CN106414329B - 硅石微粉末及其用途 - Google Patents

硅石微粉末及其用途 Download PDF

Info

Publication number
CN106414329B
CN106414329B CN201580030137.4A CN201580030137A CN106414329B CN 106414329 B CN106414329 B CN 106414329B CN 201580030137 A CN201580030137 A CN 201580030137A CN 106414329 B CN106414329 B CN 106414329B
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
fine powder
silica fine
silica
spherical silica
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201580030137.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106414329A (zh
Inventor
佐佐木修治
新田纯也
水本贵久
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denka Co Ltd
Original Assignee
Denka Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denka Co Ltd filed Critical Denka Co Ltd
Publication of CN106414329A publication Critical patent/CN106414329A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106414329B publication Critical patent/CN106414329B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/28—Compounds of silicon
    • C09C1/30—Silicic acid
    • C09C1/3081—Treatment with organo-silicon compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
    • B01J2/02—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by dividing the liquid material into drops, e.g. by spraying, and solidifying the drops
    • B01J2/04—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by dividing the liquid material into drops, e.g. by spraying, and solidifying the drops in a gaseous medium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C01B33/18—Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/28—Compounds of silicon
    • C09C1/30—Silicic acid
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00—Developers
    • G03G9/08—Developers with toner particles
    • G03G9/0819—Developers with toner particles characterised by the dimensions of the particles
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00—Developers
    • G03G9/08—Developers with toner particles
    • G03G9/0827—Developers with toner particles characterised by their shape, e.g. degree of sphericity
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00—Developers
    • G03G9/08—Developers with toner particles
    • G03G9/097—Plasticisers; Charge controlling agents
    • G03G9/09708—Inorganic compounds
    • G03G9/09716—Inorganic compounds treated with organic compounds
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00—Developers
    • G03G9/08—Developers with toner particles
    • G03G9/097—Plasticisers; Charge controlling agents
    • G03G9/09708—Inorganic compounds
    • G03G9/09725—Silicon-oxides; Silicates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/30—Particle morphology extending in three dimensions
    • C01P2004/32—Spheres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/10—Solid density
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/11—Powder tap density
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80—Compositional purity
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/90—Other properties not specified above

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Abstract

本发明提供对制备保存性、带电性优良的碳粉而言适合的碳粉外添加剂。另外，提供适合向该碳粉外添加剂进行添加的硅石微粉末。该硅石微粉末的比表面积为15m2/g以上且90m2/g以下，松装密度为0.09g/cm3以上且0.18g/cm3以下，含碳量为0.25wt％以上且0.90wt％以下，疏水化度为60％以上且75％以下。表面处理后的硅石微粉末的松装密度(A)与表面处理前的硅石微粉末的松装密度(B)的比值(A)/(B)优选为1.05以上且1.60以下。

Description

硅石微粉末及其用途
技术领域
本发明涉及硅石微粉末及其用途。本发明尤其涉及疏水化球状硅石微粉末及其用途。
背景技术
以往，关于数字影印机或激光打印机等所使用的静电荷像显影用碳粉，为了改善其流动性，使带电特性稳定，将经表面处理后的硅石微粉体用作碳粉外添加剂。该硅石微粉体为了减少因湿度所致的带电量的变化，要求具有高的疏水性，而且为了能均匀地覆盖碳粉表面，要求凝集少且高分散。关于硅石微粉体的比表面积，使用200～500m2/g程度的超微粉末，但也确认了如下事实：随着反复进行图像形成，硅石超微粉末会在碳粉粒子表面堆埋，碳粉的流动性、摩擦带电量、转印性等下降从而引发图像不良。
为了减少该硅石超微粉末的堆埋，有将比表面积小于80m2/g的粒子直径较大的无机微粉末一起使用的方法(专利文献1、专利文献2、专利文献3)。关于粒子直径较大的无机微粉末，发现有隔离效果，即，降低碳粉彼此直接接触而产生的接触应力。由此，采用了抑制硅石超微粉末的堆埋以谋求碳粉的长寿命化的方法等。
然而，粒径较大的无机微粉末具有带电量比超微粉末的带电量更小的趋势，若一味追求隔离效果的提高来增加该粒径较大的无机微粉末的外部添加量，则会导致带电量的下降。进而，近年，随着碳粉的低温定影化的加速，在将碳粉长期保存时，因碳粉彼此的结块，碳粉的保存性下降的问题变大。故而，针对粒径较大的微粉末的保存性、带电性，谋求更大的改善。
引用技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开平5-346682号公报
专利文献2：JP特开2000-81723号公报
专利文献3：JP特开2004-67475号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于，提供对制备保存性、带电性优良的碳粉而言适合的碳粉外添加剂，提供适合向该碳粉外添加剂添加的硅石微粉末。
用于解决课题的手段
本发明者为了达成上述的目的而进行锐意研究，终于找到能实现上述目的的硅石微粉末。本发明是基于上述见解的产物，具有以下的主旨。
(1)一种疏水化球状硅石微粉末，是通过使用六甲基二硅氮烷(Hexamethyldisilazane)对球状硅石微粉末进行表面处理而得到的疏水化球状硅石微粉末，所述疏水化球状硅石微粉末的比表面积为15m2/g以上且90m2/g以下，松装密度为0.09g/cm3以上且0.18g/cm3以下，含碳量为0.25wt％以上且0.90wt％以下，疏水化度为60％以上且75％以下。
(2)在所述(1)中记载的疏水化球状硅石微粉末的基础上，表面处理后的疏水化球状硅石微粉末的松装密度A与表面处理前的球状硅石微粉末的松装密度B的比值A/B为1.05以上且1.60以下。
(3)在所述(1)或(2)中记载的疏水化球状硅石微粉末的基础上，球状硅石微粉末是使金属硅与氧进行反应而得到的球状硅石微粉末。
(4)一种静电荷像显影用碳粉外添加剂，含有所述(1)至(3)的任一项中记载的疏水化球状硅石微粉末。
(5)一种硅石微粉末，比表面积为15m2/g以上且90m2/g以下，松装密度为0.09g/cm3以上且0.18g/cm3以下，含碳量为0.25wt％以上且0.90wt％以下，疏水化度为60％以上且75％以下。
(6)在(5)中记载的硅石微粉末的平均球形度为0.80以上。
(7)在(5)或(6)中记载的硅石微粉末在表面具有烷基。
(8)在(5)或(6)中记载的硅石微粉末在表面具有三甲基硅基。
(9)在(5)至(8)的任一项中记载的硅石微粉末的含水率为0.03wt％以上且0.50wt％以下。
(10)一种静电荷像显影用碳粉外添加剂，含有(5)至(9)的任一项中记载的硅石微粉末。
(11)一种静电荷像显影用碳粉，含有(4)或(10)中记载的静电荷像显影用碳粉外添加剂。
发明效果
根据本发明，能提供对制备保存性、带电性优良的碳粉而言适合的碳粉外添加剂。另外，能提供适合所述碳粉外添加剂的硅石微粉末。
具体实施方式
以下，详细说明本发明。
需要使本发明的硅石微粉末的比表面积为15m2/g以上且90m2/g以下。若比表面积小于15m2/g，则硅石微粉末自身的带电量小，在用于碳粉外添加剂时的带电性不足。另一方面，若比表面积超过90m2/g，则不对碳粉彼此的结块防止起作用的尺寸的硅石微粉末变多，在用于碳粉外添加剂时，不能提高保存性。比表面积优选为20m2/g以上且75m2/g以下，进一步优选为25m2/g以上且60m2/g以下。
本发明的硅石微粉末的比表面积是基于BET法的值，是使用Mountek公司制造的比表面积测量机“Macsorb HM model-1208”通过BET一点法来测量的。在测量之前，在氮气氛围气体中以300℃加热18分钟进行了预处理。此外，吸附气体使用氮30％、氦70％的混合气体，并调整了流量以使本体流量计的指示值成为25ml/min。
需要使本发明的硅石微粉末的松装密度为0.09g/cm3以上且0.18g/cm3以下。若松装密度小于0.09g/cm3，则有可能存在表面处理不足之处，从而有带电性的提高效果不充分之虞。另一方面，若松装密度超过0.18g/cm3，则在作为碳粉外添加剂进行使用时，难以均匀地附着于碳粉表面，从而保存性的提高效果不充分。松装密度优选为0.10g/cm3以上且0.17g/cm3以下，进一步优选为0.11g/cm3以上且0.16g/cm3以下。
本发明的硅石微粉末的松装密度是使用细川密克朗(Hosokawa Micron)公司制造的粉末测试仪“PT-E型”)来测量的。在100cm3体积密度测量用量杯中，从高度25cm起，以1分钟5～10g的投入量使硅石微粉末自然落下投入，直至从量杯溢出为止，在将溢出上表面的部分排除后测量硅石微粉末的重量，从而计算出松装密度。
需要使本发明的硅石微粉末的含碳量为0.25wt％以上且0.90wt％以下。含碳量表征硅石微粉末表面的六甲基二硅氮烷的含碳量换算附着量。若含碳量小于0.25wt％，则硅石微粉末表面的六甲基二硅氮烷的附着量少，因此在作为碳粉外添加剂使用时，碳粉彼此的凝集力抑制效果变得不充分，保存性的提高效果变小。另一方面，若含碳量超过0.90wt％，则硅石微粉末表面的六甲基二硅氮烷附着量变得过剩，存在硅石的带电性下降之虞，会对作为碳粉外添加剂使用时的带电性也造成不良影响。含碳量优选为0.30wt％以上且0.70wt％以下，进一步优选为0.35wt％以上且0.50wt％以下。
本发明的硅石微粉末的含碳量使用LECO公司制造的碳硫磺同时分析装置“CS-444LS”，通过利用日本钢铁标准样品的63碳钢的标准样品的检量线法来测量。此外，将硅石微粉末的准备量设为0.05g，在助燃剂中使用金属铁(LECO公司制造的IRON CHIP)以及金属钨(LECO公司制造的CECOCEL II)，在纯度99.5体积％以上的氧中进行燃烧来测量了含碳量。
本发明的硅石微粉末的疏水化度优选为60％以上且75％以下。若疏水化度小于60％，则在作为碳粉外添加剂使用时会受到湿度的影响，带电性的提高效果变得不充分。另一方面，若疏水化度超过75％，则有可能在硅石微粉末中存在六甲基二硅氮烷不均匀之处。这样的不均匀之处容易变为凝集物，在作为碳粉外添加剂使用时，变得难以附着于碳粉表面，从而不能使保存性得以充分提高。疏水化度进一步优选为65％以上且73％以下。
本发明的硅石微粉末的疏水化度通过以下的方法来测量。即，将离子交换水50ml、样品0.2g放入烧杯，以磁搅拌机进行搅拌的同时从滴定管滴下甲醇。随着烧杯内的甲醇浓度增加，粉体逐渐沉降，将该粉体全量已沉降的终点的甲醇与离子交换水的混合溶液中的甲醇的容量百分比设为疏水化度(％)。
本发明的硅石微粉末优选为“球状”。“球状”是指，投影面积圆当量直径0.050μm以上的粒子的平均球形度为0.75以上，而作为“球状”的程度，优选使投影面积圆当量直径0.050μm以上的粒子的平均球形度为0.80以上。通过使平均球形度为0.80以上，能使分散性得以提高，在作为碳粉外添加剂使用时，能得到保存性良好的碳粉。
本发明的硅石微粉末的平均球形度通过下述方法来测量。在将硅石微粉末通过碳膏剂固定于样品台后，进行镀锇，并将通过日本电子公司制造的扫描型电子显微镜“JSM-6301F型”所拍摄的倍率10万倍、分辨率2048×1356像素的图像取入计算机。针对该图像，使用Mountek公司制造的图像解析装置“MacView Ver.4”，通过简单处理工具来识别粒子，并根据粒子的投影面积(A)以及周长(PM)来测量出球形度。若将与周长(PM)对应的正圆的面积设为(B)，则该粒子的球形度成为A/B，在设想具有与样品的周长(PM)相同的周长的正圆时，PM＝2πr，B＝πr2，因此B＝π×(PM/2π)2，每个粒子的球形度满足球形度＝A/B＝A×4π/(PM)2。求取如此得到的任意的投影面积圆当量直径0.050μm以上的粒子200个的球形度，并将这些球形度的平均值作为平均球形度。
关于本发明的硅石微粉末，表面处理后的硅石微粉末的松装密度(A)与表面处理前的硅石微粉末的松装密度(B)的比值(A)/(B)优选为1.05以上且1.60以下。(A)/(B)表示基于硅石微粉末的表面处理的凝集粒子的形成程度，若其为1.05以上且1.60以下，则能进一步提高本发明的保存性、带电性效果。若(A)/(B)超过1.60，则表示基于表面处理的凝集粒子的形成明显，在作为碳粉外添加剂使用时，到碳粉表面的附着数变少，保存性的提高效果变得不充分。另一方面，若(A)/(B)小于1.05，则尽管凝集粒子的形成少，但有可能存在表面处理不足之处，存在带电性的提高效果不充分之虞。(A)/(B)优选为1.10以上且1.40以下。此外，表面处理前的硅石微粉末的松装密度可以通过与上述的硅石微粉末的松装密度同样的方法来测量。
本发明的硅石微粉末优选是将使金属硅与氧反应而得到的硅石微粉末通过六甲基二硅氮烷等疏水化剂进行表面处理后的硅石微粉末。通过六甲基二硅氮烷等疏水化剂进行处理后的硅石微粉末能在表面具有烷基，优选能具有三甲基硅基。作为疏水化剂，不进行限定，但列举六甲基二硅氮烷、N-甲基-六甲基二硅氮烷、N-乙基-六甲基二硅氮烷、六甲基-N-丙基二硅氮烷、六乙基二硅氮烷、六丙基二硅氮烷、1,3-二乙基-1,1,3,3-四甲基二硅氮烷、1,3-二甲基-1,1,3,3-四乙基二硅氮烷等的硅氮烷化合物等，根据反应性的优良程度，优选六甲基二硅氮烷、N-甲基-六甲基二硅氮烷、N-乙基-六甲基二硅氮烷、六甲基-N-丙基二硅氮烷等的三甲基硅烷化剂，进一步优选六甲基二硅氮烷。通过金属硅的氧化反应而得到的硅石微粉末容易得到球形度高的粒子，结构构造粒子或合着粒子的混入少，因此分散性好，且含水分量低，故在通过六甲基二硅氮烷等的疏水化剂进行表面处理，作为碳粉外添加剂进行使用时，能得到保存性、带电性优良的碳粉。若例示球状硅石微粉末的制造方法，则列举将金属硅投入化学火焰或电炉等形成的高温场进行氧化反应的同时进行球状化的方法(例如专利第1568168号说明书)、将金属硅粒子浆料向火焰中喷雾进行氧化反应的同时进行球状化的方法(例如JP特开2000-247626号公报)等。本发明所涉及的硅石微粉末在一实施方式中，能够是含水率为0.03wt％以上且0.50wt％以下。优选的含水率为0.05wt％以上且0.40wt％以下。含水率通过卡尔费希尔法来测量。在卡尔费希尔测量中，使用三菱化学公司制造的水分气化装置VA-122和三菱化学公司制造的水分测量装置CA-100，水分测量装置的阳极液使用了AQUAMICRON AX(三菱化学公司制)，阴极液使用了AQUAMICRON CXU(三菱化学公司制)。在卡尔费希尔测量之际，将背景值固定为0.20(μg/sec)，并持续进行测量，直至所检测的水分低于背景值。在水分气化装置的电加热器进行加热处理时，使硅石微粉末不暴露于外部气体，并使由水分气化装置产生的水分伴随高纯度氩300ml/min一起导入至卡尔费希尔装置，且测量了水分量。在本发明中，在将硅石微粉末在温度25℃、相对湿度55％的条件下静置24小时后放入装置，并根据水分气化装置的电加热器的加热温度成为200℃之前产生的水分量来求取了含水率。
针对利用硅石微粉末的六甲基二硅氮烷等的疏水化剂的表面处理法进行说明。本发明的硅石微粉末具有如下特征：通过使表面被六甲基二硅氮烷等疏水化剂均匀覆盖，来实现高疏水化度，与此同时，由于硅石微粉末表面的六甲基二硅氮烷等疏水化剂的附着量少，因此显著地抑制了因表面处理所致的松装密度的上升。为了得到本发明的硅石微粉末，优选使六甲基二硅氮烷等疏水化剂不是以液状进行喷雾，而是以气化的状态与硅石微粉末接触。通过在气化的状态下与硅石微粉末进行反应，能均匀地覆盖硅石微粉末表面，能在作为碳粉外添加剂进行使用时使保存性得以提高。另外，在使硅石微粉末与六甲基二硅氮烷等疏水化剂接触前，使得在硅石微粉末表面预先存在水分，从而硅醇基活性化，能使六甲基二硅氮烷等疏水化剂以高反应率与硅石微粉末表面结合，能在作为碳粉外添加剂使用时使带电性得以提高。优选在硅石微粉末表面存在水分时，也使水分以气化的状态与硅石微粉末接触。在接触水分后通过六甲基二硅氮烷等疏水化剂进行表面处理而得到的硅石微粉末低于期望的疏水化度的情况下，再次与水分接触后，直至成为期望的疏水化度为止，使通过六甲基二硅氮烷等疏水化剂进行表面处理的操作反复即可。为了得到本发明的硅石微粉末，优选地，1次表面处理中的水的添加量相对于每平方米(1m2)硅石微粉末，是0.5mg～1.5mg，六甲基二硅氮烷等疏水化剂的添加量相对于每平方米硅石微粉末，是0.8mg～2.5mg。通过以上述这些方法进行表面处理，能得到本发明的硅石微粉末。六甲基二硅氮烷等疏水化剂以及水相对于每平方米硅石微粉末的添加量通过如下步骤来获得：通过前述的BET法来测量硅石微粉末的比表面积(m2/g)，根据已使用的硅石微粉末的重量来求取硅石微粉末全体的表面积，并将六甲基二硅氮烷等疏水化剂以及水的1次的表面处理中的添加量除以该表面积，从而得到六甲基二硅氮烷等疏水化剂以及水相对于每平方米硅石微粉末的添加量。
本发明的硅石微粉末既可以通过六甲基二硅氮烷等疏水化剂单独处理，也可以通过将六甲基二硅氮烷与其他的表面处理剂进行结合来以2种类以上的表面处理剂进行处理。例如，为了赋予正带电性，在与氨基硅烷偶联剂并用的情况下，首先在对硅石微粉末进行氨基硅烷处理后，实施本发明的疏水化处理方法即可。在进行氨基硅烷处理时也使氨基硅烷偶联剂在气化的状态下进行接触的方法是优选的。
本发明的硅石微粉末对碳粉的配量，通常优选为，相对于碳粉100质量部分，硅石微粉末占0.3～5质量部分，进而优选占0.5～4质量部分。若配量过少，则对碳粉的附着量少以致于得不到足够的保存性提高效果，若配量过多，则存在硅石微粉末从碳粉表面脱离的风险。
在含有本发明的硅石微粉末的碳粉外添加剂的硅石粉末中并不限于单独使用本发明的硅石微粉末，例如还能同时使用流动性赋予效果高的200～500m2/g程度的超微粉末硅石。
作为将含有本发明的硅石微粉末的碳粉外添加剂进行添加的静电荷像显影用碳粉，能使用以粘合树脂和着色剂为主成分来构成的公知的碳粉。另外，可以根据需要来添加带电控制剂。
将含有本发明的硅石微粉末的碳粉外添加剂进行了添加后的静电荷像显影用碳粉能作为单成分显影剂使用，另外，可以将其与载体进行混合来作为双成分显影剂使用。在作为双成分显影剂使用的情况下，上述碳粉外添加剂可以不预先添加于碳粉粒子，而在碳粉与载体混合时添加来进行碳粉的表面覆盖。作为载体，使用铁粉等、或者在铁粉等的表面进行树脂涂敷后的公知的载体。
(实施例)
以下，关于本发明，通过实施例以及比较例来进一步详细说明。
实施例1～14比较例1～10
球状硅石微粉末是使用如下装置来制造的，该装置是在燃烧炉的顶部设置能形成内焰和外焰的双重管构造的LPG-氧混合型燃烧器、且在下部直接连结捕集系统线而构成的。在上述燃烧器的中心部进而设置浆料喷雾用的双流体喷嘴，从其中心部，以2～30L/Hr的进给量喷射了由金属硅粉末(平均粒径10.5μm)和水组成的浆料(金属硅浓度：10～70质量％)。从周围供给了氧。火焰的形成是在双层管燃烧器的出口设置数十个细孔并从中喷射LPG与氧的混合气体来进行的。从双流体喷嘴喷射且经过火焰而生成的球状硅石微粉末，被鼓风机在捕集线中进行空气输送，并通过袋式过滤器来进行了捕集。此外，球状硅石微粉末的比表面积的调整是通过浆料浓度、浆料进给量以及LPG量的调整来执行的。具体而言，在减小比表面积的情况下，通过使浆料浓度、浆料进给量以及LPG量增加来进行了调整。另一方面，在增大比表面积的情况下，通过使浆料浓度、浆料进给量以及LPG量下降来进行了调整。
将它们适当配合，得到了各种比表面积、松装密度的球状硅石微粉末。将得到的球状硅石微粉末500g设置于直径250mm的不锈钢制圆筒容器。在不锈钢制圆筒容器的外周设置有带状加热器，在下方入口安装有用于均匀供给气体的20μm的金属丝网，在上方出口安装有用于防止粉末向系统外飞散的滤布。首先，使带状加热器工作来将内部温度保持为135℃～150℃。其后，一边将由吸引鼓风机造成循环的氮气从容器下方入口以流量150NL/min送入来使球状硅石微粉末流动化，一边以使每平方米的球状硅石微粉末成为0.3mg～1.8mg的方式将水供给至容器下方来气化，并使该气化的水伴随循环氮气与球状硅石微粉末接触。在水接触5分钟后，将六甲基二硅氮烷(信越化学工业公司制造的“SZ-31”)以相对于每平方米的球状硅石微粉末1m2成为0.5mg～3.0mg的方式进行供给并气化，并使之伴随循环氮气与球状硅石微粉末接触。将水以及六甲基二硅氮烷到容器下方的供给量分别设为了2.0g/秒。在六甲基二硅氮烷接触10分钟后，回收了粉末。通过将该操作重复1次～5次，得到了疏水化球状硅石微粉末A～U。此外，疏水化球状硅石微粉末A～U当中，Q和U以外的疏水化球状硅石微粉末，是在1次的表面处理中的水的添加量相对于每平方米的球状硅石微粉末1m2为0.5mg～1.5mg、且六甲基二硅氮烷的添加量相对于每平方米的球状硅石微粉末为0.8mg～2.5mg的范围内进行了添加，而Q和U是在该范围外进行了添加。松装密度、含碳量以及疏水化度的调整是通过对水及六甲基二硅氮烷处理的重复次数以及这些处理每次的添加量进行调整来执行的。
另外，作为比较例，将上述不锈钢制圆筒容器设为常温，从容器上部将水进行液喷雾，在水喷雾5分钟后将六甲基二硅氮烷进行液喷雾，在流动10分钟后，回收粉末，从而得到了疏水化球状硅石微粉末V～X。将水以及六甲基二硅氮烷的液喷雾速度分别设为了2.0g/秒。
另外，通过将相对于每平方米球状硅石微粉末的水的喷雾量调整为0.6mg～1.2mg，且将相对于每平方米球状硅石微粉末的六甲基二硅氮烷的喷雾量调整为1.0mg～2.0mg，从而调整了松装密度、含碳量以及疏水化度。
所得到的疏水化球状硅石微粉末的比表面积、松装密度、含碳量、疏水化度、以及表面处理后的疏水化球状硅石微粉末的松装密度(A)与表面处理前的球状硅石微粉末的松装密度(B)的比值(A)/(B)如表1、表2所示。此外，所得到的疏水化球状硅石微粉末A～X的平均球形度均为0.85以上，含水率为0.05wt％以上且0.40wt％以下的范围。
为了评价疏水化球状硅石微粉末A～X的作为碳粉外添加剂的特性，依照以下的方法来测量了保存性、带电性。测量的结果如表1、表2所示。
(1)保存性
将疏水化球状硅石微粉末A～X 15g、以及把玻璃转移点62℃的聚酯树脂以喷射粉碎机粉碎调整为平均粒径7.5μm后的树脂粉485g投入亨舍尔混合机(三井三池化工机公司制造的“FM-10B型”)，以1000rpm混合了1分钟。将该混合物10g在硅胶杯中计量，在温度62℃的条件下静置3小时后，安静地转移至网眼大小为74μm的筛之上，并设置在粉末测试仪(细川密克朗公司制造的“PT-E型”)的振动台上。将筛的振幅设定为1.0mm，在振动30秒钟后，对筛上剩余的混合物的质量进行了测量。该值越小，表示碳粉的保存性越好。
(2)带电性
将疏水化球状硅石微粉末A～X 30g、以及平均粒子直径5μm的交联苯乙烯树脂粉(综研化学公司制造的商品名“SX-500H”)970g投入亨舍尔混合机(三井三池化工机公司制造的“FM-10B型”)，以1000rpm混合1分钟来制作了模拟碳粉。在将该模拟碳粉在温度25℃、相对湿度55％的条件下静置24小时后，通过以下的手法来测量了吹除(blow off)带电量。将模拟碳粉0.20g以及作为载体的负带电极性碳粉用标准载体(由日本图像学会颁布的“N-01”)3.80g投入100ml聚乙烯制容器，并关上容器的盖子，用手以上下方向持有容器，以约30cm的冲程且以2次/秒的速度来振动了200次。在振动3分钟后，使用该模拟碳粉与载体的混合物0.30g，通过吸引分离式带电量测量器(三协PIO-TECH公司制造的“Suction-typeTribo-charge Measuring System of Two-component Powder STC-1”)来测量了吹除带电量。设吸引时间为3分钟，吸引压力为4.0kPa，用在模拟碳粉与载体的分离中的筛网使用了网眼大小为32μm的金属丝网。该吹除带电量的负的值越大，则表示碳粉的带电性越好。
(表1)
Figure BDA0001171952960000111
(表2)
Figure BDA0001171952960000121
从实施例与比较例的对比可以明确，根据本发明，能提供保存性、带电性优良的碳粉外添加剂。另外，能提供适合向所述碳粉外添加剂添加的硅石微粉末。
工业实用性
本发明的硅石微粉末被用作在影印机或激光打印机等中使用的电子照片用碳粉的外添加剂。

Claims (11)

1.一种疏水化球状硅石微粉末，其特征在于，是通过使用气化的水及六甲基二硅氮烷对球状硅石微粉末进行表面处理而得到的疏水化球状硅石微粉末，所述疏水化球状硅石微粉末的比表面积为15m2/g以上且90m2/g以下，松装密度为0.09g/cm3以上且0.18g/cm3以下，含碳量为0.25wt％以上且0.90wt％以下，疏水化度为60％以上且75％以下。
2.根据权利要求1所述的疏水化球状硅石微粉末，其特征在于，
表面处理后的疏水化球状硅石微粉末的松装密度A与表面处理前的球状硅石微粉末的松装密度B的比值A/B为1.05以上且1.60以下。
3.根据权利要求1或2所述的疏水化球状硅石微粉末，其特征在于，球状硅石微粉末是使金属硅与氧进行反应而得到的球状硅石微粉末。
4.一种静电荷像显影用碳粉外添加剂，其特征在于，含有权利要求1至3中任一项所述的疏水化球状硅石微粉末。
5.一种硅石微粉末，其特征在于，是通过使用气化的水及六甲基二硅氮烷对硅石微粉末进行表面处理而得到的硅石微粉末，所述硅石微粉末的比表面积为15m2/g以上且90m2/g以下，松装密度为0.09g/cm3以上且0.18g/cm3以下，含碳量为0.25wt％以上且0.90wt％以下，疏水化度为60％以上且75％以下。
6.根据权利要求5所述的硅石微粉末，其特征在于，
平均球形度为0.80以上。
7.根据权利要求5或6所述的硅石微粉末，其特征在于，
在表面具有烷基。
8.根据权利要求5或6所述的硅石微粉末，其特征在于，
在表面具有三甲基硅基。
9.根据权利要求5或6所述的硅石微粉末，其特征在于，
含水率为0.03wt％以上且0.50wt％以下。
10.一种静电荷像显影用碳粉外添加剂，其特征在于，含有权利要求5至9中任一项所述的硅石微粉末。
11.一种静电荷像显影用碳粉，其特征在于，含有权利要求4或10所述的静电荷像显影用碳粉外添加剂。
CN201580030137.4A 2014-07-24 2015-07-24 硅石微粉末及其用途 Active CN106414329B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-151018 2014-07-24
JP2014151018 2014-07-24
PCT/JP2015/071159 WO2016013673A1 (ja) 2014-07-24 2015-07-24 シリカ微粉末及びその用途

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106414329A CN106414329A (zh) 2017-02-15
CN106414329B true CN106414329B (zh) 2020-03-03

Family

ID=55163195

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580030137.4A Active CN106414329B (zh) 2014-07-24 2015-07-24 硅石微粉末及其用途

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10259944B2 (zh)
JP (1) JP6577471B2 (zh)
CN (1) CN106414329B (zh)
WO (1) WO2016013673A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018004697A (ja) * 2016-06-27 2018-01-11 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 静電潜像現像用トナー

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1249474A1 (en) * 1999-12-08 2002-10-16 Nippon Aerosil Co., Ltd. Fine metal oxide powder having high dispersibility and toner composition comprising the same
CN1891626A (zh) * 2005-07-04 2007-01-10 日产化学工业株式会社 疏水性二氧化硅粉末的制造法
CN101743198A (zh) * 2007-08-01 2010-06-16 电气化学工业株式会社 二氧化硅粉末、其制造方法以及使用该二氧化硅粉末的组合物
CN102862991A (zh) * 2011-07-06 2013-01-09 富士施乐株式会社 二氧化硅颗粒、二氧化硅颗粒的制造方法和树脂颗粒
CN103732536A (zh) * 2011-07-29 2014-04-16 电气化学工业株式会社 球形硅石微粉末以及使用球形硅石微粉末的静电图像显影用调色剂外部添加剂

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2876898B2 (ja) 1992-06-15 1999-03-31 三菱化学株式会社 静電荷像現像用トナー
JP4077986B2 (ja) 1998-07-06 2008-04-23 キヤノン株式会社 トナー、画像形成方法及び装置ユニット
JP4321901B2 (ja) * 1999-03-19 2009-08-26 株式会社トクヤマ 疎水性シリカの製造方法
JP2002023414A (ja) 2001-05-17 2002-01-23 Seiko Epson Corp 接触転写装置
JP3957590B2 (ja) 2002-08-09 2007-08-15 電気化学工業株式会社 高分散、高疎水性球状シリカ微粉体の製造方法
US7811540B2 (en) * 2004-10-20 2010-10-12 Cabot Corporation Method of preparing hydrophobic silica directly from an aqueous colloidal silica dispersion
JP4578400B2 (ja) 2005-12-26 2010-11-10 株式会社トクヤマ 電子写真用トナー外添剤
JP2012008552A (ja) * 2010-05-26 2012-01-12 Mitsubishi Chemicals Corp 静電荷像現像用トナー

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1249474A1 (en) * 1999-12-08 2002-10-16 Nippon Aerosil Co., Ltd. Fine metal oxide powder having high dispersibility and toner composition comprising the same
CN1891626A (zh) * 2005-07-04 2007-01-10 日产化学工业株式会社 疏水性二氧化硅粉末的制造法
CN101743198A (zh) * 2007-08-01 2010-06-16 电气化学工业株式会社 二氧化硅粉末、其制造方法以及使用该二氧化硅粉末的组合物
CN102862991A (zh) * 2011-07-06 2013-01-09 富士施乐株式会社 二氧化硅颗粒、二氧化硅颗粒的制造方法和树脂颗粒
CN103732536A (zh) * 2011-07-29 2014-04-16 电气化学工业株式会社 球形硅石微粉末以及使用球形硅石微粉末的静电图像显影用调色剂外部添加剂

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016013673A1 (ja) 2016-01-28
US20170198147A1 (en) 2017-07-13
US10259944B2 (en) 2019-04-16
CN106414329A (zh) 2017-02-15
JP6577471B2 (ja) 2019-09-18
JPWO2016013673A1 (ja) 2017-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2853945B1 (en) Toner and two-component developer
JP6030059B2 (ja) 球状シリカ微粉末及び球状シリカ微粉末を用いた静電荷像現像用トナー外添剤
JP4758655B2 (ja) 表面処理シリカ微粒子
JP6445877B2 (ja) 超微粉シリカ粉末及びその用途
JP2006290712A (ja) 疎水性正帯電シリカ微粉末、その製造方法ならびにそれを外添剤として添加した静電潜像現像用トナー
JP5468463B2 (ja) 表面改質球状シリカ粉末及びその製造方法
CN106414329B (zh) 硅石微粉末及其用途
JP2013119565A (ja) 樹脂粒子及びその製造方法
KR102525865B1 (ko) 실리콘 오일 처리 실리카 입자, 및 전자사진용 토너
JP3983234B2 (ja) トナー外添材の製造方法
JP6772697B2 (ja) シリカ粒子およびシリカ粒子の製造方法
JP5871718B2 (ja) 親水性ゾルゲルシリカ粒子の表面処理方法及び疎水性ゾルゲルシリカ粉末の製造方法
JP3957590B2 (ja) 高分散、高疎水性球状シリカ微粉体の製造方法
JP6966189B2 (ja) 非晶質アルミノシリケート系トナー外添剤
TWI626216B (zh) Hydrophobized spherical vermiculite fine powder and use thereof
JP6328488B2 (ja) 球状シリカ微粉末及びその用途
JP6036448B2 (ja) 樹脂粒子及びその製造方法
JP2015000830A (ja) 球状シリカ組成物及びその用途
WO2016117344A1 (ja) シリコーンオイル処理シリカ粒子、及び電子写真用トナー
JP3367350B2 (ja) 疎水性金属酸化物粉体とその用途
CN117742104A (zh) 二氧化硅粒子、调色剂、显影剂、盒、成像装置及方法
JPH063866A (ja) 静電荷像現像用コートキャリアの製造法
CN117742103A (zh) 二氧化硅粒子、调色剂、显影剂、盒、成像装置及成像方法
JP2023164290A (ja) トナー

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant