JPS6250839A - 電子写真現像剤用フエライトキヤリヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子写真現像剤用キャリヤ、特に二成分系現像
剤用フェライトキャリヤの製造方法に関する。更に詳し
くは真球形状を有し、耐候性、耐磁性に優れたフェライ
トキャリヤの製造方法に関するものである。

光導電性材料の表面に静電気的手段により像を形成し、
現像する電子写真像形成法のうち、「磁気ブラシ」現像
法は米国特許第２８７４０６３号に記載されてｈる様に
、トナー及び磁性キャリヤ粒子よりなる現像剤を磁気ロ
ール上にあたかもブラシ様に配列させ、この磁気ブラシ
を静電潜像保持表面と接触させ、トナー粒子をブラシか
ら潜像に静電気力により引きつけさせることにより、可
視像？形成せしめ、この可視像を熱等の転写手段により
紙あるいはその他の支持体に転写せしめた後定着させる
ことにより完了する。

磁気ブラシ法において用いられるキャリヤ物質としては
５強磁性を示す物質、例えばマグネタイト、鉄粉、Ｃｏ
、Ｎｉ元素を含む合金、フェライト等が提案甥れ、又実
用化されてきている。これらのうち表面状態の加工しや
すさすなわち不規則表面又はなめらかな表面にすること
はもとより粒子形状を板状、球状、不定形等様々な状態
に加工でき、加えて表面抵抗を調整できること、種々の
トナーとの静電気的組合せの選択可能なこと、更に比較
的安価で人手しやすいことから鉄粉系キセリャの使用が
主流を占めてきた。

しかし表面にうすい酸化鉄膜を有し内部が金属鉄からな
る鉄粉キャリヤは長期にわたる現像過程及び現像時の温
湿条件により、表面酸化鉄の剥離や化学変化を起こし良
質画像の長期維持という観点から度々キャリヤの問題点
が指摘されてきた。

そこでこれらの耐久性、耐侯性改善のため化学的に安定
なセラミックス物質であるフェライトキャリヤ使用の提
案が種々なされてきた。

従来フェライト′吻質は、一般に湿式及び乾式法で製造
されている。湿式法は一般に所望の精密な混合物を溶液
から共沈殿により形成することエフなる。普通成分は、
硝酸塩として溶解され水酸化物、炭酸塩又は蓚酸塩とし
て共沈させられる。濾過洗浄後生成物の予備焼成、再粉
砕、整粒を行い結合剤と共に圧縮し最後に予備焼結温度
以上の温度で焼結又は再焼成を行う。

乾式法としては、米国特許第１６０８９５に開示されて
いる様に金属酸化物を液体中に入れてスラリーを調整し
、金属酸化物のスラリーを噴霧乾燥して金属酸化物ビー
ズを形成し、これを焼結してフェライトキャリヤを製造
する方法がある。これらいずれの方法においても最終的
フェライト特性及び製造コストで重要な部分を占めるの
は焼成工程である。

フェライト化焼成＠度は、理論的にはより低い又はより
高い温度も使用できるが、実用的には１０００℃〜１４
００℃が採用されている。焼成方法としてはパッチ炉方
式、ロータリーキルン方式、トンネルキルン方式が実施
されて騒る。しかしこれらの方法により焼成されるフェ
ライトピーズの表面状態は第１図に示す様に多数の結晶
よりなる多面体よシ形成されその粒界は谷の様に凹んで
いるのが観察される。これらは樹脂を表面被覆しない場
合はもちろん被覆した場合においても平滑な部分と谷間
の部分の被覆厚さに不均一が生じ、したがって単一粒子
各部での静電気特性の不拘−又機械的強度の不均一が発
生するのはさけられない。又その製造方法においても焼
成炉の構造、材質、反応容器等の制約をうけ生産コスト
も割高になっている。

本発明はこれらの実情に鑑みてなされたものであシ、そ
の目的とするところは従来の方法で作られたフェライト
キャリヤの欠点であった表面の不均一性を改善すること
により粒子各部における静電気特性の均−化又機械的強
度の均一化を促進するとともに更に従来品よりも一段と
浸れた流動性、摩擦帯電性、機械的強度をフェライトキ
ャリヤにあたえることであり、更に他の目的は樹脂被覆
を施したコーティングキャリヤを形成した場合、芯材と
樹脂被覆ノーの接着性の一段とすぐれた又１μ程度の非
常に薄い層を均一に被覆できる真球状フェライトキャリ
ヤの製造方法を提供することであ゛る。更に他の目的は
、従来品と同組成の原料を使用しても飽和磁化値σ８で
１０〜２０憾高いフェライトキャリヤを作ることにある
。更に他の目的は、従来の制約された非合理的な製造設
備を使用することなく安価でしかも合理的に製造する方
法を提供することにある。これらの目的は次の方法によ
り達成することができる。

すなわちフェライト形成金属酸化物を水及び分散剤とと
もにボールミル等で湿式均一混合し、スラリー化した後
このスラリーを供給タンクにポンプアップし、スラリー
をスプレードライヤー等で噴霧乾燥させてつくったビー
ズを篩分けし所望の粒度分布のビーズを得る。苓６図に
本発明の１方法を図示するが、整粒されたビーズは、原
料ホッパー■へ投入され、給鉱量調整パルプ■より一定
の供給速度で、バーナー■により作られる可燃性ガス（
好ましくはアセチレン、プロピレン）ト酸素の火炎中へ
均一に落下させる。この時火炎の温度は２０００〜３５
００℃に達する。この火炎中を通過する短時間のあいだ
にビーズはフェライト化反応を終結させかつ高温に熱さ
れるためその表面は溶融状態となり表面張力により真球
形状を有する非ポに表面が緻密で強度の大きｈキャリヤ
ビーズが製造され、ホッパー〇及びサイクロン■に捕集
される。

燃焼ガスは、ブロアーのにより吸引され、バッグフィル
ター０２通って乾燥熱源に供される。すなわち、本工程
でスラリー？噴霧乾燥する際の熱源として再利用するこ
とができる。

量産のための拡大方法としては、本発明の方法を実施す
る装置の数を増やしても良いし、火炎を大きくし単位時
間の給鉱量を増やしても良いのは明らかである。

又装置的にも従来のバッチキルン、ロータＩＪ　＋キル
ン、トンネルキルンの様な広い場所あるいは大きな空間
を必要とせず、作業も連続法で合理的に実施することが
できる。

又本発明者の研究結果によれば火炎を形成する可燃ガス
と、酸素の比率を適宜組合せ変化させることにより飽和
磁化（σｓ）と比抵抗の調整も可能となることがわかっ
た。

下記の実施列にも示されているように、可燃ガ。

スと酸素の比率を変えると、飽和磁化および比抵抗が変
化することは明らかであるから、所望の飽和磁化あるい
は比抵抗をもつ製品をつくるためには、上記の比率をど
のように選べばよいかを、予備試験を行なって決定すれ
ば、任意の飽和磁化あるｂは比抵抗をもつフェライトキ
ャリヤを自由に調製することが可能であると言えよう。

その場合には、供給量など、他の反応条件との相関的関
係も検定しておくことが必要となるであろう。以下、実
施列により説明する。

実施例ｌ ＭｇＯ１０ｍｏ１　％、Ｚｎ０２０ｍｏ１４、Ｃｕ０８
ｍｏ１憾、Ｆｅ２０３６２ｍｏ１４を調合し、この調合
組成物１重量部あたり０．６重量部の水と適量の分散剤
を添加し、ボールミルで６時間精密混合してスラリ整粒
し、プロピレンガスと酸素ガスを第１表の条件で組合せ
た火炎中に投入し第２表に示す様な特注を有するフェラ
イトビーズを得た。得られたビーズの表面形状は第２図
に示す様にいずれも均一な真球状を有していた。

又比較例として、同様にして得られた乾燥整粒ビーズを
パッチ炉を使用し、１６００℃で５時間大気雰囲気で焼
成し得られたフェライトビーズの特性を第２表に比較し
た。表面形状は第１図に示す嗟な多数の多面本の集合よ
り形成されていた。

上記表中の記号は下記のものをそれぞれ表わす。

Ａ、　Ｄ、　　見かけ密度（ＪＩＳ　Ｚ−２５０４＆Ｃ
ｊり測定した。） ＦＲ流動塵　　（ＪＩＳＺ−２５０２により測定した。

１ σ・Ｓ　　　飽和磁化　（横筒電機製タイプ６２５７直
流磁化特性自動記録装置により 測定１ μ　　　透磁率　　（、σ８の測定方法と同じ。）比抵
抗　　（単位Ω−儂、試料５ｆを黄銅製型り２６５ｔと
黄銅製底板 との間にはさみ、これらを絶 縁抵抗計と直列に連結して測 定した。） 表面汚れ　（試料５ｔ＋ＭＥＫ２０ｏｃをビーカーにと
り、超音波洗浄機 で１０分洗浄後、５７０　ｎｍ で液の吸光度を測定） 第２表より本発明の製造方法によれば、火炎雰囲気＠成
を調整することにより自由に飽和磁化（σｓｌ、比抵抗
（ρ）の調整が可能となることがわかる。又流動塵を従
来法と比較すると約６秒も早い。これは表面平滑性の１
つの尺度であり、樹脂による表面被覆性を改善し、現像
ボックス内での現象剤の流れを一段とスムースにする。

また表面汚れを比較しても従来品に比べ約半分の値を示
している。これは高温熱履歴による表面強度の大きさを
ものがたってｂる。

実施例２ （ＭｇＯ）７．５ｍｏ１４、（ＺｎＯ）１９．５ｍａｌ
ｌ、（Ｃｕｂ）　１０．０ｍｏ１　％、　（ＭｎＯ）　
１．０ｍｏ１４、（Ｆｅ２０，１６２、Ｏｍｏｌ係　を
調合し、この調合組成物１重量部あた９０．６重量部の
水と適量の分数剤を添加し、ボールミルで３Ｈｒ精密混
合してスラリー化した。

続いてスプレードライヤーによシ造粒乾燥した。

得られたビーズを１００／１５０Ｍに整粒し、プロピレ
ンガス、酸素ガス金第３表の条件で組合せた火炎中に投
入し第４表に示す特性を有するフェライトビーズを得た
。得られたビーズの表面形状は第２図に示したものと同
様に、いずれも均一な真球状であった。

又比較例として同様にして得られた乾燥整粒ビーズをパ
ッチ炉を使用し１３００℃で５時間大気雰囲気中で焼成
し、得られたフェライトビーズの％性１に第４表に比較
した。表面形状は第１図に示すものと同様な多数の多面
体の集合より形成されていた。

第６表 第４表 第４表より本発明の製造方法によれば、フェライト組成
を変更しても実施１３’ｌＪ　１と同様に飽和磁化（σ
ｓ）、比抵抗（ρ）の調整が可能となり、流動塵、表面
の汚れも従来品に比べ優れていることが確認できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の方法により製造したフェライトキャリヤ
粒子の粒子構造を示す顕微鏡写真である。 第２図は本発明の方法により製造したフェライトキャリ
ヤ粒子の粒子構造を示す顕微鏡写真である。 第６図は本発明の方法を実施するための好ましのものを
表わす。 １・・・原料ホッパー ２・・・給鉱量調整パルプ ６・・・バーナー ４・・・ホッパー ５・・・サイクロン ６・・・バッグフィルター ７・・・ブロアー。 特許出願人　同和鉄粉工業株式会社 第　１　図 第２ノー ク

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）フェライト形成用原料として配合した金属酸化物
   からなる配合物をして高温の火炎雰囲気中を通過せしめ
   、これにより配合物を一瞬にしてフェライト化させるこ
   とを特徴とするフェライトキャリヤの製造方法。 （２）前記フェライト化によって得られるフェライトキ
   ャリヤが真球形状のフェライト粒子からなるものである
   特許請求の範囲第１項に記載の方法。 （３）前記フェライト化によって得られるフェライトキ
   ャリヤが改善された機械的強度をもつ真球形状のフェラ
   イト粒子からなるものである特許請求の範囲第２項に記
   載の方法。 １４）前記配合物が、フェライト形成性金属酸化物の水
   性分散液を噴霧乾燥させてつくったビーズからなるもの
   である特許請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載の方
   法。 （５）前記配合物が、フェライト形成性金属酸化物の水
   性分散液を噴霧乾燥させてつくつたビーズを篩分けして
   粒度調整した所望の粒度分布のビーズからなるものであ
   る特許請求の範囲第４項に記載の方法。 （６）前記高温火炎雰囲気がアセチレンまたはプロピレ
   ンと酸素とによって形成されるものである特許請求の範
   囲第１〜５項のいずれかに記載の方法。 （７）アセチレンまたはプロピレンと酸素の比率および
   原料の供給量を相関的に変化させることにより、所望の
   飽和磁化（σｓ）および比抵抗（ρ）を有するフェライ
   トキャリヤを自由に調製できることを特徴とする特許請
   求の範囲第６項に記載の方法。