DE19627011A1

DE19627011A1 - Magnetitpartikel und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE19627011A1
Application number: DE19627011A
Authority: DE
Inventors: Masachika Hashiuchi; Katsuhiko Yoshimaru; Tadashi Yamanishi
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 1995-07-04
Filing date: 1996-07-04
Publication date: 1997-01-23
Anticipated expiration: 2016-07-05
Also published as: JP3470929B2; US5733471A; JPH0922143A; DE19627011C2

Description

Hintergrund der Erfindung 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Magnetitpartikel und ein Verfahren zu deren Herstellung, und insbesondere betrifft sie Magnetitpartikel mit einer Koerzitivkraft von 40 bis 100 Oe mit oktaedrischer Partikelform oder mit einer Koerzitivkraft von 40 bis 80 Oe mit kubischer Partikelform, die eine schwarze Farbe aufweisen, und die besonders zur Verwendung als magnetisches Pulver für einen magnetischen Toner zum elektrostatischen Kopieren und als schwarzes Pigmentpulver für eine Farbe gebräuchlich sind, und sie betrifft ein Verfahren für die Herstellung derselben.

2. Beschreibung des Standes der Technik

In jüngerer Zeit sind Magnetitpartikel, die mittels Reaktionen in Lösung erhalten wurden, oft als magnetisches Tonermaterial für eine elektronische Kopiermaschine vom Trockentyp oder für einen Drucker oder dergleichen eingesetzt worden. Für einen magnetischen Toner sind allgemein verschiedene Arten von Entwicklungseigenschaften notwendig. Mit der Entwicklung der elektrofotographischen Technologie sind jedoch Kopiermaschinen oder Drucker, die die digitale Technologie verwenden, schnell entwickelt worden, und die oben genannten Anforderungen sind größer geworden. Das heißt, die Ausgabe von Graphiken, Fotographien und dergleichen, wie auch von herkömmlichen Buchstaben wird verlangt. Insbesondere auf dem Gebiet der Drucker ist ein Drucker erschienen, der die Fähigkeit zu 600 Punkten oder mehr pro Inch aufweist, so daß die latenten Bilder auf einem Fotorezeptor noch genauer geworden sind. Demgemäß besteht eine große Nachfrage an hoher Feinlinienreproduzierbarkeit bei der Entwicklung.

Jedoch offenbart die Japanische Patentanmeldung die im Blatt als Nr. Hei 3-1160 offengelegt wurde, daß die Toner für den Fall, daß die Koerzitivkraft des magnetischen Pulvers 100 Oe übersteigt, am Rand des Bildes verstreut werden, so daß es aus diesem Grunde schwierig ist, die Nachfrage nach einer höheren Reproduzierbarkeit eines Gitterpunktes oder einer feinen Linie zu befriedigen.

Magnetitpartikel, die mittels eines Naßverfahrens erhalten werden, bei dem eine herkömmliche vermischte wässerige Lösung aus einer wässerigen Lösung, die Eisen(II)ionen enthält, und aus einer wässerigen alkalischen Lösung unter besonderen Bedingungen oxidiert wird, haben hauptsächlich die Form eines Oktaeders, eines Würfels oder einer Kugel.

Jedoch weisen Magnetitpartikel, die das Kriterium einer Koerzitivkraft von 100 Oe oder weniger erfüllen, eine Form auf, die ähnlich einer Kugel ist, obwohl dies von deren Partikeldurchmesser abhängt. Es ist gut bekannt, daß Magnetitpartikel, die die Partikelform zum Beispiel eines Oktaeders aufweisen, eine spezifische Oberfläche von 5 m²/g oder mehr aufweisen und eine Koerzitivkraft von über 100 Oe. Auf der anderen Seite ist gut bekannt, daß Magnetitpartikel, die die besondere Form eines Würfels aufweisen, eine spezifische Oberfläche von 6 m²/g oder mehr und eine Koerzitivkraft von über 80 Oe aufweisen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, solche herkömmlichen Probleme zu lösen und Magnetitpartikel zur Verfügung zu stellen, die eine spezifische Oberfläche mit einem gewünschten Wert oder mehr aufweisen und die eine Koerzitivkraft von nicht mehr als 100 Oe bei oktaedrischer Partikelform und eine Koerzitivkraft von nicht mehr als 80 Oe bei kubischer Partikelform aufweisen; und eine weitere Aufgabe ist die Bereitstellung eines Verfahrens für die Herstellung der Magnetitpartikel.

Die betreffenden Erfinder haben versucht, das Gitter des Magnetitkristalls einer Spannung auszusetzten, indem sie Silizium in das Innere der oktaederförmigen Magnetitpartikel einbauten. Die B-H-Hysteresisschleife der Magnetitpartikel, die Silizium enthalten, ist kennzeichnend gekrümmt, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Es schien, daß die Krümmung dieser B-H- Hysteresisschleife auf einer magnetischen Anisotropie beruht, die in der Kristallgitterspannung begründet ist. Daher haben die genannten Erfinder herausgefunden, daß wenn die Relaxation der Gitterspannung durch Wärmebehandlung untersucht wird, die Koerzitivkraft der Partikel abnimmt.

Das bedeutet, daß die Magnetitpartikel gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet sind, daß sie die Partikelform eines Oktaeders, eine spezifische Oberfläche von 5 m²/g oder mehr, bestimmt nach dem BET-Verfahren, und eine Koerzitivkraft von 40 bis 100 Oe aufweisen, oder daß sie die Partikelform eines Würfels, eine spezifische Oberfläche von 6 m²/g oder mehr, bestimmt nach dem BET-Verfahren, und eine Koerzitivkraft von 40 bis 80 Oe aufweisen.

Die Magnetitpartikel gemäß der vorliegenden Erfindung weisen eine Oktaeder- oder Würfelform auf. Die Magnetitpartikel gemäß der vorliegenden Erfindung weisen insofern Vorteile auf, als daß die oktaederförmigen oder würfelförmigen Magnetitpartikel eine geringere scheinbare Dichte, eine höhere Ölabsorption und eine relativ enge Partikelgrößenverteilung, verglichen mit kugelförmigen Magnetitpartikeln, aufweisen. Darüber hinaus weisen die Magnetitpartikel gemäß der vorliegenden Erfindung eine Koerzitivkraft von 40 bis 100 Oe auf. Wenn die Koerzitivkraft 100 Oe übersteigt, wird der Toner am Rand eines Bildes zerstreut, wie dies oben beschrieben ist, und aus diesem Grund ist es schwierig, den Bedarf an höherer Reproduzierbarkeit eines Gitterpunktes oder einer feinen Linie zu befriedigen. Darüber hinaus ist es wesentlichen schwierig, Magnetitpartikel herzustellen, die eine Koerzitivkraft von weniger als 40 Oe aufweisen. Die spezifische Oberfläche von Magnetitpartikeln gemäß der vorliegenden Erfindung liegt vorzugsweise bei 5 bis 20 m²/g, wie nach dem BET-Verfahren bestimmt. Es wird bevorzugt, daß die Magnetitpartikel gemäß der vorliegenden Erfindung Silizium enthalten. Der Siliziumgehalt beträgt 0,1 bis 3,0 Gewichtsprozent, bezogen auf die Magnetitpartikel. Wenn der Siliziumgehalt von dem oben genannten Bereich abweicht, kann die Koerzitivkraft im oben genannten Bereich nicht erhalten werden.

Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung der Magnetitpartikel gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das Herstellungsverfahren für Magnetitpartikel gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
Vermischen einer wässerigen Lösung eines Eisen(II)salzes mit einer wässerigen Silicatlösung unter Erhalt einer vermischten Lösung,
weiteres Vermischen der so erhaltenen vermischten Lösung mit einer wässerigen alkalischen ,Lösung unter Erhalt einer Aufschlämmung von Eisen(II)hydroxid,
Oxidieren der so erhaltenen Eisen(II)hydroxid- Aufschlämmung unter Erhalt einer oxidierten Hydroxidaufschlämmung und Waschen derselben mit Wasser, Filtrieren, Trocknen und Vermahlen unter Erhalt von Magnetitpartikeln,
und Behandeln der so erhaltenen Magnetitpartikel in der Wärme, so daß der Gehalt an FeO innerhalb der Magnetitpartikel 18 Gewichtsprozent oder mehr beträgt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine wässerige Lösung, die ein Eisen(II)salz enthält, mit einer wässerigen Silicatlösung vermischt. Beispiele für eine wässerige Eisen(II)salzlösung sind eine Eisen(II)sulfatlösung, eine Eisen(II)chloridlösung oder dergleichen. Die Konzentration und die Menge der wässerigen Silicatlösung werden so eingestellt, daß Silizium zu 0,1 bis 3,0 Gewichtsprozent, bezogen auf die am Ende erhaltenen Magnetitpartikel, enthalten ist.

Danach wird die vermischte Lösung aus dieser Eisen(II)salzlösung und aus der wässerigen Silicatlösung mit einer wässerigen alkalischen Lösung vermischt, wobei eine Eisen(II)hydroxidaufschlämmung ausgebildet wird, und dann wird ein sauerstoffhaltiges Gas, vorzugsweise Luft, in die Aufschlämmung eingeleitet, wobei eine Oxidationsreaktion bei einer Temperatur von 60 bis 100°C, vorzugsweise 80 bis 90°C, durchgeführt wird.

Nachdem die Oxidationsreaktion abgeschlossen ist, werden die Schritte des Waschens, Filtrierens, Trocknens und Vermahlens durchgeführt, um Magnetitpartikel zu erhalten. Dieses Trocknungsverfahren bedeutet, daß die Feuchtigkeit innerhalb des Kuchens bei einer Temperatur unterhalb 100°C verdampft wird, und daß danach die Feuchtigkeit im Pulver aus den Magnetitpartikeln bei einer Temperatur von 100°C innerhalb einer Stunde 0,5% oder weniger erreicht.

Der mittlere Partikeldurchmesser einer jeden der so erhaltenen Magnetitpartikel beträgt vorzugsweise 0,05 bis 2,0 µm, vorzugsweise 0,1 bis 0,6 µm. Wenn der mittlere Partikeldurchmesser zu gering ist, neigen die Magnetitpartikel zum Zusammenballen, und die Widerstandsfähigkeit der Partikel gegenüber Umgebungseinflüssen ist verschlechtert. Darüber hinaus werden der Schwärzegrad als auch die Farbe verschlechtert. Darüber hinaus sind in einem solchen Fall die Magnetitpartikel superparamagnetisch, wodurch die Sättigungsmagnetisierung wie auch die Koerzitivkraft verringert sind. Für den Fall, daß der mittlere Partikeldurchmesser zu groß ist, treten die Magnetitpartikel, wenn sie als Dispersion in einem Toner verwendet werden, zu stark aus der Oberfläche des Toners hervor, oder es tritt eine Ablenkung der Partikel ein, was nicht wünschenswert ist. Mit anderen Worten, es wird die Koerzitivkraft der Magnetitpartikel groß, da die Magnetitpartikel bei einem Partikeldurchmesser von ungefähr 0,18 µm oder weniger eine Struktur mit einer einzelnen magnetischen Domäne aufweisen. Wenn jedoch die Magnetitpartikel einen kleineren mittleren Partikeldurchmesser als den oben genannten aufweisen, steigt die Anzahl der Magnetitpartikel, die Superparamagnetismus aufweisen. (T. Takada, DENKI KAGAKU (Japan), Band 37, S. 330 (1969).

Danach werden diese Magnetitpartikel bei der vorliegenden Erfindung einer Wärmebehandlung unterzogen. Als Atmosphäre für die Wärmebehandlung kann jedwede oxidierende Atmosphäre, wie etwa Luft oder dergleichen, und eine inerte Atmosphäre, wie etwa Stickstoff oder dergleichen verwendet werden. Obwohl verschiedene Wärmebehandlungstemperaturen in Übereinstimmung mit der Magnetitpartikelgröße oder der Behandlungszeit verwendet werden, kann darüber hinaus, wenn die Wärmebehandlung in einer oxidierenden Atmosphäre durchgeführt wird, die Heiztemperatur so eingestellt werden, daß das FeO innerhalb der Magnetitpartikel, die erhalten werden sollen, 18 Gewichtsprozent oder mehr ausmacht. In jedem Fall dauert die Wärmebehandlung lange an, wenn sie bei einer niedrigen Temperatur durchgeführt wird, und auf der anderen Seite ist die Wärmebehandlungszeit kurz, wenn die Wärmebehandlung bei einer hohen Temperatur durchgeführt wird. Da jedoch die Kurzzeitbehandlung bei hoher Temperatur in industriellem Maßstab schwierig ist, ist es vorzuziehen, daß die Wärmebehandlungstemperatur der Magnetitpartikel 100 bis 300°C beträgt. Wenn auf der anderen Seite die Wärmebehandlung in einer inerten Atmosphäre durchgeführt wird, kann das Wärmebehandlungsverfahren so gewählt sein, daß die Wärmebehandlung einen geeigneten Zeitraum lang unter der Sintertemperatur dem Magnetitpartikel durchgeführt wird. Die Koerzitivkraft der Magnetitpartikel wird durch diese Wärmebehandlung um 10% oder mehr, verglichen mit der Koerzitivkraft trockener, nicht wärmebehandelter Magnetitpartikel, weiter erniedrigt. Es ist notwendig, der Verschlechterung des Schwärzegrades bei der Wärmebehandlung der Magnetitpartikel vorzubeugen, indem die Temperatur und die Zeit so eingestellt werden, daß das FeO innerhalb der Magnetitpartikel 18% oder mehr ausmacht.

Es ist allgemein anerkannt, daß wenn die Magnetitpartikel stufenweise oxidiert werden, dann die Fe²⁺-Ionen innerhalb der Fe₃O₄-Partikel oxidiert werden, so daß die Farbe der Magnetitpartikel stufenweise von schwarz nach braun wechselt, mit dem Ergebnis, daß deren Koerzitivkraft bei der ungefähren Zusammensetzung von FeO = 10% ansteigt. Dieses Phänomen wird durch die Tatsache erklärt, daß ein Teil der Fe₃O₄-Partikel in einen intermediären γ-Fe₂O₃-Oxidfilm überführt wird.

Die genannten Erfinder nehmen an, daß, da die Koerzitivkraft der Magnetitpartikel unabhängig von einer oxidierenden oder inerten Atmosphäre bei der Wärmebehandlung verringert wurde, die Abnahme von deren Koerzitivkraft auf der Wärmerelaxation der Gitterspannung beruht. Darüber hinaus neigte die B-H-Hysteresisschleife der wärmebehandelten Magnetitpartikel dazu, in der Krümmung der Schleife kleiner zu werden.

Wenn darüber hinaus die Wärmebehandlung gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurde, neigten die Sättigungsmagnetisierung (δs), und die verbleibende Magnetisierung (δr) zum Ansteigen, insbesondere in äußeren magnetischen Feldern von 1 kOe. Es scheint, daß dies darauf beruht, daß die magnetische Anisotropie, die hauptsächlich auf der Gitterspannung beruht, verbessert wird, wodurch die magnetische Permeabilität durch die Wärmebehandlung verstärkt wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist eine Darstellung, die eine Hysteresisschleife der Magnetitpartikel A zeigt, wie sie in Beispiel 1 beschrieben sind.

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG

Die Erfindung wird nun konkret unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben.

Beispiel 1

Wie in Tabelle 1 gezeigt, wurden 50 l einer wässerigen Eisen(II)sulfatlösung, die 2,0 mol/l Fe²+ enthielt, mit 20 l einer wässerigen Natriumsilicatlösung (Nr. 3) vermischt, die 0,192 mol/l Si⁴⁺ enthielt. Danach wurde die erhaltene Mischung mit 43 l einer wässerigen Natriumhydroxidlösung von 5,0 mol/l vermischt, wobei die beiden gerührt wurden, und Luft wurde mit 65 l/min in die Mischung eingeleitet, während die Temperatur bei 90°C gehalten wurde, und die Reaktion wurde vollständig ablaufen lassen. Die so erhaltenen Partikel wurden wie üblich gewaschen, filtriert, getrocknet und vermahlen, wobei man die Magnetitpartikel A erhielt.

Im Hinblick auf die erhaltenen Partikel A wurden die spezifische Oberfläche, der Gewichtsprozentsatz an FeO innerhalb der Partikel, die magnetischen Eigenschaften und die Partikelform nach den folgenden Verfahren beurteilt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.

Die magnetische Hysteresisschleife (bei externen magnetischen Feldern von 1 kOe und 10 kOe) der magnetischen Partikel A ist in Fig. 1 gezeigt.

(1) Spezifische Oberfläche

Es wurde ein BET-Meter des Typs 2200 von Shimazu- Micromerytics verwendet.

(2) Magnetische Eigenschaften

Es wurde ein Vibrationsproben-Magnetometer des Typs VSM-P7 von Toei kogyo verwendet.

(3) FeO

Es wurde das Redoxtitrationsverfahren unter Verwendung von Kaliumpermanganatstandardlösung verwendet.

(4) Partikelform

Sie wurde unter Verwendung eines Scanning Elektronenmikroskops (SEM) direkt beobachtet.

Darüber hinaus wurden die Magnetitpartikel A bei 150°C an der Luft 0,5 Stunden lang erhitzt, wie dies in Tabelle 3 gezeigt ist.

Von den erhaltenen Magnetitpartikeln A wurden die spezifische Oberfläche, der Gewichtsprozentsatz an FeO innerhalb der Partikel, die magnetischen Eigenschaften und deren Partikelform nach den gleichen Verfahren, wie oben angegeben, beurteilt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.

Beispiele 2 bis 8

Die Magnetitpartikel A, die in Beispiel 1 erhalten worden waren, wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 behandelt, unter Veränderung der Bedingungen für die Wärmebehandlung, wie etwa der Atmosphäre und der Zeit, wie aus Tabelle 3 hervorgeht.

Von den erhaltenen Magnetitpartikeln wurden die spezifische Oberfläche, der Gewichtsprozentsatz an FeO innerhalb der Partikel, die magnetischen Eigenschaften und deren Partikelform nach den gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 beurteilt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.

Beispiel 9

Wie in Tabelle 1 gezeigt, wurde die gleiche Behandlung wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer daß die Konzentration der wässerigen Natriumsilicatlösung und die Menge der wässerigen Natriumhydroxidlösung geändert wurden, wodurch die Magnetitpartikel B erhalten wurden. Von den erhaltenen Partikeln B wurden die spezifische Oberfläche, der Gewichtsprozentsatz an FeO innerhalb der Partikel, die magnetischen Eigenschaften und deren Partikelform nach den gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 beurteilt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.

Darüber hinaus wurden die Magnetitpartikel B bei 150°C an der Luft 0,5 Stunden lang erhitzt, wie dies in Tabelle 3 gezeigt ist. Von den erhaltenen Magnetitpartikeln wurden die spezifische Oberfläche, der Gewichtsprozentsatz an FeO innerhalb der Partikel, die magnetischen Eigenschaften und deren Partikelform nach den gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 beurteilt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.

Beispiele 10 bis 14

Die Magnetitpartikel B, die in Beispiel 9 erhalten worden waren, wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 9 behandelt, indem die Bedingungen für die Wärmebehandung, wie etwa die Atmosphäre und die Zeit geändert wurden, wie dies in Tabelle 3 gezeigt ist.

Von den erhaltenen Magnetitpartikeln wurden die spezifische Oberfläche, der Gewichtsprozentsatz an FeO innerhalb der Partikel, die magnetischen Eigenschaften, und deren Partikelform nach den gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 beurteilt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.

Beispiel 15

Wie in Tabelle 1 gezeigt, wurde die gleiche Behandlung wie im Beispiel 1 durchgeführt, außer daß die Konzentration der wässerigen Natriumsilicatlösung und die Menge der Natriumhydroxidlösung geändert wurden, wodurch die Magnetitpartikel C erhalten wurden. Von den erhaltenen Partikeln C wurden die spezifische Oberfläche, der Gewichtsprozentsatz an FeO innerhalb der Partikel, die magnetischen Eigenschaften und deren Partikelform nach den gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 beurteilt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.

Darüber hinaus wurden die Magnetitpartikel C an der Luft bei 150°C 0,5 Stunden lang erhitzt, wie dies in Tabelle 3 gezeigt ist. Von den erhaltenen Magnetitpartikeln wurden die spezifische Oberfläche, der Gewichtsprozentsatz an FeO innerhalb der Partikel, die magnetischen Eigenschaften, und deren Partikelform nach den gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 beurteilt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.

Beispiele 16 bis 18

Die Magnetitpartikel C, die im Beispiel 15 erhalten worden waren, wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel 15 behandelt, wobei die Bedingungen der Wärmebehandlung, wie etwa die Atmosphäre und die Zeit geändert wurden, wie dies in Tabelle 3 gezeigt ist. Von den erhaltenen Magnetitpartikeln wurden die spezifische Oberfläche, der Gewichtsprozentsatz an FeO innerhalb der Partikel, die magnetischen Eigenschaften und deren Partikelform nach den gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 beurteilt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt.

Beispiel 19

Wie in Tabelle 1 gezeigt, wurde die gleiche Behandlung wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer daß die Konzentration der wässerigen Natriumsilicatlösung und die Menge der wässerigen Natriumhydroxidlösung geändert wurden, wodurch die Magnetitpartikel D erhalten wurden.

Von den erhaltenen Magnetitpartikeln D wurden die spezifische Oberfläche, der Gewichtsprozentsatz an FeO innerhalb der Partikel, die magnetischen Eigenschaften und deren Partikelform nach den gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 beurteilt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.

Darüber hinaus wurden die Magnetitpartikel D an der Luft bei 150°C 0,5 Stunden lang erhitzt, wie dies in Tabelle 3 gezeigt ist. Von den erhaltenen Magnetitpartikeln wurden die spezifische Oberfläche, der Gewichtsprozentsatz an FeO innerhalb der Partikel, die magnetischen Eigenschaften und deren Partikelform nach den gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 beurteilt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt.

Beispiele 20 bis 22

Die Magnetitpartikel D, die in Beispiel 19 erhalten worden waren, wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 19 unter Änderung der Bedingungen für die Wärmebehandlung, wie etwa der Atmosphäre und der Zeit, behandelt, wie dies in Tabelle 3 gezeigt ist.

Von den erhaltenen Magnetitpartikeln wurden die spezifische Oberfläche, der Gewichtsprozentsatz an FeO innerhalb der Partikel, die magnetischen Eigenschaften und deren Partikelform nach den gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 beurteilt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt.

Beispiel 23

Wie in Tabelle 1 gezeigt, wurde die gleiche Behandlung wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer daß die Konzentration der wässerigen Natriumsilicatlösung und die Menge der wässerigen Natriumhydroxidlösung geändert wurden, wodurch die Magnetitpartikel E erhalten wurden.

Von den erhaltenen Partikeln E wurden die spezifische Oberfläche, der Gewichtsprozentsatz an FeO innerhalb der Partikel, die magnetischen Eigenschaften und deren Partikelform nach den gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 beurteilt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.

Darüber hinaus wurden die Magnetitpartikel E bei 150°C 0,5 Stunden an der Luft erhitzt, wie dies in Tabelle 3 gezeigt ist. Von den erhaltenen Magnetitpartikeln wurden die spezifische Oberfläche, der Gewichtsprozentsatz an FeO innerhalb der Partikel, die magnetischen Eigenschaften und deren" Partikelform nach den gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 beurteilt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt.

Beispiele 24 bis 26

Die Magnetitpartikel E, die in Beispiel 23 erhalten worden waren, wurden auf die gleiche Weise wie ins Beispiel 23 behandelt, wobei die Bedingungen der Wärmebehandlung, wie etwa die Atmosphäre und die Zeit, wie in Tabelle 3 gezeigt geändert wurden.

Vergleichsbeispiel 1

Wie in Tabelle 1 gezeigt, wurde die gleiche Behandlung wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer daß die wässerige Natriumsilicatlösung nicht zugesetzt wurde, und daß die Menge an wässeriger Natriumhydroxidlösung geändert wurde, wodurch die Magnetitpartikel F erhalten wurden. Von den erhaltenen Magnetitpartikeln F wurden die spezifische Oberfläche, der Gewichtsprozentsatz an FeO innerhalb der Partikel, die magnetischen Eigenschaften und deren Partikelform nach den gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 beurteilt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.

Darüber hinaus wurden die Magnetitpartikel F bei 150°C an der Luft 0,5 Stunden lang erhitzt, wie dies in Tabelle 3 gezeigt ist. Von den erhaltenen Magnetitpartikeln wurden die spezifische Oberfläche, der Gewichtsprozentsatz an FeO innerhalb der Partikel, die magnetischen Eigenschaften und deren Partikelform nach den gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 beurteilt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt.

Vergleichsbeispiele 2 bis 4

Die Magnetitpartikel F, die im Vergleichsbeispiel 1 erhalten worden waren, wurden auf die gleiche Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 behandelt, wobei die Bedingungen der Wärmebehandlung, wie etwa die Atmosphäre und die Zeit, wie in Tabelle 3 gezeigt, geändert wurden.

Von den erhaltenen Magnetitpartikeln wurden die spezifische Oberfläche, der Gewichtsprozentsatz an FeO innerhalb der Partikel, die magnetischen Eigenschaften und deren Partikelform nach den gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 beurteilt. Sie erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt.

Wie aus diesen Ergebnissen ersichtlich ist, waren die Koerzitivkräfte aller Magnetitpartikel, die Silizium darin enthielten, bei denen die Gitter der Magnetitpartikel einer Spannung ausgesetzt sind, vermindert. Auf der anderen Seite waren die Koerzitivkräfte siliziumfreier Magnetitpartikel fast unverändert, oder aber sie waren leicht erhöht. Darüber hinaus sind die folgenden Tendenzen festgestellt worden: Und zwar kann die Oberflächenoxidation der Magnetitpartikel verhindert werden, indem diese in Stickstoffgas erhitzt werden, eine Verminderung der Sättigungsmagnetisierung kann verhindert werden, und darüber hinaus werden die Sättigungsmagnetisierung und die verbleibende Magnetisierung bei einem externen magnetischen Feld von 1 kOe erhöht.

Wie oben beschrieben, weisen die Magnetitpartikel gemäß der vorliegenden Erfindung, die erhalten werden, indem eine wässerige Natriumsilicatlösung zugesetzt wird, und indem eine Wärmebehandlung durchgeführt wird, eine Koerzitivkraft von 40 bis 100 Oe bei oktaedrischer Partikelform auf, und eine Koerzitivkraft von 40 bis 80 Oe bei kubischer Partikelform, und sie haben eine spezifische Oberfläche von 5 bis 20 m²/g, wie nach dem BET-Verfahren bestimmt. Demgemäß weisen die Magnetitpartikel gemäß der vorliegenden Erfindung derartige Merkmale auf, daß sie leicht in Tonern dispergierbar sind, und daß deren Feinlinienreproduzierbarkeit erhöht ist, mit dem Ergebnis, daß sie vorzugsweise für besondere magnetische Toner für das elektrostatische Kopieren verwendet werden.

Die vorliegende Erfindung kann in anderen spezifischen Formen ausgeführt werden, ohne daß dadurch der Geist oder die wesentlichen Merkmale der Erfindung verloren gehen. Die vorliegende Ausführungsform ist daher unter allen Gesichtspunkten als veranschaulichend und nicht als einschränkend zu sehen, da der Schutzumfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche angegeben wird, und nicht durch die vorangegangene Beschreibung; und alle Abwandlungen, die unter die Aussage und den Äquivalenzbereich der Ansprüche fallen, gelten daher als von diesen umfaßt.

Claims

1. Magnetitpartikel mit oktaedrischer Partikelform, einer spezifischen Oberfläche von 5 m²/g oder mehr, wie nach dem BET- Verfahren ermittelt, und einer Koerzitivkraft von 40 bis 100 Oe.

2. Magnetitpartikel mit kubischer Partikelform, einer spezifischen Oberfläche von 6 m²/g oder mehr, wie nach dem BET- Verfahren bestimmt, und einer Koerzitivkraft von 40 bis 80 Oe.

3. Magnetitpartikel nach Anspruch 1 oder 2, bei denen der Siliziumgehalt 0,1 bis 3 Gewichtsprozent, bezogen auf die Magnetitpartikel, beträgt.

4. Verfahren zur Herstellung von Magnetitpartikeln, das folgende Schritte umfaßt:
Vermischen einer wässerigen Lösung eines Eisen(II)salzes mit einer wässerigen Silicatlösung unter Erhalt einer vermischten Lösung,
weiteres Vermischen der so erhaltenen vermischten Lösung mit einer wässerigen alkalischen Lösung unter Erhalt einer Aufschlämmung von Eisen(II)hydroxid,
Oxidieren der so erhaltenen Eisen(II)hydroxid aufschlämmung unter Erhalt einer oxidierten Hydroxidaufschlämmung und Waschen derselben mit Wasser, Filtrieren, Trocknen und Vermahlen unter Erhalt von Magnetitpartikeln,
und Behandeln der so erhaltenen Magnetitpartikel in der Wärme, so daß der Gehalt an FeO innerhalb der Magnetitpartikel 18 Gewichtsprozent oder mehr beträgt.

5. Herstellungsverfahren für Magnetitpartikel nach Anspruch 4, wobei die Atmosphäre für die Wärmebehandlung eine oxidierende oder eine inerte ist.