下3時間かけて滴下し重合した。さらに酢酸ブチル135部とBPO3部とからなる液を1時間かけて滴下し、反応を簡潔させた。尚、反応中は110℃に保持して攪拌し続けた。こうしてアクリル樹脂プレポリマーC3を合成した。
下記A8液に下記C8液を加え10分間減圧下で脱泡した。それを90μm厚のポリイミドフィルムにキャストして、85℃で1時間、さらに130℃で30分硬化して40μmの膜厚の樹脂層サンプルC3を得た。
・C8液(デュラネートTKA100、旭化成ケミカルズ社製、ヘキサメチレンジイソシアネートのポリイソシアヌレート体):32.2部
Claims (6)
- 芯材と、
前記芯材を被覆し、樹脂を含む被覆層と、を有し、
前記樹脂の硬さが100N/mm2以下であり、
前記樹脂の戻り率が60%以上である、静電潜像現像用キャリア。 - 前記樹脂の硬さが20N/mm2以下であり、前記樹脂の戻り率が70%以上である、請求項1に記載の静電潜像現像用キャリア。
- 前記樹脂は、ヒドロキシル基を有する炭素数10以上の側鎖を含むアクリル樹脂と、イソシアネートと、の重合体である、請求項1又は請求項2に記載の静電潜像現像用キャリア。
- 前記樹脂は、ヒドロキシル基を有する側鎖を含むアクリル樹脂と、炭素数6以上のポリオールと、イソシアネートと、の重合体である、請求項1又は請求項2に記載の静電潜像現像用キャリア。
- 前記樹脂は、フッ素原子を含む、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の静電潜像現像用キャリア。
- 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の静電潜像現像用キャリアと、トナーと、を有する静電潜像現像用現像剤。
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