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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025011347
(43)【公開日】2025-01-24
(54)【発明の名称】鉄イオン溶出体
(51)【国際特許分類】
G03G 9/113 20060101AFI20250117BHJP
G03G 9/09 20060101ALI20250117BHJP
G03G 9/08 20060101ALI20250117BHJP
B22F 1/00 20220101ALI20250117BHJP
B22F 3/00 20210101ALI20250117BHJP
B22F 1/102 20220101ALI20250117BHJP
【ＦＩ】
G03G9/113 351
G03G9/113 361
G03G9/09
G03G9/08 391
B22F1/00 S
B22F3/00 A
B22F1/102
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023113375
(22)【出願日】2023-07-11
(71)【出願人】
【識別番号】000005049
【氏名又は名称】シャープ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100147304
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 知哉
(74)【代理人】
【識別番号】100148493
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 浩二
(72)【発明者】
【氏名】大塚 洋平
【テーマコード（参考）】
2H500
4K018
【Ｆターム（参考）】
2H500AA06
2H500AA15
2H500AB04
2H500AB05
2H500BA30
2H500BA32
2H500CB01
2H500CB14
2H500EA42A
2H500EA42C
2H500EA42F
2H500EA52E
2H500EA53E
2H500EA62E
2H500FA04
4K018BB04
4K018BC30
4K018BD10
4K018KA70
(57)【要約】
【課題】本開示は、鉄イオンを十分に水中に分散させ、長期的に安定した量の鉄イオンを溶出することができる鉄イオン溶出体を提供する。
【解決手段】本開示に係る鉄イオン溶出体は、金属鉄を含むキャリアコアと、前記キャリアコアの表面の一部に付着するトナーと、を備える現像剤と、前記現像剤を被覆する炭素材料と、を備え、前記現像剤と前記炭素材料とを押圧して成型される成型体であることを特徴とする。
【選択図】図１
【解決手段】本開示に係る鉄イオン溶出体は、金属鉄を含むキャリアコアと、前記キャリアコアの表面の一部に付着するトナーと、を備える現像剤と、前記現像剤を被覆する炭素材料と、を備え、前記現像剤と前記炭素材料とを押圧して成型される成型体であることを特徴とする。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
金属鉄を含むキャリアコアと、前記キャリアコアの表面の一部に付着するトナーと、を備える現像剤と、
前記現像剤を被覆する炭素材料と、
を備え、
前記現像剤と前記炭素材料とを押圧して成型される成型体であることを特徴とする鉄イオン溶出体。
前記現像剤を被覆する炭素材料と、
を備え、
前記現像剤と前記炭素材料とを押圧して成型される成型体であることを特徴とする鉄イオン溶出体。
【請求項2】
前記現像剤は、前記キャリアコアと前記トナーの一部を覆うキャリアコート剤をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の鉄イオン溶出体。
【請求項3】
前記現像剤は、前記キャリアコアと前記キャリアコアの一部を覆うキャリアコート剤を含むキャリアをさらに備え、
前記キャリアの粒子径は、Ｄ５０で２０～１００μｍ、かつ、（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０が０．５～２．０であることを特徴とする請求項１に記載の鉄イオン溶出体。
前記キャリアの粒子径は、Ｄ５０で２０～１００μｍ、かつ、（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０が０．５～２．０であることを特徴とする請求項１に記載の鉄イオン溶出体。
【請求項4】
前記トナーは、前記現像剤中に３～１０ｗｔ％含まれることを特徴とする請求項１に記載の鉄イオン溶出体。
【請求項5】
前記現像剤と、前記炭素材料との比は、３：７～９：１であることを特徴とする請求項１に記載の鉄イオン溶出体。
【請求項6】
前記キャリアコート剤は、カーボンブラックを含むことを特徴とする請求項２に記載の鉄イオン溶出体。
【請求項7】
前記トナーは、カーボンブラックを含み、
前記トナー中に含まれるカーボンブラックは、前記現像剤中に５～１０ｗｔ％含むことを特徴とする請求項１に記載の鉄イオン溶出体。
前記トナー中に含まれるカーボンブラックは、前記現像剤中に５～１０ｗｔ％含むことを特徴とする請求項１に記載の鉄イオン溶出体。
【請求項8】
前記キャリアコート剤が前記キャリアコアを覆う被覆率は、３０～９０％であることを特徴とする請求項２に記載の鉄イオン溶出体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、鉄イオン溶出体に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、溶出体が開示されている。
【0003】
例えば、特許文献１は、鉄粉とコークス粉（炭素）を混ぜて焼結させた鉄イオン溶出体が開示されている。鉄イオン溶出体は、鉄から炭素へ電子が移動して鉄が二価のイオンとなることで水中に鉄イオンが放出され、富栄養化の原因であるリンや硝酸と結合し、水質浄化するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１８－０５３３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記文献に係る鉄イオン溶出体は、鉄粉を使用しており、鉄粉は粒子径が大きく鉄と炭素の接する面積が少なく、十分に分散できない状態となるため、水中に多量に添加しないと水質浄化が得られず、長期的に安定した量の鉄イオンを溶出することができないという課題があった。
【0006】
そこで、本開示は上記問題に鑑み、鉄イオンを十分に水中に分散させ、長期的に安定した量の鉄イオンを溶出することができる鉄イオン溶出体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の一態様に係る鉄イオン溶出体は、金属鉄を含むキャリアコアと、前記キャリアコアの表面の一部に付着するトナーと、を備える現像剤と、前記現像剤を被覆する炭素材料と、を備え、前記現像剤と前記炭素材料とを押圧して成型される成型体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
以上説明したように本開示によれば、鉄イオンを十分に水中に分散させ、長期的に安定した量の鉄イオンを溶出することができる鉄イオン溶出体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照して、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本開示の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本開示の解決手段として必須であるとは限らない。
【0011】
図１は、本開示に係る鉄イオン溶出体１００の断面図である。図１に示すように、本開示に係る鉄イオン溶出体１００は、現像剤１０と、炭素材料２０と、を備える。本開示に係る鉄イオン溶出体１００は、現像剤１０と炭素材料２０とを押圧して成型される成型体である。鉄イオン溶出体１００は、成型体であり、焼結体ではない。本開示に係る鉄イオン溶出体１００は、熱を加えないで、押圧して成型される成型体である。
【0012】
以下に現像剤１０と、炭素材料２０と説明する。
【0013】
図１に示すように、炭素材料２０は、現像剤１０を被覆する。なお、炭素材料２０は、現像剤１０の表面の全てを被覆してもよい。炭素材料２０は、現像剤１０と接触していることにより、局部電池が生成され、鉄イオンが溶出する。
【0014】
また、炭素材料２０は、現像剤１０を押圧して成型される成型体にするためのバインダーとしても用いられる。炭素材料２０は、例えば、コークス、木炭、石炭紛、黒鉛、コールタールピッチ、カーボンブラック、アセチレンブラック、活性炭、黒鉛、多孔質炭素材料等が使用可能である。これらは単独もしくは２種以上混合されていても使用できる。炭素材料の形状や粒径は問わないが、キャリアコアとの接触点を多くするために粉粒体が好ましく、キャリアよりも小さい粒径が好ましい。中でも粒径が小さい程表面積が増え、キャリアコアとの接触点が増えるため、５００μｍ以下が好ましく、５０μｍ以下がより好ましい。
【0015】
図２は、本開示に係る鉄イオン溶出体１００が備える現像剤１０の断面図である。現像剤１０は、図２に示すように、金属鉄を含むキャリアコア１１と、キャリアコア１１の表面の一部に付着するトナー１２と、を備える。トナー１２も鉄イオン溶出体１００のバインダーとして機能する。
【0016】
現像剤１０は、プリンター等により印刷するために用いられるものであり、使用前、又は使用後のものでもよい。
【0017】
鉄イオン溶出体１００は、金属鉄を含むキャリアコア１１を備えるため、水中内にて接触するキャリアコア１１と炭素材料２０とが反応して二価の鉄イオンを発生させることができる。
【0018】
また、現像剤１０は、粒径が１００μｍ以下と小さく、表面積が大きい。また、キャリアコア１１が含む鉄と、炭素材料２０や、トナー１２が含む炭素との接触点が多い。よって、現像剤１０を備える鉄イオン溶出体１００は、鉄イオンを十分に水中に分散させ、長期的に安定した量の鉄イオンを溶出することができる。さらに、本開示に係る鉄イオン溶出体１００は、焼結する必要がないため、製造に係る環境負荷も低減することができる。
【0019】
以下に現像剤１０が備えるキャリアコア１１とトナー１２について詳述する。
【0020】
キャリアコア１１は、金属鉄を含む。金属鉄は、フェライト等の酸化鉄ではなく、酸化鉄と区別される。キャリアコア１１の形状は、不定形から球形まで用いることができる。キャリアコア１１の平均粒子径は、１０μｍ以上１５０μｍ以下のものを用いることができ、さらに好ましくは、３０μｍ以上１００μｍ以下である。鉄粒子は、公知のものを用いることができ、還元鉄粒子、アトマイズ鉄粒子およびチッ化鉄粒子などを挙げることができる。還元鉄粒子およびチッ化鉄粒子は、不定形であるので、球形化処理を行ってもよい。
【0021】
トナー１２は、キャリアコア１１やキャリアコート剤１３の表面の一部に付着し接続している。また、トナー１２は、現像剤１０中に３～１０ｗｔ％含まれることが好ましく、５～９ｗｔ％含まれることがより好ましい。この濃度範囲とすることで、トナー１２が鉄イオン溶出体１００のバインダーとして機能し、水の中に入れても崩れにくくなる。
【0022】
キャリアコート剤１３は、炭素を含み、カーボンブラックを含むことが好ましい。また、キャリアコート剤１３中に含まれるカーボンブラックは、キャリアコート剤１３に５～１０ｗｔ％含むことが好ましい。このようにすれば、鉄イオンが発生した際に発生する電子をコート剤に含まれる炭素によってカーボンブラックによってコート剤が導電剤の働きをすることにより、キャリアコート剤１３の炭素にも電子を溜めることができる。また、トナー１２は、バインダーにもなっているため、トナー１２やキャリアコート剤１３に炭素が含まれることで鉄イオン溶出体１００の全体に電子を導電することが可能となり、水中に投入した際に沈降すし、溜まっている電子を地中へ放出することが可能となる。電子を溜めることができても鉄イオン溶出体１００の系外へ放出する手段が無いと滞留してしまうため、より長期的に鉄イオンを溶出することが可能である。
【0023】
このように、キャリアコア１１は金属鉄を含み、炭素材料２０や、キャリアコート剤１３、トナー１２は炭素を含むので、水に入れることで鉄と炭素の電気陰性度（Fe：1.8、C：2.5）の差によって、局部的に電池反応が生成し、鉄電子が炭素に移動して二価の鉄イオンが生成する。つまり、本開示に係る鉄イオン溶出体は、金属鉄を含むキャリアコアの他にトナーも備えるので、長期的に安定した量の鉄イオンを溶出することができる。
【0024】
トナー１２は、トナー母粒子と外添剤とを備える。
【0025】
トナー母粒子は、結着樹脂、着色剤、離型剤を含む。その他、必要に応じて、帯電制御剤、ワックス分散剤、粉砕助剤等を含んでも良い。トナー母粒子の体積平均粒径は、特に制限はないが、目的に応じて適宜選択することができる。４～８μｍが好ましい。トナー母粒子の粒径分布は、特に制限ないが、目的に応じて適宜選択することができ、３μｍ以下の粒子が４０個数％以下が好ましい。トナー母粒子の円形度は、特に制限ないが、目的に応じて適宜選択することができ、０．９２以上０．９７以下が好ましい。トナー母粒子のガラス転移点（Ｔｇ）が６０℃以下が好ましい。
【0026】
結着樹脂は、当該技術分野で常用される樹脂を用いることができる。複数の樹脂を組み合わせて使用してもよい。結着樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は、４０℃以上７０℃未満が好ましい。
【0027】
着色剤は、炭素系の着色材料を用いることができる。例えば、カーボンブラック、アセチレンブラック、活性炭、黒鉛、多孔質炭素材料等が挙げられる。樹脂１００重量部に対して、５～１０重量部が好ましく、７～１０重量部がより好ましい。
【0028】
離型剤は、当該技術分野で常用される離型剤を用いることができる。複数の離型剤を組み合わせて使用してもよい。離型剤の融点は、７０℃以上１５０℃未満が好ましい。離型剤の配合量は、目的に応じて適宜選択することができる。樹脂１００重量部に対して、０．５～５．０重量部が好ましく、２．０～５．０重量％が好ましい。
【0029】
帯電制御剤は、当該技術分野で常用される帯電制御剤を用いることができる。帯電制御剤の配合量は、目的に応じて適宜選択することができる。樹脂１００重量部に対して、０．５～３重量部が好ましい。重量％換算で、０．５～２．０重量％が好ましい。
【0030】
ワックス分散剤は、当該技術分野で常用されるワックス分散剤を用いることができる。
【0031】
粉砕助剤は、当該技術分野で常用されるワックス分散剤を用いることができる。
【0032】
外添剤は、当該技術分野で常用される外添剤を用いることができる。
【0033】
【0034】
現像剤１０が備えるキャリア１４の粒子径は、Ｄ５０で２０～１００μｍ、かつ、（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０が０．５～２．０であることが好ましく、０．８～１．３がより好ましい。現像剤１０の粒度分布がシャープであり、粒度分布が揃っている。このようにすれば、キャリアコア１１の金属鉄と炭素材料２０やトナー１２の炭素で局部電池を形成するための接触点数が増加し、鉄イオン溶出の効率が上がる。また、混合性が良くなることで炭素材料２０を混ぜるときに均一に混ぜることができる。一方で、粒子径が大きいと金属鉄と炭素の接触点が減り、粒子径が小さいと嵩比重の低下によって炭素材料２０との混合性が悪化し、鉄の溶出によって鉄イオン溶出体１００内に空隙が発生し崩れやすくなると考えられる。
【0035】
現像剤１０と、炭素材料２０との比は、３：７～９：１であることが好ましく、７：３～９：１が好ましい。このようにすれば、現像剤１０のキャリアコア１１に含まれる金属鉄と、炭素材料２０の接触点を多くすることができ、鉄イオン溶出の効率が上がる。
【0036】
現像剤１０は、キャリアコア１１とトナー１２の一部を覆うキャリアコート剤１３をさらに備えることが好ましい。水と金属鉄が接している場所において、キャリアコート剤１３で一部を被覆することによって、鉄イオン溶出体１００が腐食するのを防ぐことができる。さらに鉄イオンの溶出によってキャリアコア１１が小さくなっていくが、キャリアコート剤１３によって形が維持でき、長期的に水中に入れていても崩れにくくなる。
【0037】
キャリアコート剤１３は、炭素を含み、カーボンブラックを含むことが好ましい。鉄イオンが発生した際に発生する電子をキャリアコート剤１３に含まれる炭素やカーボンブラックによってキャリアコート剤１３が導電剤の働きをすることにより、キャリアコート剤１３中の炭素にも電子を溜めることができる。鉄と炭素の接触点付近に電子が滞留すると鉄イオンの溶出を妨げる場合がある。よって、このようにすれば、より長期的に安定した量の鉄イオンを溶出することができる。
【0038】
また、キャリアコート剤１３は、キャリア１４中に０．５～５．０ｗｔ％含まれることが好ましい。より好ましくは、０．５～３．０ｗｔ％含まれることが好ましい。このようにすれば、キャリアコート剤１３中の炭素に適度に電子を溜めることができ、より長期的に安定した量の鉄イオンを溶出することができる。
【0039】
キャリアコート剤１３がキャリアコア１１を覆う被覆率は、３０～９０％であることが好ましい。より好ましくは６０～８０％が好ましい。このようにすれば、キャリアコート剤１３がある程度にキャリアコア１１から剥がれて、キャリアコア１１の金属鉄が露出することができ、炭素材料２０とキャリアコア１１の接触性が良くなり、鉄イオンの溶出効率が向上する。なお、キャリアコート剤１３を備える現像剤１０は、プリンター等により印刷して使用することで、キャリアコート剤１３がキャリアコア１１を覆う被覆率は、低下する。
【0040】
現像剤１０は、使用前、又は使用後のものでもよい旨を上述したが、被覆率が低下する使用後（被覆率９０％以下）のものが好ましい。このようにすれば、現像剤１０はプリンター等に使用され、使用後の現像剤１０を再利用して鉄イオン溶出体に用いられれば、環境負荷の低減につながる。
【0041】
【0042】
本開示に係る鉄イオン溶出体１００による作用を説明する。
【0043】
まず、本開示に係る鉄イオン溶出体１００は、水中に沈められ、鉄イオンが溶出する。
【0044】
そして、鉄イオンが周囲の物質と反応する。例えば、ヘドロ等から出る悪臭である硫化水素（Ｈ２Ｓ）、富栄養化な洗剤、農薬、肥料等のリン酸と、鉄イオンとが反応する。そうすることで、悪臭である硫化水素（Ｈ２Ｓ）、富栄養化なリン酸を水中から除去できる。そして、硫化鉄やリン酸鉄となって沈殿する。
【0045】
このように、本開示に係る鉄イオン溶出体１００は、アオコや赤潮の原因となる富栄養化やヘドロ等の悪臭を防ぐことができ、水質が浄化・改善することができる。さらに鉄分を水中の植物Ｐが吸収することで光合成を活性化し、水中の酸素濃度が向上し、環境改善をすることができる。
【実施例0046】
以下、実施例及び比較例等により本開示に係る鉄イオン溶出体を具体的に説明するが、本発明はここに記載した実施例に限定されるものではない。
【0047】
（実施例１）
（キャリアコアの製造）
シリコーン樹脂(信越化学工業社製:KR-255)を用い、カーボンブラック(ライオン社製:ケッチェンブラックEC)を５．０重量％となるように加え、それらをトルエンに分散させ、分散液とした。粒子径６０μｍの鉄粒子に流動床型コーティング装置を用いて得られた分散液を塗布し、２５０℃で２時間加熱して、塗布したコート樹脂を硬化させることによって、キャリアコート剤で一部を被覆したキャリアコアを得た。
（キャリアコアの製造）
シリコーン樹脂(信越化学工業社製:KR-255)を用い、カーボンブラック(ライオン社製:ケッチェンブラックEC)を５．０重量％となるように加え、それらをトルエンに分散させ、分散液とした。粒子径６０μｍの鉄粒子に流動床型コーティング装置を用いて得られた分散液を塗布し、２５０℃で２時間加熱して、塗布したコート樹脂を硬化させることによって、キャリアコート剤で一部を被覆したキャリアコアを得た。
【0048】
（トナーの製造）
次に、結着樹脂（ポリエステル樹脂 89質量％）、着色剤（カーボンブラック（三菱ケミカル株式会社製、製品名：MA-77） 8質量％）、離型剤（パラフィン系ワックス（融点90℃、日本精蝋株式会社、製悲鳴：フィッシャートロプシュワックスFNP0090） 2質量%）、帯電制御剤（カリウム塩（ビス［ベンジラト（２－）－κ（２）Ｏ，Ｏ］ホウ酸（１－）カリウム、水への溶解度４．３８２ｇ／Ｌ（２０℃）、日本カーリット株式会社、製品名：イオン導電材ＬＲ－１４７） １質量％）の原料を、高性能流動式混合機（ヘンシェルミキサ、全容量：２０Ｌ、三井鉱山株式会社（現 日本コークス工業株式会社）製、型式：ＦＭ２０Ｃ）を用いて、回転数１５００ｒｐｍで５分間、前混合した。
次に、結着樹脂（ポリエステル樹脂 89質量％）、着色剤（カーボンブラック（三菱ケミカル株式会社製、製品名：MA-77） 8質量％）、離型剤（パラフィン系ワックス（融点90℃、日本精蝋株式会社、製悲鳴：フィッシャートロプシュワックスFNP0090） 2質量%）、帯電制御剤（カリウム塩（ビス［ベンジラト（２－）－κ（２）Ｏ，Ｏ］ホウ酸（１－）カリウム、水への溶解度４．３８２ｇ／Ｌ（２０℃）、日本カーリット株式会社、製品名：イオン導電材ＬＲ－１４７） １質量％）の原料を、高性能流動式混合機（ヘンシェルミキサ、全容量：２０Ｌ、三井鉱山株式会社（現 日本コークス工業株式会社）製、型式：ＦＭ２０Ｃ）を用いて、回転数１５００ｒｐｍで５分間、前混合した。
【0049】
得られた混合物を、２軸押出機（株式会社池貝製、型式：ＰＣＭ－３０）を用いて、シリンダ設定温度１００℃、バレル回転数２５０ｒｐｍ、原料供給速度１０ｋｇ／時間の条件で溶融混練して溶融混練物を得た。
【0050】
得られた溶融混練物を冷却ベルトで冷却固化させた後、固化物を流動層式対向型ジェットミル（ホソカワミクロン株式会社製、型式：カウンタージェットミルＡＦＧ）を用いて微粉砕し、ロータリー（遠心力型気流）式分級機（ホソカワミクロン株式会社製、型式：ＴＳＰセパレータ）を用いて分級（粒度調整）することにより、体積平均粒子径５．０μｍ～７．０μｍのトナー粒子（トナーコア）を得た。
【0051】
得られたトナー粒子１０００ｇに、外添剤として市販のシリカ微粒子（日本アエロジル株式会社製、商品名：Ｒ９７６ｓ）１０ｇと、シリカドープチタン酸ストロンチウム（チタン酸ストロンチウム及びシリカを含む組成物の表面をシラン化合物で疎水化した微粉体、平均一次粒子径２０μｍ）３ｇとを添加し、高性能流動式混合機（ヘンシェルミキサ、全容量：２０Ｌ、三井鉱山株式会社（現 日本コークス工業株式会社）製、型式：ＦＭ２０Ｃ）を用いて、回転数３５００ｒｐｍで３分間混合して、トナー１ｋｇを得た。
【0052】
（現像剤の製造）
上記の製造方法によって得られたトナーと、キャリアコアを、トナー濃度７.０％（トナー/キャリア＝1/13.3）となる様に計量し、Ｖ型混合機（株式会社 徳寿工作所製、型式：Ｖ-５）で２０分間攪拌混合することにより、二成分の現像剤を得た。
上記の製造方法によって得られたトナーと、キャリアコアを、トナー濃度７.０％（トナー/キャリア＝1/13.3）となる様に計量し、Ｖ型混合機（株式会社 徳寿工作所製、型式：Ｖ-５）で２０分間攪拌混合することにより、二成分の現像剤を得た。
【0053】
上記の二成分の現像剤を市販の複写機の現像ユニットに充填し、A4伴の記録用紙上に印字率が5％の原稿を１０００００枚印刷し、その後現像槽から二成分現像剤を取り出し、キャリアコート剤の被覆率を測定したところ、キャリアコート剤がキャリアコアを覆う被覆率は、７０％だった。
【0054】
現像剤の平均粒子径は、Ｄ５０で６０μｍ、（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０が１．３、トナー濃度７ｗｔ％、トナー中のカーボンブラックが８ｗｔ％であった。
【0055】
（鉄イオン溶出体の製造方法）
鉄イオン溶出体の製造方法としては、上記の印刷後の二成分の現像剤と炭素材料（カーボンブラック（三菱ケミカル株式会社製、製品名：MA-77））を３：１となるように計量（二成分現像剤7.5g、炭素材料2.5g）し、広口びん等（今回は アズワン株式会社製、アイボーイ PP広口びん 50mL）に入れ、両軸駆動ポリ瓶回転台（株式会社 タナカテック 型式：RPB-3S）で混合を行った。混合したサンプルを（NPaシステム株式会社製 50kN テーブルプレス TB-50H）で直径25φ（φ25超硬ダイス、30MPa、1分間）の円柱状のペレットに成型した。
鉄イオン溶出体の製造方法としては、上記の印刷後の二成分の現像剤と炭素材料（カーボンブラック（三菱ケミカル株式会社製、製品名：MA-77））を３：１となるように計量（二成分現像剤7.5g、炭素材料2.5g）し、広口びん等（今回は アズワン株式会社製、アイボーイ PP広口びん 50mL）に入れ、両軸駆動ポリ瓶回転台（株式会社 タナカテック 型式：RPB-3S）で混合を行った。混合したサンプルを（NPaシステム株式会社製 50kN テーブルプレス TB-50H）で直径25φ（φ25超硬ダイス、30MPa、1分間）の円柱状のペレットに成型した。
【0056】
このようにして、実施例１の鉄イオン溶出体を得た。
【0057】
（実施例２）
実施例２では、現像剤の平均粒子径をＤ５０で１７μｍとし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
実施例２では、現像剤の平均粒子径をＤ５０で１７μｍとし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
【0058】
（実施例３）
実施例３では、現像剤の平均粒子径をＤ５０で２０μｍとし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
実施例３では、現像剤の平均粒子径をＤ５０で２０μｍとし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
【0059】
（実施例４）
実施例４では、現像剤の平均粒子径をＤ５０で１００μｍとし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
実施例４では、現像剤の平均粒子径をＤ５０で１００μｍとし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
【0060】
（実施例５）
実施例５では、現像剤の平均粒子径をＤ５０で１０５μｍとし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
実施例５では、現像剤の平均粒子径をＤ５０で１０５μｍとし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
【0061】
（実施例６）
実施例６では、現像剤の平均粒子径をＤ５０で５５μｍ、（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０を０．４とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
実施例６では、現像剤の平均粒子径をＤ５０で５５μｍ、（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０を０．４とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
【0062】
（実施例７）
実施例７では、現像剤の平均粒子径をＤ５０で５６μｍ、（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０を０．５とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
実施例７では、現像剤の平均粒子径をＤ５０で５６μｍ、（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０を０．５とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
【0063】
（実施例８）
実施例８では、現像剤の平均粒子径をＤ５０で６２μｍ、（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０を２．０とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
実施例８では、現像剤の平均粒子径をＤ５０で６２μｍ、（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０を２．０とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
【0064】
（実施例９）
実施例９では、現像剤の平均粒子径をＤ５０で６４μｍ、（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０を２．１とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
実施例９では、現像剤の平均粒子径をＤ５０で６４μｍ、（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０を２．１とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
【0065】
（実施例１０）
実施例１０では、現像剤の平均粒子径をＤ５０で５９μｍ、（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０を１．４とし、キャリアコート剤を無添加とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
実施例１０では、現像剤の平均粒子径をＤ５０で５９μｍ、（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０を１．４とし、キャリアコート剤を無添加とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
【0066】
（実施例１１）
実施例１１では、現像剤の平均粒子径をＤ５０で５８μｍ、キャリアコート剤の被覆率を２８％とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
実施例１１では、現像剤の平均粒子径をＤ５０で５８μｍ、キャリアコート剤の被覆率を２８％とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
【0067】
（実施例１２）
実施例１２では、現像剤の平均粒子径をＤ５０で５８μｍ、キャリアコート剤の被覆率を３０％とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
実施例１２では、現像剤の平均粒子径をＤ５０で５８μｍ、キャリアコート剤の被覆率を３０％とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
【0068】
（実施例１３）
実施例１３では、キャリアコート剤の被覆率を９０％とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
実施例１３では、キャリアコート剤の被覆率を９０％とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
【0069】
（実施例１４）
実施例１４では、キャリアコート剤の被覆率を９３％とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
実施例１４では、キャリアコート剤の被覆率を９３％とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
【0070】
（実施例１５）
実施例１５では、キャリアコート剤中のカーボンブラックを無とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
実施例１５では、キャリアコート剤中のカーボンブラックを無とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
【0071】
（実施例１６）
実施例１６では、現像剤中におけるトナー濃度を２．８ｗｔ％とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
実施例１６では、現像剤中におけるトナー濃度を２．８ｗｔ％とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
【0072】
（実施例１７）
実施例１７では、現像剤中におけるトナー濃度を３．０ｗｔ％とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
実施例１７では、現像剤中におけるトナー濃度を３．０ｗｔ％とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
【0073】
（実施例１８）
実施例１８では、現像剤中におけるトナー濃度を１０．０ｗｔ％とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
実施例１８では、現像剤中におけるトナー濃度を１０．０ｗｔ％とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
【0074】
（実施例１９）
実施例１９では、現像剤中におけるトナー濃度を１０．５ｗｔ％とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
実施例１９では、現像剤中におけるトナー濃度を１０．５ｗｔ％とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
【0075】
（実施例２０）
実施例２０では、トナー中のカーボンブラックの濃度を４．８ｗｔ％とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
実施例２０では、トナー中のカーボンブラックの濃度を４．８ｗｔ％とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
【0076】
（実施例２１）
実施例２１では、トナー中のカーボンブラックの濃度を５．０ｗｔ％とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
実施例２１では、トナー中のカーボンブラックの濃度を５．０ｗｔ％とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
【0077】
（実施例２２）
実施例２２では、トナー中のカーボンブラックの濃度を１０．０ｗｔ％とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
実施例２２では、トナー中のカーボンブラックの濃度を１０．０ｗｔ％とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
【0078】
（実施例２３）
実施例２３では、トナー中のカーボンブラックの濃度を１０．２ｗｔ％とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
実施例２３では、トナー中のカーボンブラックの濃度を１０．２ｗｔ％とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
【0079】
（実施例２４）
実施例２４では、現像剤と炭素材料との比を１．０：４．０とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
実施例２４では、現像剤と炭素材料との比を１．０：４．０とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
【0080】
（実施例２５）
実施例２５では、現像剤と炭素材料との比を３．０：７．０とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
実施例２５では、現像剤と炭素材料との比を３．０：７．０とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
【0081】
（実施例２６）
実施例２６では、現像剤と炭素材料との比を９．０：１．０とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
実施例２６では、現像剤と炭素材料との比を９．０：１．０とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
【0082】
（実施例２７）
実施例２７では、現像剤と炭素材料との比を９．５：０．５とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
実施例２７では、現像剤と炭素材料との比を９．５：０．５とし、それ以外は実施例１と同じ条件で実施例に係る鉄イオン溶出体を得た。
【0083】
（比較例１）
比較例１では、押圧して成型される成型体ではなく、熱を加えた焼結体であるフェライトを用い、比較例に係る鉄イオン溶出体を得た。
比較例１では、押圧して成型される成型体ではなく、熱を加えた焼結体であるフェライトを用い、比較例に係る鉄イオン溶出体を得た。
【0084】
（比較例２）
比較例２では、実施例１と同様に現像剤を製造し、炭素材料と混合させるのみで、プレス成型しない（成型体でない）比較例に係る鉄イオン溶出体を得た。
比較例２では、実施例１と同様に現像剤を製造し、炭素材料と混合させるのみで、プレス成型しない（成型体でない）比較例に係る鉄イオン溶出体を得た。
【0085】
（比較例３）
比較例３では、炭素材料を無添加とし、それ以外は実施例１と同じ条件で比較例に係る鉄イオン溶出体を得た。
比較例３では、炭素材料を無添加とし、それ以外は実施例１と同じ条件で比較例に係る鉄イオン溶出体を得た。
【0086】
なお、粒子径、(D90-D10)/D50について、平均粒子径D50および、D90,D10は、マイクロトラック粒度分析計（日機装社製）を用いて測定した。
【0087】
キャリアコート剤の量は、熱量計測定装置（TGA）を用いて、窒素雰囲気下、10℃/minの昇温速度で室温から800℃まで昇温したときに質量減少が発生するかで確認を行った。現像剤中のトナーとの分離は、TREK JAPAN社製、型式：model 210HS-2Aを用いて、確認を行った。0.2gの現像剤を取って台にのせ、ステンレスメッシュ（#795）をかぶせた。次にメッシュの上に吸引ノズルをあてて、現像剤中のトナーを吸引して分離した。
【0088】
キャリアコート剤がキャリアコアを覆う被覆率は、以下の方法で算出した。まず、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、キャリアコート剤を備える現像剤の表面に金等の導電剤を蒸着しないまま、加速電圧2.0kVの電子線で観察する。キャリアコア（金属鉄）は白く観察されるため、それ以外の部分の領域の現像剤の全面積に対する割合を計算する。これをキャリアの粒子100個について行い、得られた値の平均値をコート被覆率とした。
【0089】
キャリアコート剤中のカーボンブラックの有無は、熱量計測定装置（TGA）を用いて行った。試料を窒素雰囲気下で40℃～600℃まで20℃/minで加熱後、5分保持する。ここでCB（カーボンブラック）以外の有機物が分解される。その後400℃まで20℃/minで冷却し、雰囲気を窒素から空気に換えて5分保持した後、800℃まで20℃/minで昇温し、30分保持する。窒素雰囲気下から空気雰囲気下に換えた後に重量減少率があれば炭素材料（カーボンブラック）が含有されている。
【0090】
現像剤中のトナー濃度は、TREK JAPAN社製、型式：model 210HS-2Aを用いて、確認を行った。0.2gの現像剤を取って台にのせ、ステンレスメッシュ（#795）をかぶせる。次にメッシュの上に吸引ノズルをあてて、現像剤中のトナーを吸引する。その後台に残った現像剤の重量を測定し、トナー濃度を測定した。
【0091】
トナー中のカーボンブラック濃度は、現像剤中トナー濃度測定時に吸引したトナーをTGAで測定を行い、算出した。試料を窒素雰囲気下で40℃～600℃まで20℃/minで加熱後、5分保持する。ここでCB（カーボンブラック）以外の有機物が分解される。その後400℃まで20℃/minで冷却し、雰囲気を窒素から空気に換えて5分保持した後、800℃まで20℃/minで昇温し、30分保持する。窒素雰囲気下から空気雰囲気下に換えた後の重量減少率をカーボンブラック量とした。
【0092】
現像剤の粒径及び鉄イオン溶出体の組成を以下の表に示す。
【0093】
【表1A】
【0094】
【表1B】
【0095】
以上の実施例及び比較例に係る鉄イオン溶出体を水中に含侵させ、３日後と１０日後における水中のＦｅ２＋濃度を測定した。なお、Ｆｅ２＋濃度の測定は、下記の通りである。作成した鉄イオン溶出体の重量に対して、20倍量の蒸留水をガラス製のサンプル瓶に入れ（サンプルが5gの場合100gの蒸留水）、3日放置後と10日放置後、水中の上澄み液をパックテスト（株式会社共立理化学研究所）によって２価鉄イオン濃度を測定した。
【0096】
また、以上の実施例及び比較例に係る鉄イオン溶出体を水中に含侵させた後の成型体の外観を、含侵直後と１０日後で観察した。なお、外観の観察の評価は下記の通りである。
◎：成型したそのままの形で存在（非常に優れている）
〇：一部分が崩れている（優れている）
△：崩れているが、かろうじて成型体を留めている（やや優れている）
×：成型時の形を留めていない（ほぼ粉状になっている）（優れていない）
◎：成型したそのままの形で存在（非常に優れている）
〇：一部分が崩れている（優れている）
△：崩れているが、かろうじて成型体を留めている（やや優れている）
×：成型時の形を留めていない（ほぼ粉状になっている）（優れていない）
【0097】
以上の評価結果を以下の表に示す。
【0098】
【表2】
【0099】
全ての実施例では、３日後及び１０日後においてもＦｅ２＋濃度が０．１ｐｐｍ以上であり、鉄イオンを溶出させ、十分に水中に分散させることができた。中でもキャリアコート剤がキャリアコアを覆う被覆率が低い鉄イオン溶出体においては、Ｆｅ２＋を多く溶出する傾向にあり、優れた結果を示した。また、粒子径が小さい鉄イオン溶出体、トナー濃度が低い鉄イオン溶出体、現像剤の比が高い鉄イオン溶出体においてもＦｅ２＋を多く溶出する傾向にあり、優れた結果を示した。
【0100】
また、全ての実施例では、外観においては、含侵直後と１０日後においても成型時の形を留めており、優れた結果を示した。中でもキャリアコート剤がキャリアコアを覆う被覆率が高い鉄イオン溶出体は、成型したそのままの形で存在するなど優れた結果を示した。また、トナー濃度が高い鉄イオン溶出体、トナー中のカーボンブラックの濃度が低い鉄イオン溶出体、炭素材料の比が高い鉄イオン溶出体においても優れた結果を示した。
【0101】
一方で、フェライトを用いた比較例１、成型しない比較例２、炭素材料を添加しない比較例３においては、Ｆｅ２＋の溶出が極めて少なく、悪い結果となった。また、比較例１を除いて、含侵後の外観の結果も悪い結果となった。
【0102】
以上より、本開示に係る鉄イオン溶出体によれば、鉄イオンを十分に水中に分散させ、長期的に安定した量の鉄イオンを溶出することができる。
【0103】
なお、上記のように本開示の各実施形態及び各実施例について詳細に説明したが、本開示の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には、容易に理解できるであろう。従って、このような変形例は、全て本開示の範囲に含まれるものとする。
【0104】
例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、鉄イオン溶出体の構成、動作も本開示の各実施形態及び各実施例で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【0105】
１０ 現像剤、１１ キャリアコア、１２ トナー、１３ キャリアコート剤、１４ キャリア、
２０ 炭素材料、
１００ 鉄イオン溶出体、
Ｐ 植物
２０ 炭素材料、
１００ 鉄イオン溶出体、
Ｐ 植物
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】