新型的双组分显影剂的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种双组分显影剂，其特征在于：包括调色剂和树脂包覆载体。所述载体芯材以通式MgXFe3-XO4所示的核构成，其中，0≤x≤1。本发明提供的双组分显影剂，其载体芯材电特性及磁特性良好、环境依存性小，能够解决载体分散问题。
【专利说明】新型的双组分显影剂【技术领域】
[0001]本发明涉及静电图像显影用载体芯材、静电图像双组分显影剂。
【背景技术】
[0002]电子照相是包括在光接收器上形成静电潜像、在图像上沉积调色剂以形成成像图案、并将该调色剂转印到物体上的方法。电子照相包括两个主要范畴:双组分显影和单组分显影。在双组分显影中，显影剂包含载体和调色剂两个组分，而且磁性载体常用作载体。
[0003]在复印机或MFP等中，作为电子照相中的干式显像法，有仅以色粉作为显影剂成分的单组分类显影剂，和以色粉及载体作为显影剂成分的双组分类显影剂。在任意一种显影法中均向感光体提供带有固定电荷量的色粉。然后，通过色粉使在感光体上形成的静电潜像可视化，将其转印在纸上。之后，将以色粉形成的可视图像定影在纸上，得到期望的图像。
[0004]在此，对双组分类显影剂的显影进行简单说明。在显影器内，收纳规定量的色粉及规定量的载体。在显影器中具备在圆周方向上交替设置多个S极和N极的可旋转磁辊，及将色粉和载体在显影器内搅拌混合的搅拌辊。通过磁辊携持由磁粉构成的载体。通过该磁辊的磁力形成由载体粒子组成的直链状磁刷。在载体粒子的表面，通过因搅拌引起的摩擦带电附着多个色粉粒子。通过磁辊的旋转，使该磁刷接触感光体，向感光体的表面提供色粉。在双组分类显影剂中，如上述这样进行显影。
[0005]关于色粉，通过对纸进行定影，逐渐消耗显影器内的色粉，因此，从安装在显影器内的色粉料斗随时向显影器内供给相当于消耗量的新的色粉。另一方面，关于载体，没有因显影带来的消耗，可以直接使用至达到其寿命。在作为双组分类显影剂的构成材料的载体中，寻求通过由搅拌引起的摩擦带电使色粉有效地带电的色粉带电功能、绝缘性或向感光体适当运送并供给色粉的色粉运送能力等各种功能。例如，从提高色粉带电能力的观点来看，要求载体的电阻值(下面也简称为阻值)合适，并且，绝缘性合适。
[0006]近来，上述载体，由其核心即构成核部分的载体芯材和涂覆在该载体芯材表面而设置的树脂涂层构成。
[0007]在此，关于载体芯材，作为其基本特性，希望其磁特性良好。简单说明的话，在显影器内，如上所述，载体通过磁力携持于磁辊上。在这种使用状况下，如果载体芯材自身的磁性具体如载体芯材自身的磁化低时，对于磁辊的保持力弱，可能会产生所谓的载体飞散等问题。尤其，在近来，为了应对形成的图像的高画质化的要求，趋向于减小色粉粒子的粒子直径，与此相应，也趋向于减小载体粒子的粒子直径。如果谋求载体的小粒径化，可能导致各载体粒子的携持力减小。因此，对于上述的载体飞散问题，期望出现更有效的解决对策。
【发明内容】
[0008]为克服上述技术问题，本发明的目的是提供一种电特性及磁特性良好、环境依存性小的电子照相显影剂用载体芯材，更具体地，本发明涉及包括Mg基铁氧体材料的载体芯材，用于制备Mg基铁氧体芯材材料的方法，包括该载体的电子照相显影剂。
[0009]为解决上述技术问题，本发明提供了一种双组分显影剂，其包括调色剂和载体芯材。
[0010]所述载体芯材的表观密度为1.86g/cm3以上且在2.45g/cm3以下。
[0011]所述载体芯材以通式MgxFe3_x04所示的核构成，其中，O≤x≤1。
[0012]所述载体芯材的体积粒径分布中的中心粒径的值在25 μ m以上35 μ m以下的范围内，体积粒径分布中粒径值为22 μ m以下的粒子比例为1.0%以上1.5%以下，个数粒径分布中粒径值为22 μ m以下的粒子的比例为5%以下，外部磁场为1000Oe情况下的磁化值为60emu/g 以上 80emu/g 以下。
[0013]所述载体芯材的制备方法具体为:
[0014]第一步，选择含铁的原料和含镁的原料，根据最终生成产物的配比以适当的比例混合，所述含镁的原料优选为MgO，所述含铁的原料有选为Fe2O3 ；
[0015]第二步，在第一步混合好的原料中加入还原剂和水，进行混合搅拌浆化，做成成浆原料，所述还原剂可以为碳粉或者聚羧酸类有机物、聚丙烯酸类有机物、顺丁烯二酸、醋酸、聚乙烯醇及其混合物，所述固体成分浓度占整个混合浆料浓度的50%以上；
[0016]第三步，对第二步浆化后的原料使用喷雾干燥的方式进行造粒，喷雾干燥的温度为100°C~200°C，造粒产物的粒径为30~100μm ;
[0017]第四步，将第三步获得的造粒粉送入炉中培烧10~20小时，培烧过程中炉内的温度保持 1000°C~1500°C ；
[0018]第五步，将培烧后的产物在氧浓度10~100%的气氛下，在200~700°C下保持1~24小时，进行氧化处理得到载体芯材；
[0019]第六步，对氧化处理后的载体芯材，用振动筛等调整中心粒径等，使得体积粒径分布中中心粒径的值在30 μ m以上40 μ m以下的范围内，体积粒径分布中粒径为22 μ m以下的粒子比例为1.0%以上2.0%以下，个数粒径分布中粒径的值在22 μ m以下的粒子的比例为10%以下,外部磁场为1000Oe磁化值为50emu/g以上75emu/g以下。
[0020]其中，所述调色剂包括粘结剂树脂、着色剂、脱模剂和带电控制剂。
[0021]本发明还提供了上述双组份显影剂的制备方法，将上述调色剂和载体芯材通过混合机混合而成。
[0022]本发明还提供了一种图像形成方法，将上述的双组分显影剂用于非接触定影方式的图像形成装置。
[0023]本发明的有益效果:
[0024]本发明提供的载体芯材电特性及磁特性良好、环境依存性小，能够解决载体分散问题。
【具体实施方式】
[0025]本发明提供了一种双组分显影剂，其包括调色剂和载体芯材。
[0026]所述载体芯材的表观密度为1.86g/cm3以上且在2.45g/cm3以下。
[0027]所述载体芯材以通式MgxFe3-x04所示的核构成，其中，O≤x≤1。
[0028]所述载体芯材的体积粒径分布中的中心粒径的值在25 μ m以上35 μ m以下的范围内，体积粒径分布中粒径值为22 μ m以下的粒子比例为1.0%以上1.5%以下，个数粒径分布中粒径值为22 μ m以下的粒子的比例为5%以下，外部磁场为1000Oe情况下的磁化值为60emu/g 以上 80emu/g 以下。
[0029]所述载体芯材的制备方法具体为:
[0030]第一步，选择含铁的原料和含镁的原料，根据最终生成产物的配比以适当的比例混合，所述含镁的原料优选为MgO，所述含铁的原料有选为Fe2O3 ；
[0031]第二步，在第一步混合好的原料中加入还原剂和水，进行混合搅拌浆化，做成成浆原料，所述还原剂可以为碳粉或者聚羧酸类有机物、聚丙烯酸类有机物、顺丁烯二酸、醋酸、聚乙烯醇及其混合物，所述固体成分浓度占整个混合浆料浓度的50%以上；
[0032]第三步，对第二步浆化后的原料使用喷雾干燥的方式进行造粒，喷雾干燥的温度为100°C~200°C，造粒产物的粒径为30~ΙΟΟμ-- ;
[0033]第四步，将第三步获得的造粒粉送入炉中培烧10~20小时，培烧过程中炉内的温度保持 1000°C~1500°C ；
[0034]第五步，将培烧后的产物在氧浓度10~100%的气氛下，在200~700°C下保持I~24小时，进行氧化处理得到载体芯材；
[0035]第六步，对氧化处理后的载体芯材，用振动筛等调整中心粒径等，使得体积粒径分布中中心粒径的值在30 μ m以上40 μ m以下的范围内，体积粒径分布中粒径为22 μ m以下的粒子比例为1.0%以上2.0%以下，个数粒径分布中粒径的值在22 μ m以下的粒子的比例为10%以下,外部磁场为1000Oe磁化值为50emu/g以上75emu/g以下。
[0036]载体芯材的体积平均粒径为25 μ m以上且90 μ m以下。通过使载体芯材的体积平均粒径为25 μ m以上且90 μ m以`下，能够稳定地向形成于感光体的静电潜像输送调色剂，并且能够长期形成高清晰度的图像。载体芯材的体积平均粒径小于25 μ m时，难以抑制树脂包覆载体对感光体的载体附着。载体芯材的体积平均粒径大于90 μ m时，不能形成高清晰度的图像。
[0037]构成本发明的双组分显影剂的调色剂，通过在含有粘结剂树脂、着色剂、脱模剂和带电控制剂等的调色剂基体粒子中添加外部添加剂而构成。
[0038]粘结剂树脂
[0039]调色剂基体粒子通过含有粘合树脂而构成。作为粘结剂树脂，没有特别的限制，可以使用公知的树脂。例如，可以列举:聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯酸类共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丙烯酸类-马来酸酐共聚物、聚氯乙烯、聚烯烃树脂、环氧树脂、硅氧烷树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂、氨基甲酸酯改性的聚酯树脂以及丙烯酸树脂等。作为上述共聚物，可以是嵌段共聚物也可以是接枝共聚物。另外，粘结剂树脂可以单独使用上述树脂的一种，也可以使用2种以上的混合物。
[0040]作为热性质，优选玻璃化转变温度(Tg)为40至70°C。低于40°C时，在图像形成装置内的温度上升的情况下，调色剂熔融，调色剂之间产生凝聚。另外，超过70°C时，定影性劣化，缺乏实用性。
[0041]着色剂
[0042]调色剂基体粒子通过含有着色剂而构成。作为着色剂，没有特别的限制，可以使用公知的着色剂。例如，可以列举:炭黑、铁黑、合金偶氮染料、油溶性染料及颜料等。着色剂的添加量相对于粘结剂树脂100重量份，优选为I重量份至10重量份。少于I重量份时，不能确保充分的图像浓度，大于10重量份时，着色剂不能均匀地分散在树脂中，因此得不到高质量的图像。
[0043]脱模剂
[0044]调色剂基体粒子通过含有蜡作为脱模剂和防偏移剂而构成。蜡没有特别的限制，可以使用公知的腊，例如，可以列举:由选自聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物和聚烯烃等中的至少一种构成的蜡。蜡的添加量相对于粘结剂树脂100重量份，优选为I重量份至10重量份。少于I重量份时，容易产生偏移，大于10重量份时，容易产生成膜。
[0045]带电控制剂
[0046]调色剂基体粒子通过含有带电控制剂而构成。带电控制剂有正带电控制用带电控制剂和负带电控制用带电控制剂两种，可以列举:偶氮类染料、羧酸金属络合物、季铵化合物和苯胺黑类染料等。带电控制剂的添加量相对于粘结剂树脂100重量份，优选为0.1重量份至5重量份。少于0.1重量份时，不能赋予充分的带电性，超过5重量份时，带电控制剂在粘合树脂中不能均匀混合。
[0047]外部添加剂
[0048]调色剂通过在调色剂基体粒子中添加外部添加剂而构成。作为外部添加剂，没有特别的限制，可以使用公知的外部添加剂，例如，可以列举:氧化硅、氧化钛、氧化铝、磁铁矿和铁氧体等金属氧化物粒子以及氮化硅和氮化硼等金属氮化物微粒等的微细粉末。另外，这些微细粉末的表面优选进行疏水化处理。作为疏水化处理，可以列举例如:二甲基二氯硅烷和氨基硅烷等硅烷偶联剂处理、硅油处理以及含氟成分处理等。外部添加剂可以单独使用上述外部添加剂的一种，也可以组合使用2种以上。另外，作为外部添加剂，更优选氧化硅。即使仅仅外部添加氧化硅以外的微粒，调色剂与载体的接触中存在带电赋予不充分的情况，并且氧化硅也起到作为调色剂流动剂的作用，因此可以稳定调色剂的供给量。
[0049]外部添加剂的添加量，相对于调色剂基体粒子100重量份，优选为0.1重量份至
5.0重量份。
[0050]本发明的双组分显影剂，可以通过用混合机混合上述的调色剂和载体来制造。作为混合机，可以使用公知的，可以列举诺塔混合机、V型混合机等。
[0051]本发明的双组分显影剂，由于含有耐久性和环境稳定性优良的本发明的载体，从而在高速化和小型化的图像形成装置中，即使长期在高温高湿下使用，也可以得到稳定的带电性，可以得到高质量的图像。
[0052]本发明还提供了一种图像形成方法，将上述的双组分显影剂用于非接触定影方式的图像形成装置。
[0053]本申请发明的载体芯材溶解在酸溶液中，用ICP进行定量分析。本申请发明中记载的载体芯材的Mg的含有量是用通过该ICP的定量分析得到的Mg量。
[0054]关于体积粒径分布及个数粒径分布的测定，使用日机装株式会社制造的微踪迹器Model 9320-X100。
[0055]电阻的测定。首先，在水平放置的绝缘板，例如用特氟隆(注册商标)涂敷的亚克力板上，作为电极配置两张表面经过电解研磨且板厚为2mm的SUS (JIS) 304板，使电极间距离为2mm。此时，使两张电极板的法线方向成为水平方向。在两张电极板之间的空隙内装入待测粉体200±lmg后，在各电极板的背后配置截面积为240mm2的磁铁，在电极间形成待测粉体的电桥。在该状态下，在电极间施加直流电压，通过两端子法测定流过待测粉体的电流值，计算电阻率。此外，这里使用日置电机株式会社制造的超绝缘计SM-8215。另外，电阻率的计算式为电阻率(Ω.cm)=实测电阻(Ω) X截面积(2.4cm2) +电极间距(0.2cm)。然后，测定施加了表中电压的情况下施加时的电阻率(Ω μπι)。此外，使用的磁铁，只要粉体能够形成电桥即可，可以使用各种磁铁，但是在本实施方式中，使用表面磁通密度为1000高斯以上的永磁铁，例如铁氧体磁铁。
[0056]作为表中电特性的ER1000V，表示在两张电极板之间，施加1000V电压时的数值。此外，在表中，BD为击芽(不能测定)的情况。[0057]载体芯材的表观密度以JIS Ζ2504 2000为基准测定。
[0058]以下采用实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
[0059]实施例1调色剂的制备
[0060]在粘合树脂聚苯乙烯100重量份中加入着色剂炭黑7.5重量份、聚乙烯2.0重量份和带电控制剂1.0重量份，用高速混合机充分混合，将得到的混合物用双螺杆捏合机熔融捏合。将所得捏合物通过喷气式粉碎机进行粉碎，然后进行分级，得到体积平均粒径
7.0 μ m的调色剂基体粒子。相对于该调色剂基体粒子100重量份，添加1.2重量份氧化硅微粒作为外部添加剂，由此得到调色剂。
[0061]实施例2载体芯材I的制备
[0062]在7.5kg 水中分散 13.7kg Fe2O3 (平均粒径:1 μ m)，6.5kgMg0 (平均粒径:1 μ m)，作为分散剂添加135g聚羧酸铵类分散剂，作为还原剂添加68g碳黑，制得混合物。测定此时的固体成分浓度，结果为75重量％。通过湿式球磨机(介质直径2mm)粉碎处理该混合物，得到混合浆。通过喷雾干燥机在约130°C的热风中对该浆喷雾，得到干燥造粒粉。并且，此时用筛除去目标粒度分布以外的造粒粉。将该造粒粉投入电炉中，在1130°C下焙烧3小时。此时，流入调整气氛使电炉内的氧浓度为0.8%的电炉内。在将得到的焙烧物进行粉碎后用筛分级，使平均粒径为35 μ m。进而对于得到的载体芯材，通过在470°C，空气下保持I小时，对得到的载体芯材实施氧化处理。接着用振动筛等调整中心粒径等，得到实施例2的载体芯材1，载体芯材的表观密度为1.93g/cm3。此外，关于实施例4~5及比较例I~4，也采用相同的方法制备载体芯材，得到的载体芯材的磁特性及电特性如表1所示。
[0063]实施例3双组分显影剂I的制备
[0064]用球磨机在规定时间混合实施例1制备的调色剂和实施例2制备的载体芯材1，得到双组份类电子照相显影剂。
[0065]使用采用数字反转显影方式的60张机作为评价机，对实施例和比较例的载体分散及画质进行评价。
[0066]载体飞散的评价:
[0067]以上述60张机作为评价机，对关于双组份类电子照相显影剂的载体分散进行了评价。具体地，将图像上的载体飞散(白斑)的等级用下述三个级别进行评价。结果如表I所示。
[0068]◎:在10张A3纸中完全没有白斑的等级。[0069]O:在10张A3纸中每一张上有I~10个白斑的等级。
[0070]X:在10张A3纸中每一张上有11个以上白斑的等级。
[0071]画质:
[0072]以上述60张机作为评价机，将关于双组分量电子照相显影剂的画质等级用下述三个级别进行评价。结果如表1所示。
[0073]◎:非常好地再现了试验图像。
[0074]O:基本上再现了试验图像。
[0075]X:完全没有再现试验图像。
[0076]表1
[0077]
【权利要求】
1.一种双组分显影剂，其特征在于:包括调色剂和树脂包覆载体。
2.如权利要求1所述的双组分显影剂，其特征在于:所述载体芯材的表观密度为1.86g/cm3 以上且在 2.45g/cm3 以下。
3.如权利要求1或2所述的双组分显影剂，其特征在于:所述载体芯材以通式MgxFe3_x04所示的核构成，其中，O ≤ X≤I。
4.如权利要求1至3所述的双组分显影剂，其特征在于:所述载体芯材的体积粒径分布中的中心粒径的值在25 μ m以上35 μ m以下的范围内，体积粒径分布中粒径值为22 μ m以下的粒子比例为1.0%以上1.5%以下，个数粒径分布中粒径值为22 μ m以下的粒子的比例为5%以下,外部磁场为1000Oe情况下的磁化值为60emu/g以上80emu/g以下。
5.如权利要求1至4所述的双组分显影剂，其特征在于:所述载体芯材的制备方法具体为: 第一步，选择含铁的原料和含镁的原料，根据最终生成产物的配比以适当的比例混合，所述含镁的原料优选为MgO，所述含铁的原料有选为Fe2O3 ； 第二步，在第一步混合好的原料中加入还原剂和水，进行混合搅拌浆化，做成成浆原料，所述还原剂可以为碳粉或者聚羧酸类有机物、聚丙烯酸类有机物、顺丁烯二酸、醋酸、聚乙烯醇及其混合物，所述固体成分浓度占整个混合浆料浓度的50%以上； 第三步，对第二步浆化后的原料使用喷雾干燥的方式进行造粒，喷雾干燥的温度为100°C~200°C，造粒产物的粒径为30~ΙΟΟμπι; 第四步，将第三步获得的造粒粉送入炉中培烧10~20小时，培烧过程中炉内的温度保持 ΙΟΟΟ? ~150(TC ； 第五步，将培烧后的产物在氧浓度10~100%的气氛下，在200~700°C下保持I~24小时，进行氧化处理得到载体芯材； 第六步，对氧化处理后的载体芯材，用振动筛等调整中心粒径等，使得体积粒径分布中中心粒径的值在30μπι以上40μπι以下的范围内，体积粒径分布中粒径为22 μ m以下的粒子比例为1.0%以上2.0%以下，个数粒径分布中粒径的值在22 μ m以下的粒子的比例为10%以下,外部磁场为1000Oe磁化值为50emu/g以上75emu/g以下。
6.如权利要求1至5所述的双组分显影剂，其特征在于:所述调色剂包括粘结剂树脂、着色剂、脱模剂和带电控制剂。
7.权利要求5或6所述双组份显影剂的制备方法，其特征在于:将所述调色剂和载体芯材通过混合机混合而成。
8.一种图像形成方法，其特征在于:将权利要求5或6所述的双组分显影剂用于非接触定影方式的图像形成装置。
【文档编号】G03G9/107GK103513533SQ201310446176
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】刘超 申请人:刘超