磁性调色剂的制作方法_3

文档序号:9615703阅读:来源:国知局
br>[0100] 线性饱和脂肪酸的实例包括辛酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸和山 箭酸。
[0101] 要用于本发明中的无机细颗粒优选用硅油处理,并且无机细颗粒更优选用有机硅 化合物和硅油处理。这是因为可以适当地控制疏水性的程度。
[0102] 用硅油处理无机细颗粒的方法的实例包括:包括用混合机如亨舍尔混合机直接混 合已经用有机硅化合物处理的无机细颗粒和硅油的方法;和包括用硅油喷雾无机细颗粒的 方法。可选地,允许下述方法:在硅油已经溶解或分散在适合的溶剂中之后,将无机细颗粒 添加至所得物,并且混合内容物,接着除去溶剂。
[0103] 为了获得良好的疏水性,处理无机细颗粒的硅油的量优选为1质量份以上且40质 量份以下,更优选3质量份以上且35质量份以下,相对于100质量份无机细颗粒。
[0104] 二氧化硅细颗粒、氧化钛细颗粒和氧化铝细颗粒各自的通过测量基于氮吸附的 BET法测量的比表面积(BET比表面积)优选为20m2/g以上且350m2/g以下,更优选25m2/g 以上且300m2/g以下,因为良好的流动性可以赋予至磁性调色剂。
[0105]通过基于氮吸附的BET法测量的比表面积(BET比表面积)的测量按照JISZ8830(2001)来进行。作为测量设备使用的是基于恒定体积法作为测量方式的采用气体吸附 法的〃自动比表面积/孔分布测量设备TriStar3000 (由ShimadzuCorporation制造)〃。
[0106] 另外,本发明中,调色剂颗粒之间的覆盖率A的变动系数优选10. 0%以下,更优选 8. 0%以下。变动系数为10. 0%以下的状态意味着磁性调色剂颗粒的覆盖率A非常均匀且 各磁性调色剂颗粒的覆盖率A也是非常均匀。
[0107] 由于下述原因,优选10. 0%以下的覆盖率A的变动系数:如前所述,在通过定影辊 隙之后固定的无机细颗粒可以以额外均一的方式存在于定影的图像的表面上,进而从定影 膜中的脱模性可以容易地额外大程度地展现。
[0108] 设定覆盖率A的变动系数为10. 0%以下的手段不特别限定,但是优选使用借此金 属氧化物细颗粒如二氧化硅细颗粒可以高度地扩散在磁性调色剂颗粒的表面上的如稍后 所述的此类外部添加设备或手段。
[0109] 关于被无机细颗粒覆盖的覆盖率,理论覆盖率可以由例如在日本专利申请特开 No. 2007-293043中记载的计算式通过假定无机细颗粒和磁性调色剂具有真球形来计算。然 而,在许多情况下,无机细颗粒和磁性调色剂不具有真球形。此外,无机细颗粒在某些情况 下以在调色剂颗粒的表面上聚集的状态存在。因此,通过此类手段推算出的理论覆盖率不 与本发明相关联。
[0110] 鉴于前述,本发明的发明人通过用扫描电子显微镜(SEM)观察磁性调色剂的表面 来确定各磁性调色剂颗粒的表面实际被无机细颗粒覆盖的覆盖率。
[0111] 作为实例,确定通过将100质量份体积平均粒径(Dv)为8. 0μm的由粉碎法生产 的磁性调色剂颗粒(磁性材料的含量是43. 5质量% )与二氧化硅细颗粒混合同时改变它 们的添加量(二氧化硅的添加份数)获得的产物的理论覆盖率和实际覆盖率。应注意到: 体积平均粒径(Dv)为15nm的二氧化硅细颗粒用作所述二氧化硅细颗粒。
[0112] 另外,在理论覆盖率的计算时,将二氧化硅细颗粒的真比重设定为2. 2g/cm3和磁 性调色剂的真比重设定为1. 65g/cm3,并且二氧化硅细颗粒和磁性调色剂颗粒分别限定为 平均粒径为15nm的单分散颗粒和平均粒径为8. 0μπι的单分散颗粒。
[0113] 另外,由本发明的发明人进行的研究发现了即使当二氧化硅细颗粒的添加量相同 时,覆盖率变动取决于外部添加的手段。即,不可能明确地从二氧化硅细颗粒的添加量确定 覆盖率。
[0114] 由于这种原因,本发明的发明人使用通过用SEM观察磁性调色剂的表面获得的被 无机细颗粒覆盖的覆盖率。
[0115] 本发明中,作为磁性调色剂中的磁性材料,给出:铁氧化物如磁铁矿、赤铁矿和铁 素体;和金属如铁、钴和镍,和这些金属与诸如铝、铜、镁、锡、锌、铍、钙、锰、硒、钛、钨和钒等 金属的合金和混合物。
[0116] 磁性材料的一次颗粒的数均粒径(D1)优选为0.50μπι以下,更优选0.05μπι至 0. 30μm〇
[0117] 另外,关于在施加795. 8kA/m时的磁性材料的磁性特征,其矫顽力(He)优选为 1. 6kA/m至 12.OkA/m,其磁化强度(σs)优选为 50Am2/kg至 200Am2/kg,更优选 50Am2/kg至 100Am2/kg,并且其残余磁化强度(σr)优选为2Am2/kg至20Am2/kg。
[0118] 本发明的磁性调色剂优选包含35质量%以上且50质量%以下的磁性材料,并且 更优选包含40质量%以上且50质量%以下的磁性材料。
[0119] 当磁性调色剂中的磁性材料的含量小于35质量%时,观察到下述趋势:在显影套 筒中调色剂与磁辊的磁性吸引力减小,进而起雾发生。
[0120] 另一方面,当磁性材料的含量大于50质量%时,调色剂的显影性趋向于下降。
[0121] 应注意到:磁性调色剂中磁性材料的含量可以用例如由PerkinElmer制造的热分 析仪TGAQ5000IR来测量。测量方法如下:在氮气氛下,磁性调色剂以25°C/min的升温速 度从常温加热至900°C,将在100°C至750°C的范围内减少的质量定义为磁性材料从磁性调 色剂中除去之后残留的组分的质量,并且将残留的质量定义为磁性材料的质量。
[0122] 电荷控制剂优选添加至本发明的磁性调色剂中。应注意到:本发明的磁性调色剂 优选为负带电性调色剂。
[0123] 有机金属配合物或螯合物作为带负电用电荷控制剂是有效的,并且其实例包括: 单偶氮金属配合物;乙酰丙酮金属配合物;和芳族羟基羧酸或芳族二羧酸的金属配合物。
[0124] 作为商购可得的电荷控制剂的具体实例,给出SpilonBlackTRH、T-77、T-95(由 HodogayaChemicalCo.,Ltd.制造),和B0NTR0N(商标)S-34、S-44、S-54、E-84、E-88、 E_89(由OrientChemicalIndustriesCo.,Ltd.制造)。
[0125] 可以单独使用一种那些电荷控制剂,或者可以组合使用其两种以上。鉴于磁性调 色剂的带电量,此类电荷控制剂的用量优选为〇. 1质量份至10. 〇质量份,更优选〇. 1质量 份至5. 0质量份,基于每100质量份粘结剂树脂。
[0126] 除了无机细颗粒之外,一次颗粒的数均粒径(D1)为80nm以上且3μm以下的颗粒 也可以添加至本发明的磁性调色剂中。例如,可以以不影响效果这样少的量来使用润滑剂 如氟树脂粉末、硬脂酸锌粉末或聚偏二氟乙烯粉末,或磨料如氧化铈粉末、碳化硅粉末或钛 酸锶粉末。
[0127] 本发明的磁性调色剂的重均粒径(D4)从其显影性和定影性之间的平衡的观点, 优选6. 0μm以上且10. 0μm以下,更优选7. 0μm以上且9. 0μm以下。
[0128] 另外,本发明的磁性调色剂的平均圆形度,从抑制其过度充电的观点,优选为 0. 935以上且0. 955以下,更优选0. 938以上且0. 950以下。
[0129] 本发明的磁性调色剂的平均圆形度可以通过调节磁性调色剂的生产方法和生产 条件来调节至所述范围。
[0130] 下面给出本发明的磁性调色剂的生产方法的实例,但是方法不限于此。
[0131] 本发明的磁性调色剂的生产方法仅需要能够调节覆盖率A和B/A,并且优选包括 调节平均圆形度的步骤。其别的生产步骤不特别限定,因而可以通过已知的方法来生产调 色剂。
[0132] 可以适当地给出下述方法作为此类生产方法的实例。首先,将粘结剂树脂和磁性 材料,以及如有需要的其他材料如脱模剂和电荷控制剂用混合机如亨舍尔混合机或球磨机 充分地混合。然后,将混合物用加热捏和机如辊、捏和机或挤出机熔融、研磨和捏和以致树 脂可以彼此相容。
[0133] 将所得熔融捏和的产物冷却和凝固,然后将凝固的产物粗粉碎、细粉碎和分级。将 外部添加剂如无机细颗粒外部添加且混合在所得磁性调色剂颗粒中。因而,可以获得磁性 调色剂。
[0134] 混合机的实例包括:亨舍尔混合机(由NipponCoke&EngineeringCo.,Ltd.制 造);超级混合机(由KawataMfgCo.,Ltd·制造);Ribocone(由OkawaraCorporation制 造);诺塔混合机、Turburizer、Cyclomix、和Nobilta(由HosokawaMicron制造);Spiral PinMixer(由PacificMachinery&EngineeringCo. ,Ltd.制造);和LoedigeMixer(由 MatsuboCorporation制造)。
[0135] 捏和机的实例包括:KRC捏和机(由KurimotoIronworksCo.,Ltd.制造);Buss Co-kneader(由BussCo.,Ltd.制造)、TEM-型挤出机(由ToshibaMachineCo.,Ltd. 制造);TEX双轴捏和机(由TheJapanSteelWorks,Ltd.制造);PCM捏和机(由 IkegaimachineryCo.制造);三親磨机、混合親磨机和捏和机(由InoueManufacturing Co.,Ltd·制造);Kneadex(由NipponCoke&EngineeringCo.,Ltd·制造);MS_ 型加压捏和 机和Kneader-Ruder(由MoriyamaManufacturingCo.,Ltd.制造);和班伯里密炼机(由 KobeSteel,Ltd.制造)。
[0136] 粉碎机的实例包括:碰撞式喷磨机、MicronJet和Inomizer(由HosokawaMicron 制造);IDS_ 型磨机和PJMJetMill(由NipponPneumaticMfgCo.,Ltd.制造);交叉 式喷磨机(由KurimotoTekkoshoKK制造);Ulmax(由NissoEngineeringCo.,Ltd.制 造);SKJet0-Mill(由SeishinEnterpriseCo. ,Ltd.制造);Criptron(由Kawasaki HeavyIndustries,Ltd.制造);TurboMill(由TurboKogyoCo.,Ltd.制造);和Super Rotor(由NisshinEngineeringInc.制造)。
[0137] 平均圆形度可以通过使用那些设备中的TurboMill且调节在细粉碎时的废气温 度来控制。当废气温度设定为低的值(例如,40°C以下)时,平均圆形度的值减小,而当废 气温度设定为高的值(例如,约50°C)时,平均圆形度的值增大。
[0138] 分级机的实例包括:Classiel、MicronClassifier、和SpedicClassifier(由 SeishinEnterpriseCo.,Ltd.制造);TurboClassifier(由NisshinEngineeringInc. 制造);MicronSeparator、Turboprex(ATP)、和TSPSeparator(由HosokawaMicron制 造);ElbowJet(由NittetsuMiningCo.,Ltd.制造);分散分离机(由NipponPneumatic MfgCo.,Ltd·制造);和YMMicrocut(由YasukawaShojiΚ·Κ·制造)。
[0139] 作为用于筛分粗颗粒等的筛分机,给出:UltraSonic(由KoeiSangyoCo.,Ltd. 制造);RezonaSieve和GyroSifter(由TokujuCorporation制造);Vibrasonic System(由DaltonCo.,Ltd.制造);Sonicreen(由ShintoKogyoΚ·Κ·制造);Turbo Screener(由TurboKogyoCo.,Ltd.制造);Microsifter(由MakinoMfg.Co.,Ltd.制 造);和圆振动筛。
[0140] 已知的混合处理设备如混合机可以用作用于外部添加和混合无机细颗粒的混合 处理设备,但是优选如图1中示出的设备,因为该设备可容易地控制覆盖率A、B/A、和覆盖 率A的变动系数。
[0141] 图1为用于说明可以在要用于本发明中的无机细颗粒的外部添加和混合时使用 的混合处理设备的实例的示意图。
[0142] 混合处理设备可以容易地将无机细颗粒粘着至磁性调色剂颗粒的表面,因为该设 备具有其中将剪切在狭窄的间隙部施加至磁性调色剂颗粒和无机细颗粒的构成。
[0143] 接下来,描述根据本发明的各物性的测量方法。稍后描述的实施例也基于这些方 法。
[0144]〈无机细颗粒的测定方法〉
[0145] (1)磁性调色剂中二氧化硅细颗粒的含量的测定(标准添加法)
[0146] 将3g磁性调色剂装入直径为30mm的铝环中,并且向其施加10吨的压力以产生颗 粒。硅(Si)的强度通过波长分散型荧光X-射线分析(XRF)来测定(Si强度-1)。应注意 至IJ:测量条件仅需要对要使用的XRF设备是最优化的,但是全部系列的强度测量在相同的 条件下进行。将一次颗粒的数均粒径为12nm的二氧化硅细颗粒以相对于磁性调色剂为1. 0 质量%添加至磁性调色剂,并且将内容物用咖啡磨机混合。
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