JP2023067180A - Surface-modified inorganic oxide powder modified with nonionic surfactant - Google Patents

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Masahiro Ueno
行也 山下
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Abstract

To provide an inorganic oxide powder having smaller charging amount difference between that under a high-temperature high-humidity condition and that under a low-temperature low-humidity condition.SOLUTION: A surface-modified inorganic oxide powder is a powder comprising composite particles involving inorganic oxide particles and a coating formed on the particle surfaces, in which (1) the coating involves a hydrophobicity imparting agent and a nonionic surfactant and (2) the powder has a hydrophobicity rate of 40% or over.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、新規な表面改質無機酸化物粉末に関する。特に、表面がノニオン性界面活性剤で修飾された表面改質無機酸化物粉末に関する。 The present invention relates to novel surface-modified inorganic oxide powders. In particular, it relates to a surface-modified inorganic oxide powder whose surface is modified with a nonionic surfactant.

一般的に、レーザープリンタ複写機等に用いられる電子写真方式では、a)感光体を帯電させる工程、b)帯電した感光体に対してレーザー光を照射することで静電潜像を形成する工程、c)帯電したトナーを静電潜像された感光体に付着させ感光体上にイメージの鏡像を現像する工程、d)感光体上に付着したトナーを紙等の印刷媒体に転写する工程、e)印刷媒体上のトナーを熱ローラー等による過熱と圧力によって定着させる工程、という流れで印刷が行われている。 Generally, in the electrophotographic method used in laser printer copiers and the like, a) a step of charging a photoreceptor, and b) a step of forming an electrostatic latent image by irradiating the charged photoreceptor with a laser beam. c) depositing charged toner onto the electrostatic latent imaged photoreceptor to develop a mirror image of the image on the photoreceptor; d) transferring the toner deposited on the photoreceptor to a print medium such as paper; e) Printing is performed by a process of fixing the toner on the printing medium by heating and pressure using a hot roller or the like.

トナーは、複写機等の装置内において攪拌され、キャリア等との摩擦によって電荷を帯びる(すなわち、帯電する。)。そして、その高度に制御された帯電性によって現像機能を発現することができる。静電引力によって画像の形成が行われるため、摩擦帯電によってトナーに電荷を帯びさせるプロセスがきわめて重要である。 Toner is agitated in an apparatus such as a copier and is charged (that is, electrified) by friction with a carrier or the like. Further, the developing function can be expressed by the highly controlled chargeability. The process of triboelectrically charging the toner is very important because electrostatic attraction is responsible for image formation.

ところが、印刷機によって目標とするトナーの帯電量が異なるため、帯電量を最適な値に調整することが求められる。さらに、印刷機は、様々な環境の国、地域で使用されるため、いかなる温度及び湿度の環境下においても、帯電量の変動がなるべく少ないことが必要となる。とりわけ、高温高湿(HH)条件下と低温低湿(LL)条件下という両極端な条件下においても帯電量の差が小さいことがトナーの重要な性質として挙げられる。 However, since the target toner charge amount differs depending on the printing machine, it is required to adjust the charge amount to an optimum value. Furthermore, since printing presses are used in various environments in countries and regions, it is necessary that the amount of charge varies as little as possible under any temperature and humidity environment. In particular, it is an important property of the toner that the charge amount difference is small even under extreme conditions of high temperature and high humidity (HH) and low temperature and low humidity (LL) conditions.

上記のような性能を得るため、微細なシリカ、チタニア、アルミナ等の無機酸化物粉末の表面を有機物によって処理した表面改質無機酸化物が使用されている。無機酸化物表面を様々な有機基で処理することにより、当該粉末表面の帯電性、疎水率等を改質することができる。このようなトナー用途に用いられる表面改質無機酸化物粉末は、いわゆる外添剤として知られている。 In order to obtain the above performance, a surface-modified inorganic oxide is used in which the surface of inorganic oxide powder such as fine silica, titania, and alumina is treated with an organic substance. By treating the inorganic oxide surface with various organic groups, it is possible to modify the chargeability, hydrophobicity, etc. of the powder surface. Surface-modified inorganic oxide powders used for such toner applications are known as so-called external additives.

トナー用途に用いられる無機酸化物粉末の表面処理剤としては、例えばジメチルジクロロシラン、ヘキサメチルジシラザン、シリコーンオイル等の有機ケイ素化合物が知られている。これらの有機ケイ素化合物による表面処理により、例えばシリカ微粒子表面のシラノール基を有機基で置換して疎水化処理を施すことができる。 Organic silicon compounds such as dimethyldichlorosilane, hexamethyldisilazane, and silicone oil are known as surface treatment agents for inorganic oxide powders used in toner applications. By surface treatment with these organosilicon compounds, for example, silanol groups on the surface of silica fine particles can be substituted with organic groups for hydrophobization.

実際上も、流動性と帯電性を制御するために疎水化処理された小粒径シリカが広く使用されている。しかしながら、小粒径シリカを用いた場合、トナーの流動性は向上するものの、HH条件下とLL条件下との帯電量差が大きくなるという問題がある。 In practice, hydrophobized small particle size silica is widely used to control fluidity and chargeability. However, when silica having a small particle size is used, although the fluidity of the toner is improved, there is a problem that the charge amount difference between the HH condition and the LL condition becomes large.

このような無機酸化物粒子に係る従来技術としては、例えばシリコーンオイルで疎水化処理した無機微粉体を特定の着色微粒子に混合してなる非磁性一成分カラー現像剤が知られている(特許文献1)。しかし、特許文献1の無機微粉体では、HH条件下の帯電量のみならず、LL条件下の帯電量も増加してしまい、上記問題に対する改善効果は期待できない。 As a conventional technology related to such inorganic oxide particles, for example, a non-magnetic one-component color developer is known in which inorganic fine powder hydrophobized with silicone oil is mixed with specific colored fine particles (Patent Document 1). However, with the inorganic fine powder of Patent Document 1, not only the charge amount under the HH condition but also the charge amount under the LL condition increases.

また、LL条件下での過剰な負帯電性を緩和するために、アミノシランあるいはアミノ変性シリコーンオイルで処理された表面処理シリカを添加する方法も提案されている(特許文献2、3)。しかし、特許文献2,3の方法では、帯電量が不足しがちなHH条件下において負帯電性を低下させてしまうという問題点がある。 In addition, a method of adding surface-treated silica treated with aminosilane or amino-modified silicone oil has also been proposed in order to alleviate excessive negative chargeability under LL conditions (Patent Documents 2 and 3). However, the methods of Patent Documents 2 and 3 have a problem that the negative chargeability is lowered under HH conditions where the charge amount tends to be insufficient.

この問題を解決するために、近年ではチタニア等を疎水化処理したものを外添剤として用いることも提案されている(特許文献4、5)。しかし、チタニアを使用することで環境の変化による帯電量差を軽減できるものの、チタニアによる印刷機の部材汚染に加え、近年ではチタニアの発がん性が懸念されていることに伴う安全性が問題となっている。 In order to solve this problem, in recent years, it has been proposed to use a hydrophobized titania or the like as an external additive (Patent Documents 4 and 5). However, although the use of titania can reduce the difference in charge amount due to changes in the environment, in addition to the contamination of parts of printing presses with titania, there have been concerns about the carcinogenicity of titania in recent years, which has led to safety issues. ing.

特開平5-165257号公報JP-A-5-165257 特開平1-73354号公報JP-A-1-73354 特開平1-237561号公報JP-A-1-237561 特開平10-268550号公報JP-A-10-268550 特開2009-42447号公報JP 2009-42447 A

上記のような理由により、HH条件下とLL条件下でのトナーの帯電量差がより小さく、トナー用途等に適した無機酸化物粉末の開発が切望されているが、そのような材料は未だ開発されるに至っていない。 For the above reasons, the development of an inorganic oxide powder that has a smaller charge amount difference between the toner under the HH condition and the LL condition and is suitable for toner applications is desired. not yet developed.

従って、本発明の主な目的は、高温高湿条件下と低温低湿条件との間での帯電量差がより小さな無機酸化物粉末を提供することにある。 Accordingly, a main object of the present invention is to provide an inorganic oxide powder having a smaller difference in charge quantity between high temperature and high humidity conditions and low temperature and low humidity conditions.

本発明者は、従来技術の問題点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、ノニオン性界面活性剤及び適切な疎水化剤にて表面修飾が行われた特定の無機酸化物粒子が上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive research in view of the problems of the prior art, the inventors of the present invention have found that specific inorganic oxide particles surface-modified with a nonionic surfactant and an appropriate hydrophobizing agent achieve the above object. I found that it can be done, and came to complete the present invention.

すなわち、本発明は、下記の表面改質無機酸化物粉末に係る。
1. 無機酸化物粒子とその粒子表面に形成されている皮膜とを含む複合粒子からなる粉末であって、
(1)前記皮膜は、疎水性付与剤及びノニオン性界面活性剤を含み、
(2)前記粉末の疎水率が40%以上である、
ことを特徴とする表面改質無機酸化物粉末。
2. ノニオン性界面活性剤の含有量(g)を無機酸化物粒子のBET比表面積(m/g)で除した値が0.015~0.150である、請求項1に記載の表面改質無機酸化物粉末。
3. ノニオン性界面活性剤が、下記一般式(1):

Figure 2023067180000001
[式中Rは、直鎖型又は分岐型であって、不飽和結合を有していても良い炭素数8~18の炭化水素基を示し、xは1以上の整数、nは2以上の整数をそれぞれ示し、x及びnはn>xを満たす。]
で表される3級アミノ基由来の基本骨格を有するエトキシ化脂肪族アミンである、前記項1又は2に記載の表面改質無機酸化物粉末。
4. 疎水性付与剤が、
(a)下記一般式(2):
Figure 2023067180000002
(式中、Rは、炭素数1以上18以下の炭化水素基を表し、R、R及びRは、互いに同一又は異なって、塩素原子、ヒドロキシ基又は炭素数1~3のアルコキシ基を示す。)で示されるアルキルシラン類、
(b)シリコーンオイル及び
(c)ヘキサメチルジシラザン
からなる群から選択された少なくとも1種である、前記項1~3のいずれかに記載の表面改質無機酸化物粉末。
5. 無機酸化物粒子が、気相法シリカ粒子、気相法アルミナ粒子及び気相法チタニア粒子からなる群から選択された少なくとも1種であり、かつ、そのBET比表面積が30~400m/gである、前記項1~4のいずれかに記載の表面改質無機酸化物粉末。
6. 当該表面改質無機酸化物粒子を負帯電性ポリエステル系結着性樹脂粒子に外添したトナーにおいて、温度10℃・相対湿度10%の条件下で40時間経過した時の帯電量CLL(μC/g)を、温度35℃・相対湿度80%の条件下で40時間経過した時の帯電量CHH(μC/g)で除した値[CLL/CHH]が1.55以下である、前記項1~5のいずれかに記載の表面改質無機酸化物粉末。
7. 前記項1~6のいずれかに記載の表面改質無機酸化物粉末を含むトナー用又は粉体塗料用の外添剤。
8. 前記項7に記載の外添剤と結着性樹脂粒子とを含む電子写真用トナー組成物又は粉体塗料組成物。 That is, the present invention relates to the following surface-modified inorganic oxide powder.
1. A powder composed of composite particles containing inorganic oxide particles and a coating formed on the particle surface,
(1) the film contains a hydrophobicity imparting agent and a nonionic surfactant,
(2) the powder has a hydrophobicity of 40% or more,
A surface-modified inorganic oxide powder characterized by:
2. The surface modification according to claim 1, wherein the value obtained by dividing the content (g) of the nonionic surfactant by the BET specific surface area (m 2 /g) of the inorganic oxide particles is 0.015 to 0.150. Inorganic oxide powder.
3. The nonionic surfactant has the following general formula (1):
Figure 2023067180000001
[In the formula, R represents a straight-chain or branched hydrocarbon group having 8 to 18 carbon atoms which may have an unsaturated bond, x is an integer of 1 or more, and n is 2 or more. Each denote an integer, and x and n satisfy n>x. ]
3. The surface-modified inorganic oxide powder according to item 1 or 2, which is an ethoxylated aliphatic amine having a basic skeleton derived from a tertiary amino group represented by:
4. Hydrophobicity-imparting agent
(a) the following general formula (2):
Figure 2023067180000002
(In the formula, R 1 represents a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms; R 2 , R 3 and R 4 are the same or different from each other and are a chlorine atom, a hydroxy group, or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms; group.) Alkylsilanes represented by
4. The surface-modified inorganic oxide powder according to any one of Items 1 to 3, which is at least one selected from the group consisting of (b) silicone oil and (c) hexamethyldisilazane.
5. The inorganic oxide particles are at least one selected from the group consisting of fumed silica particles, fumed alumina particles and fumed titania particles, and have a BET specific surface area of 30 to 400 m 2 /g. 5. The surface-modified inorganic oxide powder according to any one of Items 1 to 4.
6. The charge amount C LL (μC /g) divided by the charge amount C HH (μC/g) after 40 hours at a temperature of 35° C. and a relative humidity of 80% [C LL /C HH ] is 1.55 or less. 6. The surface-modified inorganic oxide powder according to any one of 1 to 5 above.
7. 7. An external additive for toner or powder coating containing the surface-modified inorganic oxide powder according to any one of 1 to 6 above.
8. 8. An electrophotographic toner composition or powder coating composition comprising the external additive according to item 7 and binder resin particles.

本発明によれば、HH条件下とLL条件との間での帯電量差がより小さな無機酸化物粉末を提供することができる。特に、無機酸化物粉末を構成する無機酸化物粒子の表面が疎水化付与剤により疎水化されたうえで、さらにノニオン性界面活性剤で表面処理されているので、HH条件下での帯電量と、LL条件下での帯電量との差が低く制御されている。より具体的には、後記の実施例等でも示すように、LL条件下での帯電量CLL(μC/g)とHH条件下での帯電量CHH(μC/g)の比率[CLL/CHH]が1により近い値を得ることができる。換言すれば、使用環境の違いによる帯電量との変動が比較的小さく、優れた帯電安定性を発揮することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an inorganic oxide powder with a smaller charge amount difference between HH conditions and LL conditions. In particular, since the surface of the inorganic oxide particles constituting the inorganic oxide powder is hydrophobized by a hydrophobizing agent and further surface-treated with a nonionic surfactant, the charge amount under HH conditions and , LL conditions are controlled to be low. More specifically, as shown in Examples and the like below, the ratio [C LL /C HH ] closer to 1 can be obtained. In other words, the fluctuation of the charge amount due to the difference in use environment is relatively small, and excellent charge stability can be exhibited.

このように、帯電安定性に優れた本発明粉末は、特にトナー用又は粉体塗料用の外添剤として好適に用いることができる。従って、本発明の表面改質無機酸化物粉末を含む電子写真用トナー組成物又は粉体塗料組成物は、HH条件下とLL条件下との間での帯電量の差を小さくすることができる結果、長期保存安定性、現像剤劣化挙動の制御等の効果も得ることができる。 Thus, the powder of the present invention, which is excellent in charge stability, can be suitably used as an external additive for toners or powder coatings. Therefore, the electrophotographic toner composition or powder coating composition containing the surface-modified inorganic oxide powder of the present invention can reduce the difference in charge amount between HH and LL conditions. As a result, effects such as long-term storage stability and control of developer deterioration behavior can be obtained.

1.表面改質無機酸化物粉末
本発明のノニオン性界面活性剤で修飾された表面改質無機酸化物粉末(本発明粉末)は、無機酸化物粒子とその粒子表面に形成されている皮膜とを含む複合粒子から構成される粉末であって、
(1)前記皮膜は、疎水性付与剤及びノニオン性界面活性剤を含み、
(2)前記粉末の疎水率が40%以上である、
ことを特徴とする。
1. Surface-Modified Inorganic Oxide Powder The surface-modified inorganic oxide powder modified with a nonionic surfactant of the present invention (powder of the present invention) contains inorganic oxide particles and a film formed on the particle surface. A powder composed of composite particles,
(1) the film contains a hydrophobicity imparting agent and a nonionic surfactant,
(2) the powder has a hydrophobicity of 40% or more,
It is characterized by

<本発明粉末の構成(組成)>
本発明粉末を構成する粒子は、無機酸化物粒子とその粒子表面に形成されている皮膜とを含む複合粒子から構成される。そして、前記の皮膜には、疎水性付与剤及びノニオン性界面活性剤が含まれる。
<Configuration (composition) of the powder of the present invention>
The particles constituting the powder of the present invention are composed of composite particles containing inorganic oxide particles and coatings formed on the particle surfaces. The film contains a hydrophobicity-imparting agent and a nonionic surfactant.

すなわち、上記の複合粒子は、無機酸化物粒子をコア粒子(原体)とし、その表面の一部又は全部が有機ケイ素化合物及びノニオン性界面活性剤を含む皮膜でコートされた構造を基本構成とする。 That is, the above-described composite particles have a basic structure in which inorganic oxide particles are used as core particles (original material), and a part or all of the surface is coated with a film containing an organosilicon compound and a nonionic surfactant. do.

コア粒子となる無機酸化物粒子の種類は、限定されないが、特にシリカ、チタニア、アルミナ等の少なくとも1種を好適に用いることができる。また、これらの酸化物を含む混合酸化物(複酸化物)の粒子であっても良い。これら粒子自体は、公知又は市販のものを用いることができる。 The type of inorganic oxide particles that serve as core particles is not limited, but at least one of silica, titania, alumina, and the like can be preferably used. Moreover, particles of a mixed oxide (double oxide) containing these oxides may be used. Known or commercially available particles can be used for these particles themselves.

無機酸化物粒子の粒径は、限定的ではないが、通常は一次粒子径が5~150nm程度のものであれば良い。無機酸化物粒子のBET比表面積は、通常30~400m/g程度とすれば良いが、これに限定されない。 The particle size of the inorganic oxide particles is not limited, but usually the primary particle size should be about 5 to 150 nm. The BET specific surface area of the inorganic oxide particles is generally about 30 to 400 m 2 /g, but is not limited to this.

また、本発明では、無機酸化物粒子として、気相法(フュームド法)による粉末を用いることが好ましい。気相法自体は公知の製法(合成法)であり、例えばシリカ粒子の製造であれば、ケイ素化合物(四塩化ケイ素等)又は金属ケイ素を酸素-水素火炎中に導入して加水分解反応させる工程を含む方法により合成することができる。このような粉末は、ゾルゲル法で製造されたシリカよりも球形から外れた粒子形状であるため、トナー表面からの遊離を効果的に抑制できる等のメリットが得られる。また、溶媒を使用しないため、乾燥時に凝集粒子を生成しないという利点も得られる。 In addition, in the present invention, it is preferable to use powder obtained by a vapor phase method (fumed method) as the inorganic oxide particles. The gas phase method itself is a known manufacturing method (synthetic method). For example, in the case of manufacturing silica particles, a step of introducing a silicon compound (silicon tetrachloride, etc.) or metallic silicon into an oxygen-hydrogen flame to cause a hydrolysis reaction. can be synthesized by a method including Since such a powder has a particle shape that is more non-spherical than silica produced by the sol-gel method, it has the advantage of being able to effectively suppress separation from the toner surface. In addition, since no solvent is used, there is the advantage that no agglomerated particles are formed during drying.

従って、本発明では、無機酸化物粒子としては、気相法による無機酸化物粒子(フュームド粒子)を用いることが好ましい。例えば、気相法シリカ粒子、気相法アルミナ粒子及び気相法チタニア粒子の少なくとも1種を好ましく用いることができる。このような気相法による無機酸化物粒子自体は、公知又は市販のものを用いることができる。例えば、後記の実施例で示す市販品も好適に用いることができる。 Therefore, in the present invention, it is preferable to use inorganic oxide particles (fumed particles) produced by the gas phase method as the inorganic oxide particles. For example, at least one of vapor phase silica particles, vapor phase alumina particles and vapor phase titania particles can be preferably used. Known or commercially available inorganic oxide particles can be used as the inorganic oxide particles produced by the vapor phase method. For example, commercially available products shown in Examples below can also be suitably used.

なお、本発明では、予め疎水化処理された無機酸化物粒子をコア粒子として用い、これに対してノニオン性界面活性剤を処理する段階処理を用いることができる。この場合、コア粒子として、公知又は市販の疎水化無機酸化物を使用することができる。例えば後記の実施例で示す市販の疎水化無機酸化物粉末も好適に用いることができる。 In addition, in the present invention, a stepwise treatment can be used in which inorganic oxide particles which have been hydrophobized in advance are used as core particles, and the core particles are treated with a nonionic surfactant. In this case, known or commercially available hydrophobized inorganic oxides can be used as the core particles. For example, commercially available hydrophobized inorganic oxide powders shown in Examples below can also be suitably used.

上記皮膜に含まれる疎水性付与剤としては、特に限定されず、例えば疎水性付与剤として知られている公知又は市販のものも用いることができる。 The hydrophobicity imparting agent contained in the film is not particularly limited, and for example, known or commercially available hydrophobicity imparting agents can be used.

より具体的には、例えばテトラメチルジシラザン、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)、ペンタメチルジシラザン等のアルキルシラザン系化合物(オルガノシラザン);ジメチルジメトキシシラン、ジチルジエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン等のアルキルアルコキシシラン系化合物;ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン等のクロロシラン系化合物;ポリジメチルシロキサン(PDMS)等のシリコーンオイル等を用いることができる。これらは、1種を単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。 More specifically, alkylsilazane compounds (organosilazanes) such as tetramethyldisilazane, hexamethyldisilazane (HMDS), pentamethyldisilazane; Alkylalkoxysilane compounds such as methoxysilane and butyltrimethoxysilane; chlorosilane compounds such as dimethyldichlorosilane and trimethylchlorosilane; silicone oils such as polydimethylsiloxane (PDMS); These may be used individually by 1 type, and may be used in mixture of 2 or more types.

これらの中でも、本発明の効果がより確実に得られるという点で、アルキルシラザン系化合物、アルキルアルコキシシラン系化合物、シリコーンオイル等の少なくとも1種を用いることが好ましい。特に、ヘキサメチルジシラザン、ポリジメチルシロキサン、アルキルアルコキシシラン等の少なくとも1種がより好ましい。 Among these, it is preferable to use at least one of alkylsilazane-based compounds, alkylalkoxysilane-based compounds, silicone oil, and the like, since the effects of the present invention can be obtained more reliably. In particular, at least one of hexamethyldisilazane, polydimethylsiloxane, alkylalkoxysilane and the like is more preferable.

また、これらの中では、特に、下記一般式(2):

Figure 2023067180000003
(式中、Rは、炭素数1~18の炭化水素基を示す。R、R及びRは、互いに同一又は異なって、塩素原子、ヒドロキシ基又は炭素数1~3のアルコキシ基を示す。)で示されるアルキルシラン類、
(b)シリコーンオイル及び
(c)ヘキサメチルジシラザン
からなる群から選択された少なくとも1種も好適に用いることができる。 Also among these, in particular, the following general formula (2):
Figure 2023067180000003
(wherein R 1 represents a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms; R 2 , R 3 and R 4 are the same or different from each other and are chlorine atoms, hydroxy groups or alkoxy groups having 1 to 3 carbon atoms; shows.) Alkylsilanes represented by
At least one selected from the group consisting of (b) silicone oil and (c) hexamethyldisilazane can also be preferably used.

これらの中でも、特に(a)上記アルキルシラン類に包含されるアルキルアルコキシシラン、(b)シリコーンオイル及び(c)ヘキサメチルジシラザンの少なくとも1種がより好ましい。 Among these, at least one of (a) alkylalkoxysilanes included in the above alkylsilanes, (b) silicone oil, and (c) hexamethyldisilazane is more preferable.

上記アルキルアルコキシシランは、アルキル基を有するアルコキシシランであれば、特に限定されず、例えばトリメトキシアルコキシシラン、トリエトキシアルコキシシラン等が挙げられる。アルキルアルコキシシランにおいては、アルキル基の炭素数(C)は、特に限定されないが、特にC2~C18であることが好ましい。C2未満では、表面処理中にアルコキシシランが揮発するおそれがある。また、C18を超える場合は、その高い粘度の影響により強い凝集が発生し、得られた粉末の分散性が損なわれるおそれがある。 The alkylalkoxysilane is not particularly limited as long as it is an alkoxysilane having an alkyl group, and examples thereof include trimethoxyalkoxysilane and triethoxyalkoxysilane. In the alkylalkoxysilane, the number of carbon atoms (C) in the alkyl group is not particularly limited, but preferably C2 to C18. If it is less than C2, the alkoxysilane may volatilize during surface treatment. On the other hand, if it exceeds C18, strong aggregation may occur due to the influence of the high viscosity, and the dispersibility of the obtained powder may be impaired.

上記シリコーンオイルとしては、前記のようにポリジメチルシロキサンのほか、例えばアルキル基、-OH基等を導入した変性シリコーンオイルを用いることもできる。 As the above silicone oil, in addition to polydimethylsiloxane as described above, modified silicone oil into which an alkyl group, —OH group, or the like is introduced can also be used.

疎水性付与剤の粘度範囲(測定温度25℃)は、特に限定されないが、通常は20~300csであることが好ましい。粘度が20cs未満の場合は、表面処理時に低分子量ポリシロキサン等の揮発が発生し、エネルギー効率及び環境面等の観点から好ましくない。一方、粘度が300csを超える場合、より高い凝集が発生し、得られた粉末の分散性が損なわれるおそれがある。 The viscosity range of the hydrophobicity-imparting agent (measurement temperature 25° C.) is not particularly limited, but it is usually preferably 20 to 300 cs. If the viscosity is less than 20 cs, volatilization of low-molecular-weight polysiloxane occurs during surface treatment, which is undesirable from the viewpoint of energy efficiency, environment, and the like. On the other hand, if the viscosity exceeds 300 cs, higher aggregation may occur and the dispersibility of the resulting powder may be impaired.

本発明粉末における疎水性付与剤の含有量は、所望の疎水率が得られる限りは特に限定されないが、一般的には無機酸化物粒子100重量部に対して1~40重量部程度とし、特に2~30重量部とすることが望ましい。 The content of the hydrophobicity-imparting agent in the powder of the present invention is not particularly limited as long as the desired hydrophobicity can be obtained. It is desirable to use 2 to 30 parts by weight.

本発明粉末では、その皮膜中において疎水性付与剤とともにノニオン性界面活性剤を含む。本発明によれば、疎水性付与剤で処理された粒子表面をさらにノニオン性界面活性剤で表面処理をすることにより適度な量の水分を吸着することができる結果、帯電安定性の向上に寄与することができる。すなわち、HH条件下とLL条件下の間の帯電量差は水分の吸着量に起因すると考えられるところ、そのような吸着量を制御することで帯電安定性が確保されるといえる。この点において、無機酸化物粒子表面に疎水性付与剤を含む層、その層上にノニオン性界面活性剤による層を有する構造が好ましい一例として挙げられるが、これに限定されない。ここで、疎水性付与剤により疎水性を付与する理由としては、ノニオン性界面活性剤のみで処理をした場合、水分を過剰に吸着することで、HH条件下においてほとんど帯電しなくなるためである。 The powder of the present invention contains a nonionic surfactant together with a hydrophobicity-imparting agent in its film. According to the present invention, the surface of particles treated with a hydrophobicity-imparting agent is further surface-treated with a nonionic surfactant. As a result, an appropriate amount of water can be adsorbed, which contributes to the improvement of charging stability. can do. In other words, the charge amount difference between the HH condition and the LL condition is considered to be caused by the moisture adsorption amount, and it can be said that the charging stability is ensured by controlling such an adsorption amount. In this respect, a structure having a layer containing a hydrophobicity-imparting agent on the surface of the inorganic oxide particles and a layer containing a nonionic surfactant on the layer is a preferred example, but is not limited to this. Here, the reason why hydrophobicity is imparted by a hydrophobicity-imparting agent is that, when treated with only a nonionic surfactant, water is adsorbed excessively, resulting in almost no charge under HH conditions.

他方、アニオン性界面活性剤を用いて処理すると、その原因は定かではないが、水分吸着能が高いため、ノニオン性界面活性剤に比べてHH条件下での帯電性が低下する。 On the other hand, when anionic surfactants are used for the treatment, although the reason for this is not clear, their high water adsorption capacity reduces the chargeability under HH conditions compared to nonionic surfactants.

このような観点から、本発明では、疎水性処理剤にノニオン性界面活性剤を組み合わせて用いるが、後記に示すように、その中でも3級のアミノ基を含むノニオン性界面活性剤がより好ましい。これにより、より優れた帯電安定性が発現される理由は、定かではないが、例えば無機酸化物粒子がシリカの場合、そのシラノール基とアミノ基との強い相互作用により、表面修飾が効率的に行われることが要因であると考えられる。また、アミノ基による正帯電性付与効果により、表面処理後の粉末の強い負帯電性付与を抑制する効果も一つの要因であると推察される。 From this point of view, in the present invention, a combination of a hydrophobic treatment agent and a nonionic surfactant is used, and among them, a nonionic surfactant containing a tertiary amino group is more preferable, as will be described later. Although the reason why this results in better charging stability is not clear, for example, when the inorganic oxide particles are silica, the strong interaction between the silanol group and the amino group makes the surface modification efficient. This is thought to be a factor. In addition, it is speculated that the effect of suppressing the impartation of strong negative chargeability to the powder after surface treatment due to the effect of imparting positive chargeability due to the amino group is also one of the factors.

前記の皮膜に含まれるノニオン性界面活性剤としては、特に限定されず、例えばノニオン性界面活性剤として知られている公知又は市販のものも用いることができる。ノニオン性界面活性剤の親水基としては、限定されないが、ポリオキシエチレン鎖、ポリオキシプロピレン鎖等が好ましく、特にポリオキシエチレン鎖がより好ましい。 The nonionic surfactant contained in the film is not particularly limited, and for example, known or commercially available nonionic surfactants can be used. Although the hydrophilic group of the nonionic surfactant is not limited, polyoxyethylene chains, polyoxypropylene chains and the like are preferable, and polyoxyethylene chains are particularly preferable.

より具体的には、エステル類、エーテル類、エステルエーテル類、アルキルグリコキシド類、エトキシ化アミン類等の各種のノニオン性界面活性剤を用いることができる。これらは、1種又は2種以上で用いることができる。 More specifically, various nonionic surfactants such as esters, ethers, ester ethers, alkylglycooxides and ethoxylated amines can be used. These can be used singly or in combination of two or more.

エステル類としては、例えばラウリン酸グリセリン、モノステアリン酸グリセリン、ソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル等を用いることができる。 Examples of esters that can be used include glyceryl laurate, glyceryl monostearate, sorbitan fatty acid ester, sucrose fatty acid ester, and the like.

エーテル類としては、例えばペンタエチレングリコールモノドデシルエーテル、オクタエチレングリコールモノドデシルエーテル、オクチルフェノールエトキシレート、ノニルフェノールエトキシレート等を用いることができる。 Examples of ethers that can be used include pentaethylene glycol monododecyl ether, octaethylene glycol monododecyl ether, octylphenol ethoxylate, and nonylphenol ethoxylate.

エステルエーテル類としては、例えばポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンひまし油、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等を使用することができる。 Examples of ester ethers that can be used include polyoxyethylene glycerin fatty acid ester, polyoxyethylene castor oil, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, and the like.

アルキルグリコキシド類としては、例えばオクチルグルコシド、デシルグルコシド、ラウリルグルコシド等を用いることができる。 Examples of alkyl glycosides that can be used include octyl glucoside, decyl glucoside, lauryl glucoside, and the like.

エトキシ化アミン類としては、下記一般式(1):

Figure 2023067180000004
[式中Rは、直鎖型又は分岐型であって、不飽和結合を有していても良い炭素数8~18の炭化水素基を示し、xは1以上の整数、nは2以上の整数をそれぞれ示し、x及びnはn>xを満たす。]
で表される3級アミノ基由来の基本骨格を有するエトキシ化脂肪族アミンを挙げることができる。 As ethoxylated amines, the following general formula (1):
Figure 2023067180000004
[In the formula, R represents a straight-chain or branched hydrocarbon group having 8 to 18 carbon atoms which may have an unsaturated bond, x is an integer of 1 or more, and n is 2 or more. Each denote an integer, and x and n satisfy n>x. ]
An ethoxylated aliphatic amine having a basic skeleton derived from a tertiary amino group represented by can be mentioned.

これらの中でも、本発明の効果(特にHH条件下とLL条件との間での帯電量差をより小さくする効果)をより確実に得られるという点で、エトキシ化アミン類の少なくとも1種を用いることが好ましく、特に上記一般式(1)で示されるエトキシ化脂肪族アミンがより好ましい。上記一般式(1)において、特に上記Rの炭素数を8~18(好ましくは10~16)の範囲内とすることにより、より高い疎水性を付与できるとともに、コア粒子の凝集を効果的に防止することでより高い分散性を得ることが可能となる。 Among these, at least one kind of ethoxylated amines is used in that the effect of the present invention (especially the effect of reducing the charge amount difference between the HH condition and the LL condition) can be obtained more reliably. is preferred, and ethoxylated aliphatic amines represented by the above general formula (1) are particularly preferred. In the above general formula (1), particularly by setting the number of carbon atoms of R in the range of 8 to 18 (preferably 10 to 16), it is possible to impart higher hydrophobicity and effectively aggregate the core particles. By preventing this, it becomes possible to obtain higher dispersibility.

上記一般式(1)のn及びxは、限定的ではないが、上記のようなアミノ基による効果等を得る観点から、エトキシ化脂肪族アミンの数平均分子量が1200以下となる整数であることが好ましい。従って、例えば数平均分子量が300~900程度となるようにn及びxを設定することもできるが、これに限定されない。 Although n and x in the general formula (1) are not limited, from the viewpoint of obtaining the effects of the amino group as described above, the number average molecular weight of the ethoxylated aliphatic amine is an integer of 1200 or less. is preferred. Therefore, n and x can be set so that the number average molecular weight is about 300 to 900, but not limited to this.

このようなエトキシ化脂肪族アミンの具体例としては、ビス-2-ヒドロキシエチルイソトリデシロキシプロピルアミン、ビス-2-ヒドロキシエチルイソトリデシロキシプロピルアミン、ポリ-(5)-オキシエチレンイソデシロキシプロピルアミン、ポリビス-(2-ヒドロキシエチル)オキシエチレンココアルキロキシプロピルアミン等を挙げることができる。これらも、市販品を用いることができる。より具体的には、後記の実施例で示すような製品を好適に用いることができる。 Specific examples of such ethoxylated aliphatic amines include bis-2-hydroxyethylisotridecyloxypropylamine, bis-2-hydroxyethylisotridecyloxypropylamine, poly-(5)-oxyethyleneisodecyloxypropyl amine, polybis-(2-hydroxyethyl)oxyethylene cocoalkyloxypropylamine, and the like. Commercially available products can also be used for these. More specifically, products such as those shown in Examples below can be preferably used.

本発明粉末におけるノニオン性界面活性剤の含有量は、特に限定されないが、一般的には無機酸化物粒子100重量部に対して1~40重量部程度とし、特に2~30重量部とすることが望ましい。 The content of the nonionic surfactant in the powder of the present invention is not particularly limited, but is generally about 1 to 40 parts by weight, particularly 2 to 30 parts by weight, relative to 100 parts by weight of the inorganic oxide particles. is desirable.

特に、本発明では、ノニオン性界面活性剤は、無機酸化物粒子のBET比表面積に応じた含有量とすることがより好ましい。すなわち、ノニオン性界面活性剤の含有量(g)を無機酸化物粒子のBET比表面積(m/g)で除した値が0.012~0.180とすることが好ましく、特に0.015~0.150とすることがより好ましい。これにより、ノニオン性界面活性剤で表面処理をすることで適度な水分量を吸着することができる結果、帯電安定性が向上するという効果を得ることができる。 In particular, in the present invention, the content of the nonionic surfactant is more preferably set according to the BET specific surface area of the inorganic oxide particles. That is, the value obtained by dividing the content (g) of the nonionic surfactant by the BET specific surface area (m 2 /g) of the inorganic oxide particles is preferably 0.012 to 0.180, particularly 0.015. It is more preferable to set it to ~0.150. As a result, an appropriate amount of water can be adsorbed by surface treatment with a nonionic surfactant, and as a result, an effect of improving charging stability can be obtained.

<本発明粉末の特性>
疎水率
本発明粉末(複合粒子の粉末)の疎水率は、通常は40%以上であり、好ましくは50%以上である。本発明における疎水率は、表面改質無機酸化物粉末の疎水性の程度を示す指標であり、その数値が大きいほど疎水性が高くなる。疎水率が40%未満では、無機酸化物粉末の残存シラノール基により強い帯電性を保持できなくなり、帯電性に優れた無機酸化物粉末が得られなくなることがある。本発明では、疎水率の上限は、理論上100%となるが、これに限定されない。なお、本発明において、疎水率の測定方法は、後記の試験例1の方法による。
<Characteristics of the powder of the present invention>
Hydrophobicity The hydrophobicity of the powder of the present invention (powder of composite particles) is usually 40% or more, preferably 50% or more. The hydrophobicity in the present invention is an index indicating the degree of hydrophobicity of the surface-modified inorganic oxide powder, and the larger the numerical value, the higher the hydrophobicity. If the hydrophobicity is less than 40%, the residual silanol groups in the inorganic oxide powder may make it impossible to maintain strong chargeability, and an inorganic oxide powder with excellent chargeability may not be obtained. In the present invention, the upper limit of the hydrophobicity is theoretically 100%, but is not limited to this. In addition, in the present invention, the method of measuring the hydrophobicity is according to the method of Test Example 1 described later.

平均粒径
本発明粉末の平均粒径(二次粒子径)は、通常は0.1~10μm程度とすれば良いが、これに限定されない。
Average Particle Size The average particle size (secondary particle size) of the powder of the present invention is usually about 0.1 to 10 μm, but is not limited to this.

HH条件及びLL条件の帯電量比率
本発明粉末は、HH条件下での帯電量と、LL条件下での帯電量との差が小さいことが特徴である。より具体的には、HH条件として温度35℃・湿度80%で40時間放置した時の帯電量CHH(μC/g)と、LL条件として温度10℃・湿度10%で40時間放置した時の帯電量CLL(μC/g)との比率[CLL/CHH]が通常1.55以下であり、特に1.00~1.50であることが好ましく、その中でも1.00~1.20であることがより好ましい。本発明粉末において、HH条件下での帯電量としては、例えば-40~-5μC/g程度とすることができるが、例えば用途、使用条件等に応じて適宜変更されるので、これに限定されない。LL条件下での帯電量も-40~-5μC/gとすることができるが、例えば用途、使用条件等に応じて適宜変更されるので、これに限定されない。なお、本発明おいて、これらの帯電量の測定方法は、後記の試験例1に示す方法による。
Charge Amount Ratio under HH Condition and LL Condition The powder of the present invention is characterized in that the difference between the charge amount under HH condition and the charge amount under LL condition is small. More specifically, the charge amount C HH (μC/g) when left for 40 hours at 35° C. and 80% humidity as HH conditions, and the charge amount C HH (μC/g) when left for 40 hours at 10° C. and 10% humidity as LL conditions. and the charge amount C LL (μC/g) [C LL /C HH ] is usually 1.55 or less, preferably 1.00 to 1.50, especially 1.00 to 1 .20 is more preferred. In the powder of the present invention, the charge amount under HH conditions can be, for example, about −40 to −5 μC/g, but it is not limited to this because it can be changed as appropriate depending on the application, use conditions, etc. . The charge amount under the LL condition can also be -40 to -5 μC/g, but it is not limited to this because it can be changed as appropriate according to the application, use conditions, and the like. Incidentally, in the present invention, the method for measuring these charge amounts is according to the method shown in Test Example 1 below.

2.本発明粉末の製造方法
本発明粉末の製造方法は、上記のような構成・特性を有する粉末が得られる限り、特に制約されない。本発明では、特に、A)無機酸化物粉末にノニオン性界面活性剤及び疎水性付与剤を付与した後に熱処理する工程を含む方法(以下「同時処理」ともいう。)、B)無機酸化物粒子に疎水性付与剤を付与した後に熱処理することにより疎水化無機酸化物粉末を得る工程、前記疎水化無機酸化物粉末にノニオン性界面活性剤を付与した後に熱処理する工程を含む方法(以下「段階処理」ともいう。)等を好適に採用することができる。これらの方法によって、本発明粉末をより確実に得ることができる。
2. Method for Producing the Powder of the Present Invention The method for producing the powder of the present invention is not particularly limited as long as the powder having the constitution and properties as described above can be obtained. In the present invention, in particular, A) a method including a step of applying a nonionic surfactant and a hydrophobicity-imparting agent to an inorganic oxide powder followed by heat treatment (hereinafter also referred to as "simultaneous treatment"), and B) inorganic oxide particles. A method comprising a step of obtaining a hydrophobized inorganic oxide powder by applying a hydrophobicity-imparting agent to the powder and then heat-treating it, and a step of heat-treating after applying a nonionic surfactant to the hydrophobized inorganic oxide powder (hereinafter "step Also referred to as "processing".), etc. can be suitably adopted. By these methods, the powder of the present invention can be obtained more reliably.

その他の方法として、C)表面が予め疎水化処理された疎水化無機酸化物粉末にノニオン性界面活性剤を付与した後に熱処理する工程を含む方法等も好適に採用することができる。上記C)の方法によれば、市販の疎水化無機酸化物粉末を用いることが可能であり、それによって1工程で本発明粉末をより効率的に調製することができる。 As another method, C) a method including a step of applying a nonionic surfactant to a hydrophobized inorganic oxide powder whose surface has been hydrophobized in advance and then heat-treating the powder can be preferably adopted. According to method C) above, it is possible to use a commercially available hydrophobized inorganic oxide powder, thereby more efficiently preparing the powder of the present invention in one step.

<同時処理>
同時処理は、無機酸化物粉末にノニオン性界面活性剤及び疎水性付与剤を付与した後に熱処理する工程を含む方法である。より具体的には、(a)無機酸化物粉末、疎水性付与剤及びノニオン性界面活性剤を含む混合物を調製する工程(混合物調製工程)、(b)前記混合物を100~200℃の温度で熱処理する工程(熱処理工程)を含む方法で好適に製造することができる。
<Simultaneous processing>
The simultaneous treatment is a method including a step of applying a nonionic surfactant and a hydrophobicity-imparting agent to the inorganic oxide powder, followed by heat treatment. More specifically, (a) a step of preparing a mixture containing an inorganic oxide powder, a hydrophobicity imparting agent and a nonionic surfactant (mixture preparation step), (b) the mixture at a temperature of 100 to 200 ° C. It can be suitably produced by a method including a heat treatment step (heat treatment step).

混合物調製工程
無機酸化物粉末を構成する各粒子の表面を疎水性付与剤とノニオン性界面活性剤とで被覆できる方法であれば限定されず、例えば攪拌下で無機酸化物粉末と気化した疎水性付与剤とを混合する方法、あるいは撹拌下で無機酸化物粉末に疎水性付与剤を混合する方法のいずれかで得られる疎水化無機酸化物粉末に対してノニオン性界面活性剤を噴霧する方法、撹拌下で疎水性付与剤とノニオン性界面活性剤の混合物を噴霧する方法等を好適に採用することができる。
Mixture preparation step The method is not limited as long as the surface of each particle constituting the inorganic oxide powder can be coated with a hydrophobicity imparting agent and a nonionic surfactant, for example, the inorganic oxide powder and the vaporized hydrophobic A method of spraying a nonionic surfactant on a hydrophobized inorganic oxide powder obtained by either a method of mixing with an imparting agent or a method of mixing a hydrophobicity imparting agent with an inorganic oxide powder under stirring, A method of spraying a mixture of a hydrophobicity-imparting agent and a nonionic surfactant under stirring, or the like can be suitably employed.

この場合、疎水性付与剤、ノニオン性界面活性剤、疎水性付与剤とノニオン性界面活性剤との混合物は、いずれも必要に応じて溶媒(例えばヘキサン、トルエン、メタノール等の有機溶剤)に溶解又は分散させた状態で用いることもできる。その場合の各成分の濃度は、用いる疎水性付与剤又はノニオン性界面活性剤の種類等に応じて適宜設定することができる。 In this case, the hydrophobicity-imparting agent, the nonionic surfactant, and the mixture of the hydrophobicity-imparting agent and the nonionic surfactant are all dissolved in a solvent (e.g., an organic solvent such as hexane, toluene, and methanol) as necessary. Or it can also be used in a dispersed state. In that case, the concentration of each component can be appropriately set according to the type of hydrophobicity-imparting agent or nonionic surfactant to be used.

また、本発明では、必要に応じて、混合物中に水、触媒(アミン等)を適宜配合することもできる。 In addition, in the present invention, water and a catalyst (amine, etc.) can be appropriately added to the mixture, if necessary.

混合物調製工程における温度条件は、特に限定されず、例えば10~40℃の範囲内であれば良いが、これに限定されない。また、雰囲気は、通常は不活性ガス雰囲気で実施することが好ましい。例えば、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス等を好適に用いることができる。 The temperature conditions in the mixture preparation step are not particularly limited, and may be, for example, within the range of 10 to 40° C., but are not limited thereto. Moreover, the atmosphere is preferably an inert gas atmosphere. For example, nitrogen gas, helium gas, argon gas, etc. can be preferably used.

無機酸化物粒子、疎水性付与剤及びノニオン性界面活性剤の種類、使用量等については、前記「1.表面改質無機酸化物粉末」で説明したものと同様のものを採用することができる。 The types and amounts of the inorganic oxide particles, the hydrophobicity-imparting agent, and the nonionic surfactant may be the same as those described in "1. Surface-modified inorganic oxide powder" above. .

熱処理工程
熱処理工程においては、前記の工程で得られた混合物を100~200℃の温度で熱処理する。
Heat Treatment Step In the heat treatment step, the mixture obtained in the above step is heat treated at a temperature of 100 to 200.degree.

熱処理工程における熱処理温度は、限定的ではないが、通常は100~200℃(特に150~200℃)とすることが好ましい。熱処理温度が200℃を超える場合は、ノニオン性界面活性剤の一部分解が生じる場合がある。また、100℃未満の場合は、疎水性付与剤による十分な表面改質が行われず、所望の疎水率が得られなくなるおそれがある。 Although the heat treatment temperature in the heat treatment step is not limited, it is usually preferably 100 to 200° C. (especially 150 to 200° C.). If the heat treatment temperature exceeds 200°C, partial decomposition of the nonionic surfactant may occur. On the other hand, if the temperature is less than 100° C., the surface is not sufficiently modified by the hydrophobicity-imparting agent, and the desired hydrophobicity may not be obtained.

熱処理雰囲気は、前記工程と同様、通常は不活性ガス雰囲気で実施することが好ましい。例えば、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス等を好適に用いることができる。特に、密閉された反応器中で前記工程を実施し、そのまま継続として当該雰囲気を維持した状態で熱処理工程を好適に実施することができる。 As for the heat treatment atmosphere, it is usually preferable to carry out the heat treatment in an inert gas atmosphere, as in the above process. For example, nitrogen gas, helium gas, argon gas, etc. can be preferably used. In particular, it is possible to carry out the above process in a closed reactor, and continue the heat treatment process while maintaining the atmosphere.

熱処理時間は、疎水性付与剤等が無機酸化物粉末を構成する各粒子の表面に固定化(固着)するのに十分な時間とすれば良く、例えば10~200分程度とすることができるが、これに限定されない。 The heat treatment time may be a time sufficient for the hydrophobicity-imparting agent or the like to be fixed (adhered) to the surface of each particle constituting the inorganic oxide powder, and can be, for example, about 10 to 200 minutes. , but not limited to.

<段階処理>
段階処理は、無機酸化物粒子に疎水性付与剤を付与した後に熱処理することにより疎水化無機酸化物粉末を得る工程、前記疎水化無機酸化物粉末にノニオン性界面活性剤を付与した後に熱処理する工程を含む方法である。
<Step processing>
The stepwise treatment includes a step of obtaining a hydrophobized inorganic oxide powder by applying a hydrophobicity-imparting agent to the inorganic oxide particles and then heat-treating, and a step of applying a nonionic surfactant to the hydrophobized inorganic oxide powder and then heat-treating. It is a method comprising steps.

より具体的には、例えば(a)無機酸化物粒子及び疎水性付与剤を含む第1混合物を調製する工程(第1混合物調製工程)、(b)前記第1混合物を100~360℃の温度で熱処理する工程(第1熱処理工程)、(c)前記第1熱処理工程によって得られた混合物とノニオン性界面活性剤とを含む第2混合物を調製する工程(第2混合物調製工程)(d)前記第2混合物を100~200℃の温度で熱処理する工程(第2熱処理工程)を含む方法により好適に製造することができる。 More specifically, for example, (a) a step of preparing a first mixture containing inorganic oxide particles and a hydrophobicity imparting agent (first mixture preparation step), (b) the first mixture is heated to a temperature of 100 to 360 ° C. (first heat treatment step), (c) preparing a second mixture containing the mixture obtained by the first heat treatment step and a nonionic surfactant (second mixture preparation step) (d) It can be suitably produced by a method including a step of heat-treating the second mixture at a temperature of 100 to 200° C. (second heat-treating step).

この場合、疎水性付与剤、ノニオン性界面活性剤は、必要に応じて溶媒(例えばヘキサン、トルエン、メタノール等の有機溶剤)に溶解又は分散させた状態で用いることもできる。その場合の有機ケイ素化合物濃度は、用いる有機ケイ素化合物の種類等に応じて適宜設定することができる。 In this case, the hydrophobicity-imparting agent and the nonionic surfactant can be used after being dissolved or dispersed in a solvent (for example, an organic solvent such as hexane, toluene, and methanol) as necessary. The concentration of the organosilicon compound in that case can be appropriately set according to the type of the organosilicon compound used.

また、本発明では、必要に応じて、混合物中に水、触媒(アミン等)を適宜配合することもできる。 In addition, in the present invention, water and a catalyst (amine, etc.) can be appropriately blended in the mixture, if necessary.

第1混合物調製工程
第1混合物調製工程では、無機酸化物粒子及び疎水性付与剤を含む第1混合物を調製する。
First Mixture Preparing Step In the first mixture preparing step, a first mixture containing inorganic oxide particles and a hydrophobicity-imparting agent is prepared.

この工程における温度条件は、特に限定されず、例えば10~40℃の範囲内であれば良いが、これに限定されない。また、雰囲気は、通常は不活性ガス雰囲気で実施することが好ましい。例えば、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス等を好適に用いることができる。 The temperature conditions in this step are not particularly limited, and may be, for example, within the range of 10 to 40° C., but are not limited thereto. Moreover, the atmosphere is preferably an inert gas atmosphere. For example, nitrogen gas, helium gas, argon gas, etc. can be preferably used.

無機酸化物粒子及び疎水性付与剤の種類、使用量等については、前記「1.表面改質無機酸化物粉末」で説明したものと同様のものを採用することができる。 Regarding the types and amounts of the inorganic oxide particles and the hydrophobicity-imparting agent, the same ones as described in the above "1. Surface-modified inorganic oxide powder" can be employed.

第1熱処理工程
第1熱処理工程では、前記の工程で得られた第1混合物を100~360℃の温度で熱処理する。
First Heat Treatment Step In the first heat treatment step, the first mixture obtained in the above step is heat treated at a temperature of 100 to 360.degree.

熱処理温度は、限定的ではないが、通常は100~360℃とし、特に150~300℃とすることが好ましい。熱処理温度が360℃を超える場合は、疎水性付与剤の一部分解が生じる場合がある。また、100℃未満の場合は、疎水性付与剤による十分な表面改質が行われず、所望の疎水率が得られなくなるおそれがある。 Although the heat treatment temperature is not limited, it is usually 100 to 360°C, preferably 150 to 300°C. If the heat treatment temperature exceeds 360°C, the hydrophobicity-imparting agent may be partially decomposed. On the other hand, if the temperature is less than 100° C., the surface is not sufficiently modified by the hydrophobicity-imparting agent, and the desired hydrophobicity may not be obtained.

熱処理雰囲気は、前記工程と同様、通常は不活性ガス雰囲気で実施することが好ましい。例えば、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス等を好適に用いることができる。特に、密閉された反応器中で前記工程を実施し、そのまま継続として当該雰囲気を維持した状態で熱処理工程を好適に実施することができる。 As for the heat treatment atmosphere, it is usually preferable to carry out the heat treatment in an inert gas atmosphere, as in the above process. For example, nitrogen gas, helium gas, argon gas, etc. can be preferably used. In particular, it is possible to carry out the above process in a closed reactor, and continue the heat treatment process while maintaining the atmosphere.

熱処理時間は、疎水性付与剤が無機酸化物粉末を構成する各粒子の表面に固定化(固着)するのに十分な時間とすれば良く、例えば10~200分程度とすることができるが、これに限定されない。 The heat treatment time may be a time sufficient for the hydrophobicity-imparting agent to be immobilized (adhered) to the surface of each particle constituting the inorganic oxide powder, and can be, for example, about 10 to 200 minutes. It is not limited to this.

第2混合物調製工程
第2混合物調製工程では、前記第1熱処理工程によって得られた混合物とノニオン性界面活性剤とを含む第2混合物を調製する。
Second Mixture Preparation Step In the second mixture preparation step, a second mixture containing the mixture obtained by the first heat treatment step and a nonionic surfactant is prepared.

この工程における温度条件は、特に限定されず、例えば10~40℃の範囲内であれば良いが、これに限定されない。また、雰囲気は、通常は不活性ガス雰囲気で実施することが好ましい。例えば、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス等を好適に用いることができる。 The temperature conditions in this step are not particularly limited, and may be, for example, within the range of 10 to 40° C., but are not limited thereto. Moreover, the atmosphere is preferably an inert gas atmosphere. For example, nitrogen gas, helium gas, argon gas, etc. can be preferably used.

ノニオン性界面活性剤の種類、使用量等については、前記「1.表面改質無機酸化物粉末」で説明したものと同様のものを採用することができる。 As for the type and amount of the nonionic surfactant, the same ones as those explained in the above "1. Surface-modified inorganic oxide powder" can be adopted.

第2熱処理工程
第2熱処理工程では、第2混合物調製工程で得られた第2混合物を100~200℃の温度で熱処理する。
Second Heat Treatment Step In the second heat treatment step, the second mixture obtained in the second mixture preparation step is heat treated at a temperature of 100 to 200.degree.

熱処理温度は、限定的ではないが、通常は100~200℃とし、特に100~150℃とすることが好ましい。熱処理温度が200℃を超える場合は、ノニオン性界面活性剤の一部分解が生じる場合がある。また、100℃未満の場合は、ノニオン性界面活性剤による十分な表面改質が行われず、所望の特性が得られなくなるおそれがある。 Although the heat treatment temperature is not limited, it is usually 100 to 200°C, preferably 100 to 150°C. If the heat treatment temperature exceeds 200°C, partial decomposition of the nonionic surfactant may occur. On the other hand, if the temperature is less than 100° C., sufficient surface modification by the nonionic surfactant may not be performed, and desired properties may not be obtained.

熱処理雰囲気は、前記工程と同様、通常は不活性ガス雰囲気で実施することが好ましい。例えば、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス等を好適に用いることができる。特に、密閉された反応器中で前記工程を実施し、そのまま継続として当該雰囲気を維持した状態で熱処理工程を好適に実施することができる。 As for the heat treatment atmosphere, it is usually preferable to carry out the heat treatment in an inert gas atmosphere, as in the above process. For example, nitrogen gas, helium gas, argon gas, etc. can be preferably used. In particular, it is possible to carry out the above process in a closed reactor, and continue the heat treatment process while maintaining the atmosphere.

熱処理時間は、ノニオン性界面活性剤が無機酸化物粉末を構成する各粒子の表面に均一に配置、固定化するのに十分な時間とすれば良く、例えば10~200分程度とすることができるが、これに限定されない。 The heat treatment time may be a time sufficient for the nonionic surfactant to be uniformly arranged and fixed on the surface of each particle constituting the inorganic oxide powder, for example, it can be about 10 to 200 minutes. but not limited to this.

3.本発明粉末の使用
本発明粉末は、前記「1.表面改質無機酸化物粉末」で示した特性を備えているので、無機酸化物粒子(特に気相法による無機酸化物粒子)の優れた特性とともに、HH条件及びLL条件との間での帯電量差が小さく制御されているという優れた帯電安定性(環境安定性)を発揮することができる。
3. Use of the powder of the present invention Since the powder of the present invention has the characteristics shown in the above "1. Surface-modified inorganic oxide powder", it is an excellent inorganic oxide particle (especially inorganic oxide particles obtained by a vapor phase method). In addition to the characteristics, it is possible to exhibit excellent charging stability (environmental stability) in which the charge amount difference between the HH condition and the LL condition is controlled to be small.

それゆえに、本発明粉末は、例えばトナー、粉末塗料等の添加剤(特にトナー用外添剤)として好適に用いることができる。従って、本発明は、本発明粉末と結着性樹脂粒子とを含む電子写真用トナー組成物又は粉体塗料組成物(以下、両者をまとめて「本発明組成物」ともいう。)も包含する。 Therefore, the powder of the present invention can be suitably used as an additive (especially an external additive for toner) for toners, powder coatings, and the like. Therefore, the present invention also includes an electrophotographic toner composition or a powder coating composition containing the powder of the present invention and the binder resin particles (hereinafter both are collectively referred to as the "composition of the present invention"). .

本発明組成物は、上述の本発明の表面改質無機酸化物粉末を含むものであり、その組成、その製造方法等には特に制限はなく、公知の組成及び方法を採用することもできる。 The composition of the present invention contains the surface-modified inorganic oxide powder of the present invention described above, and its composition, its production method, etc. are not particularly limited, and known compositions and methods can be employed.

本発明組成物中における本発明粉末の含有量は、所望の特性向上効果が得られる限り、特に制限されないが、通常は0.1~5.0重量%程度含有されていることが好ましい。本発明組成物中の本発明粉末の含有量が0.1重量%未満では、本発明粉末を添加したことによる流動性の改善効果あるいは帯電性の環境安定化効果が十分に得られないことがある。また、本発明粉末の含有量が5.0重量%を超えると、本発明粉末単独で行動するものが増え、例えば画像、クリーニング性等に問題が生じるおそれがある。 The content of the powder of the present invention in the composition of the present invention is not particularly limited as long as the desired effect of improving properties can be obtained, but it is usually preferably contained in an amount of about 0.1 to 5.0% by weight. If the content of the powder of the present invention in the composition of the present invention is less than 0.1% by weight, the addition of the powder of the present invention may not sufficiently improve the fluidity or stabilize the environmental stability of electrification. be. On the other hand, if the content of the powder of the present invention exceeds 5.0% by weight, many of the powders of the present invention act alone, and there is a possibility that problems may occur, for example, in image quality and cleanability.

本発明組成物では、結着性樹脂粒子のほか、必要に応じて、例えば顔料、電荷制御剤(帯電制御剤)、ワックス等が含まれていても良い。これらの成分は、公知又は市販のトナー組成物と同様とすることもできる。また、トナーのタイプは、負帯電性のトナーが好ましいが、それ以外の点については特に限定されない。従って、例えば、磁性又は非磁性の1成分系トナー又は2成分系トナーのいずれでも良い。さらには、モノクロ又はカラーのどちらでも良い。 The composition of the present invention may contain pigments, charge control agents (charge control agents), waxes, etc., if necessary, in addition to the binding resin particles. These ingredients can also be similar to known or commercially available toner compositions. Further, the type of toner is preferably negatively charged toner, but is not particularly limited in other respects. Therefore, for example, either magnetic or non-magnetic one-component toner or two-component toner may be used. Furthermore, either monochrome or color may be used.

なお、本発明の電子写真用トナー組成物では、外添剤としての本発明粉末は、単独で使用される場合に限られず、目的に応じて他の金属酸化物微粉末と併用しても良い。例えば、本発明の疎水率無機酸化物粉末と、他の表面改質された乾式シリカ微粉末、表面改質された乾式酸化チタン微粉末、表面改質された湿式酸化チタン微粉末等を必要に応じて併用することができる。 In the electrophotographic toner composition of the present invention, the powder of the present invention as an external additive is not limited to being used alone, and may be used in combination with other metal oxide fine powder depending on the purpose. . For example, the hydrophobic inorganic oxide powder of the present invention, other surface-modified dry-type silica fine powder, surface-modified dry-type titanium oxide fine powder, surface-modified wet-type titanium oxide fine powder, etc. are required. They can be used in combination depending on the situation.

以下に実施例及び比較例を示し、本発明の特徴をより具体的に説明する。ただし、本発明の範囲は、実施例に限定されない。 EXAMPLES Examples and comparative examples are shown below to describe the features of the present invention more specifically. However, the scope of the present invention is not limited to the examples.

[実施例1]
BET比表面積が200m/gの気相法シリカ(商品名AEROSIL(登録商標)200,日本アエロジル製)を反応槽に入れ、窒素雰囲気下、撹拌しながら粉体100gに対して疎水性付与剤としてヘキサメチルジシラザン(商品名Dynasylan(登録商標)HMDS,Evonik Industries AG製)15.0gをスプレーし、150℃で60分加熱撹拌後に冷却し、疎水性付与剤で表面処理された疎水化無機酸化物粉末1を得た。
その後、窒素雰囲気下、疎水化無機酸化物粉末1に対して、ノニオン性界面活性剤としてラウリン酸グリセリン10.0gをヘキサン10gに溶解させた溶液をスプレーし、100℃まで加熱後冷却し、表面改質無機酸化物粉末1を得た。
[Example 1]
Vapor-phase silica (trade name: AEROSIL® 200, manufactured by Nippon Aerosil) having a BET specific surface area of 200 m 2 /g is placed in a reaction tank, and a hydrophobicity-imparting agent is added to 100 g of powder while stirring in a nitrogen atmosphere. As, 15.0 g of hexamethyldisilazane (trade name Dynasylan (registered trademark) HMDS, manufactured by Evonik Industries AG) was sprayed, heated and stirred at 150 ° C. for 60 minutes, cooled, and a hydrophobized inorganic material surface-treated with a hydrophobicity imparting agent. An oxide powder 1 was obtained.
After that, in a nitrogen atmosphere, a solution obtained by dissolving 10.0 g of glycerol laurate in 10 g of hexane as a nonionic surfactant was sprayed on the hydrophobized inorganic oxide powder 1, heated to 100 ° C. and then cooled. A modified inorganic oxide powder 1 was obtained.

[実施例2]
疎水化無機酸化物粉末1に対して、ノニオン性界面活性剤としてペンタエチレングリコールモノデシルエーテル10.0gを用いた以外は、実施例1と同様の処理を行い、表面改質無機酸化物粉末2を得た。
[Example 2]
Hydrophobized inorganic oxide powder 1 was treated in the same manner as in Example 1 except that 10.0 g of pentaethylene glycol monodecyl ether was used as a nonionic surfactant, and surface-modified inorganic oxide powder 2 was obtained. got

[実施例3]
疎水化無機酸化物粉末1に対して、ノニオン性界面活性剤としてビス-2-ヒドロキシエチルイソトリデシロキシプロピルアミン(商品名Tomamine(登録商標)E-17-2,Evonik Industries AG製)10.0gを用いた以外は、実施例1と同様の処理を行い、表面改質無機酸化物粉末3を得た。
[Example 3]
10.0 g of bis-2-hydroxyethylisotridecyloxypropylamine (trade name Tomamine (registered trademark) E-17-2, manufactured by Evonik Industries AG) as a nonionic surfactant per 1 of the hydrophobized inorganic oxide powder A surface-modified inorganic oxide powder 3 was obtained by performing the same treatment as in Example 1 except that .

[実施例4]
疎水化無機酸化物粉末1に対して、ノニオン性界面活性剤としてビス-2-ヒドロキシエチルイソデシロキシプロピルアミン(商品名Tomamine(登録商標)E-14-2,Evonik Industries AG製)10.0gを用いた以外は、実施例1と同様の処理を行い、表面改質無機酸化物粉末4を得た。
[Example 4]
10.0 g of bis-2-hydroxyethylisodecyloxypropylamine (trade name Tomamine (registered trademark) E-14-2, manufactured by Evonik Industries AG) as a nonionic surfactant per 1 of the hydrophobized inorganic oxide powder A surface-modified inorganic oxide powder 4 was obtained by performing the same treatment as in Example 1 except that .

[実施例5]
疎水化無機酸化物粉末1に対して、ノニオン性界面活性剤としてポリ-(5)-オキシエチレンイソデシロキシプロピルアミン(商品名Tomamine(登録商標)E-14-5,Evonik Industries AG製)10.0gを用いた以外は実施例1と同様の処理を行い、表面改質無機酸化物粉末5を得た。
[Example 5]
Poly-(5)-oxyethylene isodecyloxypropylamine (trade name Tomamine (registered trademark) E-14-5, manufactured by Evonik Industries AG) as a nonionic surfactant is added to 1 of the hydrophobized inorganic oxide powder 10. A surface-modified inorganic oxide powder 5 was obtained by performing the same treatment as in Example 1 except that 0.0 g was used.

[実施例6]
疎水化無機酸化物粉末1に対して、ノニオン性界面活性剤としてポリビス-(2-ヒドロキシエチル)オキシエチレンココアルキロキシプロピルアミン(商品名Tomamine(登録商標)E-C-15,Evonik Industries AG製)10.0gを用いた以外は実施例1と同様の処理を行い、表面改質無機酸化物粉末6を得た。
[Example 6]
For hydrophobized inorganic oxide powder 1, polybis-(2-hydroxyethyl)oxyethylene cocoalkyloxypropylamine (trade name Tomamine (registered trademark) EC-15, manufactured by Evonik Industries AG) is added as a nonionic surfactant. ) A surface-modified inorganic oxide powder 6 was obtained by performing the same treatment as in Example 1, except that 10.0 g was used.

[実施例7]
疎水化された無機酸化物粉末の市販品としてAEROSIL(登録商標)R974(日本アエロジル社製)を用い、これにノニオン性界面活性剤としてビス-2-ヒドロキシエチルイソトリデシロキシプロピルアミン(商品名Tomamine(登録商標)E-17-2,Evonik Industries AG製)10.0gをスプレーし、100℃まで加熱後冷却し、表面改質無機酸化物粉末7を得た。
[Example 7]
AEROSIL (registered trademark) R974 (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) is used as a commercially available hydrophobized inorganic oxide powder, and bis-2-hydroxyethylisotridecyloxypropylamine (trade name: Tomamine (registered trademark) E-17-2, manufactured by Evonik Industries AG) was sprayed, heated to 100° C. and then cooled to obtain surface-modified inorganic oxide powder 7 .

[実施例8]
疎水性付与剤としてイソブチルトリメトキシシラン(商品名Dynasylan(登録商標)IBTMO,Evonik Industries AG製)15.0gを用いたほかは、実施例3と同様の処理を行い、表面改質無機酸化物粉末8を得た。
[Example 8]
Except for using 15.0 g of isobutyltrimethoxysilane (trade name: Dynasylan (registered trademark) IBTMO, manufactured by Evonik Industries AG) as a hydrophobicity imparting agent, the same treatment as in Example 3 was performed to obtain a surface-modified inorganic oxide powder. got 8.

[実施例9]
疎水性付与剤としてジメチルシリコーンオイル(商品名KF-96-100CS,信越化学工業製)20.0gを用い、加熱条件を300℃で20分とした以外は、実施例3と同様の処理を行い、表面改質無機酸化物粉末9を得た。
[Example 9]
The same treatment as in Example 3 was performed except that 20.0 g of dimethyl silicone oil (trade name KF-96-100CS, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was used as a hydrophobicity imparting agent, and the heating conditions were set to 300 ° C. for 20 minutes. , a surface-modified inorganic oxide powder 9 was obtained.

[実施例10]
BET比表面積が50m/gの気相法シリカ(商品名AEROSIL(登録商標)50,日本アエロジル製)を用い、ヘキサメチルジシラザン(商品名Dynasylan(登録商標)HMDS,Evonik Industries AG 製)3.8g、ビス-2-ヒドロキシエチルイソトリデシロキシプロピルアミン(商品名Tomamine(登録商標)E-17-2,Evonik Industries AG製)2.5gを用いたほかは、実施例3と同様の処理を行い、表面改質無機酸化物粉末10を得た。
[Example 10]
Gas-phase silica (trade name: AEROSIL (registered trademark) 50, manufactured by Nippon Aerosil) having a BET specific surface area of 50 m 2 /g was used, and hexamethyldisilazane (trade name: Dynasylan (registered trademark) HMDS, manufactured by Evonik Industries AG) was used. The same treatment as in Example 3 was performed except that 2.5 g of bis-2-hydroxyethylisotridecyloxypropylamine (trade name Tomamine (registered trademark) E-17-2, manufactured by Evonik Industries AG) was used. A surface-modified inorganic oxide powder 10 was obtained.

[実施例11]
BET比表面積が380m/gの気相法シリカ(商品名AEROSIL(登録商標)380,日本アエロジル製)を用い、ヘキサメチルジシラザン(商品名Dynasylan(登録商標)HMDS,Evonik Industries AG製)28.5g、ビス-2-ヒドロキシエチルイソトリデシロキシプロピルアミン(商品名Tomamine(登録商標)E-17-2,Evonik Industries AG製)19.0gを用いたほかは、実施例3と同様の処理を行い、表面改質無機酸化物粉末11を得た。
[Example 11]
Gas-phase silica (trade name: AEROSIL (registered trademark) 380, manufactured by Nippon Aerosil) having a BET specific surface area of 380 m 2 /g was used, and hexamethyldisilazane (trade name: Dynasylan (registered trademark) HMDS, manufactured by Evonik Industries AG) 28 The same treatment as in Example 3 was performed except that 19.0 g of bis-2-hydroxyethylisotridecyloxypropylamine (trade name Tomamine (registered trademark) E-17-2, manufactured by Evonik Industries AG) was used. A surface-modified inorganic oxide powder 11 was obtained.

[実施例12]
BET比表面積が100m/gの気相法アルミナ(商品名AEROXIDE(登録商標)Alu C,Evonik Industries AG製)を用い、疎水性付与剤としてイソブチルトリメトキシシラン(商品名Dynasylan(登録商標)IBTMO,Evonik Industries AG製)7.5g、ビス-2-ヒドロキシエチルイソトリデシロキシプロピルアミン(商品名Tomamine(登録商標)E-17-2,Evonik Industries AG製)5.0gを用いたほかは、実施例1と同様の処理を行い、表面改質無機酸化物粉末12を得た。
[Example 12]
Vapor-phase alumina (trade name: AEROXIDE (registered trademark) Alu C, manufactured by Evonik Industries AG) having a BET specific surface area of 100 m 2 /g was used, and isobutyltrimethoxysilane (trade name: Dynasylan (registered trademark) IBTMO) was used as a hydrophobicity imparting agent. , manufactured by Evonik Industries AG) and bis-2-hydroxyethylisotridecyloxypropylamine (trade name Tomamine (registered trademark) E-17-2, manufactured by Evonik Industries AG) 5.0 g. A surface-modified inorganic oxide powder 12 was obtained by performing the same treatment as in Example 1.

[実施例13]
BET比表面積が90m/gの気相法チタニア(商品名AEROXIDE(登録商標)TiO P90,日本アエロジル製)を用い、疎水性付与剤としてイソブチルトリメトキシシラン(商品名Dynasylan(登録商標)IBTMO,Evonik Industries AG製)6.8g、ビス-2-ヒドロキシエチルイソトリデシロキシプロピルアミン(商品名Tomamine(登録商標)E-17-2,Evonik Industries AG製)4.5gを用いたほかは、実施例1と同様の処理を行い、表面改質無機酸化物粉末13を得た。
[Example 13]
Vapor-phase titania (trade name: AEROXIDE (registered trademark) TiO 2 P90, manufactured by Nippon Aerosil) having a BET specific surface area of 90 m 2 /g was used, and isobutyltrimethoxysilane (trade name: Dynasylan (registered trademark) IBTMO) was used as a hydrophobicity imparting agent. , manufactured by Evonik Industries AG) and 4.5 g of bis-2-hydroxyethylisotridecyloxypropylamine (trade name Tomamine (registered trademark) E-17-2, manufactured by Evonik Industries AG). A surface-modified inorganic oxide powder 13 was obtained by performing the same treatment as in Example 1.

[実施例14]
BET比表面積が170m/gの気相法シリカアルミナ複合酸化物(商品名 AEROSIL(登録商標)MOX 170,Evonik Industries AG製)とし、疎水性付与剤としてイソブチルトリメトキシシラン(商品名Dynasylan(登録商標)IBTMO,Evonik Industries AG製)12.8g、ビス-2-ヒドロキシエチルイソトリデシロキシプロピルアミン(商品名Tomamine(登録商標)E-17-2,Evonik Industries AG製)8.5gを用いたほかは、実施例1と同様の処理を行い、表面改質無機酸化物粉末14を得た。
[Example 14]
A vapor-phase method silica-alumina composite oxide (trade name: AEROSIL (registered trademark) MOX 170, manufactured by Evonik Industries AG) having a BET specific surface area of 170 m 2 /g was used, and isobutyltrimethoxysilane (trade name: Dynasylan (registered trademark)) was used as a hydrophobicity imparting agent. Trademark) IBTMO, manufactured by Evonik Industries AG) 12.8 g, and bis-2-hydroxyethylisotridecyloxypropylamine (trade name Tomamine (registered trademark) E-17-2, manufactured by Evonik Industries AG) 8.5 g. was treated in the same manner as in Example 1 to obtain a surface-modified inorganic oxide powder 14.

[実施例15]
疎水化無機酸化物粉末1に対して、ノニオン性界面活性剤としてビス-2-ヒドロキシエチルイソトリデシロキシプロピルアミン(商品名Tomamine(登録商標)E-17-2,Evonik Industries AG製)3.0gを用いた以外は、実施例1と同様の処理を行い、表面改質無機酸化物粉末15を得た。
[Example 15]
3.0 g of bis-2-hydroxyethylisotridecyloxypropylamine (trade name Tomamine (registered trademark) E-17-2, manufactured by Evonik Industries AG) as a nonionic surfactant per 1 of the hydrophobized inorganic oxide powder A surface-modified inorganic oxide powder 15 was obtained by performing the same treatment as in Example 1 except that .

[実施例16]
疎水化無機酸化物粉末1に対してノニオン性界面活性剤としてビス-2-ヒドロキシエチルイソトリデシロキシプロピルアミン(商品名Tomamine(登録商標)E-17-2,Evonik Industries AG製)5.0gを用いた以外は、実施例1と同様の処理を行い、表面改質無機酸化物粉末16を得た。
[Example 16]
5.0 g of bis-2-hydroxyethylisotridecyloxypropylamine (trade name Tomamine (registered trademark) E-17-2, manufactured by Evonik Industries AG) as a nonionic surfactant was added to 1 of the hydrophobized inorganic oxide powder. A surface-modified inorganic oxide powder 16 was obtained by performing the same treatment as in Example 1 except that the powder was used.

[実施例17]
疎水化無機酸化物粉末1に対して、ノニオン性界面活性剤としてビス-2-ヒドロキシエチルイソトリデシロキシプロピルアミン(商品名Tomamine(登録商標)E-17-2,Evonik Industries AG製)20.0gを用いた以外は、実施例1と同様の処理を行い、表面改質無機酸化物粉末17を得た。
[Example 17]
20.0 g of bis-2-hydroxyethylisotridecyloxypropylamine (trade name Tomamine (registered trademark) E-17-2, manufactured by Evonik Industries AG) as a nonionic surfactant for 1 of the hydrophobized inorganic oxide powder A surface-modified inorganic oxide powder 17 was obtained by performing the same treatment as in Example 1 except that .

[実施例18]
疎水化無機酸化物粉末1に対して、ノニオン性界面活性剤としてビス-2-ヒドロキシエチルイソトリデシロキシプロピルアミン(商品名Tomamine(登録商標)E-17-2,Evonik Industries AG製)30.0gを用いた以外は、実施例1と同様の処理を行い、表面改質無機酸化物粉末18を得た。
[Example 18]
30.0 g of bis-2-hydroxyethylisotridecyloxypropylamine (trade name Tomamine (registered trademark) E-17-2, manufactured by Evonik Industries AG) as a nonionic surfactant per hydrophobized inorganic oxide powder 1 A surface-modified inorganic oxide powder 18 was obtained by performing the same treatment as in Example 1 except that .

[比較例1]
疎水化無機酸化物粉末1に対して、ノニオン性界面活性剤に替えてアニオン性界面活性剤であるステアリン酸ナトリウム10.0gをエタノール10gに溶解させた溶液を用いた以外は、実施例1と同様の処理を行い、表面改質無機酸化物粉末19を得た。
[Comparative Example 1]
Example 1 except that a solution obtained by dissolving 10.0 g of anionic surfactant sodium stearate in 10 g of ethanol was used instead of the nonionic surfactant for the hydrophobized inorganic oxide powder 1. A surface-modified inorganic oxide powder 19 was obtained by performing the same treatment.

[比較例2]
疎水化無機酸化物粉末1に対して、ノニオン性界面活性剤に替えてカチオン性界面活性剤である臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム10.0gをエタノール30gに溶解させた溶液を用いた以外は、実施例1と同様の処理を行い、表面改質無機酸化物粉末20を得た。
[Comparative Example 2]
For the hydrophobized inorganic oxide powder 1, except that a solution in which 10.0 g of hexadecyltrimethylammonium bromide, which is a cationic surfactant, was dissolved in 30 g of ethanol instead of the nonionic surfactant was used. A surface-modified inorganic oxide powder 20 was obtained by performing the same treatment as in Example 1.

[比較例3]
BET比表面積が200m/gの気相法シリカ(商品名AEROSIL(登録商標)200,日本アエロジル製)を反応槽に入れ、窒素雰囲気下で撹拌しながらこの粉体100gに対してノニオン性界面活性剤ビス-2-ヒドロキシエチルイソトリデシロキシプロピルアミン(商品名Tomamine(登録商標)E-17-5,Evonik Industries AG製)10.0gをスプレーし、100℃まで加熱後に冷却し、表面改質無機酸化物粉末21を得た。
[Comparative Example 3]
Vapor-phase silica (trade name: AEROSIL (registered trademark) 200, manufactured by Nippon Aerosil) having a BET specific surface area of 200 m 2 /g is placed in a reaction tank, and while stirring under a nitrogen atmosphere, 100 g of this powder is subjected to nonionic interface Spray 10.0 g of activator bis-2-hydroxyethylisotridecyloxypropylamine (trade name Tomamine (registered trademark) E-17-5, manufactured by Evonik Industries AG), heat to 100 ° C. and then cool to modify the surface. An inorganic oxide powder 21 was obtained.

[比較例4]
疎水化無機酸化物粉末1に対して、ノニオン性界面活性剤としてビス-2-ヒドロキシエチルイソトリデシロキシプロピルアミン(商品名Tomamine(登録商標)E-17-2,Evonik Industries AG製)1.0gを用いた以外は、実施例1と同様の処理を行い、表面改質無機酸化物粉末22を得た。
[Comparative Example 4]
1.0 g of bis-2-hydroxyethylisotridecyloxypropylamine (trade name Tomamine (registered trademark) E-17-2, manufactured by Evonik Industries AG) as a nonionic surfactant per 1 of the hydrophobized inorganic oxide powder A surface-modified inorganic oxide powder 22 was obtained by performing the same treatment as in Example 1 except that .

[比較例5]
疎水化無機酸化物粉末1に対して、ノニオン性界面活性剤としてビス-2-ヒドロキシエチルイソトリデシロキシプロピルアミン(商品名Tomamine(登録商標)E-17-2,Evonik Industries AG製)40.0gを用いた以外は、実施例1と同様の処理を行い、表面改質無機酸化物粉末23を得た。
[Comparative Example 5]
40.0 g of bis-2-hydroxyethylisotridecyloxypropylamine (trade name Tomamine (registered trademark) E-17-2, manufactured by Evonik Industries AG) as a nonionic surfactant per hydrophobized inorganic oxide powder 1 A surface-modified inorganic oxide powder 23 was obtained by performing the same treatment as in Example 1 except that .

[比較例6]
疎水性付与剤としてヘキサメチルジシラザン(商品名Dynasylan(登録商標)HMDS,Evonik Industries AG製)5.0gを用いた以外は、実施例1と同様の処理を行い、疎水化無機酸化物粉末10と表面改質無機酸化物粉末24を得た。
[Comparative Example 6]
The same treatment as in Example 1 was performed except that 5.0 g of hexamethyldisilazane (trade name Dynasylan (registered trademark) HMDS, manufactured by Evonik Industries AG) was used as a hydrophobicity-imparting agent. and surface-modified inorganic oxide powder 24 was obtained.

[試験例1]
各実施例及び比較例で得られた各表面改質無機酸化物粉末について、下記の諸物性について測定した。その結果を表1に示す。
[Test Example 1]
The following physical properties were measured for each surface-modified inorganic oxide powder obtained in each example and comparative example. Table 1 shows the results.

(1)疎水率
容量200mLのビーカーに撹拌子、水50mLを入れ、測定試料0.2gを加える。マグネチックスターラーで撹拌を行う。撹拌スピードは液面上の粉体が舞い上がらない程度にする。ビュレットにメタノールを入れ、ビュレットの先端を液中に入れて撹拌しながらメタノールをゆっくり液中に混合する。液面上に測定試料が認められなくなった点を終点とし、その時点のメタノール滴下量(mL)を次の式にあてはめ、疎水率(%)を求める。

疎水率(%)=[滴下量/(滴下量+50)]×100

また、この試験においてはメタノールを150mL滴下した場合、ビーカーが一杯となり、それ以上滴下できなくなる。その場合の疎水率は[150/(150+50)]×100=75%より「>75%」と表記する。すなわち、疎水率の上限は、理論上100%となるが、上記のように測定の方式上75%を超える場合は測定することができないため、75%を超えるものは「>75%」と表記する。
(1) Hydrophobicity A stirrer and 50 mL of water are placed in a 200 mL beaker, and 0.2 g of a measurement sample is added. Stir with a magnetic stirrer. The stirring speed should be set so that the powder on the surface of the liquid does not rise up. Methanol is put into a burette, the tip of the burette is put into the liquid, and the methanol is slowly mixed into the liquid while stirring. The end point is defined as the point at which no sample is observed on the liquid surface, and the amount of methanol dropped (mL) at that point is applied to the following formula to obtain the hydrophobicity (%).

Hydrophobicity (%) = [Dripping amount / (Dripping amount + 50)] x 100

In addition, in this test, when 150 mL of methanol is dropped, the beaker becomes full and no more drops can be made. The hydrophobicity in that case is expressed as “>75%” from [150/(150+50)]×100=75%. That is, the upper limit of the hydrophobicity is theoretically 100%, but since it cannot be measured when it exceeds 75% due to the method of measurement as described above, those exceeding 75% are indicated as ">75%". do.

(2)トナー帯電量
ノニオン性界面活性剤処理無機酸化物2.0gと負帯電性トナー(ポリエステル樹脂、平均粒径7μm)98.0gとをミキサーにて撹拌混合してトナー組成物を得た。その後、このトナー組成物2.0gと鉄粉キャリア(シリコーン樹脂コートフェライト、平均粒径35μm)48.0gとをガラス容器(75mL容量)に入れ、混合物を調製した。帯電量を測定するための試料として前記混合物の同じものを2つ用意し、一つの試料は高温高湿(HH条件:温度35℃、相対湿度80%)で40時間静置した。また、もう一つの試料は低温低湿(LL条件:温度10℃、相対湿度10%)環境下に40時間静置した。
上記の各条件にて調製された各試料をターブラーミキサーで24rpmにて10分間振とうさせ、混合物0.05gを採取し、トレックジャパン株式会社製ブローオフ帯電量測定装置(MODEL230TO)で帯電量の測定を行った。
(2) Charge amount of toner A toner composition was obtained by stirring and mixing 2.0 g of a nonionic surfactant-treated inorganic oxide and 98.0 g of a negatively chargeable toner (polyester resin, average particle size: 7 µm) in a mixer. . Then, 2.0 g of this toner composition and 48.0 g of an iron powder carrier (silicone resin-coated ferrite, average particle size of 35 μm) were placed in a glass container (75 mL volume) to prepare a mixture. Two samples of the same mixture were prepared as samples for measuring the charge amount, and one sample was allowed to stand at high temperature and high humidity (HH conditions: temperature 35° C., relative humidity 80%) for 40 hours. Another sample was allowed to stand in a low temperature and low humidity environment (LL conditions: temperature 10° C., relative humidity 10%) for 40 hours.
Each sample prepared under the above conditions was shaken with a Turbula mixer at 24 rpm for 10 minutes, 0.05 g of the mixture was sampled, and the charge amount was measured using a blow-off charge amount measuring device (MODEL 230TO) manufactured by Trek Japan Co., Ltd. I made a measurement.

Figure 2023067180000005
Figure 2023067180000005

表1の結果からも明らかなように、実施例の表面改質無機酸化物粉末は、本発明で規定する特性を全て満たしており、優れた帯電安定性を有していることがわかる。 As is clear from the results in Table 1, the surface-modified inorganic oxide powders of Examples satisfy all of the properties defined in the present invention and have excellent charging stability.

Claims (8)

無機酸化物粒子とその粒子表面に形成されている皮膜とを含む複合粒子からなる粉末であって、
(1)前記皮膜は、疎水性付与剤及びノニオン性界面活性剤を含み、
(2)前記粉末の疎水率が40%以上である、
ことを特徴とする表面改質無機酸化物粉末。
A powder composed of composite particles containing inorganic oxide particles and a coating formed on the particle surface,
(1) the film contains a hydrophobicity imparting agent and a nonionic surfactant,
(2) the powder has a hydrophobicity of 40% or more,
A surface-modified inorganic oxide powder characterized by:
ノニオン性界面活性剤の含有量(g)を無機酸化物粒子のBET比表面積(m/g)で除した値が0.015~0.150である、請求項1に記載の表面改質無機酸化物粉末。 The surface modification according to claim 1, wherein the value obtained by dividing the content (g) of the nonionic surfactant by the BET specific surface area (m 2 /g) of the inorganic oxide particles is 0.015 to 0.150. Inorganic oxide powder. ノニオン性界面活性剤が、下記一般式(1):
Figure 2023067180000006
[式中Rは、直鎖型又は分岐型であって、不飽和結合を有していても良い炭素数8~18の炭化水素基を示し、xは1以上の整数、nは2以上の整数をそれぞれ示し、x及びnはn>xを満たす。]
で表される3級アミノ基由来の基本骨格を有するエトキシ化脂肪族アミンである、請求項1又は2に記載の表面改質無機酸化物粉末。
The nonionic surfactant has the following general formula (1):
Figure 2023067180000006
[In the formula, R represents a straight-chain or branched hydrocarbon group having 8 to 18 carbon atoms which may have an unsaturated bond, x is an integer of 1 or more, and n is 2 or more. Each denote an integer, and x and n satisfy n>x. ]
3. The surface-modified inorganic oxide powder according to claim 1 or 2, which is an ethoxylated aliphatic amine having a basic skeleton derived from a tertiary amino group represented by:
疎水性付与剤が、
(a)下記一般式(2):
Figure 2023067180000007
(式中、Rは、炭素数1以上18以下の炭化水素基を表し、R、R及びRは、互いに同一又は異なって、塩素原子、ヒドロキシ基又は炭素数1~3のアルコキシ基を示す。)で示されるアルキルシラン類、
(b)シリコーンオイル及び
(c)ヘキサメチルジシラザン
からなる群から選択された少なくとも1種である、請求項1~3のいずれかに記載の表面改質無機酸化物粉末。
Hydrophobicity-imparting agent
(a) the following general formula (2):
Figure 2023067180000007
(In the formula, R 1 represents a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms; R 2 , R 3 and R 4 are the same or different from each other and are a chlorine atom, a hydroxy group, or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms; group.) Alkylsilanes represented by
The surface-modified inorganic oxide powder according to any one of claims 1 to 3, which is at least one selected from the group consisting of (b) silicone oil and (c) hexamethyldisilazane.
無機酸化物粒子が、気相法シリカ粒子、気相法アルミナ粒子及び気相法チタニア粒子からなる群から選択された少なくとも1種であり、かつ、そのBET比表面積が30~400m/gである、請求項1~4のいずれかに記載の表面改質無機酸化物粉末。 The inorganic oxide particles are at least one selected from the group consisting of fumed silica particles, fumed alumina particles and fumed titania particles, and have a BET specific surface area of 30 to 400 m 2 /g. The surface-modified inorganic oxide powder according to any one of claims 1 to 4. 当該表面改質無機酸化物粒子を負帯電性ポリエステル系結着性樹脂粒子に外添したトナーにおいて、温度10℃・相対湿度10%の条件下で40時間経過した時の帯電量CLL(μC/g)を、温度35℃・相対湿度80%の条件下で40時間経過した時の帯電量CHH(μC/g)で除した値[CLL/CHH]が1.55以下である、請求項1~5のいずれかに記載の表面改質無機酸化物粉末。 The charge amount C LL (μC /g) divided by the charge amount C HH (μC/g) after 40 hours at a temperature of 35° C. and a relative humidity of 80% [C LL /C HH ] is 1.55 or less. , The surface-modified inorganic oxide powder according to any one of claims 1 to 5. 請求項1~6のいずれかに記載の表面改質無機酸化物粉末を含むトナー用又は粉体塗料用の外添剤。 An external additive for toners or powder coatings containing the surface-modified inorganic oxide powder according to any one of claims 1 to 6. 請求項7に記載の外添剤と結着性樹脂粒子とを含む電子写真用トナー組成物又は粉体塗料組成物。 An electrophotographic toner composition or powder coating composition comprising the external additive according to claim 7 and binder resin particles.
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