静电图像显影剂用载体芯材及其制备方法、以及载体的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及静电图像显影剂用载体芯材及其制备方法、以及载体。
【背景技术】
[0002] 现今，双组分显影剂在静电图像显影领域的应用快速普及。这是由于双组分显影 剂中含有载体，载体通过与调色剂摩擦起电，能够快速赋予调色剂稳定的带电量，因此在高 速打印时双组分显影剂能够得到更高质量的图像。双组分显影剂中广泛使用的载体是由铁 氧体载体芯材和包覆在载体芯材表面的树脂层构成的。载体有两个基本作用：第一，在显影 盒内与调色剂搅拌、混合，使调色剂具有合适的带电量；第二，在显影盒和感光体之间作为 电极，将调色剂输送到感光体上的静电潜像处成像。在显影器内，载体由于受到磁力作用而 被吸附在磁辊上，在完成一次显影过程后，再次回到显影盒，与新的调色剂搅拌、混合。也就 是说，载体在显影装置内是被反复使用的。在使用期间，载体的各项物性指标要保持稳定， 以便图像能够持续良好地输出。
[0003] 然而，当前静电图像显影装置趋向于高速化和小型化，显影盒内的载体受到了更 强烈的力学冲击。载体在反复使用的过程中，其表面的树脂包覆层逐步破裂、脱落，载体的 带电量和体积电阻率难以保持稳定。这给图像的质量带来了不确定性。
[0004] 目前，已有公开专利致力于解决上述问题。
[0005] 专利文献1 (【申请号】200880010776. 4)公开了一种通过高温热处理制备具有适当 表面粗糙度的载体芯材的方法。这种表面有条纹图案状的隆起的载体芯材受到应力不易破 裂，在包覆树脂以后所得到的载体能够赋予调色剂充分的电荷。
[0006] 专利文献2(【申请号】201080029413. 2)公开了一种使Mg元素和P元素在载体芯 材表面析出的方法。这种方法可以提高载体芯材自身的带电量，因此在树脂包覆层出现部 分脱落的情况下，载体也能维持合适的带电量。
[0007] 但是，专利文献1中的载体芯材的高温热处理过程所需温度极高，时间很短，难以 将载体芯材表面的隆起控制在均匀和恰当的水平，包覆后的树脂层破裂、脱落现象仍然严 重，载体耐久性不佳。专利文献2中在载体芯材表面析出Mg元素和P元素以后，载体芯材 自身的带电量得到提高。但是长期使用后，载体的体积电阻率逐步降低，也不能稳定优质地 输出图像。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种表面晶粒的尺寸均匀适中、体 积电阻率大、强度高、与树脂包覆层粘结性好的静电图像显影剂用载体芯材。
[0009] 本发明还提供一种上述载体芯材制备方法。
[0010] 本发明还提供一种含有上述载体芯材的载体。
[0011] 本发明载体芯材中，以化学通式MnxMgyFez04(0 <x<l，0<y<l，2<z<3) 所示的组成作为主要成分。将主要成分的摩尔百分比计为lOOmol%，上述载体芯材还含有 0? 02-0. 2mol%的]?〇03或Bi203作为辅助成分。
[0012] 所述载体芯材中，含有辅助成分为0. 08-0. 15mol%的此03或扮203。
[0013]所述载体芯材的体积电阻率为107-1012D?cm。
[0014] 所述载体芯材的平均粒径为20-100ym。
[0015] 发明人研宄发现，如果载体芯材表面晶粒的尺寸太大，则其与树脂包覆层的粘结 性差，载体的树脂包覆层容易破裂、脱落。如果载体芯材表面晶粒的尺寸太小，则载体芯材 的强度不足，在显影过程中受力容易破碎。因此，我们希望载体芯材表面晶粒的尺寸均匀适 中。这样的载体芯材与树脂包覆层的粘结性好，制得载体的耐久性佳。
[0016] 另外，本发明人还注意到，在长期使用的过程中，载体上部分树脂不可避免地发生 剥离，产生电荷泄露现象，不利于图像显影。如果载体芯材的绝缘性好，此现象将会得到抑 制。
[0017] 为了达到控制晶粒尺寸的目的，本发明人尝试将载体芯材的烧结温度适当降低， 以抑制晶粒生长，阻止铁氧体大晶粒的出现。但是烧结温度降低后，小晶粒的数量大幅增 加，反而削弱了载体芯材的强度。
[0018] 为了解决以上矛盾，本发明人在原料中加入了适量的此03或扮 203。在烧结过程 中，M〇03 (熔点795°C)或Bi203 (熔点825°C)熔化成为液相。液相作为物质迀移的媒介，能 够加快固相反应速度，促进铁氧体晶粒的均匀生长。因此，在相对低的烧结温度下，可以制 备出表面晶粒尺寸均匀适中的载体芯材。另外，1〇0 3或扮203的添加，还增强了晶界以及杂 质离子对传导电子的散射作用，有效提高了载体芯材的体积电阻率。
[0019] 即，本发明的静电图像显影剂用载体芯材中，以化学通式MnxMgyFez04(0 <x< 1，0 <y< 1，2 <z< 3)所示的组成作为主要成分，将主要成分的摩尔百分比计为lOOmol%， 所述载体芯材还含有〇? 02-0. 2mol%的此03或Bi203作为辅助成分，优选0? 08-0. 15mol% 的此03或Bi203。如果此03或Bi203的含量过低，则不能有效促进烧结；如果M〇0 3或Bi203 的含量过高，会引起晶粒异常的不连续生长以及磁性的劣化。
[0020] 所述载体芯材的体积电阻率为107-1012〇 ?cm。如果载体芯材的体积电阻率低于 107Q?cm，电荷易注入载体，导致载体在感光鼓上附着。如果载体芯材的体积电阻率高于 1012D?cm，则调色剂易附着在载体上，使图像浓度降低。
[0021] 所述载体芯材在外部10000e的磁场强度作用下，饱和磁化强度〇 40-80Am2/ kg。如果载体芯材的饱和磁化强度过低，载体会从磁辊上飞散至感光鼓，产生载体附着现 象。如果载体芯材的饱和磁化强度过高，则磁刷过硬，图像质量劣化。
[0022] 所述载体芯材的平均粒径为20-100ym，优选为25-60ym。载体芯材的平均粒径 在25ym以上时，载体附着少，图像质量高。平均粒径在60ym以下时，载体对调色剂的保 持能力强，调色剂飞散量低，底片灰雾少。
[0023] 本发明的静电图像显影剂用载体芯材的制备方法，至少包含以下工序：
[0024] 浆化工序，将原料浆化，原料中至少含有Fe、Mn和Mg元素，还含有Mo或Bi元素；
[0025] 造粒工序，在上述浆化工序所得浆料进行造粒；
[0026] 烧结工序，在上述造粒工序所得造粒粉在950-1150°C下烧结1-10小时，然后再经 过破碎、筛分、分级、磁选，得到所述载体芯材。
[0027] 本发明的静电图像显影剂用载体，包括上述载体芯材和包覆于上述载体芯材上的 树脂层。
[0028] 有益效果：
[0029] 本发明的静电图像显影剂用载体芯材，表面晶粒的尺寸均匀适中、体积电阻率大、 强度高、与树脂包覆层粘结性好。
[0030] 本发明的静电图像显影剂用载体，带电量和体积电阻率可以长时间保持稳定，耐 久性好。由这种载体制备出的静电图像显影剂在长期使用过程中能够持续良好地输出图 像。
【附图说明】
[0031] 图1所示为本发明的实施例2的载体芯材的SEM图像。
[0032] 图2所示为本发明的比较例1的载体芯材的SEM图像。
[0033] 图3所示为本发明的比较例2的载体芯材的SEM图像。
【具体实施方式】
[0034] 以下详细说明本发明的静电图像显影剂用载体芯材的制备方法。
[0035] 首先，准备含有Fe的原料、含有Mn的原料、含有Mg的原料、含有Mo的原料、含有 Bi的原料。根据载体芯材所要求的性能，以适当的比例混合上述原料，以保证制备的载体芯 材以化学通式MnxMgyFez04(0 <x<l，0<y<l，2<z<3)所示的组成作为主要成分，并 且含有]?〇03或扮20 3。
[0036] 本发明的【具体实施方式】中的载体芯材的Fe原料，可以是金属Fe或其氧化物，适宜 使用在常温常压下稳定存在的Fe、Fe203或Fe304。Mn原料可以是金属Mn或其氧化物，适宜 使用在常温常压下稳定存在的金属Mn、Mn02、Mn203、Mn304或MnCO3。Mg原料可以是Mg的氧 化物，适宜使用在常温常压下稳定存在的MgC03、Mg(OH) 2或1%0。Mo原料可以是金属Mo或 其氧化物，适宜使用在常温常压下稳定存在的Mo或M〇03。Bi原料可以是金属Bi或其氧化 物，适宜使用在常温常压下稳定存在的Bi或Bi203。另外，可以将上述原料（Fe原料、Mn原 料、Mg原料、Mo原料、Bi原料）分别煅烧后再粉碎作为原料使用，或者按比例混合上述原 料，煅烧后再粉碎作为原料使用。
[0037] 然后，将原料均匀混合并浆化。以载体芯材的化学组成为目标称取原料，投入水中 混合搅拌做成浆料。优选对浆料实施湿式粉碎。在浆料的制备过程中，根据需要加入适量 的粘合剂、分散剂和消泡剂（这些成分会在烧结过程中除掉）。粘合剂可选择淀粉、聚乙烯 醇、羧甲基纤维素等，优选聚乙烯醇；分散剂可选择脂肪羧酸类、脂肪酰胺类、多聚羧酸铵盐 类、酯类等，优选多聚羧酸铵盐类；消泡剂选择正辛醇。浆料的固体成分浓度应在40重量％ 以上，优选50重量％以上。如果浆料的固体成分浓度为50重量％以上，可确保造粒粉的强 度。
[0038] 然后，使用离心式喷雾干燥机对上述浆料进行造