JP5773118B2 - Magnetic carrier for electrophotographic developer, method for producing the same, and two-component developer - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真現像剤用磁性キャリアに関するものであって、詳しくは微小な凹凸を形成した粒子表面にメラミン樹脂からなる被覆層を形成した強磁性酸化鉄粒子とフェノール樹脂とメラミン樹脂とから成る球状磁性複合体粒子によって、現像時に電気抵抗値を適切に保つことができ、耐久性があり、高濃度でかつ均一なベタ部の再現が得られ、また階調性等に優れた高画質な画像を長く維持することができ、更に、樹脂被覆時の接着性が優れ被覆層の磨耗や剥がれを防止することができ、キャリアに対する機械的なストレスに対して大変安定である電子写真現像剤用磁性キャリア及び該電子写真現像剤用磁性キャリアとトナーとを有する二成分現像剤を提供する。   The present invention relates to a magnetic carrier for an electrophotographic developer, and more specifically, from ferromagnetic iron oxide particles having a coating layer made of melamine resin formed on the surface of particles having fine irregularities, phenol resin and melamine resin. Due to the spherical magnetic composite particles, the electrical resistance value can be maintained appropriately during development, durability, high density and uniform solid reproduction can be obtained, and high image quality with excellent gradation etc. An electrophotographic developer that can maintain a long image, has excellent adhesion when coated with a resin, can prevent abrasion and peeling of the coating layer, and is extremely stable against mechanical stress on the carrier. The present invention provides a two-component developer comprising a magnetic carrier for use and a magnetic carrier for electrophotographic developer and a toner.

周知の通り、電子写真方式においては、セレン、OPC(有機半導体)、a−Si等の光導電性物質を感光体として用い、種々の手段により静電気的潜像を形成し、この潜像に磁気ブラシ現像法等を用いて、潜像の極性と逆に帯電させたトナーを静電気力により付着させ、顕像化する方式が一般に採用されている。   As is well known, in electrophotography, a photoconductive material such as selenium, OPC (organic semiconductor), or a-Si is used as a photoconductor, and an electrostatic latent image is formed by various means. In general, a method is used in which a toner charged opposite to the polarity of the latent image is attached by electrostatic force and visualized by using a brush developing method or the like.

この現像工程においては、トナーとキャリアとからなる二成分系の現像剤が使用され、キャリアと呼ばれる担体粒子が摩擦帯電により適量の正又は負の電気量をトナーに付与し、且つ、磁気力を利用し磁石を内蔵する現像スリーブを介して、潜像を形成した感光体表面付近の現像領域にトナーを搬送している。   In this development process, a two-component developer composed of a toner and a carrier is used, and carrier particles called a carrier impart an appropriate amount of positive or negative electricity to the toner by frictional charging, and magnetic force is increased. The toner is conveyed to a developing region near the surface of the photosensitive member on which a latent image is formed through a developing sleeve using a magnet.

近年、前記電子写真方式の複写機又はプリンターはデジタル化、複合化が進み、高機能化、高画質化及び高速化の要求がこれまで以上に増大している。また、パーソナル化、省スペース化等の市場要求に伴い、電子写真方式の画像形成装置の小型化が促進されている。特にフルカラーの画質に関しては高級印刷、銀塩写真に近い高画質品位が望まれている。この為、細密化された潜像を長期にわたり忠実に可視化するためには現像剤帯電を安定に維持することが重要である。これらの特性を安定に維持するためには、現像剤中に含有されているキャリア特性、つまり帯電機能を有するキャリアの帯電性能や電気抵抗等の諸特性が長期に亘って安定に維持できる高寿命化がより必要とされている。   In recent years, the electrophotographic copying machines or printers have been digitized and combined, and demands for higher functionality, higher image quality, and higher speed have increased more than ever. In addition, along with market demands such as personalization and space saving, miniaturization of electrophotographic image forming apparatuses is promoted. In particular, with regard to full-color image quality, high-quality printing similar to high-quality printing and silver salt photography is desired. For this reason, it is important to stably maintain the developer charging in order to visualize the minute latent image faithfully over a long period of time. In order to maintain these characteristics stably, the carrier characteristics contained in the developer, that is, the charging performance of the carrier having the charging function, and various characteristics such as electrical resistance can be maintained over a long period of time. There is a need for more.

これまで、現像剤を形成するキャリアは、装置内に滞留してトナーと摩擦が繰り返されるために、キャリアの表面状態が使用経時によって変化を起こし、画像が変化するという問題があった。これは、キャリア粒子表面にトナーが強固に付着してしまい汚染されることで本来持っているキャリアの帯電性が失われてしまう現象(いわゆるトナーのスペント)と、キャリア粒子表面に形成された樹脂被覆層が摩擦によって剥離を起こし、リークサイトを生じて電気抵抗が変化する現象の2つの現象が大きな原因とされている。   Until now, the carrier forming the developer stays in the apparatus and repeats friction with the toner, so that there is a problem that the surface state of the carrier changes with the passage of time and the image changes. This is because the toner adheres firmly to the surface of the carrier particles and is contaminated, so that the chargeability of the original carrier is lost (so-called toner spent) and the resin formed on the surface of the carrier particles. Two major causes are the phenomenon in which the coating layer peels off due to friction, causes leak sites, and changes in electrical resistance.

これらの問題に対し、キャリアへのトナーのスペント化を防止するためには、従来からキャリア表面に種々の樹脂を被覆する方法が提案されており、例えばキャリア芯材粒子表面にフッ素樹脂、シリコーン樹脂等の離型性樹脂をコートしたものが知られている。このようなコート型キャリアは帯電量、抵抗制御の機能付与だけでなく、表面が低表面エネルギー物質で覆われているため、現像時にトナーのスペント化が起こり難く、その結果、帯電量が安定し、現像剤の長寿命化が計れる。   In order to prevent the toner from becoming spent on the carrier against these problems, methods for coating the surface of the carrier with various resins have been proposed. For example, the surface of the carrier core material particle is a fluororesin or a silicone resin. What coat | covered mold release resin, such as, is known. Such a coat type carrier not only has a function of controlling the charge amount and resistance, but also has a surface covered with a low surface energy substance, so that it is difficult for the toner to become spent during development, resulting in a stable charge amount. The life of the developer can be extended.

一方、キャリアにはある程度の電気抵抗値を有すことが求められており1×10〜1×1016Ω・cm程度の電気抵抗値が求められている。即ち鉄粉キャリアのように電気抵抗値が10Ω・cmと低い場合には、スリーブからの電荷注入によりキャリアが感光体の画像部へ付着したり、潜像電荷がキャリアを介して逃げ、潜像の乱れや画像の欠損等を生じたりする問題がある。また、絶縁性の樹脂を厚く被覆してしまうと電気抵抗値が高くなりすぎ、キャリア電荷がリークしにくくなり、さらにトナーの帯電量も高くなり、結果、エッジの効いた画像にはなるが、反面、大面積の画像面では中央部の画像濃度が非常に薄くなるという問題が生じる。 On the other hand, the carrier is required to have a certain electric resistance value, and an electric resistance value of about 1 × 10 8 to 1 × 10 16 Ω · cm is required. That is, when the electrical resistance value is as low as 10 6 Ω · cm as in the case of an iron powder carrier, the carrier adheres to the image portion of the photoreceptor due to charge injection from the sleeve, or the latent image charge escapes through the carrier, There is a problem that the latent image is disturbed or the image is lost. In addition, if the insulating resin is coated thickly, the electrical resistance value becomes too high, the carrier charge is less likely to leak, and the toner charge amount is also increased, resulting in an edged image, On the other hand, there is a problem that the image density at the center is very thin on a large-area image surface.

更に、電気抵抗値の電圧に対する依存性が大きくなると、一般的に階調性のない画像となり、複写機及びプリンターの現像剤として用いた場合に高画質化が困難となり、用途も限定されることとなる。   In addition, when the electrical resistance value is highly dependent on the voltage, the image generally has no gradation, and it is difficult to improve the image quality when used as a developer for copying machines and printers, and the application is limited. It becomes.

一般的に二成分系現像剤を構成するキャリアとして、鉄粉キャリア及びフェライトキャリア、バインダー樹脂中に磁性粒子粉末を分散させたバインダー型キャリア、及び磁性体を被覆樹脂でコートしてなるコート型キャリアがよく知られている。   Generally, as a carrier constituting a two-component developer, an iron powder carrier and a ferrite carrier, a binder type carrier in which magnetic particle powder is dispersed in a binder resin, and a coat type carrier obtained by coating a magnetic material with a coating resin Is well known.

鉄粉キャリア及びフェライトキャリアは、通常、粒子表面を樹脂で被覆して使用されるが、鉄粉キャリアは真比重が7〜8g/cmであってフェライトキャリアは真比重が4.5〜5.5g/cmと大きいために、現像機中で攪拌するためには大きな駆動力を必要とし、機械的な損耗が多く、トナーのスペント化、キャリア自体の帯電性劣化や感光体の損傷を招きやすい。さらに、前記鉄粉キャリア及びフェライトキャリア表面と被覆樹脂との接着性が良好とは言い難く、使用中に次第に被覆樹脂が剥離して、帯電性の変化を起こし、結果として画像の乱れやキャリア付着等の問題を引き起こしてしまう。 The iron powder carrier and the ferrite carrier are usually used by coating the particle surface with a resin, but the iron powder carrier has a true specific gravity of 7 to 8 g / cm 3 and the ferrite carrier has a true specific gravity of 4.5 to 5. Because it is as large as 5 g / cm 3 , a large driving force is required to stir in the developing machine, and mechanical wear is high, causing toner spent, charging deterioration of the carrier itself and damage to the photoreceptor. Easy to invite. Furthermore, it is difficult to say that the adhesion between the iron powder carrier and ferrite carrier surface and the coating resin is good, and the coating resin gradually peels off during use, causing a change in chargeability, resulting in image disturbance and carrier adhesion. Cause problems such as.

もっとも、特開平2−220068号公報記載の磁性酸化鉄粒子とフェノール樹脂との球状磁性複合体粒子からなる磁性体分散型キャリアは、前記鉄粉キャリア及びフェライトキャリアに比べて被覆樹脂との接着性に数段優れており、使用中に被覆樹脂が剥離する問題はほとんど起こらないものである。   However, the magnetic material-dispersed carrier composed of spherical magnetic composite particles of magnetic iron oxide particles and phenol resin described in JP-A-2-220068 is more adhesive to the coating resin than the iron powder carrier and ferrite carrier. The problem that the coating resin peels off during use hardly occurs.

しかしながら、近年、カラー化が進むことで高画質化のためのキャリアに対する諸特性の向上と長期に亘って安定に維持できる高寿命化の要求がより高まっていることで、粒子間の衝突、粒子と現像装置内での機械的攪拌、熱的ストレスによって生じる被覆樹脂の削れ、又は剥離の抑制に対して不十分であるという課題を有している。また、前記磁性体分散型キャリアの芯材となる球状磁性複合体粒子の電気抵抗値が低いため、樹脂被覆層の剥離が生じた場合、現像時にリークが生じ、電気抵抗値の電圧依存性が大きくなるため階調性が劣る問題がある。   However, in recent years, with the progress of colorization, there has been an increasing demand for improvement of various properties for carriers for high image quality and long life that can be stably maintained over a long period of time. In addition, there is a problem that it is insufficient for suppression of mechanical stirring in the developing device, scraping of the coating resin caused by thermal stress, or peeling. In addition, since the electrical resistance value of the spherical magnetic composite particles serving as the core material of the magnetic material dispersion type carrier is low, when the resin coating layer is peeled off, leakage occurs during development, and the voltage dependence of the electrical resistance value is There is a problem that the gradation is inferior because it becomes larger.

特に最近ではメンテナンスフリーシステムの時代へシフトしてきているため、マシン寿命まで現像剤の耐久性が必要な場合もあり、磨耗による被覆樹脂の剥離の抑制とトナースペントを起こりにくくするための対策、更には、十分な電気抵抗をもっていて、電気抵抗の電圧依存性が低い磁性キャリアが強く要求されている。 In particular, since there has recently been a shift to the age of maintenance-free systems, developer durability may be required until the end of the machine life, and measures to prevent peeling of the coating resin due to wear and make toner spent less likely. There is a strong demand for magnetic carriers having sufficient electrical resistance and low voltage dependence of electrical resistance.

従来、電子写真現像剤用磁性キャリアとして、粒子表面に着目し、表面凹凸を制御した例がある。
例えば、樹脂分散型粒子やスプレードライ粒子の粒子表面を十点平均粗さRzとその標準偏差によって制御した技術(特許文献1)、凸部形成材を含有し樹脂被覆によって粒子表面の凹凸を形成し、十点平均粗さRz、または、凹凸の高低差と凸部の存在個数によって粒子表面を制御した技術(特許文献2、3)等が挙げられる。
Conventionally, as a magnetic carrier for an electrophotographic developer, there is an example in which surface unevenness is controlled by focusing on the particle surface.
For example, a technology (Patent Document 1) in which the particle surface of resin-dispersed particles or spray-dried particles is controlled by a ten-point average roughness Rz and its standard deviation, and a convex portion forming material is included to form irregularities on the particle surface. In addition, a technique (Patent Documents 2 and 3) in which the particle surface is controlled by the ten-point average roughness Rz or the height difference of the unevenness and the number of the protruding portions is included.

また、強磁性酸化鉄微粒子と硬化したフェノール樹脂とからなる複合体粒子についてメラミン樹脂被覆を試みた例がある。
例えば、強磁性体微粒子と硬化したフェノール樹脂とからなる複合体芯粒子の粒子表面をメラミン樹脂で被覆し高抵抗化する技術(特許文献4)、酸化鉄粒子粉末と硬化したフェノール樹脂とからなる複合体芯粒子の粒子表面に、メラミン樹脂、アニリン樹脂、尿素樹脂から選ばれる一種又は二種以上の樹脂とフェノール樹脂との硬化した共重合体樹脂からなる被覆層を形成しキャリアの電気抵抗値を制御する技術(特許文献5)等が挙げられる。
Further, there is an example in which melamine resin coating is attempted on composite particles composed of ferromagnetic iron oxide fine particles and a cured phenol resin.
For example, a technology for increasing the resistance by coating the surface of a composite core particle composed of ferromagnetic fine particles and a cured phenol resin with melamine resin (Patent Document 4), consisting of iron oxide particle powder and a cured phenol resin. On the particle surface of the composite core particles, a coating layer made of a cured copolymer resin of one or more resins selected from melamine resin, aniline resin, and urea resin and a phenol resin is formed, and the electric resistance value of the carrier And the like (Patent Document 5).

特開2008―83098号公報JP 2008-83098 A 特開2006−18129号公報JP 2006-18129 A 特開2002―287431号公報JP 2002-287431 A 特開平3−192268号公報JP-A-3-192268 特開平9−311505号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-311505

しかしながら、表面凹凸を制御した前記特許文献1〜3記載の各技術では、粒子間の衝突、粒子と現像装置内での機械的攪拌、熱的ストレスによって粒子表面凹凸の凸部にかかる負荷への影響が大きい為、被覆樹脂の削れや剥離の抑制に対して十分でないなどの問題があり、更に、強磁性酸化鉄微粒子と硬化したフェノール樹脂とからなる複合体粒子についてメラミン樹脂被覆を試みた前記特許文献4又は5記載の各技術では、現像時の電気抵抗値を適切に保つには十分でないなどの問題点があり、上記課題に関して満足するものとは言い難い。   However, in each of the techniques described in Patent Documents 1 to 3 in which the surface irregularities are controlled, collision between the particles, mechanical stirring in the particles and the developing device, and the load applied to the convex portions of the particle surface irregularities due to thermal stress. Since the influence is large, there is a problem that the coating resin is not sufficient for suppressing scraping and peeling, and further, the melamine resin coating is attempted on the composite particles composed of the ferromagnetic iron oxide fine particles and the cured phenol resin. Each technique described in Patent Document 4 or 5 has problems such as insufficient electrical resistance during development, and it is difficult to say that the above-described problems are satisfied.

本発明は上記従来の課題を解決するもので、被覆樹脂の剥がれや磨耗に対する耐久性に優れ、かつキャリアに対する機械的ストレスにも安定となり、トナースペントを引き起こしたりすることがなく上記特性を長期に亘って維持でき、更に、現像時に電気抵抗値を適切に保つことができ、耐久性があり、高濃度でかつ均一なベタ部の再現が得られ、また階調性等に優れた高画質な画像を維持できる電子写真現像剤に用いられる電子写真現像剤用磁性キャリア及びその製造方法、並びに該電子写真現像剤用磁性キャリアとトナーとを有する二成分系現像剤を提供することを技術的課題とする。   The present invention solves the above-mentioned conventional problems, is excellent in durability against peeling and abrasion of the coating resin, is also stable against mechanical stress on the carrier, and does not cause toner spent, and has the above characteristics for a long time. In addition, the electrical resistance value can be maintained appropriately during development, durability, high density and uniform solid reproduction can be obtained, and gradation and other high image quality are excellent. TECHNICAL PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic carrier for an electrophotographic developer used for an electrophotographic developer capable of maintaining an image, a method for producing the same, and a two-component developer having the magnetic carrier for an electrophotographic developer and a toner. And

前記技術的課題は、次の通りの本発明によって達成できる。   The technical problem can be achieved by the present invention as follows.

即ち、本発明は、フェノール樹脂をバインダーとして強磁性酸化鉄粒子を結着した球状磁性複合体粒子の粒子表面にメラミン樹脂からなる被覆層を形成させてなる電子写真現像剤用磁性キャリアであって、該磁性キャリアの粒子表面は、十点平均粗さRzが0.3μm〜2.0μmであることを特徴とする電子写真現像剤用磁性キャリアである(本発明1)。   That is, the present invention is a magnetic carrier for an electrophotographic developer in which a coating layer made of melamine resin is formed on the surface of spherical magnetic composite particles in which ferromagnetic iron oxide particles are bound with a phenol resin as a binder. The particle surface of the magnetic carrier is a magnetic carrier for an electrophotographic developer, wherein the ten-point average roughness Rz is 0.3 μm to 2.0 μm (Invention 1).

また、本発明は、前記磁性キャリアの粒子表面は、最大高さRyが0.7μm〜2.5μmである本発明1記載の電子写真現像剤用磁性キャリアである(本発明2)。   The present invention also provides the magnetic carrier for an electrophotographic developer according to the first aspect of the present invention, wherein the particle surface of the magnetic carrier has a maximum height Ry of 0.7 μm to 2.5 μm (Invention 2).

また、本発明は、前記磁性キャリアの粒子表面は、算術平均粗さRaが0.1μm〜0.6μmであり、凹凸の平均間隔Smが0.6μm〜6.0μmである本発明1又は2記載の電子写真現像剤用磁性キャリアである(本発明3)。   Further, according to the present invention, the particle surface of the magnetic carrier has an arithmetic average roughness Ra of 0.1 μm to 0.6 μm, and an average interval Sm of irregularities of 0.6 μm to 6.0 μm. The magnetic carrier for an electrophotographic developer described (Invention 3).

また、本発明は、前記球状磁性複合体粒子は、強磁性酸化鉄粒子が総量にして80〜99重量%含まれており、
前記強磁性酸化鉄粒子は、平均粒子径の異なる強磁性酸化鉄粒子aと強磁性酸化鉄粒子bとによって構成されており、
平均粒子径が大きい強磁性酸化鉄粒子aの平均粒子径raと平均粒子径が小さい強磁性酸化鉄粒子bの平均粒子径rbとの比ra/rbが1より大きく、前記強磁性酸化鉄粒子aと前記強磁性酸化鉄粒子bとの重量比は、該強磁性酸化鉄粒子aと該強磁性酸化鉄粒子bとの総量を100重量部としたとき、1〜50重量部の範囲で強磁性酸化鉄粒子aを含有し、かつ、強磁性酸化鉄粒子aと該強磁性酸化鉄粒子bの形状は、球状、六面体、八面体、多面体、不定形から選ばれるいずれかの形状を示す本発明1〜3のいずれかに記載の電子写真現像剤用磁性キャリアである(本発明4)。
In the present invention, the spherical magnetic composite particles include a total amount of ferromagnetic iron oxide particles of 80 to 99% by weight,
The ferromagnetic iron oxide particles are composed of ferromagnetic iron oxide particles a and ferromagnetic iron oxide particles b having different average particle diameters,
The ratio of the average particle diameter ra of the ferromagnetic iron oxide particles a having a large average particle diameter to the average particle diameter rb of the ferromagnetic iron oxide particles b having a small average particle diameter is greater than 1, and the ferromagnetic iron oxide particles The weight ratio of a to the ferromagnetic iron oxide particles b is strong in the range of 1 to 50 parts by weight when the total amount of the ferromagnetic iron oxide particles a and the ferromagnetic iron oxide particles b is 100 parts by weight. A book containing magnetic iron oxide particles a, and the shape of the ferromagnetic iron oxide particles a and the ferromagnetic iron oxide particles b is any one selected from spherical, hexahedral, octahedral, polyhedral and amorphous. A magnetic carrier for an electrophotographic developer according to any one of Inventions 1 to 3 (Invention 4).

また、本発明は、前記電子写真現像剤用磁性キャリアの印加電圧100Vのときの電気抵抗値R100が1×10Ωcm〜1×1016Ω・cmであって、印加電圧300Vのときの電気抵抗値R300が
0.1≦R300/R100≦1
である本発明1〜4のいずれかに記載の電子写真現像剤用磁性キャリアである(本発明5)。
In the present invention, the electric resistance value R100 of the magnetic carrier for an electrophotographic developer when the applied voltage is 100 V is 1 × 10 8 Ωcm to 1 × 10 16 Ω · cm and the applied voltage is 300 V. Resistance value R300 is 0.1 ≦ R300 / R100 ≦ 1
This is a magnetic carrier for an electrophotographic developer according to any one of the present inventions 1 to 4 (invention 5).

また、本発明は、本発明1〜5のいずれかに記載の電子写真現像剤用磁性キャリアの粒子表面がシリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂から選ばれる1種又は2種以上で被覆されていることを特徴とする電子写真現像剤用磁性キャリアである(本発明6)。   Moreover, this invention is 1 type by which the particle | grain surface of the magnetic carrier for electrophotographic developers in any one of this invention 1-5 is chosen from silicone resin, fluorine resin, acrylic resin, and styrene-acrylic resin Alternatively, a magnetic carrier for an electrophotographic developer that is coated with two or more types (Invention 6).

また、本発明は、平均粒子径の異なる強磁性酸化鉄粒子aと強磁性酸化鉄粒子bとにフェノール類とアルデヒド類とを水性媒体中で反応・硬化させて、粒子表面が強磁性酸化鉄粒子aの形状に起因した凹凸を形成させた強磁性酸化鉄粒子とフェノール樹脂とからなる球状磁性複合体粒子を生成させて、次いで、該球状磁性複合体粒子を含む水性媒体中に、酸性触媒として酸解離定数pKaが3〜6の酸からなる酸性水溶液、及び、メチロールメラミン水溶液を添加することによって、メラミン樹脂からなる被覆層を形成させた本発明1〜5のいずれかに記載の電子写真現像剤用磁性キャリアの製造方法である(本発明7)。   In addition, the present invention is such that the ferromagnetic iron oxide particles a and the ferromagnetic iron oxide particles b having different average particle diameters are reacted and cured in an aqueous medium with phenols and aldehydes so that the surface of the particles is ferromagnetic iron oxide. A spherical magnetic composite particle composed of a ferromagnetic iron oxide particle and a phenol resin formed with irregularities due to the shape of the particle a is produced, and then an acidic catalyst is contained in an aqueous medium containing the spherical magnetic composite particle. The electrophotography according to any one of the present inventions 1 to 5, wherein a coating layer made of a melamine resin is formed by adding an acidic aqueous solution made of an acid having an acid dissociation constant pKa of 3 to 6 and an aqueous methylolmelamine solution. This is a method for producing a magnetic carrier for developer (Invention 7).

また、本発明は、本発明1〜6のいずれかに記載の電子写真現像剤用磁性キャリアを用いた二成分系現像剤である(本発明8)。   Further, the present invention is a two-component developer using the magnetic carrier for an electrophotographic developer according to any one of the present inventions 1 to 6 (present invention 8).

本発明に係る電子写真現像剤用磁性キャリアは、粒子表面に微小な凹凸を形成し、制御しているので、樹脂被覆時の接着性が非常に優れ、被覆層の剥がれや磨耗に対する耐久性が優れているため、キャリアに対する機械的ストレスに対して安定であり、トナースペントを引き起こしたりすることがなく長期に亘って安定に維持できる高寿命化に優れている。更に、現像時の電気抵抗値を適切に保つことが可能となり、かつ電圧依存性が少ないので階調性に優れ、電子写真現像剤用磁性キャリアとして好適である。   Since the magnetic carrier for an electrophotographic developer according to the present invention forms and controls minute irregularities on the particle surface, it has excellent adhesion when coated with a resin and has durability against peeling and abrasion of the coating layer. Since it is excellent, it is stable against mechanical stress on the carrier, and has an excellent life span that can be stably maintained over a long period of time without causing toner spent. Furthermore, the electric resistance value during development can be maintained appropriately, and voltage dependency is small, so that gradation is excellent, and it is suitable as a magnetic carrier for an electrophotographic developer.

本発明に係る二成分系現像剤は、用いる磁性キャリアが耐久性に優れ、電気抵抗を制御しているので、高画質化、高速化に対応した現像剤として好適である。   The two-component developer according to the present invention is suitable as a developer corresponding to high image quality and high speed because the magnetic carrier to be used has excellent durability and controls electric resistance.

実施例1で得られた球状磁性複合体粒子の表面構造を示す電子顕微鏡写真である(2000倍。)It is an electron micrograph which shows the surface structure of the spherical magnetic composite particle obtained in Example 1 (2000 times). 実施例1で得られた球状磁性複合体粒子の表面構造を示す電子顕微鏡写真である(5000倍。)It is an electron micrograph which shows the surface structure of the spherical magnetic composite particle obtained in Example 1 (5000 times). 比較例1で得られた球状磁性複合体粒子の粒子構造を示す電子顕微鏡写真である(2000倍。)It is an electron micrograph which shows the particle structure of the spherical magnetic composite particle obtained in Comparative Example 1 (2000 times). 比較例1で得られた球状磁性複合体粒子の表面構造を示す電子顕微鏡写真である(5000倍。)It is an electron micrograph which shows the surface structure of the spherical magnetic composite particle obtained in Comparative Example 1 (5000 times).

以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.

まず、本発明に係る電子写真現像剤用磁性キャリア(以下、「磁性キャリア」という)について述べる。   First, the magnetic carrier for electrophotographic developer according to the present invention (hereinafter referred to as “magnetic carrier”) will be described.

本発明に係る磁性キャリアの粒子表面は、十点平均粗さRzが0.3μm〜2.0μmである。前記十点平均粗さRzが0.3μm未満であると、磁性キャリア表面が比較的平滑になるため樹脂被覆との接着性が低下し、十分な耐久性が得られない。また、前記十点平均粗さRzが2.0μmを超えてしまうと、磁性キャリア表面の凸部に摩擦、磨耗、機械的ストレス等による負荷がかかり易くなり、十分な耐久性が得られなくなる。好ましい十点平均粗さRzは0.3μm〜1.95μmであり、さらにより好ましくは0.3μm〜1.85μmである。   The particle surface of the magnetic carrier according to the present invention has a ten-point average roughness Rz of 0.3 μm to 2.0 μm. If the ten-point average roughness Rz is less than 0.3 μm, the surface of the magnetic carrier becomes relatively smooth, so that the adhesiveness with the resin coating is lowered, and sufficient durability cannot be obtained. On the other hand, if the ten-point average roughness Rz exceeds 2.0 μm, the convex portions on the surface of the magnetic carrier are likely to be loaded by friction, wear, mechanical stress, etc., and sufficient durability cannot be obtained. The preferred ten-point average roughness Rz is 0.3 μm to 1.95 μm, and even more preferably 0.3 μm to 1.85 μm.

本発明に係る磁性キャリアの粒子表面は、最大高さRyが0.7μm〜2.5μmの範囲であることが好ましい。前記最大高さRyが0.7μm未満であると、適度な表面凹凸が得られず樹脂被覆時に十分な接着性が得られない。また、前記最大高さRyが2.5μmを超えてしまうと、磁性キャリア表面の凸部に摩擦、磨耗、機械的ストレス等による負荷がかかり易くなり、凹凸の脱離を起こし十分な耐久性が得られなくなる。より好ましい最大高さRyは0.7μm〜2.45μmである。   The particle surface of the magnetic carrier according to the present invention preferably has a maximum height Ry in the range of 0.7 μm to 2.5 μm. When the maximum height Ry is less than 0.7 μm, appropriate surface unevenness cannot be obtained, and sufficient adhesiveness cannot be obtained during resin coating. Further, if the maximum height Ry exceeds 2.5 μm, the convex portion on the surface of the magnetic carrier is likely to be subjected to a load due to friction, abrasion, mechanical stress, etc., and the unevenness is detached and sufficient durability is obtained. It can no longer be obtained. A more preferable maximum height Ry is 0.7 μm to 2.45 μm.

本発明に係る磁性キャリアの粒子表面は、算術平均粗さRaが0.1μm〜0.9μmの範囲が好ましく、より好ましくは0.1μm〜0.5μmであり、凹凸の平均間隔Smが0.6μm〜6.0μmの範囲が好ましく、より好ましくは0.6μm〜5.5μmである。算術平均粗さRa及び凹凸の平均間隔Smが前記範囲内にあると、より接着性が良好となるため好ましい。   The particle surface of the magnetic carrier according to the present invention preferably has an arithmetic average roughness Ra in the range of 0.1 μm to 0.9 μm, more preferably 0.1 μm to 0.5 μm, and an average interval Sm of irregularities of 0. The range of 6 μm to 6.0 μm is preferable, and more preferably 0.6 μm to 5.5 μm. It is preferable that the arithmetic average roughness Ra and the average interval Sm between the concaves and convexes are within the above ranges because the adhesiveness becomes better.

本発明に係る磁性キャリアにおける強磁性酸化鉄粒子の総量は、球状磁性複合体粒子に対して80〜99重量%が好ましく、80重量%未満の場合には樹脂分が多くなり、大粒子が出来やすくなる。99重量%を越える場合には樹脂分が不足して十分な強度が得られない。好ましくは、85〜99重量%である。   The total amount of the ferromagnetic iron oxide particles in the magnetic carrier according to the present invention is preferably 80 to 99% by weight with respect to the spherical magnetic composite particles, and if it is less than 80% by weight, the resin content increases and large particles are formed. It becomes easy. If it exceeds 99% by weight, the resin content is insufficient and sufficient strength cannot be obtained. Preferably, it is 85 to 99% by weight.

本発明に係る磁性キャリアに含まれる強磁性酸化鉄粒子は、平均粒子径の異なる強磁性酸化鉄粒子aと強磁性酸化鉄粒子bとによって構成されている。平均粒子径が相対的に大きい強磁性酸化鉄粒子aの平均粒子径raと平均粒子径が相対的に小さい強磁性酸化鉄粒子bの平均粒子径rbとの平均粒子径比ra/rbが1.0より大きいものである。平均粒子径の比ra/rbが1.0以下の場合には、強磁性酸化鉄粒子aによる表層部が形成されず、十分な凹凸が得られないため、樹脂被覆した場合に十分な接着性が得られない。より好ましい平均粒子径の比ra/rbは1.1〜5.0であり、更により好ましくは1.2〜4.0である。   The ferromagnetic iron oxide particles contained in the magnetic carrier according to the present invention are composed of ferromagnetic iron oxide particles a and ferromagnetic iron oxide particles b having different average particle diameters. The average particle diameter ratio ra / rb between the average particle diameter ra of the ferromagnetic iron oxide particles a having a relatively large average particle diameter and the average particle diameter rb of the ferromagnetic iron oxide particles b having a relatively small average particle diameter is 1. Greater than .0. When the ratio ra / rb of the average particle diameter is 1.0 or less, the surface layer portion is not formed by the ferromagnetic iron oxide particles a, and sufficient unevenness cannot be obtained. Cannot be obtained. A more preferable average particle diameter ratio ra / rb is 1.1 to 5.0, and still more preferably 1.2 to 4.0.

本発明に係る磁性キャリアに含まれる強磁性酸化鉄粒子aと強磁性酸化鉄粒子bとの混合比は、強磁性酸化鉄粒子aと強磁性酸化鉄粒子bとの総量を100重量部として1〜50重量部の範囲内で強磁性酸化鉄粒子aを含有することが好ましい。強磁性酸化鉄粒子aが1重量部未満であると、芯部を形成する強磁性酸化鉄粒子bが粒子表面に現れやすくなるため、強磁性酸化鉄粒子aからなる表層部が形成されなくなり、十分な表面凹凸が得られなくなる。また、強磁性酸化鉄粒子aが50重量部を越える場合は、表層部を形成する強磁性酸化鉄粒子aがすべて取り込まれにくくなり微粉、または粗大粒子となって収率低下の原因となるため、粒子表面に微小な凹凸が十分に形成されなくなる。好ましくは5〜50重量部であり、より好ましくは10〜45重量部である。   The mixing ratio of the ferromagnetic iron oxide particles a and the ferromagnetic iron oxide particles b contained in the magnetic carrier according to the present invention is 1 when the total amount of the ferromagnetic iron oxide particles a and the ferromagnetic iron oxide particles b is 100 parts by weight. It is preferable to contain the ferromagnetic iron oxide particles a within a range of ˜50 parts by weight. When the ferromagnetic iron oxide particles a are less than 1 part by weight, the ferromagnetic iron oxide particles b forming the core portion are likely to appear on the surface of the particles, so that the surface layer portion made of the ferromagnetic iron oxide particles a is not formed. Sufficient surface irregularities cannot be obtained. Further, when the amount of the ferromagnetic iron oxide particles a exceeds 50 parts by weight, all the ferromagnetic iron oxide particles a forming the surface layer portion are difficult to be taken in and become fine powder or coarse particles, which causes a decrease in yield. , Fine irregularities are not sufficiently formed on the particle surface. Preferably it is 5-50 weight part, More preferably, it is 10-45 weight part.

本発明に係る磁性キャリアについて電気抵抗値を測定した場合、印加電圧100Vのときの電気抵抗値R100が1×10Ω・cm〜1×1014Ω・cmであることが好ましい。電気抵抗値R100を前記範囲とすることによって、スリーブからの電荷注入によりキャリアが感光体の画像部へ付着をより抑制したり、潜像電荷がキャリアを介して逃げ潜像の乱れや画像の欠損等をより抑制することができる。 When the electrical resistance value of the magnetic carrier according to the present invention is measured, the electrical resistance value R 100 when the applied voltage is 100 V is preferably 1 × 10 8 Ω · cm to 1 × 10 14 Ω · cm. By setting the electric resistance value R 100 in the above range, the carrier is more prevented from adhering to the image portion of the photoconductor by the charge injection from the sleeve, the latent image charge escapes through the carrier, the latent image is disturbed, Defects and the like can be further suppressed.

本発明に係る磁性キャリアについて電気抵抗を測定した場合、印加電圧300Vのときの電気抵抗値R300は1×10Ω・cm〜1×1014Ω・cmが好ましい。 When the electrical resistance of the magnetic carrier according to the present invention is measured, the electrical resistance value R 300 when the applied voltage is 300 V is preferably 1 × 10 8 Ω · cm to 1 × 10 14 Ω · cm.

本発明に係る磁性キャリアは、印加電圧100Vのときの電気抵抗値R100と印加電圧300Vのときの電気抵抗値R300と関係が
0.1≦R300/R100≦1.0
である。R300/R100が前記範囲とすることによって電気抵抗値の電圧依存性をより小さくすることができる。
In the magnetic carrier according to the present invention, the relationship between the electric resistance value R 100 when the applied voltage is 100 V and the electric resistance value R 300 when the applied voltage is 300 V is 0.1 ≦ R 300 / R 100 ≦ 1.0.
It is. By setting R 300 / R 100 within the above range, the voltage dependency of the electrical resistance value can be further reduced.

本発明に係る磁性キャリアの平均粒子径は10〜100μmが好ましい。平均粒子径が10μm未満の場合には二次凝集しやすく、100μmを越える場合には機械的強度が弱く、また、鮮明な画像を得ることができなくなる。より好ましい平均粒子径は20〜70μmである。   The average particle diameter of the magnetic carrier according to the present invention is preferably 10 to 100 μm. When the average particle diameter is less than 10 μm, secondary aggregation tends to occur, and when it exceeds 100 μm, the mechanical strength is weak and a clear image cannot be obtained. A more preferable average particle diameter is 20 to 70 μm.

本発明に係る磁性キャリアの比重は2.5〜4.5が好ましく、より好ましくは2.5〜4.2である。   The specific gravity of the magnetic carrier according to the present invention is preferably 2.5 to 4.5, more preferably 2.5 to 4.2.

本発明に係る磁性キャリアの飽和磁化値は20〜100Am/kgが好ましく、より好ましくは40〜85Am/kgである。 The saturation magnetization value of the magnetic carrier according to the present invention is preferably 20 to 100 Am 2 / kg, more preferably 40 to 85 Am 2 / kg.

本発明に係る磁性キャリアは、下記式で表される球形度が1.0〜1.4であることが好ましい。   The magnetic carrier according to the present invention preferably has a sphericity represented by the following formula of 1.0 to 1.4.

球形度=l/w
l:球状磁性複合体粒子の平均長軸径
w:球状磁性複合体粒子の平均短軸径
Sphericity = l / w
l: Average major axis diameter of spherical magnetic composite particles w: Average minor axis diameter of spherical magnetic composite particles

球状磁性複合体粒子に対するメラミン樹脂量は、0.05〜1.0重量%が好ましく、より好ましくは0.07〜0.8重量%であり、さらに好ましくは0.1〜0.7重量%である。0.05重量%より少ないと十分に被覆させることが困難となり、球状磁性複合体粒子の電気抵抗値の電圧依存性が大きくなる場合がある。一方、1.0重量%を超える場合には電気抵抗値が高くなり過ぎ好ましくない。   The amount of melamine resin relative to the spherical magnetic composite particles is preferably 0.05 to 1.0% by weight, more preferably 0.07 to 0.8% by weight, still more preferably 0.1 to 0.7% by weight. It is. If the amount is less than 0.05% by weight, it is difficult to sufficiently coat, and the voltage dependency of the electrical resistance value of the spherical magnetic composite particles may increase. On the other hand, if it exceeds 1.0% by weight, the electric resistance value becomes too high, which is not preferable.

本発明に係る磁性キャリアの粒子表面を、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂から選ばれる1種又は2種以上の樹脂で被覆することができ、該樹脂被覆した磁性キャリアの電気抵抗値は、印加電圧100Vのときの電気抵抗値R100が1×10Ω・cm〜1×1016Ω・cmが好ましい。印加電圧100Vのときの電気抵抗値R100が1×1016Ω・cmを超える場合は、キャリア電荷がリークしにくくなり、さらにトナーの帯電量も高くなり、その結果、エッジの効いた画像にはなるが、反面、大面積の画像面では中央部の画像濃度が非常に薄くなるという問題が生じ好ましくない。印加電圧100Vのときの電気抵抗値R100が1×10Ω・cm〜5.0×1015Ω・cmがより好ましい。 The particle surface of the magnetic carrier according to the present invention can be coated with one or more resins selected from silicone resins, fluorine resins, acrylic resins, and styrene-acrylic resins. electric resistance of the magnetic carrier, the electric resistance value R 100 when the applied voltage of 100V is preferably 1 × 10 8 Ω · cm~1 × 10 16 Ω · cm. When the electric resistance value R 100 at an applied voltage of 100 V exceeds 1 × 10 16 Ω · cm, the carrier charge is less likely to leak, and the toner charge amount is also increased, resulting in an edged image. However, on the other hand, in the case of an image surface with a large area, there arises a problem that the image density in the central portion becomes very thin, which is not preferable. The electric resistance value R 100 at an applied voltage of 100 V is more preferably 1 × 10 9 Ω · cm to 5.0 × 10 15 Ω · cm.

本発明に係る球状磁性複合体粒子の粒子表面に樹脂被覆してなる磁性キャリアについて電気抵抗を測定した場合、印加電圧300Vのときの電気抵抗値R300は1×10Ω・cm〜1×1016Ω・cmが好ましい。 When the electric resistance of the magnetic carrier formed by coating the surface of the spherical magnetic composite particles according to the present invention with a resin is measured, the electric resistance R 300 when the applied voltage is 300 V is 1 × 10 8 Ω · cm to 1 ×. 10 16 Ω · cm is preferable.

本発明に係る球状磁性複合体粒子の粒子表面に樹脂被覆してなる磁性キャリアは、印加電圧100Vのときの電気抵抗値R100と印加電圧300Vのときの電気抵抗値R300との関係(R300/R100)が0.1〜1.0であることが好ましく、より好ましくは0.2〜1.0である。 Magnetic carrier obtained by the resin coated on the particle surfaces of the spherical magnetic composite particles according to the present invention, the relationship between the electric resistance value R 300 when the electric resistance value R 100 and the applied voltage 300V when the applied voltage 100 V (R preferably 300 / R 100) is 0.1 to 1.0, more preferably 0.2 to 1.0.

次に、本発明に係る磁性キャリアの製造法について述べる。   Next, a method for producing a magnetic carrier according to the present invention will be described.

即ち、本発明に係る磁性キャリアは、水性媒体中でフェノール類とアルデヒド類を塩基性触媒の存在下、強磁性酸化鉄粒子粉末を共存させてフェノール類とアルデヒド類とを反応させて、強磁性酸化鉄粒子と硬化したフェノール樹脂とからなる球状磁性複合体粒子を生成させ、次いで、該球状磁性複合体粒子を含む水性媒体中に、酸性触媒として酸解離定数pKaが3〜6の酸からなる酸性水溶液と、メチロールメラミン水溶液を添加することによって、該球状磁性複合体粒子の粒子表面にメラミン樹脂からなる被覆層を形成させて得ることができる。   That is, the magnetic carrier according to the present invention reacts phenols and aldehydes in an aqueous medium in the presence of a basic catalyst in the presence of a ferromagnetic iron oxide particle powder to react with phenols and aldehydes. Spherical magnetic composite particles composed of iron oxide particles and a cured phenol resin are produced, and then an acid having an acid dissociation constant pKa of 3 to 6 as an acidic catalyst in an aqueous medium containing the spherical magnetic composite particles. By adding an acidic aqueous solution and a methylolmelamine aqueous solution, a coating layer made of a melamine resin can be formed on the surface of the spherical magnetic composite particles.

まず、本発明で用いる強磁性酸化鉄粒子について述べる。   First, the ferromagnetic iron oxide particles used in the present invention will be described.

本発明における強磁性酸化鉄粒子aの平均粒子径raは、0.25μm〜2.0μmが好ましい。平均粒子径raが0.25μm未満の場合は、磁性キャリア表面に十分な凹凸が得られなくなる。また、平均粒子径raが2.0μmを超える場合には、表面凹凸の凸部にかかる負荷が大きくなり、強磁性酸化鉄粒子aが脱離して凹凸の脱離、または、被覆樹脂に対する十分な耐久性が得られなくなる。
本発明における強磁性酸化鉄粒子bの平均粒子径rbは、0.05μm〜0.25μmが好ましい。平均粒子径rbが0.05μm未満の場合は、磁性酸化鉄粒子bの凝集力が大きくなり、磁性キャリアの作製が困難なものとなる。また、平均粒子径rbが0.25μmを超える場合には、強磁性酸化鉄粒子aとの粒径差がなくなり、強磁性酸化鉄粒子aによる表層部の形成が困難なものとなる。
The average particle diameter ra of the ferromagnetic iron oxide particles a in the present invention is preferably 0.25 μm to 2.0 μm. When the average particle diameter ra is less than 0.25 μm, sufficient unevenness cannot be obtained on the magnetic carrier surface. In addition, when the average particle diameter ra exceeds 2.0 μm, the load applied to the convex portions of the surface irregularities becomes large, and the ferromagnetic iron oxide particles a are desorbed to remove the irregularities, or sufficient for the coating resin. Durability cannot be obtained.
The average particle diameter rb of the ferromagnetic iron oxide particles b in the present invention is preferably 0.05 μm to 0.25 μm. When the average particle diameter rb is less than 0.05 μm, the cohesive force of the magnetic iron oxide particles b becomes large, and it becomes difficult to produce a magnetic carrier. On the other hand, when the average particle size rb exceeds 0.25 μm, there is no difference in particle size from the ferromagnetic iron oxide particles a, and it becomes difficult to form a surface layer portion with the ferromagnetic iron oxide particles a.

本発明に係る強磁性酸化鉄粒子a及び強磁性酸化鉄粒子bとしては、マグネタイト粒子、マグヘマタイト粒子等の強磁性酸化鉄粒子である。また、強磁性酸化鉄粒子aと強磁性酸化鉄粒子bの粒子形状は、球状、六面体、八面体、多面体、不定形から選ばれるいずれかであり、その組み合わせは、同じ形状同士でも、または形状が異なったものを組み合わせても構わない。   The ferromagnetic iron oxide particles a and the ferromagnetic iron oxide particles b according to the present invention are ferromagnetic iron oxide particles such as magnetite particles and maghematite particles. The particle shape of the ferromagnetic iron oxide particles a and the ferromagnetic iron oxide particles b is any one selected from spherical, hexahedral, octahedral, polyhedral, and indeterminate, and the combination may be the same shape or shape. You may combine things with different.

本発明における強磁性酸化鉄粒子a及び強磁性酸化鉄粒子bは、粒子表面がAl、Mg、Mn、Zn、Ni、Cu、Ti、Siから選ばれる1種又は2種以上の化合物によって被覆された強磁性酸化鉄粒子を用いてもよい。上記化合物が被覆されたものを使用する場合、強磁性酸化鉄粒子の粒子表面に存在する被覆元素の量は強磁性酸化鉄粒子全体量に対して0.35〜4.0重量%が好ましく、より好ましくは、0.4〜3.5重量%である。粒子表面がAl、Mg、Mn、Zn、Ni、Cu、Ti、Siから選ばれる1種又は2種以上の化合物によって被覆された強磁性酸化鉄粒子を用いることによって電気抵抗値の高い磁性キャリアを容易に得ることができる。   In the present invention, the ferromagnetic iron oxide particles a and the ferromagnetic iron oxide particles b are coated with one or more compounds selected from Al, Mg, Mn, Zn, Ni, Cu, Ti, and Si on the particle surface. Ferromagnetic iron oxide particles may be used. When using the above-mentioned compound coated, the amount of the coating element present on the surface of the ferromagnetic iron oxide particles is preferably 0.35 to 4.0% by weight based on the total amount of the ferromagnetic iron oxide particles, More preferably, it is 0.4 to 3.5% by weight. By using ferromagnetic iron oxide particles whose particle surface is coated with one or more compounds selected from Al, Mg, Mn, Zn, Ni, Cu, Ti, and Si, a magnetic carrier having a high electrical resistance value is obtained. Can be easily obtained.

前記粒子表面がAl、Mg、Mn、Zn、Ni、Cu、Ti、Siから選ばれる1種又は2種以上の化合物によって被覆された強磁性酸化鉄粒子は以下の製造方法によって得ることができる。   Ferromagnetic iron oxide particles whose surface is coated with one or more compounds selected from Al, Mg, Mn, Zn, Ni, Cu, Ti, and Si can be obtained by the following production method.

粒子表面が被覆された強磁性酸化鉄粒子は、常法に従って、マグネタイトの核粒子を製造し、次いで、前記核粒子を含有するスラリーを70〜95℃の温度範囲に保持し、スラリーのpHを制御して被覆元素塩を核粒子に対して0.015重量%/分以下の割合で添加した後、30分以上熟成し、次いで、pH調整した後、常法に従って、水洗、乾燥することによって、得ることができる。   Ferromagnetic iron oxide particles whose particle surfaces are coated are produced in accordance with a conventional method to produce magnetite core particles, and then the slurry containing the core particles is maintained in a temperature range of 70 to 95 ° C. to adjust the pH of the slurry. By adding the coating element salt at a rate of 0.015 wt% / min or less to the core particles under control, aging for 30 minutes or more, then adjusting the pH, and then washing and drying according to a conventional method Can get.

本発明における粒子表面が被覆された強磁性酸化鉄粒子を得るための核粒子には、要求される磁気特性・分散性などの観点から様々な形状・粒子径のものが選択可能であり、その製造方法も多様に存在するが、本発明の目的をより効果的に達成するためには、表面処理をより均一に行う観点から、核粒子スラリー中には、表面処理の阻害因子となりやすい物質、例えば、未反応の水酸化鉄微粒子等の混入がないことが好ましい。   The core particles for obtaining the ferromagnetic iron oxide particles coated with the particle surface in the present invention can be selected from those having various shapes and particle sizes from the viewpoint of required magnetic properties and dispersibility. Although there are various production methods, in order to achieve the object of the present invention more effectively, from the viewpoint of performing the surface treatment more uniformly, in the core particle slurry, a substance that tends to be an inhibitor of the surface treatment, For example, it is preferable that no unreacted iron hydroxide fine particles are mixed.

核粒子を含むスラリーを得るための手段には様々な方法が挙げられるが、例えば、Fe2+水溶液の酸化反応中のpHを所定の値に制御することで、八面体・多面体・六面体・球状・凹凸形状のものを得ることができる。また、酸化反応中の粒子の成長条件を制御することで所望の粒子径の核粒子を得ることができる。また、核粒子の表面平滑性は、酸化反応終盤での成長条件を制御したり、一般に知られているようにシリカ成分やアルミ成分やカルシウム成分などの成分や亜鉛・マンガンなどのスピネルフェライト結晶構造を形成しやすい成分を添加することでも制御できる。 There are various methods for obtaining the slurry containing the core particles. For example, by controlling the pH during the oxidation reaction of the Fe 2+ aqueous solution to a predetermined value, octahedron, polyhedron, hexahedron, sphere, An uneven shape can be obtained. Moreover, the core particle of a desired particle diameter can be obtained by controlling the growth conditions of the particles during the oxidation reaction. In addition, the surface smoothness of the core particles controls the growth conditions at the end of the oxidation reaction, and as is generally known, components such as silica components, aluminum components, calcium components, and spinel ferrite crystal structures such as zinc and manganese It can also be controlled by adding a component that tends to form.

Fe2+水溶液としては、例えば、硫酸第一鉄や塩化第一鉄などの一般的な鉄化合物を用いることができる。また、水酸化鉄を得るためもしくはpH調整剤としてのアルカリ溶液には、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム等の水溶液を用いることができる。各々の原料は、経済性や反応効率などを考慮して選択すればよい。 As the Fe 2+ aqueous solution, for example, a general iron compound such as ferrous sulfate or ferrous chloride can be used. Moreover, aqueous solutions, such as sodium hydroxide and sodium carbonate, can be used for the alkaline solution for obtaining iron hydroxide or as a pH adjuster. Each raw material may be selected in consideration of economy and reaction efficiency.

Al表面処理時のスラリーのpHは8.0〜9.0が好ましく、より好ましいpHは8.2〜8.8である。スラリーのpHが8.0未満の場合には、Al成分が核粒子表面に被覆されずAl化合物単独で析出し、電気抵抗値の低いものとなり、また、BET比表面積値が高くなり吸湿性が高くなり好ましくない。スラリーのpHが9.0を超える場合にも、Al成分が核粒子表面に被覆されずAl化合物単独で析出し、電気抵抗値の低いもととなり、また、BET比表面積値が高くなり吸湿性が高くなり好ましくない。Mg表面処理時のスラリーのpHは9.5〜10.5、Mn表面処理時のスラリーのpHは8.0〜9.0、Zn表面処理時のスラリーのpHは8.0〜9.0、Ni表面処理時のpHは7.5〜8.5、Cu表面処理時のpHは6.5〜7.5、Ti表面処理時のpHは8.0〜9.0、Si表面処理時のpHは6.5〜7.5が好ましい。上記pHの範囲外の場合は電気抵抗値の低いものとなり、また吸湿性が高くなり好ましくない。   The pH of the slurry during the Al surface treatment is preferably 8.0 to 9.0, and more preferably 8.2 to 8.8. When the pH of the slurry is less than 8.0, the Al component is not coated on the surface of the core particles and is precipitated by the Al compound alone, resulting in a low electrical resistance value, a high BET specific surface area value, and hygroscopicity. It becomes high and is not preferable. Even when the pH of the slurry exceeds 9.0, the Al component is not coated on the surface of the core particles and is precipitated by the Al compound alone, resulting in a low electrical resistance value, and a high BET specific surface area value. Is undesirably high. The pH of the slurry during Mg surface treatment is 9.5 to 10.5, the pH of the slurry during Mn surface treatment is 8.0 to 9.0, and the pH of the slurry during Zn surface treatment is 8.0 to 9.0. The pH during Ni surface treatment is 7.5 to 8.5, the pH during Cu surface treatment is 6.5 to 7.5, the pH during Ti surface treatment is 8.0 to 9.0, and during Si surface treatment The pH of is preferably 6.5 to 7.5. When the pH is out of the above range, the electric resistance value is low, and the hygroscopicity is high, which is not preferable.

被覆成分を表面処理するスラリーの温度範囲は70〜95℃が好ましい。スラリーの温度が70℃未満の場合には、BET比表面積値の高いものとなり、強磁性酸化鉄粒子自体の吸湿性の観点からも好ましくない。条件値は特に限定はないが、水系のスラリーであるため、生産性やコストを考慮すると95℃程度が上限となる。   The temperature range of the slurry for surface-treating the coating component is preferably 70 to 95 ° C. When the temperature of the slurry is less than 70 ° C., the BET specific surface area value is high, which is not preferable from the viewpoint of hygroscopicity of the ferromagnetic iron oxide particles themselves. Although the condition value is not particularly limited, it is an aqueous slurry, and therefore the upper limit is about 95 ° C. in consideration of productivity and cost.

核粒子を含有するスラリーへの被覆化合物の添加速度は、核粒子に対して被覆元素0.015重量%/分以下で添加することが好ましい。より好ましくは核粒子に対して被覆元素0.01重量%/分以下で添加することが好ましい。被覆元素を0.015重量%/分より大きな添加速度とすると、被覆化合物が核粒子表面に被覆されず単独で析出し、強磁性酸化鉄粒子自体の電気抵抗値の低いものとなり、またBET比表面積値の大きなものとなり強磁性酸化鉄粒子自体の吸湿性の高いものとなる。下限は特に限定はないが生産性を考慮すると0.002重量%/分が下限となる。   The coating compound is preferably added to the slurry containing the core particles at a coating element content of 0.015% by weight / min or less with respect to the core particles. More preferably, the coating element is added at 0.01% by weight / min or less with respect to the core particles. When the coating element is added at a rate greater than 0.015% by weight / min, the coating compound is not coated on the surface of the core particles and precipitates alone, resulting in a low electrical resistance value of the ferromagnetic iron oxide particles themselves, and the BET ratio. The surface area value becomes large and the ferromagnetic iron oxide particles themselves have high hygroscopicity. The lower limit is not particularly limited, but considering productivity, the lower limit is 0.002% by weight / min.

被覆化合物添加後には30分以上熟成を行うことが被覆化合物を核粒子表面に均一に処理するため好ましい。上限は特に限定はないが生産性を考慮すると240分程度が上限となる。また、スラリーはよく攪拌されていることが好ましい。   After adding the coating compound, aging is preferably performed for 30 minutes or more in order to uniformly treat the coating compound on the surface of the core particles. The upper limit is not particularly limited, but considering productivity, the upper limit is about 240 minutes. The slurry is preferably well stirred.

熟成後は、スラリーのpHを4.0〜10.0の範囲に制御することが好ましい。より好ましいスラリーのpHは6.0〜8.0の範囲である。pHが4.0未満の場合被覆化合物層を核粒子表面に均一に形成することが困難である。pHが10.0を超える場合にも被覆化合物層を核粒子表面に均一に形成することが困難である。制御に際しては、スラリーはよく攪拌されていることが好ましい。   After aging, it is preferable to control the pH of the slurry in the range of 4.0 to 10.0. More preferably, the pH of the slurry is in the range of 6.0 to 8.0. When the pH is less than 4.0, it is difficult to uniformly form the coating compound layer on the core particle surface. Even when the pH exceeds 10.0, it is difficult to uniformly form the coating compound layer on the core particle surface. In controlling, the slurry is preferably well stirred.

反応後は、常法に従って、水洗、乾燥を行えばよい。   After the reaction, it may be washed with water and dried according to a conventional method.

本発明に用いる強磁性酸化鉄粒子a及び強磁性酸化鉄粒子bは、あらかじめ粒子表面を親油化処理しておくことが望ましい。親油化処理することによって、より容易に球形を呈した磁性キャリアを得ることが可能となる。   The ferromagnetic iron oxide particles a and the ferromagnetic iron oxide particles b used in the present invention are preferably subjected to lipophilic treatment on the particle surfaces in advance. By carrying out the oleophilic treatment, it is possible to obtain a magnetic carrier having a spherical shape more easily.

親油化処理は、強磁性酸化鉄粒子a及び強磁性酸化鉄粒子bをシランカップリング剤やチタネートカップリング剤等のカップリング剤で処理する方法や界面活性剤を含む水性溶媒中に強磁性酸化鉄粒子を分散させて、粒子表面に界面活性剤を吸着させる方法が好適である。   In the oleophilic treatment, the ferromagnetic iron oxide particles a and the ferromagnetic iron oxide particles b are treated with a coupling agent such as a silane coupling agent or a titanate coupling agent, or ferromagnetic in an aqueous solvent containing a surfactant. A method in which iron oxide particles are dispersed and a surfactant is adsorbed on the particle surface is suitable.

シランカップリング剤としては、疎水性基、アミノ基、エポキシ基を有するものが挙げられ、疎水性基を有するシランカップリング剤としては、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニル・トリス(β−メトキシ)シラン等がある。アミノ基、エポキシ基を有するシランカップリング剤としては前記アミノ基を有するシランカップリング剤、前記エポキシ基を有するシランカップリング剤を用いればよい。   Examples of the silane coupling agent include those having a hydrophobic group, an amino group, and an epoxy group. Examples of the silane coupling agent having a hydrophobic group include vinyl trichlorosilane, vinyl triethoxysilane, vinyl tris (β- Methoxy) silane and the like. As the silane coupling agent having an amino group or an epoxy group, the silane coupling agent having an amino group or the silane coupling agent having an epoxy group may be used.

チタネートカップリング剤としては、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルピロホスフェート)チタネート等を用いればよい。   As the titanate coupling agent, isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl tridodecylbenzenesulfonyl titanate, isopropyl tris (dioctyl pyrophosphate) titanate or the like may be used.

界面活性剤としては、市販の界面活性剤を使用することができ、強磁性酸化鉄粒子や該粒子表面に有する水酸基と結合が可能な官能基を有するものが望ましく、イオン性はカチオン性又はアニオン性のものが好ましい。   As the surfactant, commercially available surfactants can be used, and those having a functional group capable of binding to a ferromagnetic iron oxide particle or a hydroxyl group on the particle surface are desirable, and the ionicity is cationic or anionic. Is preferred.

前記いずれの処理方法によっても本発明の目的を達成することができるが、フェノール樹脂との接着性を考慮するとアミノ基あるいはエポキシ基を有するシランカップリング剤による処理が好ましい。   Although the object of the present invention can be achieved by any of the above-mentioned treatment methods, the treatment with a silane coupling agent having an amino group or an epoxy group is preferable in consideration of adhesiveness with a phenol resin.

前記カップリング剤又は界面活性剤の処理量は強磁性酸化鉄粒子a及び強磁性酸化鉄粒子bに対して0.1〜10重量%が好ましい。   The treatment amount of the coupling agent or surfactant is preferably 0.1 to 10% by weight with respect to the ferromagnetic iron oxide particles a and the ferromagnetic iron oxide particles b.

前記強磁性酸化鉄粒子a及び強磁性酸化鉄粒子bは、予め混合してから前記親油化処理を行っても、別々に処理を行っても構わないが、反応の際には強磁性酸化鉄粒子a及び強磁性酸化鉄粒子bが十分に混合された状態で使用することを必須とする(以下、強磁性酸化鉄粒子a及び強磁性酸化鉄粒子bが十分に混合された状態を「ブレンド粉末」という)。   The ferromagnetic iron oxide particles a and the ferromagnetic iron oxide particles b may be preliminarily mixed and then subjected to the oleophilic treatment or separate treatment. It is essential to use the iron particles a and the ferromagnetic iron oxide particles b in a sufficiently mixed state (hereinafter, the state in which the ferromagnetic iron oxide particles a and the ferromagnetic iron oxide particles b are sufficiently mixed is referred to as “ Blend powder).

本発明に係るブレンド粉末とフェノール樹脂とメラミン樹脂とからなる球状磁性複合体粒子の製造方法は以下のとおりである。   The manufacturing method of the spherical magnetic composite particle which consists of the blend powder concerning this invention, a phenol resin, and a melamine resin is as follows.

本発明に用いるフェノール類としては、フェノールのほか、m−クレゾール、p−クレゾール、p−tert−ブチルフェノール、o−プロピルフェノール等のアルキルフェノール類や、アルキル基の一部又は全部が塩素原子、臭素原子で置換されたハロゲン化フェノール類等のフェノール性水酸基を有する化合物が挙げられる。   As phenols used in the present invention, in addition to phenol, alkylphenols such as m-cresol, p-cresol, p-tert-butylphenol, o-propylphenol, and a part or all of alkyl groups are chlorine atoms and bromine atoms. And compounds having a phenolic hydroxyl group, such as halogenated phenols substituted with.

本発明に用いるアルデヒド類としては、ホルマリン又はパラアルデヒドのいずれかの形態のホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、フルフラール、グリオキサール、アクロレイン、クロトンアルデヒド、サリチルアルデヒド及びグルタールアルデヒド等が挙げられるが、ホルムアルデヒドが最も好ましい。   Examples of aldehydes used in the present invention include formaldehyde, acetaldehyde, furfural, glyoxal, acrolein, crotonaldehyde, salicylaldehyde, glutaraldehyde and the like in the form of either formalin or paraaldehyde, with formaldehyde being most preferred.

アルデヒド類はフェノール類に対してモル比で1.0〜4.0が好ましく、アルデヒド類のフェノール類に対するモル比が1.0未満の場合には、粒子の生成が困難であったり、樹脂の硬化が進行し難いために、得られる粒子の強度が弱くなる傾向がある。4.0を超える場合には、反応後に水性媒体中に残留する未反応のアルデヒド類が増加する傾向がある。より好ましくは1.2〜3.0である。   The molar ratio of aldehydes to phenols is preferably 1.0 to 4.0. When the molar ratio of aldehydes to phenols is less than 1.0, it is difficult to produce particles, Since curing is difficult to proceed, the strength of the resulting particles tends to be weak. When it exceeds 4.0, there is a tendency that unreacted aldehydes remaining in the aqueous medium after the reaction increase. More preferably, it is 1.2-3.0.

本発明に用いる塩基性触媒としては、通常のレゾール樹脂の製造に使用されている塩基性触媒が使用できる。例えば、アンモニア水、ヘキサメチレンテトラミン及びジメチルアミン、ジエチルトリアミン、ポリエチレンイミン等のアルキルアミンが挙げられ、特にアンモニア水が好ましい。塩基性触媒はフェノール類に対してモル比で0.05〜1.50が好ましい。0.05未満の場合には、硬化が十分に進行せず造粒が困難となる。1.50を越える場合には、フェノール樹脂の構造に影響するため造粒性が悪くなり、粒子径の大きな粒子を得ることが困難となる。   As the basic catalyst used in the present invention, a basic catalyst used in the production of ordinary resole resins can be used. For example, ammonia water, hexamethylenetetramine, alkylamines such as dimethylamine, diethyltriamine, and polyethyleneimine can be mentioned, and ammonia water is particularly preferable. The basic catalyst is preferably 0.05 to 1.50 in molar ratio to phenols. If it is less than 0.05, curing does not proceed sufficiently and granulation becomes difficult. If it exceeds 1.50, the structure of the phenol resin is affected, so that the granulation property is deteriorated and it is difficult to obtain particles having a large particle size.

本発明における反応は水性媒体中で行われるが、水性媒体中の固形分濃度が30〜95重量%になるようにすることが好ましく、特に、60〜90重量%となるようにすることが好ましい。   Although the reaction in the present invention is carried out in an aqueous medium, the solid content concentration in the aqueous medium is preferably 30 to 95% by weight, particularly preferably 60 to 90% by weight. .

塩基性触媒を添加した反応溶液は60〜95℃の温度範囲まで昇温し、この温度で30〜300分間、好ましくは60〜240分間反応させ、フェノール樹脂の重縮合反応を行って硬化させる。   The reaction solution to which the basic catalyst has been added is heated to a temperature range of 60 to 95 ° C., and reacted at this temperature for 30 to 300 minutes, preferably 60 to 240 minutes, followed by a polycondensation reaction of a phenol resin and curing.

このとき、球形度の高い球状磁性複合体粒子を得るために、ゆるやかに昇温させることが望ましい。昇温速度は0.3〜1.5℃/minが好ましく、より好ましくは0.5〜1.2℃/minである。   At this time, in order to obtain spherical magnetic composite particles with high sphericity, it is desirable to raise the temperature gently. The rate of temperature rise is preferably 0.3 to 1.5 ° C / min, more preferably 0.5 to 1.2 ° C / min.

このとき、粒径を制御するために、攪拌速度を制御することが望ましい。攪拌速度は100〜1000rpmが好ましい。   At this time, it is desirable to control the stirring speed in order to control the particle size. The stirring speed is preferably 100 to 1000 rpm.

本発明における球状磁性複合体粒子の粒子表面にメラミン樹脂からなる被覆層を形成させる反応は、前記球状磁性複合体粒子を生成させた水性媒体中において連続的に行う。すなわち、反応溶液を60〜95℃の温度範囲に維持したまま、酸性触媒として酸解離定数pKaが3〜6の酸からなる酸性水溶液と、水でメラミンとアルデヒド類とを反応させて調整したメチロールメラミン水溶液を添加して、30〜300分間、好ましくは60〜240分間攪拌しながら反応させて、前記球状複合体芯粒子の粒子表面にメラミン樹脂を硬化させて行う。   The reaction for forming a coating layer made of melamine resin on the surface of the spherical magnetic composite particles in the present invention is continuously performed in the aqueous medium in which the spherical magnetic composite particles are generated. That is, while maintaining the reaction solution in the temperature range of 60 to 95 ° C., methylol prepared by reacting an acidic aqueous solution composed of an acid having an acid dissociation constant pKa of 3 to 6 as an acidic catalyst with water and melamine and aldehydes. An aqueous melamine solution is added and reacted while stirring for 30 to 300 minutes, preferably 60 to 240 minutes, and the melamine resin is cured on the surface of the spherical composite core particles.

このとき、球状磁性複合体粒子の粒子表面に薄く均一なメラミン樹脂からなる被覆層を形成させるために、メラミン添加量及び酸性水溶液の濃度に応じて反応温度及び処理時間を制御することが望ましい。   At this time, in order to form a thin and uniform coating layer made of melamine resin on the surface of the spherical magnetic composite particles, it is desirable to control the reaction temperature and the treatment time according to the amount of melamine added and the concentration of the acidic aqueous solution.

このとき、球状磁性複合体粒子の粒子表面に薄く均一なメラミン樹脂からなる被覆層を形成させるために、攪拌速度を制御することが望ましい。攪拌速度は100〜1000rpmが好ましい。   At this time, it is desirable to control the stirring speed in order to form a thin, uniform melamine resin coating layer on the surface of the spherical magnetic composite particles. The stirring speed is preferably 100 to 1000 rpm.

硬化させた後、反応物を40℃以下に冷却すると、バインダー樹脂中にブレンド粉末が分散し、その構造は、強磁性酸化鉄粒子aによって表層部が形成され、更にその粒子表面に薄く均一なメラミン樹脂からなる被覆層を形成させた球状磁性複合体粒子の水分散液が得られる。   After curing, when the reaction product is cooled to 40 ° C. or less, the blended powder is dispersed in the binder resin, and the structure is such that a surface layer portion is formed by the ferromagnetic iron oxide particles a, and the surface of the particles is thin and uniform. An aqueous dispersion of spherical magnetic composite particles having a coating layer made of melamine resin is obtained.

前記球状磁性複合体粒子を含む水分散液を濾過、遠心分離の常法に従って固・液を分離した後、洗浄・乾燥して球状磁性複合体粒子を得る。   The aqueous dispersion containing the spherical magnetic composite particles is filtered and solid / liquid is separated according to a conventional method of centrifugation, followed by washing and drying to obtain spherical magnetic composite particles.

また、前記球状磁性複合体粒子を含む水性媒体中にメラミンを添加する方法において、メラミンは水に不溶のため、メラミンを固体の状態で直接水性媒体中に添加すると球状磁性複合体粒子の粒子表面にメラミン樹脂被覆層が不均一に形成された球状磁性複合体粒子が得られるため、該球状磁性複合体粒子の電圧依存性が大きくなり好ましくない。   Further, in the method of adding melamine to the aqueous medium containing the spherical magnetic composite particles, since melamine is insoluble in water, if melamine is added directly to the aqueous medium in a solid state, the particle surface of the spherical magnetic composite particles Further, since spherical magnetic composite particles having a melamine resin coating layer formed non-uniformly are obtained, the voltage dependency of the spherical magnetic composite particles becomes large, which is not preferable.

前記球状磁性複合体粒子を含む水性媒体中にメラミンを添加する方法において、別に用意した水でメラミンとアルデヒド類とを反応させて調整したメチロールメラミン水溶液の状態で添加するのが好ましい。該水溶液中においてメチロール化反応を急激に進行させるとメチロールメラミンの重縮合反応で溶液が白濁してしまい、球状磁性複合体粒子の粒子表面に薄く均一なメラミン樹脂からなる被覆層を形成させるのが困難となるため、重合をある程度進行させた透明なメチロールメラミン水溶液の状態で球状磁性複合体粒子を含む水性媒体中に添加するのが好ましい。   In the method of adding melamine to the aqueous medium containing the spherical magnetic composite particles, it is preferably added in the state of an aqueous methylolmelamine solution prepared by reacting melamine and aldehydes with separately prepared water. When the methylolation reaction proceeds rapidly in the aqueous solution, the solution becomes cloudy due to the polycondensation reaction of methylol melamine, and a coating layer made of a thin and uniform melamine resin is formed on the particle surface of the spherical magnetic composite particles. Since it becomes difficult, it is preferable to add to the aqueous medium containing the spherical magnetic composite particles in the state of a transparent methylolmelamine aqueous solution in which the polymerization has progressed to some extent.

また、メラミン樹脂は正帯電性であることから、磁性キャリアの正帯電性を高めることができる。   In addition, since the melamine resin is positively charged, the positive chargeability of the magnetic carrier can be improved.

また、メラミン樹脂は硬質な膜を形成することから、磁性キャリアの耐久性を高めることができる。   Moreover, since a melamine resin forms a hard film | membrane, durability of a magnetic carrier can be improved.

球状磁性複合体粒子に対するメラミンの添加量は、0.1〜5.0重量%が好ましい。0.1重量%より少ないと十分に被覆させることが困難となり、球状磁性複合体粒子の電気抵抗値の電圧依存性が大きくなる場合がある。一方、5.0重量%を超える場合には電気抵抗値が高くなり過ぎ好ましくない。   The amount of melamine added to the spherical magnetic composite particles is preferably 0.1 to 5.0% by weight. If the amount is less than 0.1% by weight, it is difficult to sufficiently coat, and the voltage dependency of the electrical resistance value of the spherical magnetic composite particles may increase. On the other hand, if it exceeds 5.0% by weight, the electric resistance value becomes too high, which is not preferable.

前記メラミン被覆層の形成において用いるアルデヒド類は、前記球状磁性複合体粒子の生成反応において用いることができるものから選択して用いることができる。   Aldehydes used in the formation of the melamine coating layer can be selected from those that can be used in the formation reaction of the spherical magnetic composite particles.

メチロールメラミン水溶液中におけるアルデヒド類のメラミンに対するモル比は1〜10が好ましく、メラミン濃度は5〜50重量%が好ましい。   The molar ratio of aldehydes to melamine in the aqueous methylolmelamine solution is preferably 1 to 10, and the melamine concentration is preferably 5 to 50% by weight.

メチロールメラミン水溶液の調整は、水にメラミンとアルデヒド類とを添加して攪拌しながら反応溶液を40〜80℃の温度範囲まで昇温し、この温度で30〜240分間、好ましくは60〜180分間メチロール化反応を行って生成させる。   The aqueous methylolmelamine solution is prepared by adding melamine and aldehydes to water and stirring the reaction solution up to a temperature range of 40 to 80 ° C., and at this temperature for 30 to 240 minutes, preferably 60 to 180 minutes. It is formed by carrying out a methylolation reaction.

このとき、昇温速度は0.5〜1.5℃/minが好ましく、攪拌速度は100〜1000rpmが好ましい。   At this time, the heating rate is preferably 0.5 to 1.5 ° C./min, and the stirring rate is preferably 100 to 1000 rpm.

本発明に用いる酸性触媒としては、酸解離定数pKaが3〜6の弱酸が好適に用いられ、例えば蟻酸、シュウ酸、酢酸等が挙げられるが、酢酸が最も好ましい。球状磁性複合体粒子を生成させる水性媒体中における酸の含有量は0.5〜3重量%が好ましい。 As the acidic catalyst used in the present invention, a weak acid having an acid dissociation constant pKa of 3 to 6 is preferably used. For example, formic acid, oxalic acid, acetic acid and the like can be mentioned, and acetic acid is most preferable. The acid content in the aqueous medium for producing the spherical magnetic composite particles is preferably 0.5 to 3% by weight.

本発明においては、前記球状磁性複合体粒子を含む水性媒体中に酸性触媒として酸解離定数pKaが3〜6の酸からなる酸性水溶液、及び、メチロールメラミン水溶液を添加することに特徴がある。すなわち、両水溶液を水性媒体中に添加することでメチロールメラミンの反応及び硬化速度が最適になり、強磁性酸化鉄粒子と硬化したフェノール樹脂とからなる球状磁性複合体粒子の粒子表面に薄く均一なメラミン樹脂からなる被覆層を形成させることができるため、電気抵抗値の電圧依存性を小さく、かつ、適度な電気抵抗値を持たせることで現像時の電気抵抗値を適切に保つことができる球状磁性複合体粒子を得ることができる。 The present invention is characterized in that an acidic aqueous solution composed of an acid having an acid dissociation constant pKa of 3 to 6 and an aqueous methylolmelamine aqueous solution are added as an acidic catalyst to the aqueous medium containing the spherical magnetic composite particles. That is, by adding both aqueous solutions to an aqueous medium, the reaction and curing rate of methylolmelamine are optimized, and the surface of the spherical magnetic composite particle composed of ferromagnetic iron oxide particles and cured phenol resin is thin and uniform. Since a coating layer made of melamine resin can be formed, a spherical shape that can keep the electrical resistance value at the time of development appropriate by making the voltage dependency of the electrical resistance value small and having an appropriate electrical resistance value. Magnetic composite particles can be obtained.

酸解離定数pKaが3未満の、例えば塩化アンモニウムのような強酸の塩酸を生成させる酸性触媒ではメラミン樹脂からなる被覆層を均一に形成させることが困難となり、球状磁性複合体粒子の電気抵抗値の電圧依存性が大きくなり好ましくない。また、酸解離定数pKaが6を超える場合には、メラミン樹脂からなる被覆層を十分に形成させることが困難となり好ましくない。 An acidic catalyst having an acid dissociation constant pKa of less than 3, for example, a strong acid hydrochloric acid such as ammonium chloride, makes it difficult to form a coating layer made of melamine resin uniformly, and the electrical resistance value of the spherical magnetic composite particles The voltage dependency is increased, which is not preferable. On the other hand, when the acid dissociation constant pKa exceeds 6, it is difficult to sufficiently form a coating layer made of melamine resin, which is not preferable.

本発明に係る磁性キャリアは、球状磁性複合体粒子の粒子表面を樹脂によって被覆されていても良い。 In the magnetic carrier according to the present invention, the surface of the spherical magnetic composite particles may be coated with a resin.

本発明に用いる被覆樹脂は特に限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂;ポリスチレン;アクリル樹脂;ポリアクリロニトリル;ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン等のポリビニル系又はポリビニリデン系樹脂;塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体、スチレン・アクリル酸共重合体;オルガノシロキサン結合からなるストレートシリコン系樹脂又はその変性品;ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素系樹脂;ポリエステル;ポリウレタン;ポリカーボネート;尿素・ホルムアルデヒド樹脂等のアミノ系樹脂;エポキシ系樹脂;ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、フッ素−ポリアミド樹脂、フッ素−ポリイミド樹脂、フッ素−ポリアミドイミド樹脂、などを挙げることができる。   The coating resin used in the present invention is not particularly limited, but polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene; polystyrene; acrylic resin; polyacrylonitrile; polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyvinyl chloride, polyvinyl carbazole, polyvinyl ether, polyvinyl ketone. Polyvinyl-based or polyvinylidene-based resins such as: vinyl chloride / vinyl acetate copolymer, styrene / acrylic acid copolymer; straight silicone resin composed of organosiloxane bonds or modified products thereof; polytetrafluoroethylene, polyvinyl fluoride, Fluorine resins such as polyvinylidene fluoride and polychlorotrifluoroethylene; polyesters; polyurethanes; polycarbonates; amino-based trees such as urea and formaldehyde resins ; Epoxy resin; polyamide resin, polyimide resin, polyamide imide resin, fluorine - polyamide resins, fluorine - polyimide resins, fluorine - polyamide-imide resins, and the like.

本発明に係る磁性キャリアは、球状磁性複合体粒子の粒子表面をシリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂から選ばれる1種又は2種以上の樹脂で被覆することが好ましい。粒子表面を低い表面エネルギーを有するシリコーン系樹脂、フッ素系樹脂で被覆することによって、トナーのスペント化を抑制することができる。また、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂ともに、コア粒子との接着性及び帯電性向上の効果を有する。   In the magnetic carrier according to the present invention, the surface of the spherical magnetic composite particles may be coated with one or more resins selected from silicone resins, fluorine resins, acrylic resins, and styrene-acrylic resins. preferable. By coating the particle surface with a silicone-based resin or a fluorine-based resin having a low surface energy, toner spent can be suppressed. In addition, both the acrylic resin and the styrene-acrylic resin have the effect of improving the adhesion with the core particles and the charging property.

シリコーン系樹脂としては縮合反応型シリコーン樹脂が好ましく、フッ素系樹脂としてはポリフッ素化アクリレート樹脂、ポリフッ素化メタクリレート樹脂、ポリフッ素化ビニリデン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂及び前記樹脂の組み合わせによる共重合体が好ましい。   As the silicone resin, a condensation reaction type silicone resin is preferable. As the fluorine resin, polyfluorinated acrylate resin, polyfluorinated methacrylate resin, polyfluorinated vinylidene resin, polytetrafluoroethylene resin, polyhexafluoropropylene resin, and the above resin are used. A copolymer based on a combination of these is preferred.

アクリル系樹脂としては、メチルメタクリレート、メチルエタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、ベヘニルメタクリレート等のアルキルアクリレート、シクロペンチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート等のシクロアルキルアクリレート、フェニルメタクリレート等の芳香族アクリレート、これらとアクリル酸の共重合体、グリシジルメタクリレート等のエポキシ化合物との共重合体、グリセリンモノメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート等のアルコール系化合物との共重合体等が挙げられ、キャリアとしたときの環境依存性等の点からメチルメタクリレート、エチルエタクリレート等の短鎖アルキルアクリレートが好ましい。   Acrylic resins include methyl acrylate, methyl ethacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, lauryl methacrylate, stearyl methacrylate, alkyl acrylates such as behenyl methacrylate, cycloalkyl acrylates such as cyclopentyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, and aromatics such as phenyl methacrylate. Examples of the carrier include acrylates, copolymers of these with acrylic acid, copolymers of epoxy compounds such as glycidyl methacrylate, and copolymers of alcohol compounds such as glycerin monomethacrylate and 2-hydroxyethyl methacrylate. In view of environmental dependency, short chain alkyl acrylates such as methyl methacrylate and ethyl ethacrylate are preferable.

スチレン−アクリル系樹脂としては、前記アクリル系モノマーとスチレン系モノマーとの共重合体等が挙げられ、高温高湿環境下と低温低湿環境下での帯電の差が小さい等の点からスチレンと短鎖アルキルメタクリレートとの共重合体が好ましい。   Examples of the styrene-acrylic resin include a copolymer of the acrylic monomer and the styrene monomer, and the styrene-acrylic resin has a short charge difference between a high temperature and high humidity environment and a low temperature and low humidity environment. A copolymer with a chain alkyl methacrylate is preferred.

本発明に係る磁性キャリアの樹脂による被覆量は、球状磁性複合体粒子に対して0.1〜5.0重量%が好ましい。被覆量が0.1重量%未満の場合には、十分に被覆することが困難となり、コートむらが生じることがある。また、5.0重量%を越える場合には、樹脂の被覆を球状磁性複合体粒子表面に密着させることはできるが、生成した球状磁性複合体粒子同士の凝集が生じ、球状磁性複合体粒子の粒子サイズの制御が困難になる。好ましくは0.5〜3.0重量%である。   The coating amount of the magnetic carrier according to the present invention with the resin is preferably 0.1 to 5.0% by weight with respect to the spherical magnetic composite particles. If the coating amount is less than 0.1% by weight, it may be difficult to sufficiently coat and uneven coating may occur. When the amount exceeds 5.0% by weight, the resin coating can be brought into close contact with the surface of the spherical magnetic composite particles. However, aggregation of the produced spherical magnetic composite particles occurs, It becomes difficult to control the particle size. Preferably, it is 0.5 to 3.0% by weight.

本発明における樹脂被覆は、樹脂被覆層中に微粒子を含有させても良い。前記微粒子としては、例えばトナーに負帯電性を付与させるものとして、4級アンモニウム塩系化合物、トリフェニルメタン系化合物、イミダゾール系化合物、ニグロシン系染料、ポリアミン樹脂などによる微粒子が好ましい。一方、トナーに正帯電性を付与させるものとして、Cr、Co等金属を含む染料、サリチル酸金属化合物、アルキルサリチル酸金属化合物などによる微粒子が好ましい。なお、これらの粒子は1種単独で使用して良いし、2種以上を併用しても良い。   The resin coating in the present invention may contain fine particles in the resin coating layer. As the fine particles, fine particles made of a quaternary ammonium salt compound, a triphenylmethane compound, an imidazole compound, a nigrosine dye, a polyamine resin, or the like are preferable, for example, to impart negative chargeability to the toner. On the other hand, fine particles made of a dye containing a metal such as Cr or Co, a salicylic acid metal compound, an alkylsalicylic acid metal compound, or the like are preferable as those that impart positive chargeability to the toner. These particles may be used alone or in combination of two or more.

また、本発明における樹脂被覆は、樹脂被覆層中に導電性微粒子を含有させても良い。樹脂中に導電性微粒子を含有させることが、磁性キャリアの抵抗を容易に制御することができる点で好ましい。前記導電性微粒子としては公知のものが使用可能であり、例えばアセチレンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、Si、Ti等の金属炭化物、B、Ti等の金属窒化物、Mo、Cr等の金属ホウ化物などが挙げられる。これらは1種単独で使用してよいし、2種以上を併用しても良い。これらの中でも、カーボンブラックが好ましい。   Moreover, the resin coating in the present invention may contain conductive fine particles in the resin coating layer. It is preferable that conductive fine particles are contained in the resin because the resistance of the magnetic carrier can be easily controlled. Known conductive fine particles can be used, for example, carbon black such as acetylene black, channel black, furnace black and ketjen black, metal carbide such as Si and Ti, metal nitride such as B and Ti, Examples thereof include metal borides such as Mo and Cr. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, carbon black is preferable.

球状磁性複合体粒子の粒子表面に樹脂を被覆する場合には、公知のいかなる方法を用いても良い。例えば、乾式法、流動床法、スプレードライ法、ロータリードライ方式、万能攪拌機、ヘンシェルミキサー、ハイスピードミキサー等による浸漬乾燥法等によって行えばよい。   When the resin is coated on the surface of the spherical magnetic composite particles, any known method may be used. For example, a dry method, a fluidized bed method, a spray dry method, a rotary dry method, a universal stirrer, a Henschel mixer, a high speed mixer or the like may be used.

次に、本発明における二成分系現像剤について述べる。   Next, the two-component developer in the present invention will be described.

本発明の磁性キャリアと組み合わせて使用するトナーとしては、公知のトナーを使用することができる。具体的には、結着樹脂、着色剤を主構成物とし、必要に応じて離型剤、磁性体、流動化剤などを添加したものを使用できる。また、トナーの製造方法は公知の方法を使用できる。   As the toner used in combination with the magnetic carrier of the present invention, a known toner can be used. Specifically, a binder resin and a colorant as main components, and a release agent, a magnetic material, a fluidizing agent, and the like added as necessary can be used. In addition, a known method can be used as a method for producing the toner.

<作用>
本発明において重要な点は、粒子径の異なる強磁性酸化鉄粒子のブレンド粉末とフェノール樹脂とメラミン樹脂とからなる球状磁性複合体粒子であって、粒子径の大きな強磁性酸化鉄粒子aによる表層部によって粒子表面に微小な凹凸を形成し、被覆樹脂との接着性と磨耗に対する耐久性の向上とキャリアに対する機械的ストレスにも安定となり、更に、その粒子表面に薄く均一なメラミン樹脂からなる被覆層を形成させることによって、磁性キャリアは適度な電気抵抗値を持ちながら電気抵抗値の電圧依存性を小さくすることが可能となったため、現像時に電気抵抗値を適切に保つことができ、高濃度でかつ均一なベタ部の再現が得られ、また階調性等に優れた高画質な画像を長期に亘って維持することが可能となった。
<Action>
The important point in the present invention is a spherical magnetic composite particle composed of a blended powder of ferromagnetic iron oxide particles having different particle sizes, a phenol resin, and a melamine resin, and the surface layer of the ferromagnetic iron oxide particles a having a large particle size. The surface forms minute irregularities on the particle surface, improves adhesion to the coating resin and durability against wear, is stable against mechanical stress on the carrier, and is coated with a thin and uniform melamine resin on the particle surface. By forming the layer, the magnetic carrier has an appropriate electrical resistance value, and it is possible to reduce the voltage dependency of the electrical resistance value. In addition, a uniform solid portion can be reproduced, and a high-quality image with excellent gradation and the like can be maintained over a long period of time.

本発明に係る電子写真現像剤用磁性キャリアの製造法は、平均粒子径の異なる強磁性酸化鉄粒子aと強磁性酸化鉄粒子bの混合粉末を使用し、強磁性酸化鉄粒子aの平均粒子径raと強磁性酸化鉄粒子bの平均粒子径rbとの比ra/rbが1より大きく、強磁性酸化鉄粒子aと強磁性酸化鉄粒子bとの重量比は、強磁性酸化鉄粒子aと強磁性酸化鉄粒子bとの総量を100重量部とした時、1〜50重量部の範囲で強磁性酸化鉄粒子aを含有した構成となっているので、フェノール樹脂をバインダーとして複合化した際に、強磁性酸化鉄粒子aからなる表層部を形成した球状磁性複合体粒子が安定に得られ、その表層部は用いた強磁性酸化鉄粒子aの粒子径と形状に沿って微小な凹凸を形成し、次いで、該球状磁性複合体粒子を含む水性媒体中に、酸性触媒として酸解離定数pKaが3〜6の酸からなる酸性水溶液、及び、メチロールメラミン水溶液を添加することによって、更に、薄く均一なメラミン樹脂からなる被覆層を形成している。
図1及び2のSEM写真に示すように、本発明に係る磁性キャリアは、表層部は平均粒子径の大きな強磁性酸化鉄粒子粉末の粒子径と形状に起因する微小な凹凸を有することを特徴とする。つまり、図3及び4のSEM写真に示すとおり、従来例のような粒子表面が平滑な磁性キャリアとは明らかに相違する。
The method for manufacturing a magnetic carrier for an electrophotographic developer according to the present invention uses a mixed powder of ferromagnetic iron oxide particles a and ferromagnetic iron oxide particles b having different average particle diameters, and the average particles of the ferromagnetic iron oxide particles a. The ratio ra / rb between the diameter ra and the average particle diameter rb of the ferromagnetic iron oxide particles b is greater than 1, and the weight ratio of the ferromagnetic iron oxide particles a and the ferromagnetic iron oxide particles b is determined by the ferromagnetic iron oxide particles a When the total amount of the iron oxide and the ferromagnetic iron oxide particles b is 100 parts by weight, the composition contains the ferromagnetic iron oxide particles a in the range of 1 to 50 parts by weight. Therefore, the phenol resin is combined as a binder. At this time, spherical magnetic composite particles having a surface layer portion made of ferromagnetic iron oxide particles a are stably obtained, and the surface layer portion has minute irregularities along the particle diameter and shape of the used ferromagnetic iron oxide particles a. An aqueous medium containing the spherical magnetic composite particles During an acidic aqueous solution having an acid dissociation constant pKa as an acidic catalyst comprises 3-6 acids, and, by adding a methylolmelamine solution, further, to form a coating layer comprising a thin, uniform melamine resins.
As shown in the SEM photographs of FIGS. 1 and 2, the magnetic carrier according to the present invention is characterized in that the surface layer portion has minute irregularities resulting from the particle diameter and shape of the ferromagnetic iron oxide particles having a large average particle diameter. And That is, as shown in the SEM photographs of FIGS. 3 and 4, the magnetic carrier with a smooth particle surface as in the conventional example is clearly different.

本発明に係る球状磁性複合体粒子の粒子表面に樹脂被覆してなる磁性キャリアにおいて、樹脂被覆時の接着性が大幅に向上し、被覆層の剥がれや磨耗に対する耐久性に優れ、かつキャリアに対する機械的ストレスにも安定となり、更には表面に薄く均一なメラミン樹脂からなる被覆層を形成させている為、球状磁性複合体粒子の電気抵抗値を適度に制御し、かつ、電圧依存性を小さくすることが可能となったため、該球状磁性複合体粒子の粒子表面に被覆樹脂を形成させた磁性キャリアの電気抵抗特性、及び帯電特性を容易に設計できるようになった。 In the magnetic carrier formed by coating the particle surface of the spherical magnetic composite particles according to the present invention with a resin, the adhesion at the time of resin coating is greatly improved, the durability against peeling and abrasion of the coating layer is excellent, and the machine for the carrier Since it is stable against mechanical stress and a coating layer made of a thin and uniform melamine resin is formed on the surface, the electrical resistance value of the spherical magnetic composite particles is appropriately controlled and the voltage dependency is reduced. Therefore, it has become possible to easily design the electrical resistance characteristics and charging characteristics of a magnetic carrier in which a coating resin is formed on the surface of the spherical magnetic composite particles.

本発明に係る二成分系現像剤は、画像濃度や階調性等に優れた高画質な画像を維持することができ、特に、芯材電気抵抗の影響を受け易い高電圧において、電荷のリーク現象によるベタ部へのハケスジの発生や階調性に劣る等の画像欠陥を抑制したり、キャリアの長期使用に伴う被覆樹脂の削れ又は剥離による経時劣化を抑えることが可能となった。   The two-component developer according to the present invention can maintain a high-quality image excellent in image density, gradation and the like, and in particular, charge leakage at a high voltage that is easily affected by the electrical resistance of the core material. It has become possible to suppress image defects such as the occurrence of scratches on the solid portion due to the phenomenon and inferior gradation, and to suppress deterioration over time due to scraping or peeling of the coating resin associated with long-term use of the carrier.

以下、本発明の代表的な実施の形態を次の通りに説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。尚、以下の説明において「部」及び「%」は、特に断りのない限り「重量部」及び「重量%」を意味する。 Hereinafter, typical embodiments of the present invention will be described as follows, but the present invention is not limited to these examples. In the following description, “parts” and “%” mean “parts by weight” and “% by weight” unless otherwise specified.

<測定方法>
強磁性酸化鉄粒子の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡写真により撮影した写真、粒子300個についてフェレ径により求めた値で示した。
<Measurement method>
The average particle diameter of the ferromagnetic iron oxide particles is shown by a photograph taken with a transmission electron micrograph and a value obtained from the ferret diameter for 300 particles.

強磁性酸化鉄粒子粉末、又は、球状磁性複合体粒子の粒子形状は、透過型電子顕微鏡と「走査型電子顕微鏡S−4800」((株)日立ハイテクノロジーズ製)により観察した写真から判断した。   The particle shape of the ferromagnetic iron oxide particle powder or the spherical magnetic composite particle was judged from a photograph observed with a transmission electron microscope and “scanning electron microscope S-4800” (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation).

BET比表面積値は、「Mono Sorb MS−II」(湯浅アイオニックス株式会社製)を用いてBET法により求めた値で示した。   The BET specific surface area value was shown by the value calculated | required by BET method using "Mono Sorb MS-II" (made by Yuasa Ionics Co., Ltd.).

飽和磁化は、振動試料型磁力計VSM−3S−15(東英工業(株)製)を用いて外部磁場795.8kA/m(10kOe)のもとで測定した値で示した。   The saturation magnetization was indicated by a value measured under an external magnetic field of 795.8 kA / m (10 kOe) using a vibrating sample magnetometer VSM-3S-15 (manufactured by Toei Kogyo Co., Ltd.).

強磁性酸化鉄粒子粉末中に含まれる金属元素量は「蛍光X線分析装置RIX−2100」(理学電気工業株式会社製)にて測定し、強磁性酸化鉄粒子粉末に対して元素換算で求めた値で示した。   The amount of metal element contained in the ferromagnetic iron oxide particle powder is measured with a “fluorescence X-ray analyzer RIX-2100” (manufactured by Rigaku Denki Kogyo Co., Ltd.), and is calculated in terms of element with respect to the ferromagnetic iron oxide particle powder. The value is shown.

球状磁性複合体粒子の平均粒子径はレーザー回折式粒度分布計 LA750((株)堀場製作所製)により計測して体積基準による値で示した。   The average particle diameter of the spherical magnetic composite particles was measured with a laser diffraction particle size distribution analyzer LA750 (manufactured by Horiba, Ltd.) and indicated as a value based on volume.

磁性キャリア表面の十点平均粗さRz、最大高さRy、算術平均粗さRa及び凹凸の平均間隔Smは、JIS B0601に準拠して超深度カラー3D形状測定レーザー顕微鏡(VK−9700、キーエンス製)を用いて、磁性キャリア1粒子に対して1000倍の視野にて観察を行った。形状測定は、磁性キャリアの中心部を中心点として測定距離を10μmに設定して、45°間隔をとりながら8箇所測定したものを平均値で示し、更に任意に選んだ100個のキャリア表面の測定平均値を平均化して値で示した。尚、形状測定をする際、測定誤差を軽減させるための補正処理を行ってから測定を行っている。 The 10-point average roughness Rz, the maximum height Ry, the arithmetic average roughness Ra, and the average interval Sm of the irregularities on the surface of the magnetic carrier are in accordance with JIS B0601, an ultra-depth color 3D shape measurement laser microscope (VK-9700, manufactured by Keyence). ) Was observed in a field of view 1000 times that of one magnetic carrier particle. In the shape measurement, the measurement distance is set to 10 μm with the central portion of the magnetic carrier as the center point, and 8 points measured at 45 ° intervals are shown as average values, and the surface of 100 arbitrarily selected carrier surfaces is further measured. The measured average value was averaged and indicated as a value. When measuring the shape, the measurement is performed after performing a correction process for reducing the measurement error.

真比重はマルチボリウム密度計1305型(マイクロメリティクス/島津製作所製)で測定した値で示した。   The true specific gravity is indicated by a value measured with a multi-volume density meter 1305 type (Micromeritics / manufactured by Shimadzu Corporation).

球状磁性複合体粒子の電気抵抗値(体積固有抵抗値)は、ハイレジスタンスメーター4339B(横河ヒューレットパッカード製)により試料1.0gで測定した値で示した。   The electric resistance value (volume specific resistance value) of the spherical magnetic composite particles was shown as a value measured with a high resistance meter 4339B (manufactured by Yokogawa Hewlett Packard) with a sample of 1.0 g.

球形度は、「走査型電子顕微鏡S−4800」((株)日立ハイテクノロジーズ製)により観察した200個以上の球状磁性複合体粒子が写ったSEM写真より、1個の粒子の長軸径(l)と短軸径(w)を測定し、l/w比で示した。   The sphericity is determined from an SEM photograph showing 200 or more spherical magnetic composite particles observed with “Scanning Electron Microscope S-4800” (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). l) and the minor axis diameter (w) were measured and expressed in l / w ratio.

球状磁性複合体粒子に対するメラミンの含有量は、微量全窒素分析装置TN−110(ダイアインスツルメンツ(株)社製)で得られた窒素量から換算して算出した。   The content of melamine with respect to the spherical magnetic composite particles was calculated by converting from the amount of nitrogen obtained with a trace total nitrogen analyzer TN-110 (manufactured by Dia Instruments Co., Ltd.).

トナーの帯電量は、磁性キャリア95部と下記の方法により製造したトナー5部を十分に混合し、ブローオフ帯電量測定装置TB−200(東芝ケミカル社製)を用いて測定した。   The charge amount of the toner was measured using a blow-off charge amount measuring device TB-200 (manufactured by Toshiba Chemical Co., Ltd.) after thoroughly mixing 95 parts of the magnetic carrier and 5 parts of toner manufactured by the following method.

(トナー製造例)
ポリエステル樹脂 100部
銅フタロシアニン系着色剤 5部
帯電制御剤(ジ−tert−ブチルサリチル酸亜鉛化合物) 3部
ワックス 9部
上記材料をヘンシェルミキサーにより十分予備混合を行い、二軸押出式混練機により溶融混練し、冷却後ハンマーミルを用いて粉砕、分級して重量平均粒径7.4μmの負帯電性青色粉体を得た。
(Example of toner production)
Polyester resin 100 parts Copper phthalocyanine-based colorant 5 parts Charge control agent (di-tert-butylsalicylic acid zinc compound) 3 parts Wax 9 parts The above materials are sufficiently premixed with a Henschel mixer and melt kneaded with a twin screw extrusion kneader. After cooling, the mixture was pulverized and classified using a hammer mill to obtain a negatively charged blue powder having a weight average particle size of 7.4 μm.

上記負帯電性青色粉体100部と疎水性シリカ1部をヘンシェルミキサーで混合して負帯電性シアントナーaを得た。   100 parts of the negatively charged blue powder and 1 part of hydrophobic silica were mixed with a Henschel mixer to obtain a negatively charged cyan toner a.

<球状磁性複合体粒子、被覆樹脂キャリアの強制劣化テスト>
球状磁性複合体粒子、又は、樹脂被覆した磁性キャリア50部を100ccのガラス製サンプル瓶の中に入れ、ふたをした後、ペイントコンディショナー(RED DEVIL社製)にて、24時間振とうさせる。振とう前後の各々のサンプルについて帯電量及び電気抵抗値を測定し、走査型電子顕微鏡S−4800((株)日立製作所製)により粒子表面の剥れや磨耗等を確認した。
<Forced deterioration test of spherical magnetic composite particles and coated resin carrier>
The spherical magnetic composite particles or 50 parts of the resin-coated magnetic carrier are placed in a 100 cc glass sample bottle, covered, and then shaken for 24 hours with a paint conditioner (manufactured by RED DEVIL). The charge amount and the electric resistance value of each sample before and after shaking were measured, and peeling or abrasion of the particle surface was confirmed with a scanning electron microscope S-4800 (manufactured by Hitachi, Ltd.).

強制劣化テスト前後の帯電量は、下記式で示したように、振とう前後の各々のサンプルについて常温常湿下(24℃,60%RH)の帯電量の変化幅を%で表わし、以下の評価基準で行なった。C以上が実用上可能なレベルである。現像剤は本発明の複合体粒子、又は、樹脂被覆した磁性キャリアを95部と負帯電性シアントナーaを5部とを十分に混合して調整した。   The charge amount before and after the forced deterioration test is expressed in% as the change amount of the charge amount at normal temperature and humidity (24 ° C., 60% RH) for each sample before and after shaking as shown by the following formula. The evaluation criteria were used. C or higher is a practically possible level. The developer was prepared by thoroughly mixing 95 parts of the composite particles of the present invention or a resin-coated magnetic carrier and 5 parts of the negatively chargeable cyan toner a.

帯電量の変化率(%)=(1−Q/QINI)×100
INI:強制劣化テスト前の帯電量
Q:強制劣化テスト後の帯電量
Change rate of charge amount (%) = (1−Q / Q INI ) × 100
Q INI : Charge amount before forced deterioration test Q: Charge amount after forced deterioration test

A:強制劣化テスト前後の変化率が0%以上5%未満
B:強制劣化テスト前後の変化率が5%以上10%未満
C:強制劣化テスト前後の変化率が10%以上20%未満
D:強制劣化テスト前後の変化率が20%以上30%未満
E:強制劣化テスト前後の変化率が30%以上
A: The change rate before and after the forced deterioration test is 0% or more and less than 5% B: The change rate before and after the forced deterioration test is 5% or more and less than 10% C: The change rate before and after the forced deterioration test is 10% or more and less than 20% D: Change rate before and after forced deterioration test is 20% or more and less than 30% E: Change rate before and after forced deterioration test is 30% or more

電気抵抗値は、下記式で示したように、振とう前後の各々のサンプルについて常温常湿下(24℃、60%RH)の電気抵抗値の変化率を%で表わし、以下の5段階で評価した。C以上が実用上可能なレベルである。   As shown by the following formula, the electrical resistance value represents the rate of change in electrical resistance value at room temperature and normal humidity (24 ° C., 60% RH) for each of the samples before and after shaking, expressed in%. evaluated. C or higher is a practically possible level.

電気抵抗値の変化率(%)=R/RINI×100
R:印加電圧100Vにおける強制劣化テスト後の電気抵抗値
INI:印加電圧100Vにおける強制劣化テスト前の電気抵抗値
Rate of change in electrical resistance value (%) = R / R INI × 100
R: electrical resistance value after forced degradation test at applied voltage 100V R INI : electrical resistance value before forced degradation test at applied voltage 100V

A:強制劣化テスト前後の変化幅が0%以上5%未満
B:強制劣化テスト前後の変化幅が5%以上10%未満
C:強制劣化テスト前後の変化幅が10%以上20%未満
D:強制劣化テスト前後の変化幅が20%以上30%未満
E:強制劣化テスト前後の変化幅が30%以上
A: The change width before and after the forced deterioration test is 0% or more and less than 5% B: The change width before and after the forced deterioration test is 5% or more and less than 10% C: The change width before and after the forced deterioration test is 10% or more and less than 20% D: The range of change before and after the forced deterioration test is 20% or more and less than 30% E: The range of change before and after the forced deterioration test is 30% or more

強制劣化テスト後の樹脂被覆層の剥れや磨耗等の表面状態は走査型電子顕微鏡により下記の3段階で評価した。B以上が実用上可能なレベルである。
A:被覆層の剥れや磨耗等が無し
B:被覆層の剥れや磨耗等がわずかに有り
C:被覆層の剥れや磨耗等が極めてひどい
The surface condition such as peeling and abrasion of the resin coating layer after the forced deterioration test was evaluated by the following three stages using a scanning electron microscope. B or higher is a practically possible level.
A: No peeling or wear of the coating layer B: Slight peeling or wear of the coating layer C: Extremely severe peeling or wear of the coating layer

<被覆樹脂キャリアの耐久性テスト>
被覆樹脂キャリアの耐久テストは、サンプルミルSK−M10(協立理工(株)社製)により被覆樹脂キャリア試料10gを投入し、回転数16000rpmで30秒間攪拌した。
<Durability test of coated resin carrier>
In the durability test of the coated resin carrier, 10 g of the coated resin carrier sample was added by a sample mill SK-M10 (manufactured by Kyoritsu Riko Co., Ltd.) and stirred for 30 seconds at a rotational speed of 16000 rpm.

耐久性評価は、下記式で示したように攪拌前後の粒度分布変化を測定し、粒子径22μm以下の粒子の体積率の増加量から微粒子発生率を算出し、以下の5段階で評価した。C以上が実用上可能なレベルである。   The durability evaluation was performed by measuring the change in particle size distribution before and after stirring as shown by the following formula, calculating the fine particle generation rate from the increase in the volume ratio of particles having a particle diameter of 22 μm or less, and performing the evaluation in the following five stages. C or higher is a practically possible level.

微粒子発生率(%)=(攪拌後の粒子径22μm以下の体積率)−(攪拌前の粒子径22μm以下の体積率) Fine particle generation rate (%) = (Volume ratio of particle diameter of 22 μm or less after stirring) − (Volume ratio of particle diameter of 22 μm or less before stirring)

A:耐久性テスト前後の微粉発生率が0%以上0.1%未満
B:耐久性テスト前後の微粉発生率が0.1%以上0.5%未満
C:耐久性テスト前後の微粉発生率が0.5%以上1.0%未満
D:耐久性テスト前後の微粉発生率が1.0%以上3.0%未満
E:耐久性テスト前後の微粉発生率が3.0%以上
A: Fine powder generation rate before and after durability test is 0% or more and less than 0.1% B: Fine powder generation rate before and after durability test is 0.1% or more and less than 0.5% C: Fine powder generation rate before and after durability test 0.5% or more and less than 1.0% D: The generation rate of fine powder before and after the durability test is 1.0% or more and less than 3.0% E: The generation rate of fine powder before and after the durability test is 3.0% or more

樹脂被覆層の剥れや磨耗等の表面状態は走査型電子顕微鏡により下記の3段階で評価した。B以上が実用上可能なレベルである。
A:被覆層の剥れや磨耗等が無し
B:被覆層の剥れや磨耗等がわずかに有り
C:被覆層の剥れや磨耗等が極めてひどい
Surface conditions such as peeling and abrasion of the resin coating layer were evaluated by the scanning electron microscope in the following three stages. B or higher is a practically possible level.
A: No peeling or abrasion of the coating layer B: Slight peeling or abrasion of the coating layer, etc. C: Extremely severe peeling or abrasion of the coating layer

<画像評価における被覆樹脂キャリアの評価>
現像剤は本発明の磁性キャリアを95部と負帯電性シアントナーaを5部とを十分に混合して調製した。画像評価はエプソン製LP8000Cを改造して用い、24℃、60%RHの環境条件下及び30℃、80%RHの環境条件化でバイアス電圧を変えて100万枚の耐刷評価を行い、以下の評価方法に基づいて評価した。
<Evaluation of coated resin carrier in image evaluation>
The developer was prepared by thoroughly mixing 95 parts of the magnetic carrier of the present invention and 5 parts of the negatively chargeable cyan toner a. For image evaluation, Epson LP8000C was remodeled and used to evaluate the printing durability of 1,000,000 sheets by changing the bias voltage under the environmental conditions of 24 ° C and 60% RH and 30 ° C and 80% RH. Evaluation based on the evaluation method.

なお、画像評価結果に対してランク付けを行なった。具体的な評価方法は下記のとおりである。   Note that the image evaluation results were ranked. The specific evaluation method is as follows.

(1)画像濃度(ベタ黒部の均一性も含む)
前記耐刷評価に基づいて1000枚目(初期)と10万枚目の画像と100万枚目の画像について、ベタ部の画像濃度をマクベス濃度計により測定した。ベタ黒部の均一性については限度見本を設け、目視で判定し、以下の5段階で評価した。C以上が実用上可能なレベルである。
(1) Image density (including uniformity of solid black areas)
Based on the printing durability evaluation, the solid image density was measured with a Macbeth densitometer for the 1000th (initial) image, the 100,000th image, and the 1 millionth image. For the uniformity of the solid black portion, a limit sample was provided, visually judged, and evaluated according to the following five levels. C or higher is a practically possible level.

A:原稿濃度を非常によく再現しており、濃度ムラがなく均一なベタ黒部である。
B:原稿濃度を再現しており、濃度ムラがない。
C:画像濃度がよく乗っている。
D:画像濃度は乗っているものの不均一な画像であり、白スジ等が多い。
E:全体的に濃度が低くエッジ効果が大きく、原稿濃度に比べ、大きく濃度が低下している。
A: The original density is reproduced very well, and there is no density unevenness and a uniform solid black portion.
B: The document density is reproduced and there is no density unevenness.
C: The image density is well on board.
D: Although the image density is on the surface, the image is non-uniform and has many white stripes.
E: The density is low overall and the edge effect is large, and the density is greatly reduced compared to the original density.

(2)カブリ
前記耐刷評価に基づいて1000枚目(初期)と10万枚目の画像と100万枚目の画像について、画像上のカブリは白地画像上のトナーカブリをミノルタ社製色彩色差計CR−300のL*a*b*モードで測定し、ΔEを求め、以下の4段階で評価した。B以上が実用上可能なレベルである。
(2) Fog For the 1000th image (initial), the 100,000th image, and the 1 millionth image based on the printing durability evaluation, the fog on the image is the same as the toner fog on the white background image. Measurement was performed in the L * a * b * mode of a total CR-300, ΔE was obtained, and evaluated in the following four stages. B or higher is a practically possible level.

A:ΔEが1.0未満
B:ΔEが1.0以上〜2.0未満
C:ΔEが2.0以上〜3.0未満
D:ΔEが3.0以上
A: ΔE is less than 1.0 B: ΔE is 1.0 or more and less than 2.0 C: ΔE is 2.0 or more and less than 3.0 D: ΔE is 3.0 or more

(3)階調性
前記耐刷評価に基づいて1000枚目(初期)と10万枚目の画像と100万枚目の画像について、KODAK社のグレースケール(0〜19階調テストチャート)を用い、目視で階調パターンを色別できる数により以下の5段階で評価した。C以上が実用上可能なレベルである。
(3) Gradation property KODAK's gray scale (0 to 19 gradation test chart) is applied to the 1000th (initial), 100,000th and 1 millionth images based on the printing durability evaluation. It was evaluated according to the following five levels depending on the number of gradation patterns that can be visually used. C or higher is a practically possible level.

A:15(B)階調以上
B:13〜14階調
C:11〜12階調
D:7(M)〜10階調
E:6階調以下
A: 15 (B) gradation or more B: 13-14 gradation C: 11-12 gradation D: 7 (M) -10 gradation E: 6 gradations or less

<強磁性酸化鉄粒子>
強磁性酸化鉄粒子a及び強磁性酸化鉄粒子bとして使用する強磁性酸化鉄粒子の諸特性を表1に示す。
<Ferromagnetic iron oxide particles>
Table 1 shows various characteristics of the ferromagnetic iron oxide particles used as the ferromagnetic iron oxide particles a and the ferromagnetic iron oxide particles b.

<強磁性酸化鉄粒子の親油化処理>
[実施例1]
(親油化処理1)
フラスコに酸化鉄粒子4を1000部仕込み十分に攪拌した後、エポキシ基を有するシラン系カップリング剤(商品名:KBM−403 信越化学社製)5.0部を添加し、約100℃まで昇温し30分間良く混合攪拌することによりカップリング剤で被覆されている強磁性酸化鉄粒子粉末aを得た。
<Lipophilic treatment of ferromagnetic iron oxide particles>
[Example 1]
(Lipophilic treatment 1)
After 1000 parts of iron oxide particles 4 were charged into the flask and sufficiently stirred, 5.0 parts of a silane coupling agent having an epoxy group (trade name: KBM-403, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added and the temperature was raised to about 100 ° C. By heating and mixing well for 30 minutes, a ferromagnetic iron oxide particle powder a coated with a coupling agent was obtained.

(親油化処理2)
フラスコに酸化鉄粒子1を1000部仕込み十分に攪拌した後、エポキシ基を有するシラン系カップリング剤(商品名:KBM−403 信越化学社製)10.0部を添加し、約100℃まで昇温し30分間良く混合攪拌することによりカップリング剤で被覆されている強磁性酸化鉄粒子粉末bを得た。
(Lipophilic treatment 2)
After 1000 parts of iron oxide particles 1 were charged into the flask and sufficiently stirred, 10.0 parts of an epoxy group-containing silane coupling agent (trade name: KBM-403, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added and the temperature was raised to about 100 ° C. By heating and mixing well for 30 minutes, a ferromagnetic iron oxide particle powder b coated with a coupling agent was obtained.

<親油化処理後の強磁性酸化鉄粒子粉末の混合>
フラスコに親油化処理1を行った強磁性酸化鉄粒子粉末a30部と親油化処理2を行った強磁性酸化鉄粒子粉末b70部とを仕込み(ra/rb=1.5)、250rpmの攪拌速度で30分間良く混合攪拌した。
<Mixing of ferromagnetic iron oxide particles after oleophilic treatment>
The flask was charged with 30 parts of ferromagnetic iron oxide particle powder a subjected to lipophilic treatment 1 and 70 parts of ferromagnetic iron oxide particle powder b subjected to lipophilic treatment 2 (ra / rb = 1.5), and 250 rpm. The mixture was well mixed and stirred at a stirring speed for 30 minutes.

[実施例1]
<球状磁性複合体粒子の製造>
フェノール 10部
37%ホルマリン 15部
強磁性酸化鉄粒子a粉末及びb粉末の混合粉末 100部
25%アンモニア水 3.5部
水 15部
上記材料を1Lの四つ口フラスコに入れ、250rpmの攪拌速度で攪拌しながら60分間で85℃に昇温させた後、同温度で120分間反応・硬化させることにより、強磁性酸化鉄粒子と硬化したフェノール樹脂からなる球状磁性複合体粒子の生成を行った。
[Example 1]
<Production of spherical magnetic composite particles>
Phenol 10 parts 37% formalin 15 parts Mixed powder of ferromagnetic iron oxide particles a powder and b powder 100 parts 25% ammonia water 3.5 parts water 15 parts The above material is put into a 1 L four-necked flask and stirred at 250 rpm The mixture was heated to 85 ° C. over 60 minutes with stirring, and then reacted and cured at the same temperature for 120 minutes to produce spherical magnetic composite particles composed of ferromagnetic iron oxide particles and a cured phenol resin. .

別途、水0.3部と99%氷酢酸水溶液0.5部とからなる酸性触媒を調整した。   Separately, an acidic catalyst composed of 0.3 part of water and 0.5 part of 99% glacial acetic acid aqueous solution was prepared.

別途、水1.5部、メラミン粉末0.5部、37%ホルマリン1.3部とからなる水溶液を250rpmの攪拌速度で攪拌しながら60分間で約60℃まで上昇した後、約40分攪拌することにより透明なメチロールメラミン溶液を調整した。   Separately, an aqueous solution composed of 1.5 parts of water, 0.5 parts of melamine powder and 1.3 parts of 37% formalin was raised to about 60 ° C. over 60 minutes while stirring at a stirring speed of 250 rpm, and then stirred for about 40 minutes. As a result, a transparent methylolmelamine solution was prepared.

次に、前記球状磁性複合体粒子を生成した反応溶液を250rpmの攪拌速度で攪拌しながら、反応温度を85℃に維持したフラスコ内に、前記酸性触媒及び前記透明なメチロールメラミン溶液を添加した後、120分間反応させ、球状複合体芯粒子の粒子表面にメラミン樹脂からなる被覆層が形成された磁性キャリアを得た。 Next, after adding the acidic catalyst and the transparent methylolmelamine solution into a flask maintained at a reaction temperature of 85 ° C. while stirring the reaction solution that produced the spherical magnetic composite particles at a stirring speed of 250 rpm. For 120 minutes to obtain a magnetic carrier in which a coating layer made of a melamine resin was formed on the surface of the spherical composite core particles.

次に、フラスコ内の内容物を30℃まで冷却後、上澄み液を除去し、さらに下層の沈殿物を水洗した後、風乾した。次いで、これを減圧下(5mmHg以下)に150〜200℃で乾燥して磁性キャリア1を得た。 Next, after cooling the content in the flask to 30 ° C., the supernatant was removed, and the precipitate in the lower layer was washed with water and then air-dried. Subsequently, this was dried at 150-200 degreeC under pressure reduction (5 mmHg or less), and the magnetic carrier 1 was obtained.

得られた磁性キャリアは、平均粒子径が37.0μmであり、十点平均粗さRzが0.90μmであり、最大高さRyが1.90μmであり、算術平均粗さRaが0.30μmであり、凹凸の平均間隔Smが4.00μmであり、比重が3.80g/cmであり、飽和磁化値が75.4Am/kgであり、球形度(l/w)が1.1であり、印加電圧100Vのときの電気抵抗値R100は、9.8×1010Ω・cmであり、印加電圧300Vのときの電気抵抗値R300は、4.2×1010Ω・cmであり、R300/R100は0.43であった。 The obtained magnetic carrier has an average particle diameter of 37.0 μm, a ten-point average roughness Rz of 0.90 μm, a maximum height Ry of 1.90 μm, and an arithmetic average roughness Ra of 0.30 μm. The average interval Sm between the irregularities is 4.00 μm, the specific gravity is 3.80 g / cm 3 , the saturation magnetization value is 75.4 Am 2 / kg, and the sphericity (l / w) is 1.1. The electrical resistance value R 100 when the applied voltage is 100 V is 9.8 × 10 10 Ω · cm, and the electrical resistance value R 300 when the applied voltage is 300 V is 4.2 × 10 10 Ω · cm. And R 300 / R 100 was 0.43.

ここに得られた磁性キャリア像と粒子表面像のSEM写真を図1及び図2に示す。図1は粒子構造であり、図2は粒子の表面構造である。磁性キャリアは真球に近い球形を呈しており、粒子表面は強磁性酸化鉄粒子aに起因する凸部が形成されており、粒子表面に微細な表面凹凸が形成されていることが確認された。 The SEM photographs of the magnetic carrier image and the particle surface image obtained here are shown in FIGS. FIG. 1 shows the particle structure, and FIG. 2 shows the surface structure of the particle. It was confirmed that the magnetic carrier had a spherical shape close to a true sphere, and the particle surface was formed with convex portions due to the ferromagnetic iron oxide particles a, and fine surface irregularities were formed on the particle surface. .

得られた磁性キャリアの製造条件を表2に、諸特性及び強制劣化テストの結果を表3に示す。 Table 2 shows the production conditions of the obtained magnetic carrier , and Table 3 shows the results of various characteristics and forced deterioration tests.

磁性キャリアの強制劣化テストにおける帯電量及び電気抵抗値の変化率は小さく、粒子表面の剥れや磨耗等はほとんど見られなかった。 In the forced deterioration test of the magnetic carrier, the rate of change of the charge amount and the electric resistance value was small, and there was almost no peeling or wear of the particle surface.

[実施例2、3、5、6]、[比較例3]
強磁性酸化鉄粒子a及びbの種類及び混合比、親油化処理剤の種類、磁性キャリアの製造条件を種々変化させた以外は、実施例1と同一の条件で操作を行って磁性キャリアを得た。
[Examples 2, 3, 5, 6], [Comparative Example 3]
The type and mixing ratio of the ferromagnetic iron oxide particles a and b, the type of lipophilic treatment agent, except that the production conditions of the magnetic carrier was changed variously, the magnetic carrier by performing the operation under the same conditions as in Example 1 Obtained.

得られた磁性キャリアの製造条件を表2に、諸特性及び強制劣化テストの結果を表3に示す。 Table 2 shows the production conditions of the obtained magnetic carrier , and Table 3 shows the results of various characteristics and forced deterioration tests.

[実施例4]
(親油化処理3)
フラスコに酸化鉄粒子2を300部と酸化鉄粒子1を700部仕込み、十分に攪拌した後エポキシ基を有するシラン系カップリング剤(商品名:KBM−403 信越化学社製)10.0部を添加し、約100℃まで昇温し30分間良く混合攪拌することによりカップリング剤で被覆されている強磁性酸化鉄粒子a及びbの混合粉末を得た。
[Example 4]
(Lipophilic treatment 3)
A flask was charged with 300 parts of iron oxide particles 2 and 700 parts of iron oxide particles 1, and after sufficient stirring, 10.0 parts of a silane coupling agent having an epoxy group (trade name: KBM-403, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) The resulting mixture was heated to about 100 ° C. and mixed and stirred for 30 minutes to obtain a mixed powder of ferromagnetic iron oxide particles a and b coated with a coupling agent.

磁性キャリアの製造に関しては、製造条件を種々変化させた以外は、実施例1と同一の条件で操作を行って磁性キャリアを得た。 For the preparation of the magnetic carrier, except that the production conditions were changed variously to obtain a magnetic carrier by performing the operation under the same conditions as in Example 1.

得られた磁性キャリアの製造条件を表2に、諸特性及び強制劣化テストの結果を表3に示す。 Table 2 shows the production conditions of the obtained magnetic carrier , and Table 3 shows the results of various characteristics and forced deterioration tests.

[比較例1]
親油化処理2を行った強磁性酸化鉄粒子粉末3のみを使用し、球状磁性複合体粒子の製造条件を種々変化させた以外は、実施例1と同一の条件で操作を行って磁性キャリアを得た。
[Comparative Example 1]
The magnetic carrier was operated under the same conditions as in Example 1 except that only the ferromagnetic iron oxide particle powder 3 subjected to the lipophilic treatment 2 was used and the production conditions of the spherical magnetic composite particles were variously changed. Got.

得られた磁性キャリアの製造条件を表2に、諸特性及び強制劣化テストの結果を表3に示す。 Table 2 shows the production conditions of the obtained magnetic carrier , and Table 3 shows the results of various characteristics and forced deterioration tests.

[比較例2]
親油化処理した強磁性酸化鉄粒子粉末a及び強磁性酸化鉄粒子粉末bを全く混合しないで球状磁性複合体粒子の製造に使用する以外は、実施例1と同一の条件で操作を行って磁性キャリアを得た。
[Comparative Example 2]
The operation was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the lipophilic ferromagnetic iron oxide particle powder a and the ferromagnetic iron oxide particle powder b were used for the production of spherical magnetic composite particles without being mixed at all. A magnetic carrier was obtained.

得られた磁性キャリアの製造条件を表2に、諸特性及び強制劣化テストの結果を表3に示す。 Table 2 shows the production conditions of the obtained magnetic carrier , and Table 3 shows the results of various characteristics and forced deterioration tests.

<樹脂被覆キャリアの製造>
[実施例7]
窒素気流下、ヘンシェルミキサー内に、実施例1の磁性キャリアを1000部及び、シリコーン系樹脂(商品名:KR251 信越化学社製)を固形分として10部及びカーボンブラック(商品名:トーカブラック♯4400 東海カーボン社製)を1.5部添加し、50〜150℃の温度で1時間攪拌してカーボンブラックを含有したシリコーン系樹脂からなる樹脂被覆層の形成を行った。
<Manufacture of resin-coated carrier>
[Example 7]
In a Henschel mixer under a nitrogen stream, 1000 parts of the magnetic carrier of Example 1 and 10 parts of silicone resin (trade name: KR251, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) as solids and carbon black (trade name: Talker Black # 4400) 1.5 parts of Tokai Carbon Co.) was added and stirred at a temperature of 50 to 150 ° C. for 1 hour to form a resin coating layer composed of a silicone resin containing carbon black.

ここに得られた樹脂被覆磁性キャリアは、平均粒径が39μmであり、比重が3.75g/cmであり、飽和磁化値が74.7Am/kgであり、印加電圧100Vのときの電気抵抗値R100は、5.6×1013Ω・cmであり、印加電圧300Vのときの電気抵抗値R300は、3.3×1013Ω・cmであった。 The resin-coated magnetic carrier obtained here has an average particle diameter of 39 μm, a specific gravity of 3.75 g / cm 3 , a saturation magnetization value of 74.7 Am 2 / kg, and an electric current at an applied voltage of 100 V. The resistance value R 100 was 5.6 × 10 13 Ω · cm, and the electric resistance value R 300 when the applied voltage was 300 V was 3.3 × 10 13 Ω · cm.

得られた樹脂被覆キャリア粒子1のシリコーン系樹脂による被覆は、走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製(S−4800))で観察したところ、均一かつ十分なものであった。   The coating of the obtained resin-coated carrier particles 1 with a silicone resin was uniform and sufficient when observed with a scanning electron microscope (manufactured by Hitachi, Ltd. (S-4800)).

[実施例8〜12]、[比較例4〜6]
磁性キャリアの種類、被覆樹脂の種類、樹脂被覆量を種々変化させた以外は、実施例7と同一の条件で操作を行って樹脂被覆磁性キャリアを得た。
[Examples 8 to 12], [Comparative Examples 4 to 6]
A resin-coated magnetic carrier was obtained by operating under the same conditions as in Example 7 except that the type of magnetic carrier, the type of coating resin, and the amount of resin coating were variously changed.

得られた樹脂被覆磁性キャリアの製造条件、及びその諸特性を表4に、耐久性評価、強制劣化テスト評価、及び耐刷評価結果を表5に示す。   Table 4 shows the manufacturing conditions and various characteristics of the obtained resin-coated magnetic carrier, and Table 5 shows the results of durability evaluation, forced deterioration test evaluation, and printing durability evaluation.

表5に示すとおり、本発明に係る磁性キャリア及び現像剤は、耐久テストにおいて樹脂剥がれや磨耗を起こすことなく被覆樹脂との接着性に優れ、更に電気抵抗値の電圧依存性を小さく、かつ、適度な電気抵抗値を持たせている為、画質に優れ、高濃度でかつ均一なベタ黒部の再現が得られた。また、被覆処理を施した強磁性酸化鉄粒子粉末を使用してメラミン樹脂による樹脂被覆層を形成させることで、磁性キャリアの電気抵抗の制御、且つ、電圧依存性が小さいことが長期に亘り維持できるものとなり、100万枚の印刷でも階調性に優れた画像特性に優れた磁性キャリアであることが確認された。   As shown in Table 5, the magnetic carrier and developer according to the present invention are excellent in adhesion to the coating resin without causing resin peeling or wear in the durability test, and further, the voltage dependency of the electrical resistance value is small, and Since it has an appropriate electrical resistance value, it was excellent in image quality, and high density and uniform solid black reproduction was obtained. In addition, by using a ferromagnetic iron oxide particle powder that has undergone coating treatment to form a resin coating layer made of melamine resin, the electrical resistance of the magnetic carrier is controlled and the voltage dependence is maintained for a long time. It was confirmed that the magnetic carrier was excellent in image characteristics with excellent gradation even after printing 1 million sheets.

本発明に係る電子写真現像剤用磁性キャリアは、電気抵抗値の電圧依存性を小さく、かつ、適度な電気抵抗値を持たせ、更に粒子表面に微小な凹凸を形成し、粒子表面の凹凸を制御することで、樹脂被覆時の接着性が非常に優れ、被覆層の剥がれや磨耗に対する耐久性が優れていて、キャリアに対する機械的ストレスに対して安定であり、トナースペントを引き起こしたりすることがなく長期に亘って安定に維持できる高寿命化に優れているため、近年求められている課題を満足しており、更に、現像時の電気抵抗値を適切に保つことが可能となり、かつ電圧依存性が少ないので階調性に優れているため電子写真現像剤に用いられる電子写真現像剤用磁性キャリア及び該電子写真現像剤用磁性キャリアとトナーとを有する二成分系現像剤として好適である。

The magnetic carrier for an electrophotographic developer according to the present invention has a small voltage dependency of the electric resistance value and has an appropriate electric resistance value, and further forms minute irregularities on the particle surface, thereby providing irregularities on the particle surface. By controlling, the adhesion at the time of resin coating is very excellent, the durability against peeling and abrasion of the coating layer is excellent, it is stable against mechanical stress on the carrier, and it may cause toner spent Excellent longevity that can be maintained stably over a long period of time, satisfying the demands in recent years, and further making it possible to maintain an appropriate electrical resistance value during development and voltage dependence A magnetic carrier for an electrophotographic developer used in an electrophotographic developer and a two-component developer having the magnetic carrier for an electrophotographic developer and a toner. It is preferred.

Claims (8)

フェノール樹脂をバインダーとして強磁性酸化鉄粒子を結着した球状磁性複合体粒子の粒子表面にメラミン樹脂からなる被覆層を形成させてなる電子写真現像剤用磁性キャリアであって、前記強磁性酸化鉄粒子は、平均粒子径の異なる強磁性酸化鉄粒子aと強磁性酸化鉄粒子bとによって構成されており、
平均粒子径が大きい強磁性酸化鉄粒子aの平均粒子径raと平均粒子径が小さい強磁性酸化鉄粒子bの平均粒子径rbとの比ra/rbが1より大きく、前記強磁性酸化鉄粒子aと前記強磁性酸化鉄粒子bとの重量比は、該強磁性酸化鉄粒子aと該強磁性酸化鉄粒子bとの総量を100重量部としたとき、1〜50重量部の範囲で強磁性酸化鉄粒子aを含有し、
該磁性キャリアの粒子表面は、十点平均粗さRzが0.3μm〜2.0μmであることを特徴とする電子写真現像剤用磁性キャリア。
A magnetic carrier for an electrophotographic developer in which a coating layer made of a melamine resin is formed on the surface of spherical magnetic composite particles in which ferromagnetic iron oxide particles are bound with a phenol resin as a binder, the ferromagnetic iron oxide The particles are composed of ferromagnetic iron oxide particles a and ferromagnetic iron oxide particles b having different average particle diameters,
The ratio of the average particle diameter ra of the ferromagnetic iron oxide particles a having a large average particle diameter to the average particle diameter rb of the ferromagnetic iron oxide particles b having a small average particle diameter is greater than 1, and the ferromagnetic iron oxide particles The weight ratio of a to the ferromagnetic iron oxide particles b is strong in the range of 1 to 50 parts by weight when the total amount of the ferromagnetic iron oxide particles a and the ferromagnetic iron oxide particles b is 100 parts by weight. Containing magnetic iron oxide particles a,
Particle surfaces of those magnetic carriers for an electrophotographic developer magnetic carrier, wherein the ten-point average roughness Rz is 0.3Myuemu~2.0Myuemu.
前記磁性キャリアの粒子表面は、最大高さRyが0.7μm〜2.5μmである請求項1記載の電子写真現像剤用磁性キャリア。 The magnetic carrier for an electrophotographic developer according to claim 1, wherein the particle carrier has a maximum height Ry of 0.7 μm to 2.5 μm. 前記磁性キャリアの粒子表面は、算術平均粗さRaが0.1μm〜0.9μmであり、凹凸の平均間隔Smが0.6μm〜6.0μmである請求項1又は2記載の電子写真現像剤用磁性キャリア。 3. The electrophotographic developer according to claim 1, wherein the particle surface of the magnetic carrier has an arithmetic average roughness Ra of 0.1 μm to 0.9 μm, and an average interval Sm of irregularities of 0.6 μm to 6.0 μm. Magnetic carrier. 前記球状磁性複合体粒子は、強磁性酸化鉄粒子が総量にして80〜99重量%含まれており、前記強磁性酸化鉄粒子aと前記強磁性酸化鉄粒子bの形状は、球状、六面体、八面体、多面体、不定形から選ばれるいずれかの形状を示す請求項1〜3のいずれかに記載の電子写真現像剤用磁性キャリア。 The spherical magnetic composite particles are ferromagnetic iron oxide particles Ri Contact contains 80 to 99 weight percent based on the total amount, the shape of the ferromagnetic iron oxide particles a and the ferromagnetic iron oxide particles b are spherical, hexahedral The magnetic carrier for an electrophotographic developer according to any one of claims 1 to 3, wherein the magnetic carrier exhibits any shape selected from octahedron, polyhedron, and amorphous. 前記電子写真現像剤用磁性キャリアの印加電圧100Vのときの電気抵抗値R100が1×10Ωcm〜1×1016Ω・cmであって、印加電圧300Vのときの電気抵抗値R300が
0.1≦R300/R100≦1
である請求項1〜4のいずれかに記載の電子写真現像剤用磁性キャリア。
When the applied voltage of the magnetic carrier for electrophotographic developer is 100V, the electrical resistance value R100 is 1 × 10 8 Ωcm to 1 × 10 16 Ω · cm, and when the applied voltage is 300V, the electrical resistance value R300 is 0.00. 1 ≦ R300 / R100 ≦ 1
The magnetic carrier for an electrophotographic developer according to any one of claims 1 to 4.
請求項1〜5のいずれかに記載の電子写真現像剤用磁性キャリアの粒子表面が、更に、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂から選ばれる1種又は2種以上で被覆されていることを特徴とする電子写真現像剤用磁性キャリア。 The particle surface of the magnetic carrier for an electrophotographic developer according to any one of claims 1 to 5 is further selected from one or two selected from silicone resins, fluorine resins, acrylic resins, and styrene-acrylic resins. A magnetic carrier for an electrophotographic developer which is coated as described above. 平均粒子径の異なる強磁性酸化鉄粒子aと強磁性酸化鉄粒子bとにフェノール類とアルデヒド類とを水性媒体中で反応・硬化させて、粒子表面が強磁性酸化鉄粒子aの形状に起因した凹凸を形成させた強磁性酸化鉄粒子とフェノール樹脂とからなる球状磁性複合体粒子を生成させて、次いで、該球状磁性複合体粒子を含む水性媒体中に、酸性触媒として酸解離定数pKaが3〜6の酸からなる酸性水溶液、及び、メチロールメラミン水溶液を添加することによって、メラミン樹脂からなる被覆層を形成させた請求項1〜5のいずれかに記載の電子写真現像剤用磁性キャリアの製造方法。 The ferromagnetic iron oxide particles a and the ferromagnetic iron oxide particles b having different average particle diameters are reacted and cured with phenols and aldehydes in an aqueous medium, and the particle surface is caused by the shape of the ferromagnetic iron oxide particles a. The spherical magnetic composite particles composed of the ferromagnetic iron oxide particles and the phenol resin having the irregularities formed thereon are produced, and then the acid dissociation constant pKa as an acidic catalyst is formed in the aqueous medium containing the spherical magnetic composite particles. The magnetic carrier for an electrophotographic developer according to any one of claims 1 to 5, wherein a coating layer made of a melamine resin is formed by adding an acidic aqueous solution made of 3-6 acids and a methylolmelamine aqueous solution. Production method. 請求項1〜6のいずれかに記載の電子写真現像剤用磁性キャリアを用いた二成分系現像剤。 A two-component developer using the magnetic carrier for an electrophotographic developer according to claim 1.
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