JP2814019B2 - Needle-like magnetite particle powder for magnetic toner and method for producing the same - Google Patents

Needle-like magnetite particle powder for magnetic toner and method for producing the same

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JP2814019B2
JP2814019B2 JP2339927A JP33992790A JP2814019B2 JP 2814019 B2 JP2814019 B2 JP 2814019B2 JP 2339927 A JP2339927 A JP 2339927A JP 33992790 A JP33992790 A JP 33992790A JP 2814019 B2 JP2814019 B2 JP 2814019B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、結晶子サイズが100〜200Åであって、軸比
(長軸径/短軸径)が1.5〜10.0であり、残留磁化値が1
0〜30emu/gである針状マグネタイ粒子からなる磁性トナ
ー用材料粒子粉末及びその製造法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention provides a crystallite size of 100 to 200 mm, an axial ratio (major axis diameter / minor axis diameter) of 1.5 to 10.0, and a remanent magnetization value. Is 1
The present invention relates to a magnetic toner material particle powder comprising acicular magnetite particles of 0 to 30 emu / g and a method for producing the same.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、静電潜像の現像法の一つとして、キャリアを使
用せずに樹脂中にマグネタイト粒子粉末等の磁性粒子粉
末を混合分散させた複合体粒子を現像剤として用いる所
謂一成分系磁性トナーによる現像法が広く知られ、汎用
されている。
Conventionally, as one method of developing an electrostatic latent image, a so-called one-component magnetic toner using, as a developer, composite particles obtained by mixing and dispersing magnetic particles such as magnetite particles in a resin without using a carrier. Is widely known and widely used.

近時、複写機器の高速度化、高画質化、連続化等の高
性能化に伴って、現像剤である磁性トナーの特性向上が
強く要求されており、その為には、磁性粒子粉末が黒色
を呈しているとともに、樹脂との混合性が優れているこ
とが要求される。
In recent years, along with high performance of copying machines, such as higher speed, higher image quality, and continuity, there has been a strong demand for improved characteristics of a magnetic toner as a developer. It is required to have a black color and to be excellent in mixing with a resin.

この事実は、特開昭55−65406号公報の「一般に、こ
のような一成分方式における磁性トナー用の磁性粉には
次のような諸特性が要求される。‥‥iv)実用に耐える
黒さをもつこと。磁性トナー中には、着色剤を含有させ
ることもできるが、粉体それ自身が黒色を有し、着色剤
は使用しない方が好ましい。‥‥vii)樹脂との混合性
がよいこと。‥‥トナー中の微視的混合度がトナーの特
性にとって重要となる。‥‥」なる記載の通りである。
This fact is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-65406, entitled "Generally, the following characteristics are required for magnetic powders for magnetic toners in such a one-component system. The magnetic toner may contain a colorant, but it is preferable that the powder itself has a black color and no colorant is used. Good thing: the degree of microscopic mixing in the toner is important for the properties of the toner. "

マグネタイト粒子粉末と樹脂との混合性の向上の為に
は、マグネタイト粒子粉末の分散性が優れていることが
必要であり、その為には、残留磁化値が可及的に小さい
ことによって磁気的な凝集力が小さいものであることが
要求される。
In order to improve the mixing property between the magnetite particle powder and the resin, it is necessary that the magnetite particle powder be excellent in dispersibility. High cohesion is required.

尚、特開昭63−128356号公報の「‥‥1KOeの磁場の強
さは、本発明の磁性カプセルトナーを用いて現像を行う
際の現像スリーブ付近の磁場の強さにほぼ対応するもの
である。」なる記載の通り、磁性トナーは一般に、1KOe
程度の外部磁場の下で使用されるので、磁性トナーに含
有されるマグネタイト粒子粉末の残留磁化値も1KOeの外
部磁場をかけた後における値が出来るだけ小さいことが
望まれる。
Incidentally, the magnetic field strength of KO1KOe in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-128356 almost corresponds to the magnetic field strength near the developing sleeve when developing using the magnetic capsule toner of the present invention. The magnetic toner is generally 1KOe.
Since it is used under an external magnetic field of a degree, it is desired that the residual magnetization value of the magnetite particle powder contained in the magnetic toner be as small as possible after applying an external magnetic field of 1 KOe.

一方、細線再現性、階調性に優れた磁性トナーは、特
開平1−221754号公報の「‥‥5μm以下のトナー粒子
が‥‥画質の鮮鋭さの問題点の解決に有効である‥‥」
なる記載の通り、小粒径化が望まれる。しかし、小粒径
化に伴い磁性トナー表面積が増大するため、磁性トナー
粒子の帯電量は適正値から異常に増大する。
On the other hand, a magnetic toner having excellent fine line reproducibility and gradation is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-2221754, "{5 μm or less toner particles are effective in solving the problem of sharpness of image quality}. "
As described, it is desired to reduce the particle size. However, since the surface area of the magnetic toner increases as the particle diameter decreases, the charge amount of the magnetic toner particles abnormally increases from an appropriate value.

このような現象は、磁性粒子粉末の樹脂との混合性、
すなわち、結着樹脂への分散性や密着性を高めるために
行われる磁性粒子粉末の疎水化処理によっても起こって
いる。
Such a phenomenon is due to the mixing of the magnetic particles with the resin,
That is, it also occurs due to the hydrophobic treatment of the magnetic particle powder performed to enhance the dispersibility and adhesion to the binder resin.

この事実は、特開平2−97968号公報の「‥‥磁性粉
の疎水化処理によって、トナーそのものの抵抗が上がり
‥‥磁性トナーの帯電量は適性値からより増大する方向
へ変動するものである。帯電量が適正値から、異常に増
大するとスリーブ上でのトナーのコート層厚みが不均一
化したり、画像濃度が低下したりし、画像の品質を落す
結果となる。‥‥」なる記載の通りである。
This fact indicates that the resistance of the toner itself increases due to the hydrophobic treatment of the magnetic powder described in JP-A-2-97968. The charge amount of the magnetic toner fluctuates from an appropriate value to a further increasing direction. If the charge amount is abnormally increased from an appropriate value, the thickness of the toner coat layer on the sleeve becomes uneven, the image density is reduced, and the image quality is reduced. It is on the street.

従来、磁性トナー用磁性粒子粉末として用いられてい
るマグネタイト粒子粉末は、第一鉄塩水溶液と該第一
鉄塩水溶液中のFe+2に対し当量以上のアルカリ性水溶液
とを反応して得られたpH10以上の水酸化第一鉄コロイド
を含む懸濁液に、酸素含有ガスを通気することにより得
られる八面体を呈したマグネタイト粒子粉末(特公昭44
−668号公報)、第一鉄塩水溶液と該第一鉄塩水溶液
中のFe+2に対し0.80〜0.99当量の水酸化アルカリとを反
応して得られた水酸化第一鉄コロイドを含む第一鉄塩反
応水溶液に、酸素含有ガスを通気することにより、球状
マグネタイト粒子を生成させる第一段と、該第一段反応
終了後、残存Fe+2に対し1.00当量以上の水酸化アルカリ
を添加してpH10以上で加熱酸化することにより得られる
球状を呈したマグネタイト粒子粉末(特公昭62−51208
号公報)、又は、針状ゲータイト粒子を200〜600℃の
温度範囲で加熱脱水して得られた針状ヘマタイト粒子を
還元ガス中、300〜500℃の温度範囲で加熱還元して得ら
れる乾式法の針状マグネタイト粒子粉末を用いた磁性ト
ナー(特開昭54−158931号公報など)等が挙げられる。
Conventionally, magnetite particle powder used as magnetic particle powder for magnetic toner was obtained by reacting an aqueous solution of ferrous salt with an aqueous solution of an equivalent or more of Fe +2 in the aqueous solution of ferrous salt. Octahedral magnetite particle powder obtained by aerating an oxygen-containing gas into a suspension containing ferrous hydroxide colloid having a pH of 10 or more (Japanese Patent Publication No.
-668), a ferrous hydroxide colloid obtained by reacting an aqueous ferrous salt solution with 0.80 to 0.99 equivalents of alkali hydroxide with respect to Fe + 2 in the aqueous ferrous salt solution. To the ferrous salt reaction aqueous solution, by aerating an oxygen-containing gas, the first stage for producing spherical magnetite particles, and after the first stage reaction, adding 1.00 equivalent or more of alkali hydroxide to the remaining Fe + 2. Spherical magnetite particle powder obtained by heating and oxidizing at pH 10 or higher (Japanese Patent Publication No. 62-51208)
Publication), or a dry type obtained by heating and dehydrating acicular hematite particles obtained by heating and dehydrating acicular goethite particles in a temperature range of 200 to 600 ° C. in a reducing gas at a temperature range of 300 to 500 ° C. And magnetic toners using the acicular magnetite particles of the method (Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-158931).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

近時の複写機器の高速度化、高画質化、連続化等の高
性能化が進む中においては、樹脂との混合性を高めるた
めに各種界面活性剤やカップリング剤等でマグネタイト
粒子の粒子表面を疎水化処理されているが、マグネタイ
ト粒子の粒子形状が前出の八面体又は前出の球状で
ある場合には、磁性トナー粒子の粒子表面に当該マグネ
タイト粒子の一部を露出させることが困難であるため帯
電量が適正値より大きくなりやすい。
In recent years, as the performance of copying equipment has increased, such as speed, image quality, and continuity, magnetite particles have been improved with various surfactants and coupling agents in order to enhance the compatibility with resins. Although the surface is hydrophobized, when the particle shape of the magnetite particles is the aforementioned octahedron or the aforementioned spherical shape, it is possible to expose a part of the magnetite particles on the particle surface of the magnetic toner particles. Because of the difficulty, the charge amount tends to be larger than an appropriate value.

前出の針状マグネタイト粒子粉末は、針状であるか
ら磁性トナー粒子の粒子表面にその一部が露出するの
で、磁性トナー粒子表面の抵抗を下げ帯電量を安定させ
ることができるが、加熱脱水や加熱還元による熱処理に
よって生起した粒子の焼結によって樹脂との混合性が劣
化すると共に、加熱還元によって得られたマグネタイト
粒子は、残留磁化値が30emu/gを越えるほど高くなるた
め磁気的な凝集も起こり易くなる。
Since the aforementioned acicular magnetite particle powder is acicular, a part thereof is exposed on the surface of the magnetic toner particles, so that the resistance of the surface of the magnetic toner particles can be lowered and the charge amount can be stabilized. Sintering caused by heat treatment by heat or heat reduction reduces the miscibility with the resin, and the magnetite particles obtained by heat reduction increase as the residual magnetization value exceeds 30 emu / g, resulting in magnetic aggregation. Also easily occur.

また、前出特開平2−97968号公報に開示されている
表面が疎水化処理された磁性粉と疎水化処理していない
針状の非磁性金属酸化物とを少なくとも含有する磁性ト
ナーにあっては、針状の非磁性金属酸化物としての含水
酸化鉄やヘマタイト等が黄褐色乃至赤褐色であるので黒
色度を阻害する。
A magnetic toner disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-97968 contains at least a magnetic powder whose surface is subjected to hydrophobic treatment and a non-magnetic metal oxide in the form of a needle which has not been subjected to hydrophobic treatment. The iron oxide hydrous or hematite as a needle-shaped nonmagnetic metal oxide has a yellowish brown or reddish brown color, which impairs blackness.

そこで、本発明は、黒色を呈していると共に、残留磁
化値が低いので磁気的な凝集力が小さくて、乾式法のよ
うに還元雰囲気での熱処理による焼結を生起させていな
いので樹脂との混合性が優れており、しかも、磁性トナ
ー粒子の粒子表面から露出させることのできる針状マグ
ネタイト粒子粉末を得ることを技術的課題とするもので
ある。
Therefore, the present invention has a black color and a low remanent magnetization value, so that the magnetic cohesion is small, and sintering by a heat treatment in a reducing atmosphere is not caused as in the dry method. It is an object of the present invention to obtain acicular magnetite particles which have excellent mixing properties and can be exposed from the surface of the magnetic toner particles.

〔課題を解決する為の手段〕[Means for solving the problem]

本発明者は、前述の技術的課題について種々検討を重
ねた結果、本発明に到達したのである。
The present inventor has made various studies on the above-mentioned technical problems, and as a result, has arrived at the present invention.

即ち、本発明は、結晶子サイズが100〜200Åであっ
て、軸比が1.5〜10.0であり、外部磁場1KOeにおける残
留磁化値が10〜30emu/gである針状マグネタイト粒子か
らなる磁性トナー用針状マグネタイト粒子粉末及び針状
レピッドクロサイト粒子を200〜500℃の温度範囲で加熱
脱水して得られた針状マグヘマイト粒子を、第一鉄塩水
溶液と水酸化アルカリ水溶液とを反応させて得られた水
酸化第一鉄コロイドを含むアルカリ性懸濁液中に分散さ
せ、当該懸濁液を非酸化性雰囲気において40〜100℃の
温度範囲で加熱攪拌することによって針状マグネタイト
粒子を生成させることからなる磁性トナー用針状マグネ
タイト粒子粉末の製造法である。
That is, the present invention is for a magnetic toner comprising needle-like magnetite particles having a crystallite size of 100 to 200 °, an axial ratio of 1.5 to 10.0, and a residual magnetization value of 10 to 30 emu / g in an external magnetic field of 1 KOe. The acicular maghemite particles obtained by heating and dehydrating the acicular magnetite particle powder and the acicular lipid crocite particles in a temperature range of 200 to 500 ° C. are reacted with an aqueous ferrous salt solution and an aqueous alkali hydroxide solution. Disperse in the resulting alkaline suspension containing ferrous hydroxide colloid, and heat and stir the suspension in a non-oxidizing atmosphere in a temperature range of 40 to 100 ° C. to generate acicular magnetite particles. And a method for producing acicular magnetite particle powder for a magnetic toner.

次に、本発明実施にあたっての諸条件について述べ
る。
Next, conditions for implementing the present invention will be described.

本発明の針状マグネタイト粒子の結晶子サイズは100
〜200Åである。200Åを越える場合には、保磁力と飽和
磁化値が高くなることにより、残留磁化値もまた高くな
りすぎるので好ましくない。
The crystallite size of the acicular magnetite particles of the present invention is 100
~ 200. If it exceeds 200 °, the coercive force and the saturation magnetization increase, so that the residual magnetization also becomes too high.

100Å未満のものを得ようとすると針状レピッドクロ
サイト粒子の生成条件、加熱脱水及びマグネタイト粒子
の生成の制御が著しく困難となるため工業的ではない。
If it is desired to obtain a material having a particle size of less than 100 °, it is not industrial because it is extremely difficult to control the conditions for forming acicular lipid crocite particles, heat dehydration and the generation of magnetite particles.

本発明の針状マグネタイト粒子の軸比(長軸径/短軸
径)は1.5〜10.0であり、好ましくは2.0〜6.0である。
軸比が1.5未満の場合には、磁性トナー粒子の粒子表面
に露出させることができなくなるため帯電量を適正に保
つことができなくなる。軸比が10.0を越える場合には、
形状異方性により残留磁化値が高くなるため好ましくな
い。
The axial ratio (major axis diameter / minor axis diameter) of the acicular magnetite particles of the present invention is from 1.5 to 10.0, and preferably from 2.0 to 6.0.
If the axial ratio is less than 1.5, the magnetic toner particles cannot be exposed on the surface of the magnetic toner particles, so that the charge amount cannot be properly maintained. If the axial ratio exceeds 10.0,
It is not preferable because the residual magnetization value increases due to shape anisotropy.

尚、平均長軸径は0.1〜1.0μmである。 Incidentally, the average major axis diameter is 0.1 to 1.0 μm.

本発明の針状マグネタイト粒子の残留磁化値(σr)
は10〜30emu/gである。30emu/gを越える場合には、乾式
法で得られる針状マグネタイト粒子と同様に磁気的な凝
集力が強くなり好ましくない。10emu/g未満のものは、
結晶子サイズを小さくしないといけないため前記理由と
同様に工業的ではない。
Residual magnetization value (σr) of the acicular magnetite particles of the present invention
Is 10 to 30 emu / g. If it exceeds 30 emu / g, the magnetic cohesive force is undesirably high as in the case of the acicular magnetite particles obtained by the dry method. Those with less than 10 emu / g
Since it is necessary to reduce the crystallite size, it is not industrial as in the above reason.

尚、外部磁場1KOeにおける保磁力は150〜300 Oeであ
る。
The coercive force at an external magnetic field of 1 KOe is 150 to 300 Oe.

本発明においては、出発物として、針状レピッドクロ
サイト粒子粉末を用いる。例えば、特公昭36−21705号
公報、特公昭37−2006号公報、特公昭43−2214号公報等
に開示されている技術手段や窯業協会誌第86巻第9号
(1978年)第381〜387頁に示される「‥‥水酸化鉄(I
I)の沈澱を中性付近の水溶液中で酸化する際に微量の
リン酸塩を添加するとγ−FeOOHが単相で得られ、‥
‥」なる記載の通りの技術手段によって針状レピッドク
ロサイト粒子粉末を得ることができる。
In the present invention, acicular lipid crocite particle powder is used as a starting material. For example, the technical means disclosed in JP-B-36-21705, JP-B-37-2006, JP-B-43-2214, and the like, and the Ceramic Industry Association, Vol. 86, No. 9 (1978), No. 381- "‥‥ Iron hydroxide (I
When a small amount of phosphate is added when the precipitate of I) is oxidized in a neutral aqueous solution, γ-FeOOH is obtained in a single phase.
The needle-like lipid closite particle powder can be obtained by the technical means as described in "‥".

本発明において用いられる針状レピッドクロサイト粒
子の平均長軸径は0.1〜1.0μmであり、軸比(長軸径/
短軸径)は1.5〜10.0である。
The average major axis diameter of the acicular lipid crocite particles used in the present invention is 0.1 to 1.0 μm, and the axial ratio (major axis diameter /
Short axis diameter) is 1.5 to 10.0.

本発明においては、針状レピッドクロサイト粒子を20
0〜500℃の温度範囲、好ましくは200〜350℃の温度範囲
で加熱脱水して針状マグヘマイト粒子を得る。200℃未
満の場合には、充分に脱水されないため、マグネタイト
粒子の生成の際に針状を維持できなくなる。500℃を越
える場合には、ヘマタイトが混在し、結晶子サイズも大
きくなるため好ましくない。
In the present invention, acicular lipid clocite particles
By heating and dehydrating in a temperature range of 0 to 500 ° C, preferably in a temperature range of 200 to 350 ° C, acicular maghemite particles are obtained. If the temperature is lower than 200 ° C., it is not sufficiently dehydrated, so that it is not possible to maintain a needle shape when magnetite particles are formed. If the temperature exceeds 500 ° C., hematite is mixed, and the crystallite size is undesirably large.

本発明における第一鉄塩水溶液としては、硫酸第一
鉄、塩化第一鉄などを用いることができる。
As the aqueous ferrous salt solution in the present invention, ferrous sulfate, ferrous chloride and the like can be used.

本発明における水酸化アルカリ水溶液としては、水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水などを用
いることができる。
As the aqueous alkali hydroxide solution in the present invention, sodium hydroxide, potassium hydroxide, aqueous ammonia and the like can be used.

本発明における第一鉄塩水溶液と水酸化アルカリ水溶
液とを反応して得られた水酸化第一鉄コロイドを含む懸
濁液はアルカリ性である。アルカリ性の理由は、酸性で
は充分に水酸化第一鉄コロイドが生成せず、第一鉄塩が
残存するため好ましくない。そのpHは10を越えることが
望ましい。
The suspension containing the ferrous hydroxide colloid obtained by reacting the aqueous ferrous salt solution and the aqueous alkali hydroxide solution in the present invention is alkaline. The reason for the alkalinity is not preferable because the ferrous hydroxide colloid is not sufficiently formed in the acidic state and the ferrous salt remains. Preferably, the pH is above 10.

尚、第一鉄塩水溶液の添加量は、針状マグヘマイト粒
子に対してFeに換算して17.0〜38.0重量%、好ましくは
25.0〜36.0重量%である。17.0重量%未満の場合には、
充分なマグネタイト化ができず黒色度が不充分であり、
38.0重量%を越える場合には、未反応の水酸化第一鉄コ
ロイドが混入する。
The addition amount of the aqueous ferrous salt solution is 17.0 to 38.0% by weight in terms of Fe with respect to the acicular maghemite particles, preferably
25.0-36.0% by weight. If less than 17.0% by weight,
Insufficient blackness due to insufficient magnetite conversion,
If it exceeds 38.0% by weight, unreacted ferrous hydroxide colloid is mixed.

本発明においては、懸濁液を40〜100℃の温度範囲で
加熱攪拌する。40℃未満の場合には、反応性が充分でな
くマグネタイト化が困難である。100℃を越える場合に
は、オートクレーブなどの装置を必要とするために工業
的ではない。
In the present invention, the suspension is heated and stirred in a temperature range of 40 to 100 ° C. If the temperature is lower than 40 ° C., the reactivity is not sufficient, and it is difficult to make magnetite. If the temperature exceeds 100 ° C., it is not industrial because an apparatus such as an autoclave is required.

また、加熱攪拌する場合の雰囲気は、非酸化性雰囲気
であり、酸化性雰囲気の場合には、水酸化第一鉄コロイ
ドの酸化が起こり針状マグヘマイト粒子のマグネタイト
化が阻害される。
The atmosphere in the case of heating and stirring is a non-oxidizing atmosphere. In the case of an oxidizing atmosphere, the ferrous hydroxide colloid is oxidized and the formation of magnetite of the acicular maghemite particles is inhibited.

〔作用〕[Action]

先ず、本発明において最も重要な点は、針状マグネタ
イト粒子の結晶子サイズが極めて小さいので残留磁化値
が10〜30emu/gと低く、しかも、軸比が1.5〜10.0である
点である。
First, the most important point in the present invention is that since the crystallite size of the acicular magnetite particles is extremely small, the residual magnetization value is as low as 10 to 30 emu / g, and the axial ratio is 1.5 to 10.0.

核晶として針状レピッドクロサイト粒子を用いて500
℃未満の温度で加熱脱水することにより結晶子サイズの
小さな針状マグヘマイト粒子を得ることができ、続い
て、水酸化第一鉄コロイドを含むアルカリ性懸濁液中に
前記針状マグヘマイト粒子を分散させて、非酸化性雰囲
気において40〜100℃の温度範囲で加熱攪拌することに
よって針状マグネタイト粒子を生成させる湿式反応によ
つてのみ本発明の針状マグネタイト粒子が得られる。
500 needle needle crocite particles as nuclei
By heating and dehydrating at a temperature lower than 0 ° C., acicular maghemite particles having a small crystallite size can be obtained, and then dispersing the acicular maghemite particles in an alkaline suspension containing ferrous hydroxide colloid. The acicular magnetite particles of the present invention can be obtained only by a wet reaction in which acicular magnetite particles are formed by heating and stirring in a non-oxidizing atmosphere at a temperature in the range of 40 to 100 ° C.

一方、500℃を越える高温で加熱脱水した場合には、
針状ヘマタイト粒子となり結晶子サイズも大きくなり、
マグネタイトとする場合に針状性を保持することができ
なくなる。
On the other hand, when dehydration by heating at a high temperature exceeding 500 ℃,
It becomes acicular hematite particles and the crystallite size increases,
When magnetite is used, needle-like properties cannot be maintained.

尚、核晶として針状ゲータイト粒子を用いた場合に
は、加熱脱水しても針状ヘマタイト粒子となるために好
ましくない。
In addition, when needle-like goethite particles are used as the nucleus, it is not preferable because even heating dehydration results in needle-like hematite particles.

次に、前記針状マグヘマイト粒子を用いて、前述の湿
式反応によってのみ結晶子サイズの成長を抑制すること
ができ、残留磁化値が低く、湿式反応により粒子同志が
焼結することもなく分散性に優れた針状マグネタイト粒
子が得られる。
Next, by using the acicular maghemite particles, the growth of crystallite size can be suppressed only by the above-mentioned wet reaction, the remanence value is low, and the particles do not sinter due to the wet reaction, and dispersibility can be reduced. Excellent acicular magnetite particles can be obtained.

この湿式反応としては、例えば、特公昭51−9719号公
報に開示されている技術手段を用いて核晶を前記針状マ
グヘマイト粒子とすることで前記針状マグネタイト粒子
が得られる。
As the wet reaction, the acicular magnetite particles can be obtained by converting a nucleus crystal into the acicular maghemite particles using a technical means disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 51-9719.

尚、湿式反応による技術手段としては、例えば、USP
第2631085号公報に開示されるFe2O3・H2OとFeO・H2Oと
を混合して懸濁液とし、約200°F(約93℃)の温度に
加熱してFe3O4とする方法もあるが、この方法は、得ら
れるFe3O4の針状性の保持が困難なので好ましくない。
In addition, as a technical means by wet reaction, for example, USP
A suspension by mixing a Fe 2 O 3 · H 2 O and FeO · H 2 O as disclosed in Japanese Patent No. 2631085, is heated to a temperature of about 200 ° F (about 93 ℃) Fe 3 O There is also a method of setting 4 , but this method is not preferable because it is difficult to maintain the needle shape of the obtained Fe 3 O 4 .

また、前記針状マグヘマイト粒子を前述の水素ガスな
どの還元性ガスを通気し加熱還元する乾式法により針状
マグネタイト粒子とした場合にも、結晶子サイズが200
Åを越える程大きくなり、残留磁化値も高くなると共
に、加熱処理により粒子同志が焼結するために樹脂との
混合性も悪くなる。
Also, when the acicular maghemite particles are formed into acicular magnetite particles by a dry method in which a reducing gas such as the above-described hydrogen gas is passed and heated and reduced, the crystallite size is 200 μm.
When Å is exceeded, the particle size increases, the remanence value increases, and the particles are sintered by the heat treatment, so that the mixing property with the resin deteriorates.

〔実施例〕〔Example〕

次に、実施例、比較例並びに参考例により、本発明を
説明する。
Next, the present invention will be described with reference to Examples, Comparative Examples, and Reference Examples.

尚、以下の実施例、比較例並びに参考例における結晶
子サイズは「X線回折装置RAD−IIA型」(理学電機
(株)製)を用いて回折線の測定された半価幅からシラ
ー(Scherrer)の式により求めた値であり、平均長軸径
及び軸比(長軸径/短軸径)は電子顕微鏡写真観察の結
果の平均値であり、保磁力(Hc)、残留磁化値(σr)
及び磁化値(σm)は「振動試料型磁力計VSM−3S−1
5」(東英工業(株)製)を用いて1KOeの外部磁場をか
けた後において測定した値で示した。
In the following Examples, Comparative Examples and Reference Examples, the crystallite size was calculated from the half-value width of the diffraction line using a "X-ray diffractometer RAD-IIA" (manufactured by Rigaku Corporation). The average major axis diameter and the axial ratio (major axis diameter / minor axis diameter) are the average values of the results of electron micrograph observation, and include the coercive force (Hc) and the residual magnetization value (Scherrer). σr)
And the magnetization value (σm) are “Vibrating sample magnetometer VSM-3S-1
5 "(manufactured by Toei Kogyo Co., Ltd.) and a value measured after applying an external magnetic field of 1 KOe.

〈針状レピッドクロサイト粒子の生成〉 参考例1 0.6mol/lのFeSO4水溶液2lを反応容器に入れ、N2ガス5
l/minを通気しながら攪拌し、この水溶液に1.2NのNaOH
水溶液2lを加え、Fe(OH)2コロイドの懸濁液を得た。
液温は45℃とした。
<Production of needle-like lipid crocite particles> Reference Example 1 2 l of a 0.6 mol / l FeSO 4 aqueous solution was put in a reaction vessel, and N 2 gas 5
Stir while aerating l / min, and add 1.2N NaOH to this aqueous solution.
2 l of the aqueous solution was added to obtain a suspension of the Fe (OH) 2 colloid.
The liquid temperature was 45 ° C.

前記懸濁液に0.6mol/lのNa2HPO4水溶液を8ml添加し、
液温45℃を維持したまゝ、15l/minの空気を通気しなが
ら酸化反応を4.5時間して、黄褐色の沈澱を生成させ
た。
8 ml of a 0.6 mol / l Na 2 HPO 4 aqueous solution was added to the suspension,
While maintaining the liquid temperature at 45 ° C., the oxidation reaction was carried out for 4.5 hours while passing air at 15 l / min to produce a tan precipitate.

生成した黄褐色の沈澱を常法により、別、水洗、乾
燥して黄褐色の針状レピッドクロサイト粒子粉末105gを
得た。
The resulting yellow-brown precipitate was separated, washed with water and dried by a conventional method to obtain 105 g of yellow-brown acicular lipid crocite particles.

得られた針状レピッドクロサイト粒子粉末の平均長軸
径は0.36μm、軸比は5.6であった。
The average length of major axis of the obtained acicular lipid crocite particles was 0.36 μm, and the axial ratio was 5.6.

また、図1に示す電子顕微鏡写真(×30000)から明
らかな通り針状であり、図2のX線回折図に示すピーク
はレピッドクロサイトであった。
Further, as is clear from the electron micrograph (× 30,000) shown in FIG. 1, the sample was needle-like, and the peak shown in the X-ray diffraction diagram in FIG. 2 was lipid crocite.

参考例2 0.6mol/lのFeSO4水溶液2lを反応容器に入れ、N2ガス5
l/minを通気しながら攪拌し、この水溶液に1.2NのNaOH
水溶液2lを加え、Fe(OH)2コロイドの懸濁液を得た。
液温は45℃とした。
Reference Example 2 2 l of a 0.6 mol / l FeSO 4 aqueous solution was placed in a reaction vessel, and N 2 gas 5
Stir while aerating l / min, and add 1.2N NaOH to this aqueous solution.
2 l of the aqueous solution was added to obtain a suspension of the Fe (OH) 2 colloid.
The liquid temperature was 45 ° C.

前記懸濁液に0.6mol/lのNa2HPO4水溶液を10ml添加
し、液温45℃を維持したまゝ、15l/minの空気を通気し
ながら酸化反応を4.5時間して、黄褐色の沈澱を生成さ
せた。
10 ml of an aqueous solution of 0.6 mol / l Na 2 HPO 4 was added to the suspension, and while maintaining the liquid temperature at 45 ° C., the oxidation reaction was carried out for 4.5 hours while passing air at 15 l / min to give a yellow-brown color. A precipitate formed.

生成した黄褐色の沈澱を常法により、別、水洗、乾
燥して黄褐色の針状レピッドクロサイト粒子粉末106gを
得た。
The resulting yellow-brown precipitate was separated, washed with water and dried by a conventional method to obtain 106 g of yellow-brown acicular lipid crocite particles.

得られた針状レピッドクロサイト粒子粉末の平均長軸
径は0.26μm、軸比は5.0であった。
The average length of major axis of the obtained acicular lipid crocite particles was 0.26 μm, and the axial ratio was 5.0.

また、電子顕微鏡観察の結果、針状であり、X線回折
の結果、レピッドクロサイトであった。
Further, as a result of observation with an electron microscope, it was acicular, and as a result of X-ray diffraction, it was a lipid closite.

〈針状マグヘマイト粒子の生成〉 実施例1〜2 比較例1〜2; 実施例1 参考例1で得た針状レピツドクロサイト粒子粉末100g
を400℃で5時間加熱脱水して、赤褐色の針状マグヘマ
イト粒子粉末90gを得た。
<Production of Acicular Maghemite Particles> Examples 1-2 Comparative Examples 1-2; Example 1 100 g of acicular lepiddocrosite particles obtained in Reference Example 1
Was heated and dehydrated at 400 ° C. for 5 hours to obtain 90 g of red-brown acicular maghemite particles.

得られた針状マグヘマイト粒子粉末の結晶子サイズは
41Å、平均長軸径は0.28μm、軸比は4.3であった。
The crystallite size of the obtained acicular maghemite particle powder is
The average major axis diameter was 41 mm, and the axial ratio was 4.3.

また、図3に示す電子顕微鏡写真(×30000)から明
らかな通り針状であり、図4のX線回折図に示すピーク
はマグヘマイトであった。
In addition, as is clear from the electron micrograph (× 30000) shown in FIG. 3, it was needle-like, and the peak shown in the X-ray diffraction diagram in FIG. 4 was maghemite.

実施例2、比較例1〜2 被処理針状レピッドクロサイト粒子及び加熱脱水温度
を種々変化させた以外は実施例1と同様にして針状マグ
ヘマイト粒子粉末及び針状ヘマタイト粒子粉末を得た。
Example 2, Comparative Examples 1 and 2 Acicular maghemite particles and acicular hematite particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the treated acicular lipid crocite particles and the heating and dehydrating temperature were variously changed. .

この時の主要製造条件と諸特性を表1に示す。 Table 1 shows the main manufacturing conditions and various characteristics at this time.

〈針状マグネタイト粒子の生成〉 実施例3〜4 比較例3〜6; 実施例3 実施例1で得た針状マグヘマイト粒子粉末50gを500ml
の水に分散した懸濁液に1.7mol/lのFeSO4水溶液184ml
(針状マグヘマイト粒子に対してFeに換算して35重量%
に該当する。)を入れ、N2ガス5l/minを通気しながら攪
拌し、液温を85℃とした。引続き、N2ガス5l/minを通気
しながら該懸濁液に9.0NのNaOH水溶液を加えpHを12.0に
調整し、Fe(OH)2コロイド生成させ、当該懸濁液を85
℃の温度で3時間攪拌して黒色の沈澱を生成させ、生成
した黒色の沈澱を常法により、別、水洗、乾燥して黒
色の針状マグネタイト粒子粉末72gを得た。
<Production of Acicular Magnetite Particles> Examples 3 to 4 Comparative Examples 3 to 6; Example 3 500 ml of 50 g of the acicular maghemite particles obtained in Example 1 was used.
184 ml of 1.7 mol / l FeSO 4 aqueous solution in a suspension dispersed in water
(35% by weight converted to Fe for acicular maghemite particles
Corresponds to. ) Was added thereto and the mixture was stirred while passing N 2 gas at 5 l / min, and the liquid temperature was adjusted to 85 ° C. Subsequently, while passing N 2 gas at 5 l / min, a 9.0N NaOH aqueous solution was added to the suspension to adjust the pH to 12.0, and Fe (OH) 2 colloid was formed.
The mixture was stirred at a temperature of 3 ° C. for 3 hours to form a black precipitate. The formed black precipitate was separately washed with water and dried by a conventional method to obtain 72 g of black needle-like magnetite particles.

得られた針状マグネタイト粒子粉末の結晶子サイズは
144Å、平均長軸径は0.22μm、軸比は4.0であり、保磁
力は219 Oe、残留磁化値は21.8emu/gであった。
The crystallite size of the obtained acicular magnetite particle powder is
144 °, the average major axis diameter was 0.22 μm, the axial ratio was 4.0, the coercive force was 219 Oe, and the residual magnetization value was 21.8 emu / g.

また、図5に示す電子顕微鏡写真(×30000)から明
らかな通り針状であり、図6のX線回折図に示すピーク
はマグネタイトであった。
Further, as is clear from the electron micrograph (× 30,000) shown in FIG. 5, the particles were acicular, and the peak shown in the X-ray diffraction diagram in FIG. 6 was magnetite.

実施例4、比較例3〜4 被処理粒子粉末の種類、第一鉄塩水溶液の添加量、水
酸化アルカリ水溶液の懸濁液のpH並びに生成処理の温度
を種々変化させた以外は、実施例3と同様にしてマグネ
タイト粒子を生成させた。
Example 4 and Comparative Examples 3 and 4 Example 4 except that the kind of the particles to be treated, the amount of the aqueous ferrous salt solution added, the pH of the suspension of the aqueous alkali hydroxide solution, and the temperature of the production treatment were variously changed. In the same manner as in Example 3, magnetite particles were produced.

比較例5〜6 出発物として針状ゲータイト粒子粉末を用い、加熱脱
水した後、H2ガス雰囲気で加熱還元して針状マグネタイ
ト粒子粉末とした。
Comparative Examples 5-6 Needle-like goethite particle powder was used as a starting material, and after heating and dehydration, it was reduced by heating in an H 2 gas atmosphere to obtain needle-like magnetite particle powder.

この時の主要製造条件及び諸特性を表2に示す。 Table 2 shows the main manufacturing conditions and various characteristics at this time.

〔発明の効果〕 本発明に係る針状マグネタイト粒子は、結晶子サイズ
が100〜200Åと小さくて残留磁化値が10〜30emu/gと低
く、しかも、軸比が1.5〜10.0の湿式法で得られた針状
マグネタイト粒子粉末であるから磁気的な凝集力が小さ
く樹脂との混合性にも優れており、磁性トナー粒子の粒
子表面から露出させることができ、黒色を呈しているの
で、静電潜像の現像法に用いる一成分系磁性トナー用材
料粉末として好適である。
(Effect of the Invention) The acicular magnetite particles according to the present invention have a small crystallite size of 100 to 200 °, a low remanent magnetization of 10 to 30 emu / g, and an axial ratio of 1.5 to 10.0, which is obtained by a wet method. Since it is a needle-like magnetite particle powder, it has low magnetic cohesion and excellent mixing with resin, can be exposed from the particle surface of magnetic toner particles, and has a black color, It is suitable as a material powder for a one-component magnetic toner used in a latent image developing method.

尚、本発明の針状マグネタイト粒子を各種界面活性
剤、カップリング剤等で粒子表面を疎水化処理してトナ
ーとしても針状で露出しやすいため適正な帯電量を維持
することができる。
Incidentally, the needle-like magnetite particles of the present invention are hydrophobized on the particle surface with various surfactants, coupling agents and the like, so that the toner is easily exposed as needles, so that an appropriate charge amount can be maintained.

【図面の簡単な説明】 図1は、参考例1で得られた針状レピッドクロサイト粒
子粉末、図3は、実施例1で得られた針状マグヘマイト
粒子粉末及び図5は、実施例3で得られた針状マグネタ
イト粒子粉末のそれぞれの粒子構造を示す電子顕微鏡写
真(×30000)であり、図2、図4及び図6は、参考例
1、実施例1、及び実施例3のそれぞれのX線回折図で
ある。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an acicular lipid closite particle powder obtained in Reference Example 1, FIG. 3 is an acicular maghemite particle powder obtained in Example 1, and FIG. 3 is an electron micrograph (× 30000) showing the particle structure of each of the acicular magnetite particles obtained in Example 3. FIGS. 2, 4 and 6 show Reference Example 1, Example 1, and Example 3. It is each X-ray-diffraction figure.

フロントページの続き (72)発明者 藤岡 和夫 広島県広島市中区舟入南4丁目1番2号 戸田工業株式会社創造センター内 審査官 井上 彌一 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03G 9/083 C01G 9/08Front page of the continuation (72) inventor Fujioka Yaichi Inoue Hiroshima, Hiroshima Prefecture, Naka-ku, Funairiminami 4-chome, in the examiner No. 1 No. 2 Toda Kogyo Co., Ltd. Innovation Center Kazuo (58) investigated the field (Int.Cl. 6, (DB name) G03G 9/083 C01G 9/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】結晶子サイズが100〜200Åであって、軸比
が1.5〜10.0であり、外部磁場1KOeにおける残留磁化値
が10〜30emu/gである針状マグネタイト粒子からなる磁
性トナー用針状マグネタイト粒子粉末。
1. A needle for magnetic toner comprising needle-like magnetite particles having a crystallite size of 100 to 200 °, an axial ratio of 1.5 to 10.0, and a residual magnetization value of 10 to 30 emu / g at an external magnetic field of 1 KOe. Magnetite particle powder.
【請求項2】針状レピッドクロサイト粒子を200〜500℃
の温度範囲で加熱脱水して得られた針状マグヘマイト粒
子を、第一鉄塩水溶液と水酸化アルカリ水溶液とを反応
させて得られた水酸化第一鉄コロイドを含むアルカリ性
懸濁液中に分散させ、当該懸濁液を非酸化性雰囲気にお
いて40〜100℃の温度範囲で加熱撹拌することによって
針状マグネタイト粒子を生成させることを特徴とする請
求項1記載の磁性トナー用針状マグネタイト粒子粉末の
製造法。
2. The method of claim 2, wherein the acicular lipid clocite particles are heated to 200 to 500 ° C.
The needle-shaped maghemite particles obtained by heating and dehydrating in a temperature range of are dispersed in an alkaline suspension containing a ferrous hydroxide colloid obtained by reacting an aqueous ferrous salt solution with an aqueous alkali hydroxide solution. 2. The acicular magnetite particle powder for a magnetic toner according to claim 1, wherein the suspension is heated and stirred in a non-oxidizing atmosphere in a temperature range of 40 to 100 ° C. to produce acicular magnetite particles. Manufacturing method.
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