CN110268336A - 电子照相显影剂用磁性芯材、电子照相显影剂用载体及显影剂 - Google Patents

电子照相显影剂用磁性芯材、电子照相显影剂用载体及显影剂 Download PDF

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Abstract

提供一种尽管是低比重却带电特性及强度优异并能够得到没有缺陷的良好的图像的电子照相显影剂用磁性芯材及电子照相显影剂用载体、以及含有该载体的显影剂。一种电子照相显影剂用磁性芯材,其中,硫成分的含量按硫酸根离子换算为60~800ppm,且孔隙容积为30~100mm3/g。

Description

电子照相显影剂用磁性芯材、电子照相显影剂用载体及显 影剂
技术领域
本发明涉及电子照相显影剂用磁性芯材、电子照相显影剂用载体及显影剂。
背景技术
电子照相显影方法是使显影剂中的色调剂颗粒附着到被形成在感光体上的静电潜像上以进行显影的方法,该方法中使用的显影剂分为:由色调剂颗粒和载体颗粒所构成的双组分型显影剂;以及仅使用色调剂颗粒的单组分型显影剂。
作为使用了这种显影剂中的、由色调剂颗粒和载体颗粒构成的双组分型显影剂的显影方法,以往采用的是瀑布法等,但是,现在以使用磁辊的磁刷法为主流。在双组分型显影剂中,载体颗粒是载体物质,其用于通过在填充有显影剂的显影盒内与色调剂颗粒一起被搅拌,从而对色调剂颗粒付与期望的电荷,进一步将这样带有电荷的色调剂颗粒输送到感光体的表面并在感光体上形成色调剂像。残留在保持磁性的显影辊上的载体颗粒从该显影辊再次返回到显影盒内,被与新的色调剂颗粒进行混合及搅拌,在一定期间内被反复使用。
双组分型显影剂与单组分型显影剂不同,载体颗粒具有被与色调剂颗粒混合及搅拌,使色调剂颗粒带电,进一步输送到感光体表面的功能,设计显影剂时的控制性良好。因此,双组分型显影剂适合使用于要求高图像质量的全彩显影装置、进行要求图像维持的可靠性及耐久性的高速印刷的装置等。在如此使用的双组分型显影剂中,需要图像浓度、模糊、白斑、色调、分辨率等图像特性从初始阶段就表现为预定值,而且这些特性在耐刷期(即,长期的使用期间)内不会变动,能够被稳定地维持。为了稳定地维持这些特性,需要双组分型显影剂中所含有的载体颗粒的特性稳定。作为形成双组分型显影剂的载体颗粒,以往使用铁粉载体、铁氧体载体、树脂覆盖铁氧体载体、磁粉分散型树脂载体等各种载体。
最近,办公室的网络化进步,正在从单功能的复印机向复合机的时代进化。此外,服务体制也从由签约的维护作业者定期地进行维护以更换显影剂等那样的系统向免维护系统的时代变迁,市场对显影剂的进一步的长寿命化的要求进一步提高。
在这样的状况下,出于谋求载体颗粒的轻量化并延长显影剂寿命的目的,提出了在使用了多孔质铁氧体颗粒的铁氧体载体芯材的空隙中填充有树脂的树脂填充型铁氧体载体。例如,在专利文献1(日本特开2014-197040号公报)中,提出了电子照相显影剂用树脂填充型铁氧体载体芯材、和在该铁氧体载体芯材的空隙中填充树脂而成的电子照相显影剂用树脂填充型铁氧体载体,其特征在于,由平均压缩破坏强度为100mN以上、压缩破坏强度的变动系数为50%以下的多孔质铁氧体颗粒构成。根据该铁氧体载体,因为通过载体颗粒的低比重而实现了轻量化,且具有较高的强度,所以具有耐久性优异并能够达成长寿命化等效果。
另一方面,也已知载体芯材中的极微量的元素会使载体特性降低。例如,在专利文献2(日本特开2010-55014号公报)中提出了一种电子照相显影剂用树脂填充型载体,是在多孔质铁氧体芯材的空隙中填充树脂而得到的电子照相显影剂用树脂填充型载体,其特征在于,该多孔质铁氧体芯材的通过洗脱法测定的Cl浓度为10~280ppm,该树脂含有胺系化合物。根据该载体,因为将多孔质铁氧体芯材的Cl浓度抑制在一定范围,且在填充树脂中含有胺系化合物,所以能够得到期望的带电量,且环境变动所导致的带电量的变化较小。此外,尽管不是关于多孔质铁氧体的技术,但是,在专利文献3(日本特开2016-25288号公报)中提出了一种铁氧体磁性材料料,在主成分为Fe、以及Mn等添加元素的铁氧体磁性材料料中,平均粒径为1~100μm,该铁氧体磁性材料料中的除了Fe、添加元素以及氧之外的杂质的总量为0.5质量%以下,上述杂质含有Si、Al、Cr、Cu、P、Cl、Ni、Mo、Zn、Ti、硫、Ca、Mn、Sr的任意至少2种以上。将该原料中的杂质的影响受到了抑制的铁氧体磁性材料料用作电子照相显影剂用的磁性载体芯材的磁性载体具有磁力较高并抑制载体飞散的效果。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-197040号公报
专利文献2:日本特开2010-55014号公报
专利文献3:日本特开2016-25288号公报
发明内容
发明要解决的课题
这样,已知通过抑制载体芯材中含有的微量元素的含量,从而谋求提高载体特性的尝试,另一方面,根据高图像质量及高速印刷的要求,希望载体特性,具体而言是载体的带电付与能力及耐久性的进一步提高。在这一点,多孔质铁氧体芯材及由该多孔质铁氧体芯材构成的树脂填充型的载体由于特有的低比重,从而能够减轻在显影机内的作用在色调剂上的混合应力,在长期的使用中能够减少色调剂消耗,能够延长显影剂寿命,因此,具有耐刷中的长期稳定性。但是,因为是低比重,所以存在色调剂与载体的摩擦应力较弱,带电量的上升性差的问题。即,如专利文献2公开的那样,尽管通过减少氯而控制了环境变动所导致的带电量的变化,但是,没有达到使带电量的上升性提高。带电量的上升性是用于减轻因补充的色调剂而导致的色调剂飞散或模糊的重要特性,要求在长期的使用中也始终稳定的带电上升性。
再有,对于载体芯材所使用的铁氧体原料即氧化铁,一般使用从钢铁生产中的盐酸酸洗工序副产的氧化铁,硫成分作为杂质而被含在该氧化铁中。但是,硫成分因为铁氧体烧结阻碍效果或对制造设备的腐蚀性是轻微的,此外存在当提高原料的品质时经济性会变低这样的相反关系,所以,以往一直认为硫成分不是氧化铁的重要的品质指标。
本发明人们现今得到了如下见解:在电子照相显影剂用磁性芯材中,硫成分的含量及孔隙容积在提高带电特性和强度这方面是重要的。具体而言,得到了如下见解:通过适当控制电子照相显影剂用磁性芯材中的硫成分含量和孔隙容积,从而能够使带电量的上升优异,同时,能够提高压缩破坏强度,且能够减小其变动(各个磁性芯材的颗粒的压缩破坏强度的偏差),在制成为载体或显影剂时,能够稳定地得到良好的图像。
因此,本发明的目的在于提供一种电子照相显影剂用磁性芯材,尽管是低比重,却带电量的上升优异,且压缩破坏强度较高,并且其变动较小,在制成为载体或显影剂时能够稳定地得到良好的图像。此外,本发明的另一目的在于提供一种包括那样的磁性芯材的电子照相显影剂用载体和显影剂。
用于解决课题的手段
根据本发明的一个技术方案,提供一种电子照相显影剂用磁性芯材,硫成分的含量按硫酸根离子换算为60~800ppm,且孔隙容积为30~100mm3/g。
根据明的另一个技术方案,提供一种电子照相显影剂用载体,其包括:上述电子照相显影剂用磁性芯材;以及由被设置在上述磁性芯材的表面的树脂构成的覆盖层。
根据本发明的又一个技术方案,提供一种上述电子照相显影剂用载体,其还包括被填充在上述磁性芯材的细孔中而成的树脂。
根据本发明的再一个技术方案,提供一种显影剂,其包含上述载体、以及色调剂。
附图说明
图1表示磁性芯材中的硫成分含量与带电量上升速度(RQ)的关系。
具体实施方式
在本说明书中,使用“~”表示的数值范围意味着以被记载在“~”的前后的数值为下限值及上限值并将其包含在内的范围。
电子照相显影剂用磁性芯材是能够用作载体芯材的颗粒,在载体芯材上覆盖树脂从而成为电子照相显影用磁性载体。通过含有该电子照相显影剂用磁性载体、和色调剂从而成为电子照相显影剂。
电子照相显影剂用磁性芯材
本发明的电子照相显影剂用磁性芯材(以下,有的情况下称为磁性芯材、或载体芯材)具有硫成分的含量被控制在特定的范围内这样的特征。具体而言,磁性芯材中的硫成分的含量按硫酸根离子(SO4 2-)换算为60~800ppm。根据这样的磁性芯材,能够制成为带电付与能力及强度优异的载体。当硫成分含量超过800ppm时,带电量上升速度变小。认为其原因在于:因为硫成分容易吸湿,所以磁性芯材及载体的含水量会增加从而带电付与能力降低,并且,在搅拌显影剂中的载体和色调剂时,载体中的硫成分向色调剂转移从而色调剂的带电能力会降低。另一方面,当硫成分含量小于60ppm时,压缩破坏强度的变动变大,载体的耐久性变差。认为可能其原因在于:当硫成分过少时,烧结阻碍效果变得过小,在芯材制造时的烧成工序时结晶成长速度过度地变大。推测出当结晶成长速度过大时,即使为了得到与结晶成长速度适度的情况同样的颗粒表面性而调整了烧成条件,也会在磁性芯材的颗粒间的烧结程度上产生偏差,其结果,强度较低的颗粒(磁性芯材)所占的比例变高。在将强度较低的颗粒用作载体时,通过耐刷而在显影机内受到的机械性应力会导致发生碎裂开裂,招致电特性的变化所导致的图像不良。而且,为了制造硫成分含量小于60ppm的磁性芯材,必须使用品质较高的(硫成分含量较低的)原料、或者经过用于提高品质的工序,存在生产率差这样的问题。
磁性芯材中的硫成分含量按重量基准优选为80~700ppm,更优选为100~600ppm。
此外,磁性芯材中的氟离子含量按重量基准优选为0.1~5.0ppm,更优选为0.5~3.0ppm,进一步优选为0.5~2.0ppm。
另外,磁性芯材中的硫成分的含量是按硫酸根离子换算求出的含量,但是,这并不意味着硫成分被限定于以硫酸根离子的形态被含有,也可以以硫单体、硫化金属、硫酸根离子、或者其它硫化物等形态含有。此外,硫成分的含量例如能够通过燃烧离子色谱法来测定。燃烧离子色谱法是如下方法:使试样在含氧气体气流中燃烧,使吸收液吸收所产生的气体,然后,利用离子色谱法对吸收液所吸收的卤素或硫酸根离子进行定量分析,能够容易地进行以往困难的对卤素或硫成分的ppm数量级的分析。
在本说明书中记载的阴离子成分的含量值是利用燃烧离子色谱法按后述的实施例中记载的条件测定的值。
此外,对于磁性芯材中的阳离子成分的含量,能够利用离子色谱法来测定。在本说明书中记载的阳离子成分的含量值是利用离子色谱法按后述的实施例所记载的条件测定的值。
磁性芯材中的镁离子含量按重量基准优选为2.5~10.0ppm,更优选为3.0~7.0ppm,进一步优选为3.0~5.0ppm。
而且,本发明的磁性芯材中,其孔隙容积为30~100mm3/g。当孔隙容积小于30mm3/g时,无法实现轻量化,另一方面,当超过100mm3/g时,无法保持载体的强度。孔隙容积优选为35~90m3/g,更优选为40~70mm3/g。
在本说明书中记载的孔隙容积值是使用压汞仪按后述的实施例所记载的条件测定并算出的值。
磁性芯材的孔隙容积能够通过调整烧成温度从而设为上述的范围。例如,通过提高正式烧制时的温度,从而孔隙容积有变小的倾向,通过降低正式烧制时的温度,从而孔隙容积有变大的倾向。为了将孔隙容积设为上述的范围,正式烧制温度优选1010℃~1130℃,更优选1050℃~1120℃。
再有,磁性芯材只要是作为载体芯材而发挥功能的芯材,则其组分没有特别限定,能够使用以往公知的组分。磁性芯材典型地是具有铁氧体成分的芯材(铁氧体颗粒),优选为具有含有Fe、Mn、Mg及Sr的铁氧体成分的磁性芯材。另一方面,考虑到近年来的以限制废弃物为首的减轻环境负荷的潮流,希望不会超过不可避免杂质(随伴杂质)的范围地含有Cu、Zn、Ni等重金属。
尤其优选磁性芯材具有用式:(MnO)x(MgO)y(Fe2O3)z表示、且用SrO置换了MnO及MgO的一部分的成分。此处,x=35~45mol%、y=5~15mol%、z=40~60mol%、x+y+z=100mol%。通过将x设为35mol%以上以及将y设为15mol%以下,从而铁氧体的磁化提高,载体飞散被进一步抑制,另一方面,通过将x设为45mol%以下以及将y设为5mol%以上,从而能够制成为带电量更高的磁性芯材。
该磁性芯材在成分中含有SrO。通过含有SrO,从而抑制低磁化颗粒的产生。此外,SrO与Fe2O3一起形成(SrO)·6(Fe2O3)这样的形式的氧化铅铁淦氧磁体型的铁氧体、或以SraFebOc(其中a≧2、a+b≦c≦a+1.5b)为代表的立方晶格并具有钙钛矿型的结晶结构的锶铁氧体的前体(以下称为Sr-Fe化合物),并形成固溶在尖晶石结构的(MnO)x(MgO)y(Fe2O3)z中的复合氧化物。该铁和锶的复合氧化物具有与作为含有MgO的成分的主要是镁铁氧体相协调从而提高磁性芯材的带电付与能力的效果。尤其是,Sr-Fe化合物具有与高介电常数的SrTiO3同样的结晶结构,有助于磁性芯材的高带电化。SrO的置换量相对于(MnO)x(MgO)y(Fe2O3)z全量优选为0.1~2.5mol%,更优选为0.1~2.0mol%,进一步优选为0.3~1.5mol%。通过将SrO的置换量设为0.1mol%以上,从而进一步发挥含有SrO的效果,通过设为2.5mol%以下,从而抑制残留磁化或矫顽力过度地变高的情况,其结果,载体的流动性变得更好。
磁性芯材的体积平均粒径(D50)优选为20~50μm。通过将体积平均粒径设为20μm以上,从而充分抑制载体飞散,另一方面,通过设为50μm以下,从而能够进一步抑制带电付与能力降低所导致的图像质量劣化。体积平均粒径更优选为25~50μm,进一步优选为25~45μm。
磁性芯材的表观密度(AD)优选为1.5~2.1g/cm3。通过将表观密度设为1.5g/cm3以上,从而抑制载体的过度的轻量化且带电付与能力进一步提高,另一方面,通过设为2.1g/cm3以下,从而能够使得载体轻量化的效果充分,耐久性进一步提高。表观密度更优选为1.7~2.1g/cm3,进一步优选为1.7~2.0g/cm3
磁性芯材的BET比表面积优选为0.25~0.60m2/g。通过将BET比表面积设为0.25m2/g以上,从而抑制有效的带电面积变小,带电付与能力进一步提高,另一方面,通过设为0.60m2/g以下,从而抑制压缩破坏强度的降低。BET比表面积优选为0.25~0.50m2/g,更优选为0.30~0.50m2/g。
此外,磁性芯材的带电量上升速度(RQ)优选为0.75以上,更优选为0.80以上,进一步优选为0.85以上。通过将磁性芯材的带电量上升速度设为0.75以上,从而载体的带电量也迅速地上升,其结果,在与色调剂一起制成为显影剂时,进一步抑制色调剂补充后的初期阶段中的色调剂飞散或模糊等图像缺陷。
带电量(Q)及其上升速度(RQ)例如能够如下这样测定。即,称取试样、和全彩打印机所使用的市售的负极性色调剂(青色色调剂、富士Xerox株式会社制DocuPrintC3530用),使得色调剂浓度为8.0重量%,总重量为50g。将称取的试样及色调剂在温度20~25℃及相对湿度50~60%的常温常湿环境下暴露12小时以上。然后,将试样和色调剂放入到50cc的玻璃瓶中,以100rpm的转速进行30分钟搅拌从而制成为显影剂。另一方面,作为带电量测定装置,使用在直径31mm、长度76mm的圆筒形的铝管(以下称为套筒)的内侧交替配置有N极和S极共8极的磁石(磁通密度0.1T)的磁辊、和在该套筒的外周配置有与该套筒具有5.0mm的间距的圆筒状的电极的装置。在使0.5g显影剂均匀地附着在该套筒上之后,在外侧的铝管固定的状态下,一边使内侧的磁辊以100rpm旋转,一边在外侧的电极与套筒间施加60秒的2000V直流电压,使色调剂向外侧的电极迁移。此时,在圆筒状的电极上连接静电计(KEITHLEY公司制绝缘电阻计model6517A),对迁移的色调剂的电荷量进行测定。在经过60秒后,切断所施加的电压,停止磁辊的旋转后,卸下外侧的电极,测定迁移到电极上的色调剂的重量。根据所测定的电荷量和迁移的色调剂重量,计算带电量(Q30)。此外,除了将试样和色调剂的搅拌时间设为2分钟以外,用同样的方法求出带电量(Q2)。然后,根据下述数式求出带电量上升速度(RQ)。数值越接近1,则表示带电量的上升速度越快。
[数式1]
RQ=Q2/Q30
磁性芯材的压缩破坏强度的平均(平均压缩破坏强度:CSave)优选为100mN以上,更优选为120mN以上,进一步优选为150mN以上。此处,所谓压缩破坏强度的平均,是指磁性芯材的颗粒集合体中的各个颗粒的压缩破坏强度的平均。通过将平均压缩破坏强度设为100mN以上,从而制成为载体时的强度变高,耐久性进一步提高。另外,平均压缩破坏强度的上限没有特别限定,但是,典型地为450mN以下。
磁性芯材的压缩破坏强度的变动系数(压缩破坏强度变动系数:CSvar)优选为40%以下,更优选为37%以下,进一步优选为34%以下。此处,压缩破坏强度变动系数是磁性芯材的颗粒集合体中的各个颗粒的压缩破坏强度的偏差的指标,能够用后述的方法来求出。通过将压缩破坏强度的变动系数设为40%以下,从而能够降低强度较低的颗粒所占的比例,能够提高制成为载体时的强度。另外,压缩破坏强度变动系数的下限没有特别限定,但是,典型地为5%以上。
磁性芯材的平均压缩破坏强度(CSave)及压缩破坏强度变动系数(CSvar)例如能够如下这样测定。即,在测定压缩破坏强度时,使用超微小压入硬度试验机(株式会社ELIONIX公司制ENT-1100a)。将分散在玻璃板上的试样安放到试验机上,在25℃的环境下进行测定。在试验中使用直径的平压头,以49mN/s的负荷速度加载到490mN。作为测定所使用的颗粒,选择如下颗粒:在超微小压入硬度试验机的测定画面(横130μm×纵100μm)中仅存在1个颗粒,且具有球形,用ENT-1100a附带的软件计测的长径和短径的平均值为体积平均粒径±2μm。将载荷-变位曲线的斜率接近于0时视为颗粒已破坏,将拐点的载荷作为压缩破坏强度。测定100个颗粒的压缩破坏强度,采用从最大值和最小值中分别排除了10个后的80个的压缩破坏强度作为数据,求出平均压缩破坏强度(CSave)。此外,对于压缩破坏强度变动系数(CSvar),算出上述80个的标准偏差(CSsd),并根据下述算式来求出。
[数式2]
CSvar(%)=(CSsd/CSave)×100
这样,本发明的电子照相显影剂用磁性芯材(载体芯材)通过将硫成分的含量按硫酸根离子换算控制为60~800ppm,并将孔隙容积控制为30~100mm3/g,从而能够制成为尽管是低比重却带电付与能力及强度优异并得到没有缺陷的良好的图像的载体。在本发明人们所知的范围,以往未知这样控制硫成分的含量及孔隙容积的技术。例如,专利文献2及3关注载体芯材中的杂质,但是,专利文献2规定了Cl浓度,完全没有提及硫成分。此外,专利文献3规定了铁氧体磁性材料中的杂质的总量,但是,并未将多孔质铁氧体芯材作为对象,没有关于孔隙容积的公开。此外,该文献单纯地主要着眼于尽可能减少杂质的总量,并未教导将硫成分的含量控制在特定的范围内。
电子照相显影剂用载体
本发明的电子照相显影剂用载体(有的情况下简称为载体)包括上述磁性芯材(载体芯材)以及覆盖层,该覆盖层由被设置在上述磁性芯材的表面的树脂构成。载体特性有时会受存在于载体表面的材料或性状的影响。因此,通过表面覆盖适当的树脂,从而能够精度良好地付与期望的载体特性。
覆盖树脂没有特别限制。例如可举出氟树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂、聚酯树脂、不饱和聚酯树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、氟丙烯酸树脂、丙烯酸苯乙烯树脂、硅树脂、或者用丙烯酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂、醇酸树脂、聚氨酯树脂、氟树脂等各树脂进行改性后的硅树脂等。考虑到使用中的机械性应力所导致的树脂的脱离,优选使用热固性树脂。作为具体的热固性树脂,可举出环氧树脂、酚醛树脂、硅树脂、不饱和聚酯树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、醇酸树脂及含有这些树脂的树脂等。树脂的覆盖量优选相对于磁性芯材100重量份为0.5~5.0重量份。
此外,能够使覆盖树脂中含有导电剂或带电控制剂。作为导电剂,可举出导电性碳、氧化钛或氧化锡等氧化物或各种有机类导电剂,其添加量相对于覆盖树脂的固体成分优选为0.25~20.0重量%,更优选为0.5~15.0重量%,进一步优选为1.0~10.0重量%。另一方面,作为带电控制剂的例子,可举出色调剂用所一般使用的各种带电控制剂、或各种硅烷偶联剂。可使用的带电控制剂或偶联剂的种类没有特别限定,但是,优选苯胺黑系列染料、季铵盐、有机金属络合物、含金属单偶氮染料等带电控制剂、氨基硅烷偶联剂或氟系硅烷偶联剂等。带电控制剂的添加量相对于覆盖树脂的固体成分优选为0.25~20.0重量%,更优选为0.5~15.0重量%,进一步优选为1.0~10.0重量%。
载体也可以进一步包括向磁性芯材的细孔中填充而成的树脂。树脂的填充量希望相对磁性芯材100重量份为2~20重量份,更希望为2.5~15重量份,进一步希望为3~10重量份。如果将树脂的填充量设为2重量份以上,填充变得十分,通过树脂覆盖进行的带电量控制变得容易,另一方面,如果将树脂的填充量设为20重量份以下,则填充时的凝集颗粒发生得到抑制,该填充时的凝集颗粒发生是长期使用中的带电量变化的原因。
填充树脂没有特别限制,能够根据组合的色调剂、使用的环境等来适当选择。例如,可举出氟树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂、聚酯树脂、不饱和聚酯树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、氟丙烯酸树脂、丙烯酸苯乙烯树脂、硅树脂、或者用丙烯酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂、醇酸树脂、聚氨酯树脂、氟树脂等各树脂进行改性后的硅树脂等。考虑到使用中的机械性应力所导致的树脂的脱离,优选使用热固性树脂。作为具体的热固性树脂,可举出环氧树脂、酚醛树脂、硅树脂、不饱和聚酯树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、醇酸树脂及含有这些树脂的树脂。
出于控制载体特性的目的,能够向填充树脂中添加导电剂或带电控制剂。导电剂或带电控制剂的种类或添加量与覆盖树脂的情况同样。此外,在使用热固性树脂的情况下,也可以适当地适量添加固化催化剂。
作为催化剂,可举出例如钛二异丙醇双(乙酰乙酸乙酯),其添加量为:相对于覆盖树脂的固体成分,按Ti原子换算,优选为0.5~10.0重量%,更优选为1.0~10.0重量%,进一步优选为1.0~5.0重量%。
载体的表观密度(AD)优选为1.5~2.1g/cm3。通过将表观密度设为1.5g/cm3以上,从而抑制载体的过度的轻量化,带电付与能力进一步提高,另一方面,通过设为2.1g/cm3以下,从而能够使载体轻量化的效果充分,耐久性进一步提高。表观密度更优选为1.7~2.1g/cm3,进一步优选为1.7~2.0g/cm3
此外,载体的带电量上升速度优选为0.75以上,更优选为0.80以上,进一步优选为0.85以上。通过将带电量上升速度设为0.75以上,从而在与色调剂一起制成为显影剂时,进一步抑制色调剂补充后的初期阶段中的色调剂飞散或模糊等图像缺陷。
电子照相显影剂用磁性芯材及电子照相显影剂用载体的制造方法
在制造本发明的电子照相显影剂用载体时,首先,制作电子照相显影剂用磁性芯材。在制作磁性芯材时,在适量称取了原材料后,用球磨机或振动研磨机等粉碎混合0.5小时以上,优选为1~20小时。原料没有特别限制。使用加压成型机等将这样得到的粉碎物颗粒化后,以700~1200℃的温度进行预烧成。
在预烧成后,进一步用球磨机或振动研磨机等粉碎后,加水并使用珠磨机等进行微粉碎。接下来,根据需要添加分散剂、粘合剂等,在粘度调整后,利用喷雾干燥器使其粒状化,进行造粒。也可以在预烧成后进行粉碎时,加水并用湿式球磨机或湿式振动研磨机等进行粉碎。上述的球磨机、振动研磨机、珠磨机等粉碎机没有特别限定,但是,为了有效且均匀地使原料分散,优选对所使用的介质使用具有2mm以下的粒径的微细的珠。此外,通过调整所使用的珠的粒径、组分、粉碎时间,从而能够控制粉碎程度。
接下来,将所得到的造粒物以400~800℃加热,进行所添加的分散剂或粘合剂这样的有机成分的除去。因为当在残留有分散剂或粘合剂的状态下进行正式烧成时,有机成分的分解及氧化会导致正式烧成装置内的氧浓度容易变动,大幅影响磁特性,所以难以稳定地制造磁性芯材。此外,这些有机成分成为使得磁性芯材的多孔质性的控制困难,即会使铁氧体的结晶成长变动的原因。
然后,将所得到的造粒物在氧浓度被控制了的环境下以800~1500℃的温度保持1~24小时,进行正式烧成。此时,也可以使用转轴式电炉或周期式电炉或连续式电炉等,向烧成时的环境中导入氮等非活性气体或氢或一氧化碳等还原性气体,进行氧浓度的控制。接下来,对这样得到的烧成物进行压碎并分级。作为分级方法,使用现存的风力分级、网过滤法、沉降法等进行粒度调整到期望的粒径。
然后,根据需要,可以通过对表面进行低温加热从而实施氧化皮膜处理,并进行电阻调整。氧化覆膜处理能够通过使用一般的转轴式电炉、周期式电炉等,例如以300~700℃进行热处理从而进行。通过该处理而形成的氧化覆膜的厚度优选为0.1nm~5μm。通过设为0.1nm以上,从而氧化覆膜层的效果变得充分,另一方面,通过设为5μm以下,从而能够抑制磁化的降低或变成过度的高电阻。此外,也可以根据需要而在氧化覆膜处理之前进行还原。这样,制备平均压缩破坏强度为一定以上、且压缩破坏强度变动系数为一定以下的多孔质铁氧体颗粒(磁性芯材)。
为了使得磁性芯材的平均压缩破坏强度为一定以上、并使得压缩破坏强度变动系数为一定以下,希望严密地控制预烧成条件、粉碎条件及正式烧成条件。详细而言,优选预烧成温度较高。如果在预烧成的阶段原料的铁氧体化发生了进展,则在正式烧成的阶段能够减轻在颗粒内产生的畸变。作为预烧成后的粉碎工序中的粉碎条件,优选粉碎时间较长。通过预先使浆料(由预烧成物和水构成的悬浊体)中的预烧成物的粒径较小,从而作用到多孔质铁氧体颗粒内的外部的应力(颗粒彼此的碰撞、冲击、摩擦、及颗粒间产生的应力等机械性应力)被均匀地分散。作为正式烧成条件,优选烧成时间较长。当烧成时间较短时,在烧成物中会产生不均匀,包含压缩破坏强度的各物理性质会产生偏差。
作为调整磁性芯材的硫成分含量的方法,可举出各种方法。作为其例子,可举出使用硫成分较少的原材料、或在造粒前在浆料的阶段进行清洗操作。此外,在进行预烧成或者正式烧制时,增加向炉内导入的环境气体的流量从而使得容易将硫成分向系统外排出也是有效的。尤其是,优选进行浆料的清洗操作,这能够通过在将浆料脱水后再次加水并进行湿式粉碎的方法等来进行。为了减少磁性芯材的硫成分含量,也可以重复脱水及粉碎。
如上所述,希望在制作了磁性芯材后,利用树脂来覆盖磁性芯材的表面从而制成为载体。此处所使用的覆盖树脂如上所述。作为进行覆盖的方法,能够采用公知的方法,例如涂刷法、干式法、利用流化床的喷雾干燥方式、回转干燥方式、利用万能搅拌机的浸没干燥法等。为了使覆盖率提高,优选利用流动床的方法。在树脂覆盖后进行烘烤的情况下,可以是外部加热方式或内部加热方式的任一种,例如能够使用固定式或流动式电炉、转轴式电炉、燃烧炉。或者也可以利用微波进行烘烤。在将UV固化树脂用作覆盖树脂的情况下,使用UV加热器。烘烤的温度根据所使用的树脂而不同,但是,希望设为熔点或玻璃化温度以上的温度,如果是热固性树脂或缩合交联型树脂等,则希望提高到进行充分固化的温度。
在制造本发明的载体时,根据需要,也可以在树脂覆盖工序前向磁性芯材的细孔中填充树脂。作为填充方法,能够使用各种方法。作为该方法,可举出例如干式法、利用流化床的喷雾干燥方式、回转干燥方式、利用万能搅拌机等的浸没干燥法等。作为此处所使用的树脂,如上所述。
在填充上述树脂的工序中,优选一边在减压下对磁性芯材和填充树脂进行混合搅拌,一边向磁性芯材的细孔中填充树脂。通过这样在减压下填充树脂,从而能够向细孔部分效率良好地填充树脂。作为减压的程度,优选10~700mmHg。通过设为700mmHg以下,从而能够使得减压的效果充分,另一方面,通过设为10mmHg以上,从而抑制填充工序中的树脂溶液的沸腾,能够进行效率好的填充。在进行树脂填充工序时,也能够通过1次的填充来填充树脂。但是,根据树脂的种类,有的情况下,当一次欲填充大量的树脂时,会发生颗粒的凝集。在这样的情况下,通过分为多次填充树脂,从而能够防止凝集,并且能够不多不少地进行填充。
在使树脂填充后,根据需要,利用各种方式进行加热,使已填充的树脂与芯材紧密贴合。作为加热方式,外部加热方式或内部加热方式的任一种都可以,例如能够使用固定式或流动式电炉、转轴式电炉、燃烧炉。也可以利用微波进行烘烤。温度根据所填充的树脂而不同,但是,希望设为熔点或玻璃化温度以上的温度,如果是热固性树脂或缩合交联型树脂等,则希望提高到进行充分固化的温度。
显影剂
本发明的显影剂含有上述电子照相显影剂用载体和色调剂。对于构成显影剂的颗粒状的色调剂(色调剂颗粒),存在通过粉碎法制造的粉碎色调剂颗粒、以及通过聚合法制造的聚合色调剂颗粒。在本发明中使用的色调剂颗粒可以是利用任一方法得到的色调剂颗粒。色调剂颗粒的平均粒径优选为2~15μm,更优选为3~10μm的范围内。通过将平均粒径设为2μm以上,从而能带电能力提高,并进一步抑制模糊或色调剂飞散,另一方面,通过设为15μm以下,从而图像质量进一步提高。此外,载体与色调剂的混合比,即色调剂浓度优选设定为3~15重量%。通过将色调剂浓度设为3重量%以上,容易得到期望的图像浓度,通过设为15重量%以下,进一步抑制色调剂飞散或模糊。另一方面,在将显影剂用作补充用显影剂的情况下,对于载体与色调剂的混合比,相对于载体1重量份,能够设为色调剂2~50重量份。
如上所述制备的本发明的显影剂能够使用于数字式的复印机、打印机、FAX、印刷机等,这些设备使用了对被形成在具有有机光导电体层的潜像保持体上的静电潜像一边付与偏置电场一边利用具有色调剂及载体的双组分显影剂的磁刷进行反转显影的显影方式。此外,还能够应用于全彩机等,该全彩机等在从磁刷对静电潜像侧施加显影偏压时使用在直流偏压上重叠交流偏压的方法即交变电场。
实施例
利用以下的例进一步具体地说明本发明。
例1
(1)磁性芯材(载体芯材)的制作
称取原料,使得MnO:38mol%、MgO:11mol%、Fe2O3:50.3mol%及SrO:0.7mol%,用干式的介质研磨机(振动研磨机、1/8英寸直径的不锈钢珠)粉碎混合4.5小时,将所得到的粉碎物利用辊式压实机制成为约1mm见方的颗粒。作为原料的Fe2O3使用17.2kg,作为MnO原料,使用四氧化三锰6.2kg,作为MgO原料,使用氢氧化镁1.4kg,作为SrO原料,使用碳酸锶0.2kg。
(1-1)预烧成物粉碎
利用网眼3mm的振动筛从该颗粒除去粗粉,接下来,在利用网眼0.5mm的振动筛除去了微粉后,用转轴式电炉以1080℃加热3小时从而进行了预烧成。
接下来,在使用干式的介质研磨机(振动研磨机、1/8英寸直径的不锈钢珠)进行粉碎到平均粒径达到约4μm后,加水,进一步使用湿式的介质研磨机(横型珠磨机、1/16英寸直径的不锈钢珠)粉碎5小时。将所得到的浆料利用压滤机进行压搾脱水后,向滤饼加水,再次使用湿式的介质研磨机(横型珠磨机、1/16英寸直径的不锈钢珠)粉碎5小时,得到了浆料1。利用微磁道测定了该浆料1中的颗粒的粒径(粉碎物的体积平均粒径)的结果,D50为1.4μm。
(1-2)造粒
在该浆料1中,将PVA(20重量%水溶液)作为粘合剂对于固体成分添加0.2重量%,添加聚羧酸类分散剂,使得浆料粘度达到2泊,接下来,利用喷雾干燥器进行造粒及干燥,利用旋转筛对得到的颗粒(造粒物)进行了粒度调整。然后,将造粒物在转轴式电炉中以700℃加热2小时,除去了分散剂或粘合剂这样的有机成分。
(1-3)正式烧制
然后,利用隧道式电炉将造粒物以烧成温度1198℃、氧气浓度0.8容量%环境下保持5小时从而进行了正式烧成。此时,将升温速度设为150℃/小时,将降温速度设为110℃/小时。然后,利用锤式破碎机进行压碎,进一步利用旋转筛及涡流分级机进行分级从而进行粒度调整,通过磁力选矿分别出低磁力品,得到了由多孔质铁氧体颗粒构成的铁氧体载体芯材(磁性芯材)。
(2)载体的制作
在聚甲基硅氧烷树脂溶液20重量份(因为树脂溶液浓度20%,所以作为固体成分为4重量份)中,作为催化剂,相对于树脂固体成分添加钛二异丙醇双(乙酰乙酸乙酯)25重量%(按Ti原子换算为3重量%)后,作为氨基硅烷偶联剂,相对于树脂固体成分添加3-氨基丙基三甲氧基硅烷5重量%,得到了填充树脂溶液。
将该树脂溶液与在上述(1-3)中得到的多孔质铁氧体颗粒100重量份在60℃、6.7kPa(约50mmHg)的减压下混合搅拌,一边使甲苯挥发,一边使树脂浸透及填充到多孔质铁氧体颗粒的空隙(细孔)中。将容器内恢复到常压,在一边在常压下继续搅拌一边将甲苯几乎完全除去后,将多孔质铁氧体颗粒从填充装置内取出并放入到容器中,并放入到热风加热式的炉中,以220℃进行了1.5小时的加热处理。
然后,冷却到室温,将固化有树脂的铁氧体颗粒取出,利用200目的网眼的振动筛解除颗粒的凝集,使用磁力选矿机,去除了非磁性物。然后,再次利用200目的网眼的振动筛去除粗大颗粒,得到了填充有树脂的铁氧体颗粒。
接下来,准备固体形态的丙烯酸树脂(三菱丽阳株式会社制BR-73),将上述丙烯酸树脂20重量份混合到甲苯80重量份中,使丙烯酸树脂溶解于甲苯,制备了树脂溶液。进一步向该树脂溶液中,作为导电剂,将碳黑(Cabot公司制Mogul L)相对于丙烯酸树脂添加3重量%,得到了覆盖树脂溶液。
将所得到的填充有树脂的铁氧体颗粒投入到万能混合搅拌器中,添加上述的丙烯酸树脂溶液,通过浸没干燥法进行了树脂覆盖。此时,丙烯酸树脂相对于树脂填充后的铁氧体颗粒的重量为1重量%。在覆盖之后,以145℃加热2小时之后,利用200目的网眼的振动筛解除颗粒的凝集,使用磁力选矿机,去除了非磁性物。然后,再次利用200目的网眼的振动筛去除粗大颗粒,得到了在表面施加有树脂覆盖的树脂填充型铁氧体载体。
(3)评价
对于所得到的磁性芯材及载体,如下所述进行了各种特性的评价。
<体积平均粒径>
使用微磁道粒度分析计(日机装株式会社制Model9320-X100)测定了磁性芯材的体积平均粒径(D50)。对于分散介质,使用了水。首先,将试样10g和水80ml放入到100ml的烧杯中,添加了2~3滴分散剂(六甲基磷酸钠)。接下来,使用超声波均质器(SMT.Co.LTD.制UH-150型),设定为输出等级4,进行了20秒的分散。然后,去除在烧杯表面产生的泡,将试样投入到装置中并进行了测定。
<表观密度>
按照JIS-Z2504(金属粉的表观密度试验法)测定了磁性芯材及载体的表观密度(AD)。
<孔隙容积>
使用压汞仪(赛默飞世尔科技(Thermo Fisher Scientific)公司制Pascal140及Pascal 240)测定了磁性芯材的孔隙容积。对于膨胀计,使用CD3P(粉体用),将样品放入到开设有多个孔的市售的明胶制胶囊中,并放入到膨胀计内。用Pascal 140脱气后,填充水银,进行了在低压区域(0~400Kpa)中的测定。接下来,用Pascal 240进行了在高压区域(0.1Mpa~200Mpa)的测定。测定后,根据从压力换算的细孔径为3μm以下的数据(压力、水银压入量),求出了铁氧体颗粒的孔隙容积。此外,在求出细孔径时,使用装置附属的控制及分析兼用软件PASCAL 140/240/440,将水银的表面张力设为480dyn/cm、将接触角设为141.3°,进行了计算。
<BET比表面积>
使用BET比表面积测定装置(株式会社MOUNTECH制Macsorb HM model 1210)测定了磁性芯材的BET比表面积。将测定试样放入到真空干燥机中,以200℃进行了2小时的处理,在干燥机内保持,直至达到80℃以下后,从干燥机取出。然后,以单元(cell)密集的方式填充试样,并安放到装置上。以脱气温度200℃进行了60分钟前处理后,进行了测定。
<离子含量(离子色谱柱)>
如下这样进行了磁性芯材的阳离子成分的含量的测定。首先,向1g的铁氧体颗粒(磁性芯材)中添加10ml超纯水(默克股份公司(Merck Ltd.)制Direct-QUV3),照射30分钟超声波并提取了离子成分。接下来,将得到的提取液的上清液利用前处理用的一次性盘式过滤器(TOSOH株式会社制W-25-5、孔径0.45μm)过滤并作为测定试样。接下来,利用离子色谱柱按下述条件定量分析了测定试样中含有的阳离子成分的含量,并换算成铁氧体颗粒中的含有率。
-分析装置:TOSOH株式会社IC-2010
-カラム:TSKgel SuperIC-Cation HSII(4.6mmI.D.×1cm+4.6mmI.D.×10cm)
-洗提液:对1L的纯水溶解了甲磺酸3.0mmol及18-冠6-醚2.7mmol后的溶液
-流速:1.0mL/min
-色谱柱温度:40℃
-注入量:30μL
-测定模式:非抑制方式(non-suppressor method)
-检测器:CM检测器
-标准试样:关东化学公司制阳离子混合标准液
另一方面,通过利用燃烧法离子色谱柱,按下述条件定量分析铁氧体颗粒中含有的阴离子成分的含量,从而进行了阴离子成分的含量的测定。
-燃烧装置:株式会社三菱化学Analytech制AQF-2100H
-试样量:50mg
-燃烧温度:1100℃
-燃烧时间:10分钟
-Ar流量:400ml/min
-O2流量:200ml/min
-加湿Air流量:100ml/min
-吸收液:在下述洗提液中添加了1重量%的过氧化氢后的溶液
-分析装置:TOSOH株式会社制IC-2010
-色谱柱:TSKgel SuperIC-Anion HS(4.6mmI.D.×1cm+4.6mmI.D.×10cm)
-洗提液:对1L的纯水溶解了3.8mmol的NaHCO3及3.0mmol的Na2CO3后的水溶液
-流速:1.5mL/min
-色谱柱温度:40℃
-注入量:30μL
-测定模式:抑制方式(suppressor method)
-检测器:CM检测器
-标准试样:关东化学公司制阴离子混合标准液
<带电量及其上升速度>
如下这样进行了磁性芯材及载体的带电量(Q)及其上升速度(RQ)的测定。首先,称取了试样、和全彩打印机所使用的市售的负极性色调剂(青色色调剂、富士Xerox株式会社制DocuPrintC3530用),使得色调剂浓度为8.0重量%、总重量为50g。将称取的试样及色调剂在温度20~25℃及相对湿度50~60%的常温常湿环境下暴露12小时以上。然后,将试样和色调剂放入到50cc的玻璃瓶中,以100rpm的转速进行30分钟搅拌从而制成为显影剂。另一方面,作为带电量测定装置,使用了在直径31mm、长度76mm的圆筒形的铝管(以下称为套筒)的内侧交替地配置有N极与S极共8极的磁石(磁通密度0.1T)的磁辊、以及在该套筒的外周配置有与该套筒具有5.0mm的间隙的圆筒状的电极的装置。使0.5g显影剂均匀地附着在该套筒上之后,在外侧的铝管固定的状态下,一边使内侧的磁辊以100rpm旋转,一边在外侧的电极与套筒间施加60秒的2000V直流电压,使色调剂向外侧的电极迁移。此时,在圆筒状的电极上连接静电计(KEITHLEY公司制绝缘电阻计model6517A),测定了迁移的色调剂的电荷量。经过60秒后,将施加的电压切断,在停止了磁辊的旋转后,卸下外侧的电极,测定了迁移到电极上的色调剂的重量。根据测定到的电荷量和迁移的色调剂重量计算了带电量(Q30)。此外,除了将试样和色调剂的搅拌时间设为2分钟以外,用同样的方法求出了带电量(Q2)。然后,根据下述算式求出了带电量上升速度(RQ)。
[数式3]
RQ=Q2/Q30
<压缩破坏强度>
如下这样求出了磁性芯材的平均压缩破坏强度(CSave)及压缩破坏强度变动系数(CSvar)。首先,使用超微小压入硬度试验机(株式会社ELIONIX公司制ENT-1100a),将分散在玻璃板上的试样安放到试验机上,在25℃的环境下测定了压缩破坏强度。在试验中使用直径的平压头,以49mN/s的负荷速度加载到490mN。作为测定中所使用的颗粒,选择了如下颗粒:在超微小压入硬度试验机的测定画面(横130μm×纵100μm)中仅存在1个颗粒,且具有球形,用ENT-1100a附带的软件计测的长径和短径的平均值为体积平均粒径±2μm。将载荷-变位曲线的斜率接近于0时视为颗粒已破坏,将拐点的载荷作为压缩破坏强度。测定100个颗粒的压缩破坏强度,采用从最大值和最小值中分别排除10个后的80个的压缩破坏强度作为数据,求出了平均压缩破坏强度(CSave)。此外,算出上述80个的标准偏差(CSsd),并根据下述算式求出了压缩破坏强度变动系数(CSvar)。
[数式4]
CSvar(%)=(CSsd/CSave)×100
例2
除了在制作磁性芯材时改变了预烧成物的粉碎条件以外,与例1同样地进行了磁性芯材及载体的制作和评价。此处,如下这样变更了例1的(1-1)预烧成物粉碎。即,使用干式的介质研磨机(振动研磨机、1/8英寸径的不锈钢珠)粉碎到平均粒径达到约4μm后,加水,进一步使用湿式的介质研磨机(横型珠磨机、1/16英寸径的不锈钢珠)粉碎了5小时。将得到的浆料利用真空式过滤机脱水后,向滤饼加水,再次使用湿式的介质研磨机(横型珠磨机、1/16英寸径的不锈钢珠)粉碎5小时,得到了浆料2。利用微磁道测定了该浆料2中含有的粒径(粉碎物的体积平均粒径)的结果,D50为1.4μm。
例3
除了在制作磁性芯材时改变了预烧成物的粉碎条件以外,与例1同样地进行了磁性芯材及载体的制作和评价。此处,如下这样变更了例1的(1-1)预烧成物粉碎。即,使用干式的介质研磨机(振动研磨机、1/8英寸径的不锈钢珠)粉碎到平均粒径达到约4μm后,加水,进一步使用湿式的介质研磨机(横型珠磨机、1/16英寸径的不锈钢珠)粉碎了5小时。将得到的浆料利用离心脱水机脱水后,向滤饼加水,再次使用湿式的介质研磨机(横型珠磨机、1/16英寸径的不锈钢珠)粉碎5小时,得到了浆料3。利用微磁道测定了该浆料3中含有的颗粒的粒径(粉碎物的体积平均粒径)的结果,D50为1.4μm。
例4
除了在制作磁性芯材时使用了批次不同的原料以外,与例1同样地进行了磁性芯材及载体的制作和评价。
例5(比较例)
除了在制作磁性芯材时改变了预烧成物的粉碎条件以外,与例1同样地进行了磁性芯材及载体的制作和评价。此处,如下这样变更了例1的(1-1)预烧成物粉碎。即,在使用干式的介质研磨机(振动研磨机、1/8英寸直径的不锈钢珠)粉碎到平均粒径达到约4μm后,加水,进一步使用湿式的介质研磨机(横型珠磨机、1/16英寸直径的不锈钢珠)粉碎10小时,得到了浆料5。利用微磁道测定了该浆料5中含有的颗粒的粒径(粉碎物的体积平均粒径)的结果,D50为1.4μm。
例6(比较例)
除了在制作磁性芯材时使用了批次不同的原料以外,与例5同样地进行了磁性芯材及载体的制作和评价。
例7(比较例)
除了在制作磁性芯材时改变了预烧成物的粉碎条件以外,与例1同样地进行了磁性芯材及载体的制作和评价。此处,如下这样变更了例1的(1-1)预烧成物粉碎。即,在使用干式的介质研磨机(振动研磨机、1/8英寸直径的不锈钢珠)粉碎到平均粒径达到约4μm后,加水,进一步使用湿式的介质研磨机(横型珠磨机、1/16英寸直径的不锈钢珠)粉碎了4小时。利用压滤机将所得到的浆料压搾脱水后,向滤饼加水,再次使用湿式的介质研磨机(横型珠磨机、1/16英寸直径的不锈钢珠)粉碎了3小时。利用压滤机将所得到的浆料压搾脱水后,向滤饼加水,再次使用湿式的介质研磨机(横型珠磨机、1/16英寸直径的不锈钢珠)粉碎4小时,得到了浆料7。利用微磁道测定了该浆料7中含有的颗粒的粒径(粉碎物的体积平均粒径)的结果,D50为1.4μm。
例8(比较例)
除了在制作磁性芯材时将(1-3)正式烧成时的烧成温度设为1138℃、并在制作载体时将填充树脂溶液中的聚甲基硅氧烷树脂溶液量设为10重量份(作为固体成分为2重量份)以外,与例1同样地进行了磁性芯材及载体的制作和评价。
例9(比较例)
除了在制作磁性芯材时将(1-3)正式烧成时的烧成温度设为1000℃、并在制作载体时将填充树脂溶液中的聚甲基硅氧烷树脂溶液量设为40重量份(作为固体成分为8重量份)以外,与例1同样地进行了磁性芯材及载体的制作和评价。
结果
在例1~9中得到的评价结果如表1及2所示。在作为实施例的例1~4中,磁性芯材具有优异的带电量(Q2、Q30)及压缩破坏强度(CSave),并且,带电量上升速度(RQ)较大,压缩破坏强度的变动系数(CSvar)较小。此外,载体也具有优异的带电量(Q2、Q30),带电量上升速度(RQ)较大。另一方面,在作为比较例的例5及6中,磁性芯材的硫成分(SO4)含量过高,其结果,带电量上升速度(RQ)不充分。与此不同,在作为比较例的例7中,磁性芯材中硫成分(SO4)含量过低,其结果,压缩破坏强度的变动系数(CSvar)变大。在作为比较例的例8中,因为孔隙容积较小,所以表观密度(AD)过高,在例9中,因为孔隙容积较大,所以平均压缩破坏强度(CSave)变小。从这些结果可知,根据本发明,能够提供一种尽管是低比重却带电特性及强度优异并能够得到没有缺陷的良好的图像的电子照相显影剂用磁性芯材及电子照相显影剂用载体、以及含有该载体的显影剂。
[表1]
[表2]
工业实用性
根据本发明,能够提供一种尽管是低比重却带电量的上升优异且压缩破坏强度较高并且其变动较小,在制成为载体或显影剂时能够稳定地得到良好的图像的电子照相显影剂用磁性芯材。此外,本发明的其它目的能够提供包括那样的磁性芯材的电子照相显影剂用载体或显影剂。
详细或参照特定的实施方式说明了本发明,但是,对于本领域技术人员而言显而易见的是,能够不脱离本发明的精神和范围地施加各种变更、修改。
本申请基于2017年2月10日申请的日本专利申请(特愿2017-023596),将其内容作为参照援引于此。

Claims (7)

1.一种电子照相显影剂用磁性芯材,其中,
硫成分的含量按硫酸根离子换算为60~800ppm,且孔隙容积为30~100mm3/g。
2.如权利要求1所述的电子照相显影剂用磁性芯材,其中,
上述磁性芯材具有含有Fe、Mn、Mg及Sr的铁氧体成分。
3.如权利要求1或2所述的电子照相显影剂用磁性芯材,其中,
上述硫成分的含量按硫酸根离子换算为80~700ppm。
4.如权利要求1~3中的任一项所述的电子照相显影剂用磁性芯材,其中,
上述孔隙容积为35~90mm3/g。
5.一种电子照相显影剂用载体,其包括:权利要求1~4中的任一项所述的电子照相显影剂用磁性芯材;以及由被设置在上述磁性芯材的表面的树脂构成的覆盖层。
6.如权利要求5所述的电子照相显影剂用载体,其中,
还包括向上述磁性芯材的细孔中填充而成的树脂。
7.一种显影剂,包含权利要求5或6所述的载体、以及色调剂。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7335580B2 (ja) * 2019-03-22 2023-08-30 パウダーテック株式会社 フェライト粒子、電子写真現像剤用キャリア芯材、電子写真現像剤用キャリア及び電子写真現像剤

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090246526A1 (en) * 2008-03-26 2009-10-01 Powdertech Co., Ltd. Ferrite particles and production method thereof
JP2009258595A (ja) * 2008-03-18 2009-11-05 Powdertech Co Ltd 電子写真現像剤用樹脂充填型キャリア及び該樹脂充填型キャリアを用いた電子写真現像剤
JP2013137455A (ja) * 2011-12-28 2013-07-11 Powdertech Co Ltd 電子写真現像剤用フェライトキャリア芯材、フェライトキャリア及びこれらの製造方法、並びに該フェライトキャリアを用いた電子写真現像剤
CN104062864A (zh) * 2013-03-21 2014-09-24 保德科技股份有限公司 电子照相显影剂用树脂填充型铁氧体载体芯材和铁氧体载体、以及电子照相显影剂
CN104350429A (zh) * 2012-05-31 2015-02-11 户田工业株式会社 电子照相显影剂用磁性载体及其制造方法、以及双组分类显影剂
JP2016224237A (ja) * 2015-05-29 2016-12-28 パウダーテック株式会社 電子写真現像剤用樹脂充填型フェライトキャリア及び該樹脂充填型フェライトキャリアを用いた電子写真現像剤

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0750233B1 (en) * 1995-06-15 2002-09-25 Toda Kogyo Corporation Spherical magnetic particles for magnetic toner and process for producing the same
JPH09234839A (ja) 1996-02-29 1997-09-09 Toray Ind Inc 積層フィルム
JPH11180296A (ja) 1997-12-22 1999-07-06 Suzuki Motor Corp ホースの保護構造
JP5464639B2 (ja) * 2008-03-14 2014-04-09 パウダーテック株式会社 電子写真現像剤用樹脂充填型キャリア及び該樹脂充填型キャリアを用いた電子写真現像剤
JP2010055014A (ja) 2008-08-29 2010-03-11 Powdertech Co Ltd 電子写真現像剤用樹脂充填型キャリア及び該樹脂充填型キャリアを用いた電子写真現像剤
JP5224062B2 (ja) * 2009-06-16 2013-07-03 戸田工業株式会社 電子写真現像剤用磁性キャリア及びその製造方法、並びに二成分系現像剤
JP5522451B2 (ja) 2010-02-26 2014-06-18 パウダーテック株式会社 電子写真現像剤用フェライトキャリア芯材、フェライトキャリア及び該フェライトキャリアを用いた電子写真現像剤
JP5850331B2 (ja) 2012-02-29 2016-02-03 パウダーテック株式会社 電子写真現像剤用フェライトキャリア芯材及びフェライトキャリア、並びに該フェライトキャリアを用いた電子写真現像剤
JP6320147B2 (ja) * 2013-05-30 2018-05-09 キヤノン株式会社 磁性キャリア、二成分系現像剤、補給用現像剤、及び画像形成方法
JP2016025288A (ja) 2014-07-24 2016-02-08 Dowaホールディングス株式会社 フェライト磁性材
JP6589167B2 (ja) 2015-07-27 2019-10-16 株式会社オリンピア 遊技機
JP2018109703A (ja) * 2017-01-04 2018-07-12 パウダーテック株式会社 電子写真現像剤用磁性芯材、電子写真現像剤用キャリア及び現像剤

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009258595A (ja) * 2008-03-18 2009-11-05 Powdertech Co Ltd 電子写真現像剤用樹脂充填型キャリア及び該樹脂充填型キャリアを用いた電子写真現像剤
US20090246526A1 (en) * 2008-03-26 2009-10-01 Powdertech Co., Ltd. Ferrite particles and production method thereof
JP2013137455A (ja) * 2011-12-28 2013-07-11 Powdertech Co Ltd 電子写真現像剤用フェライトキャリア芯材、フェライトキャリア及びこれらの製造方法、並びに該フェライトキャリアを用いた電子写真現像剤
CN104350429A (zh) * 2012-05-31 2015-02-11 户田工业株式会社 电子照相显影剂用磁性载体及其制造方法、以及双组分类显影剂
CN104062864A (zh) * 2013-03-21 2014-09-24 保德科技股份有限公司 电子照相显影剂用树脂填充型铁氧体载体芯材和铁氧体载体、以及电子照相显影剂
JP2016224237A (ja) * 2015-05-29 2016-12-28 パウダーテック株式会社 電子写真現像剤用樹脂充填型フェライトキャリア及び該樹脂充填型フェライトキャリアを用いた電子写真現像剤

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