电子照相显影剂用载体芯材及其制备方法、电子照相显影剂用载体及电子照相显影剂的制作方法

文档序号:2710514阅读:118来源:国知局
电子照相显影剂用载体芯材及其制备方法、电子照相显影剂用载体及电子照相显影剂的制作方法
【专利摘要】本发明提供可制备能够长期稳定地维持高带电性能的电子照相显影剂用载体芯材的电子照相显影剂用载体芯材的制备方法。本发明的载体芯材的制备方法包括造粒工序(C)和焙烧工序,所述造粒工序(C)混合含有锰的原料、含有铁的原料、含有锶的原料及含有钙的原料并进行造粒,所述焙烧工序将通过所述造粒工序造粒后的造粒物进行焙烧。所述焙烧工序包括升温至规定温度并进行加热的加热过程(D)和在进行加热后于氧浓度为5000~20000ppm范围内的气氛下进行冷却的冷却过程(E),相对于所述锰、铁、锶及钙的总和,锶及钙的总和的摩尔比大于等于0.0026且小于等于0.013。
【专利说明】电子照相显影剂用载体芯材及其制备方法、电子照相显影剂用载体及电子照相显影剂

【技术领域】
[0001]本发明涉及电子照相显影剂用载体芯材(以下有时也简称“载体芯材”)的制备方法、电子照相显影剂用载体芯材、电子照相显影剂用载体(以下有时也简称“载体”)以及电子照相显影剂(以下有时也简称“显影剂”),特别涉及在复印机或者MFP (多功能打印机(Multifunct1nal Printer))等中使用的电子照相显影剂中所具有的电子照相显影剂用载体芯材、其制备方法、电子照相显影剂中所具有的电子照相显影剂用载体以及电子照相显影剂。

【背景技术】
[0002]在复印机或者MFP等中,作为电子照相中的干式显影方式,具有仅把色粉作为显影剂成分的单组份类显影剂和把色粉及载体作为显影剂成分的双组份类显影剂。在任何一种显影方式中,都向感光体供给带有规定电荷量的色粉。另外,通过色粉使在感光体上形成的静电潜像可视化,将其转印在纸张上。其后,在纸张上定影由色粉得到的可视图像,得到所希望的图像。
[0003]这里简单地说明双组份类显影剂中的显影。在显影器内,收纳有规定量的色粉以及规定量的载体。在显影器内具有可转动磁辊和搅拌辊,所述可转动磁辊在周向交替设置多个S极和N极,所述搅拌辊在显影器内搅拌混合色粉和载体。通过磁辊携持由磁粉构成的载体。利用该磁辊的磁力,形成由载体粒子组成的直链状的磁刷。在载体粒子的表面上,通过由搅拌引起的摩擦带电附着多个色粉粒子。通过磁辊的旋转,使所述磁刷接触感光体,向感光体的表面供给色粉。在双组份类显影剂中这样进行显影。
[0004]关于色粉,通过向纸张的定影,逐渐消耗显影器内的色粉,因此从安装在显影器上的色粉料斗向显影器内随时供给与消耗量相当的新的色粉。另一方面,关于载体,没有因显影产生消耗,可在到达寿命之前一直使用。对于作为双组份类显影剂构成材料的载体,要求其具有通过由搅拌引起的摩擦带电高效地使色粉带电的色粉带电功能或者绝缘性,向感光体适当输送并供给色粉的色粉输送能力等各种功能。
[0005]近来,上述载体由其核即构成核部分的载体芯材以及覆盖该载体芯材表面而设置的树脂构成。
[0006]这里,关于由磁辊携持、且在显影器内搅拌混合的成为载体的核的载体芯材,除了具有良好的磁特性、高机械强度以外,从提高其对于色粉的摩擦带电性能的观点出发,也希望其电特性良好。关于提高电特性、即提高色粉的摩擦带电能力,如上所述在载体芯材的表面涂布树脂,主要通过该树脂部分提高摩擦带电性能。但是,显影剂经过长期使用,涂布的树脂发生剥落或载体芯材本身产生裂纹、缺失,因此,会出现未覆盖树脂的部分在表面露出的情况。因此,由于显影剂的长期使用,载体的摩擦带电能力会下降,并不优选。
[0007]关于要求具有上述各种特性的载体芯材的形状,从提高摩擦带电性能的观点出发具有以下倾向,相比其表面光滑也就是所谓的平滑状态,更优选有些凹凸。在日本特开2006-337828号公报(专利文献I)、以及日本特开2010-243798号公报(专利文献2)中公开了着眼于载体芯材的表面凹凸这种观点的技术。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本特开2006-337828号公报
[0011]专利文献2:日本特开2010-243798号公报


【发明内容】

[0012](一)发明要解决的技术问题
[0013]根据专利文献1,在以锰铁氧体为主要成分的电子照相用铁氧体载体芯材中,其表面具有适度的凹凸形状,锰铁氧体组成中的部分Fe、Mn被从Mg、Ca、Sr、Ti中选出的I种以上的元素置换,其含量的总和为4摩尔%以下。另外,专利文献2形成以下结构,即,作为电子照相显影剂用载体芯材的结构,实际上未使用除了 Mn以外的各种重金属。并且,包含
0.8?5重量%的Mg、0.1?2.5重量%的T1、60?70重量%的Fe、0.2?2.5重量%的Sr,通过表面氧化处理形成表面涂层的电子照相显影剂用载体芯材,使其形状系数和表面氧化前后的芯材的表面粗糙度之比在规定范围内。
[0014]但是,在专利文献I和专利文献2公开的载体芯材中,存在无法对应近来的显影剂长寿化的情况。即,专利文献I和专利文献2公开的具有凹凸形状的载体芯材,即使在初期时其带电性能良好,也会产生难以长期稳定地维持高带电性能的情况。
[0015]本发明的目的在于,提供一种电子照相显影剂用载体芯材的制备方法,该制备方法可制备能够长期稳定地维持高带电性能的电子照相显影剂用载体芯材。
[0016]本发明的另一目的在于,提供一种能够长期稳定地维持高带电性能的电子照相显影剂用载体芯材。
[0017]本发明的另一目的在于,提供一种能够长期稳定地维持高带电性能的电子照相显影剂用载体。
[0018]本发明的另一目的在于,提供一种即使在长期使用的情况下也能够稳定地形成图像质量良好的图像的电子照相显影剂。
[0019](二)解决技术问题的手段
[0020]作为用于得到可长期稳定地维持高带电性能的载体芯材的方法,本申请的发明人等认为,首先,作为基本特性应该确保良好的磁特性,以锰及铁作为核组成的主要成分。然后,在载体芯材的表面,从为了长期稳定地维持高带电性能而形成适度的凹凸形状的观点出发,试图促进在通过焙烧进行的铁氧体化和烧结的过程中,形成磁铅石型、即六方晶系的结晶结构。这里,本申请的发明人等考虑添加规定量的锶,在焙烧工序中合成部分锶铁氧体。进而,本申请的发明人等考虑到,在通过焙烧进行的铁氧体化和烧结的过程中,使结晶的生长方向更纵向,即如果结晶为球体,使结晶向外径方向生长,提高凹凸的程度,考虑添加规定量的钙在结晶的晶界析出钙氧化物。进而,本申请的发明人等深入研究了载体芯材的表面凹凸形状的凹凸程度与由于结晶结构中被置换成锰及铁以外的元素、具体如锶及钙所引起的对机械强度的影响之间的平衡。本申请的发明人等发现,相对含有金属元素的总体的总和,将含有的锶和钙的总和控制在规定范围内,并且,在焙烧工序的冷却过程中,在规定范围内的氧浓度下进行冷却,由此能够得到为了确保高机械强度、良好的磁特性的同时,长期维持良好的电特性而在载体芯材的粒子表面具有适度的凹凸形状的载体芯材。
[0021]即,本发明的电子照相显影剂用载体芯材的制备方法,是一种以包含锰及铁作为核组成的电子照相显影剂用载体芯材的制备方法,其包括造粒工序和焙烧工序,所述造粒工序混合含有锰的原料、含有铁的原料、含有锶的原料以及含有钙的原料并进行造粒;所述焙烧工序对通过造粒工序造粒后的造粒物进行焙烧。焙烧工序包括加热过程和冷却过程,所述加热过程升温至规定温度并进行加热,所述冷却过程是在进行加热后,在氧浓度为5000~20000ppm范围内的气氛下进行冷却;相对于锰、铁、锶及钙的总和,锶及钙的总和的摩尔比大于等于0.0026且小于等于0.013。
[0022]根据上述载体芯材的制备方法,能够得到为了在确保高机械强度、良好的磁特性的同时,长期维持良好的电特性而在载体芯材的粒子表面形成适度的凹凸形状的载体芯材。
[0023]另外,上述结构的载体芯材,首先除去所含有的微量的锶及钙,主要成分以通式:MnxFe3_x04+y (O < X≤1、0 < y)所示。即,关于载体芯材中的氧含量,为O < y,含量稍过量。
[0024]这里说明氧含量y的计算方法。在本发明中,在计算氧含量y时,假定Mn的化合价为2价。然后首先计算Fe的平均价态。关于Fe的平均价态,通过氧化还原滴定进行Fe2+的定量和总Fe的定量,从Fe2+量和Fe3+量的计算结果,求出Fe的平均价态。这里,详述Fe2+的定量方法以及总Fe的定量方法。
[0025](I)Fe2+的定量
[0026]首先,在二氧化碳气体鼓泡的状态下,使含有铁元素的铁氧体溶解在作为还原性酸的盐酸(HCl)溶液中。其后,通过用高锰酸钾溶液进行电位滴定来定量分析该溶液中的Fe2+离子的量,求出Fe2+的滴定量。
[0027](2)总Fe的定量
[0028]称量与Fe2+定量时等量的含有铁元素的铁氧体,使其溶解在盐酸与硝酸的混合酸溶液中。在使该溶液蒸发干燥后,添加硫酸溶液再溶解,使过量的盐酸和硝酸挥发。在该溶液中添加固体Al把溶液中的Fe3+还原为Fe2+。接着,通过与在上述Fe2+定量中使用的方法相同的分析方法测定该溶液,求出滴定量。
[0029](3) Fe平均价态的计算
[0030]因为在上述(I)中表示Fe2+定量,((2)滴定量-(I)滴定量)表示Fe3+量,所以通过以下计算式,计算Fe的平均价态。
[0031]Fe平均价态={3X ((2)滴定量-(I)滴定量)+2X (I)滴定量}/ (2)滴定量
[0032]此外,除上述方法以外,作为定量铁元素价态的方法,可以考虑不同的氧化还原滴定法,但是在本分析中所使用的反应简单,得到的结果容易解释,通常所使用的试剂及分析装置就能得到足够的精度,不需要分析者熟练等,因此可认为该方法优异。
[0033]然后,根据电中性的原理,在结构式中,Mn价态(+2价)Xx+Fe平均价态X (3_x)=氧价态(-2价)X (4+y)的关系成立,因此可从上式计算y的值。
[0034]另外,说明本发明的载体芯材的Mn、Ca、Sr的分析方法。
[0035](Mn 的分析)
[0036]载体芯材的Mn含量根据JIS G1311-1987记载的锰铁分析方法(电位滴定法)进行定量分析。在本发明中记载的载体芯材的Mn含量是用该锰铁分析方法(电位滴定法)定量分析得到的Mn量。
[0037](Ca、Sr 的分析)
[0038]载体芯材的Ca、Sr的含量用以下的方法进行分析。把本发明的载体芯材溶解在酸溶液中,用ICP进行定量分析。本发明中记载的载体芯材的Ca、Sr的含量是用通过该ICP的定量分析得到的Ca、Sr量。
[0039]另外,加热过程也可构成为在氧浓度为100?6000ppm的范围内的气氛下进行加热。根据这种构成,使通过焙烧的铁氧体化反应充分进行,能够更切实地得到上述结构的载体芯材。
[0040]另外,也可形成锶相对于钙的摩尔比为0.3?3.0的结构。根据这种结构,能够更切实地得到上述结构的载体芯材。所述摩尔比为Sr/Ca的摩尔比。
[0041]另外,含有锶的原料也可以为SrC03。另外,含有钙的原料也可为CaC03。
[0042]在本发明的另一实施方式中,载体芯材是以包含锰及铁作为核组成的电子照相显影剂用载体芯材,其通过下述方法焙烧而制备,即,混合含有锰的原料、含有铁的原料、含有锶的原料以及含有钙的原料并进行造粒,将得到的造粒物升温至规定温度进行加热,加热后在氧浓度为5000?20000ppm范围内的气氛下进行冷却;相对于锰、铁、锶及钙的总和,锶及钙的总和的摩尔比大于等于0.0026且小于等于0.013。
[0043]另外,在本发明的另一实施方式中,载体芯材是以包含锰及铁作为核组成的电子照相显影剂用载体芯材,在其组成中包含锶及钙;形成的结晶的凹凸度Rz(r0UghneSS Rz)大于等于2.6μπι且小于等于5.2μπι;结晶尺寸的偏差σ大于等于1.2且小于等于2.8。另外,凹凸度Rz是以JIS Β0601:2001为基准测定的值。结晶尺寸的偏差σ是作为在光量值曲线图中、超过基准面的波峰(peak)的底面宽度的标准偏差所测定的值。
[0044]如上所述的电子照相显影剂用载体芯材能够长期稳定地维持高带电性能。
[0045]另外,关于电子照相显影剂用载体芯材,优选下述结构,即,当外部磁场为1000(Ik) Oe (奥斯特)时的磁化大于等于46emu/g。
[0046]另外,在本发明的另一实施方式中,电子照相显影剂用载体是用于电子照相显影剂的电子照相显影剂用载体,其包括上述任意电子照相显影剂用载体芯材、覆盖电子照相显影剂用载体芯材表面的树脂。
[0047]由于这种电子照相显影剂用载体芯材具有上述结构的电子照相显影剂用载体芯材,因此能够长期稳定地维持高带电性能。
[0048]在本发明的另一实施方式中,电子照相显影剂是用于电子照相显影的电子照相显影剂,其包括上述电子照相显影剂用载体、通过与电子照相显影剂用载体间的摩擦带电能够在电子照相中带电的色粉。
[0049]由于这种电子照相显影剂具有上述结构的电子照相显影剂用载体,因此即使在长期使用的情况下也能够稳定地形成图像质量良好的图像。
[0050](三)发明效果
[0051]根据本发明的电子照相显影剂用载体芯材的制备方法,能够制备可长期稳定地维持高带电性能的电子照相显影剂用载体芯材。
[0052]另外,根据本发明的电子照相显影剂用载体芯材,能够长期稳定地维持高带电性倉泛。
[0053]另外,根据本发明的电子照相显影剂用载体,能够长期稳定地维持高带电性能。
[0054]另外,根据本发明的电子照相显影剂,即使在长期使用的情况下也能够稳定地形成图像质量良好的图像。

【专利附图】

【附图说明】
[0055]图1是表不本发明的一个实施方式的载体芯材的外观的概略剖面图;
[0056]图2是表示本发明的一个实施方式的载体的外观的概略剖面图;
[0057]图3是表不在本发明的一个实施方式的载体芯材的制备方法中,具有代表性的工序的流程图;
[0058]图4是表示在焙烧工序中的温度与时间的概略关系的图表;
[0059]图5是表不现有的载体的外观的概略剖面图;
[0060]图6是表示长期使用后的现有的载体的外观的概略剖面图;
[0061]图7是表示长期使用后的本发明的一个实施方式的载体的外观的概略剖面图。
[0062]附图标记说明
[0063]11,22.载体芯材;12、17、23.表面;13.凹部;14.凸部;15、21.载体;16、24.树月旨;18.区域。

【具体实施方式】
[0064]以下参照【专利附图】
附图
【附图说明】本发明的实施方式。首先,说明本发明的一个实施方式的载体芯材。图1是表不本发明的一个实施方式的载体芯材的外观的概略剖面图。
[0065]参照图1,关于本发明的一个实施方式的载体芯材11,其外形形状为近似球形。本发明的一个实施方式的载体芯材11的粒径约为35μπι,具有适当的粒度分布。上述的粒径是指体积平均粒径。关于所述粒径及粒度分布,可根据所要求的显影剂的特性和制备工序中的收率等任意设定。
[0066]这里,载体芯材11的表面12上,形成有微小的凹凸。具体地说,在载体芯材11的表面12上,形成有其一部分是凹陷形状的凹部13、以及较凹部13向外径侧突出的形状的凸部14。从容易理解的观点出发,在图1中,夸张地图示了上述微小的凹凸形状。
[0067]图2是表示在本发明的一个实施方式的载体的外观的概略剖面图。参照图2,本发明的一个实施方式的载体15也与载体芯材11相同,其外形形状为近似球形。载体15在载体芯材11的表面12上薄薄地涂布即覆盖树脂16而形成,其粒径与载体芯材11相比几乎没有变化。载体15的表面17的结构与载体芯材11不同,几乎完全被树脂16覆盖,但是,在其部分区域18上露出载体芯材11的表面12。
[0068]本发明的一个实施方式的显影剂由上述图2所示的载体15和未图示的色粉构成。色粉的外形形状也为近似球形。色粉以苯乙烯丙烯酸类树脂或聚酯类树脂为主要成分,混配规定量的颜料或者蜡等。这样的色粉,例如通过粉碎法或者聚合法制备。使用粒径为例如载体15粒径的七分之一左右、约5μπι左右的色粉。另外,色粉与载体15的配比可根据所要求的显影剂的特性等任意设定。这样的显影剂通过用适当的混合器混合规定量的载体15和色粉来制备。
[0069]接着说明制备本发明的一个实施方式的载体芯材的制备方法。图3是表示在制备本发明的一个实施方式的载体芯材的制备方法中,具有代表性的工序的流程图。以下,根据图3说明本发明的一个实施方式的载体芯材的制备方法。
[0070]首先准备含有铁的原料、含有锰的原料、含有锶的原料以及含有钙的原料。根据所要求的特性以适当的配比混配准备的原料,将其混合(图3 (A))。这里,适当的配比是指在最终得到的载体芯材中,以铁的含量和锰的含量为目标,形成以下配比,即,相对于全部金属元素(Mn、Fe、Sr、Ca),也就是锰、铁、锶及钙的总和,锶及钙的总和的摩尔比大于等于
0.0026且小于等于0.013。
[0071]关于构成本发明的一个实施方式的载体芯材的铁原料,只要是金属铁或其氧化物即可。具体地说,优选使用在常温常压下稳定存在的Fe2O3或Fe304、Fe等。另外,关于锰原料,只要是金属锰或其氧化物即可。具体地说,优选使用在常温常压下稳定存在的金属Mn、MnO2, Mn203、Mn3O4, MnCO30另外,作为含有锶的原料,优选金属锶或其氧化物。具体地说,可举出碳酸盐的SrCO3等。另外,作为含有钙的原料,优选使用金属钙或其氧化物。具体地说,可举出碳酸盐的CaCO3、氢氧化物的Ca (OH)2、氧化物的CaO等。另外,也可以分别对上述原料(铁原料、锰原料、锶原料、钙原料等)或混合而成为目标组合的原料进行煅烧并粉碎,用作原料。
[0072]接着,将混合好的原料进行浆料化(图3(B))。即把这些原料按照作为载体芯材的目标组成进行称量,混合后作为浆料原料。
[0073]在制备本发明的载体芯材时的制备工序中,为了在后述的部分焙烧工序中进行还原反应,也可向上述的浆料原料中进一步添加还原剂。作为还原剂,优选使用碳粉、聚羧酸类有机物、聚丙烯酸类有机物、马来酸、醋酸、聚乙烯醇(PVA (polyvinyl alcohol))类有机物以及它们的混合物。
[0074]这里,在上述的浆料原料中加水混合搅拌,使固体成分浓度大于等于40重量%,优选大于等于50重量%。如果浆料原料的固体成分浓度大于等于50重量%,则能够保持造粒颗粒的强度,因此优选。
[0075]接着,对于浆料化的原料进行造粒(图3(C))。使用喷雾干燥机对上述混合搅拌得到的浆料进行造粒。此外,对于浆料,还优选在造粒前进一步施行湿式粉碎。
[0076]喷雾干燥时的环境温度在100?300°C左右即可。由此,大致能够得到粒径为10?200 μ m的造粒粉。考虑到产品的最终粒径,优选使用振动筛等对所得到的造粒粉去除粗大粒子和微粉,在这时进行粒度调整。
[0077]然后,对于造粒后的造粒物进行焙烧。焙烧工序包含加热过程(图3 (D))和冷却过程(图3 (E)),其中,加热过程升温至规定温度并进行加热,冷却过程是在进行加热后,在氧浓度为5000?20000ppm范围内的气氛下进行冷却。
[0078]图4是表示焙烧工序中的温度与时间的概略关系的图表。在图4中,纵轴表示温度,横轴表示时间。参照图4,在时间T。中,从室温A。、例如25°C左右开始升温。在时间T1达到规定的焙烧温度A1时,从时间T1到时间T2维持温度4。然后,从时间T2到时间T3,进行从温度A1到室温A。的冷却。
[0079]具体地说,在加热过程中,向加热至900?1500°C左右的炉内投入得到的造粒粉,并保持I?24小时。这时,焙烧炉内的氧浓度只要符合铁氧体化反应进行的条件即可,具体地说,在1200°C的情况下,调整导入气体的氧浓度,使其大于等于10_7%且小于等于3%,在流动状态下进行焙烧。这时,更优选氧浓度为100?6000ppm。在加热过程中,当氧浓度小于10ppm时,具有Fe2O3被部分还原,容易产生Fe304、Fe0、Fe等不同相的倾向。其结果,具有得到的载体芯材的磁特性、电特性不充分的倾向。另外,在这种情况下,将促进粒子间的烧结反应的进行,呈现不规则粒子、裂纹或缺失的粒子稍增加的倾向,因此不优选。另一方面,当在加热过程中的氧浓度大于6000ppm时,具有铁氧体化反应稍不充分的倾向,出现稍残留Fe203、Mn3O4、MnO等未反应物的倾向。其结果,具有得到的载体芯材的磁特性不充分的倾向。
[0080]另外,也可通过先前的还原剂的调整,控制铁氧体化所需要的还原气氛。从获得在工业化时可确保充分的生产性的反应速度的观点出发,优选大于等于900°C的温度。另一方面,当焙烧温度小于等于1500°C时,不会产生粒子之间的过剩烧结,能够以粉末形式得到焙烧物。
[0081]这里,在冷却过程中,使氧浓度在规定的范围内。即,在焙烧工序中,当进行直至室温左右的冷却时,在规定浓度的氧浓度,具体地说,在氧浓度为5000?20000ppm的范围内的气氛下进行冷却。当冷却过程中的氧浓度高于20000ppm时,在得到的载体芯材中,具有磁化低、载体飞散、对图像质量产生不良影响的倾向。另外,当冷却过程中的氧浓度低于5000ppm时,在得到的载体芯材中,有可能引起电阻值降低、绝缘击穿等。
[0082]优选在这个阶段对得到的焙烧物进一步进行粒度调整。例如,对焙烧物用锤击式粉碎机等进行粒子的粗解粒。即,对进行过焙烧的粒状物进行解粒(图3 (F))。其后,用振动筛等进行分级。即对解粒后的粒状物进行分级(图3(G))。由此,能够得到具有所希望的粒径的载体芯材的粒子。
[0083]接着对分级后的粒状物进行氧化(图3 (H))。即,在该阶段对得到的载体芯材的粒子表面进行热处理(氧化处理)。然后,提高粒子的绝缘击穿电压至大于等于250V,使电阻值为适当的电阻值、即IXlO6?1Χ1013Ω 通过氧化处理提高载体芯材的电阻值,由此,能够减少由电荷泄漏引起的载体飞散的危险。
[0084]具体地说,在氧浓度10?100%的气氛下,在200?700°C下保持0.1?24小时,得到目标载体芯材。更优选在250?600°C下保持0.5?20小时,进一步优选在300?550°C下保持I小时?12小时。像这样,制备本发明的一个实施方式的载体芯材。另外,上述氧化处理工序,可根据需要任意地实施。
[0085]像这样,制备本发明的一个实施方式的载体芯材。S卩,本发明的一个实施方式的载体芯材的制备方法是制备以包含锰及铁为核组成的电子照相显影剂用载体芯材的制备方法,其包括造粒工序和焙烧工序,所述造粒工序混合含有锰的原料、含有铁的原料、含有锶的原料、以及含有钙的原料并进行造粒,所述焙烧工序对通过造粒工序造粒后的造粒物进行焙烧。焙烧工序包括加热过程和冷却过程,其中,加热过程升温至规定温度并进行加热,冷却过程是在进行加热后,在氧浓度为5000?20000ppm范围内的气氛下进行冷却,相对于锰、铁、锶及钙的总和,锶及钙的总和的摩尔比大于等于0.0026且小于等于0.013。
[0086]根据上述载体芯材的制备方法,能够得到为了在确保高机械强度、良好的磁特性的同时,长期维持良好的电特性而在载体芯材的粒子表面形成适度的凹凸形状的载体芯材。
[0087]另外,本发明的一个实施方式的载体芯材是以包含锰及铁作为核组成的电子照相显影剂用载体芯材,其通过以下方法焙烧而制备,即,混合含有锰的原料、含有铁的原料、含有锶的原料以及含有钙的原料并进行造粒,将得到的造粒物升温至规定温度进行加热,力口热后,在氧浓度为5000?20000ppm范围内的气氛下进行冷却。相对于锰、铁、锶、以及钙的总和,锶及钙的总和的摩尔比为大于等于0.0026且小于等于0.013。
[0088]这样的载体芯材能够长期稳定地维持高带电性能。
[0089]这里,相对于锰、铁、锶、以及钙的总和,如果锶及钙的总和的摩尔比小于0.0026,认为以下现象占主导地位。即,相对于锰、铁、锶、以及钙的总和,如果锶及钙的总和的摩尔比小于0.0026,在得到的载体芯材中,锶铁氧体的存在比例减少,并且,钙氧化物在晶界上的偏析减少,因此难以使结晶向外径方向生长。其结果,粒子表面的凹凸度Rz降低,且结晶产生尺寸的偏差增大的现象,认为会出现得到的载体芯材的综合物性不理想的结果。另一方面,相对于锰、铁、锶、以及钙的总和,如果锶及钙的总和的摩尔比大于0.013,认为以下现象占主导地位。即,相对于锰、铁、锶、以及钙的总和,如果锶及钙的总和的摩尔比大于
0.013,锶铁氧体的存在比例增加,并且,钙氧化物在晶界中的偏析增加,因此容易使结晶向外径方向生长。由此,得到的载体芯材的粒子表面的凹凸度Rz增大,结晶尺寸的偏差较小。但是,难以满足作为载体芯材所要求的磁化的要求,其结果,可能会引起载体飞散等。另外,在这种情况下,由于烧结性变差,也具有作为载体芯材所需求的强度降低的倾向,认为会出现得到的载体芯材的综合物性不理想的结果。
[0090]接着,对通过上述得到的载体芯材以树脂进行覆盖(图3(1))。具体地说,以有机硅类树脂或丙烯酸树脂等覆盖得到的本发明的载体芯材,由此,得到本发明的一个实施方式的电子照相显影剂用载体。关于有机硅类树脂或丙烯酸树脂等的覆盖方法,可利用公知的方法进行。即,本发明的一个实施方式的电子照相显影剂用载体是用于电子照相的显影剂的电子照相显影剂用载体,其包括上述任意的电子照相显影剂用载体芯材、覆盖电子照相显影剂用载体芯材的表面的树脂。
[0091]如上述的电子照相显影剂用载体,由于具有上述结构的电子照相显影剂用载体芯材,因此,能够长期稳定地维持高带电性能。
[0092]接着,分别按规定量混合这样得到的载体和色粉(图3 (J))。具体地说,混合用上述制备方法得到的本发明的一个实施方式的电子照相显影剂用载体和适宜的公知色粉。这样,能够得到本发明的一个实施方式的电子照相显影剂。混合使用例如球磨机等任意的混合器。本发明的一个实施方式的电子照相显影剂是在电子照相的显影中使用的电子照相显影剂,其具有上述电子照相显影剂用载体和通过与电子照相显影剂用载体间的摩擦带电能够在电子照相中带电的色粉。
[0093]这样的电子照相显影剂具有上述结构的电子照相显影剂用载体,因此,即使在长期使用的情况下也能够稳定地形成图像质量良好的图像。
[0094]实施例
[0095](实施例1)
[0096]混合5.38kg 的 Fe2O3 (平均粒径:0.6 μ m)、2.12kg 的 Mn3O4 (平均粒径:2 μ m)后,添加9.2g作为含有锶的原料的SrCO3,添加18.8g作为含有钙的原料的CaCO3,制成混合物。在800?1100°C下将该混合物加热I?10小时,得到煅烧粉。将该煅烧粉分散在2.5kg的水中,添加45.0g作为分散剂的聚羧酸铵类分散剂、22.5g作为还原剂的碳黑(在表中,简称为“CB”),通过湿式球磨机(介质直径2mm)进行粉碎处理,得到混合浆料。
[0097]利用喷雾干燥机对所述浆料在约130°C的热风中喷雾,得到干燥造粒粉。另外,这时,利用筛网除去目标粒度分布以外的造粒粉。向电炉投入所述造粒粉,在1130°C下焙烧3小时。在该焙烧工序中,在氧浓度为100?6000ppm范围内的电炉内,在5000ppm的气氛下进行加热,在氧浓度为5000?20000ppm范围内的电炉内,在15000ppm的气氛下进行冷却。解粒后使用筛网对得到的焙烧物进行分级,使平均粒径为35μπι。进而对于得到的载体芯材,在470°C、并于大气下保持I小时,实施氧化处理,得到实施例1的载体芯材。得到的载体芯材的结构、物质特性、磁特性、电特性、机械特性以及实验评价如表1、表2、表3和表4所示。此外,表2等中记载的芯材组成,是用上述分析方法测定得到的载体芯材所得到的结果。
[0098]另外,关于Sr和Ca的添加量(在表中和下述公式等中,表示为SrCa添加量),通过下述公式算出。
[0099]SrCa 添加量(重量 %)= (SrCO3 (g) +CaCO3 (g)) / (Fe2O3 (g)+Mn3O4 (g)) XlOO
[0100]另外,在得到的载体芯材中,表示锰组成比的上述的所谓的X的值为0.88,表示铁组成比的3-x的值为2.12。在下述的实施例2?实施例14、比较例I?比较例8中,x的值和3-x的值与实施例1相同。
[0101]另外,作为得到的晶相、例如有MnFe204、Sr0.6Ρθ203。在下述实施例2?实施例14、比较例I?比较例7中也相同。在比较例8中,除了上述MnFe204、Sr0.6Fe2O3,还有Fe203。
[0102](实施例2)
[0103]除添加的SrCO3为18.5g、添加的CaCO3为37.5g以外,用与实施例1相同的方法得到实施例2的载体芯材。
[0104](实施例3)
[0105]除添加的SrCO3为37.0g、添加的CaCO3为75.0g以外,用与实施例1相同的方法得到实施例3的载体芯材。
[0106](实施例4)
[0107]除添加的SrCO3为46.lg、添加的CaCO3为93.8g以外,用与实施例1相同的方法得到实施例4的载体芯材。
[0108](实施例5)
[0109]除添加的SrCO3为18.5g、添加的CaCO3为12.5g以外,用与实施例1相同的方法得到实施例5的载体芯材。
[0110](实施例6)
[0111]除添加的SrCO3为36.9g、添加的CaCO3为25.0g以外,用与实施例1相同的方法得到实施例6的载体芯材。
[0112](实施例7)
[0113]除添加的SrCO3为73.8g、添加的CaCO3为50.0g以外,用与实施例1相同的方法得到实施例7的载体芯材。
[0114](实施例8)
[0115]除添加的SrCO3为92.3g、添加的CaCO3为62.5g以外,用与实施例1相同的方法得到实施例8的载体芯材。
[0116](实施例9)
[0117]除添加的SrCO3为27.7g、添加的CaCO3为6.3g以外,用与实施例1相同的方法得到实施例9的载体芯材。
[0118](实施例10)
[0119]除添加的SrCO3为55.4g、添加的CaCO3为12.5g以外,用与实施例1相同的方法得到实施例10的载体芯材。
[0120](实施例11)
[0121]除添加的SrCO3为110.7g、添加的CaCO3为25.0g以外,用与实施例1相同的方法得到实施例11的载体芯材。
[0122](实施例12)
[0123]除添加的SrCO3为138.4g、添加的CaCO3为31.3g以外,用与实施例1相同的方法得到实施例12的载体芯材。
[0124](实施例13)
[0125]除在冷却过程中氧浓度为6000ppm以外,用与实施例1相同的方法得到实施例13的载体芯材。
[0126](实施例14)
[0127]除在冷却过程中氧浓度为20000ppm以外,用与实施例1相同的方法得到实施例14的载体芯材。
[0128](比较例I)
[0129]除添加的Fe2O3为10.75kg、添加的Mn3O4为4.25kg、添加的SrCO3为22.lg、添加的CB为45.0g、添加的分散剂为90.0g、水为5.0kg、未添加CaCO3以外,用与实施例1相同的方法得到比较例I的载体芯材。
[0130](比较例2)
[0131]除添加的SrCO3为147.6g、未添加CaCO3以外,用与实施例1相同的方法得到比较例2的载体芯材。
[0132](比较例3)
[0133]除添加的SrCO3为55.4g、添加的CaCO3为112.5g以外,用与实施例1相同的方法得到比较例3的载体芯材。
[0134](比较例4)
[0135]除添加的SrCO3为110.7g、添加的CaCO3为75.0g以外,用与实施例1相同的方法得到比较例4的载体芯材。
[0136](比较例5)
[0137]除添加的SrCO3为166.lg、添加的CaCO3为37.5g以外,用与实施例1相同的方法得到比较例5的载体芯材。
[0138](比较例6)
[0139]除未添加SrCO3、添加的CaCO3为18.8g以外,用与比较例2相同的方法得到比较例6的载体芯材。
[0140](比较例7)
[0141]除在冷却过程中氧浓度为4000ppm以外,用与实施例1相同的方法得到比较例7的载体芯材。
[0142](比较例8)
[0143]除在冷却过程中氧浓度为25000ppm以外,用与实施例1相同的方法得到比较例8的载体芯材。
[0144][表 I]
[0145]

【权利要求】
1.一种电子照相显影剂用载体芯材的制备方法,其是一种以包含锰及铁作为核组成的电子照相显影剂用载体芯材的制备方法,其特征在于, 包括造粒工序和焙烧工序, 所述造粒工序混合含有锰的原料、含有铁的原料、含有锶的原料以及含有钙的原料并进打造粒; 所述焙烧工序对通过所述造粒工序造粒后的造粒物进行焙烧; 所述焙烧工序包括加热过程和冷却过程,所述加热过程升温至规定温度并进行加热,所述冷却过程是在进行加热后,在氧浓度为5000~20000ppm范围内的气氛下进行冷却; 相对于所述锰、铁、锶及钙的总和,锶及钙的总和的摩尔比大于等于0.0026且小于等于 0.013。
2.根据权利要求1所述的电子照相显影剂用载体芯材的制备方法,其特征在于,所述加热过程在氧浓度为100~6000ppm的范围内的气氛下进行加热。
3.根据权利要求1所述的电子照相显影剂用载体芯材的制备方法,其特征在于,相对于所述钙的所述锶的摩尔比为0.3~3.0。
4.根据权利要求1所述的电子照相显影剂用载体芯材的制备方法,其特征在于,所述含有锶的原料为SrCO3。
5.根据权利要求1所述的电子照相显影剂用载体芯材的制备方法,其特征在于,所述含有钙的原料为CaCO3。
6.一种电子照相显影剂用载体芯材,其是以包含锰及铁作为核组成的电子照相显影剂用载体芯材,其特征在于, 通过下述方法焙烧而制备,混合含有锰的原料、含有铁的原料、含有锶的原料以及含有钙的原料并进行造粒,将得到的造粒物升温至规定温度并进行加热,加热后在氧浓度为5000~20000ppm范围内的气氛下进行冷却;相对于所述锰、铁、锶及钙的总和,锶及钙的总和的摩尔比大于等于0.0026且小于等于0.013。
7.一种电子照相显影剂用载体芯材,其是以包含锰及铁作为核组成的电子照相显影剂用载体芯材,其特征在于, 在其组成中包含锶及钙; 形成的结晶的凹凸度Rz大于等于2.6 μ m且小于等于5.2 μ m ; 结晶尺寸的偏差σ大于等于1.2且小于等于2.8。
8.根据权利要求6所述的电子照相显影剂用载体芯材,其特征在于,当外部磁场为1000e时的磁化大于等于46emu/g。
9.根据权利要求7所述的电子照相显影剂用载体芯材,其特征在于,当外部磁场为1000e时的磁化大于等于46emu/g。
10.一种电子照相显影剂用载体,其是用于电子照相的显影剂的电子照相显影剂用载体,其特征在于,包括 权利要求6所述的电子照相显影剂用载体芯材, 和覆盖所述电子照相显影剂用载体芯材表面的树脂。
11.一种电子照相显影剂用载体,其是用于电子照相的显影剂的电子照相显影剂用载体,其特征在于,包括权利要求7所述的电子照相显影剂用载体芯材, 和覆盖所述电子照相显影剂用载体芯材表面的树脂。
12.一种电子照相显影剂,其是用于电子照相的显影的电子照相显影剂,其特征在于, 包括权利要求10所述的电子照相显影剂用载体,和通过与所述电子照相显影剂用载体间的摩擦带电能够在电子照相中带电的色粉。
13.一种电子照相显影剂,其是用于电子照相的显影的电子照相显影剂,其特征在于, 包括权利要求11所述的电子照相显影剂用载体,和通过与所述电子照相显影剂用载体间的摩擦带 电能够在电子照相中带电的色粉。
【文档编号】G03G9/113GK104076630SQ201410047124
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年2月11日 优先权日:2013年2月25日
【发明者】河内岳志, 小川翔, 关晴日 申请人:同和电子科技有限公司, 同和铁粉创新有限公司
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