CN1768307A - Mg基铁氧体、含有该铁氧体的电子照相显影载体、和含有该载体的显影剂 - Google Patents
Mg基铁氧体、含有该铁氧体的电子照相显影载体、和含有该载体的显影剂 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1768307A CN1768307A CN 200480009104 CN200480009104A CN1768307A CN 1768307 A CN1768307 A CN 1768307A CN 200480009104 CN200480009104 CN 200480009104 CN 200480009104 A CN200480009104 A CN 200480009104A CN 1768307 A CN1768307 A CN 1768307A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- based ferrite
- carrier
- atmosphere
- ferrite material
- compound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Abstract
本发明提供由符合环境规定的环境友好材料组成的Mg基铁氧体载体，和包括该载体的电子照相显影剂。本发明的载体和显影剂实现了高图像质量和改进的明暗属性。本发明还提供制备该Mg基铁氧体材料的方法，该Mg基铁氧体材料具有30－80emu/g的饱和磁化强度、和1.0－5.0kV的介质击穿电压、并具有通式(1)的组成。通过控制烧结和热处理条件，获得上述性质。CaaMgbFecOd (1)这里，a、b和c满足0.10≤b/(b+c/2)≤0.85和0≤R(Ca)≤0.10；R(Ca)表示为R(Ca)＝a×Fw(CaO)/(a×Fw(CaO)+b×Fw(MgO)＋(c/2)×Fw(Fe2O3)) (Fw(A)：A的分子量)；以及d取决于Ca、Mg和Fe的氧化数。
Description
技术领域
本发明涉及一种Mg基铁氧体磁性材料。该材料可用于电子照相显影装置中的双组分显影剂的载体，该装置包括复印机和打印机。本发明还涉及一种含有作为载体的所述材料的电子照相显影剂。
背景技术
电子照相是包括在光接收器上形成静电潜像、在图像上沉积调色剂以形成成像图案、并将该调色剂转印到物体上的方法。电子照相包括两个主要范畴：双组分显影和单组分显影。在双组分显影中，显影剂包含载体和调色剂两个组分，而且磁性载体常用作载体。
在具有磁性载体的双组分显影中，将显影剂在显影容器中搅拌并混合，以便通过载体和调色剂之间的摩擦将调色剂静电充电至期望的程度。然后将混合的显影剂加至磁辊(下文中，称为辊)，沿着磁力线形成显影剂的穗(spikes)。该穗被称作磁刷。该磁刷可以与光接收器的表面进行接触，并且由此依照静电潜像，将充电调色剂沉积到表面上，以形成期望的图像。
当将调色剂转印到光接收器上时，磁性载体保留在辊上，并且被回收和再利用。因此，载体优选具有高寿命。
电子照相应用在大范围领域内，包括复印机、打印机和传真。在这些领域中，需要改善图像质量、分辨率、明暗属性、和细线的再现性。图像质量的恶化部分是由于通过载体的静电潜像的电势泄漏。随着载体电阻的降低，泄露现象更容易发生。然而，即使对于最初具有高电阻的载体，当施加高电压时，电阻可能由介质击穿而降低。在这种情况下，该载体可能造成泄漏。
最近，经常在光接收器和辊之间施加高偏压电势，以获得高的图像质量。在这种高偏压电势下，传统的载体容易引起介质击穿。因此，需要具有高介质击穿电压和高寿命的电子照相显影载体。
为了改善图像质量，需要将磁性载体的饱和磁化强度调节到一定范围，并且增强介质击穿电压。当饱和磁化强度过小时，图像质量恶化，这是因为载体分散并且不合要求地沉积在物体上。当饱和磁化强度过大时，穗变得过硬而不能保持图像质量。
作为具有高介质击穿电压的传统铁氧体载体，已经使用了Cu-Zn基铁氧体(例如，见日本专利No.1,688,677)和Mn-Mg基铁氧体(例如，见日本专利No.3,243,376)。然而，根据最近的环境规定，希望减少使用的重金属如Cu、Zn、Mn、Co和Ni的量。例如，根据加利福尼亚州法律的22章，Ni、Cu、Zn等是控制对象。此外，根据PRTR体系，Mn化合物被指定为可能对人类健康和生态系统有害的化合物。
传统地，已知磁铁矿(Fe3O4)作为符合环境规章的磁性载体；然而，磁铁矿具有低介质击穿电压的问题。此外，磁铁矿具有低电阻。由于该低电阻，当施加交流电压时，即使通过用各种树脂覆盖而改善了绝缘性能，显影时仍出现泄漏现象。为了获得磁铁矿的高电阻，已经尝试在空气中加热材料，以形成高电阻和非磁相(Fe2O3相)，该相与磁铁矿共存。随着Fe2O3相在载体中百分率的增加，介质击穿电压变得更高。然而，矫顽力不利地增加。增加的矫顽力引起载体颗粒的聚集，导致降低的流动性。降低的流动性产生新问题，即难以获得可与铁氧体载体所获得的图像质量相比的图像质量。另外，由于磁铁矿具有相对高的饱和磁化强度，磁刷的穗变得过硬。
作为能被控制以具有期望的饱和磁化强度、并符合环境规章的氧化物载体，报道了Mg-Fe-O基粉末和制备该粉末的方法(见日本专利No.2,860,356)。根据该方法，添加粘合剂作为还原剂，然后在惰性气氛中烧结。因此，Fe的化合价能够保持较低。结果，在所得粉末中共存各种相，如磁铁矿相和MgO相。因此，仍然保留了来自磁铁矿的低介质击穿电压的问题。
通过在空气中烧结化学计量组合物，获得Mg和Fe单相形式的Mg基铁氧体。虽然该Mg基铁氧体具有高介质击穿电压，它具有20-25emu/g的低饱和磁化强度。
相应地，仍然保留了同时实现适当的饱和磁化强度和高介质击穿电压的需要。
发明公开
为了克服上述问题，本发明的目的是提供符合环境规章、并获得高图像质量的磁性载体。更具体地，本发明涉及包括Mg基铁氧体材料的载体，用于制备Mg基铁氧体材料的方法，包括该载体的电子照相显影剂。
作为广泛研究的结果，发明人已经发现Mg基铁氧体材料和含Ca的Mg基铁氧体材料(在下文中，“Mg基铁氧体”包括含Ca的Mg基铁氧体)具有电子照相显影载体所要求的性能(例如，饱和磁化强度和介质击穿电压)。此外，发明人已经发现，通过包括至少两个加热步骤的本发明的方法能够实现铁氧体材料的理想性质。特别地，前一个加热步骤可以在惰性气氛中进行，而后一个加热步骤可以在含氧气氛中进行。这些发现导致本发明的完成。
上述问题通过Mg基铁氧体材料来解决，该Mg基铁氧体材料具有通式(1)的组成：
CaaMgbFecOd(1)，
这里，a、b和c满足
0.10≤b/(b+c/2)≤0.85和
0≤R(Ca)≤0.10，
这里，R(Ca)表示为
R(Ca)＝a×Fw(CaO)/(a×Fw(CaO)
+b×Fw(MgO)+(c/2)×Fw(Fe2O3))
(Fw(A)：A的分子量)；以及
d取决于Ca、Mg和Fe的氧化数；其中，所述Mg基铁氧体材料具有在30-80emu/g范围内的饱和磁化强度；所述Mg基铁氧体材料具有在1.0-5.0kV范围内的介质击穿电压。b和c可以满足公式0.30≤b/(b+c/2)≤0.70。平均粒径可以在0.01-150μm的范围内。
上述问题也可以用包括所述Mg基铁氧体材料的电子照相显影载体解决。可以用树脂覆盖该Mg基铁氧体材料。此外，上述问题也可以用包括所述载体和调色剂的电子照相显影剂解决。调色剂对载体的重量比率可以在2-40重量％的范围内。
Mg基铁氧体材料可以由包括下述步骤的方法制备：步骤i)混合原材料；步骤ii)烧结混合材料以生长颗粒，其中，最高温度在800-1500℃的范围内；以及步骤iii)在含氧气氛下加热烧结的原材料，以调节颗粒性质，其中，最高温度在300-1000℃的范围内。
在步骤iii)中气氛的氧浓度可以比步骤ii)中的高。步骤iii)可以在具有0.05-25.0体积％氧浓度的惰性气氛中进行，并且步骤ii)可以在具有0.001-10.0体积％氧浓度的惰性气氛中进行。如在此使用的，惰性气氛可以包含除惰性气体以外的气体，如氧。每种气体组分的浓度在气氛中所含气体总量的基础上表示。
此外，混合原材料的步骤i)可以通过制备含有含Mg化合物和含Fe化合物的浆液、并且干燥该浆液用于成粒而进行。该浆液可以进一步包括含Ca化合物和/或粘合剂，并且基于浆液中含有的原材料的总量，粘合剂的量可以在0.1-5重量％的范围内。
在阅读以下详细说明和附图的情况下，本发明的这些和其它目的、特征和优点将变得更加明显。
对附图的简要说明
图1显示了本发明的Mg基铁氧体载体的饱和磁化强度与介质击穿电压之间的关系。
图2是介质击穿电压测量装置的电路图。1：样品，2：黄铜，3：磁极，4：特氟隆支撑件。
详细说明
本发明的Mg基铁氧体材料能够作为磁性材料，用在各种应用中，例如，磁性流体、磁记录介质、电波吸收器和磁芯材料，特别地，用于电子照相显影。
本发明的Mg基铁氧体材料具有的饱和磁化强度不小于25emu/g、优选不小于30emu/g、更优选不小于40emu/g，不大于100emu/g、优选不大于90emu/g、更优选不大于80emu/g。当饱和磁化强度低于上述范围时，载体不合需要的粘附引起图像质量的恶化。当饱和磁化强度高于上述范围时，穗变硬，导致图像质量的恶化。
如在此使用的，使用振动样品磁强计、在14kOe测量饱和磁化强度，并且测量方法如实施例所述。
本发明的Mg基铁氧体材料具有的介质击穿电压不小于1.0kV，优选不小于2.5kV。当介质击穿电压低于上述范围时，在显影时发生光接收器上静电潜像电势的泄漏，并且载体的寿命可能降低。随着介质击穿电压越高，高图像质量可以保持越长的时间。因此，介质击穿电压的上限是不受限制的。考虑到满足其它性质，介质击穿电压可以是不大于10.0kV，优选不大于7.5kV，更优选不大于5.0kV。
如在此使用的，介质击穿电压的值是在施加交流电压的情况下、在泄漏电流超过110mA时获得的值，并且测量方法如实施例所述。
Mg基铁氧体材料的平均粒径为不小于0.01μm、优选不小于2μm、更优选不小于5μm、进一步更优选不小于10μm，不大于200μm、优选不大于150μm。当粒径低于上述范围时，材料易于过度地沉积到光接收器上，而当粒径高于上述范围时，图像变得粗糙，并且图像质量恶化。
本发明的Mg基铁氧体材料具有通式(1)的组成：
CaaMgbFecOd(1)，
这里，a、b和c满足
0.10≤b/(b+c/2)≤0.85和
0≤R(Ca)≤0.10，
这里，R(Ca)表示为
R(Ca)＝a×Fw(CaO)/(a×Fw(CaO)
+b×Fw(MgO)+(c/2)×Fw(Fe2O3))
(Fw(A)：A的分子量)；以及
d取决于Ca、Mg和Fe的氧化数；其中，所述Mg基铁氧体材料具有在30-80emu/g范围内的饱和磁化强度；所述Mg基铁氧体材料具有在1.0-5.0kV范围内的介质击穿电压。b和c可以满足公式0.30≤b/(b+c/2)≤0.70。
当添加Ca时，可以有利地改善饱和磁化强度，并保持高介质击穿电压。结果，可以获得高图像质量和优异的明暗属性。没有限制于任何理论，这些优点可以归因于Mg位的取代在结构稳定性和传导性上的作用；通过超交换相互作用磁结构的变化；没有固溶体的晶界的改变；以及磁畴的变化。
Mg基铁氧体材料可以进一步包括一种或多种选自由Li、Na、K、Rb、Ba、Sr、B、Al、Si、V、Ti、Zr、Cu、Ni、Co、Zn、Mn、La和Y所组成的集合的元素。这些元素可以取代Ca、Mg和Fe的位置，或形成另一个相。然而，考虑到环境规定，优选含有的重金属总量不超过Mg和Ca的总摩尔量。
如在此使用的，铁氧体材料是指包括正尖晶石相和/或反尖晶石相铁氧体的材料。该铁氧体材料可以包括其它含Fe相，例如，石榴石相和磁铅石相，或者可以包括没有铁的相，例如MgO和Ca2Fe2O5。铁氧体材料的组成不是铁氧体材料中的特定相，而是铁氧体材料的一般组成。
只要能够获得所需的性质，a、b和c的值不是特别限定的。例如，b/(b+c/2)可以在0.10-0.85的范围内。当b/(b+c/2)过小时，由于形成过量Fe2O3，介质击穿电压容易降低。当b/(b+c/2)过大时，非磁相如MgO相过量形成，由此饱和磁化强度容易降低。当添加Ca时，可以增加饱和磁化强度，并保持高介质击穿电压。因此，即使对于在没有钙时不能获得充足饱和磁化强度的富镁组成(即，具有大b/(b+c/2)的组成)，通过添加Ca能够同时获得适当的饱和磁化强度和高介质击穿电压。在没有Ca时，优选将b/(b+c/2)调节到0.30-0.70的范围内。
在添加Ca的情况下，Ca量的下限不是特别限定的。当R(Ca)不小于0.001时，它的效果可以被容易地检测到。当Ca被过量添加时，杂质相(例如，Ca2Fe2O5)形成，导致饱和磁化强度降低。因而，R(Ca)优选不大于0.10，更优选不大于0.08。
以下，将描述制备本发明的Mg基铁氧体载体的方法。本发明的Mg基铁氧体材料可以由包括下述步骤的方法制备：步骤i)混合原材料；步骤ii)烧结混合材料以生长颗粒，其中，最高温度在800-1500℃的范围内；以及步骤iii)在含氧气氛下加热烧结的原材料，以调节颗粒性质，其中，最高温度在300-1000℃的范围内。
作为在混合步骤i)中使用的原材料，可以使用各种化合物如氧化物、碳酸盐、氢氧化物、羟基氧化物、草酸盐、硝酸盐、乙酸盐、乳酸盐和氯化物。例如，可将MgO、MgCO3、Mg(OH)2和MgCl2用作Mg原材料；可将FeO、Fe2O3、Fe3O4和Fe(OH)x用作Fe原材料(x代表在2-3范围内的数字)；可将CaO、CaCO3、Ca(OH)2和CaCl2用作Ca原材料。考虑到处理在烧结期间产生的气体，优选使用氧化物、碳酸盐、氢氧化物、草酸盐、羟基氧化物和它们的混合物。对于各个元素，可以使用一种化合物作为原材料。或者可以使用化合物的混合物。另外，根据包括共沉淀法的传统方法，可以预先以预定的比例混合一部分原材料，然后提供给步骤ii)。
将上述原材料称重，并以预定的组成混合。混合原材料的方法的例子包括但不局限于，各种湿式混合方法如用水湿式混合，以及各种干式混合方法。例如，可以在湿式球磨机、超微磨碎机或Dyno-Mill中研磨和混合上述原材料，以形成浆液。可以向浆液中加入预定量的粘合剂。作为粘合剂，可以使用各种聚合物，例如聚乙烯醇、CMC和丙烯酸增稠剂。在使用聚乙烯醇的情况下，基于浆液中含有的原材料的总量，聚乙烯醇的量优选为0.1-5重量％。如果必要，可以添加期望量的分散剂、消泡剂等。助烧剂(例如，B、Al、Si、Sr、V、Y、Bi、La、Ti和Zr的氧化物或氯化物)可以添加到浆液中，或可以在烧结前混合到固相中，或可以在烧结或热处理期间加入到气相中。助烧剂在热处理后可以保留，这将在后面描述。
用喷雾干燥器将得到的浆液干燥用于成粒，以制备球形微丸。该球形微丸被控制成作为铁氧体材料理想的形状。例如，该球形微丸可以具有0.01-200μm的平均粒径。
所有的原材料可以在一个工序中制成浆液。或者，一部分原材料，例如含Mg化合物和含Fe化合物可以被制成浆液、并干燥用于成粒，然后剩下的原材料可以与固相的粒状颗粒混合。
本发明的制备方法包括，步骤i)混合原材料，以及至少两个加热步骤：步骤ii)在惰性气氛中烧结混合的原材料以生长颗粒，和步骤iii)在含氧气氛中加热烧结的原材料以控制和调节性质如晶体结构、磁结构、每种金属的氧化数和每个位置的占用率。通过调节烧结和加热步骤的条件，例如氧浓度、烧结温度、烧结时间、加热处理温度、和加热处理时间，有可能获得磁性载体期望的性质，包括介质击穿电压和饱和磁化强度。例如，理想的载体性质能够通过执行步骤iii)的气氛氧浓度高于步骤ii)的气氛氧浓度，并且设定步骤ii)的最高温度高于步骤iii)的而获得。煅烧可以在步骤ii)之前进行。
步骤ii)和步骤iii)可以分开进行，或可以连续进行。步骤ii)可以在步骤iii)之前或之后进行。然而，优选步骤ii)在步骤iii)之前进行。
步骤ii)能够在惰性气氛中进行，该惰性气氛具有的氧浓度不大于10体积％，优选不大于3体积％，更优选不大于1体积％。惰性气体的例子包括氮、稀有气体如氩、和它们的混合物。可以在惰性气氛中进一步加入还原气体。惰性气氛中氧浓度的下限不受特别限制，并且惰性气氛可以基本上不含氧。如在此使用的，基本上不含氧的状态是指氧浓度小于0.001体积％的状态。氧浓度不小于0.001体积％的气氛是有利的，因为它能够被廉价地提供。
步骤iii)在含氧气氛中进行。氧浓度优选不小于0.05体积％，优选不大于70体积％，更优选不大于50体积％，进一步更优选不大于25体积％。当氧浓度超过上述范围时，可能失去操作的安全性。优选除氧以外的气相组分为惰性气体。
可以选择步骤ii)的最高温度，以使颗粒生长到期望的程度。期望的温度取决于原材料的研磨和混合程度。为了获得0.01-150μm的平均粒径，该温度优选设定在800-1,500℃的范围内。
选择步骤iii)的温度，以便获得期望的物理性质。例如，该温度可以设定在200-1,500℃的范围内，优选300-1,000℃。随着步骤ii)中粘合剂的量增加，该粘合剂可以更明确地用作还原剂。因而，必须根据粘合剂的种类适当设定加入的粘合剂的量。
利用研磨机研磨获得的Mg基铁氧体，并且将研磨粉末分类，以具有作为用于各种应用的铁氧体材料所期望的平均粒径和期望的粒径分布。对于分类，可以使用各种已知方法如筛分。最近，为用作电子照相载体和磁性材料，要求平均粒径应该为0.01-150μm。能够调节成粒和/或分类条件，以使平均颗粒直径应在该范围内。
如果必要，本发明所得的Mg基铁氧体材料可以经受表面处理。例如，可将Mg基铁氧体材料用作芯材，并且它的表面可以用树脂覆盖。只要被覆盖的铁氧体材料满足期望的物理性质，覆盖树脂不受特别限制。覆盖树脂的例子包括各种有机硅基树脂(silicone based resin)如有机硅树脂及其衍生物、氟基树脂、苯乙烯基树脂、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、聚酯基树脂、聚酰胺基树脂、环氧基树脂、聚醚基树脂、酚基树脂和三聚氰胺基树脂。这些树脂可以单独使用或组合使用，也可以使用其共聚物。关于组合使用，例如，可以在使用前混合两种或更多种树脂，或依次分开覆盖以形成多层。如果必要，可以向树脂中添加其它一种或多种组分，如电荷控制剂、电阻控制剂和胶粘改进剂，而且它们的使用不受特别限制，除非本发明的效果被削弱。
现有技术的任何方法可以用于用上述树脂覆盖铁氧体材料，并可以根据特殊应用来选择。例如，可以使用用流化床的喷雾法、和浸渍法。上述树脂典型地用有机溶剂稀释或分散在有机溶剂中，如甲基·乙基酮、甲基异丁基酮、四氢呋喃、甲苯、二甲苯、氯仿和乙醇或它们的混合溶剂，以制备用于使用的树脂溶液或乳状液。然后将本发明的铁氧体芯材浸渍在该树脂溶液或该乳状液中。或者，将上述树脂溶液喷到铁氧体芯材上，该树脂溶液被预先液化以形成树脂层。通过将树脂溶液以液化态喷到铁氧体芯材上，能够获得均匀的薄膜。
覆盖树脂的量优选为铁氧体材料的0.05-10.0重量％。当树脂量小于0.05重量％时，铁氧体颗粒的表面不能被充分覆盖。当该量大于10.0重量％时，铁氧体颗粒中可能会出现聚集。
在覆盖层形成后，为了去除溶剂和固化树脂，可以使用各种加热方法。根据所用的溶剂和树脂设定加热温度。优选将温度设定在高于树脂的熔融点或玻璃化点。如果期望，在使热处理的颗粒冷却后，再次进行研磨和分类。
覆盖步骤可以在步骤ii)和步骤iii)之间进行。在这种情况下，可以同时进行树脂的固化处理和加热步骤iii)。
本发明的Mg基铁氧体载体与调色剂以预定比率混合，以用作双组分显影剂。对于双组分显影剂，调色剂的浓度优选为载体量的2-40重量％。可以使用各种已知的调色剂如粉末调色剂(ground toner)和聚合物调色剂(polymerized toner)，并且可以使用各种制备它们的方法。
通过将着色剂和抗静电剂分散到粘合树脂中来制备调色剂。粘合树脂的例子包括但不限于，聚苯乙烯基树脂、苯乙烯-丙烯酸基树脂、苯乙烯-氯苯乙烯基树脂、聚酯基树脂、环氧基树脂和聚氨酯基树脂。对于着色剂和电荷控制剂，如果期望，可以使用现有技术中的任何剂。
此外，本发明的Mg基铁氧体可用作调色剂中的材料。例如，它可用作磁性调色剂的磁性材料。
实施例
下文中，将根据实施例描述本发明。然而，本发明决不局限于这些实施例。
[实施例1-16]
[制备Mg基铁氧体材料]
将MgO、Fe2O3和CaO用作原材料，以制备Mg基铁氧体材料。首先，按如表1所示的预定组成称重这些原材料。将称重后的原材料与粘合剂(聚乙烯醇)、分散剂和消泡剂一起加入水中；并在湿式球磨机中研磨和混合4个小时以制备浆液。该浆液的浓度为50重量％。基于浆液中原材料的总量，消泡剂的量为0.1重量％，且分散剂的量为0.15重量％。
用喷雾干燥器将获得的浆液干燥用于成粒，以制备球形微丸。在电炉、氮气氛中、在1,200℃烧结这些球形微丸。在氮气氛中的氧浓度低于1,000ppm。在具有20体积％氧浓度的氮气氛中、在500℃加热该烧结材料。其后，将该材料研磨和分类，以获得具有平均粒径50μm的Mg基铁氧体材料。基于颗粒总量，具有直径不小于75μm、45-63μm、和不大于40μm的颗粒的含量分别为15重量％、50重量％、和35重量％。
表1中，Mg和Fe的量以MgO∶Fe2O3的摩尔比率表示。Ca的量以基于(MgO+Fe2O3+CaO)的总重量的CaO的重量％表示。表2和3中Mg、Fe、和Ca的量，按与表1中同样的方式表示。
获得的Mg基铁氧体材料的饱和磁化强度、介质击穿电压和电阻显示在表1中。饱和磁化强度和介质击穿电压之间的关系显示在图1中。
表1
| 样品 | 组成 | 步骤i)的温度和气氛 | 步骤ii)的温度和气氛 | 饱和磁化强度/emu/g | 介质击穿电压/kV | 电阻/Ω | 图像评价 | |
| MgO∶Fe2O3(摩尔比率) | CaO(重量％) | |||||||
| 实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6实施例7实施例8实施例9实施例10实施例11实施例12实施例13实施例14实施例15实施例16 | 70∶3060∶4050∶5040∶6035∶6530∶7050∶5050∶5050∶5035∶6535∶6535∶6520∶8020∶8020∶8010∶90 | ------2482482481 | 1200℃，N2″″″″″″″″″″″″″″″ | 500℃，20体积％O2″″″″″″″″″″″″″″″ | 30.332.031.835.939.836.241.037.933.047.351.541.564.262.639.073.8 | 4.24.24.44.34.54.34.34.24.44.24.24.12.02.24.01.1 | 7.2×1088.5×1083.5×1093.3×1091.2×1098.5×1093.5×1092.6×1094.3×1091.8×1091.1×1091.5×1091.1×10102.5×1095.2×1082.2×109 | 良好″″″″″″″″″″″″″″″ |
表2
| 样品 | 组成 | 步骤i)的温度和气氛 | 步骤ii)的温度和气氛 | 饱和磁化强度/emu/g | 介质击穿电压/kV | 电阻/Ω | 图像评价 | 备注 | |
| MgO∶Fe2O3(摩尔比率) | CaO(重量％) | ||||||||
| 比较例1比较例2比较例3比较例4比较例5比较例6比较例7比较例8比较例9比较例10比较例11 | 75∶2525∶7550∶5035∶6520∶805∶9550∶5035∶6535∶6550∶5035∶65 | --1515151--4-- | 1200℃，N2″″″″″″″″1200℃，空气″ | 500℃，20体积％O2″″″″″----- | 24.545.025.127.528.173.644.951.256.021.717.9 | 4.20.93.63.34.00.50.40.40.34.24.8 | 7.0×1083.8×10101.0×10103.4×10104.5×1081.1×1095.8×1062.8×1071.2×1072.8×10104.5×107 | 载体粘附显影泄漏载体粘附″″显影泄漏″″″载体粘附″ | 偏离组成″″″″″省略步骤ii)″″省略步骤ii)步骤i)在空气中烧结″ |
如实施例3和7-9、以及实施例5和10-12所示，当添加一定量的Ca时，可以改善饱和磁化强度，并保持高介质击穿电压。
用于测量饱和磁化强度、介质击穿电压和电阻的条件如下。
<测量饱和磁化强度>
用振动样品磁强计(VSMP-1S，由Toei Kogyo制造)测量饱和磁化强度。将样品置于测量囊(capsule)(0.0565cc)中，并施加14kOe的磁场。
<测量介质击穿电压>
用图2所示的装置测量介质击穿电压。相对的N极和S极的磁极间距离是8mm(磁极的表面磁通密度：1,500G，逆磁极面积：10×30mm)。非磁性平板电极(电极面积：10×40mm，电极距离：4mm)平行排列在磁极之间。将200mg样品放置在电极之间，并通过磁力保持在该位置。然后用耐压测试仪(TOS 5051，由Kikusui Denshi Kogyo制造)施加交流电压。确定在泄漏电流超过110mA时施加的电压为介质击穿电压。
<电阻>
按如下方法测量电阻：将样品保持在与上述测量介质击穿电压的电极相同的电极间；施加100V的直流电压；并用绝缘电阻测试仪(TR-8601，由Takeda Riken制造)测量电阻。
[制备覆盖载体]
通过用有机硅树脂覆盖上述Mg基铁氧体材料的芯材来制备覆盖载体。利用以甲苯稀释的有机硅树脂溶液喷涂该Mg基铁氧体材料；然后将该材料加热到250℃，并将它保持在进行覆盖处理的温度。覆盖树脂的量为芯材的0.5重量％。将覆盖载体与商业可得的调色剂混合，用于双组分显影剂，以使调色剂的浓度应为4重量％。通过商业可得的复印机，将获得的显影剂用于图像评价(表1)。评价项目为载体的粘附和显影泄漏。
[比较例1-6]
按表2中所述的各种组成称重并混合MgO、Fe2O3和CaO，并按与实施例1-16相同的方法制备Mg基铁氧体材料。饱和磁化强度、介质击穿电压和电阻的值显示在表2中，并且饱和磁化强度和介质击穿电压之间的关系显示在图1中。
按与实施例1-16相同的方式覆盖该Mg基铁氧体材料，并进行图像评价(表2)。
[比较例7-9]
在比较例7-9中，按与实施例1-16相同的方式制备Mg基铁氧体材料，不同的是省略在具有20体积％氧浓度的氮气氛中的调节步骤。按表2中所述的每种组成称重MgO、Fe2O3和CaO。
饱和磁化强度、介质击穿电压和电阻的测量结果显示在表2中，并且饱和磁化强度和介质击穿电压之间的关系显示在图1中。烧结后的平均粒径为50μm。按与实施例1-16相同的方式覆盖该样品，并进行图像评价(表2)。
[比较例10和11]
在比较例10和11中，按与实施例1-16相同的方式制备Mg基铁氧体材料，不同的是省略在氮气氛中在1,200℃的加热步骤、和在具有20体积％氧浓度的氮气氛中在500℃的加热步骤，并用在电炉的空气中、在1,200℃的加热步骤代替它们。按表2中所述的每种组成称重MgO和Fe2O3。
饱和磁化强度、介质击穿电压和电阻的测量结果显示在表2中，并且饱和磁化强度和介质击穿电压之间的关系显示在图1中。烧结后的平均粒径为50μm。按与实施例1-16相同的方式覆盖该样品，并进行图像评价(表2)。
通过分别比较实施例3和比较例7、实施例5和比较例8、实施例11和比较例9、实施例3和比较例10、以及实施例5和比较例11，发现通过采用包括两个阶段加热步骤的本发明的方法，改善了介质击穿电压。
[实施例17-19]
在实施例17-19中，按与实施例1-16相同的方式制备Mg基铁氧体材料，不同的是将在具有20体积％氧浓度的氮气氛中的加热步骤的最高温度变为表3所述的温度。按表3中所述的每种组成称重MgO和Fe2O3和CaO。
饱和磁化强度、介质击穿电压和电阻的测量结果显示在表3中，并且饱和磁化强度和介质击穿电压之间的关系显示在图1中。烧结后的平均粒径为50μm。按与实施例1-16相同的方式覆盖该样品，并进行图像评价(表3)。
表3
| 样品 | 组成 | 步骤i)的温度和气氛 | 步骤ii)的温度和气氛 | 饱和磁化强度/emu/g | 介质击穿电压/kV | 电阻/Ω | 图像评价 | 备注 | |
| MgO∶Fe2O3(摩尔比率) | CaO(重量％) | ||||||||
| 比较例1 | 35∶65 | 4 | 1200℃，N2 | - | 56.0 | 0.3 | 1.2×107 | 显影泄漏 | 省略步骤ii) |
| 实施例17实施例18实施例11实施例19 | 35∶65″∶″″∶″″∶″ | 4″″″ | 1200℃，N2″″″ | 400℃，20体积％O2450℃，20体积％O2500℃，20体积％O2800℃，20体积％O2 | 55.052.451.533.3 | 1.33.54.25.0 | 2.9×1083.8×1091.1×1096.2×109 | 良好″″″ | |
如上述结果所示，本发明的Mg基铁氧体载体具有获得良好的图像质量、没有任何显影泄漏或载体粘附的优点。这种优点可归因于实现了适当的饱和磁化强度和高介质击穿电压的事实。尽管传统上存在具有高介质击穿电压的Mg基铁氧体，但它有低饱和磁化强度的问题。本发明的Mg基铁氧体材料具有改善的饱和磁化强度、并保持高介质击穿电压的特点。
工业应用的可能性
本发明的Mg基铁氧体材料和含Ca的Mg基铁氧体材料与传统的Mg-Fe-O基铁氧体相比，具有改善的介质击穿电压。而且，它们呈现出适当的饱和磁化强度值。含有本发明的Mg基铁氧体载体的电子照相显影剂能够符合最近的环境规定，而且还能够实现高的图像质量，从而扩大显影剂的设计范围。
尽管根据附图、用实施例充分描述了本发明，但将理解，各种变化和修改对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，除非另外的这种变化和修改离开了下文限定的本发明的范围，它们应当被解释为包括在其中。
Claims (14)
1.一种Mg基铁氧体材料，其具有通式(1)的组成：
CaaMgbFecOd(1)，
这里，a、b和c满足
0.10≤b/(b+c/2)≤0.85和
0≤R(Ca)≤0.10，
这里，R(Ca)表示为
R(Ca)＝a×Fw(CaO)/(a×Fw(CaO)
+b×Fw(MgO)+(c/2)×Fw(Fe2O3))
(Fw(A)：A的分子量)；以及
d取决于Ca、Mg和Fe的氧化数；
其中，所述Mg基铁氧体材料具有在30-80emu/g范围内的饱和磁化强度；
所述Mg基铁氧体材料具有在1.0-5.0kV范围内的介质击穿电压。
2.根据权利要求1所述的Mg基铁氧体材料，其中，b和c满足0.30≤b/(b+c/2)≤0.70。
3.根据权利要求1或2所述的Mg基铁氧体材料，
其中，所述Mg基铁氧体材料具有在0.01-150μm范围内的平均粒径。
4.一种电子照相显影载体，其包括根据权利要求1-3中任一项所述的Mg基铁氧体材料。
5.一种电子照相显影载体，其包括根据权利要求1-3中任一项所述的Mg基铁氧体材料，
其中，用树脂覆盖所述Mg基铁氧体材料。
6.一种电子照相显影剂，其包括根据权利要求4或5所述的电子照相显影载体，以及调色剂。
7.根据权利要求6所述的电子照相显影剂，
其中，调色剂对载体的重量比在2-40wt％的范围内。
8.一种制备根据权利要求1-3中任一项所述的Mg基铁氧体载体的方法，其包括步骤：
i)混合原材料；
ii)烧结混合的原材料以使颗粒生长，其中，最高温度在800-1500℃的范围内；以及
iii)在含氧气氛下加热烧结的原材料以调节颗粒性质，其中，最高温度在300-1000℃的范围内。
9.根据权利要求8所述的制备Mg基铁氧体载体的方法，
其中，步骤iii)中气氛的氧浓度高于步骤ii)中气氛的氧浓度。
10.根据权利要求8或9所述的制备Mg基铁氧体载体的方法，
其中，步骤iii)中的气氛为惰性气氛，基于该气氛中含有的气体总量，该惰性气氛具有0.05-25.0体积％的氧浓度。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的制备Mg基铁氧体载体的方法，
其中，步骤ii)中的气氛为惰性气氛，基于气氛中含有的气体总量，该惰性气氛具有0.001-10.0体积％的氧浓度。
12.根据权利要求8-11中任一项所述的制备Mg基铁氧体载体的方法，
其中，混合原材料的步骤i)包括步骤：
制备包含含Mg化合物和含Fe化合物的浆液；并且
干燥该浆液，用于成粒。
13.根据权利要求12所述的制备Mg基铁氧体载体的方法，
其中，包括含Mg化合物和含Fe化合物的浆液进一步包括含Ca化合物。
14.根据权利要求12或13所述的制备Mg基铁氧体载体的方法，
其中，包括含Mg化合物和含Fe化合物的浆液进一步包括粘合剂；
基于浆液中原材料的总量，该粘合剂的含量在0.1-5重量％的范围内。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP096744/2003 | 2003-03-31 | ||
| JP2003096744 | 2003-03-31 | ||
| JP384456/2003 | 2003-11-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1768307A true CN1768307A (zh) | 2006-05-03 |
Family
ID=36743344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200480009104 Pending CN1768307A (zh) | 2003-03-31 | 2004-03-26 | Mg基铁氧体、含有该铁氧体的电子照相显影载体、和含有该载体的显影剂 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1768307A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101464649B (zh) * | 2007-12-21 | 2011-07-06 | 夏普株式会社 | 成像设备 |
| CN102859447A (zh) * | 2010-10-15 | 2013-01-02 | 同和电子科技有限公司 | 电子照相显影剂用载体芯材、电子照相显影剂用载体及电子照相显影剂 |
| CN103443713A (zh) * | 2011-03-24 | 2013-12-11 | 同和电子科技有限公司 | 铁素体颗粒以及使用其的电子照相用载体以及电子照相用显影剂 |
| CN113474295A (zh) * | 2019-02-25 | 2021-10-01 | 保德科技股份有限公司 | 铁氧体颗粒、电子照相显影剂用载体芯材、电子照相显影剂用载体以及电子照相显影剂 |
| CN115003633A (zh) * | 2020-01-27 | 2022-09-02 | 保德科技股份有限公司 | 铁氧体粉末及其制造方法 |
-
2004
- 2004-03-26 CN CN 200480009104 patent/CN1768307A/zh active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101464649B (zh) * | 2007-12-21 | 2011-07-06 | 夏普株式会社 | 成像设备 |
| CN102859447A (zh) * | 2010-10-15 | 2013-01-02 | 同和电子科技有限公司 | 电子照相显影剂用载体芯材、电子照相显影剂用载体及电子照相显影剂 |
| CN102859447B (zh) * | 2010-10-15 | 2014-07-23 | 同和电子科技有限公司 | 电子照相显影剂用载体芯材、电子照相显影剂用载体及电子照相显影剂 |
| US8883388B2 (en) | 2010-10-15 | 2014-11-11 | Dowa Electronics Materials Co., Ltd. | Carrier core particle for electrophotographic developer, carrier for electrophotographic developer and electrophotographic developer |
| CN103443713A (zh) * | 2011-03-24 | 2013-12-11 | 同和电子科技有限公司 | 铁素体颗粒以及使用其的电子照相用载体以及电子照相用显影剂 |
| CN113474295A (zh) * | 2019-02-25 | 2021-10-01 | 保德科技股份有限公司 | 铁氧体颗粒、电子照相显影剂用载体芯材、电子照相显影剂用载体以及电子照相显影剂 |
| CN115003633A (zh) * | 2020-01-27 | 2022-09-02 | 保德科技股份有限公司 | 铁氧体粉末及其制造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7476482B2 (en) | Mg-based ferrite, an electrophotographic development carrier containing the ferrite, and developer containing the carrier | |
| JP4779141B2 (ja) | 電子写真現像用キャリア芯材およびその製造法並びに磁性キャリア | |
| JP5650773B2 (ja) | 電子写真現像剤用キャリア芯材の製造方法、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、および電子写真現像剤 | |
| WO2016143646A1 (ja) | キャリア芯材並びにこれを用いた電子写真現像用キャリア及び電子写真用現像剤 | |
| US7470498B2 (en) | Mg-based ferrite, an electrophotographic development carrier containing the ferrite, and a developer containing the carrier | |
| KR101940594B1 (ko) | 페라이트 입자 및 이것을 사용한 전자 사진 현상용 캐리어, 전자 사진용 현상제 및 페라이트 입자의 제조 방법 | |
| JP2016184130A (ja) | キャリア芯材並びにそれを用いた電子写真現像用キャリア及び電子写真用現像剤 | |
| JP5843378B2 (ja) | フェライト粒子及びそれを用いた電子写真現像用キャリア、電子写真用現像剤並びにフェライト粒子の製造方法 | |
| JP5735877B2 (ja) | フェライト粒子の製造方法 | |
| CN1768307A (zh) | Mg基铁氧体、含有该铁氧体的电子照相显影载体、和含有该载体的显影剂 | |
| JP6757872B1 (ja) | 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 | |
| JP5736078B1 (ja) | フェライト粒子並びにそれを用いた電子写真用キャリア及び電子写真用現像剤 | |
| JP5921801B2 (ja) | 電子写真現像剤用キャリア芯材およびその製造方法 | |
| JP2015200872A (ja) | フェライト粒子並びにそれを用いた電子写真用キャリア及び電子写真用現像剤 | |
| CN100557726C (zh) | 镁基铁氧体、含有该铁氧体的电子照相显影载体以及含有该载体的显影剂 | |
| JP2012076955A (ja) | フェライト粒子並びにそれを用いた電子写真現像用キャリア及び電子写真用現像剤 | |
| EP2891925B1 (en) | Carrier core material for electrophotographic developer, carrier for electrophotographic developer, and electrophotographic developer | |
| CN102645858A (zh) | 一种Mg基铁氧体材料 | |
| JP2015093817A (ja) | Ｍｎフェライト粒子及びそれを用いた電子写真現像剤用キャリア、電子写真用現像剤 | |
| JP6061423B2 (ja) | キャリア芯材及びそれを用いた電子写真現像用キャリア及び電子写真用現像剤 | |
| WO2021200171A1 (ja) | 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 | |
| WO2022244573A1 (ja) | キャリア芯材並びにこれを用いた電子写真現像用キャリア及び電子写真用現像剤 | |
| EP4349789A1 (en) | Ferrite particle, carrier for electrophotographic developer, electrophotographic developer, and method for producing ferrite particle | |
| WO2022250149A1 (ja) | フェライト粒子、電子写真現像剤用キャリア、電子写真現像剤及びフェライト粒子の製造方法 | |
| JP5689988B2 (ja) | 電子写真現像剤用キャリア芯材およびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |