JP2001072423A

JP2001072423A - 酸化鉄粒子及びその製造方法

Info

Publication number: JP2001072423A
Application number: JP24673399A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Miyazono; 武志宮園; Hiroyuki Watanabe; 広幸渡辺
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 1999-08-31
Filing date: 1999-08-31
Publication date: 2001-03-21
Anticipated expiration: 2019-08-31
Also published as: JP3767784B2

Abstract

(57)【要約】【課題】流動性、分散性、ハンドリング性、環境変化
に対する吸湿安定性等に優れ、抵抗を任意に調整でき、
かつ磁性体含有の樹脂粉の流動性をも改良した酸化鉄粒
子及びその製造方法を提供する。【解決手段】ＡｌとＦｅの複合酸化鉄層にて被覆した
後、Ｓｉ成分にて被覆したことを特徴とする酸化鉄粒
子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は酸化鉄粒子及びその
製造方法に関し、詳しくはＡｌとＦｅの複合酸化鉄層に
てその表面を被覆し、さらにその上にＳｉ成分による被
覆層を有することにより、流動性、分散性、ハンドリン
グ性、耐環境性等の諸特性をバランスよく向上させた、
特に静電複写磁性トナー用材料粉、静電潜像現像用キャ
リア用材料粉、塗料用黒色顔料粉等の用途に主に用いら
れる酸化鉄粒子及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】最近、
電子複写機、プリンター等の磁性トナー用材料として、
水溶液反応によるマグネタイト粒子が広く利用されてい
る。磁性トナーとしては各種の一般的現像特性が要求さ
れるが、近年、電子写真技術の発達により、特にデジタ
ル技術を用いた複写機、プリンターが急速に発達し、要
求特性がより高度なものになってきた。

【０００３】すなわち、従来の文字以外にもグラフィッ
クや写真等の出力も要求されており、複写機、プリンタ
ーの中には１インチ当たり１２００ドット以上の能力の
ものも現れ、感光体上の潜像はより緻密になってきてい
る。そのため、現像での細線再現性の高さ、各環境下で
も問題なく使用できること等が強く要求されている。

【０００４】例えば特開平５−７１８０１号公報には磁
性トナーについて開示され、磁性粉として抵抗が高く、
流動性の良いものが望まれるとされている。また、特開
平８−１０１５２９号公報には磁性トナーについて開示
され、流動性の良いもの、抵抗の高くないものが望まれ
るとされている。それは、低湿下におけるトナーの帯電
過剰を防止するためである。また、低湿下におけるカブ
リを防止するために残留磁化や保磁力の高めのものを使
用している。特開平７−２３９５７１号公報において
も、上記同様に磁性粉の耐環境性、特に高温高湿下にお
ける問題点があることを指摘している。さらに、特開平
３−１１６０号公報の磁性トナーについて開示されてい
る記載において、多様な環境下において満足させるに
は、高抵抗化や低吸湿が必要となる旨が記載されてい
る。

【０００５】特開平８−６３０３号公報の樹脂被覆キャ
リアについて開示されている記載において、キャリアコ
アに求められるものは抵抗に関しては１０¹⁰〜１０¹²Ω
・ｃｍであると記載されている。つまり、キャリアコア
として使用される磁性粉の抵抗値が高いことが要求され
ている。特開平８−７６５１９号公報の樹脂被覆キャリ
アについて開示においては、混練機にて総量の約９０重
量％前後のマグネタイト粒子を使用して樹脂被覆キャリ
アが製造されることが示されている。つまり非常に分散
しやすい磁性粉が必要であることが伺える。

【０００６】つまり、これらの要求を満足させるために
は、通常磁性粉に要求される特性のみならず、流動性、
ハンドリング性、分散性、耐環境性に優れ、抵抗が任意
に調整できる磁性粉を提供する必要があり、例えば次の
ような提案がなされている。

【０００７】先ず、特開平５−２８６７２３号公報に
は、多面体マグネタイトを生成させた後、Ｓｉ、Ａｌ化
合物と塩化第二鉄の共沈による表面処理したマグネタイ
ト粒子について開示されている。これにより、耐熱性が
改善されるものの剥離の可能性があり、環境変化に対す
る吸湿安定性、ハンドリング性において不充分である。
次に、特開平７−１１０５９８号公報には、粒子内部に
Ｓｉを含有させ、その表面にシリカやアルミの共沈物で
処理したマグネタイト粒子について開示されている。こ
れにより、繰り返し測定の時に帯電安定性に優れたマグ
ネタイト粒子が得られるものの、環境変化に対する吸湿
安定性、流動性、ハンドリング性、抵抗制御については
不充分である。また、特開平７−２４０３０６号公報に
は、粒子内部にＳｉを含有させ、その表面にシリカやア
ルミナの共沈物で処理し、さらに非磁性粒子を固着させ
たマグネタイト粒子について開示されている。これによ
り、繰り返し測定の時に帯電安定性に優れ、流動性、初
期分散性に優れているものの、非磁性粒子を固着させる
ためにはコストがかかる上、剥離の可能性、均一かつ完
全な表面処理は困難である上に、環境変化に対する吸湿
安定性に対し不充分であり、黒色度の低下を招くことに
なる。

【０００８】ここでいう環境変化に対する吸湿安定性と
は、一般に酸化鉄粒子の比表面積が大きいと空気と接触
する面積が大きく吸湿率は比例して大きくなる。よっ
て、同じ面積当たりに吸湿する量が低温低湿、高温高湿
において変化が少ないもののことをいう。

【０００９】特開平８−１３３７４５号公報には、下層
にＺｎ_x Ｆｅ_2+y Ｏ _z、上層にＳｉ、Ａｌ、Ｔｉの共
沈物で表面処理されたマグネタイト粒子について開示さ
れている。これにより、耐熱性と着色力に優れ、帯電量
が制御されるものの、流動性、ハンドリング性、環境変
化に対する吸湿安定性、抵抗制御に対し不充分である。

【００１０】特開平１０−１８２１６３号公報には、ケ
イ素を含んだ金平糖状のマグネタイト粒子の表面にＡｌ
を被着させたマグネタイト粒子について開示されてい
る。これにより、トナー粒子からの脱落がなく、流動性
に優れたマグネタイト粒子が得られるものの、トナー粒
子から露出した粒子の凹凸により、ドラムの表面に傷を
つけ寿命を短くする恐れがあり、また環境変化に対する
吸湿安定性において不充分である。

【００１１】つまり、従来の技術においては、通常磁性
粉に要求される特性はもとより、流動性、分散性、ハン
ドリング性、耐環境性に優れ、用途に応じた抵抗の調整
可能な酸化鉄粒子、特にマグネタイト粒子は未だ提供さ
れていない。

【００１２】また、酸化鉄粒子の流動性ばかりでなく、
磁性トナーや現像用キャリア、塗料用黒色顔料粉製造に
おいては、磁性体含有の樹脂粉の流動性もまた重要であ
る。

【００１３】以上のことから、本発明の目的は、流動
性、分散性、ハンドリング性、環境変化に対する吸湿安
定性等に優れ、抵抗を任意に調整でき、かつ磁性体含有
の樹脂粉の流動性をも改良した酸化鉄粒子及びその製造
方法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は検討の結
果、酸化鉄粒子の表面を、ＡｌとＦｅの複合酸化物層に
て被覆した後に、Ｓｉ成分を被覆することにより上記目
的が達成し得ることを知見した。

【００１５】本発明は、上記知見に基づきなされたもの
で、ＡｌとＦｅの複合酸化鉄層にて被覆された後に、Ｓ
ｉ成分が被覆されていることを特徴とする酸化鉄粒子を
提供するものである。

【００１６】また、本発明の酸化鉄粒子の好ましい製造
方法として、本発明は、湿式法にて生成した酸化鉄粒子
を含むスラリーに、水可溶性アルミニウム塩と第一鉄塩
とアルカリの水溶液を添加混合し、ｐＨ５〜１２、６０
〜９８℃にて酸化し、該酸化鉄粒子をＡｌとＦｅの複合
酸化鉄層で被覆し、さらに該被覆酸化鉄粒子を含むスラ
リーに水可溶性Ｓｉ成分を添加し、ｐＨ５〜９にてＳｉ
成分を被覆することを特徴とする酸化鉄粒子の製造方法
を提供するものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。本発明でいう酸化鉄粒子とは、好ましくはマグネ
タイトを主成分とするものであり、ケイ素、アルミニウ
ム等の各種の有効元素を含有するものも包含される。以
下の説明では、酸化鉄粒子としてその代表的なものであ
るマグネタイト粒子について説明する。また、酸化鉄粒
子又はマグネタイト粒子という時には、その内容によっ
て個々の粒子又はその集合のいずれも意味する。

【００１８】本発明のマグネタイト粒子は、ＡｌとＦｅ
の複合酸化鉄層にて被覆してなるものである。芯材（コ
ア材）となるマグネタイトコア粒子は、通常は湿式法で
製造されるものであるが、乾式法で製造されたものでも
よい。また、このマグネタイトコア粒子中には、上記の
ように、ケイ素、アルミニウム等の各種の有効元素を含
有していてもよい。

【００１９】公知技術としては、マグネタイト粒子中に
アルミニウムを含有させることによって、黒色度を上
げ、かつ磁化値を小さくさせることが特開平７−１０１
７３１号公報や特開平７−２７７７３８号公報に記載さ
れているが、このものは表面にアルミニウムと鉄の複合
酸化物層を形成するものではない。

【００２０】また、マグネタイトコア粒子の表面に、Ａ
ｌの中和処理を行ったものでは、そのＡｌ自体に吸湿性
がある上に、流動性、抵抗、ハンドリング等の諸特性が
得られない。また、マグネタイトコア粒子の表面をＦｅ
成分のみで中和及び酸化することは表面を何ら被覆しな
いマグネタイト粒子そのものを製造するに過ぎず、要求
される諸特性が得られない。

【００２１】複合酸化鉄層中のＡｌ成分は、マグネタイ
ト粒子全体に対してＡｌに換算して０. ０５〜２重量％
含有されることが望ましい。Ａｌの含有量が０. ０５重
量％未満の場合には目的とする効果が少なく、２重量％
を超えるとマグネタイト粒子に通常要求される磁気特性
の低下を招く。飽和磁化（測定磁場１０ｋＯｅ）は７０
ｅｍｕ／ｇ以上が好ましく、さらには７５ｅｍｕ／ｇ以
上が好ましい。複合酸化鉄層を形成するＡｌとＦｅのモ
ル比は、好ましくはＡｌ：Ｆｅ＝１: １００〜１００:
１、さらに好ましくは５：１００〜７５：２５である。

【００２２】さらに、本発明においてはＡｌとＦｅの複
合酸化鉄層にて被覆された後に、Ｓｉ成分を被覆するこ
とによって、更なる粉体の流動性や分散性の向上が達成
できる。Ｓｉ成分の被覆量としては、望ましくは酸化鉄
粒子全体に対してＳｉに換算して０．０５〜０．５重量
％である。好ましくはこの値の範囲が、０．０５〜０．
４重量％、さらに好ましくは０．１〜０．３重量％であ
る。Ｓｉ成分が酸化鉄重量全体に対してＳｉに換算して
０．０５重量％未満の場合、Ｓｉ成分による樹脂との混
練物粉末の流動性の改善効果が得られにくく、また０．
５重量％を超える場合には、流動性においての効果は見
られるものの、Ｓｉ成分が粒子表面に過多となり、前述
の環境依存性が高くなってしまうので好ましくない。ま
た、粒子表面へのＳｉ中和処理のみでは、酸化鉄粒子粉
末の流動性やハンドリング性等の諸特性の改善は得られ
ないが、本発明ではＡｌとＦｅによる複合酸化鉄被覆に
よる酸化鉄粒子の改善効果を付与した上に、さらにＳｉ
成分を被覆することにより、樹脂との混練物粉末におい
ての粉体特性の向上も達成することができた。

【００２３】この複合酸化鉄層にはヘルシナイトを含有
することが望ましい。ヘルシナイトを含有することによ
りマグネタイト粒子の色味が黒味を帯びる。その作用は
不明であるが、本発明者等がＡｌとＦｅについて種々検
討した際に、Ｆｅのみで製造したマグネタイト粒子に対
し、ＡｌとＦｅで製造したマグネタイト粒子の色が黒い
ことを発見した。条件は、第一鉄塩の水溶液（Ｆｅ濃
度；０．２８ｍｏｌ／ｌを１０リットル）、水可溶性ア
ルミニウム塩の水溶液（Ａｌ：Ｆｅのモル比＝１５：１
００）とアルカリ溶液を混合し、ｐＨ１２、総液量２０
リットルとし、８０℃で１００リットル／ｍｉｎのエア
ーで反応し、反応終了後、常法の濾過、洗浄、乾燥して
サンプルを得た。その時のＸ線分析結果を図１に示す。
図１に示されるように通常のマグネタイトでは得られな
いヘルシナイトのピークが見られる。つまり、表面層の
改質にＡｌとＦｅの複合酸化鉄を使用することにより、
表面改質時に黒みを劣化させることなく、さらに黒みを
付与しているのではないかと推測される。

【００２４】本発明のマグネタイト粒子は、該粒子と熱
可塑性樹脂との混練物を粉砕し、平均粒子径が７〜２０
μｍになるように微粉砕及び分級処理を行った粉体の凝
集度が５０以下であることが望ましく、より好ましい値
は４５以下である。マグネタイト粒子は静電複写磁性ト
ナー用材料粉、静電潜像現像用キャリア用材料粉、塗料
用黒色顔料粉等の用途に主に用いられるため、このよう
な熱可塑性樹脂との混練物を微粉砕及び分級処理を行っ
た粉体に高い流動性が求められていることは、従来技術
にも述べたが、本発明によるマグネタイト粒子を使用し
た上記粉体は、凝集度が低く、このような用途としてよ
り好ましい材料粉である。

【００２５】本発明のマグネタイト粒子は、１０℃、２
０％ＲＨと３５℃、８５％ＲＨの各環境下で曝露された
後の各吸湿率と比表面積とが下記（１）式を満足するこ
とが望ましい。マシンあるいはトナーが使用される環境
は様々であり、低温低湿から高温高湿のあらゆる環境下
においても同様の性能を出すことが要求される。磁性粉
は、一成分のトナーにおいて４０〜５０重量％、二成分
の樹脂被覆キャリアにおいて約９０重量％前後もそれぞ
れ含有される。よって、トナー及びキャリアにおいて磁
性粉は露出しており、この磁性粉自身の吸湿変化が環境
の変化に対し下記式（１）を超えるとトナー及びキャリ
アの帯電性、流動性等の環境安定性が損なわれる恐れが
ある。（ΔＷ_HH−ΔＷ_LL）／Ａ≦０．０５・・・・・（１） ΔＷ_HH；３５℃、８５％での吸湿率（ｗｔ％） ΔＷ_LL；１０℃、２０％での吸湿率（ｗｔ％）Ａ；比表面積（ｍ² ／ｇ）

【００２６】本発明のマグネタイト粒子は、凝集度が４
０以下であることが望ましい。磁性粉体の流動性が悪
い、すなわち凝集度が４０を超えると取り扱い性、樹脂
への混合性、トナー製造設備への供給安定性が悪く、ひ
いてはトナー自身の流動性に影響を及ぼす恐れがある。

【００２７】本発明のマグネタイト粒子は、付着力が５
×１０^-5ｄｙｎｅ／ｃｏｎｔａｃｔ以下であることが望
ましい。付着力がこれを超えると粉体同士の付着が強
く、トナー製造時の粉体取り扱いのハンドリング性、つ
まり粉体同士が付着することによる搬送設備の負荷、及
びトナー製造時の樹脂と磁性体の混合状態は悪くなり、
分散性に劣るものとなる。

【００２８】本発明のマグネタイト粒子は、色差計によ
る黒色度（Ｌ）が１８. ５以下、反射率（６０度）が８
０以上であることが望ましい。Ｌ値は高いと黒みが低下
し、反射率は高いと樹脂への分散性が良好となる。粉体
として樹脂への分散性がよく、黒色度も凝集体ではな
く、分散した上で、黒色度の高いものが顔料として最も
適している。近年のトナー小径化に伴い、高解像度の上
での黒色のためには、使用される磁性体にも高い黒色度
が要求される。

【００２９】本発明のマグネタイト粒子は、複合酸化鉄
層中のＡｌ成分が、マグネタイト粒子全体に対してＡｌ
に換算して０. ３〜２重量％含有され、電気抵抗が１×
１０⁴Ω・ｃｍ以上であることが望ましい。Ａｌ成分が
０. ３重量％未満の場合、電気抵抗は１×１０⁴ Ω・ｃ
ｍ未満となり、抵抗が高いことが望まれるトナーについ
てはＡｌを０. ３重量％以上にする必要がある。Ａｌ成
分が２重量％を超えると飽和磁化が低下し望ましくな
い。

【００３０】本発明のマグネタイト粒子は、まずＡｌと
Ｆｅの複合酸化鉄層にて被覆されることにより、Ａｌ等
の化合物が単体で表面に存在するのではなく、複合酸化
鉄層中に存在し、しかも粒子表面層に制御されたことに
より、Ａｌ等の化合物が単体で表面に存在することによ
る吸湿が抑えられ、また、層内に存在するＡｌ成分が適
度の水分を安定的に保有することにより、外部の環境変
化に対する応答が少ないため、上記目的が達成されるも
のと推測される。

【００３１】また、複合酸化物層中にＡｌが存在するた
め、ヘルシナイトの存在により、粉体そのものの黒色
度、適度なＡｌが表面層に制御されているため、樹脂へ
のなじみ、複合酸化鉄内部でのＦｅの価数変化の抑制が
抑えられ、少量にて高抵抗、表面層の磁気凝集が抑えら
れたことによる個々粉体の付着力が低下し、また分散が
良好なものを得ることが可能となるのではないかと推測
される。

【００３２】次に、本発明のマグネタイト粒子の好適な
製造方法について述べる。本発明の酸化鉄粒子の製造方
法は、マグネタイトコア粒子を湿式法にて生成したスラ
リーに水可溶性アルミニウム塩と第一鉄塩とアルカリの
水溶液を添加混合し、ｐＨ５〜１２、６０〜９８℃にて
酸化し、該コア粒子をＡｌとＦｅの複合酸化鉄層で被覆
した後に、さらに該複合酸化鉄層で被覆したスラリーに
水可溶性Ｓｉ成分を添加しｐＨ５〜９にてＳｉ成分を被
覆することを特徴とする。

【００３３】この際に使用されるマグネタイトコア粒子
は、その形状が八面体、六面体、球形等であり、何ら限
定されるものではない。水可溶性アルミニウム塩として
は硫酸アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、硝酸アル
ミニウム等が挙げられる。第一鉄塩としては硫酸鉄、塩
化鉄等が挙げられる。アルカリとしては水酸化ナトリウ
ム、炭酸ナトリウム、水酸化カリウム等が用いられる。
水可溶性Ｓｉ成分としては、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸
カリウムのようなケイ酸塩類であればいずれでも良い。

【００３４】Ａｌ＋Ｆｅの複合酸化鉄の被覆時における
溶液のｐＨは５〜１２であり、ｐＨが５未満だと、酸化
する工程において反応スピードが遅く工業的ではなく、
ｐＨ１２を超えるとコストがかかり、経済的ではない。
また、溶液の温度は６０〜９８℃であり、温度が６０℃
未満だとＦｅＯＯＨ等が混在し、色味、飽和磁化、粒子
の均一性等の問題点が生じる。温度が９８℃超では工業
的ではない。酸化する方法としては、酸素を含有するガ
スを送入すればよく、経済的にも好ましくは空気を使用
する。また、液体の酸化剤を使用してもよい。

【００３５】また、Ｓｉ成分の被覆時における溶液のｐ
Ｈは５〜９であり、ｐＨが５未満だと、被覆形成が進行
しにくく、ｐＨ９を超えるとコストがかかり、経済的で
はない。

【００３６】

【実施例】以下、実施例等に基づいて本発明を具体的に
説明する。

【００３７】〔実施例１〕表１に示されるように、Ｆｅ
²⁺２. ０ｍｏｌ／ｌを含む硫酸第一鉄水溶液５０リット
ルと４. ０ｍｏｌ／ｌの水酸化ナトリウム水溶液４５リ
ットルとを混合撹拌した。この時のｐＨは６. ５であっ
た。そのスラリーを温度８５℃及びｐＨ６．５を維持し
ながら３０リットル／ｍｉｎの空気を吹き込み反応を終
了させた（マグネタイトコア粒子の製造）。

【００３８】このスラリーにＡｌ濃度１．０ｍｏｌ／ｌ
の硫酸アルミニウム水溶液を３リットルとＦｅ²⁺濃度
１．２ｍｏｌ／ｌの硫酸第一鉄水溶液５リットルと水酸
化ナトリウム水溶液とを混合し、ｐＨ９．０に調整し
た。次いで３０リットル／ｍｉｎの空気を吹き込み、ｐ
Ｈ９．０を維持しながら再度酸化し反応を終了させた
（Ａｌ＋Ｆｅ複合酸化鉄層の被覆）。

【００３９】さらに、このスラリーにＳｉ濃度１．０ｍ
ｏｌ／ｌのケイ酸ナトリウム水溶液を１．０リットル添
加し、ｐＨを７．５に調整した。（Ｓｉ成分の被覆）

【００４０】得られた生成粒子を通常の濾過洗浄、乾
燥、粉砕工程により処理し、マグネタイト粒子を得た。

【００４１】こうして得られたマグネタイト粒子を、下
記に示す方法にて、Ａｌ及びＳｉ含有量、比表面積、磁
気特性（飽和磁化）、各環境下での吸湿率、面積当たり
の吸湿率変化、凝集度、付着力、黒色度、反射率、電気
抵抗、熱可塑性樹脂との混練物粉末の凝集度について評
価した。これらの結果を、粒子形状とともに表２に示
す。

【００４２】＜測定方法＞（１）Ａｌ及びＳｉ含有量分析サンプルを溶解し、ＩＣＰにて測定した。（２）比表面積島津−マイクロメリティックス製２２００型ＢＥＴ計に
て測定した。（３）磁気特性東英工業製振動試料型磁力計ＶＳＭ−Ｐ７にて測定し
た。（４）各環境下での吸湿率乾燥機で１０５℃、１ｈｒにて予め乾燥（乾燥重量Ｗ
１）させ、環境室内に１０℃、２０％ＲＨと３５℃、８
５％ＲＨの環境下に各々４時間曝露し（吸湿後の重量Ｗ
２）、各々の重量測定を以下の式にて吸湿率（重量％)
を算出した（ΔＷ_LL；１０℃、２０％、ΔＷ_HH；３５
℃、８５％）。 ΔＷ：吸湿率（重量％) ＝〔（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１〕×
１００また、面積当たりの吸湿率変化は、以下の式にて表され
る。（ΔＷ_HH−ΔＷ_LL）／Ａ（比表面積）（５）凝集度ＨｏｓｏｋａｗａＭｉｃｒｏｎ製「ＰｏｗｄｅｒＴ
ｅｓｔｅｒＴｙｐｅＰＴ−Ｅ」（商品名）を用いて、
振動時間６５ｓｅｃにて測定した。測定結果を所定の計
算式にて凝集度を求めた。（６）付着力島津粉体付着力測定装置（ＥＢ−３３００ＣＨ）を用い
て、試料をセル内に容器の縁いっぱいに入れる（粉重量
を測定）。セル内の切断面より１ｃｍ上まで、プレス
後、上記測定器により測定し、所定の計算式にて算出し
た（比重は５．２、粒径はＳＥＭ写真におけるフェレ径
の個数平均値を使用）。（７）黒色度、反射率スチレンアクリル系樹脂（ＴＢ−１０００Ｆ）をトルエ
ン（樹脂：トルエン＝１: ２）にて溶解した液を６０
ｇ、試料１０ｇ、直径１ｍｍのガラスビーズ９０ｇを内
容積１４０ｍｌのビンに入れ、蓋をした後、ペイントシ
ェーカー（トウヨウセイキ社製）にて３０分混合した。
これをガラス板上に４ｍｉｌのアプリケーターを用いて
塗布し、乾燥後、色差計にて黒色度、ムラカミ式ＧＬＯ
ＳＳＭＥＴＥＲ（ＧＭ−３Ｍ）にて６０度の反射率を
測定した。（８）電気抵抗試料１０ｇをホルダーに入れ６００ｋｇ／ｃｍ² の圧力
を加えて２５ｍｍφの錠剤型に成形後、電極を取り付け
１５０ｋｇ／ｃｍ² の加圧状態で測定する。測定に使用
した試料の厚さ、及び断面積と抵抗値から算出して、マ
グネタイト粒子の電気抵抗値を求めた。（９）熱可塑性樹脂との混練物粉末の凝集度スチレン‐アクリル系熱可塑性樹脂（三洋化成（株）製
ＴＢ−１０００Ｆ）とマグネタイト粒子、及び帯電制
御剤（オリエント化学製ボントロンＳ−３４）、及
びワックス（三洋化成（株）製ビスコール５５０
Ｐ）を、それぞれ重量比が１００：１００：１：２とな
るように計量し、ヘンシェルミキサ−にて混合後、２軸
のニーダーにて１８０℃での溶融混練を行った。得られ
た混練物を冷却し、バンタムミルにて粗粉砕後、ジェッ
トミルにて微粉砕を行ない、風力分級機（日清エンジニ
アリング社製ターボクラシファイアＴＣ−１５Ｍ）
にて分級を行い、平均粒径８μｍの粉末粒子を得た。こ
のようにして得られた粉末を、上記（５）記載の凝集度
によって評価を行なった。

【００４３】〔実施例２〜９〕マグネタイトコア粒子製
造の反応条件、表面の複合酸化鉄層の被覆条件を変えた
以外は、実施例１と同様にマグネタイト粒子を製造し
た。このマグネタイト粒子の製造条件を表１に示す。ま
た、実施例１と同様に各種性状及び特性を評価した結果
を表２に示す。

【００４４】〔比較例１〕被覆処理を行わなかった以外
は、実施例１と同様な方法でマグネタイト粒子を製造し
た。このマグネタイト粒子の製造条件を表１に示す。ま
た、実施例１と同様に各種性状及び特性を評価した結果
を表２に示す。

【００４５】〔比較例２〕Ｓｉ成分による被覆処理を行
わなかった以外は、実施例１と同様な方法でマグネタイ
ト粒子を製造した。このマグネタイト粒子の製造条件を
表１に示す。また、実施例１と同様に各種性状及び特性
を評価した結果を表２に示す。

【００４６】〔比較例３〕複合酸化鉄層の被覆処理を行
わず、Ｓｉ成分被覆の際のｐＨを８．０とした以外は、
実施例１と同様な方法でマグネタイト粒子を製造した。
このマグネタイト粒子の製造条件を表１に示す。また、
実施例１と同様に各種性状及び特性を評価した結果を表
２に示す。

【００４７】

【表１】

【００４８】

【表２】

【００４９】表２から明らかなように、本発明のマグネ
タイト粒子は、飽和磁化を大きく劣化させることなく、
各環境下における面積当たりの吸湿率変化が安定であ
り、流動性、ハンドリング性、分散性、黒色度に優れ、
磁性体含有の樹脂粉の流動性も良好で、かつ高抵抗化が
可能であった。

【００５０】また、実施例９はＡｌ＋Ｆｅ複合酸化鉄被
覆の後に、Ｓｉ成分を多く被覆しているものであるが、
樹脂混練物粉末の凝集度は低いものの酸化鉄粉末の凝集
度はやや高く、吸湿の環境依存性も大きいものであっ
た。

【００５１】比較例１はＡｌ＋Ｆｅによる複合酸化鉄層
の被覆処理及びＳｉ成分による被覆処理がなされていな
いため、高い飽和磁化を有するが、各環境下における面
積当たりの吸湿率変化が若干高く、電気抵抗が低く、マ
グネタイト粒子の流動性、樹脂との混練物粉末の流動
性、分散性、黒色度は劣ったものであった。

【００５２】比較例２のようにＡｌ＋Ｆｅのみの複合酸
化鉄層の被覆をしたものは、各環境下における面積当た
りの吸湿率変化は改善されているものの、マグネタイト
粒子の流動性、樹脂との混練物粉末の流動性に劣ったも
のであった。

【００５３】比較例３のようにＳｉ中和処理のみの場
合、分散性が悪く、面積当りの吸湿率変化が大きい。ま
た、電気抵抗が低く、マグネタイト粒子の流動性、分散
性、黒色度は劣ったものであった。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の酸化鉄粒
子は、酸化鉄粒子にＡｌとＦｅの複合酸化鉄層にて被覆
し、その後Ｓｉ成分にて被覆することにより、通常磁性
粉に要求される特性はもとより、酸化鉄粒子及び樹脂と
の混練物粉末の流動性、分散性、ハンドリング性、環境
変化に対する吸湿安定性に優れ、かつ抵抗を任意に調整
可能であることから、静電複写磁性トナー用材料粉、静
電潜像現像用キャリア用材料粉、塗料用黒色顔料粉等の
用途に好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、コア粒子なしにＡｌ＋Ｆｅの複合酸化
鉄層の処理方法のみで作成し得られた粒子のＸ線分析図
である。

フロントページの続きＦターム(参考） 2H005 AA02 AB02 BA02 BA03 BA11 BA15 CB03 DA04 EA01 EA05 EA07 EA10 4G002 AA06 AA12 AB05 AE01 AE03 5E041 AB11 BC01 BC05 BC08 CA10 HB00 HB09 HB14 HB17 NN00 NN05 NN06 NN17 NN18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＡｌとＦｅの複合酸化鉄層にて被覆さ
れ、該複合酸化鉄層の上にＳｉ成分による被覆層を有す
ることを特徴とする酸化鉄粒子。
【請求項２】上記複合酸化鉄層中のＡｌ成分が、酸化
鉄粒子全体に対してＡｌに換算して０. ０５〜２重量％
含有され、該複合酸化鉄層の上に被覆されたＳｉ成分が
酸化鉄粒子全体に対してＳｉに換算して０．０５〜０．
５重量％である請求項１に記載の酸化鉄粒子。
【請求項３】上記複合酸化鉄層がヘルシナイトを有す
る請求項１又は２に記載の酸化鉄粒子。
【請求項４】熱可塑性樹脂との混練物を粉砕し、平均
粒子径が７〜２０μｍになるように微粉砕及び分級処理
を行った粉体の凝集度が５０％以下である請求項１〜３
のいずれかに記載の酸化鉄粒子。
【請求項５】１０℃、２０％ＲＨと３５℃、８５％Ｒ
Ｈの各環境下で４Ｈｒ曝露された後の吸湿率（ｗｔ％）
をそれぞれΔＷ_LL、ΔＷ_HHとし、比表面積（ｍ²／ｇ）
をＡとした時に下記式（１）を満足する請求項１〜４の
いずれかに記載の酸化鉄粒子（ΔＷ_HH−ΔＷ_LL）／Ａ≦０．０５・・・・・（１）
【請求項６】凝集度が４０以下である請求項１〜５の
いずれかに記載の酸化鉄粒子。
【請求項７】付着力が５×１０^-5ｄｙｎｅ／ｃｏｎｔ
ａｃｔ以下である請求項１〜６のいずれかに記載の酸化
鉄粒子。
【請求項８】色差計による黒色度（Ｌ）が１８. ５以
下、反射率（６０度）が８０以上である請求項１〜７の
いずれかに記載の酸化鉄粒子。
【請求項９】上記複合酸化鉄層中のＡｌ成分が、酸化
鉄粒子全体に対してＡｌに換算して０. ３〜２重量％含
有され、電気抵抗が１×１０⁴ Ω・ｃｍ以上である請求
項１〜８のいずれかに記載の酸化鉄粒子。
【請求項１０】湿式法にて生成した酸化鉄粒子を含む
スラリーに、水可溶性アルミニウム塩と第一鉄塩とアル
カリの水溶液を添加混合し、ｐＨ５〜１２、６０〜９８
℃にて酸化し、該酸化鉄粒子をＡｌとＦｅの複合酸化鉄
層で被覆し、さらに該被覆酸化鉄粒子を含むスラリーに
水可溶性Ｓｉ成分を添加し、ｐH５〜９にてＳｉ成分を
被覆することを特徴とする酸化鉄粒子の製造方法。